(57)【要約】【課題】各吸気ポートの燃料噴射弁から噴射された燃料が燃焼室内で互いに衝突して燃料粒径が拡大することを抑制するとともに、燃料の微粒子化を促進することができる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵは、吸気バルブが開弁中で、かつ、燃焼室に導かれる吸気量が大きい高吸気期間中に、第１インジェクタおよび第２インジェクタから位相差を設けて燃料を噴射させる。第１インジェクタの有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタの有効噴射期間Ｔ２との合計期間が高リフト量期間Ｔｖ５０より短い場合は、第１インジェクタの噴射終了時期Ｅ１と第２インジェクタの噴射開始時期Ｓ２とを最大リフト時期Ｖｍａｘに設定し、高リフト量期間Ｔｖ５０より長い場合は、第１インジェクタの噴射開始時期Ｓ１を開弁時５０％リフト時期Ｖｏ５０に設定し、第２インジェクタの噴射終了時期Ｅ２を閉弁時５０％リフト時期Ｖｃ５０に設定する。【選択図】図３
2015021482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に吸気を導く第１吸気ポートと、前記燃焼室に吸気を導く第２吸気ポートと、
前記第１吸気ポートに配置された第１燃料噴射弁と、前記第２吸気ポートに配置された第２燃料噴射弁と、
前記第１吸気ポートおよび前記第２吸気ポートに配置された吸気弁が開弁中で、かつ、前記燃焼室に導かれる吸気量が大きい高吸気期間中に、前記第１燃料噴射弁および前記第２燃料噴射弁から位相差を設けて燃料を噴射させる燃料噴射制御部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記吸気弁のリフト量が所定リフト量以上となる高リフト量期間と、前記吸気弁のリフト量が最大となる最大リフト時期とを予め記憶する最大リフト量記憶部を更に備え、
前記燃料噴射制御部は、
前記高リフト量期間を前記高吸気期間とみなし、前記第１燃料噴射弁の燃料噴射期間と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間との合計期間が、前記高リフト量期間より短い場合、前記第１燃料噴射弁の噴射終了時期と前記第２燃料噴射弁の噴射開始時期とを前記最大リフト時期に設定する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装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御部は、
前記第１燃料噴射弁の燃料噴射期間と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間との合計期間が前記高リフト量期間より長い場合、前記第１燃料噴射弁の噴射開始時期を前記高リフト量期間の開始時期に設定するとともに、前記第２燃料噴射弁の噴射終了時期を前記高リフト量期間の終了時期に設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記吸気量が最大となる算定最大吸気時期と、前記吸気量が所定吸気量以上となる算定高吸気期間とを算出する最大吸気時期算出部を更に備え、
前記燃料噴射制御部は、
前記算定高吸気期間を前記高吸気期間とみなし、前記第１燃料噴射弁の燃料噴射期間と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間との合計期間が前記算定高吸気期間より短い場合、前記第１燃料噴射弁の噴射終了時期と前記第２燃料噴射弁の噴射開始時期とを前記算定最大吸気時期に設定する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装置。
【請求項５】
前記燃料噴射制御部は、
前記第１燃料噴射弁の燃料噴射期間と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間との合計期間が前記算定高吸気期間より長い場合、前記第１燃料噴射弁の噴射開始時期を前記算定高吸気期間の開始時期に設定するとともに、前記第２燃料噴射弁の噴射終了時期を前記算定高吸気期間の終了時期に設定することを特徴とする請求項４に記載の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、内燃機関に燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射装置に関し、詳しくは、同一の燃焼室に吸気を導く複数の吸気ポートの各々が燃料噴射弁を有する内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つの気筒に対し複数の吸気ポートが設けられ、これら複数の吸気ポートがそれぞれ燃料噴射弁を有する内燃機関の燃料噴射装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。
この内燃機関の燃料噴射装置は、燃料噴射弁ごとに燃料噴射量が制御されるようになっている。また、各吸気ポートを流れる吸気量に応じて燃料噴射弁からの燃料噴射量が制御されるようになっている。これにより、燃料噴射弁から過剰な燃料が噴射されないため、過剰な燃料が吸気ポートに留まって液滴となることが防止され、また、液滴となった燃料が燃焼室に流入して不完全燃焼を起こすことが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９２０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各吸気ポートにそれぞれ燃料噴射弁が設けられている場合、各燃料噴射弁から噴射された燃料が気筒内で互いに衝突し、燃料粒径が大きくなってしまうという課題がある。燃料粒径が大きくなると、燃料の気化が遅くなるため、内燃機関の出力低下および燃費の悪化を招くおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、各吸気ポートの燃料噴射弁から噴射された燃料が燃焼室内で互いに衝突して燃料粒径が拡大することを抑制するとともに、燃料の微粒子化を促進することができる内燃機関の制御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の態様は、燃焼室に吸気を導く第１吸気ポートと、前記燃焼室に吸気を導く第２吸気ポートと、前記第１吸気ポートに配置された第１燃料噴射弁と、前記第２吸気ポートに配置された第２燃料噴射弁と、前記第１吸気ポートおよび前記第２吸気ポートに配置された吸気弁が開弁中で、かつ、前記燃焼室に導かれる吸気量が大きい高吸気期間中に、前記第１燃料噴射弁および前記第２燃料噴射弁から位相差を設けて燃料を噴射させる燃料噴射制御部と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の第２の態様としては、前記吸気弁のリフト量が所定リフト量以上となる高リフト量期間と、前記吸気弁のリフト量が最大となる最大リフト時期とを予め記憶する最大リフト量記憶部を更に備え、前記燃料噴射制御部は、前記高リフト量期間を前記高吸気期間とみなし、前記第１燃料噴射弁の燃料噴射期間と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間との合計期間が、前記高リフト量期間より短い場合、前記第１燃料噴射弁の噴射終了時期と前記第２燃料噴射弁の噴射開始時期とを前記最大リフト時期に設定するようにしてもよい。
本発明の第３の態様としては、前記燃料噴射制御部は、前記第１燃料噴射弁の燃料噴射期間と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間との合計期間が前記高リフト量期間より長い場合、前記第１燃料噴射弁の噴射開始時期を前記高リフト量期間の開始時期に設定するとともに、前記第２燃料噴射弁の噴射終了時期を前記高リフト量期間の終了時期に設定するようにしてもよい。
【０００８】
本発明の第４の態様としては、前記吸気量が最大となる算定最大吸気時期と、前記吸気量が所定吸気量以上となる算定高吸気期間とを算出する最大吸気時期算出部を更に備え、前記燃料噴射制御部は、前記算定高吸気期間を前記高吸気期間とみなし、前記第１燃料噴射弁の燃料噴射期間と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間との合計期間が前記算定高吸気期間より短い場合、前記第１燃料噴射弁の噴射終了時期と前記第２燃料噴射弁の噴射開始時期とを前記算定最大吸気時期に設定するようにしてもよい。
本発明の第５の態様としては、前記燃料噴射制御部は、前記第１燃料噴射弁の燃料噴射期間と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間との合計期間が前記算定高吸気期間より長い場合、前記第１燃料噴射弁の噴射開始時期を前記算定高吸気期間の開始時期に設定するとともに、前記第２燃料噴射弁の噴射終了時期を前記算定高吸気期間の終了時期に設定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
このように、上記の第１の態様は、第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁とから位相差を設けて燃料が噴射されるため、第１燃料噴射弁から噴射された燃料と第２燃料噴射弁から噴射された燃料とが燃焼室内で互いに衝突して燃料粒径が拡大することを抑制することができる。また、吸気量が大きい高吸気期間中に、第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁とから燃料が噴射されるため、高い吸気量により燃料の微粒子化を促進することができる。したがって、上記の第１の態様は、第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁とから噴射された燃料が燃焼室内で互いに衝突して燃料粒径が拡大することを抑制するとともに、燃料の微粒子化を促進することができる。
【００１０】
上記の第２の態様は、吸気量が最大になると予測される最大リフト時期の前後で第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁とによる燃料噴射が行われるため、燃料の微粒子化を一層促進することができる。
上記の第３の態様は、第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁との燃料噴射期間の重複期間が最大リフト時期の付近になるので、重複期間に噴射された燃料が最大リフト時期における高い吸気量によって微粒子化が促進されるため、燃料同士の衝突による燃料粒径の拡大を抑制することができる。
【００１１】
上記の第４の態様は、吸気量が最大となる算定最大吸気時期の前後で第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁とによる燃料噴射が行われるため、燃料の微粒子化を一層促進することができる。
上記の第５の態様は、第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁との燃料噴射期間の重複期間が算定最大吸気時期の付近になるので、重複期間に噴射された燃料は算定最大吸気時期における高い吸気量によって微粒子化が促進されるため、燃料同士の衝突による燃料粒径の拡大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の要部を示す上面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の要部を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の要部を示す側面図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１〜図６は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置を示す図である。
まず、構成を説明する。図１、図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置は、内燃機関型のエンジン２に燃料を噴射するものであり、燃料の噴射を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）３を含んで構成されている。
【００１４】
エンジン２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には円筒状の気筒１１が形成されており、この気筒１１には、ピストン１０が往復移動可能に収納されている。エンジン２は、ピストン１０が気筒１１内を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行うと共に、圧縮行程および膨張行程の間に点火を行う４サイクルのエンジンによって構成されている。
ここで、本実施形態において、エンジン２は、直列４気筒のエンジンによって構成されているものとするが、本発明においては、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。なお、図１に示すエンジン２は、直列に配置された４つの気筒のうちの１つの気筒１１が図示されている。
【００１５】
エンジン２において、各気筒１１に収納されたピストン１０は、コネクティングロッド１２を介してクランクシャフト１３に連結されている。コネクティングロッド１２は、ピストン１０の往復動をクランクシャフト１３の回転運動に変換するようになっている。したがって、エンジン２は、気筒１１内の燃焼室１４で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストン１０を往復動させ、コネクティングロッド１２を介してクランクシャフト１３を回転させることにより、このエンジン２を搭載する車両を走行させる駆動力を発生するようになっている。
なお、エンジン２に用いられる燃料は、ガソリンとするが、ガソリンに代えて、軽油等の炭化水素系の燃料またはエタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００１６】
このシリンダヘッド２２には１つの気筒１１当たり、第１吸気ポート３０ａおよび第２吸気ポート３０ｂと、第１排気ポート４０ａおよび第２排気ポート４０ｂとが形成されている。また、エンジン２には吸気マニホールド３１と排気マニホールド４１とが設けられている。これら吸気マニホールド３１と排気マニホールド４１は、第１吸気ポート３０ａおよび第２吸気ポート３０ｂと、第１排気ポート４０ａおよび第２排気ポート４０ｂとにそれぞれ連通している。
【００１７】
詳細には、吸気マニホールド３１は、不図示のスロットルバルブを通過して流量が調整された空気が通過するようになっている。第１吸気ポート３０ａおよび第２吸気ポート３０ｂは、その一端側が吸気マニホールド３１に連通するとともに、他端側が燃焼室１４に連通している。また、第１吸気ポート３０ａおよび第２吸気ポート３０ｂは、その一端側から第１吸気ポート３０ａと第２吸気ポート３０ｂとに分岐している。このため、吸気マニホールド３１を通過する空気は、第１吸気ポート３０ａと第２吸気ポート３０ｂとに分割されて燃焼室１４に導かれるようになっている。
【００１８】
一方、排気マニホールド４１は、排気ガスが通過するようになっている。第１排気ポート４０ａおよび第２排気ポート４０ｂは、その一端側が排気マニホールド４１に連通するとともに、他端側が燃焼室１４に連通している。また、第１排気ポート４０ａおよび第２排気ポート４０ｂは、その一端側で互いに集合している。このため、燃焼室１４から第１排気ポート４０ａおよび第２排気ポート４０ｂに排出された排気ガスは、第１排気ポート４０ａおよび第２排気ポート４０ｂの一端側で合流して排気マニホールド４１に導かれるようになっている。
【００１９】
また、エンジン２には、第１吸気バルブ５０ａ（吸気弁）および第２バルブ５０ｂ（吸気弁）と、第１排気バルブ５１ａおよび第２排気バルブ５１ｂと、第１インジェクタ６１（第１燃料噴射弁）および第２インジェクタ６２（第２燃料噴射弁）とが設けられている。
第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂは、第１吸気ポート３０ａおよび第２吸気ポート３０ｂの燃焼室１４側の開口部にそれぞれ設けられており、燃焼室１４への空気の導入を制御するようになっている。第１排気バルブ５１ａおよび第２排気バルブ５１ｂは、第１排気ポート４０ａおよび第２排気ポート４０ｂの燃焼室１４側の開口部にそれぞれ設けられており、燃焼室１４からの排気ガスの排出を制御するようになっている。
このように、エンジン２は、１つの気筒１１に対して２つ吸気バルブ（第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂ）と２つの排気バルブ（第１排気バルブ５１ａおよび第２排気バルブ５１ｂ）とが設けられた４バルブエンジンとして構成されている。
【００２０】
第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２はそれぞれ第１吸気ポート３０ａおよび第２吸気ポート３０ｂの上方に設けられており、これら第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２には所定の圧力で燃料が供給されている。第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２は、ソレノイドコイルおよびニードルバルブをそれぞれ有している。第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２は、ＥＣＵ３による制御によりソレノイドコイルに通電されると、ニードルバルブを開いて、第１吸気ポート３０ａおよび第２吸気ポート３０ｂを介して燃焼室１４に燃料をそれぞれ噴射するようになっている。なお、第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２が噴射する燃料の量は、ソレノイドコイルへの通電時間により制御されるようになっている。
【００２１】
また、エンジン２には吸気カムシャフト７０および排気カムシャフト７１が回転可能に設けられている。吸気カムシャフト７０には吸気カム７２が設けられている。吸気カム７２は、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂの軸部分（バルブステム）の上端に当接しており、吸気カムシャフト７０の回転にともなって第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂを開閉するようになっている。また、排気カムシャフト７１には排気カム７３が設けられている。排気カム７３は、第１排気バルブ５１ａおよび第２排気バルブ５１ｂの軸部分の上端に当接しており、排気カムシャフト７１の回転にともなって第１排気バルブ５１ａおよび第２排気バルブ５１ｂを開閉するようになっている。
【００２２】
クランクシャフト１３と吸気カムシャフト７０と排気カムシャフト７１とは、タイミングベルトによって連動するようになっている。すなわち、クランクシャフト１３の回転は、タイミングベルトによって吸気カムシャフト７０および排気カムシャフト７１に伝達されるようになっている。したがって、吸気カム７２および排気カム７３は、クランクシャフト１３の回転に同期して、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂと、第１排気バルブ５１ａおよび第２排気バルブ５１ｂとを開閉するようになっている。
なお、クランクシャフト１３が２回転（７２０°）する間に、吸気カムシャフト７０および排気カムシャフト７１がそれぞれ１回転するとともに、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂと第１排気バルブ５１ａおよび第２排気バルブ５１ｂとがそれぞれ１回開閉されるようになっている。
また、エンジン２にはクランク角センサ８０が設けられている。クランク角センサ８０は、クランクシャフト１３の外周側に配置されており、クランクシャフト１３が所定クランク角分回転するごとにパルス信号をＥＣＵ３に出力するようになっている。
【００２３】
ＥＣＵ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。ＥＣＵ３のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等と共に、当該コンピュータユニットをＥＣＵ３として機能させるためのプログラムが記憶されている。
すなわち、ＥＣＵ３において、ＣＰＵがＲＯＭからＲＡＭにプログラムを読み込んで、読み込んだプログラムをＲＡＭの一部の格納領域を作業領域として実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ３として機能する。
本実施形態において、ＥＣＵ３の入力ポートには、クランク角センサ８０が接続されている。一方、ＥＣＵ３の出力ポートには、第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２が接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ３のＲＯＭには、機関負荷算出用マップが記憶されており、この機関負荷算出用マップには、予め測定により求めた吸気量とアクセルペダルの操作量と機関負荷との相関が定められている。ＥＣＵ３は、この機関負荷算出用マップを参照して、吸気量とアクセルペダルの操作量とから機関負荷を算出し、算出した期間負荷が所定値を超えるか否かを判別するようになっている。
ＥＣＵ３は、エンジン２の機関負荷が所定値を超える場合は、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂが開弁中で、かつ、燃焼室１４に導かれる吸気量が大きい高吸気期間中に、第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２から位相差を設けて燃料を噴射させるようになっている。
また、ＥＣＵ３のＲＯＭには、高リフト量期間Ｔｖ５０が記憶されている。高リフト量期間Ｔｖ５０とは、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂのリフト量が吸気行程中に所定リフト量以上となる期間である。したがって、高リフト量期間Ｔｖ５０は、吸気量が大きいと予想される期間である。
【００２５】
ここで、高リフト量期間Ｔｖ５０の開始時期は、例えば、本実施形態では、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂが開弁時に５０％リフトとなる時期である。また、高リフト量期間Ｔｖ５０の終了時期は、例えば、本実施形態では、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂが閉弁時に５０％リフトとなる時期である。
また、本実施形態では、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂが開弁時に５０％リフトとなる時期は、開弁時５０％リフト時期Ｖｏ５０といい、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂが閉弁時に５０％リフトとなる時期は、閉弁時５０％リフト時期Ｖｃ５０という。このように、高リフト量期間Ｔｖ５０は、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂのリフト量が最大リフト量の５０％以上になる期間である。
【００２６】
なお、高リフト量期間Ｔｖ５０を設定する際の閾値となる第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂのリフト量は５０％に限るものではなく、エンジン２の排気量や形式ごとに設定されるべきものである。また、ＥＣＵ３のＲＯＭには、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂのリフト量が最大となる最大リフト時期Ｖｍａｘが記憶されている。このように、ＥＣＵ３のＲＯＭは、最大リフト量記憶部９３を構成している。
【００２７】
ＥＣＵ３は、高リフト量期間Ｔｖ５０を高吸気期間とみなして、この高リフト量期間Ｔｖ５０に基づいて第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングを設定するようになっている。
具体的には、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２との合計期間Ｔ１＋Ｔ２が高リフト量期間Ｔｖ５０より短い場合、第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１と第２インジェクタ６２の噴射開始時期Ｓ２とを最大リフト時期Ｖｍａｘに設定するようになっている。
また、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２との合計期間Ｔ１＋Ｔ２が高リフト量期間Ｔｖ５０より長い場合、第１インジェクタ６１の噴射開始時期Ｓ１を開弁時５０％リフト時期Ｖｏ５０に設定するとともに、第２インジェクタ６２の噴射終了時期Ｅ２を閉弁時５０％リフト時期Ｖｃ５０に設定するようになっている。このように、ＥＣＵ３は、燃料噴射制御部９１を構成している。
【００２８】
以上のように構成された本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作について図３のフローチャートおよび図４〜図６のタイミングチャートを参照して説明する。図４〜図６のタイミングチャートは、クランク角に対する、吸気バルブリフト量の変化と、第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングとを表している。
【００２９】
図３に示すように、まず、ＥＣＵ３は、機関負荷が予め定められた設定値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１）。ここでは、ＥＣＵ３は、機関負荷算出用マップを参照して、吸気量およびアクセルペダルの操作量に基づいて機関負荷を算出し、算出した機関負荷と設定値とを比較している。
ステップＳ１で機関負荷が設定値以下であると判定した場合は、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１および第２インジェクタからの燃料噴射を排気行程で実行し（ステップＳ８）、このフローを終了する。
【００３０】
ステップＳ１で機関負荷が設定値を超えていると判定した場合、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１を、最大リフト時期Ｖｍａｘに設定する（ステップＳ２）。このステップＳ２では、噴射終了時期Ｅ１が最大リフト時期Ｖｍａｘに設定されることにより、第１インジェクタ６１の噴射開始時期Ｓ１も、最大リフト時期Ｖｍａｘよりも第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１だけ前の時期に設定される。
【００３１】
次いで、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２の合計期間Ｔ１＋Ｔ２が高リフト量期間Ｔｖ５０を超えているか否かを判定する（ステップＳ３）。
ステップＳ３で合計期間Ｔ１＋Ｔ２が高リフト量期間Ｔｖ５０以下であると判別した場合、ＥＣＵ３は、ステップＳ６で、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングを図４に示すようにそれぞれ設定する。
【００３２】
具体的には、ステップＳ６では、ＥＣＵ３は、Ｅ２＝Ｅ１＋Ｔ２、すなわち第２インジェクタ６２の噴射終了時期Ｅ２を、第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１から第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２が経過した時期に設定する。次いで、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とにより燃料の噴射を実行し（ステップＳ７）、このフローを終了する。ステップＳ７では、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２は、図４に示すように、噴射期間が分割されるように位相差を設けて燃料を噴射する。ここで、位相差を設けて燃料を噴射する、とは、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とで、互いに異なった燃料噴射時期（クランク角位相）において燃料を噴射することである。
【００３３】
図４において、第１インジェクタ６１からの燃料噴射は、最大リフト時期Ｖｍａｘよりも有効噴射期間Ｔ１だけ前の時期に開始される。そして、第１インジェクタ６１からの燃料噴射が最大リフト時期Ｖｍａｘに終了するとともに、この最大リフト時期Ｖｍａｘに第２インジェクタ６２からの燃料噴射が開始される。そして、第２インジェクタ６２からの燃料噴射は最大リフト時期Ｖｍａｘから有効噴射期間Ｔ２が経過した時期に終了する。このように、第１インジェクタ６１からの燃料噴射と第２インジェクタ６１からの燃料噴射は、高リフト量期間Ｔｖ５０の範囲内で行われるとともに、最大リフト時期Ｖｍａｘの前後で切り替わるように連続して行われる。
このため、ステップＳ７では、最大リフト時期Ｖｍａｘの前後で第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とによる燃料噴射が行われるため、高い吸気量により燃料の微粒子化が促進される。
【００３４】
一方、ステップＳ３で合計期間Ｔ１＋Ｔ２が高リフト量期間Ｔｖ５０を超えていると判別した場合、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングを図５に示すようにそれぞれ設定する。
すなわち、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１の値をクリア（取り消し）した上で、第１インジェクタ６１の噴射開始時期Ｓ１を、開弁時５０％リフト時期Ｖｏ５０に設定する（ステップＳ４）。次いで、ＥＣＵ３は、第２インジェクタ６２の噴射終了時期Ｅ２を、閉弁時５０リフト時期Ｖｃ５０に設定する（ステップＳ５）。次いで、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とにより燃料の噴射を実行し（ステップＳ７）、このフローを終了する。ステップＳ７では、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２は、図５に示すように、噴射期間が一部重複しつつ分割されるように位相差を設けて燃料を噴射する。
【００３５】
図５において、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２との燃料噴射期間の重複期間は、最大リフト時期Ｖｍａｘの付近になる。このため、ステップＳ７では、重複期間に噴射された燃料が最大リフト時期Ｖｍａｘにおける高い吸気量によって微粒子化が促進されるため、燃料同士の衝突による燃料粒径の拡大が抑制される。
なお、ステップＳ３で合計期間Ｔ１＋Ｔ２が高リフト量期間Ｔｖ５０以下であると判別した場合、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングを図６に示すようにそれぞれ設定してもよい。すなわち、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２との有効噴射期間Ｔ１、Ｔ２は、高リフト量期間Ｔｖ５０の範囲内であれば離隔していてもよく、この場合であっても、高い吸気量により燃料の微粒子化が促進される。
【００３６】
以上のように、本実施形態は、ＥＣＵ３は、第１吸気バルブ５０ａおよび第２吸気バルブ５０ｂが開弁中で、かつ、燃焼室１４に導かれる吸気量が大きい高吸気期間中に、第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２から位相差を設けて燃料を噴射させている。
この構成により、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とから位相差を設けて燃料が噴射されるため、第１インジェクタ６１から噴射された燃料と第２インジェクタ６２から噴射された燃料とが燃焼室１４内で互いに衝突して燃料粒径が拡大することを抑制することができる。
また、吸気量が大きい高吸気期間中に、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とから燃料が噴射されるため、高い吸気量により燃料の微粒子化を促進することができる。
したがって、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とから噴射された燃料が燃焼室内で互いに衝突して燃料粒径が拡大することを抑制するとともに、燃料の微粒子化を促進することができる。
【００３７】
また、ＥＣＵ３のＲＯＭには、高リフト量期間Ｔｖ５０および最大リフト時期Ｖｍａｘが記憶されている。そして、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２との合計期間Ｔ１＋Ｔ２が高リフト量期間Ｔｖ５０より短い場合、第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１と第２インジェクタ６２の噴射開始時期Ｓ２とを最大リフト時期Ｖｍａｘに設定している。
この構成により、吸気量が最大になると予測される最大リフト時期Ｖｍａｘの前後で第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とによる燃料噴射が行われるため、燃料の微粒子化を一層促進することができる。
【００３８】
また、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２との合計期間Ｔ１＋Ｔ２が高リフト量期間Ｔｖ５０より長い場合、第１インジェクタ６１の噴射開始時期Ｓ１を開弁時５０％リフト時期Ｖｏ５０に設定するとともに、第２インジェクタ６２の噴射終了時期Ｅ２を閉弁時５０％リフト時期Ｖｃ５０に設定するようになっている。
この構成により、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２との燃料噴射期間の重複期間が最大リフト時期Ｖｍａｘの付近になるので、重複期間に噴射された燃料が最大リフト時期Ｖｍａｘにおける高い吸気量によって微粒子化が促進されるため、燃料同士の衝突による燃料粒径の拡大を抑制することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、本発明の第１実施形態に対して、ＥＣＵ３に実行させるプログラムが相違する。したがって、本実施形態において、本発明の第１実施形態と同一な構成については、同一の符号で示し、詳細な説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態では、ＥＣＵ３のＲＯＭには最大吸気時期算出用マップが記憶されており、この最大吸気時期算出用マップには、予め測定により求めた機関負荷とエンジン回転数と吸気量との相関が定められている。
【００４０】
ＥＣＵ３は、最大吸気時期算出用マップを参照して、吸気量が最大となる算定最大吸気時期Ｔｍｉを、機関負荷およびエンジン回転数に基づいて算出するようになっている。なお、Ｔｍｉは、a Time of Maximum Intake air quantityの略である。
また、ＥＣＵ３は、最大吸気時期算出用マップを参照して、吸気量が所定吸気量以上となる算定高吸気期間Ｔａ５０を算出するようになっている。このように、ＥＣＵ３は、最大吸気時期算出部９２を構成している。
【００４１】
ここで、算定高吸気期間Ｔａ５０の開始時期は、例えば、本実施形態では、吸気量が増加する際に最大吸気量の５０％となる時期である。また、算定高吸気期間Ｔａ５０の終了時期は、例えば、本実施形態では、吸気量が減少する際に最大吸気量の５０％となる時期である。なお、本実施形態では、吸気量が増加する際に最大吸気量の５０％となる時期は、増加時５０％吸気量時期Ａｏ５０といい、吸気量が減少する際に最大吸気量の５０％となる時期は、減少時５０％吸気量時期Ａｃ５０という。
【００４２】
ＥＣＵ３は、算定高吸気期間Ｔａ５０を高吸気期間とみなして、この算定高吸気期間Ｔａ５０に基づいて第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングを設定するようになっている。
具体的には、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２との合計期間Ｔ１＋Ｔ２が算定高吸気期間Ｔａ５０より短い場合、第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１と第２インジェクタ６２の噴射開始時期Ｓ２とを算定最大吸気時期Ｔｍｉに設定するようになっている。
また、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２との合計期間Ｔ１＋Ｔ２が算定高吸気期間Ｔａ５０より長い場合、第１インジェクタ６１の噴射開始時期Ｓ１を増加時５０％吸気量時期Ａｏ５０に設定するとともに、第２インジェクタ６２の噴射終了時期Ｅ２を減少時５０％吸気量時期Ａｃ５０に設定するようになっている。なお、図７では図示省略しているが、ＥＣＵ３のＲＯＭには、第1実施形態と同様に機関負荷算出用マップが記憶されている。
【００４３】
以上のように構成された本発明の第２実施形態に係る内燃機関の燃料噴射装置の動作について図８のフローチャートおよび図９、図１０のタイミングチャートを参照して説明する。図９、図１０のタイミングチャートは、クランク角に対する、吸気バルブリフト量の変化と、第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングとを表している。
【００４４】
図８に示すように、まず、ＥＣＵ３は、機関負荷が設定値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１で機関負荷が設定値以下であると判定した場合は、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１および第２インジェクタ６２からの噴射を排気行程で実行し（ステップＳ１９）、このフローを終了する。
【００４５】
ステップＳ１１で機関負荷が設定値を超えていると判定した場合、ＥＣＵ３は、算定最大吸気時期Ｔｍｉを算出する（ステップＳ１２）。
次いで、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の有効噴射期間Ｔ１と第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２の合計期間Ｔ１＋Ｔ２が算定高吸気期間Ｔａ５０を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００４６】
ステップＳ１３で合計期間Ｔ１＋Ｔ２が算定高吸気期間Ｔａ５０以下であると判別した場合、ＥＣＵ３は、ステップＳ１７、Ｓ１８で、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングを図９に示すようにそれぞれ設定する。
すなわち、ステップＳ１７では、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１を、算定最大吸気時期Ｔｍｉに設定する。次いで、ＥＣＵ３は、ステップＳ１８で、第２インジェクタ６２の噴射終了時期Ｅ２を、算定最大吸気時期Ｔｍｉに第２インジェクタ６２の有効噴射期間Ｔ２を加算した時期に設定する。
【００４７】
次いで、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とにより燃料の噴射を実行し（ステップＳ１６）、このフローを終了する。
ステップＳ１６では、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２は、図９に示すように、噴射期間が分割されるように位相差を設けて燃料を噴射する。
【００４８】
図９において、第１インジェクタ６１からの燃料噴射は、算定最大吸気時期Ｔｍｉよりも有効噴射期間Ｔ１だけ前の時期に開始される。そして、第１インジェクタ６１からの燃料噴射が算定最大吸気時期Ｔｍｉに終了するとともに、この算定最大吸気時期Ｔｍｉに第２インジェクタ６２からの燃料噴射が開始される。そして、第２インジェクタ６２からの燃料噴射は算定最大吸気時期Ｔｍｉから有効噴射期間Ｔ２が経過した時期に終了する。このように、図９では、第１インジェクタ６１からの燃料噴射と第２インジェクタ６１からの燃料噴射は、算定高吸気期間Ｔａ５０の範囲内で行われるとともに、算定最大吸気時期Ｔｍｉの前後で切り替わるように連続して行われる。
このため、ステップＳ１６では、算定最大吸気時期Ｔｍｉの前後で第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とによる燃料噴射が行われるため、高い吸気量により燃料の微粒子化が促進される。
【００４９】
一方、ステップＳ１３で合計期間Ｔ１＋Ｔ２が算定高吸気期間Ｔａ５０を超えていると判別した場合、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２の燃料噴射タイミングを図１０に示すようにそれぞれ設定する。
すなわち、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１の噴射開始時期Ｓ１を、増加時５０％吸気量時期Ａｏ５０に設定する（ステップＳ１４）。
次いで、ＥＣＵ３は、第２インジェクタ６２の噴射終了時期Ｅ２を、減少時５０％吸気量時期Ａｃ５０に設定する（ステップＳ１５）。
次いで、ＥＣＵ３は、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とにより燃料の分割噴射を実行し（ステップＳ１６）、このフローを終了する。ステップＳ１６では、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２は、図１０に示すように、噴射期間が一部重複しつつ分割されるように位相差を設けて燃料を噴射する。
【００５０】
図１０において、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２との燃料噴射期間の重複期間は、算定最大吸気時期Ｔｍｉの付近になる。
このため、ステップＳ７では、重複期間に噴射された燃料が算定最大吸気時期Ｔｍｉにおける高い吸気量によって微粒子化が促進されるため、燃料粒径の拡大が抑制される。
なお、図８のステップＳ１７の処理は、図３のステップＳ２と類似する処理であるため、図８においてステップＳ１７をステップＳ１２とステップＳ１３の間に実行するようにしてもよい。この場合、図８のステップＳ１４では、ＥＣＵ３は、図３のステップＳ４と同様に第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１の値をクリア（取り消し）した上で、第１インジェクタ６１の噴射開始時期Ｓ１を、増加時５０％吸気量時期Ａｏ５０に設定するようにする。
【００５１】
以上のように、本実施形態は、ＥＣＵ３は、算定最大吸気時期Ｔｍｉおよび算定高吸気期間Ｔａ５０を算出し、有効噴射期間Ｔ１と有効噴射期間Ｔ２との合計期間Ｔ１＋Ｔ２が算定高吸気期間Ｔａ５０より短い場合、第１インジェクタ６１の噴射終了時期Ｅ１と第２インジェクタ６２の噴射開始時期Ｓ２とを算定最大吸気時期Ｔｍｉに設定している。
この構成により、吸気量が最大となる算定最大吸気時期Ｔｍｉの前後で第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２とによる燃料噴射が行われるため、燃料の微粒子化を一層促進することができる。
【００５２】
また、ＥＣＵ３は、有効噴射期間Ｔ１と有効噴射期間Ｔ２との合計期間Ｔ１＋Ｔ２が算定高吸気期間Ｔａ５０より長い場合、第１インジェクタ６１の噴射開始時期Ｓ１を増加時５０％吸気量時期Ａｏ５０に設定するとともに、第２インジェクタ６２の噴射終了時期Ｅ２を減少時５０％吸気量時期Ａｃ５０に設定している。
この構成により、第１インジェクタ６１と第２インジェクタ６２との燃料噴射期間に重複期間が生じた場合であっても、重複期間が算定最大吸気時期Ｔｍｉの付近になるので、重複期間に噴射された燃料は算定最大吸気時期Ｔｍｉにおける高い吸気量によって微粒子化が促進されるため、燃料同士の衝突による燃料粒径の拡大を抑制することができる。
【００５３】
また、これらの効果に加えて、本実施形態では、測定により予め定められた最大吸気時期算出用マップから算定最大吸気時期Ｔｍｉおよび算定高吸気期間Ｔａ５０算出しているため、第１実施形態と比較して、燃料の微粒子化を促進する効果および燃料粒径の拡大を抑制する効果を確実なものにすることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が特許請求の範囲に記載された請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００５５】
２…エンジン、３…ＥＣＵ、１４…燃焼室、３０ａ…第１吸気ポート、３０ｂ…第２吸気ポート、５０ａ…第１吸気バルブ（吸気弁）、５０ｂ…第２吸気バルブ（吸気弁）、６１…第１インジェクタ（第１燃料噴射弁）、６２…第２インジェクタ（第２燃料噴射弁）、９１…燃料噴射制御部、９２…最大吸気時期算出部、９３…最大リフト量記憶部
【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】
2015021482.tif 000009
【図８】
2015021482.tif 000010
【図９】
2015021482.tif 000011
【図１０】
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