(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンが内部を往復運動するシリンダの一端部に設けられるシリンダヘッド側では、前記シリンダヘッドに開口する吸気口から前記シリンダヘッドに開口する排気口へ向かうタンブル流が形成される内燃機関において、
前記シリンダと、前記シリンダヘッドと、前記シリンダ内を往復運動するピストンとで囲まれる燃焼空間と、
吸気上死点と吸気下死点との中間よりも吸気上死点側で、前記ピストンの頂面と前記シリンダヘッドとの間における前記シリンダの内面に向かって燃料を噴射する前半の燃料噴射を行って前記前半の燃料噴射によって前記燃焼空間に形成される混合気を排気側に所定時間偏在させ、前記前半の燃料噴射よりも吸気下死点側で、前記燃焼空間へ燃料を噴射する後半の燃料噴射を行う燃料噴射手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記燃料噴射手段は、
前記前半の燃料噴射において、前記ピストンの頂面と前記シリンダの内面とが交差する部分に向かって燃料を噴射することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記燃料噴射手段は、前記前半の燃料噴射によって前記燃焼空間に形成される前記混合気が、前記吸気口から前記燃焼空間へ導入される流体で発生するタンブル流によって前記吸気口側へ移動した後に前記後半の燃料噴射を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記燃料噴射手段は、
前記前半の燃料噴射において、前記燃料噴射手段が噴射する燃料の噴霧を、前記吸気口から前記燃焼空間へ流入する流体のタンブル流に沿わせるように前記燃料を噴射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記燃料噴射手段は、
前記燃料噴射手段の噴射する燃料の噴霧が、前記ピストンの頂面よりも前記シリンダの内面へ先に到達するように前記燃料を噴射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記燃料噴射手段は、
少なくとも、前記内燃機関の単位時間あたりの回転数が予め定めた所定の回転数以下、かつ前記内燃機関の負荷率が予め定めた所定の負荷率以上のときに、前記前半の燃料噴射と前記後半の燃料噴射とで前記燃焼空間へ前記燃料を噴射することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記燃料噴射手段は、
前記前半の燃料噴射と、前記後半の燃料噴射と、の少なくとも一方では、前記燃料を複数に分割して噴射することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記燃料噴射手段は、
前記前半の燃料噴射においては、前記後半の燃料噴射において噴射する燃料の噴射量よりも多くの燃料を噴射することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項９】
前記燃料噴射手段は、
前記吸気口側に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記燃料噴射手段は、前記シリンダヘッドの中央部分に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼空間へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、火花点火式の内燃機関において、燃焼空間内へ直接燃料を噴射して燃焼に供する空気との混合気を形成する、いわゆる直噴の内燃機関が実用化されている。直噴の内燃機関は、吸気行程で燃焼空間へ燃料を噴射することにより、燃焼空間内で燃料と空気とを均質に混合させた上で燃焼させる、いわゆる均質燃焼で運転することもできる。均質燃焼での運転においては、良好な燃焼を得るため、燃料を空気へ均質に拡散させて、燃料と空気とをできる限り均質に混合させることが重要である。
【０００３】
特許文献１には、吸気行程の前半と後半とに分割して燃焼空間内へ燃料を噴射して、均一な混合気を得る技術が開示されている。また、燃焼空間へ直接燃料を噴射する直噴用噴射弁と、吸気ポートへ燃料を噴射するポート噴射弁とを備え、均質燃焼時には、燃料と空気とをより均質に混合できるポート噴射弁を用いる内燃機関も実用化されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５９６１９号公報（０００５〜０００８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、直噴用噴射弁とポート噴射弁とを備える内燃機関は、構造が複雑になるとともに、製造コストも増加する。また、特許文献１に開示された技術では、燃焼空間内に流入する空気の流れは考慮されておらず、これを考慮することによって、燃料と空気とをさらに均質に混合させて、混合気をより良好に燃焼させることができる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃焼空間内へ直接燃料を噴射する内燃機関において、燃焼空間内へ直接燃料を噴射する燃料噴射手段のみを用いて、燃料と空気との混合を空間的に均質に改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、ピストンが内部を往復運動するシリンダの一端部に設けられるシリンダヘッド側では、前記シリンダヘッドに開口する吸気口から前記シリンダヘッドに開口する排気口へ向かうタンブル流が形成される内燃機関において、前記シリンダと、前記シリンダヘッドと、前記シリンダ内を往復運動するピストンとで囲まれる燃焼空間と、吸気上死点と吸気下死点との中間よりも吸気上死点側で、前記ピストンの頂面と前記シリンダヘッドとの間における前記シリンダの内面に向かって燃料を噴射する前半の燃料噴射を行い、前記前半の燃料噴射よりも吸気下死点側で、前記燃焼空間へ燃料を噴射する後半の燃料噴射を行う燃料噴射手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、前記前半の燃料噴射において、前記ピストンの頂面と前記シリンダの内面とが交差する部分に向かって燃料を噴射することが望ましい。
【０００９】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、前記前半の燃料噴射によって前記燃焼空間に形成される混合気が、前記吸気口から前記燃焼空間へ導入される流体で発生するタンブル流によって前記吸気口側へ移動した後に前記後半の燃料噴射を行うことが望ましい。
【００１０】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、前記前半の燃料噴射において、前記燃料噴射手段が噴射する燃料の噴霧を、前記吸気口から前記燃焼空間へ流入する流体のタンブル流に沿わせるように前記燃料を噴射することが望ましい。
【００１１】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、前記燃料噴射手段の噴射する燃料の噴霧が、前記ピストンの頂面よりも前記シリンダの内面へ先に到達するように前記燃料を噴射することが望ましい。
【００１２】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、少なくとも、前記内燃機関の単位時間あたりの回転数が予め定めた所定の回転数以下、かつ前記内燃機関の負荷率が予め定めた所定の負荷率以上のときに、前記前半の燃料噴射と前記後半の燃料噴射とで前記燃焼空間へ前記燃料を噴射することが望ましい。
【００１３】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、前記前半の燃料噴射と、前記後半の燃料噴射と、の少なくとも一方では、前記燃料を複数に分割して噴射することが望ましい。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、前記前半の燃料噴射においては、前記後半の燃料噴射において噴射する燃料の噴射量よりも多くの燃料を噴射することが望ましい。
【００１５】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、前記吸気口側に設けられることが望ましい。
【００１６】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関において、前記燃料噴射手段は、前記シリンダヘッドの中央部分に設けられることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、燃焼空間内へ直接燃料を噴射する内燃機関において、燃焼空間内へ直接燃料を噴射する燃料噴射手段のみを用いて、燃料と空気との混合を空間的に均質に改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００１９】
本実施形態は、ピストンとシリンダとシリンダヘッドで囲まれる燃焼空間内へ直接燃料を噴射する燃料噴射手段を備える火花点火式の内燃機関において、ピストンの吸気上死点とピストンの吸気下死点との中間よりも吸気上死点側で、前記ピストンの頂面と前記シリンダヘッドとの間における前記シリンダの内面（より具体的にはピストンの頂面とシリンダの内面とが交差する部分）に向かって燃料を噴射する前半の燃料噴射を行い、前半の燃料噴射よりも吸気下死点側で、燃焼空間へ燃料を噴射する後半の燃料噴射を行う点に特徴がある。
【００２０】
ここで、燃料と空気との混合気の均質性とは、燃焼空間内における空気に対する燃料の偏在の程度を表す尺度であり、混合気の均質性が高いほど、前記空気に対する燃料の偏在は小さくなる。すなわち、燃料と空気との混合気の均質性とは、混合気中における燃料の密度の均一の程度を表す尺度である。また、燃料噴射制御とは、内燃機関へ供給する燃料の噴射タイミングや噴射量その他の、内燃機関に対する燃料噴射に関するパラメータを変更する制御である。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る内燃機関の構成を示す概略図である。内燃機関１を構成するシリンダ１Ｓは、円筒状の構造体であり、内部にピストン５が配置される。シリンダ１Ｓの一端部にはシリンダヘッド１Ｈが設けられており、他端部がクランクケース１Ｃと接続される。そして、ピストン５は、シリンダ１Ｓ内、すなわちシリンダヘッド１Ｈとシリンダ１Ｓとで囲まれる空間内を往復運動する。ピストン５とクランクシャフト６とは、コネクティングロッド８によって連結されている。ピストン５の往復運動は、コネクティングロッド８を介してクランクシャフト６へ伝達されて回転運動に変換される。
【００２２】
シリンダ１Ｓと、シリンダヘッド１Ｈと、ピストン５とで囲まれる空間は、燃料Ｆと、燃料Ｆの燃焼に供する空気Ａとの混合気が燃焼する空間である。この空間を、燃焼空間Ｂという。燃焼空間Ｂには、吸気ポート３ｉ及び排気ポート３ｅが接続されている。吸気ポート３ｉは、空気Ａを燃焼空間Ｂへ導入する吸気通路の一部を構成し、また、排気ポート３ｅは、燃焼空間Ｂで燃焼した前記混合気の排ガスＥｘを、燃焼空間Ｂの外部へ排出する排ガス通路の一部を構成する。
【００２３】
吸気ポート３ｉには、吸気ポート３ｉへ空気Ａを導く吸気導入通路１５が接続される。吸気導入通路１５には、吸気導入通路１５の通路断面積を変更するスロットル弁９が設けられる。スロットル弁９によって吸気導入通路１５の通路断面積を変更することにより、燃焼空間Ｂへ導入される空気Ａの量が調整される。ここで、スロットル弁９は、スロットル用アクチュエータ９Ａによって開度が調整される。また、吸気導入通路１５のスロットル弁９よりも上流側（空気Ａの流れ方向上流側、すなわち、吸気導入通路１５の入口側）には、吸気導入通路１５へ流入する空気Ａの流量（単位時間あたりの流量）を計測するエアフローメータ４３が設けられる。エアフローメータ４３によって、燃焼空間Ｂへ導入される空気Ａの量が求められる。
【００２４】
シリンダヘッド１Ｈには、吸気ポート３ｉ及び排気ポート３ｅが開口している。吸気ポート３ｉの開口部は吸気口３ｉｏであり、排気ポート３ｅの開口部は排気口３ｅｏである。吸気口３ｉｏには吸気弁４ｉが配置されており、所定のタイミングで吸気口３ｉを開閉する。また、排気口３ｅｏには排気弁４ｅが配置されており、所定のタイミングで排気口３ｅｏを開閉する。吸気弁４ｉ及び排気弁４ｅは、クランクシャフト６からの動力によって駆動される。
【００２５】
シリンダヘッド１Ｈには、燃焼空間Ｂ内へ直接燃料Ｆを噴射する燃料噴射手段である直噴噴射弁１０が取り付けられる。燃料Ｆは、炭化水素系の燃料であり、本実施形態ではガソリンが用いられる。直噴噴射弁１０は、燃料分配管１４から燃料Ｆが供給される。燃料分配管１４には、燃料タンク１１内の燃料Ｆが供給される。燃料タンク１１内の燃料Ｆは、低圧ポンプ（ＰＬ）１２によって高圧ポンプ（Ｐｈ）１３へ送られ、ここでさらに昇圧されて燃料分配管１４へ供給される。高圧ポンプ１３を制御することにより、燃料分配管１４内における燃料Ｆの圧力（燃料圧力）を変更できる。
【００２６】
図１に示す内燃機関１は、シリンダ１Ｓ及びピストン５を複数備えているが、この場合、直噴噴射弁１０もそれぞれのシリンダ１Ｓの燃焼空間Ｂに対して用意される。そして、それぞれの直噴噴射弁１０が燃料分配管１４に取り付けられ、燃料分配管１４からそれぞれの直噴噴射弁１０へ燃料Ｆが供給される。なお、本実施形態において、内燃機関１が備えるシリンダ１Ｓ及びピストン５の数や配置は限定されるものではない。
【００２７】
直噴噴射弁１０は、吸気ポート３ｉを通って吸気口３ｉｏから燃焼空間Ｂ内へ導入される空気Ａへ燃料Ｆを噴射して、燃料Ｆと空気Ａとの混合気を形成する。シリンダヘッド１Ｈには点火手段である点火プラグ７が取り付けられており、点火プラグ７が放電することにより、燃焼空間Ｂ内の混合気に着火する。混合気が燃焼して発生する燃焼ガスの圧力によって、ピストン５がシリンダ１Ｓ内を往復運動する。ピストン５を駆動した後の燃焼ガスは、排ガスＥｘとなって排気口３ｅｏを通って排気ポート３ｅへ排出される。このように、内燃機関１は、火花点火式のレシプロ式内燃機関である。
【００２８】
内燃機関１は、機関ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０によって制御される。このため、機関ＥＣＵ３０は、内燃機関１のクランクシャフトの回転角度を計測するクランク角度センサ４１、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ４２、エアフローメータ４３等からの検出値を取得し、これらの検出値に基づいて制御対象を制御することにより、内燃機関１を制御する。ここで、機関ＥＣＵ３０の制御対象は、点火プラグ７、直噴噴射弁１０、低圧ポンプ１２、高圧ポンプ１３、スロットル用アクチュエータ９Ａ等である。
【００２９】
機関ＥＣＵ３０は、処理部５０と、燃料噴射量や燃料噴射時期を記述したマップのような内燃機関１の運転制御に用いる各種マップや、内燃機関１の制御用コンピュータプログラム等を格納する記憶部３１とを有する。処理部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）及びメモリにより構成される。また、記憶部３１は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能なメモリ、あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成される。
【００３０】
処理部５０は、制御条件判定部５１と、噴射制御部５２とを備える。これによって、処理部５０は、本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御を実行する。また、処理部５０は、内燃機関１に対する点火時期を制御したり、内燃機関１が吸気弁４ｉ及び排気弁４ｅの開閉時期やリフト量を変更できる機構を備える場合にはこの機構を制御したりする。
【００３１】
図２−１は、本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間内における燃料噴霧やタンブル流を示す模式図である。図２−２は、本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間内に形成されるタンブル流を示す平面図である。図２−１に示すように、直噴噴射弁１０は、内燃機関１の運転条件によって決定される燃料の量（必要燃料量）を、一回の噴射で燃焼空間Ｂへ噴射する噴射方式（シングル噴射方式）と、必要燃料量を複数回に分けてシリンダ１Ｓ内の燃焼空間Ｂへ噴射する噴射方式（マルチ噴射方式）とを切り替えることができる。図２−１は、マルチ噴射方式において、例えば、必要燃料量を２回で噴射する場合を示しているが、この場合、一回目に噴射した燃料噴霧Ｆｍ１と２回目に噴射した燃料噴霧Ｆｍ２とが燃焼空間Ｂに存在することになる。
【００３２】
内燃機関１は、燃焼空間Ｂ内へタンブル流ＴＦが形成される。タンブル流ＴＦは、図２−１、図２−２に示すように、吸気ポート３ｉの吸気口３ｉｏから燃焼空間Ｂへ流入した空気が、シリンダヘッド１Ｈ側において吸気口３ｉｏから排気口３ｅｏへ向かってからピストン５へ向かう流れである。このタンブル流を、便宜上正タンブル流という。タンブル流ＴＦは、例えば、シリンダ１Ｓの中心軸Ｚｃに対する吸気ポート３ｉの傾きを調整することで、強さ等を調整できる。本実施形態では、正タンブル流のタンブル流ＴＦに沿って直噴噴射弁１０から燃料を噴射するので、直噴噴射弁１０は、吸気側（吸気口３ｉｏが設けられる側）、かつ直噴噴射弁１０の燃料噴射孔が排気側（排気口３ｅｏが設けられる側）のクランクケース１Ｃ（図１参照）側を向くように設けられる。
【００３３】
図３−１〜図３−６は、本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。図４は、本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子をシリンダヘッド側から見た状態を示す平面図である。図５−１は、本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射されるタイミングを示す説明図である。図５−２は、シングル噴射方式で燃料を噴射したときのタイミングを示す説明図である。ここで、図５−１、図５−２の横軸は、圧縮上死点前のクランク角度で、３６０度が吸気上死点を示す。
【００３４】
本実施形態に係る燃料噴射制御において、直噴噴射弁１０は、ピストン５の吸気上死点とピストン５の吸気下死点との中間よりも吸気上死点側で、ピストン５の頂面（ピストン頂面）５Ｔとシリンダヘッド１Ｈとの間におけるシリンダ１Ｓの内面（シリンダ内面）１Ｓｗに向かって燃料を噴射する前半の燃料噴射を行い、前半の燃料噴射よりも吸気下死点側で、燃焼空間Ｂへ燃料を噴射する後半の燃料噴射を行う。より具体的には、前半の燃料噴射は、ピストン頂面５Ｔとシリンダ内面１Ｓｗとが交差する部分に向かって直噴噴射弁１０から燃料が噴射される。これによって、燃料と空気との混合の均質化を促進して、燃料と空気との混合を空間的に均質に改善することにより、燃焼の悪化を抑制し、内燃機関１の燃料消費の増加やトルク変動を抑制する。
【００３５】
次に、本実施形態に係る燃料噴射制御をより詳細に説明する。なお、次の説明においては、前半の燃料噴射及び後半の燃料噴射においては、それぞれ１回の燃料噴射が行われる。前半の燃料噴射での燃料噴射量と、後半の燃料噴射での燃料噴射量との和は、内燃機関の１サイクルに必要な燃料噴射量（全燃料噴射量）になる。本実施形態において、前半の燃料噴射で直噴噴射弁１０から噴射される燃料の噴射量は、後半の燃料噴射において直噴噴射弁１０から噴射される燃料の噴射量よりも多くすることが好ましい。燃焼空間Ｂに噴射された燃料を空気へ均質に混合させるためにはある程度の時間を要するため、前半の燃料噴射における燃料噴射量を後半の燃料噴射よりも多くすることで、より多くの燃料を空気と均質に混合させることができる。
【００３６】
図３−１は、前半の燃料噴射を示す。前半の燃料噴射（以下前半燃料噴射という）は、吸気行程中であって、ピストン５の吸気上死点とピストン５の吸気下死点との中間（圧縮上死点を基準とした場合には、圧縮上死点前２７０度）よりも吸気上死点側で行われる。前半燃料噴射では、燃料の噴霧（燃料噴霧）ＦｍＡが、排気側（排気口３ｅｏ側）におけるピストン頂面５Ｔとシリンダ内面１Ｓｗとが交差する部分（図３−１のＣで囲んだ部分）に向かうように直噴噴射弁１０から燃料が噴射される。このため、直噴噴射弁１０から噴射される燃料噴霧ＦｍＡの方向は、ピストン頂面５Ｔが、吸気上死点から吸気上死点と吸気下死点との中間までの間にある状態で、燃料噴霧ＦｍＡの軸線Ｚｆがシリンダ内面１Ｓｗと交差する角度に設定される。燃料噴霧ＦｍＡの軸線Ｚｆは、直噴噴射弁１０が備える燃料噴射孔の軸Ｚｉ（燃料噴射孔が形成される方向と平行であり、燃料噴射孔を燃料が流れる方向と平行）と一致し、燃料噴霧ＦｍＡの進行方向と平行である。直噴噴射弁１０から噴射された燃料噴霧ＦｍＡは、例えば、図４に示すように、所定の広がりで、吸気側（吸気口３ｉｏ側）から排気側（排気口３ｅｏ側）におけるピストン頂面５Ｔとシリンダ内面１Ｓｗとが交差する部分に向かう。
【００３７】
前半燃料噴射においては、直噴噴射弁１０から噴射された燃料噴霧ＦｍＡが、排気側におけるピストン頂面５Ｔとシリンダ内面１Ｓｗとが交差する部分に到達するようなタイミングで燃料が噴射される。より好ましくは、後述するように、直噴噴射弁１０から噴射された燃料噴霧ＦｍＡが、排気側におけるピストン頂面５Ｔよりも先にシリンダ内面１Ｓｗへ到達するようなタイミングで燃料が噴射されることが好ましい。これによって、タンブル流ＴＦを弱めることなく、あるいはタンブル流ＴＦと燃料噴霧ＦｍＡとが互いに強め合う効果が得られる。
【００３８】
図５−１に示す例では、圧縮上死点前３０５度程度から圧縮上死点前２９８度程度の間に前半燃料噴射が行われ、その時間はΔｔ１である。このようなタイミングで直噴噴射弁１０から燃料を噴射することによって、排気側に燃料を偏在させる。これによって、図３−２に示すように、排気側に燃料と空気との混合気ＧｍＡが偏在する。前半燃料噴射のタイミングは、従来ＷＩＴ（Worst Injection Timing）と呼ばれるものであり、シングル噴射方式では燃料と空気との混合が非常に悪く、混合気の均質性は最悪となる。したがって、従来は、ＷＩＴで燃料が噴射されることはない。
【００３９】
ピストン５が吸気下死点へ向かって移動すると、吸気弁４ｉの開度が大きくなって吸気ポート３ｉから吸気口３ｉｏを通って燃焼空間Ｂ内へ流入する空気の量が増加する。図３−３に示すように、吸気口３ｉｏから燃焼空間Ｂ内へ流入する空気は、タンブル流ＴＦを形成する。このタンブル流ＴＦは正タンブル流であり、排気側に偏在した混合気ＧｍＡは、タンブル流ＴＦによって排気側から吸気側へ移動する。これによって、混合気ＧｍＡは、燃焼空間Ｂ内の吸気側に偏在するとともに、排気側（図３−３のＤで示す部分）は燃料が少ない、あるいは存在しないリーンな状態となる。
【００４０】
図３−４は、後半の燃料噴射を示す。後半の燃料噴射（以下後半燃料噴射という）は、吸気行程中であって、前半燃料噴射の後で行われる。後半燃料噴射では、燃料噴霧ＦｍＢが、排気側におけるシリンダ内面１Ｓｗに向かうように直噴噴射弁１０から燃料が噴射される。すなわち、直噴噴射弁１０は、排気側の燃料が少ない、あるいは存在しないリーンな領域に向かって燃料を噴射する。図５−１に示す例では、圧縮上死点前２４０度程度から圧縮上死点前２３２度程度の間に後半燃料噴射が行われ、その時間はΔｔ２である。また、前半燃料噴射の終了から後半燃料噴射の開始までの間隔は、ｔｉである。このようなタイミングで直噴噴射弁１０から燃料を噴射することによって、排気側に燃料を偏在させる。これによって、図３−５に示すように、排気側に燃料と空気との混合気ＧｍＢが偏在するとともに、吸気側には前半燃料噴射による混合気ＧｍＡが偏在する。
【００４１】
なお、後半燃料噴射の開始が圧縮上死点側に近づくと、燃料と空気との混合時間が不足して燃料と空気との混合の均質化が不十分になるおそれがある。このため、後半燃料噴射は、下死点前（圧縮上死点前１８０度）に実行されることが好ましく、それにあわせて混合気ＧｍＡは、後半燃料噴射開始前には吸気側に移動していることが好ましい。加えて、混合気ＧｍＡがこのような動きをするように、タンブル流ＴＦを設計することが好ましい。
【００４２】
後半燃料噴射が終了すると、ピストン５は吸気下死点を通過して圧縮上死点へ向かって移動する。この過程で、前半燃料噴射によって燃焼空間Ｂ内に形成され、排気側から吸気側へ移動した混合気ＧｍＡと、後半燃料噴射によって排気側に形成された混合気ＧｍＢとにより、図３−６に示すように、燃焼空間Ｂ内の全体にわたって均質な混合気Ｇｍが形成される。この状態で点火プラグ７から放電させた火花ＳＰによって、燃焼空間Ｂ内に形成された均質な混合気Ｇｍに点火する。本実施形態では、上述した手法により燃料と空気との混合の均質化を促進できるので、燃焼の悪化が抑制され、内燃機関１の燃料消費の増加やトルク変動を抑制できる。また、前半燃料噴射と後半燃料噴射とに分割して、内燃機関１の１サイクルに必要な燃料を噴射するので、直噴噴射弁１０からの燃料噴霧の貫徹力を低減できる。その結果、燃料噴霧がシリンダ内面１Ｓｗに付着することに起因するオイル（潤滑油）の燃料希釈を抑制できる。
【００４３】
なお、前半燃料噴射及び後半燃料噴射のタイミングは、燃焼空間Ｂ内に形成されるタンブル流ＴＦの強さや方向、内燃機関１のボア、ストロークの大きさ、直噴噴射弁１０の燃料噴射方向、燃料圧力、内燃機関１の運転条件等の要因によって異なるものであり、上述したタイミングに限定されるものではない。前半燃料噴射及び後半燃料噴射のタイミングは、例えば、前記要因を考慮した上で決定され、マップが作成されて、図１に示す機関ＥＣＵ３０の記憶部３１に格納される。そして、機関ＥＣＵ３０の制御条件判定部５１や噴射制御部５２が、前記マップに基づいて直噴噴射弁１０から燃料を噴射する。
【００４４】
図６は、燃料を噴射するタイミングとトルク変動との関係を示す説明図である。図６は、図１に示す内燃機関１の機関回転数（単位時間あたりにおけるクランクシャフト６の回転数）が１２００ｒｐｍ（revolution per minute）、燃料圧力が０．５７ＭＰａの条件で、燃料噴射タイミングを変更した場合のトルク変動の結果を示している。図６の横軸は、前半燃料噴射の終了時期（前半噴射終了時期）を示しており、図６の縦軸は、後半燃料噴射の開始時期（後半噴射開始時期）を示している。いずれも圧縮上死点前（ＢＴＤＣ：Before Top Dead Center）のクランク角度で示してある。
【００４５】
図６の実線Ｌ１は、前半噴射終了時期と後半噴射開始時期とが一致していることを示しており、図５−２に示すようなシングル噴射方式による燃料噴射である。図６のＴ１〜Ｔ９は内燃機関１のトルク変動（Ｎｍ）を示しており、これらの値が小さいほど内燃機関１のトルク変動は小さい。すなわち、燃焼空間Ｂ内に存在する混合気の均質性は高くなる。図６では、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４＞Ｔ５＞Ｔ６＞Ｔ７＞Ｔ８＞Ｔ９である。また、Ｔ１〜Ｔ９で示される実線上は、トルク変動が等しいことを示す。
【００４６】
図６のＩ１は、シングル噴射方式により図５−２に示すタイミング、すなわち、圧縮上死点前３１５度前後で燃料の噴射を開始し、圧縮上死点前３００度前後で燃料の噴射を終了するタイミングで燃料を燃焼空間Ｂ内へ噴射した場合の結果であり、トルク変動はＴ５前後である。図６のＩ２は、本実施形態に係る燃料噴射制御を用いて図５−１に示すタイミングで燃料を燃焼空間Ｂ内へ噴射した場合の結果であり、トルク変動はＴ９よりも小さくなる。図６のＩ３は、前半噴射終了時期はＩ２と同じタイミングであるが、後半噴射開始時期がＩ２よりも吸気上死点側である。すなわち、Ｉ３は、前半噴射終了時期と後半噴射開始時期との間隔がＩ２よりも短い。この場合、トルク変動はＴ３〜Ｔ２である。前半噴射終了時期をＩ２、Ｉ３と同じタイミングとして、後半噴射開始時期を圧縮上死点側に近づけるにしたがってトルク変動は小さくなり、Ｉ２のタイミングで最小になることが分かる。
【００４７】
Ｉ２は、上述したように、本実施形態に係る燃料噴射制御によるものである。すなわち、本実施形態に係る燃料噴射制御では、前半燃料噴射をＷＩＴのタイミングで行うとともに、燃焼空間Ｂ内のタンブル流ＴＦで前半燃料噴射によって形成された混合気が吸気側へ移動した後に、排気側において燃料がリーンになったタイミングで後半燃料噴射を行う。これによって、燃焼空間Ｂ内において、燃料と空気との混合の均質化を促進して、燃料と空気との混合を空間的に均質に改善できるので、内燃機関１のトルク変動を抑制できる。
【００４８】
図７は、シングル噴射方式と本実施形態に係る燃料噴射制御のマルチ噴射方式とを切り替える条件を示す説明図である。図７の横軸は、図１に示す内燃機関１の機関回転数ＮＥであり、縦軸は、図１に示す内燃機関１の負荷率ＫＬである。負荷率ＫＬは、内燃機関１の全負荷を１００％としたときの負荷の比率である。本実施形態では、少なくとも、内燃機関１の単位時間あたりの回転数（機関回転数）が予め定めた所定の回転数以下、かつ内燃機関１の負荷率が予め定めた所定の負荷率以上のときに、前半燃料噴射と後半燃料噴射とで燃焼空間Ｂへ燃料を噴射する。
【００４９】
予め定めた所定の回転数は、燃焼変動に起因する内燃機関１のトルク変動が許容範囲内となる機関回転数である。ここで、本実施形態において、内燃機関１のトルク変動が許容範囲内となる機関回転数は、中回転の範囲にある（本実施形態では２８００ｒｐｍ）。また、予め定めた所定の負荷率は、内燃機関１の負荷が中負荷以上に相当する負荷率であり、例えば、本実施形態では、負荷率が４０％以上である。
【００５０】
内燃機関１の負荷が大きくなるにしたがって直噴噴射弁１０からの燃料の噴射量は増加するので、燃料と空気とは混合しにくくなる。その結果、燃焼が悪化して内燃機関１のトルク変動が大きくなるおそれが高くなる。このため、本実施形態のように、少なくとも内燃機関１が中負荷以上で運転される場合に前半燃料噴射と後半燃料噴射とによって燃焼空間Ｂ内へ燃料を噴射することが好ましい。また、内燃機関１の機関回転数が低回転である場合、燃焼変動に起因する内燃機関１のトルク変動は大きいが、内燃機関１の機関回転数が増加するにしたがって、前記トルク変動は小さくなる。
【００５１】
本実施形態においては、前半燃料噴射と後半燃料噴射とによって燃焼空間Ｂ内へ燃料を噴射する内燃機関１の運転条件は、図７の（４）で示す範囲である。すなわち、図７の（４）で示す範囲が、内燃機関１の機関回転数が予め定めた所定の回転数以下、かつ内燃機関１の負荷率が予め定めた所定の負荷率以上の範囲であり、少なくともこの範囲で内燃機関１が運転される場合には、前半燃料噴射と後半燃料噴射とによって燃焼空間Ｂ内へ燃料を噴射する。
【００５２】
これによって、燃料と空気との混合の均質化を促進して、燃料と空気との混合を空間的に均質に改善することにより、燃焼の悪化を抑制できるので、燃焼変動に起因する内燃機関１のトルク変動を抑制できる。また、トルク変動が許容できる領域（図７の（１）〜（３）、（５）で示す領域）ではシングル噴射方式で燃焼空間Ｂ内へ燃料を噴射するので、前半燃料噴射と後半燃料噴射とを実行することによる直噴噴射弁１０の駆動エネルギーの増加を抑制できる。直噴噴射弁１０の駆動エネルギーは、内燃機関１が発生する動力を利用するので、内燃機関１の運転条件に応じてシングル噴射方式と、前半燃料噴射及び後半燃料噴射による燃料噴射方式とを切り替えることによって、内燃機関１の燃料消費を抑制できる。
【００５３】
なお、前半燃料噴射及び後半燃料噴射による燃料噴射方式は、前半燃料噴射及び後半燃料噴射における燃料噴射量が、直噴噴射弁１０の最小噴射量以上である必要がある。このため、前半燃料噴射及び後半燃料噴射における燃料噴射量が、直噴噴射弁１０の最小噴射量以上であれば、内燃機関１の負荷が中負荷よりも小さい場合であっても前半燃料噴射と後半燃料噴射とで燃焼空間Ｂ内へ燃料を噴射してもよい。
【００５４】
図１に示す機関ＥＣＵ３０は、処理部５０の制御条件判定部５１が内燃機関１の運転条件から、シングル噴射方式で燃料を噴射するか、又は前半燃料噴射及び後半燃料噴射による燃料噴射方式で燃料を噴射するかを判定する。その判定結果に基づいて、処理部５０の噴射制御部５２が直噴噴射弁１０を駆動して、シングル噴射方式、又は前半燃料噴射及び後半燃料噴射による燃料噴射方式で燃焼空間Ｂ内へ燃料を噴射する。
【００５５】
図８−１、図８−２は、本実施形態に係る燃料噴射制御における前半燃料噴射の好適なタイミングを説明するための模式図である。前半燃料噴射は、吸気行程中であって、ピストン５の吸気上死点とピストン５の吸気下死点との中間よりも吸気上死点側で行われる。このとき、燃焼空間Ｂ内のタンブル流ＴＦを阻害しないようにする。
【００５６】
図８−１に示すように、直噴噴射弁１０から噴射された燃料噴霧ＦｍＡが、シリンダ内面１Ｓｗよりも先にピストン頂面５Ｔへ到達すると、燃料噴霧ＦｍＡはシリンダヘッド１Ｈに向かって巻き上がり、タンブル流ＴＦと対向する流れになる（図８−１のＥで示す部分の矢印Ｊ１）。これよって、燃焼空間Ｂ内におけるタンブル流ＴＦは弱められる。そして、前半燃料噴射によって形成され、排気側に偏在する燃料と空気との混合気を、タンブル流ＴＦが吸気側へ移動させる作用が弱くなり、その結果として、燃料と空気との混合気の均質性が不十分になるおそれがある。
【００５７】
本実施形態では、図８−２に示すように、前半燃料噴射においては、直噴噴射弁１０から噴射された燃料噴霧ＦｍＡが、ピストン頂面５Ｔよりも前にシリンダ内面１Ｓｗに到達するようなタイミングで直噴噴射弁１０から燃料を噴射する。このようにすると、燃料噴霧ＦｍＡをタンブル流ＴＦに沿わせるように噴射することになる。すると、燃料噴霧ＦｍＡは、タンブル流ＴＦと同調して進むので（図８−２のＥで示す部分の矢印Ｊ２）、タンブル流ＴＦの流れを弱くすることはなく、むしろ燃料噴霧ＦｍＡとタンブル流ＴＦとが互いに増強し合うように作用する。これによって、前半燃料噴射によって形成され、排気側に偏在する燃料と空気との混合気が、吸気側へ移動する作用が強くなり、その結果として、燃料と空気との混合気の均質性が向上する。これによって、混合気の燃焼の悪化が抑制される。
【００５８】
ピストン頂面５Ｔよりも前に燃料噴霧ＦｍＡがシリンダ内面１Ｓｗに到達するようなタイミングで直噴噴射弁１０から燃料を噴射するためには、燃料噴霧ＦｍＡの軸線Ｚｆと、ピストン頂面５Ｔ及びシリンダ内面１Ｓｗが交差する部分とが重なるタイミングで直噴噴射弁１０からの燃料の噴射を開始することが好ましい。すなわち、直噴噴射弁１０が備える燃料噴射孔の軸Ｚｉ（燃料噴霧ＦｍＡの軸線Ｚｆ）と、ピストン頂面５Ｔと、シリンダ内面１Ｓｗとが交差するタイミングで、直噴噴射弁１０からの燃料の噴射を開始することが好ましい。
【００５９】
図９−１、図９−２は、本実施形態に係る燃料噴射制御において、前半燃料噴射及び後半燃料噴射をさらに分割して噴射する手法を示す説明図である。本実施形態では、直噴噴射弁１０からシリンダ内面１Ｓｗに向かって燃料を噴射するので、燃料がシリンダ内面１Ｓｗに付着して（図９−１のＣで囲む部分）クランクケース１Ｃ（図１参照）内の潤滑油に混入する燃料希釈が増加する傾向にある。
【００６０】
これを抑制するため、前半燃料噴射と後半燃料噴射との少なくとも一方では、さらに燃料を複数回に分割して噴射する。図９−１は、前半燃料噴射を複数の回数に分割して噴射している状態を示しており、燃料噴霧ＦｍＡ１、ＦｍＡ２、ＦｍＡ３が燃焼空間Ｂへ噴射されている。図９−２に示すように、前半燃料噴射は、全噴射期間Δｔ１を複数回に分割し、その間隔はΔｔｉ１である。また、後半燃料噴射は、全噴射期間Δｔ２を複数回に分割し、その間隔はΔｔｉ２である。前半燃料噴射の終了時期と後半燃料噴射の開始時期との間隔はｔｉである。
【００６１】
このように、前半燃料噴射と後半燃料噴射との少なくとも一方で、さらに分割して燃料を噴射することにより、燃料噴霧の貫徹力を低下させることができる。その結果、シリンダ内面１Ｓｗに到達して付着する燃料の量を抑制できるので、燃料希釈を抑制できる。また、前半燃料噴射及び後半燃料噴射は上述したタイミングで行われるので、燃料と空気との混合の均質化が促進され、燃料と空気との混合が空間的に均質に改善されて、燃焼悪化を抑制できる。前半燃料噴射と後半燃料噴射との少なくとも一方で、さらに分割して燃料を噴射する場合、直噴噴射弁１０には、例えばアクチュエータに圧電素子（例えばピエゾ素子）を用いた燃料噴射弁のように応答性の高いものを用いることが好ましい。これによって、前半燃料噴射と後半燃料噴射との少なくとも一方において、確実に燃料を分割して噴射できる。
【００６２】
（変形例）
図１０−１〜図１０−６は、本実施形態の変形例に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。図１１は、本実施形態の変形例に係る内燃機関をシリンダヘッド側から見た状態を示す模式図である。本変形例に係る内燃機関１ａは、上述した内燃機関１（図１等参照）と略同様の構成であるが、直噴噴射弁１０ａがシリンダヘッド１Ｈの中央部分に設けられる点が異なる。他の構成及び燃料噴射制御は上述した実施形態と同様である。
【００６３】
図１０−１、図１１に示すように、内燃機関１ａは、直噴噴射弁１０ａ及び点火プラグ７がシリンダヘッド１Ｈの中央部分に設けられる。シリンダヘッド１Ｈの中央部分とは、図１１に示すように、吸気口３ｉｏ、３ｉｏ、排気口３ｅｏ、３ｅｏで囲まれた部分である。より具体的には、シリンダ１Ｓの中心軸Ｚｃを中心とした半径ｒの円の内部である。ここで、半径ｒは、シリンダの中心軸Ｚｃと吸気口３ｉｏの外周部との距離、シリンダの中心軸Ｚｃと排気口３ｅｏの外周部との距離のうち大きい方である。
【００６４】
図１０−１に示すように、直噴噴射弁１０ａは、燃料噴霧ＦｍＡが排気側（排気口３ｅｏ側）におけるシリンダ内面１Ｓｗに向かうように構成される。すなわち、直噴噴射弁１０ａから噴射される燃料噴霧ＦｍＡは、シリンダ１Ｓの中心軸Ｚｃに対して所定の角度αだけ排気側に傾斜している。所定の角度αは、ピストン頂面５Ｔが、吸気上死点から吸気上死点と吸気下死点との中間までの間にある状態で、燃料噴霧ＦｍＡの軸線Ｚｆがシリンダ内面１Ｓｗと交差する角度に設定される。これによって、ピストン５の吸気上死点とピストン５の吸気下死点との中間よりも吸気上死点側で直噴噴射弁１０ａから燃焼空間Ｂへ燃料を噴射して、燃料噴霧ＦｍＡをピストン頂面５Ｔとシリンダ内面１Ｓｗとが交差する部分（図１０−１の矢印Ｃで囲んだ部分）に向かわせる。
【００６５】
図１０−１に示す前半燃料噴射は、吸気行程中であって、ピストン５の吸気上死点とピストン５の吸気下死点との中間よりも吸気上死点側で行われる。前半燃料噴射では、燃料噴霧ＦｍＡが、排気側におけるピストン頂面５Ｔとシリンダ内面１Ｓｗとが交差する部分に向かうように直噴噴射弁１０から燃料が噴射される。
【００６６】
前半燃料噴射により、排気側に燃料を偏在させる。これによって、図１０−２に示すように、排気側に燃料と空気との混合気ＧｍＡが偏在する。前半燃料噴射のタイミングは、上述したように、従来ＷＩＴ（Worst Injection Timing）と呼ばれるものであり、シングル噴射方式では燃料と空気との混合が非常に悪く、混合気の均質性は最悪となる。したがって、従来は、ＷＩＴで燃料が噴射されることはない。
【００６７】
ピストン５が吸気下死点へ向かって移動すると、吸気弁４ｉの開度が大きくなって吸気ポート３ｉから吸気口３ｉｏを通って燃焼空間Ｂ内へ流入する空気の量が増加する。図１０−３に示すように、吸気口３ｉｏから燃焼空間Ｂ内へ流入する空気は、タンブル流ＴＦを形成する。このタンブル流ＴＦは正タンブル流であり、排気側に偏在した混合気ＧｍＡは、タンブル流ＴＦによって排気側から吸気側へ移動する。これによって、混合気ＧｍＡは、燃焼空間Ｂ内の吸気側に偏在するとともに、排気側（図１０−３のＤで示す部分）は燃料が少ない、あるいは存在しないリーンな状態となる。
【００６８】
図１０−４に示す後半燃料噴射は、内燃機関１ａの吸気行程中であって、前半燃料噴射の後で行われる。後半燃料噴射では、直噴噴射弁１０ａは、排気側の燃料が少ない、あるいは存在しないリーンな領域に向かって燃料を噴射する。後半燃料噴射によって、排気側に燃料を偏在させる。これによって、図１０−５に示すように、燃焼空間Ｂ内の排気側に燃料と空気との混合気ＧｍＢが偏在するとともに、吸気側には前半燃料噴射による混合気ＧｍＡが偏在する。
【００６９】
後半燃料噴射が終了すると、ピストン５は吸気下死点を通過して圧縮上死点へ向かって移動する。この過程で、前半燃料噴射によって燃焼空間Ｂ内に形成され、排気側から吸気側へ移動した混合気ＧｍＡと、後半燃料噴射によって排気側に形成された混合気ＧｍＢとにより、図１０−６に示すように、燃焼空間Ｂ内の全体にわたって均質な混合気Ｇｍが形成される。この状態で点火プラグ７から放電させた火花ＳＰによって、燃焼空間Ｂ内に形成された均質な混合気Ｇｍに点火する。上述したように、前半燃料噴射及び後半燃料噴射により燃料と空気との混合の均質化を促進できるので、燃焼の悪化が抑制され、内燃機関１の燃料消費の増加やトルク変動を抑制できる。
【００７０】
以上、本実施形態及びその変形例では、ピストンの吸気上死点とピストンの吸気下死点との中間よりも吸気上死点側で、ピストンの頂面とシリンダの内面とが交差する部分に向かって燃料を噴射する前半燃料噴射を行う。そして、前半燃料噴射によって排気側に形成された混合気がタンブル流によって吸気側へ移動した後に、前半燃料噴射よりも吸気下死点側で、燃焼空間へ燃料を噴射する後半燃料噴射を行う。これによって、混合気の均質化が促進され、燃料と空気との混合が空間的に均質に改善されて、燃焼空間全体として均質な混合気形成が実現できるので、燃焼悪化が抑制される。
【００７１】
本実施形態及びその変形例では、上述した構成により、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁を併用しなくとも、直噴噴射弁のみを用いて均質な混合気形成を実現できる。これによって、内燃機関の製造コストも低減できる。また、燃料と空気との混合を促進するため、タンブルコントロールバルブやスワールコントロールバルブ等の気流制御手段を用いて燃焼室内の空気の流れを増速させる手法もあるが、これらの手法では、コストアップや空気流量低下による全負荷性能の低下という問題がある。本実施形態では、上述した構成により、気流制御手段を用いなくとも、直噴噴射弁のみを用いて均質な混合気形成を実現できる。これによって、内燃機関の製造コストも低減できる。
【００７２】
なお、本実施形態及びその変形例では、正タンブル流が燃焼空間に形成される内燃機関において、燃料を排気側に向かって噴射する態様を説明したが、逆タンブル流が燃焼空間に形成される内燃機関において、燃料を吸気側に向かって噴射する態様に対しても、正タンブル流の場合と同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明に係る内燃機関は、燃焼空間へ直接燃料を噴射する燃料噴射手段を備えるものに有用であり、特に、前記燃料噴射手段のみを用いて燃料と空気との混合の均質化を促進することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の構成を示す概略図である。
【図２−１】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間内における燃料噴霧やタンブル流を示す模式図である。
【図２−２】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間内に形成されるタンブル流を示す平面図である。
【図３−１】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図３−２】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図３−３】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図３−４】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図３−５】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図３−６】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子をシリンダヘッド側から見た状態を示す平面図である。
【図５−１】本実施形態に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射されるタイミングを示す説明図である。
【図５−２】シングル噴射方式で燃料を噴射したときのタイミングを示す説明図である。
【図６】燃料を噴射するタイミングとトルク変動との関係を示す説明図である。
【図７】シングル噴射方式と本実施形態に係る燃料噴射制御のマルチ噴射方式とを切り替える条件を示す説明図である。
【図８−１】本実施形態に係る燃料噴射制御における前半燃料噴射の好適なタイミングを説明するための模式図である。
【図８−２】本実施形態に係る燃料噴射制御における前半燃料噴射の好適なタイミングを説明するための模式図である。
【図９−１】本実施形態に係る燃料噴射制御において、前半燃料噴射及び後半燃料噴射をさらに分割して噴射する手法を示す説明図である。
【図９−２】本実施形態に係る燃料噴射制御において、前半燃料噴射及び後半燃料噴射をさらに分割して噴射する手法を示す説明図である。
【図１０−１】本実施形態の変形例に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図１０−２】本実施形態の変形例に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図１０−３】本実施形態の変形例に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図１０−４】本実施形態の変形例に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図１０−５】本実施形態の変形例に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図１０−６】本実施形態の変形例に係る内燃機関の燃焼空間に燃料が噴射される様子を示す説明図である。
【図１１】本実施形態の変形例に係る内燃機関をシリンダヘッド側から見た状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７５】
１、１ａ  内燃機関
１Ｃ  クランクケース
１Ｈ  シリンダヘッド
１Ｓ  シリンダ
１Ｓｗ  シリンダ内面
３ｅ  排気ポート
３ｅｏ  排気口
３ｉ  吸気ポート
３ｉｏ  吸気口
４ｅ  排気弁
４ｉ  吸気弁
５  ピストン
５Ｔ  ピストン頂面
６  クランクシャフト
７  点火プラグ
８  コネクティングロッド
９  スロットル弁
１０、１０ａ  直噴噴射弁
３０  機関ＥＣＵ
３１  記憶部
４１  クランク角度センサ
４２  アクセル開度センサ
４３  エアフローメータ
５０  処理部
５１  制御条件判定部
５２  噴射制御部
Ｂ  燃焼空間
Ｅｘ  排ガス
ＴＦ  タンブル流
【図１】
0004506844.tif 000002
【図２−１】
0004506844.tif 000003
【図２−２】
0004506844.tif 000004
【図３−１】
0004506844.tif 000005
【図３−２】
0004506844.tif 000006
【図３−３】
0004506844.tif 000007
【図３−４】
0004506844.tif 000008
【図３−５】
0004506844.tif 000009
【図３−６】
0004506844.tif 000010
【図４】
0004506844.tif 000011
【図５−１】
0004506844.tif 000012
【図５−２】
0004506844.tif 000013
【図６】
0004506844.tif 000014
【図７】
0004506844.tif 000015
【図８−１】
0004506844.tif 000016
【図８−２】
0004506844.tif 000017
【図９−１】
0004506844.tif 000018
【図９−２】
0004506844.tif 000019
【図１０−１】
0004506844.tif 000020
【図１０−２】
0004506844.tif 000021
【図１０−３】
0004506844.tif 000022
【図１０−４】
0004506844.tif 000023
【図１０−５】
0004506844.tif 000024
【図１０−６】
0004506844.tif 000025
【図１１】
0004506844.tif 000026