(57)【要約】【課題】吸気ポートに燃料噴射弁を配する内燃機関において、吸気流動の影響を抑制し安定した混合気形成を行える制御装置を提供する。【解決手段】各気筒の吸気弁上流の吸気通路に、第１燃料噴射弁と第１燃料噴射弁よりも燃料噴霧の貫徹力が弱い第２燃料噴射弁とを設け、第１燃料噴射弁から吸気期間内で燃料を噴射させ、第１燃料噴射弁が吸気期間内で噴射できる量よりも目標燃料噴射量が多くなったときには、第２燃料噴射弁により吸気期間外で燃料を噴射させる。【選択図】図４
2015212532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒の吸気弁上流の吸気通路に第１燃料噴射弁及び前記第１燃料噴射弁と仕様が異なる第２燃料噴射弁を備える内燃機関に適用される制御装置であって、
１サイクル当たりの燃料噴射期間が第１所定期間に達するまでは吸気期間内で前記第１燃料噴射弁から燃料を噴射させ前記第２燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させ、前記１サイクル当たりの燃料噴射期間が前記第１所定期間を超える期間だけ前記第２燃料噴射弁から前記吸気期間外で燃料を噴射させる、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第２燃料噴射弁は前記第１燃料噴射弁よりも燃料噴霧の貫徹力が弱い、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とは噴霧角、噴霧の粒径、噴霧の流速、燃料流量のうちの少なくとも１つが異なる、請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記第２燃料噴射弁の燃料噴射期間が第２所定期間を超えるときに前記第２燃料噴射弁から前記吸気期間外で複数回に分けて燃料を噴射させる、請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各気筒の吸気ポートに複数の燃料噴射弁を備えた内燃機関に適用され、前記複数の燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、各気筒の２つの吸気ポートに、それぞれ燃料噴射弁Ａ，Ｂを配置したエンジンにおいて、一方の燃料噴射弁Ａの噴射割合を増加させる制御を実行する際に、一方の燃料噴射弁Ａの噴射期間が吸気バルブの開弁期間内になるように一方の燃料噴射弁Ａの噴射時期を補正する、内燃機関の燃料噴射制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２９６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気バルブ上流の吸気ポートに燃料噴射弁を配置する場合、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧は吸気ポート内の吸気流動の影響を受けるため、燃料噴霧の飛散方向や付着位置は１回の噴射期間内でも一様ではなく変化し、狙い通りの方向に燃料噴霧を浮遊させたり付着させたりすることが難しい。
このため、シリンダ内の混合気の均質度の低下や、混合気の温度変化などが発生し、これによって、燃焼安定性の悪化、未燃燃料の増加、充填効率の低下、異常燃焼の増加などを招き、燃費性能、出力、排気性能が低下する場合があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸気ポートに燃料噴射弁を配する内燃機関において、吸気流動の影響を抑制し安定した混合気形成を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本願発明に係る制御装置は、各気筒の吸気弁上流の吸気通路に第１燃料噴射弁及び前記第１燃料噴射弁と仕様が異なる第２燃料噴射弁を備えた内燃機関において、１サイクル当たりの燃料噴射期間が第１所定期間に達するまでは吸気期間内で前記第１燃料噴射弁から燃料を噴射させ前記第２燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させ、前記１サイクル当たりの燃料噴射期間が前記第１所定期間を超える期間だけ前記第２燃料噴射弁から前記吸気期間外で燃料を噴射させるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によると、吸気期間内で燃料噴射を行う第１燃料噴射弁と吸気期間外で燃料噴射を行う第２燃料噴射弁とを仕様の異なる燃料噴射弁とすることで、機関熱を利用した燃料噴霧の気化促進や壁面付着燃料の抑制などを両立させることができ、吸気流動の影響を抑制し安定した混合気形成を行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態における燃料噴射弁の配置及び噴霧特性（仕様の違い）を例示する図である。
【図３】本発明の実施形態における燃料噴射弁の配置及び噴霧特性（仕様の違い）の変形例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態における燃料噴射制御の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における燃料噴射パターンを示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施形態における燃料噴射制御の手順の変形例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態における燃料噴射パターンの変形例を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態における燃料噴射制御の手順の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本願発明に係る制御装置を適用する車両用の内燃機関の一例を示す。
なお、図１に示す内燃機関１は、左右２つのバンクからなるＶ型機関であるが、直列機関や水平対向機関とすることができる。
【００１０】
内燃機関１の各気筒の燃焼室２は、吸気ダクト３、吸気マニホールド４ａ，４ｂ、吸気ポート５を介して大気側と連通している。
燃焼室２（シリンダ）の吸気口２ａは吸気弁６で開閉される。
【００１１】
吸気マニホールド４ａ，４ｂのブランチ部４０ａ，４０ｂ、つまり、各気筒の吸気弁６上流の吸気通路には、相互に仕様が異なる第１燃料噴射弁８ａ、第２燃料噴射弁８ｂが配される。燃料噴射弁８ａ，８ｂは、吸気弁６上流の吸気通路内に燃料を噴射する。
燃焼室２内に吸引された燃料は、点火プラグ９による火花点火によって着火燃焼し、このときの爆発力がピストン７を押し下げ、該押し下げ力によってクランク軸１０が回転駆動される。
【００１２】
また、燃焼室２の排気口２ｂは、排気弁１１で開閉され、燃焼室２内の排気ガスは排気弁１１を介して排気ポート１２に排出される。
吸気弁６及び排気弁１１は、クランク軸１０からの回転力が伝達されるカム軸に一体的に設けたカムによって軸方向に往復動し、各気筒の行程に合わせて開閉される。
なお、吸気弁６及び／又は排気弁１１のバルブ作動角の中心位相や最大バルブリフト量を可変とする可変動弁機構を備えることができる。
【００１３】
排気ポート１２には、排気マニホールド１３ａ，１３ｂの各ブランチ部が接続され、更に、排気マニホールド１３ａ，１３ｂの各集合部は排気ダクト１４に接続される。
排気ダクト１４には、排気を浄化するための触媒を備えた触媒コンバータ１５が介装されている。
【００１４】
また、吸気ダクト３には電子制御スロットル１６が配され、電子制御スロットル１６の開度に応じて内燃機関１の吸入空気量が調整される。
燃料噴射弁８ａ，８ｂによる燃料噴射量及び燃料噴射時期は、制御装置としてのＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）２１によって制御される。
【００１５】
ＥＣＭ２１は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサからの信号を入力し、予めメモリに記憶されているプログラムに従った演算処理を実施して、燃料噴射弁８ａ，８ｂに噴射パルス信号（開弁駆動信号、操作信号）を出力し、燃料噴射弁８ａ，８ｂは、噴射パルス信号のパルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料を噴射する。
【００１６】
各種センサとして、アクセル開度ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ２２、内燃機関１の冷却水の温度ＴＷ（機関温度）を検出する水温センサ２３、内燃機関１が搭載される車両の走行速度（車速）ＶＳＰを検出する車速センサ２４、クランク軸１０が単位角度だけ回転する毎の単位クランク角信号ＰＯＳ及び基準クランク角位置毎の基準クランク角信号ＲＥＦを出力するクランク角センサ２５、各バンクの排気マニホールド１３ａ，１３ｂの集合部にそれぞれ配置され、排気中の酸素濃度に基づいて各バンクの空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ２６ａ，２６ｂ、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ２７、電子制御スロットル１６の開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ２８、電子制御スロットル１６下流側の吸気通路内の圧力（吸気管負圧）ＰＢを検出する圧力センサ（負圧センサ）２９などが設けられている。
【００１７】
図２は、燃料噴射弁８ａ，８ｂの配置及び噴霧特性（仕様）の一例を示す。
内燃機関１の各気筒には、２つの吸気口２ａが設けられ、これらを開閉する２つの吸気弁６ａ，６ｂが備えられる。そして、図２に示した例では、第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂは噴霧方向が１方向である１方向噴射タイプの噴射弁であり、第１燃料噴射弁８ａは第１吸気弁６ａの上流側に配置されて第１吸気弁６ａに向けて燃料を噴射し、第２燃料噴射弁８ｂは第２吸気弁６ｂの上流側に配置されて第２吸気弁６ｂに向けて燃料を噴射する。
【００１８】
また、第１燃料噴射弁８ａと第２燃料噴射弁８ｂとは相互に仕様（噴霧特性）が異なる燃料噴射弁であり、第１燃料噴射弁８ａの噴霧角θ１は第２燃料噴射弁８ｂの噴霧角θ２よりも狭く（θ１＜θ２）、第１燃料噴射弁８ａの燃料噴霧の貫徹力（ペネトレーション、運動エネルギー）は第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴霧の貫徹力よりも高くなるように設定してある。
【００１９】
図２に示した例では、第１燃料噴射弁８ａと第２燃料噴射弁８ｂとを並列に配置するが、図３に示した例のように、第１燃料噴射弁８ａと第２燃料噴射弁８ｂとを吸気の流れ方向に対して直列（前後）に配置することができる。
図３に示した例では、第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂは噴霧方向が２方向である２方向噴射タイプの噴射弁であり、第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂは共に第１吸気弁６ａ及び第２吸気弁６ｂに向けてそれぞれ燃料を噴射する。
【００２０】
また、図３に示す例においても、第１燃料噴射弁８ａと第２燃料噴射弁８ｂとは相互に仕様（噴霧特性）が異なる燃料噴射弁であり、第１燃料噴射弁８ａから各吸気弁６ａ、６ｂを指向する各燃料噴霧の噴霧角θ１と、第２燃料噴射弁８ｂから吸気弁６ａ、６ｂを指向する各燃料噴霧の噴霧角θ２とはθ１＜θ２を満たし、第１燃料噴射弁８ａから各吸気弁６ａ、６ｂを指向する各燃料噴霧の貫徹力は、第２燃料噴射弁８ｂから各吸気弁６ａ、６ｂを指向する各燃料噴霧の貫徹力よりも高くなるように設定してある。
【００２１】
そして、図３の例では、第２燃料噴射弁８ｂに比べて燃料噴霧の噴霧角θが狭く燃料噴霧の貫徹力が強い第１燃料噴射弁８ａを上流側に配置し、第１燃料噴射弁８ａに比べて燃料噴霧の噴霧角θが広く燃料噴霧の貫徹力が弱い第２燃料噴射弁８ｂを下流側に配置してある。
なお、第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂとして１方向噴射タイプの噴射弁を用い、更に、第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂを、吸気弁６ａ（又は吸気弁６ｂ）の上流側に吸気の流れ方向に対して直列（前後）に配置し、第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂが吸気弁６ａ（又は吸気弁６ｂ）に向けて燃料を噴射するように構成することができる。
【００２２】
また、第１燃料噴射弁８ａと第２燃料噴射弁８ｂとの一方を、吸気弁６ａと吸気弁６ｂとに向けてそれぞれ燃料を噴射する２方向噴射タイプの噴射弁とし、他方を、吸気弁６ａと吸気弁６ｂとのいずれか一方に向けて燃料を噴射する１方向噴射タイプの噴射弁とすることができる。
また、第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂを、吸気の流れ方向に対して直列（前後）に配置する場合に、第１燃料噴射弁８ａに比べて噴霧角θが広く燃料噴霧の貫徹力が弱い第２燃料噴射弁８ｂを第１燃料噴射弁８ａよりも上流側に配置し、第２燃料噴射弁８ｂに比べて噴霧角θが狭く燃料噴霧の貫徹力が強い第１燃料噴射弁８ａを第２燃料噴射弁８ｂよりも下流側に配置する構成とすることができる。
【００２３】
ＥＣＭ２１は、内燃機関１の運転状態に応じて第１燃料噴射弁８ａの燃料噴射期間（噴射パルス幅）と第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴射期間（噴射パルス幅）とを個別に演算し、更に、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射と第２燃料噴射弁６ｂによる燃料噴射とを異なるタイミングで実施させる。
噴射タイミング制御の一例として、ＥＣＭ２１は、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を各気筒で吸気流動が発生する吸気期間内（吸気弁６の開期間、吸気行程）で行わせ、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を各気筒の吸気期間外（吸気弁６の閉期間、排気行程，圧縮行程，膨張行程のいずれか）の吸気流動が略停止している期間で行わせる。
【００２４】
更に、燃料噴射期間（噴射パルス幅）の制御の一例として、ＥＣＭ２１は、内燃機関１の運転状態（例えば、機関回転速度、吸入空気流量など）に基づいて１サイクル当たりの目標燃料噴射期間（目標燃料噴射量、目標噴射パルス幅）を演算し、この目標燃料噴射期間が吸気期間で噴射可能な所定期間（上限期間）を超えるまでは、第１燃料噴射弁８ａにより吸気期間中に目標燃料噴射期間だけ燃料噴射を行わせ、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を停止する。
【００２５】
そして、ＥＣＭ２１は、目標燃料噴射期間が吸気期間で噴射可能な所定期間を超えるようになると、超えた分の噴射期間だけ第２燃料噴射弁８ｂにより吸気期間以外で燃料噴射を行わせ、第１燃料噴射弁８ａの噴射期間（燃料噴射量）と第２燃料噴射弁８ｂの噴射期間（燃料噴射量）との合計が、目標燃料噴射期間（目標燃料噴射量）に一致するようにする。
【００２６】
第１燃料噴射弁８ａの燃料噴霧は噴霧角が狭く貫徹力が強く、吸気期間内つまり吸気流動が発生している状態で第１燃料噴射弁８ａにより燃料噴射を行わせたときに、第１燃料噴射弁８ａから噴射された燃料が吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たるように、第１燃料噴射弁８ａの噴霧方向、噴霧角、貫徹力、設置位置などが設定されている。
そして、吸気期間内で第１燃料噴射弁８ａから噴射され吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たった燃料は、内燃機関１の熱で気化し、気化した燃料は相次いで空気と共に燃焼室２内に吸引される。
【００２７】
つまり、第１燃料噴射弁８ａの噴霧特性（仕様）は、吸気期間内での燃料噴射で、内燃機関１の熱を積極的に利用して燃料の気化を促進させることができるように適合されている。吸気期間内で十分に気化した燃料を燃焼室２内に吸入させることができれば、混合気の均質度などが改善され、燃焼安定性などを向上させることができる。
これに対し、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴霧は、第１燃料噴射弁８ａの燃料噴霧よりも噴霧角が広く貫徹力が弱く、吸気期間以外つまり吸気流動が無い状態で第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を行わせたときに、燃料噴霧が吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たることなく、吸気弁６上流側の吸気通路内に浮遊するように、第２燃料噴射弁８ｂの噴霧方向、噴霧角、貫徹力、設置位置などが設定されている。
【００２８】
つまり、吸気期間以外の吸気流動が略無い期間での燃料噴射で、吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たって壁面付着燃料が増えることを抑制できるように、第２燃料噴射弁８ｂの噴霧特性（仕様）が適合されている。
壁面付着燃料が増えると、吸気期間になったとき（吸気弁６が開いたとき）に、壁面付着燃料が液状のまま燃焼室２に流れ込むことで、混合気の均質度の低下などが生じ、ノキングやプレイグニションなどの異常燃焼が増加し、また、未燃燃料の排出量が増えるので、第２燃料噴射弁８ｂによる吸気期間以外での燃料噴射で壁面付着燃料を減らすことができれば、異常燃焼や未燃燃料の排出量を低下させることができる。
【００２９】
そして、ＥＣＭ２１は、１サイクル当たりの燃料噴射期間が、吸気期間内で第１燃料噴射弁８ａが噴射できる範囲内であれば、第１燃料噴射弁８ａで１サイクル当たりの燃料噴射量の全量を噴射させ、１サイクル当たりの燃料噴射期間が第１燃料噴射弁８ａから噴射できる量よりも増えたときに、第２燃料噴射弁８ｂから吸気期間以外で噴射させる燃料を付加する。これにより、可及的に多くの燃料を内燃機関１の熱を利用して気化させつつ壁面付着燃料を可及的に少なくでき、混合気の均質度を向上させ、また、混合気温度の変化を抑制して、燃焼安定性の改善、未燃燃料の減少、異常燃焼の低下を図ることができる。
【００３０】
図４のフローチャートは、ＥＣＭ２１による燃料噴射制御の一例を示し、ＥＣＭ２１は図４のフローチャートに示すルーチンを、所定時間毎に割り込み処理によって実施する。
ＥＣＭ２１は、ステップＳ１０１で、吸気期間ＩＰ（deg）を、機関回転速度、機関負荷、吸気弁６のバルブタイミングなどに基づいて算出する。
【００３１】
ステップＳ１０１で算出する吸気期間ＩＰ（第１所定期間、噴射期間の上限値）は、吸気弁６の開弁し所定以上の吸気流動が発生している期間内であって、かつ、第１燃料噴射弁８ａから噴射させた燃料を燃焼室２内に吸引させることができる期間であり、クランク角度（deg）として算出される。
ＥＣＭ２１は、クランク角センサ２５の出力信号に基づいて内燃機関１の回転速度ＮＥを算出し、また、エアフローセンサ２７、スロットル開度センサ２８、圧力センサ（負圧センサ）２９などの出力信号に基づいて機関負荷ＴＰを算出する。
【００３２】
なお、吸気弁６のバルブタイミング（開時期及び閉時期）が固定である場合、換言すれば、吸気弁６のバルブタイミングを可変とする可変動弁機構を備えない場合、ＥＣＭ２１は、ステップＳ１０１で、吸気期間ＩＰ（deg）を、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＴＰに基づいて算出することができる。
次いで、ＥＣＭ２１は、ステップＳ１０２へ進み、燃料噴射期間ＡＩ（deg）とステップＳ１０１で求めた吸気期間ＩＰ（deg）とを比較する。
【００３３】
ＥＣＭ２１は、エアフローセンサ２７の出力から求めた吸入空気流量Ｑや、クランク角センサ２５の出力信号に基づいて算出した機関回転速度ＮＥなどの機関運転状態に基づき、目標空燃比の混合気を形成するための１サイクル当たりの燃料噴射パルス幅ＴＩ（ms）を算出し、更に、この燃料噴射パルス幅ＴＩ（ms）を機関回転速度ＮＥに基づきクランク角（deg）に換算して１サイクル当たりの燃料噴射期間ＡＩ（deg）を求める。
そして、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰ以下である場合、ＥＣＭ２１は、ステップＳ１０３へ進む。
【００３４】
ＥＣＭ２１は、ステップＳ１０３で、吸気期間ＩＰ内で第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を燃料噴射パルス幅ＴＩ（燃料噴射期間ＡＩ）だけ行わせるように、第１燃料噴射弁８ａに向けて燃料噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力する一方、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を停止させる。
つまり、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰ以下であって、第１燃料噴射弁８ａにより吸気期間ＩＰ内で燃料噴射パルス幅ＴＩでの燃料噴射を行える場合、ＥＣＭ２１は、第１燃料噴射弁８ａにより吸気期間ＩＰ内で全燃料量を１回で噴射させる。
【００３５】
第１燃料噴射弁８ａから噴射される燃料噴霧の貫徹力は、第２燃料噴射弁８ｂから噴射される燃料の貫徹力よりも強く、吸気期間内で第１燃料噴射弁８ａから噴射された燃料は吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たるようにしてある。
そして、吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たった燃料は内燃機関１の熱で気化し、更に、吸気流動が発生している状態であるので、気化した燃料は相次いで燃焼室２に吸引される。従って、吸気期間ＩＰ内で第１燃料噴射弁８ａから噴射された燃料は十分に気化した状態で燃焼室２内に吸引され、混合気の均質度や燃焼安定性などを向上させることができる。
【００３６】
また、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰを超える場合、ＥＣＭ２１は、ステップＳ１０４へ進む。
燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰを超える場合、吸気期間ＩＰの全期間で第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を行わせても、燃料噴射パルス幅ＴＩに見合う燃料噴射を行えないことになる。そこで、ＥＣＭ２１は、吸気期間ＩＰの全期間に亘って第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を行わせ、更に、吸気期間ＩＰ以外の期間で第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰを超える分の期間だけ行わせ、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射期間と第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射期間との合計が燃料噴射期間ＡＩに一致するようにする。
【００３７】
第２燃料噴射弁８ｂにより燃料噴射を行わせる吸気期間ＩＰ以外の期間とは、吸気弁６が閉じている期間であり、例えば、吸気行程よりも前の排気行程とすることができる。
つまり、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射期間と、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射期間とが重ならないように設定されており、これにより、第１燃料噴射弁８ａと第２燃料噴射弁８ｂとの一方の燃料噴射が他方の燃料噴射に干渉し、噴霧方向が変化することなどを抑制できる。
【００３８】
また、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴霧の貫徹力は、第１燃料噴射弁８ａの燃料噴霧の貫徹力よりも弱く、第２燃料噴射弁８ｂから噴射された燃料は、吸気流動が無い状態で吸気弁６よりも上流側の吸気通路内に浮遊するようにしてある。
従って、吸気期間以外で第２燃料噴射弁８ｂから噴射された燃料は、吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たって壁面付着燃料となることが抑制され、壁面付着燃料が吸気行程において液状のまま燃焼室２内に流入することによる混合気の均質度の低下や燃焼安定性の悪化などを低減できる。
【００３９】
図５は、ＥＣＭ２１がステップＳ１０４の処理によって第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂから燃料を噴射させる場合における噴射タイミング及び噴射期間を例示する図である。
図５の例では、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を吸気行程期間（吸気期間）内の吸気流動が発生している状態で行わせ、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を吸気期間以外である排気行程で行わせる。
【００４０】
第２燃料噴射弁８ｂから排気行程で噴射されて吸気通路内に浮遊する燃料は、その後に吸気弁６が開いて空気が燃焼室２内に吸引されるようになると、係る吸気流動に乗って空気と共に燃焼室２内に吸引され、係る燃料の吸引に続けて第１燃料噴射弁８ａから燃料が噴射され、第１燃料噴射弁８ａから噴射された燃料は吸気弁６などに当たって気化し、気化した燃料は空気と共に燃焼室２内に吸引される。
【００４１】
ところで、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴霧の貫徹力は、吸気流動が無い状態で吸気弁６よりも上流側の吸気通路内に燃料噴霧が浮遊するように設定されるが、第２燃料噴射弁８ｂの１回当たりの噴射継続時間が長くなるほど吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たる燃料量が増える。
そこで、第２燃料噴射弁８ｂの１回当たりの噴射継続時間（燃料噴射期間）を、吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たる燃料量を許容最大値以下にすることができる所定時間（第２所定期間）以下に制限する構成とすることができる。
【００４２】
このように、第２燃料噴射弁８ｂの１回当たりの燃料噴射期間を所定以下に制限する場合、第２燃料噴射弁８ｂが分担する燃料噴射期間が、所定期間（上限値）を上回るときは、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を複数回に分けて行わせることで、１回当たりの燃料噴射期間を抑制しつつ、第２燃料噴射弁８ｂから目標の燃料量を噴射させることができる。
図６のフローチャートは、第２燃料噴射弁８ｂからの燃料噴射を複数回に分けて行わせる噴射モードを備えた噴射制御の一例であり、ＥＣＭ２１は、図６のフローチャートに示すルーチンを所定時間毎に割り込み処理によって実施する。
【００４３】
図６のフローチャートにおいて、ＥＣＭ２１は、ステップＳ２０１−ステップＳ２０３で、ステップＳ１０１−ステップＳ１０３と同様の処理を行う。
つまり、ＥＣＭ２１は、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰ以下であれば、吸気期間にて第１燃料噴射弁８ａにより燃料噴射期間ＡＩだけ燃料噴射を行わせ、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を停止する。
【００４４】
一方、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰを超える場合、ＥＣＭ２１は、ステップＳ２０４へ進む。
ステップＳ２０４でＥＣＭ２１は、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴射時間、つまり、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰを超える分の噴射時間が、上限時間（第２所定期間）を超えているか否かを検出する。
【００４５】
第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴射時間が上限時間以下である場合、ＥＣＭ２１は、ステップＳ２０５へ進み、ステップＳ１０４と同様に、吸気期間ＩＰの全期間で第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を行わせ、吸気期間ＩＰ以外の期間で第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰを超える分の期間だけ行わせ、第１燃料噴射弁８ａによる１回の燃料噴射と第２燃料噴射弁８ｂによる１回の燃料噴射との合計で、燃料噴射期間ＡＩの燃料噴射が行われるようにする。
【００４６】
また、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴射時間が上限時間を超える場合、ＥＣＭ２１は、ステップＳ２０６へ進み、吸気期間ＩＰ以外の期間で第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を２回に分けて行わせることで、第２燃料噴射弁８ｂの１回当たりの燃料噴射時間を上限時間以下にする。
第２燃料噴射弁８ｂによる１回当たりの燃料噴射時間が上限時間を超えると、第２燃料噴射弁８ｂから噴射された燃料のうち、吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たる燃料量、つまり壁面付着燃料が増え、混合気の均質度の悪化や燃焼安定性の低下を招く。
【００４７】
そこで、第２燃料噴射弁８ｂから燃料噴射を複数回に分けて実施することで、１回当たりの燃料噴射時間を上限時間以下に制限し、各回の燃料噴射時間の合計が第２燃料噴射弁８ｂの目標燃料噴射時間になるようにする。
上記のように、第２燃料噴射弁８ｂの１回当たりの燃料噴射時間が上限時間を越えないように分割噴射を実施すれば、燃料噴射期間ＡＩが長くなっても第２燃料噴射弁８ｂから噴射された燃料のうち吸気弁６の傘部や吸気通路の内壁面に当たって壁面付着燃料となる燃料が増えることを抑制でき、混合気の均質度の悪化や燃焼安定性の低下を抑制できる。
【００４８】
なお、第２燃料噴射弁８ｂから燃料噴射を複数回に分けて実施するときに、分割回数を３回以上に設定することができる。また、各回の燃料噴射時間を同等にする、換言すれば、第２燃料噴射弁８ｂの目標燃料噴射時間を等分して各回の噴射時間とすることができる他、各回の噴射時間を不均等に設定することができる。
【００４９】
また、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴射時間が上限時間を超える分が下限時間よりも小さい場合には、上限時間を超える燃料噴射時間での燃料噴射を１回だけ行わせることができる。燃料噴射時間の下限時間は、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料の計量精度が許容限界を下回ることがない値であり、下限時間を下回る燃料噴射時間での燃料噴射を禁止することで、第２燃料噴射弁８ｂから噴射される燃料の計量精度が低下することを抑制でき、以って、空燃比の制御精度の低下を抑制できる。
【００５０】
図７は、ＥＣＭ２１がステップＳ２０６の処理によって第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂから燃料を噴射させる場合における噴射タイミング及び噴射期間を例示する図である。
図７の例では、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を吸気行程期間（吸気期間）内の吸気流動が発生している状態で行わせ、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を、吸気期間以外である膨張行程から排気行程にかけての期間で２回行わせる。
【００５１】
膨張行程から排気行程にかけての第２燃料噴射弁８ｂによる２回の燃料噴射期間は、いずれも上限時間を下回る期間である。そして、第２燃料噴射弁８ｂから最初に噴射された燃料は吸気弁６上流側の吸気通路内に浮遊し、更に、２回目に第２燃料噴射弁８ｂから噴射された燃料も吸気弁６上流側の吸気通路内に浮遊し、これらの浮遊燃料は、吸気弁６が開いて空気が燃焼室２内に吸引されるようになると、吸気流動に乗って燃焼室２内に吸引される。係る浮遊燃料の吸引に続けて吸気期間内で第１燃料噴射弁８ａから燃料が噴射され、第１燃料噴射弁８ａから噴射された燃料は吸気弁６などに当たって気化し、気化した燃料は空気と共に燃焼室２内に順次吸引される。
【００５２】
なお、図４又は図６のフローチャートに示した燃料噴射制御は、内燃機関１の暖機運転が完了した後に適した制御であり、冷機状態（暖機運転中）は、異なる燃料噴射制御を適用する構成とすることができる。
例えば、ＥＣＭ２１は、冷機状態であるときに、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を停止させるか、又は、暖機完了後よりも第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射期間を短く制限し、主たる燃料噴射を第２燃料噴射弁８ｂによる吸気期間以外の燃料噴射とする。
【００５３】
冷機状態では吸気弁６や吸気通路の内壁面の温度が低く、第１燃料噴射弁８ａから吸気期間内で噴射され吸気弁６や吸気通路の内壁面に当たった燃料は、気化することなく液状のまま付着し、混合気の均質度の悪化や燃焼安定性の低下を招く場合がある。つまり、冷機状態では、吸気弁６や吸気通路の内壁面に燃料を当てても、気化促進の効果を得ることはできず、かえって壁面付着燃料を増やすことになってしまう。
【００５４】
これに対し、第２燃料噴射弁８ｂから吸気期間以外で噴射された燃料は、吸気弁６や吸気通路の内壁面に当たることなく吸気通路内に浮遊し、吸気期間（吸気行程）になったときに、吸気流動に乗って燃焼室２内に吸引されるから、冷機状態であっても壁面付着燃料の増大を抑制でき、以って、混合気の均質度の悪化や燃焼安定性の低下を抑制できる。
また、冷機始動状態からの内燃機関１の温度上昇に応じて第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射期間と第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射期間との比率を変更する構成とし、温度が高くなるに従って第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射期間を増やすことができる。
【００５５】
図８のフローチャートは、冷機状態であるか暖機完了後であるかによって燃料噴射モードを切り替える噴射制御の一例であり、ＥＣＭ２１は、図８のフローチャートに示すルーチンを所定時間毎に割り込み処理によって実施する。
図８のフローチャートにおいて、ＥＣＭ２１は、ステップＳ３０１で内燃機関１の温度（冷却水温度）が閾値以下である冷機状態であるか否かを検出する。
【００５６】
そして、内燃機関１が冷機状態（暖機運転中）である場合、ＥＣＭ２１は、ステップＳ３０２へ進み、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を主たる燃料噴射とする燃料噴射制御を実施する。
例えば、ＥＣＭ２１は、第１燃料噴射弁８ａによる吸気期間での燃料噴射を停止させ、吸気期間以外で第２燃料噴射弁８ｂにより燃料噴射期間ＡＩだけ燃料噴射を行わせる。
【００５７】
また、ＥＣＭ２１は、第１燃料噴射弁８ａによる吸気期間での燃料噴射を暖機完了後よりも噴射量（噴射期間）を減らして実施し、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を吸気期間以外で行わせることができる。
更に、ＥＣＭ２１は、暖機運転中の温度上昇に応じて第１燃料噴射弁８ａによる吸気期間での燃料噴射期間を吸気期間ＩＰ以下の範囲で徐々に増大させることができる。
【００５８】
そして、ＥＣＭ２１は、ステップＳ３０１で内燃機関１の温度が閾値を超えて暖機が完了していることを検出すると、ステップＳ３０３以降へ進む。
ステップＳ３０３−ステップＳ３０６の各処理は、前述したステップＳ１０１−ステップＳ１０４と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
なお、ＥＣＭ２１は、暖機完了を検出したときに、ステップＳ２０１−ステップＳ２０６と同様な処理を実施し、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射を複数回に分けて実施することができる。
【００５９】
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、図１に示した内燃機関１は、気筒毎に２つの吸気弁６を備えるが、気筒毎に１つ或いは３つの吸気弁を備える内燃機関１とすることができる。
【００６０】
また、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射の開始タイミングを、吸気弁６の開時期よりも前に設定し、第１燃料噴射弁８ａから噴射された燃料が吸気弁６に到達する付近で吸気弁６が開き始めるようにすることができる。つまり、吸気弁６の開時期から燃料噴霧のトラベルタイムだけ前の時点で、第１燃料噴射弁８ａによる燃料噴射を開始させることができる。
【００６１】
また、第２燃料噴射弁８ｂによる燃料噴射期間の一部が吸気期間に重なるように、第２燃料噴射弁８ｂの噴射タイミングを設定することができる。
また、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴霧の粒径に比べて第１燃料噴射弁８ａの燃料噴霧の粒径が大きくなるように構成し、係る燃料噴霧の粒径の違いにより、第１燃料噴射弁８ａから噴射される燃料噴霧の貫徹力が、第２燃料噴射弁８ｂから噴射される燃料噴霧の貫徹力よりも強くなるように設定できる。
【００６２】
また、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴霧の流速に比べて第１燃料噴射弁８ａの燃料噴霧の流速が速くなるように構成し、係る流速の違いにより、第１燃料噴射弁８ａから噴射される燃料噴霧の貫徹力が第２燃料噴射弁８ｂから噴射される燃料噴霧の貫徹力よりも強くなるように設定できる。
また、第２燃料噴射弁８ｂの燃料噴霧の流量に比べて第１燃料噴射弁８ａの燃料噴霧の流量が多くなるように構成し、係る流量の違いにより、第１燃料噴射弁８ａから噴射される燃料噴霧の貫徹力が第２燃料噴射弁８ｂから噴射される燃料噴霧の貫徹力よりも強くなるように設定できる。
【００６３】
更に、第１燃料噴射弁８ａと第２燃料噴射弁８ｂとにおいて、噴霧角、粒径、流速、流量のうちの複数が異なるように構成して、燃料噴霧の貫徹力に差が生じるようにすることができる。
また、燃料噴射期間ＡＩが吸気期間ＩＰ未満である状態で、第１燃料噴射弁８ａと第２燃料噴射弁８ｂとで燃料噴射期間ＡＩをそれぞれ所定の分担率で分担して噴射する構成とすることができる。
また、各気筒に第１燃料噴射弁８ａ及び第２燃料噴射弁８ｂを含む３本以上の燃料噴射弁を備えた構成とすることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１…内燃機関、２…燃焼室、３…吸気ダクト、４ａ，４ｂ…吸気マニホールド、５…吸気ポート、６…吸気弁、７…ピストン、８ａ…第１燃料噴射弁、８ｂ…第２燃料噴射弁、９…点火プラグ、１０…クランク軸、１１…排気弁、１６…電子制御スロットル、２１…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、２２…アクセル開度センサ、２３…水温センサ、２４…車速センサ、２５…クランク角センサ、２６ａ，２６ｂ…空燃比センサ、２７…エアフローセンサ、２８…スロットル開度センサ、２９…圧力センサ
【図１】
2015212532.tif 000003
【図２】
2015212532.tif 000004
【図３】
2015212532.tif 000005
【図４】
2015212532.tif 000006
【図５】
2015212532.tif 000007
【図６】
2015212532.tif 000008
【図７】
2015212532.tif 000009
【図８】
2015212532.tif 000010