JPH1130142A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気筒内への吸入空気の充填効率を高めると共
に、燃料の燃焼状態を安定化させる。 【解決手段】エンジン１の吸気管２には、エアアシスト
式のインジェクタ１８が配設されている。インジェクタ
１８の噴射燃料は吸気バルブ１４を介して燃焼室１３内
（気筒内）に流入する。ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３３は、
吸気バルブ１４の開弁期間内のうち開弁当初の約１／３
の時間内にインジェクタ１８による噴射燃料が気筒内に
流入するよう、当該インジェクタ１８の駆動を制御す
る。本構成によれば、気筒内への流入燃料の多くが早期
に気化され、吸気バルブ１４が閉弁されて吸気が終了す
るまでに、気筒内の流入燃料の気化が完了する。このと
き、燃料の気化熱により空気温度が低下することで、気
筒内に吸入される空気の単位体積当たりの重量（密度）
が増加し、吸入空気の充填効率が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術として、例えば特開平
４−３０３１４１号公報の「内燃エンジンの制御装置」
が開示されている。同公報の装置では、吸気バルブの閉
弁完了時期に応じて燃料噴射の終了時期を吸気行程開始
前若しくは吸気行程中のいずれかに決定するようにして
いた。具体的には、吸気バルブの閉弁完了時期が所定の
判定時期よりも早い時には噴射終了時期を吸気行程開始
前とすると共に、前記閉弁完了時期が所定の判定時期よ
りも遅い時には噴射終了時期を吸気行程中としていた。
同装置によれば、機関負荷の変化に伴う吸気バルブの作
動状態の変化に対応して燃料噴射時期が適切に制御さ
れ、燃焼状態の安定化及び充填効率の向上が図られると
していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報の
従来装置では、以下に示す問題があった。つまり、上記
装置では、吸気行程の後期まで（吸気バルブが閉弁する
まで）燃料の流入が継続されるため、吸気バルブの閉弁
時にあっても未だ気化していない燃料が残る。そのた
め、気筒内での燃焼状態が悪く、未気化燃料が未燃ＨＣ
として排出されるおそれがあった（燃料のウェット量も
増加する）。また、燃料の気化が不十分になるというこ
とは気化熱が有効に使われず、吸入空気の充填効率が悪
いという不都合を招く。

【０００４】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、気筒内への吸入
空気の充填効率を高めると共に、燃料の燃焼状態を安定
化させることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、吸気バルブの開弁開始
時期に基づく特定時間内にインジェクタによる噴射燃料
が気筒内に流入するよう、当該インジェクタの駆動を制
御するインジェクタ駆動制御手段を備える。

【０００６】要するに、本発明では、機関の吸気行程の
特定時期までに気筒内への燃料流入が終了するため、流
入燃料の多くが早期に気化され、吸気バルブの開弁期間
内にて気化燃料と吸入空気との混合が促進される。つま
り、吸気バルブが閉弁されて吸気が終了するまでに、気
筒内の流入燃料の気化が完了する。このとき、燃料が気
化する際に周りの空気から気化熱が奪われて気筒内の空
気温度が低下することにより、気筒内に吸入される空気
の単位体積当たりの重量（密度）が増加する。その結
果、吸入空気の充填効率が高められると共に、燃料の燃
焼状態を安定化させることができるようになる。また、
機関の同一運転条件で比較した場合、従来装置よりも多
くの空気が吸入でき、機関の出力トルクを向上させるこ
とが可能になる。

【０００７】本発明者の実験結果によれば、請求項２に
記載したように、吸気バルブの開弁期間内のうち開弁当
初の約１／３の時間内にインジェクタによる噴射燃料が
気筒内に流入されることで、既述のような良好な結果が
得られることが確認されている。

【０００８】上記請求項１，請求項２のような構成で
は、請求項３に記載したように、インジェクタによる噴
射燃料の筒内流入時期を、吸気バルブの開弁に伴う吸気
流速が所定のしきい値を越えるような期間内で制限する
のが望ましい。これは、吸気流速が大きければ、インジ
ェクタの噴射燃料が吸気バルブ開弁時の吸入空気の流れ
に乗り易くなり、噴射燃料が吸気ポート壁面に付着する
といった不都合が回避できるためである（燃料のポート
ウェット量が低減できる）。

【０００９】また、上記請求項１〜請求項３の構成によ
れば、燃料のポートウェット量が低減されるため、機関
の過渡運転時において空燃比スパイクが大幅に減少する
という効果も得られるようになる。

【００１０】一方、請求項４に記載の発明では、インジ
ェクタ駆動制御手段は、吸気バルブの開弁から閉弁まで
の期間のうち開弁開始から約１／３の時間内においてイ
ンジェクタによる噴射燃料を１度に気筒内に流入させる
第１の制御手段と、吸気バルブの開弁から閉弁までの期
間のうち開弁開始から約１／３の時間内と前記吸気バル
ブの閉弁期間とにおいてインジェクタによる噴射燃料を
２度に分けて気筒内に流入させる第２の制御手段と、機
関の負荷及び回転状態に応じて第１及び第２の制御手段
を使い分けると共に第２の制御手段による２度の燃料噴
射の割合を決定する燃料噴射指令決定手段とを備える。

【００１１】かかる場合、第１の制御手段によれば、上
述した通り筒内流入の燃料気化が促進されて空気の充填
効率が向上し、トルクアップ等の効果が得られる。ま
た、第２の制御手段によれば、上記第１の制御手段によ
る効果が同等に得られると共に、例えば機関の高回転又
は高負荷運転時における未燃燃料（ＨＣ）の排出を抑制
することができる。

【００１２】上記請求項４のような構成では、請求項５
に記載したように、機関回転数が高いほど、又は機関が
高負荷になるほど、第２の制御手段による２度目の噴射
割合を多くするのが望ましい。これは、機関の高回転又
は高負荷運転時には、気筒内に燃料を流入させる際に時
間が不足したり、単位時間当たりの燃料必要量が多くな
ったりして、未燃ＨＣの排出量が増加するおそれがある
ためである。これに対し、上記構成によれば、こうした
不具合が回避される。

【００１３】請求項６に記載の発明では、インジェクタ
駆動制御手段は、内燃機関が高負荷・高回転状態でない
ことが検出された場合に、吸気バルブの開弁から閉弁ま
での期間のうち開弁開始から約１／３の時間内において
インジェクタによる全噴射燃料を気筒内に流入させる第
１の制御手段と、内燃機関が高負荷・高回転状態である
ことが検出された場合に、吸気バルブの開弁から閉弁ま
での期間のうち開弁開始から約１／３の時間内において
インジェクタによる噴射燃料を半分程度気筒内に流入さ
せると共に、前記吸気バルブの閉弁期間において残りの
噴射燃料を気筒内に流入させる第２の制御手段とを備え
る。

【００１４】本請求項６の構成では、上記請求項４と同
様に、第１の制御手段により、上述した通り筒内流入の
燃料気化が促進されて空気の充填効率が向上し、トルク
アップ等の効果が得られる。また、第２の制御手段によ
り、上記第１の制御手段による効果が同等に得られると
共に、例えば機関の高回転又は高負荷運転時における未
燃燃料（ＨＣ）の排出を抑制することができる。

【００１５】また、インジェクタの噴射燃料を吸気行程
の特定時間内に流入させる場合、それを如何なる回転域
でも実現するには、インジェクタの単位時間当たりの噴
射流量を調整する必要がある。そこで、請求項７及び請
求項８には、インジェクタの単位時間当たりの噴射流量
を可変に調整できる構成を特定する。

【００１６】つまり、請求項７に記載の発明では、燃料
ポンプを駆動させて燃料タンクからインジェクタに供給
される燃料の圧力（燃圧）を制御する燃圧制御手段を有
する。この構成によれば、燃圧を変化させることで単位
時間当たりの噴射流量が変更され、回転数の上昇時にも
対応できるようになる。

【００１７】請求項８に記載の発明では、ピエゾ素子の
伸縮量を調整してインジェクタの単位時間当たりの噴射
流量を制御する噴射流量制御手段を有する。この構成に
よれば、ピエゾ素子を伸縮させてインジェクタの開弁リ
フト量を増減させることで単位時間当たりの噴射流量が
変更され、回転数の上昇時にも対応できるようになる。
この構成は、ピエゾ駆動式のインジェクタを使用するこ
とで実現できる。

【００１８】一方、請求項９に記載の発明では、前記吸
気バルブの開閉時期を進角側或いは遅角側に調整するた
めのバルブタイミング可変機構（ＶＶＴ機構）と、機関
運転状態に応じて前記バルブタイミング可変機構による
吸気バルブの開閉時期を制御するバルブタイミング制御
手段とを備え、前記インジェクタ駆動制御手段は、前記
バルブタイミング制御手段による制御量に応じてインジ
ェクタ駆動の時期を調整する。

【００１９】要するに、ＶＶＴ機構の駆動により吸気バ
ルブの開閉時期が変更されると、気筒内への燃料流入時
期を好適に制御するといった、既述の作用効果が損なわ
れるおそれがある。それに対し、請求項９の構成によれ
ば、吸気バルブの進角又は遅角量に応じてインジェクタ
の駆動を制御することで、吸気バルブの開閉時期が変更
される場合であっても、既述の優れた効果が確保でき
る。また、エミッションの低減やドライバビリティの向
上を実現することができる。

【００２０】また、請求項１０に記載の発明では、内燃
機関の吸気バルブの開弁に伴う吸気行程期間に対応させ
てインジェクタによる燃料噴射を実施する燃料噴射制御
装置であって、前記吸気バルブの開閉時期を進角側或い
は遅角側に調整するためのバルブタイミング可変機構
（ＶＶＴ機構）と、機関運転状態に応じて前記バルブタ
イミング可変機構による吸気バルブの開閉時期を制御す
るバルブタイミング制御手段と、前記バルブタイミング
制御手段による制御量に応じてインジェクタ駆動の時期
を調整するインジェクタ駆動制御手段とを備える。

【００２１】かかる場合、吸気バルブの進角又は遅角量
に応じてインジェクタの駆動を制御することで、吸気バ
ルブの開閉時期が変更される場合であっても、常に吸気
行程に同期した燃料噴射制御が継続できる。その結果、
請求項１０の発明においても、気筒内への吸入空気の充
填効率を高めると共に、燃料の燃焼状態を安定化させる
ことができる。また、エミッションの低減やドライバビ
リティの向上を実現することができる。

【００２２】請求項９又は請求項１０に記載の発明にお
いて、実際には請求項１１に記載したように、吸気バル
ブの開弁タイミングを基準に、そのバルブ開弁後、所定
時間後に気筒内への燃料流入が終了するように、インジ
ェクタの駆動を制御するとよい。これにより、吸気行程
の初期において噴射燃料が気筒内に流入され、吸気の充
填効率が向上する。

【００２３】請求項１２に記載の発明では、インジェク
タによる噴射燃料を微粒化するための噴射燃料微粒化手
段を備える。この噴射燃料微粒化手段としては、 ・エアアシスト式のインジェクタを用い、当該インジェ
クタに給送されるエア圧力を調整すること、 ・インジェクタによる燃料噴霧を高温の吸気バルブの傘
部に向けて噴射すること、 ・多孔タイプ（例えば１２孔タイプ）のインジェクタを
使用すること、といった構成が採用される。

【００２４】かかる場合には、噴射燃料を微粒化するこ
とで、気筒内での燃料の気化がより一層促進されるよう
になる。従って、気筒内への空気吸入時において、燃料
の気化熱により空気温度が低下し、吸入空気の充填効率
が確実に向上する。そして、機関の出力トルクが増大さ
れる。このことは、本発明者による実験結果からも確認
されている（図１０参照）。なお、噴射燃料の粒径（Ｓ
ＭＤ）の最適範囲は、請求項１３に記載したように、１
０〜３０μｍ程度であることが本発明者により確認され
ている。

【００２５】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を具体化した第１の
実施の形態を図面に従って説明する。

【００２６】本実施の形態の装置は、ガソリン噴射式多
気筒内燃機関（エンジン）の燃料噴射量を最適に制御す
るものであり、各気筒に燃料を噴射供給するためのイン
ジェクタは、マイクロコンピュータを主体とする電子制
御装置（以下、ＥＣＵという）によりその駆動が制御さ
れる。ＥＣＵは、吸気ポートに配設されたインジェクタ
による噴射燃料が所望の期間にて気筒内に流入されるよ
う、当該インジェクタの駆動を制御するものである。以
下には本装置を詳細に説明する。

【００２７】図１は、本実施の形態にかかるエンジンの
燃料噴射制御装置をより詳細に示す構成図である。図１
において、エンジン１には吸気管２と排気管３とが接続
されている。吸気管２には、アクセルペダル４に連動す
るスロットル弁５が設けられ、同スロットル弁５の開度
はスロットル開度センサ６により検出される。吸気管２
のサージタンク７には吸気圧センサ８が配設されてい
る。

【００２８】エンジン１の気筒を構成するシリンダ９内
には図の上下方向に往復動するピストン１０が配設され
ており、同ピストン１０はコンロッド１１を介して図示
しないクランク軸に連結されている。ピストン１０の上
方にはシリンダ９及びシリンダヘッド１２にて区画され
た燃焼室１３が形成されており、燃焼室１３は、吸気バ
ルブ１４及び排気バルブ１５を介して前記吸気管２及び
排気管３に連通している。排気管３には、排ガス中の酸
素濃度（或いは、未燃ガスである一酸化炭素の濃度）に
比例して広域で且つリニアな空燃比信号を出力する、限
界電流式空燃比センサからなるＡ／Ｆセンサ１６が設け
られている。また、シリンダ９（ウォータジャケット）
には、冷却水温を検出するための水温センサ２３が配設
されている。

【００２９】エンジン１の吸気ポート１７には電磁駆動
式のインジェクタ１８が設けられており、このインジェ
クタ１８には燃料タンク１９から燃料（ガソリン）が供
給される。本実施の形態では、吸気マニホールドの各分
岐管毎に１つずつインジェクタ１８を有するマルチポイ
ントインジェクション（ＭＰＩ）システムが構成されて
おり、各気筒毎のインジェクタ１８はデリバリパイプ２
５により連結されている。なお、本実施の形態では、４
孔タイプのエアアシスト式インジェクタ１８を採用して
おり、その詳細な構成については後述する。燃料タンク
１９とインジェクタ１８との間には、燃料圧力（燃圧）
を調整しつつ燃料をデリバリパイプ２５に供給するため
の燃料ポンプ２６が配設されている。この場合、吸気管
上流から供給される新気とインジェクタ１８による噴射
燃料とが吸気ポート１７にて混合され、その混合気が吸
気バルブ１４の開弁動作に伴い燃焼室１３内（シリンダ
９内）に流入される。

【００３０】シリンダヘッド１２に配設された点火プラ
グ２７は、イグナイタ２８からの点火用高電圧により発
火する。イグナイタ２８には、点火用高電圧を各気筒の
点火プラグ２７に分配するためのディストリビュータ２
０が接続され、同ディストリビュータ２０にはクランク
軸の回転状態に応じて７２０°ＣＡ毎にパルス信号を出
力する基準位置センサ２１と、より細かなクランク角毎
（例えば、３０°ＣＡ毎）にパルス信号を出力する回転
角センサ２２とが配設されている。

【００３１】一方、ＥＣＵ３０は例えばマイクロコンピ
ュータシステムを中心に構成され、Ａ／Ｄ変換器３１、
入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）３２、ＣＰＵ３３、
ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３５、バックアップＲＡＭ３６等を
備える。前記スロットル開度センサ６、吸気圧センサ
８、Ａ／Ｆセンサ１６及び水温センサ２３の各々の検出
信号はＡ／Ｄ変換器３１に入力され、Ａ／Ｄ変換された
後にバス３７を介してＣＰＵ３３に入力される。また、
前記基準位置センサ２１及び回転角センサ２２の各々の
パルス信号は、入出力インターフェース３２及びバス３
７を介してＣＰＵ３３に入力される。ＣＰＵ３３は、各
検出信号に基づいてスロットル開度、吸気圧ＰＭ、空燃
比（Ａ／Ｆ）、冷却水温Ｔｗ、基準クランク位置（Ｇ信
号）及びエンジン回転数Ｎｅを検知する。

【００３２】このとき、ＣＰＵ３３は、Ｇ信号に基づき
燃料噴射制御時の噴射気筒の判別を実施する。また、Ｃ
ＰＵ３３は、エンジン運転状態を表す上記の各種検出信
号に基づいてインジェクタ１８による燃料噴射量を制御
する。このＣＰＵ３３の燃料噴射制御により、エンジン
１が排気行程から吸気行程に移行する所定期間内に燃料
が噴射され、この噴射燃料が吸気行程での吸気バルブ１
４の開弁に伴い気筒内（燃焼室１３内）に流入される。

【００３３】次に、図２を用いてインジェクタ１８の詳
細な構成を説明する。なお本実施の形態のインジェクタ
１８は、電磁式の常閉弁として構成されている。図２に
おいて、インジェクタ１８の主要部は、バルブボディ４
１、弁体４２、電磁アクチュエータ４３及びエアアシス
トアダプタ４４に大別される。略筒状をなすバルブボデ
ィ４１において、その一端（図の下端面）には燃料を吸
気管２内に噴射するための噴射口４５が形成され、バル
ブボディ４１内部には弁体４２を摺動可能に収容する摺
動孔４６が形成されている。バルブボディ４１の噴射口
４５と摺動孔４６との間には、円錐面からなる弁座４７
が形成されている。

【００３４】エアアシストアダプタ４４は、バルブボデ
ィ４１の噴射口４５側（図の下側）に装着されており、
噴射口４５より噴射される燃料を吸気管２内に案内する
役目をなす。当該アダプタ４４には、燃料噴霧を促進す
るための補助空気を導入するエア導入孔４８が複数箇所
に設けられると共に、前記噴射口４５から噴射される燃
料とエア導入孔４８から導入される補助空気との混合気
を所定角度にて複数方向に分岐して噴射させる分岐通路
４９が設けられている。分岐通路４９は、各気筒２個ず
つの吸気バルブ１４の傘部中心に向くよう２方向に分岐
されて構成されている。なお因みに、本実施の形態のイ
ンジェクタ１８では４つの噴射孔が形成されており、そ
のことから「４孔タイプインジェクタ」と称される。

【００３５】エアアシストアダプタ４４のエア導入孔４
８には、この孔４８に供給するエアの圧力を調整するた
めのプレッシャレギュレータ７１が接続されており、エ
アの供給圧は吸気管２のスロットル弁下流の圧力に対し
て一定の差圧が生じるよう調整される。このプレッシャ
レギュレータ７１には、ＩＧキーのオン操作に伴い駆動
されるエア供給ポンプ７２が接続されている。よって、
スロットル弁下流の吸気負圧に対して所定の差圧を有す
るエアがエア導入孔４８から導入されることで、前記噴
射口４５から噴射される燃料噴霧の微粒化が促進される
ようになる。本実施の形態では、前記プレッシャレギュ
レータ７１及びエア供給ポンプ７２によりエア導入孔４
８に３００ｋＰａ程度の加圧エアが連続的に給送される
よう構成されている。加圧エアの供給方法としては、燃
料噴射のタイミングに同期させてエア供給ポンプ７２に
よるエア加圧を行うようにしてもよく、かかる場合には
例えば噴射開始直前からエア加圧を開始し、噴射終了と
共に加圧を停止すればよい。こうした方法によっても、
燃料の微粒化には十分な効果が得られる。

【００３６】ニードル形状の弁体４２にはその軸方向の
二位置に摺接部５１ａ，５１ｂが形成されており、この
摺接部５１ａ，５１ｂが摺動孔４６の内周面に当接する
ことで、弁体４２が摺動孔４６内を摺動する。また、こ
の弁体４２において、摺接部５１ａ，５１ｂに周方向に
隣接する部位には平坦部５２ａ，５２ｂが形成されてお
り、平坦部５２ａ，５２ｂと摺動孔４６の内周面との間
に形成される隙間を燃料が流通するようになっている。

【００３７】弁体４２には、バルブボディ４１の弁座４
７に当接する当接部５３が形成されており、弁体４２
は、その当接部５３が弁座４７に当接して噴射口４５を
閉鎖する閉弁位置（図示する位置）と、当接部５３が弁
座４７から所定量だけ離れて噴射口４５を開放する開弁
位置との間で移動可能となっている。

【００３８】一方、バルブボディ４１の図の上端面には
リング状をなすストッパ５４が配設されており、弁体４
２はこのストッパ５４に挿通されてケーシング５５側に
突出している。ここで、弁体４２には周方向に張り出し
たフランジ５６が形成されており、弁体４２が電磁アク
チュエータ４３の駆動により引き上げられた時には、フ
ランジ５６がストッパ５４に当たり弁体４２の開弁位置
が規制される。

【００３９】ケーシング５５内に収容された電磁アクチ
ュエータ４３は、大別してコア（アーマチュア）５７、
ステータ５８及び電磁コイル５９から構成されている。
コア５７は、弁体４２に一体移動可能に連結され、リタ
ーンスプリング６０によって常に弁体４２の閉弁側（図
２の下側）に付勢されている。筒状の磁性体からなるス
テータ５８は、コア５７と同軸上に配設され、そのフラ
ンジ部５８ａがケーシング５５の端部によりカシメ着さ
れることによりケーシング５５に対して固定されてい
る。ステータ５８内には円管状の筒体６１が配設されて
いる。筒体６１の上流部には燃料を流入するための流入
口６２が形成され、同流入口６２にはフィルタ６３が配
設されている。

【００４０】電磁コイル５９には、外部（ＥＣＵ３０）
からの制御信号を取り込むための端子６４が接続されて
いる。この端子６４はコネクタ６５内に支持されるもの
であって、同コネクタ６５はケーシング５５端部に配設
されたモールド樹脂６６により形成されている。

【００４１】このように構成されたインジェクタ１８で
は、燃料が流入口６２から流入すると、同燃料はフィル
タ６３、筒体６１、コア５７、さらにストッパ５４と弁
体４２との間の間隙を介して摺動孔４６内に導かれる。
そして、電磁コイル５９がＥＣＵ３０によって通電され
ると、磁力が発生しコア５７がリターンスプリング６０
の付勢力に抗して図２の上方へ引き上げられる。これに
より、弁座４７と当接部５３との隙間が開放され、噴射
口４５並びにエアアシストアダプタ４４の分岐通路４９
を介して燃料が吸気管２内に噴射されることになる。

【００４２】次に、上記の如く構成される燃料噴射制御
装置の作用を説明する。本実施の形態の装置では、 （イ）気筒内への燃料流入時期を吸気行程初期の特定時
期に調整すること（燃料の流入時期調整）、 （ロ）エンジン運転状態に応じて燃料噴射を分割噴射と
すること（燃料の分割噴射）、 （ハ）気筒内に流入される燃料を微粒化すること（噴射
燃料の微粒化）、を要旨としており、以下には、上記
（イ）〜（ハ）の詳細について順を追って説明する。

【００４３】先ずは、前記（イ）の「燃料の流入時期調
整」について図３〜図５を用いて説明する。図３は、吸
気及び排気バルブ１４，１５の開弁に伴うバルブリフト
量と、インジェクタ１８の燃料噴射時期と、吸気バルブ
１４の開弁に伴う吸気流速の変化とを表すタイムチャー
トであり、図中の横軸にはピストン１０の１サイクル中
のＴＤＣ（上死点）及びＢＤＣ（下死点）を示してい
る。なお実際には、吸気バルブ１４の開弁のタイミング
よりも若干遅れて吸気流速が増加し始めるのであるが、
便宜上、同図ではこれら両タイミングを同期させて示
す。

【００４４】図３において、排気バルブ１５はＢＤＣの
直前に開弁し、ＴＤＣ（吸気ＴＤＣ）の直後に閉弁して
いる。また、吸気バルブ１４は吸気ＴＤＣの直前に開弁
し、ＢＤＣ直後に閉弁している。このとき、吸気バルブ
１４の開弁に伴い吸気流速が所定のしきい値Ｖｒを越え
る期間は、同図の「Ｔ」で表され、この「Ｔ期間」は吸
気バルブ１４のバルブリフト量が全開時（１００％時）
に対して約２０％以上となる期間に相当する。

【００４５】そして、本実施の形態では、前記Ｔ期間当
初の「１／３の期間」内にインジェクタ１８による噴射
燃料を気筒内に流入させるようにしている。このとき、
インジェクタ１８により噴射された霧化燃料は、吸気バ
ルブ開弁時の初期において吸入空気の流れに乗って筒内
に流入する。なお、インジェクタ１８による燃料噴射
は、筒内への燃料流入時期を図３の「Ｔ／３」とした時
に対応させて逆算されることになる。実際には、吸気ポ
ート１７にて噴射された燃料が吸気バルブ１４にまで到
達するまでの遅れ時間を見込んで、その分だけ早い時期
に燃料噴射時期が設定されるようになっている。

【００４６】こうしてバルブリフトが２０％以上となる
期間、すなわち吸気流速が所定のしきい値Ｖｒを越える
期間内の図の「Ｔ／３」の期間で筒内への燃料吸入を行
わせることで、吸入空気の充填効率が高められ、エンジ
ン１の出力トルクが向上するようになる。また、上記の
燃料供給方法によれば、未燃ＨＣを増加させずに大幅な
トルクアップが得られる。このトルクアップの理由を図
４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。

【００４７】図４（ａ）は、吸気行程初期（図３のＴ／
３の期間）において吸気バルブ１４の開弁に伴い霧化燃
料が燃焼室１３内に流入する様子を示している。この状
態では、空気と共に大量の霧化燃料が流入し、大量流入
された燃料の気化がピストン１０の下降に従い早期に始
まるようになる。そして、燃料気化時に熱が消費される
ことで周囲の吸入空気の温度が低下する。

【００４８】また、図４（ｂ）では、ピストン１０の下
死点（ＢＤＣ）又はその直前の状態を示しており、この
際には吸気バルブ１４の開弁により空気だけが吸入され
る。この吸入空気により燃焼室１３内の低温空気が攪拌
され、空気温度が更に低下する。なおこの時点では、吸
気行程初期に流入された霧化燃料の気化が略完了する。
そして、空気温度の低下により空気密度が大きくなると
共に、単位重量当たりの空気体積が減少する。従って、
吸気バルブ１４の開弁期間内に吸入される空気量が増加
する。つまり、吸入空気の充填効率が向上され、エンジ
ン１の出力トルクが増加されるようになる。

【００４９】図４（ｃ）は、圧縮行程での気筒内の様子
を示しており、同図では燃料が十分に気化されているこ
とから、燃料噴霧が見えないようになっている。因み
に、吸気行程の後期まで燃料の流入を継続させる既存の
装置では、吸気バルブ１４の閉弁時にあっても未だ気化
していない燃料が残り、この未気化燃料は未燃ＨＣとし
て排出されるおそれがあった（燃料のウェット量も増加
する）。また、燃料の気化が不十分になるということは
気化熱が有効に使われず、吸入空気の充填効率が悪いと
いう不都合を招く。これに対し本実施の形態の装置で
は、気化熱を有効に使うことで吸入空気の充填効率が向
上する。

【００５０】図５のグラフは、前記図４で説明した現象
を裏付けるための実験データを示しており、同図では、
吸気行程初期における気筒内への燃料流入の時間割合
（実際の燃料流入時間／吸気バルブのリフト量２０％以
上の全時間）を横軸に、トルクアップ率及びＨＣ増加量
を縦軸に示す。図５によれば、燃料流入の時間割合を３
０％程度よりも小さくすると、最大のトルクアップ率が
得られることが分かる。但し、燃料流入の時間割合を小
さくし過ぎると、すなわち吸気行程初期での燃料流入を
短時間に集中させ過ぎると、シリンダウェット量が増大
して未燃ＨＣが増加傾向に転じることがある。従って、
未燃ＨＣの増加を抑えて且つ最大のトルクアップ率を狙
うには燃料流入の時間割合を、２５〜３０％程度とする
のが望ましいことになる。こうした理由により、本実施
の形態では、吸気流速が所定のしきい値を越える期間Ｔ
内の初期１／３の期間で燃料を気筒内に流入させるよう
にしている。

【００５１】次に、前記（ロ）の「燃料の分割噴射」に
ついて図６〜図８を用いて説明する。要するに、エンジ
ン回転数が高くなると、前記図３に「Ｔ／３」で示す時
間が短くなる。また、エンジン負荷が大きくなると、同
じく「Ｔ／３」での燃料噴射量が増加する。かかる場
合、同「Ｔ／３」で示す期間内にて燃料噴射量の全て
（１００％）を気筒内に一度に流入させると、未燃ＨＣ
の排出量が増加するおそれがある。そのため本実施の形
態では、図６（ａ）に示すように、前記「Ｔ／３」の期
間内で一度に全燃料（１００％）を噴射するモード（以
下、１回噴射モードという）と、図６（ｂ）に示すよう
に、前記「Ｔ／３」の期間内で全燃料のうち約５０％を
噴射すると共に残りの約５０％の燃料を吸気行程外で噴
射するモード（以下、分割噴射モードという）とを設定
している。

【００５２】図７は、前記の「１回噴射モード」と「分
割噴射モード」とを選別するためのエンジン１の回転域
及び負荷域を示すマップである。同図において、低中回
転域及び低中負荷域（図の斜線域）は、１回噴射モード
にてインジェクタ１８による燃料噴射が実施される領域
（１回噴射領域）に相当し、高回転域又は高負荷域は、
分割噴射モードにてインジェクタ１８による燃料噴射が
実施される領域（分割噴射領域）に相当する。

【００５３】また、既述のような前記「Ｔ／３期間」で
の燃料流入をエンジン運転の全領域で実現するには、イ
ンジェクタ１８による単位時間当たりの燃料の噴射流量
を運転条件に応じて変化させる必要がある。つまり、前
記の１回噴射モードの場合、低回転及び低負荷時にはイ
ンジェクタ１８の単位時間当たりの噴射流量は少なくて
よいが、エンジン回転数又は負荷が高くなるとインジェ
クタ１８の単位時間当たりの噴射流量を多くする必要が
ある。そこで本実施の形態では、燃料ポンプ２６への指
令電流（ポンプ電流）を制御することでインジェクタ１
８に給送される燃料の圧力（燃圧Ｐｆ）を可変とし、単
位時間当たりの噴射流量を調整している。

【００５４】図８は、エンジン回転数及びエンジン負荷
に応じて燃圧Ｐｆを設定するためのマップである。図８
の斜線域は、前記図７のマップの１回噴射領域と同じ領
域であり、同領域内にはエンジン回転数及びエンジン負
荷に応じて低燃圧領域、中燃圧領域及び高燃圧領域が設
定されている。なお、図８において、前記図７の分割噴
射領域に相当する領域（高回転及び高負荷領域）には、
中燃圧領域が設定されている。

【００５５】さらに、前記（ハ）の「噴射燃料の微粒
化」について図９〜図１２を用いて説明する。すなわち
本実施の形態では、上述したようにエアアシスト式のイ
ンジェクタ１８を用いており、同インジェクタ１８に給
送される加圧エアを調整することで、燃料粒径（ザウタ
平均粒径ＳＭＤ：Sauter's mean diameter）を所定範囲
内にまで微粒化している。なおここで、燃料粒径ＳＭＤ
は、インジェクタ１８の加圧エア圧力に対して図９に示
す関係を有し、加圧エア圧力が大きくなるほど、燃料粒
径ＳＭＤは小さくなり微粒化される。

【００５６】図１０は、燃料粒径ＳＭＤがトルクアップ
に対してどのような効果を持っているかを実機で調査確
認した結果を示す。同図では、Ｎｅ＝２０００ｒｐｍ，
ＷＯＴ（全負荷）という条件下でインジェクタ１８への
エア圧力の調整（０〜５００ｋＰａ）により燃料粒径Ｓ
ＭＤを変化させた時のトルクアップ率を縦軸に示してい
る。なおこのとき、前記（イ）の「燃料の流入時期調
整」を行い、吸気流速が所定値以上の期間Ｔに対して当
初のＴ／３の期間で気筒内への燃料流入を行なわせるよ
うにしている。

【００５７】図１０に示すように、燃料粒径ＳＭＤが小
さくなるほど、トルクアップ率は増加する（数％程
度）。また、燃料粒径ＳＭＤとして、気化熱効果を最大
限引き出すためには最適値があると考えられ、このグラ
フの結果等から推定してＳＭＤの最適値が１０〜３０μ
ｍ程度であることが導き出された。

【００５８】他方で、上記（イ）の方法にて燃料を各気
筒に供給すれば、燃料が吸気バルブ１４の開弁時に空気
の流れに乗りやすく、吸気ポート１７への燃料付着（ポ
ートウェット）が低減して、エンジン過渡時の空燃比ス
パイクが大幅に減少する。また、この空燃比スパイクの
減少効果は、燃料粒径ＳＭＤを所定値に調整すること
で、より一層高められる。この効果を実機で確認した結
果を図１１を用いて説明する。図１１に示す実験結果
は、Ｎｅ＝２０００ｒｐｍ、Ｔｗ＝２０℃、空燃比＝ス
トイキの状態下から低温補正なしの条件で吸気管圧力を
増減させ、空燃比のリーンスパイク又はリッチスパイク
を発生させたものである。

【００５９】なおかかる実験では、空燃比のリーンスパ
イク時において、図１２（ａ）に示すように、吸気管圧
力を４００ｍｍＨｇから６００ｍｍＨｇにステップ的に
変化させる。逆に空燃比のリッチスパイク時において、
図１２（ｂ）に示すように、吸気管圧力を６００ｍｍＨ
ｇから４００ｍｍＨｇにステップ的に変化させている。

【００６０】図１１の縦軸には、燃料粒径ＳＭＤが２０
μｍ，５０μｍ，２００μｍであるそれぞれについて、
リーン又はリッチスパイク時のリーン側又はリッチ側へ
の空燃比ずれ幅ΔＡ／Ｆをプロットしている。図１１の
横軸はエンジン１のクランク角度であり、同図には、気
筒内への燃料流入までの時間を見込んだ噴射終了時期を
それぞれ吸気ＴＤＣ前３０°ＣＡ、吸気ＴＤＣ後１２０
°ＣＡ（吸気バルブ開弁中央）、圧縮ＴＤＣ後３０°Ｃ
Ａとして、これらクランク角でのΔＡ／Ｆを各々に示し
ている。

【００６１】図１１によれば、リーン及びリッチスパイ
ク時のいずれの場合にも、燃料粒径ＳＭＤが小さいほ
ど、空燃比ずれ量ΔＡ／Ｆが小さくなることが分かる。
また、吸気行程初期に気筒内に燃料が流入するよう、吸
気バルブ開弁前に噴射終了時期を設定した場合、空燃比
ずれ量ΔＡ／Ｆが最も小さくなることが判明した。これ
は、吸気バルブ開弁前に噴射終了させることにより、燃
料が吸入空気の流れに乗って吸気ポート１７に付着する
ことなく筒内に流入するためであると考えられる。この
結果から、過渡時の空燃比ズレによるエミッションの悪
化が従来装置よりも大幅に抑制されることが分かる。こ
の現象は、冷却水温Ｔｗが８０℃の高温時でも同様に得
られることが確認されている。

【００６２】また、吸気ポート１７の燃料噴霧の可視化
による実験結果でも、微粒化後の燃料を吸気バルブ１４
の開弁直前時期（吸気ＴＤＣ前３０°ＣＡ）で噴射した
場合において、良好なる噴霧が形成され、理想的に筒内
へ混合気が流入しているのが観察されている。

【００６３】次に、上記のような燃料供給動作を制御す
るために、ＥＣＵ３０内のＣＰＵ３３により実施される
各種演算処理について図１３〜図１５のフローチャート
を用いて説明する。ここで、図１３は最終の燃料噴射時
間であるＴＡＵの算出ルーチンを、図１４はインジェク
タ１８の駆動制御ルーチンを、図１５は燃圧制御ルーチ
ンを、それぞれに示すフローチャートである。図１３の
ＴＡＵ算出ルーチンは、各気筒の燃料噴射に同期して
（本実施形態では１８０°ＣＡ毎に）実行され、その他
の図１４，図１５のルーチンは所定周期のタイマ割り込
みで実行される。

【００６４】さて、図１３のＴＡＵ算出ルーチンがスタ
ートすると、ＣＰＵ３３は、先ずステップ１０１でＲＯ
Ｍ３４内に予め格納されている基本噴射マップを用い、
その時のエンジン回転数Ｎｅ及び吸気圧ＰＭに応じた燃
料の基本噴射時間Ｔｐを算出する。また、ＣＰＵ３３
は、ステップ１０２で周知の空燃比Ｆ／Ｂ条件が成立し
ているか否かを判別する。ここで、空燃比Ｆ／Ｂ条件と
は、冷却水温Ｔｗが所定温度以上であること、高回転・
高負荷状態でないこと、Ａ／Ｆセンサ１６が活性状態で
あること等を含む。

【００６５】この場合、ステップ１０２が否定判別され
れば、ＣＰＵ３３はステップ１０３に進んで、Ｆ／Ｂ補
正係数ＦＡＦを「１．０」とする。つまり、ＦＡＦ＝
１．０となることは、空燃比がオープン制御されること
を意味する。また、ステップ１０２が肯定判別されれ
ば、ＣＰＵ３３はステップ１０４に進んでＦ／Ｂ補正係
数ＦＡＦを設定する。

【００６６】本実施の形態では、現代制御理論に基づく
空燃比フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を実施することと
しており、そのＦ／Ｂ制御に際し、Ａ／Ｆセンサ１６の
検出結果を目標空燃比に一致させるためのＦ／Ｂ補正係
数ＦＡＦを次の式（１），（２）を用いて算出する。な
お、このＦ／Ｂ補正係数ＦＡＦの設定手順については特
開平１−１１０８５３号公報に開示されている。

【００６７】 ＦＡＦ＝Ｋ1 ・λ＋Ｋ2 ・ＦＡＦ1 ＋ ・・・＋Ｋn+1 ・ＦＡＦn ＋ＺＩ …（１） ＺＩ＝ＺＩ1 ＋Ｋａ・（λＴＧ−λ） …（２） 上記式（１），（２）において、λはＡ／Ｆセンサ１６
による検出電流の空燃比変換値を、λＴＧは目標空燃比
を、Ｋ1 〜Ｋn+1 はＦ／Ｂ定数を、ＺＩは積分項を、Ｋ
ａは積分定数をそれぞれに表す。また、添字１〜ｎ＋１
はサンプリング開始からの制御回数を示す変数である。

【００６８】ＦＡＦ値の設定後、ＣＰＵ３３は、ステッ
プ１０５で次の式（３）を用い、基本噴射時間Ｔｐ、Ｆ
／Ｂ補正係数ＦＡＦ、その他の補正係数ＦＡＬＬ（水
温、エアコン負荷等の各種補正係数）及び無効噴射時間
Ｔｖから最終の燃料噴射時間ＴＡＵを算出する。

【００６９】 ＴＡＵ＝Ｔｐ・ＦＡＦ・ＦＡＬＬ＋Ｔｖ …（３） 燃料噴射時間ＴＡＵの算出後、ＣＰＵ３３は、本ルーチ
ンを一旦終了する。また、図１４のインジェクタ駆動制
御ルーチンが所定周期（例えば、４ｍｓｅｃ）のタイマ
割り込みにより起動されると、ＣＰＵ３３は、先ずステ
ップ２０１でエンジン回転数Ｎｅ，吸気圧ＰＭ，冷却水
温Ｔｗ等のエンジン運転状態を読み込み、続くステップ
２０２で上記読み込んだ運転状態に基づいて燃料噴射モ
ードを決定する。この燃料噴射モードの決定に際し、基
本的には前記図７のマップを用い、エンジン回転数Ｎｅ
が低・中・高のいずれの回転域にあるか、或いはエンジ
ン負荷（吸気圧ＰＭ）が低・中・高のいずれの負荷域に
あるかに応じて「１回噴射モード」又は「分割噴射モー
ド」のいずれかが選定される。但し、本実施の形態で
は、例えばエンジン１の低温始動時には上記２つのモー
ドの燃料噴射を行なわず、「低温モード」による燃料噴
射を行うこととしており、前記ステップ２０２のモード
決定時には、低温モードを加えた上記３つのモードの中
から１つの燃料噴射モードが選定される。

【００７０】その後、ＣＰＵ３３は、ステップ２０３で
前記決定した燃料噴射モードを判定する。この場合、例
えばエンジン１の低温始動時であって「低温モード」で
ある旨が判別されれば、ＣＰＵ３３はステップ２０４に
進み、当該低温モードでインジェクタ１８を駆動させて
燃料噴射を実施する。この低温モードでのインジェクタ
駆動とは、吸気行程前に燃料噴射を実施すると共にその
噴射燃料を吸気行程全域にかけて筒内に流入させるもの
であり、従来一般の装置における燃料噴射動作に相当す
る。

【００７１】また、「１回噴射モード」である旨が判別
された場合、ＣＰＵ３３はステップ２０５に進み、当該
１回噴射モードでインジェクタ１８を駆動させて燃料噴
射を実施する。この１回噴射モードでは、前記図６
（ａ）に示す通り、吸気行程前期の１／３の時期に燃料
噴射時期が設定される（実際には、噴射燃料の飛行時間
だけ早い時期）。

【００７２】さらに、「分割噴射モード」である旨が判
別された場合、ＣＰＵ３３はステップ２０６に進み、当
該分割噴射モードでインジェクタ１８を駆動させて燃料
噴射を実施する。この分割噴射モードでは、前記図６
（ｂ）に示す通り、吸気行程前期の１／３の時期、並び
に吸気行程後の所定時期に燃料噴射時期が設定される
（実際には、噴射燃料の飛行時間だけ早い時期）。

【００７３】上記ステップ２０４，２０５，２０６にお
いて、ＣＰＵ３１は各々の噴射モードに応じた駆動信号
を図示しないインジェクタ駆動回路に出力し、これら各
ステップの処理後、図１４のルーチンを一旦終了する。

【００７４】一方、図１５の燃圧制御ルーチンが所定周
期（例えば、３２ｍｓｅｃ）のタイマ割り込みにより起
動されると、ＣＰＵ３３は、先ずステップ３０１でエン
ジン回転数Ｎｅ及び吸気圧ＰＭのエンジン運転状態を読
み込み、続くステップ３０２で上記読み込んだ運転状態
に基づいて燃圧Ｐｆを決定する。この燃圧Ｐｆの決定に
際しては、前記図８のマップを用い、エンジン回転数Ｎ
ｅ及びエンジン負荷（吸気圧ＰＭ）に応じて低・中・高
のいずれかの燃圧Ｐｆが選定される。

【００７５】その後、ＣＰＵ３３は、ステップ３０３で
前記決定した燃圧Ｐｆに応じたポンプ電流にて燃料ポン
プ２６を駆動させる。これにより、インジェクタ１８の
単位時間当たりの噴射流量が決定される。その結果、エ
ンジン回転数及びエンジン負荷の変動にかかわらず、上
記の１回噴射や分割噴射が実現できるようになる。

【００７６】なお本実施の形態では、図１４のルーチン
が請求項記載のインジェクタ駆動制御ルーチンに相当
し、同図１４のステップ２０５が第１の制御手段に、ス
テップ２０６が第２の制御手段に相当する。また、図１
５のルーチンが燃圧制御手段に相当する。

【００７７】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
の効果が得られる。 （ａ）本実施の形態では、吸気バルブ１４の開弁期間内
のうち開弁当初の約１／３の時間内にインジェクタ１８
による噴射燃料が気筒内（燃焼室１３内）に流入するよ
う、当該インジェクタ１８の駆動を制御するようにした
（図３参照）。本構成によれば、気筒内への流入燃料の
多くが早期に気化され、吸気バルブ１４が閉弁されて吸
気が終了するまでに、気筒内の流入燃料の気化が完了す
る。このとき、燃料の気化熱により空気温度が低下する
ことで、気筒内に吸入される空気の単位体積当たりの重
量（密度）が増加する。その結果、吸入空気の充填効率
が高められると共に、エンジン１の燃焼状態を安定化さ
せることができるようになる。また、エンジン１の同一
運転条件で比較した場合、従来装置よりも多くの空気が
吸入でき、出力トルクを向上させることが可能になる。

【００７８】（ｂ）インジェクタ１８による噴射燃料の
筒内流入時期を、吸気バルブ１４の開弁に伴う吸気流速
が所定のしきい値Ｖｒを越えるような期間内で制限する
ようにした。この構成によれば、吸気流速が高い期間内
に燃料流入を行なわせることで、インジェクタ１８の噴
射燃料が吸気バルブ開弁時の吸入空気の流れに乗り易く
なり、噴射燃料が吸気ポート壁面に付着するといった不
都合が回避できる（ポートウェット量が減少する）。

【００７９】（ｃ）燃料のポートウェット量が低減され
ることにより、エンジン１の過渡運転時において空燃比
スパイクが大幅に減少するという効果も得られるように
なる。

【００８０】（ｄ）また、本実施の形態では、インジェ
クタ１８の駆動制御方法として、エンジン１の回転及び
負荷状態に応じて「１回噴射モード」と「分割噴射モー
ド」とを選択的に実施するようにした（図６（ａ），
（ｂ）、図７及び図１４参照）。この場合、分割噴射モ
ードを設定することにより、上述した通り筒内流入の燃
料気化が促進されて空気の充填効率が向上し、トルクア
ップ等の効果が得られることに加え、例えばエンジン１
の高回転又は高負荷運転時における未燃燃料（ＨＣ）の
排出を抑制することができる。

【００８１】（ｅ）燃料ポンプ２６を駆動して燃料タン
ク１９からインジェクタ１８に供給される燃料の圧力
（燃圧Ｐｆ）を制御するようにした。この構成によれ
ば、燃圧Ｐｆを変化させることで単位時間当たりの噴射
流量が変更され、回転数の上昇時にも対応できるように
なる。すなわち、インジェクタ１８の噴射燃料を吸気行
程の特定時間内に流入させる場合において、それを如何
なる回転域でも実現することができるようになる。

【００８２】（ｆ）また、本実施の形態では、エアアシ
スト式のインジェクタ１８を用いて当該インジェクタ１
８に給送されるエア圧力を調整すること、並びに燃料噴
霧を高温の吸気バルブ１４の傘部に向けて噴射すること
により、インジェクタ１８による噴射燃料を微粒化する
ようにした。かかる場合には、噴射燃料を微粒化するこ
とで、気筒内での燃料の気化がより一層促進されるよう
になる。従って、気筒内への空気吸入時において、燃料
の気化熱により空気温度が低下し、吸入空気の充填効率
が確実に向上する。そして、エンジン１の出力トルクが
増大される。このことは、本発明者による実験結果から
も確認されている（図１０参照）。なお、噴射燃料の粒
径（ＳＭＤ）の最適範囲は、１０〜３０μｍであること
が本発明者により確認されている。

【００８３】（ｇ）またさらに、本実施の形態では、既
述したような吸気行程内での燃料の早期流入並びに燃料
微粒化に伴う吸入空気の温度低下により、ノック限界が
向上するという効果も得られる。図１６は、横軸を燃料
粒径ＳＭＤ、縦軸を点火時期とし、燃料粒径ＳＭＤに対
応するノック限界を示すグラフである。同図において、
実線で示すノック限界特性線Ｌａは、本実施の形態の装
置（燃料を吸気行程内の初期に流入させるもの）の実験
結果を表し、二点鎖線で示すノック限界特性線Ｌｂは、
従来装置（燃料を吸気行程全域で流入させるもの）の実
験結果を表す。図１６によれば、特性線Ｌｂよりも特性
線Ｌａの方がノック限界が進角側に移行し、また一方で
噴射燃料の微粒化を行うことによりノック限界が進角側
に移行することが分かる。ノック限界が進角側に移行す
るということは、エンジン１の圧縮比を高く設定できる
ことを意味する。この場合、下記の式（４）からもわか
るように理論的に熱効率が大きくなり、結果的に出力ト
ルクが増大することになる。

【００８４】 ηth＝１−（１／ε）^(k-1) ・・・（４） 上式において、ηthはエンジン１の熱効率（％）、εは
圧縮比、ｋは比熱比である。また、「＾」はべき乗を表
す。

【００８５】次に、本発明における第２，第３の実施の
形態を説明する。但し、下記の第２，第３の実施の形態
の構成において、上述した第１の実施の形態と同等であ
るものについては図面に同一の記号を付すと共にその説
明を簡略化する。そして、以下には第１の実施の形態と
の相違点を中心に説明する。

【００８６】（第２の実施の形態）本発明における第２
の実施の形態を図１７〜図１９を用いて説明する。上記
第１の実施の形態では、燃圧Ｐｆを可変に調整すること
でインジェクタ１８の単位時間当たりの噴射流量を変更
していたが、本実施の形態では、燃圧Ｐｆを一定値に保
持し、インジェクタの弁体リフト量を可変に調整するこ
とで噴射流量を変更する。図１７は、ピエゾ駆動式のイ
ンジェクタ８１の構成を示す図である。

【００８７】図１７のインジェクタ８１において、バル
ブボディ８２はケース部８２ａ及びノズル部８２ｂを有
し、それら各部材８２ａ，８２ｂはリテーニングリング
８２ｃにより一体化されている。ノズル部８２ｂには、
摺動孔８３、燃料室８４及び噴射口８５が形成されてお
り、前記摺動孔８３には、ニードル形状の弁体８６がそ
の軸線方向へ摺動可能に嵌挿されている。ケース部８２
ａには摺動孔８３と連通する背圧室８７が形成され、同
背圧室８７にはコイルスプリング８８が収容されてい
る。従って、コイルスプリング８８の弾性力により弁体
８６は常時、ノズル部８２ｂの先端側（図の下側）に付
勢される。これにより、通常（非駆動時）においてスプ
リング８８の弾性力により弁体８６がノズル部８２ｂの
先端と接触し、噴射口８５を閉鎖する。なお、ノズル部
８２ｂの先端には、前記図２にて説明したエアアシスト
アダプタ４４が装着されており、このエアアシストアダ
プタ４４が噴射口８５より噴射される燃料の微粒化を促
進すると共にその噴射燃料を吸気管２内に案内する役目
をなす。

【００８８】また、前記ケース部８２ａ内には、電圧の
印加に伴い伸縮するピエゾスタック８９が配設されてい
る。このピエゾスタック８９は、ピエゾ素子としての多
数のＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を積層して構成さ
れるものであって、ＥＣＵ３０により所定の電圧が印加
される。なお、ピエゾ素子として圧電セラミックの一種
であるＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛）を
使用することも可能である。このピエゾスタック８９の
下端面には、移動体９０及びピストン９１が固定連結さ
れており、同ピストン９１はピエゾスタック８９の歪み
変形に伴って移動する。また、ピストン９１の図の下方
には圧力制御室９２が形成され、この圧力制御室９２と
前記背圧室８７との間は連通路９３により連通されてい
る。

【００８９】一方、バルブボディ８２には燃料供給通路
９４が形成され、その通路９４の一端（ケース部８２ａ
の開放端）は燃料タンク１９内の燃料を汲み上げるため
の燃料ポンプ２６に連結されている。また、燃料供給通
路９４の他端はノズル部８２ｂの燃料室８４に連通して
いる。

【００９０】そして、上記構成のインジェクタ８１によ
る燃料噴射時には、ＥＣＵ３０からの電圧信号によりピ
エゾスタック８９が収縮方向に変形してピストン９１の
後退（図１７での上方移動）が許容される。それによ
り、圧力制御室９２内に負圧が発生し、弁体８６がコイ
ルスプリング８８の弾性力に抗して上方に移動する。そ
の結果、弁体８６とノズル部８２ｂ先端との接触が解除
されて噴射口８５から燃料が噴射される。また、ピエゾ
スタック８９が逆方向（伸長方向）に変形してピストン
９１が前進すると、弁体８６が前進し、噴射口８５が閉
鎖される。

【００９１】上記構成によれば、ピエゾスタック８９に
印加する電圧を変えることで、前記弁体８６のリフト量
を任意の値に設定することができる。つまり、燃料の通
過面積が可変となり、結果的に燃圧Ｐｆを変更せずに燃
料の噴射流量を変化させることができるようになる。具
体的には通常、０〜５００（ボルト）の直流電圧をピエ
ゾスタック８９に印加してリフト量を制御する。図１８
は、ピエゾスタック８９への印加電圧とインジェクタ８
１の弁体リフト量との関係を示し、図１９は、ピエゾス
タック８９への印加電圧とインジェクタ８１の単位時間
当たりの噴射流量との関係を示す。

【００９２】以上のピエゾスタック８９による噴射流量
の制御は、例えば前記図８のマップに示すように、エン
ジン回転数及びエンジン負荷（吸気圧ＰＭ）に応じて実
施される。

【００９３】以上本実施の形態では、ピエゾスタック８
９の伸縮量を調整してインジェクタ８１から噴射される
単位時間当たりの噴射流量を制御するようにした（なお
この場合、ＥＣＵ３０が、請求項記載の噴射流量制御手
段に相当する）。そのため、インジェクタ８１による噴
射燃料を吸気行程内の特定時期（吸気行程初期の１／３
の期間）に流入させる場合において、それを如何なる回
転域でも実現することができるようになる。

【００９４】（第３の実施の形態）次に、本発明におけ
る第３の実施の形態を説明する。本実施の形態では、位
相駆動式のバルブタイミング可変機構（以下、ＶＶＴ機
構という）をエンジン１に設け、当該ＶＶＴ機構により
吸排気バルブの開閉タイミングを制御しつつ、同ＶＶＴ
機構の制御量に応じてインジェクタ１８による燃料噴射
時期を調整するものである。

【００９５】図２０は、本実施の形態における装置全体
の構成を示す概略図である。前記図１との相違点のみを
説明すれば、吸気側カム軸１０１は図示しないタイミン
グベルト等を介してクランク軸に駆動連結され、吸気バ
ルブ１４を所定のタイミングで開閉させる。吸気側カム
軸１０１には吸気側ＶＶＴ機構１０２が設けられてい
る。また、排気側カム軸１０３も同様に図示しないタイ
ミングベルト等を介してクランク軸に駆動連結されてい
る。排気側カム軸１０３には排気側ＶＶＴ機構１０４が
設けられている。

【００９６】吸気側及び排気側ＶＶＴ機構１０２，１０
４はそれぞれ、吸気側及び排気側カム軸１０１，１０３
とクランク軸との間の相対的な回転位相を調整するため
の機構であり、その動作は図示しないソレノイドバルブ
による油圧制御に従い調整される。すなわち、吸気側，
排気側ＶＶＴ機構１０２，１０４の制御量に応じて、吸
気側，吸気側カム軸１０１，１０３がクランク軸に対し
て遅角側或いは進角側に回動し、その動作に合わせて吸
気，排気バルブ１４，１５の開閉タイミングが遅角側或
いは進角側に移行する。

【００９７】吸気側カム軸１０１には、同カム軸１０１
の回転位置を検出するための吸気側カム位置センサ１０
５が設けられ、排気側カム軸１０３には、同カム軸１０
３の回転位置を検出するための排気側カム位置センサ１
０６が設けられている。カム位置センサ１０５，１０６
の検出値はＥＣＵ３０に随時取り込まれる。その他に、
エンジン吸気管２には吸入空気の量（吸入空気量Ｑａ）
を検出するためのエアフローメータ１０７が設けられ、
その検出値はＥＣＵ３０に随時取り込まれる。

【００９８】図２１はＶＶＴ制御ルーチンを示すフロー
チャートであって、同ルーチンはＥＣＵ３０内のＣＰＵ
３３により例えば６４ｍｓ周期で実行される。なおここ
では、吸気側のバルブタイミングのみを制御する事例に
ついて記載する。

【００９９】図２１において、ＣＰＵ３３は、先ずステ
ップ４０１でエンジン回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ、カ
ム位置Ｃｐなどのエンジン運転状態を読み込み、続くス
テップ４０２で吸気バルブ１４の目標進角量を算出す
る。具体的には、ＲＯＭ３４内に予め格納されている進
角量マップ（図２２参照）を用い、その時々のエンジン
回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに応じて目標進角量を検
索する。

【０１００】その後、ＣＰＵ３３は、ステップ４０３で
前記算出した目標進角量に応じてＶＶＴ機構１０２をフ
ィードバック制御する。具体的には、前記カム位置セン
サ１０５により検出された吸気側カム軸１０５の位相と
目標進角量とが一致するようにＶＶＴ制御量が求めら
れ、その制御量に応じてＶＶＴ機構１０２の駆動が制御
される。

【０１０１】一方、図２３は、インジェクタ駆動制御ル
ーチンの一部を示すフローチャートである。図２３にお
いて、ＣＰＵ３３は、ステップ５０１で前記算出した吸
気バルブ１４の目標進角量を読み込む。また、ＣＰＵ３
３は、ステップ５０２で目標進角量に従い、インジェク
タ１８による噴射終了タイミングを補正する。本実施の
形態では、吸気バルブ１４の開弁時期が変更されても常
に、同開弁後、所定クランク角度（例えば３０°ＣＡ）
だけクランク軸が回転した時点で気筒内への燃料流入が
完了するよう、インジェクタ１８による噴射終了タイミ
ングが補正される。

【０１０２】なおこのとき、上述の通り、気筒内への燃
料流入時期を吸気行程初期の特定時期に調整し、且つエ
ンジン運転状態に応じて燃料噴射を分割噴射として、イ
ンジェクタ１８による燃料噴射時期が設定されており
（前記図１４のルーチン参照）、その設定された燃料噴
射時期に対して前記ステップ５０２の補正が実施され
る。

【０１０３】上記図２１，図２３による動作を、図２４
のタイムチャートを用いてより具体的に説明する。なお
ここで、図２４（ａ）は吸気バルブ１４の開閉時期を進
角させていない通常時の動作を示し、図２４（ｂ）は吸
気バルブ１４の開閉時期を進角させた時の動作を示す。

【０１０４】図２４（ａ），（ｂ）に示すように、ＶＶ
Ｔ制御に伴い吸気バルブ１４の開閉時期が適宜変更され
る。噴射信号のＯＮ後、インジェクタ１８による噴射燃
料は吸気ポート内を飛行して吸気バルブ１４の傘部に到
達し、吸気バルブ１４の開弁に伴い気筒内に流入され
る。このとき、気筒内への燃料流入は、常に吸気バルブ
１４の開弁後３０°ＣＡだけクランク軸が回転した時点
で完了される。

【０１０５】同図（ｂ）では、吸気バルブ１４の開閉時
期が進角側に移行するが、それに追従してインジェクタ
１８への噴射信号も進角側に移行する。このとき、吸気
バルブ１４への燃料到達時期も進角側に移行する。それ
により、やはり吸気バルブ１４の開弁後３０°ＣＡだけ
クランク軸が回転した時点で、気筒内への燃料流入が完
了される。

【０１０６】以上第３の実施の形態では、吸気側ＶＶＴ
機構１０２による制御量に応じてインジェクタ駆動の時
期を調整するようにした。この場合、吸気バルブ１４の
進角又は遅角量に応じてインジェクタ１８を制御するこ
とで、吸気バルブ１４の開閉時期が変更されても、吸気
行程の初期において噴射燃料が気筒内に流入され、吸気
の充填効率が向上する。その結果、エンジン１の燃焼状
態が安定し、ひいてはエミッションの低減やドライバビ
リティの向上を実現することができる。

【０１０７】上記事例のＶＶＴ制御では、吸気側ＶＶＴ
機構１０２の駆動により吸気バルブ１４の開閉時期のみ
を変更したが、これ以外の具体化も可能である。図２５
では、排気側ＶＶＴ機構１０４の駆動により排気バルブ
１５の開閉時期を変更している。同図では、排気バルブ
１５の開閉時期を遅角側に移行させている。また、図２
６では、吸気側及び排気側ＶＶＴ機構１０２，１０４の
駆動により吸気及び排気バルブ１４，１５の開閉時期を
共に変更している。同図では、排気バルブ１５の開閉時
期を遅角側に移行させると共に、吸気バルブ１４の開閉
時期を進角側に移行させている。

【０１０８】上記図２５，図２６の何れの場合にも、吸
気バルブ１４の開弁後３０°ＣＡだけクランク軸が回転
した時点で、気筒内への燃料流入が完了される。これに
より、吸気の充填効率の向上や燃焼状態の安定化といっ
た優れた効果が得られる。因みに、排気バルブ１５を遅
角側に制御する場合、吸気及び排気バルブ１４，１５の
開弁のオーバーラップ期間が延長される。それにより、
筒内温度を下げずにＥＧＲ効果を持たせることができ、
熱効率が向上する。

【０１０９】上記第３の実施の形態において、気筒内へ
の燃料流入が完了する時期を変更してもよい。例えばバ
ルブリフトが２０％以上となる期間、すなわち吸気流速
が比較的早い時期に気筒内への燃料流入を行わせるべ
く、気筒内への燃料流入が完了する時期を、吸気バルブ
１４の開弁後「６０°ＣＡ」だけクランク軸が回転した
時点とする。

【０１１０】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて実現できる。上記各実施の形態では、吸気
バルブ１４の開弁期間内のうち開弁当初の約１／３の時
間内にインジェクタ１８による噴射燃料が気筒内に流入
するよう、当該インジェクタ１８の駆動を制御したが、
この構成を変更してもよい。例えば、吸気バルブ１４の
開弁期間（吸気行程）のうち前半１／２の時間内に噴射
燃料が気筒内に流入するよう、インジェクタ１８の駆動
を制御する。かかる場合、燃料流入の時期が吸気行程の
中期近くにかかるために、得られる効果は若干量低下す
るものの、既述したように吸入空気の充填効率が向上す
るといった効果を確保することができる。要は、吸気バ
ルブ１４が閉弁するまでに気筒内の燃料の気化が完了す
るよう、吸気行程内の初期（特定時期）にインジェクタ
１８の噴射燃料を気筒内に流入させる構成であれば、本
発明の目的が達せられる。

【０１１１】噴射燃料微粒化手段として、既述の手法以
外に次のように具体化してもよい。多孔タイプ（例えば
１２孔タイプ）のインジェクタを使用する。すなわち、
既述の４孔タイプのインジェクタよりも噴射孔の径を微
小化すると共に、孔数を１２個、或いはそれ以上に増や
す。かかる場合、エア圧が比較的低くても燃料微粒化の
効果が得られるため、エア加圧により燃料流速が過剰に
大きくなってシリンダウェット量が増加するといった不
都合も回避できる。この場合には、前記図２のエア供給
ポンプ７２によるエア加圧を省略することも可能であ
る。

【０１１２】また、噴射燃料の微粒化を行なわずに、本
発明を具体化することもできる。かかる場合には、発明
の効果が若干劣るものの、気筒内への吸入空気の充填効
率を高めると共にエンジンの燃焼状態を安定化させると
いった本発明の目的を達成することはできる。

【０１１３】上記各実施の形態では、インジェクタ１８
による「分割噴射モード」の実行に際し、１回目の噴射
量を全量の「約５０％」とすると共に、２回目の噴射量
を全量の「約５０％」としていたが、この構成を変更し
てもよい。例えば、当該分割噴射モードにおいて、１回
目及び２回目の噴射割合を「７０％：３０％」，「５０
％：５０％」，「３０％：７０％」といった具合に３段
階に設定する。具体的には、図２７のマップに示すよう
に、エンジン運転状態が分割噴射領域にある場合におい
て、エンジン回転数又はエンジン負荷が高域になるほ
ど、２回目の噴射割合を大きくする。勿論、上記噴射割
合をより一層細かく設定することも可能である。かかる
構成によれば、エンジンの高回転又は高負荷運転時にお
いて、気筒内に燃料を流入させる際に時間が不足した
り、単位時間当たりの燃料必要量が多くなったりして未
燃ＨＣの排出量が増加するといった不具合が回避でき
る。こうした燃料噴射の制御動作はＣＰＵ３３により実
行されるようになっており、当該ＣＰＵ３３により請求
項記載の燃料噴射指令手段が構成されることになる。

【０１１４】上記各実施の形態では、図７及び図８のマ
ップを用いて、エンジン運転状態に応じた燃料噴射モー
ドの設定及び燃圧Ｐｆの設定を実施していたが、これを
以下のように変更してもよい。例えば燃料噴射モードを
設定するためのマップとして、図２８を用い、燃圧ｆを
設定するためのマップとして図２９用いる。

【０１１５】図２８では、低中回転・低中負荷域に加え
て、低回転・高負荷域及び高回転・低負荷域に「１回噴
射領域」を設定している（図の斜線域）。そして、それ
以外の領域を「分割噴射領域」としている。この場合、
１回噴射モードにて燃料流入される時間が、図７のマッ
プを用いる場合よりも長くなる。そのため、より広域な
エンジン運転状態下にて、吸入空気の充填効率が向上す
るようになる。但し、前記図７のマップ又は図２８のマ
ップのいずれを採用するかはエンジン仕様に応じて決定
される。

【０１１６】図２９の斜線域は、前記図２８のマップの
１回噴射領域と同じ領域であり、同領域内ではエンジン
回転数及びエンジン負荷に応じて低燃圧領域、中燃圧領
域及び高燃圧領域が設定されている。なお、図２９にお
いて、前記図２８の分割噴射領域に相当する領域（斜線
域以外の領域）には、中燃圧領域が設定されている。

【０１１７】またさらに、上記各実施の形態では、イン
ジェクタによる噴射燃料の筒内流入時期を、吸気バルブ
の開弁に伴う吸気流速が所定のしきい値を越えるような
期間内で制限していたが（前記図３の期間「Ｔ」）、こ
の構成を変更してもよい。例えば吸気流速が所定のしき
い値を越える期間に限らず、吸気バルブが開弁する全期
間内の特定時間にて燃料流入の時期を設定するようにし
てもよい。具体的には、吸気バルブの開弁の全期間のう
ち、開弁当初の１／３の期間（若しくはそれに近い特定
期間）にて気筒内に燃料を流入させるようにする。

【０１１８】上記各実施の形態では、燃料噴射モードの
領域や燃圧領域を設定するに当たり、エンジン運転状態
を表すパラメータとしてエンジン回転数Ｎｅと吸気圧Ｐ
Ｍとを用いたが、これらパラメータは上記Ｎｅ，ＰＭ以
外でもよく、例えばエンジン負荷を表すパラメータとし
てスロットル開度や吸入空気量を用いることもできる。

【０１１９】上記第３の実施の形態では、ＶＶＴ機構を
備えた燃料噴射制御装置への適用に際して、気筒内への
燃料流入時期を吸気行程初期の特定時期に調整し、且つ
エンジン運転状態に応じて燃料噴射を分割噴射として、
インジェクタ１８による燃料噴射時期を設定し、その設
定した燃料噴射時期に対して吸気又は排気バルブ１４，
１５の目標進角量に応じた補正を実施していた（前記図
２３のステップ５０２）。上記構成を変更し、単に、吸
気バルブ１４の進角又は遅角量に応じてインジェクタ１
８の駆動（燃料噴射時期）を制御するように構成する。
かかる場合にも、常に吸気行程に同期した燃料噴射制御
が継続できる。その結果、エンジンの燃焼状態が安定
し、ひいては、エミッションの低減やドライバビリティ
の向上を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態におけるエンジンの燃料噴射
制御装置の概要を示す全体構成図。

【図２】エアアシスト式のインジェクタの詳細な構成を
示す断面図。

【図３】吸気及び排気バルブの開弁に伴うバルブリフト
量と、インジェクタの燃料噴射時期と、吸気バルブの開
弁に伴う吸気流速の推移とを表すタイムチャート。

【図４】本実施の形態における気筒内への燃料流入方法
を模式的に表す説明図。

【図５】燃料流入の時間割合とトルクアップ率との関係
を示すグラフ。

【図６】１回噴射モードと分割噴射モードとの概要を説
明するためのタイムチャート。

【図７】エンジン運転状態に応じた１回噴射領域と分割
噴射領域とを示すマップ。

【図８】エンジン運転状態に応じた燃圧領域を示すマッ
プ。

【図９】インジェクタの加圧エア圧力と燃料粒径ＳＭＤ
との関係を示すグラフ。

【図１０】燃料粒径ＳＭＤとトルクアップ率との関係を
示すグラフ。

【図１１】噴射終了時期と空燃比ずれ量ΔＡ／Ｆとの関
係を燃料粒径毎に示す図。

【図１２】過渡運転時における空燃比のリーンスパイク
とリッチスパイクとを示す図。

【図１３】ＴＡＵ算出ルーチンを示すフローチャート。

【図１４】インジェクタの駆動制御ルーチンを示すフロ
ーチャート。

【図１５】燃圧制御ルーチンを示すフローチャート。

【図１６】燃料粒径とノック限界との関係を示すグラ
フ。

【図１７】第２の実施の形態において、ピエゾ駆動式の
インジェクタの構成を示す断面図。

【図１８】ピエゾスタックへの印加電圧と弁体リフト量
との関係を示すグラフ。

【図１９】ピエゾスタックへの印加電圧と噴射流量との
関係を示すグラフ。

【図２０】第３の実施の形態において、エンジンの燃料
噴射制御装置の概要を示す構成図。

【図２１】ＶＶＴ制御ルーチンを示すフローチャート。

【図２２】進角量マップを示す図。

【図２３】インジェクタ駆動制御ルーチンの一部を示す
フローチャート。

【図２４】第３の実施の形態における作用を説明するた
めのタイムチャート。

【図２５】第３の実施の形態における作用を説明するた
めのタイムチャート。

【図２６】第３の実施の形態における作用を説明するた
めのタイムチャート。

【図２７】他の実施の形態において、エンジン運転状態
に応じた１回噴射領域と分割噴射領域とを示すマップ。

【図２８】他の実施の形態において、エンジン運転状態
に応じた１回噴射領域と分割噴射領域とを示すマップ。

【図２９】他の実施の形態において、エンジン運転状態
に応じた燃圧領域を示すマップ。

【符号の説明】

１…エンジン（内燃機関）、８…機関運転状態検出手段
を構成する吸気圧センサ、１３…燃焼室、１４…吸気バ
ルブ、１８…噴射燃料微粒化手段を構成するエアアシス
ト式のインジェクタ、１９…燃料タンク、２２…機関運
転状態検出手段を構成する回転角センサ、２６…燃料ポ
ンプ、３３…インジェクタ駆動制御手段，第１の制御手
段，第２の制御手段，燃料噴射指令手段，燃圧制御手
段，噴射流量制御手段，バルブタイミング制御手段を構
成するＣＰＵ、８１…インジェクタ、８９…ピエゾスタ
ック、１０２…吸気側ＶＶＴ機構、１０４…排気側ＶＶ
Ｔ機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ ３０１Ｊ Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｎ (72)発明者 磯部 大治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気バルブの開弁に伴う吸気行
   程期間に対応させてインジェクタによる燃料噴射を実施
   する燃料噴射制御装置であって、 前記吸気バルブの開弁開始時期に基づく特定時間内に前
   記インジェクタによる噴射燃料が気筒内に流入するよ
   う、当該インジェクタの駆動を制御するインジェクタ駆
   動制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴
   射制御装置。
2. 【請求項２】前記インジェクタ駆動制御手段は、前記吸
   気バルブの開弁期間内のうち開弁当初の約１／３の時間
   内に前記インジェクタによる噴射燃料が気筒内に流入す
   るよう、インジェクタの駆動を制御するものである請求
   項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】前記インジェクタ駆動制御手段は、前記イ
   ンジェクタによる噴射燃料の筒内流入時期を、前記吸気
   バルブの開弁に伴う吸気流速が所定のしきい値を越える
   ような期間内で制限する請求項１又は請求項２に記載の
   内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】少なくとも機関回転数及び機関負荷を含む
   前記内燃機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手
   段を備え、 前記インジェクタ駆動制御手段は、 前記吸気バルブの開弁から閉弁までの期間のうち開弁開
   始から約１／３の時間内においてインジェクタによる噴
   射燃料を１度に気筒内に流入させる第１の制御手段と、 前記吸気バルブの開弁から閉弁までの期間のうち開弁開
   始から約１／３の時間内と前記吸気バルブの閉弁期間と
   においてインジェクタによる噴射燃料を２度に分けて気
   筒内に流入させる第２の制御手段と、 前記機関運転状態検出手段により検出された機関の負荷
   及び回転状態に応じて、前記第１及び第２の制御手段を
   使い分けると共に前記第２の制御手段による２度の燃料
   噴射の割合を決定する燃料噴射指令手段とを備えること
   を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の内
   燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 【請求項５】前記燃料噴射指令手段は、機関回転数が高
   いほど、又は機関が高負荷になるほど、第２の制御手段
   による２度目の噴射割合を多くする請求項４に記載の内
   燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 【請求項６】少なくとも機関回転数及び機関負荷を含む
   前記内燃機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手
   段を備え、 前記インジェクタ駆動制御手段は、 前記機関運転状態検出手段により前記内燃機関が高負荷
   ・高回転状態でないことが検出された場合に、前記吸気
   バルブの開弁から閉弁までの期間のうち開弁開始から約
   １／３の時間内においてインジェクタによる全噴射燃料
   を気筒内に流入させる第１の制御手段と、 前記機関運転状態検出手段により前記内燃機関が高負荷
   ・高回転状態であることが検出された場合に、前記吸気
   バルブの開弁から閉弁までの期間のうち開弁開始から約
   １／３の時間内においてインジェクタによる噴射燃料を
   半分程度気筒内に流入させると共に、前記吸気バルブの
   閉弁期間において残りの噴射燃料を気筒内に流入させる
   第２の制御手段とを備えることを特徴とする請求項１〜
   請求項３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装
   置。
7. 【請求項７】燃料タンクからインジェクタに燃料を圧送
   する燃料ポンプを備えた燃料噴射制御装置において、 前記燃料ポンプを駆動させて前記燃料タンクからインジ
   ェクタに供給される燃料の圧力を制御する燃圧制御手段
   を有する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の内燃機
   関の燃料噴射制御装置。
8. 【請求項８】ピエゾ素子を用いてインジェクタの開弁リ
   フト量を制御可能とした燃料噴射制御装置において、 前記ピエゾ素子の伸縮量を調整して前記インジェクタの
   単位時間当たりの噴射流量を制御する噴射流量制御手段
   を有する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の内燃機
   関の燃料噴射制御装置。
9. 【請求項９】前記吸気バルブの開閉時期を進角側或いは
   遅角側に調整するためのバルブタイミング可変機構と、 機関運転状態に応じて前記バルブタイミング可変機構に
   よる吸気バルブの開閉時期を制御するバルブタイミング
   制御手段とを備え、 前記インジェクタ駆動制御手段は、前記バルブタイミン
   グ制御手段による制御量に応じてインジェクタ駆動の時
   期を調整する請求項１〜請求項８のいずれかに記載の内
   燃機関の燃料噴射制御装置。
10. 【請求項１０】内燃機関の吸気バルブの開弁に伴う吸気
    行程期間に対応させてインジェクタによる燃料噴射を実
    施する燃料噴射制御装置であって、 前記吸気バルブの開閉時期を進角側或いは遅角側に調整
    するためのバルブタイミング可変機構と、 機関運転状態に応じて前記バルブタイミング可変機構に
    よる吸気バルブの開閉時期を制御するバルブタイミング
    制御手段と、 前記バルブタイミング制御手段による制御量に応じてイ
    ンジェクタ駆動の時期を調整するインジェクタ駆動制御
    手段とを備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制
    御装置。
11. 【請求項１１】請求項９又は請求項１０に記載の内燃機
    関の燃料噴射制御装置において、 前記インジェクタ駆動制御手段は、前記吸気バルブの開
    弁タイミングを基準に、そのバルブ開弁後、所定時間後
    に気筒内への燃料流入が終了するように、前記インジェ
    クタの駆動を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置。
12. 【請求項１２】請求項１〜請求項１１のいずれかに記載
    の内燃機関の燃料噴射制御装置において、 前記インジェクタによる噴射燃料を微粒化するための噴
    射燃料微粒化手段を備える内燃機関の燃料噴射制御装
    置。
13. 【請求項１３】前記噴射燃料微粒化手段は、噴射燃料の
    粒径を１０〜３０μｍ程度に微粒化するものである請求
    項１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。