JP5023961B2

JP5023961B2 - Engine ignition device

Info

Publication number: JP5023961B2
Application number: JP2007275182A
Authority: JP
Inventors: 章彦角方; 守洋長嶺; 泰介白石; 英二高橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: JP2009103039A

Description

本発明は、マイクロ波を利用して点火する点火装置に関する。 The present invention relates to an ignition device that ignites using microwaves.

従来から、マイクロ波を利用して燃焼室内の混合気に点火するエンジンの点火装置が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, an engine ignition device that uses a microwave to ignite an air-fuel mixture in a combustion chamber is widely known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に記載の点火装置は、マイクロ波を導く導波管の内部に一対の電極を設置する。この一対の電極は、導波管の終端部からマイクロ波の１／４波長離れた位置に設けられる。そして、ピストンが所定の位置に達したときに導波管にマイクロ波パルスを伝送し、一対の電極間に電解を生じさせ、非平衡プラズマ放電を形成して混合気に点火する。
特開平３−３１５７９号公報 In the ignition device described in Patent Document 1, a pair of electrodes is installed inside a waveguide that guides microwaves. The pair of electrodes is provided at a position away from the terminal end of the waveguide by a quarter wavelength of the microwave. When the piston reaches a predetermined position, a microwave pulse is transmitted to the waveguide to cause electrolysis between the pair of electrodes, thereby forming a non-equilibrium plasma discharge and igniting the air-fuel mixture.
JP-A-3-31579

ところで、特許文献１に記載の点火装置は、マイクロ波のみによって燃焼室内の混合気に点火するものであるため、大きなマイクロ波発振エネルギーが必要とされ、エンジンのエネルギー効率が悪化する。そこで、点火プラグの点火部で生成したプラズマにマイクロ波を発振して、プラズマ体積を拡大させて、混合気に点火することで、マイクロ波のみによって点火する場合よりもマイクロ波発振エネルギーを低減し、エネルギー効率を向上させることが考えられる。 By the way, since the ignition device described in Patent Document 1 ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber only by the microwave, large microwave oscillation energy is required, and the energy efficiency of the engine deteriorates. Therefore, by oscillating microwaves into the plasma generated by the ignition part of the spark plug, expanding the plasma volume and igniting the air-fuel mixture, the microwave oscillation energy is reduced compared to when igniting only with microwaves. It is conceivable to improve energy efficiency.

しかしながら、上記のようにプラズマ体積を拡大させて混合気に点火する場合には、拡大したプラズマが点火プラグの電極と干渉してしまい、プラズマの熱によって点火プラグの電極が劣化しやすいという問題がある。 However, when the mixture is ignited by expanding the plasma volume as described above, the expanded plasma interferes with the electrode of the spark plug, and there is a problem that the electrode of the spark plug is likely to deteriorate due to the heat of the plasma. is there.

そこで、本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、高エネルギー効率で点火するとともに、点火プラグの電極劣化を抑制することができるエンジンの点火装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an engine ignition device capable of igniting with high energy efficiency and suppressing electrode deterioration of a spark plug.

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、燃焼室（１３）内に放電する点火プラグ（５１）と、点火プラグ（５１）の放電部（５１ａ）にマイクロ波を発振し、放電部周辺の電界強度を高めて、放電部（５１ａ）に生成されたプラズマの体積を拡大するマイクロ波発振手段（５２）と、マイクロ波発振手段（５２）からのマイクロ波によって拡大したプラズマを、点火プラグ（５１）の放電部（５１ａ）から離すように燃焼室（１３）内にガス流動を生起するガス流動生起手段（３０）と、を備えることを特徴とする。 The present invention oscillates microwaves in the spark plug (51) that discharges into the combustion chamber (13) and the discharge part (51a) of the spark plug (51) to increase the electric field strength around the discharge part, thereby The microwave oscillation means (52) for expanding the volume of the plasma generated in (51a) and the plasma expanded by the microwave from the microwave oscillation means (52) are discharged into the discharge part (51a) of the spark plug (51). And gas flow generating means (30) for generating gas flow in the combustion chamber (13) so as to be separated from the combustion chamber (13).

本発明によれば、点火プラグによって生成したプラズマにマイクロ波を発振してプラズマ体積を拡大するとともに、燃焼室内に生起されたガス流動によってプラズマを点火部から移動させる。そのため、マイクロ波のみによって混合気に点火する場合よりもマイクロ波式点火装置で消費するエネルギーを低減することができるとともに、点火プラグの電極の劣化を抑制することができる。 According to the present invention, the plasma generated by the spark plug is oscillated to expand the plasma volume, and the plasma is moved from the ignition unit by the gas flow generated in the combustion chamber. Therefore, the energy consumed by the microwave ignition device can be reduced as compared with the case where the air-fuel mixture is ignited only by the microwave, and the deterioration of the electrode of the spark plug can be suppressed.

（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、マイクロ波式点火装置が適用されるエンジンの概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine to which a microwave ignition device is applied.

エンジン１００は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上側に配置されるシリンダヘッド２０とを備える。 The engine 100 includes a cylinder block 10 and a cylinder head 20 disposed on the upper side of the cylinder block 10.

シリンダブロック１０には、ピストン１１を収装するシリンダ１２が形成される。そして、ピストン１１の冠面と、シリンダ１２の壁面と、シリンダヘッド２０の下面とによって燃焼室１３を形成する。この燃焼室１３で混合気が燃焼すると、ピストン１１は燃焼圧力を受けてシリンダ１２を往復動する。 The cylinder block 10 is formed with a cylinder 12 that houses the piston 11. A combustion chamber 13 is formed by the crown surface of the piston 11, the wall surface of the cylinder 12, and the lower surface of the cylinder head 20. When the air-fuel mixture burns in the combustion chamber 13, the piston 11 receives the combustion pressure and reciprocates the cylinder 12.

また、シリンダヘッド２０には、燃焼室１３に混合気を流す吸気ポート３０と、燃焼室１３からの排気を流す排気ポート４０とが形成される。 Further, the cylinder head 20 is formed with an intake port 30 through which the air-fuel mixture flows into the combustion chamber 13 and an exhaust port 40 through which exhaust from the combustion chamber 13 flows.

吸気ポート３０には、吸気弁３１が設けられる。吸気弁３１は、吸気側カムシャフト３２に一体形成されるカム３３によって駆動される。吸気弁３１は、ピストン１１の上下動に応じて吸気ポート３０を開閉する。この吸気ポート３０には、燃料噴射弁３４が設置される。燃料噴射弁３４は、吸気ポート３０の燃焼室１３への開口部に向けて燃料を噴射する。 The intake port 30 is provided with an intake valve 31. The intake valve 31 is driven by a cam 33 formed integrally with the intake side camshaft 32. The intake valve 31 opens and closes the intake port 30 according to the vertical movement of the piston 11. A fuel injection valve 34 is installed in the intake port 30. The fuel injection valve 34 injects fuel toward the opening of the intake port 30 to the combustion chamber 13.

また、吸気ポート３０は、シリンダ軸心Ｃ１と吸気ポート３０の中心線Ｃ２とのなす鋭角が大きくなるよう（９０°に近づくよう）に構成されている。そのため燃焼室内には、吸気ポート３０から導入される吸気によって、矢印Ａに示すようにガス流動（燃焼室内の縦渦、いわゆるタンブル流）が生起される。以下、このガス流動を、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動という。 Further, the intake port 30 is configured so that an acute angle formed by the cylinder axis C1 and the center line C2 of the intake port 30 is increased (approaching 90 °). Therefore, gas flow (vertical vortex in the combustion chamber, so-called tumble flow) is generated in the combustion chamber by the intake air introduced from the intake port 30 as indicated by an arrow A. Hereinafter, this gas flow is referred to as gas flow caused by the shape of the intake port.

一方、排気ポート４０には、排気弁４１が設けられる。排気弁４１は、排気側カムシャフト４２に一体形成されるカム４３によって駆動される。排気弁４１は、ピストン１１の上下動に応じて排気ポート４０を開閉する。また、排気ポート４０には、排気を外部に流す図示しない排気通路が接続する。 On the other hand, the exhaust port 40 is provided with an exhaust valve 41. The exhaust valve 41 is driven by a cam 43 formed integrally with the exhaust side camshaft 42. The exhaust valve 41 opens and closes the exhaust port 40 according to the vertical movement of the piston 11. Further, the exhaust port 40 is connected to an exhaust passage (not shown) for flowing the exhaust to the outside.

上記した吸気ポート３０と排気ポート４０との間であって、シリンダヘッド２０の燃焼室中心部には、マイクロ波を利用して燃焼室内の混合気に点火するマイクロ波式点火装置５０が設置される。マイクロ波式点火装置５０は、点火プラグ５１と、マイクロ波発振用アンテナ５２と、マイクロ波発振装置５３とを備える。このマイクロ波発振用アンテナ５２とマイクロ波発振装置５３とがマイクロ波発振手段となる。 A microwave igniter 50 for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber using a microwave is installed between the intake port 30 and the exhaust port 40 and in the center of the combustion chamber of the cylinder head 20. The The microwave ignition device 50 includes an ignition plug 51, a microwave oscillation antenna 52, and a microwave oscillation device 53. The microwave oscillating antenna 52 and the microwave oscillating device 53 serve as microwave oscillating means.

点火プラグ５１は、点火部５１ａが燃焼室内に位置するようにシリンダヘッド２０に設置される。点火プラグ５１の点火部５１ａは、中心電極の先端と側方電極との間で放電ギャップを形成する構造である。この点火プラグ５１は、エンジン運転状態に応じて点火時期が制御される。 The spark plug 51 is installed in the cylinder head 20 so that the ignition part 51a is located in the combustion chamber. The ignition part 51a of the ignition plug 51 has a structure in which a discharge gap is formed between the tip of the center electrode and the side electrode. The ignition timing of the ignition plug 51 is controlled according to the engine operating state.

マイクロ波発振用アンテナ５２は、点火プラグ５１の点火部５１ａに向けて所定の周波数のマイクロ波を発振する。マイクロ波発振用アンテナ５２は、点火プラグ５１に対して、ガス流動の流れ方向の下流側に隣接して設けられる。マイクロ波発振用アンテナ５２は、先端が燃焼室内に僅か突出するように構成されている。このマイクロ波発振用アンテナ５２は、同軸ケーブル５４を介して電解強化手段としてのマイクロ波発振装置５３に接続される。なお、本実施形態では、マイクロ波発振用アンテナ５２と点火プラグ５１とが一体形成されているが、それぞれを別体として設けるようにしてもよい。 The microwave oscillation antenna 52 oscillates a microwave having a predetermined frequency toward the ignition unit 51 a of the ignition plug 51. The microwave oscillation antenna 52 is provided adjacent to the ignition plug 51 on the downstream side in the gas flow direction. The microwave oscillation antenna 52 is configured such that the tip slightly protrudes into the combustion chamber. This microwave oscillating antenna 52 is connected to a microwave oscillating device 53 as an electrolytic strengthening means via a coaxial cable 54. In the present embodiment, the microwave oscillation antenna 52 and the spark plug 51 are integrally formed, but each may be provided separately.

エンジン１００は、マイクロ波の発振時期や発振エネルギーを制御するために、コントローラ６０を備える。コントローラ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインタフェースを有する。コントローラ６０には、エアフローメータ、アクセル開度センサ、クランク角センサ、冷却水温センサ等の車両運転状態を検出する各種センサの出力が入力する。コントローラ６０は、これら出力に基づいてマイクロ波発振装置５３への印加時間や印加電圧を制御し、マイクロ波発振用アンテナ５２から発振されるマイクロ波の発振時間や発振出力を調整する。このようにマイクロ波のマイクロ波発振エネルギーを変更することによって、点火プラグ５１の点火部近傍に形成される電界強度を調整する。 The engine 100 includes a controller 60 for controlling the oscillation timing and oscillation energy of the microwave. The controller 60 has a CPU, a ROM, a RAM, and an I / O interface. The controller 60 receives outputs from various sensors that detect vehicle operating conditions such as an air flow meter, an accelerator opening sensor, a crank angle sensor, and a coolant temperature sensor. The controller 60 controls the application time and applied voltage to the microwave oscillation device 53 based on these outputs, and adjusts the oscillation time and oscillation output of the microwave oscillated from the microwave oscillation antenna 52. Thus, by changing the microwave oscillation energy of the microwave, the electric field strength formed in the vicinity of the ignition part of the spark plug 51 is adjusted.

図２は、マイクロ波のマイクロ波発振エネルギーについて説明する図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining microwave oscillation energy of microwaves.

エンジン１００では、図２に示すように、マイクロ波発振時の発振出力は一定に設定される。１回のマイクロ波照射におけるマイクロ波発振エネルギーの大きさは、マイクロ波発振時の発振時間と発振出力とで画成される面積で表される。そのため、発振時間を長くしたり、発振出力を大きくしたりすることでマイクロ波発振エネルギーは増大する。そして、マイクロ波発振用アンテナ５２から発振されたマイクロ波による電界強度は、図１の領域（高電界領域）Ｐに示すように、マイクロ波発振用アンテナ５２の先端が最も強くなり、先端から離れるほど低下する。なお、この高電界領域Ｐは、マイクロ波発振エネルギーが増大すると大きくなる。 In engine 100, as shown in FIG. 2, the oscillation output during microwave oscillation is set to be constant. The magnitude of the microwave oscillation energy in one microwave irradiation is represented by the area defined by the oscillation time and the oscillation output during microwave oscillation. Therefore, the microwave oscillation energy is increased by increasing the oscillation time or increasing the oscillation output. The electric field intensity due to the microwave oscillated from the microwave oscillating antenna 52 is strongest at the tip of the microwave oscillating antenna 52 as shown in the region (high electric field region) P of FIG. It drops as much. The high electric field region P increases as the microwave oscillation energy increases.

上記のように構成されるエンジン１００では、点火プラグ５１の放電ギャップにプラズマが形成される時期と同時、又はそれよりも進角した時期から、マイクロ波発振用アンテナ５２によってマイクロ波を発振する。プラズマにマイクロ波を照射すると、放電ギャップ部周辺の電界強度が高まり、点火プラグ５１により生成したプラズマ中の電子衝突が促進されて、図１のＱに示すようにプラズマが拡大する。このようにプラズマを拡大することによって、エンジン１００は、一般的なアーク放電による点火とは異なり、広い体積を占める点火、つまり体積的に点火（以下「体積点火」という。）することができる。このように点火プラグ５１で生成したプラズマを拡大させて点火することで、従来手法のようにマイクロ波のみで点火する方法に比べて、マイクロ波式点火装置５０で消費するエネルギーを低減することができる。 In the engine 100 configured as described above, microwaves are oscillated by the microwave oscillation antenna 52 at the same time as or when the plasma is formed in the discharge gap of the spark plug 51. When the plasma is irradiated with microwaves, the electric field intensity around the discharge gap is increased, the electron collision in the plasma generated by the spark plug 51 is promoted, and the plasma expands as indicated by Q in FIG. By expanding the plasma in this manner, the engine 100 can ignite a large volume, that is, ignite in volume (hereinafter referred to as “volume ignition”), unlike ignition by general arc discharge. By enlarging and igniting the plasma generated by the spark plug 51 in this way, it is possible to reduce energy consumed by the microwave igniter 50 as compared with the conventional method of igniting only with microwaves. it can.

しかしながら、上記のようにプラズマ体積を拡大させて混合気に点火する場合には、拡大したプラズマが点火プラグ５１の電極と干渉し、プラズマの熱によって点火プラグ５１の電極が劣化しやすいという問題がある。そこで、本実施形態では、燃焼室内に生じるガス流動を利用することで、点火プラグ５１の電極の劣化を抑制する。 However, when the mixture is ignited by expanding the plasma volume as described above, the expanded plasma interferes with the electrode of the spark plug 51, and the electrode of the spark plug 51 is likely to deteriorate due to the heat of the plasma. is there. Therefore, in the present embodiment, deterioration of the electrode of the spark plug 51 is suppressed by using the gas flow generated in the combustion chamber.

図３は、マイクロ波によって拡大されたプラズマとガス流動との関係について示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the plasma expanded by the microwave and the gas flow.

図３（Ａ）に示すように、混合気の点火時に、マイクロ波を発振すると点火プラグ５１によって生成されたプラズマが拡大し始める。エンジン１００では、図３（Ｂ）に示すように、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動が点火プラグ側からマイクロ波発振用アンテナ側に向かって流れるので、このガス流動によってプラズマが図中右側に移動する。このようにプラズマが移動しても、高電界領域Ｐを通過している間は、図３（Ｃ）に示すようにプラズマは拡大し続ける。 As shown in FIG. 3A, when the microwave is oscillated during the ignition of the air-fuel mixture, the plasma generated by the spark plug 51 starts to expand. In the engine 100, as shown in FIG. 3B, the gas flow caused by the shape of the intake port flows from the spark plug side toward the microwave oscillation antenna side. Move to the middle right. Even if the plasma moves in this way, while passing through the high electric field region P, the plasma continues to expand as shown in FIG.

このように本実施形態では、燃焼室内に生起されたガス流動によってプラズマを点火部５１ａから移動させつつ、プラズマ体積を拡大して燃焼室内の混合気に体積点火するので、点火プラグ５１の電極の劣化を抑制することができる。 As described above, in this embodiment, the plasma is moved from the ignition unit 51a by the gas flow generated in the combustion chamber, and the plasma volume is expanded to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber. Deterioration can be suppressed.

上記したエンジン１００は、図４に示す運転マップに基づいて運転される。 The engine 100 described above is operated based on the operation map shown in FIG.

図４（Ａ）は、エンジン回転速度と負荷とによって表される運転マップを示す。実線Ａは、マイクロ波の発振時間の長さが等しくなる運転点を結ぶ線である。破線Ｂは、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動の強度が等しくなる運転点を結ぶ線である。 FIG. 4A shows an operation map represented by engine speed and load. A solid line A is a line that connects operating points at which the lengths of microwave oscillation times are equal. A broken line B is a line that connects operating points at which the strength of gas flow generated due to the shape of the intake port becomes equal.

図４（Ａ）に示すように、エンジン１００は、負荷が所定値Ｔ１よりも小さい場合には、マイクロ波を発振してプラズマ体積を拡大し、混合気に体積点火するように制御される。また、エンジン１００は、負荷が所定値Ｔ１よりも大きい場合には、点火プラグ５１のみによって点火するように制御される。なお、所定値Ｔ１は、本実施形態を適用するエンジンの仕様等により異なる。 As shown in FIG. 4A, when the load is smaller than a predetermined value T1, engine 100 is controlled to oscillate microwaves to expand the plasma volume and to ignite the air-fuel mixture. Further, engine 100 is controlled so as to be ignited only by spark plug 51 when the load is larger than predetermined value T1. The predetermined value T1 varies depending on the specifications of the engine to which the present embodiment is applied.

エンジン１００では、破線Ｂに示すように、エンジン回転速度が大きくなるほど、吸気ポート３０からの吸気に起因して生じるガス流動は強くなる。このようにガス流動が変化すると、エンジン運転状態に応じてプラズマが高電界領域Ｐを通過する時間が変化する。そこで、本実施形態では、エンジン運転状態に応じてマイクロ波を発振する発振時間を変化させてプラズマを拡大し、運転状態に応じたプラズマ体積を設定する。 In the engine 100, as indicated by a broken line B, the gas flow caused by intake air from the intake port 30 becomes stronger as the engine rotation speed increases. When the gas flow changes in this way, the time for which the plasma passes through the high electric field region P changes according to the engine operating state. Therefore, in this embodiment, the plasma is expanded by changing the oscillation time for oscillating microwaves according to the engine operating state, and the plasma volume corresponding to the operating state is set.

マイクロ波を発振する運転領域では、実線Ａに示すように、マイクロ波の発振時間を低回転速度・低負荷側で最も長くし、低回転速度・高負荷側で最も短くなるように設定する。また、低負荷側ではエンジン回転速度が大きくなるほど発振時間が短くなるように設定され、高負荷側ではエンジン回転速度が大きくなるほど発振時間が長くなるように設定される。つまり、マイクロ波を発振する運転領域のうち、低負荷側ではマイクロ波発振エネルギーを大きくし、高負荷側ではマイクロ波発振エネルギーを小さくする。 In the operation region where microwaves are oscillated, as shown by a solid line A, the microwave oscillation time is set to be longest on the low rotation speed / low load side and shortest on the low rotation speed / high load side. On the low load side, the oscillation time is set to be shorter as the engine rotation speed is increased. On the high load side, the oscillation time is set to be longer as the engine rotation speed is increased. That is, in the operation region where microwaves are oscillated, the microwave oscillation energy is increased on the low load side, and the microwave oscillation energy is decreased on the high load side.

マイクロ波を発振する運転領域の低負荷側において、低回転速度・低負荷側では、エンジン回転速度が小さいため、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動は弱い。そのため、点火プラグ５１によって生成されたプラズマは、図４（Ｂ）に示すように高電界領域Ｐをゆっくりと移動する。この運転領域では、プラズマが高電界領域Ｐを通過する時間が長くなるとともに、マイクロ波の発振時間がマイクロ波を発振する他の運転領域と比較して最も長くなるように設定されているので、プラズマ体積が最大となる。そのため、低回転速度・低負荷時においても燃焼性を安定させることができる。 On the low load side of the operating region where microwaves are oscillated, the low engine speed is low and the gas flow generated due to the shape of the intake port is weak. Therefore, the plasma generated by the spark plug 51 moves slowly in the high electric field region P as shown in FIG. In this operation region, the time for the plasma to pass through the high electric field region P becomes longer, and the microwave oscillation time is set to be the longest compared to other operation regions that oscillate the microwave. The plasma volume is maximized. Therefore, combustibility can be stabilized even at low rotational speed and low load.

高回転速度・低負荷側では、エンジン回転速度が大きくなるのでガス流動が強くなって、図４（Ｃ）に示すようにプラズマが高電界領域Ｐを移動するときの速度が早くなる。この運転領域では、マイクロ波の発振時間は、低回転速度・低負荷側よりも僅かに短くなるものの、高負荷側と比べて長く設定されるので、プラズマの移動速度が早くなっても、プラズマ体積を大きくすることができる。なお、高回転速度・低負荷側において、マイクロ波の発振時間うぃ低回転速度・低負荷側よりも短く設定することで、マイクロ波式点火装置５０に過剰なエネルギーを投入することが抑制されるので、マイクロ波式点火装置５０でのエネルギー効率が向上する。 On the high rotation speed / low load side, the engine rotation speed increases, so the gas flow becomes stronger, and the speed at which the plasma moves in the high electric field region P increases as shown in FIG. In this operating region, the microwave oscillation time is slightly shorter than the low rotation speed and low load side, but is set longer than the high load side. The volume can be increased. In addition, on the high rotation speed / low load side, by setting the microwave oscillation time shorter than the low rotation speed / low load side, it is possible to suppress the excessive input of energy to the microwave ignition device 50. Therefore, the energy efficiency in the microwave ignition device 50 is improved.

一方、マイクロ波を発振する運転領域の高負荷側において、低回転速度・高負荷側では、エンジン回転速度が小さいため、ガス流動は弱くなる。そうすると、図４（Ｄ）に示すようにプラズマが高電界領域Ｐをゆっくりと移動するので、プラズマが拡大しやすくなる。プラズマ体積が大きくなった状態で体積点火すると、燃焼が急峻となってノッキングが発生しやすくなる。しかしながら、低回転速度・高負荷側では、マイクロ波の発振時間が最も短くなるように設定するので、プラズマの移動速度が遅くても、プラズマ体積を小さくすることができ、ノッキングの発生を抑制することができる。 On the other hand, on the high load side of the operating region where microwaves are oscillated, the gas flow becomes weak because the engine speed is low on the low rotation speed / high load side. Then, since the plasma moves slowly in the high electric field region P as shown in FIG. 4D, the plasma is easily expanded. If volume ignition is performed in a state where the plasma volume is large, combustion becomes steep and knocking is likely to occur. However, since the microwave oscillation time is set to be the shortest on the low rotation speed / high load side, the plasma volume can be reduced and the occurrence of knocking can be suppressed even when the plasma moving speed is slow. be able to.

また、高回転速度・高負荷側では、エンジン回転速度が大きいためにガス流動が強く、図４（Ｅ）に示すようにプラズマが高電界領域Ｐを早く通過してしまう。このように、この運転領域では、プラズマの移動速度が早くなるが、マイクロ波の発振時間を低回転速度・高負荷側よりも長くするので、燃焼促進ができる程度にプラズマ体積を拡大することができる。 Further, on the high rotation speed / high load side, the gas flow is strong because the engine rotation speed is large, and the plasma passes through the high electric field region P quickly as shown in FIG. As described above, in this operating region, the plasma moving speed is faster, but the microwave oscillation time is longer than that at the low rotation speed / high load side, so that the plasma volume can be expanded to the extent that combustion can be promoted. it can.

以上により、第１実施形態では下記の効果を得ることができる。 As described above, the following effects can be obtained in the first embodiment.

本実施形態では、点火プラグ５１によって生成したプラズマにマイクロ波を発振してプラズマ体積を拡大するとともに、燃焼室内に生起されたガス流動によってプラズマを点火部５１ａから移動させる。そのため、マイクロ波のみによって混合気に点火する場合よりもマイクロ波式点火装置５０で消費するエネルギーを低減することができるとともに、点火プラグ５１の電極の劣化を抑制することができる。 In the present embodiment, microwaves are oscillated in the plasma generated by the ignition plug 51 to expand the plasma volume, and the plasma is moved from the ignition unit 51a by the gas flow generated in the combustion chamber. Therefore, the energy consumed by the microwave ignition device 50 can be reduced as compared with the case where the air-fuel mixture is ignited only by the microwave, and the deterioration of the electrode of the spark plug 51 can be suppressed.

吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動はエンジン回転速度に応じて変化するが、マイクロ波の発振時間をエンジン運転状態に応じて調整するので、エンジン運転状態に応じたプラズマ体積を設定することができる。これにより、エンジン運転状態に応じた最適な燃焼を行うことができ、高エネルギー効率でエンジン１００を運転することができる。 Although the gas flow generated due to the shape of the intake port changes according to the engine speed, the microwave oscillation time is adjusted according to the engine operating state, so the plasma volume is set according to the engine operating state. be able to. Thereby, optimal combustion according to an engine operating state can be performed, and engine 100 can be operated with high energy efficiency.

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態のエンジン１００の概略構成図である。 (Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the engine 100 of the second embodiment.

第２実施形態のエンジン１００は、第１実施形態とほぼ同様であるが、吸気ポート３０に流動生起弁３５を設ける点において一部相違する。つまり、流動生起弁３５を制御することで燃焼室内に生起されるガス流動の強度を調整するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。 The engine 100 of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, but is partially different in that the flow generating valve 35 is provided in the intake port 30. That is, the strength of the gas flow generated in the combustion chamber is adjusted by controlling the flow generating valve 35, and the difference will be mainly described below.

エンジン１００は、図５に示すように、吸気ポート内を上下通路３０ａ、３０ｂに隔てる隔壁３６を吸気ポート３０の長さ方向に沿って形成する。また、吸気ポート３０の上流側には、エンジン運転状態に応じて下側通路３０ｂを開閉する流動生起弁３５が設けられる。流動生起弁３５によって下側通路３０ｂを閉塞して、吸気が通過できる吸気ポート内の断面積が減少すると、上側通路３０ａを通過するときに吸気の流速が高速化される。上側通路３０ａを通って高速化された吸気は、隔壁３６によって指向されて燃焼室１３に流入するので、矢印Ａで示すように、燃焼室内にタンブル流を生起する。 As shown in FIG. 5, the engine 100 forms a partition 36 that divides the inside of the intake port into upper and lower passages 30 a and 30 b along the length direction of the intake port 30. Further, on the upstream side of the intake port 30, a flow generating valve 35 that opens and closes the lower passage 30b according to the engine operating state is provided. When the lower passage 30b is closed by the flow generating valve 35 and the cross-sectional area in the intake port through which intake air can pass decreases, the flow velocity of the intake air is increased when passing through the upper passage 30a. The intake air speeded up through the upper passage 30a is directed by the partition wall 36 and flows into the combustion chamber 13, so that a tumble flow is generated in the combustion chamber as indicated by an arrow A.

なお、流動生起弁３５によって生起される流動ガスの流れ方向は、第１実施形態で説明した吸気ポート形状に起因して生起される流動ガスの流れ方向と一致する。 The flow direction of the flowing gas generated by the flow generating valve 35 coincides with the flow direction of the flowing gas generated due to the intake port shape described in the first embodiment.

上記したエンジン１００は、図６に示す運転マップに基づいて運転される。 The engine 100 described above is operated based on an operation map shown in FIG.

図６（Ａ）は、エンジン回転速度と負荷とによって表される運転マップを示す。破線Ｂは、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動の強度が等しい運転点を結ぶ線である。一点鎖線Ｃは、流動生起弁３５の開度が等しい運転点を結ぶ線である。また、実線Ｄは、吸気ポート形状に起因するガス流動と流動生起弁開度に起因するガス流動とによって燃焼室内に生起されるガス流動の強度が等しい運転点を結ぶ線である。 FIG. 6A shows an operation map represented by engine speed and load. A broken line B is a line that connects operating points having the same strength of gas flow caused by the shape of the intake port. An alternate long and short dash line C is a line connecting operating points at which the opening degree of the flow generating valve 35 is equal. A solid line D is a line connecting operating points where the gas flow caused by the intake port shape and the gas flow caused by the flow generation valve opening have the same gas flow strength generated in the combustion chamber.

エンジン１００は、図６（Ａ）に示すように、負荷が所定値Ｔ１よりも小さい場合にマイクロ波を発振してプラズマ体積を拡大して点火し、負荷が所定値Ｔ１よりも大きい場合には、流動生起弁３５は全開に設定するとともに点火プラグ５１のみによって点火する。 As shown in FIG. 6A, the engine 100 ignites by oscillating microwaves to expand the plasma volume when the load is smaller than the predetermined value T1, and when the load is larger than the predetermined value T1. The flow generating valve 35 is set to fully open and ignited only by the spark plug 51.

エンジン１００では、マイクロ波を発振する運転領域において、マイクロ波の発振時間及び発振出力は一定とされる。つまり、マイクロ波の発振エネルギーは一定となる。そのため、本実施形態では、燃焼室内に生起されるガス流動を制御することによって、プラズマが高電界領域Ｐを通過する時間を調整し、運転条件に応じたプラズマ体積を設定する。なお、運転条件に応じてマイクロ波の発振エネルギーを調整するようにしてもよい。 In engine 100, in the operation region where microwaves are oscillated, the microwave oscillation time and oscillation output are constant. That is, the microwave oscillation energy is constant. Therefore, in this embodiment, by controlling the gas flow generated in the combustion chamber, the time during which the plasma passes through the high electric field region P is adjusted, and the plasma volume corresponding to the operating conditions is set. Note that the oscillation energy of the microwave may be adjusted according to the operating conditions.

ここで、エンジン１００では、一点鎖線Ｃに示すように、高回転速度・低負荷側から低回転速度・高負荷側に向けて流動生起弁３５の開度が小さくなるように制御する。つまり、流動生起弁３５によって燃焼室内に生起されるガス流動は、低回転速度・高負荷側で強く、高回転速度・低負荷側で弱くなる。これに対して、吸気ポート形状に起因して燃焼室内に生起されるガス流動は、破線Ｂに示すように、エンジン回転速度が大きくなるほど強くなる。したがって、吸気ポート形状に起因するガス流動と流動生起弁開度に起因するガス流動とによって燃焼室内に生起されるガス流動の強度は、実線Ｄに示すように低回転速度・低負荷側において弱くなり、高回転速度・高負荷側において強くなる。 Here, in the engine 100, as indicated by a one-dot chain line C, the opening degree of the flow generating valve 35 is controlled to decrease from the high rotation speed / low load side toward the low rotation speed / high load side. That is, the gas flow generated in the combustion chamber by the flow generating valve 35 is strong on the low rotation speed / high load side and weak on the high rotation speed / low load side. In contrast, as indicated by the broken line B, the gas flow generated in the combustion chamber due to the shape of the intake port becomes stronger as the engine speed increases. Therefore, the strength of the gas flow generated in the combustion chamber due to the gas flow due to the shape of the intake port and the gas flow due to the flow generation valve opening is weak at the low rotational speed and low load side as shown by the solid line D. It becomes stronger on the high rotation speed / high load side.

そのため、マイクロ波を発振する運転領域のうち低回転速度・低負荷側では、ガス流動が最も弱くなり、図６（Ｂ）に示すようにプラズマが高電界領域Ｐをゆっくりと通過するので、プラズマ体積が最大となる。 Therefore, the gas flow is the weakest on the low rotation speed / low load side in the operation region where the microwave is oscillated, and the plasma slowly passes through the high electric field region P as shown in FIG. Volume is maximized.

また、高回転速度・低負荷側では、ガス流動が少し強くなるので、図６（Ｃ）に示すように低回転速度・低負荷側よりもプラズマが高電界領域Ｐを早く通過するものの、プラズマ体積を大きくすることができる。 Further, since the gas flow is slightly stronger on the high rotation speed / low load side, the plasma passes through the high electric field region P faster than the low rotation speed / low load side as shown in FIG. The volume can be increased.

そして、低回転速度・高負荷側及び高回転速度・高負荷側では、ガス流動が強くなり、図６（Ｄ）及び図６（Ｅ）プラズマが高電界領域Ｐを早く通過してしまうため、プラズマ体積が小さくなる。 And on the low rotation speed / high load side and on the high rotation speed / high load side, the gas flow becomes strong, and the plasma in FIGS. 6 (D) and 6 (E) passes through the high electric field region P quickly. The plasma volume is reduced.

以上により、第２実施形態では下記の効果を得ることができる。 As described above, the following effects can be obtained in the second embodiment.

本実施形態によれば、点火プラグ５１によって生成したプラズマにマイクロ波を発振してプラズマ体積を拡大するとともに、吸気ポート形状に起因するガス流動と流動生起弁開度に起因するガス流動とによって燃焼室内に生起されるガス流動によってプラズマを点火部５１ａから移動させる。そのため、マイクロ波のみによって混合気に点火する場合よりもマイクロ波式点火装置５０で消費するエネルギーを低減することができるとともに、点火プラグ５１の電極の劣化を抑制することができる。 According to this embodiment, the plasma generated by the spark plug 51 is oscillated by microwaves to expand the plasma volume, and is combusted by the gas flow caused by the intake port shape and the gas flow caused by the flow generation valve opening. Plasma is moved from the ignition unit 51a by the gas flow generated in the room. Therefore, the energy consumed by the microwave ignition device 50 can be reduced as compared with the case where the air-fuel mixture is ignited only by the microwave, and the deterioration of the electrode of the spark plug 51 can be suppressed.

また、エンジン１００では、マイクロ波の発振エネルギーを一定とし、吸気ポート形状に起因するガス流動と流動生起弁開度に起因するガス流動とによって燃焼室内に生起されるガス流動の強度を低回転速度・低負荷側から高回転速度・高負荷側に向かって強くなるように制御する。これにより、エンジン運転状態に応じたプラズマ体積を設定することができ、高エネルギー効率でエンジン１００を運転することができる。 Further, in engine 100, the oscillation energy of the microwave is constant, and the strength of the gas flow generated in the combustion chamber due to the gas flow caused by the shape of the intake port and the gas flow caused by the flow generation valve opening is reduced at a low rotational speed. -Control to become stronger from the low load side toward the high rotation speed / high load side. Thereby, the plasma volume according to the engine operating state can be set, and the engine 100 can be operated with high energy efficiency.

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態のエンジン１００の概略構成図である。 (Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an engine 100 according to the third embodiment.

第３実施形態のエンジン１００の構成は、第２実施形態とほぼ同様であるが、シリンダヘッド２０の下面に圧縮面２１を形成する点において一部相違する。つまり、圧縮面２１とピストン１１との間からスキッシュ流を発生させるようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。 The configuration of the engine 100 of the third embodiment is substantially the same as that of the second embodiment, but is partially different in that the compression surface 21 is formed on the lower surface of the cylinder head 20. That is, a squish flow is generated between the compression surface 21 and the piston 11, and the difference will be mainly described below.

第３実施形態のエンジン１００は、図７（Ａ）に示す通り、排気ポート側のシリンダヘッド２０の下面に圧縮面２１を形成する。この圧縮面２１は、シリンダ１２よりも径方向内側に突出し、ピストン１１の冠面１１ａと平行に対向する。したがって、ピストン１１が上死点位置にある場合に、シリンダヘッド２０の圧縮面２１とピストン１１との間には、所定の間隙（以下「スキッシュクリアランス」という）を有する。そのため、ピストン１１が下死点から上死点に移動した場合には、スキッシュクリアランスで圧縮された混合気が矢印Ａに示すように押し出されて、燃焼室内にスキッシュ流が生じる。 The engine 100 of the third embodiment forms a compression surface 21 on the lower surface of the cylinder head 20 on the exhaust port side, as shown in FIG. The compression surface 21 protrudes radially inward from the cylinder 12 and faces the crown surface 11a of the piston 11 in parallel. Therefore, when the piston 11 is at the top dead center position, a predetermined gap (hereinafter referred to as “squish clearance”) is provided between the compression surface 21 of the cylinder head 20 and the piston 11. Therefore, when the piston 11 moves from the bottom dead center to the top dead center, the air-fuel mixture compressed by the squish clearance is pushed out as indicated by the arrow A, and a squish flow is generated in the combustion chamber.

スキッシュ流は、吸気ポート形状に起因するガス流動と流動生起弁開度に起因するガス流動とによって燃焼室内に生起されるガス流動の流れ方向とは反対方向に流れる。つまり、点火プラグ近傍のスキッシュ流は、マイクロ波発振用アンテナ５２から点火プラグ５１に向かって図中右から左に流れる。このスキッシュ流の強度は、スキッシュクリアランスを調整することで制御できる。スキッシュクリアランスは、ピストン１１の上死点位置を変えることによって調整できる。そのため、エンジン１００は、ピストン上死点位置を変更して圧縮比を可変とする圧縮比可変機構７０を備える。 The squish flow flows in a direction opposite to the flow direction of the gas flow generated in the combustion chamber by the gas flow caused by the shape of the intake port and the gas flow caused by the flow generation valve opening. That is, the squish flow near the spark plug flows from the microwave oscillation antenna 52 toward the spark plug 51 from right to left in the figure. The strength of the squish flow can be controlled by adjusting the squish clearance. The squish clearance can be adjusted by changing the top dead center position of the piston 11. Therefore, engine 100 includes a compression ratio variable mechanism 70 that changes the piston top dead center position to change the compression ratio.

図７（Ｂ）に示すように、エンジン１００の圧縮比可変機構７０は、ピストン１１とクランクシャフト８０とをアッパリンク７１、ロアリンク７２で連結して、コントロールリンク７３でロアリンク７２の姿勢を制御することで圧縮比を変更する。 As shown in FIG. 7B, the compression ratio variable mechanism 70 of the engine 100 connects the piston 11 and the crankshaft 80 with an upper link 71 and a lower link 72, and controls the posture of the lower link 72 with a control link 73. The compression ratio is changed by controlling.

アッパリンク７１は、上端でピストンピン７４を介してピストン１１に連結する。アッパリンク７１は、下端で連結ピン７５を介してロアリンク７２の一端に連結する。ロアリンク７２の他端は、連結ピン７６を介してコントロールリンク７３に連結する。ロアリンク７２は、図中左右の２部材から分割可能に構成され、ほぼ中央に連結孔７２ａを有する。ロアリンク７２は、連結孔７２ａにクランクシャフト８０のクランクピン８１を挿入し、クランクピン８１を中心軸として揺動する。 The upper link 71 is connected to the piston 11 via a piston pin 74 at the upper end. The upper link 71 is connected to one end of the lower link 72 via a connecting pin 75 at the lower end. The other end of the lower link 72 is connected to the control link 73 via a connecting pin 76. The lower link 72 is configured to be divided from two members on the left and right in the figure, and has a connecting hole 72a at the center. The lower link 72 inserts the crankpin 81 of the crankshaft 80 into the connecting hole 72a and swings around the crankpin 81 as a central axis.

クランクシャフト８０は、クランクピン８１、ジャーナル８２及びカウンターウェイト８３を備える。クランクピン８１の中心はジャーナル８２の中心から所定量偏心している。カウンターウェイト８３は、クランクアームに一体形成されて、ピストン運動の回転１次振動成分を低減する。 The crankshaft 80 includes a crankpin 81, a journal 82, and a counterweight 83. The center of the crankpin 81 is eccentric from the center of the journal 82 by a predetermined amount. The counterweight 83 is integrally formed with the crank arm and reduces the rotational primary vibration component of the piston motion.

コントロールリンク７３は、上端で連結ピン７６を介してロアリンク７２に対して回動自在に連結する。また、コントロールリンク７３は、下端で連結ピン７７を介して、クランクシャフト８０と平行に配置されるコントロールシャフト７８に連結する。連結ピン７７は、コントロールシャフト７８の軸心から所定量偏心しており、コントロールリンク７３がその連結ピン７７を軸心として揺動する。コントロールシャフト７８は、外周にギア７８ａを形成する。このギア７８ａが、シリンダブロック１０の側部に取付けられたアクチュエータ７９の回転軸７９ａに設けられたギア７９ｂに噛合する。 The control link 73 is rotatably connected to the lower link 72 via a connecting pin 76 at the upper end. The control link 73 is connected to a control shaft 78 disposed in parallel with the crankshaft 80 via a connecting pin 77 at the lower end. The connecting pin 77 is eccentric by a predetermined amount from the axis of the control shaft 78, and the control link 73 swings around the connecting pin 77 as an axis. The control shaft 78 forms a gear 78a on the outer periphery. The gear 78a meshes with a gear 79b provided on a rotation shaft 79a of an actuator 79 attached to the side of the cylinder block 10.

上記のように構成されるエンジン１００では、ピストン１１の往復運動はアッパリンク７１に伝達され、ロアリンク７２を介してクランクシャフト８０の回転運動に変化される。この場合には、ロアリンク７２はクランクピン８１を中心軸として揺動しながら、クランクシャフト８０の中心に対して図中反時計回りに回転する。ロアリンク７２に連結するコントロールリンク７３は、下端に連結するコントロールシャフト７８の連結ピン７７を支点として揺動する。コントロールシャフト７８と連結ピン７７とは偏心しているため、アクチュエータ７９によってコントロールシャフト７８が回転すると、連結ピン７７が移動する。この連結ピン７７の移動によってコントロールリンク７３の揺動中心が変化するため、これによりアッパリンク７１及びロアリンク７２の姿勢を変えることができ、ピストン１１の上死点位置を所定の範囲内で任意に調整できる。 In the engine 100 configured as described above, the reciprocating motion of the piston 11 is transmitted to the upper link 71 and changed to the rotational motion of the crankshaft 80 via the lower link 72. In this case, the lower link 72 rotates counterclockwise in the figure with respect to the center of the crankshaft 80 while swinging about the crankpin 81 as the center axis. The control link 73 connected to the lower link 72 swings around the connecting pin 77 of the control shaft 78 connected to the lower end. Since the control shaft 78 and the connecting pin 77 are eccentric, when the control shaft 78 is rotated by the actuator 79, the connecting pin 77 moves. Since the swing center of the control link 73 is changed by the movement of the connecting pin 77, the posture of the upper link 71 and the lower link 72 can be changed, and the top dead center position of the piston 11 can be arbitrarily set within a predetermined range. Can be adjusted.

このエンジン１００では、圧縮比を低くしてピストン１１の上死点位置を低下させると、スキッシュクリアランスが大きくなるので、スキッシュ流の強度が弱くなる。これに対して、圧縮比を高くしてピストン１１の上死点位置を上昇させると、スキッシュクリアランスは小さくなるので、スキッシュ流の強度が強くなる。 In this engine 100, when the compression ratio is lowered and the top dead center position of the piston 11 is lowered, the squish clearance is increased, so that the strength of the squish flow is weakened. On the other hand, when the compression ratio is increased and the top dead center position of the piston 11 is raised, the squish clearance becomes smaller and the strength of the squish flow becomes stronger.

上記のように構成されるエンジン１００は、図８に示す運転マップに基づいて運転される。 The engine 100 configured as described above is operated based on the operation map shown in FIG.

図８（Ａ）は、エンジン回転速度と負荷とによって表される運転マップを示す。実線Ｅは、マイクロ波の発振出力の大きさが等しい運転点を結ぶ線である。また、破線Ｆは、エンジン１００の圧縮比が等しい運転点を結ぶ線である。 FIG. 8A shows an operation map represented by engine speed and load. A solid line E is a line connecting operating points having the same magnitude of the microwave oscillation output. Broken line F is a line connecting operating points where the compression ratio of engine 100 is equal.

エンジン１００は、図８（Ａ）に示すように、負荷が所定値Ｔ１よりも小さい場合にマイクロ波を発振し、プラズマ体積を拡大して混合気に点火し、負荷が所定値Ｔ１よりも大きい場合には、流動生起弁３５は全開に設定するとともに、点火プラグ５１のみによって混合気に点火する。 As shown in FIG. 8A, the engine 100 oscillates microwaves when the load is smaller than a predetermined value T1, ignites the mixture by expanding the plasma volume, and the load is larger than the predetermined value T1. In this case, the flow generating valve 35 is set to fully open and the air-fuel mixture is ignited only by the spark plug 51.

マイクロ波を発振する運転領域では、実線Ｅに示すように、マイクロ波の発振出力を低回転速度・低負荷側で最大とし、低回転速度・高負荷側で最小となるように設定する。また、低負荷側では回転速度が大きくなるほどマイクロ波の発振出力が小さくなるように設定され、高負荷側では回転速度が大きくなるほどマイクロ波の発振出力が大きくなるように設定される。 In the operation region where microwaves are oscillated, as shown by the solid line E, the microwave oscillation output is set to be maximum on the low rotation speed / low load side and to be minimum on the low rotation speed / high load side. On the low load side, the microwave oscillation output is set so as to decrease as the rotation speed increases, and on the high load side, the microwave oscillation output increases as the rotation speed increases.

また、マイクロ波を発振する運転領域は、圧縮比を変更する領域Ｒと、流動生起弁開度を変更する領域Ｓと、圧縮比及び流動生起弁開度を一定とする領域Ｔとに分けられる。 The operation region for oscillating the microwave is divided into a region R for changing the compression ratio, a region S for changing the flow valve opening, and a region T for making the compression ratio and the flow valve opening constant. .

領域Ｒは、マイクロ波を発振する運転領域のうち低回転速度・低負荷側と高回転速度・低負荷側に設定される。この領域Ｒでは、流動生起弁開度は制御されず全開となっており、マイクロ波の発振出力と圧縮比とが制御される。圧縮比は、一点鎖線Ｆに示すように、高回転速度・低負荷側に向かって低下するように、圧縮比可変機構７０によって制御される。高回転速度・低負荷側ほどピストン上死点位置が上昇するので、スキッシュ流強度が強くなる。 The region R is set to a low rotation speed / low load side and a high rotation speed / low load side in the operation region where microwaves are oscillated. In this region R, the flow generating valve opening is not controlled and is fully opened, and the microwave oscillation output and the compression ratio are controlled. The compression ratio is controlled by the variable compression ratio mechanism 70 so as to decrease toward the high rotation speed / low load side, as indicated by the alternate long and short dash line F. Since the piston top dead center position rises at higher rotational speed and lower load side, the squish flow strength becomes stronger.

低回転速度・低負荷側では、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動は非常に弱いため、圧縮比の低下によってスキッシュ流が生起されると、図８（Ｂ）に示すように点火プラグ近傍にはマイクロ波発振用アンテナ側から点火プラグ側に向かって流れる弱いガス流動が生じる。プラズマは高電界領域Ｐをゆっくりと通過し、さらにマイクロ波の発振出力は最も大きく設定されているので、低回転速度・低負荷側においてプラズマ体積が大となる。 On the low rotation speed / low load side, the gas flow generated due to the shape of the intake port is very weak. Therefore, when a squish flow is generated due to a decrease in the compression ratio, ignition occurs as shown in FIG. In the vicinity of the plug, a weak gas flow that flows from the microwave oscillation antenna side toward the ignition plug side occurs. Since the plasma slowly passes through the high electric field region P, and the oscillation output of the microwave is set to be the largest, the plasma volume becomes large on the low rotation speed / low load side.

また、高回転速度・低負荷側では、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動はエンジン回転速度の上昇ともなって大きくなるが、圧縮比が最も高く設定されるのでスキッシュ流強度も強くなる。そうすると、図８（Ｃ）に示すように点火プラグ近傍にはマイクロ波発振用アンテナ側から点火プラグ側に向かって流れるガス流動が生じる。このガス流動は、低回転速度・低負荷時よりは強度が強くなる。このとき、マイクロ波の発振出力は比較的大きく設定されており、プラズマは高電界領域Ｐを僅かに早く通過する程度なので、低回転速度・低負荷時よりは小さくなるもののプラズマの体積を大きく拡大できる。 On the high rotation speed / low load side, the gas flow generated due to the shape of the intake port increases as the engine rotation speed increases, but the squish flow strength also increases because the compression ratio is set to the highest. . Then, as shown in FIG. 8C, a gas flow that flows from the microwave oscillation antenna side toward the ignition plug side is generated in the vicinity of the ignition plug. This gas flow has a stronger strength than that at low rotational speed and low load. At this time, the oscillation output of the microwave is set to be relatively large, and the plasma passes through the high electric field region P slightly earlier, so the volume of the plasma is greatly enlarged although it is smaller than at the time of low rotation speed and low load. it can.

一方、領域Ｓは、マイクロ波を発振する運転領域のうち低回転速度・高負荷側に設定される。この領域Ｓでは、圧縮比が低圧縮比で一定に設定され、マイクロ波の発振出力と流動生起弁開度とが制御される。流動生起弁３５の開度は、低回転速度・高負荷側に向かって小さくなるように制御される。 On the other hand, the region S is set on the low rotation speed / high load side in the operation region where the microwave is oscillated. In this region S, the compression ratio is set to be constant at a low compression ratio, and the microwave oscillation output and the flow generation valve opening degree are controlled. The opening degree of the flow generating valve 35 is controlled so as to decrease toward the low rotation speed / high load side.

低回転速度・高負荷側では、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動の流れ方向と、流動生起弁３５によってもガス流動の流れ方向が一致する。そのため、図８（Ｄ）に示すように点火プラグ５１の近傍には、点火プラグ側からマイクロ波発振用アンテナ側に向かって流れる強いガス流動が生じる。このとき、マイクロ波の発振出力は最も小さくなるように設定されており、プラズマも上記ガス流動によって高電界領域Ｐを早く通過するので、プラズマ体積は小さくなる。 On the low rotation speed / high load side, the flow direction of the gas flow caused by the shape of the intake port coincides with the flow direction of the gas flow also by the flow generation valve 35. Therefore, as shown in FIG. 8D, a strong gas flow that flows from the spark plug side toward the microwave oscillation antenna side occurs in the vicinity of the spark plug 51. At this time, the oscillation output of the microwave is set to be the smallest, and the plasma also passes through the high electric field region P quickly due to the gas flow, so the plasma volume becomes small.

領域Ｔは、マイクロ波を発振する運転領域のうち高回転速度・高負荷側に設定される。この領域Ｔでは、流動生起弁開度は制御されず全開となっており、圧縮比は低圧縮比で一定に設定され、マイクロ波の発振出力のみが制御される。 The region T is set on the high rotation speed / high load side in the operation region where the microwave is oscillated. In this region T, the flow generating valve opening is not controlled and is fully open, the compression ratio is set to a constant value at a low compression ratio, and only the microwave oscillation output is controlled.

高回転速度・高負荷側では、吸気ポート形状に起因して生起されるガス流動は回転速度の上昇ともなって大きくなるので、図８（Ｅ）に示すように点火プラグ近傍には点火プラグ側からマイクロ波発振用アンテナ側に向かって流れる強いガス流動が生じる。プラズマは高電界領域Ｐを早く通過し、さらにマイクロ波の発振出力は比較的小さく設定されているので、プラズマ体積が小となる。 On the high rotational speed / high load side, the gas flow generated due to the shape of the intake port increases as the rotational speed increases. Therefore, as shown in FIG. A strong gas flow that flows toward the microwave oscillation antenna occurs. The plasma quickly passes through the high electric field region P, and the oscillation output of the microwave is set to be relatively small, so that the plasma volume becomes small.

以上により、第３実施形態では、下記の効果を得ることができる。 As described above, in the third embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態によれば、吸気ポート形状や流動生起弁３５、スキッシュ流によって、点火プラグ５１で生成されたプラズマを点火プラグ近傍から離れさせるので、点火プラグ５１の電極の劣化を抑制することができる。 According to the present embodiment, the plasma generated by the spark plug 51 is separated from the vicinity of the spark plug 51 by the shape of the intake port, the flow generating valve 35, and the squish flow, so that deterioration of the electrode of the spark plug 51 can be suppressed. .

また、圧縮比を変更してスキッシュ流強度と、流動生起弁３５の開度と、マイクロ波の発振出力とを制御し、エンジン運転状態に応じてプラズマ体積を調整するので、高エネルギー効率でエンジン１００を運転することが可能となる。 Further, the compression ratio is changed to control the squish flow intensity, the opening degree of the flow generating valve 35, and the oscillation output of the microwave, and the plasma volume is adjusted according to the engine operating state. 100 can be operated.

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態のエンジン１００のマイクロ波式点火装置５０を示す図である。 (Fourth embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating a microwave ignition device 50 of the engine 100 according to the fourth embodiment.

第４実施形態のエンジン１００は、第２実施形態とほぼ同様であるが、マイクロ波発振用アンテナ５２の設置位置において一部相違する。つまり、マイクロ波発振用アンテナ５２を、点火プラグ５１に対して、ガス流動の流れ方向の上流側に配置するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。 The engine 100 of the fourth embodiment is substantially the same as that of the second embodiment, but is partially different in the installation position of the microwave oscillation antenna 52. That is, the microwave oscillation antenna 52 is arranged upstream of the ignition plug 51 in the flow direction of the gas flow, and the difference will be mainly described below.

マイクロ波式点火装置５０では、点火プラグ５１の点火部５１ａでの電界強度を高くするためにマイクロ波発振用アンテナ５２の先端を燃焼室内に突出させて、マイクロ波発振用アンテナ５２の先端と点火部５１ａとを近くづけることがある。この場合に、第１実施形態や第２実施形態のように、マイクロ波発振用アンテナ５２を点火プラグ５１に対してガス流動のガス流れ方向の上流側に配置すると、ガス流動によって移動したプラズマとマイクロ波発振用アンテナ５２とが干渉し、プラズマの熱によってマイクロ波発振用アンテナ５２の先端が劣化してしまうという問題がある。 In the microwave ignition device 50, in order to increase the electric field strength at the ignition part 51a of the ignition plug 51, the tip of the microwave oscillation antenna 52 protrudes into the combustion chamber, and the tip of the microwave oscillation antenna 52 and the ignition are ignited. The part 51a may be closely related. In this case, as in the first embodiment and the second embodiment, when the microwave oscillation antenna 52 is arranged on the upstream side in the gas flow direction of the gas flow with respect to the spark plug 51, the plasma moved by the gas flow and There is a problem that the microwave oscillation antenna 52 interferes and the tip of the microwave oscillation antenna 52 deteriorates due to the heat of the plasma.

そこで、本実施形態では、図９（Ａ）に示すように、マイクロ波発振用アンテナ５２を、点火プラグ５１に対して、ガス流動のガス流れ方向の上流側に配置する。マイクロ波を発振しているときに点火プラグ５１によってプラズマを生成すると、領域Ｑで示すようにプラズマが拡大し始める。エンジン１００では、図９（Ｂ）に示すように、マイクロ波発振用アンテナ５２から点火プラグ５１に向かってガス流動が生起されるので、点火部５１ａで生成されたプラズマは図中右側に移動する。プラズマが高電界領域Ｐ内を移動している間は、図９（Ｃ）に示すようにプラズマ体積は増大し続ける。このように本実施形態では、燃焼室内に生起されたガス流動によってプラズマを点火部５１ａ及びマイクロ波発振用アンテナから離れさせるとともに、プラズマ体積を拡大して燃焼室内の混合気に体積点火するので、点火プラグ５１の電極の摩耗を抑制できるだけでなく、マイクロ波発振用アンテナ５２の先端の劣化を抑制できる。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 9A, the microwave oscillation antenna 52 is disposed upstream of the ignition plug 51 in the gas flow direction of the gas flow. When plasma is generated by the ignition plug 51 while the microwave is oscillating, the plasma starts to expand as indicated by the region Q. In the engine 100, as shown in FIG. 9B, a gas flow is generated from the microwave oscillation antenna 52 toward the ignition plug 51, so that the plasma generated in the ignition unit 51a moves to the right side in the figure. . While the plasma moves in the high electric field region P, the plasma volume continues to increase as shown in FIG. As described above, in this embodiment, the plasma is separated from the ignition unit 51a and the microwave oscillation antenna by the gas flow generated in the combustion chamber, and the plasma volume is expanded to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber. Not only can the wear of the electrode of the spark plug 51 be suppressed, but also the deterioration of the tip of the microwave oscillation antenna 52 can be suppressed.

上記したエンジン１００は、図１０に示す運転マップに基づいて運転される。 The engine 100 described above is operated based on an operation map shown in FIG.

図１０（Ａ）は、エンジン回転速度と負荷とによって表される運転マップを示す。破線Ｄは、吸気ポート形状に起因するガス流動と流動生起弁開度に起因するガス流動とによって燃焼室内に生起されるガス流動の強度が等しい運転点を結ぶ線である。また、実線Ｅは、マイクロ波の発振出力の大きさが等しい運転点を結ぶ線である。 FIG. 10A shows an operation map represented by engine speed and load. A broken line D is a line that connects operating points where the gas flow caused by the intake port shape and the gas flow caused by the flow generation valve opening have the same gas flow strength generated in the combustion chamber. A solid line E is a line connecting operating points having the same magnitude of the microwave oscillation output.

エンジン１００は、図１０（Ａ）に示すように、負荷が所定値Ｔ１よりも小さい場合にマイクロ波を発振してプラズマ体積を拡大して混合気に点火し、負荷が所定値Ｔ１よりも大きい場合には、流動生起弁３５は全開に設定するとともに、点火プラグ５１のみによって混合気に点火する。 As shown in FIG. 10A, when the load is smaller than a predetermined value T1, engine 100 oscillates microwaves to expand the plasma volume and ignite the mixture, and the load is larger than predetermined value T1. In this case, the flow generating valve 35 is set to fully open and the air-fuel mixture is ignited only by the spark plug 51.

第４実施形態では、マイクロ波を発振する運転領域において、マイクロ波の発振出力と燃焼室内に生起されるガス流動の強度とを制御することによって、運転条件に応じたプラズマ体積を設定する。 In the fourth embodiment, in an operation region where microwaves are oscillated, the plasma volume corresponding to the operation conditions is set by controlling the oscillation output of the microwaves and the intensity of the gas flow generated in the combustion chamber.

エンジン１００は、第２実施形態と同様に、低回転速度・高負荷側から高回転速度・低負荷側に向けて流動生起弁３５の開度が大きくなるように制御する。そのため、吸気ポート形状に起因するガス流動と流動生起弁開度に起因するガス流動とによって燃焼室内に生起されるガス流動の強度は、破線Ｄに示すように低回転速度・低負荷側において弱くなり、高回転速度・高負荷側において強くなる。 Similarly to the second embodiment, the engine 100 performs control so that the opening degree of the flow generating valve 35 increases from the low rotation speed / high load side to the high rotation speed / low load side. Therefore, the strength of the gas flow generated in the combustion chamber due to the gas flow caused by the shape of the intake port and the gas flow caused by the flow generation valve opening is weak at the low rotational speed and low load side as shown by the broken line D. It becomes stronger on the high rotation speed / high load side.

また、エンジン１００では、実線Ｅに示すように、マイクロ波の発振出力を低回転速度・低負荷側で最大とし、低回転速度・高負荷側で最小となるように設定する。また、低負荷側では回転速度が大きくなるほど、マイクロ波の発振出力が小さくなるように制御され、高負荷側では回転速度が大きくなるほど、マイクロ波の発振出力が大きくなるように設定される。 Further, in the engine 100, as indicated by a solid line E, the microwave oscillation output is set to be maximum on the low rotation speed / low load side and to be minimum on the low rotation speed / high load side. Further, control is performed such that the microwave oscillation output decreases as the rotational speed increases on the low load side, and the microwave oscillation output increases as the rotation speed increases on the high load side.

マイクロ波を発振する運転領域において、低回転速度・低負荷側では、マイクロ波の発振出力は最大となる。また、ガス流動は弱いので、図１０（Ｂ）に示すようにプラズマが高電界領域Ｐをゆっくりと移動する。そのため、プラズマ体積が最大となる。 In the operation region where microwaves are oscillated, the microwave oscillation output is maximized on the low rotation speed / low load side. Further, since the gas flow is weak, the plasma slowly moves in the high electric field region P as shown in FIG. Therefore, the plasma volume is maximized.

高回転速度・低負荷側では、ガス流動が少し強くなるので、図１０（Ｃ）に示すように低回転速度・低負荷側よりもプラズマが高電界領域Ｐを早く通過するものの、マイクロ波の発振エネルギーは比較的大きく設定されているので、プラズマ体積を大きく維持することができる。 Since the gas flow is slightly stronger on the high rotation speed / low load side, the plasma passes through the high electric field region P faster than the low rotation speed / low load side as shown in FIG. Since the oscillation energy is set relatively large, the plasma volume can be maintained large.

低回転速度・高負荷側では、マイクロ波の発振出力は最小となる。また、ガス流動が強いので、図１０（Ｄ）に示すようにプラズマが高電界領域Ｐを早く移動する。そのため、プラズマ体積が小さくなる。 On the low rotation speed / high load side, the microwave oscillation output is minimized. Further, since the gas flow is strong, the plasma moves quickly in the high electric field region P as shown in FIG. Therefore, the plasma volume is reduced.

高回転速度・高負荷側では、マイクロ波の発振出力が低回転速度・高負荷側よりも大きくなるが、ガス流動が最も強くなって、図１０（Ｅ）に示すようにプラズマが高電界領域Ｐを早く移動してしまうので、プラズマ体積は小さくなる。 On the high rotation speed / high load side, the microwave oscillation output is larger than that on the low rotation speed / high load side, but the gas flow becomes strongest, and the plasma is in a high electric field region as shown in FIG. Since P moves quickly, the plasma volume becomes small.

以上により、第４実施形態では下記の効果を得ることができる。 As described above, in the fourth embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態によれば、燃焼室内に生起されたガス流動によってプラズマを点火部５１ａ及びマイクロ波発振用アンテナから離れさせるとともに、プラズマ体積を拡大して燃焼室内の混合気に体積点火するので、マイクロ波発振用アンテナ５２の先端が燃焼室内に突出するように構成される場合であっても、点火プラグ５１の電極の摩耗を抑制できるだけでなく、マイクロ波発振用アンテナ５２の先端の劣化を抑制できる。 According to the present embodiment, the plasma is separated from the ignition unit 51a and the microwave oscillation antenna by the gas flow generated in the combustion chamber, and the plasma volume is enlarged to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber. Even when the tip of the wave oscillation antenna 52 is configured to protrude into the combustion chamber, not only can the wear of the electrode of the spark plug 51 be suppressed, but also the deterioration of the tip of the microwave oscillation antenna 52 can be suppressed. .

また、エンジン１００では、流動生起弁３５の開度と、マイクロ波の発振出力とを制御し、エンジン運転状態に応じてプラズマ体積を調整するので、高エネルギー効率でエンジン１００を運転することが可能となる。 Further, the engine 100 controls the opening degree of the flow generating valve 35 and the microwave oscillation output and adjusts the plasma volume according to the engine operating state, so that the engine 100 can be operated with high energy efficiency. It becomes.

本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。 It is obvious that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.

例えば、第１実施形態では、マイクロ波を発振する運転領域の低回転速度・高負荷側において、第２実施形態と同様に流動生起弁３５によって燃焼室内のガス流動を強化するようにしてもよい。つまり、低回転速度・高負荷側の運転領域において、回転速度が小さく負荷が大きくなるほど流動生起弁開度を小さくし、吸気ポート形状と流動生起弁３５とによって燃焼室内に生起される流動ガスの強度が回転速度及び負荷が大きくなるほど強くなるようにする。これにより、第１実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、マイクロ波を発振する運転領域の低回転速度・高負荷側においてノッキングの発生をより低減することが可能となる。 For example, in the first embodiment, the gas flow in the combustion chamber may be enhanced by the flow generation valve 35 on the low rotation speed / high load side of the operation region that oscillates the microwave, as in the second embodiment. . That is, in the operating region on the low rotational speed / high load side, the flow generating valve opening is decreased as the rotational speed is decreased and the load is increased, and the flow gas generated in the combustion chamber by the intake port shape and the flow generating valve 35 is reduced. The strength is increased as the rotational speed and load are increased. As a result, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also the occurrence of knocking can be further reduced on the low rotation speed / high load side of the operation region where the microwave is oscillated.

また、第１実施形態では、マイクロ波の発振時間を制御したが、発振出力を制御するようにしてもよい。つまり、マイクロ波の発振出力を低回転速度・低負荷側で最も大きくし、低回転速度・高負荷側で最も小さくするように設定する。また、低負荷側では回転速度が大きくなるほど発振出力が小さくなるようにし、高負荷側では回転速度が大きくなるほど発振出力が大きくなるように設定する。 In the first embodiment, the microwave oscillation time is controlled, but the oscillation output may be controlled. In other words, the microwave oscillation output is set to be the largest on the low rotation speed / low load side and the smallest on the low rotation speed / high load side. Further, the oscillation output is set to be smaller as the rotation speed is increased on the low load side, and the oscillation output is set to be increased as the rotation speed is increased on the high load side.

さらに、第３実施形態及び第４実施形態では、マイクロ波の発振出力を制御したが、第１実施形態のように発振時間を制御するようにしても同様の効果を得ることができる。 Further, in the third embodiment and the fourth embodiment, the microwave oscillation output is controlled, but the same effect can be obtained even if the oscillation time is controlled as in the first embodiment.

マイクロ波式点火装置が適用されるエンジンの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine to which a microwave ignition device is applied. マイクロ波のマイクロ波発振エネルギーについて説明する図である。It is a figure explaining the microwave oscillation energy of a microwave. マイクロ波によって拡大されたプラズマとガス流動との関係について示す図である。It is a figure shown about the relationship between the plasma expanded by the microwave, and gas flow. エンジン回転速度と負荷とによって表される運転マップを示す。The driving | operation map represented by an engine speed and load is shown. 第２実施形態のエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine of 2nd Embodiment. エンジン回転速度と負荷とによって表される運転マップを示す。The driving | operation map represented by an engine speed and load is shown. 第３実施形態のエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine of 3rd Embodiment. エンジン回転速度と負荷とによって表される運転マップを示す。The driving | operation map represented by an engine speed and load is shown. 第４実施形態のエンジンのマイクロ波式点火装置を示す図である。It is a figure which shows the microwave type ignition device of the engine of 4th Embodiment. エンジン回転速度と負荷とによって表される運転マップを示す。The driving | operation map represented by an engine speed and load is shown.

符号の説明Explanation of symbols

１００エンジン
１１ピストン
１２シリンダ
１３燃焼室
２０シリンダヘッド
２１圧縮面（逆流動生起手段、対向面）
３０吸気ポート
３０ａ上側通路
３０ｂ下側通路
３５流動生起弁（流動強度制御手段）
３６隔壁
４０排気ポート
５０マイクロ波式点火装置
５１点火プラグ
５１ａ点火部（放電部）
５２マイクロ波発振用アンテナ（マイクロ波発振手段）
５３マイクロ波発振装置（マイクロ波発振手段）
６０コントローラ
７０圧縮比可変機構（間隙調整手段）
７１アッパリンク
７２ロアリンク
７３コントロールリンク
７８コントロールシャフト 100 Engine 11 Piston 12 Cylinder 13 Combustion chamber 20 Cylinder head 21 Compression surface (reverse flow generating means, facing surface)
30 Intake port 30a Upper passage 30b Lower passage 35 Flow generation valve (flow strength control means)
36 Bulkhead 40 Exhaust port 50 Microwave ignition device 51 Spark plug 51a Ignition part (discharge part)
52 Microwave oscillation antenna (microwave oscillation means)
53 Microwave Oscillator (Microwave Oscillator)
60 controller 70 compression ratio variable mechanism (gap adjusting means)
71 Upper link 72 Lower link 73 Control link 78 Control shaft

Claims

燃焼室内に放電する点火プラグと、
前記点火プラグの放電部にマイクロ波を発振し、放電部周辺の電界強度を高めて、放電部に生成されたプラズマの体積を拡大するマイクロ波発振手段と、
前記マイクロ波発振手段からのマイクロ波によって拡大したプラズマを、前記点火プラグの放電部から離すように前記燃焼室内にガス流動を生起するガス流動生起手段と、を備えることを特徴とするエンジンの点火装置。 A spark plug that discharges into the combustion chamber;
Microwave oscillation means for oscillating microwaves in the discharge part of the spark plug, increasing the electric field intensity around the discharge part, and expanding the volume of plasma generated in the discharge part;
Ignition of an engine, comprising: gas flow generating means for generating a gas flow in the combustion chamber so as to separate the plasma expanded by the microwave from the microwave oscillating means from the discharge portion of the spark plug. apparatus.

前記ガス流動生起手段は、前記燃焼室に接続する吸気ポートであって、
前記ガス流動は、前記吸気ポート形状に起因して生起される流動であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの点火装置。 The gas flow generating means is an intake port connected to the combustion chamber,
The engine ignition device according to claim 1, wherein the gas flow is a flow caused by the shape of the intake port .

前記マイクロ波発振手段は、マイクロ波を発振するエンジン運転領域において、負荷が大きくなるほどマイクロ波を発振する発振時間を短く設定する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの点火装置。 3. The engine ignition device according to claim 1, wherein the microwave oscillating unit sets an oscillation time for oscillating the microwave to be shorter as the load increases in an engine operation region where the microwave is oscillated. 4. .

前記マイクロ波発振手段は、低負荷側ではエンジン回転速度が大きくなるほど発振時間を短くし、高負荷側ではエンジン回転速度が大きくなるほど発振時間を長くする、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のエンジンの点火装置。 4. The microwave oscillating means shortens the oscillation time as the engine speed increases on the low load side, and lengthens the oscillation time as the engine speed increases on the high load side. The engine ignition device according to any one of the above.

前記マイクロ波発振手段は、低回転速度・低負荷側でマイクロ波を発振する発振時間を最も長く設定し、低回転速度・高負荷側で発振時間を最も短く設定する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンジンの点火装置。 The microwave oscillating means sets the oscillation time for oscillating microwaves on the low rotation speed / low load side to be the longest and sets the oscillation time to be the shortest on the low rotation speed / high load side. Item 5. The engine ignition device according to any one of Items 1 to 4.

前記マイクロ波発振手段は、マイクロ波を発振するエンジン運転領域において、負荷が大きくなるほどマイクロ波発振時の発振出力を小さく設定する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの点火装置。 3. The engine according to claim 1, wherein the microwave oscillating means sets an oscillation output at the time of the microwave oscillation to be smaller as the load increases in an engine operation region in which the microwave is oscillated. Ignition device.

前記マイクロ波発振手段は、低負荷側ではエンジン回転速度が大きくなるほど発振出力を小さくし、高負荷側ではエンジン回転速度が大きくなるほど発振出力を大きくする、ことを特徴とする請求項１、２、６のいずれか一つに記載のエンジンの点火装置。 The microwave oscillating means reduces the oscillation output as the engine rotational speed increases on the low load side, and increases the oscillation output as the engine rotational speed increases on the high load side. The engine ignition device according to claim 6.

前記マイクロ波発振手段は、低回転速度・低負荷側で発振出力を最も大きく設定し、低回転速度・高負荷側で発振出力を最も小さく設定する、ことを特徴とする請求項１、２、６、７のいずれか一つに記載のエンジンの点火装置。 The microwave oscillating means sets the oscillation output to be the largest on the low rotational speed / low load side and sets the oscillation output to the smallest on the low rotational speed / high load side. The engine ignition device according to any one of 6 and 7.

前記燃焼室内に生起されるガス流動の流れ方向と同方向にガス流動を生起することで、燃焼室内に生起されるガス流動の強度を制御する流動強度制御手段を備え、
前記流動強度制御手段は、低回転速度・低負荷側から高回転速度・高負荷側に向かうにしたがって燃焼室内のガス流動強度を強くする、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のエンジンの点火装置。 A flow strength control means for controlling the strength of the gas flow generated in the combustion chamber by generating a gas flow in the same direction as the flow direction of the gas flow generated in the combustion chamber;
The flow strength control means increases the gas flow strength in the combustion chamber from the low rotational speed / low load side toward the high rotational speed / high load side. The ignition device for an engine according to one of the above.

前記流動強度制御手段は、
前記吸気ポート内を上側通路と下側通路とに隔てる隔壁と、
前記隔壁よりも上流側に形成され、前記吸気ポートの下側通路を開閉可能な流動生起弁と、
エンジン運転状態が高回転速度・低負荷側から低回転速度・高負荷側に向かうにしたがって前記流動生起弁の開度を小さくする制御する開度制御手段と、を備えることを特徴とする請求項９に記載のエンジンの点火装置。 The flow strength control means includes
A partition that separates the inside of the intake port into an upper passage and a lower passage;
A flow generating valve formed upstream of the partition wall and capable of opening and closing a lower passage of the intake port;
An opening degree control means for controlling to reduce the opening degree of the flow generating valve as the engine operating state goes from a high rotation speed / low load side to a low rotation speed / high load side. The engine ignition device according to claim 9.

前記燃焼室内に生起されるガス流動の流れ方向と反対方向のガス流動を生起する逆流動生起手段を備え、
前記逆流動生起手段は、低回転速度・高負荷側から高回転速度・低負荷側に向かうにしたがって前記反対方向のガス流動の強度を強くする、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のエンジンの点火装置。 A reverse flow generating means for generating a gas flow in a direction opposite to a flow direction of the gas flow generated in the combustion chamber;
11. The reverse flow generating means increases the strength of gas flow in the opposite direction from the low rotation speed / high load side toward the high rotation speed / low load side. The engine ignition device according to claim 1.

前記逆流動生起手段は、
排気ポート側のシリンダの内径周縁に、シリンダヘッドの内側壁と対向する対向面を有するピストンと、
前記ピストンの上死点位置を変化させることで、前記シリンダヘッドの下面と前記ピストンの対向面との間の間隙を調整して、前記燃焼室に生じるスキッシュ流の強さを調整する間隙調整手段と、を備え、
低回転速度・高負荷側から高回転速度・低負荷側に向かうにしたがって前記シリンダヘッドの下面と前記ピストンの対向面との間の間隙を小さくして、スキッシュ流強度を強くする、ことを特徴とする請求項１１に記載のエンジンの点火装置。 The reverse flow generating means is
A piston having a facing surface facing the inner wall of the cylinder head on the inner peripheral edge of the cylinder on the exhaust port side;
A gap adjusting means for adjusting the strength of the squish flow generated in the combustion chamber by adjusting the gap between the lower surface of the cylinder head and the opposed surface of the piston by changing the top dead center position of the piston. And comprising
The gap between the lower surface of the cylinder head and the opposed surface of the piston is reduced from the low rotational speed / high load side to the high rotational speed / low load side, thereby increasing the squish flow strength. The engine ignition device according to claim 11.

前記間隙調整手段は、
前記ピストンとクランクシャフトとを複数のリンクで連結するとともに、リンクの姿勢を変化させることでピストン上死点位置を変化させて圧縮比を可変とする圧縮比可変機構を備え、
前記間隙は圧縮比を高くすることで小さくなる、ことを特徴とする請求項１２に記載のエンジンの点火装置。 The gap adjusting means includes
The piston and the crankshaft are connected by a plurality of links, and a compression ratio variable mechanism that changes the compression top ratio by changing the piston top dead center position by changing the posture of the link,
The engine ignition device according to claim 12, wherein the gap is reduced by increasing the compression ratio.

前記マイクロ波発振手段は、マイクロを発振する発振部が前記燃焼室内に突出形成されるとともに、前記点火プラグに対して前記ガス流動の流れ方向上流側に配置され、
ことを特徴と請求項１〜１０のいずれか一つに記載のエンジンの点火装置。 The microwave oscillating means has an oscillating portion for oscillating a micro-projection formed in the combustion chamber, and is disposed upstream of the ignition plug in the flow direction of the gas flow,
The engine ignition device according to any one of claims 1 to 10.