(57)【要約】【課題】筒内に直接燃料噴射する燃料噴射弁と、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を併せ持ち、バルブリフト量により吸気量を調節する内燃機関において、低回転低負荷領域における未燃燃料の排出量を低減する。【解決手段】吸気弁７のリフト量及び開閉時期並びにこの吸気弁７を駆動するカム３１の作動角を可変に制御し得る可変動弁機構９と、燃料を筒内１に直接噴射する第１燃料噴射弁１１と、燃料を吸気通路５に噴射する第２燃料噴射弁１４と、を備え、可変動弁機構９による吸気弁７の開閉期間の制御によって吸入空気量の調節を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、吸気弁閉時期がピストン下死点以降の場合には第１燃料噴射弁１１のみにより燃料を噴射するよう制御し、吸気弁閉時期がピストン下死点前の場合には第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１４により燃料を噴射するよう制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁のリフト量及び開閉時期並びにこの吸気弁を駆動するカムの作動角を可変に制御し得る可変動弁機構と、
燃料を筒内に直接噴射する第１燃料噴射弁と、
燃料を吸気通路に噴射する第２燃料噴射弁と、
を備え、
前記可変動弁機構による前記吸気弁の開閉期間の制御によって吸入空気量の調節を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
吸気弁閉時期がピストン下死点以降の場合には前記第１燃料噴射弁のみにより燃料を噴射するよう制御し、吸気弁閉時期がピストン下死点前の場合には前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁により燃料を噴射するよう制御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】
前記第１燃料噴射弁のみにより燃料を噴射する場合より、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁により燃料を噴射する場合の方が、前記作動角が小さい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】
前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁により燃料を噴射する場合に、前記吸気弁の開期間に応じて前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の噴射分担割合を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁により燃料を噴射する場合には、前記作動角が大きいほど前記第１燃料噴射弁の噴射分担割合を大きくすることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記吸気通路中に介装され、前記可変動弁機構による吸入空気量制御と協調して吸入負圧を制御するよう開閉制御される吸気絞り弁を備え、
この吸気絞り弁が全開かつ前記吸気弁閉時期がピストン下死点後略６０度以降の場合には、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁により燃料を噴射することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記第１燃料噴射弁のみにより燃料を噴射する場合より、前記吸気絞り弁が全開かつ前記吸気弁閉時期がピストン下死点後略６０度以降で前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁により燃料を噴射する場合の方が、前記作動角が大きいことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
吸気絞り弁が全開かつ前記吸気弁閉時期がピストン下死点後略６０度以降の場合には、前記作動角が大きいほど前記第１燃料噴射弁の噴射分担割合を小さくすることを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁による噴射と前記第１燃料噴射弁のみの噴射との切り換え時にトルク段差が生じないように、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁による噴射を行う場合の前記第１燃料噴射弁の噴射分担割合を設定することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つ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、エンジンの燃料噴射制御に関し、特に、筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射用噴射弁と、吸気通路内に燃料を噴射する吸気通路噴射用噴射弁とを併せ持つ内燃機関の燃料噴射制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射用噴射弁と吸気通路噴射用噴射弁とを併せ持つエンジンの燃料噴射制御として、機関負荷が所定の設定負荷より低いときには筒内噴射用噴射弁から、高いときには吸気通路噴射用噴射弁から、それぞれ燃料を噴射する制御が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、筒内噴射用噴射弁と吸気通路噴射用噴射弁とを併せ持ち、スロットルバルブと吸気バルブのリフト量を変化させる可変動弁機構とにより機関負荷の調節を行うエンジンにおいて、低回転低負荷領域で吸気バルブのリフト量を燃料噴霧の形状に応じて変化させる制御が開示されている。具体的には、低回転低負荷領域では、吸気バルブのリフト量を小さくしている。これは、燃料噴霧と吸気バルブとの干渉を防止し、未燃燃料の排出量を低減することを目的とするものである。
【特許文献１】特開２００６−２５８００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、低回転低負荷量領域で吸気バルブのリフト量が小さいと、筒内のガス流動が弱くなるので、筒内に直接噴射された燃料の気化、拡散が進まず、筒内の燃料均質度が悪化してしまう。このため、未燃燃料の排出量が多くなり、燃費が悪化してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明では低回転低負荷領域における未燃燃料の排出量を低減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制御装置は、吸気弁のリフト量及び開閉時期並びにこの吸気弁を駆動するカムの作動角を可変に制御し得る可変動弁機構と、燃料を筒内に直接噴射する第１燃料噴射弁と、燃料を吸気通路に噴射する第２燃料噴射弁と、を備え、可変動弁機構による吸気弁の開閉期間の制御によって吸入空気量の調節を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、吸気弁閉時期がピストン下死点以降の場合には第１燃料噴射弁のみにより燃料を噴射するよう制御し、吸気弁閉時期がピストン下死点前の場合には第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁により燃料を噴射するよう制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低回転低負荷領域のように筒内ガス流動が弱い運転領域においても燃焼安定性を確保することができ、これにより未燃燃料を低減して燃費性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は第１実施形態のシステム構成の概略図であり、エンジンのシリンダ周辺をエンジンのフロント側から見た断面図である。
【００１０】
２はシリンダヘッド、３はシリンダブロック、４はシリンダブロック３に設けたシリンダ内を摺動するピストン、１はシリンダヘッド２下面とシリンダブロック３とピストン４の冠面とで形成する燃焼室、５は吸気通路、６は排気通路、７は吸気バルブ、８は排気バルブ、９は吸気バルブ７を駆動する可変動弁機構、１０は排気カムシャフト、１１は第１燃料噴射弁、１２は点火栓、１３はコントロールユニット、１４は第２燃料噴射弁、１５は吸気絞り弁である。
【００１１】
吸気通路５、排気通路６はそれぞれ燃焼室１に開口部を有し、吸気バルブ７は吸気通路５の開口部を開閉し、排気バルブ８は排気通路６の開口部を開閉する。吸気バルブ７、排気バルブ８はそれぞれ可変動弁機構９、排気カムシャフト１０によって駆動される。
【００１２】
なお、本実施形態は吸気バルブ７、排気バルブ８を各気筒にそれぞれ２つ備える、いわゆる吸排２弁式であり、吸気通路５及び排気通路６も各気筒にそれぞれ２本備える。２本の吸気通路５は、シリンダヘッド２の一方の側面に一つの開口部を有する通路がシリンダヘッド２の内部で分岐したものである。また、２本の排気通路６はシリンダヘッド２内部で合流し、シリンダヘッド２の他方の側面に一つの開口部を有する。
【００１３】
第１燃料噴射弁１１は燃焼室１の側面から燃焼室１に直接燃料を噴射するよう設け、第２燃料噴射弁１４は吸気通路５内に燃料を噴射するよう設ける。これら２つの燃料噴射弁１１、１４の燃料噴射制御については後述する。
【００１４】
点火栓１２は燃焼室１の天井面の中央近傍に設ける。コントロールユニット１３は第１燃料噴射弁１１の噴射時期、噴射量、噴射圧等及び点火栓１２の点火タイミングの制御を行う他、中間負荷筒内ガス流動強化手段として、後述する中負荷中リフト域での筒内ガス流動を強化するための制御を行う。
【００１５】
吸気絞り弁１５は、基本的に全開となっており、吸気量の調節は後述する吸気バルブ７のバルブタイミングとリフト量及び作動角の制御により行う。ただし、図示しないブレーキマスターバック用の負圧が必要な場合等、所定の場合には吸気通路５内に負圧を発生させるために開度を小さくする。なお、吸気絞り弁１５を設けずに、負圧発生用のポンプを設けることで上記負圧が必要な場合に対応するようにしてもよい。
【００１６】
また、排気カムシャフト１０は一般的な回転式のカムシャフトであるため、駆動機構等についての説明は省略する。一方、可変動弁機構９は吸気バルブ７のリフト量、作動角を可変に制御可能な可変動弁機構であり、図２を参照して説明する。
【００１７】
図２は、吸気バルブ７のリフト量及び作動角を可変に制御することができる可変動弁機構９の概略図である。
【００１８】
なお、ここでいうリフト量とは、最大リフト量のことをいう。また、リフト量の可変制御とは最大リフト量を可変制御することをいい、偏心カム２３の回転に同期して開閉する際のリフト量変化は除くものである。
【００１９】
また、本実施形態では吸気バルブ７側にのみ前記可変動弁機構を設けるが、排気弁側にも同様の可変動弁機構を設けて、運転状態に応じて排気弁の開閉時期を制御しても構わない。
【００２０】
可変動弁機構は、吸気バルブ７のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構２０と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構２１と、が組み合わされて構成されている。
【００２１】
なお、このリフト・作動角可変機構２０は、本出願人が先に提案し、位相可変機構２１とともに特開２００２−８９３０３号公報や特開２００２−８９３４１号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。
【００２２】
リフト・作動角可変機構２０は、図１のシリンダヘッド２上部の図示せぬカムブラケットに回転自在に支持された中空状の駆動軸２２と、この駆動軸２２に圧入等により固定された偏心カム２３と、上記駆動軸２２の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持されるとともに駆動軸２２と平行に配置された制御軸２４と、この制御軸２４の偏心カム部２５に揺動自在に支持されたロッカーアーム２８と、各吸気バルブ７の上端部に配置されたタペット４２に当接する揺動カム３１と、を備えている。ロッカーアーム２８は一方の端部付近が連結ピン２７を介してリンクアーム２６と連結されており、他方の端部付近が連結ピン２９を介してリンク部材３０の上方側端部と連結されている。リンク部材３０の下方側端部は連結ピン４５を介して揺動カム３１と連結されている。
【００２３】
上記駆動軸２２は、後述するように、図示しないタイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関の偏心カム２３によって駆動されるものである。
【００２４】
上記偏心カム２３は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸２２の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム２６の環状部２６ａが回転可能に嵌合している。
【００２５】
上記ロッカーアーム２８は、略中央部を上記偏心カム部２５が回転可能に貫通している。上記偏心カム部２５は、制御軸２４の軸心から偏心しており、従って、制御軸２４の角度位置に応じてロッカーアーム２８の揺動中心は変化する。
【００２６】
上記揺動カム３１は、駆動軸２２の外周に嵌合して回転自在に支持されており、駆動軸２２の軸方向に対して直角方向へ延びた端部３１ａに、前述したようにリンク部材３０の下端部が連結ピン４５を介して連結している。この揺動カム３１の下面には、駆動軸２２と同心状の円弧をなす基円面３１ｃと、該基円面３１ｃから上記端部へと所定の曲線を描いて延びるカム面３１ｂと、が連続して形成されており、これらの基円面３１ｃならびにカム面３１ｂが、揺動カム３１の揺動位置に応じてタペット４２の上面に当接するようになっている。
【００２７】
すなわち、上記基円面３１ｃはベースサークル区間として、リフト量がゼロとなる区間であり、揺動カム３１が揺動してカム面３１ｂがタペット４２に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
【００２８】
上記制御軸２４は、一方の端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ４４によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ４４への油圧供給は、コントロールユニット１３からの制御信号に基づいて制御されている。
【００２９】
このリフト・作動角可変機構２０の作用を説明する。駆動軸２２が回転すると、偏心カム２３のカム作用によってリンクアーム２６が上下動し、これに伴ってロッカーアーム２８が制御軸２４を揺動軸として揺動する。このロッカーアーム２８の揺動は、リンク部材３０を介して揺動カム３１へ伝達され、該揺動カム３１が揺動する。この揺動カム３１のカム作用によって、タペット４２が押圧され、吸気バルブ７がリフトする。ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ４４を介して制御軸２４の角度が変化すると、ロッカーアーム２８の揺動中心位置が変化し、ひいては揺動カム３１の初期揺動位置が変化する。
【００３０】
例えば、偏心カム部２５が上方へ位置しているとすると、ロッカーアーム２８は全体として上方へ位置し、揺動カム３１の端部３１ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム３１の初期揺動位置は、そのカム面３１ｂがタペット４２から離れる方向に傾く。従って、駆動軸２２の回転に伴って揺動カム３１が揺動した際に、基円面３１ｃが長い間タペット４２に接触し続け、カム面３１ｂがタペット４２に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつ、その開時期から閉時期までの角度範囲、すなわちカムの作動角も縮小する。
【００３１】
逆に、偏心カム部２５が下方へ位置しているとすると、ロッカーアーム２８は全体として下方へ位置し、揺動カム３１の端部３１ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム３１の初期揺動位置は、そのカム面３１ｂがタペット４２に近付く方向に傾く。従って、駆動軸２２の回転に伴って揺動カム３１が揺動した際に、タペット４２と接触する部位が基円面３１ｃからカム面３１ｂへと直ちに移行する。従って、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
【００３２】
上記の偏心カム部２５の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性も連続的に変化する。
【００３３】
つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大、縮小させることができる。
【００３４】
位相可変機構２１は、駆動軸２２の前端部に設けられたスプロケット４６と、このスプロケット４６と上記駆動軸２２とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ４３と、から構成されている。上記スプロケット４６は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトと同期して回転している。位相制御用アクチュエータ４３は、コントロールユニット１３からの制御信号に基づいて制御される。この位相制御用アクチュエータ４３の制御によって、スプロケット４６と駆動軸２２とが相対的に回転し、リフト中心角が遅進する。
【００３５】
つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も連続的に得ることができる。位相可変機構２１としては、油圧式、電磁式アクチュエータを利用したものなど、種々の構成が可能である。
【００３６】
上述したように、可変動弁機構９によれば、リフト量ならびに作動角を両者同時に、連続的に拡大、縮小させることができ、かつリフト特性を変えずに連続的に全体を進角もしくは遅角させることができるので、吸気バルブ７の開閉時期を独立に制御することが可能となる。
【００３７】
本実施形態では、バルブタイミングを次のように設定する。図３はアイドル回転を含む低回転低負荷領域、図４は中回転中負荷領域、図５は高回転高負荷領域のそれぞれのバルブタイミング図である。なお、バルブタイミングが変化するのは吸気バルブ７のみであって、排気バルブ８のバルブタイミングは固定されている。そして、上述したように吸気バルブ７については、バルブタイミングの他に、リフト量及び作動角も変化させることができるので、これにより吸気量の調節を行う。
【００３８】
低回転低負荷領域では、図３に示すように吸気バルブ７の開弁期間は短く、吸気バルブ７は上死点直後に開弁して下死点前９０度付近で閉弁する。このように作動角を小さくすることにより、吸気バルブ７のリフト量も小さくなる。
【００３９】
中回転中負荷領域では、図４に示すように上死点後４５度付近で開弁し、下死点付近で閉弁する。このとき、吸気バルブ７のリフト量は低回転低負荷領域よりは大きく、高回転高負荷領域よりは小さい。
【００４０】
高回転高負荷領域では、図５に示すように上死点付近で開弁し、下死点後６０度付近で閉弁する。そして、図５よりもさらに高回転高負荷の状態になると、吸気バルブ７のリフト量は最大となり、吸気バルブ７の閉時期はさらに遅角側（下死点から遠ざかる方向）になる。
【００４１】
次に、第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１４の燃料噴射制御について説明する。図６は、燃料噴射制御のフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ１００では、図示しないアクセル開度センサの検出値を読み込む。
【００４３】
ステップＳ１０１では、アクセル開度に基づいて要求トルク及び要求ブーストを算出し、ステップＳ１０２ではこれらに基づいて吸気バルブ７のバルブタイミング及びリフト量を設定する。アクセル開度に基づく要求トルク及び要求ブーストの算出方法は、公知の算出方法を用いればよい。また、バルブタイミング及びリフト量の設定は、これらを要求トルク及び要求ブーストに割り付けたマップを検索することにより行う。
【００４４】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で設定したバルブタイミングにおいて、吸気バルブ７の閉時期（ＩＶＣ）が下死点前であるか否かを判定する。下死点前の場合はステップＳ１０５に進む。下死点後の場合はステップＳ１０４に進む。なお、ここでは下死点を基準として判定しているが、厳密に下死点である必要はなく、下死点と同視し得る下死点近傍の値を基準としてもよい。
【００４５】
ステップＳ１０４では、吸気絞り弁１５が全開かつ作動角が２４０（°Ｃ．Ａ．）であるか否かを判定する。判定の結果が肯定的ならステップＳ１０５に進み、否定的ならＳ１０７に進む。
【００４６】
本ステップは、充填効率が最大となる全負荷領域であるか否かを、吸気絞り弁１５の開度及び作動角を基準として判定することを目的としている。作動角の基準値を２４０（°Ｃ．Ａ．）としたのは、作動角が２４０（°Ｃ．Ａ．）程度であれば、吸気弁開時期ＩＶＯが上死点付近となり、吸気弁閉時期ＩＶＣが吸入空気の慣性により充填効率が最も高くなる下死点後６０（°Ｃ．Ａ．）付近になるからである。したがって、基準値としての作動角は厳密に２４０（°Ｃ．Ａ．）である必要はなく、これと同等の充填効率となる作動角であればよい。また、下死点後約６０（°Ｃ．Ａ．）より遅角しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００４７】
ステップＳ１０５では、実際のブースト圧と、現在のバルブタイミング及び吸気絞り弁１５の開度に基づいて算出されるブースト圧に、ずれがあるか否かを判定する。実際のブースト圧は吸気通路５内の圧力を検出するセンサ（図示せず）を設けて検出する。バルブタイミング及び吸気絞り弁１５の開度に基づいて算出されるブースト圧とは、ステップＳ１０１で算出した要求ブースト圧、つまり可変動弁機構９及び吸気絞り弁１５の目標値を設定する際に用いる目標ブースト圧である。
【００４８】
すなわち、本ステップでは、目標ブースト圧と実際のブースト圧のずれを判定することになり、これにより可変動弁機構９等が正常に作動しているか否かを検知することができる。
【００４９】
なお、目標ブースト圧と実際のブースト圧とが完全に一致していなくてもよく、両者の差に許容範囲を予め設定しておき、この許容範囲を超えた場合にずれがあると判定する。また、この許容範囲は運転領域ごとに設定する。
【００５０】
判定の結果、ずれがある場合にはステップＳ１０６に進む。ずれがない場合はステップＳ１０７に進み、第１燃料噴射弁１１のみで燃料噴射を行うことを決定して、要求トルクに応じた燃料噴射量を設定して処理を終了する。
【００５１】
ステップＳ１０６では、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１４の燃料噴射分担割合を設定する。具体的には、クランク角センサ（図示せず）で検出したエンジン回転数とアクセル開度から算出した機関負荷とを用いて図７に示す燃料噴射分担割合マップを検索することにより設定する。図７は縦軸が機関負荷、横軸がエンジン回転数であり、低中回転低中負荷領域と高回転高負荷領域で第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１４を併用し、その他の領域では第１燃料噴射弁１１のみを使用する設定となっている。
【００５２】
低中回転低中負荷領域の併用領域は、低回転低負荷側から回転数及び負荷が増大するにつれて、第１燃料噴射弁１１の分担割合が徐々に増大するよう設定する。一方、高回転高負荷領域の併用領域は、機関負荷が低下するのにつれて第１燃料噴射弁１１の分担割合が徐々に増大するよう設定する。このように、噴射分担割合を徐々に変化させることにより、噴射分担割合を変化させた際の急激なトルク変動を抑制することができる。
【００５３】
図８は、図７のマップに従って設定する燃料噴射分担割合を、揺動カム３１の作動角及び吸気バルブ７のリフト量に割り付けた図である。縦軸がリフト量、横軸が作動角（°Ｃ．Ａ．）であり、図中の実線はリフト量の特性を示している。
【００５４】
低中回転低中負荷領域の併用領域は、作動角が略１８０（°Ｃ．Ａ．）以下であり、この領域内では、作動角が大きくなるのに連れて第１燃料噴射弁１１の燃料噴射分担割合が増大する。
【００５５】
作動角が１８０〜２４０（°Ｃ．Ａ．）の領域では、第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合は１００％である。
【００５６】
高回転高負荷領域での併用領域は、作動角が略２４０（°Ｃ．Ａ．）以上である。ただし、併用するのは吸気絞り弁１５が全開の場合のみである。この領域では、第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合は作動角が大きくなるに連れて小さくなる。
【００５７】
上記のような制御によれば、例えば図３に示すような低回転低負荷領域用のバルブタイミングでは、第１燃料噴射弁１１による筒内噴射と、第２燃料噴射弁１４によるポート噴射を併用することになる。基本的にバルブリフト量で吸気量の調節を行う場合には、このような運転領域ではリフト量が小さいので、筒内ガス流動が生成されにくく、筒内の均質度を高めるには不利な状況である。このため、仮に第１燃料噴射弁１１のみで燃料を噴射すると、燃焼安定度が低くなり、未燃燃料の排出量増大や、デポジット堆積量の増大という問題が生じる。そして、デポジット堆積量が増大すると、小リフト量時の吸気量調節の精度が低下して運転性が悪化するという問題が生じる。
【００５８】
しかしながら、本実施形態では、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１４とを併用し、作動角が小さくなるほど第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合を低下させるので、第２燃料噴射弁１４から噴射された燃料が気化、混合した状態で筒内に流入することとなり、燃焼の安定度を確保することができる。具体的な噴射分担割合は、次のように設定する。
【００５９】
図９は、ある部分負荷領域における、第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合と燃焼性の関係を示す図である。この領域では、第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合が２０〜６０％程度の場合に燃焼安定性を確保することができる。各負荷領域について、実験等を通じてこのような第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合と燃焼性の関係を求め、第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合を設定する。
【００６０】
また、図４に示すバルブタイミングでは、図３の状態に比べればガス流動は強くなるが、第１燃料噴射弁１１のみによる燃料噴射では、十分な燃焼安定度を確保できるわけではない。そこで、第２燃料噴射弁１４よりも第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合を大きくして、両者を併用する。
【００６１】
一方、高回転高負荷領域であって、図５（作動角が略２４０（°Ｃ．Ａ．））よりも作動角が大きく、かつ吸気絞り弁１５が全開の場合においても、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１４を併用する。これにより、第１燃料噴射弁１１用の燃料ポンプ（図示せず）の駆動負荷が低下するので、高回転高負荷領域におけるフリクションが低減し、結果として燃費性能が向上する。また、当該ポンプを小型化することができる。
【００６２】
以上により、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
【００６３】
（１）可変動弁機構９によって吸入空気量の調節を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、吸気弁閉時期ＩＶＣがピストン下死点以降の場合には第１燃料噴射弁１１のみにより燃料を噴射するよう制御し、吸気弁閉時期ＩＶＣがピストン下死点前の場合には第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１４により燃料を噴射するよう制御するので、筒内ガス流動が弱い運転領域においても、燃焼安定性を確保することができ、これにより未燃燃料を低減して燃費性能を向上させることができる。
【００６４】
また、吸気バルブ７開口部付近へのデポジット付着を抑制し、低リフト量時の運転性の悪化を防止できる。さらに、燃焼安定性が改善されることで、内部ＥＧＲ実施時やコースト状態からの再加速時等における動力性能を向上させることができる。
【００６５】
（２）第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１４を併用する場合に、作動角に応じて第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１４の噴射分担割合を変化させ、具体的には第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１４を併用する場合には、作動角が大きいほど第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合を大きくするので、運転状態に応じた燃料噴射制御が可能となる。
【００６６】
（３）吸気絞り弁１５を備え、この吸気絞り弁１５が全開かつ吸気弁閉時期ＩＶＣがピストン下死点後略６０度以降の場合には、第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１４を併用するので、多量の燃料を必要とする高回転高負荷領域での第１燃料噴射弁１１用の燃料ポンプの負荷を下げ、ポンプを小型化することができる。
【００６７】
（４）吸気絞り弁１５が全開かつ吸気弁閉時期ＩＶＣがピストン下死点後略６０度以降の場合には、作動角が大きいほど第１燃料噴射弁１１の噴射分担割合を小さくするので、結果的には、必要な燃料量が増加すると第２燃料噴射弁１４の噴射量が増加することとなる。このため、高出力化に対して燃料システムを変更することなく対応することができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、吸気バルブ７のリフト量及び作動角を連続的に変化し得る可変動弁機構９を使用する場合について説明したが、カムシャフトにプロフィールの異なる複数のカムを備え、これを切り換えるような機構であっても同様に適用可能である。
【００６９】
また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態を適用するシステムの構成図である。
【図２】可変動弁機構の構成図である。
【図３】低回転低負荷領域のバルブタイミング図の一例を示す図である。
【図４】中回転中負荷領域のバルブタイミング図の一例を示す図である。
【図５】高回転高負荷領域のバルブタイミング図の一例を示す図である。
【図６】燃料噴射制御のフローチャートである。
【図７】噴射分担割合マップの一例を示す図である。
【図８】噴射分担割合をカム作動角及びリフト量に割り付けた図である。
【図９】燃焼性と第１燃料噴射弁の噴射分担割合との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    燃焼室
２    シリンダヘッド
３    シリンダブロック
４    ピストン
５    吸気通路
６    排気通路
７    吸気バルブ
８    排気バルブ
９    可変動弁機構
１０  排気カムシャフト
１１  第１燃料噴射弁
１２  点火栓
１３  コントロールユニット
１４  第２燃料噴射弁
１５  吸気絞り弁
２０  リフト・作動角可変機構
２１  位相可変機構
２２  駆動軸
２３  偏心カム
２４  制御軸
２５  偏心カム部
２６  リンクアーム
２７  連結ピン
２８  ロッカーアーム
２９  連結ピン
３０  リンク部材
３１  揺動カム
３２  タペット
３３  位相制御用アクチュエータ
３４  リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ
３５  連結ピン
【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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【図９】
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