JP3067889B2 - Combustion control system for multi-ignition engine - Google Patents

Combustion control system for multi-ignition engine

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JP3067889B2
JP3067889B2 JP4107650A JP10765092A JP3067889B2 JP 3067889 B2 JP3067889 B2 JP 3067889B2 JP 4107650 A JP4107650 A JP 4107650A JP 10765092 A JP10765092 A JP 10765092A JP 3067889 B2 JP3067889 B2 JP 3067889B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多点火式エンジンの燃
焼制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion control device for a multi-ignition engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンにおいては、
通常の運転領域例えば低負荷領域等では燃費性能が良好
であることが要求される一方、高負荷領域等ではエンジ
ン出力が十分に高いことが要求される。そこで、近年、
それほど高出力が要求されない運転領域例えば低負荷領
域等では空燃比をできるだけリーンにして燃費性能を高
める一方、高出力が要求される運転領域例えば高負荷領
域等では空燃比をほぼ理論空燃比(Ａ／Ｆ＝１４.７)に
保持するようにしたエンジン、いわゆるリーンバーンエ
ンジンが多用されている。2. Description of the Related Art Generally, in an automobile engine,
In a normal operation region, for example, a low load region, etc., it is required that the fuel efficiency is good, while in a high load region, etc., it is required that the engine output be sufficiently high. So, in recent years,
In an operation region where a high output is not required, for example, in a low load region, etc., the air-fuel ratio is made as lean as possible to improve the fuel efficiency, while in an operation region, in which a high output is required, for example, a high load region, the air-fuel ratio is substantially reduced to the stoichiometric air-fuel ratio (A /F=14.7), a so-called lean burn engine is frequently used.

【０００３】しかしながら、一般に混合気をリーンにす
ると、その着火性が悪くなるといった問題がある。そこ
で、これを改善するため、シリンダの外周部に複数の点
火プラグを配置し、着火性を高めるようにした多点火式
エンジンが提案されている(例えば、ドイツ特許公開文
ＤＥ４００１８１９Ａ１号明細書参照)。[0003] However, in general, when the air-fuel mixture is made lean, there is a problem that its ignitability deteriorates. In order to improve this problem, a multi-ignition engine has been proposed in which a plurality of spark plugs are arranged on the outer peripheral portion of a cylinder to enhance ignitability (for example, see German Patent Publication DE4001819A1). .

【０００４】また、１つの気筒に対して第１,第２の２
つの吸気ポートを設け、第１吸気ポートを、シリンダ略
接線方向を指向するようにして燃焼室に開口させるなど
して、燃焼室内にスワール(周方向の渦流)を生成させる
スワールポートとする一方、第２吸気ポートを普通の吸
気ポートとするとともに該第２吸気ポートにこれを開閉
する開閉弁を設けたエンジンが提案されている。かかる
エンジンにおいては、普通、それほど高出力が要求され
ない運転領域では、開閉弁が閉じられ、第１吸気ポート
のみから燃焼室にエアが供給され、燃焼室内に強いスワ
ールが生成され、該スワールによって混合気が成層化さ
れ、点火プラグ(中心部点火プラグ)まわりにリッチな混
合気が形成される。このため、空燃比をかなりリーンに
した場合でも着火性が良好となる。他方、高出力が要求
される運転領域では、開閉弁が開かれ、両吸気ポートか
ら燃焼室に十分なエアが供給され、これによって充填効
率が高められ、エンジン出力が高められる。[0004] In addition, the first and second 2
A swirl port for generating a swirl (circumferential vortex) in the combustion chamber, for example, by providing two intake ports and opening the first intake port to the combustion chamber so as to be directed substantially in the tangential direction of the cylinder, An engine has been proposed in which a second intake port is used as a normal intake port and an opening / closing valve for opening / closing the second intake port is provided. In such an engine, normally, in an operation region where high output is not required, the on-off valve is closed, air is supplied to the combustion chamber only from the first intake port, and strong swirl is generated in the combustion chamber, and the swirl mixes the swirl. The gas is stratified, and a rich air-fuel mixture is formed around the spark plug (center spark plug). Therefore, even when the air-fuel ratio is considerably lean, the ignitability is improved. On the other hand, in an operation region where high output is required, the on-off valve is opened, and sufficient air is supplied from both intake ports to the combustion chamber, thereby increasing the charging efficiency and increasing the engine output.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そして、このようにス
ワールを生成するための第１吸気ポートと、充填効率を
高めるための第２吸気ポートとが設けられたリーンバー
ンエンジンにおいて、シリンダ外周部に複数の点火プラ
グを配置すれば、第１,第２ポート併用時も着火性を高
めることができ、リーン領域の拡大が可能となる。そし
て、かかるエンジンにおいては、通常、燃焼室周縁部の
両吸気ポート間の領域が着火性が最も悪くなるので、複
数の点火プラグのうち１つは両吸気ポート間でシリンダ
外周部に配置するのが好ましい。In the lean burn engine provided with the first intake port for generating the swirl and the second intake port for increasing the filling efficiency, the outer peripheral portion of the cylinder is provided. By arranging a plurality of spark plugs, the ignitability can be improved even when the first and second ports are used together, and the lean region can be expanded. In such an engine, since the ignitability is usually the worst in the region between the two intake ports at the periphery of the combustion chamber, one of the plurality of spark plugs is arranged on the outer peripheral portion of the cylinder between the two intake ports. Is preferred.

【０００６】しかしながら、一般に、両吸気ポート間で
はシリンダ外周部に点火プラグを配置するだけの十分な
スペースを確保するのがなかなかむずかしい。このた
め、かかる場合には、従来より、吸気ポートの通路断面
積を一部縮小して点火プラグを配置したり、あるいは吸
気ポートを急激に湾曲させるなどといった対応がなされ
るが、このようにすると、吸気ポートの通気抵抗が増
え、エンジン出力の低下を招くなどといった不具合が生
じる。本発明は、上記従来の問題点を解決するためにな
されたものであって、吸気ポートの通気抵抗を増加させ
るなどといった不具合を招くことなく、両吸気ポート間
でシリンダ外周部に容易に点火プラグを配置することが
できる多点火式エンジンの燃焼制御装置を提供すること
を目的とする。[0006] However, it is generally difficult to secure a sufficient space between the two intake ports to dispose the spark plug on the outer peripheral portion of the cylinder. For this reason, in such a case, conventionally, measures such as arranging the spark plug by partially reducing the passage cross-sectional area of the intake port or sharply bending the intake port have been taken. This causes problems such as an increase in airflow resistance of the intake port and a decrease in engine output. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to easily apply a spark plug to a cylinder outer peripheral portion between both intake ports without causing a problem such as increasing a ventilation resistance of an intake port. It is an object of the present invention to provide a combustion control device for a multi-ignition engine, in which a combustion control device can be arranged.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、第１の発明は、１つのシリンダに対して２つの吸気
ポートが設けられ、平面視で両吸気ポート間となる位置
においてシリンダ外周部付近に、燃焼室の周縁部に臨ん
で配置される周縁部点火プラグが設けられた多点火式エ
ンジンの燃焼制御装置において、一方の吸気ポートのみ
が、その軸線と、シリンダ軸線と直交する平面とがなす
角が比較的大きくなるようにして燃焼室に開口されるタ
ンブルポートとされ、該タンブルポートの下方におい
て、シリンダヘッド内に上記周縁部点火プラグが配置さ
れていることを特徴とする多点火式エンジンの燃焼制御
装置を提供する。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a cylinder in which two intake ports are provided for one cylinder, and a cylinder outer peripheral portion is provided at a position between both intake ports in plan view. In the vicinity, in a combustion control device of a multi-ignition engine provided with a peripheral spark plug arranged facing the peripheral portion of the combustion chamber, only one of the intake ports has an axis thereof and a plane orthogonal to the cylinder axis. A multi-ignition, characterized in that the tumble port is opened to the combustion chamber so that the angle formed by the tumble port is relatively large, and the peripheral spark plug is arranged in the cylinder head below the tumble port. Provided is a combustion control device for an expression engine.

【０００８】第２の発明は、第１の発明にかかる多点火
式エンジンの燃焼制御装置において、平面視で上記周縁
部点火プラグの配設位置と対応する位置付近において、
シリンダブロックに、上端部が開口されたオープンデッ
キ式の冷却水通路が形成されていることを特徴とする多
点火式エンジンの燃焼制御装置を提供する。According to a second aspect of the present invention, in the combustion control apparatus for a multi-ignition engine according to the first aspect of the present invention, in the vicinity of a position corresponding to the position of the peripheral edge spark plug in plan view,
Provided is a combustion control device for a multi-ignition engine, wherein an open deck type cooling water passage having an open upper end is formed in a cylinder block.

【０００９】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図１と図２とに示すように、エンジンＣＥの気筒１(シ
リンダ)においては、基本的には、第１,第２吸気バルブ
２,３が開かれたときに、第１,第２吸気ポート４,５か
ら燃焼室６内に混合気が吸入され、この混合気がピスト
ン７で圧縮された後、中心部点火プラグ８または第１〜
第３周縁部点火プラグ９〜１１によって着火・燃焼させ
られ、第１,第２排気バルブ１２,１３が開かれたときに
燃焼ガスが第１,第２排気ポート１４,１５から排出され
るようになっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below.
As shown in FIGS. 1 and 2, in the cylinder 1 (cylinder) of the engine CE, basically, when the first and second intake valves 2, 3 are opened, the first and second intake valves are opened. Air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 6 from the ports 4 and 5, and after the air-fuel mixture is compressed by the piston 7, the central ignition plug 8 or the first to
The fuel is ignited and burned by the third peripheral spark plugs 9 to 11, and the combustion gas is discharged from the first and second exhaust ports 14 and 15 when the first and second exhaust valves 12 and 13 are opened. It has become.

【００１０】第１吸気ポート４は、後で説明するように
燃焼室６内にスワール(シリンダ周方向の横渦)を生成す
るスワールポートであって、この第１吸気ポート４の下
流部と上流部とには、夫々、第１吸気ポート４内のエア
中に燃料を噴射する第１,第２燃料噴射弁１７,１８が設
けられている。ここで、第１燃料噴射弁１７は、燃料噴
射方向の中心軸線Ｌ1が燃焼室中心部付近すなわち中心
部点火プラグ８の先端部(火花放電部)付近を指向するよ
うにして、平面視で第１吸気ポート４のシリンダ外周側
(第２吸気ポート５と反対側)の部分に配置されている。
このため、第１燃料噴射弁１７から燃料が噴射されたと
きには、該燃料が燃焼室中心部付近すなわち中心部点火
プラグ８の先端部まわりに多く分布し、したがって燃焼
室中心側には燃焼室周縁側よりもリッチな混合気が形成
されることになる。他方、第２燃料噴射弁１８は、噴射
口を下流側に向けて平面視で第１吸気ポート４の幅方向
中央部に配置されている。したがって、第２燃料噴射弁
１８から噴射された燃料は第１吸気ポート４内のエア中
にほぼ均一に分散するようになっており、スワール流に
よってシリンダ外周方向へリッチな混合気層を形成す
る。The first intake port 4 is a swirl port for generating a swirl (lateral vortex in the circumferential direction of the cylinder) in the combustion chamber 6 as described later. The parts are provided with first and second fuel injection valves 17 and 18 for injecting fuel into the air in the first intake port 4, respectively. Here, the first fuel injection valve 17 is arranged such that the center axis L 1 in the fuel injection direction is directed to the vicinity of the center of the combustion chamber, that is, to the vicinity of the tip (spark discharge portion) of the center spark plug 8, and is viewed in plan. Outer cylinder side of first intake port 4
(The side opposite to the second intake port 5).
For this reason, when the fuel is injected from the first fuel injection valve 17, a large amount of the fuel is distributed near the center of the combustion chamber, that is, around the front end of the central spark plug 8, and therefore, the periphery of the combustion chamber is located near the center of the combustion chamber. An air-fuel mixture richer than the edge side is formed. On the other hand, the second fuel injection valve 18 is arranged at the center in the width direction of the first intake port 4 in a plan view with the injection port directed downstream. Therefore, the fuel injected from the second fuel injection valve 18 is substantially uniformly dispersed in the air in the first intake port 4, and a rich air-fuel mixture layer is formed in the outer circumferential direction of the cylinder by the swirl flow. .

【００１１】第２吸気ポート５は、後で説明するように
燃焼室６内にタンブル(縦渦)を生成するタンブルポート
であって、この第２吸気ポート５の下流部にはこれを開
閉する開閉弁２１が設けられ、この開閉弁２１を駆動す
るためにアクチュエータ２２が設けられている。ここ
で、アクチュエータ２２はコントロールユニット２３に
よって制御されるようになっており、したがって開閉弁
２１は後で説明するようにコントロールユニット２３に
よって運転状態に応じて開閉されることになる。The second intake port 5 is a tumble port for generating a tumble (longitudinal vortex) in the combustion chamber 6 as will be described later, and is opened and closed downstream of the second intake port 5. An on-off valve 21 is provided, and an actuator 22 is provided for driving the on-off valve 21. Here, the actuator 22 is controlled by the control unit 23, so that the on-off valve 21 is opened and closed by the control unit 23 according to the operation state as described later.

【００１２】図３と図４とに示すように、シリンダヘッ
ドＨの下面の燃焼室天井面をなす部分には、第１,第２
吸気ポート４,５と第１,第２排気ポート１４,１５とが
開口している。ここで、第１,第２吸気ポート４,５の開
口部４a,５aは、夫々シリンダ１の吸気側半部(図３,図
４では左半部)に配置され、第１,第２排気ポート１４,
１５の開口部１４a,１５aは、夫々シリンダ１の排気側
半部(図３,図４では右半部)に配置されている。As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the first and second cylinder heads H are provided on the lower surface of the cylinder head H, which forms the ceiling of the combustion chamber.
The intake ports 4, 5 and the first and second exhaust ports 14, 15 are open. Here, the openings 4a and 5a of the first and second intake ports 4 and 5 are arranged in the intake side half (the left half in FIGS. 3 and 4) of the cylinder 1, respectively, and the first and second exhaust ports are arranged. Port 14,
The fifteen openings 14a and 15a are respectively disposed in the exhaust-side half of the cylinder 1 (the right half in FIGS. 3 and 4).

【００１３】第１吸気ポート４は、平面的にみれば、基
本的にはエンジン幅方向(図３,図４では左右方向)に伸
長しているが、燃焼室６への開口部４a付近ではシリン
ダ外周側(第２吸気ポート５と反対側)に湾曲し、ほぼシ
リンダ接線方向を指向しつつ燃焼室６に開口している。
また、立面的にみれば、第１吸気ポート４は、その中心
軸線と、シリンダ軸線と直交する平面(普通は水平面)と
がなす角度(入射角)が比較的小さくなるようにして、燃
焼室６に開口している。このため、第１吸気ポート４か
ら燃焼室６内に流入するエアは、燃焼室６内に上側から
みて反時計まわりに旋回する周方向の横渦すなわちスワ
ールを生成する。なお、第１吸気ポート４をヘリカルポ
ートとして、スワールを生成させるようにしてもよい。The first intake port 4 basically extends in the engine width direction (left and right directions in FIGS. 3 and 4) when viewed in a plane, but near the opening 4a to the combustion chamber 6 in the vicinity of the opening 4a. It curves to the cylinder outer peripheral side (the side opposite to the second intake port 5), and opens to the combustion chamber 6 while being directed substantially in the tangential direction of the cylinder.
In addition, from an elevational point of view, the first intake port 4 is configured such that the angle (incident angle) between the central axis thereof and a plane (usually a horizontal plane) perpendicular to the cylinder axis is relatively small, and It is open to the chamber 6. Therefore, the air flowing into the combustion chamber 6 from the first intake port 4 generates a circumferential lateral vortex or swirl in the combustion chamber 6 that turns counterclockwise as viewed from above. The swirl may be generated by using the first intake port 4 as a helical port.

【００１４】第２吸気ポート５は、平面的にみれば、基
本的には第１吸気ポート４とほぼ並行してエンジン幅方
向に伸長しているが、燃焼室６への開口部５a付近では
若干シリンダ中心側(第１吸気ポート４側)に傾きつつ燃
焼室６に開口している。また、立面的にみれば、第２吸
気ポート５は、その中心軸線と、シリンダ軸線と直交す
る平面とがなす角度(入射角)が比較的大きくなるように
して、燃焼室６に開口している。このため、第２吸気ポ
ート５から燃焼室６に流入するエアは、燃焼室６内に縦
渦すなわちタンブルを有効に生成する。なお、第２吸気
ポート５が、シリンダ中心側に傾いて燃焼室６に開口し
ているので、第１吸気ポート４によって生成されるスワ
ールを打ち消す流動の生成が防止される。なお、第２吸
気ポート５の入射角が比較的大きく設定されているの
で、第２吸気ポート５の下方には比較的大きな余剰スペ
ースが生じている。The second intake port 5 basically extends substantially in parallel with the first intake port 4 in the engine width direction when viewed in a plane, but in the vicinity of the opening 5a to the combustion chamber 6, It opens to the combustion chamber 6 while slightly tilting toward the cylinder center (the first intake port 4 side). Further, from an elevational point of view, the second intake port 5 opens into the combustion chamber 6 so that the angle (incident angle) between the center axis and a plane orthogonal to the cylinder axis is relatively large. ing. For this reason, the air flowing into the combustion chamber 6 from the second intake port 5 effectively generates a vertical vortex, that is, a tumble in the combustion chamber 6. Since the second intake port 5 opens to the combustion chamber 6 inclining toward the center of the cylinder, the generation of the flow that cancels the swirl generated by the first intake port 4 is prevented. Since the incident angle of the second intake port 5 is set relatively large, a relatively large excess space is generated below the second intake port 5.

【００１５】また、開閉弁２１より下流側において、第
２吸気ポート５には、ＮＯx発生量を低減するために、
排気ガスの一部を吸気系に還流させるためのＥＧＲ通路
２５が接続されている。このように、ＥＧＲ通路２５が
開閉弁２１より下流側で第２吸気ポート５に接続されて
いるので、ＥＧＲガスを導入した場合でも、混合気形成
の阻害あるいは体積効率の低下などといった不具合が生
じない。Further, on the downstream side of the on-off valve 21, a second intake port 5 is provided to reduce the amount of generated NOx.
An EGR passage 25 for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system is connected. As described above, since the EGR passage 25 is connected to the second intake port 5 on the downstream side of the on-off valve 21, even when the EGR gas is introduced, problems such as inhibition of air-fuel mixture formation or reduction in volume efficiency occur. Absent.

【００１６】中心部点火プラグ８は、平面的にみて燃焼
室６のほぼ中心部に配置され、その先端部(火花放電部)
は天井面近傍で燃焼室６内に露出している。第１周縁部
点火プラグ９は、平面的にみて第１吸気ポート４の開口
部４aと第１排気ポート１４の開口部１４aとの間におい
て、燃焼室６の周縁部付近に配置され、詳しくは図示し
ていないがその先端部(火花放電部)は燃焼室６の天井面
近傍で燃焼室６内に露出している。また、第２周縁部点
火プラグ１０は、平面的にみて第２吸気ポート５の開口
部５aと第２排気ポート１５の開口部１５aとの間におい
て、燃焼室６の周縁部付近に配置され、詳しくは図示し
ていないがその先端部(火花放電部)は天井面近傍で燃焼
室６内に露出している。The center spark plug 8 is disposed substantially at the center of the combustion chamber 6 in a plan view, and has a tip portion (spark discharge portion).
Are exposed in the combustion chamber 6 near the ceiling surface. The first peripheral portion spark plug 9 is disposed near the peripheral portion of the combustion chamber 6 between the opening 4a of the first intake port 4 and the opening 14a of the first exhaust port 14 in plan view. Although not shown, the tip (spark discharge portion) is exposed in the combustion chamber 6 near the ceiling surface of the combustion chamber 6. Further, the second peripheral portion ignition plug 10 is disposed near the peripheral portion of the combustion chamber 6 between the opening 5a of the second intake port 5 and the opening 15a of the second exhaust port 15 in plan view, Although not shown in detail, the tip (spark discharge portion) is exposed in the combustion chamber 6 near the ceiling surface.

【００１７】第３周縁部点火プラグ１１は、概ねシリン
ダヘッドＨの第２吸気ポート５の下側に形成されたプラ
グホール２６内に配置されている。ここで、プラグホー
ル２６は、シリンダヘッドＨの側面からゆるい下向きの
傾斜で内側に向かって伸長するように形成され、このプ
ラグホール２６内に配置された第３周縁部点火プラグ１
１の先端部(火花放電部)は、第１吸気ポート４の開口部
４aと第２吸気ポート５の開口部５aの間において、天井
面近傍で燃焼室６内に露出している。この第３周縁部点
火プラグ１１の先端部(火花放電部)が配置されている、
燃焼室周縁部の両吸気ポート間の領域は、スワールが比
較的弱く、またシリンダ壁面温度が比較的低いので、基
本的には着火性が悪い。しかしながら、本実施例ではこ
のように第３周縁部点火プラグ１１が配置されているの
で、この領域の着火性が十分に高められる。The third peripheral spark plug 11 is disposed in a plug hole 26 formed below the second intake port 5 of the cylinder head H. Here, the plug hole 26 is formed so as to extend inward at a gentle downward inclination from the side surface of the cylinder head H, and the third peripheral portion ignition plug 1 disposed in the plug hole 26 is formed.
The front end portion (spark discharge portion) 1 is exposed in the combustion chamber 6 near the ceiling surface between the opening 4a of the first intake port 4 and the opening 5a of the second intake port 5. The tip portion (spark discharge portion) of the third peripheral portion ignition plug 11 is disposed.
Since the swirl is relatively weak and the cylinder wall surface temperature is relatively low in the region between the intake ports at the periphery of the combustion chamber, the ignitability is basically poor. However, in the present embodiment, since the third peripheral portion ignition plug 11 is arranged as described above, the ignitability in this region is sufficiently enhanced.

【００１８】前記したとおり、第２吸気ポート５の入射
角が比較的大きく設定されているので、シリンダヘッド
Ｈの第２吸気ポート５の下側には比較的大きいスペース
が生じている。そこで、このスペースを有効に活用し
て、プラグホール２６を第２吸気ポート５との干渉を生
じさせることなく配設している。したがって、第２吸気
ポート５の通気抵抗の増大などといった不具合が生じさ
せることなく、第３周縁部点火プラグ１１を容易に配置
することができる。As described above, since the incident angle of the second intake port 5 is set relatively large, a relatively large space is created below the second intake port 5 of the cylinder head H. Therefore, the plug hole 26 is disposed without causing interference with the second intake port 5 by effectively utilizing this space. Therefore, the third peripheral part spark plug 11 can be easily arranged without causing a problem such as an increase in the ventilation resistance of the second intake port 5.

【００１９】ところで、このように第２吸気ポート５の
下方においてシリンダヘッドＨ内に第３周縁部点火プラ
グ１１が配設されているので、シリンダヘッドＨの吸気
側部分のプラグまわりあるいはバルブシートまわりに冷
却水通路を設けにくくなり、シリンダヘッドＨの吸気側
の冷却性が低下し、クラックが発生するなどといった不
具合が生じるおそれがある。そこで、平面視で第３周縁
部点火プラグ１１が配置された位置に対応する位置付近
において、シリンダブロックＢ内に、上端部が開放され
たオープンデッキタイプの冷却水通路２７を設け、シリ
ンダヘッドＨの吸気側部分の冷却を促進するようにして
いる。Since the third peripheral spark plug 11 is provided in the cylinder head H below the second intake port 5 as described above, around the plug of the intake side portion of the cylinder head H or around the valve seat. It is difficult to provide a cooling water passage in the cylinder head H, and the cooling performance on the intake side of the cylinder head H is reduced, which may cause a problem such as generation of a crack. Therefore, in the vicinity of a position corresponding to the position where the third peripheral portion spark plug 11 is disposed in plan view, an open deck type cooling water passage 27 having an open upper end is provided in the cylinder block B, and the cylinder head H It promotes cooling of the intake side portion.

【００２０】図５に示すように、中心部点火プラグ８に
所定のタイミングで高電圧をかけて火花放電を起こさせ
るために、ＤＣ／ＤＣコンバータＤ1とイグナイタＩ1と
イグニッションコイルＣ1とが設けられている。ここ
で、ＤＣ／ＤＣコンバータＤ1は、発振昇圧回路等(図示
せず)を備えていて、バッテリ電圧(１２Ｖ)を高圧の直
流電圧(例えば、３００〜５００Ｖ)に変換(昇圧)してイ
グナイタＩ1内のコンデンサ(図示せず)に供給する。そ
して、イグナイタＩ1内のコンデンサに蓄えられた電荷
は、コントロールユニット２３からイグナイタＩ1に印
加される点火タイミング信号(ＩＧＴ信号)に従って、イ
グニッションコイルＣ1の１次コイル(図示せず)に放電
され、この放電によってイグニッションコイルＣ1の２
次コイル(図示せず)に惹起される高電圧が中心部点火プ
ラグ８に印加され、中心部点火プラグ８の火花放電部に
電気火花が発生し、この電気火花で燃焼室６内の混合気
が点火されるようになっている。As shown in FIG. 5, in order to cause a spark discharge by applying a high voltage at a predetermined timing in the center spark plug 8, and a DC / DC converter D 1 and igniter I 1 and the ignition coil C 1 Is provided. Here, DC / DC converter D 1 is equipped oscillation boosting circuit or the like (not shown), converts the battery voltage (12V) to the high DC voltage (e.g., 300～500V) (boost) the igniter supplied to the capacitor (not shown) in the I 1. Then, the charge stored in the capacitor in the ignitor I 1, in accordance with an ignition timing signal applied from the control unit 23 to the igniter I 1 (IGT signal), a discharge in the ignition coil C 1 of the primary coil (not shown) This discharge causes ignition coil C 1 2
The high voltage generated in the next coil (not shown) is applied to the central spark plug 8, and an electric spark is generated in a spark discharge portion of the central spark plug 8, and the electric spark causes a mixture in the combustion chamber 6. Is to be ignited.

【００２１】同様に、第１〜第３周縁部点火プラグ９〜
１１に対しても、夫々、ＤＣ／ＤＣコンバータＤ2〜Ｄ4
と、イグナイタＩ2〜Ｉ4と、イグニッションコイルＣ2
〜Ｃ4とが設けられている。さらに、第１〜第３周縁部
点火コイル９〜１１のＤＣ／ＤＣコンバータＤ2〜Ｄ4に
対しては、夫々、第１〜第３発振器３１〜３３が設けら
れている。ここで、第２発振器３２の発振回数は第１発
振器３１の発振回数の２倍に設定されており、したがっ
て第２周縁部点火プラグ１０の点火エネルギは、第１周
縁部点火プラグ９の点火エネルギの２倍となっている。
また、第３発振器３３の発振回数は第１発振器３１の発
振回数の３倍に設定されており、したがって第３周縁部
点火プラグ１１の点火エネルギは、第１周縁部点火プラ
グ９の点火エネルギの３倍となっている。すなわち、着
火性の低い部分に配置される点火プラグほど点火エネル
ギが大きく設定され、各周縁部点火プラグ９〜１１での
着火性が均等化されるようになっている。Similarly, the first to third peripheral edge spark plugs 9 to
Against 11, respectively, DC / DC converter D 2 to D 4
And the igniters I 2 to I 4 and the ignition coil C 2
~C 4 and are provided. Furthermore, the first to third oscillators 31 to 33 are provided for the DC / DC converters D 2 to D 4 of the first to third peripheral edge ignition coils 9 to 11, respectively. Here, the number of oscillations of the second oscillator 32 is set to twice the number of oscillations of the first oscillator 31. Therefore, the ignition energy of the second peripheral spark plug 10 is the same as that of the first peripheral spark plug 9. It is twice as large.
Further, the number of oscillations of the third oscillator 33 is set to be three times the number of oscillations of the first oscillator 31. Therefore, the ignition energy of the third peripheral spark plug 11 is equal to the ignition energy of the first peripheral spark plug 9. It has tripled. In other words, the ignition energy is set to be larger for the spark plugs arranged in the lower ignitability portions, and the ignitability of the peripheral edge spark plugs 9 to 11 is equalized.

【００２２】以下、適宜図１〜図５を参照しつつ、コン
トロールユニット２３による、燃料噴射弁１７,１８、
開閉弁２１(アクチュエータ２２)及び点火プラグ８〜１
１の制御方法、すなわちエンジンＣＥの燃焼制御方法を
説明する。本実施例においては、基本的には、図６中の
領域１及び領域２では、それほど高出力・高トルクが要
求されないので、空燃比を、理論空燃比(Ａ／Ｆ＝１４.
７)すなわち空気過剰率が１の状態(λ＝１)よりはリー
ン側に保持してリーンバーンを行ない、燃費性能とエミ
ッション性能とを高めるようにしている。そして、図６
中の領域３すなわち上記領域１,２以外の領域では、燃
焼安定性が極めて低いか、あるいは高出力であることが
要求されるので、空燃比を理論空燃比付近(λ＝１もし
くはλ≦１)に保持して、燃焼安定性を高めまたはエン
ジン出力を高めるようにしている。Hereinafter, the fuel injection valves 17, 18,
On-off valve 21 (actuator 22) and spark plugs 8-1
The first control method, that is, the combustion control method of the engine CE will be described. In this embodiment, basically, in region 1 and region 2 in FIG. 6, not so high output and high torque are required, so that the air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio (A / F = 14.
7) That is, lean burn is performed while the excess air ratio is kept lean from the state where the excess air ratio is 1 (λ = 1), so that the fuel consumption performance and the emission performance are improved. And FIG.
In the middle region 3, that is, in regions other than the regions 1 and 2, extremely low combustion stability or high output is required. Therefore, the air-fuel ratio is set near the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1 or λ ≦ 1). ) To increase the combustion stability or the engine output.

【００２３】具体的には、エンジンＣＥの運転状態が図
６中の領域１内にある場合には、燃焼安定性ないし走行
安定性が非常に高く、またそれほど高出力・高トルクが
要求されないので、空燃比が燃焼可能な範囲内で最大限
リーン側に設定される(例えば、Ａ／Ｆ＝２４)。そし
て、このとき、開閉弁２１が閉じられ、第１燃料噴射弁
１７から燃料噴射が行なわれ、かつ中心部点火プラグ８
によって燃焼室６内の混合気が点火される。この場合、
スワールポートである第１吸気ポート４のみから燃焼室
６にエアが供給されて燃焼室６内に強いスワールが生成
される一方、第１燃料噴射弁１７から燃焼室中心部に向
けて燃料が噴射されるので、燃焼室６内の混合気が成層
化され、燃焼室６の中心部付近すなわち中心部点火プラ
グ８まわりに比較的リッチな混合気が形成される。すな
わち、燃焼室中心側には燃焼室周縁側よりもリッチな混
合気が形成される。このため、空燃比を最大限リーン側
に設定しているのにもかかわらず、混合気の着火性が良
好となり、失火等が生じない。したがって、燃費性能が
高められ、かつＮＯx排出量(ＮＯx発生量)が低減され
る。More specifically, when the operating state of the engine CE is within the range 1 in FIG. 6, the combustion stability or running stability is extremely high, and not so high output and high torque are required. The air-fuel ratio is set to the maximum lean side within a combustible range (for example, A / F = 24). At this time, the on-off valve 21 is closed, fuel is injected from the first fuel injection valve 17, and the center spark plug 8
Accordingly, the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is ignited. in this case,
Air is supplied to the combustion chamber 6 only from the first intake port 4 which is a swirl port to generate a strong swirl in the combustion chamber 6, while fuel is injected from the first fuel injection valve 17 toward the center of the combustion chamber. Therefore, the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is stratified, and a relatively rich air-fuel mixture is formed near the center of the combustion chamber 6, that is, around the center spark plug 8. That is, a richer air-fuel mixture is formed at the center of the combustion chamber than at the periphery of the combustion chamber. For this reason, the ignitability of the air-fuel mixture is improved and the misfire does not occur even though the air-fuel ratio is set to the maximum lean side. Therefore, the fuel economy performance is improved, and the NOx emission amount (NOx generation amount) is reduced.

【００２４】図７に、中心部点火プラグ８を用いて混合
気を点火する場合のＮＯx排出量の空燃比に対する特性
(曲線Ｇ1)と、周縁部点火プラグ９〜１１を用いて混合
気を点火する場合のＮＯx排出量の空燃比に対する特性
(曲線Ｇ2)とを示す。図７において、領域１における上
記運転状態におけるＮＯx排出量は、曲線Ｇ1上の点aで
示される。図７から明らかなとおり、点aでは、ＮＯx排
出量が非常に少なく、規制値よりはかなり低くなってい
る。FIG. 7 shows the characteristics of the NOx emission amount with respect to the air-fuel ratio when the air-fuel mixture is ignited using the central spark plug 8.
(Curve G 1 ) and characteristics of NOx emission amount to air-fuel ratio when the air-fuel mixture is ignited using the peripheral edge spark plugs 9 to 11
(Curve G 2 ). In FIG. 7, NOx emissions in the operation state in the region 1 is indicated by point a on the curve G 1. As is clear from FIG. 7, at the point a, the NOx emission is very small, and is considerably lower than the regulation value.

【００２５】エンジンＣＥの運転状態が、図６中の領域
２内にある場合には、燃焼安定性ないし走行安定性がや
や低下したり、要求されるトルクに対してトルク出力が
やや低下するので、領域１の場合よりは空燃比がややリ
ッチ側に設定される(例えば、Ａ／Ｆ＝２０)。そして、
このとき、開閉弁２１が開かれて両吸気ポート４,５か
ら燃焼室６内にエアが供給され、第２燃料噴射弁１８か
ら燃料噴射が行なわれ、かつ第１〜第３周縁部点火プラ
グ９〜１１によって燃焼室６内の混合気が点火される。
この場合、第１吸気ポート４と第２吸気ポート５の両方
から燃焼室６にエアが供給され、燃焼室６内にはスワー
ルとタンブルの相互作用によって斜めスワール、すなわ
ちスワール中心軸線がシリンダ軸線に対して傾いたスワ
ールが生成される。なお、開閉弁２１の開度が大きいと
きほど、斜めスワールのスワール中心軸線が大きく傾く
のはもちろんである。When the operating state of the engine CE is within the range 2 in FIG. 6, the combustion stability or running stability is slightly lowered, and the torque output is slightly lowered with respect to the required torque. The air-fuel ratio is set slightly richer than in the case of region 1 (for example, A / F = 20). And
At this time, the on-off valve 21 is opened to supply air into the combustion chamber 6 from both the intake ports 4 and 5, fuel is injected from the second fuel injection valve 18, and the first to third peripheral spark plugs The mixture in the combustion chamber 6 is ignited by 9-11.
In this case, air is supplied to the combustion chamber 6 from both the first intake port 4 and the second intake port 5, and the swirl and the tumble interact in the combustion chamber 6 such that the swirl swirl, that is, the swirl central axis is aligned with the cylinder axis. A swirl is generated that is inclined to the swirl. Note that, as the opening degree of the on-off valve 21 is larger, the swirl center axis of the diagonal swirl is, of course, more inclined.

【００２６】ここで、第２燃料噴射弁１８から第１吸気
ポート４内に噴射された燃料はエア中にほぼ均一に分散
して比較的リッチな混合気を生成する。そして、この比
較的リッチな混合気が燃焼室６内に流入するが、この混
合気は、斜めスワールの作用により燃焼室周縁部付近に
集中させられる。このため、燃焼室周縁側には燃焼室中
心側よりもリッチな混合気が形成される。そして、燃焼
室周縁側の比較的リッチな混合気が、第１〜第３周縁部
点火プラグ９〜１１によって点火されるので、混合気の
着火性が非常に良好となる。なお、この領域２では、領
域１よりは空燃比がリッチ側に設定されるので、比較的
容積の大きい燃焼室周縁側に比較的リッチな混合気を形
成するのに十分な量の燃料が供給される。Here, the fuel injected from the second fuel injection valve 18 into the first intake port 4 is dispersed almost uniformly in the air to generate a relatively rich air-fuel mixture. Then, the relatively rich air-fuel mixture flows into the combustion chamber 6, but the air-fuel mixture is concentrated near the periphery of the combustion chamber by the effect of the oblique swirl. For this reason, an air-fuel mixture richer than the combustion chamber center side is formed on the peripheral side of the combustion chamber. Then, since the relatively rich air-fuel mixture on the peripheral side of the combustion chamber is ignited by the first to third peripheral-portion ignition plugs 9 to 11, the ignitability of the air-fuel mixture becomes very good. In the region 2, the air-fuel ratio is set to be richer than that in the region 1. Therefore, a sufficient amount of fuel is supplied to form a relatively rich mixture on the periphery of the combustion chamber having a relatively large volume. Is done.

【００２７】図７から明らかなように、一般に周縁部点
火プラグを用いる場合には、中心部点火プラグを用いる
場合よりもＮＯx排出量が少なくなるが、この領域２で
は第１〜第３周縁部点火プラグ９〜１１を用いて混合気
を点火するようにしているので、ＮＯx排出量が低減さ
れる。かかる運転状態におけるＮＯx排出量は、図７中
の曲線Ｇ2上の点cで示される。図７から明らかなとお
り、点cではＮＯx排出量が規制値よりも少なくなってい
る。なお、領域２で中心部点火プラグ８を用いて混合気
を点火する場合のＮＯx排出量は、曲線Ｇ1上の点bで示
され、この場合にはＮＯx排出量が規制値を上回ること
になる。As is apparent from FIG. 7, when the peripheral spark plug is generally used, the amount of NOx emission is smaller than when the central spark plug is used. Since the air-fuel mixture is ignited using the ignition plugs 9 to 11, the amount of NOx emission is reduced. NOx emissions in such operating condition is indicated by point c on the curve G 2 in FIG. As is clear from FIG. 7, at the point c, the NOx emission is smaller than the regulation value. Incidentally, NOx emissions when igniting the air-fuel mixture using a central spark plug 8 in the area 2 is indicated by a point b on the curve G 1, that NOx emissions exceed the regulation value in this case Become.

【００２８】エンジンＣＥの運転状態が、図６中の領域
３内にある場合には、燃焼安定性ないし走行安定性が悪
いか、あるいは高出力が要求されるので、空燃比がほぼ
理論空燃比(Ａ／Ｆ＝１４.７またはλ＝１)に設定さ
れ、リーンバーンが停止されて普通の運転が行なわれ
る。ここで、領域３中の高出力が要求される領域、例え
ば高負荷・高回転領域等では、空燃比を理論空燃比より
もリッチにしてもよい(λ＜１)。この場合、開閉弁２１
が開かれて両吸気ポート４,５から燃焼室６内にエアが
供給され、第２燃料噴射弁１８から燃料噴射が行なわ
れ、かつ第１〜第３周縁部点火プラグ９〜１１によって
燃焼室６内の混合気が点火される。When the operating state of the engine CE is in the region 3 in FIG. 6, the combustion stability or running stability is poor or a high output is required. (A / F = 14.7 or λ = 1), lean burn is stopped, and normal operation is performed. Here, in a region where high output is required in the region 3, for example, in a high load / high rotation region, the air-fuel ratio may be made richer than the stoichiometric air-fuel ratio (λ <1). In this case, the on-off valve 21
Is opened to supply air into the combustion chamber 6 from both the intake ports 4 and 5, fuel is injected from the second fuel injection valve 18, and the first to third peripheral edge spark plugs 9 to 11 are used for the combustion chamber 6. The mixture in 6 is ignited.

【００２９】[0029]

【発明の作用・効果】第１の発明によれば、一方の吸気
ポートが、その軸線と、シリンダ軸線に直交する平面と
がなす角度(入射角)が比較的大きいタンブルポートされ
ているので、該吸気ポートの下方においてシリンダヘッ
ドには余剰スペースが生じる。そして、この余剰スペー
スを利用して、周縁部点火プラグを配設しているので、
吸気ポートの通気抵抗の増加などといった不具合を招く
ことなく、周縁部点火プラグを吸気ポート間に容易に配
置することができ、もともと着火性の悪い吸気ポート間
部の着火性が高められる。According to the first aspect of the present invention, one of the intake ports is a tumble port having a relatively large angle (incident angle) between its axis and a plane perpendicular to the cylinder axis. An extra space is created in the cylinder head below the intake port. And, by using this extra space, the peripheral edge spark plug is arranged,
The peripheral spark plug can be easily arranged between the intake ports without causing a problem such as an increase in the ventilation resistance of the intake port, and the ignitability of the portion between the intake ports, which originally has poor ignitability, can be enhanced.

【００３０】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。そして、タンブルポ
ートの下方において、シリンダヘッド内に周縁部点火プ
ラグが配設されているので、シリンダヘッドの吸気側の
冷却性が悪くなるおそれがある。しかしながら、平面視
で周縁部点火プラグの配設位置と対応する位置付近にお
いて、シリンダブロックにオープンデッキ式の冷却水通
路が設けられているので、シリンダヘッドの吸気側部分
の冷却が促進される。なお、シリンダまわり全周にわた
るオープンデッキ式の冷却水通路を設けると、シリンダ
ブロックの剛性の低下、冷却損失増大によるＨＣ増大や
燃焼速度ダウンにより燃費が悪化するおそれがある。According to the second aspect, basically the same operation and effect as those of the first aspect can be obtained. Further, since the peripheral edge spark plug is provided in the cylinder head below the tumble port, the cooling performance on the intake side of the cylinder head may be deteriorated. However, since the open-deck type cooling water passage is provided in the cylinder block in the vicinity of the position corresponding to the position of the peripheral portion ignition plug in plan view, cooling of the intake side portion of the cylinder head is promoted. If an open-deck cooling water passage is provided around the entire circumference of the cylinder, fuel efficiency may deteriorate due to a decrease in rigidity of the cylinder block, an increase in HC due to an increase in cooling loss, and a decrease in combustion speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明にかかる燃焼制御装置を備えた多点火
式エンジンの１つの気筒まわりの平面説明図である。FIG. 1 is an explanatory plan view around one cylinder of a multi-ignition engine provided with a combustion control device according to the present invention.

【図２】 図１に示すエンジンの一部断面立面説明図で
ある。FIG. 2 is a partially sectional elevation view of the engine shown in FIG. 1;

【図３】 図１に示すエンジンの気筒まわりの拡大平面
説明図である。FIG. 3 is an enlarged plan explanatory view around a cylinder of the engine shown in FIG. 1;

【図４】 図２に示すエンジンの気筒まわりの拡大立面
断面説明図である。FIG. 4 is an enlarged elevational cross-sectional explanatory view around a cylinder of the engine shown in FIG. 2;

【図５】 点火制御機構のシステム構成図である。FIG. 5 is a system configuration diagram of an ignition control mechanism.

【図６】 燃焼制御における各運転領域を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing each operation region in combustion control.

【図７】 ＮＯx排出量の空燃比に対する特性を示す図
である。FIG. 7 is a graph showing characteristics of an NOx emission amount with respect to an air-fuel ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ＣＥ…エンジン １…シリンダ ４,５…第１,第２吸気ポート ６…燃焼室 ８…中心部点火プラグ ９〜１１…第１〜第３周縁部点火プラグ ２７…冷却水通路 CE: Engine 1: Cylinders 4, 5: First and second intake ports 6: Combustion chamber 8: Central spark plug 9-11: First to third peripheral spark plugs 27: Cooling water passage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｈ (56)参考文献 特開 平４−81577（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−281915（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−79935（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02P 15/08 301 - 302 F02B 23/08 F02B 31/00 331 F02F 1/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02F 1/24 F02F 1/24 H (56) References JP-A-4-81577 (JP, A) JP-A-3-281915 ( JP, A) Japanese Utility Model Hei 4-79935 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02P 15/08 301-302 F02B 23/08 F02B 31/00 331 F02F 1 / twenty four

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 １つのシリンダに対して２つの吸気ポー
トが設けられ、平面視で両吸気ポート間となる位置にお
いてシリンダ外周部付近に、燃焼室の周縁部に臨んで配
置される周縁部点火プラグが設けられた多点火式エンジ
ンの燃焼制御装置において、 一方の吸気ポートのみが、その軸線と、シリンダ軸線と
直交する平面とがなす角が比較的大きくなるようにして
燃焼室に開口されるタンブルポートとされ、該タンブル
ポートの下方において、シリンダヘッド内に上記周縁部
点火プラグが配置されていることを特徴とする多点火式
エンジンの燃焼制御装置。1. A peripheral ignition portion provided with two intake ports for one cylinder and arranged near a peripheral portion of the cylinder at a position between the intake ports in a plan view and facing a peripheral portion of a combustion chamber. In a combustion control device for a multi-ignition engine provided with a plug, only one of the intake ports is opened to the combustion chamber such that an angle formed by an axis thereof and a plane orthogonal to the cylinder axis becomes relatively large. A combustion control device for a multi-ignition engine, comprising a tumble port, wherein the peripheral spark plug is disposed in a cylinder head below the tumble port. 【請求項２】 請求項１に記載された多点火式エンジン
の燃焼制御装置において、 平面視で上記周縁部点火プラグの配設位置と対応する位
置付近において、シリンダブロックに、上端部が開口さ
れたオープンデッキ式の冷却水通路が形成されているこ
とを特徴とする多点火式エンジンの燃焼制御装置。2. The combustion control device for a multi-ignition engine according to claim 1, wherein an upper end portion is opened in the cylinder block near a position corresponding to an arrangement position of the peripheral edge spark plug in plan view. A combustion control device for a multi-ignition engine, wherein an open deck type cooling water passage is formed.
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