(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室に連通する第１吸気ポートと、前記第１吸気ポートとは別の経路として設けられ前記燃焼室に連通する第２吸気ポートと、前記第１吸気ポートの前記燃焼室への開口部に設けられた第１吸気ポート口と、前記第２吸気ポートの前記燃焼室への開口部に設けられた第２吸気ポート口と、前記第１吸気ポート口を開閉可能な第１吸気弁と、前記第２吸気ポート口を開閉可能な第２吸気弁と、前記第１吸気ポート口から前記燃焼室に前記燃料を供給可能な第１燃料噴射口と、前記第２吸気ポート口から前記燃焼室に前記燃料を供給可能な第２燃料噴射口と、前記第１吸気弁および前記第２吸気弁を各々開閉可能な吸気弁開閉機構と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、
前記吸気弁開閉機構は、前記第１吸気弁および前記第２吸気弁を閉じた状態から、先に前記第１吸気弁を開き、後に前記第２吸気弁を開くものであるとともに、
前記第１燃料噴射口からの前記燃料の噴射方向および前記第１吸気ポートの温度に対応して前記第１燃料噴射口からの前記燃料の噴射量および噴射時期を制御するとともに、前記第１燃料噴射口からの前記燃料の前記噴射量および前記噴射方向ならびに前記第２吸気ポートの温度に対応して前記第２燃料噴射口からの前記燃料の噴射量および噴射時期を制御する噴射制御手段を備え、
前記噴射制御手段は、前記内燃機関の温度と前記燃料を霧化することができる量である非液化限界量との関係を示す、予め設定された温度―噴射量マップを有し、
前記第１燃料噴射口の前記燃料の前記噴射方向は、前記第１吸気弁を向いた方向であるとともに、
前記噴射制御手段は、前記第１燃料噴射口からの前記燃料の噴射量を、前記温度―噴射量マップに基づいて前記第１吸気ポートの温度から求めた前記非液化限界量と、噴射された前記燃料の一部が前記第１吸気弁の熱により霧化される量とを加算した量にするとともに、
前記第２燃料噴射口からの前記燃料の噴射量を、前記第２吸気ポートの温度における必要燃料量から前記第１燃料噴射口の前記噴射量を減算した量にすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１燃料噴射口を有する第１燃料噴射弁と、前記第２燃料噴射口を有する第２燃料噴射弁とを備え、
前記噴射制御手段は、先に前記第２燃料噴射弁を作動させ前記第２燃料噴射口から前記燃料を噴射させ、次に前記第１燃料噴射弁を作動させ前記第１燃料噴射口から前記燃料を噴射させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記噴射制御手段は、前記第１燃料噴射口および前記第２燃料噴射口から前記燃料を同時に噴射させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記第１燃料噴射口から噴射された前記燃料は、前記第２燃料噴射口から噴射された前記燃料よりも噴霧長が短いことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項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、内燃機関の制御装置に関し、１つのシリンダに設けられた２つの吸気ポートと、各吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁とを有する所謂デュアルインジェクションシステムを採用した内燃機関の燃料噴射を制御するのに好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両に搭載される内燃機関において、各シリンダに第１吸気ポートおよび第２吸気ポートの２つの吸気ポートを備えたものが普及している。
【０００３】
この種の内燃機関では、第１吸気ポートには第１吸気弁および第１燃料噴射弁が設けられ、第１燃料噴射弁は第１吸気ポートに燃料を噴射することができる。また、第２吸気ポートには第２吸気弁および第２燃料噴射弁が設けられ、第２燃料噴射弁は第２吸気ポートに燃料を噴射することができる。
【０００４】
そして、この種の内燃機関の制御装置として、以下のような動作をさせるものがある。例えば、第１吸気弁および第２吸気弁を閉じるとともに、第１燃料噴射弁および第２燃料噴射弁を閉じておく。そして、先に第１吸気弁を開き、その後に第２吸気弁を開くと同時に第２燃料噴射弁から燃料を噴射する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この場合、第１吸気弁を開いた段階では、第１燃料噴射弁から燃料が噴射されないので、シリンダ内に空気のみが取り込まれて旋回流となる。そして、第２吸気弁および第２燃料噴射弁が開くことにより、燃料と空気の混合気が生成されて、シリンダ内で混合気が成層化される。これにより、希薄燃焼の実現により低燃費に貢献することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１５０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の制御装置にあっては、燃焼のために必要な必要燃料量の全てを第２燃料噴射弁から噴射させているので、１本の燃料噴射弁としての噴射量が多くなってしまい燃料を霧化できないことがあった。例えば、冷間運転時には吸気ポートやシリンダ内の壁面温度が低い。このとき、第２吸気弁の開弁中に第２吸気ポートの壁部や第２吸気弁周りに燃料が付着して液滴化することがあった。
【０００８】
このような液滴化があった場合、液滴化した燃料が第２吸気弁の開弁時に吸気流とともに一気にシリンダ内に入ることがあった。液滴化した燃料がシリンダ内に入り込むと、シリンダ内に入った燃料が燃焼し切れずに排出ガス中の粒子状物質を発生させてしまったり、シリンダ壁部に付着するオイルが希釈されてしまったりするという問題の発生が懸念される。
【０００９】
すなわち、冷間始動時などのように吸気ポートの壁部の温度が低いときには、吸気ポート内に噴射された燃料の霧化が進行し難いため、吸気ポートから吸気行程のシリンダ内に十分に霧化されない燃料の液滴が流入してしまう。
【００１０】
また、吸気弁が遅角制御される場合、シリンダ内の圧縮端温度も低くなり、ボアの壁部に付着した液状燃料を蒸発させ難くなる。その状態で強いシリンダ内渦流にのった燃料が例えばその排気口側のシリンダボアの壁部まで飛ばされてそこに付着する可能性がある。これにより、ボア壁部上のオイルが希釈されたり、さらに不燃物となって排出ガス中の粒子状物質を発生させてしまったりする可能性がある。
【００１１】
特に、冷間運転時に燃料噴射量が増量補正されたり、吸気ポートが高タンブル気流を生じ得るような傾斜姿勢を有しているような場合、液滴状の燃料がシリンダの壁部に付着し易く、かつ、蒸発し難い。このため、排出ガス中の粒子状物質（粒子状物質の質量（ＰＭ）や粒子個数濃度（ＰＮ））の増加と冷却用のオイルの希釈という問題が生じる可能性が高くなっていた。
【００１２】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、排出ガス中の粒子状物質の低減および冷却用オイルの希釈防止を図ることの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】
【００１３】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的記達成のため、（１）燃料を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室に連通する第１吸気ポートと、前記第１吸気ポートとは別の経路として設けられ前記燃焼室に連通する第２吸気ポートと、前記第１吸気ポートの前記燃焼室への開口部に設けられた第１吸気ポート口と、前記第２吸気ポートの前記燃焼室への開口部に設けられた第２吸気ポート口と、前記第１吸気ポート口を開閉可能な第１吸気弁と、前記第２吸気ポート口を開閉可能な第２吸気弁と、前記第１吸気ポート口から前記燃焼室に前記燃料を供給可能な第１燃料噴射口と、前記第２吸気ポート口から前記燃焼室に前記燃料を供給可能な第２燃料噴射口と、前記第１吸気弁および前記第２吸気弁を各々開閉可能な吸気弁開閉機構と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、前記吸気弁開閉機構は、前記第１吸気弁および前記第２吸気弁を閉じた状態から、先に前記第１吸気弁を開き、後に前記第２吸気弁を開くものであるとともに、前記第１燃料噴射口からの前記燃料の噴射方向および前記第１吸気ポートの温度に対応して前記第１燃料噴射口からの前記燃料の噴射量および噴射時期を制御するとともに、前記第１燃料噴射口からの前記燃料の前記噴射量および前記噴射方向ならびに前記第２吸気ポートの温度に対応して前記第２燃料噴射口からの前記燃料の噴射量および噴射時期を制御する噴射制御手段を備え、 前記噴射制御手段は、前記内燃機関の温度と前記燃料を霧化することができる量である非液化限界量との関係を示す、予め設定された温度―噴射量マップを有し、前記第１燃料噴射口の前記燃料の前記噴射方向は、前記第１吸気弁を向いた方向であるとともに、前記噴射制御手段は、前記第１燃料噴射口からの前記燃料の噴射量を、前記温度―噴射量マップに基づいて前記第１吸気ポートの温度から求めた前記非液化限界量と、噴射された前記燃料の一部が前記第１吸気弁の熱により霧化される量とを加算した量にするとともに、前記第２燃料噴射口からの前記燃料の噴射量を、前記第２吸気ポートの温度における必要燃料量から前記第１燃料噴射口の前記噴射量を減算した量にすることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、噴射制御手段が第１燃料噴射口からの燃料の噴射量および噴射時期を制御するとともに、第２燃料噴射口からの燃料の噴射量および噴射時期を制御することによって、第１燃料噴射口および第２燃料噴射口から噴射された燃料の全量が霧化するようになる。
【００１５】
すなわち、従来のように必要燃料量の全てを第２燃料噴射弁から噴射させた場合に比べて、第１燃料噴射口および第２燃料噴射口の１つの燃料噴射口当たりの燃料の噴射量が減るので、全ての噴射燃料を霧化することができるようになる。
【００１６】
これにより、霧化できなかった燃料が第１吸気ポートや第２吸気ポートやシリンダの壁部などに付着して液滴化することが抑制され、液滴化した燃料がシリンダ内に入り込むことが防止される。よって、排出ガス中の粒子状物質の低減および冷却用オイルの希釈防止を図ることができる。
【００２５】
この構成により、第１燃料噴射口の噴射方向は第１吸気弁を向いた方向であるとともに、第１燃料噴射口からの燃料の噴射量は、第１吸気ポートの温度における非液化限界量と、噴射された燃料の一部が第１吸気弁の熱により霧化される量とを加算した量であるので、第１燃料噴射口から噴射された燃料は全て霧化される。
【００２６】
また、第２吸気弁は第１吸気弁の後に開くので、第２燃料噴射口から燃料を噴射してから第２吸気弁が開くまで時間を確保することができる。しかも、第２燃料噴射口からの燃料の噴射量は、必要燃料量から第１燃料噴射口の噴射量を減算した量であり、必要燃料量の全量を噴射する場合に比べて少ない。このため、第２燃料噴射口から噴射された燃料は、第２吸気ポートでの蒸発効果により、十分に霧化されるようになる。
【００２７】
さらに、第２燃料噴射口からの燃料の噴射量は第２吸気ポートの温度における必要燃料量から第１燃料噴射口の噴射量を減算した量であるので、第１燃料噴射口からの噴射量および第２燃料噴射口からの噴射量を合わせて、必要燃料量を確保することができる。これにより、必要燃料量を噴射しながらも、全ての燃料を霧化できるようになる。
【００３２】
上記（１）に記載の内燃機関の制御装置においては、（２）前記第１燃料噴射口を有する第１燃料噴射弁と、前記第２燃料噴射口を有する第２燃料噴射弁とを備え、前記噴射制御手段は、先に前記第２燃料噴射弁を作動させ前記第２燃料噴射口から前記燃料を噴射させ、次に前記第１燃料噴射弁を作動させ前記第１燃料噴射口から前記燃料を噴射させることが好ましい。
【００３３】
この構成により、まず第２燃料噴射口から燃料を噴射し、それから第１燃料噴射口から燃料を噴射し、さらに第１吸気弁を開いて、最後に第２吸気弁を開くようになる。このため、第２燃料噴射口が燃料を噴射してから第２吸気弁が開くまでの時間ｔ２は、第１燃料噴射口が燃料を噴射してから第１吸気弁が開くまでの時間ｔ１よりも長くなる（図６（ａ）を参照）。
【００３４】
これにより、第２燃料噴射口が燃料を噴射してから第２吸気弁を開くまでに十分な時間を確保することができる。このため、第２燃料噴射口から噴射された燃料は、第２吸気ポートでの蒸発効果により、多量であっても十分に霧化されるようになる。
【００３５】
上記（１）に記載の内燃機関の制御装置においては、（３）前記噴射制御手段は、前記第１燃料噴射口および前記第２燃料噴射口から前記燃料を同時に噴射させることが好ましい。
【００３６】
この構成により、第１燃料噴射口および第２燃料噴射口から燃料を同時に噴射し、それから第１吸気弁を開いて、さらに第２吸気弁を開くようになる。第２吸気弁は第１吸気弁の後に開くので、第２燃料噴射口から燃料を噴射してから第２吸気弁が開くまで時間を確保することができる。
【００３７】
また、第２吸気ポートに噴射される燃料の量は必要燃料量より少ない。よって、第２吸気ポートに噴射された燃料は、第２吸気ポートでの蒸発効果により、十分に霧化されるようになる。しかも、第１燃料噴射口および第２燃料噴射口の噴射を順番に行う場合に比べて燃料噴射の制御を簡易化することができる。
【００３８】
上記（１）から（３）に記載の内燃機関の制御装置においては、（４）前記第１燃料噴射口から噴射された前記燃料は、前記第２燃料噴射口から噴射された前記燃料よりも噴霧長が短いことが好ましい。
【００３９】
この構成により、第１燃料噴射口からの噴射量を第２燃料噴射口からの噴射量よりも減らすことができる。また、第１吸気弁の開弁時には、第１燃料噴射口から噴射された燃料は、第１吸気ポートの壁面に付着して液化する前に、勢いよく第１吸気ポート口から燃焼室に流入するようになる。このため、第１燃料噴射口から噴射された燃料の液化が抑制される。
【００４０】
また、第２吸気弁は第１吸気弁の後に開くので、第２燃料噴射口から燃料を噴射してから第２吸気弁が開くまで時間を確保することができる。このため、第２燃料噴射口から噴射された燃料は、第２吸気ポートでの蒸発効果により、十分に霧化されるようになる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、第１燃料噴射口および第２燃料噴射口から噴射される全ての燃料が霧化されるので、排出ガス中の粒子状物質の低減および冷却用オイルの希釈防止を図ることのできる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された内燃機関を正面から見た状態を示す概略の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された内燃機関でのシリンダヘッドと吸気ポート部と排気ポート部とを示す概略の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置のが搭載された内燃機関でのクランクシャフトと吸気カムシャフトと排気カムシャフトと動力伝達機構とを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された内燃機関での第１吸気ポートまたは第２吸気ポートの温度と、必要燃料量および燃料の非液化限界量との関係を示す温度−噴射量マップである。
【図６】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された内燃機関での第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁とで噴射時間が異なる場合の時間と動作の関係を示す時間−動作マップであり、（ａ）は第１吸気弁の開弁前に第１燃料噴射口からの噴射が終了する場合、（ｂ）は第１吸気弁の開弁と同時に第１燃料噴射口からの噴射が開始する場合をそれぞれ示す。
【図７】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された内燃機関における第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁を用いて噴射開始時間が同じ場合の時間と動作の関係を示す時間−動作マップである。
【図９】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された内燃機関において、第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁とで燃料の噴射量を異ならせるための態様を示す概略の平面図であり、（ａ）は第１燃料噴射口および第２燃料噴射口の噴霧孔の数が異なる場合、（ｂ）は第１燃料噴射口および第２燃料噴射口の噴霧孔の径が異なる場合、（ｃ）は第１燃料噴射弁から噴射された燃料が第１吸気ポートおよび第２吸気ポートの両方に流入する場合をそれぞれ示す。
【図１０】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された内燃機関における単一の燃料噴射弁を用いた場合の時間と動作の関係を示す時間−動作マップである。
【図１１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された内燃機関において、単一の燃料噴射弁の第１燃料噴射口および第２燃料噴射口とで燃料の噴射量を異ならせるための態様を示す概略の平面図であり、（ａ）は第１燃料噴射口および第２燃料噴射口の噴霧孔の数が異なる場合、（ｂ）は第１燃料噴射口および第２燃料噴射口の噴霧孔の径が異なる場合、（ｃ）は第１燃料噴射口から噴射された燃料が第１吸気ポートおよび第２吸気ポートの両方に流入する場合をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４４】
まず、本実施の形態に係る内燃機関（以下、単にエンジンと呼ぶ）の構成について説明する。本実施の形態のエンジンは、自動車に搭載されるもので、ピストンが２往復する間に吸気行程と圧縮行程と膨張行程と排気行程とからなる一連の４行程を行う４サイクルのガソリンエンジンによって構成されている。
【００４５】
図１に示すように、本実施の形態のエンジン１は、左右一対のバンク１１０を有するＶ型６気筒のエンジン１としている。このエンジン１は、エンジン本体２と、吸気装置３と、排気装置４と、燃料供給装置５とを含んで構成されている。図１には左右一対の２つのシリンダ１１５のみが示されているが、エンジン本体２は６個のシリンダ１１５を有している。
【００４６】
エンジン本体２は、シリンダヘッド２０と、シリンダブロック２１と、クランクケース２２と、シリンダヘッド２０とシリンダブロック２１とクランクケース２２との前側に設けられた動力伝達機構２３とを含んで構成されている。エンジン本体２は、図示しないエンジンマウントを介して車体にマウントされている。
【００４７】
図１および図２に示すように、シリンダヘッド２０は、吸気ポート部７０と、吸気弁部７２と、吸気弁開閉手段７３と、排気ポート部７４と、排気弁部７６と、排気弁開閉手段７７と、点火部７８とを備えている。
【００４８】
吸気ポート部７０は、第１吸気ポート８０と、第１吸気ポート口８１と、第２吸気ポート９０と、第２吸気ポート口９１とを備えている。第１吸気ポート８０および第２吸気ポート９０は、一対のバンク１１０のシリンダヘッド２０の互いに内側を向きあった壁面から、シリンダ１１５に形成された燃焼室１１６まで連通する。このエンジン１は、１つのシリンダ１１５に第１吸気ポート８０および第２吸気ポート９０の２つの吸気ポートを備えるとともに第１吸気ポート８０および第２吸気ポート９０の各吸気ポートごとに燃料が噴射されるデュアル噴射方式としている。
【００４９】
第１吸気ポート口８１は、第１吸気ポート８０の燃焼室１１６側に設けられている。第２吸気ポート口９１は、第２吸気ポート９０の燃焼室１１６側に設けられている。
【００５０】
吸気弁部７２は、第１吸気弁８２と第２吸気弁９２とを備えている。第１吸気弁８２は、シリンダヘッド２０の第１吸気ポート口８１の開口部位を開閉可能に設けられている。第２吸気弁９２は、シリンダヘッド２０の第２吸気ポート口９１の開口部位を開閉可能に設けられている。
【００５１】
図１および図３に示すように、吸気弁開閉手段７３は、吸気カムシャフト１３１と、吸気カム１３２と、吸気側ＶＶＴ（Variable Valve Timing）コントローラ１３３と、吸気側オイルコントロールバルブ１３４と、吸気カム角センサ１３５とを含んで構成されている。吸気カム角センサ１３５は、吸気カム１３２の回転角度を検出するようになっている。
【００５２】
吸気カムシャフト１３１は、シリンダヘッド２０に対して回転可能に設けられている。吸気カム１３２は、第１吸気弁８２および第２吸気弁９２の上端をバルブロッカアーム（図示せず）を介して押圧するようになっている。吸気カムシャフト１３１の回転により吸気カム１３２が回転して、第１吸気弁８２および第２吸気弁９２を昇降させる。
【００５３】
第１吸気弁８２は昇降により第１吸気ポート口８１の開口部位を開閉するとともに、第２吸気弁９２は昇降により第２吸気ポート口９１の開口部位を開閉する。これにより、第１吸気弁８２および第２吸気弁９２は、第１吸気ポート８０および第２吸気ポート９０から燃焼室１１６への燃料と空気との混合気の導入を制御するようになっている。
【００５４】
吸気側ＶＶＴコントローラ１３３は、公知の可変バルブタイミング機構としている。可変バルブタイミング機構は、エンジン１の負荷に応じて、吸気カムシャフト１３１の回転角位相をクランク角に対して変化させ、吸気側のバルブタイミングを変更する機構である。可変バルブタイミング機構は、後述する制御装置としてのＥＣＣ（Engine Control Computer）１００の制御により油圧を駆動源として作動するようになっている。
【００５５】
吸気側オイルコントロールバルブ１３４は電磁制御弁からなる。この吸気側オイルコントロールバルブ１３４は、吸気側ＶＶＴコントローラ１３３に対して作動オイルの給排制御をすることにより吸気側ＶＶＴコントローラ１３３を制御するようになっている。吸気側オイルコントロールバルブ１３４は、ＥＣＣ１００に接続され、ＥＣＣ１００の制御信号に基づき作動するようになっている。
【００５６】
本実施の形態のエンジン１では、ＥＣＣ１００からの制御信号により複数のシリンダ１１５の有する吸気弁開閉手段７３がそれぞれ制御される。これにより、複数のシリンダ１１５の第１吸気弁８２および第２吸気弁９２のバルブタイミングが、それぞれエンジン１の運転状態に応じた吸気タイミングに可変制御されるようになっている。
【００５７】
また、吸気弁開閉手段７３は、エンジン１の運転状態に応じて、各シリンダ１１５の第１吸気弁８２および第２吸気弁９２を通常制御と遅角制御とに切替えて制御されるようになっている。通常制御とは、各シリンダ１１５の吸気弁部７２をそのシリンダ１１５内のピストン１１１の排気上死点前から開弁させる制御である。遅角制御とは、各シリンダ１１５の吸気弁部７２をそのシリンダ１１５内のピストン１１１の排気上死点（排気行程後期から吸気行程初期に移行する際の上死点）以降に設定された開弁期間中に開弁させる遅開き制御である。
【００５８】
排気ポート部７４は、第１排気ポート８４と、第１排気ポート口８５と、第２排気ポート９４と、第２排気ポート口９５とを備えている。第１排気ポート８４および第２排気ポート９４は、一対のバンク１１０のシリンダヘッド２０の互いに外側を向いた壁面から燃焼室１１６まで連通する。
【００５９】
第１排気ポート口８５は、第１排気ポート８４の燃焼室１１６側に設けられている。第２排気ポート口９５は、第２排気ポート９４の燃焼室１１６側に設けられている。
【００６０】
排気弁部７６は、第１排気弁８６と第２排気弁９６とを備えている。第１排気弁８６は、シリンダヘッド２０の第１排気ポート口８５の開口部位を開閉可能に設けられている。第２排気弁９６は、シリンダヘッド２０の第２排気ポート口９５の開口部位を開閉可能に設けられている。
【００６１】
排気弁開閉手段７７は、排気カムシャフト１４１と、排気カム１４２と、排気側ＶＶＴコントローラ１４３と、排気側オイルコントロールバルブ１４４と、排気カム角センサ１４５とを含んで構成されている。排気カム角センサ１４５は、排気カム１４２の回転角度を検出するようになっている。
【００６２】
排気カムシャフト１４１は、シリンダヘッド２０に対して回転可能に設けられている。排気カム１４２は、第１排気弁８６および第２排気弁９６の上端をバルブロッカアーム（図示せず）を介して押圧するようになっている。排気カムシャフト１４１の回転により、排気カム１４２が回転して第１排気弁８６および第２排気弁９６を昇降させる。
【００６３】
第１排気弁８６は昇降により第１排気ポート口８５の開口部位を開閉するとともに、第２排気弁９６は昇降により第２排気ポート口９５の開口部位を開閉する。これにより、第１排気弁８６および第２排気弁９６は、燃焼室１１６から第１排気ポート８４および第２排気ポート９４への燃焼用空気の排出を制御するようになっている。
【００６４】
排気側ＶＶＴコントローラ１４３は、公知の可変バルブタイミング機構としている。可変バルブタイミング機構は、エンジン１の負荷に応じて、排気カムシャフト１４１の回転角位相をクランク角に対して変化させ、排気側のバルブタイミングを変更する機構である。可変バルブタイミング機構は、ＥＣＣ１００の制御により油圧を駆動源として作動するようになっている。
【００６５】
排気側オイルコントロールバルブ１４４は電磁制御弁からなる。この排気側オイルコントロールバルブ１４４は、排気側ＶＶＴコントローラ１４３に対して作動オイルの給排制御をすることにより排気側ＶＶＴコントローラ１４３を制御するようになっている。排気側オイルコントロールバルブ１４４は、ＥＣＣ１００に接続され、ＥＣＣ１００の制御信号に基づき作動するようになっている。
【００６６】
本実施の形態のエンジン１では、ＥＣＣ１００からの制御信号により複数のシリンダ１１５の有する排気弁開閉手段７７がそれぞれ制御される。これにより、複数のシリンダ１１５の第１排気弁８６および第２排気弁９６のバルブタイミングが、それぞれエンジン１の運転状態に応じた排気タイミングに可変制御されるようになっている。
【００６７】
排気弁開閉手段７７は、例えば冷間運転時には排気上死点位置で第１排気弁８６および第２排気弁９６を閉弁させるようになっている。また、排気弁開閉手段７７は、例えば通常運転時には第１排気弁８６および第２排気弁９６の閉弁タイミングを排気上死点位置より遅角側に設定するようになっている。
【００６８】
点火部７８は、燃焼室１１６内に露出する点火プラグ７８ａと、点火プラグ７８ａを点火させる点火コイル（図示せず）とを有するダイレクトイグニッション方式とされている。
【００６９】
シリンダブロック２１は、左右の一対のバンク１１０と、ピストン１１１と、筒内噴射弁１１２と、ウォータジャケット１１３と、水温センサ１１４とを含んで構成されている。
【００７０】
左右の各バンク１１０は３個のシリンダ１１５を備えている。各シリンダ１１５はピストン１１１を摺動可能に収容している。燃焼室１１６は、ピストン１１１およびシリンダヘッド２０により画成されるとともに、燃料を燃焼させるようになっている。
【００７１】
筒内噴射弁１１２は、各シリンダ１１５に設けられ、各燃焼室１１６内に高圧燃料を直接噴射するようになっている。ウォータジャケット１１３は、各シリンダ１１５の周囲に形成されている。
【００７２】
水温センサ１１４は、左右のシリンダ１１５の間に設けられたウォータジャケット１１３の内部に設けられ、冷却水の温度を検出するようになっている。水温センサ１１４は、ＥＣＣ１００に接続されている。また、ＥＣＣ１００では、水温センサ１１４により検出された冷却水の温度を第１吸気ポート８０および第２吸気ポート９０の壁部の温度、すなわち所謂第１吸気ポート８０および第２吸気ポート９０の温度として扱うようにしている。
【００７３】
クランクケース２２は、クランクシャフト１１７と、コネクティングロッド１１８とを備えている。クランクシャフト１１７は、コネクティングロッド１１８に回転可能に連結されている。コネクティングロッド１１８は、ピストン１１１に回転可能に連結されている。エンジン１は、燃焼室１１６において燃料と空気との混合気を所望のタイミングで燃焼させることによりピストン１１１を往復動させ、コネクティングロッド１１８を介してクランクシャフト１１７を回転させるようになっている。
【００７４】
クランクシャフト１１７は、クランク角センサ１１９を備えている。クランク角センサ１１９は、ＥＣＣ１００に接続されるとともに、クランクシャフト１１７の所定回転角度毎の角度位置および回転速度を検出するようになっている。
【００７５】
図３に示すように、動力伝達機構２３は、プライマリ部１５０と、セカンダリ部１６０とを備えている。
【００７６】
プライマリ部１５０は、クランクシャフトスプロケット１５１と、左右２つの第１の吸気カムシャフトスプロケット（図示せず）と、アイドラスプロケット１５３と、プライマリタイミングチェーン１５４と、プライマリテンショナ１５５と、第１のチェーンダンパ１５６と、第２のチェーンダンパ１５７と、チェーンスリッパ１５８とを含んで構成されている。
【００７７】
クランクシャフトスプロケット１５１は、クランクシャフト１１７の前端部に取り付けられている。第１の吸気カムシャフトスプロケットおよび吸気側ＶＶＴコントローラ１３３は、各バンク１１０に設けられた吸気カムシャフト１３１の前端部に取り付けられている。吸気側ＶＶＴコントローラ１３３は、第１の吸気カムシャフトスプロケットの吸気カムシャフト１３１に対する回転位相差を調整可能なように、吸気カムシャフト１３１を回転させるようになっている。
【００７８】
プライマリタイミングチェーン１５４は、クランクシャフトスプロケット１５１と、各バンク１１０に設けられた２つの第１の吸気カムシャフトスプロケットと、アイドラスプロケット１５３とに巻き掛けられている。プライマリタイミングチェーン１５４によって、クランクシャフトスプロケット１５１の回転が、第１の吸気カムシャフトスプロケットに伝達される。
【００７９】
クランクシャフト１１７の回転は、クランクシャフトスプロケット１５１→プライマリタイミングチェーン１５４→第１の吸気カムシャフトスプロケット→吸気側ＶＶＴコントローラ１３３→吸気カムシャフト１３１→吸気カム１３２→第１吸気弁８２および第２吸気弁９２の経路で伝達され、第１吸気ポート口８１および第２吸気ポート口９１を開閉するようになっている。
【００８０】
この動力伝達装置２３では、第１吸気弁８２および第２吸気弁９２を閉じた状態から、最初に第１吸気弁８２を開き、次に第２吸気弁９２を開くようになっている（図６（ａ）を参照）。
【００８１】
セカンダリ部１６０は、第２の吸気カムシャフトスプロケット（図示せず）と、排気カムシャフトスプロケット１６２と、セカンダリタイミングチェーン１６３と、セカンダリテンショナ１６４とを含んで構成されている。
【００８２】
第２の吸気カムシャフトスプロケットは、第１の吸気カムシャフトスプロケットと同軸で吸気カムシャフト１３１とともに一体回転するようになっている。排気カムシャフトスプロケット１６２は、排気カムシャフト１４１の前端部に取り付けられている。
【００８３】
排気カムシャフトスプロケット１６２および排気側ＶＶＴコントローラ１４３は、各バンク１１０に設けられた排気カムシャフト１４１の前端部に取り付けられている。排気側ＶＶＴコントローラ１４３は、排気カムシャフトスプロケット１６２の排気カムシャフト１４１に対する回転位相差を調整可能なように、排気カムシャフト１４１を回転させるようになっている。
【００８４】
セカンダリタイミングチェーン１６３は、各バンク１１０に設けられた２つの第２の吸気カムシャフトスプロケットおよび排気カムシャフトスプロケット１６２にそれぞれ巻き掛けられている。セカンダリタイミングチェーン１６３によって、第１の吸気カムシャフトスプロケットの回転が、排気カムシャフトスプロケット１６２に伝達される。
【００８５】
クランクシャフト１１７により回転された第１の吸気カムシャフトスプロケットの回転は、第２の吸気カムシャフトスプロケット→セカンダリタイミングチェーン１６３→排気カムシャフトスプロケット１６２→排気側ＶＶＴコントローラ１４３→排気カムシャフト１４１→排気カム１４２→第１排気弁８６および第２排気弁９６の経路で伝達され、第１排気ポート口８５および第２排気ポート口９５を開閉するようになっている。
【００８６】
プライマリテンショナ１５５は、プライマリタイミングチェーン１５４を外側から押圧するように配置されている。セカンダリテンショナ１６４は、セカンダリタイミングチェーン１６３を内側から押圧するように配置されている。
【００８７】
本実施の形態における吸気弁開閉手段７３および動力伝達機構２３は、本発明に係る内燃機関の制御装置の吸気弁開閉機構に対応するものである。
【００８８】
図１および図２に示すように、吸気装置３は、エアクリーナ３０と、吸気管３１と、スロットルバルブ３２と、サージタンク３３と、吸気導入管としての吸気マニホールド３４と、ポート噴射弁部３５とを含んで構成されている。エアクリーナ３０は、吸入空気を浄化するようになっている。
【００８９】
吸気管３１は、エアクリーナ３０からの吸入空気を流通させるようになっている。吸気管３１には、吸気温度センサ１２０と、エアフローメータ１２１と、スロットル開度センサ１２２と、レゾネータ１２３とが装着されている。吸気温度センサ１２０と、エアフローメータ１２１と、スロットル開度センサ１２２とは、ＥＣＣ１００に接続されている。
【００９０】
スロットルバルブ３２は、電子制御式で吸気管３１の下流部に設けられるとともに、各燃焼室１１６内に供給される吸入空気の吸入空気量を調節するようになっている。スロットルバルブ３２は、開閉を行うための電子制御のスロットルモータ３８を備えている。
【００９１】
サージタンク３３は、各燃焼室１１６への空気の供給量を均一化するようになっている。吸気マニホールド３４は、サージタンク３３と各吸気ポート部７０とを接続している。これにより、吸気マニホールド３４から各吸気ポート部７０に吸入空気が流入されるようになっている。また、この吸気マニホールド３４と各吸気ポート部７０との接続により、エンジン本体２と吸気装置３とが接続されている。
【００９２】
ポート噴射弁部３５は、第１吸気ポート８０に設けられた第１燃料噴射弁３６と、第２吸気ポート９０に設けられた第２燃料噴射弁３７とを備えている。第１燃料噴射弁３６および第２燃料噴射弁３７は、電磁弁からなるとともに、後述する噴射弁ドライバ回路１２を介してＥＣＣ１００に接続されている。そして、ＥＣＣ１００から発せられた制御信号により、第１燃料噴射弁３６および第２燃料噴射弁３７は別個に作動可能とされている。
【００９３】
第１燃料噴射弁３６は、燃料を噴射するための第１燃料噴射口３６ａを備えている。第２燃料噴射弁３７は、燃料を噴射するための第２燃料噴射口３７ａを備えている。第１燃料噴射口３６ａと第２燃料噴射口３７ａとは、単位時間当たりの噴射量を同じものとしている。また、第１燃料噴射口３６ａの噴射方向は第１吸気ポート口８１を向いた方向であるとともに、第２燃料噴射口３７ａの噴射方向は第２吸気ポート口９１を向いた方向であるようにしている。
【００９４】
図１に示すように、排気装置４は、排気マニホールド４０と、上流側触媒コンバータ４１と、上流側排気管４２と、下流側触媒コンバータ４３と、下流側排気管４４と、排気マフラ（図示せず）とを含んで構成されている。
【００９５】
排気マニホールド４０は、各排気ポート部５３から排出された排出ガスを流出させる。この排気マニホールド４０と各排気ポート部５３との接続により、エンジン本体２と排気装置４とが接続されている。
【００９６】
また、排気マニホールド４０は、空燃比センサ４５を備えている。空燃比センサ４５は、ＥＣＣ１００に接続されるとともに、上流側触媒コンバータ４１より上流側で排出ガス中の空燃比の状態を検出するようになっている。
【００９７】
上流側触媒コンバータ４１および下流側触媒コンバータ４３は、酸化触媒と還元触媒と助触媒とからなる三元触媒を含んで構成されている。上流側触媒コンバータ４１および下流側触媒コンバータ４３により、排出ガス中の一酸化炭素や窒素酸化物や炭化水素などの有害物質が浄化されるようになっている。
【００９８】
上流側排気管４２は、上流側触媒コンバータ４１からの排出ガスを下流側に流通させる。上流側排気管４２は、酸素センサ４６を備えている。酸素センサ４６は、ＥＣＣ１００に接続されるとともに、上流側触媒コンバータ４１と下流側触媒コンバータ４３との間で排出ガス中の酸素濃度を検出するようになっている。下流側排気管４４は、下流側触媒コンバータ４３からの排出ガスを下流側に流通させる。
【００９９】
燃料供給装置５は、燃料タンク部１０と、配管部１１と、噴射弁ドライバ回路１２と、蒸発燃料処理部１３とを備えている。
【０１００】
燃料タンク部１０は、燃料タンク５０と、燃料ポンプ５１と、吐出チェック弁５２と、燃料フィルタ５３と、燃料ポンプコントロールコンピュータ５４と、プレッシャレギュレータ５５と、電磁弁５６とを備えている。燃料タンク５０には燃料が貯留されている。
【０１０１】
燃料ポンプ５１は、燃料タンク５０の燃料を汲み上げて吐出し、吐出チェック弁５２および燃料フィルタ５３を介して配管部１１に給送する。この燃料ポンプ５１は、低圧の吐出圧可変のポンプで、図示しないポンプロータおよびモータを備えている。モータ駆動の回転数によりポンプロータの回転速度を変化させることで、燃料ポンプ５１の吐出流量およびフィード圧力が変化するようになっている。
【０１０２】
燃料ポンプコントロールコンピュータ５４は、ＥＣＣ１００および燃料ポンプ５１の間に介在されている。燃料ポンプコントロールコンピュータ５４は、ＥＣＣ１００からのポンプ制御信号に基づいて、燃料ポンプ５１をオンオフしたり、回転速度を制御するようになっている。
【０１０３】
プレッシャレギュレータ５５は、燃料フィルタ５３の下流側の配管部１１に接続されている。電磁弁５６は、三方弁からなるとともに、燃料ポンプ５１の吐出側管と、可変のプレッシャレギュレータ５５の余剰燃料排出管と、燃料タンク５０内の燃料に開口する管とに接続されている。
【０１０４】
ここでは、燃料ポンプ５１をフィード圧力が可変のポンプとしているが、これに限定されず、フィード圧力が一定のポンプとしてもよい。この場合、可変のプレッシャレギュレータ５５の背圧などを電磁弁によって少なくとも高圧および低圧の２段に切替え可能なものにして、フィード圧力を制御するようにしてもよい。
【０１０５】
配管部１１は、燃料管６０と、低圧デリバリパイプ６１と、高圧燃料ポンプ６２と、高圧燃料管６３と、高圧デリバリパイプ６４とを順に接続して備えている。
【０１０６】
燃料管６０は、燃料タンク部１０の燃料フィルタ５３に接続されている。燃料管６０は、低圧デリバリパイプ６１と、高圧燃料ポンプ６２とに接続されている。低圧デリバリパイプ６１は、第１燃料噴射弁３６および第２燃料噴射弁３７に接続されている。
【０１０７】
高圧燃料ポンプ６２は、プランジャ型で、片方のバンク１１０の上部に装着されている。高圧燃料ポンプ６２は、加圧室（図示せず）と、プランジャ（図示せず）と、電磁スピル弁６５とを含んで構成されている。加圧室には、燃料が燃料ポンプ５１から燃料管６０を経て導入される。プランジャは、加圧室内の燃料をフィード圧レベルよりも高圧に加圧するものとしている。
【０１０８】
電磁スピル弁６５は、加圧室を燃料管６０に開放する開弁状態と、加圧室を燃料管６０から遮断する閉弁状態とに切替えできるようになっている。この電磁スピル弁６５は、駆動信号の入力時に閉弁することにより、加圧室から燃料管６０を介して燃料ポンプ５１側に燃料が逆流することを防止する逆止弁機能を有する。また、電磁スピル弁６５は、駆動信号の停止時に開弁することにより、加圧室から燃料管６０を介して燃料ポンプ５１側に燃料が流出できるようになっている。
【０１０９】
このため、電磁スピル弁６５の閉弁時には、プランジャを燃料加圧方向に駆動することで、高圧燃料ポンプ６２から一対の高圧デリバリパイプ６４側に高圧の燃料を吐出することができる。また、電磁スピル弁６５の開弁時には、高圧の燃料は燃料管６０に流出させることができる。このため、電磁スピル弁６５の閉弁時間を制御することで、高圧燃料ポンプ６２の吐出流量を制御できるようになっている。
【０１１０】
高圧燃料管６３は、高圧燃料ポンプ６２および高圧デリバリパイプ６４に接続されている。高圧デリバリパイプ６４は、筒内噴射弁１１２に接続されている。高圧デリバリパイプ６４は、高圧燃圧センサ６６を備えている。高圧燃圧センサ６６は、ＥＣＣ１００に接続されるとともに、高圧燃料ポンプ６２から高圧デリバリパイプ６４に供給される燃料の圧力を検出するようになっている。
【０１１１】
噴射弁ドライバ回路１２には、第１燃料噴射弁３６と、第２燃料噴射弁３７と、筒内噴射弁１１２と、電磁スピル弁６５と、ＥＣＣ１００とが接続されている。第１燃料噴射弁３６と、第２燃料噴射弁３７と、筒内噴射弁１１２と、電磁スピル弁６５とは、噴射弁ドライバ回路１２を介してＥＣＣ１００により制御されるようになっている。
【０１１２】
噴射弁ドライバ回路１２は、信号変換回路を有している。この信号変換回路は、ＥＣＣ１００からのインジェクタ駆動信号、燃料噴射要求信号、高圧燃料噴射量信号などの制御信号を入力したとき、その制御信号を高電圧および高電流の駆動信号に変換するようになっている。噴射弁ドライバ回路１２は、第１燃料噴射弁３６と、第２燃料噴射弁３７と、筒内噴射弁１１２と、電磁スピル弁６５との中で、ＥＣＣ１００からの制御信号に対応する制御対象を選択し、その制御対象を駆動制御するようになっている。
【０１１３】
蒸発燃料処理装置１３は、パージ管６７と、キャニスタ６８と、バキュームソレノイド弁６９とを備えている。パージ管６７は、燃料タンク５０と吸気管３１とを連結している。
【０１１４】
キャニスタ６８は、燃料タンク５０の近傍のパージ管６７の途中に設けられている。キャニスタ６８は、燃料タンク５０で発生する蒸発燃料を吸着および保持して、エンジン１の吸気時に吸気管３１内に放出するようになっている。
【０１１５】
バキュームソレノイド弁６９は、吸気管３１の近傍のパージ管６７の途中に設けられるとともに、ＥＣＣ１００に接続されている。バキュームソレノイド弁６９は、ＥＣＣ１００からの制御信号に応じてパージ管６７の開度を調整可能とされている。
【０１１６】
蒸発燃料処理装置１３は、ＥＣＣ１００によりバキュームソレノイド弁９３を制御してパージ管６７の開度を調節し、キャニスタ６８から吸気管３１に吸引される蒸発燃料のパージ量を調節できるようになっている。
【０１１７】
図４に示すように、ＥＣＣ１００には、噴射弁ドライバ回路１２の他に、吸気側オイルコントロールバルブ１３４および排気側オイルコントロールバルブ１４４の駆動回路と、点火駆動回路と、燃料ポンプ駆動回路などが接続されている。これら駆動回路と、点火駆動回路と、燃料ポンプ駆動回路などの構成は従来と同様であるので、ここでは詳述しない。
【０１１８】
ＥＣＣ１００は、いずれも図示しない中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）と、入力インターフェース回路１０１と、出力インターフェース回路１０２と、通信インターフェース回路１０３と、図示しない定電圧回路とを含んで構成されている。
【０１１９】
入力インターフェース回路１０１には、例えば、吸気温度センサ１２０と、エアフローメータ１２１と、クランク角センサ１１９と、スロットル開度センサ１２２と、空燃比センサ４５と、酸素センサ４６と、水温センサ１１４と、吸気カム角センサ１３５と、排気カム角センサ１４５と、高圧燃圧センサ６６とが接続されている。
【０１２０】
出力インターフェース回路１０２には、例えば、スロットルモータ３８と、噴射弁ドライバ回路１２と、吸気側の吸気側オイルコントロールバルブ１３４と、排気側の排気側オイルコントロールバルブ１４４と、燃料ポンプコントロールコンピュータ５４とが接続されている。噴射弁ドライバ回路１２には、第１燃料噴射弁３６および第２燃料噴射弁３７と、筒内噴射弁１１２と、電磁スピル弁６５とが接続されている。
【０１２１】
通信インターフェース回路１０３には、トランスミッションコントロールコンピュータなどの他の車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）１０５が接続されている。
【０１２２】
ＥＣＣ１００は、例えばエンジン１の運転状態や加速要求などに応じた燃料噴射量を算出するようになっている。この燃料噴射量の算出は、ＲＯＭ内に予め格納された複数の制御プログラムに従い、センサ情報あるいは予め設定されＲＯＭやバックアップメモリに格納されているマップや設定値情報などに基づき、さらには他の車載ＥＣＵ１０５と通信を行いながら処理されるようになっている。
【０１２３】
ＥＣＣ１００は、噴射弁ドライバ回路１２へ制御信号を適時に出力するようになっている。この制御信号は、例えば第１燃料噴射弁３６および第２燃料噴射弁３７と筒内噴射弁１１２とへの噴射指令信号や、電磁スピル弁６５を駆動するための指令信号などである。
【０１２４】
ＥＣＣ１００は、エンジン本体２の温度と、必要燃料量および燃料の非液化限界量との関係を示す温度−噴射量マップＭ１を有している（図５を参照）。また、ＥＣＣ１００は、まず第２燃料噴射口３７ａから燃料を噴射し、それから第１燃料噴射口３６ａから燃料を噴射し、さらに第１吸気弁８２を開いて、最後に第２吸気弁９２を開くようにするための時間と動作の関係を示す時間−動作マップＭ２を有している（図６（ａ）を参照）。
【０１２５】
ＥＣＣ１００は、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムおよび温度−燃料量マップＭ１に従って、エンジン１の始動時に、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴射量を、第１吸気ポート８０の壁部の温度（冷却水の温度で代用）における非液化限界量に設定するようになっている。ＥＣＣ１００は、同様に、第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射量を、第２吸気ポート９０の壁部の温度（冷却水の温度で代用）における必要燃料量から第１燃料噴射口３６ａの噴射量を減算した量に設定するようになっている。
【０１２６】
さらに、ＥＣＣ１００は、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムおよび時間−動作マップＭ２に従って、まず第２燃料噴射口３７ａから燃料を噴射し、それから第１燃料噴射口３６ａから燃料を噴射し、さらに第１吸気弁８２を開いて、最後に第２吸気弁９２を開くようになっている。
【０１２７】
次に、本実施の形態における内燃機関の制御装置の動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートは、ＥＣＣ１００のＣＰＵによって、ＲＡＭを作業領域として実行される燃料噴射プログラムの実行内容を表す。
【０１２８】
まず、ＥＣＣ１００が、エンジン１が始動しているか否かを検出する（ステップＳ１）。ＥＣＣ１００によりエンジン１の始動が検出されなかったときは（ステップＳ１；ＮＯ）、再度エンジン１の始動が検出される（ステップＳ１）。
【０１２９】
ＥＣＣ１００によりエンジン１の始動が検出されたときは（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ＥＣＣ１００が、水温センサ１１４により冷却水の温度、すなわちエンジン本体２の温度を検出する（ステップＳ２）。このエンジン本体２の温度が第１吸気ポート８０の壁部および第２吸気ポート９０の壁部の温度を代用する。そして、ＥＣＣ１００が、温度−燃料量マップＭ１に基づき、エンジン本体２の温度での必要燃料量および燃料の非液化限界量を算出する（ステップＳ３）。
【０１３０】
さらに、ＥＣＣ１００が、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴射量を、算出した非液化限界量に設定する（ステップＳ４）。図５に示すように、例えば、エンジン本体２の温度がＴ１である場合は、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴射量を、算出した非液化限界量Ｆ１に設定する。
【０１３１】
また、ＥＣＣ１００が、第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射量を、算出した必要燃料量から第１燃料噴射口３６ａの噴射量を減算した量、すなわち（必要燃料量−非液化限界量）に設定する（ステップＳ５）。図５に示すように、例えば、エンジン本体２の温度がＴ１である場合は、第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射量を、（必要燃料量−非液化限界量）Ｆ２に設定する。
【０１３２】
ここで、ＥＣＣ１００は、吸気カム角センサ１３５により第１吸気弁８２および第２吸気弁９２の開弁のタイミングを常時監視している。そして、図６（ａ）に示すように、ＥＣＣ１００は、第１吸気弁８２の開弁の所定時間前になったときに、時間−動作マップＭ２に基づいて、第２燃料噴射口３７ａから設定した量の燃料を噴射させる（ステップＳ６）。続いて、ＥＣＣ１００は、時間−動作マップＭ２に基づいて、第１燃料噴射口３６ａから設定した量の燃料を噴射させる（ステップＳ７）。
【０１３３】
第１燃料噴射口３６ａからの燃料噴射が終わると、動力伝達機構２３および吸気弁開閉手段７３が、第１吸気弁８２を所定時間開き（ステップＳ８）、続いて第２吸気弁９２を所定時間開く（ステップＳ９）。
【０１３４】
そして、第１吸気弁８２および第２吸気弁９２が閉じてから、ＥＣＣ１００はエンジン１が停止したか否かを検出する（ステップＳ１０）。ＥＣＣ１００によりエンジン１の停止が検出されなかったときは（ステップＳ１０；ＮＯ）、再度エンジン本体２の温度が検出される（ステップＳ２）。
【０１３５】
ＥＣＣ１００によりエンジン１の停止が検出されたときは（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によれば、図６（ａ）に示すように、ＥＣＣ１００の制御により、第２燃料噴射口３７ａから（必要燃料量−非液化限界量）Ｆ２の燃料を噴射して、第１燃料噴射口３６ａからの非液化限界量Ｆ１の燃料を噴射する。そして、動力伝達機構２３および吸気弁開閉手段７３が、第１吸気弁８２を開弁し、最後に第２吸気弁９２を開弁する。
【０１３７】
そして、第１吸気弁８２は第２吸気弁９２よりも先に開くので、第１吸気弁８２の開弁時には第１吸気ポート８０に大きな負圧が発生する。このため、第１吸気弁８２の開弁時には、第１燃料噴射口３６ａから噴射された燃料は、第１吸気ポート８０の壁部に付着して液化する前に、勢いよく第１吸気ポート口８１から燃焼室１１６に流入するようになる。
【０１３８】
第１燃料噴射口３６ａの噴射方向は第１吸気ポート口８１を向いた方向であるとともに、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴射量は第１吸気ポート８０の温度における非液化限界量であるので、第１燃料噴射口３６ａから噴射された燃料は全て霧化される。
【０１３９】
また、例えばエンジン始動時のような冷間運転時には、燃料の非液化限界量に比べて必要燃料量が非常に多くなる（図５を参照）。このため、第１燃料噴射口３６ａからの噴射量よりも第２燃料噴射口３７ａからの噴射量の方が多くなる。
【０１４０】
本実施の形態では、第２吸気弁９２は第１吸気弁８２の後に開くので、第２燃料噴射口３７ａが燃料を噴射してから第２吸気弁９２が開くまでの時間ｔ２は、第１燃料噴射口３６ａが燃料を噴射してから第１吸気弁８２が開くまでの時間ｔ１（＝０）よりも長い。よって、第２燃料噴射口３７ａから燃料を噴射してから第２吸気弁９２が開くまで時間を確保することができる。
また、第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射量は、必要燃料量から非液化限界量Ｆ１を減算した量Ｆ２であり、必要燃料量の全量を噴射する場合に比べて少ない。このため、第２燃料噴射口３７ａから噴射された燃料は、第２吸気ポート９０での蒸発効果により、十分に霧化されるようになる。
【０１４１】
また、第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射量は第２吸気ポート９０の温度における必要燃料量から非液化限界量Ｆ１を減算した量であるので、第１燃料噴射口３６ａからの噴射量および第２燃料噴射口３７ａからの噴射量を合わせて、必要燃料量を確保することができる。これにより、必要燃料量を噴射しながらも、全ての燃料を霧化できるようになる。
【０１４２】
このため、従来のように霧化できなかった燃料が第１吸気ポート８０や第２吸気ポート９０やシリンダ１１５の壁部などに付着して液滴化することが抑制され、液滴化した燃料がシリンダ１１５内に入り込むことが防止される。よって、排出ガス中の粒子状物質の低減および冷却用オイルの希釈防止を図ることができる。
【０１４３】
上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、図６（ａ）に示すように、第１燃料噴射口３６ａから燃料を噴射し終わった直後に第１吸気弁８２を開弁するようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば図６（ｂ）に示すように、第１吸気弁８２を開弁すると同時に第１燃料噴射口３６ａから燃料を噴射するようにしてもよい。
【０１４４】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、第２燃料噴射弁３７が燃料を噴射してから第１燃料噴射弁３６が燃料を噴射するようにして噴射時間に時間差を設けるようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば図８に示すように、第１燃料噴射口３６ａと第２燃料噴射口３７ａとで燃料を同時に噴射するようにしてもよい。
【０１４５】
この場合、第１燃料噴射口３６ａから非液化限界量Ｆ１の燃料を噴射するとともに、第２燃料噴射口３７ａから（必要燃料量−非液化限界量）Ｆ２の燃料を噴射する。また、動力伝達機構２３および吸気弁開閉手段７３は、第１吸気弁８２を先に開弁するとともに、第２吸気弁９２を後から開弁する。
【０１４６】
これにより、第２燃料噴射口３７ａが燃料を噴射してから第２吸気弁９２が開くまでの時間ｔ２は、第１燃料噴射口３６ａが燃料を噴射してから第１吸気弁８２が開くまでの時間ｔ１よりも長くなる。よって、第２燃料噴射口３７ａが燃料を噴射してから第２吸気弁９２が開くまで、十分な時間を確保することができる。
【０１４７】
また、第２吸気ポート９０に噴射される燃料の量は（必要燃料量−非液化限界量）Ｆ２であり必要燃料量より少ない。よって、第２吸気ポート９０に噴射された燃料は、第２吸気ポート９０での蒸発効果により、十分に霧化されるようになる。しかも、第１燃料噴射口３６ａおよび第２燃料噴射口３７ａの噴射を順番に行う場合に比べて燃料噴射の制御を簡易化することができる。
【０１４８】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、第１燃料噴射口３６ａと第２燃料噴射口３７ａとは単位時間当たりの噴射量を同じにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、第１燃料噴射口３６ａの単位時間当たりの噴射量は第２燃料噴射口３７ａの単位時間当たりの噴射量よりも小さいようにしてもよい。
【０１４９】
この場合、例えば図９（ａ）に示すように、第１燃料噴射口３６ａの噴霧孔の数を第２燃料噴射口３７ａの噴霧孔の数より少なくすることにより、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴霧を細くする。あるいは、図９（ｂ）に示すように、第１燃料噴射口３６ａの噴霧孔の径を第２燃料噴射口３７ａの噴霧孔の径より小さくすることにより、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴霧を短くする。
【０１５０】
これらの場合も、第１燃料噴射口３６ａから非液化限界量Ｆ１の燃料を噴射させるとともに、第２燃料噴射口３７ａから（必要燃料量−非液化限界量）Ｆ２の燃料を噴射させる。また、吸気弁開閉手段７３および動力伝達機構２３は、第１吸気弁８２を先に開弁させるとともに、第２吸気弁９２を後から開弁させる。
【０１５１】
噴射のタイミングについては、例えば図１０に示すように、第１燃料噴射口３６ａと第２燃料噴射口３７ａとで燃料を同時に噴射するようにしてもよく、あるいは第２燃料噴射口３７ａから先に燃料を噴射するようにしてもよい。
【０１５２】
これにより、第２燃料噴射口３７ａが燃料を噴射してから第２吸気弁９２が開くまで、十分な時間を確保することができる。よって、第２吸気ポート９０に噴射された燃料は、第２吸気ポート９０での蒸発効果により、十分に霧化されるようになる。このため、第１燃料噴射口３６ａおよび第２燃料噴射口３７ａから噴射された燃料の全量が霧化するようになる。
【０１５３】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、図２に示すように、第１燃料噴射口３６ａの噴射方向は第１吸気ポート口８１を向いた方向であるようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば図９（ｃ）に示すように、第１燃料噴射口３６ａの燃料の噴射方向は第１吸気ポート口８１および第２吸気ポート口９１の両方を向いた方向であるようにしてもよい。
【０１５４】
この場合、第１燃料噴射口３６ａから噴射された燃料の一部が、第２吸気ポート口９１に流入するようになる。また、ＥＣＣ１００は、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴射量を、非液化限界量と、第１燃料噴射口３６ａから第２吸気ポート口９１に流入される燃料の量とを加算した量に設定する。さらに、ＥＣＣ１００は、第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射量を、必要燃料量から第１燃料噴射口３６ａの噴射量を減算した量に設定する。また、吸気弁開閉手段７３および動力伝達機構２３は、第１吸気弁８２を先に開弁させるとともに、第２吸気弁９２を後から開弁させる。
【０１５５】
これにより、第１燃料噴射口３６ａから第１吸気ポート口８１側に噴射される燃料量は非液化限界量となるので、第１吸気ポート８０側に噴射された燃料は全て霧化される。また、第２燃料噴射口３７ａが燃料を噴射してから第２吸気弁９２が開くまで十分な時間を確保することができるので、第２吸気ポート９０に噴射された燃料は、第２吸気ポート９０での蒸発効果により十分に霧化される。
【０１５６】
さらに、第１燃料噴射口３６ａからの噴射量および第２燃料噴射口３７ａからの噴射量を合わせて、必要燃料量を確保することができる。これにより、必要燃料量を確保しながらも、全ての燃料を霧化できるようになる。
【０１５７】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、図２に示すように、第１燃料噴射口３６ａの噴射方向は第１吸気ポート口８１を向いた方向であるようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば第１燃料噴射口３６ａの噴射方向は第１吸気弁８２を向いた方向であるようにしてもよい。
【０１５８】
第１吸気弁８２は高温であることから、第１吸気弁８２に直接噴射された燃料は容易に霧化される。第１燃料噴射口３６ａを第１吸気弁８２に向けさせるには、第１燃料噴射弁３６の設置角度を第２燃料噴射弁３７の設置角度より傾斜させ、第１燃料噴射弁３６を第２燃料噴射弁３７より寝かせて搭載するようにする。
【０１５９】
この場合、ＥＣＣ１００は、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴射量を、非液化限界量と、噴射された燃料の一部が第１吸気弁８２の熱により霧化される量とを加算した量に設定する。また、ＥＣＣ１００は、第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射量を、要燃料量から第１燃料噴射口３６ａの噴射量を減算した量に設定する。さらに、吸気弁開閉手段７３および動力伝達機構２３は、第１吸気弁８２を先に開弁させるとともに、第２吸気弁９２を後から開弁させる。
【０１６０】
これにより、第１燃料噴射口３６ａから第１吸気ポート口８１側に噴射される燃料は、第１吸気ポート８０の周壁および第１吸気弁８２の熱により全て霧化される。また、第２燃料噴射口３７ａへの噴射量は、第１燃料噴射口３６ａに非液化限界量のみを噴射する場合に比べて、第１吸気弁８２の熱により霧化される量だけ減量することができる。このため、第２燃料噴射口３７ａから噴射された燃料をより確実に霧化することができる。
【０１６１】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、図２に示すように、ポート噴射弁部３５は第１燃料噴射弁３６および第２燃料噴射弁３７を有するようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば図１１に示すように、ポート噴射弁部３５は第１燃料噴射口３６ａおよび第２燃料噴射口３７ａを有する単独の燃料噴射弁からなるようにしてもよい。
【０１６２】
この場合、第１燃料噴射口３６ａおよび第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射は完全に同期するようになる。したがって、第１燃料噴射口３６ａおよび第２燃料噴射口３７ａの噴射量を異ならせるように設定する。また、第１燃料噴射口３６ａの噴射量と第２燃料噴射口３７ａの噴射量とを合計すると必要燃料量になるように設定する。
【０１６３】
例えば図１１（ａ）に示すように、第１燃料噴射口３６ａの噴霧孔の数を第２燃料噴射口３７ａの噴霧孔の数より少なくすることにより、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴霧を細くする。あるいは、図１１（ｂ）に示すように、第１燃料噴射口３６ａの噴霧孔の径を第２燃料噴射口３７ａの噴霧孔の径より小さくすることにより、第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴霧を短くする。
【０１６４】
あるいは、図１１（ｃ）に示すように、第１燃料噴射口３６ａの燃料の噴射方向を第１吸気ポート口８１および第２吸気ポート口９１の両方に向けることにより、第１燃料噴射口３６ａから噴射された燃料の一部が第２吸気ポート口９１に流入するようにする。
【０１６５】
これらの場合、いずれも第１燃料噴射口３６ａからの燃料の噴射量を第２燃料噴射口３７ａからの燃料の噴射量よりも少なくすることができる。また、第１吸気弁８２を先に開弁させるとともに、第２吸気弁９２を後から開弁させる。
【０１６６】
これにより、第１燃料噴射口３６ａが燃料を噴射してから第１吸気弁８２が開くまで短時間であっても、第１燃料噴射口３６ａからの噴射量は少ないので十分に霧化されるようになる。また、第２燃料噴射口３７ａが燃料を噴射してから第２吸気弁９２が開くまで十分な時間を確保することができるので、第２吸気ポート９０に噴射された燃料は、第２吸気ポート９０での蒸発効果により十分に霧化されるようになる。
【０１６７】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、各シリンダ１１５に第１吸気ポート８０と第２吸気ポート９０との２つの吸気ポートを設けた構成としたが、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば、３つ以上の吸気ポートを設けるようにしてもよい。
【０１６８】
この場合、複数の吸気ポートを２つの群に分けるとともに、一方の群を第１吸気ポートとし、他方の群を第２吸気ポートとすることにより、本実施の形態の内燃機関の制御装置と同様の作用効果を得ることができる。
【０１６９】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、エンジン１としてＶ型６気筒エンジンを採用したが、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、これに限られず、例えば、直列型エンジン、Ｖ型１２気筒エンジン、水平対向型エンジンなどの種々の型式のエンジンを採用することができる。
【０１７０】
また、上述した本実施の形態の内燃機関の制御装置においては、エンジン１としてガソリンを燃料とするエンジンを採用したが、本発明に係る内燃機関の制御装置おいては、これに限られず、例えば、軽油などの炭化水素系の燃料や、エタノールなどのアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料を燃料とするエンジンとすることができる。
【０１７１】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、１つのシリンダに２つの吸気ポートと、各吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁とを有する所謂デュアルインジェクションシステムを採用した内燃機関の燃料噴射を制御する場合に好適な内燃機関の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１７２】
１  エンジン（内燃機関）
２３  動力伝達機構（吸気弁開閉機構）
３４  吸気マニホールド（吸気導入管）
３６  第１燃料噴射弁
３６ａ  第１燃料噴射口
３７  第２燃料噴射弁
３７ａ  第２燃料噴射口
７３  吸気弁開閉手段（吸気弁開閉機構）
８０  第１吸気ポート
８１  第１吸気ポート口
８２  第１吸気弁
９０  第２吸気ポート
９１  第２吸気ポート口
９２  第２吸気弁
１００  ＥＣＣ（制御装置、噴射制御手段）
１１６  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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【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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