JP5640870B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、内燃機関の燃費改善手法の一つとして、内燃機関の冷却損失の発生を抑制することが知られている。例えば特許文献１には、シリンダヘッドを燃焼室から断熱することでシリンダヘッドにおける冷却損失の発生を抑制する技術が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as one of methods for improving the fuel consumption of an internal combustion engine, it is known to suppress the occurrence of cooling loss in the internal combustion engine. For example, Patent Literature 1 discloses a technique for suppressing the generation of cooling loss in the cylinder head by insulating the cylinder head from the combustion chamber.

特開平１１−２７０４０４号公報JP 11-270404 A

ところで内燃機関の燃費改善を図る他の手法として、燃焼室にタンブル流を生成させて内燃機関の燃焼性を向上させることが考えられる。そこで、シリンダヘッドが断熱されることでシリンダヘッドにおける冷却損失の発生が抑制可能な構造を有する内燃機関の燃焼室にタンブル流を発生させることで、さらなる燃費向上を図ることが考えられる。しかしながら、この場合、タンブル流によって燃焼室における燃焼速度が上昇して、燃焼ガス温度が上昇するおそれがある。その結果、燃焼室の温度が上昇するおそれがある。また、気流の強さが増すため温度境界層が薄くなり、熱伝達係数が増加するおそれがある。その結果、燃焼室の温度が上昇するおそれがある。燃焼室の温度が上昇した場合、ピストンへの熱伝達が増加することから、内燃機関の熱損失が増加してしまう。その結果、燃費の向上を図ることが困難となるおそれがある。   By the way, as another method for improving the fuel consumption of the internal combustion engine, it is conceivable to generate a tumble flow in the combustion chamber to improve the combustibility of the internal combustion engine. Therefore, it is conceivable to further improve fuel efficiency by generating a tumble flow in the combustion chamber of the internal combustion engine having a structure that can suppress the generation of cooling loss in the cylinder head by insulating the cylinder head. However, in this case, the combustion speed in the combustion chamber increases due to the tumble flow, and the combustion gas temperature may increase. As a result, the temperature of the combustion chamber may increase. Moreover, since the strength of the airflow increases, the temperature boundary layer becomes thin, and the heat transfer coefficient may increase. As a result, the temperature of the combustion chamber may increase. When the temperature of the combustion chamber rises, heat transfer to the piston increases, so that heat loss of the internal combustion engine increases. As a result, it may be difficult to improve fuel consumption.

本発明は、シリンダヘッドが断熱されることでシリンダヘッドにおける冷却損失の発生が抑制可能な構造を有する内燃機関における燃費向上を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve fuel consumption in an internal combustion engine having a structure in which generation of cooling loss in the cylinder head can be suppressed by insulating the cylinder head.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、ピストンとシリンダヘッドとの間に形成された燃焼室に吸気行程から圧縮行程にかけてタンブル流が形成される構造と、前記シリンダヘッドが断熱されることで前記シリンダヘッドにおける冷却損失の発生が抑制可能な構造と、燃料を前記燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、を備える内燃機関の前記吸気行程における第１時期および前記圧縮行程における第２時期に前記燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁の前記燃料の噴射時期を制御する制御部を備え、前記燃焼室は、吸気を前記燃焼室に流入させるための吸気開口部と、排気を前記燃焼室から排出させるための排気開口部と、を備え、前記タンブル流は、前記吸気開口部を通過して前記燃焼室に流入した前記吸気が前記ピストンを経て前記排気開口部の方に向かって流動する逆タンブル流であり、前記第１時期は、前記逆タンブル流の渦中心よりも前記シリンダヘッドに近い部分に向けて前記燃料噴射弁から前記燃料が噴射される時期であり、前記第２時期は、前記逆タンブル流の渦中心よりも前記ピストンに近い部分であり且つ前記ピストンの頂面よりも前記渦中心に近い部分に向けて前記燃料噴射弁から前記燃料が噴射される時期であり、前記燃料噴射弁は、前記第１時期に前記燃料噴射弁から噴射された前記燃料によって前記逆タンブル流の流速が増大する前記内燃機関の所定箇所に配置されていることを特徴とする。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a structure in which a tumble flow is formed from an intake stroke to a compression stroke in a combustion chamber formed between a piston and a cylinder head, and the cylinder head is thermally insulated to The internal combustion engine having a structure capable of suppressing the generation of cooling loss in the cylinder head and a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber, the first time in the intake stroke and the second time in the compression stroke A control unit configured to control the fuel injection timing of the fuel injection valve so that fuel is injected; the combustion chamber includes an intake opening for allowing intake air to flow into the combustion chamber; and exhaust gas to the combustion chamber An exhaust opening for exhausting the exhaust gas, and the tumble flow passes through the intake opening and flows into the combustion chamber through the piston. A reverse tumble flow flowing toward the mouth, the first timing, the fuel is injected from the fuel injection valve toward a portion close to the cylinder head than the vortex center of the reverse tumble flow The second timing is a portion closer to the piston than the center of the vortex of the reverse tumble flow and from the fuel injection valve toward the portion closer to the center of the vortex than the top surface of the piston. The fuel injection valve is disposed at a predetermined location of the internal combustion engine where the flow rate of the reverse tumble flow is increased by the fuel injected from the fuel injection valve at the first timing. It is characterized by that.

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、第１時期に燃料噴射弁から噴射された燃料によって、吸気行程におけるタンブル流の流速を増大させることができる。このようにタンブル流の流速が増大された状態で圧縮行程における第２時期に燃料が噴射されることで、圧縮行程におけるタンブル流のピストン近傍の部分の流速を減少させることができる。これにより、圧縮上死点近傍におけるタンブル流の流速を、シリンダヘッド側を高く、ピストン側を低くすることができる。その結果、燃焼室における燃焼を促進しつつ燃焼室の熱がピストンへ伝達することを抑制することができる。それにより、燃焼を促進しつつ熱損失を低減させることができる。その結果、シリンダヘッドが断熱されることでシリンダヘッドにおける冷却損失の発生が抑制可能な構造を有する内燃機関における燃費向上を図ることができる。   According to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the flow rate of the tumble flow in the intake stroke can be increased by the fuel injected from the fuel injection valve at the first timing. As described above, the fuel is injected at the second time in the compression stroke while the flow velocity of the tumble flow is increased, so that the flow velocity in the vicinity of the piston of the tumble flow in the compression stroke can be reduced. Thereby, the flow rate of the tumble flow near the compression top dead center can be increased on the cylinder head side and decreased on the piston side. As a result, it is possible to suppress the transfer of heat from the combustion chamber to the piston while promoting combustion in the combustion chamber. Thereby, heat loss can be reduced while promoting combustion. As a result, it is possible to improve fuel consumption in an internal combustion engine having a structure that can suppress the occurrence of cooling loss in the cylinder head by insulating the cylinder head.

上記構成は、前記第１時期および前記第２時期が前記内燃機関のクランク角に関連づけて規定されたマップを記憶した記憶部を備え、前記制御部は、前記内燃機関の前記クランク角を取得し、取得された前記クランク角に基づいて前記記憶部の前記マップを参照することで、前記第１時期および前記第２時期を取得し、取得された前記第１時期および前記第２時期に前記燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁の前記噴射時期を制御してもよい。   The configuration includes a storage unit that stores a map in which the first timing and the second timing are defined in association with the crank angle of the internal combustion engine, and the control unit acquires the crank angle of the internal combustion engine. The first timing and the second timing are acquired by referring to the map of the storage unit based on the acquired crank angle, and the fuel is acquired at the acquired first timing and the second timing. The fuel injection timing of the fuel injection valve may be controlled so that is injected.

上記構成において、前記燃焼室は、吸気を前記燃焼室に流入させるための吸気開口部と、排気を前記燃焼室から排出させるための排気開口部と、を備え、前記タンブル流は、前記吸気開口部を通過して前記燃焼室に流入した前記吸気が前記排気開口部を経て前記ピストンの方に向かって流動する正タンブル流であり、前記燃料噴射弁が配置されている前記内燃機関の前記所定箇所は、前記シリンダヘッドの前記吸気開口部の近傍である構成としてもよい。この構成によれば、第１時期に噴射された燃料によって吸気行程における正タンブル流の流速を増大させることができる。また、第２時期に噴射された燃料によって圧縮行程における正タンブル流のピストン近傍の部分の流速を減少させることができる。   In the above configuration, the combustion chamber includes an intake opening for allowing intake air to flow into the combustion chamber, and an exhaust opening for discharging exhaust from the combustion chamber, and the tumble flow is the intake opening. The predetermined amount of the internal combustion engine in which the fuel injection valve is disposed is a positive tumble flow in which the intake air that has passed through the section and flows into the combustion chamber flows toward the piston through the exhaust opening. The location may be in the vicinity of the intake opening of the cylinder head. According to this configuration, the flow rate of the normal tumble flow in the intake stroke can be increased by the fuel injected in the first period. Further, the fuel injected at the second time can reduce the flow velocity in the vicinity of the piston of the positive tumble flow in the compression stroke.

上記構成において、前記燃焼室は、吸気を前記燃焼室に流入させるための吸気開口部と、排気を前記燃焼室から排出させるための排気開口部と、を備え、前記タンブル流は、前記吸気開口部を通過して前記燃焼室に流入した前記吸気が前記ピストンを経て前記排気開口部の方に向かって流動する逆タンブル流であり、前記燃料噴射弁が配置されている前記内燃機関の前記所定箇所は、前記シリンダヘッドの前記排気開口部の近傍である構成としてもよい。この構成によれば、第１時期に噴射された燃料によって吸気行程における逆タンブル流の流速を増大させることができる。また、第２時期に噴射された燃料によって圧縮行程における逆タンブル流のピストン近傍の部分の流速を減少させることができる。   In the above configuration, the combustion chamber includes an intake opening for allowing intake air to flow into the combustion chamber, and an exhaust opening for discharging exhaust from the combustion chamber, and the tumble flow is the intake opening. The predetermined amount of the internal combustion engine in which the fuel injection valve is disposed is a reverse tumble flow in which the intake air that has passed through the section and flows into the combustion chamber flows through the piston toward the exhaust opening. The location may be in the vicinity of the exhaust opening of the cylinder head. According to this configuration, the flow velocity of the reverse tumble flow in the intake stroke can be increased by the fuel injected in the first period. Further, the fuel injected at the second time can reduce the flow velocity in the vicinity of the piston in the reverse tumble flow in the compression stroke.

本発明によれば、シリンダヘッドが断熱されることでシリンダヘッドにおける冷却損失の発生が抑制可能な構造を有する内燃機関における燃費向上を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the internal combustion engine which can aim at the fuel consumption improvement in the internal combustion engine which has the structure which can suppress generation | occurrence | production of the cooling loss in a cylinder head by thermally insulating a cylinder head can be provided.

図１は、実施例１に係る制御装置および内燃機関を備える内燃機関システムを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an internal combustion engine system including a control device and an internal combustion engine according to a first embodiment. 図２（ａ）は燃料噴射弁を示す模式図である。図２（ｂ）は制御装置の機能ブロック図である。Fig.2 (a) is a schematic diagram which shows a fuel injection valve. FIG. 2B is a functional block diagram of the control device. 図３は、制御装置による気流制御弁および燃料噴射弁の制御を説明するための模式図であり、吸気行程における内燃機関システムを模式的に示している。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the control of the airflow control valve and the fuel injection valve by the control device, and schematically shows the internal combustion engine system in the intake stroke. 図４は、制御装置による気流制御弁および燃料噴射弁の制御を説明するための模式図であり、圧縮行程における内燃機関システムを模式的に示している。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the control of the airflow control valve and the fuel injection valve by the control device, and schematically shows the internal combustion engine system in the compression stroke. 図５（ａ）は、制御装置が燃料噴射弁を制御する際に参照するマップの一例を説明するための図である。図５（ｂ）は、制御装置のフローチャートの一例を示す図である。Fig.5 (a) is a figure for demonstrating an example of the map referred when a control apparatus controls a fuel injection valve. FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a flowchart of the control device. 図６は、内燃機関の圧縮行程の圧縮上死点近傍における正タンブル流の流速分布を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the flow velocity distribution of the normal tumble flow in the vicinity of the compression top dead center in the compression stroke of the internal combustion engine. 図７は、燃焼室に逆タンブル流が形成される場合の内燃機関システムを説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the internal combustion engine system when a reverse tumble flow is formed in the combustion chamber.

以下、本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

本発明の実施例１に係る内燃機関１０の制御装置１００（以下、制御装置１００と略称する）について説明する。図１は、本実施例に係る制御装置１００および内燃機関１０を備える内燃機関システム５を示す模式図である。内燃機関１０は、シリンダヘッド２０、シリンダブロック２１、ピストン２２、吸気通路３０、排気通路３１、吸気弁４０、排気弁４１、燃料噴射弁５０、気流制御弁６０およびクランク角センサ７０を備えている。なお、図１の内燃機関１０の断面図は、内燃機関１０をクランク軸の軸線方向から見た断面図である。   A control device 100 (hereinafter, abbreviated as control device 100) for an internal combustion engine 10 according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an internal combustion engine system 5 including a control device 100 and an internal combustion engine 10 according to the present embodiment. The internal combustion engine 10 includes a cylinder head 20, a cylinder block 21, a piston 22, an intake passage 30, an exhaust passage 31, an intake valve 40, an exhaust valve 41, a fuel injection valve 50, an airflow control valve 60, and a crank angle sensor 70. . 1 is a cross-sectional view of the internal combustion engine 10 as viewed from the axial direction of the crankshaft.

シリンダヘッド２０はシリンダブロック２１の上方に配置されている。ピストン２２はシリンダブロック２１の気筒内に配置されている。なお、本実施例において上方および下方は、必ずしも重力方向における上方および下方と一致している必要はない。例えば、本実施例における上方および下方は水平方向であってもよい。   The cylinder head 20 is disposed above the cylinder block 21. The piston 22 is disposed in the cylinder of the cylinder block 21. In the present embodiment, the upper and lower parts do not necessarily need to coincide with the upper and lower parts in the direction of gravity. For example, the upper and lower sides in the present embodiment may be in the horizontal direction.

シリンダヘッド２０には、冷却媒体が通過するための冷却媒体流路８０が形成されている。シリンダブロック２１には、冷却媒体が通過するための冷却媒体流路８１が形成されている。ピストン２２とシリンダヘッド２０とシリンダブロック２１とによって囲まれた空間に、燃焼室２３が形成されている。すなわち、燃焼室２３は、ピストン２２とシリンダヘッド２０との間に形成されている。   The cylinder head 20 is formed with a cooling medium flow path 80 through which the cooling medium passes. The cylinder block 21 is formed with a cooling medium flow path 81 through which the cooling medium passes. A combustion chamber 23 is formed in a space surrounded by the piston 22, the cylinder head 20, and the cylinder block 21. That is, the combustion chamber 23 is formed between the piston 22 and the cylinder head 20.

燃焼室２３は、吸気を燃焼室２３に流入させるための吸気開口部２４と、排気を燃焼室２３から排出させるための排気開口部２５とを備えている。吸気通路３０は、吸気が吸気開口部２４に到達するまでに流動する通路である。排気通路３１は、排気開口部２５から排出された排気が通過するための通路である。吸気弁４０は、吸気開口部２４を開閉するための弁である。排気弁４１は、排気開口部２５を開閉するための弁である。   The combustion chamber 23 includes an intake opening 24 for allowing intake air to flow into the combustion chamber 23, and an exhaust opening 25 for discharging exhaust gas from the combustion chamber 23. The intake passage 30 is a passage through which intake air flows before reaching the intake opening 24. The exhaust passage 31 is a passage through which the exhaust discharged from the exhaust opening 25 passes. The intake valve 40 is a valve for opening and closing the intake opening 24. The exhaust valve 41 is a valve for opening and closing the exhaust opening 25.

燃料噴射弁５０は、制御装置１００に制御されて、燃焼室２３に燃料を直接噴射する弁である。すなわち、本実施例に係る内燃機関１０は筒内噴射式の内燃機関である。なお、本実施例において燃焼室２３には点火プラグ（図示せず）が配置されている。すなわち、本実施例に係る内燃機関１０は火花点火式の内燃機関でもある。   The fuel injection valve 50 is a valve that is controlled by the control device 100 and injects fuel directly into the combustion chamber 23. That is, the internal combustion engine 10 according to the present embodiment is a direct injection internal combustion engine. In this embodiment, an ignition plug (not shown) is disposed in the combustion chamber 23. That is, the internal combustion engine 10 according to the present embodiment is also a spark ignition type internal combustion engine.

気流制御弁６０は、制御装置１００に制御されて、吸気通路３０を通過する吸気の流動方向を制御する弁である。気流制御弁６０が吸気の流動方向を制御することで、燃焼室２３に吸気行程から排気行程にかけてタンブル流を形成することができる。すなわち、本実施例に係る内燃機関１０は、吸気行程から排気行程にかけて燃焼室２３にタンブル流が形成される構造として、気流制御弁６０を備える構造を有している。   The airflow control valve 60 is a valve that is controlled by the control device 100 to control the flow direction of the intake air passing through the intake passage 30. The airflow control valve 60 controls the flow direction of the intake air, so that a tumble flow can be formed in the combustion chamber 23 from the intake stroke to the exhaust stroke. That is, the internal combustion engine 10 according to the present embodiment has a structure including the airflow control valve 60 as a structure in which a tumble flow is formed in the combustion chamber 23 from the intake stroke to the exhaust stroke.

但し、燃焼室２３にタンブル流が形成される内燃機関１０の構造は、気流制御弁６０を備える構造に限定されるものではない。例えば、吸気通路３０の形状を調整することによっても燃焼室２３にタンブル流を形成することができる。したがって、内燃機関１０は、燃焼室２３にタンブル流が形成される構造として、気流制御弁６０を備える構造に代えてまたは気流制御弁６０を備える構造とともに、燃焼室２３にタンブル流が形成されるように吸気を燃焼室２３に導く吸気通路を有する構造を備えていてもよい。   However, the structure of the internal combustion engine 10 in which the tumble flow is formed in the combustion chamber 23 is not limited to the structure including the airflow control valve 60. For example, a tumble flow can be formed in the combustion chamber 23 by adjusting the shape of the intake passage 30. Therefore, in the internal combustion engine 10, as a structure in which the tumble flow is formed in the combustion chamber 23, a tumble flow is formed in the combustion chamber 23 instead of the structure including the air flow control valve 60 or together with the structure including the air flow control valve 60. Thus, a structure having an intake passage for guiding intake air to the combustion chamber 23 may be provided.

ピストン２２の頂面にはキャビティ２６が形成されている。キャビティ２６は、燃焼室２３に形成されたタンブル流をピストン２２の頂面に沿って滑らかに流動させる機能を有している。但し、本実施例に係る制御装置１００は、キャビティ２６を備えないピストンを有する内燃機関に適用することもできる。   A cavity 26 is formed on the top surface of the piston 22. The cavity 26 has a function of causing the tumble flow formed in the combustion chamber 23 to smoothly flow along the top surface of the piston 22. However, the control device 100 according to the present embodiment can also be applied to an internal combustion engine having a piston that does not include the cavity 26.

クランク角センサ７０は、内燃機関１０のクランク軸の角度（クランク角）を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。なお、内燃機関１０の吸気行程、圧縮行程等の各種行程、ピストン２２の位置等は、クランク角を基準にして設定されている。したがって制御装置１００は、クランク角を取得することで、内燃機関１０が吸気行程にあるか圧縮行程にあるか、ピストン２２の位置がどこにあるか等、内燃機関１０の運転状態に関する情報を取得することができる。   The crank angle sensor 70 detects the angle (crank angle) of the crankshaft of the internal combustion engine 10 and transmits the detection result to the control device 100. The various strokes such as the intake stroke and the compression stroke of the internal combustion engine 10, the position of the piston 22 and the like are set based on the crank angle. Therefore, the control device 100 acquires information on the operating state of the internal combustion engine 10 such as whether the internal combustion engine 10 is in the intake stroke or the compression stroke, and where the position of the piston 22 is, by acquiring the crank angle. be able to.

制御装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３とを備える電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。制御装置１００は、燃料噴射弁５０および気流制御弁６０を制御する。   The control device 100 is an electronic control unit (Electronic Control Unit) including a CPU (Central Processing Unit) 101, a ROM (Read Only Memory) 102, and a RAM (Random Access Memory) 103. The control device 100 controls the fuel injection valve 50 and the airflow control valve 60.

本実施例に係る内燃機関１０は、冷却損失の発生を抑制するための構造を有している。具体的には内燃機関１０は、シリンダヘッド２０が断熱されることでシリンダヘッド２０における冷却損失の発生が抑制可能な構造（以下、冷却損失発生抑制構造と略称する場合がある）を有している。   The internal combustion engine 10 according to the present embodiment has a structure for suppressing the occurrence of cooling loss. Specifically, the internal combustion engine 10 has a structure capable of suppressing the generation of cooling loss in the cylinder head 20 by heat insulation of the cylinder head 20 (hereinafter sometimes referred to as a cooling loss generation suppressing structure). Yes.

この冷却損失発生抑制構造としては特に限定されるものではないが、一例として、シリンダヘッド２０の燃焼室２３に面した部分に断熱部材を例えば膜状に配置した構造を用いることができる。断熱部材としてはシリンダヘッド２０を構成する材料（金属）よりも熱伝達率の小さい部材であれば、特に限定されるものではない。この構造によれば、断熱部材によってシリンダヘッド２０を燃焼室２３から断熱することができる。その結果、シリンダヘッド２０における冷却損失の発生を抑制することができる。   Although this cooling loss generation suppressing structure is not particularly limited, as an example, a structure in which a heat insulating member is arranged in a film shape, for example, in a portion facing the combustion chamber 23 of the cylinder head 20 can be used. The heat insulating member is not particularly limited as long as it is a member having a smaller heat transfer coefficient than the material (metal) constituting the cylinder head 20. According to this structure, the cylinder head 20 can be insulated from the combustion chamber 23 by the heat insulating member. As a result, occurrence of cooling loss in the cylinder head 20 can be suppressed.

あるいは、内燃機関１０は、断熱部材によってシリンダヘッド２０が燃焼室２３から断熱された構造に代えてまたはこの構造とともに、シリンダヘッド２０のシリンダブロック２１側の界面に、断熱部材を配置した構造を用いることができる。この構造によれば、断熱部材によってシリンダヘッド２０をシリンダブロック２１から断熱することができる。その結果、シリンダヘッド２０における冷却損失の発生を抑制することができる。   Alternatively, the internal combustion engine 10 uses a structure in which a heat insulating member is disposed at the interface on the cylinder block 21 side of the cylinder head 20 instead of the structure in which the cylinder head 20 is thermally insulated from the combustion chamber 23 by the heat insulating member. be able to. According to this structure, the cylinder head 20 can be insulated from the cylinder block 21 by the heat insulating member. As a result, occurrence of cooling loss in the cylinder head 20 can be suppressed.

また、冷却損失発生抑制構造は、上述した断熱部材を用いる構造に代えてまたは断熱部材を用いる構造とともに、冷却媒体流路８０における冷却媒体の流量を冷却媒体流路８１における冷却媒体の流量よりも小さくする構造を用いることもできる。このような構造の一例として、冷却媒体流路８０と冷却媒体供給装置（例えば冷却媒体用のポンプ）とを連通する流路に流量調整弁を配置し、この流路を流通する冷却媒体の流量を流量調整弁によって停止させる又は減少させることで、冷却媒体流路８０における冷却媒体の流量を冷却媒体流路８１における流量よりも小さくする構造を用いることができる。この場合、シリンダヘッド２０と冷却媒体との熱伝導がシリンダブロック２１と冷却媒体との熱伝導に比較して抑制される。その結果、シリンダヘッド２０が断熱されることでシリンダヘッド２０における冷却損失の発生を抑制した構造が得られる。   In addition, the cooling loss occurrence suppression structure replaces the structure using the heat insulating member described above or together with the structure using the heat insulating member, and the flow rate of the cooling medium in the cooling medium flow path 80 is greater than the flow rate of the cooling medium in the cooling medium flow path 81 A structure for reducing the size can also be used. As an example of such a structure, a flow rate adjusting valve is disposed in a flow path that connects the cooling medium flow path 80 and a cooling medium supply device (for example, a cooling medium pump), and the flow rate of the cooling medium that flows through this flow path. The flow rate of the cooling medium in the cooling medium flow path 80 can be made smaller than the flow rate in the cooling medium flow path 81 by stopping or reducing the flow rate by the flow rate adjusting valve. In this case, heat conduction between the cylinder head 20 and the cooling medium is suppressed compared to heat conduction between the cylinder block 21 and the cooling medium. As a result, a structure in which the generation of cooling loss in the cylinder head 20 is suppressed is obtained by insulating the cylinder head 20.

上記のように、内燃機関１０がシリンダヘッド２０における冷却損失の発生が抑制可能な構造を有することで、内燃機関１０の冷却損失を低減させることができることから、内燃機関１０の燃費向上を図ることができる。また、冷却媒体流路８１によってシリンダブロック２１の冷却が確保されていることから、燃焼室２３の温度上昇が抑制されている。それにより、ノッキングの発生が抑制されている。ノッキングの発生が抑制されることで、内燃機関１０のトルクを向上させることができる。   As described above, since the internal combustion engine 10 has a structure capable of suppressing the generation of cooling loss in the cylinder head 20, the cooling loss of the internal combustion engine 10 can be reduced, and therefore the fuel efficiency of the internal combustion engine 10 is improved. Can do. Further, since the cooling of the cylinder block 21 is ensured by the cooling medium flow path 81, the temperature rise of the combustion chamber 23 is suppressed. Thereby, the occurrence of knocking is suppressed. By suppressing the occurrence of knocking, the torque of the internal combustion engine 10 can be improved.

続いて燃料噴射弁５０の構成について説明する。図２（ａ）は燃料噴射弁５０を示す模式図である。燃料噴射弁５０は、その先端に燃料２００を噴射する噴射口５１を有している。本実施例において、噴射口５１はスリット形状になっている。燃料噴射弁５０から噴射された燃料２００の噴霧形状は、ファン形（扇形）である。すなわち、本実施例に係る燃料噴射弁５０はファン噴霧を行う燃料噴射弁である。但し、燃料噴射弁５０の構成は、これに限定されるものではない。例えば燃料噴射弁５０として、ホロコーン噴霧を行う燃料噴射弁を用いてもよい。   Next, the configuration of the fuel injection valve 50 will be described. FIG. 2A is a schematic diagram showing the fuel injection valve 50. The fuel injection valve 50 has an injection port 51 for injecting the fuel 200 at the tip thereof. In the present embodiment, the injection port 51 has a slit shape. The spray shape of the fuel 200 injected from the fuel injection valve 50 is a fan shape (fan shape). That is, the fuel injection valve 50 according to the present embodiment is a fuel injection valve that performs fan spraying. However, the configuration of the fuel injection valve 50 is not limited to this. For example, as the fuel injection valve 50, a fuel injection valve that performs holo-cone spraying may be used.

続いて制御装置１００の詳細について説明する。図２（ｂ）は制御装置１００の機能ブロック図である。制御装置１００の機能は、制御部１０４および記憶部１０５によって実現することができる。制御部１０４は、クランク角センサ７０の検出結果を受けて、気流制御弁６０および燃料噴射弁５０を制御する機能を有している。記憶部１０５は、制御部１０４の動作に必要なデータ等を記憶する機能を有している。制御部１０４は、記憶部１０５の記憶したデータ等を適宜参照しながら、各種制御を行う。制御部１０４の機能はＣＰＵ１０１によって実現することができる。記憶部１０５の機能はＲＯＭ１０２およびＲＡＭ１０３によって実現することができる。   Next, details of the control device 100 will be described. FIG. 2B is a functional block diagram of the control device 100. The function of the control device 100 can be realized by the control unit 104 and the storage unit 105. The control unit 104 has a function of receiving the detection result of the crank angle sensor 70 and controlling the airflow control valve 60 and the fuel injection valve 50. The storage unit 105 has a function of storing data and the like necessary for the operation of the control unit 104. The control unit 104 performs various controls while referring to data stored in the storage unit 105 as appropriate. The function of the control unit 104 can be realized by the CPU 101. The function of the storage unit 105 can be realized by the ROM 102 and the RAM 103.

図３および図４は、制御装置１００による気流制御弁６０および燃料噴射弁５０の制御を説明するための模式図である。図３は吸気行程における内燃機関システム５を模式的に示し、図４は圧縮行程における内燃機関システム５を模式的に示している。なお、図３および図４において吸気弁４０、排気弁４１、気流制御弁６０およびクランク角センサ７０の図示は省略されている。   3 and 4 are schematic diagrams for explaining the control of the airflow control valve 60 and the fuel injection valve 50 by the control device 100. FIG. FIG. 3 schematically shows the internal combustion engine system 5 in the intake stroke, and FIG. 4 schematically shows the internal combustion engine system 5 in the compression stroke. 3 and 4, the intake valve 40, the exhaust valve 41, the airflow control valve 60, and the crank angle sensor 70 are not shown.

本実施例において燃焼室２３に形成されるタンブル流は、正タンブル流３００である。正タンブル流３００の流動方向は、吸気開口部２４を通過して燃焼室２３に流入した吸気が排気開口部２５を経てピストン２２の方に向かって流動する方向であり、図３および図４において紙面に向かって時計回りである。制御装置１００の制御部１０４は、吸気行程から圧縮行程にかけて燃焼室２３に正タンブル流３００が形成されるように、気流制御弁６０を制御する。   In the present embodiment, the tumble flow formed in the combustion chamber 23 is a normal tumble flow 300. The flow direction of the normal tumble flow 300 is a direction in which the intake air that has passed through the intake opening 24 and has flowed into the combustion chamber 23 flows toward the piston 22 through the exhaust opening 25. In FIGS. Clockwise toward the page. The control unit 104 of the control device 100 controls the airflow control valve 60 so that the normal tumble flow 300 is formed in the combustion chamber 23 from the intake stroke to the compression stroke.

正タンブル流３００は、渦中心３０１を中心に縦方向に旋回する。ピストン２２の移動に伴って、渦中心３０１も移動する。例えば図３と図４とを比較した場合、図４の方が図３よりもピストン２２は上方に位置しており、渦中心３０１も上方に位置している。   The normal tumble flow 300 swirls in the vertical direction around the vortex center 301. As the piston 22 moves, the vortex center 301 also moves. For example, when FIG. 3 and FIG. 4 are compared, in FIG. 4, the piston 22 is positioned above the position in FIG. 3, and the vortex center 301 is also positioned above.

図３に示すように、制御部１０４は、吸気行程における所定の時期（以下、第１時期と称する）に燃料２００が噴射されるように燃料噴射弁５０の燃料２００の噴射時期を制御する。第１時期は、正タンブル流３００の渦中心３０１よりもシリンダヘッド２０に近い部分（図３においては渦中心３０１よりも上側の部分）に向けて燃料噴射弁５０から燃料２００が噴射される時期である。すなわち、制御部１０４は、燃料噴射弁５０が正タンブル流３００の渦中心３０１よりもシリンダヘッド２０に近い部分に向けて燃料２００を噴射するように、吸気行程における燃料噴射弁５０の燃料２００の噴射時期を制御している。   As shown in FIG. 3, the control unit 104 controls the injection timing of the fuel 200 of the fuel injection valve 50 so that the fuel 200 is injected at a predetermined timing (hereinafter referred to as a first timing) in the intake stroke. The first timing is the timing at which the fuel 200 is injected from the fuel injection valve 50 toward the portion closer to the cylinder head 20 than the vortex center 301 of the normal tumble flow 300 (the portion above the vortex center 301 in FIG. 3). It is. That is, the control unit 104 injects the fuel 200 toward the portion closer to the cylinder head 20 than the vortex center 301 of the normal tumble flow 300, so that the fuel injection valve 50 in the intake stroke of the fuel injection valve 50 is in the intake stroke. The injection timing is controlled.

図４に示すように、制御部１０４は、圧縮行程における所定の時期（以下、第２時期と称する）に燃料２００が噴射されるように燃料噴射弁５０の燃料２００の噴射時期を制御する。第２時期は、正タンブル流３００の渦中心３０１よりもピストン２２に近い部分（図４においては渦中心３０１よりも下側の部分）に向けて燃料噴射弁５０から燃料２００が噴射される時期である。すなわち、制御部１０４は、燃料噴射弁５０が正タンブル流３００の渦中心３０１よりもピストン２２に近い部分に向けて燃料２００を噴射するように、圧縮行程における燃料噴射弁５０の燃料２００の噴射時期を制御している。   As shown in FIG. 4, the control unit 104 controls the injection timing of the fuel 200 of the fuel injection valve 50 so that the fuel 200 is injected at a predetermined timing (hereinafter referred to as a second timing) in the compression stroke. The second timing is the timing at which the fuel 200 is injected from the fuel injection valve 50 toward the portion closer to the piston 22 than the vortex center 301 of the normal tumble flow 300 (the portion below the vortex center 301 in FIG. 4). It is. That is, the control unit 104 injects the fuel 200 of the fuel injection valve 50 in the compression stroke so that the fuel injection valve 50 injects the fuel 200 toward the portion closer to the piston 22 than the vortex center 301 of the normal tumble flow 300. The timing is controlled.

ここで、燃料噴射弁５０は、第１時期に燃料噴射弁５０から噴射された燃料２００によって正タンブル流３００の流速が増大する内燃機関１０の所定箇所に配置されている。本実施例においては、この内燃機関１０の所定箇所はシリンダヘッド２０の吸気開口部２４の近傍である。より具体的には、内燃機関１０の所定箇所はシリンダヘッド２０の吸気開口部２４の下側である。燃料噴射弁５０がこのような所定箇所に配置されることで、第１時期に噴射された燃料２００によって、吸気行程における正タンブル流３００の流速を増大させることができる。また、第２時期に噴射された燃料２００によって、圧縮行程における正タンブル流３００のピストン２２近傍の部分の流速を減少させることができる。   Here, the fuel injection valve 50 is disposed at a predetermined location of the internal combustion engine 10 where the flow velocity of the normal tumble flow 300 is increased by the fuel 200 injected from the fuel injection valve 50 at the first timing. In this embodiment, the predetermined location of the internal combustion engine 10 is in the vicinity of the intake opening 24 of the cylinder head 20. More specifically, the predetermined location of the internal combustion engine 10 is below the intake opening 24 of the cylinder head 20. By disposing the fuel injection valve 50 at such a predetermined location, the flow rate of the normal tumble flow 300 in the intake stroke can be increased by the fuel 200 injected at the first timing. Further, the fuel 200 injected at the second time can reduce the flow velocity in the vicinity of the piston 22 of the normal tumble flow 300 in the compression stroke.

制御装置１００が第１時期および第２時期を取得する具体的な手法は、特に限定されるものではない。本実施例に係る制御装置１００は、一例として、マップを用いた演算によって第１時期および第２時期を取得する。図５（ａ）は、制御装置１００が燃料噴射弁５０を制御する際に参照するマップの一例を説明するための図である。横軸はクランク角を示し、縦軸は噴射の有無を示している。吸気行程においてハッチングが施された領域は第１時期に対応し、圧縮行程においてハッチングが施された領域は第２時期に対応している。   The specific method by which the control device 100 acquires the first time and the second time is not particularly limited. As an example, the control apparatus 100 according to the present embodiment acquires the first time and the second time by calculation using a map. FIG. 5A is a diagram for explaining an example of a map that is referred to when the control device 100 controls the fuel injection valve 50. The horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the presence or absence of injection. The hatched area in the intake stroke corresponds to the first period, and the hatched area in the compression stroke corresponds to the second period.

マップは、第１時期および第２時期をクランク角に関連づけて規定している。第１時期は、吸気行程における正タンブル流３００の渦中心３０１よりもシリンダヘッド２０に近い部分に向けて燃料噴射弁５０から燃料２００が噴射されるクランク角である。第２時期は、圧縮行程における正タンブル流３００の渦中心３０１よりもピストン２２に近い部分に向けて燃料噴射弁５０から燃料２００が噴射されるクランク角である。   The map defines the first time and the second time in association with the crank angle. The first time is a crank angle at which the fuel 200 is injected from the fuel injection valve 50 toward a portion closer to the cylinder head 20 than the vortex center 301 of the positive tumble flow 300 in the intake stroke. The second time is a crank angle at which the fuel 200 is injected from the fuel injection valve 50 toward a portion closer to the piston 22 than the vortex center 301 of the positive tumble flow 300 in the compression stroke.

マップは、記憶部１０５が記憶しておく。制御部１０４は、クランク角センサ７０の検出結果に基づいて内燃機関１０のクランク角を取得し、取得されたクランク角に基づいて記憶部１０５のマップを参照することで、第１時期および第２時期を取得する。   The storage unit 105 stores the map. The control unit 104 acquires the crank angle of the internal combustion engine 10 based on the detection result of the crank angle sensor 70, and refers to the map of the storage unit 105 based on the acquired crank angle, whereby the first time period and the second time period. Get the time.

図５（ｂ）は、制御装置１００のフローチャートの一例を示す図である。制御装置１００の制御部１０４は、図５（ｂ）のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、制御部１０４は、内燃機関１０のクランク角に基づいて記憶部１０５のマップを参照することで第１時期を取得し、取得された第１時期に燃料２００が噴射されるように燃料噴射弁５０の噴射時期を制御する（ステップＳ１０）。   FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a flowchart of the control device 100. The control unit 104 of the control device 100 repeatedly executes the flowchart of FIG. 5B at a predetermined cycle. First, the control unit 104 acquires the first time by referring to the map of the storage unit 105 based on the crank angle of the internal combustion engine 10, and the fuel injection is performed so that the fuel 200 is injected at the acquired first time. The injection timing of the valve 50 is controlled (step S10).

次いで、制御部１０４は、内燃機関１０のクランク角に基づいて記憶部１０５のマップを参照することで第２時期を取得し、取得された第２時期に燃料２００が噴射されるように燃料噴射弁５０の噴射時期を制御する（ステップＳ２０）。次いで制御部１０４はフローチャートの実行を終了する。   Next, the control unit 104 obtains the second time by referring to the map of the storage unit 105 based on the crank angle of the internal combustion engine 10, and performs fuel injection so that the fuel 200 is injected at the obtained second time. The injection timing of the valve 50 is controlled (step S20). Next, the control unit 104 ends the execution of the flowchart.

図６は、本実施例に係る内燃機関１０の圧縮行程の圧縮上死点近傍における正タンブル流３００の流速分布を示す模式図である。図３、図４および図６を参照しながら、本実施例に係る制御装置１００の作用効果を説明する。まず、図３に示すように、制御部１０４は吸気行程の第１時期に燃料２００が噴射されるように燃料噴射弁５０の噴射時期を制御することから、第１時期に燃料噴射弁５０から噴射された燃料２００によって、吸気行程における正タンブル流３００の流速を増大させることができる。   FIG. 6 is a schematic diagram showing the flow velocity distribution of the normal tumble flow 300 in the vicinity of the compression top dead center in the compression stroke of the internal combustion engine 10 according to the present embodiment. With reference to FIGS. 3, 4, and 6, the effect of the control device 100 according to the present embodiment will be described. First, as shown in FIG. 3, the control unit 104 controls the injection timing of the fuel injection valve 50 so that the fuel 200 is injected at the first timing of the intake stroke, and therefore from the fuel injection valve 50 at the first timing. The injected fuel 200 can increase the flow rate of the positive tumble flow 300 in the intake stroke.

このように正タンブル流３００の流速が増大された状態で、図４に示すように、制御部１０４は圧縮行程における第２時期に燃料２００が噴射されるように燃料噴射弁５０の噴射時期を制御することから、圧縮行程における正タンブル流３００のピストン２２近傍の部分の流速を減少させることができる。これにより、図６に示すように、圧縮上死点近傍における正タンブル流３００の流速を、シリンダヘッド２０側を高く、ピストン２２側を低くすることができる。その結果、燃焼室２３における燃焼を促進しつつ燃焼室２３の熱がピストン２２へ伝達することを抑制することができる。それにより、燃焼を促進しつつ熱損失を低減させることができる。その結果、シリンダヘッド２０が断熱されることでシリンダヘッド２０における冷却損失の発生が抑制可能な構造を有する内燃機関１０における燃費向上を図ることができる。   With the flow velocity of the positive tumble flow 300 increased in this way, as shown in FIG. 4, the control unit 104 sets the injection timing of the fuel injection valve 50 so that the fuel 200 is injected at the second timing in the compression stroke. Since the control is performed, the flow velocity in the vicinity of the piston 22 of the positive tumble flow 300 in the compression stroke can be reduced. As a result, as shown in FIG. 6, the flow rate of the normal tumble flow 300 in the vicinity of the compression top dead center can be increased on the cylinder head 20 side and decreased on the piston 22 side. As a result, it is possible to suppress the heat of the combustion chamber 23 from being transmitted to the piston 22 while promoting the combustion in the combustion chamber 23. Thereby, heat loss can be reduced while promoting combustion. As a result, the fuel consumption in the internal combustion engine 10 having a structure that can suppress the occurrence of cooling loss in the cylinder head 20 by insulating the cylinder head 20 can be achieved.

（変形例１）
燃焼室２３に形成されるタンブル流は、正タンブル流３００に限定されるものではない。燃焼室２３に形成されるタンブル流は、逆タンブル流であってもよい。図７は、燃焼室２３に逆タンブル流３００ａが形成される場合の内燃機関システム５を説明するための模式図である。図７の内燃機関１０は、タンブル流が逆タンブル流３００ａである点において図３と異なっている。また図７の内燃機関１０は、燃料噴射弁５０の配置箇所が図３と異なっている。その他の構成は、図３と同様である。 (Modification 1)
The tumble flow formed in the combustion chamber 23 is not limited to the normal tumble flow 300. The tumble flow formed in the combustion chamber 23 may be a reverse tumble flow. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the internal combustion engine system 5 when a reverse tumble flow 300 a is formed in the combustion chamber 23. The internal combustion engine 10 of FIG. 7 differs from FIG. 3 in that the tumble flow is a reverse tumble flow 300a. Further, the internal combustion engine 10 of FIG. 7 is different from FIG. Other configurations are the same as those in FIG.

逆タンブル流３００ａの流動方向は、吸気開口部２４を通過して燃焼室２３に流入した吸気がピストン２２を経て排気開口部２５の方に向かって流動する方向であり、図７において紙面に向かって反時計回りである。本変形例に係る制御部１０４は、吸気行程から圧縮行程にかけて燃焼室２３に逆タンブル流３００ａが形成されるように、気流制御弁６０を制御する。   The flow direction of the reverse tumble flow 300a is the direction in which the intake air that has passed through the intake opening 24 and flows into the combustion chamber 23 flows through the piston 22 toward the exhaust opening 25, and is directed toward the paper surface in FIG. Counterclockwise. The control unit 104 according to this modification controls the airflow control valve 60 so that the reverse tumble flow 300a is formed in the combustion chamber 23 from the intake stroke to the compression stroke.

本変形例に係る第１時期は、逆タンブル流３００ａの渦中心３０１よりもシリンダヘッド２０に近い部分に向けて燃料噴射弁５０から燃料２００が噴射される時期である。すなわち、本変形例に係る制御部１０４は、燃料噴射弁５０が逆タンブル流３００ａの渦中心３０１よりもシリンダヘッド２０に近い部分に向けて燃料２００を噴射するように、吸気行程における燃料噴射弁５０の燃料２００の噴射時期を制御している。   The first time according to this modification is a time at which the fuel 200 is injected from the fuel injection valve 50 toward a portion closer to the cylinder head 20 than the vortex center 301 of the reverse tumble flow 300a. In other words, the control unit 104 according to the present modification uses the fuel injection valve in the intake stroke so that the fuel injection valve 50 injects the fuel 200 toward the portion closer to the cylinder head 20 than the vortex center 301 of the reverse tumble flow 300a. The injection timing of 50 fuels 200 is controlled.

本変形例に係る第２時期は、逆タンブル流３００ａの渦中心３０１よりもピストン２２に近い部分に向けて燃料噴射弁５０から燃料２００が噴射される時期である。すなわち、本変形例に係る制御部１０４は、燃料噴射弁５０が逆タンブル流３００ａの渦中心３０１よりもピストン２２に近い部分に向けて燃料２００を噴射するように、圧縮行程における燃料噴射弁５０の燃料２００の噴射時期を制御している。   The second time according to this modification is a time when the fuel 200 is injected from the fuel injection valve 50 toward the portion closer to the piston 22 than the vortex center 301 of the reverse tumble flow 300a. In other words, the control unit 104 according to the present modification uses the fuel injection valve 50 in the compression stroke so that the fuel injection valve 50 injects the fuel 200 toward the portion closer to the piston 22 than the vortex center 301 of the reverse tumble flow 300a. The injection timing of the fuel 200 is controlled.

燃料噴射弁５０は、第１時期に燃料噴射弁５０から噴射された燃料２００によって逆タンブル流３００ａの流速が増大する内燃機関１０の所定箇所に配置されている。本変形例においては、この内燃機関１０の所定箇所は、シリンダヘッド２０の排気開口部２５の近傍である。より具体的には内燃機関１０の所定箇所は、シリンダヘッド２０の排気開口部２５の下側である。燃料噴射弁５０がこのような所定箇所に配置されることで、第１時期に噴射された燃料２００によって、吸気行程における逆タンブル流３００ａの流速を増大させることができる。また、第２時期に噴射された燃料２００によって、圧縮行程における逆タンブル流３００ａのピストン２２近傍の部分の流速を減少させることができる。   The fuel injection valve 50 is disposed at a predetermined location of the internal combustion engine 10 where the flow rate of the reverse tumble flow 300a is increased by the fuel 200 injected from the fuel injection valve 50 at the first timing. In this modification, the predetermined location of the internal combustion engine 10 is in the vicinity of the exhaust opening 25 of the cylinder head 20. More specifically, the predetermined location of the internal combustion engine 10 is below the exhaust opening 25 of the cylinder head 20. By disposing the fuel injection valve 50 at such a predetermined location, the flow rate of the reverse tumble flow 300a in the intake stroke can be increased by the fuel 200 injected at the first timing. Further, the fuel 200 injected at the second time can reduce the flow velocity in the vicinity of the piston 22 of the reverse tumble flow 300a in the compression stroke.

本変形例に係る制御装置１００においても、第１時期に燃料噴射弁５０から噴射された燃料２００によって、吸気行程における逆タンブル流３００ａの流速を増大させることができる。このように逆タンブル流３００ａの流速が増大された状態で圧縮行程における第２時期に燃料２００が噴射されることで、圧縮行程における逆タンブル流３００ａのピストン２２近傍の部分の流速を減少させることができる。これにより、圧縮上死点近傍における逆タンブル流３００ａの流速を、シリンダヘッド２０側を高く、ピストン２２側を低くすることができる。その結果、燃焼室２３における燃焼を促進しつつ燃焼室２３の熱がピストン２２へ伝達することを抑制することができる。それにより、燃焼を促進しつつ熱損失を低減させることができる。その結果、シリンダヘッド２０が断熱されることでシリンダヘッド２０における冷却損失の発生が抑制可能な構造を有する内燃機関１０における燃費向上を図ることができる。   Also in the control device 100 according to this modification, the flow velocity of the reverse tumble flow 300a in the intake stroke can be increased by the fuel 200 injected from the fuel injection valve 50 at the first timing. In this way, the fuel 200 is injected at the second timing in the compression stroke while the flow velocity of the reverse tumble flow 300a is increased, thereby reducing the flow velocity in the vicinity of the piston 22 of the reverse tumble flow 300a in the compression stroke. Can do. Thereby, the flow velocity of the reverse tumble flow 300a in the vicinity of the compression top dead center can be increased on the cylinder head 20 side and decreased on the piston 22 side. As a result, it is possible to suppress the heat of the combustion chamber 23 from being transmitted to the piston 22 while promoting the combustion in the combustion chamber 23. Thereby, heat loss can be reduced while promoting combustion. As a result, the fuel consumption in the internal combustion engine 10 having a structure that can suppress the occurrence of cooling loss in the cylinder head 20 by insulating the cylinder head 20 can be achieved.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

５ 内燃機関システム
１０ 内燃機関
２０ シリンダヘッド
２１ シリンダブロック
２２ ピストン
２３ 燃焼室
２４ 吸気開口部
２５ 排気開口部
５０ 燃料噴射弁
６０ 気流制御弁
７０ クランク角センサ
８０,８１ 冷却媒体流路
１００ 制御装置
１０４ 制御部
１０５ 記憶部
２００ 燃料
３０１ 渦中心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Internal combustion engine system 10 Internal combustion engine 20 Cylinder head 21 Cylinder block 22 Piston 23 Combustion chamber 24 Intake opening 25 Exhaust opening 50 Fuel injection valve 60 Airflow control valve 70 Crank angle sensor 80, 81 Coolant flow path 100 Control device 104 Control Part 105 Storage part 200 Fuel 301 Vortex center

Claims (3)

ピストンとシリンダヘッドとの間に形成された燃焼室に吸気行程から圧縮行程にかけてタンブル流が形成される構造と、前記シリンダヘッドが断熱されることで前記シリンダヘッドにおける冷却損失の発生が抑制可能な構造と、燃料を前記燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、を備える内燃機関の前記吸気行程における第１時期および前記圧縮行程における第２時期に前記燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁の前記燃料の噴射時期を制御する制御部を備え、
前記燃焼室は、吸気を前記燃焼室に流入させるための吸気開口部と、排気を前記燃焼室から排出させるための排気開口部と、を備え、
前記タンブル流は、前記吸気開口部を通過して前記燃焼室に流入した前記吸気が前記ピストンを経て前記排気開口部の方に向かって流動する逆タンブル流であり、
前記第１時期は、前記逆タンブル流の渦中心よりも前記シリンダヘッドに近い部分に向けて前記燃料噴射弁から前記燃料が噴射される時期であり、
前記第２時期は、前記逆タンブル流の渦中心よりも前記ピストンに近い部分であり且つ前記ピストンの頂面よりも前記渦中心に近い部分に向けて前記燃料噴射弁から前記燃料が噴射される時期であり、
前記燃料噴射弁は、前記第１時期に前記燃料噴射弁から噴射された前記燃料によって前記逆タンブル流の流速が増大する前記内燃機関の所定箇所に配置されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A structure in which a tumble flow is formed in the combustion chamber formed between the piston and the cylinder head from the intake stroke to the compression stroke, and the cylinder head is thermally insulated, so that generation of cooling loss in the cylinder head can be suppressed. And a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber. The fuel injection valve is configured to inject the fuel at a first timing in the intake stroke and a second timing in the compression stroke of an internal combustion engine. A control unit for controlling the fuel injection timing of
The combustion chamber includes an intake opening for allowing intake air to flow into the combustion chamber, and an exhaust opening for discharging exhaust from the combustion chamber.
The tumble flow is a reverse tumble flow in which the intake air that has passed through the intake opening and flows into the combustion chamber flows toward the exhaust opening through the piston.
The first time is a time at which the fuel is injected from the fuel injection valve toward a portion closer to the cylinder head than the vortex center of the reverse tumble flow,
In the second period, the fuel is injected from the fuel injection valve toward a portion closer to the piston than the vortex center of the reverse tumble flow and closer to the vortex center than the top surface of the piston. Is the time,
The internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection valve is disposed at a predetermined position of the internal combustion engine where the flow velocity of the reverse tumble flow is increased by the fuel injected from the fuel injection valve at the first timing. Control device. 前記第１時期および前記第２時期が前記内燃機関のクランク角に関連づけて規定されたマップを記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、前記内燃機関の前記クランク角を取得し、取得された前記クランク角に基づいて前記記憶部の前記マップを参照することで、前記第１時期および前記第２時期を取得し、取得された前記第１時期および前記第２時期に前記燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁の前記噴射時期を制御する請求項１記載の内燃機関の制御装置。 A storage unit storing a map in which the first time and the second time are defined in association with a crank angle of the internal combustion engine;
The control unit acquires the first timing and the second timing by acquiring the crank angle of the internal combustion engine, referring to the map of the storage unit based on the acquired crank angle, The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the injection timing of the fuel injection valve is controlled so that the fuel is injected at the acquired first timing and second timing. 前記燃料噴射弁が配置されている前記内燃機関の前記所定箇所は、前記シリンダヘッドの前記排気開口部の近傍である請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the predetermined portion of the internal combustion engine in which the fuel injection valve is disposed is in the vicinity of the exhaust opening of the cylinder head .
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