(57)【要約】  【課題】  吸気非同期噴射、吸気同期噴射のいずれの場合でも、リッチ失火防止とＨＣ排出量低減とを低コストで実現できるようにする。  【解決手段】  吸気バルブ１５の表面領域をステム２６の根元中心を通る水平な仮想境界線２７で吸気マニホールド側の領域２８と排気バルブ側の領域２９とに二分割して見た場合に、吸気バルブ１５が閉じた状態で燃料噴射弁から燃料を噴射する吸気非同期噴射時の噴霧形状が、吸気バルブ１８の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たる所定の噴霧形状となるように複数の噴孔が形成されている。この場合、複数の噴孔の配置パターン、各噴孔２５の噴射角度（噴射方向）、孔径、噴孔の狙い位置間ピッチのうちの少なくとも１つを調整することで、前記所定の噴霧形状を実現すれば良い。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気マニホールドに取り付けられた燃料噴射弁から吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射装置において、
前記吸気ポートを開閉する吸気バルブの表面領域をステム根元を通る仮想境界線で前記吸気マニホールド側の領域と排気バルブ側の領域とに二分割して見た場合に、前記吸気バルブが閉じた状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射したときの噴霧形状が前記吸気バルブの表面領域のうちの前記吸気マニホールド側の領域に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たる所定の噴霧形状となるように前記燃料噴射弁の噴孔が形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁は、複数の噴孔を有し、これら複数の噴孔の配置パターン、各噴孔の噴射角度、孔径、噴孔の狙い位置間ピッチのうちの少なくとも１つを調整することで、前記所定の噴霧形状を実現することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記吸気バルブの表面領域のうち該吸気バルブからバルブシート部（ここでバルブシート部とは吸気バルブと吸気ポート壁面が接触する部分を意味する）を除いた領域の１／２の半径の仮想円で該吸気バルブの表面領域を内周側領域と外周側領域とに二分割して見た場合に、前記内周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔が少なくとも１個あり、且つ、前記外周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔が全噴孔数の半数以上となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記燃料噴射弁の噴射中心から前記吸気バルブの表面領域を見て該吸気バルブの表面領域のうちの前記吸気ポートの壁面で隠れる部分の境界に仮想接線を前記仮想境界線と平行に引いた場合に、全ての噴孔が前記仮想境界線と前記仮想接線との間の領域を狙って燃料を噴射するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記燃料噴射弁は、エアの吹出流によって噴射燃料の霧化を促進するエアアシスト機能又はヒータの発熱によって噴射燃料の霧化を促進する加熱機能を備え、
前記エアアシスト機能又は前記加熱機能を使用せずに前記吸気バルブが閉じた状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射したときの噴霧形状が前記所定の噴霧形状となるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記燃料噴射弁は、１つの気筒の２つの吸気ポートに向けて燃料を噴射するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記１つの気筒の２つの吸気ポートを開閉する２つの吸気バルブの表面領域をそれぞれ二分割する前記仮想境界線を設定する際に、前記燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブの前記仮想境界線を時計回り方向に、右側の吸気バルブの前記仮想境界線を反時計回り方向にそれぞれ１０°〜３０°回転させるように設定し、
この仮想境界線の設定で、前記２つの吸気バルブが閉じた状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射したときの２つの噴霧形状がそれぞれ前記所定の噴霧形状となるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁の噴射中心と前記２つの吸気バルブのステム根元とを結ぶ直線上の狭い範囲に、各吸気バルブに向けて噴射される燃料の流量分布の最大値が含まれるように構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記燃料噴射弁は、該燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブに対して右側寄りに噴射する噴孔数を多くし、右側の吸気バルブに対して左側寄りに噴射する噴孔数を多くするように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射弁は、該燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブに対して右側寄りに噴射する噴孔の狙い位置間のピッチを短くし、右側の吸気バルブに対して左側寄りに噴射する噴孔の狙い位置間のピッチを短くするように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記燃料噴射弁は、該燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブに対して右側寄りに噴射する噴孔の孔径を大きくし、右側の吸気バルブに対して左側寄りに噴射する噴孔の孔径を大きくするように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
前記燃料噴射弁は、１つの気筒の複数の吸気ポートに向けて燃料を噴射するように構成され、且つ、各吸気ポートに噴射する燃料量が異なるように該燃料噴射弁の複数の噴孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
燃料量を多くしたい方の吸気ポートを狙う複数の噴孔の全部又は一部の噴孔の孔径を大きくすることを特徴とする請求項１２に記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
燃料量を多くしたい方の吸気ポートを狙う噴孔の数を他の吸気ポートを狙う噴孔の数よりも多くすることを特徴とする請求項１２に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気マニホールドに取り付けられた燃料噴射弁から吸気ポートに向けて燃料を噴射する吸気ポート噴射式の内燃機関において、吸気ポート（吸気バルブ）に対する燃料噴射弁の噴霧形状を適正化した燃料噴射装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸気ポート噴射式の内燃機関において、吸気ポート（吸気バルブ）に対する燃料噴射弁の噴霧形状（燃料噴射方向）を適正化するために、例えば、特許文献１（特開平６−１０１６０３号公報）や特許文献２（特開平４−１２１４３５号公報）に示すように、燃料噴射弁を角度可変機構を介して吸気マニホールドに取り付け、運転条件に応じて角度可変機構を駆動して燃料噴射弁の燃料噴射方向を可変制御するようにしたものがある。
【０００３】
しかし、この構成では、燃料噴射弁の角度を可変する角度可変機構が必要となると共に、この角度可変機構を運転条件に応じて駆動する制御システムを追加する必要があるため、コスト増大の問題や制御システムの複雑化の問題が発生し、現実には、実用化が困難である。
【０００４】
そこで、近年、特許文献３（第８回アーヘンコロキューム技術論文集）に示すように、始動時とその直後のＨＣ排出量を低減することを目的として、燃料噴射弁の燃料噴射方向を吸気ポートの底壁面（吸気バルブよりも手前側）に向けることが提案されている。つまり、この特許文献３では、シリンダ内の排気ポート周辺に付着する燃料が多くなると、排気ポート周辺の付着燃料が燃焼されずに排出される量が増加して、ＨＣ排出量が増加するという関係に着目して、燃料噴射弁の燃料噴射方向を吸気ポートの底壁面に向けて取り付け、吸気ポートの底壁面に多くの燃料（ウエット）を付着させることで、シリンダ内の排気ポート周辺に付着する燃料を少なくして、ＨＣ排出量を低減するようにしたものである。
【特許文献１】特開平６−１０１６０３号公報（第２頁〜第３頁等）
【特許文献２】特開平４−１２１４３５号公報（第１頁〜第２頁等）
【特許文献３】第８回アーヘンコロキューム技術論文集（Ｎｏ．１１４  ＤＣのＵＬＥＶ対策）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本発明者らの実験結果によれば、上記特許文献３のように、燃料噴射量が格段に多い始動時に、燃料噴射弁の燃料噴射方向を吸気ポートの底壁面に向けて、吸気ポートの底壁面に多くの燃料（ウエット）を付着させると、エンジン回転速度の上昇に伴って吸気ポートを流れる吸入空気流速がある程度速くなったときに、吸気ポートの底壁面に溜まった多くの燃料（ウエット）が一気に気化してシリンダ内に一気に流入する現象が発生して、シリンダ内の混合気が過リッチになってしまい、リッチ失火が発生してＨＣ排出量が激増するという問題が発生することが判明した。
【０００６】
ところで、燃料噴射時期の制御方法には、カムセンサやクランクセンサの信号に基づいて気筒を判別して各気筒の吸気行程（吸気バルブが開いている期間）に同期して燃料噴射を実行する“吸気同期噴射”と、吸気行程とは関係なく吸気バルブが閉じている時期に燃料噴射を実行する“吸気非同期噴射”とがある。一般に、始動時には、気筒判別を完了するまでは吸気非同期噴射を行い、気筒判別完了後に吸気同期噴射に切り換えるといった具合に、運転条件に応じて吸気非同期噴射と吸気同期噴射とが使い分けられる。
【０００７】
吸気非同期噴射では、吸気バルブが閉じて吸気ポート内に空気流が発生していない状態で燃料噴射弁から燃料が噴射されるため、噴射燃料がそのまま当初の狙い位置に向かって真っ直ぐに流れていく。これに対して、吸気同期噴射では、吸気バルブが開いて吸気ポート内に空気流が発生している状態で燃料噴射弁から燃料が噴射されるため、噴射燃料がその空気流に乗って、吸気非同期噴射時の狙い位置よりもシリンダ奥側（排気バルブ近傍）に向かって流される。
【０００８】
従って、吸気非同期噴射の時に、吸気ポートの底壁面のウエットを少なくするように、噴射の狙い位置を吸気バルブの中央寄りに設定して噴射すると、吸気非同期噴射では前記特許文献３におけるリッチ失火の問題を解消できるが、吸気同期噴射では、噴射燃料が吸気ポートを流れる空気流に乗って、吸気非同期噴射時の狙い位置よりも吸気ポート奥側（排気バルブ近辺）に向かって流されて、シリンダ内の排気ポート近辺に付着する燃料が増加してしまい、それによって、排気ポート近辺の付着燃料が燃焼されずに排出される量が増加してＨＣ排出量が増加するという問題が発生する。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、吸気非同期噴射、吸気同期噴射、始動時等の条件に左右されずに、リッチ失火防止とＨＣ排出量低減とを低コストで実現することができる燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の吸気マニホールドに取り付けられた燃料噴射弁から吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射装置において、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブの表面領域をステム根元（軸の根元）を通る仮想境界線で前記吸気マニホールド側の領域と排気バルブ側の領域とに二分割して見た場合に、前記吸気バルブが閉じた状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射したときの噴霧形状が前記吸気バルブの表面領域のうちの前記吸気マニホールド側の領域に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たる所定の噴霧形状となるように燃料噴射弁の噴孔を形成したものである。
【００１１】
本発明者らの実験結果（図８参照）によれば、吸気バルブが閉じた状態で燃料を噴射したときの噴霧形状が吸気バルブの表面領域のうちの吸気マニホールド側の領域に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たるように構成すれば、吸気バルブが閉じた状態で多くの燃料を噴射する“始動時の吸気非同期噴射”においても、吸気ポートの底壁面に付着するウエットが前記特許文献３よりも十分に少なくなる。このため、始動直後のエンジン回転速度の上昇に伴って吸気ポートの底壁面に溜まったウエットが一気に気化してシリンダ内に流入した場合でも、シリンダ内の混合気が失火を招くほどの過リッチにはならず、リッチ失火が防止される。
【００１２】
一方、吸気バルブを開いた状態で燃料を噴射する“吸気同期噴射”においては、図７に示すように、吸気ポート内を流れる空気流によって噴射燃料が吸気非同期噴射時の狙い位置よりも吸気ポート奥側に向かって流されるが、本発明では、吸気非同期噴射時の狙い位置が吸気バルブの表面領域のうちの吸気マニホールド側の領域に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たるように構成されているため、吸気同期噴射時に吸気ポート内を流れる空気流によって噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート奥側に向かってある程度流されても、吸気同期噴射時の噴射燃料の噴霧範囲の中心が吸気ポートの中心付近にずれる程度で収まるようになり、噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート奥側に大きく偏ることはない。このため、吸気同期噴射時に、シリンダ内の排気ポート近辺に付着する燃料がそれほど多くならず、ＨＣ排出量の増加の問題が解消される。しかも、本発明では、燃料噴射弁の角度を可変する角度可変機構が不要であり、制御系を変更せずに様々な型式の吸気ポート噴射内燃機関に適用できるため、低コスト化の要求が満たされ、実用化が容易である。
【００１３】
この場合、請求項２のように、複数の噴孔を有する燃料噴射弁については、これら複数の噴孔の配置パターン、各噴孔の噴射角度（噴射方向）、孔径、噴孔の狙い位置間ピッチのうちの少なくとも１つを調整することで、前記所定の噴霧形状を実現するようにすれば良い。このようにすれば、極めて簡単に本発明を実施することができる。
【００１４】
また、請求項３のように、吸気バルブの表面領域のうち、該吸気バルブからバルブシート部（ここでバルブシート部とは吸気バルブと吸気ポート壁面が接触する部分を意味する）を除いた領域の１／２の半径の仮想円で該吸気バルブの表面領域を内周側領域と外周側領域とに二分割して見た場合に、前記内周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔が少なくとも１個あり、且つ、前記外周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔が全噴孔数の半数以上となるように形成しても良い。このようにすれば、吸気非同期噴射時に、吸気ポートの壁面に付着するウエットを増やすことなく、吸気バルブの表面領域のうちの外周側領域を狙って噴射する燃料量を増加させることができ、燃料をシリンダ内に流入させやすくすることができ、充填効率を向上させることができる。また、吸気同期噴射時に、吸気ポート内を流れる空気流によって噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート奥側に向かってある程度流されても、噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート奥側に大きく偏ることはなく、シリンダ内の排気ポート近辺に付着する燃料がそれほど多くならず、ＨＣ排出量の増加の問題が解消される。
【００１５】
また、請求項４のように、燃料噴射弁の噴射中心から吸気バルブの表面領域を見て該吸気バルブの表面領域のうちの吸気ポートの壁面で隠れる部分の境界に仮想接線を前記仮想境界線と平行に引いた場合に、全ての噴孔が前記仮想境界線と前記仮想接線との間の領域を狙って燃料を噴射するように形成しても良い。このようにすれば、燃料噴射弁の噴射中心から吸気バルブの表面領域を見たときに、吸気バルブの表面領域のうちの手前側の部分が吸気ポートの壁面で隠れて見えない場合でも、吸気非同期噴射時に、吸気ポートの壁面に付着するウエットを増やすことなく、吸気バルブの表面領域のうちの吸気マニホールド側の領域を狙って噴射する燃料量を増加させることができ、燃料をシリンダ内に流入させやすくすることができる。
【００１６】
ところで、エアの吹出流によって噴射燃料の霧化を促進するエアアシスト機能又はヒータの発熱によって噴射燃料の霧化を促進する加熱機能を備えた燃料噴射弁においては、エアアシスト機能や加熱機能を使用する時と使用しない時では噴霧形状が大きく変形する。エアアシスト機能や加熱機能を使用する時は、噴射燃料の霧化が促進されて、燃焼性が向上するため、ＨＣ排出量が低減される。従って、エアアシスト機能又は加熱機能を備えた燃料噴射弁に本発明を適用する場合は、請求項５のように、エアアシスト機能又は加熱機能を使用せずに吸気バルブが閉じた状態で燃料噴射弁から燃料を噴射したときの噴霧形状が前記所定の噴霧形状となるように構成すると良い。このようにすれば、エアアシスト機能又は加熱機能を使用しない時でも、ＨＣ排出量を低減することができる。
【００１７】
本発明は、各気筒に吸気バルブ（吸気ポート）を１個ずつ設けた内燃機関にも適用できるが、請求項６のように、各気筒に吸気バルブ（吸気ポート）を２個ずつ設けた内燃機関に本発明を適用する場合は、各気筒の２つの吸気バルブが閉じた状態で燃料噴射弁から燃料を噴射したときの２つの噴霧形状がそれぞれ前記所定の噴霧形状となるように構成すれば良い。
【００１８】
この場合、請求項７のように、１つの気筒の２つの吸気ポートを開閉する２つの吸気バルブの表面領域をそれぞれ二分割する前記仮想境界線を設定する際に、燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブの前記仮想境界線を時計回り方向に、右側の吸気バルブの前記仮想境界線を反時計回り方向にそれぞれ１０°〜３０°回転させるように設定し、この仮想境界線の設定で、前記２つの吸気バルブが閉じた状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射したときの２つの噴霧形状がそれぞれ前記所定の噴霧形状となるように構成すると良い。
【００１９】
つまり、吸気同期噴射時には、１つの気筒の２つの吸気ポートを流れる空気流がシリンダの中央寄り（点火プラグ寄り）にずれて流れる傾向があるため、燃料噴射弁側から見て左右２つの吸気バルブに対してそれぞれ左右方向に延びる仮想境界線を想定して噴霧形状を設定すると、２つの吸気ポートを流れる空気流によって噴射燃料が吸気非同期噴射時の狙い位置よりもシリンダの中央寄り（点火プラグ寄り）にずれて流され、その結果、シリンダ内の排気ポート近辺に付着する燃料が増加して、排気ポート近辺の付着燃料が燃焼されずに排出される量が増加してＨＣ排出量が増加する可能性がある。
【００２０】
この対策として、請求項７のように、燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブの仮想境界線を時計回り方向に、右側の吸気バルブの仮想境界線を反時計回り方向に、それぞれ、１０°〜３０°回転させるように設定し、この仮想境界線の設定で、２つの吸気バルブが閉じた状態で燃料噴射弁から燃料を噴射したときの２つの噴霧形状がそれぞれ前記所定の噴霧形状となるように構成すると良い。このようにすれば、吸気同期噴射時に、２つの吸気ポートを流れる空気流によって噴射燃料が吸気非同期噴射時の狙い位置よりもシリンダの中央寄り（点火プラグ寄り）の方向へある程度ずれた位置に流されても、噴射燃料の噴霧範囲がシリンダの中央寄り（点火プラグ寄り）に大きく偏ることはない。このため、吸気同期噴射時に、シリンダ内の排気ポート近辺に付着する燃料がそれほど多くならず、ＨＣ排出量の増加の問題が解消される。
【００２１】
また、シリンダ奥側への燃料付着を減らすためには、吸気バルブの表面に当たって跳ね返った燃料がシリンダ奥側に直接流入することを減らす必要がある。
【００２２】
この観点から、請求項８のように、燃料噴射弁の噴射中心と２つの吸気バルブのステム根元とを結ぶ直線上の狭い範囲に、各吸気バルブに向けて噴射される燃料の流量分布の最大値が含まれるように構成しても良い。このようにすれば、吸気バルブの表面に当たって跳ね返った燃料の多くが吸気バルブのステム（軸）に衝突して跳ね返るため、吸気バルブの表面に当たって跳ね返った燃料がシリンダ奥側に直接流入することを減らすことができると共に、噴射燃料の微粒化を促進する効果も期待できる。
【００２３】
この場合、請求項９のように、燃料噴射弁は、該燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブに対して右側寄りに噴射する噴孔数を多くし、右側の吸気バルブに対して左側寄りに噴射する噴孔数を多くするように構成しても良い。噴孔数を多くすることで、その狙い位置における燃料の流量分布を大きくすることができる。
【００２４】
或は、請求項１０のように、燃料噴射弁は、該燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブに対して右側寄りに噴射する噴孔の狙い位置間のピッチを短くし、右側の吸気バルブに対して左側寄りに噴射する噴孔の狙い位置間のピッチを短くするように構成しても良い。噴孔の狙い位置間のピッチを短くすることで、その狙い位置における燃料の流量分布を大きくすることができる。
【００２５】
或は、請求項１１のように、燃料噴射弁は、該燃料噴射弁側から見て左側の吸気バルブに対して右側寄りに噴射する噴孔の孔径を大きくし、右側の吸気バルブに対して左側寄りに噴射する噴孔の孔径を大きくするように構成しても良い。噴孔の孔径を大きくすることで、その狙い位置における燃料の流量分布を大きくすることができる。
【００２６】
上記請求項９〜１１のいずれの構成でも、燃料噴射弁の噴射中心と２つの吸気バルブのステム根元とを結ぶ直線上の狭い範囲に、各吸気バルブに向けて噴射される燃料の流量分布の最大値が含まれるように構成することができる。
【００２７】
ところで、燃料噴射弁から複数の吸気ポート（吸気バルブ）に向けて燃料を噴射する場合、燃料噴射弁の噴射中心から各吸気バルブまでの距離が異なったり、各吸気ポートの形状が異なったりすると、各吸気ポートからシリンダ内に流入する燃料量に差が生じて、シリンダ内に均質に燃料が充填されず、燃焼性が悪化して失火やエミッション悪化を引き起こす可能性がある。
【００２８】
この対策として、請求項１２のように、各吸気ポート（吸気バルブ）に噴射する燃料量を異ならせるように燃料噴射弁の複数の噴孔を形成しても良い。このようにすれば、燃料噴射弁の噴射中心から各吸気バルブまでの距離が異なったり、各吸気ポートの形状が異なったりする場合でも、各吸気ポートに噴射する燃料量を増減させることで、各吸気ポートからシリンダ内に流入する燃料量のばらつきを少なくして、シリンダ内に均質に燃料を充填することが可能となり、燃焼性を向上させて失火やエミッション悪化を防止することができる。
【００２９】
この場合、請求項１３のように、燃料量を多くしたい方の吸気ポート（吸気バルブ）を狙う複数の噴孔の全部又は一部の噴孔の孔径を大きくするようにしたり、或は、請求項１４のように、燃料量を多くしたい方の吸気ポート（吸気バルブ）を狙う噴孔の数を他の吸気ポート（吸気バルブ）を狙う噴孔の数よりも多くするようにすれば良い。これら請求項１３，１４のいずれの発明でも、請求項１２に係る発明を容易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を４バルブエンジンにて具体化した実施例１〜１１を説明する。
【実施例１】
【００３１】
本発明の実施例１を図１乃至図８に基づいて説明する。まず、図１乃至図３に基づいてエンジン全体の概略構成を説明する。本実施例１のエンジン１１（内燃機関）は、燃焼室１２（シリンダ）の上面部中央に位置する点火プラグ１０の周囲に、２つの吸気ポート１３と２つの排気ポート１４が９０°間隔で設けられ、各吸気ポート１３は吸気バルブ１５によって開閉され、各排気ポート１４は排気バルブ１６によって開閉される。２つの吸気ポート１３には、二股に分岐した吸気マニホールド１７が接続され、この吸気マニホールド１７の分岐部より上流側に燃料噴射弁１８が取り付けられている。２つの排気ポート１４には、二股に分岐した排気マニホールド１９が接続されている。
【００３２】
燃料噴射弁１８の噴射部は、図４に示すように、ニードルバルブ２０を収納するバルブボデー２１の下部に、テーパ状の弁座部２２が形成され、この弁座部２２の開口が噴口部２３となっている。この噴口部２３は、ニードルバルブ２０を電磁石（図示せず）で上下動させることで開閉される。バルブボデー２１の下端には、複数個（例えば１２個）の噴孔２５が形成された噴孔プレート２４が取り付けられている。
【００３３】
次に、図５乃至図７に基づいて燃料噴射弁１８の噴霧形状について説明する。吸気バルブ１５の表面領域をステム２６の根元中心を通る水平な仮想境界線２７で吸気マニホールド１９側の領域２８と排気バルブ１６側の領域２９とに二分割して見た場合に、吸気バルブ１５が閉じた状態で燃料噴射弁１８から燃料を噴射する吸気非同期噴射時の噴霧形状が、吸気バルブ１５の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たる所定の噴霧形状となるように複数の噴孔２５が形成されている。この場合、複数の噴孔２５の配置パターン、各噴孔２５の噴射角度（噴射方向）、孔径、噴孔の狙い位置間ピッチのうちの少なくとも１つを調整することで、前記所定の噴霧形状を実現すれば良い。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、燃料噴射弁１８の噴射中心から吸気バルブ１５の表面領域を見たときに、吸気ポート１３の壁面で隠されずに吸気バルブ１５の表面領域全体が見える場合は、図５（ｂ）に示すように、吸気非同期噴射の噴霧形状が、吸気バルブ１８の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８にほぼ７０％以上が重なる楕円状となるように構成されている。燃料噴射弁１８をシリンダヘッドに搭載した場合は、燃料噴射弁１８の噴口部２３側から吸気バルブ１５の表面領域全体が見えるものが多い。
【００３５】
また、図６（ａ）に示すように、燃料噴射弁１８の噴射中心から吸気バルブ１５の表面領域を見たときに、吸気バルブ１５の吸気マニホールド１９側の領域２８の一部（黒塗り部分）が吸気ポート１３の壁面で隠れて見えない場合は、図６（ｂ）に示すように、吸気非同期噴射の噴霧形状が、吸気バルブ１８の吸気マニホールド１９側の領域２８のうちの吸気ポート１３の壁面で隠された部分を除く領域にほぼ７０％以上が重なる楕円状に構成されている。燃料噴射弁１８を吸気マニホールド１９に搭載した場合は、燃料噴射弁１８の噴射中心から吸気バルブ１５の表面領域の一部が吸気ポート１３の壁面で隠れて見えないものが多い。
【００３６】
ところで、燃料噴射時期の制御方法には、カムセンサやクランクセンサの信号に基づいて気筒を判別して各気筒の吸気行程（吸気バルブ１５が開いている期間）に同期して燃料噴射を実行する“吸気同期噴射”と、吸気行程とは関係なく吸気バルブ１５が閉じている時期に燃料噴射を実行する“吸気非同期噴射”とがある。一般に、始動時には、気筒判別を完了するまでは吸気非同期噴射を行い、気筒判別完了後に吸気同期噴射に切り換えるといった具合に、運転条件に応じて吸気非同期噴射と吸気同期噴射とが使い分けられる。
【００３７】
図７に示すように、吸気非同期噴射では、吸気バルブ１５が閉じて吸気ポート１３内に空気流が発生していない状態で燃料噴射弁１８から燃料が噴射されるため、噴射燃料がそのまま当初の狙い位置に向かって真っ直ぐに流れていく。これに対して、吸気同期噴射では、吸気バルブ１５が開いて吸気ポート１３内に空気流が発生している状態で燃料噴射弁１８から燃料が噴射されるため、噴射燃料がその空気流に乗って、吸気非同期噴射時の狙い位置よりもシリンダ奥側（排気バルブ近傍）に向かって流される。
【００３８】
そこで、本実施例１では、図５及び図６に示すように、吸気バルブ１５の表面領域をステム２６の根元中心を通る水平な仮想境界線２７で吸気マニホールド１９側の領域２８と排気バルブ１６側の領域２９とに二分割して見た場合に、吸気バルブ１５が閉じた状態で燃料噴射弁１８から燃料を噴射する吸気非同期噴射時の噴霧形状が、吸気バルブ１８の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たるように燃料噴射弁１８の噴孔２５が形成されている。
【００３９】
この構成では、吸気バルブ１５が閉じた状態で多くの燃料を噴射する始動時の吸気非同期噴射においても、吸気ポート１３の底壁面に付着するウエットが十分に少なくなる。このため、始動直後のエンジン回転速度の上昇に伴って吸気ポート１３の底壁面に溜まったウエットが一気に気化してシリンダ内に流入した場合でも、シリンダ内の混合気が失火を招くほどの過リッチにはならず、リッチ失火が防止される。
【００４０】
一方、吸気バルブ１５を開いた状態で燃料を噴射する吸気同期噴射においては、図７に示すように、吸気ポート１３内を流れる空気流によって噴射燃料が吸気非同期噴射時の狙い位置よりも吸気ポート奥側に向かって流されるが、本実施例１では、吸気非同期噴射時の狙い位置が吸気バルブ１５の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たるように構成されているため、吸気同期噴射時に吸気ポート１３内を流れる空気流によって噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート１３奥側に向かってある程度流されても、吸気同期噴射時の噴射燃料の噴霧範囲の中心が吸気ポート１３の中心付近にずれる程度で収まるようになり、噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート１３奥側に大きく偏ることはない。このため、吸気同期噴射時に、シリンダ内の排気ポート１４近辺に付着する燃料がそれほど多くならず、ＨＣ排出量の増加の問題が解消される。しかも、本実施例１では、燃料噴射弁１８の角度を可変する角度可変機構が不要であり、制御系を変更せずに様々な型式の吸気ポート噴射エンジンに適用できるため、低コスト化の要求が満たされ、実用化が容易である。
【００４１】
本発明者らは、吸気非同期噴射時に吸気バルブ１５の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８に当たる燃料量を７０％以上とした場合（実施例１）と、７０％未満とした場合（比較例）について、それぞれ、吸気非同期噴射で始動した時のエンジン回転速度の挙動と、排出ガスの空燃比の挙動と、ＨＣ排出量の挙動を計測したので、その測定結果を図８に示す。この実験結果からも明らかなように、吸気非同期噴射時に吸気バルブ１５の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８に当たる燃料量が７０％未満の比較例では、始動直後のエンジン回転速度の急上昇により吸気ポート１３を流れる吸入空気流速がある程度速くなったときに、吸気ポート１３の底壁面に溜まった多くのウエットが一気に気化してシリンダ内に一気に流入する現象が発生して、シリンダ内の混合気が過リッチになってしまい、リッチ失火が発生してＨＣ排出量が激増するという問題が発生した。
【００４２】
これに対して、本実施例１では、吸気非同期噴射時でも、吸気ポート１３の底壁面に付着するウエットが十分に少なくなるため、始動直後のエンジン回転速度の急上昇により吸気ポート１３の底壁面に溜まったウエットが一気に気化してシリンダ内に流入しても、シリンダ内の混合気が失火を招くほどの過リッチにはならず、リッチ失火が防止され、ＨＣ排出量の増加が抑えられることが確認された。
【実施例２】
【００４３】
図９に示すように、吸気同期噴射時には、１つの気筒の２つの吸気ポート１３を流れる空気流がシリンダの中央寄り（点火プラグ１０寄り）にずれて流れる傾向があるため、燃料噴射弁１８側から見て左右２つの吸気バルブ１５に対してそれぞれ左右方向に延びる仮想境界線２７を想定して噴霧形状を設定すると、２つの吸気ポート１３を流れる空気流によって噴射燃料が吸気非同期噴射時の狙い位置よりもシリンダの中央寄り（点火プラグ１０寄り）にずれて流され、その結果、シリンダ内の排気ポート１４近辺に付着する燃料が増加して、排気ポート１４近辺の付着燃料が燃焼されずに排出される量が増加してＨＣ排出量が増加する可能性がある。
【００４４】
この対策として、図１０に示す本発明の実施例２では、燃料噴射弁１８側から見て左側の吸気バルブ１５の仮想境界線２７ａを時計回り方向に、右側の吸気バルブ１５の仮想境界線２７ｂを反時計回り方向に、それぞれ、１０°〜３０°回転させるように設定し、この仮想境界線２７ａ，２７ｂの設定で、吸気非同期噴射時の２つの噴霧形状が、吸気バルブ１８の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８ａ，２８ｂに燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たるように燃料噴射弁１８の噴孔２５を形成している。
【００４５】
このようにすれば、吸気同期噴射時に、２つの吸気ポート１３を流れる空気流によって噴射燃料が吸気非同期噴射時の狙い位置よりもシリンダの中央寄り（点火プラグ１０寄り）の方向へある程度ずれた位置に流されても、噴射燃料の噴霧範囲がシリンダの中央寄り（点火プラグ１０寄り）に大きく偏ることはない。このため、吸気同期噴射時に、シリンダ内の排気ポート１４近辺に付着する燃料がそれほど多くならず、ＨＣ排出量の増加の問題が解消される。
【実施例３】
【００４６】
本発明の実施例３で使用する燃料噴射弁１８は、エアの吹出流によって噴射燃料の霧化を促進するエアアシスト機能又はヒータの発熱によって噴射燃料の霧化を促進する加熱機能を備えている。このエアアシスト機能や加熱機能は、エアの吹出動作やヒータ発熱をオン・オフする機能を備えたものであれば、どの様な構成であっても良い。従って、エアアシスト機能は、例えば特開平４−１５９４５２号公報に記載されたものを使用しても良く、加熱機能は、例えば特開２００３−３１４４０２号公報に記載されたものを使用しても良い。
【００４７】
エアアシスト機能や加熱機能を備えた燃料噴射弁１８においては、エアアシスト機能や加熱機能を使用する時と使用しない時では噴霧形状が大きく変形する。エアアシスト機能や加熱機能を使用する時は、噴射燃料の霧化が促進されて、燃焼性が向上するため、ＨＣ排出量が低減される。従って、本実施例３のように、エアアシスト機能又は加熱機能を備えた燃料噴射弁１８に本発明を適用する場合は、エアアシスト機能又は加熱機能を使用せずに吸気バルブ１５が閉じた状態で燃料噴射弁１８から燃料を噴射する吸気非同期噴射時の噴霧形状が、実施例１又は実施例２と同様に、吸気バルブ１８の表面領域のうちの吸気マニホールド１９側の領域２８（２８ａ，２８ｂ）に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当たるように燃料噴射弁１８の噴孔２５を形成している。このようにすれば、エアアシスト機能又は加熱機能を使用しない時でも、ＨＣ排出量を低減することができる。
【実施例４】
【００４８】
一般に、シリンダ奥側への燃料付着を減らすためには、吸気バルブ１５の表面に当たって跳ね返った燃料がシリンダ奥側に直接流入することを減らす必要がある。
【００４９】
この観点から、図１１及び図１２に示す本発明の実施例４では、前記実施例１〜３のいずれかの構成において、燃料噴射弁１８の噴射中心３１，３２と２つの吸気バルブ１５のステム２６の根元とを結ぶ直線３３，３４上の狭い範囲３５，３６に、各吸気バルブ１５に向けて噴射される燃料の流量分布の最大値が含まれるように構成している。ここで、左側の噴射中心３１は、左側の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５群の中心であり、右側の噴射中心３２は、右側の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５群の中心である。本実施例４では、噴孔プレート２４に合計１２個の噴孔２５を「井」字型に配列するように形成し、この噴孔プレート２４の左側半分に配列された６個の噴孔２５から左側の吸気バルブ１５に向けて燃料を噴射し、噴孔プレート２４の右側半分に配列された６個の噴孔２５から右側の吸気バルブ１５に向けて燃料を噴射するようになっている。
【００５０】
以上説明した本実施例４では、燃料噴射弁１８の噴射中心３１，３２と各吸気バルブ１５のステム２６の根元とを結ぶ直線３３，３４上の狭い範囲３５，３６に、各吸気バルブ１５に向けて噴射される燃料の流量分布の最大値が含まれるように構成しているので、各吸気バルブ１５の表面に当たって跳ね返った燃料の多くが吸気バルブ１５のステム２６に衝突して跳ね返るため、各吸気バルブ１５の表面に当たって跳ね返った燃料がシリンダ奥側に直接流入することを減らすことができると共に、噴射燃料の微粒化を促進する効果も期待でき、燃焼性も向上できる。これにより、ＨＣ排出量を効果的に低減することができる。
【実施例５】
【００５１】
図１３及び図１４に示す本発明の実施例５は、前記実施例１〜４のいずれかの構成において、燃料噴射弁１８側から見て左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する噴孔２５の数を多くし、右側の吸気バルブ１５に対して左側寄りに噴射する噴孔２５の数を多くするように構成している。
【００５２】
図１３は噴孔プレート２４の噴孔数が１２個の例であり、図１４は噴孔プレート２４の噴孔数が１０個の例であり、吸気バルブ１５上に記入した×印（Ａ〜Ｆ）は、各噴孔２５（Ａ〜Ｆ）の狙い位置を示している。
【００５３】
噴孔プレート２４の噴孔数が１２個の場合は、例えば図１３に示すように、噴孔プレート２４の左側半分に配列された６個の噴孔２５（Ａ〜Ｆ）から左側の吸気バルブ１５表面の×印（Ａ〜Ｆ）に向けて燃料を噴射し、該噴孔プレート２４の右側半分に配列された６個の噴孔２５から右側の吸気バルブ１５に向けて燃料を噴射する。左側の吸気バルブ１５を狙う６個の噴孔２５（Ａ〜Ｆ）のうち、４個の噴孔２５（Ｃ〜Ｆ）を噴孔プレート２４の右側半分の領域のちの右側寄りに一列に配置し、残り２個の噴孔２５（Ａ，Ｂ）を左側寄りに配置することで、左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する噴孔２５（Ｃ〜Ｆ）の数を多くしている。
【００５４】
噴孔プレート２４の噴孔数が１０個の場合は、例えば図１４に示すように、噴孔プレート２４の左側半分に配列された５個の噴孔２５（Ａ〜Ｅ）から左側の吸気バルブ１５表面の×印（Ａ〜Ｅ）に向けて燃料を噴射し、該噴孔プレート２４の右側半分に配列された５個の噴孔２５から右側の吸気バルブ１５に向けて燃料を噴射する。左側の吸気バルブ１５を狙う５個の噴孔２５（Ａ〜Ｅ）のうち、３個の噴孔２５（Ｃ〜Ｅ）を噴孔プレート２４の右側半分の領域のうちの右側寄りに一列に配置し、残り２個の噴孔２５（Ａ，Ｂ）を左側寄りに配置することで、左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する噴孔２５（Ｃ〜Ｅ）の数を多くしている。
【００５５】
以上説明した図１３、図１４のいずれの構成を採用しても、燃料噴射弁１８の噴射中心と２つの吸気バルブ１５のステム２６の根元とを結ぶ直線上の狭い範囲に、各吸気バルブ１５に向けて噴射される燃料の流量分布の最大値が含まれるように構成することができ、前記実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００５６】
図１５及び図１６に示す本発明の実施例６は、前記実施例１〜４のいずれかの構成において、燃料噴射弁１８側から見て左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する噴孔２５の噴射角度（噴射方向）を各噴孔２５の狙い位置間のピッチを短くするように設定し、右側の吸気バルブ１５に対して左側寄りに噴射する噴孔２５の噴射角度（噴射方向）を各噴孔２５の狙い位置間のピッチを短くするように設定している。
【００５７】
図１５は噴孔プレート２４の噴孔数が１２個の例であり、図１６は噴孔プレート２４の噴孔数が８個の例である。
【００５８】
噴孔プレート２４の噴孔数が１２個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が６個）の場合は、図１５（ｂ）、（ｃ）のいずれの噴孔２５の配置パターンを採用しても良く（勿論、これ以外の噴孔２５の配置パターンを採用しても良く）、噴孔２５間のピッチは等ピッチでも、不等ピッチでも良い。いずれの場合も、左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する３個の噴孔２５（Ｄ〜Ｆ）の噴射角度を各噴孔２５の狙い位置間のピッチを短くするように設定し、左側寄りに噴射する３個の噴孔２５（Ａ〜Ｃ）の噴射角度を各噴孔２５の狙い位置間のピッチを長くするように設定している。
【００５９】
また、噴孔プレート２４の噴孔数が８個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が４個）の場合は、例えば図１６に示すように、左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する２個の噴孔２５（Ｃ，Ｄ）の噴射角度を各噴孔２５の狙い位置間のピッチを短くするように設定し、左側寄りに噴射する２個の噴孔２５（Ａ，Ｂ）の噴射角度を各噴孔２５の狙い位置間のピッチを長くするように設定している。
【００６０】
以上説明した図１５、図１６のいずれの構成を採用しても、燃料噴射弁１８の噴射中心と２つの吸気バルブ１５のステム２６の根元とを結ぶ直線上の狭い範囲に、各吸気バルブ１５に向けて噴射される燃料の流量分布の最大値が含まれるように構成することができ、前記実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例７】
【００６１】
図１７乃至図１９に示す本発明の実施例７は、前記実施例１〜４のいずれかの構成において、燃料噴射弁１８側から見て左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する噴孔２５の孔径を大きくし、右側の吸気バルブ１５に対して左側寄りに噴射する噴孔２５の孔径を大きくするように構成している。
【００６２】
図１７は噴孔プレート２４の噴孔数が１２個の例であり、図１８は噴孔プレート２４の噴孔数が４個の例であり、図１９は噴孔プレート２４の噴孔数が６個の例である。
【００６３】
噴孔プレート２４の噴孔数が１２個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が６個）の場合は、例えば図１７に示すように、左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する２個の噴孔２５（Ｅ，Ｆ）の孔径を大きくし、左側寄りに噴射する４個の噴孔２５（Ａ〜Ｄ）の孔径を小さくしている。尚、孔径を大きくする噴孔２５の数を３個以上にしても良いことは言うまでもない。
【００６４】
噴孔プレート２４の噴孔数が４個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が２個）の場合は、例えば図１８に示すように、左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する１個の噴孔２５（Ｂ）の孔径を大きくし、左側寄りに噴射する１個の噴孔２５（Ａ）の孔径を小さくしている。
【００６５】
噴孔プレート２４の噴孔数が６個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が３個）の場合は、例えば図１９に示すように、左側の吸気バルブ１５に対して右側寄りに噴射する例えば１個の噴孔２５（Ｃ）の孔径を大きくし、左側寄りに噴射する例えば２個の噴孔２５（Ａ，Ｂ）の孔径を小さくしている。
【００６６】
以上説明した図１７乃至図１９のいずれの構成を採用しても、燃料噴射弁１８の噴射中心と２つの吸気バルブ１５のステム２６の根元とを結ぶ直線上の狭い範囲に、各吸気バルブ１５に向けて噴射される燃料の流量分布の最大値が含まれるように構成することができ、前記実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例８】
【００６７】
図２０乃至図２５に示す本発明の実施例８は、前記実施例１〜４のいずれかの構成において、吸気バルブ１５の表面領域のうち、該吸気バルブ１５からバルブシート部４６（ここでバルブシート部４６とは吸気バルブ１５と吸気ポート１３の壁面が接触する部分を意味する）を除いた領域の直径（Ｄ）の１／２の直径（Ｄ／２）の仮想円４０で該吸気バルブ１５の表面領域を内周側領域と外周側領域とに二分割して見た場合に、内周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が少なくとも１個あり、且つ、外周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が全噴孔数の半数以上となるように形成している。
【００６８】
噴孔プレート２４の噴孔数が１２個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が６個）の場合は、例えば図２１又は図２２に示すように、内周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が１〜３個であり、外周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が３〜５個であれば良い。
【００６９】
噴孔プレート２４の噴孔数が１０個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が６個）の場合は、例えば図２３に示すように、内周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が１個又は２個であり、外周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が３個又は４個であれば良い。
【００７０】
噴孔プレート２４の噴孔数が８個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が４個）の場合は、例えば図２４に示すように、内周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が１個又は２個であり、外周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が２個又は３個であれば良い。
【００７１】
噴孔プレート２４の噴孔数が６個（片方の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数が３個）の場合は、例えば図２５に示すように、内周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が１個であり、外周側領域を狙って燃料を噴射する噴孔２５が２個であれば良い。
【００７２】
以上説明した図２０乃至図２５のいずれの構成を採用しても、吸気非同期噴射時に、吸気ポート１３の壁面に付着するウエットを増やすことなく、吸気バルブ１５の表面領域のうちの外周側領域を狙って噴射する燃料量を増加させることができ、燃料をシリンダ内に流入させやすくすることができ、充填効率を向上させることができる。また、吸気同期噴射時に、吸気ポート１３内を流れる空気流によって噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート１３奥側に向かってある程度流されても、噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート１３奥側に大きく偏ることはなく、シリンダ内の排気ポート１４近辺に付着する燃料がそれほど多くならず、ＨＣ排出量の増加の問題が解消される。
【実施例９】
【００７３】
図２６乃至図２９に示す本発明の実施例９は、前記実施例１〜４のいずれかの構成において、燃料噴射弁１８の噴射中心から吸気バルブ１５の表面領域を見て、該吸気バルブ１５の表面領域のうちの吸気ポート１５の壁面で隠れる部分（黒塗り部分）の境界に仮想接線４５を中央の仮想境界線２７と平行に引いた場合に、全ての噴孔２５が前記仮想境界線２７と前記仮想接線４５との間の領域を狙って燃料を噴射するように形成している。
【００７４】
図２６は噴孔プレート２４の噴孔数が４個の例であり、図２７は噴孔プレート２４の噴孔数が６個の例であり、図２８は噴孔プレート２４の噴孔数が８個の例であり、図２９は噴孔プレート２４の噴孔数が１０個の例である。
【００７５】
これら図２６乃至図２９のいずれの構成を採用しても、燃料噴射弁１８の噴射中心から吸気バルブ１５の表面領域を見たときに、吸気バルブ１５の表面領域のうちの手前側の部分が吸気ポート１３の壁面で隠れて見えない場合でも、吸気非同期噴射時に、吸気ポート１３の壁面に付着するウエットを増やすことなく、吸気バルブ１５の表面領域のうちの吸気マニホールド１７側の領域を狙って噴射する燃料量を増加させることができ、燃料をシリンダ内に流入させやすくすることができ、充填効率を向上させることができる。また、吸気同期噴射時に、吸気ポート１３内を流れる空気流によって噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート１３奥側に向かってある程度流されても、噴射燃料の噴霧範囲が吸気ポート１３奥側に大きく偏ることはなく、シリンダ内の排気ポート１４近辺に付着する燃料がそれほど多くならず、ＨＣ排出量の増加の問題が解消される。
【実施例１０】
【００７６】
ところで、燃料噴射弁１８から複数の吸気ポート１３（吸気バルブ１５）に向けて燃料を噴射する場合、燃料噴射弁１８の噴射中心から各吸気バルブ１５までの距離が異なったり、各吸気ポート１３の形状が異なったりすると、各吸気ポート１３からシリンダ内に流入する燃料量に差が生じて、シリンダ内に均質に燃料が充填されず、燃焼性が悪化して失火やエミッション悪化を引き起こす可能性がある。
【００７７】
この対策として、図３０に示す本発明の実施例１０では、前記実施例１〜４のいずれかの構成において、各吸気ポート１３（吸気バルブ１５）に噴射する燃料量を異ならせるように燃料噴射弁１８の複数の噴孔２５を形成している。図３０の例では、右側の吸気バルブ１５に噴射する燃料量を多くするために、右側の吸気バルブ１５を狙う複数の噴孔の全部又は一部の噴孔の孔径を大きくするようにしている。この構成では、燃料噴射弁１８の噴射中心から各吸気バルブ１５までの距離が異なったり、各吸気ポート１３の形状が異なったりする場合でも、各吸気ポート１３（吸気バルブ１５）に噴射する燃料量を増減させることで、各吸気ポート１３からシリンダ内に流入する燃料量のばらつきを少なくして、シリンダ内に均質に燃料を充填することが可能となり、燃焼性を向上させて失火やエミッション悪化を防止することができる。
【実施例１１】
【００７８】
図３０に示す本発明の実施例１１では、前記実施例１〜４のいずれかの構成において、燃料量を多くしたい方の吸気ポート１３（吸気バルブ１５）を狙う噴孔２５の数を他の吸気ポート１３（吸気バルブ１５）を狙う噴孔２５の数よりも多くするように構成している。図３０の例では、右側の吸気バルブ１５に噴射する燃料量を多くするために、右側の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数を左側の吸気バルブ１５を狙う噴孔２５の数よりも多くしている。
この実施例１１においても、前記実施例１０と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
以上説明した各実施例１〜１１は、１つの気筒に２個の吸気バルブ１５を設けた実施例であるが、１つの気筒に１個の吸気バルブ１５を設けた構成や、１つの気筒に３個以上の吸気バルブ１５を設けた構成についても本発明を適用して実施できる。
【００８０】
その他、本発明は、噴孔プレートの噴孔数を適宜変更しても良い等、種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施例１のエンジン主要部の概略構成を示す図である。
【図２】エンジン主要部の斜視図である。
【図３】吸気バルブと排気バルブの配置を説明する図である。
【図４】燃料噴射弁の噴射部分の拡大縦断面図である。
【図５】実施例１の燃料噴射弁の噴霧形状（例１）を説明する図である。
【図６】実施例１の燃料噴射弁の噴霧形状（例２）を説明する図である。
【図７】実施例１の燃料噴射弁の吸気非同期噴射時と吸気同期噴射時の噴霧形状を説明する図である。
【図８】実施例１と比較例において、吸気非同期噴射で始動した時のエンジン回転速度の挙動と、排出ガスの空燃比の挙動と、ＨＣ排出量の挙動の一例を示す図である。
【図９】吸気同期噴射時における２つの吸気ポートを流れる空気流の曲り具合を説明する図である。
【図１０】実施例２の燃料噴射弁の噴霧形状を説明する図である。
【図１１】実施例４の燃料噴射弁の噴霧形状を説明する図である。
【図１２】実施例４の噴孔プレートの構成を説明する図である。
【図１３】実施例５の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が１２個の例）。
【図１４】実施例５の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が１０個の例）。
【図１５】実施例６の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が１２個の例）。
【図１６】実施例６の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が８個の例）。
【図１７】実施例７の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が１２個の例）。
【図１８】実施例７の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が４個の例）。
【図１９】実施例７の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が６個の例）。
【図２０】実施例８の燃料噴射弁の噴霧形状を説明する図である。
【図２１】実施例８の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が１２個の例１）。
【図２２】実施例８の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が１２個の例２）。
【図２３】実施例８の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が１０個の例）。
【図２４】実施例８の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が８個の例）。
【図２５】実施例８の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が６個の例）。
【図２６】実施例９の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が４個の例）。
【図２７】実施例９の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が６個の例）。
【図２８】実施例９の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が８個の例）。
【図２９】実施例９の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である（噴孔数が１０個の例）。
【図３０】実施例１０の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である。
【図３１】実施例１１の燃料噴射弁の噴霧形状と噴孔プレートの構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０…点火プラグ、１１…エンジン（内燃機関）、１２…燃焼室、１３…吸気バルブ、１４…排気ポート、１５…吸気バルブ、１６…排気バルブ、１７…吸気マニホールド、１８…燃料噴射弁、１９…排気マニホールド、２０…ニードルバルブ、２１…バルブボデー、２２…弁座部、２３…噴口部、２４…噴孔プレート、２５…噴孔、２６…ステム、２７，２７ａ，２７ｂ…仮想境界線、２８，２８ａ，２８ｂ…吸気マニホールド側の領域、２９…排気バルブ側の領域、４０…仮想円、４５…仮想接線、４６…バルブシート部
【図１】
2005307904.tif 000003
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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