JP2019190362A - Ignitor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、内燃機関の点火装置に関する。 The present disclosure relates to an ignition device for an internal combustion engine.
内燃機関から排出される有害物質の抑制を目的として、燃焼室における燃料の噴射量や点火のタイミングを最適化するための様々な検討が従来よりなされている。内燃機関の冷間始動時においては、有害物質の排出量が多くなる傾向があるため、上記のような噴射量等の最適化が特に必要となる。 Various studies for optimizing the fuel injection amount and the ignition timing in the combustion chamber have been made for the purpose of suppressing harmful substances discharged from the internal combustion engine. When the internal combustion engine is cold-started, the amount of harmful substances discharged tends to increase, so that it is particularly necessary to optimize the injection amount as described above.
下記特許文献1では、内燃機関の吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程からなる1サイクルの間に、燃料の噴射を複数回に分けて行うことが提案されている。当該文献に記載されている制御方法では、点火プラグによる点火はメイン噴射の直後に1回だけ行うこととしている。メイン噴射に続くポスト噴射は、メイン噴射後の燃焼が生じている間に行われる。このため、点火プラグによる再度の点火を行うことなく、ポスト噴射後も燃焼を継続させることができる。 In Patent Document 1 below, it is proposed to perform fuel injection divided into a plurality of times during one cycle including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke of the internal combustion engine. In the control method described in the document, ignition by the spark plug is performed only once immediately after the main injection. The post injection following the main injection is performed while combustion after the main injection occurs. For this reason, combustion can be continued even after post-injection without performing ignition again by the spark plug.
しかしながら、2回目の燃料の噴射時においては、先の燃焼によって燃焼室内の酸素濃度が低下しているので、噴射された燃料への着火が適切には行われない可能性がある。仮に、ポスト噴射後において点火プラグによる再度の点火が行われたとしても、燃焼室内の全体に火炎が広がるまでに長時間を要したり、点火に失敗したりする可能性が高い。このための対策として、燃焼室の全体に燃料が到達するように燃料の噴射量を多くすることも考えられるが、この場合、一部の燃料が十分に気化していない状態で点火が行われてしまうことが懸念される。 However, at the time of the second fuel injection, the oxygen concentration in the combustion chamber is reduced by the previous combustion, so that the injected fuel may not be properly ignited. Even if the ignition plug is ignited again after the post-injection, there is a high possibility that it will take a long time for the flame to spread throughout the combustion chamber or that the ignition will fail. As a countermeasure for this, it is conceivable to increase the fuel injection amount so that the fuel reaches the entire combustion chamber, but in this case, ignition is performed in a state where some of the fuel is not sufficiently vaporized. There is a concern that
以上のように、噴射された燃料を適切に燃焼させるための構成や制御方法については、更なる改良が求められていた。 As described above, further improvements have been demanded for the configuration and control method for appropriately burning the injected fuel.
本開示は、内燃機関において燃料を適切に燃焼させることのできる点火装置、を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an ignition device capable of appropriately burning fuel in an internal combustion engine.
本開示に係る点火装置は、内燃機関(30)の点火装置(10)であって、内部に副室(220)が形成されており、当該副室で生じた火炎を内燃機関の燃焼室(38)に噴射するための噴孔(211)が更に形成されているカバー(210)と、副室において燃料に点火する点火プラグ(240)と、点火プラグの動作を制御する制御部(100)と、を備える。制御部は、内燃機関の吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程からなる1サイクルの間に、点火プラグによる点火を複数回行わせるように構成されている。 The ignition device according to the present disclosure is an ignition device (10) of an internal combustion engine (30), and a sub chamber (220) is formed therein, and a flame generated in the sub chamber is transferred to a combustion chamber ( 38) a cover (210) further formed with an injection hole (211), an ignition plug (240) for igniting fuel in the sub chamber, and a control unit (100) for controlling the operation of the ignition plug And comprising. The control unit is configured to cause ignition by a spark plug a plurality of times during one cycle including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke of the internal combustion engine.
このような構成の点火装置では、点火プラグによる燃料への点火が副室内で行われ、副室内で生じた火炎が噴孔から燃焼室に噴射されることにより、燃焼室内の燃料への点火が行われる。燃料への点火は1サイクルの間に複数回行われるので、排ガスの温度が高くなり、排ガスと共に排出されるエミッションが低減される。 In the ignition device having such a configuration, ignition of the fuel by the ignition plug is performed in the sub chamber, and the flame generated in the sub chamber is injected into the combustion chamber from the injection hole, thereby igniting the fuel in the combustion chamber. Done. Since the ignition of the fuel is performed a plurality of times during one cycle, the temperature of the exhaust gas becomes high, and the emission discharged together with the exhaust gas is reduced.
副室は、燃焼室に比べると狭い空間であるから、燃焼時においてその内圧が上昇しやすい。このため、副室内に存在する燃料が少なくても、副室から燃焼室に向けて勢いよく火炎を噴射させることができる。その結果、燃焼室のうち噴孔から比較的遠い場所にも火炎を到達させることができるので、燃焼室の全体において燃料を適切に燃焼させることが可能となる。 Since the sub chamber is a narrow space as compared with the combustion chamber, the internal pressure is likely to increase during combustion. For this reason, even if there is little fuel which exists in a subchamber, a flame can be injected vigorously toward a combustion chamber from a subchamber. As a result, since the flame can reach a place relatively far from the nozzle hole in the combustion chamber, it is possible to appropriately burn the fuel in the entire combustion chamber.
本開示によれば、内燃機関において燃料を適切に燃焼させることのできる点火装置、が提供される。 According to the present disclosure, an ignition device capable of appropriately burning fuel in an internal combustion engine is provided.
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
本実施形態に係る点火装置10は、内燃機関30の燃焼室38において燃料(具体的には燃料と空気の混合気)に点火し、燃焼を生じさせるための装置である。点火装置10の説明に先立ち、図1を参照しながら内燃機関30の構成について先ず説明する。
The
内燃機関30は、所謂4サイクルレシプロエンジンとして構成されている。図1に示されるように、内燃機関30には吸気配管31と排気配管32とが接続されている。また、内燃機関30は、吸気バルブ33と、排気バルブ34と、ピストン35と、インジェクタ40と、を備えている。
The
吸気配管31は、内燃機関30の内部に形成された燃焼室38に、燃焼用の空気を供給するための配管である。吸気配管31から燃焼室38に供給される空気の流量は、吸気配管31の途中に配置された不図示のスロットルバルブによって調整される。
The
排気配管32は、燃焼室38における燃焼で生じた排ガスを、燃焼室38から外部へと排出するための配管である。排気配管32の途中には、触媒によって排ガスを浄化するための不図示の浄化装置が設けられている。
The
吸気バルブ33は、吸気配管31と内燃機関30との接続部分に配置されたバルブである。吸気バルブ33が開状態となることにより、燃焼室38に対する空気の供給が開始される。また、吸気バルブ33が閉状態となることにより、燃焼室38に対する空気の供給が停止される。
The intake valve 33 is a valve disposed at a connection portion between the
排気バルブ34は、排気配管32と内燃機関30との接続部分に配置されたバルブである。排気バルブ34が開状態となることにより、燃焼室38から排気配管32に向けた排ガスの排出が開始される。また、排気バルブ34が閉状態となることにより、燃焼室38から排気配管32に向けた排ガスの排出が停止される。
The
ピストン35は、内燃機関30の内部において上下に動く部材である。既に述べた燃焼室38は、内燃機関30の内部に形成された空間のうち、ピストン35よりも上方側の部分となっている。ピストン35の下方側には、コンロッド36及びクランクシャフト37が配置されている。ピストン35の上下運動は、コンロッド36によってクランクシャフト37の回転運動に変換され、車両の推進力として取り出されることとなる。
The
よく知られているように、内燃機関30の動作時には、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程からなるサイクルが繰り返される。吸気行程は、吸気配管31からの空気が、下降するピストン35によって燃焼室38内に取り込まれる行程である。圧縮行程は、上昇するピストン35によって、燃焼室38内の空気が圧縮される行程である。膨張行程は、燃焼室38内の燃料が燃焼してその体積が増加することにより、ピストン35が押し下げられる行程である。排気行程は、燃焼により生じた排ガスが、上昇するピストン35によって排気配管32へと排出される行程である。
As is well known, when the
インジェクタ40は、燃焼室38に燃料を噴射するための開閉弁である。インジェクタ40が開状態になると、インジェクタ40の先端から燃焼室38に燃料が噴射される。燃料の噴射は圧縮行程の途中において行われる。インジェクタ40の開閉動作は、後述の制御部100によって制御される。これにより、インジェクタ40からの燃料の噴射タイミングや噴射量が適宜調整される。インジェクタ40は、本実施形態における「外部噴射弁」に該当する。
The
図1乃至3を参照しながら、点火装置10の構成について説明する。点火装置10は、点火ユニット200と制御部100とによって構成されている。
The configuration of the
点火ユニット200は、燃焼室38の燃料に点火するためのものであって、図1に示されるように内燃機関30の上端部に取り付けられている。図2に示されるように、点火ユニット200は、カバー210と、インジェクタ230と、点火プラグ240と、を備えている。
The
カバー210は、その下端部が塞がれた概ね円筒状の容器である。カバー210は、その長手方向を上下方向に沿わせた状態で、内燃機関30のヘッダ301を上方側から貫くように配置されている。カバー210の下端部は燃焼室38の内側に配置されている。
The
カバー210の内側には、空間である副室220が形成されている。カバー210の下端部近傍のうち、燃焼室38内に配置されている部分には、図2、3に示されるように4つの噴孔211が形成されている。これらの噴孔211、カバー210の周方向に沿って等間隔に並ぶように形成されている。それぞれの噴孔211によって、副室220と燃焼室38との間が連通されている。噴孔211は、副室220で生じた火炎を燃焼室38に噴射し、これにより燃焼室38の燃料に点火させるための開口である。
A
インジェクタ230は、副室220に燃料を噴射するための開閉弁であって、その概ね全体がカバー210の内部(つまり副室220)に収容されている。インジェクタ230が開状態になると、インジェクタ230の先端231から副室220に燃料が噴射される。インジェクタ230の開閉動作は、制御部100によって制御される。これにより、インジェクタ230からの燃料の噴射タイミングや噴射量が適宜調整される。インジェクタ40は、本実施形態における「内部噴射弁」に該当する。
The
点火プラグ240は、接地電極241と中心電極242との間に火花放電を生じさせ、これにより副室220の燃料に点火するための装置である。点火プラグ240は、その概ね全体がカバー210の内部(つまり副室220)に収容されている。
The
尚、点火プラグ240によって点火される「副室220の燃料」とは、先に述べたインジェクタ230によって噴射された燃料である場合もあれば、そうでない場合もある。例えば、圧縮行程においてインジェクタ40から燃焼室38に燃料が噴射されると、その後の更なる圧縮に伴い、燃焼室38にある燃料の一部が噴孔211を通って副室220に流入する。
The “fuel in the
副室220にある燃料の量が、噴孔211を通ってくる燃料の量で充分である場合には、インジェクタ230からの燃料噴射を行う必要はない。尚、噴孔211を通ってくる燃料の量だけで常に十分である場合には、副室220にインジェクタ230が設けられていない構成としてもよい。
When the amount of fuel in the
このように、点火プラグ240によって点火される副室220の燃料には、インジェクタ230(内部噴射弁)から噴射された燃料が含まれる場合もあれば、インジェクタ40(外部噴射弁)から噴射された後に噴孔211を通って副室220に流入した燃料が含まれる場合もある。
As described above, the fuel in the
点火プラグ240の動作は、制御部100によって制御される。これにより、副室220で燃焼が生じ始めるタイミング、すなわち、噴孔211から火炎が噴射されるタイミングが適宜調整される。
The operation of the
図1に戻って説明を続ける。制御部100は、点火装置10の全体の動作を統括制御するための装置である。制御部100は、CPU、ROM、RAM等を有するコンピュータシステムとして構成されている。既に述べたように、制御部100は、インジェクタ230及び点火プラグ240の動作を制御することに加えて、内燃機関に設けられたインジェクタ40の動作をも制御するように構成されている。
Returning to FIG. 1, the description will be continued. The
制御部100は、インジェクタ230等の動作を制御するための専用の装置として構成されていてもよいのであるが、その一部又は全部の機能が、車両に搭載された他の制御装置(ECU)によって実現されるような態様としてもよい。また、制御部100の一部又は全部の機能が、例えばクラウド上に設置されたサーバーによって実現されるような態様としてもよい。
The
制御部100によって行われる制御の概要について、図4を参照しながら説明する。図4(A)に示されるのは、インジェクタ230から燃料を噴射させるために、制御部100から出力される信号の時間変化である。当該信号のことを、以下では「噴射信号」とも称する。噴射信号がONのときにはインジェクタ230が開状態となり、噴射信号がOFFのときにはインジェクタ230が閉状態となる。
An overview of the control performed by the
図4(B)に示されるのは、点火プラグ240による火花放電を生じさせるために、制御部100から出力される信号の時間変化である。当該信号のことを、以下では「点火信号」とも称する。点火信号がOFFからONになると、点火プラグ240による火花放電が行われる。
FIG. 4B shows a time change of a signal output from the
図4(C)に示されるのは、副室220における空気と燃料の比率、すなわち混合気の空燃比(A/F)の時間変化である。図4(C)に示される「TAF」は所謂理論空燃比である。図4(C)のグラフがTAFよりも大きいときには、副室220における空燃比が理論空燃比よりもリーンとなっている。
FIG. 4C shows the time change of the air-fuel ratio in the
図4(D)に示されるのは、副室220における酸素濃度の時間変化である。図4(E)に示されるのは、副室220における圧力の時間変化である。
FIG. 4D shows the change over time in the oxygen concentration in the
図4の各グラフの横軸には、内燃機関30の動作における1サイクル(吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程)のうち、圧縮行程から膨張行程へと切り換わる期間の一部が示されている。図4に示される時刻t30は、ピストン35が所謂「上死点」に到達する時刻であって、圧縮行程から膨張行程へと切り換わる時刻となっている。尚、ピストン35が上死点に到達する時刻と、圧縮行程から膨張行程へと切り換わる時刻とは、上記のように互いに一致してもよく、一致していなくてもよい。
The horizontal axis of each graph in FIG. 4 shows a part of the period during which the compression stroke is switched to the expansion stroke in one cycle (intake stroke, compression stroke, expansion stroke, exhaust stroke) in the operation of the
燃焼室38には、圧縮行程の途中(図4の横軸に示される期間よりも前)において予めインジェクタ40から燃料が噴射されている。圧縮行程では、燃焼室38からの燃料が噴孔211を通って副室220内に流入する。このため、図4(C)に示されるように、副室220における空燃比は理論空燃比よりもリーンとなっている。また、燃焼室38が圧縮されることに伴って副室220における酸素濃度は次第に上昇し(図4(D))、副室220における圧力も次第に上昇している(図4(E))。
Fuel is injected into the
時刻t30よりも前の時刻t10では、噴射信号がONとされている(図4(A))。これに伴い、インジェクタ230から副室220に燃料が噴射されるので、時刻t10以降においては副室220における空燃比が低下している(図4(C))。
At time t10 prior to time t30, the injection signal is ON (FIG. 4A). Accordingly, since fuel is injected from the
時刻t10よりも後であり、且つ時刻t30よりも前の時刻t20では、点火信号がONとされている(図4(B))。これにより、副室220では燃料が燃焼し始めるので、時刻t20以降においては副室220における空燃比が急激に上昇しており(図4(C))、副室220における酸素濃度は急激に低下している。(図4(D))。また、副室220における燃料の燃焼に伴って、副室220における圧力の上昇が更に促進されている(図4(E))。
At time t20 after time t10 and before time t30, the ignition signal is turned on (FIG. 4B). As a result, the fuel starts to burn in the
このとき、副室220における燃焼で生じた火炎は、各噴孔211から燃焼室38へと噴射される。副室220の容積は比較的小さいので、燃焼時においてはその内圧が上昇しやすい。このため、各噴孔211からは勢いよく火炎が噴射され、当該火炎は燃焼室38の各部に到達することとなる。
At this time, the flame generated by the combustion in the
図1では、燃焼室38のうち点火ユニット200から最も遠い部分に符号BEが付されている。以下では、当該部分のことを「ボアエンドBE」とも表記する。点火ユニット200が単なる点火プラグであった場合には、点火プラグで生じ始めた火炎が、燃焼の広がりによってボアエンドBEに到達するまでにはしばらくの時間を要する。
In FIG. 1, the reference symbol BE is attached to a portion of the
しかしながら、本実施形態では噴孔211から勢いよく火炎が噴射され、火炎が遠くまで到達するので、火炎がボアエンドBEに到達するまでの時間が比較的短くなっている。このため、燃焼室38の一部において燃料が未燃のまま残ったり、排ガスの温度低下が生じたりすることが防止されるので、外部へのエミッションの排出が抑制される。このように、本実施形態に係る点火装置10は、副室220で生じた火炎を噴孔211から燃焼室38に噴射するよう構成されているので、燃焼室38の全体において燃料を適切に燃焼させることが可能となっている。
However, in the present embodiment, the flame is ejected vigorously from the
ただし、本実施形態では、時刻t20における1回目の点火後、燃焼室38内の全ての燃料が燃焼し終わるよりも前に、膨張行程において2回目の点火が行われるように構成されている。膨張行程において再び燃焼室38における燃焼を生じさせることで、排ガスの温度が上昇し、これにより排出されるエミッションが更に低減される。また、高温の排ガスによって浄化装置の触媒が加熱されるので、触媒が活性化し、排ガスの浄化が効率よく行われるという効果も得られる。
However, in this embodiment, after the first ignition at time t20, the second ignition is performed in the expansion stroke before all the fuel in the
以上のような2回目の点火を実現するために、時刻t30よりも後の時刻t40には、噴射信号が再びONとされている(図4(A))。これに伴い、インジェクタ230から副室220に燃料が噴射されるので、時刻t40以降においては副室220における空燃比が低下している。
In order to realize the second ignition as described above, the injection signal is turned ON again at time t40 after time t30 (FIG. 4A). Accordingly, since fuel is injected from the
時刻t40よりも後の時刻t50では、点火信号が再びONとされている(図4(B))。これにより、副室220では燃料が燃焼し始めるので、時刻t50以降においては副室220における空燃比が急激に上昇しており(図4(C))、副室220における酸素濃度は急激に低下している。(図4(D))。副室220における燃料の燃焼が2回に分けて行われるので、図4(E)に示される圧力のグラフには2つのピークが表れている。
At time t50 after time t40, the ignition signal is turned on again (FIG. 4B). As a result, the fuel starts to burn in the
以上のように、本実施形態に係る点火装置10の制御部100は、内燃機関30の吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程からなる1サイクルの間に、点火プラグ240による点火を2回行わせるように構成されている。これにより、燃焼室38の燃料への点火が2回行われるので、内燃機関30から排出される排ガスの温度を上昇させ、その結果として外部に排出されるエミッションを低減させることができる。尚、1サイクルの間に点火プラグ240による点火を2回行わせるのは、例えば冷間始動時のように、内燃機関30や浄化装置の暖機が必要なときのみとしてもよい。
As described above, the
本実施形態に係る点火装置10によれば、外部に排出される炭化水素の量については従来よりも55%低減され、微小粒子の量については従来よりも65%低減されることが、発明者らが行った実験によって確認された。
According to the
尚、点火プラグ240による点火は、本実施形態のように2回行うこととしてもよく、3回以上行うこととしてもよい。ただし、いずれの場合であっても、1サイクルにおける最後の点火が膨張行程で行われるように、制御部100が点火プラグ240の動作を制御することが好ましい。膨張行程で点火が行われると、当該点火で生じた燃焼のエネルギーは殆どトルクとして取り出されず、熱に変換されることとなり、排ガスの温度を効率よく上昇させることができるからである。これにより、排出されるエミッションを更に低減することができる。
The ignition by the
既に述べたように、点火プラグ240による点火が行われる際に、副室220に十分の燃料が存在するような場合には、インジェクタ230による燃料の噴射が行われないこととしてもよい。例えば、圧縮行程の時刻t10においては噴射信号がONとされず、膨張行程の時刻t40においてのみ噴射信号がONとされることとしてもよい。
As described above, when sufficient fuel is present in the
インジェクタ40による燃料の噴射、すなわち燃焼室38への燃料の供給は、圧縮行程において1回だけ行われてもよく、圧縮行程から膨張行程に亘る期間において2回以上に分けて行われることとしてもよい。インジェクタ40による燃料の噴射を、複数回に分けて行うこととすれば、個々の噴射量が小さくなり、燃焼室38における燃焼が所謂「リーンバーン」となるので、排出されるエミッションを更に低減することができる。また、この場合には燃焼期間が長くなるのであるが、点火プラグ240による点火が複数回行われることにより、燃焼室38における燃焼を確実に継続させることができる。
The fuel injection by the
インジェクタ40やインジェクタ230による複数回の燃料の噴射、及び点火プラグ240による複数回の点火が行われるタイミングは、圧縮行程のみであってもよく、膨張行程のみであってもよい。また、圧縮行程と膨張行程の両方に亘って、燃料の噴射や点火が行われてもよい。
The timing at which a plurality of times of fuel injection by the
インジェクタ40やインジェクタ230による燃料の噴射が複数回行われると、インジェクタの動作頻度が高くなるため、インジェクタの先端に堆積物(デポジット)が付着することに伴う詰まりが防止されるという効果も得られる。
If the fuel injection by the
図4(C)に示されるように、1サイクルにおける最後から2番目の点火(本実施形態では最初の点火)が行われる時刻t20においては、副室220における空燃比が理論空燃比よりもリーンとなっている。制御部100は、このように副室220における空燃比が理論空燃比よりもリーンとなっているときに点火が行われるように、インジェクタ40やインジェクタ230の動作を調整し、これらから噴射される燃料の量を調整している。
As shown in FIG. 4C, at the time t20 when the second ignition from the last in the cycle (first ignition in the present embodiment) is performed, the air-fuel ratio in the
点火プラグ240による点火が3回以上行われる場合であってもこれと同様に、1サイクルにおける最後から2番目の点火が行われるまでは、副室220における点火時の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように燃料の噴射量が調整される。これは、次の点火時において燃焼用の酸素を十分に確保しておくためである。尚、1サイクルにおける最後から2番目の点火が行われるまでの期間においては、副室220における空燃比は常に理論空燃比よりもリーンに維持される必要は無く、少なくとも当該期間における「点火時の」空燃比が理論空燃比よりもリーンとされればよい。
Even in the case where ignition by the
インジェクタ230からの燃料の噴射を行わない場合には、制御部100は、インジェクタ40のみを制御することによって上記のような空燃比の調整を行う。また、例えば噴孔211から副室220に流入する燃料の量が無視できる程度に小さい場合には、制御部100が、インジェクタ230のみを制御することによって上記のような空燃比の調整を行うこととしてもよい。
When the fuel injection from the
図4(C)に示されるように、1サイクルにおける最後の点火が行われる時刻t50においては、副室220における空燃比が理論空燃比となっている。また、図4(D)に示されるように、最後の点火が行われた後においては、副室220における酸素濃度が概ね0となっている。このような態様に替えて、1サイクルにおける最後の点火が行われる際の副室220における空燃比が、理論空燃比よりもリッチとなるように、制御部100がインジェクタ40やインジェクタ230の動作を制御することとしてもよい。
As shown in FIG. 4C, at the time t50 when the final ignition in one cycle is performed, the air-fuel ratio in the
以上のような制御を実現するために、制御部100によって行われる処理の内容について、図5を参照しながら説明する。図5に示される一連の処理は、点火ユニットによる燃焼室38への点火が行われる際に、制御部100によって実行されるものである。
The contents of the processing performed by the
最初のステップS01では、これから行われる点火が、1サイクルにおける最後の点火であるか否かが判定される。最後の点火ではない場合にはステップS02に移行する。ステップS02では、副室220における空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるような、インジェクタ40及びインジェクタ230のそれぞれの噴射量が算出される。
In the first step S01, it is determined whether or not the ignition to be performed is the last ignition in one cycle. If it is not the last ignition, the process proceeds to step S02. In step S02, the injection amounts of the
ステップS01において、これから行われる点火が最後の点火である場合には、ステップS05に移行する。ステップS05では、副室220における空燃比が理論空燃比に概ね一致するような、インジェクタ40及びインジェクタ230のそれぞれの噴射量が算出される。
In step S01, when the ignition to be performed is the last ignition, the process proceeds to step S05. In step S05, the respective injection amounts of the
ステップS02又はステップS05に続くステップS03では、インジェクタ40及びインジェクタ230から燃料を噴射させる処理が行われる。それぞれのインジェクタから燃料が噴射されるタイミングは、互いに同一のタイミングではなく、それぞれについて予め設定されたタイミングとなっている。また、それぞれのインジェクタからの燃料の噴射量は、ステップS02又はステップS05で予め算出された噴射量に一致するように調整される。
In step S03 following step S02 or step S05, a process of injecting fuel from the
ステップS03に続くステップS04では、点火プラグ240による点火が行われる。これにより、副室220における燃料の燃焼が開始され、噴孔211からの火炎の噴射が開始される。
In step S04 following step S03, ignition by the
以上のような処理が行われることにより、点火プラグ240による点火が行われる直前における副室220の空燃比が適切に調整される。その結果、点火装置10による複数回の点火、及びこれによる燃焼室38における燃焼が、常に適切に行われる。
By performing the processing as described above, the air-fuel ratio of the
以上の例では、ステップS05において、副室220における空燃比が理論空燃比に一致するように噴射量を算出している。しかしながら、噴射量の算出方法はこれに限定されるものではなく、リーン領域やリッチ領域になるように噴射量が算出されていてもよい。
In the above example, in step S05, the injection amount is calculated so that the air-fuel ratio in the
以上に説明した実施形態では、図2を参照しながら説明したように、カバー210が内燃機関30とは別体の部品として構成されており、これが内燃機関30のヘッダ301に取り付けられている。このような態様に替えて、カバー210が、内燃機関30を構成する部材の一部(例えばヘッダ301)によって形成されていることとしてもよい。つまり、カバー210が、内燃機関30の一部と一体のものとして構成されている態様であってもよい。
In the embodiment described above, as described with reference to FIG. 2, the
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Those in which those skilled in the art appropriately modify the design of these specific examples are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. Each element included in each of the specific examples described above and their arrangement, conditions, shape, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. Each element included in each of the specific examples described above can be appropriately combined as long as no technical contradiction occurs.
10:点火装置
30:内燃機関
38:燃焼室
100:制御部
210:カバー
211:噴孔
220:副室
240:点火プラグ
10: ignition device 30: internal combustion engine 38: combustion chamber 100: control unit 210: cover 211: injection hole 220: sub chamber 240: ignition plug
Claims (5)
内部に副室(220)が形成されており、当該副室で生じた火炎を前記内燃機関の燃焼室(38)に噴射するための噴孔(211)が更に形成されているカバー(210)と、
前記副室において燃料に点火する点火プラグ(240)と、
前記点火プラグの動作を制御する制御部(100)と、を備え、
前記制御部は、前記内燃機関の吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程からなる1サイクルの間に、前記点火プラグによる点火を複数回行わせるように構成されている点火装置。 An ignition device (10) for an internal combustion engine (30),
A cover (210) in which a sub chamber (220) is formed and a nozzle hole (211) for injecting a flame generated in the sub chamber into the combustion chamber (38) of the internal combustion engine is further formed. When,
A spark plug (240) for igniting fuel in the sub chamber;
A control unit (100) for controlling the operation of the spark plug,
The ignition device is configured to cause ignition by the spark plug a plurality of times during one cycle including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke of the internal combustion engine.
前記点火プラグによって点火される前記副室の燃料には、前記外部噴射弁から噴射された後に前記噴孔を通って前記副室に流入した燃料が含まれており、
前記制御部は、
前記外部噴射弁の動作をも制御するように構成されており、
前記1サイクルにおける最後から2番目の点火が行われるまでは、前記副室における点火時の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように、前記外部噴射弁の動作を制御する、請求項1に記載の点火装置。 The internal combustion engine is provided with an external injection valve (40) for injecting fuel into the combustion chamber,
The fuel in the sub chamber ignited by the spark plug includes fuel that has been injected from the external injection valve and then flowed into the sub chamber through the nozzle hole.
The controller is
It is configured to control the operation of the external injection valve,
The operation of the external injection valve is controlled so that the air-fuel ratio at the time of ignition in the sub chamber is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio until the second ignition from the last in the one cycle is performed. Ignition device according to.
前記点火プラグによって点火される前記副室の燃料には、前記内部噴射弁から噴射された燃料が含まれており、
前記制御部は、
前記内部噴射弁の動作をも制御するように構成されており、
前記1サイクルにおける最後から2番目の点火が行われるまでは、前記副室における点火時の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように、前記内部噴射弁の動作を制御する、請求項1又は2に記載の点火装置。 An internal injection valve (230) for injecting fuel into the sub chamber;
The fuel in the sub chamber ignited by the spark plug includes fuel injected from the internal injection valve,
The controller is
It is configured to control the operation of the internal injection valve,
The operation of the internal injection valve is controlled so that the air-fuel ratio at the time of ignition in the sub chamber is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio until the second ignition from the last in the one cycle is performed. Or the ignition device of 2.
前記1サイクルにおける最後の点火が前記膨張行程で行われるように前記点火プラグの動作を制御する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の点火装置。 The controller is
The ignition device according to any one of claims 1 to 3, wherein the operation of the spark plug is controlled so that the last ignition in the one cycle is performed in the expansion stroke.
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-
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