WO2007119520A1 - 燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システム - Google Patents

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Hidekazu Oomura
Yoshihiro Nakase
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Yoshinori Yamashita
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Abstract

 燃料噴射弁の燃焼室側の端部は、吸気ポートを形成する壁面のうち前記吸気バルブが突出する壁面を通りシリンダの中心軸と直交する仮想平面と重なる位置または仮想平面よりも前記燃焼室側へ突出している。あるいは、吸気ポートから分岐した分岐ポートを流れる吸気に燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射側の端部の中心は、シリンダの径方向において吸気バルブの中心軸よりも前記シリンダの中心軸側に配置される。あるいは、上流側燃料噴射弁が吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射し、下流側燃料噴射弁が吸気ポートから分岐した分岐ポートを流れる吸気に燃料を噴射する。あるいは、吸気ポートから分岐した分岐ポートを流れる吸気に燃料を噴射する燃料噴射弁ごとに燃料の噴射量を制御する。

Description

明 細 書

燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システム

関連出願の相互参照

[0001] 本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、 2006年 3月 29日 に出願された日本特許出願 2006-89704、 2006年 3月 29日に出願された 2006-89711 、 2006年 3月 29日に出願された 2006-89715、 2006年 5月 16日に出願された 2006-136 467および 2007年 3月 19日に出願された 2007-70191に基づくとともに、それらに基づ く優先権の享受を主張するものである。

技術分野

[0002] 本発明は、内燃機関へ吸入される吸気中に燃料を噴射する燃料噴射弁の取付構 造、および燃料噴射システムに関する。

背景技術

[0003] JP-2004-225598-Aおよびそれに対応する US-2004/0164187-Al、 DE-200400336 1-A1は、一つの燃焼室当たり複数の分岐ポートを備える内燃機関(以下、エンジンと 呼ぶ)の、各分岐ポートを流れる吸気に燃料を噴射する燃料噴射システムを開示して いる。 JP-2004-225598-Aおよびそれに対応する US-2004/0164187-Al、 DE-200400 3361- A1に開示されている技術の場合、燃料噴射弁が形成した二つの燃料噴霧は 二本の分岐ポートへ分配される。このように、燃料噴射弁から二つの燃料噴霧を形成 することにより、二本の分岐ポートを仕切る壁部への燃料の付着は低減される。

[0004] しかしながら、 JP-2004-225598-Aおよびそれに対応する US-2004/0164187-Al、 D E-2004003361-A1に開示されて 、る技術の場合、燃料噴射弁は分岐ポートにぉ ヽ て燃焼室力も離れて搭載されている。そのため、分岐ポートの形状によっては、分岐 ポートを形成する壁面に燃料噴射弁から噴射された燃料が付着するおそれがある。 また、一つの燃焼室に複数の吸気ポートが連通している燃料噴射システムにおいて 、吸気ポートの分岐点よりも上流側に燃料噴射弁を搭載する場合には、燃料噴射弁 カゝら噴射された燃料が各吸気ポート間に設けられる隔壁に付着する。このように、吸 気ポートを形成する壁面に燃料が付着すると、燃料は微粒ィ匕が促進されな ヽまま燃 焼室へ流入する。微粒ィ匕が妨げられた燃料は燃焼室で燃焼せず、未燃焼の炭化水 素 (HC)としてエンジン力も排出される。その結果、排気中の未燃焼の HCの増加お よび燃費の悪ィ匕を招くという問題がある。

[0005] そこで、分岐ポートを形成する壁面への燃料の付着を防止するため、各吸気ポート に燃料噴射弁を設けることが考えられる。ところで、吸気ポートに分配された吸気は、 さらに分岐ポートを経由して燃焼室へ流入する。そのため、分岐ポートを流れる吸気 の流量は小さくなる。これにより、各分岐ポートに燃料噴射弁を設ける場合、燃料の 微粒ィ匕を促進するために小さな吸気の流量にあわせて燃料噴射弁力もの燃料の噴 射量を低減する必要がある。しかし、吸気ポートに設置された各燃料噴射弁力もの燃 料の噴射量を低減すると、エンジンの出力を大きくするとき、要求される燃料の流量 が確保できな 、と 、う問題がある。

[0006] また、 JP-2003-262174-A, JP-2003-262175-A,および JP-2004-232463-Aなどに 開示されているように、ポート噴射式の燃料噴射システムでは、燃料噴射弁は燃焼室 側の端部を開閉する吸気バルブの中心軸上に配置される。

[0007] 複数の吸気バルブを備えたエンジンでは、吸気ポートの燃焼室側の端部は、各吸 気バルブに対応して二本以上の分岐ポートに分岐して 、るので、吸気ポートから分 岐した分岐ポートにそれぞれ燃料噴射弁を設置する場合、燃料噴射弁カゝら噴射され た燃料の噴霧には分岐ポートを流れる吸気によって偏りが生じる。

[0008] 例えば、一本の吸気ポートが二本の分岐ポートに分岐する場合、分岐ポートは吸 気ポートから略 Y字状に分岐し、シリンダを形成するハウジングの内周壁側へ湾曲す る。そのため、吸気ポートから分岐ポートを経由して燃焼室へ流入する吸気の流れは 、シリンダの内周壁側へ形成される。その結果、吸気バルブの中心軸上に設置した 燃料噴射弁から燃料を噴射すると、燃料の噴霧は分岐ポートを流れる吸気の流れに 乗って内周壁側へ運ばれる。これにより、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧は、 シリンダを形成するハウジングの内周壁に付着しやすくなる。

[0009] ノ、ウジングの内周壁に付着した燃料は、液滴となって燃焼室における燃焼に寄与 することなぐ未燃焼の炭化水素としてエンジンの外部へ排出される。そのため、ェン ジン力も排出される炭化水素の増大、および燃費の悪ィ匕を招くおそれがある。 [0010] JP-2000-234579-Aおよびそれに対応する US-6308684-B1も、一つの燃焼室当たり 複数の吸気ポートを備えるエンジンの、各吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射する 燃料噴射システムを開示している。この技術の場合、燃料噴射弁が形成した二つの 燃料噴霧は二本の吸気ポートへ分配される。このように、燃料噴射弁から二つの燃 料噴霧を形成することにより、二本の吸気ポートを仕切る壁部への燃料の付着は低 減される。

[0011] このように一つの燃焼室に二つ以上の吸気ポートが連通する場合、各吸気ポートの 内径が異なっていたり、各吸気ポートに設けられる吸気バルブのリフト量が異なって いたり、各吸気ポートを流れる吸気の流量が異なることがある。これらの場合、 JP-200 0-234579-Aおよびそれに対応する US-6308684-B1に開示されて!、る技術では、燃 料噴射弁の噴孔を非対称に配置し、各吸気ポートへ噴射する燃料の分配比を設定 している。

[0012] しかしながら、近年のエンジンでは、例えばエンジンの負荷に応じて複数の吸気バ ルブのうちのいずれかの吸気バルブの開閉を停止したり、リフト量を変更する場合が ある。このとき、各吸気ポートを流れる吸気の流量は、吸気バルブのリフト量に応じて 変化する。 JP-2000-234579-Aおよびそれに対応する US-6308684-B1に開示されて いる技術の場合、各吸気ポートに燃料を分配することはできても、各吸気ポートへ噴 射する燃料の分配比は変更できない。そのため、エンジンの負荷によって各吸気ポ ートを流れる吸気の流量が変化すると、燃料噴射弁から噴射された燃料の一部が吸 気ポート内にとどまることになる。吸気ポートにとどまった燃料は、燃焼室での燃焼に 寄与しない。その結果、エンジンの燃費の悪ィ匕を招くという問題がある。また、吸気ポ ート内にとどまった燃料は、吸気バルブの開弁時に、液状のまま燃焼室に流入する。 そのため、燃料の燃焼が不十分となり、エンジン力 排出される未燃焼の炭化水素( HC)の増大を招くという問題がある。

発明の開示

[0013] 以上を踏まえ、本発明の目的は、排気に含まれる未燃焼の HCが低減される燃料 噴射弁の取付構造を提供することにある。

[0014] また、本発明の他の目的は、排気に含まれる未燃焼の HCが低減され、燃費が向 上する燃料噴射システムを提供することにある。

[0015] 本発明のさらに他の目的は、必要な燃料の流量の確保と燃料の微粒化とを両立す る燃料噴射システムを提供することにある。

[0016] 本発明の一側面に係る燃料噴射弁の取付構造は、シリンダを軸方向へ往復移動 するピストンの端面側に形成される燃焼室と、前記燃焼室へ吸入される吸気が流れる 吸気ポートと、前記吸気ポートと前記燃焼室との間を開閉する吸気バルブとを備える 内燃機関の、前記吸気ポートを流れる吸気中に燃料を噴射するものである。前記燃 料噴射弁の前記燃焼室側の端部は、前記吸気ポートを形成する壁面のうち前記吸 気バルブが突出する壁面を通り前記シリンダの中心軸と直交する仮想平面と重なる 位置または前記仮想平面よりも前記燃焼室側へ突出している。

[0017] 本発明の他の一側面に係る燃料噴射システムは、シリンダを形成するシリンダブ口 ックと、前記シリンダに往復移動可能に支持されるピストンと、前記シリンダブロックに 搭載され前記シリンダブロックおよび前記ピストンとの間に燃焼室を形成し前記燃焼 室に連通可能な吸気ポートを有するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドを貫 、て前 記吸気ポートの前記燃焼室側の端部を開閉する吸気バルブと、前記シリンダヘッド に設けられ前記吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える。 前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の端部は、前記吸気ポートを形成する前記シリン ダヘッドの壁面のうち前記吸気バルブが突出する壁面を通り前記シリンダの中心軸と 直交する仮想平面と重なる位置または前記仮想平面よりも前記燃焼室側へ突出して いる。

[0018] 本発明のさらに他の一側面に係る燃料噴射弁の取付構造は、シリンダを軸方向へ 往復移動するピストンの端面側に形成される燃焼室と、前記燃焼室へ吸入される吸 気が流れ前記燃焼室側の端部が複数の分岐ポートに分岐している吸気ポートと、各 前記分岐ポートの前記燃焼室側の端部を開閉する吸気バルブとを備える内燃機関 において、前記分岐ポートにそれぞれ設けられ各分岐ポートを流れる吸気に燃料を 噴射するものである。前記燃料噴射弁の燃料噴射側の端部の中心は、前記シリンダ の径方向にぉ 、て前記吸気バルブの中心軸よりも前記シリンダの中心軸側に配置さ れる。 [0019] 本発明のさらに他の一側面に係る燃料噴射システムは、往復移動するピストンと、 前記ピストンを往復移動可能に支持するシリンダを有し、前記ピストンの端面側に燃 焼室を形成するハウジングと、前記燃焼室へ吸入される吸気が流れ前記燃焼室側の 端部が複数の分岐ポートに分岐している吸気ポートと、各前記分岐ポートに設けられ 、前記分岐ポートの前記燃焼室側の端部を開閉する吸気バルブと、各前記分岐ポー トに設けられ、燃料噴射側の端部の中心が前記シリンダの径方向にぉ 、て前記吸気 バルブの中心軸よりも前記シリンダの中心軸側に配置され、前記分岐ポートを流れる 吸気に燃料を噴射する燃料噴射弁と、

を備える。

[0020] 本発明のさらに他の一側面に係る燃料噴射システムは、各気筒へ分配される吸気 が流れる吸気ポートと、前記吸気ポートの燃焼室側に設けられる分岐部からニ本以 上に分岐している分岐ポートと、前記吸気ポートの前記分岐部よりも前記分岐ポート の反対側に設けられ、前記吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射可能な上流側燃 料噴射弁と、前記分岐ポートにそれぞれ設けられ、前記分岐ポートを流れる吸気に 燃料を噴射可能な下流側燃料噴射弁と、を備える。

[0021] 本発明のさらに他の一側面に係る燃料噴射システムは、燃焼室に連通するニ本以 上の吸気ポートと、二本以上の前記吸気ポートの端部にそれぞれ設けられ前記吸気 ポートと前記燃焼室との間を開閉する吸気バルブと、二本以上の前記吸気ポートに それぞれ設けられ、前記吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射する燃料噴射弁と、 前記燃料噴射弁ごとに燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備える。 図面の簡単な説明

[0022] [図 1]図 1は、本発明の第 1実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射 システムを適用した内燃機関を示す断面図であり、

[図 2]図 2は、第 1実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムを 適用した内燃機関の主要部の概略を示す断面図であり、

[図 3]図 3は、第 1実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムを 適用した内燃機関の吸気ポートと燃料噴射弁の配置とを示す模式図であり、

[図 4]図 4 (A)は、本発明の第 2実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料 噴射システムを適用した内燃機関における、噴霧燃料の模式図であり、図 4 (B)は、 図 4 (A)における噴霧燃料の VIB— VIB断面図、および噴霧燃料の径方向の位置と 流量割合との関係を示す模式図であり、

[図 5]図 5 (A)は、本発明の第 3実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料 噴射システムを適用した内燃機関における、燃料噴射弁および吸気バルブを示す概 略図であり、図 5 (B)は、図 5 (A)における吸気バルブおよび噴霧燃料の VB— VB断 面図であり、図 5 (C)は、図 5 (A)における吸気バルブおよび噴霧燃料の VC—VC断 面図であり、

[図 6]図 6 (A)は、本発明の第 4実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料 噴射システムを適用した内燃機関における、燃料噴射弁および吸気バルブを示す概 略図であり、図 6 (B)は、図 6 (A)における吸気バルブおよび噴霧燃料の VIB— VIB 断面図であり、図 6 (C)は、図 6 (A)における吸気バルブおよび噴霧燃料の VIC— VI C断面図であり、

[図 7]図 7は、第 4実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムで 用いられる噴孔プレートを示す概略図であり、

[図 8]図 8は、図 9の矢印 VIII方向から見た図であって、本発明の第 5実施形態による 燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムを適用した内燃機関における、吸 気ポートから分岐する各分岐ポートの吸気バルブと燃料噴射弁との位置を示す模式 図であり、

[図 9]図 9は、第 5実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムを 適用した内燃機関の概略を示す断面図であり、

[図 10]図 10は、第 5実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システム における燃料噴射弁の概略を示す部分断面図であり、

[図 11]図 11は、第 5実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システム における燃料噴射弁の先端部の概略を示す断面図であり、

[図 12]図 12は、本発明の第 6実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴 射システムを適用した内燃機関における、吸気ポートから分岐する各分岐ポートの吸 気バルブと燃料噴射弁の位置を示す模式図であり、 [図 13]図 13は、本発明の第 7実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴 射システムを適用した内燃機関における、吸気ポートから分岐する各分岐ポートの吸 気バルブと燃料噴射弁の位置を示す模式図であり、

[図 14]図 14は、本発明の第 5〜第 7実施形態の変形例による燃料噴射弁の取付構 造および燃料噴射システムにおける燃料噴射弁の先端部の概略を示す断面図であ り、

[図 15]図 15は、本発明の第 5〜第 7実施形態の変形例による燃料噴射弁の取付構 造および燃料噴射システムにおける燃料噴射弁の先端部の概略を示す断面図であ り、

[図 16]図 16は、本発明の第 5〜第 7実施形態の変形例による燃料噴射弁の取付構 造および燃料噴射システムにおける燃料噴射弁の先端部の概略を示す断面図であ り、

[図 17]図 17は、本発明の第 5〜第 7実施形態の変形例による燃料噴射弁の取付構 造および燃料噴射システムにおける燃料噴射弁の先端部の概略を示す断面図であ り、

[図 18]図 18は、本発明の第 5〜第 7実施形態の変形例による燃料噴射弁の取付構 造および燃料噴射システムにおける燃料噴射弁の先端部の概略を示す断面図であ り、

[図 19]図 19は、本発明の第 8実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃機関 の要部の概略構成を示す模式図であり、

[図 20]図 20は、本発明の第 8実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃機関 の概略構成を示すブロック図であり、

[図 21]図 21は、本発明の第 8実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃機関 の概略を示す断面図であり、

[図 22]図 22 (A)は、本発明の第 9実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃 機関の要部の概略構成を示す概略図であり、図 22 (B)は、図 22 (A)中の各燃料噴 射弁の駆動時期を示すタイミングチャートであり、

[図 23]図 23は、本発明の第 9実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃機関 の概略構成を示すブロック図であり、

[図 24]図 24は、本発明の第 9実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃機関 の概略を示す断面図であり、

[図 25]図 25 (A)は、本発明の第 10実施形態による燃料噴射システムを適用した内 燃機関の要部の概略構成を示す概略図であり、図 25 (B)は、図 25 (A)中の各燃料 噴射弁の駆動時期を示す模式図であり、

[図 26]図 26は、本発明の第 11実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃機 関の要部の概略構成を示す概略図であり、

[図 27]図 27は、本発明の第 12実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃機 関の要部の概略構成を示す概略図であり、

[図 28]図 28は、本発明の第 15実施形態による燃料噴射システムを適用した内燃機 関にお 1、て、各燃料噴射弁および吸気バルブの駆動時期を示すタイミングチャート であり、

[図 29]図 29は、本発明の第 15実施形態の変形例による燃料噴射システムを適用し た内燃機関において、各燃料噴射弁および吸気バルブの駆動時期を示す模式図で ある。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、本発明の第 1〜第 4の実施形態に係る燃料噴射弁の取付構造および燃料噴 射システムを説明する。

[0024] 第 1〜第 4の実施形態に係る燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムでは 、燃料噴射弁の端部は、吸気ポートを形成する壁面のうち、吸気バルブが突出する 壁面を通りシリンダの中心軸と直交する仮想平面と重なる位置または仮想平面よりも 燃焼室側へ突出している。これにより、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料は吸気ポート を形成する壁面に付着することが抑制される。その結果、微粒化が不十分な燃料の 燃料室への流入が抑制される。これにより、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料は十分 に燃焼する。したがって、排気中の未燃焼の HCを低減することができ、燃費を向上 することができる。

[0025] また、燃料噴射弁が燃焼室側の端部に噴孔を有している場合には、燃料噴射弁か ら燃料を噴射したとき、燃料噴霧の延長線上に位置する壁面への燃料噴霧の付着 が抑制される。その結果、微粒ィ匕が不十分な燃料の燃焼室への流入は抑制される。 したがって、排気中の未燃焼の HCを低減することができる。

[0026] また、噴孔が噴射される燃料噴霧の断面が筒状となるように配置されている場合に は、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料は、筒状の噴霧を形成する。そのため、吸気バ ルブが吸気ポートと燃焼室との間を開放しているとき、燃料噴射弁カゝら噴射された燃 料は、吸気バルブの外周側を経由して燃焼室へ流入する。その結果、燃料噴射弁か ら噴射された燃料は、吸気ポートを形成する壁面への付着だけでなぐ吸気バルブ への付着も低減される。これにより、微粒ィ匕が不十分な燃料の燃焼室への流入は抑 制される。したがって、排気中の未燃焼の HCを低減することができる。

[0027] また、噴孔が噴射される燃料噴霧の断面が楕円形状となるように配置されている場 合には、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料は、断面が楕円状の噴霧を形成する。その ため、吸気ノ レブが吸気ポートと燃焼室との間を開放しているとき、燃料噴射弁から 噴射された燃料は、吸気バルブの外形が円形状の弁部の周囲を経由して燃焼室へ 流入する。その結果、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料は、吸気ポートを形成する壁 面への付着だけでなぐ吸気バルブの弁部への付着も低減される。これにより、微粒 化が不十分な燃料の燃焼室への流入は抑制される。したがって、排気中の未燃焼の HCを低減することができる。

[0028] また、噴孔が噴射される燃料噴霧の断面形状が略 C字形状になるように配置されて いる場合には、燃料噴射弁力も噴射された燃料は、周方向の一部が欠けた筒状の 噴霧を形成する。そして、噴霧の欠けた部分の延長上には、吸気バルブの軸部が位 置する。そのため、吸気バルブが吸気ポートと燃焼室との間を開放しているとき、燃 料噴射弁から噴射された燃料は、吸気バルブの軸部を避けるとともに、弁部の周囲 を経由して燃焼室へ流入する。その結果、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料は、吸気 ポートを形成する壁面への付着だけでなく、吸気バルブの軸部および弁部への付着 も低減される。これにより、微粒ィ匕が不十分な燃料の燃焼室への流入は抑制される。 したがって、排気中の未燃焼の HCを低減することができ、燃費を向上させることがで きる。 [0029] また、燃料噴射弁は二つ以上の吸気ポートにそれぞれ設けられている場合には、 各吸気ポートに設けられて 、る燃料噴射弁から噴射される燃料は、 、ずれも吸気ポ ートを形成する壁面への付着が低減されつつ、燃焼室へ流入する。これにより、微粒 化が不十分な燃料の燃焼室への流入は抑制される。したがって、排気中の未燃焼の HCを低減することができ、燃費を向上させることができる。

[0030] また、二つ以上の吸気ポートに、それぞれ複数の燃料噴射弁を設けられている場 合には、例えば吸気の流量、あるいはエンジンの状態に応じて適切な量の燃料を噴 射することができる。

[0031] 本発明の第 1実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムを適 用した内燃機関(エンジン)を図 1および図 2に示す。エンジン 10は、例えばガソリン を燃料とするガソリンエンジンである。なお、燃料は、例えばアルコールなどであって ちょい。

[0032] エンジン 10は、シリンダブロック 11とシリンダヘッド 12とを備えている。シリンダブ口 ック 11は、筒状のシリンダ 13を形成している。エンジン 10は、一つまたは複数のシリ ンダ 13を有している。シリンダ 13は、内側にピストン 14を収容している。ピストン 14は 、コンロッド 15によりシリンダ 13の軸方向へ往復移動する。

[0033] シリンダヘッド 12は、シリンダブロック 11の一方の端部側に配置されている。シリン ダヘッド 12は、吸気ポート 16および排気ポート 17を形成している。エンジン 10は、シ リンダヘッド 12を貫 、て吸気ポート 16を開閉する吸気バルブ 40と、排気ポート 17を 開閉する排気バルブ 50とを備えて 、る。

[0034] 吸気ノ レブ 40は、図 2に示すようにシリンダヘッド 12が形成する吸気側通孔 18を 貫いている。吸気バルブ 40は、軸部 41と弁部 42とを有している。軸部 41は、ガスケ ット 43を挟んで吸気側通孔 18を形成するシリンダヘッド 12に摺動可能に支持されて いる。軸部 41は、軸方向の一方の端部が弁部 42に接続し、他方の端部がタペット 4 4を挟んで吸気カム 45に接している。弁部 42は、シリンダヘッド 12が吸気ポート 16の 端部に形成する弁座 46に着座可能である。シリンダヘッド 12とタペット 44との間には 、スプリング(弾性部材) 47が設置されている。スプリング 47は、タペット 44をシリンダ ヘッド 12から離れる方向へ押し付けている。タペット 44は、吸気バルブ 40と一体に移 動する。そのため、スプリング 47は、吸気バルブ 40の弁部 42が弁座 46に着座する 方向へ押し付けている。

[0035] 排気ノ レブ 50は、シリンダヘッド 12が形成する排気側通孔 19を貫 、て 、る。排気 バルブ 50は、軸部 51と弁部 52とを有している。軸部 51は、ガスケット 53を挟んで排 気側通孔 19を形成するシリンダヘッド 12に摺動可能に支持されている。軸部 51は、 軸方向の一方の端部が弁部 52に接続し、他方の端部がタペット 54を挟んで排気力 ム 55に接している。弁部 52は、シリンダヘッド 12が排気ポート 17の端部に形成する 弁座 56に着座可能である。シリンダヘッド 12とタペット 54との間には、スプリング(弹 性部材) 57が設置されている。スプリング 57は、タペット 54をシリンダヘッド 12から離 れる方向へ押し付けている。タペット 54は、排気バルブ 50と一体に移動する。そのた め、スプリング 57は、排気バルブ 50の弁部 52が弁座 56に着座する方向へ押し付け ている。

[0036] シリンダ 13を形成しているシリンダブロック 11の内壁面 13aと、シリンダヘッド 12の シリンダブロック 11側の面と、ピストン 14のシリンダヘッド 12側の端面と、吸気バルブ 40のピストン 14側の端面と、排気バルブ 50のピストン 14側の端面とが形成する空間 は、燃焼室 20である。燃焼室 20は、吸気ポート 16および排気ポート 17に連通可能 である。燃焼室 20と吸気ポート 16との連通は、吸気バルブ 40によって開閉される。 燃焼室 20と排気ポート 17との連通は、排気ノ レブ 50によって開閉される。吸気ポー ト 16は、図 1に示すように燃焼室 20とは反対側の端部力インテークマ-ホールド 21 が形成する吸気通路 22に連通している。インテークマ-ホールド 21は、燃焼室 20と は反対側の端部が図示しな ヽ吸気導入部に連通して ヽる。吸気導入部から導入さ れた空気は、例えば図示しないエアクリーナ、スロットルおよびサージタンクを経由し てインテークマ-ホールド 21が形成する吸気通路 22から吸気ポート 16へ供給される

[0037] 本実施形態の場合、図 3に示すように燃焼室 20には、吸気ポート 16および排気ポ ート 17がそれぞれ二本ずつ連通している。すなわち、本実施形態のエンジン 10は、 いわゆる 4バルブエンジンである。なお、エンジン 10の吸気ポート 16および排気ポー ト 17は、それぞれ一本ずつ燃焼室 20へ連通してもよぐそれぞれ三本以上燃焼室 2 0へ連通する構成としてもよい。さらに、例えば燃焼室 20に連通する吸気ポート 16を 三本とし、排気ポート 17を二本とするいわゆる 5バルブエンジンのように、吸気ポート 16と排気ポート 17との本数は異なってもよい。

[0038] シリンダヘッド 12は、図 1に示すように燃焼室 20のほぼ中央部に連通する通孔部 1 2aを有している。通孔部 12aは、シリンダヘッド 12をシリンダ 13の軸方向に貫いてい る。通孔部 12aには、点火装置 60が設置される。点火装置 60は、図示しない点火コ ィルと点火プラグとがー体に構成されている。点火装置 60は、点火プラグ側の端部 が燃焼室 20に露出して 、る。

[0039] シリンダヘッド 12は、図 2に示すように吸気ポート 16の外側から内側へ貫く設置孔 部 24を有している。設置孔部 24は、吸気ポート 16の途中に設置されている。設置孔 部 24には、燃料噴射弁 70が設置されている。燃料噴射弁 70は、設置孔部 24を形 成するシリンダヘッド 12を貫いている。燃料噴射弁 70は、軸方向の一方の端部 70a が吸気ポート 16に露出し、他方の端部が燃料レール 80に接続している。燃料噴射 弁 70は、燃料レール 80とは反対側の端部 70aに噴孔 71を有している。燃料レール 8 0は、例えばシリンダヘッド 12に支持されている。燃料レール 80には、図示しない燃 料タンクから燃料が供給される。燃料噴射弁 70は、燃料レール 80へ供給された燃料 を噴孔 71から吸気ポート 16を流れる吸気へ噴射する。燃料噴射弁 70は、図示しな い ECUカゝら出力される電気信号によって燃料の噴射を断続する。すなわち、燃料噴 射弁 70は、電気的に燃料の噴射を断続する電磁弁である。図 3に示す本実施形態 のように、エンジン 10が二本の吸気ポート 16を有する場合、燃料噴射弁 70は各吸気 ポート 16にそれぞれ設置されている。

[0040] 図 2に示すように、燃料噴射弁 70は燃料レール 80とは反対側の噴孔 71を有する 側の端部 70aが吸気ポート 16の燃焼室 20側へ突出している。吸気ポート 16を形成 するシリンダヘッド 12は、燃焼室 20から遠い側に燃焼室 20と対向する壁面 31を有し ている。この壁面 31からは、吸気バルブ 40の軸部 41が突出している。すなわち、シリ ンダヘッド 12の壁面 31は、吸気ポート 16を形成するとともに、吸気バルブ 40の軸部 41を摺動可能に支持するガイドの燃焼室 20側の端部である。

[0041] ここで、シリンダブロック 11が形成するシリンダ 13の中心軸は Lcと定義し、この中心 軸 Lcから垂直すなわちシリンダ 13の径方向に伸び壁面 31を通る平面は仮想平面を Liと定義する。このとき、燃料噴射弁 70の端部 70aは、仮想平面 Liと重なる位置また は仮想平面 Uよりも燃焼室 20側に突出している。図 1および図 2では、燃料噴射弁 7 0の端部 70aが仮想平面 Uよりも燃焼室 20側へ突出して 、る例を示して 、る。燃料 噴射弁 70の突出量は、図 2の突出量 Dとして示している。

[0042] 燃料噴射弁 70の端部 70aが仮想平面 Liと重なる位置または仮想平面 Uよりも燃焼 室 20側へ突出することにより、燃料噴射弁 70の中心軸 lcの噴孔 71側の延長線上に 位置する吸気ポート 16を形成するシリンダヘッド 12の壁面は、その面積が低減され る。そのため、燃料噴射弁 70の噴孔 71から噴射された燃料は、吸気ポート 16を形成 するシリンダヘッド 12の壁面付着を抑制することができ、燃焼室 20へ流入する。

[0043] 燃料噴射弁 70の噴孔 71から噴射される燃料は、霧状に微粒ィ匕されて ヽる。微粒 化された燃料が吸気ポート 16を形成するシリンダヘッド 12の壁面に付着すると、液 滴状に成長する。成長した燃料の液滴が燃焼室 20に流入すると、微粒化が不十分 なため、燃料の燃焼が不完全になるおそれがある。その結果、排気に含まれる HCの 増大を招いたり、燃焼に寄与しない燃料による燃費の悪ィ匕を招く。

[0044] 一方、第 1実施形態のエンジン 10の場合、燃料噴射弁 70から噴射された燃料は、 吸気ポート 16を形成するシリンダヘッド 12の壁面付着を抑制することができ、燃焼室 20へ流入する。そのため、燃料噴射弁 70から噴射された燃料の微粒ィ匕が妨げられ ることはなく、燃焼室 20には霧状を維持した燃料が流入する。これにより、燃料は燃 焼室 20において十分に燃焼する。したがって、排気中の未燃焼の HCを低減するこ とができるとともに、燃費を向上することができる。

[0045] 本発明の第 2実施形態を図 4 (A)、(B)に示す。なお、第 1実施形態と同一の構成 部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

[0046] 第 2実施形態の場合、燃料噴射弁 70は第 1実施形態と同様に端部 70aが仮想平 面 Liと重なるまたは仮想平面 Uよりも燃焼室 20側に突出している。そして、第 2実施 形態の場合、図 4 (A)、(B)に示すように燃料噴射弁 70は中空の円錐状の燃料噴霧 90を形成する。燃料噴霧 90の形状は、燃料噴射弁 70の噴孔 71の配置を調整する ことにより、容易に設定することができる。第 2実施形態の燃料噴射弁 70から噴射さ れる燃料噴霧 90は、中空の円錐状となる。すなわち、図 4 (B)に示すように燃料噴霧 90を構成する燃料の流量には、燃料噴霧 90の径方向へ分布が生じる。

[0047] 第 2実施形態の場合、燃料噴射弁 70から噴射される燃料噴霧 90の形状を中空に することにより、吸気バルブ 40が吸気ポート 16を開放したとき、燃料噴射弁 70から噴 射される燃料噴霧 90は弁部 42と吸気ポート 16を形成するシリンダヘッド 12の壁面と の間を通過する。これにより、燃料噴射弁 70から噴射された燃料は、シリンダヘッド 1 2の壁面を回避しつつ、かつ吸気バルブ 40の弁部 42の外周側を経由して燃焼室 20 へ流入する。そのため、燃料噴射弁 70から噴射された燃料は、吸気ポート 16を形成 するシリンダヘッド 12の壁面だけでなぐ吸気バルブ 40の弁部 42への付着も抑制し ながら燃焼室 20へ流入する。その結果、燃料噴射弁 70から噴射された燃料の微粒 化が妨げられることはなぐ燃焼室 20には霧状を維持した燃料噴霧 90が流入する。 これにより、燃料は燃焼室 20において十分に燃焼する。したがって、排気中の未燃 焼の HCをより低減することができるとともに、燃費を向上することができる。

[0048] 本発明の第 3実施形態を図 5 (A) - (C)に示す。なお、第 1実施形態と同一の構成 部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

[0049] 第 3実施形態の場合、燃料噴射弁 70は第 1実施形態と同様に端部 70aが仮想平 面 Liと重なるまたは仮想平面 Uよりも燃焼室 20側に突出している。そして、燃料噴射 弁 70は第 2実施形態と同様に中空の燃料噴霧 91を形成する。また、第 3実施形態で は、図 5 (A)に示すように吸気バルブ 40の中心軸 Vcと燃料噴射弁 70の中心軸 Icと が交差している。吸気バルブ 40の弁部 42の断面は、図 5 (B) (図 5 (A)における VB — VB断面)に示すようにほぼ真円形である。一方、吸気バルブ 40の中心軸 Vcと燃 料噴射弁 70の中心軸 Icとが交差している場合、燃料噴射弁 70から噴射された燃料 噴霧 91は吸気バルブ 40と所定の角度を形成して弁部 42に到達する。そのため、燃 料噴射弁 70から噴射された燃料噴霧の断面形状が真円形であると、燃料噴霧の一 部は真円形の弁部 42の外周側を通過することなく弁部 42に付着するおそれがある。

[0050] 第 3実施形態の場合、燃料噴射弁 70は中心軸 Icに垂直な断面、すなわち図 5 (C) に示す VC—VC断面が楕円形状の燃料噴霧 91を形成する。すなわち、燃料噴射弁 70は、楕円錐形状の中空の燃料噴霧 91を形成する。第 2実施形態で説明したように 、燃料噴霧 91の形状は燃料噴射弁 70の噴孔 71の配置を調整することにより、容易 に変更することができる。

[0051] 第 3実施形態の場合、燃料噴射弁 70から噴射される燃料噴霧 91の断面形状を楕 円形とすること〖こより、吸気バルブ 40の中心軸 Vcと燃料噴射弁 70の中心軸 Icとが交 差しているときでも、燃料噴射弁 70から噴射される燃料噴霧 91は弁部 42と吸気ポー ト 16を形成するシリンダヘッド 12の壁面との間を通過する。これにより、燃料噴射弁 7 0から噴射された燃料は、シリンダヘッド 12の壁面を回避しつつ、かつ吸気バルブ 40 の弁部 42を回避して燃焼室 20へ流入する。そのため、燃料噴射弁 70から噴射され た燃料は、吸気ポート 16を形成するシリンダヘッド 12の壁面だけでなぐ吸気バルブ 40の弁部 42への付着も抑制しながら燃焼室 20へ流入する。その結果、燃料噴射弁 70から噴射された燃料の微粒ィ匕が妨げられることはなぐ燃焼室 20には霧状を維持 した燃料が流入する。これにより、燃料は燃焼室 20において十分に燃焼する。したが つて、排気中の未燃焼の HCをより低減することができるとともに、燃費を向上すること ができる。

[0052] 本発明の第 4実施形態を図 6 (A) - (C)に示す。なお、第 1実施形態と同一の構成 部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

[0053] 第 4実施形態の場合、燃料噴射弁 70は第 1実施形態と同様に端部 70aが仮想平 面 Liと重なるまたは仮想平面 Uよりも燃焼室 20側に突出している。そして、第 4実施 形態では、燃料噴射弁 70は中心軸 Icに垂直な断面が略 C字形状の燃料噴霧 92を 形成する。すなわち、燃料噴射弁 70から噴射される燃料噴霧 92は、図 6 (B) (図 6 ( A)における VIB— VIB断面)に示すように中空の楕円錐の周方向の一部が欠けた 形状を有している。図 7に示すように燃料噴射弁 70の噴孔 71を形成する噴孔プレー ト 72には、周方向の一部に噴孔 71が配置されていない。このように、噴孔プレート 72 に配置される噴孔 71の位置を調整することにより、燃料噴射弁 70からは中空の略 C 字形状の燃料噴霧 92が噴射される。

[0054] 第 4実施形態の場合、第 3実施形態と同様に吸気バルブ 40の中心軸 Vcと燃料噴 射弁 70の中心軸 Icとが交差している。そして、図 6 (B)に示すように吸気バルブ 40の 弁部 42の断面はほぼ真円形である。上述のように吸気バルブ 40の中心軸 Vcと燃料 噴射弁 70の中心軸 Icとが交差している場合、燃料噴射弁 70から噴射された燃料噴 霧 92は吸気バルブ 40と所定の角度を形成して弁部 42に到達する。第 3実施形態で 説明したように、燃料噴射弁 70の中心軸 Icの軸に垂直な燃料噴霧 92の断面を楕円 形状とすることにより、弁部 42への燃料の付着は防止される。

[0055] さらに、第 4実施形態では、燃料噴霧 92の断面形状を略 C字形状とすることにより、 燃料噴霧 92は吸気バルブ 40の軸部 41を避けて燃焼室 20へ流入する。すなわち、 吸気バルブ 40の軸部 41は、燃料噴霧 92のうち周方向の一部が切り欠かれた部分 の延長上に位置する。これにより、燃料噴射弁 70から噴射された燃料は、吸気ポート 16を形成するシリンダヘッド 12の壁面、および吸気バルブ 40の弁部 42だけでなぐ 吸気バルブ 40の軸部 41への付着も抑制しながら燃焼室 20へ流入する。その結果、 燃料噴射弁 70から噴射された燃料の微粒ィ匕が妨げられることはなぐ燃焼室 20には 霧状を維持した燃料が流入する。これにより、燃料は燃焼室 20において十分に燃焼 する。したがって、排気中の未燃焼の HCをさらに低減することができるとともに、燃費 を向上することができる。

[0056] 以上説明した複数の実施形態では、各吸気ポート 16にそれぞれ一本の燃料噴射 弁 70を設置する例について説明した。しかし、吸気ポート 16には、それぞれニ本以 上の燃料噴射弁 70を設置してもよ 、。

[0057] また、燃料噴射弁 70の噴孔 71の形成方法は問わな ヽ。例えば、第 4実施形態のよ うに噴孔 71を噴孔プレート 72に形成してもよぐ先端部を構成するノズルに形成して ちょい。

[0058] 以下、本発明の第 5〜第 7の実施形態に係る燃料噴射弁の取付構造および燃料噴 射システムを説明する。

[0059] 第 5〜第 7の実施形態に係る燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムでは 、燃料噴射弁の燃料噴射側の端部の中心は、シリンダの径方向において吸気バル ブの中心軸よりもシリンダの中心軸側に配置される。ここで、燃料噴射弁の燃料噴射 側の端部の中心とは、燃料噴射弁の軸方向にぉ 、て燃料が噴射される側の端部で あって、燃料噴射弁の中心軸と交差する部分をいう。燃料噴射弁を吸気バルブの中 心軸よりもシリンダの中心軸側に配置することにより、燃料噴射弁からはシリンダの中 心軸側へ燃料が噴射される。そのため、分岐ポートを経由して吸気ポートから燃焼室 へ流入する吸気がシリンダを形成する内周壁側へ流れを形成しても、シリンダの中心 軸側に噴射された燃料はシリンダを形成する内周壁側へ運ばれにくくなる。また、燃 料の噴霧がシリンダを形成する内周壁側へ運ばれても、燃料はシリンダの中心軸側 へ噴射されるため、シリンダを形成する内周壁への燃料の付着は低減される。その結 果、燃料噴射弁から噴射された燃料の内周壁への付着は低減される。したがって、 内燃機関から排出される未燃焼の炭化水素を低減することができるとともに、燃費を 向上することができる。

[0060] また、燃料噴射弁の中心軸が吸気バルブの中心軸とほぼ平行である場合には、吸 気バルブの組み付けと燃料噴射弁の組み付けとを同一の方向から行うことができる。 したがって、組み付けを容易にし、加工工数および組み付け工数の増大を抑えること ができる。

[0061] また、燃料噴射弁の中心軸は吸気バルブの中心軸に対しシリンダの径方向内側ま たは外側へ傾いている場合には、分岐ポートから燃焼室までの吸気の流れに応じて 、燃料噴射弁の燃料噴射側の端部は任意の方向へ向けて配置することができる。そ のため、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料のシリンダを形成する内周壁の付着は低減 される。したがって、内燃機関カゝら排出される未燃焼の炭化水素を低減することがで きるとともに、燃費を向上することができる。

[0062] 本発明の第5実施形態による燃料噴射弁の取付構造および燃料噴射システムを適 用したエンジン(内燃機関)を図 8および図 9に示す。エンジン 10は、例えばガソリン を燃料とするガソリンエンジンである。なお、燃料は、ガソリンに限らず、例えばアルコ ールなどであってもよ!/、。

[0063] エンジン 10は、シリンダブロック(ノヽウジング) 11およびシリンダヘッド 12を備えてい る。シリンダブロック 11は、筒状のシリンダ 13を形成している。エンジン 10は、一つま たは複数のシリンダ 13を有している。シリンダ 13は、内側にピストン 14を収容してい る。ピストン 14は、コンロッド 15に支持されてシリンダ 13の軸方向へ往復移動する。

[0064] シリンダヘッド 12は、シリンダブロック 11の一方の端部側に配置されている。シリン ダヘッド 12は、吸気ポート 16と、排気ポート 17とを形成している。吸気ポート 16は、 図 8に示すようにシリンダ 13が二本の分岐ポート 161, 162に分岐している。エンジン 10は、図 9に示すようにシリンダヘッド 12を貫いて分岐ポート 161, 162を開閉する 吸気バルブ 40A、 40Bと、排気ポート 17を開閉する排気バルブ 50とを備えている。

[0065] 吸気ノ レブ 40A、 40Bは、シリンダヘッド 12を貫!ヽて!、る。吸気ノ レブ 40A、 40B は、軸部 41A、 41Bと弁部 42A、 42Bとを有している。軸部 41A、 41Bは、ガスケット 43を挟んでシリンダヘッド 12に摺動可能に支持されている。軸部 41A、 41Bは、軸 方向の一方の端部が弁部 42A、 42Bに接続し、他方の端部がそれぞれタペット 44を 挟んで吸気カム 45に接している。シリンダヘッド 12と各吸気バルブ 40A、 40Bのタぺ ット 44との間には、スプリング(弾性部材) 46が設置されている。スプリング 46は、タぺ ット 44をシリンダヘッド 12から離れる方向へ押し付けている。タペット 44は、吸気バル ブ 40A、 40Bと一体に移動する。

[0066] 排気バルブ 50は、シリンダヘッド 12を貫いている。排気バルブ 50は、軸部 51と軸 部 52とを有している。軸部 51は、ガスケット 53を挟んでシリンダヘッド 12に移動可能 に支持されている。軸部 51は、軸方向の一方の端部が軸部 52に接続し、他方の端 部がタペット 54を挟んで排気カム 55に接している。シリンダヘッド 12とタペット 54との 間には、スプリング 56 (弾性部材)が設置されている。スプリング 56は、タペット 54を シリンダヘッド 12から離れる方向へ押し付けている。タペット 54は、排気バルブ 50と 一体に移動する。

[0067] シリンダ 13を形成しているシリンダブロック 11の内周壁 13aと、シリンダヘッド 12の シリンダブロック 11側の面と、ピストン 14のシリンダヘッド 12側の端面と、吸気バルブ 40A、 40Bのピストン 14側の端面と、排気バルブ 50のピストン 14側の端面とが形成 する空間は、燃焼室 20である。燃焼室 20は、吸気ポート 16および排気ポート 17に 連通可能である。吸気ポート 16は、燃焼室 20とは反対側の端部が図示しないサー ジタンクに連通している。サージタンクは、吸気ポート 16と反対側の端部が図示しな い吸気導入部に連通している。吸気導入部力も導入された空気は、例えば図示しな いエアクリーナ、スロットルおよびサージタンクを経由して吸気ポート 16に流入する。

[0068] シリンダヘッド 12は、燃焼室 20のほぼ中央部に点火装置 60が設置される。点火装 置 60は、シリンダヘッド 12を貫いて設置されている。点火装置 60は、図示しない点 火コイルと点火プラグとがー体に構成されている。点火装置 60は、点火プラグ側の端 部が燃焼室 20に露出している。

[0069] 本実施形態の場合、図 8に示すように燃焼室 20には、吸気ポート 16から分岐した 二本の分岐ポート 161, 162が連通している。また、燃焼室 20には、二本の排気ポ ート 17が連通している。すなわち、本実施形態のエンジン 10は、いわゆる 4バルブェ ンジンである。なお、エンジン 10の分岐ポート 161, 162および排気ポート 17は、そ れぞれ三本以上が燃焼室 20へ連通する構成としてもよい。また、例えば燃焼室 20に 連通する分岐ポートとし、排気ポートを二本とする 、わゆる 5バルブエンジンのように 、分岐ポートと排気ポートとの本数は異なって 、てもよ 、。

[0070] 吸気ポート 16は、サージタンクから燃焼室 20までの間の分岐部 163において二本 の分岐ポート 161, 162に分岐している。これにより、サージタンクから吸気ポート 16 へ流入した吸気は、分岐部 163から二本の分岐ポート 161, 162へ分配される。分岐 ポート 161と分岐ポート 162とは、壁部 164によって仕切られている。

[0071] シリンダヘッド 12には、図 8に示すように燃料噴射弁 70A、 70Bが設置されている。

各分岐ポート 161, 162には、図 8に示すようにそれぞれ一本ずつ燃料噴射弁 70A 、 70Bが設置されている。燃料噴射弁 70A、 70Bは、いずれもシリンダヘッド 12を貫 いている。燃料噴射弁 70A、 70Bは、いずれも軸方向の一方の端部が分岐ポート 16 1, 162に露出し、他方の端部が図示しない燃料レールに接続している。

[0072] 燃料噴射弁 70A、 70Bは、それぞれ燃料レールとは反対側の端部が燃料を噴射 する燃料噴射側の端部である。燃料噴射弁 70A、 70Bは、図 10に示すように燃料噴 射側の端部に噴孔 71を有している。燃料噴射弁 70A、 70Bは、図示しない燃料レー ルへ供給された燃料を噴孔 71からそれぞれ分岐ポート 161, 162を流れる吸気へ噴 射する。

[0073] 第 5実施形態の場合、燃料噴射弁 70A、 70Bは、図示しな ヽコイルへの通電の断 続によって軸方向へ往復移動する電磁弁である。燃料噴射弁 70A、 70Bは、図 10 に示すように内部を軸方向へ移動する-一ドル 73を有している。ニードル 73は、ボ ディ 74に形成された弁座 75に着座、または弁座 75から離座することにより、噴孔 71 力もの燃料の噴射を断続する。第 5実施形態の場合、燃料噴射弁 70A、 70Bは、図 11に示すようにボディ 74の先端に噴孔 71を形成する噴孔プレート 72を備えている。

[0074] 図 8は、図 9に示すエンジン 10を矢印 VIII方向力も見た状態を模式的に示した図 であり、エンジン 10の吸気ポート 16から分岐する各分岐ポート 161, 162と、各分岐 ポート 161, 162に設置された吸気バルブ 40A、 40Bおよび燃料噴射弁 70A、 70B との位置関係を模式的に示す説明図である。上述のようにエンジン 10の燃焼室 20 には、吸気ポート 16から分岐する二本の分岐ポート 161, 162が連通している。各分 岐ポート 161, 162には、それぞれ燃料噴射弁 70A、 70Bが設置されている。吸気 バルブ 40Aは、分岐ポート 161の燃焼室 20側の端部を開閉する。また、吸気バルブ 40Bは、分岐ポート 162の燃焼室 20側の端部を開閉する。シリンダ 13の中心軸 Pc は、燃焼室 20の中心を通っている。

[0075] 第 5実施形態では、分岐ポート 161の燃料噴射弁 70Aは、燃料噴射側の先端部の 中心 C1がシリンダ 13の径方向において吸気バルブ 40Aの中心軸 Pvlよりもシリンダ 13の中心軸 Pc側に設置されている。同様に、分岐ポート 162の燃料噴射弁 70Bは、 燃料噴射側の先端部の中心 C2がシリンダ 13の径方向において吸気バルブ 40Bの 中心軸 Pv2よりもシリンダ 13の中心軸 Pc側に設置されている。

[0076] ここで、燃料噴射弁 70A、 70Bの燃料噴射側の先端部の中心 Cl、 C2とは、図 10 に示すように燃料噴射弁 70A、 70Bの燃料噴射側の端部と燃料噴射弁 70A、 70B の中心軸 Pil、 Pi2とが交差する位置である。第 5実施形態の場合、ボディ 74の先端 には噴孔プレート 72が設置されている。そのため、第 5実施形態の場合、燃料噴射 弁 70A、 70Bの燃料噴射側の先端部の中心 Cl、 C2は、噴孔プレート 72のボディ 74 とは反対側の端面すなわち燃焼室 20側の端面 721と、燃料噴射弁 70A、 70Bの中 心軸 Pil、 Pi2とが交差する点である。

[0077] 吸気ポート 16を流れる吸気は、分岐部 163において分岐ポート 161と分岐ポート 1 62とに分力れて流れる。そのため、吸気ポート 16から各分岐ポート 161, 162へ流入 する吸気は、シリンダ 13の径方向において中心側力も外周側、すなわちシリンダ 13 を形成するシリンダブロック 11の内周壁 13a側へ流れを形成する。そのため、燃料噴 射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70B力も噴射された燃料の噴霧は、矢印 fで示す吸気 の流れに沿って運ばれる。 [0078] 第 5実施形態の場合、燃料噴射弁 70Aの先端部 C1の中心および燃料噴射弁 70 Bの先端部の中心 C2は、それぞれ吸気バルブ 40Aの中心軸 Pvlまたは吸気バルブ 40Bの中心軸 Pv2よりもシリンダ 13の中心軸 Pc側に配置されている。そのため、燃 料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bから噴射された燃料の噴霧は、矢印 fで示す 吸気の流れに運ばれても、分岐ポート 161, 162の中心付近すなわち吸気バルブ 40 A、 40Bの弁部 42、 52の中心付近力も燃焼室 20へ流入する。これにより、吸気ポー ト 16から分岐ポート 161および分岐ポート 162へ吸気の流れが形成される場合でも、 シリンダ 13を形成するシリンダブロック 11の内周壁 13aへの燃料の付着は低減され る。

[0079] シリンダブロック 11の内周壁 13aへの燃料の付着を低減することにより、燃焼に寄 与しない燃料が低減する。そのため、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bから噴 射された燃料の不完全な燃焼が低減される。その結果、エンジン 10外部への未燃焼 の燃料の排出は低減される。したがって、エンジン 10から排出される未燃焼の HCを 低減することができる。また、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bから噴射された 燃料は、液滴となることなく効率よく燃焼する。そのため、エンジン 10に所定の出力を 要求するとき、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bから噴射すべき燃料量は低 減される。したがって、燃費を向上することができる。

[0080] また、第 5実施形態では、燃料噴射弁 70Aの中心軸 Pilと吸気バルブ 40Aの中心 軸 Pvl、および燃料噴射弁 70Bの中心軸 Pi2と吸気バルブ 40Bの中心軸 Pv2とは、 いずれも概ね平行に設置されている。これ〖こより、吸気バルブ 40A、 40Bおよび燃料 噴射弁 70A、 70Bは、いずれも同一の方向力も組み付けられる。したがって、吸気バ ルブ 40A、 40Bおよび燃料噴射弁 70A、 70Bの組み付けを容易にすることができ、 加工工数を低減することができる。

[0081] 本発明の第 6、第 7実施形態によるエンジン 10をそれぞれ図 12または図 13に示す

[0082] 第 6実施形態では、図 12に示すように燃料噴射弁 70Aの中心軸 Pilは、吸気バル ブ 40Aの中心軸 Pvlに対し燃焼室 20側がシリンダ 13の径方向内側へ傾斜して 、る 。また、燃料噴射弁 70Bの中心軸 Pi2は、吸気バルブ 40Bの中心軸 Pv2に対し燃焼 室 20側がシリンダ 13の径方向内側へ傾斜している。一方、燃料噴射弁 70Aの先端 部の中心 C1および燃料噴射弁 70Bの先端部の中心 C2は、吸気バルブ 40Aの中心 軸 Pvlまたは吸気バルブ 40Bの中心軸 Pv2よりもシリンダ 13の中心軸 Pc側に位置し ている。これにより、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bからの燃料は、シリンダ 13の径方向において中心軸 Pc側へ噴射される。そして、噴射された燃料は、吸気ポ ート 16から分岐ポート 161および分岐ポート 162へ流入する吸気の流れによってシリ ンダ 13の径方向外側すなわちシリンダ 13を形成する内周壁 13a側へ運ばれる。

[0083] 第 7実施形態では、図 13に示すように燃料噴射弁 70Aの中心軸 Pilは、吸気バル ブ 40Aの中心軸 Pvlに対し燃焼室 20側がシリンダ 13の径方向外側へ傾斜して 、る 。また、燃料噴射弁 70Bの中心軸 Pi2は、吸気バルブ 40Bの中心軸 Pv2に対し燃焼 室 20側がシリンダ 13の径方向外側へ傾斜している。一方、燃料噴射弁 70Aの先端 部の中心 C1および燃料噴射弁 70Bの先端部の中心 C2は、吸気バルブ 40Aの中心 軸 Pvlまたは吸気バルブ 40Bの中心軸 Pv2よりもシリンダ 13の中心軸 Pc側に位置し ている。これにより、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bから噴射された燃料は、 吸気ポート 16から分岐ポート 161および分岐ポート 162へ流入する吸気の流れによ つてシリンダ 13を形成する内周壁 13a側へ運ばれる。

[0084] 上述のように、第 6実施形態または第 7実施形態では、燃料噴射弁 70Aおよび燃 料噴射弁 70Bの燃料噴射側の先端部の中心 Cl、 C2が吸気バルブ 40Aの中心軸 P vlまたは吸気バルブ 40Bの中心軸 Pv2よりもシリンダ 13の中心軸 Pc側にあれば、燃 料噴射弁 70Aの中心軸 Pilまたは燃料噴射弁 70Bの中心軸 Pi2と吸気バルブ 40A の中心軸 Pvlまたは吸気バルブ 40Bの中心軸 Pv2とが平行でなくてもよい。このよう に、第 6実施形態または第 7実施形態では、燃料噴射弁7 OAまたは燃料噴射弁 70B を吸気バルブ 40Aまたは吸気バルブ 40Bに対し所定の角度を形成して設置すること により、分岐ポート 161および分岐ポート 162を流れる吸気の流れに応じて、所望の 位置に燃料を噴射することができる。これにより、分岐ポート 161および分岐ポート 16 2の吸気の流れに関わらず、燃焼室 20を形成するシリンダ 13の内周壁 13aへの燃料 の付着を低減することができる。

[0085] 以上説明した第 5〜第 7実施形態では、図 11に示すようにボディ 74の先端に噴孔 プレート 72を設置する燃料噴射弁 70A、 70Bを例に説明した。

[0086] これに対し、燃料噴射弁には、図 14に示すようにボディ 74の先端に設置された噴 孔プレート 72の外側を覆うスリーブ 76を備えるものがある。このように、スリーブ 76を 備える燃料噴射弁の場合、燃料噴射側の先端部の中心 Cxは、スリーブ 76の先端部 すなわちスリーブ 76のボディ 74とは反対側の面 761と燃料噴射弁の中心軸 Piとが交 差する点である。

[0087] また、図 15に示すように噴孔プレート 72の一部が燃焼室 20側へ突出する曲面状 に形成されている場合もある。この場合、燃料噴射側の先端部の中心 Cxは、突出す る噴孔プレート 72の先端部 722と燃料噴射弁の中心軸 Piとが交差する点である。

[0088] 図 16に示すように、噴孔プレート 72が燃焼室 20側へ突出する突起状に形成され ている場合、燃料噴射側の先端部の中心 Cxは、突出する噴孔プレート 72の先端部 723と燃料噴射弁の中心軸 Piとが交差する点である。

[0089] 図 17に示すように、ニードル 73の先端がボディ 74の先端面 741から突出している 場合、燃料噴射側の先端部の中心 Cxは、ニードル 73の位置に関係なぐボディ 74 の先端面 741と燃料噴射弁の中心軸 Piとが交差する点である。

[0090] 一方、図 18に示すように、ニードル 73の先端がボディ 74の先端面 741から突出し 、かつその外側をスリーブ 76が覆っている場合もある。この場合、燃料噴射側の先端 部の中心 Cxは、スリーブ 76の先端面 761と燃料噴射弁の中心軸 Piとが交差する点 である。

[0091] 上述のように、燃料噴射弁の先端部の中心 Cxは、燃料噴射弁の先端部の形状に かかわらず、例えばボディ 74やスリーブ 76のように固定された部材のうち最も燃焼室 20側の端面と燃料噴射弁の中心軸 Piとが交差した部分と定義される。

[0092] 以下、本発明の第 8の実施形態に係る燃料噴射システムを説明する。

[0093] 第 8の実施形態に係る燃料噴射システムでは、各分岐ポートに設けられる下流側燃 料噴射弁に加え、分岐部よりも分岐ポートとは反対側、すなわち吸気の流れ方向に ぉ 、て上流側に上流側燃料噴射弁を備えて!/、る。例えば出力が比較的小さ!、場合 のように、要求される燃料の流量が小さいとき、下流側燃料噴射弁から燃料が噴射さ れる。これにより、下流側燃料噴射弁から比較的少量の燃料が各分岐ポートへ噴射 される。したがって、燃料を微粒ィ匕することができる。また、例えば出力が比較的大き い場合のように、要求される燃料の流量が大きくなると、下流側燃料噴射弁に加え上 流側燃料噴射弁から燃料が噴射される。これにより、下流側燃料噴射弁では不足す る燃料が上流側燃料噴射弁から吸気ポートへ噴射される。大きな燃料の流量が要求 されるとき、吸気ポートおよび分岐ポートを流れる吸気の流量は大きい。そのため、分 岐部よりも上流側に設けられる上流側燃料噴射弁カゝら噴射された燃料が分岐ポート を形成する壁面に付着しても、付着した燃料は吸気の流れにより気化する。したがつ て、必要な燃料の流量が確保されるとともに、燃焼室には十分に吸気と混合した燃料 を供給することができる。

[0094] また、制御手段が上流側燃料噴射弁および下流側燃料噴射弁から噴射される燃 料の噴射量を制御する場合には、例えば吸気の流量あるいは要求される出力に応じ て上流側燃料噴射弁および下流側燃料噴射弁からの燃料の噴射量を制御すること ができる。

[0095] また、制御手段が、下流側燃料噴射弁からの燃料の噴射量が不足すると、上流側 燃料噴射弁から燃料を噴射させる場合には、例えば出力が比較的小さい場合のよう に、要求される燃料の流量が小さいとき、下流側燃料噴射弁から燃料が噴射される。 これにより、下流側燃料噴射弁から比較的少量の燃料が各分岐ポートへ噴射される 。そして、例えば出力が比較的大きくなり、要求される燃料の流量が大きくなると、下 流側燃料噴射弁に加え上流側燃料噴射弁から燃料が噴射される。大きな燃料の流 量が要求されるとき、吸気ポートおよび分岐ポートを流れる吸気の流量は大きい。そ のため、分岐部よりも上流側に設けられる上流側燃料噴射弁から噴射された燃料が 分岐ポートを形成する壁面に付着しても、付着した燃料は吸気の流れにより気化する 。したがって、必要な燃料の流量が確保されるとともに、燃焼室には十分に吸気と混 合した燃料を供給することができる。

[0096] また、制御手段が流量検出手段で検出した吸気の流量に応じて上流側燃料噴射 弁および下流側燃料噴射弁からの燃料の噴射量を設定する場合には、吸気の流量 が大きくなると、要求される燃料が増大し、下流側燃料噴射弁からの燃料の噴射だけ では燃料が不足する。そこで、制御手段は、吸気の流量が大きくなると、下流側燃料 噴射弁に加え、上流側燃料噴射弁カゝら燃料を噴射させる。大きな燃料の流量が要求 されるとき、吸気ポートおよび分岐ポートを流れる吸気の流量は大きい。そのため、分 岐部よりも上流側に設けられる上流側燃料噴射弁カゝら噴射された燃料が分岐ポート を形成する壁面に付着しても、付着した燃料は吸気の流れにより気化する。したがつ て、必要な燃料の流量が確保されるとともに、燃焼室には十分に吸気と混合した燃料 を供給することができる。

[0097] 例えばエンジン冷却水の温度が低いとき、吸気ポート壁面温度も低ぐポート壁面 に付着した燃料は気化しにくい。そのため、上流側燃料噴射弁から燃料を噴射する と、分岐部よりも下流側で分岐ポートを形成する壁面に燃料が付着しやすくなる。一 方、エンジン冷却水の温度が高いとき、吸気ポート壁面温度も高ぐポート壁面に付 着した燃料は気化しやすい。そのため、上流側燃料噴射弁から燃料を噴射しても、 分岐部よりも下流側で分岐ポートを形成する壁面に燃料は付着しにくい。制御手段 が、温度検出手段で検出したエンジン冷却水の温度に応じて上流側燃料噴射弁お よび下流側燃料噴射弁力ゝらの燃料の噴射量を設定する場合には、必要な燃料の流 量が確保されるとともに、燃焼室には十分に吸気と混合した燃料を供給することがで きる。

[0098] 本発明の第 8実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンを図 20に示す 。エンジンシステム 1は、エンジン 10、および制御装置 2を備えている。エンジン 10は 、図 21に示すように例えばガソリンを燃料とするガソリンエンジンである。なお、燃料 は、例えばアルコールなどであってもよい。また、エンジン 10は、ガソリンエンジンに 限らず、例えばディーゼルエンジンであってもよ 、。

[0099] エンジン 10は、シリンダブロック 11とシリンダヘッド 12とを備えている。シリンダブ口 ック 11は、筒状のシリンダ 13を形成している。エンジン 10は、一つまたは複数ののシ リンダ (気筒) 13を有している。シリンダ 13は、内側にピストン 14を収容している。ビス トン 14は、コンロッド 15によりシリンダ 13の軸方向へ往復移動する。

[0100] シリンダヘッド 12は、シリンダブロック 11の一方の端部側に配置されている。シリン ダヘッド 12は、吸気ポート 16および排気ポート 17を形成している。エンジン 10は、シ リンダヘッド 12を貫 、て吸気ポート 16を開閉する吸気バルブ 40と、排気ポート 17を 開閉する排気バルブ 50とを備えて 、る。

[0101] 吸気バルブ 40は、シリンダヘッド 12を貫いている。吸気バルブ 40は、軸部 41と弁 部 42とを有している。軸部 41は、ガスケット 43を挟んでシリンダヘッド 12に摺動可能 に支持されている。軸部 41は、軸方向の一方の端部が弁部 42に接続し、他方の端 部がタペット 44を挟んで吸気カム 45に接している。シリンダヘッド 12とタペット 44との 間には、スプリング(弾性部材) 46が設置されている。スプリング 46は、タペット 44を シリンダヘッド 12から離れる方向へ押し付けている。タペット 44は、吸気バルブ 40と 一体に移動する。

[0102] 排気バルブ 50は、シリンダヘッド 12を貫いている。排気バルブ 50は、軸部 51と弁 部 52とを有している。軸部 51は、ガスケット 53を挟んでシリンダヘッド 12に移動可能 に支持されている。軸部 51は、軸方向の一方の端部が弁部 52に接続し、他方の端 部がタペット 54を挟んで排気カム 55に接している。シリンダヘッド 12とタペット 54との 間には、スプリング(弾性部材) 56が設置されている。スプリング 56は、タペット 54を シリンダヘッド 12から離れる方向へ押し付けている。タペット 54は、排気バルブ 50と 一体に移動する。

[0103] シリンダ 13を形成しているシリンダブロック 11の内壁面と、シリンダヘッド 12のシリン ダブロック 11側の面と、ピストン 14のシリンダヘッド 12側の端面と、吸気バルブ 40の ピストン 14側の端面と、排気バルブ 50のピストン 14側の端面とが形成する空間は、 燃焼室 20である。燃焼室 20は、吸気ポート 16および排気ポート 17に連通可能であ る。吸気ポート 16は、図 20に示すように燃焼室 20とは反対側の端部がサージタンク 25に連通している。サージタンク 25は、吸気ポート 16とは反対側の端部が図示しな い吸気導入部に連通している。吸気導入部力も導入された空気は、例えば図示しな いエアクリーナおよびスロットルを経由してサージタンク 25に流入する。サージタンク 25は、吸気導入部から導入された空気を、エンジン 10の各シリンダ 13に連通する吸 気ポート 16へ分配する。

[0104] シリンダヘッド 12は、図 21に示すように燃焼室 20のほぼ中央部に点火装置 60が 設置される。点火装置 60は、シリンダヘッド 12を貫いて設置されている。点火装置 6 0は、図示しない点火コイルと点火プラグとがー体に構成されている。点火装置 60は 、点火プラグ側の端部が燃焼室 20に露出して 、る。

[0105] 第 8実施形態の場合、図 19に示すように燃焼室 20には、吸気ポート 16から分岐し た二本の分岐ポート 161、 162が連通している。また、燃焼室 20には、二本の排気ポ ート 17が連通している。すなわち、第 8実施形態のエンジン 10は、いわゆる 4バルブ エンジンである。なお、エンジン 10の分岐ポート 161、 162および排気ポート 17は、 それぞれ三本以上が燃焼室 20へ連通する構成としてもよい。また、例えば燃焼室 20 に連通する分岐ポートを三本とし、排気ポートを二本とする 、わゆる 5バルブエンジン のように、分岐ポートと排気ポートとの本数は異なってもよ 、。

[0106] 吸気ポート 16は、サージタンク 25から燃焼室 20までの間の分岐部 163において二 本の分岐ポート 161、 162に分岐している。これにより、サージタンク 25から吸気ポー ト 16へ流入した吸気は、分岐部 163から二本の分岐ポート 161、 162へ分配される。 第 8実施形態の場合、二本の分岐ポート 161、 162の内径は概ね同一である。分岐 ポート 161と分岐ポート 162とは、壁部 164によって仕切られている。

[0107] シリンダヘッド 12には、図 21に示すように燃料噴射弁 70A、 70B、 70Cが設置され ている。各分岐ポート 161、 162の途中には、図 19に示すようにそれぞれ一本ずつ 燃料噴射弁 70A、 70Bが設置されている。また、吸気ポート 16の途中には、一本の 燃料噴射弁 70Cが設置されている。これにより、吸気ポート 16および分岐ポート 161 、 162には、計三本の燃料噴射弁が設置されている。燃料噴射弁 70A、 70B、 70C は、いずれもシリンダヘッド 12を貫いている。燃料噴射弁 70A、 70Bは、いずれも軸 方向の一方の端部が分岐ポート 161、 162に露出し、他方の端部が燃料レール 81 に接続している。燃料噴射弁 70Cは、軸方向の一方の端部が吸気ポート 16に露出 し、他方の端部が燃料レール 82に接続している。

[0108] 燃料噴射弁 70A、 70Bは、それぞれ燃料レール 81とは反対側の端部に噴孔 71A 、 71Bを有している。燃料噴射弁 70Cは、燃料レール 82とは反対側の端部に噴孔 7 1Cを有している。燃料レール 81および燃料レール 82は、例えばシリンダヘッド 12に 支持されている。燃料レール 81および燃料レール 82には、図示しない燃料タンクか ら燃料が供給される。燃料噴射弁 70A、 70Bは、燃料レール 81へ供給された燃料を 噴孔 71A、 71B力もそれぞれ分岐ポート 161、 162を流れる吸気へ噴射する。また、 燃料噴射弁 70Cは、燃料レール 82へ供給された燃料を噴孔 71Cから吸気ポート 16 を流れる吸気へ噴射する。

[0109] 第 8実施形態の場合、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bはそれぞれ分岐ポ ート 161、 162に設置され、燃料噴射弁 70Cは吸気ポート 16に設置されている。これ により、燃料噴射弁 70Cの噴孔 71C側の端部は、分岐部 163よりも燃焼室 20とは反 対側、すなわち吸気の流れ方向において上流側に設置されている。これにより、燃料 噴射弁 70Cは、特許請求の範囲における上流側燃料噴射弁である。また、燃料噴射 弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bの噴孔 71A、 71B側の端部は、分岐部 163よりも燃 焼室 20側、すなわち吸気の流れ方向において下流側に設置されている。これにより 、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70Bは、特許請求の範囲における下流側燃料 噴射弁である。

[0110] 燃料噴射弁 70Aの噴孔 711側の端部および燃料噴射弁 70Bの噴孔 721側の端 部は、いずれも分岐部 163よりも燃焼室 20側に設置されている。そして、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70B力も噴射される燃料の噴射角は、各分岐ポート 161、 16 2の内径に応じて設定されている。すなわち、燃料噴射弁 70Aおよび燃料噴射弁 70 Bから噴射された燃料は、分岐ポート 61および分岐ポート 62を形成するシリンダへッ ド 12の内壁に付着しない程度に噴射角が設定されている。そのため、燃料噴射弁 7 OAおよび燃料噴射弁 70Bカゝら噴射された燃料が分岐ポート 61と分岐ポート 62とを 仕切る壁部 164に付着することはな!/、。

[0111] 図 20に示す制御装置(ECU) 2は、例えば CPU、 ROMおよび RAMから構成され るマイクロコンピュータである。制御装置 2は、エンジン 10の燃料噴射弁 70A、 70B および燃料噴射弁 70Cに接続している。制御装置 2は、燃料噴射弁 70A、 70Bおよ び燃料噴射弁 70Cに駆動信号を出力し、燃料噴射弁 70A、 70Bおよび燃料噴射弁 70C力もの燃料噴射のタイミングを制御する。制御装置 2は、図示しないスロットルの 開度を検出するスロットルセンサ 12に接続している。吸気ポート 16および分岐ポート 161、 162における吸気の流量は、図示しないスロットルの開度に相関している。そ のため、制御装置 2は、スロットルセンサ 12によって図示しないスロットルの開度を検 出することにより、吸気ポート 16および分岐ポート 161、 162を流れる吸気の流量を 検出する。したがって、スロットルセンサ 12は、特許請求の範囲における流量検出手 段である。

[0112] 制御装置 2は、燃料噴射弁 70A、 70B、燃料噴射弁 70Cおよびスロットルセンサ 12 だけでなぐ点火装置 60および水温センサ 4に接続している。制御装置 2は、点火装 置 60に駆動信号を出力し、所定の時期に燃焼室 20の混合気に着火する。水温セン サ 4は、図示しないエンジン冷却水の温度を検出する。したがって、水温センサ 4は、 特許請求の範囲における温度検出手段である。

[0113] 制御装置 2は、さらに図示しない回転数センサなどに接続している。図示しない回 転数センサは、エンジン 10の回転数を検出する。制御装置 2は、スロットルセンサ 12 、水温センサ 4、回転数センサなど力もエンジン 10の運転状態および負荷状態を検 出し、燃料噴射弁 70A、 70Bおよび燃料噴射弁 70Cからの燃料の噴射量を設定す る。

[0114] 次に、制御装置による燃料噴射弁 70A、 70Bおよび燃料噴射弁 70Cの作動につ いて説明する。

[0115] 制御装置 2は、吸気の流量に基づいて燃料噴射弁 70A、 70Bおよび燃料噴射弁 7 OCを制御する場合、スロットルセンサ 12から図示しないスロットルの開度を検出する 。上述のようにスロットの開度は、吸気ポート 16および分岐ポート 161、 162における 吸気の流量に相関する。例えば、スロットルがほとんど開いていないとき、すなわちェ ンジン 10がアイドリングのとき、吸気ポート 16および分岐ポート 161、 162における吸 気の流量は最小となる。一方、スロットルの開度が増大し、スロットルが全開となると、 エンジン 10は高出力状態となり、吸気ポート 16および分岐ポート 161、 162における 吸気の流量は増大する。このように、制御装置 2は、スロットルセンサ 12により図示し ないスロットルの開度を検出することにより、吸気ポート 16および分岐ポート 161、 16 2における吸気の流量を検出する。

[0116] 制御装置 2は、検出した吸気の流量カゝら燃料噴射弁 70A、 70Bおよび燃料噴射弁 70C力もの燃料の噴射を制御する。吸気の流量が比較的小さいとき、制御装置 2は 燃料噴射弁 70A、 70Bに駆動信号を出力する。これにより、燃料は、二本の分岐ポ ート 161、 162に設置された燃料噴射弁 70A、 70B力も噴射される。燃料噴射弁 70 A、 70Bカゝら噴射された燃料は、それぞれ分岐ポート 161、 162を流れる吸気に噴射 される。

[0117] 吸気の流量が比較的小さいとき、分岐ポート 161、 162における吸気の流量も小さ い。そのため、燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射量が増大すると、燃料が十 分に吸気と混合されず、噴射した燃料の一部が分岐ポート 161、 162を形成するシリ ンダヘッド 12の内壁に液滴として付着しやすくなる。液滴となって付着した燃料は、 シリンダヘッド 12の内壁に沿って液状のまま燃焼室 20へ流入する。液状の燃料は、 燃焼室 20に吸入された吸気に混合しないため、燃焼室 20における燃焼が不十分と なる。その結果、エンジン 10の出力に寄与せず燃費が悪ィ匕するとともに、排気に含ま れる未燃焼の炭化水素 (HC)が増大する。

[0118] 第 8実施形態の場合、吸気の流量が比較的小さいとき、分岐ポート 161、 162に設 置した燃料噴射弁 70A、 70Bからそれぞれ燃料を噴射する。そのため、燃料噴射弁 70A、 70Bカゝら噴射される燃料の流量を低減することができる。燃料噴射弁 70A、 7 OBから噴射する燃料の流量を低減することにより、燃料噴射弁 70A、 70Bの噴孔 71 A、 71Bを小径ィ匕することができる。燃料噴射弁 70A、 70Bから噴射される燃料の微 粒化は、噴孔 71A、 71Bが小径であるほど促進される。これにより、燃料噴射弁 70A 、 70Bから噴射する燃料の流量を低減し、燃料噴射弁 70A、 70Bの噴孔 71A、 71B を小径ィ匕することにより、燃料噴射弁 70A、 70Bから噴射される燃料は微粒ィ匕が促 進される。その結果、燃料噴射弁 70A、 70B力も分岐ポート 161、 162へ噴射された 燃料は、分岐ポート 161、 162を流れる吸気と十分に混合される。これにより、吸気の 流量が比較的小さいときでも、微粒化された燃料が吸気と十分に混合されるので、燃 焼室 20において燃料は十分に燃焼する。したがって、燃費の悪ィ匕を招くことがなぐ 排気に含まれる HCを低減することができる。

[0119] ところで、吸気の流量が比較的小さいとき、制御装置 2は燃料噴射弁 70Cに駆動信 号を出力しない。これにより、燃料噴射弁 70Cは、吸気ポート 16を流れる吸気に燃料 を噴射しない。吸気の流量が比較的小さいとき、エンジン 10の運転に要求される燃 料は分岐ポート 161、 162に設置された燃料噴射弁 70A、 70Bから噴射される。その ため、エンジン 10に要求される燃料は、燃料噴射弁 70A、 70Bからの噴射によって 十分に供給される。したがって、吸気ポート 16に設置された燃料噴射弁 70C力も燃 料を噴射しなくてもエンジン 10は安定して運転される。

[0120] また、吸気の流量が比較的小さいとき、燃料噴射弁 70Cから燃料を噴射すると、燃 料噴射弁 70Cカゝら噴射された燃料の一部が分岐ポート 161、 162を仕切る壁部 164 に付着するおそれがある。吸気の流量が小さい場合、壁部 164に付着した燃料は液 滴となって壁部 164に沿つて分岐ポート 161、 162を経由して燃焼室 20へ流入する 。液滴状の燃料は、上述のように燃焼が不十分となる。そこで、吸気の流量が比較的 小さいとき、制御装置 2は燃料噴射弁 70Cからの燃料の噴射を停止する。これにより 、壁部 164への燃料の付着および付着した燃料の燃焼室 20への流入は低減される 。したがって、燃費の悪ィ匕を招くことがなぐ排気に含まれる HCを低減することができ る。

[0121] 一方、吸気の流量が比較的大きくなるとき、すなわちエンジン 10に大きな出力が要 求されるとき、制御装置 2は分岐ポート 161、 162に設置された燃料噴射弁 70A、 70 Bに加え、吸気ポート 16に設置された燃料噴射弁 70Cにも駆動信号を出力する。ェ ンジン 10に大きな出力が要求されるとき、吸気の流量が増大し、要求される燃料の 流量も増大する。このとき、分岐ポート 161、 162に設置されている燃料噴射弁 70A 、 70Bから噴射可能な燃料の流量には限りがある。そのため、要求される燃料の流量 に対し燃料噴射弁 70A、 70Bから噴射される燃料では流量が不足する。そこで、制 御装置 2は、燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射量が不足するとき、燃料噴射 弁 70Cに駆動信号を出力する。これにより、燃料噴射弁 70A、 70Bに加え、燃料噴 射弁 70Cから吸気ポート 16を流れる吸気に燃料が噴射される。

[0122] エンジン 10の出力が増大するとき、吸気ポート 16および分岐ポート 161、 162を流 れる吸気の流量は増大する。そのため、燃料噴射弁 70Cカゝら噴射された燃料が分岐 ポート 161、 162を仕切る壁部 164に付着したとしても、付着した燃料は吸気の流れ によって気化する。その結果、気化した燃料は、吸気ポート 16および分岐ポート 161 、 162を流れる吸気と容易に混合される。したがって、燃料の流量を確保しつつ、燃 料と吸気との混合を促進することができる。

[0123] 制御装置 2は、エンジン冷却水の温度に基づいて燃料噴射弁 70A、 70Bおよび燃 料噴射弁 70Cを制御する場合、水温センサ 4から図示しな 、エンジン冷却水の温度 を検出する。制御装置 2は、検出したエンジン冷却水の温度から燃料噴射弁 70A、 7 OBおよび燃料噴射弁 70C力もの燃料の噴射を制御する。エンジン冷却水の温度が 比較的低いとき、制御装置 2は燃料噴射弁 70A、 70Bに駆動信号を出力する。これ により、燃料は、二本の分岐ポート 161、 162に設置された燃料噴射弁 70A、 70Bか ら噴射される。燃料噴射弁 70A、 70Bから噴射された燃料は、それぞれ分岐ポート 1 61、 162を流れる吸気に噴射される。

[0124] エンジン冷却水の温度が比較的低いとき、吸気ポート壁面温度も低ぐポート壁面 に付着した燃料は気化しにくい。そのため、燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴 射量が増大すると、噴射した燃料が吸気と混合されず、噴射した燃料の一部が分岐 ポート 161、 162を形成するシリンダヘッド 12の内壁に液滴として付着しやすくなる。 液滴となって付着した燃料は、シリンダヘッド 12の内壁に沿って液状のまま燃焼室 2 0へ流入する。液状の燃料は、燃焼室 20に吸入された吸気に混合しないため、燃焼 室 20における燃焼が不十分となる。その結果、エンジン 10の出力に寄与せず燃費 が悪ィ匕するとともに、排気に含まれる未燃焼の HCが増大する。

[0125] 第 8実施形態の場合、エンジン冷却水の温度が比較的低いとき、分岐ポート 161、 162に設置した燃料噴射弁 70A、 70Bからそれぞれ燃料を噴射する。そのため、燃 料噴射弁 70A、 70Bカゝら噴射される燃料の流量を低減することができる。燃料噴射 弁 70A、 70B力も噴射する燃料の流量を低減することにより、燃料噴射弁 70A、 70B の各噴孔 71A、 7 IBを小径ィ匕することができる。燃料噴射弁 70A、 70Bから噴射さ れる燃料の微粒ィ匕は、噴孔 71A、 71Bが小径であるほど促進される。これにより、燃 料噴射弁 70A、 70B力 噴射する燃料の流量を低減し、燃料噴射弁 70A、 70Bの 噴孔 71A、 71Bを小径ィ匕することにより、燃料噴射弁 70A、 70Bから噴射される燃料 は微粒ィ匕が促進される。その結果、燃料噴射弁 70A、 70Bから分岐ポート 161、 162 へ噴射された燃料は、分岐ポート 161、 162を流れる吸気と十分に混合される。これ により、エンジン冷却水の温度が比較的低いときでも、微粒化された燃料が吸気と十 分に混合されるので、燃焼室 20において燃料は十分に燃焼する。したがって、燃費 の悪ィ匕を招くことがなぐ排気に含まれる HCを低減することができる。 [0126] ところで、エンジン冷却水の温度が比較的低 、とき、制御装置 2は燃料噴射弁 70C に駆動信号を出力しない。これにより、燃料噴射弁 70Cは、吸気ポート 16を流れる吸 気に燃料を噴射しな 、。エンジン 10の始動直後のようにエンジン 10の温度が低 、と き、エンジン 10へ吸気を供給する吸気系を構成する部材の温度も低い。また、ェン ジン 10の始動直後のようにエンジン 10の温度が低いとき、エンジン 10の回転数およ びエンジン 10の負荷も小さい。そのため、吸気ポート 16に設置された燃料噴射弁 70 Cから燃料を噴射しなくても、エンジン本体は分岐ポート 161、 162に設置された燃 料噴射弁 70A、 70Bカゝら噴射される燃料によって安定して運転される。

[0127] また、エンジン 10の始動直後だけでなくエンジン冷却水の温度が低 、とき、燃料噴 射弁 70Cから燃料を噴射すると、燃料噴射弁 70Cから噴射された燃料の一部が分 岐ポート 161、 162を仕切る壁部 164に付着するおそれがある。エンジン冷却水の温 度が低 、場合、壁部 164に付着した燃料は液滴となって壁部 164に沿って分岐ポー ト 161、 162を経由して燃焼室 20へ流入する。液滴状の燃料は、上述のように燃焼 が不十分となる。そこで、エンジン冷却水の温度が低いとき、制御装置 2は燃料噴射 弁 70C力もの燃料の噴射を停止する。これにより、壁部 164への燃料の付着および 付着した燃料の燃焼室 20への流入は低減される。したがって、燃費の悪化を招くこと がなぐ排気に含まれる HCを低減することができる。

[0128] 一方、エンジン 10の出力が大きくなり、エンジン 10の温度が上昇すると、吸気系の 温度も上昇し、エンジン冷却水の温度も上昇する。エンジン 10の出力が上昇すると、 エンジン 10に要求される燃料の流量が増大する。そこで、制御装置 2は、分岐ポート 161、 162に設置された燃料噴射弁 70A、 70Bに加え、吸気ポート 16に設置された 燃料噴射弁 70Cにも駆動信号を出力する。

[0129] 分岐ポート 161、 162に設置されている燃料噴射弁 70A、 70Bは噴射可能な燃料 の流量に限りがある。そのため、エンジン 10が要求する燃料の流量が増大すると、燃 料噴射弁 70A、 70Bから噴射される燃料だけでは燃料が不足する。そこで、制御装 置 2は、エンジン冷却水の温度が高ぐスロットルの開度力 検出した吸気の流量に 対し燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射量が不足するとき、燃料噴射弁 70Cに 駆動信号を出力する。これにより、燃料噴射弁 70A、 70Bに加え、燃料噴射弁 70C カゝら吸気ポート 16を流れる吸気に燃料が噴射される。

[0130] エンジン冷却水の温度が高いとき、吸気ポート壁面温度も高くなるため、燃料噴射 弁 70Cカゝら噴射された燃料が分岐ポート 161、 162を仕切る壁部 164に付着したとし ても、付着した燃料は気化する。その結果、気化した燃料は、吸気ポート 16および分 岐ポート 161、 162を流れる吸気と容易に混合される。したがって、燃料の流量を確 保しつつ、燃料と吸気との混合を促進することができる。

[0131] なお、上記の第 8実施形態では、吸気の流量による燃料噴射弁 70A、 70Bおよび 燃料噴射弁 70Cの制御と、エンジン冷却水の温度による燃料噴射弁 70A、 70Bおよ び燃料噴射弁 70Cの制御とを個別に説明した。しかし、吸気の流量およびエンジン 冷却水の温度を組み合わせて燃料噴射弁 70A、 70Bおよび燃料噴射弁 70Cからの 燃料の噴射を制御してもよい。また、燃料噴射弁 70Cから燃料を噴射するカゝ否かを 決定する吸気の流量およびエンジン冷却水の温度は、例えばエンジン 10の性能、 燃料噴射弁 70A、 70Bおよび燃料噴射弁 70Cから噴射される燃料の流量などに応 じて任意に決定することができる。

[0132] さらに、上記の第 8実施形態では、分岐ポート 161、 162に設置された燃料噴射弁 70A、 70B力 の燃料の噴射量が不足するとき、吸気ポート 16に設置された燃料噴 射弁 70Cから燃料を噴射する構成について説明した。しかし、吸気の流量が大きい とき、あるいはエンジン冷却水の温度が高いとき、吸気ポート 16に設置された燃料噴 射弁 70Cカゝらのみ燃料を噴射し、分岐ポート 61、 61に設置された燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射を停止してもよい。すなわち、吸気ポート 16に設置された燃 料噴射弁 70Cによる燃料の噴射量は、分岐ポート 161、 162に設置された燃料噴射 弁 70A、 70Bによる燃料の噴射量の総和よりも大きく設定してもよ 、。

[0133] 上述のように、本発明の第 8実施形態では、吸気の流量が小さいとき、あるいはェン ジン冷却水の温度が低 、ときなど、吸気と燃料との混合が不十分になりやす 、とき、 分岐ポート 161、 162にそれぞれ設置された燃料噴射弁 70A、 70B力も少量の燃料 を噴射する。燃料噴射弁 70A、 70Bから少量の燃料を噴射する場合、噴孔 71A、 71 Bが小径化され、燃料の微粒ィ匕が促進される。そのため、吸気の流量が小さいとき、 あるいはエンジン冷却水の温度が低いときでも、分岐ポート 161、 162を流れる吸気 と燃料とが十分に混合される。したがって、燃焼室 20では十分に燃料が燃焼し、燃 費の悪ィ匕を招かず、排気に含まれる HCを低減することができる。

[0134] 一方、吸気の流量が大きいとき、あるいはエンジン冷却水の温度が高いときなど、 エンジン 10が要求する燃料の流量が大きいとき、吸気ポート 16に設置された燃料噴 射弁 70Cから燃料を噴射する。そのため、分岐ポート 161、 162に設置された燃料噴 射弁 70A、 70B力も噴射される燃料だけでは不足するときでも、燃焼室 20には十分 な燃料が供給される。また、吸気の流量が大きいとき、あるいはエンジン冷却水の温 度が高いとき、吸気ポート壁面温度も高ぐ分岐ポート 161、 162の分岐部 163よりも 上流側の燃料噴射弁 70Cカゝら燃料を噴射し、噴射した燃料が壁部 164に付着しても 、付着した燃料はポート壁面温度が高いため気化する。したがって、燃焼室 20には 燃料と吸気とが十分に混合された燃料が流入し、燃料の流量の確保と燃料の十分な 燃焼とを両立して達成することができる。

[0135] 以上説明した本発明の第 8実施形態では、スロットルセンサ 12によるスロットルの開 度から吸気の流量を検出する例について説明した。しかし、例えばアクセルの開度か ら吸気の流量を検出してもよい。また、吸気ポート 16または分岐ポート 161、 162に 流量センサを設置し、流量センサによって吸気の流量を検出してもよい。

[0136] 以下、本発明の第 9〜16の実施形態に係る燃料噴射システムを説明する。

[0137] 第 9〜16の実施形態に係る燃料噴射システムでは、燃料噴射弁は燃焼室に連通 する二本以上の吸気ポートにそれぞれ設けられている。そのため、燃料噴射弁から は、各吸気ポートへそれぞれ燃料が噴射される。噴射量制御手段は、各吸気ポート へ燃料を噴射する各燃料噴射弁力ゝらの燃料の噴射量を、燃料噴射弁ごとに制御す る。これにより、例えばある吸気バルブが吸気ポートと燃焼室との間を閉塞していると き、閉塞された吸気ポートに設けられた燃料噴射弁は燃料を噴射しな ヽと ヽつた燃 料噴射制御が可能となる。このように、各吸気ポートにそれぞれ設けられた燃料噴射 弁からの燃料噴射量をそれぞれ独立制御することができるので、燃料噴射弁から噴 射された燃料が吸気ポート内にとどまることを抑制し、エンジンの燃費の悪化、および エンジン力も排出される未燃焼の HCを低減することができる。

[0138] また、噴射量制御手段が各吸気ポートの吸気の流量に応じて各燃料噴射弁からの 燃料の噴射量を制御して 、る場合には、例えば一つの吸気バルブが吸気ポートと燃 焼室との間を閉塞し、この吸気ポートに吸気が流れないときに、この吸気ポートへの 燃料噴射を停止させるといった制御が可能となる。このように、各吸気ポートにおける 吸気の流量に応じた燃料噴射制御ができるので、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料が 吸気ポート内にとどまることをより効果的に抑制できる。

[0139] また、噴射量制御手段が各吸気バルブのリフト量に応じて各燃料噴射弁力 の燃 料の噴射量を制御している場合には、吸気バルブのリフト量が小さいとき、その吸気 バルブによって開閉される吸気ポートにおける吸気の流量は小さくなる。そして、吸 気バルブのリフト量が大きくなるにしたがって、吸気ポートにおける吸気の流量は増 大する。一方、吸気バルブのリフト量が 0、すなわち吸気バルブが吸気ポートを閉塞 しているとき、その吸気ポートには吸気が流れない。このように、吸気バルブのリフト量 とその吸気バルブによって開閉される吸気ポートの吸気の流量とは相関している。そ のため、吸気バルブのリフト量に応じて燃料噴射弁からの燃料の噴射量を制御する ことにより、各吸気ポートにおける吸気の流量に応じた燃料を噴射することができる。 その結果、吸気ポートの内部に燃料がとどまることを抑制できる。

[0140] エンジンの負荷が小さいとき、エンジンに吸入される吸気の流量、すなわち必要とさ れる空気量は小さくなる。そのため、従来、一つの燃料室に連通する複数の吸気ポ ートをエンジンの場合、いずれかの吸気バルブを閉鎖し、他の吸気バルブのみを開く 制御が実施されている。このように、吸気バルブの開閉に偏りを持たせることにより、 燃焼室内に流入する燃料の流れにも偏りを形成し、混合気の形成が促進される。そ の結果、燃焼室における燃焼状態が向上し、燃費の向上および排出 HCの低減を図 ることができる。しかし、従来の場合、一本の燃料噴射弁から二つ以上の吸気ポート へ燃料を噴射するため、吸気バルブが閉じている吸気ポート側にも燃料の噴霧が流 入する。そのため、噴射された燃料の一部は、閉じている吸気ポート内にとどまる。吸 気ポート内の燃料は、運転状態の変化によって吸気バルブが開放されると、液状の まま燃料室へ流入する。その結果、液状の燃料は燃焼が不完全となり、未燃焼の H Cが増加すると 、う問題がある。

[0141] そこで、吸気バルブのリフト量が所定値以下となると、その吸気ポートの燃料噴射弁 力 の燃料の噴射を停止させることにより、吸気ポートが吸気バルブによって閉鎖さ れているとき、あるいは吸気バルブのリフト量が小さいとき、その吸気ポートに設けら れた燃料噴射弁力ゝらは燃料が噴射されない。その結果、吸気ポートの内部にとどまる 燃料が低減される。したがって、未燃焼の HCが低減し、燃費を向上することができる

[0142] また、二本以上の吸気ポートにそれぞれ設けられる燃料噴射弁がそれぞれ特性に 応じて制御される場合には、簡単な制御で各吸気ポートへ適切な量の燃料が噴射さ れ、吸気ポートの内部に燃料がとどまることを抑制できる。したがって、エンジンの燃 費の悪化、およびエンジン力も排出される未燃焼の HCを低減することができる。

[0143] 従来、エンジンの始動時などのように、エンジン始動からの期間が短かったり、ェン ジンの温度が低いとき、吸気バルブが吸気ポートを開く前に燃料噴射弁から燃料が 噴射される。このように吸気ポートが開く前に燃料噴射弁から燃料を噴射し、噴射さ れる燃料の微粒ィ匕の促進、および燃料の気化の促進を図ることにより、エンジン始動 における未燃焼の HC排出が低減される。一方、例えばスロットルの開度が大きい (W OT:Wide Open Throttle)ときなどエンジンの負荷が大きな場合、吸気バルブが吸気 ポートを開いているときに燃料噴射弁力も燃料が噴射される。これにより、噴射された 燃料の気化潜熱によって燃焼室内の空気が冷却され、燃焼室内の空気密度が低減 するため、エンジン出力が向上する。この場合、吸気バルブが吸気ポートを開いてい る期間は短 ヽため、トルクを向上するためには単位時間当たりの燃料の噴射量を大 きくする必要がある。しかし、単位時間当たりの燃料の噴射量を大きくすると、噴射さ れる燃料の微粒ィ匕が阻害される。その結果、始動時の排出 HCの低減と、高負荷時 の出力向上との両立は困難である。

[0144] そこで、二本以上の燃料噴射弁はそれぞれ単位時間当たりの燃料の噴射量および 噴射期間が異ならしめることにより、例えばエンジン始動直後などの場合、単位時間 当たりの燃料の噴射量力 、さな燃料噴射弁カゝら燃料を噴射する。例えばエンジン始 動直後などの場合、吸気バルブが吸気ポートを開くまでの間に燃料噴射弁から燃料 が噴射される。そのため、吸気バルブが吸気ポートを開くまでの期間は、比較的時間 的な長さが長くなる。その結果、単位時間当たりの燃料の噴射量が小さな燃料噴射 弁カゝら比較的長期間燃料が噴射される。これにより、燃料の微粒ィ匕を促進しつつ、必 要な燃料量が確保される。一方、例えば WOT状態などエンジンの負荷が大きい場 合、単位時間当たりの燃料の噴射量が大きな燃料噴射弁カゝら燃料を噴射する。例え ばエンジンの負荷が大き 、場合、吸気バルブが吸気ポートを開 、て 、る間に燃料噴 射弁から燃料が噴射される。そのため、吸気バルブが吸気ポートを開いている間、す なわち燃料噴射弁力もの燃料の噴射期間は、比較的時間的長さが短くなる。その結 果、単位時間当たりの燃料の噴射量が大きな燃料噴射弁カゝら比較的短期間燃料が 噴射される。これにより、燃焼室に燃料噴射弁カゝら噴射された燃料が直接流入し、燃 焼室の温度を低下させる。また、単位時間当たりの噴射量を大きくすることにより、必 要な燃料量が確保される。したがって、例えばエンジン始動の HCの低減と、高負荷 時の出力向上とを両立することができる。

[0145] 従来、二つ以上の吸気バルブを有するエンジンの場合、エンジンの負荷が小さい 条件では、吸気バルブを閉じた後に、少なくとも一つの吸気バルブを再度開閉させ て、少量の空気を燃焼室へ供給するものがある。これにより、燃焼室内における空気 流動を強め、燃焼室の燃焼を改善し、燃費の向上を図っている。しかし、少なくとも一 つの吸気バルブを開閉させる場合、一本の燃料噴射弁から燃料を噴射すると、閉じ ている吸気バルブ側にも燃料が流入する。そのため、閉じている吸気バルブ側の吸 気ポートの内部に燃料がとどまり、とどまった燃料は吸気バルブが開くと液状のまま燃 焼室へ流入する。その結果、燃焼室では十分に燃料の燃焼が行われず、未燃焼の HCの排出を招くおそれがある。

[0146] そこで、二本以上の燃料噴射弁ごとに単位時間当たりの燃料噴射回数を制御して いる場合には、吸気ポート、特に吸気バルブが閉じられている側にとどまる燃料が低 減される。したがって、燃費の向上および排出される HCの低減を図ることができる。

[0147] また、二本以上の吸気ポートはそれぞれ内径が異なり、燃料噴射弁の燃料の噴射 角は、各吸気ポートの内径に応じて設定されている場合、すなわち、吸気ポートの内 径が小さいとき、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射角は小さぐ吸気ポートの内 径が大き!/ヽとき、燃料噴射弁カゝら噴射される燃料の噴射角は大きく設定されて ヽる場 合には、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料の各吸気ポートを形成する壁面への付着を 抑制できる。例えば、燃料噴射弁カゝら噴射された燃料が吸気ポートを形成する壁面 に付着すると、付着した燃料は液滴となって燃焼室へ流入する。液滴となって燃焼室 へ流入した燃料は、燃焼に寄与せず、未燃焼のままエンジン力 排出される。本側 面に係る燃料噴射システムでは、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射角を吸気ポ ートの内径に応じて設定することにより、吸気ポートを形成する壁面への燃料の付着 が低減される。そのため、液滴状の燃料が燃焼室へ流入することは低減される。した がって、エンジンの燃費の悪化、およびエンジン力も排出される未燃焼の HCを低減 することができる。また、本燃料噴射システムでは、二本以上の燃料噴射弁は、燃料 の噴射角が異なっている。そして、第一の燃料噴射弁の燃料の噴射角は、吸気ポー トの内径に応じて設定されており、第二の燃料噴射弁の燃料の噴射角は、第一の燃 料噴射弁の燃料の噴射角よりも広角に設定されている。そして、前記吸気バルブの 閉弁時に噴射する場合には第一の燃料噴射弁力ゝらの噴射量が第二の燃料噴射弁 からの噴射量よりも多くなるよう制御され、吸気バルブの開弁時に噴射する場合には 第二の燃料噴射弁からの噴射量が第一の燃料噴射弁からの噴射量よりも多くなるよ う制御される。これにより、エンジンの燃費の悪化、およびエンジン力も排出される未 燃焼の HCを低減することができ、しかも例えばエンジン負荷が大きい場合における 吸気バルブ開弁時での噴射の際には、出力を向上させることもできる。

また、燃料噴射弁が燃焼室に連通する二本以上の吸気ポートにそれぞれ設けられ ている場合には、燃料噴射弁からは、各吸気ポートへそれぞれ燃料が噴射される。 噴射時期制御手段は、各吸気ポートへ燃料を噴射する各燃料噴射弁からの燃料の 噴射時期を、燃料噴射弁ごとに制御する。これにより、例えば複数の燃料噴射弁力も の燃料の噴射時期をずらすことにより、燃焼室に吸入される吸気に燃料濃度の偏りを 形成したり、又はそれを解消させたりできる。例えば、早期に噴射した燃料によって、 点火装置の近傍に濃い噴霧が形成され、混合気の着火性を高め、排出される未燃 焼の HCを低減することができ、また開弁時間が長いエンジン運転条件において、短 時間に燃料を噴射し切ると、空気のみがシリンダへ流入する時間が増力 tlし均質な混 合気が形成できないが、噴射期間をずらす事により、空気と燃料の割合をより均質に する事ができ出力を向上できる。 [0149] また、吸気バルブの開閉時期に応じて燃料噴射弁による燃料の噴射時期が制御さ れる場合には、吸気バルブの開閉にともなって燃焼室に形成される吸気の流れに応 じて、燃焼室の内部において適切な燃料の噴霧が形成される。したがって、混合気 の着火性を高め、排出される未燃焼の HCを低減することができる。

[0150] また、燃料噴射弁は早期噴射燃料噴射弁と後期噴射燃料噴射弁とから構成され、 噴射時期制御手段は、早期噴射燃料噴射弁力ゝらの燃料の噴射時期を吸気バルブが リフトする前に設定している場合には、早期噴射燃料噴射弁カゝら噴射された燃料は、 吸気バルブのリフトによって燃焼室へ吸気とともに吸入される。このとき、後期噴射燃 料噴射弁からは、まだ燃料が噴射されない。そのため、燃焼室の内部では、噴射さ れる燃料の圧力差にともなう吸気の圧力差によってスワール流が形成される。その結 果、例えば点火装置の近傍に燃料の濃度の高い噴霧が形成される。そして、早期噴 射燃料噴射弁からの燃料の噴射が開始された後、噴射時期制御手段は後期噴射燃 料噴射弁からの燃料の噴射を開始する。そのため、エンジンの出力の確保に必要な 燃料量は、各燃料噴射弁カゝら噴射される燃料によって確保される。したがって、特に エンジンのアイドル状態など燃焼室に吸入される吸気の量が少な 、ときでも、少な ヽ 燃料で安定した燃焼を確保することができ、燃費の向上および排出される未燃焼の HCの低減を図ることができる。

[0151] 本発明の第 9実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンシステムを図 23 に示す。エンジンシステム 1は、エンジン 10、および燃料噴射システムの制御装置( 制御手段) 2を備えている。エンジン 10は、図 24に示すように例えばガソリンを燃料と するガソリンエンジンである。なお、燃料は、例えばアルコールなどであってもよい。

[0152] エンジン 10は、シリンダブロック 11とシリンダヘッド 12とを備えている。シリンダブ口 ック 11は、筒状のシリンダ 13を形成している。エンジン 10は、一つまたは複数のシリ ンダ 13を有している。シリンダ 13は、内側にピストン 14を収容している。ピストン 14は 、コンロッド 15によりシリンダ 13の軸方向へ往復移動する。

[0153] シリンダヘッド 12は、シリンダブロック 11の一方の端部側に配置されている。シリン ダヘッド 12は、吸気ポート 16および排気ポート 17を形成している。エンジン 10は、シ リンダヘッド 12を貫 、て吸気ポート 16を開閉する吸気バルブ 40と、排気ポート 17を 開閉する排気バルブ 50とを備えて 、る。

[0154] 吸気バルブ 40は、シリンダヘッド 12を貫いている。吸気バルブ 40は、軸部 41と弁 部 42とを有している。軸部 41は、ガスケット 43を挟んでシリンダヘッド 12に摺動可能 に支持されている。軸部 41は、軸方向の一方の端部が弁部 42に接続し、他方の端 部がタペット 44を挟んで吸気カム 45に接している。弁部 42は、吸気ポート 16の端部 を開閉する。シリンダヘッド 12とタペット 44との間には、スプリング (弾性部材) 46が設 置されている。スプリング 46は、タペット 44をシリンダヘッド 12から離れる方向へ押し 付けている。タペット 44は、吸気バルブ 40と一体に移動する。そのため、スプリング 4 6は、吸気バルブ 40が吸気ポート 16を閉塞する方向へ押し付けている。

[0155] 排気バルブ 50は、シリンダヘッド 12を貫いている。排気バルブ 50は、軸部 51と弁 部 52とを有している。軸部 51は、ガスケット 53を挟んでシリンダヘッド 12に摺動可能 に支持されている。軸部 51は、軸方向の一方の端部が弁部 52に接続し、他方の端 部がタペット 54を挟んで排気カム 55に接している。弁部 52は、排気ポート 17の端部 を開閉する。シリンダヘッド 12とタペット 54との間には、スプリング (弾性部材) 56が設 置されている。スプリング 56は、タペット 54をシリンダヘッド 12から離れる方向へ押し 付けている。タペット 54は、排気バルブ 50と一体に移動する。そのため、スプリング 5 6は、排気バルブ 50が排気ポート 17を閉塞する方向へ押し付けている。

[0156] シリンダ 13を形成しているシリンダブロック 11の内壁面と、シリンダヘッド 12のシリン ダブロック 11側の面と、ピストン 14のシリンダヘッド 12側の端面と、吸気バルブ 40の ピストン 14側の端面と、排気バルブ 50のピストン 14側の端面とが形成する空間は、 燃焼室 20である。燃焼室 20は、吸気ポート 16および排気ポート 17に連通可能であ る。燃焼室 20と吸気ポート 16との連通は、吸気バルブ 40によって開閉される。燃焼 室 20と排気ポート 17との連通は、排気ノ レブ 50によって開閉される。吸気ポート 16 は、燃焼室 20とは反対側の端部がインテークマ-ホールド 21が形成する吸気通路 2 2に連通している。インテークマ-ホールド 21は、燃焼室 20とは反対側の端部が図 示しない吸気導入部に連通している。吸気導入部力も導入された空気は、例えば図 示しないエアクリーナ、スロットルおよびサージタンクを経由してインテークマ-ホール ド 21が形成する吸気通路 22から吸気ポート 16へ供給される。 [0157] 第 9実施形態の場合、図 22 (A)に示すように燃焼室 20には、吸気ポート 16および 排気ポート 17がそれぞれ二本ずつ連通している。すなわち、第 9実施形態のェンジ ン 10は、いわゆる 4バルブエンジンである。なお、エンジン 10の吸気ポート 16および 排気ポート 17は、それぞれ三本以上が燃焼室 20へ連通する構成としてもよい。また 、例えば燃焼室 20に連通する吸気ポート 16を三本とし、排気ポート 17を二本とする いわゆるバルブエンジンのように、吸気ポート 16と排気ポート 17との本数は異なって ちょい。

[0158] シリンダヘッド 12は、図 24に示すように燃焼室 20のほぼ中央部に点火装置 60が 設置される。点火装置 60は、シリンダヘッド 12を貫いて設置されている。点火装置 6 0は、図示しない点火コイルと点火プラグとがー体に構成されている。点火装置 60は 、点火プラグ側の端部が燃焼室 20に露出して 、る。

[0159] シリンダヘッド 12には、図 22 (A)および図 24に示すように吸気ポート 16の途中に 燃料噴射弁 70A、 70Bが設置されている。燃料噴射弁 70A、 70Bは、図 24に示すよ うにシリンダヘッド 12を貫いている。燃料噴射弁 70A、 70Bは、軸方向の一方の端部 が吸気ポート 16に露出し、他方の端部が燃料レール 80に接続している。燃料噴射 弁 70A、 70Bは、それぞれ燃料レール 80とは反対側の端部に噴孔 71A、 71Bを有 している。燃料レール 80は、例えばシリンダヘッド 12に支持されている。燃料レール 80〖こは、図示しない燃料タンク力も燃料が供給される。燃料噴射弁 70A、 70Bは、 燃料レール 80へ供給された燃料を噴孔 71 A、 71Bから吸気ポート 16を流れる吸気 へ噴射する。

[0160] 第 9実施形態の場合、燃焼室 20に連通する吸気ポート 16は、図 22 (A)に示すよう に二本の吸気ポート 161および吸気ポート 162に分岐している。燃料噴射弁 70A、 7 OBは、二本の吸気ポート 161、 162にそれぞれ一本ずつ設置されている。すなわち 、燃料噴射弁 70A、 70Bは、噴孔 71A、 71B側の端部が二本の吸気ポート 161、 16 2の分岐部 163よりも燃焼室 20側に配置されている。その結果、燃料噴射弁 61およ び燃料噴射弁 62から噴射された燃料が吸気ポート 161と吸気ポート 162との間の壁 部 164に付着することを抑制できる。第 9実施形態の場合、燃料噴射弁 61の単位時 間当たりの燃料の噴射量 Q1と、燃料噴射弁 62の単位時間当たりの燃料の噴射量 Q 2とは、ほぼ同一である。

[0161] 図 23に示す制御装置(ECU) 2は、例えば CPU、 ROMおよび RAMから構成され るマイクロコンピュータである。制御装置 2は、エンジン 10の各燃料噴射弁 70A、 70 Bに接続している。制御装置 2は、各燃料噴射弁 70A、 70Bに駆動信号を出力し、各 燃料噴射弁 70A、 70B力もの燃料噴射のタイミングを制御する。制御装置 2は、吸気 バルブ 40のリフト量を検出するリフトセンサ 6に接続している。第 9実施形態のように、 一つの燃焼室 20に二本の吸気ポート 161、 162が連通している場合、リフトセンサ 6 は各吸気ポート 161、 162を開閉する各吸気バルブ 40に設置されている。これにより 、制御装置 2は、各吸気バルブ 40のリフト量を検出する。

[0162] 制御装置 2は、燃料噴射弁 70A、 70Bおよび吸気バルブ 40のリフトセンサ 6だけで なぐ点火装置 60、ならびに例えば回転数センサ 5、スロットルセンサ 3および水温セ ンサ 4などに接続している。制御装置 2は、点火装置 60に駆動信号を出力し、所定の 時期に燃焼室 20の混合気に着火する。回転数センサ 5は、エンジン 10の回転数を 検出する。スロットルセンサ 3は、図示しないスロットルの開度を検出する。また、水温 センサ 4は、エンジン 10の冷却水の温度を検出する。制御装置 2は、これらの回転数 センサ 5、スロットルセンサ 3および水温センサ 4などからエンジン 10の運転状態およ び負荷状態を検出し、燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射量を設定する。

[0163] エンジンシステム 1が例えば図示しないバルブリフト量可変装置あるいはバルブタイ ミング可変装置などを備えている場合、エンジン 10の回転数あるいは負荷に応じて 吸気バルブ 40のリフト量は変化する。また、エンジン 10の回転数あるいは負荷によつ ては、複数の吸気ノ レブ 40のうちのいずれかを駆動しない場合もある。このように、 吸気バルブ 40のリフト量が変化すると、吸気バルブ 40のリフト量によって吸気ポート 161、 162における吸気の流量は変化する。そこで、制御装置 2は、吸気バルブ 40 のリフト量を検出することにより、吸気ポート 161、 162を流れる吸気の流量を検出す る。例えば、吸気バルブ 40が吸気ポート 161、 162を閉塞しているとき、吸気ポート 1 61、 162には吸気の流れが生じない。一方、吸気バルブ 40のリフト量が大きくなるに したがって、吸気ポート 161、 162を流れる吸気の流量は増大する。

[0164] 吸気ポート 161、 162に吸気の流れが生じていないとき、吸気バルブ 40は吸気ポ ート 161、 162を閉塞している。そのため、燃料噴射弁 70A、 70Bから燃料を噴射す ると、噴射された燃料は吸気バルブ 40の燃焼室 20とは反対側すなわち吸気ポート 1 61、 162の内部にとどまる。また、例えば各吸気バルブ 40の開度が異なり、吸気ポー ト 161の吸気の流量に比較して吸気ポート 162の吸気の流量が小さいとき、吸気ポ ート 162の燃料噴射弁 62から吸気ポート 161の燃料噴射弁 61と同一の流量の燃料 を噴射すると、吸気ポート 162の吸気の流量に対し噴射される燃料が過剰となる。過 剰な燃料は、一部が液滴となって吸気ポート 162の内部にとどまる。

[0165] 吸気ポート 162の内部にとどまった燃料は、エンジン 10の回転数あるいは負荷の 変化によって、吸気ポート 162の吸気バルブ 40が開弁すると、液状のまま燃焼室 20 へ流入する。液状の燃料は、微粒ィ匕が不十分なため、燃焼が不十分となる。燃焼が 不十分な燃料は、エンジン 10の出力に寄与しない。その結果、エンジン 10から排出 される未燃焼の HCが増加するとともに、エンジン 10の燃費の低下を招く。

[0166] 第 9実施形態の場合、制御装置 2は、吸気バルブ 40のリフト量を検出している。そし て、制御装置 2は、検出した吸気ノ レブ 40のリフト量に応じて各燃料噴射弁 70A、 7 OBからの燃料の噴射量を設定している。制御装置 2は、吸気ポート 161、 162を開閉 する吸気バルブ 40のリフト量が小さぐ吸気ポート 161、 162を流れる吸気の流量が 小さいとき、燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射量を低減する。一方、制御装 置 2は、吸気ポート 161、 162を開閉する吸気バルブ 40のリフト量が大きぐ吸気ポー ト 161、 162を流れる吸気の流量が大きいとき、燃料噴射弁 70A、 70B力もの燃料の 噴射量を増大する。さらに、制御装置 2は、吸気バルブ 40がリフトしないとき、すなわ ち吸気ポート 161、 162に吸気の流れが生じないとき、燃料噴射弁 70A、 70Bからの 燃料の噴射を停止する。このように、制御装置 2は、燃焼室 20に連通する各吸気ポ ート 161、 162における吸気の流量に応じて、各吸気ポート 161、 162へ燃料を噴射 する各燃料噴射弁 70A、 70Bを制御する。

[0167] また、制御装置 2は、吸気バルブ 40のリフト量が所定値以下となると燃料噴射弁 70 A、 70Bからの燃料の噴射を停止する構成としてもよい。第 9実施形態のように吸気 バルブ 40が複数ある場合、吸気バルブ 40のいずれかはリフト量が小さくなつたり、リ フトしない場合がある。このように吸気バルブ 40のリフト量が小さい、あるいはリフトし ないなどのようにリフト量が所定値以下となったとき、リフト量が小さな吸気ポート 161 または吸気ポート 162には吸気の流れがほとんど生じない。このように吸気ポート 16 1、 162に吸気の流れがほとんど生じないとき、燃料噴射弁 61または燃料噴射弁 62 から燃料を噴射すると、噴射された燃料は吸気バルブ 40の上流側すなわち燃焼室 2 0とは反対側の吸気ポート 161、 162にとどまる。吸気ポート 161、 162にとどまった燃 料は、吸気バルブ 40の軸部 41や弁部 42に付着したり、壁部 164や吸気ポート 161 、 162を形成する壁面に付着しやすくなる。これらに付着した燃料は、液滴となって 吸気ポート 161、 162内にとどまり、エンジン 10の運転状態の変化によって吸気バル ブ 40が開いたとき、液滴のまま燃焼室 20へ流入するおそれがある。そこで、制御装 置 2は、吸気バルブ 40のリフト量が所定値以下となると、燃料噴射弁 70A、 70Bから の燃料の噴射を停止する。したがって、吸気ポート 161および吸気ポート 162から燃 焼室 20への液滴状の燃料の流入が低減され、未燃焼の HCの排出を低減すること ができ、燃費を向上することができる。

[0168] 第 9実施形態の場合、燃料噴射弁 61と燃料噴射弁 62とはほぼ同一の燃料噴射特 性を有している。すなわち、燃料噴射弁 61と燃料噴射弁 62とは、単位時間当たりの 燃料の噴射量 Ql、 Q2がほぼ同一である。そのため、制御装置 2は、図 22 (B)に示 すように吸気バルブ 40のリフト量、すなわち吸気ポート 161、 162の吸気の流量に応 じて、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62の駆動期間 tl、 t2を変更する。燃料噴射 弁 70A、 70Bの駆動期間 tl、 t2が長いとき、すなわち制御装置 2から燃料噴射弁 70 A、 70Bへの駆動信号の出力期間が長いとき、燃料噴射弁 70A、 70Bの開弁期間 は長くなる。その結果、燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射量 ql、 q2は増大す る。一方、制御装置 2から燃料噴射弁 70A、 70Bへの駆動信号の出力期間が短いと き、燃料噴射弁 70A、 70Bの開弁期間は短くなる。その結果、燃料噴射弁 70A、 70 Bからの燃料の噴射量 ql、 q2は減少する。これらのように、燃料噴射弁 61および燃 料噴射弁 62への駆動信号の出力期間を制御することにより、燃料噴射弁 61および 燃料噴射弁 62からの燃料の噴射量 ql、 q2は制御される。

[0169] 例えば、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62の単位時間当たりの燃料の噴射量は それぞれ Ql、 Q2とする。第 9実施形態の場合、 Q1 = Q2である。そして、図 22 (B) に示すように、燃料噴射弁 61の駆動期間を tlとし、燃料噴射弁 62の駆動期間 t2と する。このとき、燃料噴射弁 61からの燃料の噴射量 qlは、 ql = Ql X tlとなる。また 、燃料噴射弁 62からの燃料の噴射量 q2は、 q2 = Q2 X t2となる。 Q1 = Q2であり、 t l >t2であるので、 ql >q2となる。したがって、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62 の駆動期間を変更することにより、燃料噴射弁 61から吸気ポート 161への燃料の噴 射量 ql、および燃料噴射弁 62から吸気ポート 162への燃料の噴射量 q2を設定する ことができる。

[0170] 以上説明したように、第 9実施形態では、燃焼室 20に連通する各吸気ポート 161、 162にそれぞれ燃料噴射弁 70A、 70Bが設置されている。そのため、燃料噴射弁 70 A、 70B力 噴射された燃料力 吸気ポート 161と吸気ポート 162とを隔てる壁部 164 に付着することを抑制でき、燃焼室 20へ流入する。その結果、壁部 164に付着した 液滴状の燃料の燃焼室 20への流入は低減され、燃料の不完全な燃焼は低減される 。したがって、エンジン 10から排出される未燃焼の HCは低減されるとともに、ェンジ ン 10の燃費を向上することができる。

[0171] また、第 9実施形態では、燃焼室 20に連通する各吸気ポート 161、 162を流れる吸 気の流量を各吸気バルブ 40のリフト量力 検出している。そして、制御装置 2は、各 吸気ポート 161、 162を流れる吸気の流量に応じて各燃料噴射弁 70A、 70B力もの 燃料の噴射量 ql、 q2を制御している。そのため、各吸気ポート 161、 162に燃料を 噴射する各燃料噴射弁 70A、 70Bから過剰な燃料は噴射されない。これにより、過 剰な燃料が吸気ポート 161、 162にとどまることが防止されるとともに、液滴となった燃 料が燃焼室 20へ流入することもない。その結果、燃料の不完全な燃焼は低減される 。したがって、エンジン 10から排出される未燃焼の HCは低減されるとともに、ェンジ ン 10の燃費を向上することができる。

[0172] また、第 9実施形態では、制御装置 2は燃料噴射弁 70A、 70Bの駆動期間 tl、 t2 の変更によって燃料噴射弁 70A、 70B力もの燃料の噴射量 ql、 q2を制御している。 したがって、簡単な構成で確実かつ精密に燃料の噴射量を制御することができる。

[0173] 本発明の第 10実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンシステムにつ いて説明する。なお、第 9実施形態と同一の構成部位には同一の符号を付し、説明 を省略する。

[0174] 第 10実施形態では、エンジン 10の構成の概略は第 9実施形態と同一である。第 1 0実施形態では、図 25 (B)に示すように各燃料噴射弁 70A、 70Bの燃料噴射特性、 すなわち各燃料噴射弁 70A、 70Bの単位時間当たりの燃料の噴射量が相違してい る。燃料噴射弁 70A、 70Bは、例えば噴孔 71A、 71Bの大きさおよび数などにより、 単位時間当たりの燃料の噴射量が異なる。第 10実施形態の場合、燃料噴射弁 61の 単位時間当たりの燃料の噴射量は Q3であり、燃料噴射弁 62の単位時間当たりの燃 料の噴射量は Q4である。

[0175] 第 10実施形態では、一つの燃焼室 20に二本の吸気ポート 161、 162が連通して いる。このとき、吸気の流量が大きな主となる吸気ポート 161と、吸気の流量が小さな 従となる吸気ポート 162とが設定される場合がある。主となる吸気ポート 161に設置さ れる燃料噴射弁 61は、単位時間当たりの燃料の噴射量 Q3が大きく設定されている 。一方、従となる吸気ポート 162に設置される燃料噴射弁 62は、単位時間当たりの燃 料の噴射量 Q4が小さく設定されている。すなわち、 Q3 >Q4である。

[0176] 制御装置 2は、図 25 (B)に示すように燃料噴射弁 61の駆動期間 t3および燃料噴 射弁 62の駆動期間 t4をほぼ同一に設定する。これにより、燃料噴射弁 61からの燃 料の噴射量 q3は、 q3 = Q3 X t3となる。また、燃料噴射弁 62からの燃料の噴射量 q 4は、 q4 = Q4 X t4となる。このとき、 Q3 >Q4であるため、 t3 = t4であっても、 q3 >q 4となる。そのため、各燃料噴射弁 70A、 70B力ゝらの燃料の噴射量 q3、 q4は、吸気ポ ート 161、 162を流れる吸気の流量に応じて設定される。したがって、エンジン 10から 排出される未燃焼の HCは低減されるとともに、エンジン 10の燃費を向上することが できる。

[0177] また、第 10実施形態では、制御装置 2は、燃料噴射特性の異なる燃料噴射弁 70A 、 70Bにより、駆動期間 t3と駆動期間 t4とを同一に設定し燃料を噴射することによつ て各燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射量 q3、 q4を制御している。したがって 、簡単な構成で確実かつ精密に燃料の噴射量を制御することができる。

[0178] なお、第 9実施形態と第 10実施形態とを組み合わせて、すなわち燃料噴射特性の 異なる燃料噴射弁 70A、 70Bの単位時間当たりの燃料の噴射量 Q3、 Q4と、駆動期 間 t3、 t4とをいずれも変更することにより、燃料の噴射量 q3、 q4を制御する構成とし てもよい。

[0179] 本発明の第 11実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンシステムにつ いて説明する。なお、第 9実施形態と同一の構成部位には同一の符号を付し、説明 を省略する。

[0180] 第 11実施形態では、図 26に示すように一つの燃焼室 20に連通する二本の吸気ポ ート 161、 162の内径が異なっている。すなわち、吸気ポート 161の内径 D1は、吸気 ポート 162の内径 D2よりも大きい。この場合、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62か ら噴射される燃料の噴射角 Θ 1、 Θ 2が同一であると、内径が小さな吸気ポート 162 に設置された燃料噴射弁 62から噴射された燃料の噴霧は、吸気ポート 162を形成 する壁面 165に付着するおそれがある。燃料噴射弁 62から噴射された燃料の噴霧 が吸気ポート 162を形成する壁面 165に付着すると、付着した燃料は液滴となって壁 面 165に沿って燃焼室 20へ流入する。その結果、燃焼室 20における燃料の燃焼が 不完全となるおそれがある。

[0181] そこで、第 11実施形態では、吸気ポート 161、 162の内径に応じて、燃料噴射弁 6 1の噴射角 θ 1と燃料噴射弁 62の噴射角 Θ 2とを設定している。これ〖こより、内径が 大きな吸気ポート 161に設置された燃料噴射弁 61からは噴射角の大きな θ 1の噴霧 が形成され、内径力小さな吸気ポート 162に設置された燃料噴射弁 62からは噴射角 の小さな Θ 2の噴霧が形成される。これらの結果、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62から噴射された燃料が吸気ポート 161および吸気ポート 162を形成する壁面に付 着することを抑制できる。したがって、エンジン 10から排出される未燃焼の HCは低減 されるとともに、エンジン 10の燃費を向上することができる。

[0182] 本発明の第 12実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンシステムにつ いて説明する。なお、第 12実施形態による燃料噴射システムは、構成自体は上述の 第 9実施形態から第 11実施形態と同一であるので説明は省略し、燃料噴射制御に ついて説明する。

[0183] 第 12実施形態では、燃料噴射弁 70A、 70Bはそれぞれ単位時間当たりの燃料の 噴射量および噴射期間が異なっている。燃料噴射弁 61は、燃料噴射弁 62に比較し て単位時間当たりの燃料の噴射量が大きく設定されている。これにより、例えばェン ジン 10の始動直後などの場合、制御装置 2は単位時間当たりの燃料の噴射量が小 さな燃料噴射弁 62から燃料を噴射させる。エンジン 10の始動直後などの場合、吸気 バルブ 40が吸気ポート 161、 162をー且閉じて力も再び開くまでの間に燃料噴射弁 62から燃料が噴射される。そのため、吸気バルブ 40が吸気ポート 161、 162を閉じ て力も開くまでの期間は比較的長い。その結果、単位時間当たりの燃料の噴射量が 小さな燃料噴射弁 62から比較的長期間燃料が噴射される。これにより、燃料の微粒 化を促進しつつ、必要な燃料量が確保される。

[0184] 一方、例えば WOT状態などエンジン 10の負荷が大き 、場合、制御装置 2は単位 時間当たりの燃料の噴射量が大きな燃料噴射弁 61から燃料を噴射させる。例えばェ ンジン 10の負荷が大きい場合、吸気バルブ 40が吸気ポート 161、 162を開いている 間に燃料噴射弁 61から燃料が噴射される。そのため、吸気ノ レブ 40が吸気ポート 1 61、 162を開いている間、すなわち燃料噴射弁 61からの燃料の噴射期間は短い。 その結果、単位時間当たりの燃料の噴射量が大きな燃料噴射弁 61から比較的短期 間燃料が噴射される。これにより、燃焼室 20に燃料噴射弁 61から噴射された燃料が 直接流入し、燃焼室 20の温度を低下させる。また、単位時間当たりの噴射量を大きく することにより、必要な燃料量が確保される。

[0185] 以上のように第 12実施形態では、燃料噴射弁 61と燃料噴射弁 62とは単位時間当 たりの燃料の噴射量が異なっている。制御装置 2は、燃料噴射弁 61および燃料噴射 弁 62からの燃料の噴射期間を制御することにより、例えばエンジン 10のエンジン始 動直後のように、エンジン 10始動からの時間が短ぐエンジン 10の温度が低いとき、 あるいはエンジン 10がアイドル状態のとき、単位時間当たりの燃料の噴射量が小さな 燃料噴射弁 62から燃料を長期間噴射させる。一方、制御装置 2は、例えば WOT状 態などエンジン 10の負荷が大きなとき、単位時間当たりの燃料の噴射量が大きな燃 料噴射弁 61から燃料を短期間噴射させる。したがって、例えばアイドル状態などのよ うに低負荷時のエンジン始動の HCの低減と、高負荷時の出力向上とを両立すること ができる。

[0186] 本発明の第 13実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンシステムにつ いて説明する。なお、第 13実施形態による燃料噴射システムは、構成自体は上述の 第 9実施形態から第 11実施形態と同一であるので説明は省略し、燃料噴射制御に ついて説明する。

[0187] 第 13実施形態では、燃料噴射弁 70A、 70Bごとに単位時間当たりの燃料噴射回 数を制御している。第 13実施形態のように複数の吸気バルブ 40を有するエンジン 1 0の場合、エンジン 10の負荷が小さい条件では、吸気バルブ 40を閉じた後に、少な くとも一つの吸気バルブ 40を再度開閉させて、少量の空気を燃焼室 20へ供給する ことがある。これにより、燃焼室 20内における空気流動を強め、燃焼室 20の燃焼を改 善し、燃費の向上が図られる。しかし、少なくとも一つの吸気バルブ 40を開閉させる 場合、一本の燃料噴射弁から燃料を噴射すると、閉じている吸気バルブ 40側にも燃 料が流入する。そのため、閉じている吸気バルブ 40側の吸気ポート 161、 162の内 部に燃料がとどまり、とどまった燃料は吸気バルブ 40が開くと液状のまま燃焼室へ流 入する。

[0188] そこで、第 13実施形態では、燃料噴射弁 70A、 70Bごとに単位時間当たりの燃料 噴射回数を制御している。例えば吸気バルブ 40が開閉し、いずれか一方が再び開 閉するまでの期間に、燃料噴射弁 61または燃料噴射弁 62から燃料が噴射される回 数は異なる。そのため、吸気ノ レブ 40のいずれか一方が再び開閉するとき、閉じら れた状態を維持する吸気ポート 161または吸気ポート 162には燃料が噴射されない 。その結果、吸気バルブ 40が閉じられている側の吸気ポート 161または吸気ポート 1 62にとどまる燃料は低減される。これにより、液状の燃料が燃焼室 20へ流入すること が低減される。したがって、燃費の向上および排出される HCの低減を図ることができ る。

[0189] 本発明の第 14実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンシステムにつ いて説明する。なお、第 9実施形態と同一の構成部位には同一の符号を付し、説明 を省略する。

[0190] 上述した第 9実施形態から第 11実施形態では、燃料噴射弁 61を吸気ポート 161に 配置し、燃料噴射弁 62を吸気ポート 162に配置し、各燃料噴射弁 70A、 70Bはいず れもニ本の吸気ポート 161、 162の分岐部 163よりも燃焼室 20側に配置する零につ いて説明した。しかし、図 27に示すように、二本の燃料噴射弁 70A、 70Bは、分岐部 163よりも燃焼室 20とは反対側に配置してもよい。すなわち、燃料噴射弁 70A、 70B は、第 9実施形態力も第 11実施形態に説明したように、分岐部 163よりも燃焼室 20 側の吸気バルブ 40に近接して配置してもよいし、分岐部 163よりも燃焼室 20とは反 対側の吸気バルブ 40から遠ざかった位置に配置してもよい。

[0191] 第 14実施形態では、吸気ポート 16を流れる吸気は、分岐部 163において吸気ポ ート 161と吸気ポート 162とに分かれて流れる。そのため、吸気ポート 16から分岐す る吸気ポート 161および吸気ポート 162へ流入する吸気は、シリンダ 13径方向にお いて中心側力も外周側、すなわちシリンダ 13を形成するシリンダブロック 11の内周壁 231側へ流れを形成する。そのため、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62から噴射 された燃料の噴霧は、矢印 fで示す吸気の流れに沿って運ばれる。

[0192] 第 14実施形態の場合、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62は、それぞれ吸気バ ルブ 40の中心軸よりもシリンダ 13の中心軸側に配置されている。そのため、燃料噴 射弁 61および燃料噴射弁 62から噴射された燃料の噴霧は、矢印 fで示す吸気の流 れに運ばれても、吸気ポート 161および吸気ポート 162の中心付近すなわち吸気バ ルブ 40の弁部 42の中心付近から燃焼室 20へ流入する。これにより、吸気ポート 16 力も吸気ポート 161および吸気ポート 162へ吸気の流れが形成される場合でも、シリ ンダ 13を形成するシリンダブロック 11の内周壁 231への燃料の付着は低減される。

[0193] シリンダブロック 11の内周壁 231に付着した燃料は、液状のまま燃焼室 20にとどま り燃焼に寄与せず、不完全な燃焼および燃費の悪化を招く。一方、第 14実施形態の 場合、吸気ノ レブ 40から遠ざ力つた位置に燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62を 配置しても、シリンダブロック 11の内周壁 231への燃料の付着が低減され、燃焼に寄 与しない燃料が低減される。そのため、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62から噴 射された燃料の不完全な燃焼が低減される。その結果、エンジン 10外部への未燃焼 の燃料の排出は低減される。したがって、エンジン 10から排出される未燃焼の HCを 低減することができる。また、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62から噴射された燃 料は、液滴となることなく効率よく燃焼する。そのため、エンジン 10に所定の出力を要 求するとき、燃料噴射弁 61および燃料噴射弁 62から噴射すべき燃料量は低減され る。したがって、燃費を向上することができる。

[0194] 本発明の第 15実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンシステムにつ いて説明する。なお、第 15実施形態による燃料噴射システムは、二本以上の燃料噴 射弁 70A、 70Bは、燃料の噴射角が異なっており、第一の燃料噴射弁 61の燃料の 噴射角は、吸気ポート 161の内径に応じて設定され、第二の燃料噴射弁 62の燃料 の噴射角は、第一の燃料噴射弁 61の燃料の噴射角よりも広角に設定されている。こ の構成以外は上述の第 9実施形態力 第 11実施形態と同一であるので説明は省略 し、燃料噴射制御について説明する。

[0195] 第 15実施形態では、吸気バルブ 40の閉弁時に噴射する場合には第一の燃料噴 射弁 61からの噴射量が第二の燃料噴射弁 62からの噴射量よりも多くなるよう噴射量 を制御し、吸気バルブ 40の開弁時に噴射する場合には第二の燃料噴射弁 62からの 噴射量が第一の燃料噴射弁 61からの噴射量よりも多くなるよう噴射量を制御してい る。

[0196] 2つの吸気バルブ 40を持つエンジンにお!/、て、始動時、及びエンジン負荷が小さ い条件では、吸気バルブ 40閉弁時に燃料を噴射する。その際、ポート内径に応じて 設定された噴射角を持つ第一の燃料噴射弁 61から主に噴射する事で吸気ポートを 形成する壁面への燃料の付着が低減され、液滴状の燃料が燃焼室へ流入する事が 低減され、エンジンの燃費の悪化、及びエンジンカゝら排出される未燃焼の HCを低減 する事ができる。またエンジン負荷が大きい条件では、吸気ノ レブ 40開弁時に燃料 を噴射する。その際、吸気ポートには吸気の流れが発生し、噴射燃料はその流れに 乗つてシリンダ内に流入するため、ポート内径に応じた噴射角以上で噴射しても吸気 ポート壁面に燃料が付着する事が少なくなる。噴射角をより広角にする事ができれば 、噴霧同士の干渉が低減し微粒ィ匕が促進される為、より吸気冷却効果を得る事がで き、吸入空気量が増加し、出力を向上できる。よって吸気バルブ 40開弁時に噴射す る際は、ポート内径に応じて設定された噴射角を持つ第一の燃料噴射弁 61よりも、よ り広角に設定された噴射角を持つ第二の燃料噴射弁 62から主に噴射すれば、ェン ジンの燃費の悪化、及びエンジン力も排出される未燃焼の HCを低減しつつ、出力を 向上できる。 [0197] 本発明の第 16実施形態による燃料噴射システムを適用したエンジンシステムにつ いて説明する。第 16実施形態によるエンジンシステムは、上述の第 14実施形態で説 明したエンジンシステムにおける燃料噴射時期を制御するものである。

[0198] 第 9実施形態と同様に、図 28に示す第 16実施形態によるエンジンシステム 1は、制 御装置 2を備えている。制御装置 2は、各燃料噴射弁 61、 61に駆動信号を出力し、 各燃料噴射弁 70A、 70B力もの燃料噴射のタイミングを制御する。制御装置 2は、リ フトセンサ 6、点火装置 60、回転数センサ 5、スロットルセンサ 3および水温センサ 4な どに接続している。制御装置 2は、特許請求の範囲の噴射時期制御手段を構成して いる。

[0199] 第 16実施形態では、燃料噴射弁 61は早期噴射燃料噴射弁を構成し、燃料噴射 弁 62は後期噴射燃料噴射弁を構成している。制御装置 2は、早期噴射燃料噴射弁 である燃料噴射弁 61の噴射時期を、吸気バルブ 40がリフトする前に設定している。 すなわち、燃料噴射弁 61からは、吸気バルブ 40がリフトする前に燃料が噴射される 。これにより、燃料噴射弁 61から噴射された燃料は、吸気バルブ 40のリフトによって 燃焼室 20へ吸気とともに吸入される。一方、制御装置 2は、燃料噴射弁 62の噴射時 期を、燃料噴射弁 61からの燃料の噴射が開始された後に設定している。すなわち、 燃料噴射弁 62からは、燃料噴射弁 61からの燃料の噴射が開始された後に、燃料の 噴射が開始される。

[0200] 図 28に示すように、燃料噴射弁 61からの燃料の噴射が開始されたとき、燃料噴射 弁 62からはまだ燃料が噴射されない。また、このとき、吸気バルブ 40は、吸気ポート 161、 162と燃焼室 20との間を閉鎖している。そのため、吸気ポート 161の内部では 、燃料噴射弁 61から噴射された燃料によって混合気が生成される。そして、燃料噴 射弁 61からの燃料の噴射が終了すると、吸気バルブ 40は吸気ポート 161を開放す る。これにより、吸気ポート 161の内部で生成された混合気は、吸気バルブ 40の開放 とともに、燃焼室 20へ流入する。これと同時に、制御装置 2は、燃料噴射弁 62からの 燃料の噴射を開始させる。

[0201] 吸気ポート 161の内部は、燃料噴射弁 61から燃料が噴射されているため、吸気ポ ート 162の内部に比較して圧力が高い。そのため、吸気ポート 161および吸気ポート 162の吸気バルブ 40が開くと、圧力の高い吸気ポート 161側の混合気は燃焼室 20 においてより強い気流を形成する。これにより、燃焼室 20の内部では、圧力差による スワール流が形成される。その結果、例えば点火装置 60の近傍には、吸気ポート 16 1から燃焼室 20へ流入した燃料の濃度の高い噴霧が形成される。

[0202] 上述のように、燃料噴射弁 61からの燃料の噴射が開始された後、制御装置 2は燃 料噴射弁 62からの燃料の噴射を開始する。そのため、エンジン 10の出力の確保に 必要な燃料量は、燃料噴射弁 70A、 70Bカゝら噴射される燃料によって確保される。 その結果、例えばエンジン 10がアイドル状態のとき、点火装置 60の周囲に少ない燃 料量で濃い混合気が形成される。したがって、燃焼室 20に吸入される混合気の量が 少ないときでも、少ない燃料で安定した燃焼を確保することができ、燃費の向上ととも に、排出される未燃焼の HCの低減を図ることができる。

[0203] 第 16実施形態では、図 28に示すように燃料噴射弁 61からの燃料の噴射が終了し た後、燃料噴射弁 62からの燃料の噴射が開始される例を説明した。しかし、図 29〖こ 示すように燃料噴射弁 61からの燃料の噴射開始カゝら噴射終了までの間に、燃料噴 射弁 62から燃料の噴射を開始する構成としてもょ 、。

[0204] 以上説明した本発明の第 9〜第 16実施形態では、吸気ポート 161、 162の吸気の 流量を吸気バルブ 40のリフト量力も検出する例について説明した。しかし、吸気ポー ト 161、 162にそれぞれ吸気流量センサを設置して、吸気ポート 161、 162を流れる 吸気の流量を検出し、燃料噴射弁 70A、 70Bからの燃料の噴射量を制御する構成と してちよい。

[0205] また、以上説明した第 9〜第 16実施形態では、各実施形態を個別に適用する例に ついて説明したが、複数の実施形態を組み合わせて適用してもよい。例えば第 14実 施形態で説明した燃料噴射弁 70A、 70Bの配置形態に、第 9実施形態から第 13実 施形態および第 15実施形態の燃料噴射量の制御を組み合わせてもよい。また、例 えば、逆に第 9〜第 13実施形態における燃料噴射弁 70A、 70Bの配置形態に、第 1 6実施形態の燃料噴射時期の制御を組み合わせてもよい。

[0206] 以上の本発明の説明は、単にその典型例を示しているに過ぎない。したがって、本 発明の趣旨を逸脱しない変形例も、本発明の範囲に含まれる。そのような変形例は、 本発明の意図や範囲力も逸脱するものではない。

Claims

請求の範囲
[1] シリンダを軸方向へ往復移動するピストンの端面側に形成される燃焼室と、前記燃 焼室へ吸入される吸気が流れる吸気ポートと、前記吸気ポートと前記燃焼室との間を 開閉する吸気バルブとを備える内燃機関の、前記吸気ポートを流れる吸気中に燃料 を噴射する燃料噴射弁の取付構造であって、
前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の端部は、前記吸気ポートを形成する壁面のうち 前記吸気バルブが突出する壁面を通り前記シリンダの中心軸と直交する仮想平面と 重なる位置または前記仮想平面よりも前記燃焼室側へ突出している燃料噴射弁の取 付構造。
[2] 前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の端部は、前記燃料を噴射する噴孔を有する請 求項 1記載の燃料噴射弁の取付構造。
[3] 前記噴孔は、噴射される燃料噴霧の前記燃料噴射弁の中心軸に垂直な断面の形 状が筒状となるように配置されて!ヽる請求項 2記載の燃料噴射弁の取付構造。
[4] 前記吸気バルブは、前記燃焼室側の端部に軸に垂直な断面が概ね円形状の弁部 と、前記弁部と一体に移動する軸部とを有し、
前記燃料噴射弁の中心軸と前記吸気バルブの中心軸とは交差し、
前記噴孔は、噴射される燃料噴霧の前記燃料噴射弁の中心軸に垂直な断面が楕 円形状となるように配置されている請求項 2または 3記載の燃料噴射弁の取付構造。
[5] 前記吸気バルブは、前記燃焼室側の端部に軸に垂直な断面が概ね円形状の弁部 と、前記弁部と一体に移動する軸部とを有し、
前記燃料噴射弁の中心軸と前記吸気バルブの中心軸とは交差し、
前記噴孔は、噴射される燃料噴霧の前記燃料噴射弁の中心軸に垂直な断面が前 記軸部を避ける略 C字形状となるように配置されて 、る請求項 2または 3記載の燃料 噴射弁の取付構造。
[6] 前記内燃機関は一つのシリンダに連通する二つ以上の吸気ポートを備え、
前記燃料噴射弁は、二つ以上の前記吸気ポートにそれぞれ設けられて 、る請求項 1から 5の 、ずれか一項記載の燃料噴射弁の取付構造。
[7] 前記燃料噴射弁は、二つ以上の前記吸気ポートにそれぞれ複数設けられている請 求項 6記載の燃料噴射弁の取付構造。
[8] シリンダを形成するシリンダブロックと、
前記シリンダに往復移動可能に支持されるピストンと、
前記シリンダブロックに搭載され前記シリンダブロックおよび前記ピストンとの間に燃 焼室を形成し前記燃焼室に連通可能な吸気ポートを有するシリンダヘッドと、 前記シリンダヘッドを貫いて前記吸気ポートの前記燃焼室側の端部を開閉する吸気 バルブと、
前記シリンダヘッドに設けられ前記吸気ポートを流れる吸気に燃料を噴射する燃料 噴射弁と
を備える燃料噴射システムであって、
前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の端部は、前記吸気ポートを形成する前記シリン ダヘッドの壁面のうち前記吸気バルブが突出する壁面を通り前記シリンダの中心軸と 直交する仮想平面と重なる位置または前記仮想平面よりも前記燃焼室側へ突出して いる燃料噴射システム。
[9] 前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の端部は、前記燃料を噴射する噴孔を有する請 求項 8記載の燃料噴射システム。
[10] 前記噴孔は、噴射される燃料噴霧の前記燃料噴射弁の中心軸に垂直な断面の形 状が筒状となるように配置されて 、る請求項 9記載の燃料噴射システム。
[11] 前記吸気バルブは、前記吸気ポートを形成する前記シリンダヘッドの前記燃焼室 側の端部力 離座または前記端部に着座することにより前記吸気ポートと前記燃焼 室との間を閉塞または開放する軸に垂直な断面が円形状の弁部と、前記シリンダへ ッドを貫いて前記シリンダヘッドに摺動可能に支持され前記弁部とともに移動する軸 部とを有し、
前記燃料噴射弁の中心軸と前記吸気バルブの中心軸とは交差し、
前記燃料噴射弁は、噴射される燃料噴霧の前記燃料噴射弁の中心軸に垂直が楕 円形状となるように配置されている複数の前記噴孔を有する請求項 9または 10記載 の燃料噴射システム。
[12] 前記吸気バルブは、前記吸気ポートを形成する前記シリンダヘッドの前記燃焼室 側の端部力 離座または前記端部に着座することにより前記吸気ポートと前記燃焼 室との間を閉塞または開放する軸に垂直な断面が円形状の弁部と、前記シリンダへ ッドを貫いて前記シリンダヘッドに摺動可能に支持され前記弁部とともに移動する軸 部とを有し、
前記燃料噴射弁は、噴射される燃料噴霧の前記燃料噴射弁の中心軸に垂直な断 面の形状が前記軸部を避ける略 c字形状となるように配置されて 、る複数の前記噴 孔を有する請求項 9または 10記載の燃料噴射システム。
[13] 前記シリンダヘッドは二つ以上の吸気ポートを有し、
前記燃料噴射弁は、二つ以上の前記吸気ポートにそれぞれ設けられて 、る請求項
8から 12のいずれか一項記載の燃料噴射システム。
[14] 前記燃料噴射弁は、二つ以上の前記吸気ポートにそれぞれ複数設けられている請 求項 13記載の燃料噴射システム。
[15] シリンダを軸方向へ往復移動するピストンの端面側に形成される燃焼室と、前記燃 焼室へ吸入される吸気が流れ前記燃焼室側の端部が複数の分岐ポートに分岐して
V、る吸気ポートと、各前記分岐ポートの前記燃焼室側の端部を開閉する吸気バルブ とを備える内燃機関において、前記分岐ポートにそれぞれ設けられ各分岐ポートを 流れる吸気に燃料を噴射する燃料噴射弁の取付構造であって、
前記燃料噴射弁の燃料噴射側の端部の中心は、前記シリンダの径方向にぉ ヽて 前記吸気バルブの中心軸よりも前記シリンダの中心軸側に配置される燃料噴射弁の 取付構造。
[16] 前記燃料噴射弁の中心軸は、前記吸気バルブの中心軸とほぼ平行である請求項 1
5記載の燃料噴射弁の取付構造。
[17] 前記燃料噴射弁の中心軸は、前記吸気バルブの中心軸に対し前記燃焼室側が前 記シリンダの径方向内側へ傾 ヽて 、る請求項 15記載の燃料噴射弁の取付構造。
[18] 前記燃料噴射弁の中心軸は、前記吸気バルブの中心軸に対し前記燃焼室側が前 記シリンダの径方向外側へ傾 、て 、る請求項 15記載の燃料噴射弁の取付構造。
[19] 往復移動するピストンと、
前記ピストンを往復移動可能に支持するシリンダを有し、前記ピストンの端面側に 燃焼室を形成するハウジングと、
前記燃焼室へ吸入される吸気が流れ前記燃焼室側の端部が複数の分岐ポートに 分岐している吸気ポートと、
各前記分岐ポートに設けられ、前記分岐ポートの前記燃焼室側の端部を開閉する 吸気バルブと、
各前記分岐ポートに設けられ、燃料噴射側の端部の中心が前記シリンダの径方向 において前記吸気バルブの中心軸よりも前記シリンダの中心軸側に配置され、前記 分岐ポートを流れる吸気に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
を備える内燃機関用燃料噴射システム。
[20] 前記燃料噴射弁の中心軸は、前記吸気バルブの中心軸とほぼ平行である請求項 1
9記載の内燃機関用燃料噴射システム。
[21] 前記燃料噴射弁の中心軸は、前記吸気バルブの中心軸に対し前記燃焼室側が前 記シリンダの径方向内側へ傾 ヽて ヽる請求項 19記載の内燃機関用燃料噴射システ ム。
[22] 前記燃料噴射弁の中心軸は、前記吸気バルブの中心軸に対し前記燃焼室側が前 記シリンダの径方向外側へ傾いている請求項 19記載の内燃機関用燃料噴射システ ム。
[23] 各気筒へ分配される吸気が流れる吸気ポートと、
前記吸気ポートの燃焼室側に設けられる分岐部から二本以上に分岐している分岐 ポートと、
前記吸気ポートの前記分岐部よりも前記分岐ポートの反対側に設けられ、前記吸 気ポートを流れる吸気に燃料を噴射可能な上流側燃料噴射弁と、
前記分岐ポートにそれぞれ設けられ、前記分岐ポートを流れる吸気に燃料を噴射 可能な下流側燃料噴射弁と、
を備える内燃機関用燃料噴射システム。
[24] 前記上流側燃料噴射弁および前記下流側燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射 量を制御する制御手段を備える請求項 23記載の燃料噴射システム。
[25] 前記制御手段は、前記下流側燃料噴射弁から燃料を噴射し、前記下流側燃料噴 射弁から噴射される燃料の流量が不足すると、前記上流側燃料噴射弁から燃料を噴 射する請求項 24記載の燃料噴射システム。
[26] 前記制御手段は、前記吸気ポートを流れる吸気の流量を検出する流量検出手段を 有し、
前記制御手段は、前記流量検出手段で検出した前記吸気ポートを流れる吸気の 流量に応じて前記上流側燃料噴射弁および前記下流側燃料噴射弁から噴射される 燃料の噴射量を設定する請求項 24または 25記載の燃料噴射システム。
[27] 前記制御手段は、内燃機関冷却水の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出した内燃機関冷却水の温度に応じて 前記上流側燃料噴射弁および前記下流側燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射 量を設定する請求項 24または 25記載の燃料噴射システム。
[28] 燃焼室に連通する二本以上の吸気ポートと、
二本以上の前記吸気ポートの端部にそれぞれ設けられ前記吸気ポートと前記燃焼 室との間を開閉する吸気バルブと、
二本以上の前記吸気ポートにそれぞれ設けられ、前記吸気ポートを流れる吸気に 燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁ごとに燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段と、
を備える燃料噴射システム。
[29] 前記噴射量制御手段は、各前記吸気ポートを流れる吸気の流量に応じて前記燃 料噴射弁による燃料の噴射量を制御する請求項 28記載の燃料噴射システム。
[30] 前記噴射量制御手段は、各前記吸気バルブのリフト量に応じて前記燃料噴射弁に よる燃料の噴射量を制御する請求項 28記載の燃料噴射システム。
[31] 前記噴射量制御手段は、前記吸気バルブのリフト量が所定値以下のとき、そのリフ ト量が所定値以下となる吸気ポートに設けられている前記燃料噴射弁力 の燃料の 噴射を停止する請求項 30記載の燃料噴射システム。
[32] 二本以上の前記燃料噴射弁は、それぞれ単位時間当たりの燃料の噴射量が概ね 同一であり、
前記噴射量制御手段は、各前記燃料噴射弁からの燃料の噴射期間を制御する請 求項 28から 31のいずれか一項記載の燃料噴射システム。
[33] 二本以上の前記燃料噴射弁は、それぞれ単位時間当たりの燃料の噴射量が異な り、
前記噴射量制御手段は、各前記燃料噴射弁からの燃料の噴射期間を概ね同一に 制御する請求項 28から 31のいずれか一項記載の燃料噴射システム。
[34] 二本以上の前記燃料噴射弁は、それぞれ単位時間当たりの燃料の噴射量、およ び燃料の噴射期間が異なり、
前記噴射量制御手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記燃料噴射弁から 噴射する燃料の噴射量および噴射期間を制御する請求項 28から 31のいずれか一 項記載の燃料噴射システム。
[35] 前記噴射量制御手段は、
前記内燃機関の始動力 所定期間内であって前記内燃機関の温度が所定値以下 のとき、単位時間当たりの燃料の噴射量が小さな燃料噴射弁から、前記吸気バルブ が前記吸気ポートを開くまで燃料を噴射し、
前記内燃機関の負荷が所定値以上のとき、単位時間当たりの燃料の噴射量が大き な燃料噴射弁力 前記吸気バルブが前記吸気ポートを開 、て 、る間に燃料を噴射 する請求項 34記載の燃料噴射システム。
[36] 前記噴射量制御手段は、二本以上の前記燃料噴射弁力もの単位時間当たりの燃 料噴射回数を制御する請求項 28から 31のいずれか一項記載の燃料噴射システム。
[37] 二本以上の前記吸気ポートは、それぞれ内径が異なり、
各前記燃料噴射弁からの燃料の噴射角は、各前記吸気ポートの内径に応じて設 定されて!/ヽる請求項 28から 36の 、ずれか一項記載の燃料噴射システム。
[38] 二本以上の前記燃料噴射弁は、前記吸気ポートの内径に応じて設定された噴射 角を有する第一の燃料噴射弁と、前記第一の燃料噴射弁の噴射角よりも広角な噴射 角を有する第二の燃料噴射弁とを含み、
前記噴射量制御手段は、前記吸気バルブの閉弁時に噴射する場合には前記第一 の燃料噴射弁からの噴射量が前記第二の燃料噴射弁からの噴射量よりも多くなるよ う噴射量を制御し、前記吸気バルブの開弁時に噴射する場合には前記第二の燃料 噴射弁からの噴射量が前記第一の燃料噴射弁からの噴射量よりも多くなるよう噴射 量を制御する請求項 28から 37のいずれか一項記載の燃料噴射システム。
[39] 燃焼室に連通する二本以上の吸気ポートと、二本以上の前記吸気ポートの端部に それぞれ設けられ前記吸気ポートと前記燃焼室との間を開閉する吸気バルブと、を 備える内燃機関の燃料噴射システムであって、
二本以上の前記吸気ポートにそれぞれ設けられ、前記吸気ポートを流れる吸気に 燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁ごとに燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、 を備える燃料噴射システム。
[40] 前記噴射時期制御手段は、各前記吸気ポートを開閉する前記吸気バルブの開閉 時期に応じて前記燃料噴射弁による燃料の噴射時期を制御する請求項 39記載の燃 料噴射システム。
[41] 二本以上の前記燃料噴射弁は、少なくとも一本の早期噴射燃料噴射弁と、前記早 期噴射燃料噴射弁を除く後期噴射燃料噴射弁とから構成され、
前記噴射時期制御手段は、前記早期噴射燃料噴射弁からの燃料の噴射時期を前 記吸気バルブがリフトする前に設定し、前記後期噴射燃料噴射弁からの燃料の噴射 時期を前記早期噴射燃料噴射弁からの燃料の噴射が開始された後に設定する請求 項 40記載の燃料噴射システム。
[42] 前記噴射時期制御手段は、前記後期噴射燃料噴射弁からの燃料の噴射時期を、 前記早期噴射燃料噴射弁からの噴射が終了した後に設定する請求項 41記載の燃 料噴射システム。
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