JP4400421B2

JP4400421B2 - デュアル噴射型内燃機関の制御方法

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Publication number: JP4400421B2
Application number: JP2004320971A
Authority: JP
Inventors: 幸弘園田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-11-04
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Description

本発明は、デュアル噴射型内燃機関の制御方法に関し、より詳しくは、筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備えると共に、開弁特性変更手段を備えるデュアル噴射型内燃機関の制御方法に関する。

一般に、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタとを備え，機関の運転状態に応じてこれらのインジェクタを切替え使用することにより、例えば低負荷運転領域での成層燃焼と高負荷運転領域での均質燃焼を実現させたり、両者を同時に使用して、燃費特性や出力特性の改善を図った、いわゆるデュアル噴射型内燃機関が知られている。

ところで、このようなデュアル噴射型の内燃機関において、その始動性、特に冷間始動性を良好とするために、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。このものは、燃焼室内に燃料を直接噴射する第１のインジェクタと、燃焼室に空気を供給する吸気通路内に燃料を噴射する第２のインジェクタとを備え、第２のインジェクタから吸気通路内に噴射された燃料と空気とを始動時に燃焼室内に供給するようにし、その始動時には同時に、燃焼室における燃焼終了時期に対して吸気バルブの開弁時期を相対的に遅延させることにより、吸気通路から燃焼室に供給される混合気が点火プラグが作動して着火される前に着火するのを防止して、スムーズな始動を行うようにしている。

また、特許文献２には、燃料を直接燃焼室に噴射する筒内燃料噴射エンジンにおいて、冷間時に、吸気バルブを小リフトで遅開きとし、この開弁タイミングに合わせて燃料噴射を行なわせることにより、燃料を微粒化して未燃ＨＣの低減を図った技術が開示されている。

特開２０００−２６５８７７号公報ＷＯ９７／１３０６３号公報

ところで、デュアル噴射型の内燃機関においても排気系に排気浄化用の触媒を備えている場合、機関の冷間時における始動後は、触媒の暖機が完了しておらずその処理能力が十分でないことが知られている。すなわち、触媒の暖機が完了していない場合には、機関の冷間時に発生し易い未燃ＨＣが処理されずにそのまま排出され、エミッションを悪化させるおそれがあるのである。このようなエミッションの悪化を軽減するためには、触媒の暖機を早期に行なうことはもちろん、機関そのものにおいての未燃ＨＣの発生を低減させることが要求されている。

しかしながら、かかる特許文献１に記載の技術は、始動時に関する技術であり、しかも始動時においては、吸気通路内に燃料を噴射する第２のインジェクタのみを使用するもので、初爆が完了した始動後の制御については触れられていない。

また、特許文献２には、筒内燃料噴射エンジンにおいて、冷間時に吸気バルブを小リフトで遅開きとし、この開弁タイミングに合わせて燃料噴射を行なわせることにより、燃料を微粒化して未燃ＨＣの低減を図った技術が開示されているが、この噴射時期では、噴射燃料を点火プラグ周りに集めることができないので、混合気の弱成層化が行なえず、リーン限界や点火時期遅角限界が低い。その結果、触媒の早期暖機に必要な排気温度上昇が得られず、未燃ＨＣの低減効果が低いという問題があった。

そこで、本発明の目的は、機関の冷間始動後の燃焼の安定化を図り、未燃ＨＣの低減と早期の触媒暖機を行なうことのできるデュアル噴射型内燃機関の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の一形態に係るデュアル噴射型内燃機関の制御方法は、筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと吸気通路内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型内燃機関において、少なくとも吸気バルブの開弁タイミングおよびリフトを変更可能な開弁特性変更手段を備え、機関の始動後の暖機運転時には、前記開弁特性変更手段により前記吸気バルブを小リフト量で開弁タイミングを遅延させると共に、前記筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射および前記吸気通路噴射用インジェクタによる吸気通路内燃料噴射の両者を実行することを特徴とする。

ここで、前記吸気バルブの開弁タイミングは、吸気上死点よりも遅くされることが好ましい。

本発明の一形態に係るデュアル噴射型内燃機関の制御方法によると、筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと吸気通路内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型内燃機関において、機関の始動後の暖機運転時には、少なくとも吸気バルブの開弁タイミングおよびリフトを変更可能な開弁特性変更手段により、前記吸気バルブが小リフト量でその開弁タイミングが遅延されると共に、筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射および吸気通路噴射用インジェクタによる吸気通路内燃料噴射の両者が実行される。従って、吸気バルブが小リフト量でその開弁タイミングが遅延されることにより、吸気バルブ周りを通過する吸入空気の温度が流体摩擦により上昇される。また、筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射と吸気通路噴射用インジェクタによる吸気通路内燃料噴射の両者が実行されることにより、燃焼室内に弱成層混合気を形成することが可能となる。この弱成層混合気と吸入空気の温度上昇作用との相乗効果により、初期燃焼の安定化と主燃焼および後期燃焼の安定化とが共に図られ、ＨＣの低減と触媒暖機のための排気温度上昇効果が得られる。

また、前記吸気バルブの開弁タイミングが、吸気上死点よりも遅くされる形態によれば、燃焼室内に大きな負圧が発生した後に吸入空気が急激に導入されるので、吸入空気のより高い温度上昇作用を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、図１及び図２を参照するに、機関本体１はシリンダブロック２と、このシリンダブロック２内で往復動するピストン３と、シリンダブロック２上に取付けられたシリンダヘッド４とを具備する。また、シリンダヘッド４には不図示の点火プラグが設けられている。シリンダブロック２には後述するように四つの気筒５が形成され、各気筒５内にはシリンダブロック２、ピストン３、シリンダヘッド４によって画成される燃焼室６が形成されている。また、シリンダヘッド４には、燃料を気筒５の燃焼室６に供給するための筒内噴射用インジェクタ６１が設けられている。

各燃焼室６はシリンダヘッド４内に形成された吸気ポート７および排気ポート８に通じている。燃焼室６と吸気ポート７との間には吸気バルブ９が配置され、吸気バルブ９は燃焼室６と吸気ポート７との問の流路を開閉している。一方、燃焼室６と排気ポート８との間に排気バルブ１０が配置され、排気バルブ１０は燃焼室６と排気ポート８との間の流路を開閉している。また、吸気ポート７には、燃料を吸気ポート７内において吸気バルブ９よりも上流に供給するための吸気通路噴射用インジェクタ６２が設けられている。吸気バルブ９は、後述する仲介駆動機構１１とロッカーアーム１２とを介して吸気カム１３によってリフトされ、排気バルブ１０はロッカーアーム１４を介して排気カム１５によってリフトされる。吸気カム１３は吸気カムシャフト１６に取付けられ、一方、排気カム１５は排気カムシャフト１７に取付けられている。

電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）２７は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入力ポート、出カポートを相互に双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータから構成される。ＥＣＵ２７にはエアフローメータ１９の他、アクセルペダルの踏込み量（以下、「アクセル踏込み量」と称す）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２９やクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出カパルスを発生するクランク角センサ３０等の各種センサが接続されている。また、筒内噴射用インジェクタ６１、吸気通路噴射用インジェクタ６２、点火プラグおよびスロットル弁５６等もＥＣＵ２７に接続され、その作動が制御される。本実施の形態において、スロットル弁５６の開度はアクセル踏込み量とは無関係に変更することができ、スロットル弁開度を調整することで吸気圧が制御される。ＥＣＵ２７のＲＯＭ３２には、上述の負荷センサ２９およびクランク角センサ３０により得られる機関負荷および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や分担率および機関冷却水温に基づく補正値等が予めマップ化されて記憶されている。

更に、ＥＣＵ２７は、後述するように仲介駆動機構１１を含んで構成される開弁特性制御装置５７とも信号をやり取りして開弁特性制御装置５７の制御を行い、吸気バルブ９の開弁特性である開弁タイミングを含む作用角及びリフト量の制御も行う。なお、図２において、５２は吸気管、５３はサージタンク、６０はシリンダブロック２に取付けられ冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサを示している。

さらに、図２に示すように、本実施の形態における内燃機関１は四気筒であり、その排気通路は、まず第１気筒（#１）からの排気通路４１と第４気筒（#４〉からの排気通路４４、並びに第２気筒（#２）からの排気通路４２と第３気筒（#３〉からの排気通路４３が夫々合流して二つの排気通路４５、４６となり、その後これらが合流して一つの排気通路４７とされている。そして、第１気筒からの排気通路４１と第４気筒からの排気通路４４とが合流した部分、すなわち二つになった排気通路４５、４６のうちの一方の排気通路４５には第１空燃比センサ５８aが設けられている。同様に、第２気筒からの排気通路４２と第３気筒からの排気通路４３とが合流した部分、すなわち二つになった排気通路４５、４６のうちの一方の排気通路４６には第２空燃比センサ５８ｂが設けられている。これらの空燃比センサ５８a、５８ｂはＥＣＵ２７に接続されており、検出した空燃比の情報がＥＣＵ２７に供給されるようになっている。また、排気通路が一つとなった部分４７には排気浄化用の触媒５９が設けられている。

次に、図３および図４をも参照して、上記仲介駆動機構１１及びそれを含んで構成される開弁特性制御装置５７について説明する。図３は上記仲介駆動機構１１の斜視図であり、図４は上記開弁特性制御装置５７の概略構成を示す説明図である。ここで上記仲介駆動機構１１は特開２００１−２６３０１５号公報に記載された仲介駆動機構と同様な構成を有するものであり、いわゆる揺動カム機構として既に公知のものであるので、以下では簡単に説明する。図３に示した仲介駆動機構１１は内燃機関の気筒毎に設けられる。したがって、四気筒の内燃機関の場合である本実施形態では、四つの仲介駆動機構１１を有することになる。

仲介駆動機構１１は円筒形の入力部２１と、この入力部２１の軸線方向において入力部２１の一方の側に配置される円筒形の第１揺動カム２２と、入力部２１の軸線方向において入力部２１の上記一方の側とは反対側に配置される円筒形の第２揺動カム２３とを具備している。これら入力部２１、揺動カム２２、２３はその軸線を中心として軸線方向に延びる円形の貫通孔を有し、この貫通孔を支持パイプ２４が貫通している。入力部２１、揺動カム２２、２３はそれぞれ支持パイプ２４によって支持され、且つ支持パイプ２４を中心にそれぞれ回動することができる。支持パイプ２４はシリンダヘッド４に固定される。また、支持パイプ２４はその軸線を中心として軸線方向に延びる円形の貫通孔を有し、この貫通孔を制御シャフト２５が貫通している。制御シャフト２５は支持バイプ２４の貫通孔内で、支持パイプ２４の軸線方向に摺動可能である。

入力部２１の外周面からは入力部２１の径方向に向かってアーム２１a、２１ｂが延び、これらアーム２１a、２１ｂの先端の間にローラ２１ｃが配置されている。ローラ２１ｃは、図１に示したように、吸気カム１３のカム面１３aに当接し、これにより入力部２１はカム面１３aの形状に応じて支持パイプ２４周りで回動する。一方、揺動カム２２、２３の外周面からは揺動カム２２、２３の径方向に向かってノーズ２２a、２３aが延び、これらノーズ２２a、２３aはロッカーアーム１２に当接可能である。

さらに、入力部２１および揺動カム２２、２３と制御シャフト２５との間は一定の制御機構（不図示）によって結合されている。この制御機構は、制御シャフト２５を支持パイプ２４に対して相対的に移動させると、入力部２１と揺動カム２２、２３とを互いに反対方向に回動させるように構成されている。特に、本実施の形態では、制御シャフト２５を支持パイプ２４に対して方向Ｄ１に移動させると、入力部２１のローラ２１ｃと揺動カム２２、２３のノーズ２２a、２３aとの間の相対角度が大きくなるように、入力部２１と揺動カム２２、２３とが回動する。そして、制御シャフト２５を支持パイプ２４に対して上記方向Ｄ１とは反対向きの方向Ｄ２に移動させると、入力部２１のローラ２１ｃと揺動カム２２、２３のノーズ２２a、２３aとの間の相対角度が小さくなるように、入力部２１と揺動カム２２、２３とが回動する。ローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの相対角度が大きくなると、ローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの問隔が長くなり、逆にローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの相対角度が小さくなると、ローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの問隔が短くなる。

一方、図１からわかるように、吸気バルブ９が吸気カム１３によってリフトされる量はローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの間隔によって変わる。すなわち、ローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの間隔が長くなると、ローラ２１ｃが吸気カム１３のカム山部１３ｂと当接するときに、ノーズ２２a、２３aが吸気バルブ９をリフトする期間が長くなると共にリフトする量が多くなる。逆に、ローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの間隔が短くなると、ローラ２１ｃが吸気カム１３のカム山部１３ｂと当接するときに、ノーズ２２a、２３aが吸気バルブ９をリフトする期間が短くなると共にリフトする量も少なくなる。すなわち、ローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの問隔が長くなると、吸気バルブ９の作用角が大きくなると同時に吸気バルブ９のリフト量も大きくなり、一方、ローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの間隔が短くなると、吸気バルブ９の作用角が小さくなると同時に吸気バルブ９のリフト量も小さくなる。

したがって、仲介駆動機構１１では、制御シャフト２５を第１方向Ｄ１に移動させると、吸気バルブ９の作用角が大きくなると同時に吸気バルブ９のリフト量も大きくなり、制御シャフト２５を第２方向Ｄ２に移動させると吸気バルブ９の作用角が小さくなると同時に吸気バルブ９のリフト量も小さくなる。

上述したように本実施の形態は四気筒の内燃機関の場合であるので、上記仲介駆動機構１１を四つ有している。四つの仲介駆動機構１１は図４に示したように直列に並べて配置され、全ての仲介駆動機構が一つの支持パイプ２４と一つの制御シャフト２５上に設けられている。したがって、開弁特性制御装置５７が正常に作動している場合には、全気筒で同様な開弁特性を得ることができる。

図４に示したように、上記制御シャフト２５の一方の端部には電動アクチュエータ２６が連結され、これによって制御シャフト２５の位置が制御できるようになっている。この電動アクチュエータ２６はＥＣＵ２７に接続されており、これによって制御される。つまり、本実施形態ではＥＣＵ２７により電動アクチュエータ２６を制御して制御シャフト２５の位置をその軸線方向に移動することができ、これによって、ローラ２１ｃとノーズ２２a、２３aとの間隔を変化させて吸気バルブ９の開弁特性である作用角とリフト量を連続的に制御することができる。

さらに、本実施の形態では、吸気カム１３の位相を変える後述の可変バルブタイミング機構を備えており、吸気バルブ９の開弁タイミングも変更されるように構成されている。このように、本実施の形態では、上述の開弁特性制御装置５７と可変バルブタイミング機構とにより、吸気バルブ９の開弁タイミングを含む作用角およびリフトを変更可能な開弁特性変更手段が構成されている。

さらに、制御シャフト２５の他方の端部近傍には、制御シャフト２５の軸線方向の位置を検出するための位置センサ２８が配置され、一方、吸気カム９の角度位置を検出するための後述のカム位置センサが配置されており、制御シャフト２５の軸方向位置および吸気カム９の角度位置を検出することができる。これらの位置センサはＥＣＵ２７に接続されており、その位置情報がＥＣＵ２７に供給される。上述したように本実施の形態においては、制御シャフト２５の位置や吸気カム１３の位相を制御することで、吸気バルブ９の開弁特性である開弁タイミングを含む作用角とリフト量とが制御される。

ここで、上述の内燃機関１の可変バルブタイミング機構そのものは公知であるので、以下に簡単に説明する。内燃機関１のクランクシャフトの回転は、周知の如く、シリンダヘッド４内にそれぞれ配設された吸気カムシャフト１６及び排気カムシャフト１７に、クランクシャフトに固設されたクランクプーリ、タイミングベルト、吸気カムプーリ、排気カムプーリ等を介して伝達され、クランクシャフトとカムシャフトとが２対１の回転角度となるよう設定されている。そして、吸気カムシャフト１６に設けられた吸気カム１３及び排気カムシャフト１７に設けられた排気カム１５は、それぞれクランクシャフトと２対１の回転角度に維持される各カムシャフトの回転に基づいて、吸気バルブ９、排気バルブ１０を開閉駆動する。

吸気カムシャフト１６と吸気カムプーリとの間には、吸気カムプーリと吸気カムシャフト１６とを相対回動させてクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相（変位角）を連続的に変更する油圧駆動式の吸気可変バルブタイミング機構が配設されている。この吸気可変バルブタイミング機構は、周知のように、リニアソレノイド弁或いはデューティソレノイド弁等からなるオイルコントロールバルブによって油圧が切換えられるものであり、前述のエンジン制御用のＥＣＵ２７からの駆動信号により作動する。

上述の吸気可変バルブタイミング機構には、その作動位置を検出するセンサとして、吸気カムシャフト１６に固設されて同期回転するカムロータの外周に形成された等角度毎の複数の突起を検出し、カム位置を表すカム位置パルスを出力する前述のカム位置センサが設けられている。

なお、可変バルブタイミング機構としては、上述の油圧による機械式のものに代え、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して、それぞれ、吸気バルブ９や排気バルブ１０を進退駆動する電磁駆動機構から構成されてもよく、この場合には、ＥＣＵ２７の信号に基づき、開閉のタイミングおよびリフト量が任意に制御可能に構成される。従って、例えばＥＣＵ２７からの信号に基づいて作動されると、吸気バルブ９および／または排気バルブ１０の開弁タイミング、延いては開期間（作用角）が長く或いは短く、さらにはリフト量が可変制御されることになる。

本実施形態の内燃機関では、以上のような構成において、各種センサからの信号に基づいてＥＣＵ２７によって噴射吹き分けを含む燃料噴射量制御、点火時期制御、開弁特性制御等の各種制御が実施される。

次に、上記構成を有する本発明の実施形態の始動後の制御の一例について、以下、図５に示すフローチャートを参照して説明する。まず、制御が開始されると、ステップＳ５０１において水温センサ６０からの検出値である内燃機関１の冷却水温が読み込まれる。そして、ステップＳ５０２に進み、初爆が完了した後の始動後であるか否か、および読み込まれた冷却水温に基づき冷間時、すなわち内燃機関１ないしは触媒５９を所定の温度まで暖めるための暖機運転時であるか否かが判定される。本実施の形態では、この暖機運転時であるか否かの判定は、例えば、冷却水温が１５〜４０°Ｃにあるか否かにより行なうようにしている。ステップＳ５０２における判定で、暖機運転時でないとき、すなわち「ＮＯ」のときはこのルーチンを終了し、暖機運転時であるとき、すなわち「ＹＥＳ」のときはステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０３では、上述の冷却水温に基づき、マップ化されてＲＯＭに記憶されている吸気バルブ９の最適なリフト量が目標値として求められ、そして、このリフト量となるように上述の開弁特性制御装置５７における制御シャフト２５の軸線方向の位置が制御される。さらに、ステップＳ５０４に進み、上述の冷却水温に基づき、マップ化されてＲＯＭに記憶されている吸気バルブ９の後述する遅開き開弁タイミングが目標値として求められ、そして、吸気可変バルブタイミング機構のオイルコントロールバルブが制御され、吸気バルブ９の開弁タイミングの目標値への設定に向けての変更が行なわれる。なお、この設定に際しては、カム位置センサの出力が読み込まれ、その出力値からカム位置が算出され、そして、このカム位置が目標開弁タイミングを満たすか否かにより、目標開弁タイミングへの設定が完了したか否かが判断される。

次に、ステップＳ５０５に進み、後述するように筒内噴射用インジェクタ６１による筒内直噴と吸気通路噴射用インジェクタ６２による吸気通路内噴射との吹き分けによる燃料噴射が実行されるべく設定される。この燃料噴射の吹き分け制御に関しては、上述の負荷センサ２９およびクランク角センサ３０により得られる機関負荷および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて予め実験により求められ設定されている全燃料噴射量や機関冷却水温に基づく補正値や分担率が予めマップ化されてＥＣＵ２７のＲＯＭ３２に記憶されており、これらの値に基づいて実行される。そして、本実施の形態では、次のステップＳ５０６において点火時期が遅角側に設定されて、点火が実行される。

ここで、本実施の形態による吸気バルブ９の開弁タイミングと吹き分けによる燃料噴射の関係について、図６のタイムチャートをも含めてさらに説明する。このタイムチャートには、排気行程のほぼ全域に亘る作用角で開弁される排気バルブ１０のバルブリフト特性がＥｘで、吸気行程の吸気上死点（ＴＤＣ）よりも遅開きの開弁タイミングで小さなリフト量および作用角で開弁される吸気バルブ９のバルブリフト特性がＩｎで示されている。

また、吸気通路噴射用インジェクタ６２による吸気ポート７内への燃料噴射（以下、ＥＦＩと称す）は排気行程に行われ、および筒内噴射用インジェクタ６１による筒内直噴(以下、ＤＩと称す)は圧縮行程において、吸気バルブ９が閉じた後に行なわれる。なお、点火時期については、ＤＩによって点火プラグ周りに形成された弱成層混合気への着火が確実に行なわれるべく、ＤＩの終了間際以降である。

かくて、吸気バルブ９が閉じられている状態の排気行程に吸気通路噴射用インジェクタ６２により吸気ポート７へ噴射されたＥＦＩの燃料は、ポートを含む吸気通路壁への一定量の燃料付着として吸気行程が開始された後も吸気ポート７内にとどまり、筒内の圧力が負圧となった後の吸気行程の吸気上死点（ＴＤＣ）よりも遅いタイミングで吸気バルブ９が開かれるのに伴い、吸入空気と共に急激に筒内に導入されることになる。この吸気バルブ９は小リフト量であり、吸気バルブ９の周りを通過する吸入空気の流速は速く、その吸入空気の温度が流体摩擦により上昇される。この吸気ポート７内で気化された燃料を含む吸気の急激な筒内への吸い込み流と温度上昇とにより霧化または気化が促進され、均質なリーン混合気が形成されることになる。

この流体摩擦による吸入空気の温度上昇作用の実験結果を図７のグラフに示す。このグラフは、横軸にクランク角（°ＣＡ）、縦軸に温度（°Ｃ）を取ったものである。但し、この温度は、筒内の圧力を温度に換算したものである。そして、「Ａ」は本発明によるように、吸気バルブ９を小リフト量でその開弁タイミングが遅延された場合、「Ｂ」は吸気バルブ９を通常のリフト量でその開弁タイミングが吸気上死点（３６０°ＣＡ）とされた場合を示している。この実験結果から分かるように、本発明による「Ａ」の場合は、通常の「Ｂ」の場合に比べ、圧縮上死点（７２０°ＣＡ）において、約７０（°Ｃ）の温度上昇効果を有している。

また、筒内噴射用インジェクタ６１によるＤＩと吸気通路噴射用インジェクタ６２によるＥＦＩは、その総燃料噴射量が上述のように、機関負荷および機関回転数に基づく運転状態に対応した量であって、全体としての空燃比がリーンとなる量とされる。そして、その両者の分担率は、圧縮行程に行われるＤＩによって、点火プラグ周りに着火可能な濃度の混合気が形成可能な分担率とされ、これは上述の冷却水温に基づき、予め実験等で求められものである。着火可能であれば、例えば、ＤＩ：ＥＦＩ＝３：７〜７：３としてもよい。このようにすれば、燃焼室内に弱成層混合気を形成することが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、この弱成層混合気と吸入空気の温度上昇作用との相乗効果により、初期燃焼の安定化と主燃焼および後期燃焼の安定化とが共に図られ、ＨＣの低減と触媒暖機のための排気温度上昇効果が得られるのである。

本発明に係る制御方法が実施されるデュアル噴射型内燃機関の概略を示す側断面図である。本発明に係る制御方法が実施されるデュアル噴射型内燃機関の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態における開弁特性制御装置の仲介駆動機構を示す斜視図である。上記開弁特性制御装置の概略構成を示す説明図である。本発明の実施形態における始動後の暖機運転時の燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本発明の実施形態における始動後の暖機運転時のタイムチャートである。流体摩擦による吸入空気の温度上昇作用の実験結果を示すグラフである。

符号の説明

２７電子制御ユニット
２９負荷センサ
３０クランク角センサ（回転数センサ）
６０水温センサ
６１筒内噴射用インジェクタ
６２吸気通路噴射用インジェクタ

Claims

筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと吸気通路内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型内燃機関において、
少なくとも吸気バルブの開弁タイミングおよびリフトを変更可能な開弁特性変更手段を備え、
機関の始動後の暖機運転時には、前記開弁特性変更手段により前記吸気バルブを、暖機完了後の通常運転時と比較して小リフト量で開弁タイミングを遅延させると共に、前記筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射および前記吸気通路噴射用インジェクタによる吸気通路内燃料噴射の両者を実行することを特徴とするデュアル噴射型内燃機関の制御方法。
前記吸気バルブの開弁タイミングは、筒内の圧力が負圧となった後の吸気行程の吸気上死点よりも遅くされることを特徴とする請求項１に記載のデュアル噴射型内燃機関の制御方法。