特開 2024-89274 副燃焼室付内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024089274

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】副燃焼室付内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/34 20060101AFI20240626BHJP

   F02M 69/00 20060101ALI20240626BHJP

   F02B 19/12 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

F02D41/34 100

F02M69/00 350P

F02B19/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022204540

(22)【出願日】2022-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 駿

(72)【発明者】

【氏名】三木田 彰

(72)【発明者】

【氏名】福留 大輔

(72)【発明者】

【氏名】児玉 勇人

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 宏次郎

(72)【発明者】

【氏名】廣江 健太

【テーマコード（参考）】

3G023

3G301

【Ｆターム（参考）】

3G023AA07

3G023AC02

3G023AD01

3G301HA05

3G301HA09

3G301HA11

3G301JA01

3G301JA23

3G301KA08

3G301KA09

3G301LB02

3G301MA11

3G301MA29

3G301NE01

3G301NE06

3G301PA10

3G301PD11

3G301PE03

(57)【要約】

【課題】着火性の優れた副燃焼室付きの副燃焼室付内燃機関を提供する。
【解決手段】主燃焼室４１と、主燃焼室４１内の上部中心部に設けられる副燃焼室４３と、主燃焼室４１に吸気を供給する第１吸気ポート２ａ及び第２吸気ポート２ｂと、第１吸気ポート２ａに設けられる第１インジェクタ６０と、第２吸気ポート２ｂに設けられる第２インジェクタ６１と、を有する内燃機関１であって、第１インジェクタ６０は、第１噴射孔６２が主燃焼室４１内の中心部を向くように設けられ、第２インジェクタ６１に比べ貫徹力の高い燃料を噴射する、
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主燃焼室と、
前記主燃焼室内に設けられる副燃焼室と、
前記主燃焼室に吸気を供給する第１吸気ポート及び第２吸気ポートと、
前記第１吸気ポートに設けられる第１インジェクタと、前記第２吸気ポートに設けられる第２インジェクタと、を有する副燃焼室付内燃機関であって、
前記第１インジェクタは、燃料噴射孔が前記主燃焼室内の中心部を向くように設けられ、前記第２インジェクタに比べ貫徹力の高い燃料を噴射する、
ことを特徴とする副燃焼室付内燃機関。

【請求項2】

前記第１インジェクタ及び前記第２インジェクタを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記内燃機関の所定の高負荷運転領域では、前記高負荷運転領域より負荷の低い低負荷運転領域に比べ貫徹力の低い燃料を噴射するように前記第１インジェクタを制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の副燃焼室付内燃機関。

【請求項3】

前記第１インジェクタは、リフト量及びリフト時間を変更して燃料噴射量を制御するインジェクタバルブを有し、
前記制御部は、
前記第１インジェクタの前記インジェクタバルブのリフト量を小さくするとともにリフト時間を長くすることで、前記第１インジェクタの燃料噴射の貫徹力を弱める、
ことを特徴とする請求項２記載の副燃焼室付内燃機関。

【請求項4】

前記制御部は、
前記第１インジェクタの貫徹力を弱める際は、貫徹力を弱める前に比べ前記インジェクタバルブのリフト開始を早めるように制御する、
ことを特徴とする請求項３記載の副燃焼室付内燃機関。

【請求項5】

前記第１インジェクタ及び前記第２インジェクタを作動制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１インジェクタから前記第２インジェクタに比べ貫徹力の高い燃料が噴射される第１噴射モードと、 前記第２インジェクタから前記第１インジェクタに比べ貫徹力の高い燃料が噴射される第２噴射モードと、を切り替え可能であり、
前記第１噴射モードが所定期間実施されると、前記第２噴射モードに切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の副燃焼室付内燃機関。

【請求項6】

前記第１インジェクタは、前記燃料噴射孔として第１噴射孔及び第２噴射孔を有し、
前記第１噴射孔は、前記副燃焼室を向くように設けられるとともに前記第２インジェクタに比べ貫徹力の高い燃料を噴射し、
前記第２噴射孔は、前記主燃焼室を向くように設けられるとともに前記第１噴射孔に比べ貫徹力の低い燃料を噴射する、
ことを特徴とする請求項１記載の副燃焼室付内燃機関。

【請求項7】

主燃焼室と、
前記主燃焼室内に設けられる副燃焼室と、
前記主燃焼室に吸気を供給する第１吸気ポート及び第２吸気ポートと、
前記第１吸気ポートに設けられる第１インジェクタと、前記第２吸気ポートに設けられる第２インジェクタと、を有する副燃焼室付内燃機関であって、
前記第１インジェクタ及び前記第２インジェクタは、前記主燃焼室内の中心部を向くように設けられる第１噴射孔と、前記主燃焼室内を向くように設けられ前記第１噴射孔に比べ貫徹力の低い燃料を噴射する第２噴射孔と、を有する
ことを特徴とする副燃焼室付内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主燃焼室内に副燃焼室を有する内燃機関に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車に使用されるガソリンエンジン等の内燃機関の多くは、吸気通路や燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）と、筒内の燃焼室に臨んで配置される点火装置（点火プラグ）を有している。
更に特許文献１には、燃焼室（主燃焼室）内に、副燃焼室を備えた内燃機関が開示されている。特許文献１に記載された内燃機関では、副燃焼室内に比較的燃料濃度の高い混合気を供給し、点火装置によって副燃焼室内の混合気に着火することで、副燃焼室から火炎が主燃焼室に噴射して主燃焼室内の混合気を燃焼させる構成になっている。これにより、主燃焼室内の混合気の着火性を向上させて内燃機関の出力を向上させることができ、あるいは主燃焼室内の燃料濃度を低くして燃費を向上させることが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２０６９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のように主燃焼室内に副燃焼室を有する内燃機関において、吸気通路（吸気ポート）に燃料を噴射するインジェクタでは、吸排気に伴う気流の影響により副燃焼室に濃い混合気を、かつ主燃焼室に比較的薄い混合気を、夫々適切に供給することは困難である。特に燃焼室内では強い気流が発生するとともに、内燃機関の運転状態によって気流の強さが変化するため、広い運転範囲において副燃焼室に燃料を効率よく供給して燃料濃度を適切に高めることが困難である。

【0005】

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、主燃焼室内に副燃焼室を有し、吸気ポートにインジェクタが設けられた内燃機関において、インジェクタから副燃焼室に燃料を効率的に供給して着火性の優れた副燃焼室付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】

上記目的を達成するため、本発明の副燃焼室付内燃機関は、主燃焼室と、前記主燃焼室内に設けられる副燃焼室と、前記主燃焼室に吸気を供給する第１吸気ポート及び第２吸気ポートと、前記第１吸気ポートに設けられる第１インジェクタと、前記第２吸気ポートに設けられる第２インジェクタと、を有する内燃機関であって、前記第１インジェクタは、燃料噴射孔が前記主燃焼室の中心部を向くように設けられ、前記第２インジェクタに比べ貫徹力の高い燃料を噴射する、ことを特徴とする。

【0007】

これにより、主燃焼室内に位置する副燃焼室に対して第１インジェクタから貫徹力の高い燃料が供給される。したがって、副燃焼室に第１インジェクタから燃料を効率的に供給することができ、副燃焼室内の燃料濃度を高めて着火性を向上させることができる。
好ましくは、前記第１インジェクタ及び前記第２インジェクタを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記内燃機関の所定の高負荷運転領域では、前記高負荷運転領域より負荷の低い低負荷運転領域に比べ貫徹力の低い燃料を噴射するように前記第１インジェクタを制御するとよい。

【0008】

これにより、高負荷運転領域において、第１インジェクタから貫徹力の高い燃料の噴射を抑え、副燃焼室における火炎の強さが抑えられる。したがって、副燃焼室から主燃焼室に伝搬する火炎が過度に強くなることを抑え、内燃機関の保護を図ることができる。
好ましくは、前記第１インジェクタは、リフト量及びリフト時間を変更して燃料噴射量を制御するインジェクタバルブを有し、前記制御部は、前記第１インジェクタの前記インジェクタバルブのリフト量を小さくするとともにリフト時間を長くすることで、前記第１インジェクタの燃料噴射の貫徹力を弱めるとよい。

【0009】

これにより、第１インジェクタのインジェクタバルブの制御によって、第１インジェクタからの燃料噴射の貫徹力を容易に弱めることができる。
好ましくは、前記制御部は、前記第１インジェクタの貫徹力を弱める際は、貫徹力を弱める前に比べ前記インジェクタバルブのリフト開始を早めるように制御するとよい。
これにより、貫徹力を弱める前に比べて第１インジェクタからの単位時間あたりの燃料噴射量を抑えて貫徹力を弱めることができるとともに、貫徹力の変更に拘わらず燃料噴射の終了時期を一定にすることができる。

【0010】

好ましくは、前記第１インジェクタ及び前記第２インジェクタを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記第１インジェクタから前記第２インジェクタに比べ貫徹力の高い燃料が噴射される第１噴射モードと、 前記第２インジェクタから前記第１インジェクタに比べ貫徹力の高い燃料が噴射される第２噴射モードと、を切り替え可能であり、前記第１噴射モードが所定期間実施されると、前記第２噴射モードに切り替えるとよい。

【0011】

これにより、貫徹力の高い燃料が噴射される第２噴射モードが第１インジェクタと第２インジェクタとの間で所定期間毎に切り替えられるので、インジェクタから噴射した燃料が第１吸気ポート及び第２吸気ポートのいずれか一方に偏って付着することを抑制し、付着した燃料の蒸発を促すことができる。
好ましくは、前記第１インジェクタは、前記燃料噴射孔として第１噴射孔及び第２噴射孔を有し、前記第１噴射孔は、前記副燃焼室を向くように設けられるとともに前記第２インジェクタに比べ貫徹力の高い燃料を噴射し、前記第２噴射孔は、前記主燃焼室を向くように設けられるとともに前記第１噴射孔に比べ貫徹力の低い燃料を噴射するとよい。

【0012】

これにより、第２インジェクタだけでなく、第１インジェクタの第２噴射孔からも主燃焼室に向けて燃料が噴射されるので、主燃焼室の全体に亘って燃料を偏り少なく噴射することができ、主燃焼室の壁面の冷却効果を促してノッキングを抑制することができる。
また、本発明の副燃焼室付内燃機関は、主燃焼室と、前記主燃焼室内に設けられる副燃焼室と、前記主燃焼室に吸気を供給する第１吸気ポート及び第２吸気ポートと、前記第１吸気ポートに設けられる第１インジェクタと、前記第２吸気ポートに設けられる第２インジェクタと、を有する内燃機関であって、前記第１インジェクタ及び前記第２インジェクタは、前記主燃焼室内の中心部を向くように設けられる第１噴射孔と、前記主燃焼室内を向くように設けられ前記第１噴射孔に比べ貫徹力の低い燃料を噴射する第２噴射孔と、を有することを特徴とする。

【0013】

これにより、主燃焼室内に位置する副燃焼室に対して第１インジェクタ及び第２インジェクタの第１噴射孔から貫徹力の高い燃料が噴射され、第２噴射孔から主燃焼室内に貫徹力の低い燃料が噴射される。したがって、副燃焼室に第１インジェクタ及び第２インジェクタから燃料を効率的に供給することができ、副燃焼室の燃料濃度を高めて着火性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の副燃焼室付内燃機関によれば、副燃焼室に燃料を十分に供給して強い火炎を発生させることができるので、主燃焼室における着火性を向上させることができる。これにより、主燃焼室での燃焼を促進させ、燃費の低下を抑えつつ出力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態の内燃機関の給排気系の構成図である。

【図2】第１実施形態の内燃機関における吸排気ポート及び点火プラグの位置を示す上面図である。

【図3】第１実施形態の内燃機関における低負荷運転領域での燃料噴射のイメージ図である。

【図4】第１実施形態の内燃機関における低負荷運転領域での噴射時期と噴射量の一例を示すタイミング図である。

【図5】第１実施形態の内燃機関における高負荷運転領域での燃料噴射供給のイメージ図である。

【図6】第１実施形態の内燃機関における高負荷運転領域での噴射時期と噴射量の一例を示すタイミング図である。

【図7】第２実施形態の内燃機関における燃料噴射供給のイメージ図である。

【図8】インジェクタの燃料噴射孔の構造の一例を示す斜視図である。

【図9】第３実施形態の内燃機関における燃料噴射供給のイメージ図である。

【図10】第４実施形態の内燃機関における燃料噴射供給のイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の内燃機関１の給排気系の構成図である。
図１に示すように、本実施形態の内燃機関１（副燃焼室付内燃機関）は、吸気ポート２に燃料であるガソリンを噴射するインジェクタ３を有するポート噴射式のガソリンエンジンである。

【0017】

本実施形態の内燃機関１の吸気通路５には、吸気の流れに沿って吸気ポート２に向かって、エアクリーナー６、インタークーラー７、スロットルバルブ８が備えられている。内燃機関１の排気通路１１には、排気ポート３１から排気の流れに沿って、上流側排気浄化触媒１２及び下流側排気浄化触媒１３が備えられている。
また、内燃機関１には、過給機（ターボチャージャ）１５、ＥＧＲシステム１６が備えられている。

【0018】

過給機１５は、排気によって回転駆動される図示しないタービンと、タービンの回転に伴って回転し吸気通路５内の吸気を圧縮する図示しないコンプレッサを有する。タービンは排気ポート３１と上流側排気浄化触媒１２との間の排気通路１１に設けられ、コンプレッサはエアクリーナー６とインタークーラー７との間の吸気通路５に設けられている。
ＥＧＲシステム１６は、内燃機関１の排気通路１１と吸気通路５とを連通するＥＧＲ通路２０と、ＥＧＲ通路２０の流路面積を変更するＥＧＲバルブ２１と、ＥＧＲ通路２０を通過する排気を冷却するＥＧＲクーラー２２を備えている。ＥＧＲ通路２０は、上流側排気浄化触媒１２と下流側排気浄化触媒１３との間の排気通路１１と、エアクリーナー６と過給機１５のコンプレッサとの間の吸気通路５とを連結している。

【0019】

また、排気通路１１には過給機１５のタービンをバイパスする通路を開閉するウエストゲートバルブ２５が備えられている。吸気通路５には、過給機１５のコンプレッサをバイパスする通路を開閉するリサキュレーションバルブ２６が備えられている。
図２は、第１実施形態の内燃機関１における吸排気ポート２、３１及び点火プラグ３５の位置を示す上面図である。

【0020】

図２に示すように、内燃機関１は、１つの気筒３０について吸気ポート２が２個及び排気ポート３１が２個備えられている。また、２個の吸気ポート２に吸気バルブ３２が夫々備えられるとともに、２個の排気ポート３１に夫々排気バルブ３３が夫々備えられている。
インジェクタ３は、各吸気ポート２に１個ずつ、即ち１つの気筒３０毎に２個ずつ備えられている。

【0021】

内燃機関１の気筒３０の上部（シリンダヘッド３４）には、その中心を挟んで一方側に２個の吸気ポート２が並んで配置され、他方側に２個の排気ポート３１が並んで配置されている。
図１、２に示すように、シリンダヘッド３４の中心部には、点火プラグ３５が備えられている。シリンダヘッド３４には、点火プラグ３５の中心電極を囲むように区画壁４２が備えられている。

【0022】

気筒３０内には、シリンダブロックに形成されたシリンダ、シリンダヘッド３４及びピストンに囲まれた略円柱状の空間である主燃焼室４１が設けられ、更に主燃焼室４１の上部中心部の空間が区画壁４２に囲まれた副燃焼室４３として設けられている。区画壁４２には、複数の連通孔４４が開いており、主燃焼室４１と副燃焼室４３とが連通孔４４を介して連通している。

【0023】

内燃機関１は、コントロールユニット５０（制御部）によって作動制御される。コントロールユニット５０は、出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等から構成されている。コントロールユニット５０は、クランク角、吸気温度、排気温度、ＥＧＲガス温度等を入力し、インジェクタ３、点火プラグ３５、スロットルバルブ８、ＥＧＲバルブ２１、ウエストゲートバルブ２５、リサキュレーションバルブ２６等を作動制御する。

【0024】

図３は、第１実施形態の内燃機関１における低負荷運転領域での燃料噴射供給のイメージ図である。図４は、第１実施形態の内燃機関１における低負荷運転領域での噴射時期（クランク角）と噴射量の一例を示すタイミング図である。
第１実施形態の内燃機関１では、２つの吸気ポート２に夫々設けられた２個のインジェクタ３のうち、一方の第１吸気ポート２ａに設けられた第１インジェクタ６０は、気筒３０の中心部、即ち副燃焼室４３近傍に向けて燃料を噴射する第１噴射孔６２を有している。すなわち、第１噴射孔６２は気筒３０の中心部を向くように、言い替えると、第１噴射孔６２の延長線が気筒３０の中心部と重なるように設けられている。他方の第２吸気ポート２ｂに設けられた第２インジェクタ６１は、主燃焼室４１に向けて燃料を噴射する第２噴射孔６３を有している。第２噴射孔６３は、噴射された燃料が気流に乗って気筒３０内に万遍無く拡散されるような向きで設けられることが好ましい。

【0025】

なお、第１インジェクタ６０の第１噴射孔６２は、噴射した燃料が主に副燃焼室４３に流入するように設けられていればよく、副燃焼室４３に直接向けて噴射するものでもよいし、噴射した燃料が間接的に副燃焼室４３に流入するように設定したものでもよい。また、副燃焼室４３は主燃焼室４１の中心から若干ずれていてもよい。すなわち、副燃焼室４３が主燃焼室４１の中心付近から一方側にずれて設けられていたとしても、副燃焼室４３の他方側端部は主燃焼室４１の中心付近、すなわち第１インジェクタ６０から噴射された燃料によって燃料濃度が高くなっている箇所に位置しているため、圧縮工程において燃料が副室内に供給される。

【0026】

更に、第１噴射孔６２は、第２噴射孔６３よりも貫徹力の高い燃料噴射をするように設定されている。貫徹力の高い燃料噴射とは、吸気の流動に影響を受けにくく所望の領域（副燃焼室４３）に燃料を到達させる能力が高い噴射である。例えば第１噴射孔６２を第２噴射孔６３より小さくしたり、第１噴射孔６２からの燃料噴射圧を第２噴射孔６３より高く設定したりして、第１噴射孔６２から噴射される燃料を第２噴射孔６３から噴射される燃料より勢い良く（貫徹力が高く）噴射されるようにすればよい。

【0027】

第２インジェクタ６１は、第２噴射孔６３より、主燃焼室４１内に均質微粒予混合燃料噴射を行う。
なお、第１噴射孔６２から噴射した燃料が吸気バルブ３２の軸部や気筒３０の壁面に直接当たらないように設定されているとよい。
図３、４に示すように、第１実施形態の内燃機関１では、負荷が所定値未満の低負荷運転領域（例えば、過給機１５による過給が不能な運転領域）において、第２インジェクタ６１は排気行程の終盤から第２噴射孔６３より燃料噴射し、吸気行程に跨いで燃料噴射をする。

【0028】

第１インジェクタ６０は、吸気行程において第１噴射孔６２より短時間で燃料噴射をする。例えば第１インジェクタ６０の第１噴射孔６２からの単位時間当たりの燃料噴射量は、第２インジェクタ６１の第２噴射孔６３からの単位時間当たりの燃料噴射量より大きく、第１インジェクタ６０の第１噴射孔６２からの燃料噴射時間は、第２インジェクタ６１の第２噴射孔６３からの燃料噴射時間より短い。

【0029】

また、第１インジェクタ６０の第１噴射孔６２からの燃料噴射終了時期と第２インジェクタ６１の第２噴射孔６３からの燃料噴射終了時期とを略同一にするとよい。
図５は、第１実施形態の内燃機関１における高負荷運転領域での燃料噴射供給のイメージ図である。図６は、第１実施形態の内燃機関１における高負荷運転領域での噴射時期と噴射量の一例を示すタイミング図である。

【0030】

図５、６に示すように、第１実施形態の内燃機関１では、負荷が所定値以上の高負荷運転領域（例えば、過給機１５による過給が可能な運転領域）において、第２インジェクタ６１は低負荷運転領域と同様に、排気行程の終盤から第２噴射孔６３より燃料噴射し、吸気行程に跨いで燃料噴射をする。但し、単位時間当たりの燃料噴射量については、負荷が高くなるに伴って大きくなるように、詳細には、負荷が高くなるにつれてスロットルバルブ８の開度を制御するとともに、スロットルバルブ８の開度に応じて燃料噴射量を制御するように設定される。本実施形態では、主燃焼室４１内の空燃比がストイキになるように第１インジェクタ６０と第２インジェクタ６１の燃料噴射量が制御される。第１インジェクタ６０は、排気行程の終盤から第１噴射孔６２より燃料噴射し、吸気行程に跨いで燃料噴射をする。なお、第１インジェクタ６０と第２インジェクタ６１の燃料噴射開始時期は略同一であり、燃料噴射終了時期については略同一あるいは第１インジェクタ６０からの燃料噴射を負荷に応じて第２インジェクタ６１よりも後に延ばしてよい。

【0031】

以上のように、第１実施形態の内燃機関１は、主燃焼室４１の上部中心部に区画壁４２に囲まれた副燃焼室４３が備えられている。区画壁４２には、主燃焼室４１と副燃焼室４３とを連通する連通孔４４が設けられ、点火プラグ３５によって、副燃焼室４３内の混合気に点火する。これにより、副燃焼室４３内で着火して発生した火炎が連通孔４４から噴射して主燃焼室４１に伝搬し、主燃焼室４１内の混合気を効率的に燃焼させる。

【0032】

内燃機関の各気筒３０は、２個の吸気ポート２（２ａ、２ｂ）を有し、それぞれ吸気ポート２ａ、２ｂにインジェクタ３（６０、６１）が備えられている。また、一方の第１インジェクタ６０に設けられた第１噴射孔６２は、主燃焼室４１の中心を向くように設けられている。他方の第２インジェクタ６１からは主燃焼室４１に向けて燃料が噴射される。そして、内燃機関１の低負荷運転領域においては、第１インジェクタ６０の第１噴射孔６２から、第２インジェクタ６１からの噴射に比べて貫徹力の高い燃料を噴射する。

【0033】

これにより、主燃焼室４１の上部中心部に位置する副燃焼室４３に対して第１インジェクタから燃料が効率的に供給される。したがって、副燃焼室４３に燃料を十分に供給することができ、副燃焼室４３における燃料濃度（等容度）を高くして着火性を向上させることができる。そして、副燃焼室４３からの火炎の伝搬により、主燃焼室４１内の混合気を安定して効率よく燃焼させることができる。

【0034】

高負荷運転領域においては、第１インジェクタ６０の第１噴射孔６２から第２インジェクタ６１と同様に貫徹力の低い燃料噴射が行われる。これにより、副燃焼室４３への燃料供給を抑制し、副燃焼室４３において強い火炎の発生を抑え、気筒３０の保護を図ることができる。なお、高負荷運転領域では、第１インジェクタ６０及び第２インジェクタ６１から負荷に対応して燃料が多く噴射され、気筒３０内の燃料濃度が全体的に上昇するので、副燃焼室４３に第１インジェクタ６０から貫徹力の高い燃料を供給しなくても着火性は確保できる。

【0035】

高負荷運転領域において、第１インジェクタ６０からの燃料噴射は、低負荷運転領域における第１インジェクタ６０からの燃料噴射に対して、第１インジェクタ６０のインジェクタバルブのリフト量を小さくして単位時間当たりの燃料噴射量を小さくし、リフト時間を長くして燃料噴射時間を長くする。これにより、高負荷運転領域における第１インジェクタ６０からの燃料噴射の貫徹力を容易に弱めることができる。

【0036】

また、高負荷運転領域においては、低負荷運転領域に比べて第１インジェクタ６０のインジェクタバルブのリフト開始、すなわち第１インジェクタ６０からの燃料噴射開始時期を早めるようにして、リフト時間を長くしている。これにより、第１インジェクタ６０からの単位時間あたりの燃料噴射量を抑えて貫徹力を弱めることができるとともに、高負荷運転領域と低負荷運転領域とで第１インジェクタ６０と第２インジェクタ６１の燃料噴射終了時期を同一にすることが可能になる。このように負荷に拘わらず第１インジェクタ６０と第２インジェクタ６１の燃料噴射終了時期を同一にすることで、吸気バルブ３２及び排気バルブ３３の開閉タイミングや点火時期に対する燃料供給終了時期を適切に設定することができる。

【0037】

以下に本発明のその他の実施形態について説明するが、第１実施形態と異なる箇所についてのみ記載する。
図７は、第２実施形態の内燃機関７０における燃料噴射供給のイメージ図である。図８は、第１インジェクタ６０の燃料噴射孔の構造の一例を示す斜視図である。
図７、８に示すように、第２実施形態の内燃機関７０では、第１インジェクタ６０に、気筒３０の中心に燃料を噴射する噴射孔と、主燃焼室４１に向けて燃料を噴射する噴射孔とを設ける。すなわち、２つの吸気ポート２に夫々設けられた２個のインジェクタ３のうち、一方の第１吸気ポート２ａに設けられた第１インジェクタ６０は気筒３０の中心に向けて燃料を噴射する第１噴射孔６２と、主燃焼室４１に向けて燃料を噴射する第２噴射孔６３を有している。第１インジェクタ６０の第１噴射孔６２は気筒３０の中心部を向くように設けられ、第１インジェクタ６０の第２噴射孔６３は気筒３０（シリンダ）の側壁を向くように設けられる。そして、低負荷運転領域では第１噴射孔６２と第２噴射孔６３の両方から燃料噴射を行う。これにより、主燃焼室４１の全体に亘って燃料を偏り少なく供給することができる。したがって、主燃焼室４１の壁面の冷却効果を促進させてノッキングを抑制することができる。なお、高負荷運転領域においては、第１インジェクタ６０の第１噴射孔６２からの燃料噴射を停止し、第２噴射孔６３のみからの燃料噴射としてもよいし、第１インジェクタ６０のインジェクタバルブのリフト量を小さくしての第１噴射孔６２からの燃料噴射の貫徹力を小さくしてもよい。

【0038】

図９は、第３実施形態の内燃機関７０における燃料噴射供給のイメージ図である。なお、図９及び後述する図１０では、貫徹力の高い燃料噴射を黒塗りの矢印で示し、貫徹力の低い燃料噴射を破線の矢印で示している。
第３実施形態の内燃機関７０では、２つの吸気ポート２ａ、２ｂの両方に、第１実施形態の第１インジェクタ６０と同様の、第１噴射孔６２を有するインジェクタ６０ａ、６０ｂを配置する。

【0039】

そして、コントロールユニット５０は、第１噴射孔６２から副燃焼室４３に向けて燃料を噴射する際に、第１インジェクタ６０ａから副燃焼室４３に向けて貫徹力の高い燃料を噴射する第１噴射モードと、第２インジェクタ６０ｂから副燃焼室４３に向けて貫徹力の高い燃料を噴射する第２噴射モードと、を定期的に切り替える。すなわち、第１噴射モードでは、第２インジェクタ６０ｂのインジェクタバルブのリフト量を小さくするとともにリフト時間を長くすることで、第１インジェクタ６０ａの第１噴射孔６２から噴射される燃料を第２インジェクタ６０ｂの第１噴射孔６２から噴射される燃料より貫徹力を高くする。同様に、第２噴射モードでは、第１インジェクタ６０ａのインジェクタバルブのリフト量を小さくするとともにリフト時間を長くすることで、第１インジェクタ６０ａの第１噴射孔６２から噴射される燃料を第２インジェクタ６０ｂの第１噴射孔６２から噴射される燃料より貫徹力を低くする。例えば、所定のエンジン運転時間経過毎に切り替えたり、第１噴射孔６２からの所定の噴射回数毎に切り替えたり、第１噴射孔６２からの燃料噴射量の所定の積算値毎に切り替えればよい。なお、第３実施形態においては、貫徹力の低い側のインジェクタ、すなわち、第１噴射モードでは第２インジェクタ６０ｂ、第２噴射モードでは第１インジェクタ６０ａからの燃料も副燃焼室４３（気筒３０の中心）に向けて噴射されることになるが、これらの燃料は貫徹力が低いため、拡散して主燃焼室４１の全体に亘って燃料を偏り少なく供給される。

【0040】

これにより、第３実施形態の内燃機関７０では、副燃焼室４３用に燃料を噴射するインジェクタが定期的に第１インジェクタ６０ａと第２インジェクタ６０ｂとで切り替えられるので、第１吸気ポート２ａ及び第２吸気ポート２ｂのいずれか一方に偏って、インジェクタ６０ａ、６０ｂから噴射した燃料が付着することを抑制することができる。したがって、第１吸気ポート２ａ及び第２吸気ポート２ｂに付着した燃料の蒸発を促して、内燃機関７０の排気性能や燃費の向上を図ることができる。なお、第３実施形態は、第１インジェクタ６０ａと第２インジェクタ６０ｂを、第２実施形態の第１インジェクタ６０と同様の、第１噴射孔６２及び第２噴射孔６３を有するインジェクタ６０ａ、６０ｂとしてもよい。この場合、第１噴射モードでは、第２インジェクタ６０ｂの第１噴射孔６２からの燃料噴射を禁止してもよいし、インジェクタバルブのリフト量を小さくするとともにリフト時間を長くすることで、第２インジェクタ６０ｂの第１噴射孔６２から噴射される燃料の貫徹力を第１噴射孔６２から噴射される燃料と同等程度に小さくしてもよい。

【0041】

図１０は、第４実施形態の内燃機関８０における燃料噴射供給のイメージ図である。
図１０に示すように、第４実施形態の内燃機関９０では、第２実施形態の内燃機関７０のように、２つの吸気ポート２ａ、２ｂの両方に第１噴射孔６２及び第２噴射孔６３を有するインジェクタ６０（６０ａ、６０ｂ）を配置する。そして、例えば低負荷運転領域において、副燃焼室４３に対して各インジェクタと６０ａ、６０ｂの第１噴射孔６２から貫徹力の高い噴射により燃料が供給され、主燃焼室４１に対して各インジェクタ６０ａ、６０ｂの第２噴射孔６３から貫徹力の低い噴射により燃料が供給される。

【0042】

これにより、低負荷運転領域には副燃焼室４３に燃料が十分に供給されて点火性を向上させるとともに、主燃焼室４１には主燃焼室４１の全体に亘って燃料を偏り少なく供給することができる。
本発明は、上記の実施形態に限定するものではない。例えば上記実施形態において、内燃機関の各インジェクタや筒内の詳細な構造については、適宜変更してもよい。また、本発明の内燃機関は、自動車の走行駆動用等の種内燃機関に適用することができる。

【符号の説明】

【0043】

１、７０、８０、９０ 内燃機関
２ａ 第１吸気ポート
２ｂ 第２吸気ポート
４１ 主燃焼室
４３ 副燃焼室
５０ コントロールユニット（制御部）
６０、６０ａ 第１インジェクタ
６１、６０ｂ 第２インジェクタ
６２ 第１噴射孔（燃料噴射孔）
６３ 第２噴射孔（燃料噴射孔）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】