JP7496066B2 - Vehicle internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒を有し、各気筒が、主燃焼室と、連通孔を介して主燃焼室と連通する副室とを有する、車両用内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine for a vehicle having three or more cylinders aligned in the longitudinal direction, each cylinder having a main combustion chamber and an auxiliary combustion chamber that communicates with the main combustion chamber via a communication hole.
自動車用エンジン等の車両用内燃機関においては、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒のそれぞれにおける燃焼室が、主燃焼室と、連通孔を介して主燃焼室と連通する副室とに区画されることがある。このような気筒においては、副室にて点火プラグの点火によって混合気が燃焼し、副室の混合気の燃焼によって副室から連通穴を通して主燃焼室に向かうトーチ状の火炎（ジェット火炎）が発生し、このジェット火炎によって主燃焼室内の混合気が燃焼することができる。このような内燃機関は、副室式内燃機関と呼ばれることもある。さらに、車両用内燃機関においては、車両の燃費性能を向上させるために、車両の運転状況、例えば、内燃機関の回転数、負荷率等に応じて複数の気筒のうちいずれかを休止させることがある。 In vehicle internal combustion engines such as automobile engines, the combustion chamber in each of three or more cylinders aligned in the longitudinal direction may be divided into a main combustion chamber and an auxiliary chamber that communicates with the main combustion chamber via a communication hole. In such cylinders, the mixture is burned in the auxiliary chamber by ignition of a spark plug, and a torch-shaped flame (jet flame) is generated from the auxiliary chamber through the communication hole toward the main combustion chamber by the combustion of the mixture in the auxiliary chamber, and this jet flame can burn the mixture in the main combustion chamber. Such internal combustion engines are sometimes called auxiliary chamber type internal combustion engines. Furthermore, in vehicle internal combustion engines, one of the multiple cylinders may be shut down depending on the vehicle's operating conditions, such as the engine speed and load factor, in order to improve the fuel efficiency of the vehicle.
上記車両用内燃機関の一例としては、副室に燃料を噴射する副燃料噴射弁の高温化と、それに伴うデポジットの生成とを抑制するために、副室式エンジンの負荷運転領域に応じて休止気筒の数を変更するように構成され、かつ負荷運転領域が低負荷運転領域にあると共に副室式エンジンの出力トルクが小さいほど、休止気筒の数を減少させるように構成される副室式エンジンが挙げられる。（例えば、特許文献１を参照。） One example of the above-mentioned vehicle internal combustion engine is a pre-chamber engine that is configured to change the number of cylinders that are deactivated according to the load operating range of the pre-chamber engine in order to suppress the temperature rise of the pre-chamber fuel injection valve that injects fuel into the pre-chamber and the associated generation of deposits, and is configured to reduce the number of cylinders that are deactivated as the load operating range becomes lower and the output torque of the pre-chamber engine becomes smaller. (See, for example, Patent Document 1.)
しかしながら、上記車両用内燃機関の一例において、内燃機関の冷機始動時では気筒内で燃料の霧化が促進されない。内燃機関の負荷運転領域が低負荷運転領域にある状態では気筒内のガス流動が停滞するおそれがある。これらの場合、燃焼後に排出されずに副室内に残ったガス、すなわち、副室内の残留ガスによって、副室から連通孔を通って主燃焼室に向かうジェット火炎が消失するように失火が生じるおそれがある。 However, in the example of the vehicle internal combustion engine described above, fuel atomization is not promoted in the cylinders during cold start of the internal combustion engine. When the internal combustion engine is in the low load operating range, gas flow in the cylinders may stagnate. In these cases, gas that remains in the auxiliary chamber after combustion without being discharged, i.e., residual gas in the auxiliary chamber, may cause misfires such that the jet flame traveling from the auxiliary chamber through the communication hole toward the main combustion chamber disappears.
このような失火は、内燃機関の駆動効率を低下させるおそれがある。そのため、失火を防ぐための対策を講じる必要があるが、この対策を講じるに当たって、内燃機関の大型化を防ぐことも肝要となる。 Such misfires can reduce the driving efficiency of the internal combustion engine. Therefore, measures must be taken to prevent misfires, but when taking such measures, it is also essential to prevent the internal combustion engine from becoming larger.
このような実情を鑑みると、車両用内燃機関においては、内燃機関の大型化を抑制しながら気筒内での失火を効率的に抑制することが望まれ、ひいては、内燃機関の駆動効率の低下を効率的に抑制することが望まれる。 In light of this situation, it is desirable to efficiently prevent misfires in the cylinders of vehicle internal combustion engines while preventing the internal combustion engine from becoming larger, and it is also desirable to efficiently prevent a decrease in the driving efficiency of the internal combustion engine.
課題を解決するために、一態様に係る車両用内燃機関は、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒を備え、各気筒が、主燃焼室と、連通孔を介して前記主燃焼室と連通する副室とを有し、前記３つ以上の気筒が、前記長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒と、前記長手方向にて前記２つの外側気筒間に位置する１つ以上の内側気筒とから成る、車両用内燃機関であって、前記２つの外側気筒における副室及び前記１つ以上の内側気筒における副室のそれぞれに配置される副室点火器と、前記２つの外側気筒における主燃焼室のそれぞれに配置される主燃焼室点火器とを備えている。 In order to solve the problem, the vehicle internal combustion engine according to one embodiment has three or more cylinders aligned in the longitudinal direction, each cylinder having a main combustion chamber and an auxiliary chamber communicating with the main combustion chamber via a communication hole, and the three or more cylinders are composed of two outer cylinders arranged on both sides of the longitudinal direction, and one or more inner cylinders located between the two outer cylinders in the longitudinal direction, and is equipped with auxiliary chamber igniters arranged in each of the auxiliary chambers of the two outer cylinders and the auxiliary chambers of the one or more inner cylinders, and a main combustion chamber igniter arranged in each of the main combustion chambers of the two outer cylinders.
一態様に係る車両用内燃機関においては、内燃機関の大型化を抑制しながら気筒内での失火を効率的に抑制でき、ひいては、内燃機関の駆動効率の低下を効率的に抑制できる。 In one embodiment of the vehicle internal combustion engine, misfires in the cylinders can be efficiently suppressed while preventing the internal combustion engine from becoming larger, and thus, a decrease in the driving efficiency of the internal combustion engine can be efficiently suppressed.
一実施形態に係る車両用内燃機関について説明する。本実施形態に係る車両用内燃機関（以下、必要に応じて、単に「内燃機関」という）は、自動車に搭載されるエンジンとなっている。しかしながら、車両用内燃機関は、自動車以外の車両に搭載されるエンジン等の内燃機関とすることができる。 An internal combustion engine for a vehicle according to one embodiment will be described. The internal combustion engine for a vehicle according to this embodiment (hereinafter, simply referred to as an "internal combustion engine" as necessary) is an engine mounted on an automobile. However, the internal combustion engine for a vehicle can also be an internal combustion engine such as an engine mounted on a vehicle other than an automobile.
「車両用内燃機関の概略」
図１～図５を参照して、本実施形態に係る車両用内燃機関１の概略について説明する。すなわち、本実施形態に係る車両用内燃機関１は、概略的には次のように構成される。図１に示すように、車両用内燃機関１は、その長手方向（両側矢印Ｌにより示す）に沿って配置される４つの気筒１０，２０を有する。
"Outline of Vehicle Internal Combustion Engine"
An outline of a vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment will be described with reference to Figures 1 to 5. That is, the vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment is generally configured as follows. As shown in Figure 1, the vehicle internal combustion engine 1 has four cylinders 10, 20 arranged along its longitudinal direction (indicated by double-sided arrow L).
図１～図５を参照すると、各気筒１０，２０は、主燃焼室１１，２１を有する。各気筒１０，２０はまた、連通孔１３，２３を介してその主燃焼室１１，２１と連通する副室１２，２２を有する。図１に示すように、４つの気筒１０，２０は、長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒１０と、長手方向にてこれら２つの外側気筒１０間に位置する２つの内側気筒２０とから成る。 Referring to Figures 1 to 5, each cylinder 10, 20 has a main combustion chamber 11, 21. Each cylinder 10, 20 also has an auxiliary chamber 12, 22 that communicates with the main combustion chamber 11, 21 via a communication hole 13, 23. As shown in Figure 1, the four cylinders 10, 20 consist of two outer cylinders 10 arranged on both outer sides in the longitudinal direction, and two inner cylinders 20 located between the two outer cylinders 10 in the longitudinal direction.
しかしながら、内燃機関は、その長手方向に並ぶ３つ以上の気筒を有するように構成することもできる。この場合、３つ以上の気筒は、２つの外側気筒と、１つ以上の内側気筒とから成ることができる。 However, an internal combustion engine may also be configured with three or more cylinders aligned along its length. In this case, the three or more cylinders may consist of two outer cylinders and one or more inner cylinders.
図２～図５を参照すると、内燃機関１は、各外側気筒１０の副室１２に配置される副室点火器１４を有する。内燃機関１は、各外側気筒１０の主燃焼室１１に配置される主燃焼室点火器１５を有する。内燃機関１は、各内側気筒２０の副室２２に配置される副室点火器２４を有する。 Referring to Figures 2 to 5, the internal combustion engine 1 has an auxiliary chamber igniter 14 arranged in the auxiliary chamber 12 of each outer cylinder 10. The internal combustion engine 1 has a main combustion chamber igniter 15 arranged in the main combustion chamber 11 of each outer cylinder 10. The internal combustion engine 1 has an auxiliary chamber igniter 24 arranged in the auxiliary chamber 22 of each inner cylinder 20.
さらに、本実施形態に係る車両用内燃機関１は、概略的には次のように構成することができる。図１に示すように、内燃機関１は、その駆動力を調節可能とするように構成される制御装置２を有する。内燃機関１は、２つの外側気筒１０からの排出ガスを２つの内側気筒２０に還流可能とするように構成される排出ガス再循環装置（以下、必要に応じて、「ＥＧＲ装置」という）３を有する。 Furthermore, the vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment can be generally configured as follows. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 has a control device 2 configured to enable adjustment of the driving force. The internal combustion engine 1 has an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as "EGR device" as necessary) 3 configured to enable exhaust gas from the two outer cylinders 10 to be recirculated to the two inner cylinders 20.
制御装置２は、内燃機関１が暖機状態でない場合に、各外側気筒１０にて燃焼を実施すべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火を実施するように制御し、かつこの外側気筒１０の燃焼によって排出される排出ガスを各内側気筒２０に還流すべくＥＧＲ装置３を制御するようになっている。なお、制御装置２は、内燃機関１が暖機状態でない場合に、各内側気筒２０におけるインジェクタ２９の燃料供給（燃料噴射）を禁止することができ、かつ各内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止することができる。 When the internal combustion engine 1 is not warmed up, the control device 2 controls the ignition of the main combustion chamber igniter 15 in each outer cylinder 10 to perform combustion in that outer cylinder 10, and controls the EGR device 3 to recirculate exhaust gas discharged by the combustion in the outer cylinder 10 to each inner cylinder 20. In addition, when the internal combustion engine 1 is not warmed up, the control device 2 can prohibit fuel supply (fuel injection) of the injector 29 in each inner cylinder 20, and can prohibit ignition of the sub-chamber igniter 24 in each inner cylinder 20.
制御装置２は、内燃機関１が低負荷状態である場合に、各内側気筒２０を休止状態とすべくその内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止するように制御し、かつ各外側気筒１０を稼働状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火に続いて同副室点火器１４の点火を実施するように制御し、これによって、内燃機関１を駆動するようになっている。なお、低負荷状態は、内燃機関１がその負荷率（％）を第１負荷率閾値Ｅ１未満とするように駆動する状態である。 When the internal combustion engine 1 is in a low load state, the control device 2 controls each inner cylinder 20 to inhibit the ignition of the auxiliary chamber igniter 24 in that inner cylinder 20 so as to put that inner cylinder 20 in a resting state, and controls each outer cylinder 10 to ignite the auxiliary chamber igniter 14 following the ignition of the main combustion chamber igniter 15 in that outer cylinder 10 so as to put that outer cylinder 10 in an operating state, thereby driving the internal combustion engine 1. The low load state is a state in which the internal combustion engine 1 is driven so as to make its load rate (%) less than the first load rate threshold E1.
制御装置２は、内燃機関１が中負荷状態である場合に、各外側気筒１０を休止状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５及び副室点火器１４の点火を禁止するように制御し、かつ各内側気筒２０を稼働状態にすべくその内側気筒２０おける副室点火器２４の点火を実施するように制御し、これによって、内燃機関１を駆動するようになっている。なお、中負荷状態は、内燃機関１がその負荷率を第１負荷率閾値Ｅ１以上とし、かつ同負荷率を第２負荷率閾値Ｅ２未満とするように駆動する状態である。そして、第２負荷率閾値Ｅ２は第１負荷率閾値Ｅ１よりも大きい。 When the internal combustion engine 1 is in a medium load state, the control device 2 controls each outer cylinder 10 to disable the main combustion chamber igniter 15 and the auxiliary combustion chamber igniter 14, and controls each inner cylinder 20 to operate and disable the auxiliary combustion chamber igniter 24, thereby driving the internal combustion engine 1. The medium load state is a state in which the internal combustion engine 1 is driven so that its load rate is equal to or greater than the first load rate threshold E1 and less than the second load rate threshold E2. The second load rate threshold E2 is greater than the first load rate threshold E1.
「車両用内燃機関の詳細」
図１～図６を参照すると、本実施形態に係る車両用内燃機関１は、詳細には次のように構成することができる。図１に示すように、内燃機関１は、その冷却水の水温（℃）を検出可能に構成される水温検出部４を有する。内燃機関１は、アクセル開度（％）を検出可能に構成されるアクセル開度検出部５を有する。
"Details of Vehicle Internal Combustion Engines"
1 to 6, the vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment can be specifically configured as follows. As shown in Fig. 1, the internal combustion engine 1 has a water temperature detection unit 4 configured to be able to detect the temperature (°C) of the coolant. The internal combustion engine 1 has an accelerator opening detection unit 5 configured to be able to detect the accelerator opening (%).
内燃機関１は、その回転速度（ｓ－１）を検出可能に構成される回転速度検出部６を有する。例えば、回転速度検出部６は、クランク角センサとすることができる。しかしながら、回転速度検出部は、クランク角センサに限定されない。 The internal combustion engine 1 has a rotation speed detection unit 6 configured to be able to detect the rotation speed (s −1 ) of the internal combustion engine 1. For example, the rotation speed detection unit 6 can be a crank angle sensor. However, the rotation speed detection unit is not limited to a crank angle sensor.
図１に示すように、４つの気筒１０，２０は、長手方向に延びる長手軸線１ａ沿って実質的に直列に配置されている。すなわち、内燃機関１は直列型となっている。しかしながら、内燃機関は、３つ以上の気筒を長手方向に沿って並べるように構成されていれば、Ｖ型、水平対向型等とすることもできる。 As shown in FIG. 1, the four cylinders 10, 20 are arranged substantially in series along a longitudinal axis 1a extending in the longitudinal direction. In other words, the internal combustion engine 1 is of an in-line type. However, the internal combustion engine can also be of a V type, horizontally opposed type, etc., as long as it is configured to have three or more cylinders arranged in the longitudinal direction.
特に図２～図５を参照すると、各気筒１０，２０は、この気筒１０，２０内を中心軸線１０ａ，２０ａに沿って往復移動可能に構成されるピストン１６，２６を有する。各気筒１０，２０の主燃焼室１１，２１は、この気筒１０，２０の気筒１０，２０のボア壁１０ｂ，２０ｂ、シリンダヘッド１０ｃ，２０ｃ、及びピストン１６，２６に囲まれている。各気筒１０，２０の副室１２，２２は、この気筒１０，２０のシリンダヘッド１０ｃ，２０ｃにてこの気筒１０，２０の中心軸線１０ａ，２０ａ上に配置されている。 With particular reference to Figures 2 to 5, each cylinder 10, 20 has a piston 16, 26 that is configured to be able to reciprocate within the cylinder 10, 20 along the central axis 10a, 20a. The main combustion chamber 11, 21 of each cylinder 10, 20 is surrounded by the bore wall 10b, 20b, cylinder head 10c, 20c, and piston 16, 26 of the cylinder 10, 20. The auxiliary chamber 12, 22 of each cylinder 10, 20 is disposed on the central axis 10a, 20a of the cylinder 10, 20 at the cylinder head 10c, 20c of the cylinder 10, 20.
各気筒１０，２０は、この気筒１０，２０のシリンダヘッド１０ｃ，２０ｃに設けられる２つの吸気口１０ｄ，２０ｄと、これら２つの吸気口１０ｄ，２０ｄをそれぞれ開閉可能とするように構成される２つの吸気バルブ１７，２７とを有する。各気筒１０，２０はまた、この気筒１０，２０のシリンダヘッド１０ｃ，２０ｃに設けられる２つの吸気口１０ｄ，２０ｄと、これら２つの吸気口１０ｄ，２０ｄをそれぞれ開閉可能とするように構成される２つの排気バルブ１８，２８とを有する。 Each cylinder 10, 20 has two intake ports 10d, 20d provided in the cylinder head 10c, 20c of the cylinder 10, 20, and two intake valves 17, 27 configured to open and close these two intake ports 10d, 20d, respectively. Each cylinder 10, 20 also has two intake ports 10d, 20d provided in the cylinder head 10c, 20c of the cylinder 10, 20, and two exhaust valves 18, 28 configured to open and close these two intake ports 10d, 20d, respectively.
しかしながら、各気筒は、１つ以上の吸気口と、このような１つ以上の吸気口を開閉可能とするように構成される１つ以上の吸気バルブを有することができる。各気筒はまた、１つ以上の排気口と、このような１つ以上の排気口を開閉可能とするように構成される１つ以上の排気バルブとを有することができる。 However, each cylinder may have one or more intake ports and one or more intake valves configured to enable such intake port or ports to be opened or closed. Each cylinder may also have one or more exhaust ports and one or more exhaust valves configured to enable such exhaust port or ports to be opened or closed.
さらに、各気筒１０，２０の各吸気口１０ｄ，２０ｄは、内燃機関１の長手軸線１ａ及びこの気筒１０，２０の中心軸線１０ａ，２０ａに対してこの気筒１０，２０の径方向の一方側（以下、必要に応じて、「吸気側」という）に配置される。各気筒１０，２０の各排気口１０ｅ，２０ｅは、内燃機関１の長手軸線１ａ及びこの気筒１０，２０の中心軸線１０ａ，２０ａに対してこの気筒１０，２０の径方向の他方側（以下、必要に応じて、「排気側」という）に配置される。 Furthermore, each intake port 10d, 20d of each cylinder 10, 20 is disposed on one radial side of the cylinder 10, 20 with respect to the longitudinal axis 1a of the internal combustion engine 1 and the central axis 10a, 20a of the cylinder 10, 20 (hereinafter referred to as the "intake side" as necessary). Each exhaust port 10e, 20e of each cylinder 10, 20 is disposed on the other radial side of the cylinder 10, 20 with respect to the longitudinal axis 1a of the internal combustion engine 1 and the central axis 10a, 20a of the cylinder 10, 20 (hereinafter referred to as the "exhaust side" as necessary).
図２及び図３を参照すると、各外側気筒１０の主燃焼室点火器１５は、この外側気筒１０の主燃焼室１１にて、各吸気口１０ｄ，２０ｄと各排気口１０ｅ，２０ｅとの間に配置される。各外側気筒１０の主燃焼室点火器１５は、内燃機関１の長手軸線１ａ上に配置される。各外側気筒１０の主燃焼室点火器１５は、この気筒１０，２０の中心軸線１０ａ，２０ａに対して、内燃機関１の長手方向の外方側に配置される。 Referring to Figures 2 and 3, the main combustion chamber igniter 15 of each outer cylinder 10 is disposed in the main combustion chamber 11 of the outer cylinder 10 between each intake port 10d, 20d and each exhaust port 10e, 20e. The main combustion chamber igniter 15 of each outer cylinder 10 is disposed on the longitudinal axis 1a of the internal combustion engine 1. The main combustion chamber igniter 15 of each outer cylinder 10 is disposed on the longitudinal outward side of the central axes 10a, 20a of the cylinders 10, 20.
図４及び図５に示すように、各内側気筒２０の主燃焼室２１には、点火器、すなわち、主燃焼室点火器は設けられない。図１に示すように、各気筒１０，２０は、その主燃焼室１１，２１及びその副室１２，２２に燃料を供給可能とするように構成されるインジェクタ１９，２９を有する。各気筒１０，２０は、それぞれ、その２つの吸気口１０ｄ，２０ｄからその主燃焼室１１，２１及びその副室１２，２２に燃料を供給可能とするように構成される２つのインジェクタ１９，２９を有する。 As shown in Figures 4 and 5, the main combustion chamber 21 of each inner cylinder 20 is not provided with an igniter, i.e., a main combustion chamber igniter. As shown in Figure 1, each cylinder 10, 20 has an injector 19, 29 configured to be able to supply fuel to its main combustion chamber 11, 21 and its auxiliary chamber 12, 22. Each cylinder 10, 20 has two injectors 19, 29 configured to be able to supply fuel to its main combustion chamber 11, 21 and its auxiliary chamber 12, 22 from its two intake ports 10d, 20d, respectively.
図１に示すように、内燃機関１は、各気筒１０，２０の各吸気口１０ｄ，２０ｄに接続されるインテークマニホールド７を有する。内燃機関１は、各気筒１０，２０の各排気口１０ｅ，２０ｅに接続されるエキゾーストマニホールド８を有する。しかしながら、内燃機関は、エキゾーストマニホールドの代わりに、集合排気管を有することもできる。 As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 has an intake manifold 7 connected to each of the intake ports 10d, 20d of each of the cylinders 10, 20. The internal combustion engine 1 has an exhaust manifold 8 connected to each of the exhaust ports 10e, 20e of each of the cylinders 10, 20. However, the internal combustion engine may have a collective exhaust pipe instead of an exhaust manifold.
ＥＧＲ装置３は、各外側気筒１０の各排気口１０ｅに接続されるエキゾーストマニホールド８の外側管８ａと、各内側気筒２０の各吸気口２０ｄに接続されるインテークマニホールド７の内側管７ａとを接続する循環管３ａを有する。ＥＧＲ装置３は、各外側気筒１０の各排気口１０ｅから各内側気筒２０の各吸気口２０ｄに向かうように循環管３ａを通る排出ガスの流れ（片側矢印Ｇにより示す）を開放及び遮断可能とすべく開閉可能に構成される排出ガス再循環バルブ（以下、必要に応じて、「ＥＧＲバルブ」という）３ｂを有する。 The EGR device 3 has a circulation pipe 3a that connects an outer pipe 8a of an exhaust manifold 8 connected to each exhaust port 10e of each outer cylinder 10 and an inner pipe 7a of an intake manifold 7 connected to each intake port 20d of each inner cylinder 20. The EGR device 3 has an exhaust gas recirculation valve (hereinafter referred to as "EGR valve" as necessary) 3b that is configured to be able to open and close so as to open and close the flow of exhaust gas (indicated by one-sided arrow G) through the circulation pipe 3a so as to be able to flow from each exhaust port 10e of each outer cylinder 10 toward each intake port 20d of each inner cylinder 20.
各気筒１０，２０の休止状態は、全吸気バルブ１７，２７がそれぞれ全吸気口１０ｄ，２０ｄを閉じており、全排気バルブ１８，２８がそれぞれ全排気口１０ｅ，２０ｅを閉じており、インジェクタ１９，２９が燃料の供給を停止し、かつ主燃焼室１１，２１及び副室１２，２２にて燃焼が行われない状態となる。 When each cylinder 10, 20 is in a stopped state, all intake valves 17, 27 close all intake ports 10d, 20d, all exhaust valves 18, 28 close all exhaust ports 10e, 20e, the injectors 19, 29 stop supplying fuel, and no combustion takes place in the main combustion chambers 11, 21 and the auxiliary combustion chambers 12, 22.
「制御装置の詳細」
図１を参照すると、制御装置２は、詳細には次のように構成することができる。制御装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、入力インターフェース、出力インターフェース等の電子部品と、かかる電子部品を配置した電気回路とを含むように構成される。ＲＯＭには、種々の制御定数、種々のマップ等と一緒に、制御装置２の機能を発揮するためのプログラムが記憶されている。そのため、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するときに、制御装置２の機能を発揮することができる。しかしながら、制御装置はこれに限定されない。
"Control device details"
Referring to Fig. 1, the control device 2 can be configured in detail as follows. The control device 2 is configured to include electronic components such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an input interface, an output interface, and an electric circuit in which such electronic components are arranged. The ROM stores a program for performing the functions of the control device 2 together with various control constants, various maps, and the like. Therefore, when the CPU executes the program stored in the ROM, the control device 2 can perform the functions. However, the control device is not limited to this.
制御装置２は、ＥＧＲ装置３のＥＧＲバルブ３ｂの開閉を制御可能に構成される。制御装置２は、水温検出部４により検出される水温の検出値Ｔが所定の水温閾値Ｔ１以上である場合に、内燃機関１が暖機状態であると判定し、かつ水温の検出値Ｔが所定の水温閾値Ｔ１未満である場合に、内燃機関１が暖機状態でないと判定するように構成される。 The control device 2 is configured to be able to control the opening and closing of the EGR valve 3b of the EGR device 3. The control device 2 is configured to determine that the internal combustion engine 1 is in a warmed-up state when the detection value T of the water temperature detected by the water temperature detection unit 4 is equal to or greater than a predetermined water temperature threshold value T1, and to determine that the internal combustion engine 1 is not in a warmed-up state when the detection value T of the water temperature is less than the predetermined water temperature threshold value T1.
さらに、制御装置２は、内燃機関１が暖機状態でない場合に、各外側気筒１０の副室点火器１４の点火を禁止することができ、かつ各内側気筒２０の副室点火器２４の点火を禁止することができる。制御装置２は、内燃機関１が暖機状態でない場合に、ＥＧＲ装置３のＥＧＲバルブ３ｂを開き、かつ内燃機関１が暖機状態である場合に、ＥＧＲバルブ３ｂを閉じるように構成される。 Furthermore, the control device 2 can prohibit ignition of the pre-chamber igniter 14 of each outer cylinder 10 and can prohibit ignition of the pre-chamber igniter 24 of each inner cylinder 20 when the internal combustion engine 1 is not in a warm-up state. The control device 2 is configured to open the EGR valve 3b of the EGR device 3 when the internal combustion engine 1 is not in a warm-up state and close the EGR valve 3b when the internal combustion engine 1 is in a warm-up state.
制御装置２は、少なくともアクセル開度検出部５により検出されるアクセル開度の検出値Ａと、回転速度検出部６により検出される回転速度の検出値Ｒとに基づいて、内燃機関１の負荷率を算出可能に構成される。特に図６を参照すると、制御装置２は、少なくとも負荷率の算出値Ｅが第１負荷率閾値Ｅ１未満である場合に、内燃機関１が低負荷状態にあると判定することができる。なお、図６において、横軸Ｒは、回転速度の検出値Ｒ（ｓ－１）を示し、かつ縦軸Ｅは、負荷率の算出値Ｅ（％）を示す。 The control device 2 is configured to be able to calculate the load factor of the internal combustion engine 1 based on at least the detected value A of the accelerator opening detected by the accelerator opening detection unit 5 and the detected value R of the rotation speed detected by the rotation speed detection unit 6. With particular reference to Fig. 6, the control device 2 can determine that the internal combustion engine 1 is in a low load state when at least the calculated value E of the load factor is less than a first load factor threshold value E1. In Fig. 6, the horizontal axis R indicates the detected value R(s -1 ) of the rotation speed, and the vertical axis E indicates the calculated value E(%) of the load factor.
さらに、図６において、低負荷状態は、斜線のハッチング領域Ｐ１により示された低負荷領域内の状態である。特に、制御装置２は、負荷率の算出値Ｅが第１負荷率閾値Ｅ１未満であり、かつ回転速度の検出値Ｒが第１回転速度閾値Ｒ１未満である場合に、内燃機関１が低負荷状態にあると判定することができる。 Furthermore, in FIG. 6, the low load state is a state within the low load region indicated by the hatched area P1. In particular, the control device 2 can determine that the internal combustion engine 1 is in a low load state when the calculated load factor E is less than the first load factor threshold E1 and the detected rotation speed R is less than the first rotation speed threshold R1.
制御装置２は、少なくとも負荷率の算出値Ｅが第１負荷率閾値Ｅ１以上であると共に第２負荷率閾値Ｅ２未満である場合に、内燃機関１が中負荷状態にあると判定することができる。図６において、中負荷状態は、斜線のハッチング領域Ｐ２により示された中負荷領域内の状態である。特に、制御装置２は、負荷率の算出値Ｅが第１負荷率閾値Ｅ１以上であると共に第２負荷率閾値Ｅ２未満であり、かつ回転速度の検出値Ｒが第１回転速度閾値Ｒ１以上であると共に第２回転速度閾値Ｒ２未満である場合に、内燃機関１が中負荷状態にあると判定することができる。なお、第２回転速度閾値Ｒ２は、第１回転速度閾値Ｒ１よりも大きくなっている。 The control device 2 can determine that the internal combustion engine 1 is in a medium load state at least when the calculated load factor E is equal to or greater than the first load factor threshold E1 and less than the second load factor threshold E2. In FIG. 6, the medium load state is a state within the medium load region indicated by the hatched area P2. In particular, the control device 2 can determine that the internal combustion engine 1 is in a medium load state when the calculated load factor E is equal to or greater than the first load factor threshold E1 and less than the second load factor threshold E2, and the detected rotation speed R is equal to or greater than the first rotation speed threshold R1 and less than the second rotation speed threshold R2. The second rotation speed threshold R2 is greater than the first rotation speed threshold R1.
制御装置２は、少なくとも負荷率の算出値Ｅが第２負荷率閾値Ｅ２以上である場合に、内燃機関１が高負荷状態にあると判定することができる。図６において、高負荷状態は、斜線のハッチング領域Ｐ３により示された高負荷領域内の状態である。特に、制御装置２は、負荷率の算出値Ｅが第２負荷率閾値Ｅ２以上であり、かつ回転速度の検出値Ｒが第２回転速度閾値Ｒ２以上である場合に、内燃機関１が高負荷状態にあると判定することができる。 The control device 2 can determine that the internal combustion engine 1 is in a high load state at least when the calculated load rate value E is equal to or greater than the second load rate threshold value E2. In FIG. 6, the high load state is a state within the high load region indicated by the hatched area P3. In particular, the control device 2 can determine that the internal combustion engine 1 is in a high load state when the calculated load rate value E is equal to or greater than the second load rate threshold value E2 and the detected rotation speed value R is equal to or greater than the second rotation speed threshold value R2.
制御装置２は、内燃機関１が高負荷状態にある場合、全気筒１０，２０を稼働状態とすべく全気筒１０，２０の副室点火器１４，２４の点火を実施するように構成される。このとき、制御装置２は、各外側気筒１０の主燃焼室点火器１５の点火を禁止することができる。しかしながら、制御装置は、内燃機関が高負荷状態にある場合、各外側気筒の主燃焼室点火器の点火を実施することもできる。 When the internal combustion engine 1 is in a high-load state, the control device 2 is configured to ignite the auxiliary chamber igniters 14, 24 of all cylinders 10, 20 to operate all cylinders 10, 20. At this time, the control device 2 can prohibit the ignition of the main combustion chamber igniter 15 of each outer cylinder 10. However, the control device can also ignite the main combustion chamber igniter of each outer cylinder when the internal combustion engine is in a high-load state.
図１～図５を参照すると、制御装置２は、各外側気筒１０の休止状態では、全吸気バルブ１７がそれぞれ全吸気口１０ｄを閉じ、全排気バルブ１８がそれぞれ全排気口１０ｅを閉じ、インジェクタ１９が燃料の供給を停止し、副室点火器１４の点火を禁止し、かつ主燃焼室点火器１５の点火を禁止するように内燃機関１を制御することができる。制御装置２は、各内側気筒２０の休止状態では、全吸気バルブ２７がそれぞれ全吸気口２０ｄを閉じ、全排気バルブ２８がそれぞれ全排気口２０ｅを閉じ、インジェクタ２９が燃料の供給を停止し、かつ副室点火器２４の点火を禁止するように内燃機関１を制御することができる。 Referring to FIG. 1 to FIG. 5, the control device 2 can control the internal combustion engine 1 so that, when each outer cylinder 10 is in a stopped state, all intake valves 17 close all intake ports 10d, all exhaust valves 18 close all exhaust ports 10e, the injector 19 stops the supply of fuel, ignition of the pre-chamber igniter 14 is prohibited, and ignition of the main combustion chamber igniter 15 is prohibited. The control device 2 can control the internal combustion engine 1 so that, when each inner cylinder 20 is in a stopped state, all intake valves 27 close all intake ports 20d, all exhaust valves 28 close all exhaust ports 20e, the injector 29 stops the supply of fuel, and ignition of the pre-chamber igniter 24 is prohibited.
「車両用内燃機関の制御方法」
図７を参照して、本実施形態に係る車両用内燃機関１の制御方法の一例について説明する。最初に、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）のオフ状態からオン状態への切替等によって、内燃機関１を起動する（ステップＳ１）。
"Method of controlling an internal combustion engine for a vehicle"
An example of a method for controlling the vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 7. First, the internal combustion engine 1 is started by switching an ignition switch (not shown) of the vehicle from an off state to an on state, for example (step S1).
内燃機関１が暖機状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２）。内燃機関１が暖機状態にない場合（ＮＯ）、各外側気筒１０にて燃焼を実施すべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火を実施し、各外側気筒１０の副室点火器１４の点火を禁止し、かつ各内側気筒２０の副室点火器２４の点火を禁止し、かつ各外側気筒１０の燃焼によって排出される排出ガスを各内側気筒２０に還流すべくＥＧＲバルブ３ｂを開く（ステップＳ３）。再びステップＳ２に戻る。なお、内燃機関１が暖機状態でない場合に、各内側気筒２０におけるインジェクタ２９の燃料供給（燃料噴射）を禁止することができ、かつ各内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止することができる。 It is determined whether the internal combustion engine 1 is in a warm-up state (step S2). If the internal combustion engine 1 is not in a warm-up state (NO), the main combustion chamber igniter 15 in each outer cylinder 10 is ignited to perform combustion in that outer cylinder 10, the ignition of the auxiliary chamber igniter 14 in each outer cylinder 10 is prohibited, the ignition of the auxiliary chamber igniter 24 in each inner cylinder 20 is prohibited, and the EGR valve 3b is opened to return the exhaust gas discharged by the combustion in each outer cylinder 10 to each inner cylinder 20 (step S3). Return to step S2 again. Note that when the internal combustion engine 1 is not in a warm-up state, the fuel supply (fuel injection) of the injector 29 in each inner cylinder 20 can be prohibited, and the ignition of the auxiliary chamber igniter 24 in each inner cylinder 20 can be prohibited.
上記ステップＳ２にて、内燃機関１が暖機状態にある場合（ＹＥＳ）、ＥＧＲバルブ３ｂを閉じる（ステップＳ４）。内燃機関１が低負荷状態であるか否かを判定する（ステップＳ５）。内燃機関１が低負荷状態である場合（ＹＥＳ）、各内側気筒２０を休止状態とすべくその内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止し、かつ各外側気筒１０を稼働状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火に続いて同副室点火器１４の点火を実施する（ステップＳ６）。 If the internal combustion engine 1 is in a warmed-up state in step S2 (YES), the EGR valve 3b is closed (step S4). It is determined whether the internal combustion engine 1 is in a low-load state (step S5). If the internal combustion engine 1 is in a low-load state (YES), ignition of the auxiliary chamber igniter 24 in each inner cylinder 20 is prohibited to put the inner cylinder 20 in a resting state, and ignition of the auxiliary chamber igniter 14 is performed following ignition of the main combustion chamber igniter 15 in each outer cylinder 10 to put the outer cylinder 10 in an operating state (step S6).
車両のイグニッションスイッチ（図示せず）のオン状態からオフ状態への切替等によって、内燃機関１が停止したか否かを判定する（ステップＳ７）。内燃機関１が停止していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。内燃機関１が停止した場合（ＹＥＳ）、内燃機関１の制御を終了する。 It is determined whether the internal combustion engine 1 has stopped by, for example, switching the vehicle's ignition switch (not shown) from an on state to an off state (step S7). If the internal combustion engine 1 has not stopped (NO), the process returns to step S5. If the internal combustion engine 1 has stopped (YES), the control of the internal combustion engine 1 is terminated.
上記ステップＳ５にて、内燃機関１が低負荷状態でない場合（ＮＯ）、内燃機関１が中負荷状態であるか否かを判定する（ステップＳ８）。内燃機関１が中負荷状態である場合（ＹＥＳ）、各外側気筒１０を休止状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５及び副室点火器１４の点火を禁止し、かつ各内側気筒２０を稼働状態にすべくその内側気筒２０おける副室点火器２４の点火を実施する（ステップＳ９）。 If the internal combustion engine 1 is not in a low load state (NO) in step S5, it is determined whether the internal combustion engine 1 is in a medium load state (step S8). If the internal combustion engine 1 is in a medium load state (YES), ignition of the main combustion chamber igniter 15 and the auxiliary combustion chamber igniter 14 in each outer cylinder 10 is prohibited to put each outer cylinder 10 in a rest state, and ignition of the auxiliary combustion chamber igniter 24 in each inner cylinder 20 is performed to put each inner cylinder 20 in an operating state (step S9).
車両のイグニッションスイッチ（図示せず）のオン状態からオフ状態への切替等によって、内燃機関１が停止したか否かを判定する（ステップＳ７）。内燃機関１が停止していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。内燃機関１が停止した場合（ＹＥＳ）、内燃機関１の制御を終了する。 It is determined whether the internal combustion engine 1 has stopped by, for example, switching the vehicle's ignition switch (not shown) from an on state to an off state (step S7). If the internal combustion engine 1 has not stopped (NO), the process returns to step S5. If the internal combustion engine 1 has stopped (YES), the control of the internal combustion engine 1 is terminated.
上記ステップＳ８にて、内燃機関１が中負荷状態でない場合（ＮＯ）、内燃機関１は高負荷状態にある（ステップＳ１０）。全気筒１０，２０を稼働状態とすべく全気筒１０，２０の副室点火器１４，２４の点火を実施する（ステップＳ１１）。 If the internal combustion engine 1 is not in a medium load state (NO) in step S8, the internal combustion engine 1 is in a high load state (step S10). In order to put all cylinders 10, 20 into an operating state, the pre-chamber igniters 14, 24 of all cylinders 10, 20 are ignited (step S11).
車両のイグニッションスイッチ（図示せず）のオン状態からオフ状態への切替等によって、内燃機関１が停止したか否かを判定する（ステップＳ７）。内燃機関１が停止していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。内燃機関１が停止した場合（ＹＥＳ）、内燃機関１の制御を終了する。 It is determined whether the internal combustion engine 1 has stopped by, for example, switching the vehicle's ignition switch (not shown) from an on state to an off state (step S7). If the internal combustion engine 1 has not stopped (NO), the process returns to step S5. If the internal combustion engine 1 has stopped (YES), the control of the internal combustion engine 1 is terminated.
以上、本実施形態に係る車両用内燃機関１は、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒１０，２０を備え、各気筒１０，２０が、主燃焼室１１，２１と、連通孔１３，２３を介して前記主燃焼室１１，２１と連通する副室１２，２２とを有し、前記３つ以上の気筒１０，２０が、前記長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒１０と、前記長手方向にて前記２つの外側気筒１０間に位置する１つ以上の内側気筒２０とから成る、車両用内燃機関１であって、前記２つの外側気筒１０における副室１２及び前記１つ以上の内側気筒２０における副室２２のそれぞれに配置される副室点火器１４，２４と、前記２つの外側気筒１０における主燃焼室１１のそれぞれに配置される主燃焼室点火器１５とを備えている。 As described above, the internal combustion engine 1 for a vehicle according to this embodiment has three or more cylinders 10, 20 arranged in the longitudinal direction, each cylinder 10, 20 having a main combustion chamber 11, 21 and an auxiliary chamber 12, 22 communicating with the main combustion chamber 11, 21 via a communication hole 13, 23, and the three or more cylinders 10, 20 are composed of two outer cylinders 10 arranged on both outer sides in the longitudinal direction and one or more inner cylinders 20 located between the two outer cylinders 10 in the longitudinal direction. The internal combustion engine 1 for a vehicle is equipped with auxiliary chamber igniters 14, 24 arranged in the auxiliary chambers 12 of the two outer cylinders 10 and the auxiliary chambers 22 of the one or more inner cylinders 20, and a main combustion chamber igniter 15 arranged in each of the main combustion chambers 11 of the two outer cylinders 10.
このような内燃機関１においては、外側気筒１０にて副室点火器１４の点火によって副室１２内の混合気が燃焼できずに失火が生じた場合であっても、主燃焼室点火器１５の点火によって主燃焼室１１内の混合気を燃焼させることができる。また、外側気筒１０の周囲のデッドスペースは内側気筒２０の周囲のデッドスペースよりも大きいので、内燃機関１の大型化を抑制するように外側気筒１０及びその周囲のデッドスペースに、主燃焼室点火器１５に関連する部品を設置することができる。よって、内燃機関１の大型化を抑制しながら気筒内１０，２０での失火を効率的に抑制でき、ひいては、内燃機関１の駆動効率の低下を効率的に抑制できる。 In such an internal combustion engine 1, even if the mixture in the auxiliary chamber 12 cannot be burned by the ignition of the auxiliary chamber igniter 14 in the outer cylinder 10 and a misfire occurs, the mixture in the main combustion chamber 11 can be burned by the ignition of the main combustion chamber igniter 15. In addition, since the dead space around the outer cylinder 10 is larger than the dead space around the inner cylinder 20, parts related to the main combustion chamber igniter 15 can be installed in the outer cylinder 10 and the dead space around it to prevent the internal combustion engine 1 from becoming larger. Therefore, misfires in the cylinders 10 and 20 can be efficiently prevented while preventing the internal combustion engine 1 from becoming larger, and thus a decrease in the driving efficiency of the internal combustion engine 1 can be efficiently prevented.
本実施形態に係る車両用内燃機関１は、前記車両用内燃機関１の駆動力を調節可能とするように構成される制御装置２と、前記２つの外側気筒１０からの排出ガスを前記１つ以上の内側気筒２０に還流可能とするように構成される排出ガス再循環装置３とを備え、前記制御装置２は、前記内燃機関１が暖機状態でない場合に、各外側気筒１０にて燃焼を実施すべくその外側気筒１０の主燃焼室点火器１５の点火を実施するように制御し、かつこの外側気筒１０の燃焼によって排出される排出ガスを前記１つ以上の内側気筒２０に還流すべく前記排出ガス再循環装置３を制御するようになっている。 The vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment includes a control device 2 configured to adjust the driving force of the vehicle internal combustion engine 1, and an exhaust gas recirculation device 3 configured to allow exhaust gas from the two outer cylinders 10 to be recirculated to the one or more inner cylinders 20. When the internal combustion engine 1 is not in a warm-up state, the control device 2 controls the ignition of the main combustion chamber igniter 15 of each outer cylinder 10 to perform combustion in that outer cylinder 10, and controls the exhaust gas recirculation device 3 to recirculate exhaust gas discharged by combustion in the outer cylinder 10 to the one or more inner cylinders 20.
このような内燃機関１においては、特に、冷機始動時にて、外側気筒１０にて副室点火器１４の点火によって副室１２内の混合気が燃焼できずに失火が生じた場合であっても、主燃焼室点火器１５の点火によって主燃焼室１１内の混合気を燃焼させることができる。これに加えて、このような外側気筒１０の燃焼後のガスを内側気筒２０に還流させ、これによって、内側気筒２０を暖機することができる。よって、内燃機関１の大型化を抑制しながら気筒１０，２０内での失火を効率的に抑制でき、ひいては、内燃機関１の駆動効率の低下を効率的に抑制できる。 In such an internal combustion engine 1, even if a misfire occurs because the mixture in the auxiliary chamber 12 cannot be burned by the ignition of the auxiliary chamber igniter 14 in the outer cylinder 10 during cold starting, the mixture in the main combustion chamber 11 can be burned by the ignition of the main combustion chamber igniter 15. In addition, the gas after combustion in the outer cylinder 10 is returned to the inner cylinder 20, thereby warming up the inner cylinder 20. Therefore, misfires in the cylinders 10 and 20 can be efficiently suppressed while preventing the internal combustion engine 1 from becoming larger, and thus a decrease in the driving efficiency of the internal combustion engine 1 can be efficiently suppressed.
本実施形態に係る車両用内燃機関１においては、前記制御装置２は、前記車両用内燃機関１がその負荷率を第１負荷率閾値Ｅ１未満とするように駆動する低負荷状態である場合に、前記１つ以上の内側気筒２０のそれぞれを休止状態とすべくその内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止するように制御し、かつ前記２つの外側気筒１０のそれぞれを稼働状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火に続いて同副室点火器１４の点火を実施するように制御し、これによって、前記車両用内燃機関１を駆動するようになっている。 In the vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment, when the vehicle internal combustion engine 1 is in a low-load state in which the load rate is less than the first load rate threshold E1, the control device 2 controls each of the one or more inner cylinders 20 to be in a rest state and to prohibit the ignition of the auxiliary chamber igniter 24 in the inner cylinder 20, and controls each of the two outer cylinders 10 to be in an operating state and then controls the ignition of the auxiliary chamber igniter 14 in the outer cylinder 10, thereby driving the vehicle internal combustion engine 1.
一般的に、内燃機関の気筒においては、圧縮工程にてピストンが上昇するときに燃焼室が圧縮され、これによって、副室内の残留ガスが排出される。特に、内燃機関が低負荷状態にある場合には、点火器の点火タイミングがピストンの上死点手前となるので、副室内の残留ガスの影響によって混合気が燃焼し難くなる。 In general, in the cylinders of an internal combustion engine, the combustion chamber is compressed when the piston rises during the compression stroke, which causes the residual gas in the pre-chamber to be expelled. In particular, when the internal combustion engine is in a low-load state, the ignition timing of the igniter is just before the top dead center of the piston, so the residual gas in the pre-chamber makes it difficult for the mixture to burn.
これに対して、本実施形態に係る車両用内燃機関１においては、内燃機関１が低負荷状態にある場合、外側気筒１０において、主燃焼室点火器１５の点火に続いて副室点火器１４の点火を実施する。そのため、副室点火器１４の点火の前に、主燃焼室１１の混合気の燃焼によって副室１２内の残留ガスが掃気されるので、副室１２の混合気を確実に燃焼させることができる。すなわち、外側気筒１０の副室１２の失火を効率的に抑制することができる。 In contrast, in the vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment, when the internal combustion engine 1 is in a low load state, the auxiliary chamber igniter 14 ignites in the outer cylinder 10 following the ignition of the main combustion chamber igniter 15. Therefore, before the auxiliary chamber igniter 14 ignites, the residual gas in the auxiliary chamber 12 is scavenged by the combustion of the mixture in the main combustion chamber 11, so that the mixture in the auxiliary chamber 12 can be reliably burned. In other words, misfires in the auxiliary chamber 12 of the outer cylinder 10 can be efficiently suppressed.
また、本実施形態に係る車両用内燃機関１においては、内燃機関１が低負荷状態にある場合、弁駆動の休止も含めるように内側気筒２０を休止状態とすることができるので、内側気筒２０の内部温度の低下を抑制でき、かつ内側気筒２０のボア壁２０ｂの温度低下を抑制できる。その結果、内燃機関１が低負荷状態から中負荷以上の状態に移行した直後であっても、内側気筒２０を効率的に稼働させることができる。よって、内燃機関１の駆動効率の低下を効率的に抑制できる。 In addition, in the vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment, when the internal combustion engine 1 is in a low load state, the inner cylinder 20 can be put into a paused state, which also includes pausing the valve drive, so that a decrease in the internal temperature of the inner cylinder 20 can be suppressed, and a decrease in the temperature of the bore wall 20b of the inner cylinder 20 can be suppressed. As a result, the inner cylinder 20 can be operated efficiently even immediately after the internal combustion engine 1 transitions from a low load state to a medium load state or higher. Therefore, a decrease in the drive efficiency of the internal combustion engine 1 can be efficiently suppressed.
本実施形態に係る車両用内燃機関１においては、前記制御装置２は、前記車両用内燃機関１がその負荷率を前記第１負荷率閾値Ｅ１以上とし、かつ同負荷率を前記第１負荷率閾値Ｅ１よりも大きな第２負荷率閾値Ｅ２未満とするように駆動する中負荷状態である場合に、前記２つの外側気筒１０のそれぞれを休止状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５及び副室点火器１４の点火を禁止するように制御し、かつ前記１つ以上の内側気筒２０のそれぞれを稼働状態とすべくその内側気筒２０における副室点火器２４の点火を実施するように制御し、これによって、前記車両用内燃機関１を駆動するようになっている。 In the vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment, when the vehicle internal combustion engine 1 is in a medium load state in which the load rate is equal to or greater than the first load rate threshold E1 and is driven to be less than a second load rate threshold E2 that is greater than the first load rate threshold E1, the control device 2 controls the main combustion chamber igniter 15 and the auxiliary combustion chamber igniter 14 in each of the two outer cylinders 10 to be in a rest state, and controls the auxiliary combustion chamber igniter 24 in each of the one or more inner cylinders 20 to be in an operating state, thereby driving the vehicle internal combustion engine 1.
このような内燃機関１においては、内燃機関１が中負荷状態にある場合、外側気筒１０を休止状態とする一方で、内側気筒２０の稼働を継続させるので、主燃焼室点火器を設けていない内側気筒２０の内部温度及び内側気筒２０のボア壁２０ｂの温度を、失火を防ぐように高温に維持することができる。特に、内燃機関１が低負荷状態から中負荷状態に移行したときでは、内側気筒２０の内部温度及び内側気筒２０のボア壁２０ｂの温度は、失火を防ぐように高温になり易いので、内燃機関１の負荷状態が変化する場合であっても、内側気筒２０での失火を効率的に抑制することができる。 In such an internal combustion engine 1, when the internal combustion engine 1 is in a medium load state, the outer cylinder 10 is put into a rest state while the inner cylinder 20 continues to operate, so that the internal temperature of the inner cylinder 20, which does not have a main combustion chamber igniter, and the temperature of the bore wall 20b of the inner cylinder 20 can be maintained at a high temperature to prevent misfire. In particular, when the internal combustion engine 1 transitions from a low load state to a medium load state, the internal temperature of the inner cylinder 20 and the temperature of the bore wall 20b of the inner cylinder 20 tend to become high enough to prevent misfire, so that misfire in the inner cylinder 20 can be efficiently suppressed even when the load state of the internal combustion engine 1 changes.
ここまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and the present invention can be modified and changed based on its technical concept.
１…車両用内燃機関、内燃機関
２…制御装置
３…排出ガス再循環装置、ＥＧＲ装置
１０…気筒、外側気筒、１１…主燃焼室、１２…副室、１３…連通孔、１４…副室点火器、１５…主燃焼室点火器
２０…気筒、内側気筒、２１…主燃焼室、２２…副室、２３…連通孔、２４…副室点火器
Ｅ１…第１負荷率閾値、Ｅ２…第２負荷率閾値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vehicle internal combustion engine, internal combustion engine 2... Control device 3... Exhaust gas recirculation device, EGR device 10... Cylinder, outer cylinder, 11... Main combustion chamber, 12... Auxiliary chamber, 13... Communication hole, 14... Auxiliary chamber igniter, 15... Main combustion chamber igniter 20... Cylinder, inner cylinder, 21... Main combustion chamber, 22... Auxiliary chamber, 23... Communication hole, 24... Auxiliary chamber igniter E1... First load factor threshold, E2... Second load factor threshold
Claims (4)
各気筒が、主燃焼室と、連通孔を介して前記主燃焼室と連通する副室とを有し、
前記３つ以上の気筒が、前記長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒と、前記長手方向にて前記２つの外側気筒間に位置する１つ以上の内側気筒とから成る、車両用内燃機関であって、
前記２つの外側気筒における副室及び前記１つ以上の内側気筒における副室のそれぞれに配置される副室点火器と、
前記２つの外側気筒における主燃焼室のそれぞれに配置される主燃焼室点火器と
を備えている車両用内燃機関。 The engine has three or more cylinders arranged longitudinally,
Each cylinder has a main combustion chamber and an auxiliary combustion chamber that communicates with the main combustion chamber via a communication hole,
The three or more cylinders include two outer cylinders disposed on both outer sides in the longitudinal direction, and one or more inner cylinders located between the two outer cylinders in the longitudinal direction.
A sub-chamber igniter disposed in each of the sub-chambers of the two outer cylinders and the sub-chambers of the one or more inner cylinders;
a main combustion chamber igniter disposed in each of the main combustion chambers of the two outer cylinders.
前記２つの外側気筒からの排出ガスを前記１つ以上の内側気筒に還流可能とするように構成される排出ガス再循環装置と
を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関が暖機状態でない場合に、各外側気筒にて燃焼を実施すべくその外側気筒の主燃焼室点火器の点火を実施するように制御し、かつこの外側気筒の燃焼によって排出される排出ガスを前記１つ以上の内側気筒に還流すべく前記排出ガス再循環装置を制御するようになっている、請求項１に記載の車両用内燃機関。 A control device configured to be able to adjust the driving force of the internal combustion engine for a vehicle;
an exhaust gas recirculation device configured to enable exhaust gas from the two outer cylinders to be recirculated to the one or more inner cylinders;
2. The internal combustion engine for a vehicle according to claim 1, wherein the control device controls, when the internal combustion engine is not in a warm-up state, to ignite a main combustion chamber igniter of each outer cylinder to perform combustion in that outer cylinder, and controls the exhaust gas recirculation device to recirculate exhaust gas discharged by combustion in the outer cylinder to the one or more inner cylinders.
前記制御装置は、前記車両用内燃機関がその負荷率を第１負荷率閾値未満とするように駆動する低負荷状態である場合に、前記１つ以上の内側気筒のそれぞれを休止状態とすべくその内側気筒における副室点火器の点火を禁止するように制御し、かつ前記２つの外側気筒のそれぞれを稼働状態とすべくその外側気筒における主燃焼室点火器の点火に続いて同副室点火器の点火を実施するように制御し、これによって、前記車両用内燃機関を駆動するようになっている、請求項１又は２に記載の車両用内燃機関。 a control device configured to adjust a driving force of the internal combustion engine for a vehicle;
3. The vehicle internal combustion engine according to claim 1, wherein, when the vehicle internal combustion engine is in a low load state in which the load rate is less than a first load rate threshold, the control device controls each of the one or more inner cylinders to be in a rest state so as to prohibit ignition of the pre-chamber igniter in the inner cylinder, and controls each of the two outer cylinders to be in an operating state so as to perform ignition of the pre-chamber igniter following ignition of the main combustion chamber igniter in the outer cylinder, thereby driving the vehicle internal combustion engine.
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