(57)【要約】【課題】空気とガス燃料との混合を好適化し、ひいては内燃機関において良好な燃焼状態を実現する。【解決手段】エンジン１０において、吸気通路を形成する吸気管１２には、噴孔部１６ａから吸気下流側に向けてガス燃料を噴射するガス噴射弁１６が設けられている。吸気管１２においてガス噴射弁１６の噴孔部１６ａよりも吸気上流側には気流制御弁３１が設けられている。この気流制御弁３１により、吸気流れ方向におけるガス燃料の噴射位置に、吸気通路内における空気流速が局所的に大きくなる速度分布が形成される。ガス噴射弁１６は、燃焼室２２の吸気側開口部に設けられた吸気弁２３の開弁前にガス燃料を噴射するものである。噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、少なくとも１吸気行程分の気体の吸入体積となる位置に、ガス噴射弁１６が設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス燃料を燃焼室（２２）で燃焼させる内燃機関（１０）に適用される吸気システムであって、
吸気通路を形成する吸気部（１２）に設けられ、噴孔部（１６ａ）から吸気下流側に向けて前記ガス燃料を噴射するガス噴射弁（１６）と、
前記吸気通路の上流側から流れる空気と、前記ガス噴射弁から前記吸気通路に噴射されるガス燃料と、前記燃焼室から前記吸気通路側に逆流する既燃ガスとのうち少なくともいずれかの流れを操作して、前記吸気通路において前記ガス噴射弁よりも下流側での空気流動を強化する流動強化手段（３１，４０）と、
を備え、
前記噴孔部から前記燃焼室の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、少なくとも１吸気行程分の気体の吸入体積となる位置に、前記ガス噴射弁が設けられていることを特徴とする内燃機関の吸気システム。
【請求項２】
前記流動強化手段として、前記噴孔部よりも吸気上流側に設けられ、吸気流れ方向における前記ガス燃料の噴射位置に、前記吸気通路内における空気流速が局所的に大きくなる速度分布を形成する偏流形成手段（３１）を有しており、
前記偏流形成手段により前記速度分布が形成される場合に、前記燃焼室の吸気側開口部に設けられた吸気弁（２３）の開弁前に前記ガス噴射弁によるガス燃料の噴射を実施する第１噴射制御手段（４０）を備える請求項１に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項３】
前記偏流形成手段は、前記吸気通路内において前記ガス噴射弁が取り付けられている壁側である第１領域で空気流速が大きく、それ以外の第２領域で空気流速が小さくなる速度分布を形成するものである請求項２に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項４】
前記偏流形成手段として、前記吸気通路を開く開側及び前記吸気通路を閉じる閉側に動作可能であって、当該動作により前記吸気通路の開口面積を調整する気流制御弁（３１）を備えており、
前記気流制御弁は、閉弁状態になっても当該気流制御弁の取付位置において前記吸気通路の一部分を開放したままとするものであり、その開放部分を通過する空気により、前記吸気通路内において空気流速を局所的に大きくして前記速度分布を形成する請求項２又は３に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項５】
前記気流制御弁は、前記吸気通路の吸気流れ方向において前記噴孔部に対して５０ｍｍ以下の距離で離間させて設けられている請求項４に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項６】
前記内燃機関において高出力運転が要求されている第１状態であるか、高出力運転が要求されていない第２状態であるかを判定する手段（４０）と、
前記第１状態であると判定される場合に、前記気流制御弁を開弁状態とし、前記第２状態であると判定される場合に、前記気流制御弁を閉弁状態とする手段（４０）と、
を備える請求項４又は５に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項７】
前記吸気部において前記ガス噴射弁よりも吸気下流側に設けられ、前記燃焼室内において混合気に旋回流を生じさせる旋回流形成手段（３７）と、
前記ガス燃料をリーン燃焼させるか否かを判定する手段（４０）と、
前記リーン燃焼させる旨が判定された場合に、前記気流制御弁を閉弁状態として前記吸気通路内に前記速度分布を形成させるとともに、前記旋回流形成手段により旋回流を生じさせることにより、前記燃焼室内における混合気の流動強化を実施する手段（４０）と、
を備える請求項６に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項８】
前記ガス噴射弁によるガス燃料の噴射圧を可変に調整する圧力可変手段（１９）を備え、
前記流動強化手段として、前記圧力可変手段により噴射圧を高圧化させるための高圧化制御を実施して燃料噴霧の流れを操作する噴射圧制御手段（４０）を有しており、
前記噴射圧制御手段により前記高圧化制御が実施される場合に、前記内燃機関が吸気行程となる期間で前記ガス噴射弁によるガス燃料の噴射を実施する第２噴射制御手段（４０）と、
前記第１噴射制御手段による燃料噴射と前記第２噴射制御手段による燃料噴射とを、前記内燃機関の運転状態に基づいて切り替える切替手段（４０）と、
を備える請求項２乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項９】
前記ガス噴射弁によるガス燃料の噴射圧を可変に調整する圧力可変手段（１９）を備え、
前記流動強化手段として、前記圧力可変手段により噴射圧を高圧化させるための高圧化制御を実施して燃料噴霧の流れを操作する噴射圧制御手段（４０）を有しており、
前記噴射圧制御手段により前記高圧化制御が実施される場合に、前記内燃機関が吸気行程となる期間で前記ガス噴射弁によるガス燃料の噴射を実施する手段（４０）を備える請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項１０】
前記燃焼室の吸気側開口部に設けられた吸気弁（２３）が開弁する開弁タイミングを可変に調整する可変動弁手段（２５）を有しており、
前記流動強化手段として、前記可変動弁手段により前記吸気弁の開弁タイミングを進角させるための進角制御を実施して排気行程において既燃ガスの逆流を生じさせる吸気弁制御手段（４０）を有しており、
前記吸気弁制御手段により前記進角制御が実施される場合に、前記吸気弁の開弁前に前記ガス噴射弁によるガス燃料の噴射を実施する手段（４０）を備える請求項１乃至９のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項１１】
前記吸気弁の開弁タイミングに基づいて、前記ガス噴射弁による燃料噴射の終了時期を決定する手段（４０）を備える請求項１０に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項１２】
前記内燃機関は、前記ガス噴射弁に加えて、液体燃料を噴射する液体噴射弁（１５）を備えるバイフューエル内燃機関であり、
前記吸気部において、前記ガス噴射弁が前記液体噴射弁よりも吸気上流側に設けられており、
前記ガス噴射弁によるガス燃料の噴射と、前記液体噴射弁による液体燃料の噴射とを、前記内燃機関の運転状態に基づいて切り替える手段（４０）を備える請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気システム。
【請求項１３】
前記吸気部としての吸気管（１２ａ）には、前記噴孔部よりも吸気上流側に、前記ガス噴射弁の設置側がコーナ外側になるようにして、所定の曲率で曲がった曲がり部（１２ｃ）が設けられており、その曲がり部により、吸気流れ方向における前記ガス燃料の噴射位置に、前記吸気通路内における空気流速が局所的に大きくなる速度分布が形成される請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等のガス燃料を燃焼室で燃焼させる内燃機関に適用される吸気システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス燃料を燃焼させる内燃機関として、吸気ポートに対してガス燃料用の燃料噴射弁からガス燃料を噴射供給する技術が知られている。この場合、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等のガス燃料は、液体燃料と比較して発熱量あたりの体積が大きく、吸気ポート内での空気との混合が悪いため、燃焼状態の悪化が懸念されている。
【０００３】
また、内燃機関における燃焼状態を改善する技術として、燃焼室内における混合気の流動性を高める技術が提案されている。例えば特許文献１では、燃焼室内にスワールを生成するスワール生成手段と、燃焼室内にタンブルを生成するタンブル生成手段とを設け、内燃機関の運転状態に応じてスワールとタンブルとを選択的に生成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６３９９７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、上記のとおり燃焼室内でスワールやタンブルを生成することで燃焼室内での混合気の流動を強化することにしても、現状の技術ではガス燃料と空気との混合が不十分であることから、所望とする燃焼状態が得られないものとなっている。
【０００６】
また、上記特許文献１の技術を含め、ガソリン等の液体燃料を使用する内燃機関に関する技術では、液体燃料の微粒化や、燃焼室内での混合気の成層化を目的として、吸気バルブや、燃焼室内の点火プラグを狙って燃料噴射を行う構成としている。この場合、こうした技術をガス燃料を使用する内燃機関に適用しても、やはりガス燃料と空気との混合が不十分であるという問題を解消できず、この点を改善することができる技術が望まれる。
【０００７】
本発明は、空気とガス燃料との混合を好適化し、ひいては内燃機関において良好な燃焼状態を実現することができる内燃機関の吸気システムを提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ガス燃料を燃焼室（２２）で燃焼させる内燃機関（１０）に適用される吸気システムである。そして、吸気通路を形成する吸気部（１２）に設けられ、噴孔部（１６ａ）から吸気下流側に向けて前記ガス燃料を噴射するガス噴射弁（１６）と、前記吸気通路の上流側から流れる空気と、前記ガス噴射弁から前記吸気通路に噴射されるガス燃料と、前記燃焼室から前記吸気通路側に逆流する既燃ガスとのうち少なくともいずれかの流れを操作して、前記吸気通路において前記ガス噴射弁よりも下流側での空気流動を強化する流動強化手段（３１，４０）と、を備えている。また、前記噴孔部から前記燃焼室の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、少なくとも１吸気行程分の気体の吸入体積となる位置に、前記ガス噴射弁が設けられている。
【００１０】
上記構成によれば、流動強化手段により、吸気通路の上流側から流れる空気（新気）と、ガス噴射弁から吸気通路に噴射されるガス燃料と、燃焼室から吸気通路側に逆流する既燃ガスとのうち少なくともいずれかの流れが操作されて、吸気通路においてガス噴射弁よりも下流側で空気流動が強化されるようになっている。これにより、吸気通路内において空気と混合しにくいガス燃料であっても、空気との混合を積極的に行わせ、混合気の均質化を図ることができる。この場合、空気（新気）の流れの操作により空気流動を強化することで、吸気通路内において噴射後に一団となっているガス燃料を崩すことができ、混合気の混合を促進できる。また、ガス燃料の流れの操作により吸気通路内に随伴流を生じさせることで、空気流動を強化し、混合気の混合を促進できる。さらに、燃焼室から逆流する既燃ガス（いわゆる内部ＥＧＲガス）の流れの操作により吸気通路内に吸気流動（空気の乱れ）を生じさせることで、混合気の混合を促進できる。
【００１１】
また特に、ガス噴射弁は、噴孔部から燃焼室の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、少なくとも１吸気行程分の気体の吸入体積となる位置に設けられている。そのため、噴孔部から燃焼室の吸気側開口部までにおいて少なくとも１吸気行程分のガス燃料を混合する領域を確保でき、吸気行程の都度、１吸気行程分ずつ均質混合気を燃焼室内に流入させることができる。以上により、空気とガス燃料との混合を好適化し、ひいては内燃機関において良好な燃焼状態を実現できる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、前記流動強化手段として、前記噴孔部よりも吸気上流側に設けられ、吸気流れ方向における前記ガス燃料の噴射位置に、前記吸気通路内における空気流速が局所的に大きくなる速度分布を形成する偏流形成手段（３１）を有している。また、前記偏流形成手段により前記速度分布が形成される場合に、前記燃焼室の吸気側開口部に設けられた吸気弁（２３）の開弁前に前記ガス噴射弁によるガス燃料の噴射を実施する第１噴射制御手段（４０）を備えている。
【００１３】
上記構成によれば、偏流形成手段により、吸気流れ方向におけるガス燃料の噴射位置に、吸気通路内における空気流速が局所的に大きくなる速度分布が形成されるようになっている。これにより、ガス噴射弁の燃料噴射後において吸気弁が開弁されると、吸気通路内で空気（新気）とガス燃料との混合が積極的に行われつつ、その混合気が燃焼室内に流入する。
【００１４】
つまり、吸気弁の開弁前に（吸気弁が閉鎖された状態で）ガス噴射弁によりガス燃料が噴射されると、そのガス燃料は、吸気通路内で一団にかたまって滞在する。そして、吸気弁が開放された後は、そのガス燃料が、一団でかつ所定形態のまま下流側に流れるのではなく、上記の速度分布によって形態が徐々に崩れながら順々に燃焼室内に流入する。この際、吸気通路内で空気とガス燃料との混合が促進され、均質混合気が生成されることとなる。
【００１５】
前記偏流形成手段は、前記吸気通路において前記ガス噴射弁が取り付けられている壁側である第１領域で空気流速が大きく、それ以外の第２領域で空気流速が小さくなる速度分布を形成するものであるとよい（請求項３）。
【００１６】
吸気通路においてガス噴射弁の噴孔部寄りの第１領域とそれ以外の第２領域とを比べると、第１領域の方が、吸気通路内においてガス燃料が滞在しやすいと考えられる。この点、上記構成によれば、第１領域で空気流速が大きく、第２領域で空気流速が小さくなる速度分布が形成されるため、ガス燃料の混合を一層好適に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】エンジン制御システムの概略を示す構成図。
【図２】ガス噴射弁と気流制御弁とを含む吸気部の構成を示す図。
【図３】気流制御弁の構成を示す図。
【図４】燃焼室内へのガス流入を説明するための図。
【図５】旋回流形成手段の構成を示す図。
【図６】気流制御弁及びスワール制御弁の制御手順を示すフローチャート。
【図７】燃費の効果を説明するための図。
【図８】第２実施形態において噴射圧制御処理の手順を示すフローチャート。
【図９】燃焼室内へのガス流入を説明するための図。
【図１０】ガス燃料の噴射開始時期と図示熱効率との関係を示す図。
【図１１】制御切替処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】吸気弁制御処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】吸気弁及び排気弁の開弁時期と燃料噴射時期とを示すタイムチャート。
【図１４】噴射時期制御処理の手順を示すフローチャート。
【図１５】エンジン吸気部の別の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、液体燃料であるガソリンとガス燃料である圧縮天然ガス（ＣＮＧ）とを選択的に用いて燃焼させる、いわゆるバイフューエル式の車載多気筒４サイクルエンジンについて具体化するものであり、該エンジンを備えてなるエンジン制御システムでは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射や点火などを制御するようにしている。本システムの全体概略図を図１に示す。
【００１９】
内燃機関としてのエンジン１０において、エンジン本体１１には吸気管１２と排気管１３とが接続されている。吸気管１２は、気筒ごとに分岐する吸気マニホールド１２ａと、その吸気マニホールド１２ａよりも吸気上流側の吸気集合部１２ｂとを有しており、吸気集合部１２ｂに、吸入空気量を調整するスロットル弁１４が設けられている。吸気管１２とエンジン本体１１の吸気ポート１１ａとにより吸気通路が構成されている。
【００２０】
エンジン１０は、液体燃料（ガソリン）を噴射する液体噴射弁１５と、ガス燃料（圧縮天然ガス）を噴射するガス噴射弁１６とを有している。液体噴射弁１５は、エンジン本体１１のヘッド部に気筒ごとに設けられ、ガス噴射弁１６は、液体噴射弁１５よりも上流側の吸気マニホールド１２ａに気筒ごとに設けられている。つまり、ガス噴射弁１６は、吸気管１２における気筒ごとの分岐通路部にそれぞれ設けられている。なお、ガス燃料は、液体燃料とは異なり壁面付着（ウエット）が生じないため、液体噴射弁１５よりも吸気上流側にガス噴射弁１６を設けることが可能となっている。これら各噴射弁１５，１６はいずれも電磁駆動部を有する電磁式インジェクタとして構成されている。
【００２１】
液体噴射弁１５には、図示しない燃料配管を介して燃料ポンプ内の液体燃料が供給され、その開弁動作に伴い液体燃料が吸気ポート１１ａ内に噴射される。また、ガス噴射弁１６には、ガス配管１７を介してガスボンベ１８内のガス燃料が供給され、その開弁動作に伴いガス燃料が吸気マニホールド１２ａ内に噴射される。なお、ガス配管１７の途中には圧力調整部１９が設けられており、この圧力調整部１９によりガス燃料の圧力（噴射圧）が例えば数１００ｋＰａ（数気圧）程度に調整される。
【００２２】
圧力調整部１９は、噴射圧を所定の圧力範囲で調整することが可能な構成であってもよい。この場合、圧力調整部１９には例えば電磁式の制御弁１９ａが設けられており、その制御弁１９ａの開度を調整することにより、高圧側（ガスボンベ１８側）から低圧側（ガス噴射弁１６側）へのガス燃料の供給量が変わり、結果として噴射圧が調整される。圧力調整部１９が圧力調整機能を有している場合、この圧力調整部１９が圧力可変手段に相当する。
【００２３】
エンジン本体１１において、シリンダ内には往復動可能にピストン２１が収容されており、シリンダ内壁とピストン２１とにより燃焼室２２が区画形成されている。エンジン本体１１の吸気ポート１１ａ及び排気ポート１１ｂには、それぞれ吸気弁２３及び排気弁２４が設けられている。吸気弁２３は燃焼室２２の吸気側開口部を開閉し、排気弁２４は燃焼室２２の排気側開口部を開閉する。これら各弁２３，２４は図示しないカム軸の回転に応じて開閉動作し、吸気弁２３の開動作により吸気管１２側の混合気が燃焼室２２内に吸入され、排気弁２４の開動作により燃焼後の排気が排気管１３側に排出される。
【００２４】
吸気弁２３には、その開閉タイミングを可変とする可変動弁機構２５が設けられている。可変動弁機構２５は、エンジン１０のクランク軸と吸気カム軸との相対回転位相を変更するものであり、所定の基準位置に対して進角側及び遅角側への位相変更が可能となっている。可変動弁機構２５としては、油圧駆動式又は電動式の可変動弁機構が用いられる。なお、可変動弁機構２５は、少なくとも吸気弁２３の開弁タイミングを可変に調整できるものであればよい。
【００２５】
エンジン本体１１には気筒ごとに点火プラグ２６が取り付けられている。点火プラグ２６には、点火コイル等よりなる点火装置（図示略）を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２６の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２２内の混合気が着火され燃焼に供される。
【００２６】
排気管１３には、排気を浄化するための触媒２８が設けられている。触媒２８は、例えば三元触媒や酸化触媒からなる。また、排気管１３には、触媒上流側において、排気を検出対象として混合気の空燃比を検出する空燃比センサ２９が設けられている。
【００２７】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリよりなる周知のマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ４０には、上述の空燃比センサ２９以外に、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ４１や、吸気管内圧力等をエンジン負荷として検出する負荷センサ４２が接続されており、これら各センサの検出信号がＥＣＵ４０に逐次入力される。そして、ＥＣＵ４０は、それら入力した各種検出信号に基づいて、液体噴射弁１５による液体燃料の燃料噴射量や燃料噴射時期を制御するとともに、ガス噴射弁１６によるガス燃料の燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する。この場合、液体燃料とガス燃料とのいずれを噴射するのかは、各燃料の残量やエンジン運転領域に応じてあらかじめ定められており、都度の条件に応じて燃料の使い分けが実施される。
【００２８】
液体燃料とガス燃料との切替に関して補足すると、ＥＣＵ４０は、例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度について、運転モード切替のしきい値をそれぞれ定めておき、エンジン負荷が所定の負荷しきい値Ｋ１以下となり、かつエンジン回転速度が所定の回転速度しきい値Ｋ２以下となる場合に、ガス燃料によりエンジン１０を運転させるガス燃料運転モードとする。また、エンジン負荷が負荷しきい値Ｋ１より大きいか、又はエンジン回転速度が回転速度しきい値Ｋ２よりも大きい場合に、液体燃料によりエンジン１０を運転させる液体燃料運転モードとする。ただし、各運転モードと運転領域との対応付けは任意に変更でき、上記とは逆に、エンジン負荷が負荷しきい値Ｋ１以下となり、かつエンジン回転速度が回転速度しきい値Ｋ２以下となる場合に、液体燃料運転モードとし、エンジン負荷が負荷しきい値Ｋ１より大きいか、又はエンジン回転速度が回転速度しきい値Ｋ２よりも大きい場合に、ガス燃料運転モードとすることも可能である。
【００２９】
また、ＥＣＵ４０は、燃料タンク内の液体燃料の残量が所定以下であればガス燃料による燃料噴射を実施し、ガスボンベ１８内のガス燃料の残量が所定以下であれば液体燃料による燃料噴射を実施する。
【００３０】
その他に、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に基づいて点火プラグ２６による点火時期等を制御する。
【００３１】
ところで、エンジン１０の吸気部には、吸気通路（すなわち、吸気管１２の内部空間及び吸気ポート１１ａ）内において空気流速が局所的に大きくなる速度分布を形成する偏流形成手段が設けられている。本実施形態では、偏流形成手段として、吸気マニホールド１２ａにおいてガス噴射弁１６の噴孔部１６ａ（ガス燃料噴射位置）よりも上流側に、吸気マニホールド１２ａ内の吸気通路の開口面積を調整する気流制御弁３１が設けられている。気流制御弁３１は、吸気通路を開く開側及び吸気通路を閉じる閉側に動作可能であって、ＥＣＵ４０からの指令に基づいて開閉動作する。
【００３２】
図２は、ガス噴射弁１６と気流制御弁３１とを含む吸気部の構成を示す図である。図２に示すように、吸気マニホールド１２ａには、マニホールド壁部から外方に突出させて取付ベース３２が設けられており、その取付ベース３２に、ガス噴射弁１６が取り付けられている。ガス噴射弁１６は、噴射方向が吸気下流側を向き、かつ取付ベース３２により形成された凹部３３内に噴孔部１６ａが配置されるように取り付けられている。
【００３３】
また、気流制御弁３１は、回動軸３１ａを中心に回動する弁体３１ｂを有する回動弁（バタフライ弁）よりなり、弁体３１ｂの回動により、吸気通路の開口面積が調整されるようになっている。
【００３４】
弁体３１ｂは、図３（ａ）に示すように、吸気マニホールド１２ａ内の吸気通路と同形状を有し、かつその吸気通路よりも僅かに小さい板材よりなり、その一部に開放部３１ｃが設けられている。この場合、開放部３１ｃは、吸気通路の中心部に対してガス噴射弁１６の噴孔部１６ａ側となる位置（図２の下側位置）に設けられており、この開放部３１ｃによって、気流制御弁３１の閉弁状態でも、気流制御弁３１の取付位置において吸気通路の一部が開放されたままとなる。
【００３５】
なお、開放部３１ｃは、図３（ａ）に示すように、孔状（矩形孔状）に形成されていてもよいし、図３（ｂ）に示すように、切欠状に形成されていてもよい。
【００３６】
気流制御弁３１が閉鎖されると、図２に示すように、開放部３１ｃで空気の通過が許容されるとともに、開放部３１ｃ以外の非開放部で空気の通過が許容されないこととなる（開放部３１ｃ以外では空気が通過しにくくなる）。そのため、気流制御弁３１よりも下流側では、空気流速の速い領域と空気流速の遅い領域とができ（偏流が生じ）、それに伴い吸気通路内に速度分布が形成される。つまり、吸気流れ方向におけるガス燃料の噴射位置に、吸気通路内の一部で空気流速が大きくなる速度分布が形成される。
【００３７】
なお、気流制御弁３１は、吸気マニホールド１２ａ内における吸気流れ方向に対して垂直になるようにして閉鎖されるのではなく、閉鎖状態で、図示のとおり空気が開放部３１ｃ側に導かれるよう吸気流れ方向に垂直となる方向に対して斜めに傾いているとよい。
【００３８】
本実施形態では、上記のとおり吸気通路の中心部に対して噴孔部１６ａ側となる位置に開放部３１ｃが設けられているため、ガス噴射弁１６が取り付けられている壁側である領域（第１領域）で空気流速が大きく、それ以外の領域（第２領域）で空気流速が小さくなる速度分布が形成される。
【００３９】
ＥＣＵ４０は、気流制御弁３１により上記の速度分布が形成される場合に、吸気弁２３が開弁される前に（すなわち、燃焼室２２の吸気側開口部が吸気弁２３により閉鎖された状態で）、ガス噴射弁１６からのガス燃料の噴射が実施されるよう、ガス噴射弁１６の駆動を制御する。また、ガス噴射弁１６は、噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、少なくとも１吸気行程分の気体の吸入体積となる位置に設けられている。ガス噴射弁１６の取付位置についてより具体的には、噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、１吸気行程分〜２吸気行程分の気体の吸入体積となる位置にガス噴射弁１６が取り付けられている。
【００４０】
また、気流制御弁３１は、吸気通路の吸気流れ方向においてガス噴射弁１６の噴孔部１６ａに対して５０ｍｍ以下の距離で離間させて設けられている（図２においてＬ≦５０ｍｍとなっている）。本実施形態では、気流制御弁３１と噴孔部１６ａとの離間距離を２０〜４０ｍｍの範囲内としている。１０〜５０ｍｍの範囲内であるのが望ましい。これにより、吸気通路における噴孔部１６ａの位置で、空気流速を局所的に大きくして所望の速度分布を形成できる。
【００４１】
燃焼室２２内へのガス流入について図４を用いて詳しく説明する。
【００４２】
図４（ａ）では、吸気弁２３が閉鎖しており、この状態でガス噴射弁１６から吸気通路内にガス燃料が噴射される。例えば燃焼サイクルの排気行程でガス噴射弁１６からガス燃料が噴射される。これにより、吸気通路においてガス噴射弁１６の噴孔部１６ａから吸気弁２３（燃焼室２２の吸気側開口部）までの間の領域内に、ガス燃料が一団にかたまって滞在する。
【００４３】
そしてその後、図４（ｂ）に示すように、吸気行程の到来に伴い吸気弁２３が開弁すると、燃焼室２２内にガス燃料と空気（新気）とが流れ込む。このとき、吸気通路内に滞在しているガス燃料は、空気流速が早い領域に存在しているガス燃料が先に、空気流速が遅い領域に存在しているガス燃料が後に、といった具合に順々に燃焼室２２内に流れ込む。つまり、ガス燃料は一団でかつ所定形態のまま下流側に流れるのではなく、吸気通路内に形成された速度分布によって形態が徐々に崩れながら順々に燃焼室２２内に流入する。この際、吸気通路内で空気とガス燃料との混合が促進され、均質混合気が生成される。
【００４４】
ここで、吸気通路においてガス噴射弁１６の噴孔部１６ａ寄りの第１領域（図の下側領域）とそれ以外の第２領域（図の上側領域）とを比べると、噴孔部１６ａ寄りの第１領域の方が、吸気通路内においてガス燃料が滞在しやすいと考えられる。この点、上記構成によれば、第１領域で空気流速が大きく、第２領域で空気流速が小さくなる速度分布が形成されるため、ガス燃料の混合促進の効果を高めることができる。
【００４５】
また、ガス噴射弁１６の取付位置は、噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、少なくとも１吸気行程分の気体の吸入体積となる位置となっている。そのため、噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までにおいて少なくとも１吸気行程分のガス燃料を混合する領域を確保でき、吸気行程の都度、１吸気行程分ずつ均質混合気を燃焼室２２内に流入させることができる。
【００４６】
また、エンジン１０の吸気部には、燃焼室２２内において混合気に旋回流を生じさせる旋回流形成手段が設けられており、その旋回流形成手段の構成を図５により説明する。
【００４７】
図５に示すように、吸気管１２のうち気筒ごとに分岐される吸気マニホールド１２ａは、ガス噴射弁１６の下流側で二方に分岐されており、その分岐された各通路３５ａ，３５ｂがそれぞれ燃焼室２２の吸気側開口部３６ａ，３６ｂに通じている。これらの吸気側開口部３６ａ，３６ｂは互いに横並びとなる位置に配置されている。上記の各通路３５ａ，３５ｂのうち一方の通路３５ｂには、当該通路３５ｂを開閉するスワール制御弁３７が設けられている。スワール制御弁３７は旋回流形成手段に相当し、ＥＣＵ４０からの指令に基づいて開側及び閉側に動作する。
【００４８】
かかる構成では、吸気弁２３が開弁される吸気行程において、各通路３５ａ，３５ｂのうち一方がスワール制御弁３７により閉鎖されていると、２つの吸気側開口部のうち一方からのみ燃焼室２２内に混合気が流入する。このとき、燃焼室２２内においてスワール（旋回流）が生成される。
【００４９】
次に、ＥＣＵ４０により実施される気流制御弁３１及びスワール制御弁３７の制御について説明する。図６は、気流制御弁３１及びスワール制御弁３７の制御手順を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ４０により所定の時間周期で繰り返し実施される。なお、本処理は、例えば液体燃料の残量が所定以下である場合など、ガス燃料を使用する運転状態下で実施されるものである。
【００５０】
図６において、ステップＳ１１では、エンジン１０において高出力運転が要求されているか否かを判定する。例えば、アクセルペダルの踏込み量が所定量以上であれば（すなわち高負荷状態であれば）、高出力運転が要求されていると判定し、出力優先の運転を実施する。高出力運転が要求されている場合（第１状態である場合）には、ステップＳ１２に進み、気流制御弁３１を開弁状態に操作する。そして、本処理を一旦終了する。この場合、弱成層混合気が生成され、エンジン１０において弱成層燃焼が実施される。なお、スワール制御弁３７は開弁状態で保持されている。ただし、高出力運転時において、スワール制御弁３７を閉弁状態として燃焼室２２内にスワールを生じさせることも可能である。
【００５１】
高出力運転が要求されていない場合（第２状態である場合）には、ステップＳ１３に進み、気流制御弁３１を閉弁状態に操作する。また、続くステップＳ１４では、リーン燃焼を実施するか否かを判定する。リーン燃焼を実施するか否かは、都度のエンジン運転状態等に応じて決定されるとよい。リーン燃焼の実施時には、リーン空燃比（空燃比＞１６．８）の混合気が燃焼室２２内で燃焼に供される。
【００５２】
リーン燃焼を実施する場合、ステップＳ１５に進み、スワール制御弁３７を閉弁状態に操作する。このとき、気流制御弁３１の閉弁によりリーン均質混合気が生成されるとともに、スワール制御弁３７の閉弁により、燃焼室２２内でリーン均質混合気の流動強化が実施される。これにより、燃焼室２２内において火炎の伝播が安定し、燃焼の安定化が図られる。
【００５３】
また、リーン燃焼を実施しない場合（ストイキ燃焼を実施する場合）、ステップＳ１６に進み、スワール制御弁３７を開弁状態に操作する。つまり、ストイキ空燃比での燃焼時には、燃焼室２２内における流動強化が実施されない。この場合、燃焼室２２内での流動強化が実施されない状態で、ストイキ均質混合気が燃焼に供される。例えば、触媒２８の活性化のためにストイキ燃焼が実施される場合には、上記のとおり燃焼室２２内での流動強化が実施されない状態で、ストイキ均質混合気が燃焼に供される。
【００５４】
図７は、気流制御弁３１を用いて吸気通路内に上記の速度分布を形成した場合の効果を説明するための図である。図７において（ａ）、（ｂ）は、気流制御弁３１を用いた場合について示し、（ｃ）は気流制御弁３１を用いてない場合について示す。また、（ａ）、（ｂ）のうち（ａ）は、気流制御弁３１において切欠等の開放部３１ｃが噴孔部１６ａ側に設けられている場合について示し、（ｂ）は同開放部３１ｃが噴孔部１６ａ側でない位置に設けられている場合について示す。なお、図７は、エンジン回転速度＝１６００ｒｐｍ、点火時期＝ＭＢＴ、空燃比＝１６．８（ストイキ）を実施条件として、燃費値を計測した結果に基づくものである。
【００５５】
図７では、（ａ）、（ｂ）について（ｃ）よりも燃費が改善されているのが確認できる。つまり、気流制御弁３１を有する構成では、気流制御弁３１を閉じることで、吸気通路内でガス燃料と空気との混合が促進されて均質混合気が生成される。これに伴い燃焼状態が改善され、燃費向上効果が得られる。
【００５６】
なお、図７の結果からすると、吸気部に気流制御弁３１が設けられ、かつその気流制御弁３１において開放部３１ｃが噴孔部１６ａ側に設けられている構成が最も望ましいと言える。ただし、開放部３１ｃが噴孔部１６ａ側でない位置に設けられている構成であっても、気流制御弁３１を有していない構成に比べて、燃費向上効果が得られることが確認できる。
【００５７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５８】
吸気マニホールド１２ａにおいてガス噴射弁１６の噴孔部１６ａよりも吸気上流側に気流制御弁３１を設け、その気流制御弁３１により、吸気流れ方向におけるガス燃料の噴射位置に、吸気通路内における空気流速が局所的に大きくなる速度分布を形成するようにした。これに加えて、ガス噴射弁１６を、噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、少なくとも１吸気行程分の気体の吸入体積となる位置に設けた。
【００５９】
上記のとおり吸気通路内に速度分布が形成されることにより、吸気通路内で空気とガス燃料との混合が促進され、吸気通路内での均質混合気の生成が可能となる。また、ガス噴射弁１６の取付位置に関する規定によれば、噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までにおいて少なくとも１吸気行程分のガス燃料を混合する領域を確保でき、吸気行程の都度、１吸気行程分ずつ均質混合気を燃焼室２２内に流入させることができる。つまり、ガス噴射弁１６が吸気弁２３（燃焼室２２の吸気側開口部）に近すぎると、体積の大きいガス燃料では空気とうまく混合せず、吸気通路内においてガス燃料の多くが空気と混合されないまま燃焼室２２内に流入する。これにより、所望とする均質混合気が生成できない。この点、上記のとおり噴孔部１６ａよりも下流側において偏流による速度分布が形成され、かつ吸気通路内において気体混合のための空間が確保されるため、所望の均質混合気が得られ、混合悪化に起因する燃費悪化を抑制できる。
【００６０】
以上により、空気とガス燃料との混合を好適化し、ひいてはエンジン１０において良好な燃焼状態を実現できる。こうした燃焼状態の適正化により、エンジン１０の燃費性能が向上する。
【００６１】
エンジン１０では、燃焼サイクルごとに、吸気通路へのガス燃料の噴射と、同吸気通路内から燃焼室２２へのガス燃料の流入とが繰り返し実施される。この場合、仮に噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、１吸気行程分の気体の吸入体積よりも多いとしても、１吸気行程分ずつ気体が吸気通路から燃焼室２２内に流入する過程で、上記同様、空気とガス燃料との混合が促進される。そして、所定体積分ずつ均質混合気が燃焼室２２内に順次流入されていくこととなる。
【００６２】
なお、ガス噴射弁１６は、気筒ごとに分岐される吸気マニホールド１２ａのいずれか（すなわち、吸気集合部１２ｂよりも下流側）に設けられるとよく、こうして吸気マニホールド１２ａに設けられることで、噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までの間の吸気通路体積が、少なくとも１吸気行程分の気体の吸入体積となるものであるとよい。また、噴孔部１６ａから燃焼室２２の吸気側開口部までの間の吸気通路体積として望ましくは、１吸気行程分〜２吸気行程分の気体の吸入体積となっているとよい。ただし、仮にガス噴射弁１６が吸気マニホールド１２ａよりも上流側に設けられる構成であっても、吸気通路内で均質混合気が生成できることは同様である。
【００６３】
気流制御弁３１は、吸気通路においてガス噴射弁１６が取り付けられている壁側（噴孔部１６ａ側）の領域で空気流速が大きく、それ以外の領域で空気流速が小さくなる速度分布を形成するものである。この場合、吸気通路において噴孔部１６ａ側の領域でガス燃料が滞在しやすいことを考慮してガス燃料の混合を行わせることができ、その混合を一層好適に実施できる。
【００６４】
気流制御弁３１の開閉により、吸気通路内において偏流による速度分布が形成される状態と、同速度分布が形成されない状態とを切り替えるようにした。これにより、エンジン運転状態に応じてガス混合の制御を適宜切り替えることが可能となる。
【００６５】
気流制御弁３１を、吸気通路の吸気流れ方向においてガス噴射弁１６の噴孔部１６ａに対して５０ｍｍ以下の距離で離間させて設けた。これにより、噴孔部１６ａでの速度分布がなまされてしまい混合促進の効果が小さくなるといった不都合を抑制でき、混合促進の効果を十分に得ることができる。
【００６６】
吸気マニホールド１２ａにおいてガス噴射弁１６よりも吸気下流側に、燃焼室２２内において混合気に旋回流を生じさせるスワール制御弁３７を設けた。これにより、吸気通路内における空気とガス燃料との混合促進を実施できるのに加え、燃焼室２２内において混合気に旋回流を生じさせて燃焼室２２内での流動強化を実施できる。その結果、燃焼状態の一層の改善を図り、それに伴う燃費改善効果を期待できる。
【００６７】
エンジン１０において高出力運転が要求されている場合に、気流制御弁３１を開弁状態とし、高出力運転が要求されていない場合に、気流制御弁３１を閉弁状態とするようにした。これにより、高出力運転の要求の有無に応じて、出力優先の状態と燃費優先の状態とを切り替えつつ、エンジン１０を好適に運転させることができる。
【００６８】
リーン燃焼させる旨が判定された場合に、気流制御弁３１を閉弁状態として吸気通路内に偏流による速度分布を形成させるとともに、スワール制御弁３７により旋回流を生じさせて燃焼室２２内における混合気の流動強化を実施するようにした。この場合、リーン均質混合気について燃焼室２２内での火炎の伝播が安定する。その結果、リーン均質混合気による燃焼の安定化を図ることができる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、流動強化手段として、圧力調整部１９（圧力可変手段）により噴射圧を高圧化させるための高圧化制御を実施して燃料噴霧の流れを操作する噴射圧制御手段を有している。噴射圧制御手段は、ＥＣＵ４０が、圧力調整部１９の制御弁１９ａを制御することで実現されるものであり、具体的には、図８に示す噴射圧制御処理を実施することで実現される。図８の処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定の時間周期で繰り返し実施される。なお本実施形態では、噴射圧の圧力制御範囲を０．２〜１．０ＭＰａとし、ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に基づいて噴射圧を可変に制御する。図８の処理は、例えば液体燃料の残量が所定以下である場合など、ガス燃料を使用する運転状態下で実施される。
【００７０】
図８において、ステップＳ２１では、エンジン運転状態に基づいて、噴射圧を高圧化する実施条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、エンジン負荷及びエンジン回転速度をパラメータとし、エンジン運転状態が所定の高負荷・高回転の状態である場合に、高圧化の実施条件が成立するとしている。そして、ステップＳ２１がＹＥＳであればステップＳ２２に進み、高圧化制御を実施する。具体的には、圧力調整部１９の制御弁１９ａを制御することで、噴射圧を通常値よりも高い所定の高圧値とする。また、ステップＳ２１がＮＯであればステップＳ２３に進み、噴射圧を通常値とする。例えば、噴射圧の通常値は０．２ＭＰａであり、高圧値は０．５ＭＰａである。
【００７１】
なお、高圧化制御では、エンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて噴射圧を可変に制御することも可能である。この場合、エンジン負荷が大きいほど、又はエンジン回転速度が大きいほど、噴射圧を高くするとよい。
【００７２】
上記の高圧化制御が実施される場合には、ＥＣＵ４０により、エンジン１０が吸気行程となる期間でガス噴射弁１６によるガス燃料の噴射が実施される。つまり、燃料噴射の開始時期及び終了時期が共に吸気行程内となるように、燃料噴射制御が実施される。
【００７３】
燃焼室２２内へのガス流入について図９を用いて詳しく説明する。
【００７４】
図９（ａ）では、吸気弁２３が開放された状態でガス噴射弁１６から吸気通路内にガス燃料が噴射されている。この燃料噴射はエンジン１０の吸気行程、すなわち燃焼室２２の容積拡大の行程で実施される。この場合、噴射圧の高圧化が実施されていることで、吸気通路内において流速（勢い）が大きくなるようにして燃料噴霧の流れが操作されており、その燃料噴霧は噴射の勢いを維持したまま燃焼室２２に向けて流れる。このとき、吸気通路内では燃料噴霧の周りで随伴流が生じる。
【００７５】
そして、図９（ｂ）に示すように、随伴流により吸気通路内での混合化が促進されつつ、吸気弁２３の開口部分を通じて混合気が燃焼室２２内に流入する。これにより、エンジン１０の燃焼状態が改善される。
【００７６】
図１０は、ガス燃料の噴射開始時期を排気行程及び吸気行程の期間で変更した場合における図示熱効率の違いを示す図である。図１０では、噴射圧を０．５ＭＰａとした場合を実線で示し、噴射圧を０．２ＭＰａとした場合を二点鎖線で示している。
【００７７】
図１０に示すように、噴射開始時期を吸気行程とする場合には、噴射圧を高圧化しているか高圧化していないかに応じて図示熱効率に差が生じやすくなっている。この場合、噴射圧を高圧化することで、図示熱効率が増大化されるようになっている。
【００７８】
また、気流制御弁３１により速度分布を形成して流動強化を実施する制御（偏流制御）と、ガス燃料の噴射圧を高圧化して随伴流の発生により流動強化を実施する制御（噴射圧の高圧化制御）とを共に実施する構成とし、それらの各制御をエンジン運転状態に基づいて切り替えるようにしてもよい。またこの場合、ガス噴射弁１６の噴射時期を上記各制御で相違させるようにする。具体的には、ＥＣＵ４０は、ガス燃料を用いたエンジン運転状態下において図１１に示す制御切替処理を実施する。図１１の処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定の時間周期で繰り返し実施される。
【００７９】
図１１において、ステップＳ３１では、エンジン運転状態に基づいて、偏流制御の実施条件が成立しているか否かを判定し、ステップＳ３２では、同じくエンジン運転状態に基づいて、高圧化制御の実施条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、エンジン負荷及びエンジン回転速度をパラメータとし、エンジン運転状態が所定の高負荷・高回転の状態となる領域を高圧化制御の実施領域、その高負荷・高回転の状態となる領域以外を偏流制御の実施領域としている。そして、エンジン運転状態が高負荷・高回転の領域にあれば高圧化制御を実施し、その高負荷・高回転以外の領域にあれば偏流制御を実施する。
【００８０】
ステップＳ３１がＹＥＳであればステップＳ３３に進み、気流制御弁３１を用いた偏流制御を実施するとともに、ガス噴射弁１６の噴射時期を、吸気弁２３が閉鎖されている期間（例えば排気行程）とする。また、ステップＳ３２がＹＥＳであればステップＳ３４に進み、高圧化制御を実施するとともに、ガス噴射弁１６の噴射時期を吸気行程とする。
【００８１】
上記ステップＳ３１，Ｓ３２の実施条件としては、異常診断の判定条件や、上記のエンジン運転状態以外の状態判定条件が含まれているとよい。例えば、ステップＳ３１には、気流制御弁３１が正常動作可能になっていることが含まれる。また、ステップＳ３２には、噴射圧が所望の高圧状態（設定圧）になっていることが含まれる。
【００８２】
そして、ステップＳ３１，Ｓ３２がいずれもＮＯになった場合には、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では通常制御を実施する。この通常制御では、あらかじめ定めた噴射終了時期（例えば排気ＴＤＣ付近）を基準に燃料噴射が実施される。
【００８３】
なお、偏流制御と高圧化制御とのそれぞれの実施条件は上記以外でもよく、任意に変更できる。例えば、エンジン１０の高負荷・高回転の領域で高圧化制御を実施し、低負荷・低回転の領域で偏流制御を実施するようにしてもよい。この場合、エンジン１０の中負荷又は中回転の領域（高負荷・高回転でなく、かつ低負荷・低回転でない領域）では、通常制御が実施されることとなる。
【００８４】
上記のとおり制御の切替を実施する構成によれば、気流制御弁３１による流動強化の制御を実施するのに好適なエンジン運転状態と、ガス噴射圧の高圧化による流動強化の制御を実施するのに好適なエンジン運転状態とが互いに異なっていても、都度のエンジン運転状態に応じて、空気流動の強化を適正に実施できる。
【００８５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について上記各実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、流動強化手段として、吸気弁２３の開弁タイミングを進角させるための進角制御を実施して排気行程において既燃ガス（燃焼後のガス）の逆流を生じさせる吸気弁制御手段を有している。吸気弁制御手段は、ＥＣＵ４０が、可変動弁機構２５を制御することで実現されるものである。具体的には、ＥＣＵ４０は、ガス燃料を用いたエンジン運転状態下において図１２に示す吸気弁制御処理を実施する。図１２の処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定の時間周期で繰り返し実施される。
【００８６】
図１２において、ステップＳ４１では、エンジン運転状態に基づいて、吸気弁２３の開弁タイミングを進角する実施条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、エンジン負荷及びエンジン回転速度をパラメータとし、エンジン運転状態が所定の高負荷・高回転の状態である場合に、進角の実施条件が成立するとしている。そして、ステップＳ４１がＹＥＳであればステップＳ４２に進み、吸気弁２３の進角制御を実施する。具体的には、吸気弁２３の開弁タイミングを通常値よりも進角させる。また、ステップＳ４１がＮＯであればステップＳ４３に進み、吸気弁２３の開弁タイミングを通常値で制御する。
【００８７】
なお、進角制御では、エンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて進角量を可変に制御することも可能である。この場合、エンジン負荷が大きいほど、又はエンジン回転速度が大きいほど、進角量を大きくするとよい。
【００８８】
上記の進角制御が実施される場合には、ＥＣＵ４０により、吸気弁２３の開弁よりも前にガス噴射弁１６によるガス燃料の噴射が実施される。つまり、吸気弁２３の開弁よりも前に燃料噴射が終了するように、燃料噴射制御が実施される。
【００８９】
図１３は、吸気弁２３及び排気弁２４の開弁時期と、燃料噴射時期とを示すタイムチャートある。図１３では、吸気弁２３の通常の開弁時期を二点鎖線で示し、進角制御での開弁時期を実線で示している。
【００９０】
図１３では、実線で示すように吸気弁２３の開弁時期が進角されており、それにより吸気弁２３の開弁タイミングが進角されている。そして、その開弁タイミングよりも前に燃料噴射が実施されるように燃料噴射時期が制御されている。この場合、吸気弁２３の開弁タイミングの進角化により、排気行程において既燃ガスの燃焼室２２から排気通路側への逆流が生じる。これにより、既燃ガスの流れが操作されて吸気通路内の空気流動性が高められる。また、吸気弁２３の開弁時には、吸気通路内において噴射後のガス燃料が既に存在しており、かかる状態で吸気通路内の空気流動性が高められることになるため、ガス燃料と空気との混合を促進できる。この場合、ガス燃料が吸気通路内で一団にかたまって滞在していても、一団のガス燃料の形態を崩しつつガス燃料を燃焼室２２内に流入させることができる。以上により、エンジン１０の燃焼状態を改善できる。
【００９１】
吸気弁２３の開弁よりも前にガス噴射弁１６によるガス燃料の噴射を実施する構成において、吸気弁２３の開弁タイミングに基づいて、ガス噴射弁１６による燃料噴射の終了時期を決定するようにしてもよい。具体的には、ＥＣＵ４０は、ガス燃料を用いたエンジン運転状態下において図１４に示す噴射時期制御処理を実施する。ここでは、進角制御において、吸気弁２３の開弁タイミングが可変に設定される構成としている。
【００９２】
図１４において、ステップＳ５１では、吸気弁２３の進角制御が実施されているか否かを判定し、ＹＥＳである場合にステップＳ５２に進む。ステップＳ５２では、進角制御における吸気弁２３の開弁タイミングを読み込み、続くステップＳ５３では、その吸気弁２３の開弁タイミングに基づいてガス噴射弁１６による燃料噴射の終了時期を決定する。この場合、吸気弁２３の開弁タイミングと燃料噴射の終了時期とを一致させることとする。これにより、吸気弁２３の開弁タイミングが進角であるほど、燃料噴射の終了時期が進角化される。なお、燃料噴射の終了時期を、吸気弁２３の開弁タイミングに対して所定角度だけ進角させる構成としたり、又は燃料噴射の終了時期を、吸気弁２３の開弁タイミングに対して所定角度だけ遅角させる構成としたりしてもよい。
【００９３】
上記構成によれば、空気流動の強化を目的として吸気弁２３の開弁タイミングを進角させる場合に、吸気弁２３が開弁されている開弁時期と燃料噴射が実施されている燃料噴射時期との重複を抑制したり、又はその重複が過剰に大きくなることを抑制したりすることができる。これにより、エンジン１０の燃焼状態の悪化を抑制できる。
【００９４】
（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
【００９５】
・上記実施形態では、旋回流形成手段として吸気マニホールド１２ａにスワール制御弁３７を設けたが、この構成を以下のように変更してもよい。例えば、吸気マニホールド１２ａに、燃焼室２２内でタンブルを生じさせるタンブル制御弁を設けてもよい。
【００９６】
また、吸気弁２３の開閉動作によって燃焼室２２内に旋回流を生じさせる構成とすることも可能である。具体的には、エンジン１０において、各気筒２つずつの吸気弁２３を各々独立して開閉動作させることができる吸気弁可変機構を設ける構成とする。そして、吸気行程において、各気筒２つずつの吸気弁２３のうち一方を開放状態、他方を閉鎖状態とするように、各吸気弁２３を動作させる。又は、一方の吸気弁２３のリフト量を、他方の吸気弁２３のリフト量よりも小さくする。この場合、燃焼室２２内での流動強化を実施する際（例えば、ＥＣＵ４０による図６のステップＳ１５）において、吸気弁可変機構を駆動させ、その駆動により燃焼室２２内にスワール（旋回流）を生じさせるとよい。これにより、リーン均質混合気について燃焼室２２内での火炎伝ぱが安定し、燃焼状態が安定する。
【００９７】
・気流制御弁３１により速度分布を形成して流動強化を実施する制御（偏流制御）と、ガス燃料の噴射圧を高圧化して随伴流の発生により流動強化を実施する制御（噴射圧の高圧化制御）と、吸気弁２３の開弁タイミングの進角化に伴う既燃ガスの逆流により流動強化を実施する制御（進角制御）とを、ＥＣＵ４０により全て実施する構成とし、それらの各制御をエンジン運転状態に基づいて切り替えるようにしてもよい。例えば、少なくとも３つの負荷領域を定めておき、負荷レベルが小さい領域から順に、偏流制御、進角制御、高圧化制御をそれぞれ実施する構成とする。
【００９８】
その他、ガス燃料の噴射圧を高圧化して随伴流の発生により流動強化を実施する制御（噴射圧の高圧化制御）と、吸気弁２３の開弁タイミングの進角化に伴う既燃ガスの逆流により流動強化を実施する制御（進角制御）とを実施する構成とすることも可能である。
【００９９】
・エンジン吸気部の構成として、図１５に示す構成を用いることも可能である。図１５では、吸気管１２の吸気マニホールド１２ａにおいて、ガス噴射弁１６の吸気上流側に、ガス噴射弁１６の設置側がコーナ外側になるようにして、所定の曲率で曲がった曲がり部１２ｃが設けられている。この曲がり部１２ｃは、吸気通路内における空気流速が局所的に大きくなる速度分布を形成する偏流形成手段に相当する。
【０１００】
図１５の構成によれば、吸気管１２（吸気マニホールド１２ａ）における曲がり部１２ｃを空気（新気）が通過する際、コーナ内側とコーナ外側とで空気流速が相違し、コーナ外側の方が空気流速が大きくなる。この場合、吸気管１２内において、吸気流れ方向におけるガス燃料の噴射位置に所望の速度分布を容易に形成できる。
【０１０１】
・上記実施形態では、液体噴射弁１５とガス噴射弁１６とを有するバイフューエルエンジンについての具体例を説明したが、これ以外に、ガス噴射弁１６のみを有する（すなわち液体噴射弁１５を有していない）ガスエンジンについて具体化することも可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気部）、１６…ガス噴射弁、１６ａ…噴孔部、２２…燃焼室、３１…気流制御弁（流動強化手段、偏流形成手段）、４０…ＥＣＵ（流動強化手段）。
【図１】
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【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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