JP5867443B2

JP5867443B2 - 内燃機関

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Publication number: JP5867443B2
Application number: JP2013084226A
Authority: JP
Inventors: 加藤　雄一; 雄一加藤; 亮冨松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: US20140305101A1; US9316171B2; JP2014206109A

Description

本発明は内燃機関に関する。

燃焼室に連通する吸気通路に燃料を噴射する第１の噴射部と、当該燃焼室に燃料を噴射する第２の噴射部とを備える内燃機関が知られている（例えば特許文献１参照）。このほか本発明と関連性があると考えられる技術は例えば特許文献２から５で開示されている。

特許文献２では、吸気ポートにガスを吹き返すことで、ポート噴射用インジェクタからの噴射燃料の微粒化を促進する技術が開示されている。特許文献３では、始動時に排気行程で燃料を噴射する技術が開示されている。特許文献４では、吸気通路用噴射弁による燃料噴射が行われる運転領域であっても、筒内用噴射弁のみによる燃料噴射を所定期間行うことで、筒内用噴射弁の噴孔部に堆積するデポジットを除去する技術が開示されている。特許文献５では、負のオーバラップ期間内に筒内噴射弁から少量の燃料を噴射し、吸気行程においてポート噴射弁から出力制御用の燃料を噴射する技術が開示されている。

特開２００７−１２７０５９号公報特開２０１０−２６５８１４号公報特開２００８−５７３８０号公報特開２００５−２０１０８３号公報特開２０１１−２４１７１４号公報

第１および第２の噴射部を備える内燃機関では、要求噴射量が各噴射部で噴射可能な最低噴射量の合計よりも少なくなる場合がある。この場合、両噴射部から燃料を噴射しようとすると、供給燃料量が要求噴射量よりも多くなり、混合気がリッチになる結果、燃焼が不安定化する虞がある。これに対しては、例えば第１および第２の噴射部のうち第１の噴射部から要求噴射量を噴射することができる。これにより、低燃圧で燃料を供給し、噴射量を制御し易くすることで、安定的な燃焼が得られるようにすることができる。

ところがこの場合には、第２の噴射部から燃料が噴射されなくなる。このためこの場合には、第２の噴射部の噴孔にデポジットが生成され、堆積する虞がある。一方、内燃機関では排気の浄化を図るため、触媒の床温が所定の温度（例えば活性温度）よりも低い場合には、触媒の暖機を促進することが望まれる。

本発明は上記課題に鑑み、第１の噴射部から要求噴射量を噴射することが望まれる場合であっても、第１の噴射部に加え第２の噴射部からも合理的に燃料を噴射することで、第２の噴射部の噴孔へのデポジット堆積を好適に防止或いは抑制可能な内燃機関を提供することを目的とする。

本発明は燃焼室に連通する吸気通路に燃料を噴射する第１の噴射部と、前記燃焼室に燃料を噴射する第２の噴射部と、前記燃焼室に対して配置された吸気弁および排気弁とを備え、前記燃焼室から排出される排気を浄化する触媒の床温が所定の温度よりも低い場合に所定の噴射を行い、前記所定の噴射が、前記吸気弁の開弁期間中に前記第１および第２の噴射部のうち前記第１の噴射部から燃料を噴射し、且つ前記排気弁の開弁期間中に前記第１および第２の噴射部のうち前記第２の噴射部から燃料を噴射することである内燃機関である。

本発明は前記燃焼室に隣接するピストンと、前記吸気弁および前記排気弁のバルブ特性のうち少なくとも前記排気弁の閉弁時期を変更する動弁装置をさらに備え、前記触媒の床温が所定の温度よりも低い場合であって、且つ所定の場合に前記所定の噴射を行い、前記所定の場合が、前記動弁装置が前記排気弁を前記ピストンの排気上死点よりも進角側で閉弁するとともに、前記吸気弁および前記排気弁間でマイナスオーバラップを形成する状態にある場合である構成とすることができる。

本発明によれば、第１の噴射部から要求噴射量を噴射することが望まれる場合であっても、第１の噴射部に加え第２の噴射部からも合理的に燃料を噴射することで、第２の噴射部の噴孔へのデポジット堆積を好適に防止或いは抑制できる。

内燃機関の概略構成図である。内燃機関の排気系を示す図である。第２の噴射量の説明図である。制御動作の一例をフローチャートで示す図である。内燃機関が行う燃料噴射の一例を示す図である

図面を用いて本発明の実施例について説明する。

図１は内燃機関５０の概略構成図である。図２は内燃機関５０の排気系２０を示す図である。内燃機関５０はシリンダブロック５１と、シリンダヘッド５２と、ピストン５３と、吸気弁５４と、排気弁５５と、第１の燃料噴射弁５６と、第２の燃料噴射弁５７と、動弁装置６０と、ＥＣＵ７０とを備えている。

シリンダブロック５１には、シリンダ５１ａが形成されている。シリンダ５１ａ内にはピストン５３が収容されている。シリンダブロック５１の上面にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室Ｅはシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２およびピストン５３に囲まれた空間として形成されている。ピストン５３は燃焼室Ｅに隣接している。

シリンダヘッド５２には、燃焼室Ｅに吸気を導く吸気ポート５２ａと、燃焼室Ｅからガスを排気する排気ポート５２ｂとが形成されている。またシリンダヘッド５２には、吸気ポート５２ａを開閉する吸気弁５４と、排気ポート５２ｂを開閉する排気弁５５とが設けられている。吸気ポート５２ａは吸気通路を形成している。当該吸気通路は燃焼室Ｅに連通している。

第１および第２の燃料噴射弁５６、５７はともにシリンダヘッド５２に設けられている。第１の燃料噴射弁５６は吸気ポート５２ａが形成する吸気通路に燃料を噴射する。第２の燃料噴射弁５７は燃焼室Ｅに燃料を噴射する。第２の燃料噴射弁５７はシリンダヘッド５２の吸気側および排気側のうち吸気側の部分に設けられている。第２の燃料噴射弁５７の配置は必ずしもこれに限られない。第１の燃料噴射弁５６は第１の噴射部に、第２の燃料噴射弁５７は第２の噴射部にそれぞれ相当する。

シリンダヘッド５２には動弁装置６０が設けられている。動弁装置６０は吸気弁５４のバルブ特性を可変にする吸気側可変動弁機構６１と、排気弁５５のバルブ特性を可変にする排気側可変動弁機構６２とを備えている。バルブ特性は開弁時期、閉弁時期、リフト量またはこれらの組み合わせ（例えば開閉時期や、閉弁時期およびリフト量や、開弁時期、閉弁時期およびリフト量など）である。

吸気側可変動弁機構６１は吸気弁５４の開閉時期を変更する吸気側バルブタイミング可変機構６１ａと、吸気弁５４の作用角（開弁期間）を変更する吸気側リフト量可変機構６１ｂとを有して構成されている。排気側可変動弁機構６２は排気弁５５の開閉時期を変更する排気側バルブタイミング可変機構６２ａと、排気弁５５の作用角を変更する排気側リフト量可変機構６２ｂとを有して構成されている。

バルブタイミング可変機構６１ａ、６２ａそれぞれは具体的には油圧駆動式となっており、油圧の伝達を制御するオイルコントロール部を有して構成されている。リフト量可変機構６１ｂ、６２ｂそれぞれは具体的にはともに電動式となっており、電動アクチュエータを有して構成されている。電動アクチュエータは例えば制御モータである。リフト量可変機構６１ｂ、６２ｂそれぞれは例えばバルブタイミング可変機構６１ａ、６２ａそれぞれと同様、油圧駆動式であってもよい。

吸気側リフト量可変機構６１ｂは吸気弁５４の作用角を変更することで、吸気弁５４の開弁時期を変更するように構成されている。吸気側リフト量可変機構６１ｂは具体的には、作用角拡大時に吸気弁５４の開弁時期が進角するとともに、作用角縮小時に吸気弁５４の開弁時期が遅角するように構成されている。吸気側リフト量可変機構６１ｂはさらに具体的には、作用角拡大時に吸気弁５４の閉弁時期が遅角するとともに、作用角縮小時に吸気弁５４の閉弁時期が進角するように構成されている。

排気側リフト量可変機構６２ｂは排気弁５５の作用角を変更することで、排気弁５５の閉弁時期を変更するように構成されている。排気側リフト量可変機構６２ｂは具体的には、作用角拡大時に排気弁５５の閉弁時期が遅角するとともに、作用角縮小時に排気弁５５の閉弁時期が進角するように構成されている。排気側リフト量可変機構６２ｂはさらに具体的には、作用角拡大時に排気弁５５の開弁時期が進角するとともに、作用角縮小時に排気弁５５の開弁時期が遅角するように構成されている。

排気側可変動弁機構６２は排気側バルブタイミング可変機構６２ａによって排気弁５５の開閉時期を変更することで、排気弁５５の閉弁時期を変更できる。排気側可変動弁機構６２は排気側リフト量可変機構６２ｂによって排気弁５５の作用角を変更することで、排気弁５５の閉弁時期を変更することもできる。

動弁装置６０は排気側可変動弁機構６２を備えることで、吸気弁５４および排気弁５５のバルブ特性のうち少なくとも排気弁５５の閉弁時期を変更する動弁装置になっている。かかる動弁装置は吸気側可変動弁機構６１と排気側可変動弁機構６２とのうち少なくとも排気側可変動弁機構６２を備える構成とすることができる。かかる動弁装置における排気側可変動弁機構６２は、排気側バルブタイミング可変機構６２ａと排気側リフト量可変機構６２ｂとのうち少なくともいずれかを備える構成とすることができる。かかる動弁装置は必ずしも上記に限られず、排気弁５５の閉弁時期を変更可能なその他の動弁装置であってもよい。

排気系２０は内燃機関５０に接続されている。排気系２０は排気管２１と触媒２２とを備えている。排気管２１は排気通路を形成している。当該排気通路は燃焼室Ｅに連通している。触媒２２は排気管２１に介在するようにして設けられており、燃焼室Ｅから排出される排気を浄化する。触媒２２は具体的には例えば三元触媒である。触媒２２には排気温センサ２３が設けられている。

ＥＣＵ７０は電子制御装置であり、ＥＣＵ７０には動弁装置６０（具体的には可変動弁機構６１、６２が有する各オイルコントロール部や各電動アクチュエータ）が制御対象として電気的に接続されている。また、排気温センサ２３や、内燃機関５０の運転状態を検出するための第１のセンサ群３０や、動弁装置６０の状態を検出するための第２のセンサ群４０がセンサ・スイッチ類として電気的に接続されている。

第１のセンサ群３０は例えば内燃機関５０の回転数を検出可能なクランク角センサや、内燃機関５０の吸入空気量を計測するエアフロメータや、内燃機関５０に対する加速要求を行うアクセル開度センサや、内燃機関５０の冷却水温を検知する水温センサを含む。第２のセンサ群４０は例えば吸気弁５４および排気弁５５の開弁時期や閉弁時期を検出するためのセンサや、吸気弁５４および排気弁５５の設定リフト量（或いは設定作用角）を検出するためのセンサを含む。設定リフト量は例えば最大リフト量によって把握されるリフト量である。

ＥＣＵ７０ではＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、例えば以下に示す制御部や、噴射制御部や、推定部や、判定部が実現される。なお、これらの構成は例えば複数の電子制御装置において一部の構成毎に個別に実現されてもよい。

制御部は動弁装置６０を制御する。制御部は例えば排気弁５５をピストン５３の排気上死点よりも進角側で閉弁するとともに、吸気弁５４および排気弁５５間でマイナスオーバラップを形成するように動弁装置６０を制御する。マイナスオーバラップは吸気弁５４および排気弁５５間の閉弁期間のオーバラップであり、具体的には排気弁５５の閉弁時期から吸気弁５４の開弁時期までの間に形成される閉弁期間のオーバラップである。制御部は例えば内燃機関５０の運転状態が高温アイドル時を含む高温低負荷時である場合に、上述のように動弁装置６０を制御する。動弁装置６０は制御部を含む構成として把握されてもよい。

噴射制御部は燃料噴射弁５６、５７の燃料噴射を制御する。噴射制御部は触媒２２の床温が所定の温度Ｔよりも低い場合（ここでは所定の温度Ｔ以下である場合）に、所定の噴射Ｉを行うように燃料噴射弁５６、５７を制御する。所定の温度Ｔは例えば触媒２２の活性温度である。所定の噴射Ｉは、吸気弁５４の開弁期間中に燃料噴射弁５６、５７のうち第１の燃料噴射弁５６から燃料を噴射し、排気弁５５の開弁期間中に燃料噴射弁５６、５７のうち第２の燃料噴射弁５７から燃料を噴射することである。なお、内燃機関５０はかかる噴射制御部の制御のもと、触媒２２の床温が所定の温度Ｔよりも低い場合に所定の噴射Ｉを行うことになる。

噴射制御部は具体的には触媒２２の床温が所定の温度Ｔよりも低い場合であって、且つ所定の場合Ａに所定の噴射Ｉを行うように燃料噴射弁５６、５７を制御する。所定の場合Ａは動弁装置６０が排気弁５５をピストン５３の排気上死点よりも進角側で閉弁するとともに、マイナスオーバラップを形成する状態にある場合である。

噴射制御部は所定の噴射Ｉにおいて具体的には、第１の燃料噴射弁５６から第１の噴射量ＴＡＵを噴射するとともに、第２の燃料噴射弁５７から第２の噴射量Ｑを噴射するように燃料噴射弁５６、５７を制御する。第１の噴射量ＴＡＵは要求噴射量であり、具体的には内燃機関５０の一気筒あたりに要求される噴射量である。第１の噴射量ＴＡＵは要求出力に応じた噴射量となっている。第２の噴射量Ｑは第１の噴射量ＴＡＵと異なる噴射量であり、第１の噴射量ＴＡＵに加えてさらに噴射されることになる追加の噴射量である。

第１の噴射量ＴＡＵに関し、噴射制御部は燃料噴射弁５６、５７間における第１の噴射量ＴＡＵの噴き分け率を設定する。したがって、第１の噴射量ＴＡＵはさらに具体的には燃料噴射弁５６、５７間における噴き分け率が設定される噴射量となっている。

噴射制御部は例えば所定の場合Ａに燃料噴射弁５６、５７のうち第１の燃料噴射弁５６から第１の噴射量ＴＡＵを噴射するように噴き分け率を決定する。すなわち、第１の燃料噴射弁５６から見た噴き分け率の設定（以下、単に第１の燃料噴射弁５６の噴き分け率と称す）を１００％とする。所定の噴射Ｉにおいて、第１の燃料噴射弁５６は具体的にはかかる噴き分け率の決定によって第１の噴射量ＴＡＵを噴射するようになっている。

図３は第２の噴射量Ｑの説明図である。図３において、縦軸は第２の噴射量Ｑに対しては燃料噴射量、温度Ｔ１、Ｔ２に対しては触媒２２の床温を示す。横軸は内燃機関５０が停止してから再始動するまでの間に要した期間ｔを示す。温度Ｔ１は再始動直後のアイドル時に第２の燃料噴射弁５７から燃料噴射を行った場合における触媒２２の床温を示す。温度Ｔ２は再始動直後のアイドル時に第２の燃料噴射弁５７から燃料噴射を行わなかった場合における触媒２２の床温を示す。

図３に示すように、温度Ｔ１、Ｔ２はともに期間ｔが長い場合ほど低くなることがわかる。また、期間ｔが長くなると温度Ｔ２が所定の温度Ｔを下回るのに対し、温度Ｔ１は期間ｔに関わらず所定の温度Ｔよりも大きくなっていることがわかる。これは、内燃機関５０の再始動直後のアイドル時に第２の燃料噴射弁５７から噴射した燃料が後燃えすることで、触媒２２の床温が向上するためである。また、噴射制御部が触媒２２の床温が所定の温度Ｔよりも大きくなるように第２の噴射量Ｑを変更するためである。

このように第２の噴射量Ｑを変更するにあたり、噴射制御部は具体的には触媒２２の床温に応じて第２の噴射量Ｑを変更する。さらに具体的には噴射制御部は触媒２２の床温が低い場合ほど第２の噴射量Ｑが大きくなるように第２の噴射量Ｑを変更する。第２の噴射量Ｑは触媒２２の床温に応じてマップデータで予め設定しておくことができる。噴射制御部は例えば制御内容に応じて複数の異なる噴射制御部（例えば第１および第２の噴射制御部）が存在するものとされてよい。

噴射制御部は所定の噴射Ｉにおいて具体的には、吸気弁５４の開弁時期（ＩＶＯ）に合わせて第１の燃料噴射弁５６からの燃料噴射を開始するように第１の燃料噴射弁５６を制御する。換言すれば、噴射制御部は所定の噴射Ｉにおいて、第１の燃料噴射弁５６の燃料噴射開始時期をＩＶＯに同期させる。噴射制御部は所定の噴射Ｉにおいて、膨張行程および排気行程のうち少なくともいずれかの行程で第２の燃料噴射弁５７から燃料を噴射することができる。

推定部は触媒２２の床温を推定する。推定部は例えば内燃機関５０の吸入空気量や排気温や期間ｔに基づき触媒２２の受熱量および放熱量を推定することで、触媒２２の床温を推定することができる。触媒２２の床温は例えば内燃機関５０の冷却水温に基づき推定されてもよい。或いは、触媒２２の床温は例えばセンサによって直接的に検知されてもよい。

判定部は種々の判定を行う。判定部が行う各判定については次に示すＥＣＵ７０の動作の説明において説明する。判定部は例えば複数の異なる判定のうち少なくとも一部を行う判定部として把握されてよい。またこの場合に、判定部は例えば判定内容に応じて複数の異なる判定部（例えば第１および第２の判定部）が存在するものとされてよい。

次にＥＣＵ７０が行う制御動作の一例を図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、ＥＣＵ７０において触媒２２の床温の推定や第２の噴射量Ｑの変更は別途、常時行われるようになっている。ＥＣＵ７０は触媒２２の床温が所定の温度Ｔ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。肯定判定であれば、ＥＣＵ７０は期間Ｃａ、ＣｂがＣａ−｜Ｃｂ｜＞０を満たすか否か（期間Ｃａから期間Ｃｂの大きさを引いた値がゼロよりも大きいか否か）を判定する（ステップＳ２）。

期間Ｃａは排気弁５５の閉弁時期および排気上死点間の期間である。期間Ｃｂは排気上死点および吸気弁５４の開弁時期間の期間である。期間Ｃａは排気弁５５の閉弁時期および排気上死点がこの順に到来する場合に、期間Ｃｂは排気上死点および吸気弁５４の開弁時期がこの順に到来する場合にそれぞれ正になるものとする。Ｃａ−｜Ｃｂ｜はゼロよりも大きい場合にマイナスオーバラップ量を示す。吸気弁５４の開弁時期は例えば排気上死点よりも進角側に設定されていてもよい。

ステップＳ２では排気弁５５が排気上死点よりも進角側で閉弁するとともに、マイナスオーバラップが形成される状態であるか否かが判断される。したがって、ステップＳ１、Ｓ２でともに肯定判定であれば、触媒２２の床温が所定の温度Ｔよりも低い場合であって、且つ所定の場合Ａであると判断される。ステップＳ１またはステップＳ２で否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。

ステップＳ２で肯定判定であれば、ＥＣＵ７０は第１の燃料噴射弁５６の噴き分け率を１００％とする（ステップＳ３）。これにより、第１の燃料噴射弁５６の噴射量が第１の噴射量ＴＡＵに設定される。ステップＳ３に続き、ＥＣＵ７０は第１の燃料噴射弁５６の噴射開始時期をＩＶＯに同期させる（ステップＳ４）。また、第２の燃料噴射弁５７からの燃料噴射を排気弁５５の開弁期間中に設定する（ステップＳ５）。ステップＳ４では第１の燃料噴射弁５６の噴射開始時期をＩＶＯに同期させることで、第１の燃料噴射弁５６からの燃料噴射が同時に吸気弁５４の開弁期間中に設定される。ステップＳ５の後には本フローチャートを一旦終了する。

図５は内燃機関５０が行う燃料噴射の一例を示す図である。筒内圧は燃焼室Ｅの圧力を示す。流速は吸気ポート５２ａにおけるガスの流速を示す。流速につき順であることは吸気ポート５２ａから燃焼室Ｅへの流れであることを示し、逆であることは燃焼室Ｅから吸気ポート５２ａへの流れであることを示す。Ｐｆｉ噴射は第１の燃料噴射弁５６からの燃料噴射を示す。Ｄｉ噴射は第２の燃料噴射弁５７からの燃料噴射を示す。期間Ｍはマイナスオーバラップの期間を示す。

内燃機関５０では排気弁５５が排気行程で閉弁する。結果、燃焼室Ｅのガスが期間Ｍ中に再圧縮されることで、筒内圧が上昇する。その後、吸気弁５４が開弁すると筒内圧は低下し、正圧から負圧に変化する。このとき燃焼室Ｅから吸気ポート５２ａには高温高圧のガスが吹き返される。このため、流速は逆になっている。

内燃機関５０は吸気弁５４の開弁期間中にＰｆｉ噴射をしている。具体的には内燃機関５０は上述したガスの吹き返しに合わせてＰｆｉ噴射をしている。このように燃料を噴射するにあたり、内燃機関５０はさらに具体的にはＰｆｉ噴射の噴射開始時期をＩＶＯに同期させている。内燃機関５０はこれにより、吹き返されるガスに対抗させるようにして、第１の燃料噴射弁５６から燃料を噴射するようにしている。

内燃機関５０は排気弁５５の開弁期間中にＤｉ噴射をしている。具体的には内燃機関５０は膨張行程の後半にＤｉ噴射をしている。内燃機関５０は例えば点線で示すように、排気行程でＤｉ噴射をしてもよい。Ｄｉ噴射によって噴射される燃料は、燃焼に寄与せずに後燃えに利用される。Ｄｉ噴射では少なくとも第２の燃料噴射弁５７から噴射可能な最小噴射量の燃料を噴射することができる。

次に内燃機関５０の主な作用効果について説明する。内燃機関５０は触媒２２の床温が所定の温度Ｔよりも低い場合に所定の噴射Ｉを行う。このため、内燃機関５０は第２の燃料噴射弁５７の噴孔にデポジットが堆積することを防止或いは抑制できる。同時に内燃機関５０は、第２の燃料噴射弁５７から噴射した燃料を後燃えさせることで、触媒２２の床温向上にも利用できる。

このため、内燃機関５０は第１の燃料噴射弁５６から第１の噴射量ＴＡＵを噴射することが望まれる場合であっても、第１の燃料噴射弁５６に加え第２の燃料噴射弁５７からも合理的に燃料を噴射することで、第２の燃料噴射弁５７の噴孔へのデポジット堆積を好適に防止或いは抑制できる。すなわち、内燃機関５０は触媒２２の床温向上を同時に図ることができる点で、第２の燃料噴射弁５７の噴孔へのデポジット堆積を好適に防止或いは抑制できる。

内燃機関５０は具体的には触媒２２の床温が所定の温度Ｔよりも低い場合であって、且つ所定の場合Ａに所定の噴射Ｉを行う構成とすることができる。すなわち、ここで所定の場合Ａにおいては吸気弁５４が開弁すると、図５を用いて説明したように燃焼室Ｅから吸気ポート５２ａに高温高圧のガスが吹き返される。

かかるガスの吹き返しが発生する所定の場合Ａにおいては、第１の燃料噴射弁５６から燃料を噴射することで、例えば噴射した燃料の微粒化を図ることができる。したがって、所定の場合Ａは燃料噴射弁５６、５７のうち第１の燃料噴射弁５６から第１の噴射量ＴＡＵを噴射するのに適している。このため、内燃機関５０は具体的には例えばかかる構成である場合に上述の作用効果を好適に発揮することができる。

内燃機関５０は具体的には所定の噴射Ｉにおいて、第１の燃料噴射弁５６から第１の噴射量ＴＡＵを噴射する構成とすることができる。すなわち、内燃機関５０は具体的には実際に第１の燃料噴射弁５６から第１の噴射量ＴＡＵを噴射する構成とすることができる。

内燃機関５０は具体的には所定の噴射Ｉにおいて、第１の燃料噴射弁５６の燃料噴射開始時期をＩＶＯに同期させる構成とすることもできる。これにより、燃焼室Ｅから吸気ポート５２ａに吹き返されるガスに対抗させるようにして、第１の燃料噴射弁５６から燃料を噴射することができる。結果、燃料の微粒化を好適に図ることができる。

また、かかる構成の内燃機関５０は吹き返されたガスの圧力を燃料噴射圧で低下させることで、吹き返されるガスの量を低減することや、吹き返されたガスに第１の燃料噴射弁５６の噴孔が曝され難くすることもできる。結果、第１の燃料噴射弁５６の噴孔へのデポジット付着を好適に防止或いは抑制することもできる。さらにかかる構成の内燃機関５０では、燃料の微粒化と相俟って噴射燃料の吸気ポート５２ａ壁面への付着が防止或いは抑制されることから、空燃比の制御性を向上させることもできる。結果、第１の燃料噴射弁５６から燃料を噴射する場合の燃焼安定性を確保することもできる。

内燃機関５０は具体的には所定の噴射Ｉにおいて第２の燃料噴射弁５７から第２の噴射量Ｑを噴射し、触媒２２の床温に応じて第２の噴射量Ｑを変更する構成とすることができる。これにより、噴射量の適量化を図りつつ触媒２２の床温を向上させることで、排気エミッションの低減を好適に図ることもできる。

所定の場合Ａは例えば第１の噴射量ＴＡＵが燃料噴射弁５６、５７で噴射可能な最低噴射量の合計よりも少ない場合であってもよい。この場合にも、燃料噴射弁５６、５７のうち第１の燃料噴射弁５６から第１の噴射量ＴＡＵを噴射するのに適している。このため、内燃機関５０は例えばこの場合にも作用効果を好適に発揮することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

内燃機関５０
ピストン５３
吸気弁５４
排気弁５５
第１の燃料噴射弁５６
第２の燃料噴射弁５７
動弁装置６０
ＥＣＵ７０

Claims

燃焼室に連通する吸気通路に燃料を噴射する第１の噴射部と、
前記燃焼室に燃料を噴射する第２の噴射部と、
前記燃焼室に対して配置された吸気弁および排気弁とを備え、
前記燃焼室から排出される排気を浄化する触媒の床温が所定の温度よりも低い場合に所定の噴射を行い、
前記所定の噴射が、前記吸気弁の開弁期間中に前記第１および第２の噴射部のうち前記第１の噴射部から燃料を噴射し、且つ前記排気弁の開弁期間中に前記第１および第２の噴射部のうち前記第２の噴射部から燃料を噴射することである内燃機関。
請求項１記載の内燃機関であって、
前記燃焼室に隣接するピストンと、
前記吸気弁および前記排気弁のバルブ特性のうち少なくとも前記排気弁の閉弁時期を変更する動弁装置をさらに備え、
前記触媒の床温が所定の温度よりも低い場合であって、且つ所定の場合に前記所定の噴射を行い、
前記所定の場合が、前記動弁装置が前記排気弁を前記ピストンの排気上死点よりも進角側で閉弁するとともに、前記吸気弁および前記排気弁間でマイナスオーバラップを形成する状態にある場合である内燃機関。