内燃機関
【課題】インジェクタの搭載個数の増大を抑えてコストを低減可能な内燃機関を提供する。
【解決手段】内燃機関１Ａは、吸気開口部３が２つずつ設けられ互いに隣接する一対の気筒２と、気筒２毎の一つの吸気開口部２同士が共通に接続された二股通路１４と、気筒２毎の残りの吸気開口部２に一つずつ接続された単通路１３と、単通路１３に設けられた第１インジェクタ１５と、二股通路１３に設けられた第２インジェクタ１６とを備えている。
【解決手段】内燃機関１Ａは、吸気開口部３が２つずつ設けられ互いに隣接する一対の気筒２と、気筒２毎の一つの吸気開口部２同士が共通に接続された二股通路１４と、気筒２毎の残りの吸気開口部２に一つずつ接続された単通路１３と、単通路１３に設けられた第１インジェクタ１５と、二股通路１３に設けられた第２インジェクタ１６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気開口部が２つずつ設けられた複数の気筒を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
一つの気筒に対して２つずつ吸気ポートが設けられ、各吸気ポートに一つずつインジェクタが設けられた内燃機関が知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献２〜５が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６２９９５号公報
【特許文献２】実開昭６３−１５４７２７号公報
【特許文献３】特開２０００−２５７５３３号公報
【特許文献４】特開平５−２９６１２７号公報
【特許文献５】特開２００８−２０２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の内燃機関は、吸気ポート毎に設けられたインジェクタの噴射角を調整することによって吸気ポートの壁面への燃料付着を抑制できるが、一つの気筒に対して２つずつインジェクタを設けることになるのでコストが悪化する。
【０００５】
そこで、本発明は、インジェクタの搭載個数の増大を抑えてコストを低減可能な内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関は、吸気開口部が２つずつ設けられ互いに隣接する一対の気筒と、前記気筒毎の一つの前記吸気開口部同士が共通に接続された二股通路と、前記気筒毎の残りの前記吸気開口部に一つずつ接続された単通路と、前記二股通路及び前記単通路のそれぞれに一つずつ設けられたインジェクタと、を備えたものである（請求項１）。
【０００７】
この内燃機関によれば、一対の気筒で共用する二股通路に対して一つのインジェクタが設けられるとともに、各気筒に設けられた単通路に対して一つずつインジェクタが設けられているため、吸気開口部毎に通路を設けて各通路に一つずつインジェクタを設ける場合に比べてインジェクタの搭載個数を削減できる。従って、インジェクタの搭載個数に関するコストを低減できる。
【０００８】
本発明の内燃機関の一態様において、前記二股通路に設けられた前記インジェクタにて吸気行程と非同期の吸気非同期噴射が、前記単通路に設けられた前記インジェクタにて吸気行程と同期する吸気同期噴射がそれぞれ行われるように前記各インジェクタを制御する噴射制御手段を更に備えてもよい（請求項２）。二股通路は、一対の気筒の一方の吸気開口部と、一対の気筒の他方の吸気開口部とに分岐しているため、インジェクタから各吸気開口部までの距離が長くなって通路壁面に燃料噴霧が付着し易い。その付着を抑制するには、二股通路に設けるインジェクタの噴射角を小さくして燃料噴霧を絞る必要があるが、燃料噴霧を絞るとその粒子径が大きくなり気化が悪化する。そのため、二股通路に設けられたインジェクタの燃料噴射時期を吸気行程と同期させると気筒の内壁への燃料付着が増加し、燃料の気化潜熱を利用した冷却効果が十分に得られずに体積効率が向上し難くなる。この態様によれば、二股通路に設けられたインジェクタによって吸気行程と非同期の吸気非同期噴射が行われるため、気筒の内壁への燃料付着を抑制することができる。
【０００９】
この態様においては、前記単通路に設けられた前記インジェクタは、前記二股通路に設けられた前記インジェクタに比べて、燃料噴霧が気化し易い特性を有していてもよい（請求項３）。この場合には、単通路に設けられたインジェクタからの燃料噴霧が気化し易くなるので、そのインジェクタによって吸気同期噴射が行われることによって、燃料の気化潜熱を利用した冷却効果を十分に得ることができ体積効率が向上する。なお、単通路に設けられたインジェクタに対して燃料噴霧が気化し易い特性を与えるために例えば次の具体的な方法がある。即ち、単通路に設けられたインジェクタを二股通路に設けられたインジェクタに比べて、（１）吸気開口部に近づけて配置する、（２）噴射角（噴霧角）を拡大させる、（３）噴霧粒径を小さくする、（４）噴射時における燃料の流量を少なくする、（５）噴孔の個数を多くする、（６）噴孔の孔径を小さくする、（７）ニードルのリフト量を小さくする、等を例示できる。
【００１０】
本発明の内燃機関の一態様において、排気系から取り出した排気を吸気系に還流させる排気還流装置を更に備え、前記排気還流装置は、前記単通路に比べて前記二股通路への排気の還流量を多くすることにより、排気の層と混合気の層とを前記気筒内に形成する成層運転を実行できるように構成されてもよい（請求項４）。この態様によれば、各気筒の一方の吸気開口部からの排気の導入が支配的となって各気筒に排気の層と混合気の層とを形成可能となるので成層運転を実行できるようになる。
【００１１】
単通路に比べて二股通路への排気の還流量を多くする方法には格別の制限はない。例えば、排気の還流量を調整可能な調整手段を通路毎に設け、各調整手段を調整することによって、単通路に比べて二股通路への還流量を多くすることができる。なお、二股通路への排気の還流量を多くすることには、二股通路だけに排気を還流させ、単通路へは排気を還流させないことも含まれる。例えば、前記排気還流装置は、前記排気系から取り出した排気を前記吸気系に導くための排気還流通路と、前記排気還流通路から分岐して前記二股通路へ限定的に排気を導く排気導入通路とを有していてもよい（請求項５）。この場合には排気導入通路によって二股通路だけに排気を還流させることが可能となる。
【００１２】
これらの態様においては、前記成層運転が実行される場合、前記二股通路に導かれるガスに含まれる空気量に応じた燃料噴射量にて前記二股通路に設けられた前記インジェクタから燃料が噴射され、かつ前記単通路に導かれるガスに含まれる空気量に応じた燃料噴射量にて前記単通路に設けられたインジェクタから燃料が噴射されるように前記各インジェクタを制御する噴射制御手段を更に備えてもよい（請求項６）。この場合、二股通路への排気還流量が単通路に比べて多くなる結果、導入ガスに含まれる空気量が単通路に比べて少なくなるため、二股通路に設けられたインジェクタの燃料噴射量が単通路に設けられたインジェクタに比べて少なくなる。これにより、二股通路の壁面や気筒の内壁面に付着する燃料を減らすことができるため、燃料付着に伴う未燃炭化水素の排出量の増加を抑えることができる。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記二股通路に設けられて、前記二股通路を経由して前記気筒に導かれる吸気流に変化を与えることが可能な吸気流制御弁を更に備えてもよい（請求項７）。この態様によれば、気筒内に導かれたガスに流動を促すことができるため気筒内の混合気の均質化を向上させることができる。また、吸気流制御弁が二股通路に設けられていて、２つの気筒に一つの吸気流制御弁で上記効果を得ることができるため、吸気流制御弁を気筒毎に一つずつ設ける場合と比べて部品点数を削減できる。
【００１４】
吸気流制御弁によって気筒内に形成し得る流れは気筒の縦方向に旋回するタンブルの他、横方向に旋回するスワールなどがある。タンブルを形成する場合には吸気流制御弁を弁体の上部に切り欠きを設けたタンブル制御弁として構成することができる。また、前記吸気流制御弁として、前記二股通路を開閉するスワール制御弁が設けられてもよい（請求項８）。この場合には、二股通路がスワール制御弁にて閉鎖されることにより、各気筒には単通路のみから混合気が流入するので、気筒内にスワールを形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の内燃機関によれば、一対の気筒で共用する二股通路に対して一つのインジェクタが設けられるとともに、各気筒に設けられた単通路に対して一つずつインジェクタが設けられているため、吸気開口部毎に通路を設けて各通路に一つずつインジェクタを設ける場合に比べてインジェクタの搭載個数を削減できる。従って、インジェクタの搭載個数に関するコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の形態に係る内燃機関の要部を模式的に示した図。
【図２】第１の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図３】本発明の第２の形態に係る内燃機関の要部を模式的に示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の形態）
図１は本発明の第１の形態に係る内燃機関の要部を模式的に示している。内燃機関１Ａは走行用動力源として車両に搭載可能な火花点火式内燃機関として構成されている。内燃機関１Ａは４つの気筒２を備えており、各気筒２には吸気開口部３及び排気開口部４がそれぞれ２つずつ設けられている。内燃機関１Ａは各気筒２の等間隔燃焼が実現できるように構成されている。気筒２の並び方向の一端から他端に向かって♯１〜♯４の気筒番号を付して各気筒２を区別すると、内燃機関１Ａの燃焼順序は♯１→♯２→♯４→♯３に設定されている。各吸気開口部３は各気筒２の中心を通る直線と平行な一方向に並んでいる。なお、各気筒２には不図示の点火プラグが一つずつ設けられている。
【００１８】
各吸気開口部３は吸気通路６に接続されていて吸気弁７にて開閉される。各排気開口部４は排気通路８に接続されていて排気弁９にて開閉される。吸気通路６は取り込んだ空気の脈動を緩和する吸気マニホルド１０と、吸気マニホルド１０から分岐する分岐部１１とを備えている。吸気通路６には吸入空気量を調整するスロットル弁５が設けられている。分岐部１１は吸気開口部３に接続された単通路１３と、互いに隣接する気筒２の吸気開口部３同士が共通に接続された二股通路１４とを含む。本形態では、互いに隣接する♯１の気筒２と♯２の気筒２との間に、♯３の気筒２と♯４の気筒２との間にそれぞれ二股通路１４が設けられており、各二股通路１４は互いに隣接する吸気開口部３に繋がっている。なお、図示されていないが、各単通路１３はシリンダヘッドに形成された吸気ポートと、その吸気ポートと吸気マニホルド１０とを接続する接続通路とを含む。同様に、二股通路１４はシリンダヘッドに形成された二股の吸気ポートと、その吸気ポートと吸気マニホルド１０とを接続する接続通路とを含む。
【００１９】
単通路１３には第１インジェクタ１５が、二股通路１４には第２インジェクタ１６がそれぞれ一つずつ設けられている。各インジェクタ１５、１６は電磁駆動式のインジェクタとして構成されている点で共通するが、図１の矢印線で示したように第１インジェクタ１５が１方向に燃料を噴射するように構成されているのに対して第２インジェクタ１６が２方向に燃料を噴射するように構成されている点で相違している。また、第１インジェクタ１５が第２インジェクタ１６に比べて燃料噴霧が気化し易い特性を有している点で、各インジェクタ１５、１６には燃料噴霧の気化に関する特性に相違がある。第１インジェクタ１５から吸気開口部３までの距離は第２インジェクタ１６の当該距離よりも短くなっている。そして、詳細な図示を略したが、第１インジェクタ１５はその噴射角（噴霧角）が第２インジェクタ１６の噴射角よりも大きくなっている。従って、各インジェクタ１５、１６から同量の燃料を噴射させた場合、第１インジェクタ１５の燃料噴霧の方が第２インジェクタ１６の燃料噴霧に比べて気化し易い。なお、第１インジェクタ１５に対して気化し易い特性を付与するため、上記に代えて又は上記とともに、（ａ）噴霧粒径を小さくする、（ｂ）噴射時における燃料の流量を少なくする、（ｃ）噴孔の個数を多くする、（ｄ）噴孔の孔径を小さくする、（ｅ）ニードルのリフト量を小さくする等の各種手法のうちのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせを採用することも可能である。
【００２０】
内燃機関１Ａには、排気系から取り出した排気を吸気系に還流させる排気還流装置２０が設けられている。排気還流装置２０は排気系から取り出した排気を吸気系に導くための排気還流通路２１と、排気還流通路２１に設けられて排気の還流量を調整する排気還流弁２２と、排気還流通路２１から分岐した排気導入通路２３とを有している。排気還流通路２１は排気通路８と吸気通路６とを接続する。排気導入通路２３は二股通路１４の内部に開口していて、二股通路１４に限定的に排気を導入することができる。そのため、排気還流弁２２が開かれると二股通路１４だけに排気が導かれるので気筒２内に排気が偏在し各気筒２内には排気の層Ａと混合気の層Ｂとが形成される。これにより、内燃機関１Ａにて気筒２内に排気を偏在させる成層運転が実施されることになる。
【００２１】
上述したスロットル弁５、各インジェクタ１５、１６及び排気還流弁２２の各制御は内燃機関１Ａの運転状態を適正に制御するコンピュータとして構成されたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて行われる。ＥＣＵ３０には内燃機関１Ａの運転状態を検出するため各種センサからの信号が入力される。本発明に関連するセンサとしては内燃機関１Ａの回転数（回転速度）に応じた信号を出力するクランク角センサ３１及び吸入空気量に応じた信号を出力するエアフローメータ３２がそれぞれ設けられており、これらの出力信号はＥＣＵ３０に入力される。ＥＣＵ３０は上述した制御の他にも点火プラグの操作による点火時期制御等の様々な制御を行っている。
【００２２】
図２は本発明に関連してＥＣＵ３０が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。図２に示したルーチンのプログラムはＥＣＵ３０に保持されており所定間隔で繰り返し実行される。これにより、ＥＣＵ３０は本発明に係る噴射制御手段として機能する。
【００２３】
ステップＳ１では、内燃機関１Ａの運転状態として機関回転数Ｎｅと吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌ-とを、クランク角センサ３１及びエアフローメータ３２の各信号に基づいて取得する。次に、ステップＳ２では、上述した成層運転を実施すべき条件として定められた成層運転実施領域に該当するか否かをステップＳ１で取得した各パラメータに基づいて判定する。その判定の結果、成層運転実施領域に該当する場合はステップＳ３に進み、そうでない場合はステップＳ１２に進む。
【００２４】
ステップＳ３では、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出する。この目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの算出は、回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌを変数として目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを０から１までの範囲で与える目標ＥＧＲ率マップ（不図示）をＥＣＵ３０に記憶させておき、ＥＣＵ３０がこのマップを参照することにより実現される。続くステップＳ４では、排気還流の実行による吸入空気量の低下分を考慮して、スロットル弁５の開度を開き側に補正する。次に、ステップＳ５では、ステップＳ３で算出した目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを達成できる開度にて排気還流弁２２を開弁させる。
【００２５】
ステップＳ６では、単通路１３に導かれるガスに含まれる空気量Ｇａｉｎｊ１を次の式１にて算出する。
【００２６】
Ｇａｉｎｊ１＝Ｇａｔｏｔａｌ×０．５／（１−Ｒｅｇｒ） ………１
【００２７】
ステップＳ７では、二股通路１４に導かれるガスに含まれる空気量Ｇａｉｎｊ２を次の式２にて算出する。
【００２８】
Ｇａｉｎｊ２＝Ｇａｔｏｔａｌ×（０．５−Ｒｅｇｒ）／（１−Ｒｅｇｒ） …２
【００２９】
ステップＳ８では、単通路１３に設けられた第１インジェクタ１５による燃料の噴射時期ａｉｎｊ１を算出する。この噴射時期ａｉｎｊ１は、成層運転時用に準備された噴射時期算出マップ（不図示）に基づいて算出される。この噴射時期算出マップはＥＣＵ３０に予め記憶されていて、回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌを変数として噴射時期ａｉｎｊ１を与える構造となっている。このマップでは、噴射時期ａｉｎｊ１として吸気行程と同期する値（クランク角）が設定されている。
【００３０】
ステップＳ９では、二股通路１４に設けられた第２インジェクタ１６による燃料の噴射時期ａｉｎｊ２を算出する。この噴射時期ａｉｎｊ２も上記と同様に、成層運転時用に準備された噴射時期算出マップ（不図示）に基づいて算出される。但し、第２インジェクタ１６は２つの気筒２で共用されるので、図２のルーチン実行時に処理対象となる気筒２を特定する必要がある。そのため、この噴射時期算出マップは回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌを変数とする他に、気筒番号も変数として設定されていて、噴射時期ａｉｎｊ２を与える構造となっている。このマップでは、噴射時期ａｉｎｊ２として吸気行程と非同期の値（クランク角）が設定されている。
【００３１】
ステップＳ１０では、第１インジェクタ１５の燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ１と、第２インジェクタ１６の燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ２とをそれぞれ次の式３及び式４にて算出する。
【００３２】
ＴＡＵｉｎｊ１＝Ｋｉｎｊ１×Ｇａｉｎｊ１ ………３
ＴＡＵｉｎｊ２＝Ｋｉｎｊ２×Ｇａｉｎｊ２ ………４
【００３３】
ここで、Ｋｉｎｊ１，Ｋｉｎｊ２は、目標空燃比（例えば理論空燃比）を実現する燃料噴射量を空気量に応じて算出するための噴射量算出係数であり、インジェクタ毎に予め設定されている。
【００３４】
ステップＳ１１では、上記処理で算出された噴射時期ａｉｎｊ１及び燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ１にて第１インジェクタ１５から、噴射時期ａｉｎｊ２及び燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ２にて第２インジェクタ１６からそれぞれ燃料が噴射されるように各インジェクタ１５、１６を操作する。そして、今回のルーチンを終了する。
【００３５】
成層運転を実施しない場合、即ち本形態では排気還流を行わない場合には、ステップＳ１２にて単通路１３に導かれる空気量Ｇａｉｎｊ１を次の式５にて算出し、続くステップＳ１３にて二股通路１４に導かれる空気量Ｇａｉｎｊ２を次の式６にて算出する。
【００３６】
Ｇａｉｎｊ１＝Ｇａｔｏｔａｌ×０．５ ………５
Ｇａｉｎｊ２＝Ｇａｔｏｔａｌ×０．５ ………６
【００３７】
ステップＳ１４では、単通路１３に設けられた第１インジェクタ１５による燃料の噴射時期ａｉｎｊ１を算出する。この噴射時期ａｉｎｊ１は、非排気還流時用に準備された噴射時期算出マップ（不図示）に基づいて算出される。この噴射時期算出マップは、上記と同様にＥＣＵ３０に予め記憶されていて、回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌを変数として噴射時期ａｉｎｊ１を与える構造となっている。このマップでは、噴射時期ａｉｎｊ１として吸気行程と非同期の値（クランク角）が設定されている。つまり、非排気還流時には第１インジェクタ１５にて吸気非同期の燃料噴射が行われる。非排気還流時に第１インジェクタ１５にて吸気同期噴射を行うと、混合気の層と空気の層とが気筒２内に形成される混合気成層状態となるが、この場合の燃費は吸気非同期噴射時に比べて悪化するためである。そのため、非排気還流時には第１インジェクタ１５にて吸気非同期噴射が行われている。
【００３８】
その後、ステップＳ９に進み、上記と同様に第２インジェクタ１６の噴射時期ａｉｎｊ２を算出し、ステップＳ１０で燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ１，ＴＡＵｉｎｊ２を算出し、ステップＳ１１で各インジェクタ１５、１６の噴射操作を行う。
【００３９】
図２の制御ルーチンによれば、ステップＳ９にて第２インジェクタ１６の噴射時期が吸気行程と非同期となる値に算出されるので、二股通路１４での燃料噴射が吸気非同期噴射となり、気筒２の内壁への燃料付着を抑制できる。また、成層運転の実施時に、ステップＳ８にて第１インジェクタ１５の噴射時期が吸気行程と同期する値に算出されて単通路１３での燃料噴射が吸気同期噴射となる。上述のように、第１インジェクタ１５は第２インジェクタ１６よりも燃料噴霧が気化し易い特性を有しているため、第１インジェクタ１５にて吸気同期噴射が行われることによって、燃料の気化潜熱を利用した冷却効果を十分に得ることができ体積効率が向上する。
【００４０】
また、成層運転の実施時には、各通路１３、１４に導かれる導入ガスに含まれる空気量が相違するため、第２インジェクタ１６の燃料噴射量が第１インジェクタ１５の燃料噴射量に比べて少なくなる。これにより、二股通路１４の壁面や気筒２の内壁面に付着する燃料を減らすことができるため、燃料付着に伴う未燃炭化水素の排出量の増加を抑えることができる。
【００４１】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図３を参照しながら説明する。図３は第２の形態に係る内燃機関の要部を模式的に示している。以下、第１の形態との共通部分については同一の参照符号を図３に示して重複する説明を省略する。内燃機関１Ｂは、各二股通路１４に一つずつ吸気流制御弁としてのスワール制御弁４０が設けられている。スワール制御弁４０は気筒２内にスワールを形成すべきときに二股通路１４を閉鎖する。これにより、各気筒２には単通路１３のみから混合気が流入するので気筒２には横方向に旋回するスワールＦｓｗが形成される。スワール制御弁４０は電磁駆動弁として構成されており、その動作はＥＣＵ３０にて制御される。ＥＣＵ３０は所定の制御ルーチンに従って、スワールの形成の必要性を判断し、スワールの形成が必要な場合には、各気筒２の吸気行程に合わせてスワール制御弁４０を開閉制御する。
【００４２】
第２の形態によれば、二股通路１４は２つの気筒２で共用されるものであるので、各気筒２にスワール制御弁４０を設ける場合と比べて部品点数を削減できる利点がある。
【００４３】
本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。第１の形態では、二股通路に限定的に排気を還流させる排気還流装置を設けて成層運転を実施するようにしているが、例えば、排気の還流量を調整可能な調整弁等の調整手段を通路毎に設け、各調整手段を調整することによって単通路よりも二股通路の還流量を多くしたり、或いは第１の形態と同様に二股通路に限定的に排気を還流させることも可能である。また、この場合には単通路及び二股通路のそれぞれに均等に排気を還流させることにより非成層状態の排気還流を行うことも可能である。
【００４４】
上記各形態では４気筒型の内燃機関を例示したが、気筒数には制限はなく、２つの吸気開口部が設けられて互いに隣接する一対の気筒を含む限りにおいて、本発明を３気筒や６気筒等の多気筒内燃機関として実施することもできる。また、本発明は多気筒のＶ型内燃機関として実施することもできる。
【００４５】
上記各形態では、第１インジェクタ１５と第２インジェクタ１６とは同一のものではなく第１インジェクタ１５が第２インジェクタ１６よりも燃料の気化がし易い特性を有しているが、二股通路及び単通路のそれぞれに同一のインジェクタを設けて実施することも可能である。また、第１の形態と第２の形態とを組み合わせて、即ち、第１の形態の内燃機関１Ａにスワール制御弁を第２の形態と同様に組み込んで実施することも可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ、１Ｂ 内燃機関
２ 気筒
３ 吸気開口部
１３ 単通路
１４ 二股通路
１５ 第１インジェクタ（インジェクタ）
１６ 第２インジェクタ（インジェクタ）
２０ 排気還流装置
２１ 排気還流通路
２３ 排気導入通路
３０ ＥＣＵ（噴射制御手段）
４０ スワール制御弁（吸気流制御弁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気開口部が２つずつ設けられた複数の気筒を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
一つの気筒に対して２つずつ吸気ポートが設けられ、各吸気ポートに一つずつインジェクタが設けられた内燃機関が知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献２〜５が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６２９９５号公報
【特許文献２】実開昭６３−１５４７２７号公報
【特許文献３】特開２０００−２５７５３３号公報
【特許文献４】特開平５−２９６１２７号公報
【特許文献５】特開２００８−２０２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の内燃機関は、吸気ポート毎に設けられたインジェクタの噴射角を調整することによって吸気ポートの壁面への燃料付着を抑制できるが、一つの気筒に対して２つずつインジェクタを設けることになるのでコストが悪化する。
【０００５】
そこで、本発明は、インジェクタの搭載個数の増大を抑えてコストを低減可能な内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関は、吸気開口部が２つずつ設けられ互いに隣接する一対の気筒と、前記気筒毎の一つの前記吸気開口部同士が共通に接続された二股通路と、前記気筒毎の残りの前記吸気開口部に一つずつ接続された単通路と、前記二股通路及び前記単通路のそれぞれに一つずつ設けられたインジェクタと、を備えたものである（請求項１）。
【０００７】
この内燃機関によれば、一対の気筒で共用する二股通路に対して一つのインジェクタが設けられるとともに、各気筒に設けられた単通路に対して一つずつインジェクタが設けられているため、吸気開口部毎に通路を設けて各通路に一つずつインジェクタを設ける場合に比べてインジェクタの搭載個数を削減できる。従って、インジェクタの搭載個数に関するコストを低減できる。
【０００８】
本発明の内燃機関の一態様において、前記二股通路に設けられた前記インジェクタにて吸気行程と非同期の吸気非同期噴射が、前記単通路に設けられた前記インジェクタにて吸気行程と同期する吸気同期噴射がそれぞれ行われるように前記各インジェクタを制御する噴射制御手段を更に備えてもよい（請求項２）。二股通路は、一対の気筒の一方の吸気開口部と、一対の気筒の他方の吸気開口部とに分岐しているため、インジェクタから各吸気開口部までの距離が長くなって通路壁面に燃料噴霧が付着し易い。その付着を抑制するには、二股通路に設けるインジェクタの噴射角を小さくして燃料噴霧を絞る必要があるが、燃料噴霧を絞るとその粒子径が大きくなり気化が悪化する。そのため、二股通路に設けられたインジェクタの燃料噴射時期を吸気行程と同期させると気筒の内壁への燃料付着が増加し、燃料の気化潜熱を利用した冷却効果が十分に得られずに体積効率が向上し難くなる。この態様によれば、二股通路に設けられたインジェクタによって吸気行程と非同期の吸気非同期噴射が行われるため、気筒の内壁への燃料付着を抑制することができる。
【０００９】
この態様においては、前記単通路に設けられた前記インジェクタは、前記二股通路に設けられた前記インジェクタに比べて、燃料噴霧が気化し易い特性を有していてもよい（請求項３）。この場合には、単通路に設けられたインジェクタからの燃料噴霧が気化し易くなるので、そのインジェクタによって吸気同期噴射が行われることによって、燃料の気化潜熱を利用した冷却効果を十分に得ることができ体積効率が向上する。なお、単通路に設けられたインジェクタに対して燃料噴霧が気化し易い特性を与えるために例えば次の具体的な方法がある。即ち、単通路に設けられたインジェクタを二股通路に設けられたインジェクタに比べて、（１）吸気開口部に近づけて配置する、（２）噴射角（噴霧角）を拡大させる、（３）噴霧粒径を小さくする、（４）噴射時における燃料の流量を少なくする、（５）噴孔の個数を多くする、（６）噴孔の孔径を小さくする、（７）ニードルのリフト量を小さくする、等を例示できる。
【００１０】
本発明の内燃機関の一態様において、排気系から取り出した排気を吸気系に還流させる排気還流装置を更に備え、前記排気還流装置は、前記単通路に比べて前記二股通路への排気の還流量を多くすることにより、排気の層と混合気の層とを前記気筒内に形成する成層運転を実行できるように構成されてもよい（請求項４）。この態様によれば、各気筒の一方の吸気開口部からの排気の導入が支配的となって各気筒に排気の層と混合気の層とを形成可能となるので成層運転を実行できるようになる。
【００１１】
単通路に比べて二股通路への排気の還流量を多くする方法には格別の制限はない。例えば、排気の還流量を調整可能な調整手段を通路毎に設け、各調整手段を調整することによって、単通路に比べて二股通路への還流量を多くすることができる。なお、二股通路への排気の還流量を多くすることには、二股通路だけに排気を還流させ、単通路へは排気を還流させないことも含まれる。例えば、前記排気還流装置は、前記排気系から取り出した排気を前記吸気系に導くための排気還流通路と、前記排気還流通路から分岐して前記二股通路へ限定的に排気を導く排気導入通路とを有していてもよい（請求項５）。この場合には排気導入通路によって二股通路だけに排気を還流させることが可能となる。
【００１２】
これらの態様においては、前記成層運転が実行される場合、前記二股通路に導かれるガスに含まれる空気量に応じた燃料噴射量にて前記二股通路に設けられた前記インジェクタから燃料が噴射され、かつ前記単通路に導かれるガスに含まれる空気量に応じた燃料噴射量にて前記単通路に設けられたインジェクタから燃料が噴射されるように前記各インジェクタを制御する噴射制御手段を更に備えてもよい（請求項６）。この場合、二股通路への排気還流量が単通路に比べて多くなる結果、導入ガスに含まれる空気量が単通路に比べて少なくなるため、二股通路に設けられたインジェクタの燃料噴射量が単通路に設けられたインジェクタに比べて少なくなる。これにより、二股通路の壁面や気筒の内壁面に付着する燃料を減らすことができるため、燃料付着に伴う未燃炭化水素の排出量の増加を抑えることができる。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記二股通路に設けられて、前記二股通路を経由して前記気筒に導かれる吸気流に変化を与えることが可能な吸気流制御弁を更に備えてもよい（請求項７）。この態様によれば、気筒内に導かれたガスに流動を促すことができるため気筒内の混合気の均質化を向上させることができる。また、吸気流制御弁が二股通路に設けられていて、２つの気筒に一つの吸気流制御弁で上記効果を得ることができるため、吸気流制御弁を気筒毎に一つずつ設ける場合と比べて部品点数を削減できる。
【００１４】
吸気流制御弁によって気筒内に形成し得る流れは気筒の縦方向に旋回するタンブルの他、横方向に旋回するスワールなどがある。タンブルを形成する場合には吸気流制御弁を弁体の上部に切り欠きを設けたタンブル制御弁として構成することができる。また、前記吸気流制御弁として、前記二股通路を開閉するスワール制御弁が設けられてもよい（請求項８）。この場合には、二股通路がスワール制御弁にて閉鎖されることにより、各気筒には単通路のみから混合気が流入するので、気筒内にスワールを形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の内燃機関によれば、一対の気筒で共用する二股通路に対して一つのインジェクタが設けられるとともに、各気筒に設けられた単通路に対して一つずつインジェクタが設けられているため、吸気開口部毎に通路を設けて各通路に一つずつインジェクタを設ける場合に比べてインジェクタの搭載個数を削減できる。従って、インジェクタの搭載個数に関するコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の形態に係る内燃機関の要部を模式的に示した図。
【図２】第１の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図３】本発明の第２の形態に係る内燃機関の要部を模式的に示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の形態）
図１は本発明の第１の形態に係る内燃機関の要部を模式的に示している。内燃機関１Ａは走行用動力源として車両に搭載可能な火花点火式内燃機関として構成されている。内燃機関１Ａは４つの気筒２を備えており、各気筒２には吸気開口部３及び排気開口部４がそれぞれ２つずつ設けられている。内燃機関１Ａは各気筒２の等間隔燃焼が実現できるように構成されている。気筒２の並び方向の一端から他端に向かって♯１〜♯４の気筒番号を付して各気筒２を区別すると、内燃機関１Ａの燃焼順序は♯１→♯２→♯４→♯３に設定されている。各吸気開口部３は各気筒２の中心を通る直線と平行な一方向に並んでいる。なお、各気筒２には不図示の点火プラグが一つずつ設けられている。
【００１８】
各吸気開口部３は吸気通路６に接続されていて吸気弁７にて開閉される。各排気開口部４は排気通路８に接続されていて排気弁９にて開閉される。吸気通路６は取り込んだ空気の脈動を緩和する吸気マニホルド１０と、吸気マニホルド１０から分岐する分岐部１１とを備えている。吸気通路６には吸入空気量を調整するスロットル弁５が設けられている。分岐部１１は吸気開口部３に接続された単通路１３と、互いに隣接する気筒２の吸気開口部３同士が共通に接続された二股通路１４とを含む。本形態では、互いに隣接する♯１の気筒２と♯２の気筒２との間に、♯３の気筒２と♯４の気筒２との間にそれぞれ二股通路１４が設けられており、各二股通路１４は互いに隣接する吸気開口部３に繋がっている。なお、図示されていないが、各単通路１３はシリンダヘッドに形成された吸気ポートと、その吸気ポートと吸気マニホルド１０とを接続する接続通路とを含む。同様に、二股通路１４はシリンダヘッドに形成された二股の吸気ポートと、その吸気ポートと吸気マニホルド１０とを接続する接続通路とを含む。
【００１９】
単通路１３には第１インジェクタ１５が、二股通路１４には第２インジェクタ１６がそれぞれ一つずつ設けられている。各インジェクタ１５、１６は電磁駆動式のインジェクタとして構成されている点で共通するが、図１の矢印線で示したように第１インジェクタ１５が１方向に燃料を噴射するように構成されているのに対して第２インジェクタ１６が２方向に燃料を噴射するように構成されている点で相違している。また、第１インジェクタ１５が第２インジェクタ１６に比べて燃料噴霧が気化し易い特性を有している点で、各インジェクタ１５、１６には燃料噴霧の気化に関する特性に相違がある。第１インジェクタ１５から吸気開口部３までの距離は第２インジェクタ１６の当該距離よりも短くなっている。そして、詳細な図示を略したが、第１インジェクタ１５はその噴射角（噴霧角）が第２インジェクタ１６の噴射角よりも大きくなっている。従って、各インジェクタ１５、１６から同量の燃料を噴射させた場合、第１インジェクタ１５の燃料噴霧の方が第２インジェクタ１６の燃料噴霧に比べて気化し易い。なお、第１インジェクタ１５に対して気化し易い特性を付与するため、上記に代えて又は上記とともに、（ａ）噴霧粒径を小さくする、（ｂ）噴射時における燃料の流量を少なくする、（ｃ）噴孔の個数を多くする、（ｄ）噴孔の孔径を小さくする、（ｅ）ニードルのリフト量を小さくする等の各種手法のうちのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせを採用することも可能である。
【００２０】
内燃機関１Ａには、排気系から取り出した排気を吸気系に還流させる排気還流装置２０が設けられている。排気還流装置２０は排気系から取り出した排気を吸気系に導くための排気還流通路２１と、排気還流通路２１に設けられて排気の還流量を調整する排気還流弁２２と、排気還流通路２１から分岐した排気導入通路２３とを有している。排気還流通路２１は排気通路８と吸気通路６とを接続する。排気導入通路２３は二股通路１４の内部に開口していて、二股通路１４に限定的に排気を導入することができる。そのため、排気還流弁２２が開かれると二股通路１４だけに排気が導かれるので気筒２内に排気が偏在し各気筒２内には排気の層Ａと混合気の層Ｂとが形成される。これにより、内燃機関１Ａにて気筒２内に排気を偏在させる成層運転が実施されることになる。
【００２１】
上述したスロットル弁５、各インジェクタ１５、１６及び排気還流弁２２の各制御は内燃機関１Ａの運転状態を適正に制御するコンピュータとして構成されたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて行われる。ＥＣＵ３０には内燃機関１Ａの運転状態を検出するため各種センサからの信号が入力される。本発明に関連するセンサとしては内燃機関１Ａの回転数（回転速度）に応じた信号を出力するクランク角センサ３１及び吸入空気量に応じた信号を出力するエアフローメータ３２がそれぞれ設けられており、これらの出力信号はＥＣＵ３０に入力される。ＥＣＵ３０は上述した制御の他にも点火プラグの操作による点火時期制御等の様々な制御を行っている。
【００２２】
図２は本発明に関連してＥＣＵ３０が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。図２に示したルーチンのプログラムはＥＣＵ３０に保持されており所定間隔で繰り返し実行される。これにより、ＥＣＵ３０は本発明に係る噴射制御手段として機能する。
【００２３】
ステップＳ１では、内燃機関１Ａの運転状態として機関回転数Ｎｅと吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌ-とを、クランク角センサ３１及びエアフローメータ３２の各信号に基づいて取得する。次に、ステップＳ２では、上述した成層運転を実施すべき条件として定められた成層運転実施領域に該当するか否かをステップＳ１で取得した各パラメータに基づいて判定する。その判定の結果、成層運転実施領域に該当する場合はステップＳ３に進み、そうでない場合はステップＳ１２に進む。
【００２４】
ステップＳ３では、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出する。この目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの算出は、回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌを変数として目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを０から１までの範囲で与える目標ＥＧＲ率マップ（不図示）をＥＣＵ３０に記憶させておき、ＥＣＵ３０がこのマップを参照することにより実現される。続くステップＳ４では、排気還流の実行による吸入空気量の低下分を考慮して、スロットル弁５の開度を開き側に補正する。次に、ステップＳ５では、ステップＳ３で算出した目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを達成できる開度にて排気還流弁２２を開弁させる。
【００２５】
ステップＳ６では、単通路１３に導かれるガスに含まれる空気量Ｇａｉｎｊ１を次の式１にて算出する。
【００２６】
Ｇａｉｎｊ１＝Ｇａｔｏｔａｌ×０．５／（１−Ｒｅｇｒ） ………１
【００２７】
ステップＳ７では、二股通路１４に導かれるガスに含まれる空気量Ｇａｉｎｊ２を次の式２にて算出する。
【００２８】
Ｇａｉｎｊ２＝Ｇａｔｏｔａｌ×（０．５−Ｒｅｇｒ）／（１−Ｒｅｇｒ） …２
【００２９】
ステップＳ８では、単通路１３に設けられた第１インジェクタ１５による燃料の噴射時期ａｉｎｊ１を算出する。この噴射時期ａｉｎｊ１は、成層運転時用に準備された噴射時期算出マップ（不図示）に基づいて算出される。この噴射時期算出マップはＥＣＵ３０に予め記憶されていて、回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌを変数として噴射時期ａｉｎｊ１を与える構造となっている。このマップでは、噴射時期ａｉｎｊ１として吸気行程と同期する値（クランク角）が設定されている。
【００３０】
ステップＳ９では、二股通路１４に設けられた第２インジェクタ１６による燃料の噴射時期ａｉｎｊ２を算出する。この噴射時期ａｉｎｊ２も上記と同様に、成層運転時用に準備された噴射時期算出マップ（不図示）に基づいて算出される。但し、第２インジェクタ１６は２つの気筒２で共用されるので、図２のルーチン実行時に処理対象となる気筒２を特定する必要がある。そのため、この噴射時期算出マップは回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌを変数とする他に、気筒番号も変数として設定されていて、噴射時期ａｉｎｊ２を与える構造となっている。このマップでは、噴射時期ａｉｎｊ２として吸気行程と非同期の値（クランク角）が設定されている。
【００３１】
ステップＳ１０では、第１インジェクタ１５の燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ１と、第２インジェクタ１６の燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ２とをそれぞれ次の式３及び式４にて算出する。
【００３２】
ＴＡＵｉｎｊ１＝Ｋｉｎｊ１×Ｇａｉｎｊ１ ………３
ＴＡＵｉｎｊ２＝Ｋｉｎｊ２×Ｇａｉｎｊ２ ………４
【００３３】
ここで、Ｋｉｎｊ１，Ｋｉｎｊ２は、目標空燃比（例えば理論空燃比）を実現する燃料噴射量を空気量に応じて算出するための噴射量算出係数であり、インジェクタ毎に予め設定されている。
【００３４】
ステップＳ１１では、上記処理で算出された噴射時期ａｉｎｊ１及び燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ１にて第１インジェクタ１５から、噴射時期ａｉｎｊ２及び燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ２にて第２インジェクタ１６からそれぞれ燃料が噴射されるように各インジェクタ１５、１６を操作する。そして、今回のルーチンを終了する。
【００３５】
成層運転を実施しない場合、即ち本形態では排気還流を行わない場合には、ステップＳ１２にて単通路１３に導かれる空気量Ｇａｉｎｊ１を次の式５にて算出し、続くステップＳ１３にて二股通路１４に導かれる空気量Ｇａｉｎｊ２を次の式６にて算出する。
【００３６】
Ｇａｉｎｊ１＝Ｇａｔｏｔａｌ×０．５ ………５
Ｇａｉｎｊ２＝Ｇａｔｏｔａｌ×０．５ ………６
【００３７】
ステップＳ１４では、単通路１３に設けられた第１インジェクタ１５による燃料の噴射時期ａｉｎｊ１を算出する。この噴射時期ａｉｎｊ１は、非排気還流時用に準備された噴射時期算出マップ（不図示）に基づいて算出される。この噴射時期算出マップは、上記と同様にＥＣＵ３０に予め記憶されていて、回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａｔｏｔａｌを変数として噴射時期ａｉｎｊ１を与える構造となっている。このマップでは、噴射時期ａｉｎｊ１として吸気行程と非同期の値（クランク角）が設定されている。つまり、非排気還流時には第１インジェクタ１５にて吸気非同期の燃料噴射が行われる。非排気還流時に第１インジェクタ１５にて吸気同期噴射を行うと、混合気の層と空気の層とが気筒２内に形成される混合気成層状態となるが、この場合の燃費は吸気非同期噴射時に比べて悪化するためである。そのため、非排気還流時には第１インジェクタ１５にて吸気非同期噴射が行われている。
【００３８】
その後、ステップＳ９に進み、上記と同様に第２インジェクタ１６の噴射時期ａｉｎｊ２を算出し、ステップＳ１０で燃料噴射量ＴＡＵｉｎｊ１，ＴＡＵｉｎｊ２を算出し、ステップＳ１１で各インジェクタ１５、１６の噴射操作を行う。
【００３９】
図２の制御ルーチンによれば、ステップＳ９にて第２インジェクタ１６の噴射時期が吸気行程と非同期となる値に算出されるので、二股通路１４での燃料噴射が吸気非同期噴射となり、気筒２の内壁への燃料付着を抑制できる。また、成層運転の実施時に、ステップＳ８にて第１インジェクタ１５の噴射時期が吸気行程と同期する値に算出されて単通路１３での燃料噴射が吸気同期噴射となる。上述のように、第１インジェクタ１５は第２インジェクタ１６よりも燃料噴霧が気化し易い特性を有しているため、第１インジェクタ１５にて吸気同期噴射が行われることによって、燃料の気化潜熱を利用した冷却効果を十分に得ることができ体積効率が向上する。
【００４０】
また、成層運転の実施時には、各通路１３、１４に導かれる導入ガスに含まれる空気量が相違するため、第２インジェクタ１６の燃料噴射量が第１インジェクタ１５の燃料噴射量に比べて少なくなる。これにより、二股通路１４の壁面や気筒２の内壁面に付着する燃料を減らすことができるため、燃料付着に伴う未燃炭化水素の排出量の増加を抑えることができる。
【００４１】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図３を参照しながら説明する。図３は第２の形態に係る内燃機関の要部を模式的に示している。以下、第１の形態との共通部分については同一の参照符号を図３に示して重複する説明を省略する。内燃機関１Ｂは、各二股通路１４に一つずつ吸気流制御弁としてのスワール制御弁４０が設けられている。スワール制御弁４０は気筒２内にスワールを形成すべきときに二股通路１４を閉鎖する。これにより、各気筒２には単通路１３のみから混合気が流入するので気筒２には横方向に旋回するスワールＦｓｗが形成される。スワール制御弁４０は電磁駆動弁として構成されており、その動作はＥＣＵ３０にて制御される。ＥＣＵ３０は所定の制御ルーチンに従って、スワールの形成の必要性を判断し、スワールの形成が必要な場合には、各気筒２の吸気行程に合わせてスワール制御弁４０を開閉制御する。
【００４２】
第２の形態によれば、二股通路１４は２つの気筒２で共用されるものであるので、各気筒２にスワール制御弁４０を設ける場合と比べて部品点数を削減できる利点がある。
【００４３】
本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。第１の形態では、二股通路に限定的に排気を還流させる排気還流装置を設けて成層運転を実施するようにしているが、例えば、排気の還流量を調整可能な調整弁等の調整手段を通路毎に設け、各調整手段を調整することによって単通路よりも二股通路の還流量を多くしたり、或いは第１の形態と同様に二股通路に限定的に排気を還流させることも可能である。また、この場合には単通路及び二股通路のそれぞれに均等に排気を還流させることにより非成層状態の排気還流を行うことも可能である。
【００４４】
上記各形態では４気筒型の内燃機関を例示したが、気筒数には制限はなく、２つの吸気開口部が設けられて互いに隣接する一対の気筒を含む限りにおいて、本発明を３気筒や６気筒等の多気筒内燃機関として実施することもできる。また、本発明は多気筒のＶ型内燃機関として実施することもできる。
【００４５】
上記各形態では、第１インジェクタ１５と第２インジェクタ１６とは同一のものではなく第１インジェクタ１５が第２インジェクタ１６よりも燃料の気化がし易い特性を有しているが、二股通路及び単通路のそれぞれに同一のインジェクタを設けて実施することも可能である。また、第１の形態と第２の形態とを組み合わせて、即ち、第１の形態の内燃機関１Ａにスワール制御弁を第２の形態と同様に組み込んで実施することも可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ、１Ｂ 内燃機関
２ 気筒
３ 吸気開口部
１３ 単通路
１４ 二股通路
１５ 第１インジェクタ（インジェクタ）
１６ 第２インジェクタ（インジェクタ）
２０ 排気還流装置
２１ 排気還流通路
２３ 排気導入通路
３０ ＥＣＵ（噴射制御手段）
４０ スワール制御弁（吸気流制御弁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気開口部が２つずつ設けられ互いに隣接する一対の気筒と、前記気筒毎の一つの前記吸気開口部同士が共通に接続された二股通路と、前記気筒毎の残りの前記吸気開口部に一つずつ接続された単通路と、前記二股通路及び前記単通路のそれぞれに一つずつ設けられたインジェクタと、を備えた内燃機関。
【請求項２】
前記二股通路に設けられた前記インジェクタにて吸気行程と非同期の吸気非同期噴射が、前記単通路に設けられた前記インジェクタにて吸気行程と同期する吸気同期噴射がそれぞれ行われるように前記各インジェクタを制御する噴射制御手段を更に備えた請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記単通路に設けられた前記インジェクタは、前記二股通路に設けられた前記インジェクタに比べて、燃料噴霧が気化し易い特性を有している請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
排気系から取り出した排気を吸気系に還流させる排気還流装置を更に備え、
前記排気還流装置は、前記単通路に比べて前記二股通路への排気の還流量を多くすることにより、排気の層と混合気の層とを前記気筒内に形成する成層運転を実行できるように構成されている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記排気還流装置は、前記排気系から取り出した排気を前記吸気系に導くための排気還流通路と、前記排気還流通路から分岐して前記二股通路へ限定的に排気を導く排気導入通路とを有している請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記成層運転が実行される場合、前記二股通路に導かれるガスに含まれる空気量に応じた燃料噴射量にて前記二股通路に設けられた前記インジェクタから燃料が噴射され、かつ前記単通路に導かれるガスに含まれる空気量に応じた燃料噴射量にて前記単通路に設けられたインジェクタから燃料が噴射されるように前記各インジェクタを制御する噴射制御手段を更に備えた請求項４又は５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記二股通路に設けられて、前記二股通路を経由して前記気筒に導かれる吸気流に変化を与えることが可能な吸気流制御弁を更に備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記吸気流制御弁として、前記二股通路を開閉するスワール制御弁が設けられている請求項７に記載の内燃機関。
【請求項１】
吸気開口部が２つずつ設けられ互いに隣接する一対の気筒と、前記気筒毎の一つの前記吸気開口部同士が共通に接続された二股通路と、前記気筒毎の残りの前記吸気開口部に一つずつ接続された単通路と、前記二股通路及び前記単通路のそれぞれに一つずつ設けられたインジェクタと、を備えた内燃機関。
【請求項２】
前記二股通路に設けられた前記インジェクタにて吸気行程と非同期の吸気非同期噴射が、前記単通路に設けられた前記インジェクタにて吸気行程と同期する吸気同期噴射がそれぞれ行われるように前記各インジェクタを制御する噴射制御手段を更に備えた請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記単通路に設けられた前記インジェクタは、前記二股通路に設けられた前記インジェクタに比べて、燃料噴霧が気化し易い特性を有している請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
排気系から取り出した排気を吸気系に還流させる排気還流装置を更に備え、
前記排気還流装置は、前記単通路に比べて前記二股通路への排気の還流量を多くすることにより、排気の層と混合気の層とを前記気筒内に形成する成層運転を実行できるように構成されている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記排気還流装置は、前記排気系から取り出した排気を前記吸気系に導くための排気還流通路と、前記排気還流通路から分岐して前記二股通路へ限定的に排気を導く排気導入通路とを有している請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記成層運転が実行される場合、前記二股通路に導かれるガスに含まれる空気量に応じた燃料噴射量にて前記二股通路に設けられた前記インジェクタから燃料が噴射され、かつ前記単通路に導かれるガスに含まれる空気量に応じた燃料噴射量にて前記単通路に設けられたインジェクタから燃料が噴射されるように前記各インジェクタを制御する噴射制御手段を更に備えた請求項４又は５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記二股通路に設けられて、前記二股通路を経由して前記気筒に導かれる吸気流に変化を与えることが可能な吸気流制御弁を更に備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記吸気流制御弁として、前記二股通路を開閉するスワール制御弁が設けられている請求項７に記載の内燃機関。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２２０１８２（Ｐ２０１１−２２０１８２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８９０３２（Ｐ２０１０−８９０３２）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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