JP2022147537A - internal combustion engine for vehicle - Google Patents

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Abstract

To efficiently suppress a misfire in a cylinder while suppressing the size enlargement of an internal combustion engine for a vehicle, and to efficiently suppress the lowering of the drive efficiency of the internal combustion engine.SOLUTION: An internal combustion engine for a vehicle of this invention has three or more cylinders which are aligned in a longitudinal direction. The cylinders have main combustion chambers and sub-chambers, and the three or more cylinders are composed of two outside cylinders arranged at both outer sides in the longitudinal direction, and one or more inside cylinders located between the two outside cylinders in the longitudinal direction. The internal combustion engine also has sub-chamber ignitors which are arranged in the sub-chambers in the two outside cylinders, and the sub-chambers in one or more inside cylinders, and main chamber ignitors arranged in the main combustion chambers of the two outside cylinders.SELECTED DRAWING: Figure 1

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 a vehicle internal combustion engine having three or more longitudinally aligned cylinders, each cylinder having a main combustion chamber and an auxiliary chamber communicating with the main combustion chamber through 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 a vehicle internal combustion engine such as an automobile engine, the combustion chamber in each of three or more cylinders arranged in the longitudinal direction is divided into a main combustion chamber and an auxiliary chamber communicating with the main combustion chamber through a communication hole. There is something. In such a cylinder, a spark plug ignites the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber, and the combustion of the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber creates a torch-shaped flame (jet flame) that travels from the pre-combustion chamber through the communication hole to the main combustion chamber. This jet flame can burn the air-fuel mixture in the main combustion chamber. Such an internal combustion engine is sometimes called a pre-chamber internal combustion engine. Furthermore, in an internal combustion engine for a vehicle, in order to improve the fuel efficiency of the vehicle, it is possible to deactivate one of a plurality of cylinders according to the operating conditions of the vehicle, for example, the number of rotations of the internal combustion engine, the load factor, and the like. be.

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。） As an example of the internal combustion engine for a vehicle, in order to suppress the temperature rise of the auxiliary fuel injection valve that injects fuel into the auxiliary chamber and the accompanying deposit formation, the engine is stopped according to the load operating range of the auxiliary chamber type engine. A pre-chamber engine configured to change the number of cylinders and configured to decrease the number of idle cylinders as the load operating region is in the low-load operating region and the output torque of the pre-chamber engine is smaller. is mentioned. (For example, see Patent Document 1.)

特開２０１８－１７８７１９号公報JP 2018-178719 A

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, the atomization of the fuel in the cylinder is not promoted when the internal combustion engine is cold-started. In a state where the load operating range of the internal combustion engine is in the low load operating range, gas flow within the cylinder may be stagnant. In these cases, gas remaining in the pre-combustion chamber without being discharged after combustion, i.e., residual gas in the pre-combustion chamber, may cause misfiring as the jet flame that travels from the pre-combustion chamber through the communication hole to the main combustion chamber disappears. There is

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 a misfire may reduce the driving efficiency of the internal combustion engine. Therefore, it is necessary to take measures to prevent misfires, and in taking these measures, it is also important to prevent an increase in the size of the internal combustion engine.

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 view of such circumstances, it is desirable to efficiently suppress misfires in the cylinders of internal combustion engines for vehicles while suppressing an increase in the size of the internal combustion engine. Efficient suppression is desired.

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。 To solve the problem, a vehicle internal combustion engine according to one aspect includes three or more cylinders arranged in a longitudinal direction, and each cylinder communicates with a main combustion chamber via a communication hole. a pre-chamber, wherein the three or more cylinders are two outer cylinders arranged on both outer sides in the longitudinal direction, and one or more cylinders positioned between the two outer cylinders in the longitudinal direction. a pre-chamber igniter disposed in each of the pre-chambers of the two outer cylinders and the pre-chambers of the one or more inner cylinders; and the two outer cylinders. and a main combustion chamber igniter located in each of the main combustion chambers in the cylinder.

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 the internal combustion engine for a vehicle according to one aspect, it is possible to efficiently suppress misfires in the cylinders while suppressing an increase in the size of the internal combustion engine, and thus to efficiently suppress a decrease in drive efficiency of the internal combustion engine.

図１は、一実施形態に係る車両用内燃機関を模式的に示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a vehicle internal combustion engine according to one embodiment. 図２は、一実施形態に係る車両用内燃機関の外側気筒の主燃焼室、副室、及びこれらの周辺部分をその中心軸線に沿って切断した状態で概略的に示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view that schematically shows a main combustion chamber, a pre-chamber, and their peripheral portions of an outer cylinder of an internal combustion engine for a vehicle according to one embodiment, cut along the central axis thereof. 図３は、図２のＸ－Ｘ線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 2. FIG. 図４は、一実施形態に係る車両用内燃機関の内側気筒の主燃焼室、副室、及びこれらの周辺部分をその中心軸線に沿って切断した状態で概略的に示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main combustion chamber, a pre-chamber, and peripheral portions thereof of an inner cylinder of an internal combustion engine for a vehicle according to one embodiment, cut along the central axis thereof. 図５は、図４のＹ－Ｙ線断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line YY of FIG. 4. FIG. 図６は、内燃機関の負荷率と内燃機関の回転速度とに基づいて内燃機関の負荷状態を決定するために用いられるマップである。FIG. 6 is a map used to determine the load state of the internal combustion engine based on the load factor of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine. 図７は、一実施形態に係る車両用内燃機関の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of a control method for a vehicle internal combustion engine according to one embodiment.

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。 A vehicle internal combustion engine according to one embodiment will be described. An internal combustion engine for a vehicle according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as an "internal combustion engine" as necessary) is an engine mounted on a vehicle. However, the vehicle internal combustion engine may 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。 "Overview of Vehicle Internal Combustion Engine"
An outline of a vehicle internal combustion engine 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. That is, the vehicle internal combustion engine 1 according to the present embodiment is schematically configured as follows. As shown in FIG. 1, a vehicle internal combustion engine 1 has four cylinders 10, 20 arranged along its longitudinal direction (indicated by a 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。 1-5, each cylinder 10,20 has a main combustion chamber 11,21. Each cylinder 10,20 also has an auxiliary chamber 12,22 which communicates with its main combustion chamber 11,21 through a communication hole 13,23. As shown in FIG. 1 , the four cylinders 10 and 20 are composed of two outer cylinders 10 arranged on both longitudinally outer sides and two inner cylinders longitudinally positioned between the two outer cylinders 10 . Cylinder 20.

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, the internal combustion engine can also be constructed with more than two cylinders along its length. In this case, the three or more cylinders can 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 FIGS. 2-5, the internal combustion engine 1 has a pre-chamber igniter 14 located in the pre-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 a pre-chamber igniter 24 arranged in the pre-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。 Further, the vehicle internal combustion engine 1 according to the present embodiment can be schematically configured as follows. As shown in FIG. 1, an internal combustion engine 1 has a control device 2 configured to make its drive power adjustable. The internal combustion engine 1 includes an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an "EGR device" as necessary) 3 configured to allow exhaust gas from the two outer cylinders 10 to be recirculated to the two inner cylinders 20. have

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 performs control such that the main combustion chamber igniter 15 in each outer cylinder 10 ignites so that combustion is performed in each outer cylinder 10, and this The EGR device 3 is controlled so that the exhaust gas emitted by combustion in the outer cylinders 10 is recirculated to the inner cylinders 20 . Note that the control device 2 can prohibit the fuel supply (fuel injection) of the injector 29 in each inner cylinder 20 when the internal combustion engine 1 is not warmed up, and the auxiliary chamber igniter 24 in each inner cylinder 20 ignition can be prohibited.

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 performs control to prohibit ignition of the pre-chamber igniter 24 in each inner cylinder 20 so as to put each inner cylinder 20 in a resting state, and controls each outer cylinder. In order to bring the cylinder 10 into operation, the ignition of the main combustion chamber igniter 15 in the outer cylinder 10 is followed by the ignition of the pre-combustion chamber igniter 14, thereby driving the internal combustion engine 1. It has become. The low load state is a state in which the internal combustion engine 1 is driven such that the load factor (%) is less than the first load factor 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。 The control device 2 prohibits the ignition of the main combustion chamber igniter 15 and the auxiliary chamber igniter 14 in each outer cylinder 10 so as to put each outer cylinder 10 in a resting state when the internal combustion engine 1 is in a medium load state. , and to ignite the pre-combustion chamber igniter 24 in each inner cylinder 20 so as to bring the inner cylinder 20 into operation, thereby driving the internal combustion engine 1 . Note that the medium load state is a state in which the internal combustion engine 1 is driven such that the load factor is equal to or greater than the first load factor threshold E1 and less than the second load factor threshold E2. The second load factor threshold E2 is greater than the first load factor 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 Internal Combustion Engines for Vehicles"
Referring to FIGS. 1 to 6, the vehicle internal combustion engine 1 according to the present embodiment can be configured in detail as follows. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 has a water temperature detector 4 configured to detect the water temperature (° C.) of its cooling water. The internal combustion engine 1 has an accelerator opening detector 5 configured to detect an 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 rotational speed detector 6 configured to detect its rotational speed (s −1 ). For example, the rotational speed detector 6 can be a crank angle sensor. However, the rotational speed detector is not limited to the 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. That is, the internal combustion engine 1 is of a serial type. However, the internal combustion engine may be V-shaped, horizontally opposed, or the like, as long as it is configured to have three or more cylinders arranged longitudinally.

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。 2-5, each cylinder 10, 20 has a piston 16, 26 configured to reciprocate within the cylinder 10, 20 along a central axis 10a, 20a. The main combustion chambers 11 and 21 of each cylinder 10 and 20 are surrounded by bore walls 10b and 20b, cylinder heads 10c and 20c, and pistons 16 and 26 of the cylinders 10 and 20, respectively. The auxiliary chambers 12, 22 of the cylinders 10, 20 are arranged on the central axes 10a, 20a of the cylinders 10, 20 at the cylinder heads 10c, 20c of the cylinders 10, 20, respectively.

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 heads 10c, 20c of the cylinders 10, 20, and these two intake ports 10d, 20d are configured to be openable and closable. It has two intake valves 17,27. Each cylinder 10, 20 is also configured such that two intake ports 10d, 20d provided in the cylinder heads 10c, 20c of the cylinders 10, 20 and these two intake ports 10d, 20d can be opened and closed, respectively. It has two exhaust valves 18,28.

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 intakes and one or more intake valves configured to allow such one or more intakes to open and close. Each cylinder may also have one or more exhaust ports and one or more exhaust valves configured to allow such one or more exhaust ports to open and close.

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。 Further, the intake ports 10d and 20d of the cylinders 10 and 20 are located on one side of the cylinders 10 and 20 in the radial direction ( It is hereinafter referred to as an "intake side" as required). Each exhaust port 10e, 20e of each cylinder 10, 20 is located 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 center axis 10a, 20a of the cylinder 10, 20 (hereinafter referred to as optionally on the "exhaust side").

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。 2 and 3, the main combustion chamber igniter 15 of each outer cylinder 10 is arranged in the main combustion chamber 11 of this outer cylinder 10 between each intake port 10d, 20d and each exhaust port 10e, 20e. placed in A main combustion chamber igniter 15 for each outer cylinder 10 is arranged on the longitudinal axis 1 a of the internal combustion engine 1 . The main combustion chamber igniter 15 of each outer cylinder 10 is arranged on the outer side in the longitudinal direction of the internal combustion engine 1 with respect to the center axes 10a and 20a of the cylinders 10 and 20. As shown in FIG.

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 FIGS. 4 and 5, the main combustion chamber 21 of each inner cylinder 20 is not provided with an igniter, ie, a main combustion chamber igniter. As shown in FIG. 1, each cylinder 10,20 has an injector 19,29 configured to enable fuel to be supplied to its primary combustion chamber 11,21 and its secondary chamber 12,22. Each cylinder 10, 20 has two injectors 19, 29 arranged to allow fuel to be supplied from its two intakes 10d, 20d respectively to its main combustion chamber 11, 21 and its auxiliary chambers 12, 22. have

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 that is connected to the intake ports 10d and 20d of the cylinders 10 and 20, respectively. The internal combustion engine 1 has an exhaust manifold 8 connected to exhaust ports 10e and 20e of the cylinders 10 and 20, respectively. However, the internal combustion engine can also 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 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. It has a circulation pipe 3a. The EGR device 3 is capable of opening and shutting off the flow of exhaust gas (indicated by a one-sided arrow G) passing through the circulation pipe 3a from each exhaust port 10e of each outer cylinder 10 toward each intake port 20d of each inner cylinder 20. It has an exhaust gas recirculation valve (hereinafter referred to as "EGR valve" as necessary) 3b configured to be openable and closable.

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。 In the idle state of each cylinder 10, 20, all intake valves 17, 27 close all intake ports 10d, 20d, respectively, all exhaust valves 18, 28 close all exhaust ports 10e, 20e, respectively, and injector 19 , 29 stop supplying fuel, and no combustion takes place in the main combustion chambers 11, 21 and the auxiliary 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 includes electronic components such as a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, input interface, output interface, etc., and an electric circuit in which these electronic components are arranged. configured to contain The ROM stores programs for exerting the functions of the control device 2 together with various control constants, various maps, and the like. Therefore, the functions of the control device 2 can be exhibited when the CPU executes the program stored in the ROM. 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 opening and closing of the EGR valve 3b of the EGR device 3 . The control device 2 determines that the internal combustion engine 1 is in a warm-up state when the water temperature detection value T detected by the water temperature detection unit 4 is equal to or greater than a predetermined water temperature threshold value T1, and the water temperature detection value T is It is configured to determine that the internal combustion engine 1 is not in a warm-up state when the water temperature is less than a 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 the ignition of the pre-chamber igniter 14 of each outer cylinder 10 and the ignition of the pre-chamber igniter 24 of each inner cylinder 20 when the internal combustion engine 1 is not warmed up. can be prohibited. The control device 2 is configured to open an EGR valve 3b of the EGR device 3 when the internal combustion engine 1 is not warmed up, and to close the EGR valve 3b when the internal combustion engine 1 is warmed up.

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 adjusts the load of the internal combustion engine 1 based on at least the accelerator opening detection value A detected by the accelerator opening detector 5 and the rotational speed detection value R detected by the rotational speed detector 6. It is configured so that the rate can be calculated. Referring particularly to FIG. 6, the control device 2 can determine that the internal combustion engine 1 is in the low load state at least when the calculated value E of the load factor is less than the first load factor threshold E1. In FIG. 6, the horizontal axis R indicates the detected rotational speed value R(s −1 ), 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, when the calculated value E of the load factor is less than the first load factor threshold E1 and the detected value R of the rotational speed is less than the first rotational speed threshold R1, the control device 2 determines that the internal combustion engine 1 is under low load. state can be determined.

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 the medium load state at least when the calculated value E of the load factor 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 operates when the calculated value E of the load factor is greater than or equal to the first load factor threshold E1 and less than the second load factor threshold E2, and the detected value R of the rotational speed is greater than or equal to the first rotational speed threshold R1. It can be determined that the internal combustion engine 1 is in the medium load state when the rotational speed is present and less than the second rotational speed threshold value R2. The second rotational speed threshold R2 is higher than the first rotational 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 the high load state at least when the calculated value E of the load factor is equal to or greater than the second load factor 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, when the calculated value E of the load factor is equal to or greater than the second load factor threshold E2 and the detected value R of the rotational speed is equal to or greater than the second rotational speed threshold R2, the control device 2 determines that the internal combustion engine 1 is under a high load. state can be determined.

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。 The control device 2 is configured to ignite the auxiliary chamber igniters 14, 24 of all the cylinders 10, 20 to put all the cylinders 10, 20 into operation when the internal combustion engine 1 is in a high load state. . At this time, the control device 2 can prohibit ignition of the main combustion chamber igniter 15 of each outer cylinder 10 . However, the controller may also effect ignition of the main combustion chamber igniter of each outer cylinder when the internal combustion engine is under high load conditions.

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。 1 to 5, when each outer cylinder 10 is in a resting state, the control device 2 causes all intake valves 17 to close all intake ports 10d, all exhaust valves 18 to close all exhaust ports 10e, and injectors to 19 can control the internal combustion engine 1 to stop the supply of fuel, inhibit ignition of the pre-chamber igniter 14 and inhibit ignition of the main combustion chamber igniter 15 . In the resting state of each inner cylinder 20, the control device 2 causes all intake valves 27 to close all intake ports 20d, all exhaust valves 28 to close all exhaust ports 20e, injectors 29 to stop supplying fuel, In addition, the internal combustion engine 1 can be controlled so as to prohibit ignition of the pre-combustion chamber igniter 24 .

「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 for Controlling Vehicle Internal Combustion Engine"
An example of a control method for the vehicle internal combustion engine 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the internal combustion engine 1 is started by, for example, switching an ignition switch (not shown) of the vehicle from an off state to an on state (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 or not the internal combustion engine 1 is warmed up (step S2). If the internal combustion engine 1 is not warmed up (NO), the main combustion chamber igniter 15 is ignited in each outer cylinder 10 to perform combustion in that outer cylinder 10, and the pre-combustion chamber ignition of each outer cylinder 10 is performed. EGR valve 3b for inhibiting ignition of unit 14, inhibiting ignition of pre-chamber igniter 24 of each inner cylinder 20, and recirculating exhaust gas discharged by combustion of each outer cylinder 10 to each inner cylinder 20 is opened (step S3). Return to step S2 again. When the internal combustion engine 1 is not warmed up, the fuel supply (fuel injection) of the injectors 29 in the inner cylinders 20 can be prohibited, and the ignition of the auxiliary chamber igniters 24 in the inner cylinders 20 can be prohibited. be able to.

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 warmed up at step S2 (YES), the EGR valve 3b is closed (step S4). It is determined whether or not 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), the ignition of the pre-chamber igniter 24 in each inner cylinder 20 is prohibited so that each inner cylinder 20 is put into a resting state, and each outer cylinder 10 is put into an operating state. Therefore, following ignition of the main combustion chamber igniter 15 in the outer cylinder 10, ignition of the pre-combustion chamber igniter 14 is performed (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 or not the internal combustion engine 1 has stopped by switching an ignition switch (not shown) of the vehicle 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 ends.

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 the low load state at step S5 (NO), it is determined whether the internal combustion engine 1 is in the middle load state (step S8). If the internal combustion engine 1 is in a medium load state (YES), the ignition of the main combustion chamber igniter 15 and the pre-combustion chamber igniter 14 in each outer cylinder 10 is prohibited so as to put the outer cylinder 10 in a resting state, and each inner cylinder The auxiliary chamber igniter 24 in the inner cylinder 20 is ignited in order to bring the cylinder 20 into operation (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 or not the internal combustion engine 1 has stopped by switching an ignition switch (not shown) of the vehicle 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 ends.

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）。 In step S8, if the internal combustion engine 1 is not in the middle load state (NO), the internal combustion engine 1 is in the high load state (step S10). The auxiliary chamber igniters 14, 24 of all the cylinders 10, 20 are ignited so that all the cylinders 10, 20 are brought into operation (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 or not the internal combustion engine 1 has stopped by switching an ignition switch (not shown) of the vehicle 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 ends.

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 vehicle internal combustion engine 1 according to the present embodiment includes three or more cylinders 10 and 20 arranged in the longitudinal direction, and each cylinder 10 and 20 defines the main combustion chambers 11 and 21 and the communication holes 13 and 23. The three or more cylinders 10 and 20 are two outer cylinders 10 respectively arranged on both sides of the longitudinal direction. and one or more inner cylinders 20 positioned between the two outer cylinders 10 in the longitudinal direction. Pre-combustion chamber igniters 14 and 24 arranged in each of the pre-chambers 22 of the two or more inner cylinders 20, and main combustion chamber igniters 15 arranged in each of the main combustion chambers 11 of the two outer cylinders 10 I have.

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 a misfire occurs because the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber 12 cannot be combusted by the ignition of the pre-combustion chamber igniter 14 in the outer cylinder 10, the main combustion chamber igniter 15 The air-fuel mixture in the main combustion chamber 11 can be combusted by the ignition of . Further, since the dead space around the outer cylinder 10 is larger than the dead space around the inner cylinder 20, the dead space around the outer cylinder 10 and its surroundings is designed to suppress the enlargement of the internal combustion engine 1. Components associated with vessel 15 can be installed. Therefore, misfires in the cylinders 10 and 20 can be efficiently suppressed while suppressing an increase in the size of the internal combustion engine 1, and a decrease in driving efficiency of the internal combustion engine 1 can be effectively suppressed.

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。 A vehicle internal combustion engine 1 according to this embodiment includes a control device 2 configured to be able to adjust the driving force of the vehicle internal combustion engine 1, The exhaust gas recirculation device 3 configured to be recirculated to the inner cylinders 20 is provided, and the control device 2 controls combustion in the outer cylinders 10 when the internal combustion engine 1 is not warmed up. and control the ignition of the main combustion chamber igniter 15 of that outer cylinder 10 to implement Therefore, the exhaust gas recirculation device 3 is controlled.

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 air-fuel mixture in the pre-chamber 12 cannot be combusted by the ignition of the pre-chamber igniter 14 in the outer cylinder 10, particularly at cold start. , the ignition of the main combustion chamber igniter 15 allows the mixture in the main combustion chamber 11 to be combusted. In addition to this, such gas after combustion in the outer cylinder 10 is recirculated to the inner cylinder 20, whereby the inner cylinder 20 can be warmed up. Therefore, it is possible to efficiently suppress misfires in the cylinders 10 and 20 while suppressing an increase in the size of the internal combustion engine 1 , thereby efficiently suppressing a decrease in driving efficiency of the internal combustion engine 1 .

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 the present embodiment, when the vehicle internal combustion engine 1 is in a low load state in which the load factor of the vehicle internal combustion engine 1 is driven to be less than the first load factor threshold value E1, , control to inhibit ignition of the pre-chamber igniter 24 in each of the one or more inner cylinders 20 so as to put each of the one or more inner cylinders 20 in a resting state, and put each of the two outer cylinders 10 in an operating state. Therefore, the ignition of the main combustion chamber igniter 15 in the outer cylinder 10 is followed by the ignition of the auxiliary chamber igniter 14, thereby driving the vehicle internal combustion engine 1. there is

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。 Generally, in a cylinder of an internal combustion engine, the combustion chamber is compressed when the piston rises during the compression stroke, thereby discharging residual gas in the pre-chamber. In particular, when the internal combustion engine is in a low-load state, the ignition timing of the igniter is before the top dead center of the piston.

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。 On the other hand, in the internal combustion engine 1 for a vehicle according to the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is in a low load state, the pre-combustion chamber igniter 14 is ignited in the outer cylinder 10 following the ignition of the main combustion chamber igniter 15 . ignition. Therefore, before the ignition of the pre-combustion chamber igniter 14, the residual gas in the pre-combustion chamber 12 is scavenged by the combustion of the air-fuel mixture in the main combustion chamber 11, so that the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber 12 can be reliably burned. . That is, 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 the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is in a low load state, the inner cylinder 20 can be put into the rest state so as to include the rest of the valve drive. In addition, the temperature drop of the bore wall 20b of the inner cylinder 20 can be suppressed. As a result, the inner cylinder 20 can be efficiently operated even immediately after the internal combustion engine 1 shifts from the low load state to the middle or higher load state. Therefore, the decrease in 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 the present embodiment, the control device 2 sets the load factor of the vehicle internal combustion engine 1 to the first load factor threshold value E1 or more, and sets the load factor to the first load factor threshold E1 or higher. The main combustion chamber igniter in each of the two outer cylinders 10 is activated to deactivate each of the two outer cylinders 10 when the engine is in a medium load state that is driven to be less than a second load factor threshold E2 that is greater than the threshold E1. 15 and the pre-chamber igniter 14 to inhibit ignition, and to perform ignition of the pre-chamber igniter 24 in each of the one or more inner cylinders 20 to bring that inner cylinder 20 into operation. , thereby driving the internal combustion engine 1 for a vehicle.

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 resting state while the inner cylinder 20 is kept operating, so a main combustion chamber igniter is not provided. The internal temperature of the inner cylinder 20 and the temperature of the bore wall 20b of the inner cylinder 20 can be maintained at high temperatures to prevent misfires. In particular, when the internal combustion engine 1 shifts 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 misfiring. Even if the load state of engine 1 changes, misfires in the inner cylinder 20 can be efficiently suppressed.

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 so far, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention can be modified and changed based on its technical ideas.

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... Pre-chamber, 13... Communication hole, 14... Pre-chamber Ignitor 15 Main combustion chamber igniter 20 Cylinder, inner cylinder 21 Main combustion chamber 22 Sub chamber 23 Communication hole 24 Sub chamber igniter E1 First load factor threshold E2 Second 2 load factor threshold

Claims (4)

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
を備えている車両用内燃機関。 Equipped with three or more cylinders lined up in the longitudinal direction,
Each cylinder has a main combustion chamber and an auxiliary chamber communicating with the main combustion chamber through a communication hole,
The three or more cylinders consist of two outer cylinders arranged on both outer sides in the longitudinal direction, and one or more inner cylinders positioned between the two outer cylinders in the longitudinal direction, An internal combustion engine for a vehicle,
a pre-chamber igniter arranged in each of the pre-chambers of the two outer cylinders and the pre-chambers of the one or more inner cylinders;
a main combustion chamber igniter located in each of the main combustion chambers of the two outer cylinders. 前記車両用内燃機関の駆動力を調節可能とするように構成される制御装置と、
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 adjust the driving force of the vehicle internal combustion engine;
an exhaust gas recirculation device configured to allow exhaust gas from the two outer cylinders to recirculate to the one or more inner cylinders;
The control device controls ignition of a main combustion chamber igniter of each outer cylinder so that combustion is performed in each outer cylinder when the internal combustion engine is not warmed up, and 2. The vehicle internal combustion engine of claim 1, adapted to control said exhaust gas recirculation device to recirculate exhaust gases emitted by combustion to said one or more inner cylinders. 前記車両用内燃機関の駆動力を調節可能とするように構成される制御装置を備え、
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 the driving force of the vehicle internal combustion engine,
The control device places each of the one or more inner cylinders in a resting state when the vehicle internal combustion engine is in a low load state in which the load factor is driven to be less than a first load factor threshold. Controlling to inhibit ignition of the pre-combustion chamber igniter in the inner cylinder, and igniting the pre-combustion chamber following the ignition of the main combustion chamber igniter in the outer cylinder in order to put each of the two outer cylinders into operation. 3. A vehicle internal combustion engine according to claim 1 or 2, adapted to control ignition of a device, thereby driving the vehicle internal combustion engine. 前記制御装置は、前記車両用内燃機関がその負荷率を前記第１負荷率閾値以上とし、かつ同負荷率を前記第１負荷率閾値よりも大きな第２負荷率閾値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つの外側気筒のそれぞれを休止状態とすべくその外側気筒における主燃焼室点火器及び副室点火器の点火を禁止するように制御し、かつ前記１つ以上の内側気筒のそれぞれを稼働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３に記載の車両用内燃機関。 The control device drives the vehicle internal combustion engine so that the load factor thereof is equal to or higher than the first load factor threshold and the load factor is lower than the second load factor threshold, which is greater than the first load factor threshold. controlling to inhibit ignition of a main combustion chamber igniter and a pre-combustion chamber igniter in each of the two outer cylinders so as to bring each of the two outer cylinders into a resting state when the engine is in a medium load state; each of the inner cylinders is controlled to perform ignition of the pre-chamber igniter in the inner cylinder so as to bring the inner cylinder into an operating state, thereby driving the vehicle internal combustion engine. An internal combustion engine for the described vehicle.
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