(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ中心軸線を含み、且つクランク軸線に略平行な第１平面より吸気ポート側に配設された吸気側燃料噴射弁と、前記第１平面より排気ポート側に配設された排気側燃料噴射弁とを有して構成される筒内燃料噴射式内燃機関であって、
燃焼室内で混合気に火花を点火する第１の火花点火手段および第２の火花点火手段と、
前記燃焼室内に流入する吸気によって、タンブル流である旋回気流を生成する旋回気流生成手段とを備え、
前記吸気側燃料噴射弁および前記排気側燃料噴射弁は夫々前記旋回気流に沿う方向に燃料を噴射する噴射孔を有しており、且つ前記吸気側燃料噴射弁および前記排気側燃料噴射弁夫々の中心軸線が、前記シリンダ中心軸線を含み、且つ前記クランク軸線に略直交する第２平面に含まれるように配設されており、
前記第１の火花点火手段は、前記第１平面より前記吸気ポート側であって前記吸気側燃料噴射弁よりも前記燃焼室の上方に配設されることで前記排気側燃料噴射弁に向かう前記旋回気流に対応させて配設され、且つ前記第１の火花点火手段の中心軸線が前記第２平面に含まれるように配設され、
前記第２の火花点火手段は、前記第１平面より前記排気ポート側であって前記排気側燃料噴射弁よりも前記燃焼室の上方に配設されることで前記吸気側燃料噴射弁に向かう前記旋回気流に対応させて配設され、且つ前記第２の火花点火手段の中心軸線が前記第２平面に含まれるように配設され、
前記旋回気流は、前記第１の火花点火手段、前記吸気側燃料噴射弁、前記排気側燃料噴射弁および前記第２の火花点火手段をこの順に通過するように旋回することを特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内燃料噴射式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大幅な燃費向上を図ることを主な目的として筒内に燃料を噴射する火花点火式のガソリンエンジン（以下、単に直噴ガソリン機関と称す）が実用化されている。直噴ガソリン機関に関し、好適な成層燃焼や均質燃焼を実現するために、種々の燃料噴射弁の配置及びその配置における燃料噴射方向が開示されている（例えば、特許文献１、２、３及び４参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２２０２２号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開平１０−１７６６２８号公報（図２、図３）
【特許文献３】特開２００４−１６２５７７号公報（図１）
【特許文献４】特開２００２−３７１８５２号公報（図５、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼時の火炎の伝播速度（燃焼速度）が遅くなると、燃焼期間は長くなる。点火時期や排気弁の開くタイミングが同一の場合、燃焼期間が長くなると、その分、燃費の悪化や未燃ＨＣなどのエミッションの増大を招くことになる。この点に関し、上述した各特許文献のうち、例えば特許文献１または２が提案する技術のように、一気筒あたり複数の燃料噴射弁を備えて適宜の方向に燃料を噴射すれば、混合気のミキシング性の向上とともに、混合気の乱れ増大による燃焼速度の向上も図られるが、燃焼速度には未だ向上の余地があると考えられる。また、直噴ガソリン機関では、筒内に露出させた燃料噴射弁の噴射孔がデポジットで塞がれる虞があるが、噴射孔がデポジットで塞がれた場合には、噴射量の低下や噴霧形状の変化などにより燃焼状態の悪化を招くことになる。さらに、直噴ガソリン機関では、冷間時など噴射した燃料の微粒化が悪化する場合には、燃焼に寄与させる分だけ余計に燃料を噴射しなければならなくなるが、この場合にも、燃費の悪化や未燃ＨＣなどのエミッションが増大することになる。
【０００５】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、一気筒あたりに複数の燃料噴射弁を備えている場合に、より好適な燃焼を実現可能な筒内燃料噴射式内燃機関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】
上記課題を解決するために、本発明は、シリンダ中心軸線を含み、且つクランク軸線に略平行な第１平面より吸気ポート側に配設された吸気側燃料噴射弁と、前記第１平面より排気ポート側に配設された排気側燃料噴射弁とを有して構成される筒内燃料噴射式内燃機関であって、燃焼室内で混合気に火花を点火する第１の火花点火手段および第２の火花点火手段と、前記燃焼室内に流入する吸気によって、タンブル流である旋回気流を生成する旋回気流生成手段とを備え、前記吸気側燃料噴射弁および前記排気側燃料噴射弁は夫々前記旋回気流に沿う方向に燃料を噴射する噴射孔を有しており、且つ前記吸気側燃料噴射弁および前記排気側燃料噴射弁夫々の中心軸線が、前記シリンダ中心軸線を含み、且つ前記クランク軸線に略直交する第２平面に含まれるように配設されており、前記第１の火花点火手段は、前記第１平面より前記吸気ポート側であって前記吸気側燃料噴射弁よりも前記燃焼室の上方に配設されることで前記排気側燃料噴射弁に向かう前記旋回気流に対応させて配設され、且つ前記第１の火花点火手段の中心軸線が前記第２平面に含まれるように配設され、前記第２の火花点火手段は、前記第１平面より前記排気ポート側であって前記排気側燃料噴射弁よりも前記燃焼室の上方に配設されることで前記吸気側燃料噴射弁に向かう前記旋回気流に対応させて配設され、且つ前記第２の火花点火手段の中心軸線が前記第２平面に含まれるように配設され、前記旋回気流は、前記第１の火花点火手段、前記吸気側燃料噴射弁、前記排気側燃料噴射弁および前記第２の火花点火手段をこの順に通過するように旋回することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、旋回気流の強度を向上させるように燃料が噴射されていることから、吸気抵抗の低減を図ることができる。さらに、本発明によれば、吸気側及び排気側燃料噴射弁夫々の噴射孔を、旋回気流の流れ方向においてこれら噴射孔の上流から伝播してくる火炎各々で洗浄でき、以ってデポジットの付着を抑制することが可能である。したがって本発明によれば好適な燃焼を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一気筒あたりに複数の燃料噴射弁を備えている場合に、より好適な燃焼を実現可能な筒内燃料噴射式内燃機関を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例に係る筒内燃料噴射式内燃機関（以下、単に内燃機関と称す）１００Ａを、本実施例において内燃機関１００Ａに関連性の高い他の構成とともに示す図である。内燃機関１００Ａは、直列４気筒の気筒配列構造を有する直噴ガソリン機関である。但し、これに限られず、内燃機関１００Ａは他の適宜の気筒配列構造及び気筒数を有する直噴ガソリン機関であってもよい。内燃機関１００Ａの吸気系１０は、エアクリーナ１１、吸気管１２、サージタンク１３等を有して構成されている。吸気は吸気系１０を介して大気から内燃機関１００Ａの各気筒に供給される。内燃機関１００Ａには気筒毎に、混合気に火花を点火するための構成である点火プラグ（火花点火手段）１及び２、及び筒内に直接燃料を噴射するための構成である吸気側燃料噴射弁２１（以下、単に燃料噴射弁２１ａとも称す）ａ及び排気側燃料噴射弁２２（以下、単に燃料噴射弁２２ｂとも称す）ａが配設されている。なお、一気筒あたり２つ配設された燃料噴射弁２１ａと燃料噴射弁２２ａとは配置が異なるほか、燃料噴射方向が互いに異なっている。また、説明の便宜上、一気筒あたり２つ配設された点火プラグ１及び２夫々には異なる符号を付しているが、本実施例では点火プラグ１及び２は内燃機関１００Ａにおける配置が異なる以外、同一のものとなっている。
【００１３】
燃料噴射弁２１ａ及び２２ａ夫々は、枝管３１各々を介してリザーバタンク２６に接続されている。なお、排気側燃料噴射弁２２ａのリザーバタンク２６との接続については、図示を簡略化している。リザーバタンク２６は、高圧導管３２を介して吐出圧を制御可能な高圧燃料ポンプ２３に接続されている。高圧燃料ポンプ２３は、高圧燃料をリザーバタンク２６に圧送するための構成であり、導管３３を介して低圧燃料ポンプ２４に接続されている。低圧燃料ポンプ２４は、燃料タンク２５から高圧燃料ポンプ２３に燃料を供給するための構成である。この低圧燃料ポンプ２４の吐出側は、さらに各燃料噴射弁２１ａ及び２２ａのピエゾ圧電素子を冷却するための圧電素子冷却用導入管３４に接続されている。圧電素子冷却用導入管３４を流れる燃料は、圧電素子冷却用返戻管３５を介して燃料タンク２５に回収される。
【００１４】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）４０Ａは、主として内燃機関１００Ａを制御するための構成であり、双方向性バス４９によって相互に接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）４１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３とを有して構成されている。ＲＯＭ４２には燃料噴射制御を含め、内燃機関１００Ａを制御するにあたって、ＣＰＵ４１が実行する処理が記述されたプログラムが格納されている。また、ＲＯＭ４２には、内燃機関１００Ａの負荷及び回転数に基づき、成層燃焼と均質燃焼とを切り替えるためのマップデータが格納されている。本実施例では、負荷は、アクセルペダル（図示省略）の開度を検出するための構成であるアクセル開度センサ５２の出力信号に基づき、回転数は、回転数に比例した出力パルスを発生するクランク角センサ５４からの出力信号に基づき、夫々検出される。
【００１５】
ＥＣＵ４０Ａは、さらに入力ポ−ト４４及び出力ポ−ト４５と、Ａ／Ｄコンバータ４６ａ、４６ｂ及び４６ｃと、駆動回路４７ａ、４７ｂ、４７ｃ及び４７ｄとを有して構成されている。入力ポート４４には、リザーバタンク２６内の圧力を検出するための構成である圧力センサ５１がＡ／Ｄコンバータ４６ａを介して、アクセル開度センサ５２がＡ／Ｄコンバータ４６ｂを介して、内燃機関の温度を検出するための構成である水温センサ５３がＡ／Ｄコンバータ４６ｃを介して、夫々接続されている。また、入力ポ−ト４４には、クランク角センサ５４が接続されているほか、吸気流量を検出するための構成である図示しないエアーフローメータなどの各種のセンサも接続されている。一方、出力ポート４５には、各吸気側燃料噴射弁２１ａが駆動回路４７ａを介して、点火プラグ１及び２が駆動回路４７ｂを介して、各排気側燃料噴射弁２２ａが駆動回路４７ｃを介して、高圧燃料ポンプ２３が駆動回路４７ｄを介して、夫々接続されている。なお、図１では図示を簡略化しているが、駆動回路４７ａ、４７ｂ及び４７ｃ夫々は、各吸気側燃料噴射弁２１ａ、各点火プラブ１及び２、各排気側燃料噴射弁２２ａに個別に対応する複数の駆動回路で構成されている。
【００１６】
図２は、内燃機関１００Ａの要部を、各気筒のうちシリンダ７について示す図である。具体的には、図２（ａ）は、内燃機関１００Ａの要部をシリンダ７について上面視で概念的に示す図であり、図２（ｂ）は、内燃機関１００Ａの要部をシリンダ７について側面視で概念的に示す図である。なお、図２では各気筒の代表としてシリンダ７について内燃機関１００Ａの要部を示しているが、本実施例では他の気筒についても同様の構造となっている。内燃機関１００Ａは、シリンダブロック３Ａ、シリンダヘッド４Ａ、ピストン５等を有して構成されている。シリンダブロック３Ａには、略円筒状のシリンダ７が形成されている。シリンダ７内には、ピストン５が収容されている。シリンダブロック３Ａの上面にはシリンダヘッド４Ａが固定されている。燃焼室６は、シリンダブロック３Ａ、シリンダヘッド４Ａ及びシリンダ７に囲まれた空間として形成されている。シリンダヘッド４Ａには、燃焼室６に吸気を導くための吸気ポート８ａ及び８ｂのほか、燃焼したガスを燃焼室６から排気するための排気ポート９ａ及び９ｂが形成され、さらにこれら吸排気ポート８及び９の流路を開閉するための吸排気弁（図示省略）が配設されている。また、吸気ポート８には図示しない気流制御弁（旋回気流生成手段）が配設されており、ＥＣＵ４０Ａの制御のもと、アクチュエータ（図示省略）が気流制御弁の開度を変更すると、この開度変化に伴って、吸気の流量及び流速が変化する。吸気は、気流制御弁全閉時から半開時にかけて吸気ポート８内で偏流され、本実施例では燃焼室６で強度の高いスワール流Ｓに生成される。なお、ピストン５の頂面にはキャビティが形成されていてもよい。
【００１７】
燃料噴射弁２１ａ及び２２ａ夫々は、シリンダ７の中心軸線Ｐ１を含み、且つクランク軸線（図示省略）に略直交する平面を含むように配設されている。より具体的には、吸気側及び排気側燃料噴射弁２１ａ及び２２ａは、夫々本体の中心軸線が上述の平面に含まれるとともに、中心軸線Ｐ１に略直交するように配設されている。なお、クランク軸線は中心線Ｐ２と略平行に延伸している。また、燃料噴射弁２１ａ及び２２ａ夫々は、スワール流Ｓに沿う方向に燃料を噴射する噴射孔（図示省略）を備えている。これら噴射孔は燃焼室６内に突出しており、噴射された燃料は噴霧Ｆを形成する。点火プラグ１は、電極を燃焼室６内に突出させた状態で排気側燃料噴射弁２２ａに向かうスワール流Ｓに対応させて配設されている。同様に、点火プラグ２は、吸気側燃料噴射弁２１ａに向かうスワール流Ｓに対応させて配設されている。これら点火プラグ１及び２は、夫々の本体の中心軸線が中心軸線Ｐ１を含み、且つクランク軸線に略平行な平面に含まれるとともに、中心軸線Ｐ１と略平行になるように燃焼室６に対して均等に配設されている。
【００１８】
上述の構成で、次に燃焼室６内で行われる燃焼について詳述する。吸気工程では吸気が供給され、燃焼室６内にスワール流Ｓが生成される。内燃機関１００Ａで成層燃焼が行われる場合には、燃料噴射弁２１ａ及び２２ａは、ＥＣＵ４０Ａの制御のもと、希薄混合気を生成するための第１段階の燃料噴射を吸気工程で行い、着火可能な濃い混合気を生成するための第２段階の燃料噴射を圧縮工程で行う。また、内燃機関１００Ａで均質燃焼が行われる場合には、燃料噴射弁２１ａ及び２２ａは、ＥＣＵ４０Ａの制御のもと、均質な混合気を生成するための燃料噴射を吸気工程で行う。但し、燃料噴射制御の態様はこれらに限られず、例えば複数回に亘って段階的に燃料を噴射したり、さらにその際夫々の段階で互いに燃料噴射圧を変更したりするなど、適宜の態様であってよい。この際、燃料はスワール流Ｓに沿って噴射されるので、スワール流Ｓの強度が高められる。また、本実施例に係る内燃機関１００Ａでは、燃料噴射によりスワール流Ｓの強度が高められる分、吸気の偏流度合いを小さくすることで、気流制御弁に起因する吸気抵抗が低減されている。これにより、同一強度のスワール流Ｓを生成する場合でも、より吸気流量が増大するため、成層燃焼を行う小中負荷運転領域では希薄燃焼領域が拡大し、さらに均質燃焼を行う中高負荷運転領域では混合気のミキシング性の向上及び乱れの増大が図られる。
【００１９】
一方、吸気工程で噴射された燃料は圧縮工程でピストン５が上死点付近に到達するまでの間に、ミキシング性の高い混合気に生成される。さらに点火時期になると、ＥＣＵ４０Ａの制御のもと、点火プラグ１及び２が混合気に火花を点火する。本実施例では混合気が均等に配置された点火プラグ１及び２で点火されるため、火炎夫々の伝播距離が最短になり、より高い燃焼速度で急速燃焼する。また、本実施例では火炎夫々がスワール流Ｓの流れとともに伝播しやすくなるため、燃料噴射弁２１ａ及び２２ａの噴射孔が火炎夫々により洗浄される。これにより、更なる燃費の向上及びエミッションの低減が図られるとともに、デポジットの付着も好適に抑制される。以上により、一気筒あたりに２つの燃料噴射弁２１ａ及び２２ａを備えている場合に、より好適な燃焼を実現可能な内燃機関１００Ａを実現可能である。
【実施例２】
【００２０】
図３は、内燃機関１００Ｂの要部を、各気筒のうちシリンダ７について示す図である。具体的には、図３（ａ）は、内燃機関１００Ｂの要部をシリンダ７について上面視で概念的に示す図であり、図３（ｂ）は、内燃機関１００Ｂの要部をシリンダ７について側面視で概念的に示す図である。本実施例に係る内燃機関１００Ｂは、実施例１に係る内燃機関１００Ａとは点火プラグ１及び２の配置が異なっている。また、内燃機関１００Ｂは、燃料噴射弁２１ａ及び２２ａの代わりにこれらと燃料噴射方向が異なる燃料噴射弁２１ｂ及び２２ｂを内燃機関１００Ａとは異なる配置で備えており、さらにこれらに伴いシリンダブロック３Ａがシリンダブロック３Ｂに、シリンダヘッド４Ａがシリンダヘッド４Ｂに変更されている以外、内燃機関１００Ａと同一のものとなっている。また、説明の便宜上、ＥＣＵ４０Ｂと称しているが、本実施例ではＥＣＵ４０Ｂは実施例１で示したＥＣＵ４０Ａと同一のものとなっている。
【００２１】
燃料噴射弁２１ｂ及び２２ｂ夫々は、シリンダ７の中心軸線Ｐ１を含み、且つクランク軸線に略直交する平面を挟むように配設されている。より具体的には、吸気側及び排気側燃料噴射弁２１ｂ及び２２ｂは、夫々本体の中心軸線が上述の平面から略直交する方向に等間隔で夫々反対側に向かってオフセットした位置に、中心軸線Ｐ１を含み、且つクランク軸線に略平行な平面に略直交するように配設されている。また、本実施例では燃料噴射弁２１ｂ及び２２ｂ夫々は、上述の配置でスワール流Ｓに沿う方向に燃料を噴射する噴射孔を備えている。一方、点火プラグ１は、電極を燃焼室６内に突出させた状態で排気側燃料噴射弁２２ｂの噴射孔に向かうスワール流Ｓに対応させて配設されている。同様に、点火プラグ２は、吸気側燃料噴射弁２１ｂの噴射孔に向かうスワール流Ｓに対応させて配設されている。これら点火プラグ１及び２は、夫々の本体の中心軸線が中心軸線Ｐ１を含み、且つクランク軸線に略直交する平面に含まれるとともに、燃焼室６上方のペントルーフ壁面に略直交するように燃焼室６に対して均等に配設されている。
【００２２】
上述の構成で、次に燃焼室６内で行われる燃焼について詳述する。本実施例においても、実施例１と同様、ＥＣＵ４０Ｂの制御のもとに行われる燃料噴射弁２１ｂ及び２２ｂからの燃料噴射に基づき、成層燃焼を行う小中負荷運転領域では希薄燃焼領域が拡大し、さらに均質燃焼を行う中高負荷運転領域では混合気のミキシング性の向上及び乱れの増大が図られる。また、本実施例においても、ＥＣＵ４０Ｂの制御のもと、混合気が点火時期に均等に配置された点火プラグ１及び２で点火されるため、火炎夫々の伝播距離が最短になり、より高い燃焼速度で急速燃焼する。また、本実施例においても、火炎夫々がスワール流Ｓの流れとともに伝播しやすくなるため、燃料噴射弁２１ｂ及び２２ｂの噴射孔が火炎夫々で洗浄される。これにより、更なる燃費の向上及びエミッションの低減が図られるとともに、デポジットの付着も好適に抑制される。
【００２３】
なお、内燃機関１００Ｂは、例えばペントルーフ形状により点火プラグ１及び２の突出位置が実施例１に係る内燃機関１００Ａとは異なってくることなどから、燃焼態様も実施例１に係る内燃機関１００Ａとは多少異なってくる。そのため、本実施例に係る内燃機関１００Ｂは、生成するスワール流Ｓの強度や燃焼室６の形状など内燃機関の他の諸元と組み合わされてより高い度合いの効果が得られる場合や、内燃機関全体として他の構成と組み合わされた状態でより有利な構造にできる場合などには、内燃機関１００Ａに対して選択的に採用可能である。また、同様に、内燃機関１００Ａ及び１００Ｂに対して例えば点火プラグ１及び２を備える代わりに燃焼室６の上方略中央に点火プラグを一つ備えたような内燃機関夫々の場合についても、夫々の内燃機関を選択的に採用可能である。以上により、一気筒あたりに２つの燃料噴射弁２１ｂ及び２２ｂを備えている場合に、より好適な燃焼を実現可能な内燃機関１００Ｂを実現可能である。
【実施例３】
【００２４】
図４は、内燃機関１００Ｃの要部を、各気筒のうちシリンダ７について示す図である。具体的には、図４（ａ）は、内燃機関１００Ｃの要部をシリンダ７について上面視で概念的に示す図であり、図４（ｂ）は、内燃機関１００Ｃの要部をシリンダ７について側面視で概念的に示す図である。本実施例に係る内燃機関１００Ｃは、燃料噴射弁２１ａ及び２１ｂの代わりにこれらと燃料噴射方向が異なる燃料噴射弁２１ｃ及び２２ｃを備えているほか、スワール流Ｓを生成する代わりにタンブル流Ｔを生成する気流制御弁を備えており、さらに、点火プラグ１及び２の配置が異なるために、シリンダヘッド４Ａがシリンダヘッド４Ｃに変更されている以外、実施例１に係る内燃機関１００Ａと同一のものとなっている。なお、説明の便宜上、シリンダブロック３Ｃと称しているが、本実施例ではシリンダブロック３Ｃは実施例１で示したシリンダブロック３Ａと同一のものとなっている。同様に、ＥＣＵ４０Ｃと称しているが、本実施例ではＥＣＵ４０Ｃは実施例１で示したＥＣＵ４０Ａと同一のものとなっている。
【００２５】
燃料噴射弁２１ｃ及び２２ｃは、実施例１と同様、夫々本体の中心軸線がシリンダ７の中心軸線Ｐ１を含み、且つクランク軸線に略直交する平面に含まれるとともに、中心軸線Ｐ１に略直交するように配設されているが、本実施例では、燃料噴射弁２１ｃ及び２２ｃ夫々は、タンブル流Ｔに沿う方向に燃料を噴射する噴射孔を備えている。また、本実施例では、点火プラグ１は、電極を燃焼室６内に突出させた状態で排気側燃料噴射弁２２ｃの噴射孔に向かうタンブル流Ｔに対応させて配設されている。なお、このタンブル流Ｔは構造上、排気側燃料噴射弁２２ｃの噴射孔に到達する前に、吸気側燃料噴射弁２１ｃの噴射孔を通過することになる。そのため、本実施例では、点火プラグ１からの火花に基づき伝播する火炎は、燃料噴射弁２２ｃの噴射孔だけでなく、燃料噴射弁２１ｃの噴射孔も同時に洗浄することになる。また、点火プラグ１と同様にして、点火プラグ２も、吸気側燃料噴射弁２１ｃの噴射孔に向かうタンブル流Ｔに対応させて配設されている。これら点火プラグ１及び２は、夫々の本体の中心軸線が中心軸線Ｐ１を含み、且つクランク軸線に略直交する平面に含まれるとともに、燃焼室６上方のペントルーフ壁面に略直交するようにして、燃焼室６に対して均等に配設されている。
【００２６】
上述の構成で、次に燃焼室６内で行われる燃焼について詳述する。本実施例においても、実施例１と同様、ＥＣＵ４０Ｃの制御のもとに行われる燃料噴射弁２１ｃ及び２２ｃからの燃料噴射に基づき、成層燃焼を行う小中負荷運転領域では希薄燃焼領域が拡大し、さらに均質燃焼を行う中高負荷運転領域では混合気のミキシング性の向上及び乱れの増大が図られる。また、本実施例においても、ＥＣＵ４０Ｃの制御のもと、混合気が点火時期に均等に配置された点火プラグ１及び２で点火されるため、火炎夫々の伝播距離が最短になり、より高い燃焼速度で急速燃焼する。また、本実施例においても、火炎夫々がタンブル流Ｔの流れとともに伝播しやすくなるため、燃料噴射弁２１ｃ及び２２ｃの噴射孔が火炎夫々で洗浄される。すなわち、燃焼室６内でタンブル流Ｔが生成される場合でも、本実施例に係る内燃機関１００Ｃによれば、更なる燃費の向上及びエミッションの低減とともに、デポジット付着の抑制を図ることが可能である。以上により、一気筒あたりに２つの燃料噴射弁２１ｃ及び２２ｃを備えている場合に、より好適な燃焼を実現可能な内燃機関１００Ｃを実現可能である。
【実施例４】
【００２７】
本実施例では、筒内燃料噴射式内燃機関の制御装置としてのＥＣＵ４０Ｄが行う制御について詳述する。本実施例に係るＥＣＵ４０Ｄは、後述する図５及び図６のフローチャートに示す処理が記述された燃料噴射弁選択用プログラムをＲＯＭ４２がさらに格納している以外、実施例１で示したＥＣＵ４０Ａと同一のものとなっている。なお、このプログラムは他のプログラムと一体として組み合わされていてもよい。また、本実施例では、ＥＣＵ４０Ｄの制御対象を内燃機関１００Ａとしているが、ＥＣＵ４０Ｄの制御対象は実施例２または３で示した内燃機関１００Ｂや１００Ｃであってもよく、さらにこれに限られず、ＥＣＵ４０Ｄの制御対象は、吸気ポート８側の燃料噴射弁２１と、排気ポート９側の燃料噴射弁２２とを備える筒内燃料噴射式内燃機関であればよい。
【００２８】
図５は、本実施例に係るＥＣＵ４０Ｄで、暖機中に燃料噴射弁２２のみで燃料を噴射するためにＣＰＵ４１が行う処理をフローチャートで示す図である。ＲＯＭ４２に格納された燃料噴射弁選択用プログラムに基づき、ＣＰＵ４１がフローチャートに示す処理を極短い時間で繰り返し実行することで、ＥＣＵ４０Ｄは、暖機中に燃料噴射弁２２のみで燃料を噴射するよう燃料噴射弁２１及び２２を制御する。ＣＰＵ４１は、内燃機関１００Ａが暖気中であるか否かを判定する処理を実行する（ステップ１１）。より具体的には、本実施例では、水温センサ５３からの出力信号に基づき検出された内燃機関１００Ａの水温が、所定値以下であるか否かを判定する処理をＣＰＵ４１が実行することで、内燃機関１００Ａが暖機中であるか否かが判定される。なお、本実施例ではこの所定値が適温（例えば７０℃）に設定されており、水温がこの所定値以下である場合、内燃機関１００Ａは暖機中ということになる。ステップ１１において肯定判定である場合には、ＣＰＵ４１は、燃料噴射弁２１ａの使用を禁止する処理を実行する（ステップ１２）。一方、ステップ１１において否定判定である場合には、ＣＰＵ４１は、燃料噴射弁２１ａ及び２２ａの使用をともに許可する処理を実行する（ステップ１３）。これにより、暖機が完了する前の冷間時には、導管３１内で排気ガスからの熱を受熱する燃料が供給される燃料噴射弁２２ａのみで燃料を噴射することができ、その結果、より微粒化が促進された燃料で燃焼が行われるため、燃費の向上及びエミッションの低減が図られる。
【００２９】
また、図６は、本実施例に係るＥＣＵ４０Ｄで、熱的に過酷な条件下で燃料噴射弁２１ａのみで燃料を噴射するためにＣＰＵ４１が行う処理をフローチャートで示す図である。ＲＯＭ４２に格納された燃料噴射弁選択用プログラムに基づき、ＣＰＵ４１がフローチャートに示す処理を極短い時間で繰り返し実行することで、ＥＣＵ４０Ｄは、熱的に過酷な条件下で燃料噴射弁２１ａのみで燃料を噴射するよう燃料噴射弁２１ａ及び２２ａを制御する。ＣＰＵ４１は、内燃機関１００Ａが熱的に過酷な条件下にあるか否かを判定する処理を実行する（ステップ２１）。より具体的には、本実施例では、水温センサ５３からの出力信号に基づき検出された内燃機関１００Ａの水温が、所定値以下であるか否かを判定する処理をＣＰＵ４１が実行することで、内燃機関１００Ａが熱的に過酷な条件下にあるか否かが判定される。なお、本実施例ではこの所定値が１０５℃に設定されており、水温がこの所定値よりも大きい場合、内燃機関１００Ａは熱的に過酷な条件下にあるということになる。ステップ２１において肯定判定である場合には、ＣＰＵ４１は、燃料噴射弁２２ａの使用を禁止する処理を実行する（ステップ２２）。一方、ステップ２１において否定判定である場合には、ＣＰＵ４１は、燃料噴射弁２１ａ及び２２ａの使用をともに許可する処理を実行する（ステップ２３）。これにより、熱的に過酷な条件下で排気側燃料噴射弁２２ａに供給される燃料が排気ガスからの熱を導管３１内で受熱してパーコレーションを起こしている場合でも、燃料噴射弁２１ａのみで燃料を噴射することで、不安定な燃焼状態になることを回避でき、以って燃費の向上及びエミッションの低減を図ることができる。以上により、例えば内燃機関１００Ａのように一気筒あたりに２つの燃料噴射弁２１ａ及び２２ａを備えている場合に、より好適な燃焼を実現可能なＥＣＵ４０Ｄを実現可能である。
【００３０】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１に係る内燃機関１００Ａを、実施例１において内燃機関１００Ａに関連性の高い他の構成とともに示す図である。
【図２】内燃機関１００Ａの要部をシリンダ７について示す図である。
【図３】内燃機関１００Ｂの要部をシリンダ７について示す図である。
【図４】内燃機関１００Ｃの要部をシリンダ７について示す図である。
【図５】ＥＣＵ４０Ｄで、暖機中に燃料噴射弁２２のみで燃料を噴射するためにＣＰＵ４１が行う処理をフローチャートで示す図である。
【図６】ＥＣＵ４０Ｄで、熱的に過酷な条件下で燃料噴射弁２１のみで燃料を噴射するためにＣＰＵ４１が行う処理をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、２  点火プラグ
１０  吸気系
２１  吸気側燃料噴射弁
２２  排気側燃料噴射弁
４０  ＥＣＵ
１００  筒内燃料噴射式内燃機関
【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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