特開 2022-147537 車両用内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022147537

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】車両用内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02B 19/12 20060101AFI20220929BHJP

   F02M 26/00 20160101ALI20220929BHJP

   F02D 17/00 20060101ALI20220929BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20220929BHJP

   F02P 15/08 20060101ALI20220929BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

F02B19/12 D

F02B19/12 A

F02M26/00 301

F02D17/00 F

F02P13/00 302B

F02P15/08 301C

F02D43/00 301A

F02D43/00 301N

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021048819

(22)【出願日】2021-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100107319

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100096769

【氏名又は名称】有原 幸一

(72)【発明者】

【氏名】宮坂 智海

(72)【発明者】

【氏名】福井 利賢

【テーマコード（参考）】

3G019

3G023

3G062

3G092

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G019AA05

3G019AB01

3G019AB04

3G019AB08

3G019AC02

3G019AC06

3G019CB04

3G019GA05

3G019GA09

3G019GA11

3G019KA11

3G019KA16

3G023AA01

3G023AA02

3G023AB01

3G023AB02

3G023AB03

3G023AC01

3G023AC03

3G023AD03

3G023AD21

3G023AD25

3G023AD28

3G023AF01

3G023AG03

3G062AA03

3G062AA04

3G062BA08

3G062CA02

3G062GA04

3G062GA06

3G062GA08

3G092AA01

3G092AA07

3G092AA14

3G092AA17

3G092AB02

3G092BA08

3G092BA10

3G092CA03

3G092CA04

3G092CA07

3G092CB04

3G092FA01

3G092FA15

3G092GA02

3G092GA03

3G092HC06Z

3G092HC08Z

3G092HE01Z

3G092HE08Z

3G092HF08Z

3G384AA01

3G384AA07

3G384BA03

3G384BA05

3G384BA23

3G384BA27

3G384BA28

3G384BA41

3G384CA03

3G384CA04

3G384DA01

3G384DA02

3G384DA54

3G384FA07Z

3G384FA28Z

3G384FA56Z

(57)【要約】

【課題】車両用内燃機関の大型化を抑制しながら気筒内での失火を効率的に抑制し、ひいては、内燃機関の駆動効率の低下を効率的に抑制する。
【解決手段】本発明の車両用内燃機関は、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒を有し、各気筒が、主燃焼室及び副室を有し、３つ以上の気筒が、長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒と、長手方向にて２つの外側気筒間に位置する１つ以上の内側気筒とから成る。かかる内燃機関は、２つの外側気筒における副室及び１つ以上の内側気筒における副室のそれぞれに配置される副室点火器と、２つの外側気筒における主燃焼室のそれぞれに配置される主燃焼室点火器とをさらに有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に並ぶ３つ以上の気筒を備え、
各気筒が、主燃焼室と、連通孔を介して前記主燃焼室と連通する副室とを有し、
前記３つ以上の気筒が、前記長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒と、前記長手方向にて前記２つの外側気筒間に位置する１つ以上の内側気筒とから成る、車両用内燃機関であって、
前記２つの外側気筒における副室及び前記１つ以上の内側気筒における副室のそれぞれに配置される副室点火器と、
前記２つの外側気筒における主燃焼室のそれぞれに配置される主燃焼室点火器と
を備えている車両用内燃機関。

【請求項2】

前記車両用内燃機関の駆動力を調節可能とするように構成される制御装置と、
前記２つの外側気筒からの排出ガスを前記１つ以上の内側気筒に還流可能とするように構成される排出ガス再循環装置と
を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関が暖機状態でない場合に、各外側気筒にて燃焼を実施すべくその外側気筒の主燃焼室点火器の点火を実施するように制御し、かつこの外側気筒の燃焼によって排出される排出ガスを前記１つ以上の内側気筒に還流すべく前記排出ガス再循環装置を制御するようになっている、請求項１に記載の車両用内燃機関。

【請求項3】

前記車両用内燃機関の駆動力を調節可能とするように構成される制御装置を備え、
前記制御装置は、前記車両用内燃機関がその負荷率を第１負荷率閾値未満とするように駆動する低負荷状態である場合に、前記１つ以上の内側気筒のそれぞれを休止状態とすべくその内側気筒における副室点火器の点火を禁止するように制御し、かつ前記２つの外側気筒のそれぞれを稼働状態とすべくその外側気筒における主燃焼室点火器の点火に続いて同副室点火器の点火を実施するように制御し、これによって、前記車両用内燃機関を駆動するようになっている、請求項１又は２に記載の車両用内燃機関。

【請求項4】

前記制御装置は、前記車両用内燃機関がその負荷率を前記第１負荷率閾値以上とし、かつ同負荷率を前記第１負荷率閾値よりも大きな第２負荷率閾値未満とするように駆動する中負荷状態である場合に、前記２つの外側気筒のそれぞれを休止状態とすべくその外側気筒における主燃焼室点火器及び副室点火器の点火を禁止するように制御し、かつ前記１つ以上の内側気筒のそれぞれを稼働状態とすべくその内側気筒における副室点火器の点火を実施するように制御し、これによって、前記車両用内燃機関を駆動するようになっている、請求項３に記載の車両用内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒を有し、各気筒が、主燃焼室と、連通孔を介して主燃焼室と連通する副室とを有する、車両用内燃機関に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用エンジン等の車両用内燃機関においては、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒のそれぞれにおける燃焼室が、主燃焼室と、連通孔を介して主燃焼室と連通する副室とに区画されることがある。このような気筒においては、副室にて点火プラグの点火によって混合気が燃焼し、副室の混合気の燃焼によって副室から連通穴を通して主燃焼室に向かうトーチ状の火炎（ジェット火炎）が発生し、このジェット火炎によって主燃焼室内の混合気が燃焼することができる。このような内燃機関は、副室式内燃機関と呼ばれることもある。さらに、車両用内燃機関においては、車両の燃費性能を向上させるために、車両の運転状況、例えば、内燃機関の回転数、負荷率等に応じて複数の気筒のうちいずれかを休止させることがある。

【0003】

上記車両用内燃機関の一例としては、副室に燃料を噴射する副燃料噴射弁の高温化と、それに伴うデポジットの生成とを抑制するために、副室式エンジンの負荷運転領域に応じて休止気筒の数を変更するように構成され、かつ負荷運転領域が低負荷運転領域にあると共に副室式エンジンの出力トルクが小さいほど、休止気筒の数を減少させるように構成される副室式エンジンが挙げられる。（例えば、特許文献１を参照。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１７８７１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記車両用内燃機関の一例において、内燃機関の冷機始動時では気筒内で燃料の霧化が促進されない。内燃機関の負荷運転領域が低負荷運転領域にある状態では気筒内のガス流動が停滞するおそれがある。これらの場合、燃焼後に排出されずに副室内に残ったガス、すなわち、副室内の残留ガスによって、副室から連通孔を通って主燃焼室に向かうジェット火炎が消失するように失火が生じるおそれがある。

【0006】

このような失火は、内燃機関の駆動効率を低下させるおそれがある。そのため、失火を防ぐための対策を講じる必要があるが、この対策を講じるに当たって、内燃機関の大型化を防ぐことも肝要となる。

【0007】

このような実情を鑑みると、車両用内燃機関においては、内燃機関の大型化を抑制しながら気筒内での失火を効率的に抑制することが望まれ、ひいては、内燃機関の駆動効率の低下を効率的に抑制することが望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

課題を解決するために、一態様に係る車両用内燃機関は、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒を備え、各気筒が、主燃焼室と、連通孔を介して前記主燃焼室と連通する副室とを有し、前記３つ以上の気筒が、前記長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒と、前記長手方向にて前記２つの外側気筒間に位置する１つ以上の内側気筒とから成る、車両用内燃機関であって、前記２つの外側気筒における副室及び前記１つ以上の内側気筒における副室のそれぞれに配置される副室点火器と、前記２つの外側気筒における主燃焼室のそれぞれに配置される主燃焼室点火器とを備えている。

【発明の効果】

【0009】

一態様に係る車両用内燃機関においては、内燃機関の大型化を抑制しながら気筒内での失火を効率的に抑制でき、ひいては、内燃機関の駆動効率の低下を効率的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態に係る車両用内燃機関を模式的に示す構成図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る車両用内燃機関の外側気筒の主燃焼室、副室、及びこれらの周辺部分をその中心軸線に沿って切断した状態で概略的に示す縦断面図である。

【図3】図３は、図２のＸ－Ｘ線断面図である。

【図4】図４は、一実施形態に係る車両用内燃機関の内側気筒の主燃焼室、副室、及びこれらの周辺部分をその中心軸線に沿って切断した状態で概略的に示す縦断面図である。

【図5】図５は、図４のＹ－Ｙ線断面図である。

【図6】図６は、内燃機関の負荷率と内燃機関の回転速度とに基づいて内燃機関の負荷状態を決定するために用いられるマップである。

【図7】図７は、一実施形態に係る車両用内燃機関の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

一実施形態に係る車両用内燃機関について説明する。本実施形態に係る車両用内燃機関（以下、必要に応じて、単に「内燃機関」という）は、自動車に搭載されるエンジンとなっている。しかしながら、車両用内燃機関は、自動車以外の車両に搭載されるエンジン等の内燃機関とすることができる。

【0012】

「車両用内燃機関の概略」
図１～図５を参照して、本実施形態に係る車両用内燃機関１の概略について説明する。すなわち、本実施形態に係る車両用内燃機関１は、概略的には次のように構成される。図１に示すように、車両用内燃機関１は、その長手方向（両側矢印Ｌにより示す）に沿って配置される４つの気筒１０，２０を有する。

【0013】

図１～図５を参照すると、各気筒１０，２０は、主燃焼室１１，２１を有する。各気筒１０，２０はまた、連通孔１３，２３を介してその主燃焼室１１，２１と連通する副室１２，２２を有する。図１に示すように、４つの気筒１０，２０は、長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒１０と、長手方向にてこれら２つの外側気筒１０間に位置する２つの内側気筒２０とから成る。

【0014】

しかしながら、内燃機関は、その長手方向に並ぶ３つ以上の気筒を有するように構成することもできる。この場合、３つ以上の気筒は、２つの外側気筒と、１つ以上の内側気筒とから成ることができる。

【0015】

図２～図５を参照すると、内燃機関１は、各外側気筒１０の副室１２に配置される副室点火器１４を有する。内燃機関１は、各外側気筒１０の主燃焼室１１に配置される主燃焼室点火器１５を有する。内燃機関１は、各内側気筒２０の副室２２に配置される副室点火器２４を有する。

【0016】

さらに、本実施形態に係る車両用内燃機関１は、概略的には次のように構成することができる。図１に示すように、内燃機関１は、その駆動力を調節可能とするように構成される制御装置２を有する。内燃機関１は、２つの外側気筒１０からの排出ガスを２つの内側気筒２０に還流可能とするように構成される排出ガス再循環装置（以下、必要に応じて、「ＥＧＲ装置」という）３を有する。

【0017】

制御装置２は、内燃機関１が暖機状態でない場合に、各外側気筒１０にて燃焼を実施すべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火を実施するように制御し、かつこの外側気筒１０の燃焼によって排出される排出ガスを各内側気筒２０に還流すべくＥＧＲ装置３を制御するようになっている。なお、制御装置２は、内燃機関１が暖機状態でない場合に、各内側気筒２０におけるインジェクタ２９の燃料供給（燃料噴射）を禁止することができ、かつ各内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止することができる。

【0018】

制御装置２は、内燃機関１が低負荷状態である場合に、各内側気筒２０を休止状態とすべくその内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止するように制御し、かつ各外側気筒１０を稼働状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火に続いて同副室点火器１４の点火を実施するように制御し、これによって、内燃機関１を駆動するようになっている。なお、低負荷状態は、内燃機関１がその負荷率（％）を第１負荷率閾値Ｅ１未満とするように駆動する状態である。

【0019】

制御装置２は、内燃機関１が中負荷状態である場合に、各外側気筒１０を休止状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５及び副室点火器１４の点火を禁止するように制御し、かつ各内側気筒２０を稼働状態にすべくその内側気筒２０おける副室点火器２４の点火を実施するように制御し、これによって、内燃機関１を駆動するようになっている。なお、中負荷状態は、内燃機関１がその負荷率を第１負荷率閾値Ｅ１以上とし、かつ同負荷率を第２負荷率閾値Ｅ２未満とするように駆動する状態である。そして、第２負荷率閾値Ｅ２は第１負荷率閾値Ｅ１よりも大きい。

【0020】

「車両用内燃機関の詳細」
図１～図６を参照すると、本実施形態に係る車両用内燃機関１は、詳細には次のように構成することができる。図１に示すように、内燃機関１は、その冷却水の水温（℃）を検出可能に構成される水温検出部４を有する。内燃機関１は、アクセル開度（％）を検出可能に構成されるアクセル開度検出部５を有する。

【0021】

内燃機関１は、その回転速度（ｓ^－１）を検出可能に構成される回転速度検出部６を有する。例えば、回転速度検出部６は、クランク角センサとすることができる。しかしながら、回転速度検出部は、クランク角センサに限定されない。

【0022】

図１に示すように、４つの気筒１０，２０は、長手方向に延びる長手軸線１ａ沿って実質的に直列に配置されている。すなわち、内燃機関１は直列型となっている。しかしながら、内燃機関は、３つ以上の気筒を長手方向に沿って並べるように構成されていれば、Ｖ型、水平対向型等とすることもできる。

【0023】

特に図２～図５を参照すると、各気筒１０，２０は、この気筒１０，２０内を中心軸線１０ａ，２０ａに沿って往復移動可能に構成されるピストン１６，２６を有する。各気筒１０，２０の主燃焼室１１，２１は、この気筒１０，２０の気筒１０，２０のボア壁１０ｂ，２０ｂ、シリンダヘッド１０ｃ，２０ｃ、及びピストン１６，２６に囲まれている。各気筒１０，２０の副室１２，２２は、この気筒１０，２０のシリンダヘッド１０ｃ，２０ｃにてこの気筒１０，２０の中心軸線１０ａ，２０ａ上に配置されている。

【0024】

各気筒１０，２０は、この気筒１０，２０のシリンダヘッド１０ｃ，２０ｃに設けられる２つの吸気口１０ｄ，２０ｄと、これら２つの吸気口１０ｄ，２０ｄをそれぞれ開閉可能とするように構成される２つの吸気バルブ１７，２７とを有する。各気筒１０，２０はまた、この気筒１０，２０のシリンダヘッド１０ｃ，２０ｃに設けられる２つの吸気口１０ｄ，２０ｄと、これら２つの吸気口１０ｄ，２０ｄをそれぞれ開閉可能とするように構成される２つの排気バルブ１８，２８とを有する。

【0025】

しかしながら、各気筒は、１つ以上の吸気口と、このような１つ以上の吸気口を開閉可能とするように構成される１つ以上の吸気バルブを有することができる。各気筒はまた、１つ以上の排気口と、このような１つ以上の排気口を開閉可能とするように構成される１つ以上の排気バルブとを有することができる。

【0026】

さらに、各気筒１０，２０の各吸気口１０ｄ，２０ｄは、内燃機関１の長手軸線１ａ及びこの気筒１０，２０の中心軸線１０ａ，２０ａに対してこの気筒１０，２０の径方向の一方側（以下、必要に応じて、「吸気側」という）に配置される。各気筒１０，２０の各排気口１０ｅ，２０ｅは、内燃機関１の長手軸線１ａ及びこの気筒１０，２０の中心軸線１０ａ，２０ａに対してこの気筒１０，２０の径方向の他方側（以下、必要に応じて、「排気側」という）に配置される。

【0027】

図２及び図３を参照すると、各外側気筒１０の主燃焼室点火器１５は、この外側気筒１０の主燃焼室１１にて、各吸気口１０ｄ，２０ｄと各排気口１０ｅ，２０ｅとの間に配置される。各外側気筒１０の主燃焼室点火器１５は、内燃機関１の長手軸線１ａ上に配置される。各外側気筒１０の主燃焼室点火器１５は、この気筒１０，２０の中心軸線１０ａ，２０ａに対して、内燃機関１の長手方向の外方側に配置される。

【0028】

図４及び図５に示すように、各内側気筒２０の主燃焼室２１には、点火器、すなわち、主燃焼室点火器は設けられない。図１に示すように、各気筒１０，２０は、その主燃焼室１１，２１及びその副室１２，２２に燃料を供給可能とするように構成されるインジェクタ１９，２９を有する。各気筒１０，２０は、それぞれ、その２つの吸気口１０ｄ，２０ｄからその主燃焼室１１，２１及びその副室１２，２２に燃料を供給可能とするように構成される２つのインジェクタ１９，２９を有する。

【0029】

図１に示すように、内燃機関１は、各気筒１０，２０の各吸気口１０ｄ，２０ｄに接続されるインテークマニホールド７を有する。内燃機関１は、各気筒１０，２０の各排気口１０ｅ，２０ｅに接続されるエキゾーストマニホールド８を有する。しかしながら、内燃機関は、エキゾーストマニホールドの代わりに、集合排気管を有することもできる。

【0030】

ＥＧＲ装置３は、各外側気筒１０の各排気口１０ｅに接続されるエキゾーストマニホールド８の外側管８ａと、各内側気筒２０の各吸気口２０ｄに接続されるインテークマニホールド７の内側管７ａとを接続する循環管３ａを有する。ＥＧＲ装置３は、各外側気筒１０の各排気口１０ｅから各内側気筒２０の各吸気口２０ｄに向かうように循環管３ａを通る排出ガスの流れ（片側矢印Ｇにより示す）を開放及び遮断可能とすべく開閉可能に構成される排出ガス再循環バルブ（以下、必要に応じて、「ＥＧＲバルブ」という）３ｂを有する。

【0031】

各気筒１０，２０の休止状態は、全吸気バルブ１７，２７がそれぞれ全吸気口１０ｄ，２０ｄを閉じており、全排気バルブ１８，２８がそれぞれ全排気口１０ｅ，２０ｅを閉じており、インジェクタ１９，２９が燃料の供給を停止し、かつ主燃焼室１１，２１及び副室１２，２２にて燃焼が行われない状態となる。

【0032】

「制御装置の詳細」
図１を参照すると、制御装置２は、詳細には次のように構成することができる。制御装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、入力インターフェース、出力インターフェース等の電子部品と、かかる電子部品を配置した電気回路とを含むように構成される。ＲＯＭには、種々の制御定数、種々のマップ等と一緒に、制御装置２の機能を発揮するためのプログラムが記憶されている。そのため、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するときに、制御装置２の機能を発揮することができる。しかしながら、制御装置はこれに限定されない。

【0033】

制御装置２は、ＥＧＲ装置３のＥＧＲバルブ３ｂの開閉を制御可能に構成される。制御装置２は、水温検出部４により検出される水温の検出値Ｔが所定の水温閾値Ｔ１以上である場合に、内燃機関１が暖機状態であると判定し、かつ水温の検出値Ｔが所定の水温閾値Ｔ１未満である場合に、内燃機関１が暖機状態でないと判定するように構成される。

【0034】

さらに、制御装置２は、内燃機関１が暖機状態でない場合に、各外側気筒１０の副室点火器１４の点火を禁止することができ、かつ各内側気筒２０の副室点火器２４の点火を禁止することができる。制御装置２は、内燃機関１が暖機状態でない場合に、ＥＧＲ装置３のＥＧＲバルブ３ｂを開き、かつ内燃機関１が暖機状態である場合に、ＥＧＲバルブ３ｂを閉じるように構成される。

【0035】

制御装置２は、少なくともアクセル開度検出部５により検出されるアクセル開度の検出値Ａと、回転速度検出部６により検出される回転速度の検出値Ｒとに基づいて、内燃機関１の負荷率を算出可能に構成される。特に図６を参照すると、制御装置２は、少なくとも負荷率の算出値Ｅが第１負荷率閾値Ｅ１未満である場合に、内燃機関１が低負荷状態にあると判定することができる。なお、図６において、横軸Ｒは、回転速度の検出値Ｒ（ｓ^－１）を示し、かつ縦軸Ｅは、負荷率の算出値Ｅ（％）を示す。

【0036】

さらに、図６において、低負荷状態は、斜線のハッチング領域Ｐ１により示された低負荷領域内の状態である。特に、制御装置２は、負荷率の算出値Ｅが第１負荷率閾値Ｅ１未満であり、かつ回転速度の検出値Ｒが第１回転速度閾値Ｒ１未満である場合に、内燃機関１が低負荷状態にあると判定することができる。

【0037】

制御装置２は、少なくとも負荷率の算出値Ｅが第１負荷率閾値Ｅ１以上であると共に第２負荷率閾値Ｅ２未満である場合に、内燃機関１が中負荷状態にあると判定することができる。図６において、中負荷状態は、斜線のハッチング領域Ｐ２により示された中負荷領域内の状態である。特に、制御装置２は、負荷率の算出値Ｅが第１負荷率閾値Ｅ１以上であると共に第２負荷率閾値Ｅ２未満であり、かつ回転速度の検出値Ｒが第１回転速度閾値Ｒ１以上であると共に第２回転速度閾値Ｒ２未満である場合に、内燃機関１が中負荷状態にあると判定することができる。なお、第２回転速度閾値Ｒ２は、第１回転速度閾値Ｒ１よりも大きくなっている。

【0038】

制御装置２は、少なくとも負荷率の算出値Ｅが第２負荷率閾値Ｅ２以上である場合に、内燃機関１が高負荷状態にあると判定することができる。図６において、高負荷状態は、斜線のハッチング領域Ｐ３により示された高負荷領域内の状態である。特に、制御装置２は、負荷率の算出値Ｅが第２負荷率閾値Ｅ２以上であり、かつ回転速度の検出値Ｒが第２回転速度閾値Ｒ２以上である場合に、内燃機関１が高負荷状態にあると判定することができる。

【0039】

制御装置２は、内燃機関１が高負荷状態にある場合、全気筒１０，２０を稼働状態とすべく全気筒１０，２０の副室点火器１４，２４の点火を実施するように構成される。このとき、制御装置２は、各外側気筒１０の主燃焼室点火器１５の点火を禁止することができる。しかしながら、制御装置は、内燃機関が高負荷状態にある場合、各外側気筒の主燃焼室点火器の点火を実施することもできる。

【0040】

図１～図５を参照すると、制御装置２は、各外側気筒１０の休止状態では、全吸気バルブ１７がそれぞれ全吸気口１０ｄを閉じ、全排気バルブ１８がそれぞれ全排気口１０ｅを閉じ、インジェクタ１９が燃料の供給を停止し、副室点火器１４の点火を禁止し、かつ主燃焼室点火器１５の点火を禁止するように内燃機関１を制御することができる。制御装置２は、各内側気筒２０の休止状態では、全吸気バルブ２７がそれぞれ全吸気口２０ｄを閉じ、全排気バルブ２８がそれぞれ全排気口２０ｅを閉じ、インジェクタ２９が燃料の供給を停止し、かつ副室点火器２４の点火を禁止するように内燃機関１を制御することができる。

【0041】

「車両用内燃機関の制御方法」
図７を参照して、本実施形態に係る車両用内燃機関１の制御方法の一例について説明する。最初に、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）のオフ状態からオン状態への切替等によって、内燃機関１を起動する（ステップＳ１）。

【0042】

内燃機関１が暖機状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２）。内燃機関１が暖機状態にない場合（ＮＯ）、各外側気筒１０にて燃焼を実施すべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火を実施し、各外側気筒１０の副室点火器１４の点火を禁止し、かつ各内側気筒２０の副室点火器２４の点火を禁止し、かつ各外側気筒１０の燃焼によって排出される排出ガスを各内側気筒２０に還流すべくＥＧＲバルブ３ｂを開く（ステップＳ３）。再びステップＳ２に戻る。なお、内燃機関１が暖機状態でない場合に、各内側気筒２０におけるインジェクタ２９の燃料供給（燃料噴射）を禁止することができ、かつ各内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止することができる。

【0043】

上記ステップＳ２にて、内燃機関１が暖機状態にある場合（ＹＥＳ）、ＥＧＲバルブ３ｂを閉じる（ステップＳ４）。内燃機関１が低負荷状態であるか否かを判定する（ステップＳ５）。内燃機関１が低負荷状態である場合（ＹＥＳ）、各内側気筒２０を休止状態とすべくその内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止し、かつ各外側気筒１０を稼働状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火に続いて同副室点火器１４の点火を実施する（ステップＳ６）。

【0044】

車両のイグニッションスイッチ（図示せず）のオン状態からオフ状態への切替等によって、内燃機関１が停止したか否かを判定する（ステップＳ７）。内燃機関１が停止していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。内燃機関１が停止した場合（ＹＥＳ）、内燃機関１の制御を終了する。

【0045】

上記ステップＳ５にて、内燃機関１が低負荷状態でない場合（ＮＯ）、内燃機関１が中負荷状態であるか否かを判定する（ステップＳ８）。内燃機関１が中負荷状態である場合（ＹＥＳ）、各外側気筒１０を休止状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５及び副室点火器１４の点火を禁止し、かつ各内側気筒２０を稼働状態にすべくその内側気筒２０おける副室点火器２４の点火を実施する（ステップＳ９）。

【0046】

車両のイグニッションスイッチ（図示せず）のオン状態からオフ状態への切替等によって、内燃機関１が停止したか否かを判定する（ステップＳ７）。内燃機関１が停止していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。内燃機関１が停止した場合（ＹＥＳ）、内燃機関１の制御を終了する。

【0047】

上記ステップＳ８にて、内燃機関１が中負荷状態でない場合（ＮＯ）、内燃機関１は高負荷状態にある（ステップＳ１０）。全気筒１０，２０を稼働状態とすべく全気筒１０，２０の副室点火器１４，２４の点火を実施する（ステップＳ１１）。

【0048】

車両のイグニッションスイッチ（図示せず）のオン状態からオフ状態への切替等によって、内燃機関１が停止したか否かを判定する（ステップＳ７）。内燃機関１が停止していない場合（ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。内燃機関１が停止した場合（ＹＥＳ）、内燃機関１の制御を終了する。

【0049】

以上、本実施形態に係る車両用内燃機関１は、長手方向に並ぶ３つ以上の気筒１０，２０を備え、各気筒１０，２０が、主燃焼室１１，２１と、連通孔１３，２３を介して前記主燃焼室１１，２１と連通する副室１２，２２とを有し、前記３つ以上の気筒１０，２０が、前記長手方向の両外方にそれぞれ配置される２つの外側気筒１０と、前記長手方向にて前記２つの外側気筒１０間に位置する１つ以上の内側気筒２０とから成る、車両用内燃機関１であって、前記２つの外側気筒１０における副室１２及び前記１つ以上の内側気筒２０における副室２２のそれぞれに配置される副室点火器１４，２４と、前記２つの外側気筒１０における主燃焼室１１のそれぞれに配置される主燃焼室点火器１５とを備えている。

【0050】

このような内燃機関１においては、外側気筒１０にて副室点火器１４の点火によって副室１２内の混合気が燃焼できずに失火が生じた場合であっても、主燃焼室点火器１５の点火によって主燃焼室１１内の混合気を燃焼させることができる。また、外側気筒１０の周囲のデッドスペースは内側気筒２０の周囲のデッドスペースよりも大きいので、内燃機関１の大型化を抑制するように外側気筒１０及びその周囲のデッドスペースに、主燃焼室点火器１５に関連する部品を設置することができる。よって、内燃機関１の大型化を抑制しながら気筒内１０，２０での失火を効率的に抑制でき、ひいては、内燃機関１の駆動効率の低下を効率的に抑制できる。

【0051】

本実施形態に係る車両用内燃機関１は、前記車両用内燃機関１の駆動力を調節可能とするように構成される制御装置２と、前記２つの外側気筒１０からの排出ガスを前記１つ以上の内側気筒２０に還流可能とするように構成される排出ガス再循環装置３とを備え、前記制御装置２は、前記内燃機関１が暖機状態でない場合に、各外側気筒１０にて燃焼を実施すべくその外側気筒１０の主燃焼室点火器１５の点火を実施するように制御し、かつこの外側気筒１０の燃焼によって排出される排出ガスを前記１つ以上の内側気筒２０に還流すべく前記排出ガス再循環装置３を制御するようになっている。

【0052】

このような内燃機関１においては、特に、冷機始動時にて、外側気筒１０にて副室点火器１４の点火によって副室１２内の混合気が燃焼できずに失火が生じた場合であっても、主燃焼室点火器１５の点火によって主燃焼室１１内の混合気を燃焼させることができる。これに加えて、このような外側気筒１０の燃焼後のガスを内側気筒２０に還流させ、これによって、内側気筒２０を暖機することができる。よって、内燃機関１の大型化を抑制しながら気筒１０，２０内での失火を効率的に抑制でき、ひいては、内燃機関１の駆動効率の低下を効率的に抑制できる。

【0053】

本実施形態に係る車両用内燃機関１においては、前記制御装置２は、前記車両用内燃機関１がその負荷率を第１負荷率閾値Ｅ１未満とするように駆動する低負荷状態である場合に、前記１つ以上の内側気筒２０のそれぞれを休止状態とすべくその内側気筒２０における副室点火器２４の点火を禁止するように制御し、かつ前記２つの外側気筒１０のそれぞれを稼働状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５の点火に続いて同副室点火器１４の点火を実施するように制御し、これによって、前記車両用内燃機関１を駆動するようになっている。

【0054】

一般的に、内燃機関の気筒においては、圧縮工程にてピストンが上昇するときに燃焼室が圧縮され、これによって、副室内の残留ガスが排出される。特に、内燃機関が低負荷状態にある場合には、点火器の点火タイミングがピストンの上死点手前となるので、副室内の残留ガスの影響によって混合気が燃焼し難くなる。

【0055】

これに対して、本実施形態に係る車両用内燃機関１においては、内燃機関１が低負荷状態にある場合、外側気筒１０において、主燃焼室点火器１５の点火に続いて副室点火器１４の点火を実施する。そのため、副室点火器１４の点火の前に、主燃焼室１１の混合気の燃焼によって副室１２内の残留ガスが掃気されるので、副室１２の混合気を確実に燃焼させることができる。すなわち、外側気筒１０の副室１２の失火を効率的に抑制することができる。

【0056】

また、本実施形態に係る車両用内燃機関１においては、内燃機関１が低負荷状態にある場合、弁駆動の休止も含めるように内側気筒２０を休止状態とすることができるので、内側気筒２０の内部温度の低下を抑制でき、かつ内側気筒２０のボア壁２０ｂの温度低下を抑制できる。その結果、内燃機関１が低負荷状態から中負荷以上の状態に移行した直後であっても、内側気筒２０を効率的に稼働させることができる。よって、内燃機関１の駆動効率の低下を効率的に抑制できる。

【0057】

本実施形態に係る車両用内燃機関１においては、前記制御装置２は、前記車両用内燃機関１がその負荷率を前記第１負荷率閾値Ｅ１以上とし、かつ同負荷率を前記第１負荷率閾値Ｅ１よりも大きな第２負荷率閾値Ｅ２未満とするように駆動する中負荷状態である場合に、前記２つの外側気筒１０のそれぞれを休止状態とすべくその外側気筒１０における主燃焼室点火器１５及び副室点火器１４の点火を禁止するように制御し、かつ前記１つ以上の内側気筒２０のそれぞれを稼働状態とすべくその内側気筒２０における副室点火器２４の点火を実施するように制御し、これによって、前記車両用内燃機関１を駆動するようになっている。

【0058】

このような内燃機関１においては、内燃機関１が中負荷状態にある場合、外側気筒１０を休止状態とする一方で、内側気筒２０の稼働を継続させるので、主燃焼室点火器を設けていない内側気筒２０の内部温度及び内側気筒２０のボア壁２０ｂの温度を、失火を防ぐように高温に維持することができる。特に、内燃機関１が低負荷状態から中負荷状態に移行したときでは、内側気筒２０の内部温度及び内側気筒２０のボア壁２０ｂの温度は、失火を防ぐように高温になり易いので、内燃機関１の負荷状態が変化する場合であっても、内側気筒２０での失火を効率的に抑制することができる。

【0059】

ここまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。

【符号の説明】

【0060】

１…車両用内燃機関、内燃機関
２…制御装置
３…排出ガス再循環装置、ＥＧＲ装置
１０…気筒、外側気筒、１１…主燃焼室、１２…副室、１３…連通孔、１４…副室点火器、１５…主燃焼室点火器
２０…気筒、内側気筒、２１…主燃焼室、２２…副室、２３…連通孔、２４…副室点火器
Ｅ１…第１負荷率閾値、Ｅ２…第２負荷率閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】