(57)【要約】【課題】エンジンの吸気ポート内壁面等に付着する燃料量を低減すると共に噴射燃料の気化潜熱による筒内の吸気冷却効果を高めることができるようにする。【解決手段】エンジン１１の各気筒の２つの吸気ポート３１に、それぞれ燃料噴射弁２１を配置する。各燃料噴射弁２１は、それぞれ吸気バルブ３３の開弁中に吸気ポート３１の開口部３１ａのうちの吸気バルブ３３のステム３３ａよりも気筒中央側（２つの吸気バルブ３３の中間側）で且つ吸気バルブ３３のステム３３ａを中心に所定角度θの範囲内を狙って燃料を噴射するように配置する。これにより、各燃料噴射弁２１の噴射燃料の多くが吸気ポート３１の内壁面や吸気バルブ３３の表面に衝突せずに吸気ポート３１の開口部３１ａを直接通過して筒内の中心付近に向かって流入するようにでき、噴射燃料の気化潜熱によって筒内の吸入空気を効率良く冷却することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数の吸気ポートを設け、各吸気ポート毎にそれぞれ燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射装置において、
前記各気筒の複数の燃料噴射弁は、それぞれ前記吸気ポートを開閉する吸気バルブの開弁中に前記吸気ポートの開口部のうちの前記吸気バルブのステムよりも気筒中央側で且つ該ステムを中心に所定角度の範囲内を狙って燃料を噴射するように配置されていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記所定角度は、４５°以下の角度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数の吸気ポートを設け、各吸気ポート毎にそれぞれ燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
吸気ポート噴射式の内燃機関においては、特許文献１（特開２００５−３０７９０４号公報）に記載されているように、吸気ポートウエット量（吸気ポート内壁面等に付着する燃料量）を低減することを目的として、吸気バルブの表面領域を吸気側の領域と排気側の領域とに二分割して見た場合に、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吸気バルブの表面領域のうちの吸気側の領域に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当る噴霧形状となるようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０７９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関においては、噴射燃料の気化潜熱によって筒内の吸入空気を冷却することで筒内の空気充填効率を向上させて出力トルクを増加させることができる。しかし、上記特許文献１の技術では、吸気ポートウエット量を低減するために、吸気バルブの表面領域のうちの吸気側の領域に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当るようにしているため、噴射燃料の大半が吸気バルブの表面に付着してしまい、噴射燃料の気化潜熱による冷却効果を筒内の吸入空気に対して十分に活用することができず、筒内の吸入空気を効果的に冷却することができないという欠点がある。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、吸気ポートウエット量を低減することができると共に、噴射燃料の気化潜熱による筒内の吸気冷却効果を高めることができる内燃機関の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】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数の吸気ポートを設け、各吸気ポート毎にそれぞれ燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射装置において、各気筒の複数の燃料噴射弁を、それぞれ吸気ポートを開閉する吸気バルブの開弁中に吸気ポートの開口部のうちの吸気バルブのステムよりも気筒中央側で且つ該ステムを中心に所定角度の範囲内を狙って燃料を噴射するように配置したものである。
【０００７】
この構成では、各燃料噴射弁から吸気ポートの開口部のうちの吸気バルブのステムよりも気筒中央側で且つ該ステムを中心に所定角度の範囲内を狙って燃料を噴射することができるため、各燃料噴射弁の噴射燃料の多くが吸気ポートの内壁面や吸気バルブの表面に衝突せずに吸気ポートの開口部を直接通過して筒内の中心付近に向かって流入するようにできる。これにより、吸気ポートウエット量を低減することができると共に、筒内の中心付近に向かって流入する噴射燃料の気化潜熱によって筒内の吸入空気を効率良く冷却することができ、噴射燃料の気化潜熱による筒内の吸気冷却効果を高めることができる。その結果、筒内の空気充填効率を向上させて出力トルクを増加させることができる。
【０００８】
この場合、請求項２のように、所定角度は、４５°以下の角度に設定すると良い。このようにすれば、吸気ポートの内壁面や吸気バルブの表面に衝突せずに吸気ポートの開口部を直接通過して筒内の中心付近に向かって流入する噴射燃料を確実に多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の一実施例におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は燃料噴射弁の配置を説明する図である。
【図３】図３はエンジンの主要部の縦断面図である。
【図４】図４は本実施例の効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１１】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０に接続された吸気ポート３１又はその近傍に、それぞれ燃料を吸気ポート３１に噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００１２】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００１３】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキングを検出するノックセンサ２７が取り付けられている。また、クランク軸２８の外周側には、クランク軸２８が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２９が取り付けられ、このクランク角センサ２９の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００１４】
これら各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。
【００１５】
図２に示すように、エンジン１１の各気筒には、それぞれ２つの吸気ポート３１と２つの排気ポート３２が設けられ、各気筒の２つの吸気ポート３１又はその近傍に、それぞれ燃料噴射弁２１が配置されている。各吸気ポート３１は、それぞれ吸気バルブ３３によって開閉され、各排気ポート３２は、それぞれ排気バルブ３４によって開閉される。燃料タンク３５内に貯溜された燃料は、燃料ポンプ３６によって汲み上げられ、この燃料ポンプ３６から吐出される燃料が燃料供給配管３７を通して各気筒の燃料噴射弁２１に供給される。
【００１６】
図３に示すように、ＥＣＵ３０は、吸気バルブ３３の開弁中に燃料噴射弁２１の噴射燃料が吸気ポート３１のうちの吸気バルブ３３によって開口される開口部３１ａを通過するように燃料噴射弁２１の噴射時期を制御する。更に、図２に示すように、各気筒の２つの燃料噴射弁２１は、それぞれ吸気バルブ３３の開弁中に吸気ポート３１の開口部３１ａのうちの吸気バルブ３３のステム３３ａよりも気筒中央側（２つの吸気バルブ３３の中間側）で且つ吸気バルブ３３のステム３３ａを中心に所定角度θの範囲内を狙って燃料を噴射するように配置されている。ここで、所定角度θは、４５°以下の角度（例えば４５°、より好ましくは３０°）に設定されている。
【００１７】
以上説明した本実施例では、各燃料噴射弁２１から吸気ポート３１の開口部３１ａのうちの吸気バルブ３３のステム３３ａよりも気筒中央側で且つ該ステム３３ａを中心に所定角度の範囲内を狙って燃料を噴射することができるため、各燃料噴射弁２１の噴射燃料の多くが吸気ポート３１の内壁面や吸気バルブ３３の表面に衝突せずに吸気ポート３１の開口部３１ａを直接通過して筒内の中心付近に向かって流入するようにできる。これにより、吸気ポートウエット量を低減することができると共に、筒内の中心付近に向かって流入する噴射燃料の気化潜熱によって筒内の吸入空気を効率良く冷却することができ、噴射燃料の気化潜熱による筒内の吸気冷却効果を高めることができる。その結果、筒内の空気充填効率を向上させて出力トルクを増加させることができる。
【００１８】
図４の試験結果に示すように、従来（例えば吸気バルブの表面領域のうちの吸気側の領域に燃料噴射量のほぼ７０％以上が当るようにしたもの）と比較して、本実施例では、筒内の吸気冷却効果の向上による筒内の空気充填効率の向上によって、排気空気量が増加する［図４（ａ）参照］と共に、出力トルクが増加する［図４（ｂ）参照］ことが確認された。
【００１９】
尚、上記実施例では、エンジン１１の各気筒毎に２つの吸気ポート３１を設け、各吸気ポート３１毎にそれぞれ燃料噴射弁２１を設けた構成としたが、本発明は、この構成に限定されず、エンジンの各気筒毎に３つ以上の吸気ポートを設け、各吸気ポート毎にそれぞれ燃料噴射弁を設けた構成としても良く、この場合、例えば、３つの吸気ポートのうちの両外側の２つの吸気ポートの燃料噴射弁に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００２０】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、３０…ＥＣＵ、３１…吸気ポート、３２…排気ポート、３３…吸気バルブ、３４…排気バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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