(57)【要約】【課題】吸気弁付近の壁流を増大させることなく、燃焼性を向上する。【解決手段】燃料噴射弁１，２から噴射された燃料噴霧を吸気弁３に対応して吸気通路４が分岐する分岐位置５よりも吸気下流側で衝突させる。また、吸気行程初期において燃焼室７内に導入される吸気量が増大する時と、吸気行程後期において吸気量が減少する時とに分けて燃料噴霧を噴射するように燃料噴射弁１，２の燃料噴射量を制御すると共に、吸気行程初期の燃料噴射量を吸気行程後期の燃料噴射量より多くする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒の吸気弁に対応して吸気通路が分岐する分岐位置よりも吸気上流側に設けられ、燃料噴霧を吸気弁方向に噴射する複数の燃料噴射弁と、
吸気行程初期において燃焼室内に導入される吸気量が増大する時と、吸気行程後期において当該吸気量が減少する時とに分けて燃料噴霧を噴射するように前記複数の燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する制御手段とを備え、
各燃料噴射弁の噴霧軸線は各燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が前記分岐位置よりも吸気下流側で衝突するように設定され、前記制御手段は吸気行程初期の燃料噴射量を吸気行程後期の燃料噴射量より多くすること
を特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置であって、
前記複数の燃料噴射弁は第一及び第二の燃料噴射弁により構成され、第二の燃料噴射弁の最小噴射量は第一の燃料噴射弁の最小噴射量よりも小さく、且つ、第二の燃料噴射弁は第一の燃料噴射弁より吸気下流側に配置され、
前記制御手段は、吸気行程初期においては第一及び第二の燃料噴射弁から燃焼噴霧を噴射し、吸気行程後期においては第二の燃料噴射弁からのみ燃料噴射を噴射するように第一及び第二の燃料噴射弁の燃料噴射量を制御すること
を特徴とする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、燃焼室内に燃料噴霧を噴射する内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各気筒の吸気弁に対応して吸気通路が分岐する分岐位置よりも上流側に２つの燃料噴射弁を設け、各燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が分岐位置の上流側で衝突するように各燃料噴射弁の噴射軸線を設定することにより、燃料噴霧の微粒化を図る内燃機関の燃料噴射装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平８−２１８９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の燃料噴射装置は、上述の通り、分岐位置よりも上流側のスワールコントロールバルブ付近で燃料噴霧を衝突させる構成になっているために、吸入空気の流れに応じて衝突後の燃料噴霧が拡散しながら燃焼室内に流入することによって、吸気弁付近の壁流が増大する。また、吸気弁の最適な位置に燃料噴霧を集中させることが難しくなるので、燃焼性の向上を図ることが難しい。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、吸気弁付近の壁流を増大させることなく、燃焼性を向上す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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は、複数の燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧を各気筒の吸気弁に対応して吸気通路が分岐する分岐位置よりも吸気下流側で衝突させると共に、吸気行程初期において燃焼室内に導入される吸気量が増大する時と、吸気行程後期において吸気量が減少する時とに分けて燃料噴霧を噴射し、吸気行程初期の燃料噴射量を吸気行程後期の燃料噴射量より多くする。そして、このような構成によれば、吸気弁に近い位置で燃料噴霧を微粒化させて燃焼室内に流入する粗大燃料液滴を減ずることができると共に、衝突によって吸気通路の壁面方向への慣性力を減らして微粒化した燃料噴霧を吸気弁の最適位置に集中させることができる。さらに、吸気行程後期において再度燃料噴霧を噴射することにより衝突によって気化した燃料噴霧を燃焼室内に拡散させることができるので、吸気弁付近の壁流を増大させることなく、成層燃焼を行い、燃焼性を向上することができる。
【０００６】
なお、複数の燃料噴射弁は第一及び第二の燃料噴射弁により構成され、第二の燃料噴射弁の最小噴射量は第一の燃料噴射弁の最小噴射量よりも小さく、且つ、第二の燃料噴射弁は第一の燃料噴射弁より吸気下流側に配置され、制御手段は、吸気行程初期においては第一及び第二の燃料噴射弁から燃焼噴霧を噴射し、吸気行程後期においては第二の燃料噴射弁からのみ燃料噴射を噴射するように第一及び第二の燃料噴射弁の燃料噴射量を制御することが望ましい。このような構成によれば、吸気行程初期の燃料噴射量が比較的多い時は、第一及び第二の燃料噴射弁から燃料噴霧を噴射し、燃料噴霧を衝突させて微粒化を図りつつ燃焼室内に燃料噴霧を導入することにより、気化した燃料を点火プラグ付近に導入することができる。また、吸気行程後期の燃料噴射量が比較的少量である時には、第二の燃料噴射弁からのみ燃料噴霧を噴射することにより、燃料噴射量が少量でも精度よく噴射制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる内燃機関の燃料噴射装置の構成について説明する。
【０００８】
本発明の実施形態となる内燃機関の燃料噴射装置は、図１，２に示すように、燃料噴霧を噴射する２つの燃料噴射弁１，２を備え、燃料噴射弁１，２は、吸気弁３（３ａ，３ｂ）に対応して吸気通路４が分岐する分岐位置５よりも吸気上流側に配置されている。また、燃料噴射弁１，２の噴霧軸線は、各燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が分岐位置５よりも吸気下流側で衝突するように設定され、各燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧は、分岐位置よりも吸気下流側で衝突した後、空気流動によって点火プラグ６が設けられた燃焼室７内に導入され吸入空気により燃焼される。
【０００９】
そして、このような構成を有する燃料噴射装置では、図示しないＥＣＵ（制御手段）が以下に示す噴射制御処理を実行することにより、図３に示すように、吸気行程初期において燃焼室７内に導入される吸入空気量が増大する時と、吸気行程後期において吸気空気量が減少する時とに分けて燃料噴霧を噴射するように燃料噴射弁１，２の燃料噴射量を制御すると共に、吸気行程初期の燃料噴射量を吸気行程後期の燃料噴射量よりも多くする。以下、図４に示すフローチャートを参照して、この噴射制御処理を実行する際のＥＣＵの動作フローを説明する。
【００１０】
〔噴射制御処理〕
図４に示すフローチャートは、車両のイグニッションスイッチがオン状態になるのに応じて開始となり噴射制御処理はステップＳ１の処理に進む。なお、この噴射制御処理は、イグニッションスイッチがオン状態になった後、所定制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
【００１１】
ステップＳ１の処理では、ＥＣＵが、吸入空気量Ｑａと内燃機関の回転数Ｎの情報を基本演算子として取得する。これにより、このステップＳ１の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ２の処理に進む。
【００１２】
ステップＳ２の処理では、ＥＣＵが、吸入空気量Ｑａと内燃機関の回転数Ｎに基づいて燃料噴射量Ｑｆを演算する。これにより、このステップＳ２の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ３の処理に進む。
【００１３】
ステップＳ３の処理では、ＥＣＵが、燃料噴射弁１，２（第一，第二の燃料噴射弁）から噴射する燃料噴射量の割合ｒ，（１−ｒ）を算出する。これにより、このステップＳ３の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ４の処理に進む。
【００１４】
ステップＳ４の処理では、ＥＣＵが、ステップＳ２の処理により算出された燃料噴射量ＱｆにステップＳ３の処理により算出された割合を乗算することにより、燃料噴射弁６，７それぞれの燃料噴射量Ｑｆ１（＝Ｑｆ×ｒ），Ｑｆ２（＝Ｑｆ×（１−ｒ））を演算する。これにより、このステップＳ４の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ５の処理に進む。
【００１５】
ステップＳ５の処理では、ＥＣＵが、ステップＳ４の処理により算出された燃料噴射弁１，２の燃料噴射量Ｑｆ１，Ｑｆ２に対応する噴射時間（噴射パルス幅）Ｔｉ１，Ｔｉ２を導出し、導出された噴射時間Ｔｉ１，Ｔｉ２で動作するように燃料噴射弁１，２を制御する。具体的には、吸気行程初期においては、ＥＣＵは、燃料噴射弁１，２の双方から燃料噴霧を噴射するように制御し、吸気行程後期においては、吸気行程初期よりも短い噴射時間で燃料噴射弁２からのみ燃料噴霧を噴射するように制御する。すなわち、ＥＣＵは、吸気行程初期においては燃焼室７内の点火栓６付近に濃い混合気を形成し、吸気行程後期においては燃焼室７全体を薄い混合気で満たす。これにより、このステップＳ５の処理は完了し、一連の噴射制御処理は終了する。
【００１６】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる燃料噴射装置は、燃料噴射弁１，２から噴射された燃料噴霧を吸気弁３に対応して吸気通路４が分岐する分岐位置５よりも吸気下流側で衝突させる。また、本発明の実施形態となる燃料噴射装置は、吸気行程初期において燃焼室７内に導入される吸気量が増大する時と、吸気行程後期において吸気量が減少する時とに分けて燃料噴霧を噴射するように燃料噴射弁１，２の燃料噴射量を制御すると共に、吸気行程初期の燃料噴射量を吸気行程後期の燃料噴射量より多くする。そして、このような構成によれば、吸気弁３に近い位置で燃料噴霧を微粒化させて燃焼室７内に流入する粗大燃料液滴を減ずることができると共に、衝突によって吸気通路４の壁面方向への慣性力を減らして微粒化した燃料噴霧を吸気弁３の最適位置に集中させることができる。さらに、吸気行程後期において再度燃料噴霧を噴射することにより衝突によって気化した燃料噴霧を燃焼室７内に拡散させることができるので、吸気弁３付近の壁流を増大させることなく、成層燃焼を行い、燃焼性を向上することができる。
【００１７】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、上記実施形態では、燃料噴射弁１，２は同じ構成であるとしたが、図５に示すように、最小噴射量が燃料噴射弁１の最小噴射量よりも小さい燃料噴射弁８を燃料噴射弁１より吸気下流側に配置するようにしてもよい。このような構成によれば、吸気行程初期の燃料噴射量が比較的多い時は、燃料噴射弁１，８から燃料噴霧を噴射し、燃料噴霧を衝突させて微粒化を図りつつ燃焼室７内に燃料噴霧を導入することにより、気化した燃料を点火プラグ６付近に導入することができる。また、吸気行程後期の燃料噴射量が比較的少量である時には、燃料噴射弁８からのみ燃料噴霧を噴射することにより、燃料噴射量が少量でも精度よく噴射制御を行うことができる。このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態となる内燃機関の燃料噴射装置の構成を示す横方向断面図である。
【図２】本発明の実施形態となる内燃機関の燃料噴射装置の構成を示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態となる吸入空気量に応じた燃料噴射制御処理を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態となる噴射制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】図１に示す燃料噴射装置の応用例の構成を示す横方向断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１，２，８：燃料噴射弁
３：吸気弁
４：吸気通路
５：分岐位置
６：点火プラグ
７：燃焼室
【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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