(57)【要約】【課題】ミキシングが悪化することにより、未燃焼燃料が増大し、出力が低下することを防止する。【解決手段】コントロールユニット６が、燃料噴射弁５を制御することにより、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するの同時に、作動している吸気バルブに向けて要求量の燃料を全て噴射させる。これにより、吸気ポート３に燃料噴霧が滞留し、吸気ポート３の壁面に燃料が付着することを防止できるので、ミキシングが悪化することにより、未燃焼燃料が増大し、出力が低下することを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒毎に設けられた複数の吸気バルブに向けて燃料噴射可能な燃料噴射弁を有する内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射弁の燃料噴霧特性を変更する噴霧特性変更手段と、
複数の吸気バルブのうち、少なくとも一つの吸気バルブの作動が停止されるのに応じて、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するのと同時に、作動している吸気バルブに向けて要求量の燃料を全て噴射するように前記噴霧特性変更手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記噴霧特性変更手段は、複数の燃料噴射孔を有するノズルプレートと、当該ノズルプレートを変位させる駆動手段とを備え、
前記燃料噴射孔は、前記複数の吸気バルブに向けて燃料を噴射可能な第１の噴射孔群と、作動している吸気バルブのみに向けて燃料を噴射可能な第２の噴射孔群とを有し、
前記制御手段は、前記駆動手段を制御して第１の噴射孔群と第２の噴射孔群とを切り替えるようにノズルプレートを変位させることにより、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するのと同時に、作動している吸気バルブに向けて燃料を噴射させること
を特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御手段は、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するのと同時に、作動している吸気バルブに向けて燃料を噴射させる際、吸気工程噴射を行うように燃料噴射弁を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
気筒毎に設けられた複数の吸気バルブに向けて燃料噴射可能な燃料噴射弁であって、
複数の燃料噴射孔を有するノズルプレートと、
前記ノズルプレートを変位させる駆動手段とを備え、
前記燃料噴射孔は、前記複数の吸気バルブに向けて燃料を噴射可能な第１の噴射孔群と、作動している吸気バルブのみに向けて燃料を噴射可能な第２の噴射孔群とを有することを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒毎に設けられた複数の吸気バルブに向けて燃料噴射可能な燃料噴射弁を有する内燃機関の制御装置及び燃料噴射弁に関し、より詳しくは、ミキシングが悪化することにより、未燃焼燃料（ＨＣ）が増大し、出力が低下することを防止するための技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、気筒毎に２つの吸気バルブを有する内燃機関が知られており（例えば特許文献１を参照）、このような内燃機関では、低温運転状態時には、一方の吸気バルブの作動を停止し、作動を停止させた吸気バルブ付近に燃料噴霧を指向させることにより、低速回転から高速回転までの全域にわたって燃焼を促進させるようにしている。
【特許文献１】特開平６−３４１３６２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、従来までの内燃機関では、燃料噴射弁が片方の吸気ポート内に設けられているために、高温運転状態時、２つの吸気バルブの傘部背面に燃料を直接当てることにより、吸気バルブの熱によって燃料の気化を促進することが難しい。また、従来までの内燃機関は、作動を停止させた吸気バルブ付近に燃料噴霧を指向させる構成になっているために、吸気ポートに燃料噴霧が滞留し、吸気ポートの壁面に燃料が付着することがある。このため、従来までの内燃機関によれば、ミキシングが悪化することにより、未燃焼燃料が増大し、出力が低下する恐れがある。
【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、ミキシングが悪化することにより、未燃焼燃料が増大し、出力が低下することを防止可能な内燃機関の制御装置及び燃料噴射弁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制御装置は、気筒毎に設けられた複数の吸気バルブに向けて燃料噴射可能な燃料噴射弁を有する内燃機関の制御装置であって、燃料噴射弁の燃料噴霧特性を変更する噴霧特性変更手段と、複数の吸気バルブのうち、少なくとも一つの吸気バルブの作動が停止されるのに応じて、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するのと同時に、作動している吸気バルブに向けて要求量の燃料を全て噴射するように噴霧特性変更手段を制御する制御手段とを備える。
【０００６】
このような本発明に係る内燃機関の制御装置の構成によれば、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するので、吸気ポートに燃料噴霧が滞留し、吸気ポートの壁面に燃料が付着することを防止できる。すなわち、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、ミキシングが悪化することにより、未燃焼燃料が増大し、出力が低下することを防止できる。
【０００７】
なお、噴霧特性変更手段は、複数の燃料噴射孔を有するノズルプレートと、ノズルプレートを変位させる駆動手段とを備え、燃料噴射孔は、複数の吸気バルブに向けて燃料を噴射可能な第１の噴射孔群と、作動している吸気バルブのみに向けて燃料を噴射可能な第２の噴射孔群とを有し、制御手段は、駆動手段を制御して第１の噴射孔群と第２の噴射孔群とを切り替えるようにノズルプレートを変位させることにより、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するのと同時に、作動している吸気バルブに向けて燃料を噴射させることが望ましい。
【０００８】
このような本発明に係る内燃機関の制御装置の構成によれば、１つの燃料噴射弁で吸気バルブに燃料を噴射し、複数の燃料噴射弁を備える必要が無いので、内燃機関のコストを低下させることができるの同時に、吸気ポートの設計自由度を大きくすることができる。また、複数の吸気バルブに燃料を当てることができるので、吸気バルブが有する熱によって燃料の気化を促進することができる。
【０００９】
また、制御手段は、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するのと同時に、作動している吸気バルブに向けて燃料を噴射させる際、吸気工程噴射を行うように燃料噴射弁を制御することが望ましい。
【００１０】
このような本発明に係る内燃機関の制御装置の構成によれば、スワールが生じることにより、吸気ポート内における燃料の壁流分が減少し、燃料噴霧のミキシングが向上するので、燃費やエミッションを向上させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る燃料制御弁は、気筒毎に設けられた複数の吸気バルブに向けて燃料噴射可能な燃料噴射弁であって、複数の燃料噴射孔を有するノズルプレートと、ノズルプレートを変位させる駆動手段とを備え、燃料噴射孔は、前記複数の吸気バルブに向けて燃料を噴射可能な第１の噴射孔群と、作動している吸気バルブのみに向けて燃料を噴射可能な第２の噴射孔群とを有する。
【００１２】
このような本発明に係る燃料制御弁の構成によれば、１つの燃料噴射弁で吸気バルブに燃料を噴射し、複数の燃料噴射弁を備える必要が無いので、内燃機関のコストを低下させることができるの同時に、吸気ポートの設計自由度を大きくすることができる。また、複数の吸気バルブに燃料を当てることができるので、吸気バルブが有する熱によって燃料の気化を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、例えば図１に示すような内燃機関に適用することができる。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構成及びその制御方法について詳しく説明する。
【００１４】
〔内燃機関の構成〕
本発明の実施形態となる内燃機関１は、図１に示すように、１つの気筒２に対し２つの吸気ポート３を備え、各吸気ポート３に吸気バルブ４ａ，４ｂが設けられている。また、この内燃機関１では、一方の吸気ポート３に燃料噴射弁５が設けられ、本発明に係る制御手段として機能するコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）６が、内燃機関１を冷却するための冷却水の温度を検出する水温センサ７の検出結果に従って、吸気バルブ４ａ，４ｂ及び燃料噴射弁５の動作を制御するように構成されている。
【００１５】
〔燃料噴射弁の構成〕
上記燃料噴射弁５は、図２に示すように、燃料噴射口側から順に、開口径Ａの燃料噴射孔１１ａを複数有する第１ノズルプレート１１と、開口径Ａの燃料噴射孔１２ａと開口径Ａ／２の燃料噴射孔１２ｂを複数有する第２ノズルプレート１２とを備える。また、第２ノズルプレート１２の外周端には、形状記憶合金により形成されたスプリング１３が当接され、スプリング１３をヒータ１４で加熱することにより、第２のノズルプレート１２は、図３に示すように、径方向に伸縮可能なように構成されている。
【００１６】
このような構成を有する燃料噴射弁５は、コントロールユニット６の制御に従って第２のノズルプレート１２を径方向に伸縮させることにより、第１ノズルプレート１１の燃料噴射孔１１ａの開口位置と第２ノズルプレート１２の燃料噴射孔１２ｂの開口位置とが一致し、吸気バルブ４ａと吸気バルブ４ｂの双方に燃料を噴射可能な第１の噴射位置（図４（ａ）参照）と、第１ノズルプレート１１の燃料噴射孔１１ａの開口位置と第２ノズルプレート１２の燃料噴射孔１２ａの開口位置とが一致し、吸気バルブ４ｂにのみ燃料を噴射可能な第２の噴射位置（図４（ｂ）参照）との間で、燃料の噴射方向を切り替える。なお、この実施形態では、燃料制御弁５の通常時の噴射位置は第１の噴射位置になるように構成されている。
【００１７】
そして、このような構成を有する内燃機関１では、コントロールユニット６が以下に示す噴射制御処理を実行することにより、ミキシングが悪化することにより、未燃焼燃料が増大し、出力が低下することを防止する。以下、図５に示すフローチャートを参照して、噴射制御処理を実行する際のコントロールユニット６の動作について詳しく説明する。
【００１８】
〔噴射制御処理〕
図５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。
【００１９】
ステップＳ１の処理では、コントロールユニット６が、水温センサ７を介して冷却水の温度を読み込む。なお、この処理の際、コントロールユニット６は、内燃機関１の負荷情報や内燃機関１の回転数情報を読み込み、これらの情報を考慮して制御を行ってもよい。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Ｓ１の処理からステップＳ２の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ２の処理では、コントロールユニット６が、冷却水の温度が所定値以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、冷却水の温度が所定値以上である場合、コントロールユニット６は、内燃機関１の運転温度は高い状態（ＨＯＴ状態）にあると判断し、噴射制御処理をステップＳ６の処理に進める。一方、冷却水の温度が所定値以下である場合には、コントロールユニット６は、内燃機関１の運転温度は低い状態（ＣＯＬＤ状態）にあると判断し、噴射制御処理をステップＳ３の処理に進める。
【００２１】
ステップＳ３の処理では、コントロールユニット６が、吸気バルブ４ａの作動を禁止する同時に、吸気バルブ４ｂを作動させる。また、コントロールユニット６は、ヒーター１４のデューティをオン状態にし、第２のノズルプレート１２を径方向に伸縮させることにより、吸気バルブ４ｂにのみ燃料が噴射されるように燃料噴射弁５の噴射位置を第２の噴射位置に制御する。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Ｓ３の処理からステップＳ４の処理に進む。
【００２２】
ステップＳ４の処理では、コントロールユニット６が、要求される燃料噴射量を全て吸気バルブ４ｂに噴射するように噴射量分担率を設定する。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Ｓ４の処理からステップＳ５の処理に進む。
【００２３】
ステップＳ５の処理では、コントロールユニット６が、吸気行程において燃料を噴射するように燃料の噴射時期を設定する。これにより、このステップＳ５の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ５の処理からステップＳ６の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ６の処理では、コントロールユニット６が、吸気バルブ４ａと吸気バルブ４ｂを作動させる。これにより、このステップＳ６の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ６の処理からステップＳ７の処理に進む。
【００２５】
ステップＳ７の処理では、コントロールユニット６が、吸気バルブ４ａと吸気バルブ４ｂの双方に燃料を均等に噴射するように噴射量分担率を設定する。これにより、このステップＳ７の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ７の処理からステップＳ８の処理に進む。
【００２６】
ステップＳ８の処理では、コントロールユニット６が、排気行程において燃料を噴射するように燃料の噴射時期を設定する。これにより、このステップＳ８の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ８の処理からステップＳ９の処理に進む。
【００２７】
ステップＳ９の処理では、コントロールユニット６が、設定情報に従って燃料を噴射するように燃料噴射弁５を制御する。これにより、このステップＳ９の処理は完了し、噴射制御処理はステップＳ９の処理から再びステップＳ１の処理に戻る。
【００２８】
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内燃機関１によれば、コントロールユニット６が、燃料噴射弁５を制御することにより、作動が停止された吸気バルブへの燃料噴射を禁止するのと同時に、作動している吸気バルブに向けて要求量の燃料を全て噴射させるので、吸気ポート３に燃料噴霧が滞留し、吸気ポート３の壁面に燃料が付着することを防止できる。すなわち、本発明の実施形態となる内燃機関１によれば、ミキシングが悪化することにより、未燃焼燃料が増大し、出力が低下することを防止できる。
【００２９】
また、本発明の実施形態となる内燃機関１によれば、燃料噴射弁５は、吸気バルブ４ａと吸気バルブ４ｂの双方に燃料を噴射可能なように構成され、複数の燃料噴射弁を備える必要が無いので、内燃機関１のコストを低下させることができるの同時に、吸気ポート３の設計自由度を大きくすることができる。また、コントロールユニット６は、高温運転状態時には、吸気バルブ４ａと吸気バルブ４ｂの双方に燃料を当てることができるので、吸気バルブが有する熱によって燃料の気化を促進することができる。
【００３０】
さらに、本発明の実施形態となる内燃機関１によれば、コントロールユニット６は、吸気バルブ４ｂに向けて燃料を噴射させる際、吸気工程噴射を行うように燃料噴射弁５を制御するので、スワールが生じることにより、吸気ポート３内における燃料の壁流分が減少し、燃料噴霧のミキシングが向上し、燃費やエミッションを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、各気筒毎に複数の吸気バルブを有する内燃機関の駆動制御に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態となる内燃機関の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す燃料制御弁の構成を示す断面図である。
【図３】図２に示す第２ノズルプレートの構成を示す平面図である。
【図４】図２に示す燃料噴射弁の動作を説明するための断面図である。
【図５】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。
【符号の説明】
【００３３】
１：内燃機関
２：気筒
３：吸気ポート
４ａ，４ｂ：吸気バルブ
５：燃料噴射弁
６：コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）
７：水温センサ
【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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