JP4433942B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射装置と燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴用燃料噴射装置とを備えた内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine including a port fuel injection device that injects fuel into an intake port and a direct injection fuel injection device that directly injects fuel into a combustion chamber.
従来、1つの気筒において、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射装置と燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴用燃料噴射装置とを備えた内燃機関が存在する。 Conventionally, there is an internal combustion engine including a port fuel injection device that injects fuel into an intake port and a direct injection fuel injection device that directly injects fuel into a combustion chamber in one cylinder.
例えば、この種の内燃機関として、所定の運転状態において、ポート用燃料噴射装置から燃料をポート噴射すると共にそのサイクル中の圧縮行程で直噴用燃料噴射装置から燃料を直接燃焼室内に噴射し、その圧縮行程の後期に点火を行ってノッキングの発生を抑制するものが下記の特許文献1に開示されている。 For example, as this type of internal combustion engine, in a predetermined operation state, the fuel is port-injected from the port fuel injection device and the fuel is directly injected into the combustion chamber from the direct injection fuel injection device in the compression stroke in the cycle. Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228688 discloses that ignition is performed in the later stage of the compression stroke to suppress the occurrence of knocking.
尚、下記の特許文献2には、1つの気筒に上記の如きポート用燃料噴射装置と直噴用燃料噴射装置を備え、更に1つの気筒に2つの点火プラグを備えた内燃機関について開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に開示された内燃機関の如く構成して燃料の噴射制御と点火時期制御を行うことは、ノッキングの抑制には有用であるが、出力トルクの向上を図る場合には好ましくない。 However, the fuel injection control and the ignition timing control configured as in the internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 are useful for suppressing knocking, but are preferable for improving the output torque. Absent.
何故ならば、ポート用燃料噴射装置から噴射されたポート噴射燃料は燃焼室内で均質混合気を形成する一方、直噴用燃料噴射装置から噴射された直噴燃料は燃焼室内で成層混合気を形成するので、その夫々の混合気によって最適な出力トルクを得ることが可能な点火時期が異なり、上記従来の内燃機関の如く1回の点火のみでは効果的な出力トルクの向上を図ることができない。 This is because the port injection fuel injected from the port fuel injection device forms a homogeneous mixture in the combustion chamber, while the direct injection fuel injected from the direct injection fuel injection device forms a stratified mixture in the combustion chamber. Therefore, the ignition timing at which the optimum output torque can be obtained differs depending on the respective air-fuel mixture, and effective output torque cannot be improved by only one ignition as in the conventional internal combustion engine.
即ち、直噴用燃料噴射装置からの燃料の噴射時期は、ピストン頂面の形状、燃料の噴射方向や噴射率等により多少異なるが、成層混合気を形成する為に圧縮行程の後半に設定されるのが一般的である。これが為、その直噴燃料による成層混合気への点火時期は、圧縮行程においてピストンが上死点の近くに位置しているときに設定される。一方、例えばポート噴射燃料による均質混合気の空燃比が希薄領域にある場合、その点火時期は、成層混合気への点火時期よりも進角側,即ち直噴燃料の噴射時期と同時期又はその近くに設定しなければ燃焼が不安定になる。 That is, the fuel injection timing from the direct injection fuel injection device is slightly different depending on the shape of the piston top surface, the fuel injection direction, the injection rate, etc., but is set in the latter half of the compression stroke in order to form a stratified mixture. It is common. For this reason, the ignition timing for the stratified mixture by the direct injection fuel is set when the piston is located near the top dead center in the compression stroke. On the other hand, for example, when the air-fuel ratio of the homogeneous mixture by the port injection fuel is in a lean region, the ignition timing is advanced from the ignition timing to the stratified mixture, that is, at the same time as the injection timing of the direct injection fuel or If not set near, combustion becomes unstable.
そこで、このように夫々の混合気によって最適な点火時期が異なる場合、上記の如き均質混合気の最適な点火時期に合わせて点火すると、成層混合気への着火元が無くなるので、この従来の内燃機関での点火時期は、成層混合気の点火時期に合わせて設定される。 Thus, when the optimal ignition timing differs depending on the respective air-fuel mixture in this way, the ignition source for the stratified air-fuel mixture disappears when ignition is performed in accordance with the optimal ignition timing of the homogeneous air-fuel mixture as described above. The ignition timing in the engine is set in accordance with the ignition timing of the stratified mixture.
しかしながら、そのような成層混合気に合わせた点火時期で点火を行うと、上述したが如く均質混合気の燃焼が不安定になり、出力トルクを向上させることができない。 However, if ignition is performed at an ignition timing that matches such a stratified mixture, the combustion of the homogeneous mixture becomes unstable as described above, and the output torque cannot be improved.
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、1サイクル中にポート用燃料噴射装置と直噴用燃料噴射装置の双方から燃料を噴射させた際の出力トルクを向上させ得る内燃機関を提供することを、その目的とする。 Accordingly, the present invention improves the inconvenience of the conventional example, and can improve the output torque when fuel is injected from both the port fuel injection device and the direct injection fuel injection device during one cycle. The purpose is to provide
上記目的を達成する為、請求項1記載の発明では、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射装置と燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴用燃料噴射装置とを備えた内燃機関において、1サイクル中にポート用燃料噴射装置からの燃料噴射と直噴用燃料噴射装置からの燃料噴射を行う場合に、異なる時期に少なくとも2回点火を行わせる点火時期制御機能を有する制御装置を設けている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in an internal combustion engine comprising a port fuel injection device that injects fuel into an intake port and a direct injection fuel injection device that directly injects fuel into a combustion chamber, Provided with a control device having an ignition timing control function for performing ignition at least twice at different timings when performing fuel injection from the port fuel injection device and fuel injection from the direct fuel injection device during one cycle Yes.
そして、その点火時期制御機能は、先にポート用燃料噴射装置からのポート噴射燃料により生成された混合気に対して当該混合気に適した点火時期で点火させ、その後で直噴用燃料噴射装置からの直噴燃料により生成された混合気に対して当該混合気に適した点火時期で点火させる。 Then, the ignition timing control function, previously ignited by ignition timing suitable for the air-fuel mixture with respect to mixture gas generated by the port fuel injected from the port fuel injection system, the then direct injection fuel injector Ru is ignited at the ignition timing suitable for the air-fuel mixture with respect to the air-fuel mixture produced by direct噴燃fees from.
これによれば、ポート噴射燃料の混合気に適した点火時期と直噴燃料の混合気に適した点火時期とは異なるが、その夫々の点火時期に応じて2回の点火を行うことによって、燃焼を安定させることができ、出力トルクや燃料消費量を向上させることができる。 According to this, although the ignition timing suitable for the mixture of port injection fuel and the ignition timing suitable for the mixture of direct injection fuel are different, by performing ignition twice according to each ignition timing, Combustion can be stabilized, and output torque and fuel consumption can be improved.
また、上記目的を達成する為、請求項2記載の発明では、上記請求項1記載の内燃機関において、点火プラグを2つ設け、その各点火プラグで2回の点火を行わせるよう点火時期制御機能を設定している。
In order to achieve the above object, the invention of
この請求項2記載の発明によれば、例えば、ポート噴射燃料の混合気に対して点火を行う点火プラグと直噴燃料の混合気に対して点火を行う点火プラグとを使い分けることによって、1つの点火プラグによる着火間隔を長く取ることができるので、その点火プラグが着火を行う為に要する蓄電量を安定して確保することができる。そして、これにより、夫々の混合気に対して安定した着火を行うことができるので、更に安定した燃焼を行うことが可能になり、より効果的に出力トルクや燃料消費量を向上させることができる。また、夫々の点火プラグを同時点火させる場合においては、火炎伝播性能が向上するので、これに伴う燃焼の安定化により、更に効果的に出力トルクや燃料消費量を向上させることができる。 According to the second aspect of the present invention, for example, by separately using an ignition plug that ignites the air-fuel mixture of port injection fuel and an ignition plug that ignites the air-fuel mixture of direct injection fuel, Since the ignition interval by the spark plug can be long, it is possible to stably secure the amount of electricity required for the spark plug to ignite. As a result, stable ignition can be performed for each air-fuel mixture, so that more stable combustion can be performed, and output torque and fuel consumption can be improved more effectively. . Further, in the case where the respective ignition plugs are simultaneously ignited, the flame propagation performance is improved, so that the output torque and the fuel consumption can be improved more effectively by stabilizing the combustion accompanying this.
上記目的を達成する為、請求項3記載の発明では、上記請求項1記載の内燃機関において、点火プラグを1つ設け、この点火プラグで2回の点火を行わせるよう点火時期制御機能を設定している。 To achieve the object, in the invention described in claim 3, set in the internal combustion engine according to claim 1, the spark plug is provided one, the ignition timing control function so as to perform the ignition of twice this spark plug is doing.
この請求項3記載の発明によれば、上述した請求項1と同様の効果に加えて、最小限の点火プラグの数量で2回の点火を行うことができるので、例えば、吸気バルブの大径化が可能になり、これに伴う体積効率の向上によって出力トルクを向上させることができる。また、部品点数の増加に伴う原価上昇を抑制することもできる。 According to the third aspect of the invention, in addition to the same effect as that of the first aspect described above, the ignition can be performed twice with the minimum number of spark plugs. The output torque can be improved by improving the volumetric efficiency associated therewith. In addition, an increase in cost associated with an increase in the number of parts can be suppressed.
本発明に係る内燃機関は、ポート噴射燃料の混合気と直噴燃料の混合気とを夫々安定して燃焼させることができるので、出力トルクや燃料消費量の向上が可能になる。 Since the internal combustion engine according to the present invention can stably burn the mixture of port injection fuel and the mixture of direct injection fuel, the output torque and fuel consumption can be improved.
以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
本発明に係る内燃機関の実施例1を図1から図3に基づいて説明する。 A first embodiment of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
最初に、本実施例1における内燃機関の構成を図1及び図2に基づき説明する。 First, the configuration of the internal combustion engine in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
本実施例1の内燃機関は、シリンダヘッド1,シリンダブロック2,このシリンダブロック2のシリンダボア内に配設されたピストン3及びこのピストン3に連結されたコネクティングロッド4等により内燃機関本体が構成されており、そのシリンダヘッド1の下面,シリンダブロック2のシリンダボア壁面及びピストン3の頂面により囲まれた空間によって4つの第1から第4の燃焼室5a〜5dが形成されている。
In the internal combustion engine of the first embodiment, a main body of the internal combustion engine is constituted by a cylinder head 1, a
ここで、上記シリンダヘッド1には、第1から第4の燃焼室5a〜5dに夫々開口する第1から第4の吸気通路(吸気ポート)6a〜6dと第1から第4の排気通路(排気ポート)7a〜7dとが形成されている。これにより、吸気マニホルド8から流入した空気が第1から第4の吸気通路6a〜6dによって第1から第4の燃焼室5a〜5dに導入される一方、その第1から第4の燃焼室5a〜5dから排出された夫々の排気ガスが排気マニホルド9に排出される。
Here, the cylinder head 1 includes first to fourth intake passages (intake ports) 6a to 6d and first to fourth exhaust passages (open to the first to
また、本実施例1のシリンダヘッド1には、第1から第4の吸気通路6a〜6dに夫々燃料を噴射する第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dと、第1から第4の燃焼室5a〜5dに夫々燃料を直接噴射する第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dとが設けられている。
The cylinder head 1 according to the first embodiment includes first to fourth
更にまた、本実施例1のシリンダヘッド1には、第1から第4の燃焼室5a〜5d毎に夫々2本ずつ第1及び第2の点火プラグ12A,12B,13A,13B,14A,14B,15A,15Bが設けられている。
Furthermore, in the cylinder head 1 of the first embodiment, two first and
本実施例1にあっては、第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dから噴射されたポート噴射燃料が第1から第4の吸気通路6a〜6dの吸入空気と共に第1から第4の燃焼室5a〜5dに導入され、その混合気が第1点火プラグ12A,13A,14A,15Aにより点火される。一方、第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dから噴射された直噴燃料は、ピストン3の頂面に形成された図2に示すキャビティ3aにより混合気を形成しながら第2点火プラグ12B,13B,14B,15Bの点火中心に導かれ、その第2点火プラグ12B,13B,14B,15Bにより点火される。
In the first embodiment, the port-injected fuel injected from the first to fourth port
ここで、上記第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10d及び第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dは、内燃機関の制御装置(機関ECU)16によって燃料の噴射時期や噴射量等が制御される。
Here, the first to fourth
また、上記第1及び第2の点火プラグ12A,12B,13A,13B,14A,14B,15A,15Bについても、その機関ECU16によって点火時期が制御される。即ち、本実施例1の機関ECU16は、その一機能として点火時期制御機能を有しており、内燃機関の点火時期制御装置として機能する。
The ignition timing of the first and
この本実施例1の機関ECU16は、以下の如き燃料噴射時期制御機能と燃料噴射量制御機能と点火時期制御機能とを備えている。 The engine ECU 16 according to the first embodiment has the following fuel injection timing control function, fuel injection amount control function, and ignition timing control function.
本実施例1の燃料噴射時期制御機能,燃料噴射量制御機能及び点火時期制御機能については、1サイクル中に第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dのみから燃料を噴射させる場合の制御機能と、1サイクル中に第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dのみから燃料を噴射させる場合の制御機能と、1サイクル中に第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10d及び第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dの双方から燃料を噴射させる場合の制御機能とを備えている。
Regarding the fuel injection timing control function, the fuel injection amount control function, and the ignition timing control function of the first embodiment, fuel is injected only from the first to fourth
ここで、1サイクル中に第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10d及び第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dの双方から燃料を噴射させる場合、燃料噴射時期制御機能は、排気行程において第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dに燃料を噴射させる一方、圧縮行程において第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dに燃料を噴射させるよう設定される。
Here, when fuel is injected from both the first to fourth port
また、燃料噴射量制御機能は、その夫々の場合において内燃機関の運転状態に応じて全ての燃料噴射量と吸入空気量とからなる混合気がリーン空燃比,理論空燃比又はリッチ空燃比になるよう燃料噴射量を制御する。即ち、1サイクル中に第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10d及び第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dの双方から燃料が噴射される場合においては、その双方の燃料噴射量と吸入空気量とからなる全体の空燃比がリーン空燃比,理論空燃比又はリッチ空燃比になるよう夫々の燃料噴射量が制御される。その制御を行う際、本実施例1にあっては、その何れの空燃比の場合においても第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dから噴射された燃料によってリーン空燃比の均質混合気が生成されるよう設定されている。
Further, in each case, the fuel injection amount control function has a lean air-fuel ratio, stoichiometric air-fuel ratio, or rich air-fuel ratio in accordance with the operating state of the internal combustion engine. The fuel injection amount is controlled. That is, when fuel is injected from both the first to
また、点火時期制御機能は、第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dのポート噴射燃料からなる均質混合気への点火時期と、第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dの直噴燃料からなる成層混合気への点火時期とを夫々燃焼が安定する最適なものとなるよう設定されている。
The ignition timing control function includes the ignition timing for the homogeneous mixture composed of the port-injected fuel of the first to fourth
即ち、ポート噴射燃料によるリーン空燃比の均質混合気に対しては、火炎伝搬性が向上し得る圧縮行程の中盤前後に点火するよう構成されている。一方、直噴燃料による成層混合気に対しては、ピストン3の頂面形状,第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dの噴射方向や噴射率等により異なるが、圧縮行程の後半において点火するよう設定されている。本実施例1にあっては、第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dからの直噴燃料がキャビティ3aを経て第2点火プラグ12B,13B,14B,15Bの点火中心に導かれるので、圧縮行程においてピストン3が上死点近傍に位置しているときに点火するよう設定される。
In other words, the lean air-fuel ratio homogeneous mixture by the port injection fuel is ignited before and after the middle of the compression stroke that can improve flame propagation. On the other hand, for a stratified mixture of direct injection fuel, although it depends on the shape of the top surface of the piston 3, the injection directions and injection rates of the first to fourth direct injection
この点火時期制御機能の設定は、1サイクル中に第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10d及び第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dの双方から燃料が噴射される場合についても同様である。即ち、この点火時期制御機能は、圧縮行程において、最初に第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dのポート噴射燃料からなる混合気に対して第1点火プラグ12A,13A,14A,15Aで点火させ、次に第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dの直噴燃料からなる混合気に対して第2点火プラグ12B,13B,14B,15Bで点火させるよう設定されている。
The ignition timing control function is set such that fuel is injected from both the first to fourth port
以下、1サイクル中に第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10d及び第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dの双方から燃料が噴射される場合に、本実施例1における機関ECU16が行う制御処理動作について図3のタイムチャートに基づき説明する。ここでは、便宜上、第1燃焼室5aに着目して説明を行う。
Hereinafter, when fuel is injected from both the first to fourth
先ず、本実施例1の機関ECU16は、その燃料噴射時期制御機能及び燃料噴射量制御機能により、図3に示す排気行程におけるポート噴射燃料の噴射時期IJpになると、第1ポート用燃料噴射装置10aから第1吸気通路6aに燃料を噴射させる。
First, the
これにより、そのポート噴射燃料と第1吸気通路6aを流れる吸入空気とが混ざり合ってリーン空燃比の均質混合気が生成され、吸気バルブ(図示略)の開弁と共に、その均質混合気が第1燃焼室5aに吸入される。
As a result, the port-injected fuel and the intake air flowing through the
その吸気行程を終えた後、ピストン3は下死点から上昇して均質混合気の圧縮を始め、この圧縮行程の後半において図3に示す直噴燃料の噴射時期IJdになると、機関ECU16の燃料噴射時期制御機能及び燃料噴射量制御機能は、第1直噴用燃料噴射装置11aから第1燃焼室5a内に燃料を噴射させる。
After finishing the intake stroke, the piston 3 rises from the bottom dead center and starts to compress the homogeneous mixture. When the injection timing IJd of the direct injection fuel shown in FIG. 3 is reached in the latter half of the compression stroke, the fuel of the
しかる後、機関ECU16は、図3に示すポート噴射燃料による均質混合気の最適点火時期IGpになると、その点火時期制御機能により、その均質混合気に対して第1点火プラグ12Aに点火させる。
Thereafter, when the optimal ignition timing IGp of the homogeneous mixture by the port injection fuel shown in FIG. 3 is reached, the
これにより、その均質混合気に対して火炎が伝播していく一方、直噴燃料がピストン3のキャビティ3aに当たって第2点火プラグ12Bの点火中心へと導かれつつ成層混合気を生成する。
As a result, the flame propagates to the homogeneous mixture, while the direct injection fuel strikes the
尚、第1直噴用燃料噴射装置11aからの燃料の噴射時間は第1ポート用燃料噴射装置10aからの燃料の噴射時間よりも短いので、その最適点火時期IGpになったときには、第1直噴用燃料噴射装置11aからの燃料の噴射が終了している。これが為、均質混合気の火炎伝播が第1直噴用燃料噴射装置11aの燃料の噴射に悪影響を与えることはなく、第2点火プラグ12Bの点火中心に濃度の高い成層混合気を導くことができる。
The fuel injection time from the first direct injection
そして、ピストン3が上死点近傍に近づき、図3に示す直噴燃料による成層混合気の最適点火時期IGdになると、機関ECU16の点火時期制御機能は、その成層混合気に対して第2点火プラグ12Bに点火させる。
When the piston 3 approaches the top dead center and the optimal ignition timing IGd of the stratified mixture by the direct injection fuel shown in FIG. 3 is reached, the ignition timing control function of the
このように、本実施例1の如く夫々の混合気に対する最適な点火時期IGp,IGdで点火を行うことによって、安定した燃焼を行うことが可能になり、出力トルクの向上や燃料消費率の向上を図ることができる。 As described above, by performing ignition at the optimal ignition timings IGp and IGd for the respective air-fuel mixtures as in the first embodiment, stable combustion can be performed, and output torque and fuel consumption rate are improved. Can be achieved.
また、本実施例1にあっては、1サイクル中に、第1点火プラグ12A,13A,14A,15Aで第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dからのポート噴射燃料による均質混合気に点火を行い、第2点火プラグ12B,13B,14B,15Bで第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dからの直噴燃料による成層混合気に点火を行っているので、1つの点火プラグによる着火間隔を長く取ることができ、その点火プラグが着火を行う為に要する蓄電量を安定して確保することができる。そして、これにより、夫々の混合気に対する安定した着火が可能になるので、更に安定した燃焼を行うことができ、より効果的に出力トルクや燃料消費量を向上させることができる。
In the first embodiment, in one cycle, the
ここで、均質混合気に対しては第2点火プラグ12B,13B,14B,15Bから点火を行い、成層混合気に対しては第1点火プラグ12A,13A,14A,15Aから点火を行うようにしてもよい。
Here, the homogeneous mixture is ignited from the second spark plugs 12B, 13B, 14B, 15B, and the stratified mixture is ignited from the
また、本実施例1の如く第1点火プラグ12A,13A,14A,15Aと第2点火プラグ12B,13B,14B,15Bとを夫々第1から第4の燃焼室5a〜5dの中心位置に対して対称に配置している場合には、その双方で均質混合気と成層混合気に対する点火を行ってもよい。即ち、均質混合気に対して最適点火時期IGpに第1及び第2の点火プラグ12A,12B,13A,13B,14A,14B,15A,15Bで同時点火し、成層混合気に対しても最適点火時期IGdに第1及び第2の点火プラグ12A,12B,13A,13B,14A,14B,15A,15Bで同時点火してもよい。これによれば、火炎伝播性能が向上するので、燃焼が安定化し、更に効果的に出力トルクや燃料消費量を向上させることができる。
Further, as in the first embodiment, the
更にまた、第1点火プラグ12A,13A,14A,15A又は第2点火プラグ12B,13B,14B,15Bの一方を第1から第4の燃焼室5a〜5dの中心位置に配置し、その中心位置に配置された一方で成層混合気に対して点火を行い、他方で均質混合気に対して点火を行ってもよい。
Furthermore, one of the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例2を図3から図5に基づいて説明する。 Next, a second embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施例2の内燃機関は、前述した実施例1の内燃機関に対して以下の点を変更したものであり、それ以外は実施例1と同様に構成されている。 The internal combustion engine of the second embodiment is the same as the first embodiment except that the following points are changed with respect to the internal combustion engine of the first embodiment.
本実施例2にあっては、実施例1のシリンダヘッド1に替えて図4及び図5に示すシリンダヘッド21を設けている。
In the second embodiment, a
このシリンダヘッド21には、実施例1と同様に、第1から第4の吸気通路6a〜6dと第1から第4の排気通路7a〜7dが形成されており、その第1から第4の吸気通路6a〜6dに夫々燃料を噴射する第1から第4のポート用燃料噴射装置10a〜10dが設けられている。更に、このシリンダヘッド21には、第1から第4の燃焼室5a〜5dに直接燃料を噴射する第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dが設けられている。
As in the first embodiment, the
ここで、前述した実施例1においては1つの燃焼室に2つの点火プラグを配備していたが、本実施例2にあっては、図4に示す如く、第1から第4の燃焼室5a〜5dに対して夫々第1から第4の点火プラグ12〜15が1つずつ設けられている。
Here, in the first embodiment, two spark plugs are provided in one combustion chamber. However, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the first to
ところで、本実施例2にあっても実施例1と同様の燃料噴射時期制御機能,燃料噴射量制御機能及び点火時期制御機能を備えた機関ECU16が設けられており、上述した第1から第4の点火プラグ12〜15は、その機関ECU16の点火時期制御機能により点火時期が制御される。
Incidentally, even in the second embodiment, the
この本実施例2においては、その機関ECU16の燃料噴射時期制御機能及び燃料噴射量制御機能により、実施例1と同様に、図3に示す排気行程におけるポート噴射燃料の噴射時期IJpになると、第1ポート用燃料噴射装置10aから第1吸気通路6aに燃料を噴射させ、図3に示す直噴燃料の噴射時期IJdになると、第1直噴用燃料噴射装置11aから第1燃焼室5a内に燃料を噴射させる。
In the second embodiment, the fuel injection timing control function and the fuel injection amount control function of the
しかる後、本実施例2の機関ECU16の点火時期制御機能は、圧縮行程において図3に示すポート噴射燃料による均質混合気の最適点火時期IGpになったときに、その均質混合気に対して第1点火プラグ12で点火させ、続けて、図3に示す直噴燃料による成層混合気の最適点火時期IGdになったときに、その成層混合気に対して第1点火プラグ12で点火させる。
Thereafter, the ignition timing control function of the
このように、本実施例2にあっても夫々の混合気に対する最適な点火時期IGp,IGdで点火を行うことによって、安定した燃焼を可能にし、出力トルクの向上や燃料消費率の向上を図ることができる。 As described above, even in the second embodiment, by performing ignition at the optimal ignition timings IGp and IGd for the respective air-fuel mixtures, stable combustion is possible, and output torque and fuel consumption rate are improved. be able to.
また、本実施例2によれば、最小限の点火プラグの数量で2回の点火を行うことができるので、例えば、吸気バルブ(図示略)の大径化が可能になり、これに伴う体積効率の向上によって出力トルクを向上させることができる。更にまた、部品点数の増加に伴う原価上昇を抑制することもできる。 In addition, according to the second embodiment, the ignition can be performed twice with the minimum number of spark plugs. For example, the diameter of the intake valve (not shown) can be increased, and the volume associated therewith is increased. The output torque can be improved by improving the efficiency. Furthermore, an increase in cost associated with an increase in the number of parts can be suppressed.
ここで、上述した各実施例1,2においては直噴燃料をピストン3のキャビティ3aに向けて噴射し、そのキャビティ3aにより成層混合気を点火プラグの点火中心に導く所謂ウォールガイド方式の筒内直噴内燃機関について例示したが、点火プラグの点火中心に向けて燃料を噴射するよう第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dが配置された所謂スプレーガイド方式のものに上述した本発明を適用してもよく、これによっても各実施例1,2と同様の効果を奏することができる。
Here, in each of the first and second embodiments described above, direct injection fuel is injected toward the
そのスプレーガイド方式の場合においては、第1から第4の直噴用燃料噴射装置11a〜11dが燃料を噴射してから成層混合気が生成されるまでの時間がウォールガイド方式よりも短くなるので、それに合わせて直噴燃料の噴射時期IJdから成層混合気への最適点火時期IGdまでの時間を短縮するよう機関ECU16の設定を行う。
In the case of the spray guide method, the time from when the first to fourth direct injection
尚、上述した各実施例1,2においては1サイクル中にポート用燃料噴射装置と直噴用燃料噴射装置とが1回ずつ燃料を噴射し、その夫々の噴射燃料による混合気に対して1回ずつ点火を行う場合について例示したが、必ずしもその態様のみに限定するものではない。 In each of the first and second embodiments described above, the port fuel injection device and the direct injection fuel injection device inject fuel once during one cycle, and 1 for the mixture of the respective injected fuels. Although the case where ignition is performed one by one has been illustrated, the present invention is not necessarily limited to that mode.
例えば、そのサイクル中に更にもう一度点火を行ってもよく、また、そのサイクル中に直噴用燃料噴射装置が更にもう1度燃料を噴射し、その噴射燃料に対しても点火を行ってもよい。即ち、本発明に係る内燃機関においては、1サイクル中にポート用燃料噴射装置と直噴用燃料噴射装置とから燃料を少なくとも2回噴射し、その夫々の混合気に対して異なる時期に少なくとも2回点火を行ってもよい。 For example, another ignition may be performed during the cycle, or the fuel injection device for direct injection may inject another fuel during the cycle, and the injected fuel may be ignited. . That is, in the internal combustion engine according to the present invention, fuel is injected at least twice from the port fuel injection device and the direct injection fuel injection device in one cycle, and at least 2 at different times with respect to the respective air-fuel mixtures. A double ignition may be performed.
更に、上述した各実施例1,2においては4つの第1から第4の燃焼室5a〜5dを具備した直列4気筒の内燃機関を例示したが、必ずしもその態様に限定するものではない。
Further, in each of the first and second embodiments described above, the in-line four-cylinder internal combustion engine including the four first to
以上のように、本発明に係る内燃機関は、1つの燃焼室にポート用燃料噴射装置と直噴用燃料噴射装置を具備している場合において、出力トルクや燃料消費率を向上させる為の技術に有用である。 As described above, the internal combustion engine according to the present invention is a technique for improving the output torque and the fuel consumption rate when one combustion chamber is provided with the port fuel injection device and the direct injection fuel injection device. Useful for.
1,21 シリンダヘッド
5a 第1燃焼室
5b 第2燃焼室
5c 第3燃焼室
5d 第4燃焼室
6a 第1吸気通路
6b 第2吸気通路
6c 第3吸気通路
6d 第4吸気通路
10a 第1ポート用燃料噴射装置
10b 第2ポート用燃料噴射装置
10c 第3ポート用燃料噴射装置
10d 第4ポート用燃料噴射装置
11a 第1直噴用燃料噴射装置
11b 第2直噴用燃料噴射装置
11c 第3直噴用燃料噴射装置
11d 第4直噴用燃料噴射装置
12A,13A,14A,15A 第1点火プラグ
12B,13B,14B,15B 第2点火プラグ
12 第1点火プラグ
13 第2点火プラグ
14 第3点火プラグ
15 第4点火プラグ
16 機関ECU(制御装置)
1, 21
Claims (3)
1サイクル中に前記ポート用燃料噴射装置からの燃料噴射と前記直噴用燃料噴射装置からの燃料噴射を行う場合に、異なる時期に少なくとも2回点火を行わせる点火時期制御機能を有する制御装置を設け、該点火時期制御機能は、先に前記ポート用燃料噴射装置からのポート噴射燃料により生成された混合気に対して当該混合気に適した点火時期で点火させ、その後で前記直噴用燃料噴射装置からの直噴燃料により生成された混合気に対して当該混合気に適した点火時期で点火させることを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine including a port fuel injection device that injects fuel into an intake port and a direct injection fuel injection device that directly injects fuel into a combustion chamber,
A control device having an ignition timing control function for performing ignition at least twice at different timings when performing fuel injection from the port fuel injection device and fuel injection from the direct fuel injection device during one cycle The ignition timing control function is configured to ignite an air-fuel mixture previously generated by the port-injected fuel from the port fuel-injecting device at an ignition timing suitable for the air-fuel mixture, and then the direct-injection fuel An internal combustion engine characterized by igniting an air-fuel mixture generated by direct injection fuel from an injector at an ignition timing suitable for the air-fuel mixture .
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