(57)【要約】【課題】  確実な火炎核を形成して良好な点火を行える多点点火式内燃機関を提供する。【解決手段】  エンジン１０の燃焼室１３に開口した複数の吸気ポート１５Ａ，１５Ｂに対応してそれぞれ設けられた複数の吸気弁１８Ａ，１８Ｂと、複数の吸気ポートの各開口に対応してそれぞれ配列された点火プラグ２０Ａ，２０Ｂと、各吸気ポートのうち、吸気ポート１５Ａは吸気ポート１５Ｂに比べてＥＧＲ導入量が多く設定されると共に、吸気ポート１５Ａに対応する点火プラグ２０Ａの放電電圧または点火エネルギーを、吸気ポート１５Ｂに対応する点火プラグ２０Ｂの放電電圧または点火エネルギーよりも大きく設定した。【選択図】      図１
2006046262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に開口した複数の吸気ポートと、
上記複数の吸気ポートに対応してそれぞれ設けられた複数の吸気弁と、
上記複数の吸気ポートの各開口に対応してそれぞれ配列された複数の点火プラグとを備え、
上記複数の吸気ポートのうち、第１の吸気ポートは第２の吸気ポートに比べてＥＧＲ導入量が多く設定されると共に、第１の吸気ポートに対応する第１の点火プラグは、第２の吸気ポートに対応する第２の点火プラグよりも放電電圧または点火エネルギーが大きく設定されていることを特徴とする多点点火式内燃機関。
【請求項２】
請求項１記載の多点点火式内燃機関において、
第１の点火プラグは、第２の点火プラグよりも、そのプラグギャップを大きくして放電電圧が高く設定されていることを特徴とする多点点火式内燃機関。
【請求項３】
請求項１記載の多点点火式内燃機関において、
第１の点火プラグは、第２の点火プラグよりもその通電時間を長くして点火エネルギーが高く設定されていることを特徴とする多点点火式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の点火プラグを備えた多点点火式の内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの気筒に対して複数の吸気ポートが接続され、各吸気ポートに対応させてそれぞれ点火プラグを配列した多点点火式の内燃機関が知られている。例えば特許文献１には、燃焼室に開口する２つの吸気ポート間で吸気中のＥＧＲ濃度や燃料濃度を異ならせて層状吸気を実現すると共に、各吸気ポートに対応してそれぞれ配列した一対の点火プラグの点火時期を個別に制御する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５４７７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ＥＧＲ濃度が高い側の吸気は、ＥＧＲ濃度が低い側の吸気に比べて着火性が低下するので、火炎核を形成するのが不確実になり易く、この問題は点火時期の調整だけでは解決できないという課題がある。  
本発明は、確実な火炎核を形成して良好な点火を行える多点点火式内燃機関を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、内燃機関の燃焼室に開口した複数の吸気ポートと、複数の吸気ポートに対応してそれぞれ設けられた吸気弁と、各吸気ポートの各開口に対応して配列された複数の点火プラグとを備え、複数の吸気ポートのうち、第１の吸気ポートは第２の吸気ポートに比べてＥＧＲ（排気環流）導入量が多く設定されると共に、第１のポートに対応する第１の点火プラグの放電電圧または点火エネルギーが、第２の吸気ポートに対応する第２の点火プラグのそれよりも大きく設定されていることを特徴としている。  
本発明に係る多点点火式内燃機関においては、第１の点火プラグが、第２の点火プラグよりも、そのプラグギャップを大きくして放電電圧が高くなるように設定されていることを特徴としている。  
本発明に係る多点点火式内燃機関においては、第１の点火プラグが、第２の点火プラグよりもその通電時間を長くして点火エネルギーが高くなるように設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第２の吸気ポートに比べて排気環流導入量（ＥＧＲ導入量）が多く設定される第１の吸気ポートに対応した第１の点火プラグの放電電圧または点火エネルギーを、第２の吸気ポートに対応する第２の点火プラグのそれよりも大きく設定したので、排気環流導入量が多い側の吸気に対する火炎核（着火点）の形成を確実に行うことができると共に、各吸気ポートから導入される吸気の特性に合わせて放電電圧たまは点火エネルギーが設定されるので、無駄にエネルギーが消費されることもない。  
本発明によれば、第１の点火プラグのプラグギャップを第２の点火プラグのブラグギャップよりも大きくして第１の点火プラグ側の放電電圧を高くするので、容易に第１の点火プラグと第２の点火プラグの間に放電電圧の差を設定することができ、排気環流導入量が多い側の吸気に対する火炎核（着火点）の形成を確実かつ容易に行うことができる。  
本発明によれば、第１の点火プラグへの通電時間を第２の点火プラグへの通電時間よりも長くして第１の点火プラグ側の点火エネルギーを高くするので、第１の点火プラグと第２の点火プラグの点火エネルギーの差を通電時間の差によって容易に制御することができ、排気環流導入量が多い側の吸気に対する火炎核（着火点）の形成を確実かつ容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を説明する。図１において、符号１０は多点点火式内燃機関としての層状吸気エンジン（以下、単に「エンジン」と記す）を示す。このエンジン１０は、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１１とを一体的に結合し、シリンダブロック内の複数気筒（図１では１気筒のみを示す）内を往復運動する各ピストン１４の上方に燃焼室１３が形成される。シリンダヘッド１１には、燃焼室１３に開口した複数の吸気ポート１５Ａ、１５Ｂと、燃焼室１３に開口した排気ポート１６がそれぞれ形成されている。吸気ポート１５Ａ、１５Ｂには、吸気管２１及びエアクリーナ２２が連結され、排気ポート１６には排気管２５がそれぞれ連結されている。吸気管２１の内部には、燃焼室１３内への吸入空気量を調整するスロットル弁２３が装着されている。このスロットル弁２３は、図示しないワイヤまたは電機系を介してアクセルペダルと連結している。
【０００８】
シリンダヘッド１１には、図２にも示すように、吸気ポート１５Ａ、１５Ｂに対応し各ポートを開閉する吸気弁１８Ａ、１８Ｂと、排気ポート１６に対応し排気ポート１６を開閉する排気弁１９がそれぞれ設けられている。排気弁１９は、吸気弁１５Ａ、１５Ｂの間に位置する対称線Ｏ上に配列され、吸入弁１５Ａ、１５Ｂから燃焼室１３の反対側に配置される。これら各弁は図示しない周知の動弁機能によって、エンジンの回転に対応して適宜開閉駆動されるように構成されている。シリンダヘッド１１の中央には、吸気ポート１５Ａ、１５Ｂの各開口に対応するように複数の点火プラグ２０Ａ、２０Ｂが配列されている。吸気ポート１５Ａ及び点火プラグ２０Ａは第１の吸気ポート及び第１の点火プラグを、吸気ポート１５Ｂ及び点火プラグ２０Ｂは第２の吸気ポート及び第２の点火プラグをそれぞれ構成する。点火プラグ２０Ａ、２０Ｂとしては、中心電極が白金の所謂白金プラグであっても良いが、点火プラグ２０Ａ側に、中心電極が白金プラグよりも細く着火性に優れるイリジウム合金性のイリジウムプラグを用いても良い。
【０００９】
排気管２５と吸気ポート１５Ａは、排気ガスを吸気側に戻す排気環流路２７で連通されている。排気環流路２７には、この流路を開閉する開閉弁としてのＥＧＲ弁２８が設けられている。ＥＧＲ弁２８は電子制御可能な弁であって、制御手段５０からの信号によって開閉度合いが制御され、吸気ポート１５Ａに環流する排気ガス導入量としてのＥＧＲ導入量を制御する。すなわち、吸気ポート１５Ａから燃焼室１３内に導入される吸気は、吸気ポート１５Ｂから燃焼室１３に導入される吸気よりもＥＧＲの濃度が高くなるように設定されている。
【００１０】
吸気管２１には、燃料噴射弁２９が装着されている。燃料噴射弁２９には、モータ４４で駆動される燃料ポンプ４５及び燃料パイプ４８を介して燃料タンク４７内の燃料が圧送される。符号４６はリリーフ弁を示す。本形態において、燃料噴射弁２９は、制御手段５０によってエンジン１０の運転状態に対応した燃料噴射量が設定され、燃焼に最適なタイミングで燃料噴射を実行する。本形態では、燃料噴射弁２９を吸気管２１に設けているが、吸気ポート１５Ｂ側に配設して燃焼室１３内に燃料を供給する形態であってもよい。
【００１１】
このような構成により、燃焼室１３内での吸気は鉛直方向に層状化される。図中、符号６１はＥＧＲ導入量が高い吸気の領域を、符号６２はＥＧＲ導入量の低い吸気の領域をそれぞれ示す。このため、点火プラグ２０Ａは領域６１の吸気の点火し、点火プラグ２０Ｂは領域６２の吸気を点火する様に配置されている。
【００１２】
制御手段５０は、周知のコンピュータから構成されていて、その出力側には、点火プラグ２０Ａ、２０Ｂ、ＥＧＲ弁２８、燃料噴射弁２９のそれぞれの駆動部が信号線によって接続されている。制御手段５０の入力側には、エンジン回転数を検出する回転数センサ５１、エンジン負荷情報を検出する負荷センサ５２及びバッテリー５３が接続されている。バッテリー５３には、バッテリー電圧検知手段５４が接続されていて、このバッテリー電圧検知手段５４は制御手段５０と信号線によって接続されている。バッテリー電圧検知手段５４は、デジタル電圧計であって、計測した電圧情報を制御手段５０に入力している。
【００１３】
本形態において制御手段５０には、回転数センサ５１からの回転情報と負荷セン５２からの負荷情報を基にして、燃料噴射弁２９からの燃料噴射量と、点火プラグ２０Ａ，２０Ｂに対する点火タイミングと、ＥＧＲ弁２８の開弁率を定めた図示しないマップが設定されていて、そのマップ情報に基づいて適宜、燃料噴射量と点火タイミング、ＥＧＲ導入量を制御している。制御手段５０には、点火プラグ２０Ａの点火タイミングを点火プラグ２０Ｂの点火タイミングよりも早く設定されている。
（第１の実施形態）
本形態において、吸気ポート１５Ｂに比べてＥＧＲ導入量が多く設定されている吸気ポート１５Ａに対応する点火プラグ２０Ａは、図３に示すように、点火プラグ２０Ｂよりも放電電圧を大きくするために、そのプラグギャップＧ１を点火プラグ２０ＢのプラグギャップＧ２より大きく（Ｇ１＞Ｇ２）設定している。
【００１４】
このような構成とすると、点火プラグ２０Ａの放電開始はプラグギャップが小さい場合より遅くなるが、遅く成った分だけ点火プラグ２０Ａの放電電圧が高くなる。なお、放電開始の遅れは点火タイミングの設定で補償することができる。実際、燃焼室１３内では、ＥＧＲ導入量が多い吸気ポート１５Ａから導入された領域６１の着火しにくい吸気に対しては早めの点火タイミングと高い放電電圧により着火が起こると共に、ＥＧＲ導入量が少ない吸気ポート１５Ｂから導入された領域６２の吸気側でもその点火タイミングに沿った着火が起こる。このため、従来、従来着火しにくかった吸気ポート１５Ａからの領域６１の吸気に対する火炎核（着火点）の形成を点火プラグ２０Ａのプラグギャップを点火プラグ２０Ｂのプラグギャップよりも広くすると言う容易な手法によって確実に行うことができる。
（第２の実施形態）
本形態は、点火プラグ２０Ａに対する通電時間を、点火プラグ２０Ｂに対する通電時間よりも長くして、点火プラグ２０Ａに対する点火エネルギーが高くなるようにしたものである。エンジン１０やハードウェアの構成は第１の実施形態と同様である。制御手段５０に関しては、図４に示す点火プラグに対する通電時間算出マップを備えている点が、第１の実施形態と異なる。通電時間とは、点火プラグ２０Ａ，２０Ｂの１次コイルに流す通電時間を指す。
【００１５】
図４に示すマップは、縦軸を点火プラグに対する通電時間、横軸をバッテリー電圧としたものである。図中、実線は第１の点火プラグ２０Ａに対する通電時間の特性を示し、破線は第２の点火プラグ２０Ｂに対する通電時間の特性をそれぞれ示す。図から明らかなように、本形態では、点火プラグ２０Ａに対する通電時間を点火プラグ２０Ｂに対する通電時間よりも長くしている。また、バッテリー電圧の低下と共に点火プラグ２０Ａ，２０Ｂの通電時間を長く設定しているが、これはバッテリー電圧が低下して放電電圧が低下すると、十分な着火を得られない事が想定されるため、バッテリー電圧の低下に応じて点火プラグ２０Ａ，２０Ｂに対する通電時間を長くすることにより点火エネルギーを確保している。すなわち、本形態では、点火プラグ２０Ａよりも点火プラグ２０Ｂへの通電時間を長くする設定を保ったまま、バッテリー電圧の低下に応じて点火プラグ２０Ａ，２０Ｂに対する通電時間を変更することで、各点火プラグ２０Ａ，２０Ｂの点火エネルギーを一定にしている。
【００１６】
点火プラグ２０Ａ，２０Ｂに対する通電制御について図５に示すフローチャートに沿って説明する。図５において、ステップＳ１ではバッテリー５３の電圧情報をバッテリー電圧検知手段５４から取得し、ステップＳ２、Ｓ３において取得したバッテリー電圧から点火プラグ２０Ａ（第１の点火プラグ）と点火プラグ２０Ｂ（第２の点火プラグ）の１次コイルに対する通電時間を図４のマップ情報から決定する。そして、ステップＳ４において決定された通電時間だけ各点火プラグに対して前述の点火タイミングで通電して燃焼室１３内の領域６１，６２の各吸気に対して点火を実行する。
【００１７】
このように、点火プラグ２０Ａへの通電時間を点火プラグ２０Ｂへの通電時間よりも長くして点火プラグ２０Ａの点火エネルギーを高くすると、点火プラグ２０Ａと点火プラグ２０Ａの点火エネルギーの差を通電時間の差によって容易に制御することができ、ＥＧＲ導入量が多い側、すなわち吸気ポート１５Ａから導入された領域６１の吸気に対する火炎核（着火点）の形成を確実かつ容易に行うことができる。
【００１８】
上記各形態では、点火プラグ２０Ａ、２０Ｂのプラグギャップの差と、各点火プラグに対する通電時間の差を個別な形態としたが、第１及び第２の実施形態とを合わせた形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態である多点点火式内燃機関の概略構成図である。
【図２】点火プラグと吸排気ポートと吸気の位置関係を示す平面視図である。
【図３】第１の点火プラグと第２の点火プラグのプラグキャップの関係を示す拡大図である。
【図４】バッテリー電圧と点火プラグに対する通電時間の関係を示す特性図である。
【図５】点火プラグに対する通電時間制御の一形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
１０    内燃機関
１３    燃焼室
１５Ａ，１５Ｂ    複数の吸気ポート
１８Ａ，１８Ｂ    複数の吸気弁
２０Ａ，２０Ｂ    複数の点火プラグ
Ｇ１，Ｇ２    プラグギャップ
【図１】
2006046262.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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