JPH0481577A - 火花点火機関 - Google Patents

火花点火機関

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Publication number
JPH0481577A
JPH0481577A JP2194770A JP19477090A JPH0481577A JP H0481577 A JPH0481577 A JP H0481577A JP 2194770 A JP2194770 A JP 2194770A JP 19477090 A JP19477090 A JP 19477090A JP H0481577 A JPH0481577 A JP H0481577A
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JP
Japan
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spark plug
time
plug
spark
combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP2194770A
Other languages
English (en)
Inventor
Takanobu Ueda
貴宣 植田
Shizuo Sasaki
静夫 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0481577A publication Critical patent/JPH0481577A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/242Arrangement of spark plugs or injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/02Arrangements having two or more sparking plugs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B2023/085Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition using several spark plugs per cylinder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は火花点火機関に関する。
[従来の技術] 特開昭61−244821号公報には、シリンダ内に生
ぜしめられる旋回流の強さを制御するためのスワールコ
ントロールバルブと、シリンダのほぼ中心に配置された
第1の点火栓と、燃焼室に臨んで設けられた第2の点火
栓と、給気ボートに燃料を噴射せしめるための第1の燃
料噴射弁と、燃焼室内に燃料を噴射せしめるための第2
の燃料噴射弁とを備え、低負荷運転時においてはスワー
ルコントロールバルブを閉弁せしめてシリンダ内に旋回
流を生ぜしめると共に第2の燃料噴射弁から燃焼室内に
燃料を噴射せしめて第2の点火栓によって点火せしめて
成層化燃焼せしめ、低負荷運転時以外の場合にはスワー
ルコントロールバルブを所定開度に調整し第1の燃料噴
射弁から吸気ポート内に燃料を噴射せしめて第1および
第2の点火栓によって着火せしめ予混合燃焼させるよう
にした火花点火式機関が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこの機関では、低負荷運転時以外の場合に
おいて2つの点火栓を同時に点火せしめると燃焼が急激
に起こり燃焼時シリンダ内圧力が高くなりすぎる場合が
あるという問題を生ずる。
(課題を解決するための手段] 上記問題点を解決するため本発明によれば、シリンダの
ほぼ中心に配置された第1の点火栓と、ピストン頂面上
に形成された凹部の周縁部に臨むように配置された第2
の点火栓とを備え、高負荷低回転時には第1および第2
の点火栓を同時に点火せしめると共に高負荷高回転時に
は第2の点火栓を点火せしめた後に第1の点火栓を点火
せしめるようにしている。
〔作 用〕
高負荷低回転時には第1および第2の点火栓が同時に点
火せしめられるために火炎伝播距離を短縮することがで
き、これによってノッキングの発生を防止することがで
きる。
一方、高負荷高回転時には第2の点火栓を点火せしめた
後に第1の点火栓を点火せしめるために燃焼のピークを
2回にわけることができ燃焼時シリンダ内圧力を低減す
ることができる。
(実施例〕 第1図には内燃機関の平面図を、第2図には第1図の■
−■線に沿ってみた断面図を示す。
第1図および第2図を参照すると、1はシリンダブロッ
ク、2はピストン、3はシリンダヘッド、4はピストン
2頂面とシリンダヘッド3底面との間に画成される燃焼
室、5は第1の吸気弁、6は第2の吸気弁、12は一対
の排気弁を夫々示す。ピストン2の頂面上にはほぼ円筒
状の凹部(以下「キャビティコという)7が形成され、
キャビティ7の周縁部にはキャビティ7の外周から外方
に向かってU字状に突出するプラグポケット8が形成さ
れる。プラグポケット8の深さはキャビティ7の深さよ
りかなり浅く形成されている。シリンダヘッド3には燃
焼室4内に臨んで斜め下方を指向して燃料噴射弁9が配
置される。燃料噴射弁9は上死点近傍においてキャビテ
ィ7内に燃料噴射可能に配置されており、また、一対の
吸気弁5゜6の間の中央に位置するように配置されてい
る。
燃焼室4のほぼ中心に第】の点火栓10が配置され、プ
ラグポケット8に臨んで第2の点火栓11が配置される
。また、第2の点火栓11は第1吸気弁5と排気弁6の
間の中央に配置されている。燃料噴射弁9、第1および
第2点火栓10.11は、燃料噴射弁9と第1点火栓1
0を結ぶ直線と、第2点火栓11と第1点火栓10を結
ぶ直線とがほぼ90度をなすように配置されている。第
1吸気弁5に対応してストレートポート13が接続され
、第2吸気弁6に対応してへりカルポート14が接続さ
れる。ストレートボート13にはストレートボートの開
度を制御するため吸気制御弁15が配置される。吸気制
御弁15が閉弁されると新気はへりカルポート14だけ
から燃焼室4内に流入するため、燃焼室4内には第1図
において左回りの強力な旋回流が発生する。吸気制御弁
15を開弁するとストレートボート13からも新気が流
入し、この新気はヘリカルポート14によって生じる左
回りの旋回流を弱めるように作用する。従って吸気制御
弁15を全開にすると燃焼室4内の左回りの旋回流は最
も弱くなる。すなわち、吸気制御弁15によって燃焼室
4内に発生する旋回流の強さを制御することができる。
ストレートボート13とへりカルポート14は合流して
合流吸気管16となる。合流吸気管16は排気ガス再循
環(以下rEGR,という)通路17を介して図示しな
い排気通路に接続されている。EGR通路17にはEG
R制御弁18が配置される。EGR制御弁18は機関運
転状態に応じて開度制御され、これによって合流吸気管
16への排気ガス還流量が制御される。
第3図には機関の運転状態を制御するための制御ユニッ
トを示す。第3図を参照すると、電子制御ユニット30
はディジタルコンピュータからなり、双方向性パス31
によって相互に接続されたROM(リードオンリメモリ
)32、RAM (ランダムアクセスメモリ)33、C
PU(マイクロプロセンサ)34、入力ポート35およ
び出力ポート36を具備する。
アクセル開度センサ20はアクセル開度A ((pに応
じた検出信号を出力し、その検出信号はA/Dコンバー
タ37を介して入力ポート35に入力される。
機関回転数Nに比例した出力パルスを発生するりランク
角センサ21の出力パルスは入力ボート35に入力され
る。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38から
42を介して燃料噴射弁9、第1の点火栓10、第2の
点火栓11、吸気制御弁15、およびEGR制御弁17
に夫々接続される。
再び第1図および第2図を参照すると、低負荷運転時に
はEGR’1fjl’a弁18の開度は増大せしめられ
て多量の排気ガスが合流吸気管16に還流せしめられる
。この場合には吸気制御弁15は閉弁せしめられ、これ
によって燃焼室4内には強力な旋回流が生ぜしめられる
。従って多量の排気ガスは強力な旋回流によって新気と
十分に混合され良好な混合気を得ることができる。また
この場合には、燃料噴射弁9は圧縮行程後期においてキ
ャビティ7内に向けて燃料を噴射せしめ、この噴射燃料
は旋回流によって蒸発せしめられキャビティ7内に拡散
せしめられる。このようにして形成された混合気は第2
の点火栓11によって着火される。すなわち、低負荷運
転時には強力な旋回流が発生しているためにこの強力な
旋回流によって点火栓近傍にできた火種が吹き消されな
いようにするためプラグポケット8内に収容された第2
の点火栓11によって点火するのである。従ってプラグ
ポケット8の形状は強力な旋回流によって火種が吹き消
されないような形状とされる。このように低負荷運転時
においては良好な燃焼を得ることができる。
高負荷運転時においては排気ガスの還流量は少なくてよ
いためEGR制御弁17は閉弁されるか又は開度を小さ
くされる。この場合には強力な旋回流を必要とせず、ま
た多量の新気を燃焼室4内に流入させる必要があるため
吸気制御弁15は開弁せしめられる。また燃料噴射量は
多量となるため、圧縮行程の後期と吸気行程に分割して
噴射せしめられ、このため燃焼室4内全体に燃料が分散
せしめられる。従って第2の点火栓10によっても着火
可能となり、また旋回流が弱いため第2の点火栓10で
着火しても火種が吹き消えることはない。高負荷低回転
時には燃料が噴射されてから点火されるまでの期間が比
較的長くなるためにノッキングが発生し易くなる。そこ
で本実施例では高負荷低回転時には第1および第2点火
栓10 、11を同時に点火せしめることによって火炎
伝播距離および火炎伝播時間を短縮することができ、こ
れによってノンキング限界を高めることができノッキン
グの発生を防止することができる。この結果機関出力を
増大せしめることができる。
一方、高置荷高回転時には点火の要求タイミングが進角
側にずれるため、燃焼時シリンダ内圧力が高くなりすぎ
るという問題を生ずる。そこで、まず第2の点火栓11
を点火せしめてプラグポケット8近傍の混合気から徐々
に燃焼せしめ次いで第1の点火栓10を点火せしめる。
これによって燃焼による熱発生率のピークを2回に分け
ることによって燃焼時シリンダ内圧力を低減せしめるこ
とができる。またこの場合、例えば第1の点火栓10の
みの点火で点火リタードにより燃焼時シリンダ内圧力を
低減せしめる場合と比較すると、本実施例の方が、第1
の点火栓10で発生する火炎の伝播距離が短(なるため
に燃焼終了時期が早まり、燃費および排気温度を低減せ
しめることができる。
第4図には燃料噴射制御および点火制御を実行するため
のルーチンを示す。第4図を参照すると、まずステップ
50において機関負荷りが予め定められた負荷り1以上
か否か判定される。なお、本実施例では、機関負荷とし
て図示しない燃料噴射量制御ルーチンにおいてアクセル
開度A CCPと機関回転数Nに基づいて定められる燃
料噴射量を用いている。L<LAのとき、すなわち低負
荷運転時においては、ステップ51に進み圧縮行程後期
においてだけ燃料噴射が実行される(第5図参照)。
次いでステップ52に進み第2の点火栓11だけが点火
される(第6図のA領域)。ステップ50においてL≧
LAと判定された場合、すなわち中・高負荷運転時にお
いては、ステップ53に進み吸気行程と圧縮行程後期に
分割噴射される(第5図参照)。
次いでステップ54では機関回転数Nが予め定められた
回転数NA以上か否か判定される。N<NAの場合、す
なわち低回転時にはステップ55に進み第1および第2
の点火栓10.11を同時に点火せしめる(第6図のB
 SI域)。ステップ54においてN≧NAと判定され
た場合にはステップ5Gに進み第2の点火栓11を点火
後第1の点火栓10が点火される(第6図のC領域)。
なお第6図に示されるようにLAは機関回転数の増大に
応じて減少し、Naは負荷の増大に応じて減少する。
〔発明の効果〕
高負荷低回転時においてはノッキングの発生を防止する
ことができると共に高負荷高回転時においては燃焼時シ
リンダ内圧力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は内燃機関の略平面図、第2図は第1図の■−■
線に沿ってみた断面図、第3図は制御ユニットを示す図
、第4図は燃料噴射および点火制御を実行するためのフ
ローチャート、第5[[燃料噴射制御を示す線図、第6
図は点火制御を示す線図である。 2・・・ピストン、     7・・・キャビティ、1
0・・・第1の点火栓、  11・・・第2の点火栓。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. シリンダのほぼ中心に配置された第1の点火栓と、ピス
    トン頂面上に形成された凹部の周縁部に臨むように配置
    された第2の点火栓とを備え、高負荷低回転時には前記
    第1および第2の点火栓を同時に点火せしめると共に高
    負荷高回転時には前記第2の点火栓を点火せしめた後に
    前記第1の点火栓を点火せしめるようにした火花点火機
    関。
JP2194770A 1990-07-25 1990-07-25 火花点火機関 Pending JPH0481577A (ja)

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JP2194770A JPH0481577A (ja) 1990-07-25 1990-07-25 火花点火機関

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Family

ID=16329958

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JP2194770A Pending JPH0481577A (ja) 1990-07-25 1990-07-25 火花点火機関

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JP (1) JPH0481577A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19919642A1 (de) * 1999-04-30 2000-11-02 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zum Zünden von Kraftstoff beim schichtbetriebenen Ottomotor
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EP1899600A2 (en) * 2005-07-01 2008-03-19 Bajaj Auto Limited Method and system for controlling engine noise

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