JP2007332936A

JP2007332936A - 内燃機関の燃料供給制御装置

Info

Publication number: JP2007332936A
Application number: JP2006169017A
Authority: JP
Inventors: Taku Kadooka; 卓角岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2007-12-27

Abstract

【課題】点火栓に多量の燃料が付着して点火栓が作動不良になるのを抑制する。
【解決手段】吸気ポート７内に燃料を噴射するポート噴射弁１８ｐを具備する。吸気弁リフト量が予め定められた設定量よりも小さく設定されると共に吸気弁開弁時期が吸気上死点以降に設定されているときに、燃料が蒸発しやすい燃料のときには全要求燃料量が吸気非同期噴射により筒内に供給され、燃料が蒸発しにくい燃料のときには要求燃料量の少なくとも一部が吸気同期噴射により筒内に供給され、残りが吸気非同期噴射により筒内に供給されるように、ポート噴射弁１８ｐの燃料噴射時期を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の燃料供給制御装置に関する。

吸気弁リフト量を小さく設定すると共に吸気弁開弁時期を吸気上死点（ＴＤＣ）以降に設定するようにした内燃機関が公知である（特許文献１参照）。吸気ＴＤＣ以降では燃焼室内に負圧が発生しており、このとき吸気弁が開弁されると吸気通路内の空気が一気に燃焼室内に流入する。また、このとき吸気弁リフト量を小さくすることにより、吸気弁を介し燃焼室内に流入する空気及び燃料の速度がいっそう上昇する。その結果、燃焼室内に大きな乱れが形成され、燃焼室内における空気と燃料との混合が促進される。

一方、例えばガソリンだけでなく、ガソリンにアルコールを混合させたアルコール混合液体燃料など、種々の燃料を利用できる内燃機関が知られている。ところが、給油されるアルコール混合燃料中のアルコール濃度は必ずしも一定ではなく、アルコール混合燃料中のアルコール濃度が異なるとアルコール濃度に応じて燃料の蒸発しやすさが異なる。ところが、燃焼室内に形成される混合気の空燃比は燃料の蒸発しやすさに依存し、例えば燃料が蒸発のしにくい燃料のときには蒸発しやすい燃料のときに比べて、燃焼室内に形成される混合気の空燃比がリーンになる。そこで、燃料の蒸発しやすさ又は蒸発しにくさを検出し、燃料が蒸発しやすい燃料のときには蒸発しにくい燃料のときに比べて、燃料噴射量を減量するようにした内燃機関が公知である（特許文献２参照）。

更に、例えば冷間始動時に多量の燃料を噴射すると共に、この多量の燃料を機関に供給するために吸気非同期噴射を行うようにした内燃機関も知られている。ここで、吸気非同期噴射では吸気弁が開弁する前に燃料噴射が行われる。この場合の噴射燃料は吸気通路内壁面上及び吸気弁傘部背面上にいったん保持され、次いで吸気弁が開弁すると吸気通路内を流通する空気流によって吸気通路内壁面等上から離脱され、燃焼室内に流入する。これに対し、吸気同期噴射では吸気弁開弁時期に同期して燃料噴射が行われ、噴射燃料は吸気通路内壁面等上に実質的に付着保持されることなく燃焼室内に流入する。

特開２００３−２８６８６９号公報特公平６−１７６５６号公報

上述したように吸気非同期噴射では噴射燃料が吸気通路内壁面等上に一時的に保持される。ところが、燃料が蒸発しにくい燃料のときに吸気非同期噴射を行うと、燃料噴射弁からの噴射により気化され又は微粒化された燃料が吸気通路内壁面等上で液化し、粒径の大きな液滴に成長するおそれがある。この場合、次いで吸気弁が開弁されると、燃料がこの液滴の形で燃焼室内に流入することになる。

一方、特許文献１におけるように吸気弁リフト量が小さく設定されると共に吸気弁開弁時期が吸気ＴＤＣ以降に設定されていると、吸気弁開弁直後に燃焼室内に流入した空気流が燃焼室の内壁頂面に沿いつつ点火栓に向けて高速で進行する。このため、燃料が蒸発しにくい燃料の場合に特許文献１において吸気非同期噴射を行うと、液滴の形の燃料が点火栓に向け飛行して点火栓に付着し、斯くして点火栓が確実に着火できないおそれがあるという問題点がある。

前記課題を解決するために本発明によれば、吸気通路内に燃料を噴射する吸気通路燃料噴射弁を具備した内燃機関において、吸気弁リフト量が予め定められた設定量よりも小さく設定されると共に吸気弁開弁時期が吸気上死点以降に設定されているときに、燃料が蒸発しにくい燃料のときには蒸発しやすい燃料のときに比べて、要求燃料量のうち吸気通路燃料噴射弁から吸気非同期噴射により筒内に供給される燃料量の割合が減少するように吸気通路燃料噴射弁の燃料噴射時期を設定している。

点火栓に多量の燃料が付着して点火栓が作動不良になるのを抑制することができる。

図１を参照すると、１は例えば四つの気筒を備えた機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポート、１０は点火栓をそれぞれ示す。吸気ポート７は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内には吸入空気質量流量Ｇａを検出するためのエアフローメータ１５と、ステップモータ１６により駆動されるスロットル弁１７とが配置される。また、吸気ポート７内には吸気ポート７内に燃料を噴射する電気制御式の燃料噴射弁１８ｐが配置される。以下では、この燃料噴射弁１８ｐをポート噴射弁と称することにする。

ポート噴射弁１８ｐは燃料蓄圧室すなわちデリバリパイプ１９ｐと、電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２０ｐとを介して燃料タンク２１に連結される。デリバリパイプ１９ｐにはデリバリパイプ１９ｐ内の燃料圧を検出する燃料圧センサ（図示しない）が取り付けられており、デリバリパイプ１９ｐ内の燃料圧が目標となる燃料圧に一致するように燃料ポンプ２０ｐの吐出圧が制御される。また、燃料タンク２１には燃料タンク２１内の燃料の性状を検出するための燃料性状センサ２２が取り付けられる。

図１の内燃機関では、燃料としてガソリン、軽油のような化石液体燃料、液体アルコール、又はその混合物を用いることができるようになっている。ここで、燃料性状は燃料の蒸発のしやすさを代表するものであり、例えば燃料中の特定成分の割合ないし濃度、粘性、平均分子量などに応じて定めることができる。燃料としてガソリンか、ガソリンに液体アルコールを混合させたアルコール混合燃料を用いる場合には燃料性状ないし蒸発のしやすさは燃料中のアルコール濃度によって定まるので、燃料性状センサ２２をアルコール濃度センサから構成することができる。なお、燃料性状センサ２２を燃料タンク２１からポート噴射弁１８ｐまでの燃料通路内に配置してもよい。

更に、吸気弁６には吸気弁６の開弁動作を変更する可変動弁機構２３が設けられる。ここで、開弁動作は例えばリフト量、開弁期間（作用角）及び開弁開始時期のうち一つ又は複数によって定められる。

一方、排気ポート９は排気マニホルド３０を介して小容量の補助触媒３１に連結され、補助触媒３１は排気管３２を介して大容量の主触媒３３に連結され、主触媒３３は排気管３４に連結される。排気管３２には空燃比を検出するための空燃比センサ３５が取り付けられ、排気管３４には排気ガスの温度を検出するための排気温センサ３６が取り付けられる。温度センサ３６により検出される排気ガス温度は主触媒３３の温度を表している。

電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備する。機関本体１には機関冷却水温を検出するための水温センサ３７が取り付けられている。また、アクセルペダル４９にはアクセルペダル４９の踏み込み量を検出するための負荷センサ５０が接続される。ここで、アクセルペダル４９の踏み込み量は要求負荷を表している。エアフローメータ１５、空燃比センサ３５、排気温センサ３６、水温センサ３７、及び負荷センサ５０の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。更に入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５１が接続される。ＣＰＵ４４ではクランク角センサ５１の出力パルスに基づいて機関回転数Ｎｅが算出される。一方、出力ポート４６は対応する駆動回路４８を介して点火栓１０、ステップモータ１６、ポート噴射弁１８ｐ、燃料ポンプ２０ｐ及び可変動弁機構２３にそれぞれ接続され、これらは電子制御ユニット４０からの出力信号に基づいて制御される。

図２は吸気弁６の開弁動作を示している。本発明による実施例では可変動弁機構２３によって、吸気弁６の開弁動作が図２に実線ＩＮＭで示される開弁動作か、実線ＩＮｍで示される開弁動作かに選択的に切り換えられる。吸気弁開弁動作が開弁動作ＩＮＭに設定されると、吸気弁リフト量が大きくされ、吸気弁開弁時期が進角側、特に吸気ＴＤＣ以前に設定される。その結果、多量の空気を燃焼室５内に送り込むことができる。これに対し、吸気弁開弁動作が開弁動作ＩＮｍに設定されると、吸気弁リフト量が小さくされ、吸気弁開弁時期が遅角側、特に吸気ＴＤＣ以降に設定される。吸気ＴＤＣ以降では燃焼室５内に負圧が発生しており、このとき吸気弁６が開弁されると吸気ポート７内の空気が一気に燃焼室５内に流入する。また、このとき吸気弁リフト量を小さくすることにより、吸気弁６を介し燃焼室５内に流入する空気及び燃料の速度がいっそう上昇する。その結果、燃焼室５内に大きな乱れを形成することができ、燃焼室５内における空気と燃料との混合を促進することができる。なお、図２において破線ＥＸは排気弁８の開弁動作を示している。

図３は本発明による実施例の吸気弁開弁動作の制御ルーチンを示している。図３を参照すると、まずステップ１００では機関冷却水温ＴＨＷが予め定められた設定温度ＴＨＷ１以上か否かが判別される。ＴＨＷ＜ＴＨＷ１のとき、すなわち冷間運転時には次いでステップ１０１に進み、吸気弁６の開弁動作が図２に示される開弁動作ＩＮｍに設定される。すなわち、冷間運転時には燃料の霧化ないし微粒化が困難である。そこで、吸気弁開弁動作を開弁動作ＩＮｍに設定して燃焼室５内に大きな乱れを形成し、良好な燃焼が確保されるようにしている。これに対し、ＴＨＷ≧ＴＨＷ１のとき、すなわち冷間運転時でないときにはステップ１００からステップ１０２に進み、通常制御が行われる。この通常制御では、機関運転状態例えば吸入空気量Ｇａ及び機関回転数Ｎｅに基づいて吸気弁開弁動作が開弁動作ＩＮｍか開弁動作ＩＮＭに切り換えられる。なお、吸気弁６のリフト量、開弁期間又は開弁時期を連続的に変更するようにした場合にも本発明を適用できる。

図１の内燃機関では次式（１）に基づいて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。

ＴＡＵ＝ＴＢ・（１＋ＦＡＦ＋ｋＦ＋ｋＷ＋ｋＫ）（１）
ここで、ＴＢは基本燃料噴射時間、ＦＡＦはフィードバック補正係数、ｋＦは燃料性状補正係数、ｋＷは暖機増量補正係数、ｋＫはその他の補正係数をそれぞれ表している。

基本燃料噴射時間ＴＢは機関に供給される燃料の性状が基本性状であるときに、空燃比を目標となる空燃比とするのに必要な燃料噴射時間であり、機関運転状態例えば吸入空気量Ｇａ及び機関回転数Ｎｅの関数として予めＲＯＭ４２内に記憶されている。

フィードバック補正係数ＦＡＦは実際の空燃比を目標となる空燃比に一致させるためのものであり、空燃比センサ３５により検出される空燃比に基づいて算出される。このフィードバック補正係数ＦＡＦはゼロを中心として変動し、補正する必要がないときにはゼロに維持される。

燃料性状補正係数ｋＦは燃料性状センサ２２により検出された燃料性状に応じて定められるものであり、機関に供給された燃料の性状が基本性状のときにはゼロに維持される。この燃料性状補正係数ｋＦは燃料性状例えば蒸発のしやすさの関数として図４（Ａ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２又はＲＡＭ４３内に記憶されている。ここで、燃料の蒸発のしやすさは例えば燃料中のアルコール濃度で表すことができる。このようにすると燃料の性状ないし蒸発のしやすさに応じた正確な燃料性状補正係数ｋＦを求めることができる。なお、燃料性状補正係数ｋＦを学習値として求めて記憶しておくこともできる。

暖機増量補正係数ｋＷは冷間運転時に燃料噴射量を増量補正するためのものである。この暖機増量補正係数ｋＷは例えば図４（Ｂ）に示されるように機関冷却水温ＴＨＷが高くなるにつれて小さくなり、設定温度Ｔ１以上になると、すなわち冷間運転時でなくなるとゼロに保持される。暖機増量補正係数ｋＷは機関冷却水温ＴＨＷの関数として図４（Ｂ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。

その他の補正係数ｋＫは始動時増量補正係数、加速時増量補正係数などをひとまとめにして表したものであり、補正する必要がないときにはゼロに維持される。

ところで、上述した式（１）からわかるように機関始動時には暖機増量補正係数ｋＷなどによって燃料噴射量が多くなる。このように多量の燃料を機関に供給するために、吸気非同期噴射が行われる。この吸気非同期噴射では吸気弁６が開弁する前にポート噴射弁１８ｐから燃料が噴射される。この場合の噴射燃料は吸気ポート７内壁面上及び吸気弁６傘部背面上にいったん保持され、次いで吸気弁６が開弁すると吸気ポート７内を流通する空気又は空気及び再循環排気ガスと共に燃焼室５内に供給される。このように吸気非同期噴射が行われるときの燃料噴射期間の一例が図５（Ａ）にＦＡでもって示される。なお、図５においてＩＮは図２に示される開弁動作ＩＮｍに対応する吸気弁開弁期間を表している。

ところが、燃料が蒸発しにくい燃料のときに吸気非同期噴射を行うと、冒頭で述べたように、ポート噴射弁１８ｐからの噴射により気化され又は微粒化された燃料が吸気ポート７内壁面等上で液化し、粒径の大きな液滴に成長するおそれがある。この場合、次いで吸気弁６が開弁されると、燃料がこの液滴の形で燃焼室５内に流入することになる。更にこの場合、吸気弁開弁動作が図２に示されるＩＮｍに設定されていると、すなわち吸気弁リフト量が小さく設定されると共に吸気弁開弁時期が吸気ＴＤＣ以降に設定されていると、図６に示されるように吸気弁６の開弁直後に燃焼室５内に流入した空気流Ｊが燃焼室５の内壁頂面５ａに沿いつつ点火栓１０に向けて高速で進行する。このため、液滴の形の燃料が点火栓１０に向け飛行して点火栓１０に付着し、斯くして点火栓１０が確実に着火できないおそれがある。特に、燃料が蒸発しにくい燃料の場合には燃料性状補正係数ｋＦが大きくなって燃料噴射量が多くなるので（式（１）参照）、吸気非同期噴射が行われた場合には吸気弁６が開弁する直前に吸気ポート７内壁面等上に多量の燃料が保持されている。この多量の燃料が点火栓１０に向かって進行すると、着火不良が生ずる可能性はいっそう高くなる。

一方、吸気弁開弁時期に同期して燃料噴射を行う吸気同期噴射を行うと、噴射燃料は吸気ポート内壁面等上に実質的に保持されることなく燃焼室５内に流入する。したがって吸気弁６の開弁直後に点火栓１０に向けて進行する燃料の量は吸気非同期噴射の場合に比べて、圧倒的に少なくなる。

そこで本発明による実施例では、吸気弁６の開弁動作が図２のＩＮｍに設定されておりかつ燃料噴射量が予め定められた設定量よりも多いときに、燃料が蒸発しにくい燃料のときには蒸発しやすい燃料のときに比べて、燃料噴射時間ＴＡＵで表される要求燃料量のうちポート噴射弁１８ｐから吸気非同期噴射により燃焼室５内に供給される燃料量の割合が減少し、ポート噴射弁１８ｐから吸気同期噴射により燃焼室５内に供給される燃料量の割合が増大するように、ポート噴射弁１８ｐの燃料噴射時期を設定している。

もう少し詳しく説明する。図７（Ａ）に示されるように全燃料噴射時間ＴＡＵのうち吸気非同期噴射を行う燃料噴射時間をＴＡＵＡで、吸気同期噴射を行う燃料噴射時間をＴＡＵＳでそれぞれ表すと、要求燃料量のうちポート噴射弁１８ｐから吸気非同期噴射により燃焼室５内に供給される燃料量の割合である非同期噴射割合ＲＡ（０≦ＲＡ≦１）はＴＡＵＡ／ＴＡＵで表され、ポート噴射弁１８ｐから吸気同期噴射により燃焼室５内に供給される燃料量の割合は（１−ＲＡ）（＝ＴＡＵＳ／ＴＡＵ）で表される。本発明による実施例では、燃料が予め定められた基準燃料よりも蒸発しやすいときには非同期噴射割合ＲＡが１に設定され、すなわち全要求燃料量が吸気非同期噴射により燃焼室５に供給され、燃料が基準燃料よりも蒸発しにくいときには非同期噴射割合ＲＡが１よりも小さな一定値に設定される。この場合、燃料が基準燃料よりも蒸発しやすいときには全要求燃料量がポート噴射弁１８ｐから吸気非同期噴射により燃焼室５内に供給され、燃料が基準燃料よりも蒸発しにくいときには要求燃料量の少なくとも一部がポート噴射弁１８ｐから吸気同期噴射により燃焼室５内に供給され、残りがポート噴射弁１８ｐから吸気非同期噴射により燃焼室５内に供給されるという見方もできる。その結果、吸気弁６が開弁したときに点火栓１０に向かう燃料量を低減でき、したがって着火不良を抑制することができる。なお、図４（Ａ）の場合と同様に、燃料の蒸発のしやすさは例えば燃料中のアルコール濃度で表すことができる。

このような非同期噴射割合ＲＡの減少制御が行われたときの燃料噴射期間の一例が図５（Ｂ）にＦＢでもって示される。図５（Ｂ）に示される例では、燃料噴射期間ＦＢのうち一部が吸気同期噴射でもって、残りが吸気非同期噴射でもって、図５中２つ目の吸気弁開弁期間ＩＮ中に燃焼室５内に供給される。これに代えて、図５（Ｃ）のように燃料噴射時期を設定することもできる。図５（Ｃ）の例では、先の燃料噴射期間ＦＣＰの後期部分が吸気非同期噴射でもって図５中２つ目の吸気弁開弁期間ＩＮに燃焼室５内に供給され、次の燃料噴射期間ＦＣＮのうち前期部分が吸気同期噴射でもって図５中２つ目の吸気弁開弁期間ＩＮ中に燃焼室５内に供給される。

図７（Ｂ）に示されるように、燃料が蒸発しにくい燃料のときには蒸発しやすい燃料のときに比べて小さくなるように非同期噴射割合ＲＡを設定することもできる。この場合の非同期噴射割合ＲＡは燃料性状例えば蒸発のしやすさの関数として図７（Ｂ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。

図８は本発明による実施例の燃料噴射時期制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。

図８を参照すると、まずステップ１２０では機関始動時であるか否かが判別される。例えば、イグニッションスイッチがオンにされてから機関回転数Ｎｅが予め定められた設定回転数を越えるまでを機関始動時とすることができる。機関始動時のときには次いでステップ１２１に進み、吸気弁開弁動作が図２のＩＮｍに設定されているか、すなわち吸気弁リフト量が小さく設定されると共に吸気弁開弁時期が吸気ＴＤＣ以降に設定されているか否かが判別される。吸気弁開弁動作が図２のＩＮｍに設定されているときには次いでステップ１２２に進み、燃料が基準燃料よりも蒸発しにくいか否かが判別される。燃料の蒸発のしやすさは例えば燃料中のアルコール濃度に応じて判断することができる。燃料が基準燃料よりも蒸発しにくいときには次いでステップ１２３に進み、燃料噴射時間ＴＡＵが予め定められた設定時間ＴＡＵ１よりも長いか否か、すなわち燃料噴射量が上述の設定量よりも多いか否かが判別される。ＴＡＵ＞ＴＡＵ１のときには次いでステップ１２４に進み、非同期噴射割合ＲＡの減少制御が実行される。

これに対し、ステップ１２０において機関始動時でないとき、ステップ１２１において吸気弁開弁動作が図２のＩＮｍに設定されていないとき、ステップ１２２において燃料が基準燃料よりも蒸発しやすい燃料のとき、又はステップ１２３においてＴＡＵ≦ＴＡＵ１のときにはステップ１２５に進み、通常制御が実行される。すなわち、例えばステップ１２２からステップ１２５に進んだときには、要求燃料量のすべてが吸気非同期噴射により機関に供給される。

図９は燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。

図９を参照すると、まずステップ１４０では基本燃料噴射時間ＴＢが算出され、続くステップ１４１ではフィードバック補正係数ＦＡＦが算出される。続くステップ１４２では燃料性状補正係数ｋＦが図４（Ａ）のマップから算出され、続くステップ１４３では暖機補正係数ｋＷが図４（Ｂ）のマップから算出され、続くステップ１４４ではその他の補正係数ｋＫが算出される。続くステップ１４５では燃料噴射時間ＴＡＵが式(１)から算出される。ポート噴射弁１８ｐからはＴＡＵだけ燃料が噴射される。

図８のステップ１２３における設定時間ＴＡＵ１は一定値であってもよい。しかしながら、図１０に示されるように燃料の蒸発しにくいときには蒸発しやすいときに比べて短くなるように設定することもできる。この場合の設定時間ＴＡＵ１は燃料性状例えば蒸発のしやすさの関数として図１０に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。

次に、図１１を参照して本発明による別の実施例を説明する。図１１においてＶＩＮは吸気ポート７から吸気弁６を介して燃焼室５内に流入する空気流の流速を示している。なお、図１１でもＩＮは図２に示される開弁動作ＩＮｍに対応する吸気弁開弁期間を表している。

図１１にＸで示されるように吸気弁６が開弁されると、空気流速ＶＩＮは一気に増大し、次いでピークＰＫに達すると今度は比較的ゆっくりと減少する。すなわち、例えば吸気弁６が開弁してから、空気流速ＶＩＮがピークＰＫに達したのち閾値ＶＩＮ１を越えて低下するまでを吸気弁開弁初期ＢＧとすると、吸気弁開弁初期ＢＧ中は吸気弁６を介して高速の空気流が燃焼室５内に流入する。この高速の空気流が多量の燃料と共に点火栓１０に向けて進行すると、上述のように着火不良が生ずるおそれがある。

一方、吸気同期噴射による燃料は吸気弁開弁期間ＩＮ中に吸気弁６を介し燃焼室５内に流入する。ところが、吸気同期噴射による燃料が吸気弁開弁初期ＢＧ中に吸気弁６を介し燃焼室５内に流入すると、上述した高速の空気流によって燃料が点火栓１０に向けて指向されることになる。

そこで、本発明による別の実施例では、ポート噴射弁１８ｐからの吸気同期噴射による燃料が吸気弁開弁初期ＢＧ中に吸気弁６を介して燃焼室５内に流入しないようにポート噴射弁１８ｐの燃料噴射時期を設定している。すなわち、噴射燃料がポート噴射弁１８ｐから燃焼室５内に到達するまでに要する飛行時間をｔＦＬとすると、吸気弁開弁初期ＢＧから飛行時間ｔＦＬだけ遡った期間ＰＲＦにおいてポート噴射弁１８ｐからの燃料噴射が禁止され、燃料噴射禁止期間ＰＲＦ以外で燃料噴射が許容される。図１１に示される例では、燃料噴射期間ＰＲＦが終了すると、Ｆでもって示されるように燃料噴射が開始される。このようにすると、吸気同期噴射を行ったときに点火栓１０に指向する燃料量を低減でき、着火不良が生ずるのを確実に抑制できる。

なお、飛行時間ｔＦＬは期間運転状態例えば吸入空気量又は機関回転数に応じて変動するので、燃料噴射期間ＰＲＦを吸入空気量又は機関回転数に応じて設定することができる。

図１２に本発明による更に別の実施例を示す。図１２に示される例では、ポート噴射弁１８ｐに加え、各気筒の燃焼室５内に燃焼室５内に燃料を直接噴射する電気制御式の燃料噴射弁１８ｃが配置される。以下では、この燃料噴射弁１８ｃを筒内噴射弁と称することにする。筒内噴射弁１８ｃはデリバリパイプ１９ｃと、燃料ポンプ２０ｃとを介して燃料タンク２１に連結される。デリバリパイプ１９ｃにはデリバリパイプ１９ｃ内の燃料圧を検出する燃料圧センサ（図示しない）が取り付けられており、デリバリパイプ１９ｃ内の燃料圧が目標となる燃料圧に一致するように燃料ポンプ２０ｃの吐出圧が制御される。

これまでの説明からわかるように、燃料が蒸発しにくい燃料のときにポート噴射弁１８ｐからの吸気非同期噴射を行うと、着火不良が生ずるおそれがある。

そこで本発明による実施例では、吸気弁６の開弁動作が図２のＩＮｍに設定されておりかつ燃料噴射量が予め定められた設定量よりも多いときに、燃料が基準燃料よりも蒸発しにくい燃料のときには、ポート噴射弁１８ｐからの吸気非同期噴射を禁止するようにしている。すなわち、非同期噴射割合ＲＡがゼロまで減少される。

この場合の燃料はポート噴射弁１８ｐから吸気同期噴射により燃焼室５内に供給される。ところが、上述した燃料噴射期間ＰＲＦのことを考えると、ポート噴射弁１８ｐにおいて吸気同期噴射を行うことができるのは図１３に示されるように、上述した燃料噴射禁止期間ＰＲＦが終了してから、吸気弁閉弁時期Ｙから燃料飛行時間ｔＦＬだけ遡った時期Ｚまでの短い時間に限られる。一方、上述した非同期噴射割合ＲＡの減少制御は燃料噴射時間ＴＡＵで表される要求燃料量が多いときに行われる。このため、短時間の吸気同期噴射でもって全要求燃料量を燃焼室５内に供給できない場合がある。

そこで本発明による更に別の実施例では、要求燃料量がポート噴射弁１８ｐから吸気同期噴射により供給可能な最大量よりも多いときには、可能最大量だけポート噴射弁１８ｐから吸気同期噴射により燃焼室５内に供給すると共に、残りを筒内噴射弁１８ｃから吸気行程又は圧縮行程に噴射するようにしている。すなわち、要求燃料量の一部がポート噴射弁１８ｐから吸気同期噴射により燃焼室５内に供給され、残りが筒内噴射弁１８ｃから燃焼室５内に供給される。このようにすると、多量の燃料を燃焼室５内に供給しつつ着火不良を抑制することができる。

ここで、燃料噴射禁止期間ＰＲＦが終了してから時期Ｚまでポート噴射弁１８ｐから燃料噴射が行われると、可能最大量だけポート噴射弁１８ｐから燃焼室５内に燃料が供給されることになる。

ところで、上述したように吸気弁開弁初期ＢＧ中は高速の空気流が燃焼室５内に流入する。このため、吸気弁開弁初期ＢＧに筒内噴射弁１８ｃから燃料噴射を行うと、噴射燃料がこの高速空気流によって点火栓１０に向かわされるおそれがある。そこで本発明による更に別の実施例では、吸気弁開弁初期ＢＧ中には筒内噴射弁１８ｃからの燃料噴射を禁止するようにしている。

したがって、本発明による更に別の実施例では、図１３にＦＰで示されるように燃料噴射禁止期間ＰＲＦが終了してから時期Ｚまでの間にポート噴射弁１８ｐから吸気同期噴射が行われ、図１３にＦＣで示されるように吸気弁開弁時期ＢＧが終了すると筒内噴射弁１８ｃからの燃料噴射が開始される。この場合、筒内噴射弁１８ｃからの燃料噴射時期をポート噴射弁１８ｐからの燃料噴射時期よりも遅く設定していると見ることもできる。

本発明による更に別の実施例でも図８に示される燃料噴射時期制御ルーチンが実行される。図８のルーチンのステップ１２４ではポート噴射弁１８ｐの燃料噴射時期及び時間と、筒内噴射弁１８ｃの燃料噴射時期及び時間とが算出され、この算出結果にしたがってポート噴射弁１８ｐ及び筒内噴射弁１８ｃの燃料噴射が制御される。

なお、非同期噴射割合ＲＡをゼロにすべきときに、ポート噴射弁１８ｐからの燃料噴射を禁止すると共に全要求燃料量を筒内噴射弁１８ｃから燃焼室５内に供給するようにしてもよい。

これまで述べてきた各実施例では燃料性状センサ２２によって燃料の性状ないし蒸発のしやすさを求めるようにしている。しかしながら、機関に燃料を供給しこのとき得られる機関状態量、例えば空燃比フィードバック補正係数、例えばＭＢＴのような最適点火時期、ノック限界、燃焼圧、燃焼圧にピークが生ずる時期、アイドリング回転数などに基づいて燃料性状を求めるようにすることもできる。

内燃機関の全体図である。吸気弁開弁動作を示す図である。吸気弁開弁動作制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。燃料性状補正係数ｋＦ及び暖機補正係数ｋＷを示すマップである。燃料噴射期間を示すタイムチャートである。吸気弁開弁初期の空気流を説明するための図である。非同期噴射割合ＲＡを説明するための図及び非同期噴射割合ＲＡのマップである。燃料噴射時期制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンを示すフローチャートである。設定時間ＴＡＵ１を示すマップである。本発明による別の実施例を説明するためのタイムチャートである。本発明による更に別の実施例の内燃機関の全体図である。本発明による更に別の実施例における噴射時期設定方法を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１機関本体
５燃焼室
１０点火栓
１８ｃ筒内噴射弁
１８ｐポート噴射弁

Claims

吸気通路内に燃料を噴射する吸気通路燃料噴射弁を具備した内燃機関において、吸気弁リフト量が予め定められた設定量よりも小さく設定されると共に吸気弁開弁時期が吸気上死点以降に設定されているときに、燃料が蒸発しにくい燃料のときには蒸発しやすい燃料のときに比べて、要求燃料量のうち吸気通路燃料噴射弁から吸気非同期噴射により筒内に供給される燃料量の割合が減少するように吸気通路燃料噴射弁の燃料噴射時期を設定した内燃機関の燃料供給制御装置。
吸気弁リフト量及び吸気弁開弁時期が変更可能になっており、冷間運転時に吸気弁リフト量が予め定められた設定量よりも小さく設定されると共に吸気弁開弁時期が吸気上死点以降に設定される請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
吸気弁リフト量が予め定められた設定量よりも小さく設定されると共に吸気弁開弁時期が吸気上死点以降に設定されているときに、燃料が蒸発しにくい燃料のときには蒸発しやすい燃料のときに比べて、要求燃料量のうち吸気通路燃料噴射弁から吸気非同期噴射により筒内に供給される燃料量の割合が減少し吸気通路燃料噴射弁から吸気同期噴射により筒内に供給される燃料量の割合が増大するように、吸気通路燃料噴射弁の燃料噴射時期を設定した請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
筒内に燃料を直接噴射する筒内燃料噴射弁を更に具備し、吸気通路燃料噴射弁から吸気同期噴射により筒内に供給すべき燃料量が可能最大量よりも多いときには、該可能最大量だけ吸気通路燃料噴射弁から吸気同期噴射により筒内に供給すると共に、残りを筒内燃料噴射弁から吸気行程又は圧縮行程に噴射するようにした請求項３に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
吸気通路燃料噴射弁からの吸気同期噴射による燃料が吸気弁開弁初期に吸気弁を介して筒内に流入しないように吸気通路燃料噴射弁の燃料噴射時期を設定した請求項３又は４に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
吸気弁開弁初期に筒内燃料噴射弁からの燃料噴射を禁止するようにした請求項４に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。