(57)【要約】【課題】複数の吸気バルブ間の開弁特性の相違を原因として燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合にエミッションの悪化を抑制できる燃料噴射装置を提供する。【解決手段】同一気筒２に対して設けられた吸気ポート６Ａ、６Ｂと、吸気バルブ７Ａ、７Ｂ間の開弁特性を相違させて各吸気バルブ７Ａ、７Ｂを駆動できる吸気側動弁機構１５とを備えた内燃機関１に適用されるとともに、吸気ポート６Ａ、６Ｂ毎に設けられた燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂを備え、吸気ポート６Ａ、６Ｂ間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合に吹き戻し量が多い側の吸気ポート６Ａに対する燃料噴射量が吹き戻し量が少ない側の吸気ポート６Ｂに比べて多くなるように燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂを制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一気筒に対して設けられた複数の吸気ポートと、前記吸気ポート毎に設けられた吸気バルブ間の開弁特性を相違させて各吸気バルブを駆動できる動弁機構とを備えた内燃機関に適用される燃料噴射装置において、
前記吸気ポート毎に設けられた燃料噴射弁と、前記吸気バルブ間の開弁特性の相違を原因として前記吸気ポート間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合に前記吹き戻し量が多い側の吸気ポートに対する燃料噴射量が前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに比べて多くなるように、前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御手段は、前記吹き戻し量が多い側の吸気ポートに対する燃料噴射が許容され、かつ前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに対する燃料噴射が中止されるように、前記燃料噴射弁を制御する請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御手段は、前記吹き戻し量が多い側の吸気ポートに対する燃料噴射が当該吸気ポートに設けられた吸気バルブの開弁前に完了するように、前記燃料噴射弁を制御する請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記動弁機構は、前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに設けられた吸気バルブの閉弁時期が圧縮行程中に設定されるように前記各吸気バルブを駆動できる請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記動弁機構は、前記吸気バルブ間で最大リフト量及び作用角が共に同じで位相差が存在し、かつ前記吹き戻し量が多い側の吸気ポートに設けられた吸気バルブのみに排気バルブとのオーバーラップ期間が設定されるように前記各吸気バルブを駆動できる請求項４に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記内燃機関は、前記複数の吸気ポートとして２つの吸気ポートを備えるとともに、前記２つの吸気ポートを互いに結ぶ連通路と、前記連通路を開閉する連通バルブと、前記動弁機構による前記各吸気バルブの駆動状態に応じて前記連通バルブを制御する連通バルブ制御手段とを更に備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記動弁機構は、前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに設けられた吸気バルブを閉弁状態で維持できるように構成されており、
前記連通バルブ制御手段は、前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに設けられた吸気バルブが閉弁状態に維持されている間、前記連通路が閉鎖されるように前記連通バルブを制御する請求項６に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
同一気筒に対して設けられた複数の吸気ポートと、前記吸気ポート毎に設けられた吸気バルブ間に排気バルブとのオーバーラップ期間の差を設けた状態で各吸気バルブを駆動できる動弁機構とを備えた内燃機関に適用される燃料噴射装置において、
前記吸気ポート毎に設けられた燃料噴射弁と、前記オーバーラップ期間が長い側の吸気ポートに対する燃料噴射量が前記オーバーラップ期間が短い側の吸気ポートに比べて多くなるように、前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項９】
前記動弁機構は、前記オーバーラップ期間が短い側の吸気ポートに設けられた吸気バルブの閉弁時期が圧縮行程中に設定されるように前記各吸気バルブを駆動できる請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記動弁機構は、前記吸気バルブ間で最大リフト量及び作用角が共に同じで位相差が存在する状態で前記各吸気バルブを駆動できる請求項９に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記燃料噴射制御手段は、前記オーバーラップ期間が長い側の吸気ポートに対する燃料噴射が許容され、かつ前記オーバーラップ期間が短い側の吸気ポートに対する燃料噴射が中止されるように、前記燃料噴射弁を制御する請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
同一気筒に対して設けられた２つ吸気ポートと、前記吸気ポート毎に設けられた吸気バルブの一方の吸気バルブが排気バルブとのオーバーラップ期間が形成される時期に開弁され、かつ他方の吸気バルブが圧縮行程中に閉弁されるように各吸気バルブを駆動できる吸気側動弁機構とを備えた内燃機関に適用される燃料噴射装置において、
前記吸気ポート毎に設けられた燃料噴射弁と、今回のサイクルの燃焼に必要な燃料が前記気筒内に供給されるように、前記オーバーラップ期間が形成される側の吸気ポートに設けられた燃料噴射弁に対して、前回のサイクルの吸気バルブ閉じ後からでかつ前記オーバーラップ期間の開始前から燃料を噴射させるとともに、圧縮行程中に閉弁される側の吸気ポートに設けられた燃料噴射弁に対して、前回のサイクルの圧縮行程で吸気が吹き返されている時に燃料を噴射させる、燃料噴射制御手段と、を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項１３】
前記吸気側動弁機構は、圧縮行程中に閉弁される前記他方の吸気バルブが前記排気バルブとのオーバーラップ期間が形成されない時期に開弁されるように各吸気バルブを駆動する、請求項１２に記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
前記気筒に対して２つの排気ポートが設けられ、かつ前記排気バルブが前記排気ポート毎に設けられており、
前記排気ポート毎に設けられた排気バルブ間の開弁特性として、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが一方が他方に対して遅れ又は進む開弁特性が与えられるように各排気バルブを駆動できる排気側動弁機構を更に備え、
前記排気側動弁機構は、前記内燃機関の暖機完了前の期間において、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが進む側の排気バルブが、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが遅れる側の排気バルブに比べて作用角及びリフト量の少なくとも一つが小さくなるように、各排気バルブを駆動する、請求項１２又は１３に記載の燃料噴射装置。
【請求項１５】
前記２つの吸気ポートの各開口部の並び方向と同方向に、前記２つの排気ポートの各開口部が前記気筒の中心を挟んで反対側に並んでおり、
前記排気側動弁機構は、前記オーバーラップ期間が形成される側の吸気ポートの対角上に位置する排気ポートに設けられた前記排気バルブが、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが遅れる側の前記排気バルブに相当するように、各排気バルブを駆動する、請求項１４に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一気筒に対して複数の吸気ポートが設けられた内燃機関に適用される燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気ポート毎に燃料噴射弁を設けるとともに、吸気バルブのリフト量が所定値よりも小さくなった場合にその吸気バルブが設けられた側の燃料噴射弁による燃料噴射を停止させる燃料噴射装置が知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献２〜５が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９２０５８号公報
【特許文献２】特開平１０−２６０２６号公報
【特許文献３】特開２００６−２２６１６３号公報
【特許文献４】特開２００４−３５３４６３号公報
【特許文献５】特開２００７−２９１９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の燃料噴射装置は、所定値よりも吸気バルブのリフト量が小さくなった場合にその吸気ポートへの燃料噴射を停止させてポート内に留まる液滴燃料を低減するものである。吸気バルブのリフト量が小さい側の吸気ポートは、リフト量が大きい側の吸気ポートに比べて燃焼ガスの吹き戻し量が少なくなるため吸気バルブ近辺の温度が上昇し難くなる。そのため、特許文献１の燃料噴射装置において、吸気ポート間にリフト量差があるが燃料噴射が停止されない運転領域では、リフト量が小さい側の吸気ポートにおける燃料の気化が不十分となりエミッションが悪化する可能性がある。また、吸気ポート間に排気バルブとのオーバーラップ期間に差が存在する場合も同様に、オーバーラップ期間が短い側の吸気ポートでの燃料の気化が不十分になる。
【０００５】
そこで、本発明は、複数の吸気バルブ間の開弁特性の相違を原因として燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合にエミッションの悪化を抑制できる燃料噴射装置を提供することを目的とする。また、本発明は、同一気筒に設けられた２つの吸気ポートのうち、オーバーラップ期間が短い側の吸気ポートにおいて燃料が気化するのに必要な時間を確保することによってエミッションの悪化を抑制できる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】
本発明の第１の燃料噴射装置は、同一気筒に対して設けられた複数の吸気ポートと、前記吸気ポート毎に設けられた吸気バルブ間の開弁特性を相違させて各吸気バルブを駆動できる動弁機構とを備えた内燃機関に適用される燃料噴射装置において、前記吸気ポート毎に設けられた燃料噴射弁と、前記吸気バルブ間の開弁特性の相違を原因として前記吸気ポート間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合に前記吹き戻し量が多い側の吸気ポートに対する燃料噴射量が前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに比べて多くなるように、前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、を備えるものである（請求項１）。
【０００７】
この燃料噴射装置によれば、吸気ポート間に燃料ガスの吹き戻し量に差が生じている場合には吹き戻し量が多い側の吸気ポートに対する燃料噴射量が吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに比べて多くなる。そのため、吸気バルブ近辺で温度上昇し易い吸気ポート、即ち吹き戻し量が多い側の吸気ポートを積極的に活用することによって燃料の気化を促進できる。これにより、燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合でもエミッションの悪化を抑制することができる。なお、第１の燃料噴射装置において、吹き戻し量が少ないとは、比較対象となる吸気ポートに比べて吹き戻し量が少ないという意味であり、吹き戻し量が０の場合も含まれる。
【０００８】
第１の燃料噴射装置の一態様において、前記燃料噴射制御手段は、前記吹き戻し量が多い側の吸気ポートに対する燃料噴射が許容され、かつ前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに対する燃料噴射が中止されるように、前記燃料噴射弁を制御してもよい（請求項２）。この場合には、燃料噴射量の全量が吹き戻し量が多い側に配分されるため、燃料気化の促進効果を最大化できる。この態様においては、前記燃料噴射制御手段は、前記吹き戻し量が多い側の吸気ポートに対する燃料噴射が当該吸気ポートに設けられた吸気バルブの開弁前に完了するように、前記燃料噴射弁を制御してもよい（請求項３）。この場合には、吸気ポート内に噴射された全燃料を、その吸気ポートに吹き戻された燃焼ガスに曝すことができるため燃料気化の促進効果が更に向上する。
【０００９】
第１の燃料噴射装置の一態様において、前記動弁機構は、前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに設けられた吸気バルブの閉弁時期が圧縮行程中に設定されるように前記各吸気バルブを駆動してもよい（請求項４）。この場合には、吸気バルブの遅閉じが実現されて吸気バルブの開弁期間が圧縮行程に及ぶため、いわゆるアトキンソンサイクルによる運転が可能になる。その一方で、吹き戻し量が多い側の吸気ポートの活用によって燃料の気化を促進できる。これにより、吸気バルブの遅閉じによる気化悪化を回避しつつアトキンソンサイクルの利点であるポンプ損失の低減を図ることができる。この態様において、前記動弁機構は、前記吸気バルブ間で最大リフト量及び作用角が共に同じで位相差が存在し、かつ前記吹き戻し量が多い側の吸気ポートに設けられた吸気バルブのみに排気バルブとのオーバーラップ期間が設定されるように前記各吸気バルブを駆動してもよい（請求項５）。この場合は、各吸気バルブの作用角を適正に維持しつつ確実にオーバーラップ期間を確保できる。
【００１０】
動弁機構にて与えられる吸気バルブ間の開弁特性の相違としては、吸気バルブ間で最大リフト量が相違する場合、吸気バルブ間で最大リフト量が同じであるが作用角が相違する場合のいずれの場合も含まれる。これらの場合においては、排気弁とのオーバーラップ期間が吸気バルブ間で同じでも異なっていてもよい。また、吸気バルブ間で最大リフト量及び作用角が共に同じで位相差が存在する場合も、オーバーラップ期間が吸気バルブ間で相違して吸気ポート間で吹き戻し量に差が生じるため、本発明に係る開弁特性の相違に含まれる。
【００１１】
第１の燃料噴射装置の一態様において、前記内燃機関は、前記複数の吸気ポートとして２つの吸気ポートを備えるとともに、前記２つの吸気ポートを互いに結ぶ連通路と、前記連通路を開閉する連通バルブと、前記動弁機構による前記各吸気バルブの駆動状態に応じて前記連通バルブを制御する連通バルブ制御手段とを更に備えてもよい（請求項６）。この態様によれば、連通バルブの開閉と各吸気バルブの駆動状態とを組み合わせることにより、運転状態に応じて気筒内の気流強化と吸入空気量の確保とを適正にバランスさせることができる。この態様において、前記動弁機構は、前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに設けられた吸気バルブを閉弁状態で維持できるように構成されており、前記連通バルブ制御手段は、前記吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに設けられた吸気バルブが閉弁状態に維持されている間、前記連通路が閉鎖されるように前記連通バルブを制御してもよい（請求項７）。この場合には、一方の吸気バルブが閉弁状態に維持されているときに連通路が閉鎖されるので、他方の吸気バルブが設けられた吸気ポートから効率良く気筒内に空気を取り込んで気流を強化することができる。また、吹き戻し量が多い側の吸気ポートに噴射された燃料が連通路を通じて吹き戻し量が少ない側の吸気ポートに回り込むことが防止できるので、その吸気ポートにおいて燃料が付着してデポジットが生成されることを抑制できる。
【００１２】
本発明の第２の燃料噴射装置は、同一気筒に対して設けられた複数の吸気ポートと、前記吸気ポート毎に設けられた吸気バルブ間に排気バルブとのオーバーラップ期間の差を設けた状態で各吸気バルブを駆動できる動弁機構とを備えた内燃機関に適用される燃料噴射装置において、前記吸気ポート毎に設けられた燃料噴射弁と、前記オーバーラップ期間が長い側の吸気ポートに対する燃料噴射量が前記オーバーラップ期間が短い側の吸気ポートに比べて多くなるように、前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、を備えるものである（請求項８）。
【００１３】
この燃料噴射装置によれば、オーバーラップ期間が長い側の吸気ポートは短い側の吸気ポートに比べて燃焼ガスの吹き戻し量が多いため、オーバーラップ期間が長い側の吸気バルブ近辺の温度が上昇し易い状態になる。こうした温度上昇がし易い吸気ポートに対して燃料噴射量が多く配分されるため燃料の気化を促進できる。これにより、オーバーラップ期間が相違する結果として燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合でもエミッションの悪化を抑制することができる。なお、第２の燃料噴射装置において、オーバーラップ期間が短いとは比較対象となる吸気ポートのオーバーラップ期間に比べて短いという意味であり、オーバーラップ期間が０の場合も含まれる。
【００１４】
第２の燃料噴射装置の一態様において、前記動弁機構は、前記オーバーラップ期間が短い側の吸気ポートに設けられた吸気バルブの閉弁時期が圧縮行程中に設定されるように前記各吸気バルブを駆動してもよい（請求項９）。この場合には、吸気バルブの遅閉じが実現されて吸気バルブの開弁期間が圧縮行程に及ぶため、いわゆるアトキンソンサイクルによる運転が可能になる。その一方で、オーバーラップ期間が長い側の吸気ポートの活用によって燃料の気化を促進できる。これにより、吸気バルブの遅閉じに伴う気化悪化を回避しつつポンプ損失の低減を図ることができる。
【００１５】
この態様において、前記動弁機構は、前記吸気バルブ間で最大リフト量及び作用角が共に同じで位相差が存在する状態で前記各吸気バルブを駆動してもよい（請求項１０）。この場合は、各吸気バルブの作用角を適正に維持しつつ確実にオーバーラップ期間を確保できる。また、前記燃料噴射制御手段は、前記オーバーラップ期間が長い側の吸気ポートに対する燃料噴射が許容され、かつ前記オーバーラップ期間が短い側の吸気ポートに対する燃料噴射が中止されるように、前記燃料噴射弁を制御してもよい（請求項１１）。この場合には、燃料噴射量の全量が吹き戻し量が多い側に配分されるため、燃料気化の促進効果を最大化できる。
【００１６】
本発明の第３の燃料噴射装置は、同一気筒に対して設けられた２つ吸気ポートと、前記吸気ポート毎に設けられた吸気バルブの一方の吸気バルブが排気バルブとのオーバーラップ期間が形成される時期に開弁され、かつ他方の吸気バルブが圧縮行程中に閉弁されるように各吸気バルブを駆動できる吸気側動弁機構とを備えた内燃機関に適用される燃料噴射装置において、前記吸気ポート毎に設けられた燃料噴射弁と、今回のサイクルの燃焼に必要な燃料が前記気筒内に供給されるように、前記オーバーラップ期間が形成される側の吸気ポートに設けられた燃料噴射弁に対して、前回のサイクルの吸気バルブ閉じ後からでかつ前記オーバーラップ期間の開始前から燃料を噴射させるとともに、圧縮行程中に閉弁される側の吸気ポートに設けられた燃料噴射弁に対して、前回のサイクルの圧縮行程で吸気が吹き返されている時に燃料を噴射させる、燃料噴射制御手段と、を備えるものである（請求項１２）。
【００１７】
第３の燃料噴射装置によれば、今回のサイクルの燃焼で必要な燃料が、前回のサイクルの吸気バルブ閉じ後からでかつ前記オーバーラップ期間の開始前から噴射された燃料と、前回のサイクルの圧縮行程で吸気が吹き返されている時に噴射された燃料とによって賄われる。オーバーラップ期間の開始前から噴射された燃料は燃焼ガスの吹き戻しにより温度が上昇する吸気ポートによって気化が促進される。また、前回のサイクルの圧縮工程で噴射された燃料は、吸気の吹き返しにより吸気ポートに戻されて、その燃料が次のサイクルである今回のサイクルで吸気バルブが開弁するまで吸気ポート内に留まるため、その燃料が気化する時間を確保できる。従って、今回のサイクルの燃焼で必要な燃料が気化した状態で２つの吸気ポートから供給される。これにより、良好な燃焼を得ることができるので、エミッションの悪化を抑制できる。なお、オーバーラップ期間の開始前から燃料が噴射された場合、その噴射の終了がオーバーラップ期間前に到来する場合と、その噴射の終了がオーバーラップ期間中に到来する場合との２つの場合があり得るが、いずれの場合でも噴射された燃料の気化を促進することができる。
【００１８】
第３の燃料噴射装置の一態様において、前記吸気側動弁機構は、圧縮行程中に閉弁される前記他方の吸気バルブが前記排気バルブとのオーバーラップ期間が形成されない時期に開弁されるように各吸気バルブを駆動してもよい（請求項１３）。この態様によれば、今回のサイクルにおける吸気行程で２つの吸気バルブの開弁時期がずれることによって、気筒内に偏流を発生させることができるので、気筒内の気流が強化される。そのため、気筒内の燃料混合気の攪拌が活発化して燃料混合気の均質度が高まる。これにより、更に良好な燃焼が得られるので、エミッションの悪化を更に抑制することができる。
【００１９】
第３の燃料噴射装置の一態様において、前記気筒に対して２つの排気ポートが設けられ、かつ前記排気バルブが前記排気ポート毎に設けられており、前記排気ポート毎に設けられた排気バルブ間の開弁特性として、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが一方が他方に対して遅れ又は進む開弁特性が与えられるように各排気バルブを駆動できる排気側動弁機構を更に備え、前記排気側動弁機構は、前記内燃機関の暖機完了前の期間において、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが進む側の排気バルブが、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが遅れる側の排気バルブに比べて作用角及びリフト量の少なくとも一つが小さくなるように、各排気バルブを駆動してもよい（請求項１４）。この態様によれば、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが進む側の排気バルブの作用角及びリフト量の少なくとも一つが小さくなることによって、排気抵抗が増大するので、残留ガス量（内部ＥＧＲ量）が増加する。そのため、暖機完了前の期間において気筒内の温度を上昇させることができるので内燃機関の暖機を促進できる。
【００２０】
この態様においては、前記２つの吸気ポートの各開口部の並び方向と同方向に、前記２つの排気ポートの各開口部が前記気筒の中心を挟んで反対側に並んでおり、前記排気側動弁機構は、前記オーバーラップ期間が形成される側の吸気ポートの対角上に位置する排気ポートに設けられた前記排気バルブが、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが遅れる側の前記排気バルブに相当するように、各排気バルブを駆動してもよい（請求項１５）。この場合は、開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが遅れる側の排気ポートからの吹き返しを対角上のオーバーラップ期間が形成される側の吸気ポートに集中させることができる。また、互いに対角上に位置する吸気ポート及び排気ポートがそれぞれ開通した状態で吸気行程が開始する。そのため、吸気行程の開始時に気筒内を横方向に旋回するスワール流の発生を誘起させる気流分布が気筒内に形成されてから本格的な吸気が続くので、気筒内の気流を更に強化することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、吸気バルブ近辺で温度上昇し易い吸気ポート、即ち吹き戻し量が多い側又はオーバーラップ期間が長い側の吸気ポートを積極的に活用することによって燃料の気化を促進できる。これにより、燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合でもエミッションの悪化を抑制することができる。また、本発明によれば、今回のサイクルの燃焼で必要な燃料が、今回のサイクルにおけるオーバーラップ期間中に噴射された燃料と、前回のサイクルの圧縮行程で吸気が吹き返されている時に噴射された燃料とによって賄われるので良好な燃焼を得ることができ、エミッションの悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を示した図。
【図２】図１の内燃機関を上方から模式的に示した平面図。
【図３Ａ】同一気筒に設けられた複数の吸気バルブのリフトカーブを例示した駆動モードの説明図であって、第１駆動モードを示した図。
【図３Ｂ】同一気筒に設けられた複数の吸気バルブのリフトカーブを例示した駆動モードの説明図であって、第２駆動モードを示した図。
【図３Ｃ】同一気筒に設けられた複数の吸気バルブのリフトカーブを例示した駆動モードの説明図であって、第３駆動モードを示した図。
【図３Ｄ】同一気筒に設けられた複数の吸気バルブのリフトカーブを例示した駆動モードの説明図であって、第４駆動モードを示した図。
【図３Ｅ】同一気筒に設けられた複数の吸気バルブのリフトカーブを例示した駆動モードの説明図であって、第５駆動モードを示した図。
【図４】軽負荷領域での各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、各燃料噴射弁の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図５】中負荷領域での各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、各燃料噴射弁の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図６】高負荷領域での各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、各燃料噴射弁の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図７】第１の形態に係る制御ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図８】第１の形態に係る駆動モード設定マップの一例を示した図。
【図９】第２の形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図。
【図１０】第２の形態に係る軽中負荷領域での各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、各燃料噴射弁の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図１１】第２の形態に係る高負荷領域での各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、各燃料噴射弁の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図１２】第３の形態に係る駆動モード設定マップの一例を示した図。
【図１３】第４の形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図。
【図１４】第２駆動モードが選択された場合における各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、各燃料噴射弁の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図１５】圧縮行程中における気筒内の気流の状態を説明する説明図。
【図１６】第５の形態に係る軽中負荷領域での各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、各燃料噴射弁の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図１７】第６の形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図。
【図１８】第６の形態に係る軽中負荷領域での各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、各燃料噴射弁の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図１９】第６の形態の作用を説明する説明図。
【図２０】第６の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図２１】第１の参考例に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図。
【図２２】第１の参考例に係る各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、燃料噴射弁１０２の燃料噴射期間とを示した説明図。
【図２３】第２の参考例に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図。
【図２４】第２の参考例に係る各吸気バルブ及び各排気バルブのリフトカーブと、燃料噴射弁１０６の燃料噴射期間とを示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の形態）
図１は本発明の一形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を示しており、図２は図１の内燃機関を上方から模式的に示した平面図である。内燃機関１は一方向に並ぶ４つ（図では１つのみを示した。）の気筒２を有した直列４気筒型の多気筒内燃機関として構成されている。各気筒２にはピストン３が往復動自在に挿入されており、ピストン３の往復運動はコネクティングロッド４を介して不図示のクランクシャフトに伝達される。
【００２４】
各気筒２には吸気通路５が接続されている。吸気通路５は同一の気筒２に対して２つずつ設けられた吸気ポート６Ａ、６Ｂを有しており、これらの吸気ポート６Ａ、６Ｂは不図示の吸気マニホルドに接続されている。各吸気ポート６Ａ、６Ｂを開閉するため、吸気ポート６Ａには吸気バルブ７Ａが、吸気ポート６Ｂには吸気バルブ７Ｂがそれぞれ設けられている。また、各気筒２には排気通路８が接続されていて、排気通路８は同一の気筒２に対して２つずつ設けられた排気ポート９Ａ、９Ｂを有している。排気ポート９Ａには排気バルブ１０Ａが、排気ポート９Ｂには排気バルブ１０Ｂがそれぞれ設けられていて、これらの排気バルブ１０Ａ、１０Ｂにて各排気ポート９Ａ、９Ｂは開閉される。
【００２５】
図２に示したように、吸気ポート６Ａには燃料噴射弁１１Ａが、吸気ポート６Ｂには燃料噴射弁１１Ｂがそれぞれ設けられている。各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂはその先端を吸気ポート内に臨ませた状態で燃料の噴射方向が吸気ポートの下流側となるようにして設けられている。各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂは互いに同一の構造を持っており、構成上の相違はない。
【００２６】
各吸気バルブ７Ａ、７Ｂは動弁機構としての吸気側動弁機構１５にて開閉駆動される。図１に示すように、吸気側動弁機構１５は、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの開弁期間を進角側及び遅角側に変更可能な位相変更部１６と、最大リフト量を作用角とともに変更可能なリフト量変更部１７とを備えている。位相変更部１６はいわゆる可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）と呼ばれる周知の機構であり、クランクシャフトに対するカムシャフト１８の回転位置を油圧を利用してシフトすることにより位相変更を実現する。リフト量変更部１７はいわゆるバルブマチック機構と呼ばれる周知の機構である。構造の詳細は省略するが、リフト量変更部１７は、カムシャフト１８に形成されたカム１９とローラーロッカーアーム２０との間に介在しており、リフト量変更部１７は制御シャフト２１を軸方向に移動させることによりカム１９との接触範囲を変更させ、これによりローラーロッカーアーム２０の押し下げ量を変化できるように構成されている。なお、各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂは排気側動弁機構２５にて所定タイミングで開閉駆動される。
【００２７】
吸気側動弁機構１５は位相変更部１６及びリフト量変更部１７が協調制御されることにより同一気筒２に設けられた吸気バルブ７Ａ、７Ｂの開弁期間の位相、作用角及びリフト量等の開弁特性を別々に設定することにより複数の駆動モードを選択的に実現することが可能である。図３Ａ〜図３Ｅは、同一気筒に設けられた吸気バルブ７Ａ、７Ｂのリフトカーブを例示した駆動モードの説明図である。図３Ａに示すように、吸気側動弁機構１５は２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂのうち、一方の吸気バルブ７Ｂのみが閉弁状態に維持されるような開弁特性を各吸気バルブ７Ａ、７Ｂに与える第１駆動モードを実現できる。また、図３Ｂに示すように、吸気側動弁機構１５は２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂの最大リフト量が得られる時期が等しく、かつ一方の吸気バルブ７Ｂのリフト量が作用角とともに小さくなるような開弁特性を各吸気バルブ７Ａ、７Ｂに与える第２駆動モードを実現できる。更に、図３Ｃに示すように、吸気側動弁機構１５は２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂ間に位相差が与えられた状態で一方の吸気バルブ７Ｂのリフト量が作用角とともに小さくなるような開弁特性を各吸気バルブ７Ａ、７Ｂに与える第３駆動モードを実現できる。また、図３Ｄに示すように、吸気側動弁機構１５は２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂのリフト量及び作用角が等しいままで開弁期間の位相のみが相違するような開弁特性、つまり各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの位相のみをシフトする開弁特性を各吸気バルブ７Ａ、７Ｂに与える第４駆動モードを実現することも可能である。更に、図３Ｅに示すように、吸気側動弁機構１５は、一般的な内燃機関と同様に２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂの開弁特性を一致させる第５駆動モードを実現することもできる。
【００２８】
図２に示すように、吸気側動弁機構１５は内燃機関１の運転状態に応じた駆動モードが実施されるようにエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて制御されている。ＥＣＵ３０はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されており、各種センサからの出力信号を参照して燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等の運転パラメータを演算し、その演算結果に基づいて燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂ等の制御対象の動作を制御するものである。本発明に関連するセンサとしては、内燃機関１の機関回転数（回転速度）に応じた信号を出力するクランク角センサ３１と、内燃機関１の負荷に相関する吸入空気量に応じた信号を出力するエアフローメータ３２とが設けられている。
【００２９】
ＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転状態を軽負荷領域、中負荷領域及び高負荷領域の３つの領域に分けるとともに、各領域に適した駆動モードが実現されるように吸気側動弁機構１５を制御している。そして、ＥＣＵ３０は、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの駆動モードに合わせた燃料噴射が実現されるように各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂを制御している。
【００３０】
図４は軽負荷領域での各吸気バルブ７Ａ、７Ｂ及び各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂのリフトカーブと、各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂの燃料噴射期間とを示した説明図である。軽負荷領域では図３Ａに示した第１駆動モードが選択される。即ち軽負荷領域では一方の吸気バルブ７Ａがバルブオーバーラップ期間ＯＬを確保しつつ他方の吸気バルブ７Ｂが閉弁状態で維持されるように吸気側動弁機構１５が制御される。これにより、吸気ポート７Ａのみから気筒２内に混合気が吸入されるため、気筒２内に偏流が発生して主流が強化される。そのため、圧縮行程後半の乱れが強化されるため燃料改善効果を得ることができる。
【００３１】
図４の場合には、一方の吸気バルブ７Ａにバルブオーバーラップ期間ＯＬが存在し、他方の吸気バルブ７Ｂにバルブオーバーラップ期間ＯＬが存在しないため、２つの吸気ポート６Ａ、６Ｂ間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる。即ち、図２に示すように、オーバーラップ期間においては、２つの排気ポート９Ａ、９Ｂから逆流した燃焼ガスは矢印Ｘのように一方の吸気ポート６Ａに集められる。そのため、一方の吸気ポート６Ａは、他方の吸気ポート６Ｂに比べて吸気バルブ近辺の温度が上昇し易くなる。そこで、吸気ポート６Ａの温度を活用して燃料の気化を促進させるため、ＥＣＵ３０は吸気ポート６Ａに設けられた燃料噴射弁１１Ａのみで燃料噴射を行わせ、他方の燃料噴射弁１１Ｂでの燃料噴射を中止させている。このように、一方の吸気ポート６Ａでの燃料の気化が促進される結果として、不完全燃焼による未燃ＨＣや粒子状物質（ＰＭ）の発生を抑制することができる。また、吸気バルブ７Ｂが閉弁状態に維持されているときには燃料噴射弁１１Ｂでの燃料噴射が中止されるため、吸気ポート６Ｂ内での燃料の付着が防止されてデポジットの生成が抑制される。また、図４に示すように、燃料噴射弁１１Ａによる燃料噴射期間ＴＡは吸気バルブ７Ａの開弁前に終了するように設定されている。つまり、ＥＣＵ３０は、吸気ポート６Ａに対する燃料噴射が吸気バルブ７Ａの開弁前に完了するように燃料噴射弁１１Ａを制御している。そのため、吸気ポート６Ａ内に噴射された全燃料を、その吸気ポート６Ａに吹き戻された燃焼ガスに曝すことができるため燃料気化の促進効果が更に向上する。
【００３２】
図５は中負荷領域での各吸気バルブ７Ａ、７Ｂ及び各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂのリフトカーブと、各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂの燃料噴射期間とを示した説明図である。中負荷領域では図３Ｂに示した第２駆動モードが選択される。即ち中負荷領域では一方の吸気バルブ７Ａがバルブオーバーラップ期間ＯＬを確保しつつ他方の吸気バルブ７Ｂがリフト量及び作用角のそれぞれが一方の吸気バルブ７Ａよりも小さくなるように吸気側動弁機構１５が制御される。図示の例では最大リフト量が得られるタイミングは２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂ間で同一である。つまり位相差が存在しない。図５の場合は、図４の場合とは異なり他方の吸気バルブ７Ｂが閉じられたままではないため、気筒２内の主流の強化を図りつつ図４の場合よりも多くの吸入空気量を確保することが可能である。これにより負荷に見合った出力性能を確保しつつ排気エミッションの悪化を防止できる。
【００３３】
また、図４の場合と同様に２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂ間でバルブオーバーラップ期間ＯＬに差が生じるため、図２に示したように燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる。図５の場合にも、ＥＣＵ３０は吸気ポート６Ａに設けられた燃料噴射弁１１Ａのみで燃料噴射を行わせる一方で、他方の燃料噴射弁１１Ｂでの燃料噴射を中止させている。これにより、燃料の気化を促進させつつデポジットの生成を抑制できる。また、図４の場合と同様に燃料噴射弁１１Ａによる燃料噴射期間ＴＡは吸気バルブ７Ａの開弁前に完了するように設定されている。但し、図５の場合において、演算された燃料噴射量の全量を一方の燃料噴射弁１１Ａのみで噴射できない場合は、噴射可能な最大量を一方の燃料噴射弁１１Ａで噴射し、残りを他方の燃料噴射弁１１Ｂにより燃料噴射期間ＴＢ内に噴射するように制御される。これにより、適正量の燃料を噴射できるため出力低下を防止できる。
【００３４】
図６は高負荷領域での各吸気バルブ７Ａ、７Ｂ及び各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂのリフトカーブと、各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂの燃料噴射期間とを示した説明図である。高負荷領域では図３Ｅに示した第５駆動モードが選択される。即ち高負荷領域では各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの開弁特性が一致するように吸気側動弁機構１５が制御される。図示の例では、２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂのそれぞれでバルブオーバーラップ期間ＯＬが確保される。また、各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂは、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの開弁期間と燃料噴射期間ＴＡ、ＴＢとが同期するように、つまり各吸気バルブ７Ａ、７Ｂが開弁しているときに燃料が噴射されるようにＥＣＵ３０にて制御される。このため、燃料の気化潜熱により吸入空気が冷却されるから充填効率を高めることができるため高負荷時の出力向上を図ることができる。
【００３５】
以上の制御は、ＥＣＵ３０が図７に示す制御ルーチンを実行することにより実現される。図７は第１の形態に係る制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンのプログラムはＥＣＵ３０のＲＯＭに予め保持されており、適時に読み出されて所定のクランク角毎に繰り返し実行される。
【００３６】
ステップＳ１では、ＥＣＵ３０は各種の運転パラメータを取得する。ここでは、クランク角センサ３１の出力信号に基づいて機関回転数を取得するとともに、エアフローメータ３２の出力信号に基づいて負荷を取得する。
【００３７】
ステップＳ２では、ステップＳ１で取得した機関回転数及び負荷に基づいて燃料噴射量を算出する。燃料噴射量は、これらのパラメータを変数としたマップ（不図示）を検索することにより基本噴射量を算出し、その基本噴射量を不図示のＯ２センサ等の出力に基づいてフィードバック補正することにより算出される。
【００３８】
ステップＳ３では、吸気バルブ７Ａ、７Ｂの駆動モードを設定する。この設定は、ＥＣＵ３０が図８に示した駆動モード設定マップを検索し、そのマップで特定された軽負荷領域、中負荷領域及び高負荷領域のそれぞれに対応付けられた駆動モードを選択することにより行われる。これらの領域と駆動モードとの対応関係は上述した通りである。即ち、ＥＣＵ３０は、軽負荷領域Ｒ１の場合は図３Ａ及び図４に示した第１駆動モードを、中負荷領域Ｒ２の場合は図３Ｂ及び図５に示した第２駆動モードを、高負荷領域Ｒ３の場合は図３Ｅ及び図６に示した第５駆動モードをそれぞれ設定する。また、駆動モードの設定の際には、最大リフト量、作用角、開弁時期等の具体的な数値も併せて演算される。なお、図５に示す第２駆動モードが選択された場合、演算された数値によっては、破線の曲線で示すように吸気バルブ７Ｂにオーバーラップ期間が存在し、かつそのオーバーラップ期間が吸気バルブ７Ａのオーバーラップ期間よりも短い場合もある。
【００３９】
ステップＳ４では、ステップＳ３で設定された駆動モードに応じて２つの燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂに対する燃料噴射量の配分を決定する。軽負荷領域の場合は、図４の第１駆動モードが設定され、かつ燃料噴射弁１１Ｂによる燃料噴射が中止されるため、燃料噴射量はその全量が燃料噴射弁１１Ａに配分される。また、中負荷領域の場合も同様に、燃料噴射量の全量が燃料噴射弁１１Ａに配分される。即ち、吸気バルブ７Ａ、７Ｂ間における開弁特性の相違によって吸気ポート６Ａ、６Ｂ間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合には、吹き戻し量が多い側の吸気ポート６Ａに対する燃料噴射量が吹き戻し量が少ない側の吸気ポート６Ｂに比べて多く配分される。換言すれば、オーバーラップ期間が長い側の吸気ポート６Ａに対する燃料噴射量はオーバーラップ期間の短い側の吸気ポート６Ｂに比べて多く配分される。もっとも、上述したように燃料噴射量の全量を一方の燃料噴射弁１１Ａで噴射できない場合には、噴射可能な最大量が燃料噴射弁１１Ａに配分される一方、その残りは他方の燃料噴射弁１１Ｂに配分される。また、高負荷領域の場合は、図６の第５駆動モードが設定されるため、燃料噴射量は燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂに対して均等に配分される。
【００４０】
ステップＳ５では、ステップＳ４で設定された配分に従って燃料噴射が行われるように各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂが制御される。これにより、図４〜図６に示した形態の燃料噴射が駆動モードに応じて実現される。続くステップＳ６では、ステップＳ３で設定された駆動モードが実現されるように吸気側動弁機構１５が制御される。その後、今回のルーチンを終了する。ＥＣＵ３０は、図７のステップＳ４及びステップＳ５を実行することにより、本発明に係る燃料噴射制御手段として機能する。
【００４１】
第１の形態によれば、燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合でも、吹き戻し量が多い側の吸気ポート６Ａを積極的に活用することによって燃料の気化を促進できる。これにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００４２】
（第２の形態）
次に本発明の第２の形態を図９を参照して説明する。本形態の基本構成は第１の形態と共通するため、第１の形態と同一の構成は図９に同一の符号を付してその説明を省略する。図９は、本発明の第２の形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図である。図９に示すように、本形態には吸気ポート６Ａと吸気ポート６Ｂとを互いに結ぶ連通路４０と、その連通路４０を開閉する連通バルブ４１とが設けられている。連通バルブ４１の開閉動作は吸気側動弁機構１５と協調するようにしてＥＣＵ３０にて制御される。
【００４３】
具体的には、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂが図４の第１駆動モードにて駆動される場合において、気筒２内の気流の強化を最大化したいときには連通路４０が閉鎖されるように連通バルブ４１が制御される。これにより、吸気バルブ７Ｂが閉弁状態に維持されているときに連通路４０が閉鎖されるので、吸気ポート６Ａから効率良く気筒２内に空気を取り込んで気流を強化できる。また、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂが図４の第１駆動モードにて駆動されている場合において気流の強化を上記よりも緩和したいときには連通路４０が開通するように連通バルブ４１を制御する。これにより、連通路４０が閉鎖されている場合に比べて気流の強化を弱めることができる。つまり、第１の形態の制御に連通バルブ４１の開閉制御を組み合わせることによりきめ細かな気流の強化を行うことができる。
【００４４】
更に、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂが図５の第２駆動モードにて駆動される条件で、連通バルブ４１が開状態と閉状態との間で切り替えられる。連通バルブ４１が開かれている場合、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂのリフト量差が同じであっても一方吸気ポート６Ａに導かれた空気が連通路４０を通じて他方の吸気ポート６Ｂに回り込むため、気筒２内の気流を強化しつつ吸入空気量を増加させることができる。
【００４５】
このように、第２の形態では、連通バルブ４１の開閉と各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの駆動状態とが適宜組み合わされるため、内燃機関１の運転状態に応じて気筒内の気流強化と吸入空気量の確保とを適正にバランスさせることができる。ＥＣＵ３０が各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの駆動状態に応じて連通バルブ４１の開閉制御を行うことにより、ＥＣＵ３０は本発明に係る連通バルブ制御手段として機能する。
【００４６】
（第３の形態）
次に、本発明の第３の形態を図１０〜図１２を参照して説明する。第３の形態は制御内容を除いて第１の形態と共通する。従って、第１の形態と共通する内燃機関等の物理的構成に関しては図１及び図２が適宜参照される。
【００４７】
ＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転状態を軽中負荷領域及び高負荷領域の２つの領域に分けるとともに、各領域に適した各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの駆動モードが実現されるように吸気側動弁機構１５を制御している。
【００４８】
図１０は軽中負荷領域での各吸気バルブ７Ａ、７Ｂ及び各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂのリフトカーブと、各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂの燃料噴射期間とを示した説明図である。軽中負荷領域では図３Ｄに示した第４駆動モードが選択される。即ち軽中負荷領域では２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂのリフト量及び作用角が等しいままで吸気バルブ７Ｂの位相が吸気バルブ７Ａに対して遅れるように吸気側動弁機構１５が制御される。詳しくは、吸気バルブ７Ｂの閉弁時期Ｔｃが圧縮ＴＤＣ前約９０度（約９０ＢＴＤＣ）となるように２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂ間に位相差Δが設定される。
【００４９】
この場合には、吸気バルブ７Ｂの遅閉じにより吸気バルブ７Ｂの開弁期間が圧縮行程に及ぶためアトキンソンサイクルによる運転が行われる。また、一方の吸気バルブ７Ａにバルブオーバーラップ期間ＯＬが存在し、他方の吸気バルブ７Ｂにバルブオーバーラップ期間ＯＬが存在しないため、第１の形態と同様に２つの吸気ポート６Ａ、６Ｂ間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じ、吹き戻し量が多い吸気ポート６Ａは、吹き戻し量が少ない吸気ポート６Ｂに比べて吸気バルブ近辺の温度が上昇し易くなる。
【００５０】
そこで、第１の形態と同様に、吸気ポート６Ａの温度を活用して燃料の気化を促進させるため、ＥＣＵ３０は吸気ポート６Ａに設けられた燃料噴射弁１１Ａのみで燃料噴射を行わせ、他方の燃料噴射弁１１Ｂでの燃料噴射を中止させている。即ち、吸気バルブ７Ａ、７Ｂ間における開弁特性の相違を原因として吸気ポート６Ａ、６Ｂ間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合には、吹き戻し量が多い側の吸気ポート６Ａに対する燃料噴射量が吹き戻し量が少ない側の吸気ポート６Ｂに比べて多く配分される。換言すれば、オーバーラップ期間が長い側の吸気ポート６Ａに対する燃料噴射量はオーバーラップ期間の短い側の吸気ポート６Ｂに比べて多く配分される。これにより、吸気ポート６Ａでの燃料の気化が促進される。
【００５１】
また、ＥＣＵ３０は、吸気ポート６Ａに対する燃料噴射が吸気バルブ７Ａの開弁前に完了するように燃料噴射弁１１Ａを制御している。このため、吸気ポート６Ａ内に噴射された全燃料を、その吸気ポート６Ａに吹き戻された燃焼ガスに曝すことができるため燃料気化の促進効果が更に向上する。なお、演算された燃料噴射量の全量を一方の燃料噴射弁１１Ａのみで噴射できない場合は、噴射可能な最大量を一方の燃料噴射弁１１Ａで噴射し、残りを他方の燃料噴射弁１１Ｂにより燃料噴射期間ＴＢ内に噴射するように制御される。これにより、適正量の燃料を噴射できるため出力低下を防止できる。
【００５２】
一般に、２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂを一緒に遅閉じしてアトキンソンサイクルを実施する場合にはバルブオーバーラップ期間が減少又は不存在となるため燃料の気化悪化を避けることができない。本形態は、一方の吸気バルブ７Ｂのみを遅閉じし、他方の吸気バルブ７Ａでバルブオーバーラップ期間を確保し、かつ吸気ポート６Ａ側に燃料噴射を集中させているため、こうした気化悪化を回避しつつアトキンソンサイクルの利点であるポンプ損失の低減を図ることができる。
【００５３】
図１１は高負荷領域での各吸気バルブ７Ａ、７Ｂ及び各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂのリフトカーブと、各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂの燃料噴射期間とを示した説明図である。高負荷領域では、第１の形態と同様に図３Ｅの第５駆動モードが選択される。即ち高負荷領域では各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの開弁特性が一致するように吸気側動弁機構１５が制御されて、２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂのそれぞれでバルブオーバーラップ期間ＯＬが確保される。また、各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂは、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの開弁期間と燃料噴射期間ＴＡ、ＴＢとが同期するようにＥＣＵ３０にて制御される。このため、燃料の気化潜熱により吸入空気が冷却されるから充填効率を高めることができるため、高負荷時の出力向上を図ることができる。
【００５４】
以上の制御を実現するためにＥＣＵ３０が実施する制御ルーチンは第１の形態の制御ルーチン（図７）と同様である。従って、ＥＣＵ３０が図７と同様の制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ３０は本発明に係る燃料噴射制御手段として機能する。但し、図７のステップＳ３においては、ＥＣＵ３０は図１２に示した駆動モード設定マップを検索し、そのマップで特定された軽中負荷領域及び高負荷領域のそれぞれに対応付けられた駆動モードを選択することにより行われる。これらの領域と駆動モードとの対応関係は上述した通りである。即ち、ＥＣＵ３０は、軽中負荷領域Ｒ４の場合は図３Ｄ及び図１０に示した第４駆動モードを、高負荷領域Ｒ３の場合は図３Ｅ及び図１１に示した第５駆動モードをそれぞれ設定する。また、駆動モードの設定の際には、最大リフト量、作用角、開弁時期等の具体的な数値も併せて演算される。そして、各駆動モードに合わせて燃料噴射量が配分され、これらが実現されるようにＥＣＵ３０にて各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂ及び吸気側動弁機構１５が制御される（ステップＳ４〜Ｓ６）。
【００５５】
（第４の形態）
次に、本発明の第４の形態を図１３〜図１５を参照して説明する。なお、以下の説明において上記各形態と共通の構成については同一の参照符号を与えて説明を省略することとする。図１３は本発明の第４の形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図である。内燃機関５０は一方向に並ぶ４つ（図では１つのみを示した。）の気筒２を有した直列４気筒型の多気筒内燃機関として構成されており各気筒２は５つのバルブで開閉される。即ち、吸気通路５１は同一気筒２に対して設けられた３つの吸気ポート５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃを有しており、これらの吸気ポートには吸気バルブ５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃが設けられている。一方、排気通路５４には同一気筒２に対して設けられた２つの排気ポート５５Ａ、５５Ｂを有しており、これらの排気ポートには排気バルブ５６Ａ、５６Ｂが設けられている。
【００５６】
また、吸気ポート５２Ａには燃料噴射弁５７Ａが、吸気ポート５２Ｂには燃料噴射弁５７Ｂが、吸気ポート５２Ｃには燃料噴射弁５７Ｃがそれぞれ設けられている。各燃料噴射弁５７Ａ〜５７Ｃはその先端を吸気ポート内に臨ませた状態で燃料の噴射方向が吸気ポートの下流側となるようにして設けられている。各燃料噴射弁５７Ａ〜５７Ｃは互いに同一の構造を持っており構成上の相違はない。
【００５７】
各吸気バルブ５３Ａ〜５３Ｃは動弁機構としての吸気側動弁機構６０にて開閉駆動される。吸気側動弁機構６０は、中央に位置する吸気バルブ５３Ｂと、その両側に位置する吸気バルブ５３Ａ、５３Ｃとの間に位相差を設けることができるように構成されている。その位相差の付与は油圧を利用して作動する不図示のＶＶＴ機構にて行われる。なお、各排気バルブ５６Ａ、５６Ｂは排気側動弁機構２５にて所定タイミングで開閉駆動される。
【００５８】
吸気側動弁機構６０は、３つの吸気バルブ５３Ａ〜５３Ｃの開弁特性を一致させた状態で駆動する第１駆動モードと、各吸気バルブ５３Ａ〜５３Ｃのリフト量及び作用角を一定に維持しつつ中央に位置する吸気バルブ５３Ｂと、その両側に位置する吸気バルブ５３Ａ、５３Ｃとの間に位相差を与える第２駆動モードとを選択的に実行できる。吸気側動弁機構６０は内燃機関５０の運転状態に応じた駆動モードが実施されるようにＥＣＵ３０にて制御される。具体的には、軽中負荷時に第２駆動モードが選択され、高負荷時に第１駆動モードが選択される。高負荷時には図６及び図１１の場合と同様に、３つの吸気バルブ５３Ａ〜５３Ｃの開弁期間に同期するように、３つの燃料噴射弁５７Ａ〜５７Ｃによって均等に燃料噴射が行われる。
【００５９】
図１４は第２駆動モードが選択された場合における各吸気バルブ５３Ａ〜５３Ｃ及び各排気バルブ５６Ａ、５６Ｂのリフトカーブと、各燃料噴射弁５７Ａ〜５７Ｃの燃料噴射期間とを示した説明図である。図示の場合、吸気側動弁機構６０は両側の吸気バルブ５３Ａ、５３Ｃの開弁期間を中央の吸気バルブ５３Ｂに対して遅らせて、それらの閉弁時期Ｔｃが圧縮ＴＤＣ前約９０度（約９０ＢＴＤＣ）となるように各吸気バルブ５３Ａ〜５３Ｃを駆動する。この場合には、両側の吸気バルブ５３Ａ、５３Ｃの遅閉じによりこれらの開弁期間が圧縮行程に及ぶためアトキンソンサイクルによる運転が行われる。また、中央の吸気バルブ５３Ｂにバルブオーバーラップ期間ＯＬが存在し、両側の吸気バルブ５３Ａ、５３Ｃにバルブオーバーラップ期間ＯＬが存在しない。このため、図１３に示すように、バルブオーバーラップ期間において各排気ポート５５Ａ、５５Ｂを逆流した燃焼ガスは矢印Ｘのように中央の吸気ポート５２Ｂに集中的に吹き戻される。それにより、中央の吸気ポート５２Ｂとその両側の吸気ポート５２Ａ、５２Ｃとの間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じ、吹き戻し量が多い吸気ポート５２Ｂは吹き戻し量が少ない吸気ポート５２Ａ、５２Ｃに比べて吸気バルブ近辺の温度が上昇し易くなる。
【００６０】
そこで、中央の吸気ポート５２Ｂの温度を活用して燃料の気化を促進させるため、ＥＣＵ３０は中央の吸気ポート５２Ｂに設けられた燃料噴射弁５７Ｂのみで燃料噴射を行わせ、残りの燃料噴射弁５７Ａ、５７Ｃでの燃料噴射を中止させている。即ち、吸気バルブ５３Ａ〜５３Ｃ間における開弁特性の相違によって吸気ポート５２Ａ〜５２Ｃ間に燃焼ガスの吹き戻し量に差が生じる場合には、吹き戻し量が多い吸気ポート５２Ｂに対する燃料噴射量が吹き戻し量が少ない吸気ポート５２Ａ、５２Ｃに比べて多く配分される。換言すれば、オーバーラップ期間が長い側の吸気ポート５２Ｂに対する燃料噴射量はオーバーラップ期間の短い側の吸気ポート５２Ａ、５２Ｃに比べて多く配分される。これにより、吸気ポート５２Ｂでの燃料の気化が促進される。
【００６１】
また、ＥＣＵ３０は、吸気ポート５２Ｂに対する燃料噴射が吸気バルブ５３Ｂの開弁前に完了するように、換言すれば燃料噴射期間ＴＢが吸気バルブ５３Ｂの開弁前に設定されるように燃料噴射弁５７Ｂを制御している。このため、吸気ポート５３Ｂ内に噴射された全燃料を、その吸気ポート５２Ｂに吹き戻された燃焼ガスに曝すことができるため燃料気化の促進効果が更に向上する。なお、演算された燃料噴射量の全量を中央の燃料噴射弁５７Ｂのみで噴射できない場合は、噴射可能な最大量を中央の燃料噴射弁５７Ｂで噴射し、残りを両側の燃料噴射弁５７Ａ、５７Ｃにより燃料噴射期間ＴＡ、ＴＢ内に噴射するように制御される。これにより、適正量の燃料を噴射できるため出力低下を防止できる。
【００６２】
また、中央の吸気バルブ５３Ｂの閉弁時期が吸気ＢＤＣ付近に設定されていて、両側の吸気バルブ５３Ａ、５３Ｃの閉弁時期に比べて比較的早いため、圧縮行程中のタンブル流の保持に貢献できる。図１５は圧縮行程中における気筒内の気流の状態を説明する説明図である。圧縮行程の中期までは両側の吸気バルブ５３Ａ、５３Ｃが開弁しているため図示するように気筒２の両側の気流Ｆａ、Ｆｃが両側の吸気ポート５２Ａ、５２Ｃから抜けてしまう。しかし、中央の吸気ポート５２Ｂは閉鎖されているため気筒２の中央を旋回するタンブル流Ｆｂが吸気ポート５２Ｂから抜けることが防止される。従って、アトキンソンサイクルの実施に伴うタンブル流の劣化を抑えることができる。
【００６３】
以上の制御を実現するためにＥＣＵ３０が実施する制御ルーチンは第１の形態の制御ルーチン（図７）と同様である。従って、ＥＣＵ３０が図７と同様の制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ３０は本発明に係る燃料噴射制御手段として機能する。但し、図７のルーチンにおける処理内容の詳細は適宜変更されている。例えば、駆動モードの設定では図１２と同様の駆動モード設定マップを検索することにより運転状態に応じた駆動モードを選択し、その駆動モードに応じた燃料噴射量の配分が決定される。そして、選択された駆動モード及び決定された燃料噴射量の配分に従ってＥＣＵ３０により各燃料噴射弁５７Ａ〜５７Ｂ及び吸気側動弁機構６０が制御される。
【００６４】
（第５の形態）
次に、本発明の第５の形態を図１６を参照しながら説明する。第５の形態は制御内容を除いて第１の形態と共通する。従って、第１の形態と共通する内燃機関等の物理的構成に関しては図１及び図２が適宜参照される。
【００６５】
図１６はである。軽中負荷領域では図３Ｄに示した第４駆動モードが選択される。即ち軽中負荷領域では２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂのリフト量及び作用角が等しいままで吸気バルブ７Ｂの位相が吸気バルブ７Ａに対して遅れるように吸気側動弁機構１５が制御される。詳しくは、吸気バルブ７Ｂの閉弁時期Ｔｃが圧縮行程中に設定されるように２つの吸気バルブ７Ａ、７Ｂ間に位相差Δが設定される。なお、高負荷領域における制御は第３の形態と同様である。
【００６６】
図示の場合には、吸気バルブ７Ｂの遅閉じにより吸気バルブ７Ｂの開弁期間が圧縮行程に及ぶためアトキンソンサイクルによる運転が行われる。また、一方の吸気バルブ７Ａにバルブオーバーラップ期間ＯＬが形成されるが、他方の吸気バルブ７Ｂにバルブオーバーラップ期間ＯＬが形成されていない。そのため、吸気ポート６Ａに対してのみ燃焼ガスの吹き戻しが生じるので、吸気ポート６Ｂに比べて吸気バルブ近辺の温度が上昇し易い。
【００６７】
本形態の特徴は今回のサイクルｎの燃焼で必要な燃料を、互いに噴射時期を相違させた２つの吸気ポート６Ａ、６Ｂから供給する点にある。ＥＣＵ３０は、サイクルｎの燃焼で必要な燃料が気筒２内に供給されるように２つの燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂのそれぞれから燃料を噴射させる。各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂの燃料噴射量の配分は気筒２内に吸入される燃料混合気の空燃比が目標空燃比（例えば理論空燃比）となるように適宜設定される。図示の場合では各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂによる燃料噴射量の配分は約１：１に設定される（噴射期間ＴＡ、ＴＢを参照）。
【００６８】
図１６の噴射期間ＴＡで示したように、吸気ポート６Ａに対する燃料噴射は、前回のサイクルｎ−１の吸気バルブ７Ａの閉じ後からで、かつオーバーラップ期間ＯＬの開始前から燃料噴射弁１１Ａによって行われ、その噴射はオーバーラップ期間ＯＬの開始前に終了する。より具体的な例としては、前回のサイクルｎ−１の排気行程中でかつオーバーラップ期間ＯＬの開始前から吸気ポート６Ａに対する燃料噴射が行われる。つまり、ＥＣＵ３０は吸気バルブ７Ａの開弁前に燃料噴射を完了させている。そのため、吸気ポート６Ａ内に噴射された全燃料を、その吸気ポート６Ａに吹き戻された燃焼ガスに曝すことができるため燃料気化の促進効果が向上する。もっとも、吸気ポート６Ａに対する燃料噴射の終了時期をオーバーラップ期間ＯＬ中に設定することも可能である。この場合でも燃料の気化促進効果を得ることができる。
【００６９】
一方、吸気ポート６Ｂに対する燃料噴射は、前回のサイクルｎ−１の圧縮行程で吸気が吹き返されている期間Ｔｘに行われる。その期間Ｔｘは、吸気行程で気筒２内に混合気が吸入されている期間Ｔｗが終了してピストンの上昇開始後に始まり、吸気バルブ７Ｂの閉弁時期Ｔｃに終了する。吸気ポート６Ｂに対する燃料噴射がこのようなタイミングで行われるから、噴射された燃料が吸気の吹き返しにより吸気ポート６Ｂに戻される。吸気ポート６Ｂに戻された燃料は、サイクルｎ−１に続くサイクルｎで吸気バルブ７Ｂが開弁するまでの期間Ｔｙ中に吸気ポート６Ｂ内に留まる。そのため、その期間Ｔｙを吸気ポート６Ｂ内で燃料を気化させるための時間として利用できる。
【００７０】
このように各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂの燃料噴射時期が設定されることによって各吸気ポート６Ａ、６Ｂで燃料を気化できる。従って、サイクルｎの燃焼で必要な燃料が気化した状態で２つの吸気ポート６Ａ、６Ｂから供給されるので、良好な燃焼が得られる。更に、サイクルｎにおける吸気行程で２つの吸気バルブ７Ａ、６Ｂの開弁時期が、一方にオーバーラップ期間が存在し、他方にオーバーラップ期間が存在しないようにずれることによって、気筒２内に偏流を発生させることができ、気筒２内の気流が強化される。そのため、気筒２内の燃料混合気の攪拌が活発化して燃料混合気の均質度が高まるので更に燃焼が改善される。これによりエミッションの悪化を抑制することができる。しかも、以上の効果が得られた場合であっても、アトキンソンサイクルの利点であるポンプ損失の低減効果を損なうことがない。
【００７１】
以上の制御を実現するためにＥＣＵ３０が実施する制御ルーチンは第１の形態の制御ルーチン（図７）と同様である。従って、ＥＣＵ３０が図７と同様の制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ３０は本発明に係る燃料噴射制御手段として機能する。但し、図７のステップＳ３においては、ＥＣＵ３０は図１２に示した駆動モード設定マップを検索し、そのマップで特定された軽中負荷領域及び高負荷領域のそれぞれに対応付けられた駆動モードを選択することにより行われる。これらの領域と駆動モードとの対応関係は上述した通りである。即ち、ＥＣＵ３０は、軽中負荷領域Ｒ４の場合は図３Ｄ及び図１０に示した第４駆動モードを、高負荷領域Ｒ３の場合は図３Ｅ及び図１１に示した第５駆動モードをそれぞれ設定する。また、駆動モードの設定の際には、最大リフト量、作用角、開弁時期等の具体的な数値も併せて演算される。そして、各駆動モードに合わせて燃料噴射量が配分され、これらが実現されるようにＥＣＵ３０にて各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂ及び吸気側動弁機構１５が制御される（ステップＳ４〜Ｓ６）。
【００７２】
（第６の形態）
次に、本発明の第６の形態を図１７〜図１９を参照しながら説明する。第６の形態の基本的な構成は第５の形態と共通するが、２つの排気バルブ１０Ａ、１０Ｂの開弁特性を独立して変更できる排気側動弁機構を備えている点で、第６の形態の物理的構成が第５の形態（第１の形態）の物理的構成と相違している。図１７は本発明の第６の形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図である。なお、以下の説明で上記各形態と共通する構成には同一の参照符号を図面に付して説明を省略する。本形態には、２つの排気バルブ１０Ａ、１０Ｂの開弁特性を独立して変更しつつ各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂを駆動する排気側動弁機構７０が設けられている。詳しい図示を略したが、排気側動弁機構７０はその具体的な構造として吸気側動弁機構１５と同様の構造を持っている。従って、排気側動弁機構７０は吸気側動弁機構１５と同様に、図３Ａ〜図３Ｅに示した複数の駆動モードを選択的に実施することができる。排気側動弁機構７０の動作は運転状態に応じてＥＣＵ３０にて制御される。なお、２つの排気ポート９Ａ、９Ｂの各開口部は、２つの吸気ポート６Ａ、６Ｂの各開口部の並び方向と同方向に、気筒２の中心を挟んで反対側に並んでいる。
【００７３】
第６の形態の制御は、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂに対する第５の形態の制御と協調して行われるものに相当する。図１８は軽中負荷領域での各吸気バルブ７Ａ、７Ｂ及び各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂのリフトカーブと、各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂの燃料噴射期間とを示した説明図である。図示するように、本形態では、第５の形態と同様に各吸気バルブ７Ａ、７Ｂに対する駆動モードとして図３Ｄに示された第４駆動モードが選択される。その一方で、各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂに対する駆動モードとしては、図３Ｄに示された第４駆動モード又は図３Ｃに示された第３駆動モードが内燃機関１の暖機状態に応じて選択される。図１８においては、排気バルブ１０Ａのリフトカーブとして、暖機完了後のものが実線で、暖機完了前のものが破線でそれぞれ示されている。
【００７４】
暖機完了後の通常運転時においては、第５の形態と同様に、吸気バルブ７Ｂが吸気バルブ７Ａに対して開弁期間が遅れるように位相差Δｉが与えられ、かつ排気バルブ１０Ｂが排気バルブ１０Ａに対して開弁期間が遅れるように位相差Δｅが与えられる。そのため、排気バルブ１０Ｂと吸気バルブ７Ａとの間にオーバーラップ期間ＯＬが形成される。これにより、燃焼ガスは図１７の矢印Ｘに示すように排気ポート９Ｂからその対角上に位置する吸気ポート７Ａに向かって集中的に吹き戻される。各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂに対する噴射制御は第５の形態と同様であり第６の形態は第５の形態と同等の効果を得ることができる。
【００７５】
図１７及び図１８から明らかなように、第６の形態は互いに対角上に位置する吸気ポート７Ａ及び排気ポート９Ｂがそれぞれ開通した状態で吸気行程が開始する。そのため、図１９に示すように、吸気行程の開始時に対角上に位置する吸気ポート７Ａ及び排気ポート９ＢからガスＧ１、Ｇ２が気筒２内に流入し、スワール流Ｓｗの発生を誘起させる気流分布Ｆが気筒２内に形成される。その後、本格的な吸気が続くので気筒２内の気流を強化することができる。
【００７６】
また、図１８に示すように、第６の形態では、始動時等の内燃機関１の暖機完了前に、開弁期間が先行する側の排気バルブ１０Ａの作用角及びリフト量の少なくとも一方を排気バルブ１０Ｂに比べて小さくなるように制御する。つまり、排気バルブ１０Ａの開き時間面積を排気バルブ１０Ｂよりも小さくしている。バルブ開き時間面積を変化させるには作用角及びリフト量の少なくともいずれか一方を変化させればよい。従って、第６の形態では、排気バルブ１０Ａの開弁特性として、例えば排気バルブ１０Ｂに対して作用角が同じでリフト量を小さくするモードＣ１や作用角及びリフト量をともに小さくするモードＣ２等の開弁特性を与えることができる。これにより、内燃機関１の暖機完了前に、排気行程での排気抵抗が増大するので、残留ガス量（内部ＥＧＲ量）が増加する。そのため、暖機完了前の期間において気筒２内の温度を上昇させることができるので内燃機関１の暖機を促進できる。
【００７７】
以上の制御は、ＥＣＵ３０が図２０に示す制御ルーチンを実行することにより実現される。図２０は第６の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムはＥＣＵ３０のＲＯＭに予め保持されており、適時に読み出されて所定のクランク角毎に繰り返し実行される。このルーチンの基本構成は第１の形態と同様であるので、共通の処理については説明を省略ないし簡略化する。
【００７８】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ３０は各種の運転パラメータを取得し、続くステップＳ１２ではステップＳ１１で所得した運転パラメータに基づいて燃料噴射量を算出する。次に、ステップＳ１３では内燃機関１が暖機完了前か否かを判定する。その判定は内燃機関１の冷却水温や潤滑油温等の機関温度に閾値を設定し、その閾値を超えたか否かに基づくことにより実施できる。暖機完了前でない場合、つまり暖機完了後の場合は、ステップ１４に進み、暖機完了前の場合にはステップＳ１５に進む。
【００７９】
ステップＳ１４では、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂの駆動モードと、各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂの駆動モードとをそれぞれ設定する。ここでは暖機完了後における駆動モードの設定であるので上述したように、吸気側の駆動モードとして第４駆動モードが、排気側の駆動モードとして第４駆動モードがそれぞれ設定される（図１８及び図３Ｄ参照）。一方、ステップＳ１５では、暖機完了前における駆動モードの設定であるので上述したように、吸気側の駆動モードとして第４駆動モードが、排気側の駆動モードとして第３駆動モードがそれぞれ設定される（図１８、図３Ｄ及び図３Ｃ参照）。なお、ステップＳ１５において、排気バルブ１０Ａに与える開弁特性としては図１８に示したモードＣ１、Ｃ２のいずれか一方だけを与えてもよいし、運転状態に応じてこれらのモードＣ１、Ｃ２を切り替えて与えることもできる。また、ステップＳ１４及びステップＳ１５の実施に当たり、運転状態が高負荷領域に該当する場合は暖機完了の有無を問わずに排気側及び吸気側のいずれの駆動モードも第５駆動モードに設定することができる。
【００８０】
ステップＳ１６では、ステップＳ１４及びステップＳ１５で設定された駆動モードに応じて２つの燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂに対する燃料噴射量の配分を決定する。続くステップＳ１７では、ステップＳ１６で設定された配分に従って燃料噴射が行われるように各燃料噴射弁１１Ａ、１１Ｂが制御される。次に、ステップＳ１８では、ステップＳ１７で設定された駆動モードが実現されるように吸気側動弁機構１５及び排気側動弁機構７０がそれぞれ制御される。その後、今回のルーチンを終了する。ＥＣＵ３０は、図２０のルーチンを実行することにより、本発明に係る燃料噴射制御手段として機能する。また、本形態において、排気バルブ１０Ａが本発明に係る開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが進む側の排気バルブに、排気バルブ１０Ｂが本発明に係る開弁時期及び閉弁時期のそれぞれが遅れる側の排気バルブに、それぞれ相当する。
【００８１】
本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記各形態では、バルブオーバーラップ期間及び燃焼ガスの吹き戻しが存在する側の吸気ポートと、これらが存在しない側の吸気ポートとの間で燃料噴射量に差を設けているが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、バルブオーバーラップ期間が各吸気バルブに存在し、その長さに差が設けられている場合にも本発明を適用できる。つまり、バルブオーバラップ期間が長い側の燃料噴射量をその期間が短い側の燃料噴射量に比べて多くする形態で本発明を実施することもできる。
【００８２】
上記各形態の動弁機構は、同一気筒の吸気バルブ間で開弁特性を相違させる駆動モードと吸気バルブ間で開弁特性を一致させる駆動モードとを選択的に実行できるものであるが、本発明の適用対象たり得る内燃機関としては、こうした複数の駆動モードを任意に選択できる動弁機構を備えたものでなくてもよい。例えば、同一気筒に設けられた複数の吸気バルブ間でバルブオーバーラップ期間に差が設けられた状態で常時運転されるような内燃機関に対しても本発明を適用することができる。また、排気バルブに関してもこれと同様に、図１８に示した状態で常時運転される内燃機関に対しても本発明を適用できる。
【００８３】
以下、本発明に関連する参考例を図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記各形態と共通の部材には同一の参照符号を図面に付して説明を省略ないし簡略化する。
【００８４】
（第１の参考例）
図２１は第１の参考例に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図である。図示するように、内燃機関１０１には、各吸気ポート６Ａ、６Ｂに共通の燃料噴射弁１０２が設けられている。燃料噴射弁１０２の動作はＥＣＵ３０にて行われる。図２２は、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂ及び各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂのリフトカーブと、燃料噴射弁１０２の燃料噴射期間とを示した説明図である。この図から明らかなように、第１の参考例において、ＥＣＵ３０は今回のサイクルｎの燃焼で必要な燃料が、前回のサイクルｎ−１の吸気が吹き返される期間Ｔｘに噴射された燃料で賄われるように燃料噴射弁１０２を制御する。この期間Ｔｘに噴射される燃料噴射量（燃料噴射期間ＴＴ）は、サイクルｎで気筒２内に吸入される燃料混合気の空燃比が目標空燃比（例えば理論空燃比）となるように決定される。
【００８５】
図２２に示した期間Ｔｘにおいては、図２１に示したように各吸気ポート６Ａ、６Ｂに気流ＦＡ、ＦＢが逆流する。このため、燃料噴射弁１０２が噴射する燃料ｆがポート壁面に付着することを抑制することができる。また、前回のサイクルｎ−１において噴射された燃料は、吸気の吹き返しにより各吸気ポート６Ａ、６Ｂ内に期間Ｔｙまで留まるため、その留まった燃料が気化する時間を確保することができる。よって、第１の参考例によれば、ポート壁面への燃料付着抑制とともに燃焼が改善するので、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００８６】
（第２の参考例）
図２３は第２の参考例に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した平面図である。図示するように、内燃機関１０５は筒内直接噴射式の内燃機関として構成されており、燃料噴射弁１０６は、その先端部が気筒２内に臨むようにして、各吸気ポート６Ａ、６Ｂ間に配置されている。燃料噴射弁１０６は燃料ｆの噴射方向が吸気ポート６Ａの側に傾くように設定されている。燃料噴射弁１０６の動作はＥＣＵ３０にて行われる。図２３は、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂ及び各排気バルブ１０Ａ、１０Ｂのリフトカーブと、燃料噴射弁１０６の燃料噴射期間とを示した説明図である。この図から明らかなように、ＥＣＵ３０は吸気側動弁機構１５を操作して吸気バルブ７Ｂの開弁期間が遅れるように各吸気バルブ７Ａ、７Ｂに位相差Δを与えるとともに吸気バルブ７Ｂの閉弁時期ｔｃを圧縮行程中に設定する。これによりアトキンソンサイクルが実施される。また、ＥＣＵ３０は燃料噴射弁１０６の噴射期間ＴＵがオーバーラップ期間ＯＬ内に設定されるように燃料噴射弁１０６を制御する。このオーバーラップ期間ＯＬにおいては、図２３に示したように燃焼ガスが矢印Ｘの方向に吸気ポート６Ａに集中する。このため、この期間ＯＬ内に燃料が噴射されることにより、吸気ポート６Ａの側に傾けられた噴射方向に向かう燃料ｆが燃焼ガスに曝される。従って、噴射された燃料ｆの気化が促進される。第２の参考例によれば、各吸気バルブ７Ａ、７Ｂに与えた位相差により気筒２内に偏流を発生させて気流を強化することができ、しかもその効果を維持しつつ燃料ｆの気化が促進されるので燃焼が改善される。これにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  内燃機関
２  気筒
６Ａ、６Ｂ  吸気ポート
７Ａ、７Ｂ  吸気バルブ
９Ａ、９Ｂ  排気ポート
１０Ａ、１０Ｂ  排気バルブ
１５  吸気側動弁機構（動弁機構）
１１Ａ、１１Ｂ  燃料噴射弁
３０  ＥＣＵ（燃料噴射制御手段、連通バルブ制御手段）
４０  連通路
４１  連通バルブ
５０  内燃機関
５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ  吸気ポート
５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ  吸気バルブ
５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ  燃料噴射弁
６０  吸気側動弁機構（動弁機構）
７０  排気側動弁機構
ＯＬ  オーバーラップ期間
【図１】
2010121617.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2010121617.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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