(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒毎に設けられた２つの吸気ポートでの吸気状態を検出する吸気状態検出機能と、前記各吸気ポートに噴射する燃料の噴射時期および噴射量を調整する燃料噴射調整機能と、を備え、
前記燃料噴射調整機能は、燃料噴射総量に対して前記各吸気ポートに噴射する燃料の割合を前記吸気状態検出機能により得られた吸気状態に応じて設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記吸気状態検出機能は、前記各吸気ポートでの吸気温度を検出するものであ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】
前記燃料噴射調整機能は、前記２つの吸気ポートのうち、低温側の吸気ポートでの吸気温度が、所定温度以下なら前記低温側の吸気ポートへの燃料の噴射量を０とすることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射調整機能は、前記２つの吸気ポートのうち、低温側の吸気ポートでの吸気温度に応じて、前記燃料噴射総量に対する前記各吸気ポートに噴射する燃料の割合を設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射調整機能は、前記２つの吸気ポートでの吸気温度の合計に対する各ポートの吸気温度の比率に応じて、前記燃料噴射総量に対する前記各吸気ポートに噴射する燃料の割合を設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記燃料噴射調整機能は、前記２つの吸気ポートのうち、低温側の吸気ポートでの吸気温度に応じて、前記低温側の吸気ポートに前記燃料の噴射時期を設定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記吸気状態検出機能は、大気温度、前記各吸気ポートでの吸気温度および吸気量を検出し、検出された前記大気温度、前記吸気温度および前記吸気量から前記各吸気ポートの吸気熱量を算出するものであ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８】
前記燃料噴射調整機能は、前記２つの吸気ポートのうち、低熱量側の吸気ポートでの吸気熱量が、所定熱量以下なら前記低熱量側の吸気ポートへの燃料の噴射量を０とすることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記燃料噴射調整機能は、前記２つの吸気ポートでの吸気熱量の合計に対する各ポートの吸気熱量の比率に応じて、前記燃料噴射総量に対する前記各吸気ポートに噴射する燃料の割合を設定することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射調整機能は、前記２つの吸気ポートのうち、低温側の吸気ポートの吸気熱量に応じて、前記低熱量側の吸気ポートに前記燃料の噴射時期を設定することを特徴とする請求項９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、気筒毎に２つの吸気ポートを備えた内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、気筒毎に２つの吸気ポートを備え、吸気ポート間で吸気状態が異なる内燃機関としては、例えば、予混合圧縮自己着火内燃機関が知られている。予混合圧縮自己着火内燃機関では、予め混合された空気と燃料の混合気がピストンで圧縮されることで自己着火温度に達して、燃焼室内の複数の箇所で同時に燃焼が開始される。一般的な火花点火内燃機関では、断熱圧縮作用によって混合気の温度を自己着火温度にすることは困難であるので、予混合圧縮自己着火内燃機関では、火花点火内燃機関よりも高圧縮比とすることで断熱圧縮による温度上昇を高めるとともに、ＥＧＲ（排気再循環：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）や加熱器を利用して吸気温度を上昇させることで混合気温度を自己着火温度に到達させている。このようにして、混合気を高温化することで予混合圧縮自己着火を実現しているが、混合気全体が一気に燃える為に火花点火に比べて予混合圧縮自己着火は燃焼速度が速い。特に、燃料量が多くなる高負荷では、より多くの燃料が一気に燃えるために燃焼速度が速く、騒音や振動が発生し易い。その結果、高負荷側の運転領域には、限界が存在する。
【０００３】
そこで、高負荷側の上限を広げるために、燃焼室内に高温混合気と低温混合気の層を形成させる方法がある。これは、高温混合気層で確実な着火を確保し、低温混合気層で燃焼を遅らせて全体の燃焼速度を緩慢にすることが狙いにある。例えば、特許文献１に示される予混合圧縮自己着火式エンジンの制御装置では、２つある吸気ポートの一方だけから燃焼室に高温のＥＧＲを含んだ混合気を供給し、他方の吸気ポートからは低温の新気による混合気を燃焼室に供給することで、燃焼室内の温度不均一度合を大きくし、高負荷における騒音や振動を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５６９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の予混合圧縮自己着火式エンジンの制御装置にあっては、両吸気ポートで異なる吸気温度にすることで、燃焼室内の吸気温度を不均一としているが、吸気温度の違いによる吸気ポート間の燃料の気化のし易さやそれに伴う混合気形成の違いが一切考慮されておらず、両吸気ポートで同量の燃料が噴射されている。その結果、吸気温度が低い吸気ポートでは、吸気温度が高い吸気ポートに比べ燃料の気化が悪く、未蒸発燃料が多く含まれるために、排ガスが悪化するといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、内燃機関の気筒毎に２つある吸気ポート間で吸気状態が異なる場合であっても、排ガスの悪化を抑制する機能を有する内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の制御装置は、気筒毎に設けられた２つの吸気ポートでの吸気状態を検出する吸気状態検出機能と、前記各吸気ポートに噴射され
る燃料の噴射時期および噴射量を調整する燃料噴射調整機能と、を備え、前記燃料噴射調整機能は、燃料噴射総量に対して前記各吸気ポートに噴射される燃料の割合を前記吸気状態検出機能により得られた吸気状態に応じて設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射総量に対して、各吸気ポートに噴射される割合を各吸気ポートの吸気状態に応じて設定することにより、吸気ポート毎に未蒸発燃料が少ない良好な混合気が形成されるので排ガスの悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置における内燃機関の概略構成図である。
【図２】本発明における２つある吸気ポートと排気ポートの一方を含む面で切断した内燃機関の燃焼室部の断面図である。
【図３】本発明におけるエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）で実行される制御処理を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１および実施の形態２におけるメイン制御処理工程での処理手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１における燃料噴射制御処理工程での処理手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１における内燃機関の回転数と負荷に基づき設定された基本燃料噴射量を示す図である。
【図７】実施の形態１における内燃機関の回転数に基づき設定された基本燃料噴射時期を示す図である。
【図８】実施の形態１における吸気温度に基づき設定された低温側吸気ポートの燃料噴射量割合を示す図である。
【図９】実施の形態１における吸気温度に基づき設定された低温側吸気ポートの燃料噴射時期進角量を示す図である。
【図１０】実施の形態２における燃料噴射制御処理工程での処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態３におけるメイン制御処理工程での処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３における燃料噴射制御処理工程での処理手順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】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置について、図１から図１２に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置における内燃機関の概略構成図であり、図２は、２つある吸気ポートと排気ポートの一方を含む面で切断した内燃機関の燃焼室部の断面図である。なお、内燃機関として、４サイクル内燃機関を例に説明する。図３は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）で実行される制御処理を示すブロック図である。
【００１２】
図１および図２に示すように、本発明に係る内燃機関には、内燃機関本体１と、内燃機関本体１の燃焼室２と、燃焼室２には第１吸気ポート５と第２吸気ポート６が接続され、両吸気ポートの上流に吸気管２２とが配置されている。吸気管２２には燃焼室２に供給する空気量を調整するスロットルバルブ２３と吸気管２２の圧力を検出する吸気管圧力センサ２４が設置されている。この圧力センサ２４の圧力検出から内燃機関の負荷が算出される。また、第１吸気ポート５と第２吸気ポート６には、吸気量を検出する第１吸気量センサ１１と第２吸気量センサ１２、吸気温度を検出する第１吸気温度センサ１３と第２吸気
温度センサ１４がそれぞれの吸気ポートに取付けられ、吸気管２２の近傍には大気温度を検出する為の大気温度センサ２７が取付けられている。さらに、第１吸気ポート５と第２吸気ポート６には、それぞれ燃料を噴射する第１燃料噴射弁９と第２燃料噴射弁１０が配置されており、各吸気ポート内で噴射された燃料と吸気ポート上流の吸気管２２から供給された空気とで混合気が形成される。各吸気ポートで形成された混合気は、両吸気ポート５，６と燃焼室２を開閉する第１吸気ポート５に配置された第１吸気弁３と第２吸気ポート６に配置された第２吸気弁４を介して燃焼室２に供給される。一方、燃焼室２には燃焼した既燃ガスを排出する為の排気弁７が２つ取付けられ、排気弁７の開動作で排気弁７の下流に配置された排気ポート８を介して排気管１５に排出される。第１吸気ポート５と第２吸気ポート６は、第１ＥＧＲ管１６と第２ＥＧＲ管２５によって排気管と連通しており、第１ＥＧＲ管１６と第２ＥＧＲ管２５にはＥＧＲ流量を調整する第１ＥＧＲ調整弁１７と第２ＥＧＲ調整弁２６が配置されている。燃料噴射弁９，１０等のアクチュエータを制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１８と、内燃機関本体１に取り付けられたクランク角センサ１９と、内燃機関本体１に取り付けられたカム角センサ２０と、燃焼室２内に設けられ混合気の導入、圧縮、燃焼、排出を行うピストン２１と、により構成されている。なお、内燃機関本体１は、多気筒エンジンとして構成されているが、図１と図２では、内燃機関本体１の１気筒のみを示している。
【００１３】
次に、本発明に係る内燃機関の動作の詳細について説明する。
まず、スロットルバルブ２３により空気量を調整された空気が、吸気管２２に供給され、吸気管２２から第１吸気ポート５および第２吸気ポート６の２つに分けられて送り込まれる。第１吸気ポート５と第２吸気ポート６の吸気量は、第１吸気量センサ１１と第２吸気量センサ１２とにより検出され、第１吸気温度センサ１３と第２吸気温度センサ１４とにより、吸気温度Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ検出される。第１吸気ポート５および第２吸気ポート６では、空気と燃料噴射弁９，１０から噴射される燃料とが混合され、それぞれ混合気が形成される。各吸気ポート５，６で形成された混合気は、両吸気ポート５，６と燃焼室２との間に設けられた第１吸気弁３と第２吸気弁４の開動作で燃焼室２に供給される。ピストン２１は、燃焼室２内を往復運動し、ピストン２１の下降で２つの吸気弁３と４から燃焼室２へ混合気が導入され、ピストン２１の上昇によって混合気が断熱圧縮され、断熱圧縮により燃焼した際に発生する混合気の燃焼圧力が運動エネルギーに変換され、さらに、燃焼後の既燃ガスは、２つの排気弁７から排出される。
【００１４】
内燃機関本体１に取り付けられたクランク角センサ１９により、クランク軸が一定角度回転する毎にパルス信号が出力される。クランク角センサ１９からは、例えば、クランク回転角１０°毎に、回転角検出用のパルスが出力され、内燃機関の回転数Ｎの算出に用いられる。さらに、内燃機関本体１に取り付けられたカム角センサ２０により、カム軸が一定回転する毎に、各気筒で異なるパルス信号が出力されるので、クランク角センサ１９の信号と組合せることにより、各気筒のタイミングを特定することができる。
【００１５】
一方、燃焼室２にて、燃焼した既燃ガスは、２つの排気弁７の開動作で排気弁７の下流に配置された排気ポート８を介して排気管１５に排出される。排気管１５と第１吸気ポート５との間に連通された第１ＥＧＲ管１６を介してＥＧＲが再循環される。ＥＧＲの流量は、第１ＥＧＲ調整弁１７により調整される。同様に、排気管１５と第２吸気ポート６との間に連通された第２ＥＧＲ管２５を介してＥＧＲが再循環される。ＥＧＲの流量は、第２ＥＧＲ調整弁２６により調整される。各吸気ポート５，６へ流れるＥＧＲの流量をＥＧＲ調整弁１７，２６で調整することにより、各吸気ポート５，６の吸気温度Ｔ１，Ｔ２を調整することができる。具体的には、ＥＧＲ調整弁１７，２６の開度を大きくすれば、ＥＧＲの流量が増加し、吸気ポート５，６での吸気温度Ｔ１，Ｔ２を上昇させることができる。このＥＧＲを利用して吸気温度を上昇させることで、混合気の温度を自己着火温度に到達させることができる。ここでは、吸気温度を変更する手段としてＥＧＲを用いている
が、吸気温度を変更することが可能な加熱器などの別の手段を用いてもよい。
【００１６】
ここで、車室内等に設けられたＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１８は、吸気量センサ１１，１２、吸気温度センサ１３，１４等の各種センサの出力信号を取り込み、入力された信号に基づいて、演算処理を実行し、その処理結果に基づいて、各種アクチュエータ用制御信号を出力し、燃料噴射弁９，１０等のアクチュエータを制御する。ＥＣＵ１８は、燃料噴射量や燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御等を実行するマイクロコンピュータシステムである。
【００１７】
図３に示すように、ＥＣＵ１８では、主に、吸気量検出機能３０、吸気温度検出機能３１、大気温度検出機能３２と吸気熱量算出機能３３とから成る吸気状態検出機能３４、および燃料噴射調整機能３５が実行されるものであり、記憶された制御プログラムに基づいて、各種の演算処理が実行される。吸気状態検出機能３４では、吸気量センサ１１，１２、吸気温度センサ１３，１４および大気温度センサ２７の出力信号に基づいて、吸気温度や吸気熱量が算出される。燃料噴射調整機能３５では、燃料噴射総量に対して各吸気ポート５，６で噴射される燃料の割合が、吸気温度や吸気熱量に応じて設定され、燃料噴射弁９，１０が制御される。
【００１８】
具体的には、各吸気ポート５，６に配置された吸気量センサ１１，１２の出力信号に基づいて、吸気量検出機能３０により各吸気ポート５，６での吸気量ＡＱ１，ＡＱ２が、また、各吸気ポート５，６に配置された吸気温度センサ１３，１４の出力信号に基づいて、吸気温度検出機能３１により各吸気ポート５，６での吸気温度Ｔ１，Ｔ２が算出される。さらに、吸気熱量算出機能３３により各吸気ポート５，６での吸気量ＡＱ１，ＡＱ２による影響も考慮して、各吸気ポート５，６での吸気温度Ｔ１，Ｔ２と吸気量ＡＱ１，ＡＱ２から吸気熱量ＣＡ１，ＣＡ２が算出される。燃料噴射調整機能３５では、低温側の吸気ポートでの吸気温度や両吸気ポート５，６での吸気温度の合計に対する吸気温度の比率、あるいは、両吸気ポート５，６での吸気熱量の合計に対する吸気熱量比率に応じて各吸気ポート５，６の燃料噴射弁９，１０から噴射される燃料の割合が設定される。
【００１９】
両吸気ポート５，６の燃料の気化に影響する各吸気ポート５，６の吸気温度や吸気熱量といった吸気状態に応じて、燃料噴射総量に対して各吸気ポート５，６に噴射される燃料の割合が設定されるので、吸気ポート５，６毎に、未蒸発燃料が少ない良好な混合気を形成することができ、排ガスの悪化を抑制することができる。
【００２０】
実施の形態１．
図４は、実施の形態１におけるメイン制御処理工程での処理手順を示すフローチャートであり、図５は、燃料噴射制御処理工程での処理手順を示すフローチャートである。図６は、内燃機関の回転数と負荷に基づき設定される基本燃料噴射量、図７は、内燃機関の回転数に基づき設定される基本燃料噴射時期、図８は、吸気温度に基づき設定される低温側吸気ポートの燃料噴射量割合、図９は、吸気温度に基づき設定される低温側吸気ポートの燃料噴射時期進角量を示す。
【００２１】
実施の形態１の内燃機関の制御装置の動作について説明する。まず、内燃機関の回転数Ｎと負荷Ｌから燃焼室２に供給される基本燃料噴射量（燃料噴射総量）ＦＱが算出される。２つある吸気ポート５，６のうち低温側の吸気ポートの吸気温度に応じて、基本燃料噴射量ＦＱに対して各吸気ポート５，６に燃料噴射弁９，１０から噴射される燃料の割合が設定される。なお、低温側の吸気温度が所定温度以下なら低温側の吸気ポートへの燃料の噴射は停止される。また、低温側の吸気ポートに配置された燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射時期が、低温側の吸気ポートの吸気温度に応じて設定される。燃料の気化が悪い低温ほど燃料噴射時期は早めに設定される。燃料が気化しにくい低温側の吸気温度に応じて、両吸気ポート５，６に供給される燃料噴射量ＦＱ１，ＦＱ２と燃料噴射時期ＦＴ１，ＦＴ２が設定されているので、混合気の形成が極端に悪化することはなく、排ガスの悪化を抑制することができる。
【００２２】
次に、ＥＣＵ１８で実行される内燃機関の制御装置における処理手順を図４および図５のフローチャートを用いて説明する。図４に示すメイン制御処理工程では、例えば、４気筒の内燃機関に本実施の形態を適用した場合には、クランク角度１８０度毎に対応する気筒について実行される。まず、第１吸気ポート５と第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ１とＴ２が検出される（ステップＳ１０１）。次に、吸気温度Ｔ１，Ｔ２に応じた燃料噴射制御処理を実行する（ステップＳ１０２）。燃料噴射制御処理の内容については、図５の燃料噴射制御処理工程のフローチャートで示す。
【００２３】
図５に示す燃料噴射制御処理工程では、内燃機関の回転数Ｎと負荷Ｌとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射量ＦＱのマップ（図６）を参照して、運転状態に応じた基本燃料噴射量ＦＱが算出される（ステップＳ２０１）。また、内燃機関の回転数Ｎと基本燃料噴射時期ＦＴとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射時期ＦＴのマップ（図７）を参照して、基本燃料噴射時期ＦＴｂが算出される（ステップＳ２０２）。
【００２４】
続いて、第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１と第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２とが比較される（ステップＳ２０３）。第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１の方が低い場合には、第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１が所定温度ＴＬよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ２０４）。ここで、所定温度ＴＬは、吸気温度が低く、燃料が気化し難いために、混合気の形成が極端に悪く、排ガスが悪化する温度を予め実験結果から求めておき、例えば、０℃と設定しておく。第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１が所定温度ＴＬよりも低い場合には、第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２と所定温度ＴＨとが比較される（ステップＳ２０５）。ここで、所定温度ＴＨは、吸気温度が高く、混合気の形成が良好で排ガスが悪化しない温度を予め実験結果から求めておき、例えば、２０℃と設定しておく。第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２が所定温度ＴＨよりも高く、第２吸気ポート６の混合気の形成が良好と判断されれば、第１吸気ポート５に噴射される燃料量ＦＱ１を０として、第２吸気ポート６に噴射される燃料量ＦＱ２を基本燃料噴射量の総量ＦＱとする（ステップＳ２０６）。この後、図４のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００２５】
一方、ステップＳ２０４で、低温側の吸気ポートとなる第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１が所定温度ＴＬよりも高く、混合気の形成を極端に悪化させない吸気状態や、ステップＳ２０５で、高温側の吸気ポートとなる第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２が所定温度ＴＨよりも低く、燃料の気化がそれほど促進されない吸気状態の場合には、吸気温度が低い吸気ポートである第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１に応じて、各吸気ポート５，６に噴射される燃料の燃料噴射量割合ＦＲ（Ｔ１）が、図８を参照して、算出される（ステップＳ２０７）。続いて、第１吸気ポート５の燃料量ＦＱ１と第２吸気ポート６の燃料量ＦＱ２が、基本燃料噴射量ＦＱと燃料噴射量割合ＦＲとから算出される（ステップＳ２０８）。式１、式２に、各吸気ポート５，６の燃料量ＦＱ１，ＦＱ２を算出する算式を示す。
第１吸気ポートの燃料量ＦＱ１＝ＦＱ＊ＦＲ                              （１）
第２吸気ポートの燃料量ＦＱ２＝ＦＱ＊（１−ＦＲ）                      （２）
したがって、第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１が低いほど、基本燃料噴射量ＦＱに対して第１吸気ポート５に噴射される燃料量ＦＱ１が、高温側の第２吸気ポート６に噴射される燃料量ＦＱ２よりも少なくなるように設定される。燃料が気化し難く、混合気の形成が悪化し易い低温側の第１吸気ポート５の燃料噴射量ＦＱ１を少なくすることで、排ガスの悪化を抑制することができる。
【００２６】
また、第１吸気ポート５に燃料が噴射される燃料噴射時期ＦＴ１を早めるために、図９を参照して、第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１に応じて、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ１）が算出される（ステップＳ２０９）。これにより、基本燃料噴射時期ＦＴｂが、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ１）で補正され、吸気温度が低い第１吸気ポート５に燃料が噴射される燃料噴射時期ＦＴ１が設定される（ステップＳ２１０）。式３に、第１吸気ポート５の燃料噴射時期ＦＴ１を算出する算式を示す。
燃料噴射時期ＦＴ１＝基本噴射時期ＦＴｂ−燃料噴射時期進角量ＦＴ(Ｔ１)  （３）
なお、吸気温度が高温側となる第２吸気ポート６の燃料噴射時期ＦＴ２は、基本噴射時期ＦＴｂのままとする。吸気温度が低温側となる第１吸気ポート５の燃料噴射時期ＦＴ１を進角することで燃焼室２に供給されるまでの時間的余裕が設けられ、燃料をより多く気化することができるので混合気の形成が良くなり、排ガスの悪化を抑制することできる。この後、図４のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００２７】
また、ステップＳ２０３で、第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２の方が、第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１よりも低いと判定された場合には、ステップＳ２０４の第１吸気ポート５での処理と同様に、第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２が、所定温度ＴＬよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ２１１）。第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２が、所定温度ＴＬよりも低い場合には、第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１と所定温度ＴＨとが比較される（ステップＳ２１２）。第１吸気ポート５の吸気温度Ｔ１が、所定温度ＴＨよりも高い場合には、第２吸気ポート６に噴射される燃料量ＦＱ２を０として、第１吸気ポート５に噴射される燃料量ＦＱ１を基本燃料噴射量の総量ＦＱとする（ステップＳ２１３）。この後、図４のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００２８】
また、ステップＳ２１１で、低温側の吸気ポートとなる第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２が所定温度ＴＬよりも高い場合や、ステップＳ２１２で、高温側の吸気ポートとなる第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２が所定温度ＴＨよりも低い場合には、吸気温度が低い吸気ポートである第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２に応じて、各吸気ポート５，６に噴射される燃料の燃料噴射量の割合ＦＲ（Ｔ２）が、図８を参照して、算出される（ステップＳ２１４）。続いて、第１吸気ポート５の燃料量ＦＱ１と第２吸気ポート６の燃料量ＦＱ２が、基本燃料噴射量ＦＱと燃料噴射量割合ＦＲとから算出される（ステップＳ２１５）。式４、式５に、各吸気ポート５，６の燃料量ＦＱ１，ＦＱ２を求める算式を示す。
第１吸気ポートの燃料量ＦＱ１＝ＦＱ＊（１−ＦＲ）                      （４）
第２吸気ポートの燃料量ＦＱ２＝ＦＱ＊ＦＲ                              （５）
したがって、第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２が低いほど、基本燃料噴射量ＦＱに対して第２吸気ポート６に噴射される燃料量ＦＱ２が、高温側の第１吸気ポート５に噴射される燃料量ＦＱ１よりも少なくなるように設定される。燃料が気化し難く、混合気の形成が悪化し易い低温側の第２吸気ポート６の燃料噴射量ＦＱ２を少なくすることで、排ガスの悪化を抑制することができる。
【００２９】
また、第２吸気ポート６に燃料が噴射される燃料噴射時期ＦＴ２を早めるために、図９を参照して、第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ２に応じて、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ２）が算出される（ステップＳ２１６）。これにより、基本燃料噴射時期ＦＴｂが、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ２）で補正され、吸気温度が低い第２吸気ポート６に燃料が噴射される燃料噴射時期ＦＴ２が設定される（ステップＳ２１０）。式６に、第２吸気ポート６の燃料噴射時期ＦＴ２を算出する算式を示す。
燃料噴射時期ＦＴ２＝基本噴射時期ＦＴｂ−燃料噴射時期進角量ＦＴ(Ｔ２)  （６）
なお、吸気温度が高温側となる第１吸気ポート５の燃料噴射時期ＦＴ１は、基本燃料噴射時期ＦＴｂのままとする。吸気温度が低温側となる第２吸気ポート６の燃料噴射時期ＦＴ２を進角することで燃焼室２に供給されるまでの時間的余裕が設けられ、燃料をより多く気化することができるので混合気の形成が良くなり、排ガスの悪化を抑制することでき
る。この後、図４のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００３０】
このように、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置によれば、２つある吸気ポートの低温側の吸気温度に応じて、各吸気ポートに噴射される燃料の割合を低温側が少なく、高温側が多くなるように設定しているので、低温側の吸気ポートにおいても、未蒸発燃料が少なくなり、混合気の形成を悪化させることはなく、さらに、低温側の吸気温度に応じて低温側の燃料噴射時期が、進角側に設定されることにより、良好な混合気を形成するための時間を確保することで、排ガスの悪化を抑制することできるという顕著な効果が期待できる。
【００３１】
実施の形態２．
図１０は、実施の形態２における燃料噴射制御処理工程での処理手順を示すフローチャートである。実施の形態１では、基本燃料噴射量（燃料噴射総量）に対して各吸気ポートに噴射される燃料の割合が、低温側の吸気ポートの吸気温度に応じて設定されるのに対して、実施の形態２では、両吸気ポートの吸気温度の合計に対する各吸気ポートの吸気温度の比率に応じて各吸気ポートに噴射される燃料の割合が設定される。メイン制御処理工程での処理手順を示すフローチャートは、実施の形態１での図４と同様であるので説明を省略する。
【００３２】
実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の動作について、図１０の燃料噴射制御処理工程での処理手順を示すフローチャートを用いて説明する。なお、各吸気ポート５，６に噴射される燃料の割合の設定方法以外については、実施の形態１と同様の内容であるので説明を省略する。
【００３３】
図１０に示す燃料噴射制御処理工程では、内燃機関の回転数Ｎと負荷Ｌとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射量ＦＱのマップ（図６）を参照して、運転状態に応じた基本燃料噴射量ＦＱが算出される（ステップＳ３０１）。また、内燃機関の回転数Ｎと基本燃料噴射時期ＦＴとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射時期ＦＴのマップ（図７）を参照して、基本燃料噴射時期ＦＴｂが算出される（ステップＳ３０２）。
【００３４】
次に、ステップＳ３０３からＳ３０５と、ステップＳ３１０からＳ３１１で、各吸気ポートの吸気状態が判定され、低温側の吸気ポートの吸気温度が所定温度ＴＬよりも低く（ステップＳ３０４，Ｓ３１０）、高温側の吸気ポートの吸気温度が所定温度ＴＨよりも高い（ステップＳ３０５，Ｓ３１１）場合には、低温側の吸気ポートへの燃料の噴射量を０として、高温側の吸気ポートに噴射される燃料量を基本燃料噴射量の総量ＦＱとする（ステップＳ３０６，Ｓ３１２）、（式１、式２参照。）。この後、図４のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００３５】
一方、各吸気ポート５，６の吸気状態が上記条件以外の場合には、基本燃料噴射量ＦＱに対する各吸気ポート５，６に噴射される燃料量ＦＱ１，ＦＱ２が、両吸気ポート５，６の吸気温度Ｔ１，Ｔ２の比率に応じて設定される（ステップＳ３０７，Ｓ３１３）。式７、式８に、各吸気ポート５，６の燃料量ＦＱ１，ＦＱ２を算出する算式を示す。
第１吸気ポートの燃料量ＦＱ１＝ＦＱ＊Ｔ１/（Ｔ１＋Ｔ２）              （７）
第２吸気ポートの燃料量ＦＱ２＝ＦＱ＊Ｔ２/（Ｔ１＋Ｔ２）              （８）
【００３６】
また、吸気ポート５，６のうち、吸気温度が低温側の吸気ポートの燃料が噴射される時期を早めるために、低温側の吸気ポートの吸気温度Ｔ１,Ｔ２に応じて、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ１）あるいはＦＴ（Ｔ２）が算出される（ステップＳ３０８，Ｓ３１４）。これにより、基本燃料噴射時期ＦＴｂが、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ１）あるいはＦＴ
（Ｔ２）で補正され、吸気温度が低い吸気ポートに燃料が噴射される燃料噴射時期ＦＴ１あるいはＦＴ２が設定される（ステップＳ３０９，Ｓ３１５）。これらの燃料噴射時期ＦＴ１あるいはＦＴ２を算出する工程は、実施の形態１のステップＳ２０９，Ｓ２１０の工程、ステップＳ２１５，Ｓ２１７の工程と同様であり、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ１）あるいはＦＴ（Ｔ２）を算出する算式は、式３あるいは式６と同じである。なお、吸気温度が高温側となる吸気ポートの燃料噴射時期は、基本燃料噴射時期ＦＴｂのままとする。この後、図４のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００３７】
このように、実施の形態２に係る内燃機関の制御装置によれば、２つある吸気ポートでの吸気温度の合計に対する各ポートの吸気温度の比率に応じて、各吸気ポートに噴射される燃料の割合を低温側が少なく、高温側が多くなるように設定しているので、実施の形態１と同様、低温側の吸気ポートにおいても、未蒸発燃料が少なくなり、混合気の形成を悪化させることはなく、さらに、低温側の吸気温度に応じて低温側の燃料噴射時期が進角側に設定されることにより、良好な混合気を形成するための時間を確保することで、排ガスの悪化を抑制することできるという顕著な効果が期待できる。
【００３８】
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３におけるメイン制御処理での処理手順を示すフローチャートであり、図１２は、燃料噴射制御処理での処理手順を示すフローチャートである。実施の形態２では、両吸気ポートでの吸気温度の合計に対する各ポートの吸気温度の比率に応じて、基本燃料噴射量（燃料噴射総量）に対する各吸気ポートに噴射される燃料の割合が設定されるのに対して、実施の形態３では、各吸気ポートの吸気量も考慮して各吸気ポートの吸気熱量に応じて各吸気ポートに噴射する燃料の割合が設定される。
【００３９】
実施の形態３に係る内燃機関の制御装置の動作について、図１１のメイン制御処理工程でのフローチャート、および図１２の燃料噴射制御処理での処理手順を示すフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
図１１に示すメイン制御処理工程では、第１吸気ポート５と第２吸気ポート６の吸気温度Ｔ１とＴ２が検出される（ステップＳ４０１）。次に、第１吸気ポート５と第２吸気ポート６の吸気量ＡＱ１とＡＱ２が検出される（ステップＳ４０２）、大気温度Ｔａが検出される（ステップＳ４０３）。続いて、吸気熱量に応じた燃料噴射制御処理を実行する（ステップＳ４０４）。燃料噴射制御処理の内容については、図１２の燃料噴射制御処理工程のフローチャートで示す。
【００４１】
次に、図１２に示す燃料噴射制御処理工程では、実施の形態１と同様に、内燃機関の回転数Ｎと負荷Ｌとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射量ＦＱのマップ（図６）を参照して、運転状態に応じた基本燃料噴射量ＦＱが算出される（ステップＳ５０１）。また、内燃機関の回転数Ｎと基本燃料噴射時期ＦＴとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射時期ＦＴのマップ（図７）を参照して、基本燃料噴射時期ＦＴｂが算出される（ステップＳ５０２）。さらに、大気温度Ｔａと、第１吸気ポート５および第２吸気ポート６のそれぞれの吸気温度Ｔ１、Ｔ２と吸気量ＡＱ１，ＡＱ２とから各吸気ポート５，６の吸気熱量ＣＡ１，ＣＡ２が算出される（ステップＳ５０３）。式９、式１０に、各吸気ポート５，６の吸気の熱量ＣＡ１，ＣＡ２を算出する算式を示す。
第１吸気ポートの熱量ＣＡ１＝比熱（０．２４）＊ＡＱ１＊（Ｔ１−Ｔａ）    （９）
第２吸気ポートの熱量ＣＡ２＝比熱（０．２４）＊ＡＱ２＊（Ｔ２−Ｔａ）  （１０）
【００４２】
続いて、第１吸気ポート５の吸気熱量ＣＡ１と第２吸気ポート６の吸気熱量ＣＡ２とが比較される（ステップＳ５０４）。第１吸気ポート５の吸気熱量ＣＡ１の方が低い場合には、第１吸気ポート５の吸気熱量ＣＡ１が所定熱量ＣＡＬよりも低いかどうかが判定され
る（ステップＳ５０５）。ここで、所定熱量ＣＡＬは、未蒸発燃料が多く、混合気の形成が悪いために、排ガスが悪化する熱量を、予め実験結果から求めておき設定する。第１吸気ポート５の吸気熱量ＣＡ１が所定熱量ＣＡＬよりも低い場合には、第２吸気ポート６の吸気熱量ＣＡ２と所定熱量ＣＡＨとが比較される（ステップＳ５０６）。ここで、所定熱量ＣＡＨは、高温側の吸気ポートの吸気の熱量が高く、混合気の形成が良好で、排ガスが悪化しない熱量を、予め実験結果から求めておき設定する。第２吸気ポート６の吸気熱量ＣＡ２が所定熱量ＣＡＨよりも高く、第２吸気ポート６の混合気の形成が良好と判断されれば、第１吸気ポート５に噴射される燃料量ＦＱ１を０として、第２吸気ポート６に噴射される燃料量ＦＱ２を基本燃料噴射量の総量ＦＱとする（ステップＳ５０７）。この後、図１１のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００４３】
一方、各吸気ポート５，６の吸気の熱量状態が上記条件以外の場合には、基本燃料噴射量ＦＱに対する各吸気ポート５，６に噴射される燃料量ＦＱ１，ＦＱ２の割合が、両吸気ポート５，６での吸気熱量の合計に対する各吸気熱量ＣＡ１，ＣＡ２の比率に応じて設定される（ステップＳ５０８）。式１１、式１２に、各吸気ポート５，６の燃料量ＦＱ１，ＦＱ２を算出する算式を示す。
第１吸気ポートの燃料量ＦＱ１＝ＦＱ＊ＣＡ１/（ＣＡ１＋ＣＡ２）      （１１）
第２吸気ポートの燃料量ＦＱ２＝ＦＱ＊ＣＡ２/（ＣＡ１＋ＣＡ２）      （１２）
【００４４】
なお、混合気の形成を良くするために、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ１）の算出（ステップ５０９）と、燃料噴射時期ＦＴ１の設定（ステップＳ５１０）については、実施の形態１のステップＳ２０９，Ｓ２１０と同様の内容であるので説明を省略する。この後、図１１のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００４５】
また、ステップＳ５０４で、第２吸気ポート６の吸気熱量ＣＡ２の方が、第１吸気ポート５の吸気熱量ＣＡ１よりも低いと判定された場合には、ステップＳ５０５の第１吸気ポート５での処理と同様に、第２吸気ポート６の吸気熱量ＣＡ２が、所定熱量ＣＡＬよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ５１１）。第２吸気ポート６の吸気熱量ＣＡ２が、所定熱量ＣＡＬよりも低い場合には、第１吸気ポート５の吸気熱量ＣＡ１と所定熱量ＣＡＨとが比較される（ステップＳ５１２）。第１吸気ポート５の吸気熱量ＣＡ１が、所定熱量ＣＡＨよりも高い場合には、第２吸気ポート６に噴射される燃料量ＦＱ２を０として、第１吸気ポート５に噴射される燃料量ＦＱ１を基本燃料噴射量の総量ＦＱとする（ステップＳ５１３）。この後、図１１のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００４６】
また、ステップＳ５１１で、低熱量側の第２吸気ポート６の吸気熱量ＣＡ２が所定熱量ＣＡＬ以上で低熱量側の吸気ポートでも混合気の形成が良くなる吸気状態である場合や、ステップＳ５１２で、高熱量側の第１吸気ポート５の吸気熱量ＣＡ１が所定熱量ＣＡＨよりも低い場合には、第１吸気ポート５の燃料量ＦＱ１と第２吸気ポート６の燃料量ＦＱ２が、基本燃料噴射量ＦＱと両吸気ポート５，６での吸気熱量の合計に対する各吸気熱量ＣＡ１，ＣＡ２の比率から算出される（ステップＳ５１４）。この第１吸気ポート５の燃料量ＦＱ１と第２吸気ポート６の燃料量ＦＱ２を算出する式は、式１１および式１２と同じである。
【００４７】
なお、混合気の形成を良くするために、燃料噴射時期進角量ＦＴ（Ｔ２）の算出（ステップ５１５）と、燃料噴射時期ＦＴ２の設定（ステップＳ５１６）については、実施の形態１のステップＳ２１６、Ｓ２１７と同様の内容であるので説明を省略する。この後、図１１のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
【００４８】
このように、実施の形態３に係る内燃機関の制御装置によれば、２つある吸気ポートの吸気温度と吸気量を考慮して、各吸気ポートでの吸気熱量の合計に対する各ポートの吸気
熱量の比率に応じて、各吸気ポートに噴射される燃料の割合を、低熱量側が少なく、高熱量側が多くなるように設定しているので、吸気流動や吸気温度の影響により双方の吸気ポートの吸気量が異なった場合においても、未蒸発燃料が少なくなり、混合気の形成を悪化させることはなく、さらに、低熱量側の吸気温度に応じて低熱量側の燃料噴射時期が進角側に設定されることにより、良好な混合気を形成するための時間を確保することで、排ガスの悪化を抑制することできるという顕著な効果が期待できる。
【００４９】
なお、また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【００５０】
また、図中、同一符号は、同一、または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１  内燃機関本体
２  燃焼室
３  第１吸気弁              ４  第２吸気弁
５  第１吸気ポート          ６  第２吸気ポート
９  第１燃料噴射弁        １０  第２燃料噴射弁
１１  第１吸気量センサ    １２  第２吸気量センサ
１３  第１吸気温度センサ  １４  第２吸気温度センサ
１８  ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
２４  吸気管圧力センサ
２７  大気温度センサ
３０  吸気量検出機能
３１  吸気温度検出機能
３２  大気温度検出機能
３３  吸気熱量算出機能
３４  吸気状態検出機能
３５  燃料噴射調整機能
【要約】
【課題】内燃機関の気筒毎に２つある吸気ポート間で吸気状態が異なる場合であっても、排ガスの悪化を抑制する機能を有する内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【解決手段】内燃機関の各吸気ポート５，６に配置された吸気量センサ１１，１２と吸気温度センサ１３，１４の出力信号に基づいて、各吸気ポート５，６の吸気量と吸気温度が算出され、燃料噴射総量に対して各吸気ポート５，６の燃料噴射弁９，１０から噴射される割合を、低温側の吸気ポートの吸気温度や両吸気ポート５，６の吸気温度の比率に応じて設定することにより、吸気ポート毎に未蒸発燃料が少ない良好な混合気が形成されるので排ガスの悪化を抑制することができる。
【選択図】図３【図１】
0005116872.tif 000002
【図２】
0005116872.tif 000003
【図３】
0005116872.tif 000004
【図４】
0005116872.tif 000005
【図５】
0005116872.tif 000006
【図６】
0005116872.tif 000007
【図７】
0005116872.tif 000008
【図８】
0005116872.tif 000009
【図９】
0005116872.tif 000010
【図１０】
0005116872.tif 000011
【図１１】
0005116872.tif 000012
【図１２】
0005116872.tif 000013