(57)【要約】【課題】エンジンの燃費の悪化、およびエンジンから排出される未燃焼のＨＣが低減される燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】燃焼室２８に連通する吸気ポート２６１、２６２にそれぞれインジェクタ６１、６２が設置されているため、インジェクタ６１、６２から噴射された燃料の吸気ポート２６１、２６２を隔てる壁部３４への付着が抑制される。制御装置は、吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量に応じてインジェクタ６１、６２からの燃料の噴射時期を制御している。これにより、複数のインジェクタ６１、６２からの燃料の噴射時期をずらすことにより、燃焼室２８に吸入される吸気に燃料濃度の偏りを形成したり、又はそれを解消させたりできる。例えば、早期に噴射した燃料によって、点火装置の近傍に濃い噴霧が形成され、混合気の着火性を高め、排出される未燃焼のＨＣを低減することができる。【選択図】図１
2010281333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に連通する二本以上の吸気ポートと、二本以上の前記吸気ポートの端部にそれぞれ設けられ前記吸気ポートと前記燃焼室との間を開閉する吸気バルブと、を備えるエンジンの燃料噴射制御装置であって、
二本以上の前記吸気ポートにそれぞれ設けられ、前記吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタごとに燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
を備える燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記噴射時期制御手段は、各前記吸気ポートを開閉する前記吸気バルブの開閉時期に応じて前記インジェクタによる燃料の噴射時期を制御する請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
少なくとも１つの前記吸気バルブが前記吸気ポートと前記燃焼室との間を閉塞し、他の前記吸気バルブが前記吸気ポートと前記燃焼室との間を開閉しているとき、閉塞された前記吸気ポートに設けられた前記インジェクタからの燃料の噴射を停止する請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
二本以上の前記インジェクタは、少なくとも一本の早期噴射インジェクタと、前記早期噴射インジェクタを除く後期噴射インジェクタとから構成され、
前記噴射時期制御手段は、前記早期噴射インジェクタからの燃料の噴射時期を前記吸気バルブがリフトする前に設定し、前記後期噴射インジェクタからの燃料の噴射時期を前記早期噴射インジェクタからの燃料の噴射が開始された後に設定する請求項２または３記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記噴射時期制御手段は、前記後期噴射インジェクタからの燃料の噴射時期を、前記早期噴射インジェクタからの噴射が終了した後に設定する請求項５記載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、エンジンの燃料噴射制御装置に関し、特に燃焼室に連通する複数の吸気ポートにそれぞれインジェクタが設けられているエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンは、一つの気筒すなわち一つの燃焼室に複数の吸気ポートおよび吸気バルブを備えている。このように一つの燃焼室当たり複数の吸気ポートを備えるエンジンにおいて、各吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射するインジェクタとして、特許文献１に開示されている技術が公知である。特許文献１に開示されている技術の場合、インジェクタが形成した二つの燃料噴霧は二本の吸気ポートへ分配される。このように、インジェクタから二つの燃料噴霧を形成することにより、二本の吸気ポートを仕切る壁部への燃料の付着は低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２３４５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように一つの燃焼室に二つ以上の吸気ポートが連通する場合、各吸気ポートの内径が異なっていたり、各吸気ポートに設けられる吸気バルブのリフト量が異なっていたり、各吸気ポートを流れる吸気の流量が異なることがある。これらの場合、特許文献１に開示されている技術では、インジェクタの噴孔を非対称に配置し、各吸気ポートへ噴射する燃料の分配比を設定している。
【０００５】
しかしながら、近年のエンジンでは、例えばエンジンの負荷に応じて複数の吸気バルブのうちのいずれかの吸気バルブの開閉を停止したり、リフト量を変更する場合がある。このとき、各吸気ポートを流れる吸気の流量は、吸気バルブのリフト量に応じて変化する。特許文献１に開示されている技術の場合、各吸気ポートに燃料を分配することはできても、各吸気ポートへ噴射する燃料の分配比は変更できない。そのため、エンジンの負荷によって各吸気ポートを流れる吸気の流量が変化すると、インジェクタから噴射された燃料の一部が吸気ポート内にとどまることになる。吸気ポートにとどまった燃料は、燃焼室での燃焼に寄与しない。その結果、エンジンの燃費の悪化を招くという問題がある。また、吸気ポート内にとどまった燃料は、吸気バルブの開弁時に、液状のまま燃焼室に流入する。そのため、燃料の燃焼が不十分となり、エンジンから排出される未燃焼の炭化水素（ＨＣ）の増大を招くという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、エンジンの燃費の悪化、およびエンジンから排出される未燃焼のＨＣが低減される燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、インジェクタは燃焼室に連通する二本以上の吸気ポートにそれぞれ設けられている。そのため、インジェクタからは、各吸気ポートへそれぞれ燃料が噴射される。噴射時期制御手段は、各吸気ポートへ燃料を噴射する各インジェクタからの燃料の噴射時期を、インジェクタごとに制御する。これにより、例えば複数のインジェクタからの燃料の噴射時期をずらすことにより、燃焼室に吸入される吸気に燃料濃度の偏りを形成したり、又はそれを解消させたりできる。例えば、早期に噴射した燃料によって、点火装置の近傍に濃い噴霧が形成され、混合気の着火性を高め、排出される未燃焼のＨＣを低減することができ、また開弁時間が長いエンジン運転条件において、短時間に燃料を噴射し切ると、空気のみがシリンダへ流入する時間が増加し均質な混合気が形成できないが、噴射期間をずらす事により、空気と燃料の割合をより均質にする事ができ出力を向上できる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、吸気バルブの開閉時期に応じてインジェクタによる燃料の噴射時期が制御される。これにより、吸気バルブの開閉にともなって燃焼室に形成される吸気の流れに応じて、燃焼室の内部において適切な燃料の噴霧が形成される。したがって、混合気の着火性を高め、排出される未燃焼のＨＣを低減することができる。
請求項３記載の発明では、少なくとも１つの吸気バルブが吸気ポートと燃焼室との間を閉塞し、他の吸気バルブが吸気ポートと燃焼室との間を開閉しているとき、閉塞された吸気ポートに設けられたインジェクタからの燃料の噴射を停止する。
【０００９】
請求項４または５記載の発明では、インジェクタは早期噴射インジェクタと後期噴射インジェクタとから構成されている。そして、噴射時期制御手段は、早期噴射インジェクタからの燃料の噴射時期を吸気バルブがリフトする前に設定している。これにより、早期噴射インジェクタから噴射された燃料は、吸気バルブのリフトによって燃焼室へ吸気とともに吸入される。このとき、後期噴射インジェクタからは、まだ燃料が噴射されない。そのため、燃焼室の内部では、噴射される燃料の圧力差にともなう吸気の圧力差によってスワール流が形成される。その結果、例えば点火装置の近傍に燃料の濃度の高い噴霧が形成される。そして、早期噴射インジェクタからの燃料の噴射が開始された後、噴射時期制御手段は後期噴射インジェクタからの燃料の噴射を開始する。そのため、エンジンの出力の確保に必要な燃料量は、各インジェクタから噴射される燃料によって確保される。したがって、特にエンジンのアイドル状態など燃焼室に吸入される吸気の量が少ないときでも、少ない燃料で安定した燃焼を確保することができ、燃費の向上および排出される未燃焼のＨＣの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンの要部の概略構成を示す概略図であり、（Ｂ）は各インジェクタの駆動時期を示す模式図。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンの概略構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンの概略を示す断面図。
【図４】（Ａ）は本発明の第２実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンの要部の概略構成を示す概略図であり、（Ｂ）は各インジェクタの駆動時期を示す模式図。
【図５】本発明の第３実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンの要部の概略構成を示す概略図。
【図６】本発明の第６実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンの要部の概略構成を示す概略図。
【図７】本発明の第７実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンにおいて、各インジェクタおよび吸気バルブの駆動時期を示す模式図。
【図８】本発明の第７実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンの変形例において、各インジェクタおよび吸気バルブの駆動時期を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムを図２に示す。エンジンシステム１０は、エンジン本体２０、および燃料噴射制御装置の制御手段としての制御装置１１を備えている。エンジン本体２０は、図３に示すように例えばガソリンを燃料とするガソリンエンジンである。なお、燃料は、例えばアルコールなどであってもよい。
【００１２】
エンジン本体２０は、シリンダブロック２１とシリンダヘッド２２とを備えている。シリンダブロック２１は、筒状のシリンダ２３を形成している。エンジン本体２０は、一つまたは複数のシリンダ２３を有している。シリンダ２３は、内側にピストン２４を収容している。ピストン２４は、コンロッド２５によりシリンダ２３の軸方向へ往復移動する。
【００１３】
シリンダヘッド２２は、シリンダブロック２１の一方の端部側に配置されている。シリンダヘッド２２は、吸気ポート２６および排気ポート２７を形成している。エンジン本体２０は、シリンダヘッド２２を貫いて吸気ポート２６を開閉する吸気バルブ４０と、排気ポート２７を開閉する排気バルブ５０とを備えている。
【００１４】
吸気バルブ４０は、シリンダヘッド２２を貫いている。吸気バルブ４０は、軸部４１と弁部４２とを有している。軸部４１は、ガスケット４３を挟んでシリンダヘッド２２に摺動可能に支持されている。軸部４１は、軸方向の一方の端部が弁部４２に接続し、他方の端部がタペット４４を挟んで吸気カム４５に接している。弁部４２は、吸気ポート２６の端部を開閉する。シリンダヘッド２２とタペット４４との間には、弾性部材としてのスプリング４６が設置されている。スプリング４６は、タペット４４をシリンダヘッド２２から離れる方向へ押し付けている。タペット４４は、吸気バルブ４０と一体に移動する。そのため、スプリング４６は、吸気バルブ４０が吸気ポート２６を閉塞する方向へ押し付けている。
【００１５】
排気バルブ５０は、シリンダヘッド２２を貫いている。排気バルブ５０は、軸部５１と弁部５２とを有している。軸部５１は、ガスケット５３を挟んでシリンダヘッド２２に摺動可能に支持されている。軸部５１は、軸方向の一方の端部が弁部５２に接続し、他方の端部がタペット５４を挟んで排気カム５５に接している。弁部５２は、排気ポート２７の端部を開閉する。シリンダヘッド２２とタペット５４との間には、弾性部材としてのスプリング５６が設置されている。スプリング５６は、タペット５４をシリンダヘッド２２から離れる方向へ押し付けている。タペット５４は、排気バルブ５０と一体に移動する。そのため、スプリング５６は、排気バルブ５０が排気ポート２７を閉塞する方向へ押し付けている。
【００１６】
シリンダ２３を形成しているシリンダブロック２１の内壁面と、シリンダヘッド２２のシリンダブロック２１側の面と、ピストン２４のシリンダヘッド２２側の端面と、吸気バルブ４０のピストン２４側の端面と、排気バルブ５０のピストン２４側の端面とが形成する空間は、燃焼室２８である。燃焼室２８は、吸気ポート２６および排気ポート２７に連通可能である。燃焼室２８と吸気ポート２６との連通は、吸気バルブ４０によって開閉される。燃焼室２８と排気ポート２７との連通は、排気バルブ５０によって開閉される。吸気ポート２６は、燃焼室２８とは反対側の端部がインテークマニホールド３１が形成する吸気通路３２に連通している。インテークマニホールド３１は、燃焼室２８とは反対側の端部が図示しない吸気導入部に連通している。吸気導入部から導入された空気は、例えば図示しないエアクリーナ、スロットルおよびサージタンクを経由してインテークマニホールド３１が形成する吸気通路３２から吸気ポート２６へ供給される。
【００１７】
本実施形態の場合、図１に示すように燃焼室２８には、吸気ポート２６および排気ポート２７がそれぞれ二本ずつ連通している。すなわち、本実施形態のエンジン本体２０は、いわゆる４バルブエンジンである。なお、エンジン本体２０の吸気ポート２６および排気ポート２７は、それぞれ三本以上が燃焼室２８へ連通する構成としてもよい。また、例えば燃焼室２８に連通する吸気ポート２６を三本とし、排気ポート２７を二本とするいわゆる５バルブエンジンのように、吸気ポート２６と排気ポート２７との本数は異なってもよい。
【００１８】
シリンダヘッド２２は、図３に示すように燃焼室２８のほぼ中央部に点火装置３３が設置される。点火装置３３は、シリンダヘッド２２を貫いて設置されている。点火装置３３は、図示しない点火コイルと点火プラグとが一体に構成されている。点火装置３３は、点火プラグ側の端部が燃焼室２８に露出している。
シリンダヘッド２２には、図１および図３に示すように吸気ポート２６の途中にインジェクタ６１、６２が設置されている。インジェクタ６１、６２は、図３に示すようにシリンダヘッド２２を貫いている。インジェクタ６１、６２は、軸方向の一方の端部が吸気ポート２６に露出し、他方の端部が燃料レール６３に接続している。インジェクタ６１、６２は、それぞれ燃料レール６３とは反対側の端部に噴孔６１１、６２１を有している。燃料レール６３は、例えばシリンダヘッド２２に支持されている。燃料レール６３には、図示しない燃料タンクから燃料が供給される。インジェクタ６１、６２は、燃料レール６３へ供給された燃料を噴孔６１１、６２１から吸気ポート２６を流れる吸気へ噴射する。
【００１９】
第１実施形態の場合、燃焼室２８に連通する吸気ポート２６は、図１に示すように二本の吸気ポート２６１および吸気ポート２６２に分岐している。インジェクタ６１、６２は、二本の吸気ポート２６１、２６２にそれぞれ一本ずつ設置されている。すなわち、インジェクタ６１、６２は、噴孔６１１、６２１側の端部が二本の吸気ポート２６１、２６２の分岐部２６３よりも燃焼室２８側に配置されている。その結果、インジェクタ６１およびインジェクタ６２から噴射された燃料が吸気ポート２６１と吸気ポート２６２との間の壁部３４に付着することを抑制できる。第１実施形態の場合、インジェクタ６１の単位時間当たりの燃料の噴射量Ｑ１と、インジェクタ６２の単位時間当たりの燃料の噴射量Ｑ２とは、ほぼ同一である。
【００２０】
図２に示す制御装置（ＥＣＵ）１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭから構成されるマイクロコンピュータである。制御装置１１は、エンジン本体２０の各インジェクタ６１、６２に接続している。制御装置１１は、各インジェクタ６１、６２に駆動信号を出力し、各インジェクタ６１、６２からの燃料噴射のタイミングを制御する。制御装置１１は、吸気バルブ４０のリフト量を検出するリフトセンサ４７に接続している。第１実施形態のように、一つの燃焼室２８に二本の吸気ポート２６１、２６２が連通している場合、リフトセンサ４７は各吸気ポート２６１、２６２を開閉する各吸気バルブ４０に設置されている。これにより、制御装置１１は、各吸気バルブ４０のリフト量を検出する。
【００２１】
制御装置１１は、インジェクタ６１、６２および吸気バルブ４０のリフトセンサ４７だけでなく、点火装置３３、ならびに例えば回転数センサ１２、スロットルセンサ１３および水温センサ１４などに接続している。制御装置１１は、点火装置３３に駆動信号を出力し、所定の時期に燃焼室２８の混合気に着火する。回転数センサ１２は、エンジン本体２０の回転数を検出する。スロットルセンサ１３は、図示しないスロットルの開度を検出する。また、水温センサ１４は、エンジン本体２０の冷却水の温度を検出する。制御装置１１は、これらの回転数センサ１２、スロットルセンサ１３および水温センサ１４などからエンジン本体２０の運転状態および負荷状態を検出し、インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量を設定する。
【００２２】
エンジンシステム１０が例えば図示しないバルブリフト量可変装置あるいはバルブタイミング可変装置などを備えている場合、エンジン本体２０の回転数あるいは負荷に応じて吸気バルブ４０のリフト量は変化する。また、エンジン本体２０の回転数あるいは負荷によっては、複数の吸気バルブ４０のうちのいずれかを駆動しない場合もある。このように、吸気バルブ４０のリフト量が変化すると、吸気バルブ４０のリフト量によって吸気ポート２６１、２６２における吸気の流量は変化する。そこで、制御装置１１は、吸気バルブ４０のリフト量を検出することにより、吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量を検出する。例えば、吸気バルブ４０が吸気ポート２６１、２６２を閉塞しているとき、吸気ポート２６１、２６２には吸気の流れが生じない。一方、吸気バルブ４０のリフト量が大きくなるにしたがって、吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量は増大する。
【００２３】
吸気ポート２６１、２６２に吸気の流れが生じていないとき、吸気バルブ４０は吸気ポート２６１、２６２を閉塞している。そのため、インジェクタ６１、６２から燃料を噴射すると、噴射された燃料は吸気バルブ４０の燃焼室２８とは反対側すなわち吸気ポート２６１、２６２の内部にとどまる。また、例えば各吸気バルブ４０の開度が異なり、吸気ポート２６１の吸気の流量に比較して吸気ポート２６２の吸気の流量が小さいとき、吸気ポート２６２のインジェクタ６２から吸気ポート２６１のインジェクタ６１と同一の流量の燃料を噴射すると、吸気ポート２６２の吸気の流量に対し噴射される燃料が過剰となる。過剰な燃料は、一部が液滴となって吸気ポート２６２の内部にとどまる。
【００２４】
吸気ポート２６２の内部にとどまった燃料は、エンジン本体２０の回転数あるいは負荷の変化によって、吸気ポート２６２の吸気バルブ４０が開弁すると、液状のまま燃焼室２８へ流入する。液状の燃料は、微粒化が不十分なため、燃焼が不十分となる。燃焼が不十分な燃料は、エンジン本体２０の出力に寄与しない。その結果、エンジン本体２０から排出される未燃焼のＨＣが増加するとともに、エンジン本体２０の燃費の低下を招く。
【００２５】
第１実施形態の場合、制御装置１１は、吸気バルブ４０のリフト量を検出している。そして、制御装置１１は、検出した吸気バルブ４０のリフト量に応じて各インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量を設定している。制御装置１１は、吸気ポート２６１、２６２を開閉する吸気バルブ４０のリフト量が小さく、吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量が小さいとき、インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量を低減する。一方、制御装置１１は、吸気ポート２６１、２６２を開閉する吸気バルブ４０のリフト量が大きく、吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量が大きいとき、インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量を増大する。さらに、制御装置１１は、吸気バルブ４０がリフトしないとき、すなわち吸気ポート２６１、２６２に吸気の流れが生じないとき、インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射を停止する。このように、制御装置１１は、燃焼室２８に連通する各吸気ポート２６１、２６２における吸気の流量に応じて、各吸気ポート２６１、２６２へ燃料を噴射する各インジェクタ６１、６２を制御する。
【００２６】
また、制御装置１１は、吸気バルブ４０のリフト量が所定値以下となるとインジェクタ６１、６２からの燃料の噴射を停止する構成としてもよい。第１実施形態のように吸気バルブ４０が複数ある場合、吸気バルブ４０のいずれかはリフト量が小さくなったり、リフトしない場合がある。このように吸気バルブ４０のリフト量が小さい、あるいはリフトしないなどのようにリフト量が所定値以下となったとき、リフト量が小さな吸気ポート２６１または吸気ポート２６２には吸気の流れがほとんど生じない。このように吸気ポート２６１、２６２に吸気の流れがほとんど生じないとき、インジェクタ６１またはインジェクタ６２から燃料を噴射すると、噴射された燃料は吸気バルブ４０の上流側すなわち燃焼室２８とは反対側の吸気ポート２６１、２６２にとどまる。吸気ポート２６１、２６２にとどまった燃料は、吸気バルブ４０の軸部４１や弁部４２に付着したり、壁部３４や吸気ポート２６１、２６２を形成する壁面に付着しやすくなる。これらに付着した燃料は、液滴となって吸気ポート２６１、２６２内にとどまり、エンジン本体２０の運転状態の変化によって吸気バルブ４０が開いたとき、液滴のまま燃焼室２８へ流入するおそれがある。そこで、制御装置１１は、吸気バルブ４０のリフト量が所定値以下となると、インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射を停止する。したがって、吸気ポート２６１および吸気ポート２６２から燃焼室２８への液滴状の燃料の流入が低減され、未燃焼のＨＣの排出を低減することができ、燃費を向上することができる。
【００２７】
第１実施形態の場合、インジェクタ６１とインジェクタ６２とはほぼ同一の燃料噴射特性を有している。すなわち、インジェクタ６１とインジェクタ６２とは、単位時間当たりの燃料の噴射量Ｑ１、Ｑ２がほぼ同一である。そのため、制御装置１１は、図１（Ｂ）に示すように吸気バルブ４０のリフト量、すなわち吸気ポート２６１、２６２の吸気の流量に応じて、インジェクタ６１およびインジェクタ６２の駆動期間ｔ１、ｔ２を変更する。インジェクタ６１、６２の駆動期間ｔ１、ｔ２が長いとき、すなわち制御装置１１からインジェクタ６１、６２への駆動信号の出力期間が長いとき、インジェクタ６１、６２の開弁期間は長くなる。その結果、インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量ｑ１、ｑ２は増大する。一方、制御装置１１からインジェクタ６１、６２への駆動信号の出力期間が短いとき、インジェクタ６１、６２の開弁期間は短くなる。その結果、インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量ｑ１、ｑ２は減少する。これらのように、インジェクタ６１およびインジェクタ６２への駆動信号の出力期間を制御することにより、インジェクタ６１およびインジェクタ６２からの燃料の噴射量ｑ１、ｑ２は制御される。
【００２８】
例えば、インジェクタ６１およびインジェクタ６２の単位時間当たりの燃料の噴射量はそれぞれＱ１、Ｑ２とする。第１実施形態の場合、Ｑ１＝Ｑ２である。そして、図１（Ｂ）に示すように、インジェクタ６１の駆動期間をｔ１とし、インジェクタ６２の駆動期間ｔ２とする。このとき、インジェクタ６１からの燃料の噴射量ｑ１は、ｑ１＝Ｑ１×ｔ１となる。また、インジェクタ６２からの燃料の噴射量ｑ２は、ｑ２＝Ｑ２×ｔ２となる。Ｑ１＝Ｑ２であり、ｔ１＞ｔ２であるので、ｑ１＞ｑ２となる。したがって、インジェクタ６１およびインジェクタ６２の駆動期間を変更することにより、インジェクタ６１から吸気ポート２６１への燃料の噴射量ｑ１、およびインジェクタ６２から吸気ポート２６２への燃料の噴射量ｑ２を設定することができる。
【００２９】
以上説明したように、第１実施形態では、燃焼室２８に連通する各吸気ポート２６１、２６２にそれぞれインジェクタ６１、６２が設置されている。そのため、インジェクタ６１、６２から噴射された燃料が、吸気ポート２６１と吸気ポート２６２とを隔てる壁部３４に付着することを抑制でき、燃焼室２８へ流入する。その結果、壁部３４に付着した液滴状の燃料の燃焼室２８への流入は低減され、燃料の不完全な燃焼は低減される。したがって、エンジン本体２０から排出される未燃焼のＨＣは低減されるとともに、エンジン本体２０の燃費を向上することができる。
【００３０】
また、第１実施形態では、燃焼室２８に連通する各吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量を各吸気バルブ４０のリフト量から検出している。そして、制御装置１１は、各吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量に応じて各インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量ｑ１、ｑ２を制御している。そのため、各吸気ポート２６１、２６２に燃料を噴射する各インジェクタ６１、６２から過剰な燃料は噴射されない。これにより、過剰な燃料が吸気ポート２６１、２６２にとどまることが防止されるとともに、液滴となった燃料が燃焼室２８へ流入することもない。その結果、燃料の不完全な燃焼は低減される。したがって、エンジン本体２０から排出される未燃焼のＨＣは低減されるとともに、エンジン本体２０の燃費を向上することができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、制御装置１１はインジェクタ６１、６２の駆動期間ｔ１、ｔ２の変更によってインジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量ｑ１、ｑ２を制御している。したがって、簡単な構成で確実かつ精密に燃料の噴射量を制御することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムについて説明する。なお、第１実施形態と同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態では、エンジン本体２０の構成の概略は第１実施形態と同一である。第２実施形態では、図４に示すように各インジェクタ６１、６２の燃料噴射特性、すなわち各インジェクタ６１、６２の単位時間当たりの燃料の噴射量が相違している。インジェクタ６１、６２は、例えば噴孔６１１、６２１の大きさおよび数などにより、単位時間当たりの燃料の噴射量が異なる。第２実施形態の場合、インジェクタ６１の単位時間当たりの燃料の噴射量はＱ３であり、インジェクタ６２の単位時間当たりの燃料の噴射量はＱ４である。
【００３３】
第２実施形態では、一つの燃焼室２８に二本の吸気ポート２６１、２６２が連通している。このとき、吸気の流量が大きな主となる吸気ポート２６１と、吸気の流量が小さな従となる吸気ポート２６２とが設定される場合がある。主となる吸気ポート２６１に設置されるインジェクタ６１は、単位時間当たりの燃料の噴射量Ｑ３が大きく設定されている。一方、従となる吸気ポート２６２に設置されるインジェクタ６２は、単位時間当たりの燃料の噴射量Ｑ４が小さく設定されている。すなわち、Ｑ３＞Ｑ４である。
【００３４】
制御装置１１は、図４（Ｂ）に示すようにインジェクタ６１の駆動期間ｔ３およびインジェクタ６２の駆動期間ｔ４をほぼ同一に設定する。これにより、インジェクタ６１からの燃料の噴射量ｑ３は、ｑ３＝Ｑ３×ｔ３となる。また、インジェクタ６２からの燃料の噴射量ｑ４は、ｑ４＝Ｑ４×ｔ４となる。このとき、Ｑ３＞Ｑ４であるため、ｔ３＝ｔ４であっても、ｑ３＞ｑ４となる。そのため、各インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量ｑ３、ｑ４は、吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量に応じて設定される。したがって、エンジン本体２０から排出される未燃焼のＨＣは低減されるとともに、エンジン本体２０の燃費を向上することができる。
【００３５】
また、第２実施形態では、制御装置１１は、燃料噴射特性の異なるインジェクタ６１、６２により、駆動期間ｔ３と駆動期間ｔ４とを同一に設定し燃料を噴射することによって各インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量ｑ３、ｑ４を制御している。したがって、簡単な構成で確実かつ精密に燃料の噴射量を制御することができる。
なお、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、すなわち燃料噴射特性の異なるインジェクタ６１、６２の単位時間当たりの燃料の噴射量Ｑ３、Ｑ４と、駆動期間ｔ３、ｔ４とをいずれも変更することにより、燃料の噴射量ｑ３、ｑ４を制御する構成としてもよい。
【００３６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムについて説明する。なお、第１実施形態と同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第３実施形態では、図５に示すように一つの燃焼室２８に連通する二本の吸気ポート２６１、２６２の内径が異なっている。すなわち、吸気ポート２６１の内径Ｄ１は、吸気ポート２６２の内径Ｄ２よりも大きい。この場合、インジェクタ６１およびインジェクタ６２から噴射される燃料の噴射角θ１、θ２が同一であると、内径が小さな吸気ポート２６２に設置されたインジェクタ６２から噴射された燃料の噴霧は、吸気ポート２６２を形成する壁面３５に付着するおそれがある。インジェクタ６２から噴射された燃料の噴霧が吸気ポート２６２を形成する壁面３５に付着すると、付着した燃料は液滴となって壁面３５に沿って燃焼室２８へ流入する。その結果、燃焼室２８における燃料の燃焼が不完全となるおそれがある。
【００３７】
そこで、第３実施形態では、吸気ポート２６１、２６２の内径に応じて、インジェクタ６１の噴射角θ１とインジェクタ６２の噴射角θ２とを設定している。これにより、内径が大きな吸気ポート２６１に設置されたインジェクタ６１からは噴射角の大きなθ１の噴霧が形成され、内径が小さな吸気ポート２６２に設置されたインジェクタ６２からは噴射角の小さなθ２の噴霧が形成される。これらの結果、インジェクタ６１およびインジェクタ６２から噴射された燃料が吸気ポート２６１および吸気ポート２６２を形成する壁面に付着することを抑制できる。したがって、エンジン本体２０から排出される未燃焼のＨＣは低減されるとともに、エンジン本体２０の燃費を向上することができる。
【００３８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムについて説明する。なお、第４実施形態による燃料噴射制御装置は、構成自体は上述の第１実施形態から第３実施形態と同一であるので説明は省略し、燃料噴射制御について説明する。
第４実施形態では、インジェクタ６１、６２はそれぞれ単位時間当たりの燃料の噴射量および噴射期間が異なっている。インジェクタ６１は、インジェクタ６２に比較して単位時間当たりの燃料の噴射量が大きく設定されている。これにより、例えばエンジン本体２０の始動直後などの場合、制御装置１１は単位時間当たりの燃料の噴射量が小さなインジェクタ６２から燃料を噴射させる。エンジン本体２０の始動直後などの場合、吸気バルブ４０が吸気ポート２６１、２６２を一旦閉じてから再び開くまでの間にインジェクタ６２から燃料が噴射される。そのため、吸気バルブ４０が吸気ポート２６１、２６２を閉じてから開くまでの期間は比較的長い。その結果、単位時間当たりの燃料の噴射量が小さなインジェクタ６２から比較的長期間燃料が噴射される。これにより、燃料の微粒化を促進しつつ、必要な燃料量が確保される。
【００３９】
一方、例えばＷＯＴ状態などエンジン本体２０の負荷が大きい場合、制御装置１１は単位時間当たりの燃料の噴射量が大きなインジェクタ６１から燃料を噴射させる。例えばエンジン本体２０の負荷が大きい場合、吸気バルブ４０が吸気ポート２６１、２６２を開いている間にインジェクタ６１から燃料が噴射される。そのため、吸気バルブ４０が吸気ポート２６１、２６２を開いている間、すなわちインジェクタ６１からの燃料の噴射期間は短い。その結果、単位時間当たりの燃料の噴射量が大きなインジェクタ６１から比較的短期間燃料が噴射される。これにより、燃焼室２８にインジェクタ６１から噴射された燃料が直接流入し、燃焼室２８の温度を低下させる。また、単位時間当たりの噴射量を大きくすることにより、必要な燃料量が確保される。
【００４０】
以上のように第４実施形態では、インジェクタ６１とインジェクタ６２とは単位時間当たりの燃料の噴射量が異なっている。制御装置１１は、インジェクタ６１およびインジェクタ６２からの燃料の噴射期間を制御することにより、例えばエンジン本体２０のエンジン始動直後のように、エンジン本体２０始動からの時間が短く、エンジン本体２０の温度が低いとき、あるいはエンジン本体２０がアイドル状態のとき、単位時間当たりの燃料の噴射量が小さなインジェクタ６２から燃料を長期間噴射させる。一方、制御装置１１は、例えばＷＯＴ状態などエンジン本体２０の負荷が大きなとき、単位時間当たりの燃料の噴射量が大きなインジェクタ６１から燃料を短期間噴射させる。したがって、例えばアイドル状態などのように低負荷時のエンジン始動のＨＣの低減と、高負荷時の出力向上とを両立することができる。
【００４１】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムについて説明する。なお、第５実施形態による燃料噴射制御装置は、構成自体は上述の第１実施形態から第３実施形態と同一であるので説明は省略し、燃料噴射制御について説明する。
第５実施形態では、インジェクタ６１、６２ごとに単位時間当たりの燃料噴射回数を制御している。第５実施形態のように複数の吸気バルブ４０を有するエンジン本体２０の場合、エンジン本体２０の負荷が小さい条件では、吸気バルブ４０を閉じた後に、少なくとも一つの吸気バルブ４０を再度開閉させて、少量の空気を燃焼室２８へ供給することがある。これにより、燃焼室２８内における空気流動を強め、燃焼室２８の燃焼を改善し、燃費の向上が図られる。しかし、少なくとも一つの吸気バルブ４０を開閉させる場合、一本のインジェクタから燃料を噴射すると、閉じている吸気バルブ４０側にも燃料が流入する。そのため、閉じている吸気バルブ４０側の吸気ポート２６１、２６２の内部に燃料がとどまり、とどまった燃料は吸気バルブ４０が開くと液状のまま燃焼室へ流入する。
【００４２】
そこで、第５実施形態では、インジェクタ６１、６２ごとに単位時間当たりの燃料噴射回数を制御している。例えば吸気バルブ４０が開閉し、いずれか一方が再び開閉するまでの期間に、インジェクタ６１またはインジェクタ６２から燃料が噴射される回数は異なる。そのため、吸気バルブ４０のいずれか一方が再び開閉するとき、閉じられた状態を維持する吸気ポート２６１または吸気ポート２６２には燃料が噴射されない。その結果、吸気バルブ４０が閉じられている側の吸気ポート２６１または吸気ポート２６２にとどまる燃料は低減される。これにより、液状の燃料が燃焼室２８へ流入することが低減される。したがって、燃費の向上および排出されるＨＣの低減を図ることができる。
【００４３】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムについて説明する。なお、第１実施形態と同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する
上述した第１実施形態から第３実施形態では、インジェクタ６１を吸気ポート２６１に配置し、インジェクタ６２を吸気ポート２６２に配置し、各インジェクタ６１、６２はいずれも二本の吸気ポート２６１、２６２の分岐部２６３よりも燃焼室２８側に配置する零について説明した。しかし、図６に示すように、二本のインジェクタ６１、６２は、分岐部２６３よりも燃焼室２８とは反対側に配置してもよい。すなわち、インジェクタ６１、６２は、第１実施形態から第３実施形態に説明したように、分岐部２６３よりも燃焼室２８側の吸気バルブ４０に近接して配置してもよいし、分岐部２６３よりも燃焼室２８とは反対側の吸気バルブ４０から遠ざかった位置に配置してもよい。
【００４４】
第６実施形態では、吸気ポート２６を流れる吸気は、分岐部２６３において吸気ポート２６１と吸気ポート２６２とに分かれて流れる。そのため、吸気ポート２６から分岐する吸気ポート２６１および吸気ポート２６２へ流入する吸気は、シリンダ２３径方向において中心側から外周側、すなわちシリンダ２３を形成するシリンダブロック２１の内周壁２３１側へ流れを形成する。そのため、インジェクタ６１およびインジェクタ６２から噴射された燃料の噴霧は、矢印ｆで示す吸気の流れに沿って運ばれる。
【００４５】
第６実施形態の場合、インジェクタ６１およびインジェクタ６２は、それぞれ吸気バルブ４０の中心軸よりもシリンダ２３の中心軸側に配置されている。そのため、インジェクタ６１およびインジェクタ６２から噴射された燃料の噴霧は、矢印ｆで示す吸気の流れに運ばれても、吸気ポート２６１および吸気ポート２６２の中心付近すなわち吸気バルブ４０の弁部４２の中心付近から燃焼室２８へ流入する。これにより、吸気ポート２６から吸気ポート２６１および吸気ポート２６２へ吸気の流れが形成される場合でも、シリンダ２３を形成するシリンダブロック２１の内周壁２３１への燃料の付着は低減される。
【００４６】
シリンダブロック２１の内周壁２３１に付着した燃料は、液状のまま燃焼室２８にとどまり燃焼に寄与せず、不完全な燃焼および燃費の悪化を招く。一方、第６実施形態の場合、吸気バルブ４０から遠ざかった位置にインジェクタ６１およびインジェクタ６２を配置しても、シリンダブロック２１の内周壁２３１への燃料の付着が低減され、燃焼に寄与しない燃料が低減される。そのため、インジェクタ６１およびインジェクタ６２から噴射された燃料の不完全な燃焼が低減される。その結果、エンジン本体２０外部への未燃焼の燃料の排出は低減される。したがって、エンジン本体２０から排出される未燃焼のＨＣを低減することができる。また、インジェクタ６１およびインジェクタ６２から噴射された燃料は、液滴となることなく効率よく燃焼する。そのため、エンジン本体２０に所定の出力を要求するとき、インジェクタ６１およびインジェクタ６２から噴射すべき燃料量は低減される。したがって、燃費を向上することができる。
【００４７】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による燃料噴射制御装置を適用したエンジンシステムについて説明する。なお、第７実施形態による燃料噴射制御装置は、二本以上のインジェクタは、燃料の噴射角が異なっており、第一のインジェクタ６１の燃料の噴射角は、吸気ポート２６１の内径に応じて設定され、第二のインジェクタ６２の燃料の噴射角は、第一のインジェクタ６１の燃料の噴射角よりも広角に設定されている。この構成以外は上述の第１実施形態から第３実施形態と同一であるので説明は省略し、燃料噴射制御について説明する。
【００４８】
第７実施形態では、吸気バルブ４０の閉弁時に燃料を噴射する場合、第一のインジェクタ６１からの噴射量が第二のインジェクタ６２からの噴射量よりも多くなるように噴射量を制御し、吸気バルブ４０の開弁時に燃料を噴射する場合、第二のインジェクタ６２からの噴射量が第一のインジェクタ６１からの噴射量よりも多くなるように噴射量を制御している。
【００４９】
２つの吸気バルブ４０を持つエンジンシステムにおいて、始動時、及びエンジン本体２０の負荷が小さい条件では、吸気バルブ４０の閉弁時に燃料を噴射する。その際、吸気ポート２６１の内径に応じて設定された噴射角を持つ第一のインジェクタ６１から主に燃料を噴射することにより、吸気ポート２６１を形成する壁面への燃料の付着が低減され、液滴状の燃料が燃焼室２８へ流入することが低減され、エンジン本体２０の燃費の悪化の低減、およびエンジン本体２０から排出される未燃焼のＨＣを低減することができる。またエンジン本体２０の負荷が大きい条件では、吸気バルブ４０の開弁時に燃料を噴射する。その際、吸気ポート２６１には吸気の流れが発生し、噴射された燃料はその流れに乗って燃焼室２８内に流入するため、吸気ポート２６１、２６２の内径に応じた噴射角以上で噴射しても吸気ポート２６１の壁面に付着する燃料が低減される。インジェクタ６２からの噴射角をより広角にすることができれば、噴霧同士の干渉が低減し微粒化が促進されるため、より吸気冷却効果を得ることができ、吸入空気量が増加し、出力を向上できる。よって吸気バルブ４０の開弁時に燃料を噴射する際は、吸気ポート２６１、２６２内径に応じて設定された噴射角を持つインジェクタ６１よりも、より広角に設定された噴射角を持つインジェクタ６２から主に燃料を噴射すれば、エンジン本体２０の燃費の悪化の低減、およびエンジン本体２０から排出される未燃焼のＨＣを低減しつつ、出力を向上することができる。
【００５０】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による燃料噴射装置を適用したエンジンシステムについて説明する。第８実施形態によるエンジンシステムは、上述の第６実施形態で説明したエンジンシステムにおける燃料噴射時期を制御するものである。
第１実施形態と同様に、図７に示す第８実施形態によるエンジンシステム１０は、制御装置１１を備えている。制御装置１１は、各インジェクタ６１、６１に駆動信号を出力し、各インジェクタ６１、６２からの燃料噴射のタイミングを制御する。制御装置１１は、リフトセンサ４７、点火装置３３、回転数センサ１２、スロットルセンサ１３および水温センサ１４などに接続している。制御装置１１は、特許請求の範囲の噴射時期制御手段を構成している。
【００５１】
第８実施形態では、インジェクタ６１は早期噴射インジェクタを構成し、インジェクタ６２は後期噴射インジェクタを構成している。制御装置１１は、早期噴射インジェクタであるインジェクタ６１の噴射時期を、吸気バルブ４０がリフトする前に設定している。すなわち、インジェクタ６１からは、吸気バルブ４０がリフトする前に燃料が噴射される。これにより、インジェクタ６１から噴射された燃料は、吸気バルブ４０のリフトによって燃焼室２８へ吸気とともに吸入される。一方、制御装置１１は、インジェクタ６２の噴射時期を、インジェクタ６１からの燃料の噴射が開始された後に設定している。すなわち、インジェクタ６２からは、インジェクタ６１からの燃料の噴射が開始された後に、燃料の噴射が開始される。
【００５２】
図７に示すように、インジェクタ６１からの燃料の噴射が開始されたとき、インジェクタ６２からはまだ燃料が噴射されない。また、このとき、吸気バルブ４０は、吸気ポート２６１、２６２と燃焼室２８との間を閉鎖している。そのため、吸気ポート２６１の内部では、インジェクタ６１から噴射された燃料によって混合気が生成される。そして、インジェクタ６１からの燃料の噴射が終了すると、吸気バルブ４０は吸気ポート２６１を開放する。これにより、吸気ポート２６１の内部で生成された混合気は、吸気バルブ４０の開放とともに、燃焼室２８へ流入する。これと同時に、制御装置１１は、インジェクタ６２からの燃料の噴射を開始させる。
【００５３】
吸気ポート２６１の内部は、インジェクタ６１から燃料が噴射されているため、吸気ポート２６２の内部に比較して圧力が高い。そのため、吸気ポート２６１および吸気ポート２６２の吸気バルブ４０が開くと、圧力の高い吸気ポート２６１側の混合気は燃焼室２８においてより強い気流を形成する。これにより、燃焼室２８の内部では、圧力差によるスワール流が形成される。その結果、例えば点火装置３３の近傍には、吸気ポート２６１から燃焼室２８へ流入した燃料の濃度の高い噴霧が形成される。
【００５４】
上述のように、インジェクタ６１からの燃料の噴射が開始された後、制御装置１１はインジェクタ６２からの燃料の噴射を開始する。そのため、エンジン本体２０の出力の確保に必要な燃料量は、インジェクタ６１、６２から噴射される燃料によって確保される。その結果、例えばエンジン本体２０がアイドル状態のとき、点火装置３３の周囲に少ない燃料量で濃い混合気が形成される。したがって、燃焼室２８に吸入される混合気の量が少ないときでも、少ない燃料で安定した燃焼を確保することができ、燃費の向上とともに、排出される未燃焼のＨＣの低減を図ることができる。
【００５５】
（変形例）
第８実施形態では、図７に示すようにインジェクタ６１からの燃料の噴射が終了した後、インジェクタ６２からの燃料の噴射が開始される例を説明した。しかし、図８に示すようにインジェクタ６１からの燃料の噴射開始から噴射終了までの間に、インジェクタ６２から燃料の噴射を開始する構成としてもよい。
【００５６】
以上説明した本発明の第１実施形態から第５実施形態では、吸気ポート２６１、２６２の吸気の流量を吸気バルブ４０のリフト量から検出する例について説明した。しかし、吸気ポート２６１、２６２にそれぞれ吸気流量センサを設置して、吸気ポート２６１、２６２を流れる吸気の流量を検出し、インジェクタ６１、６２からの燃料の噴射量を制御する構成としてもよい。
また、以上説明した複数の実施形態では、各実施形態を個別に適用する例について説明したが、複数の実施形態を組み合わせて適用してもよい。例えば第６実施形態で説明したインジェクタ６１、６２の配置形態に、第１実施形態から第５実施形態および第７実施形態の燃料噴射量の制御を組み合わせてもよい。また、例えば、逆に第１実施形態から第５実施形態におけるインジェクタ６１、６２の配置形態に、第８実施形態の燃料噴射時期の制御を組み合わせてもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０：エンジンシステム、１１：制御装置（燃料噴射制御装置、噴射量制御手段、噴射時期制御手段）、２０：エンジン本体、２６：吸気ポート、２８：燃焼室、４０：吸気バルブ、６１、６２：インジェクタ、２６１、２６２：吸気ポート
【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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