(57)【要約】【課題】必要な燃料の流量の確保と燃料の微粒化とを両立するエンジンを提供する。【解決手段】吸気の流量が小さい、あるいはエンジン冷却水の温度が低い場合など、吸気と燃料との混合が不十分になりやすいとき、分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２から少量の燃料が噴射される。そのため、噴孔７１１、７２１の小径化が可能となり、燃料の微粒化が促進される。これにより、吸気の流量が小さい、あるいはエンジン冷却水の温度が低いときでも、吸気と燃料とが十分に混合される。吸気の流量が大きい、あるいはエンジン冷却水の温度が高いときなど、エンジン本体２０が要求する燃料の流量が大きいとき、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３から燃料を噴射する。そのため、インジェクタ７１、７２から噴射される燃料だけでは不足するときでも、燃焼室２８には十分な燃料が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒へ分配される吸気が流れる吸気ポートと、
前記吸気ポートの燃焼室側に設けられる分岐部から二本以上に分岐している分岐ポートと、
前記吸気ポートの前記分岐部よりも前記分岐ポートの反対側に設けられ、前記吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射可能な上流側インジェクタと、
前記分岐ポートにそれぞれ設けられ、前記分岐ポートを流れる吸気に燃料を噴射可能な下流側インジェクタと、
を備える内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項２】
前記上流側インジェクタおよび前記下流側インジェクタから噴射される燃料の噴射量を制御する制御手段を備える請求項１記載の内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記下流側インジェクタから燃料を噴射し、前記下流側インジェクタから噴射される燃料の流量が不足すると、前記上流側インジェクタから燃料を噴射する請求項２記載の内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記吸気ポートを流れる吸気の流量を検出する流量検出手段を有し、
前記制御手段は、前記流量検出手段で検出した前記吸気ポートを流れる吸気の流量に応じて前記上流側インジェクタおよび前記下流側インジェクタから噴射される燃料の噴射量を設定する請求項２または３記載の内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項５】
前記制御手段は、エンジン冷却水の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出したエンジン冷却水の温度に応じて前記上流側インジェクタおよび前記下流側インジェクタから噴射される燃料の噴射量を設定する請求項２または３記載の内燃機関用燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用燃料噴射装置に関し、特に吸気ポートの燃焼室側から複数の分岐ポートが分岐している内燃機関に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンは、一つの気筒すなわち一つの燃焼室に連通する複数の分岐ポートを備えている。このように一つの燃焼室当たり複数の分岐ポートを備えるエンジンにおいて、各分岐ポートを流れる吸気に燃料を噴射するインジェクタとして、特許文献１に開示されている技術が公知である。特許文献１に開示されている技術の場合、インジェクタが形成した二つの燃料噴霧は二本の分岐ポートへ分配される。このように、インジェクタから二つの燃料噴霧を形成することにより、二本の分岐ポートを仕切る壁部への燃料の付着は低減される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２５５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術の場合、インジェクタは分岐ポートにおいて燃焼室から離れて搭載されている。そのため、分岐ポートの形状によっては、分岐ポートを形成する壁面にインジェクタから噴射された燃料が付着するおそれがある。
そこで、分岐ポートを形成する壁面への燃料の付着を防止するため、各吸気ポートにインジェクタを設けることが考えられる。ところで、吸気ポートに分配された吸気は、さらに分岐ポートを経由して燃焼室へ流入する。そのため、分岐ポートを流れる吸気の流量は小さくなる。これにより、各分岐ポートにインジェクタを設ける場合、燃料の微粒化を促進するために小さな吸気の流量にあわせてインジェクタからの燃料の噴射量を低減する必要がある。しかし、吸気ポートに設置された各インジェクタからの燃料の噴射量を低減すると、エンジンの出力を大きくするとき、要求される燃料の流量が確保できないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、必要な燃料の流量の確保と燃料の微粒化とを両立する内燃機関用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】
【０００６】
請求項１記載の発明では、各分岐ポートに設けられる下流側インジェクタに加え、分岐部よりも分岐ポートとは反対側、すなわち吸気の流れ方向において上流側に上流側インジェクタを備えている。例えば出力が比較的小さい場合のように、要求される燃料の流量が小さいとき、下流側インジェクタから燃料が噴射される。これにより、下流側インジェクタから比較的少量の燃料が各分岐ポートへ噴射される。したがって、燃料を微粒化することができる。また、例えば出力が比較的大きい場合のように、要求される燃料の流量が大きくなると、下流側インジェクタに加え上流側インジェクタから燃料が噴射される。これにより、下流側インジェクタでは不足する燃料が上流側インジェクタから吸気ポートへ噴射される。大きな燃料の流量が要求されるとき、吸気ポートおよび分岐ポートを流れる吸気の流量は大きい。そのため、分岐部よりも上流側に設けられる上流側インジェクタから噴射された燃料が分岐ポートを形成する壁面に付着しても、付着した燃料は吸気の流れにより気化する。したがって、必要な燃料の流量が確保されるとともに、燃焼室には十分に吸気と混合した燃料を供給することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明では、制御手段は上流側インジェクタおよび下流側インジェクタから噴射される燃料の噴射量を制御する。これにより、例えば吸気の流量あるいは要求される出力に応じて上流側インジェクタおよび下流側インジェクタからの燃料の噴射量を制御することができる。
請求項３記載の発明では、制御手段は、下流側インジェクタからの燃料の噴射量が不足すると、上流側インジェクタから燃料を噴射させる。例えば出力が比較的小さい場合のように、要求される燃料の流量が小さいとき、下流側インジェクタから燃料が噴射される。これにより、下流側インジェクタから比較的少量の燃料が各分岐ポートへ噴射される。そして、例えば出力が比較的大きくなり、要求される燃料の流量が大きくなると、下流側インジェクタに加え上流側インジェクタから燃料が噴射される。大きな燃料の流量が要求されるとき、吸気ポートおよび分岐ポートを流れる吸気の流量は大きい。そのため、分岐部よりも上流側に設けられる上流側インジェクタから噴射された燃料が分岐ポートを形成する壁面に付着しても、付着した燃料は吸気の流れにより気化する。したがって、必要な燃料の流量が確保されるとともに、燃焼室には十分に吸気と混合した燃料を供給することができる。
【０００８】
請求項４記載の発明では、制御手段は流量検出手段で検出した吸気の流量に応じて上流側インジェクタおよび下流側インジェクタからの燃料の噴射量を設定する。吸気の流量が大きくなると、要求される燃料が増大し、下流側インジェクタからの燃料の噴射だけでは燃料が不足する。そこで、制御手段は、吸気の流量が大きくなると、下流側インジェクタに加え、上流側インジェクタから燃料を噴射させる。大きな燃料の流量が要求されるとき、吸気ポートおよび分岐ポートを流れる吸気の流量は大きい。そのため、分岐部よりも上流側に設けられる上流側インジェクタから噴射された燃料が分岐ポートを形成する壁面に付着しても、付着した燃料は吸気の流れにより気化する。したがって、必要な燃料の流量が確保されるとともに、燃焼室には十分に吸気と混合した燃料を供給することができる。
【０００９】
請求項５記載の発明では、制御手段は温度検出手段で検出したエンジン冷却水の温度に応じて上流側インジェクタおよび下流側インジェクタからの燃料の噴射量を設定する。例えばエンジン冷却水の温度が低いとき、吸気ポート壁面温度も低く、ポート壁面に付着した燃料は気化しにくい。そのため、上流側インジェクタから燃料を噴射すると、分岐部よりも下流側で分岐ポートを形成する壁面に燃料が付着しやすくなる。一方、エンジン冷却水の温度が高いとき、吸気ポート壁面温度も高く、ポート壁面に付着した燃料は気化しやすい。そのため、上流側インジェクタから燃料を噴射しても、分岐部よりも下流側で分岐ポートを形成する壁面に燃料は付着しにくい。これらにより、制御手段は、温度検出手段で検出したエンジン冷却水の温度に応じて上流側インジェクタおよび下流側インジェクタからの燃料の噴射量を設定する。したがって、必要な燃料の流量が確保されるとともに、燃焼室には十分に吸気と混合した燃料を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による燃料噴射装置を適用したエンジンを図２に示す。エンジン１０は、エンジン本体２０、および制御手段としての制御装置１１を備えている。エンジン本体２０は、図３に示すように例えばガソリンを燃料とするガソリンエンジンである。なお、燃料は、例えばアルコールなどであってもよい。また、エンジン本体２０は、ガソリンエンジンに限らず、例えばディーゼルエンジンであってもよい。
【００１１】
エンジン本体２０は、シリンダブロック２１とシリンダヘッド２２とを備えている。シリンダブロック２１は、筒状のシリンダ２３を形成している。エンジン本体２０は、一つまたは複数の気筒としてのシリンダ２３を有している。シリンダ２３は、内側にピストン２４を収容している。ピストン２４は、コンロッド２５によりシリンダ２３の軸方向へ往復移動する。
【００１２】
シリンダヘッド２２は、シリンダブロック２１の一方の端部側に配置されている。シリンダヘッド２２は、吸気ポート２６および排気ポート２７を形成している。エンジン本体２０は、シリンダヘッド２２を貫いて吸気ポート２６を開閉する吸気バルブ４０と、排気ポート２７を開閉する排気バルブ５０とを備えている。
【００１３】
吸気バルブ４０は、シリンダヘッド２２を貫いている。吸気バルブ４０は、軸部４１と弁部４２とを有している。軸部４１は、ガスケット４３を挟んでシリンダヘッド２２に摺動可能に支持されている。軸部４１は、軸方向の一方の端部が弁部４２に接続し、他方の端部がタペット４４を挟んで吸気カム４５に接している。シリンダヘッド２２とタペット４４との間には、弾性部材としてのスプリング４６が設置されている。スプリング４６は、タペット４４をシリンダヘッド２２から離れる方向へ押し付けている。タペット４４は、吸気バルブ４０と一体に移動する。
【００１４】
排気バルブ５０は、シリンダヘッド２２を貫いている。排気バルブ５０は、軸部５１と弁部５２とを有している。軸部５１は、ガスケット５３を挟んでシリンダヘッド２２に移動可能に支持されている。軸部５１は、軸方向の一方の端部が弁部５２に接続し、他方の端部がタペット５４を挟んで排気カム５５に接している。シリンダヘッド２２とタペット５４との間には、弾性部材としてのスプリング５６が設置されている。スプリング５６は、タペット５４をシリンダヘッド２２から離れる方向へ押し付けている。タペット５４は、排気バルブ５０と一体に移動する。
【００１５】
シリンダ２３を形成しているシリンダブロック２１の内壁面と、シリンダヘッド２２のシリンダブロック２１側の面と、ピストン２４のシリンダヘッド２２側の端面と、吸気バルブ４０のピストン２４側の端面と、排気バルブ５０のピストン２４側の端面とが形成する空間は、燃焼室２８である。燃焼室２８は、吸気ポート２６および排気ポート２７に連通可能である。吸気ポート２６は、図２に示すように燃焼室２８とは反対側の端部がサージタンク３１に連通している。サージタンク３１は、吸気ポート２６とは反対側の端部が図示しない吸気導入部に連通している。吸気導入部から導入された空気は、例えば図示しないエアクリーナおよびスロットルを経由してサージタンク３１に流入する。サージタンク３１は、吸気導入部から導入された空気を、エンジン本体２０の各シリンダ２３に連通する吸気ポート２６へ分配する。
【００１６】
シリンダヘッド２２は、図３に示すように燃焼室２８のほぼ中央部に点火装置３２が設置される。点火装置３２は、シリンダヘッド２２を貫いて設置されている。点火装置３２は、図示しない点火コイルと点火プラグとが一体に構成されている。点火装置３２は、点火プラグ側の端部が燃焼室２８に露出している。
本実施形態の場合、図１に示すように燃焼室２８には、吸気ポート２６から分岐した二本の分岐ポート６１、６２が連通している。また、燃焼室２８には、二本の排気ポート２７が連通している。すなわち、本実施形態のエンジン本体２０は、いわゆる４バルブエンジンである。なお、エンジン本体２０の分岐ポート６１、６２および排気ポート２７は、それぞれ三本以上が燃焼室２８へ連通する構成としてもよい。また、例えば燃焼室２８に連通する分岐ポートを三本とし、排気ポートを二本とするいわゆる５バルブエンジンのように、分岐ポートと排気ポートとの本数は異なってもよい。
【００１７】
吸気ポート２６は、サージタンク３１から燃焼室２８までの間の分岐部６３において二本の分岐ポート６１、６２に分岐している。これにより、サージタンク３１から吸気ポート２６へ流入した吸気は、分岐部６３から二本の分岐ポート６１、６２へ分配される。本実施形態の場合、二本の分岐ポート６１、６２の内径は概ね同一である。分岐ポート６１と分岐ポート６２とは、壁部６４によって仕切られている。
【００１８】
シリンダヘッド２２には、図３に示すようにインジェクタ７１、７２、７３が設置されている。各分岐ポート６１、６２の途中には、図１に示すようにそれぞれ一本ずつインジェクタ７１、７２が設置されている。また、吸気ポート２６の途中には、一本のインジェクタ７３が設置されている。これにより、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２には、計三本のインジェクタが設置されている。インジェクタ７１、７２、７３は、いずれもシリンダヘッド２２を貫いている。インジェクタ７１、７２は、いずれも軸方向の一方の端部が分岐ポート６１、６２に露出し、他方の端部が燃料レール７４に接続している。インジェクタ７３は、軸方向の一方の端部が吸気ポート２６に露出し、他方の端部が燃料レール７５に接続している。
【００１９】
インジェクタ７１、７２は、それぞれ燃料レール７４とは反対側の端部に噴孔７１１、７２１を有している。インジェクタ７３は、燃料レール７５とは反対側の端部に噴孔７３１を有している。燃料レール７４および燃料レール７５は、例えばシリンダヘッド２２に支持されている。燃料レール７４および燃料レール７５には、図示しない燃料タンクから燃料が供給される。インジェクタ７１、７２は、燃料レール７４へ供給された燃料を噴孔７１１、７２１からそれぞれ分岐ポート６１、６２を流れる吸気へ噴射する。また、インジェクタ７３は、燃料レール７５へ供給された燃料を噴孔７３１から吸気ポート２６を流れる吸気へ噴射する。
【００２０】
本実施形態の場合、インジェクタ７１およびインジェクタ７２はそれぞれ分岐ポート６１、６２に設置され、インジェクタ７３は吸気ポート２６に設置されている。これにより、インジェクタ７３の噴孔７３１側の端部は、分岐部６３よりも燃焼室２８とは反対側、すなわち吸気の流れ方向において上流側に設置されている。これにより、インジェクタ７３は、特許請求の範囲における上流側インジェクタである。また、インジェクタ７１およびインジェクタ７２の噴孔７１１、７２１側の端部は、分岐部６３よりも燃焼室２８側、すなわち吸気の流れ方向において下流側に設置されている。これにより、インジェクタ７１およびインジェクタ７２は、特許請求の範囲における下流側インジェクタである。
【００２１】
インジェクタ７１の噴孔７１１側の端部およびインジェクタ７２の噴孔７２１側の端部は、いずれも分岐部６３よりも燃焼室２８側に設置されている。そして、インジェクタ７１およびインジェクタ７２から噴射される燃料の噴射角は、各分岐ポート６１、６２の内径に応じて設定されている。すなわち、インジェクタ７１およびインジェクタ７２から噴射された燃料は、分岐ポート６１および分岐ポート６２を形成するシリンダヘッド２２の内壁に付着しない程度に噴射角が設定されている。そのため、インジェクタ７１およびインジェクタ７２から噴射された燃料が分岐ポート６１と分岐ポート６２とを仕切る壁部６４に付着することはない。
【００２２】
図２に示す制御装置（ＥＣＵ）１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭから構成されるマイクロコンピュータである。制御装置１１は、エンジン本体２０のインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３に接続している。制御装置１１は、インジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３に駆動信号を出力し、インジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３からの燃料噴射のタイミングを制御する。制御装置１１は、図示しないスロットルの開度を検出するスロットルセンサ１２に接続している。吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２における吸気の流量は、図示しないスロットルの開度に相関している。そのため、制御装置１１は、スロットルセンサ１２によって図示しないスロットルの開度を検出することにより、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２を流れる吸気の流量を検出する。したがって、スロットルセンサ１２は、特許請求の範囲における流量検出手段である。
【００２３】
制御装置１１は、インジェクタ７１、７２、インジェクタ７３およびスロットルセンサ１２だけでなく、点火装置３２および温度センサ１３に接続している。制御装置１１は、点火装置３２に駆動信号を出力し、所定の時期に燃焼室２８の混合気に着火する。温度センサ１３は、図示しないエンジン冷却水の温度を検出する。したがって、温度センサ１３は、特許請求の範囲における温度検出手段である。
【００２４】
制御装置１１は、さらに図示しない回転数センサなどに接続している。図示しない回転数センサは、エンジン本体２０の回転数を検出する。制御装置１１は、スロットルセンサ１２、温度センサ１３、回転数センサなどからエンジン本体２０の運転状態および負荷状態を検出し、インジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３からの燃料の噴射量を設定する。
【００２５】
次に、制御装置によるインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３の作動について説明する。
（吸気の流量に基づく制御）
制御装置１１は、吸気の流量に基づいてインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３を制御する場合、スロットルセンサ１２から図示しないスロットルの開度を検出する。上述のようにスロットの開度は、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２における吸気の流量に相関する。例えば、スロットルがほとんど開いていないとき、すなわちエンジン本体２０がアイドリングのとき、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２における吸気の流量は最小となる。一方、スロットルの開度が増大し、スロットルが全開となると、エンジン本体２０は高出力状態となり、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２における吸気の流量は増大する。このように、制御装置１１は、スロットルセンサ１２により図示しないスロットルの開度を検出することにより、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２における吸気の流量を検出する。
【００２６】
制御装置１１は、検出した吸気の流量からインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３からの燃料の噴射を制御する。吸気の流量が比較的小さいとき、制御装置１１はインジェクタ７１、７２に駆動信号を出力する。これにより、燃料は、二本の分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２から噴射される。インジェクタ７１、７２から噴射された燃料は、それぞれ分岐ポート６１、６２を流れる吸気に噴射される。
【００２７】
吸気の流量が比較的小さいとき、分岐ポート６１、６２における吸気の流量も小さい。そのため、インジェクタ７１、７２からの燃料の噴射量が増大すると、燃料が十分に吸気と混合されず、噴射した燃料の一部が分岐ポート６１、６２を形成するシリンダヘッド２２の内壁に液滴として付着しやすくなる。液滴となって付着した燃料は、シリンダヘッド２２の内壁に沿って液状のまま燃焼室２８へ流入する。液状の燃料は、燃焼室２８に吸入された吸気に混合しないため、燃焼室２８における燃焼が不十分となる。その結果、エンジン１０の出力に寄与せず燃費が悪化するとともに、排気に含まれる未燃焼の炭化水素（ＨＣ）が増大する。
【００２８】
本実施形態の場合、吸気の流量が比較的小さいとき、分岐ポート６１、６２に設置したインジェクタ７１、７２からそれぞれ燃料を噴射する。そのため、インジェクタ７１、７２から噴射される燃料の流量を低減することができる。インジェクタ７１、７２から噴射する燃料の流量を低減することにより、インジェクタ７１、７２の噴孔７１１、７２１を小径化することができる。インジェクタ７１、７２から噴射される燃料の微粒化は、噴孔７１１、７２１が小径であるほど促進される。これにより、インジェクタ７１、７２から噴射する燃料の流量を低減し、インジェクタ７１、７２の噴孔７１１、７２１を小径化することにより、インジェクタ７１、７２から噴射される燃料は微粒化が促進される。その結果、インジェクタ７１、７２から分岐ポート６１、６２へ噴射された燃料は、分岐ポート６１、６２を流れる吸気と十分に混合される。これにより、吸気の流量が比較的小さいときでも、微粒化された燃料が吸気と十分に混合されるので、燃焼室２８において燃料は十分に燃焼する。したがって、燃費の悪化を招くことがなく、排気に含まれるＨＣを低減することができる。
【００２９】
ところで、吸気の流量が比較的小さいとき、制御装置１１はインジェクタ７３に駆動信号を出力しない。これにより、インジェクタ７３は、吸気ポート２６を流れる吸気に燃料を噴射しない。吸気の流量が比較的小さいとき、エンジン本体２０の運転に要求される燃料は分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２から噴射される。そのため、エンジン本体２０に要求される燃料は、インジェクタ７１、７２からの噴射によって十分に供給される。したがって、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３から燃料を噴射しなくてもエンジン本体２０は安定して運転される。
【００３０】
また、吸気の流量が比較的小さいとき、インジェクタ７３から燃料を噴射すると、インジェクタ７３から噴射された燃料の一部が分岐ポート６１、６２を仕切る壁部６４に付着するおそれがある。吸気の流量が小さい場合、壁部６４に付着した燃料は液滴となって壁部６４に沿って分岐ポート６１、６２を経由して燃焼室２８へ流入する。液滴状の燃料は、上述のように燃焼が不十分となる。そこで、吸気の流量が比較的小さいとき、制御装置１１はインジェクタ７３からの燃料の噴射を停止する。これにより、壁部６４への燃料の付着および付着した燃料の燃焼室２８への流入は低減される。したがって、燃費の悪化を招くことがなく、排気に含まれるＨＣを低減することができる。
【００３１】
一方、吸気の流量が比較的大きくなるとき、すなわちエンジン本体２０に大きな出力が要求されるとき、制御装置１１は分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２に加え、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３にも駆動信号を出力する。エンジン本体２０に大きな出力が要求されるとき、吸気の流量が増大し、要求される燃料の流量も増大する。このとき、分岐ポート６１、６２に設置されているインジェクタ７１、７２から噴射可能な燃料の流量には限りがある。そのため、要求される燃料の流量に対しインジェクタ７１、７２から噴射される燃料では流量が不足する。そこで、制御装置１１は、インジェクタ７１、７２からの燃料の噴射量が不足するとき、インジェクタ７３に駆動信号を出力する。これにより、インジェクタ７１、７２に加え、インジェクタ７３から吸気ポート２６を流れる吸気に燃料が噴射される。
【００３２】
エンジン本体２０の出力が増大するとき、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２を流れる吸気の流量は増大する。そのため、インジェクタ７３から噴射された燃料が分岐ポート６１、６２を仕切る壁部６４に付着したとしても、付着した燃料は吸気の流れによって気化する。その結果、気化した燃料は、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２を流れる吸気と容易に混合される。したがって、燃料の流量を確保しつつ、燃料と吸気との混合を促進することができる。
【００３３】
（吸気の温度に基づく制御）
制御装置１１は、エンジン冷却水の温度に基づいてインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３を制御する場合、温度センサ１３から図示しないエンジン冷却水の温度を検出する。制御装置１１は、検出したエンジン冷却水の温度からインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３からの燃料の噴射を制御する。エンジン冷却水の温度が比較的低いとき、制御装置１１はインジェクタ７１、７２に駆動信号を出力する。これにより、燃料は、二本の分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２から噴射される。インジェクタ７１、７２から噴射された燃料は、それぞれ分岐ポート６１、６２を流れる吸気に噴射される。
【００３４】
エンジン冷却水の温度が比較的低いとき、吸気ポート壁面温度も低く、ポート壁面に付着した燃料は気化しにくい。そのため、インジェクタ７１、７２からの燃料の噴射量が増大すると、噴射した燃料が吸気と混合されず、噴射した燃料の一部が分岐ポート６１、６２を形成するシリンダヘッド２２の内壁に液滴として付着しやすくなる。液滴となって付着した燃料は、シリンダヘッド２２の内壁に沿って液状のまま燃焼室２８へ流入する。液状の燃料は、燃焼室２８に吸入された吸気に混合しないため、燃焼室２８における燃焼が不十分となる。その結果、エンジン１０の出力に寄与せず燃費が悪化するとともに、排気に含まれる未燃焼のＨＣが増大する。
【００３５】
本実施形態の場合、エンジン冷却水の温度が比較的低いとき、分岐ポート６１、６２に設置したインジェクタ７１、７２からそれぞれ燃料を噴射する。そのため、インジェクタ７１、７２から噴射される燃料の流量を低減することができる。インジェクタ７１、７２から噴射する燃料の流量を低減することにより、インジェクタ７１、７２の各噴孔７１１、７２１を小径化することができる。インジェクタ７１、７２から噴射される燃料の微粒化は、噴孔７１１、７２１が小径であるほど促進される。これにより、インジェクタ７１、７２から噴射する燃料の流量を低減し、インジェクタ７１、７２の噴孔７１１、７２１を小径化することにより、インジェクタ７１、７２から噴射される燃料は微粒化が促進される。その結果、インジェクタ７１、７２から分岐ポート６１、６２へ噴射された燃料は、分岐ポート６１、６２を流れる吸気と十分に混合される。これにより、エンジン冷却水の温度が比較的低いときでも、微粒化された燃料が吸気と十分に混合されるので、燃焼室２８において燃料は十分に燃焼する。したがって、燃費の悪化を招くことがなく、排気に含まれるＨＣを低減することができる。
【００３６】
ところで、エンジン冷却水の温度が比較的低いとき、制御装置１１はインジェクタ７３に駆動信号を出力しない。これにより、インジェクタ７３は、吸気ポート２６を流れる吸気に燃料を噴射しない。エンジン本体２０の始動直後のようにエンジン本体２０の温度が低いとき、エンジン本体２０へ吸気を供給する吸気系を構成する部材の温度も低い。また、エンジン１０の始動直後のようにエンジン本体２０の温度が低いとき、エンジン本体２０の回転数およびエンジン本体２０の負荷も小さい。そのため、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３から燃料を噴射しなくても、エンジン本体は分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２から噴射される燃料によって安定して運転される。
【００３７】
また、エンジン１０の始動直後だけでなくエンジン冷却水の温度が低いとき、インジェクタ７３から燃料を噴射すると、インジェクタ７３から噴射された燃料の一部が分岐ポート６１、６２を仕切る壁部６４に付着するおそれがある。エンジン冷却水の温度が低い場合、壁部６４に付着した燃料は液滴となって壁部６４に沿って分岐ポート６１、６２を経由して燃焼室２８へ流入する。液滴状の燃料は、上述のように燃焼が不十分となる。そこで、エンジン冷却水の温度が低いとき、制御装置１１はインジェクタ７３からの燃料の噴射を停止する。これにより、壁部６４への燃料の付着および付着した燃料の燃焼室２８への流入は低減される。したがって、燃費の悪化を招くことがなく、排気に含まれるＨＣを低減することができる。
【００３８】
一方、エンジン本体２０の出力が大きくなり、エンジン本体２０の温度が上昇すると、吸気系の温度も上昇し、エンジン冷却水の温度も上昇する。エンジン本体２０の出力が上昇すると、エンジン本体２０に要求される燃料の流量が増大する。そこで、制御装置１１は、分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２に加え、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３にも駆動信号を出力する。
【００３９】
分岐ポート６１、６２に設置されているインジェクタ７１、７２は噴射可能な燃料の流量に限りがある。そのため、エンジン本体２０が要求する燃料の流量が増大すると、インジェクタ７１、７２から噴射される燃料だけでは燃料が不足する。そこで、制御装置１１は、エンジン冷却水の温度が高く、スロットルの開度から検出した吸気の流量に対しインジェクタ７１、７２からの燃料の噴射量が不足するとき、インジェクタ７３に駆動信号を出力する。これにより、インジェクタ７１、７２に加え、インジェクタ７３から吸気ポート２６を流れる吸気に燃料が噴射される。
【００４０】
エンジン冷却水の温度が高いとき、吸気ポート壁面温度も高くなるため、インジェクタ７３から噴射された燃料が分岐ポート６１、６２を仕切る壁部６４に付着したとしても、付着した燃料は気化する。その結果、気化した燃料は、吸気ポート２６および分岐ポート６１、６２を流れる吸気と容易に混合される。したがって、燃料の流量を確保しつつ、燃料と吸気との混合を促進することができる。
【００４１】
なお、上記の一実施形態では、吸気の流量によるインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３の制御と、エンジン冷却水の温度によるインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３の制御とを個別に説明した。しかし、吸気の流量およびエンジン冷却水の温度を組み合わせてインジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３からの燃料の噴射を制御してもよい。また、インジェクタ７３から燃料を噴射するか否かを決定する吸気の流量およびエンジン冷却水の温度は、例えばエンジン本体２０の性能、インジェクタ７１、７２およびインジェクタ７３から噴射される燃料の流量などに応じて任意に決定することができる。
【００４２】
さらに、上記の一実施形態では、分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２からの燃料の噴射量が不足するとき、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３から燃料を噴射する構成について説明した。しかし、吸気の流量が大きいとき、あるいはエンジン冷却水の温度が高いとき、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３からのみ燃料を噴射し、分岐ポート６１、６１に設置されたインジェクタ７１、７２からの燃料の噴射を停止してもよい。すなわち、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３による燃料の噴射量は、分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２による燃料の噴射量の総和よりも大きく設定してもよい。
【００４３】
上述のように、本発明の一実施形態では、吸気の流量が小さいとき、あるいはエンジン冷却水の温度が低いときなど、吸気と燃料との混合が不十分になりやすいとき、分岐ポート６１、６２にそれぞれ設置されたインジェクタ７１、７２から少量の燃料を噴射する。インジェクタ７１、７２から少量の燃料を噴射する場合、噴孔７１１、７２１が小径化され、燃料の微粒化が促進される。そのため、吸気の流量が小さいとき、あるいはエンジン冷却水の温度が低いときでも、分岐ポート６１、６２を流れる吸気と燃料とが十分に混合される。したがって、燃焼室２８では十分に燃料が燃焼し、燃費の悪化を招かず、排気に含まれるＨＣを低減することができる。
【００４４】
一方、吸気の流量が大きいとき、あるいはエンジン冷却水の温度が高いときなど、エンジン本体２０が要求する燃料の流量が大きいとき、吸気ポート２６に設置されたインジェクタ７３から燃料を噴射する。そのため、分岐ポート６１、６２に設置されたインジェクタ７１、７２から噴射される燃料だけでは不足するときでも、燃焼室２８には十分な燃料が供給される。また、吸気の流量が大きいとき、あるいはエンジン冷却水の温度が高いとき、吸気ポート壁面温度も高く、分岐ポート６１、６２の分岐部６３よりも上流側のインジェクタ７３から燃料を噴射し、噴射した燃料が壁部６４に付着しても、付着した燃料はポート壁面温度が高いため気化する。したがって、燃焼室２８には燃料と吸気とが十分に混合された燃料が流入し、燃料の流量の確保と燃料の十分な燃焼とを両立して達成することができる。
【００４５】
以上説明した本発明の一実施形態では、スロットルセンサ１２によるスロットルの開度から吸気の流量を検出する例について説明した。しかし、例えばアクセルの開度から吸気の流量を検出してもよい。また、吸気ポート２６または分岐ポート６１、６２に流量センサを設置し、流量センサによって吸気の流量を検出してもよい。
【００４６】
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による燃料噴射装置を適用したエンジンの要部の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態による燃料噴射装置を適用したエンジンの概略構成を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態による燃料噴射装置を適用したエンジンの概略を示す断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１０：エンジン（燃料噴射装置）、１１：制御装置（制御手段）、１２：スロットルセンサ（流量検出手段）、１３：温度センサ（温度検出手段）、２０：エンジン本体、２３：シリンダ（気筒）、２６：吸気ポート、２８：燃焼室、６１、６２：分岐ポート、６３：分岐部、７１、７２：インジェクタ（下流側インジェクタ）、７３：インジェクタ（上流側インジェクタ）
【図１】
2007262996.tif 000003
【図２】
2007262996.tif 000004
【図３】
2007262996.tif 000005