(57)【要約】【課題】筒内噴射エンジンにおいて、高出力化を達成する筒内噴射エンジンの燃料供給システム及び燃料供給方法を提供すること。【解決手段】本発明では、筒内噴射エンジンのシリンダに直接燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、エンジン吸入空気量を増加させる過給装置とを備えた筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、前記第一燃料噴射弁とは別に第二燃料噴射弁を設け、所定のエンジン負荷領域では前記第一燃料噴射弁と前記第二燃料噴射弁を用いて燃料供給する。このように構成された筒内噴射エンジンの燃料供給システムでは、シリンダに噴射する前記第一燃料噴射弁での供給燃料量が限られていても、前記第二燃料噴射弁で不足分を供給することが可能となるためエンジンの高出力化が可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内噴射エンジンのシリンダに直接燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、エンジン吸入空気量を増加させる過給装置とを備えた筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、
前記第一燃料噴射弁とは別に第二燃料噴射弁を設け、所定のエンジン負荷領域では前記第一燃料噴射弁と前記第二燃料噴射弁を用いて燃料供給することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、前記第二燃料噴射弁は、前記第一燃料噴射弁の上流側の吸気通路内に設けたことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項３】
請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、前記過給装置の下流側にエンジン吸入空気量を制御するスロットル弁を設け、前記第二燃料噴射弁は該スロットル弁をバイパスする補助空気通路内に設けたことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項４】
請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、前記第二燃料噴射弁または、前記第二燃料噴射弁に近接した位置に電気ヒータを設けたことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項５】
請求項４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給装置において、エンジン負荷が所定の値より高い領域では前記電気ヒータを非通電にすることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項６】
請求項４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給装置において、前記第一燃料噴射弁と前記第二燃料噴射弁を用いて燃料供給している状態では前記電気ヒータを非通電にすることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給装置。
【請求項７】
請求項４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給装置において、エンジン負荷が所定の値より高い領域であって、前記第一燃料噴射弁と前記第二燃料噴射弁を用いて燃料供給している状態では前記電気ヒータを非通電にすることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給装置。
【請求項８】
請求項４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、始動クランキングから所定時間以内の触媒温度上昇期間中で前記電気ヒータに通電することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項９】
請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、エンジン出力に寄与する燃焼に第二燃料噴射弁から噴射した燃料を用いることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、エンジン出力に寄与する燃焼に第二燃料噴射弁の燃料と第一燃料噴射弁からの１部の燃料を用いることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、前記第一燃料噴射弁への供給圧力が前記第二燃料噴射弁の供給圧力よりも高いことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、前記第一燃料噴射弁へはメカ式の高圧ポンプで燃料を供給し、前記第二燃料噴射弁へはモータ式の低圧ポンプで燃料を供給することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項１３】
第一燃料噴射弁から筒内噴射エンジンのシリンダに直接燃料を噴射する筒内噴射エンジンの燃料供給方法において、
前記第一燃料噴射弁とは別に第二燃料噴射弁を設け、所定のエンジン負荷領域では前記第一燃料噴射弁と前記第二燃料噴射弁を用いて前記筒内噴射エンジンのシリンダに燃料供給することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給方法において、前記第二燃料噴射弁または、前記第二燃料噴射弁に近接した位置に電気ヒータを設け、前記第二燃料噴射弁から供給される燃料を加熱することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給方法において、エンジン負荷が所定の値に達するまで前記電気ヒータを通電し、前記第二燃料噴射弁から供給される燃料を加熱することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給方法において、始動クランキングから所定時間以内の触媒温度上昇期間中で前記電気ヒータに通電し、前記第二燃料噴射弁から供給される燃料を加熱することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給システム。
【請求項１７】
請求項１４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給方法において、エンジン出力に寄与する燃焼に第二燃料噴射弁から噴射した燃料を用いることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給方法において、エンジン出力に寄与する燃焼に第二燃料噴射弁の燃料と第一燃料噴射弁からの１部の燃料を用いることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給方法において、前記第一燃料噴射弁への供給圧力が前記第二燃料噴射弁の供給圧力よりも高いことを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の筒内噴射エンジンの燃料供給方法において、前記第一燃料噴射弁へはメカ式の高圧ポンプで燃料を供給し、前記第二燃料噴射弁へはモータ式の低圧ポンプで燃料を供給することを特徴とする筒内噴射エンジンの燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内噴射エンジンの燃料供給システム及び筒内噴射エンジンの燃料供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、例えば、米国特許第５８９４８３２号公報には、燃料噴射弁により噴射される燃料を吸気通路に設けたヒータで加熱し、気化することにより、吸気通路や吸気弁に付着する燃料を減らし、特に冷機始動時の燃焼改善と、有害な炭化水素の排出量の低減を図ることが提案されている。
【０００３】
また、ポート噴射のエンジンに対して、例えば、特開平１１−１６６４２１号公報に記載のように成層燃焼による燃費低減を狙った筒内噴射エンジンも提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５８９４８３２号公報
【特許文献２】
特開平１１−１６６４２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ポート噴射エンジンでは、各気筒に設けられた第一燃料噴射弁が燃料を噴射できる期間は次の自由度を持つ。噴射した燃料が燃焼に関わる１つ前の圧縮行程〜１つ前の膨張行程〜１つ前の排気行程〜吸入行程である。
【０００６】
一方、筒内噴射エンジンでは、各気筒に設けられた第一燃料噴射弁が燃料を噴射できる期間はポート噴射エンジンに比べて短く、吸入行程〜圧縮行程のみである。
【０００７】
よって、筒内噴射の第一燃料噴射弁にはポート噴射の第一燃料噴射弁よりも高い噴射率とダイナミックレンジが要求される。
【０００８】
従来技術において、燃料圧力を高くして高い噴射率を実現したり、燃料圧力を可変としてダイナミックレンジを大きくしていた。
【０００９】
しかし、アイドリング時の負荷がほぼ同じで最大出力が大きくなる過給装置を備えた筒内噴射エンジンにおいては、さらに大きなダイナミックレンジが要求され、筒内噴射エンジンの過給装置による高出力化には限界があった。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高出力化を達成する筒内噴射エンジンの燃料供給システム及びその方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明では、筒内噴射エンジンのシリンダに直接燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、エンジン吸入空気量を増加させる過給装置とを備えた筒内噴射エンジンの燃料供給システムにおいて、前記第一燃料噴射弁とは別に第二燃料噴射弁を設け、所定のエンジン負荷領域では前記第一燃料噴射弁と前記第二燃料噴射弁を用いて燃料供給することを特徴とする。
【００１２】
このように構成された筒内噴射エンジンの燃料供給システムでは、シリンダに噴射する前記第一燃料噴射弁での供給燃料量が限られていても、前記第二燃料噴射弁で不足分を供給することが可能となるためエンジンの高出力化が可能である。
【００１３】
また、前記第二燃料噴射弁または、前記第二燃料噴射弁に近接した位置に電気ヒータを設けたことを特徴としている。
【００１４】
このように構成することで、エンジン冷機時においても前記第二燃料噴射弁からの供給燃料を気化しやすくして、安定した燃焼を提供することが可能である。
【００１５】
また、エンジン負荷が所定の値より高い領域では前記電気ヒータを非通電にする、或いは、前記第一燃料噴射弁と前記第二燃料噴射弁を用いて燃料供給している状態では前記電気ヒータを非通電にする、或いはまた、エンジン負荷が所定の値より高い領域であって、前記第一燃料噴射弁と前記第二燃料噴射弁を用いて燃料供給している状態では前記電気ヒータを非通電にすることを特徴とする。
【００１６】
このように構成することで、電気ヒータによる気化が不必要なときに電力をセーブし、かつ、連続運転からヒータへの過不可を保護することが可能である。
【００１７】
また、始動クランキングから所定時間以内の触媒温度上昇期間中で前記電気ヒータに通電することを特徴とする。
【００１８】
このように構成することで、エンジン始動から所定時間内の条件で前記第二燃料噴射弁からの供給燃料の気化が必要なときに、ヒータ通電を行うことが可能である。
【００１９】
また、エンジン出力に寄与する燃焼に前記第一燃料噴射弁から噴射した燃料を用い、エンジン出力に寄与しない行程で前記第二燃料噴射弁から燃料を噴射することを特徴とする。
【００２０】
このように構成することで、特にエンジン始動後の触媒温度が低く、早期に活性化させる必要があるときに前記第二燃料噴射弁で主燃焼を形成し、前記第一燃料噴射弁で圧縮行程から排気行程の間に高い自由度で燃料を噴射して排気管内で反応させて急速に触媒の温度を上昇させることが可能である。
【００２１】
また、エンジン出力に寄与する燃焼に前記第二燃料噴射弁の燃料と前記第一燃料噴射弁からの１部の燃料を用い、エンジン出力に寄与しない行程で第一燃料噴射弁から燃料を噴射することを特徴とする。
【００２２】
このように構成することによって、特にエンジン始動後の触媒温度が低く、早期に活性化させる必要があるときに前記第二燃料噴射弁および前記第一燃料噴射弁で主燃焼を形成し、前記第一燃料噴射弁で圧縮行程から排気行程の間に高い自由度で燃料を噴射して排気管内で反応させて急速に触媒の温度を上昇させることが可能である。
【００２３】
更に、前記第一燃料噴射弁へはメカ式の高圧ポンプで燃料を供給し、前記第二燃料噴射弁へはモータ式の低圧ポンプで燃料を供給することを特徴としている。
【００２４】
このように構成することによって、特にエンジン始動時の回転が低く、エンジン回転に比例して吐出し流量の変わるメカ式の高圧ポンプの流量が低い時においても、エンジン回転数の影響をうけないモータ式低圧ポンプで前記第二燃料噴射弁からエンジンに必要な燃料噴射量を確保することが可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態である筒内噴射エンジンの燃料供給システムについて説明する。
【００２６】
図１は、筒内噴射エンジン５０７のシステムの全体構成を示したものである。
シリンダ５０７ｂに導入される空気（その流量をＱｃとする）は、エアクリーナ５０２の入口部５０２ａから取り入れられ、エンジンの運転状態計測手段の一つである空気流量を計るエアフローセンサ５０３を通り、過給装置５３４で加圧された後、インタークーラー５３３を通り、次に吸気流量を制御する電制スロットル弁５０５ａが収容されたスロットルボディ５０５を通ってコレクタ５０６に入る。前記エアフローセンサ５０３からは、前記吸気流量を表す信号がエンジン制御装置であるコントロールユニット５１５に出力されている。
【００２７】
また、前記スロットルボディ５０５には、電制スロットル弁５０５ａの開度を検出するエンジンの運転状態計測手段の一つであるスロットルセンサ５０４が取り付けられており、その信号もコントロールユニット５１５に出力されるようになっている。
【００２８】
コレクタ５０６に吸入された空気（その圧力をＰｍとする）は、エンジン５０７の各シリンダ５０７ｂに接続された各吸気管５０１に分配された後、シリンダ
５０７ｂの燃焼室に導かれる。
【００２９】
一方、ガソリン等の燃料は、燃料タンク５１４から燃料ポンプ５１０により一次加圧されて燃圧レギュレータ５１２により一定の圧力（例えば３ｋｇ／ｃｍ２）に調圧されるとともに、燃料ポンプ５１１でより高い圧力に二次加圧されて、各シリンダ５０７ｂに設けられているインジェクタ５０９から燃焼室に噴射される。
【００３０】
上記燃料系以外にはスロットルバルブ下流に位置する第二燃料噴射弁５３０から燃料を供給し、ヒータ５３１で供給燃料を加熱できる構成になっている。
【００３１】
上記のように第一燃料噴射弁であるインジェクタ５０９から供給される燃料、第二燃料噴射弁５３０から供給される燃料、或いは両者から供給される燃料は、点火コイル５２２で高電圧化された点火信号により点火プラグ５０８で着火される。
【００３２】
インテークマニホールドに位置するタンブルコントロールバルブ５３２を閉じることにより、シリンダに流入する空気の流れが速くなり、燃焼室内でタンブルを生成して、主に、成層燃焼時に燃焼を安定させる。
【００３３】
また、エンジンのクランクシャフトに取り付けられたクランク角センサ５１６は、クランク軸の回転位置を表す回転信号（回転数）検出用の角度信号ＰＯＳをコントロールユニット５１５に出力する。排気管中の触媒５２０の上流に設けられたＡ／Ｆセンサ５１８は、排気ガスを検出し、その検出信号がコントロールユニット５１５に出力されている。その他、コントロールユニットへ出力されるセンサ信号は、水温センサ５１７で検出するエンジン冷却水温，アクセルペダルセンサ５２１などがある。
【００３４】
図２は、本発明に関するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）の構成を示す図である。コントロールユニット５１５の主要部は、図２に示すように、ＭＰＵ６０３，ＲＯＭ６０２，ＲＡＭ６０４及びＡ／Ｄ変換器を含むＩ／ＯＬＳＩ６０１等で構成され、エンジンの運転状態を計測（検出）する手段の一つであるアクセル開度センサ（ＡＰＳ）５２１，燃圧センサ５２３を含む各種のセンサ等からの信号を入力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、第一燃料噴射弁としての前記各インジェクタ５０９，第二燃料噴射弁５３０，点火コイル５２２等に所定の制御信号を供給して燃料供給量制御，点火時期制御等を実行するものである。
【００３５】
図３はインジェクタ５０９の噴射量特性を示す図であり、３種類のインジェクタの特性を示している。
【００３６】
特性３０をベース特性とする。ポイント３０ａが示すのは噴射時間に対して燃料噴射量の直線性が得られる最小ポイントである。また、ポイント３０ｂは所定の噴射期間での最大噴射量を示す。一方、加給装置等で出力を上げたいエンジンでは最大噴射量を向上する必要がある。
【００３７】
そこで、インジェクタ５０９の噴口を拡げる等、幾何学的に設計を変えると特性３１のようになる。所定の噴射期間での最大噴射量は３１ｂとなり３０ｂに対して増加するが、一方で直線性が得られる最小ポイントも３１ａのように増加してしまう。このような特性３１ｂの場合、エンジンの最大出力の特性は満たしてもアイドリングの安定性や空燃比制御性で不利となる。理想の特性は、最大噴射量も最小噴射量も満たす点線で示した特性３２であるが、現実的にはインジェクタ単品の特性として実現するのは困難である。
【００３８】
図４は燃料圧力と噴射量の関係を示す図である。条件は、一定のインジェクタ噴射時間で燃料圧力を変えた場合の特性である。特性４１で示すように燃料圧力を上げるほど噴射量を増加させることができる。しかし、これには燃焼を考慮した場合に限界がある。
【００３９】
図５は燃料圧力に対するＳＯＯＴ（すす）の量を示す図である。燃料圧力を上げて行き、所定値を超えるとＳＯＯＴの量が急激に上昇してしまう。よって、図４，図５からわかるのは、最大噴射量を増やそうと燃料圧力を上げるのには限界があることを示している。
【００４０】
図６は総燃料噴射量と各燃料噴射弁からの噴射量の関係を示す図である。第一燃料噴射弁としてインジェクタ５０９を使い、第二燃料噴射弁を組み合わせた場合の特性を示す。縦軸は第一，第二噴射弁の総量を示し、横軸はそれぞれの噴射量を示している。
【００４１】
第一噴射弁としては図３のベース特性３０のインジェクタを使用したと仮定している。総噴射量が少ない方から多い方に向かってポイント３０ｂまでは第一噴射弁のみで、それぞれ噴射量６０ａを噴射する。ポイント３０ｂを超えた部分は第二インジェクタから噴射量６０ｂを噴射する。ベース特性３０のため、最小噴射量は図３の３０ａを確保したまま第二噴射弁により最大噴射量は図３の３１ｂを満たすことが可能となる。
【００４２】
図７は負荷と燃料噴射量との関係を示す図である。横軸をエンジンの負荷とし、縦軸を総燃料噴射量としている。所定負荷以上では第一燃料噴射弁流量は一定で、第二噴射弁流量が増やすことを示している。
【００４３】
図８は空燃比マップ及び第二燃料噴射弁の使用範囲を示す図である。成層燃焼を行う筒内噴射エンジンでの空燃比設定例は、図８のように低負荷側から成層リーン，均質リーン，ストイキ，リッチとなっている。ここで、図中点線で示した負荷以下では第二噴射弁は未使用とし、点線で示した負荷以上で第二噴射弁を使用する。
【００４４】
図９は第一燃料噴射弁と第二燃料噴射弁の関係に着目してまとめた筒内噴射エンジンの燃料供給システム図である。
【００４５】
エンジンの吸気通路６には吸入空気量センサ５０３，スロットル弁５０５ａが設けられる。シリンダ毎に第一燃料噴射弁５０９が設けられる。そして、図１でも示したように、第一燃料噴射弁５０９の上流側の吸気通路内には第二燃料噴射弁５３０が設けられている。第二燃料噴射弁５３０としてエアアシスト式の高微粒化噴射弁および燃料微粒化用の空気をスロットル弁５０５ａの上流から取り込み、第二燃料噴射弁５３０に供給する空気通路１１が設けられる。
【００４６】
一般的に、噴射燃料の粒径を１０ミクロン程度まで微粒化すれば、燃料は吸気通路に付着すること無くシリンダに流入することが知られており、吸気通路に付着する燃料が少なくなるように第二燃料噴射弁５３０の噴射燃料は約１０ミクロンに微粒化される。
【００４７】
そして、第二燃料噴射弁５３０の噴射方向にはヒータ５３１が設けられる。ヒータは、例えば、自己温度制御機能をもち温度を一定に保つことのできるＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ等を用いてもよい。ヒータ５３１にはバッテリ１２より、ヒータリレー１３を介して電流が供給される。ヒータ電流は電流検出用抵抗２０の端子電圧により検出される。また、スロットル弁をバイパスする補助空気通路９には補助空気の量を調節するアイドルスピードコントロールバルブ１０（ＩＳＣバルブ）が設けられる。ここで、図１のような電制スロットルを用いるエンジンシステムでＩＳＣバルブは一般的に不要である。
【００４８】
なお、図１，図９では、第一燃料噴射弁５０９の上流側の吸気通路内には第二燃料噴射弁５３０が設けられているが、第二燃料噴射弁を該スロットル弁をバイパスする補助空気通路９に設けてもよい。
【００４９】
図１０乃至図１２は、第一燃料噴射弁５０９，第二燃料噴射弁５３０及びヒータ５３１の動作関係を示す図である。この中で、図１０，図１１は従来の使用例であり、図１２が本発明の特徴的な使用例である。
【００５０】
まず、図１０には、ヒータとの組合せによる、始動時における従来の第二燃料噴射弁の使用方法を示す。
【００５１】
第一燃料噴射弁による始動後に回転数（ａ）が所定値（完爆判定レベル）以上に上昇した後は、（ｂ）に示すようにエンジンの吸気動作により吸気通路の圧力が小さくなり、スロットル弁上流と噴射弁下流の吸気通路の圧力差が大きくなって微粒化のための空気が供給されることで燃料が十分に微粒化されるので、（ｄ）の実線のように第一燃料噴射弁の噴射を停止して、（ｅ）の実線に示すように第二燃料噴射弁による噴射を開始すれば、高微粒化された燃料が吸気通路に付着すること無くシリンダに流入するので燃焼の改善を図ることができる。またこのとき（ｃ）のように第二燃料噴射弁による噴射開始と同時にヒータへの通電を開始する。
【００５２】
第二燃料噴射弁の噴射開始後は、第一燃料噴射弁で噴射する場合に比べて、吸気通路への付着燃料が減少し、燃焼安定性が向上するので、（ｆ）のように点火時期の遅角補正を実施し、排気温度を上昇させ触媒の活性を促進することができる。ここで、ヒータの消費電力を考慮して例えば冷機始動後から触媒活性までの数十秒間、ヒータへの通電、および第二燃料噴射弁で噴射を行い触媒の活性を促進するようにする。その後は第二燃料噴射弁の噴射およびヒータへの通電を停止し、第一燃料噴射弁で噴射を実施する。
【００５３】
次に、図１１に、ヒータとの組合せによる、始動時における従来の別の第二燃料噴射弁の使用方法を示す。図１１は、始動クランキング時から第二燃料噴射弁により噴射を行ったケースである。スタータによる始動クランキング開始とともに（ｄ）のように第二燃料噴射弁で噴射を開始する。このとき（ｃ）のように第一燃料噴射弁の噴射は実施しない。また（ｂ）のようにヒータへの通電は始動前の適当なタイミングで開始され、ヒータはある程度昇温されているものとする。
【００５４】
次に、図１２に、本発明の特徴的な第一・第二燃料噴射弁の使用例について説明する。
【００５５】
図１２の状態は、図８の点線より下のストイキ状態から加速して点線より上の領域に移動する過渡状態を示しており、その時の第一・第二燃料噴射弁の動きを示している。
【００５６】
まず、始動は終わっているのでスタータはＯＦＦである。また、ヒータへの通電も完全暖機後であれば不要なのでＯＦＦである。始めに運転者の加速要求によりアクセルが踏まれると、時刻ｔ１から第一燃料噴射弁からの噴射量が増加する。ｔ１では第二燃料噴射弁は０である。加速中に第一燃料噴射弁の噴射量が図６の３０ｂ相当量になると、第二燃料噴射弁からの噴射が始まる。図１２で第二燃料噴射弁からの噴射開始を表すのがｔ２である。その後も加速が続き、この例での空燃比は最終的にリッチになっている。
【００５７】
次に、図１３は、ＥＣＵ５１５に組み込まれる第二燃料噴射弁を制御するソフトウエアのフローチャートを示す。始めにブロック１３０１でバッテリ電圧のチェックを行い、ＮＧであればブロック１３０３により第二燃料噴射弁による噴射を禁止する。次にブロック１３０２で第二燃料噴射弁およびヒータの故障チェックを行い、ＮＧであればブロック１３０３により第二燃料噴射弁による噴射を禁止する。ブロック１３０１，１３０２ともにＯＫであれば第二燃料噴射弁による噴射を許可する。
【００５８】
次に、図８に示した第二燃料噴射弁を使用するかどうかのトルクしきい値Ｌｔｈを検索するのをブロック１３０５にて行う。具体的には図８に示したようにＬｔｈをエンジン回転数に対応させてテーブル値としてデータをＲＯＭにあらかじめ記憶しておき、検索する。
【００５９】
ブロック１３０６ではＥＣＵが計算している現トルクＴと前記Ｌｔｈとの比較を行う。現トルクのほうが大きければ第二燃料噴射弁からの噴射を行うためブロック１３０７へと進む。現トルクのほうが少なければブロック１３０８へと進み、第二燃料噴射弁からの噴射は行わない。次に、第二燃料噴射弁からの噴射を行うケースにおいてもエンジン冷却水温Ｔｗが所定値Ｔｌｏより高ければブロック１３１０にてヒータＯＦＦとする。他方、エンジン冷却水温Ｔｗが所定値Ｔｌｏ以下であればヒータＯＮとする。
【００６０】
次に、第一燃料噴射弁と第二燃料噴射弁の間での噴射燃料量の分配について、図１４，図１５を用いて説明する。
【００６１】
図６，図７にて第一燃料噴射弁と第二燃料噴射弁との間の基本的な分配の考え方を示した。ここでは、よりエンジン制御に適用するための具体的な方法について説明する。
【００６２】
図１４に示すように、負荷を低から高に上げて行くときに、第一燃料噴射弁を最大噴射量に固定して、それ以上を第二燃料噴射弁でコントロールすると、空燃比のフィードバック制御等の燃料量補正を第二燃料噴射弁で行わなければならない。第二燃料噴射弁は第一燃料噴射弁に対してシリンダから遠いため燃料の輸送遅れにより、空燃比，トルクの応答が遅くなる。よって、応答の速い第一燃料噴射弁で空燃比フィードバック制御等の補正を行うようにすればよい。図１４の総燃料噴射量１４０１を実現する場合、第二燃料噴射弁の分担を第一燃料噴射弁のマージン分１４０５だけ増やして１４０２とする。このようにすると、第一燃料噴射弁の燃料噴射量は１４０４となり制御用のマージン分を確保することができる。
【００６３】
以上説明した図１４の動作を時間変化で見た例が図１５である。ここで、斜線で示す第二燃料噴射弁１５０３は図１４の１４０２に相当する。空燃比フィードバック制御の例では総燃料噴射量は１４０１を中心として、第一噴射弁流量１５０１，第一噴射弁流量１５０２のような第一燃料噴射弁の変化により総量を変化させることが可能となる。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態について詳説したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
【００６５】
例えば、前記実施形態における図１３のブロック１３０７での検索は図８に示すエンジン回転数のテーブルとしているが、図６の総噴射量から求めてもよく、この場合でもダイナミックレンジの大きな燃料噴射システムを供給することが可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、第一燃料噴射弁及び第二燃料噴射弁を使用することにより、高出力化を達成する筒内噴射エンジンの燃料供給システム及びその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の筒内噴射エンジンのシステムの全体構成を示す全体システム図。
【図２】発明に関するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）の構成を示す図。
【図３】インジェクタの噴射量特性を示す図。
【図４】燃料圧力と噴射量の関係を示す図。
【図５】燃料圧力に対するＳＯＯＴ（すす）の量を示す図。
【図６】総燃料噴射量と各燃料噴射弁からの噴射量の関係を示す図。
【図７】負荷と燃料噴射量との関係を示す図。
【図８】空燃比マップ及び第二燃料噴射弁の使用範囲を示す図。
【図９】本発明の筒内噴射エンジンの燃料供給システム図。
【図１０】第一燃料噴射弁，第二燃料噴射弁及びヒータの動作関係を示す図。
【図１１】第一燃料噴射弁，第二燃料噴射弁及びヒータの動作関係を示す図。
【図１２】第一燃料噴射弁，第二燃料噴射弁及びヒータの動作関係を示す図。
【図１３】第二燃料噴射弁を制御するソフトウエアのフローチャートを示す図。
【図１４】第一燃料噴射弁，第二燃料噴射弁の燃料噴射量分配例を示す図。
【図１５】第一燃料噴射弁，第二燃料噴射弁の燃料噴射量分配例を示す図。
【符号の説明】
６…吸気通路、１０…ＩＳＣバルブ、１１…微粒化用空気通路、１３…ヒータリレー、５０９…第一燃料噴射弁、５１０…燃料ポンプ、５１５…ＥＣＵ、５３０…第二燃料噴射弁、５３１…ヒータ、５３４…過給装置。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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