(57)【要約】【課題】本発明は、複数の燃焼室５において混合気を圧縮着火させて燃焼させる多気筒型の予混合圧縮着火エンジン１００において、簡単な構成で、異常状態の発生要因となった燃焼室を特定して、速やかに、その燃焼室の動作条件を異常状態が回避されるように制御することができる技術を実現することを目的とする。【解決手段】複数の燃焼室５を、夫々が１つ又は複数の燃焼室からなる複数のグループに分類し、異常状態が検出されたときに、所定の設定順位の順に調整対象のグループを切り替えながら、調整対象のグループの動作条件を調整して、異常状態の発生要因となる異常グループを判定するに、各グループにおける、異常グループと判定された異常判定頻度に基づいて、設定順位を決定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃焼室において混合気を圧縮着火させて燃焼させる多気筒型の予混合圧縮着火エンジンであって、
前記複数の燃焼室を、夫々が１つ又は複数の前記燃焼室からなる複数のグループに分類し、
異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記異常状態検出手段で前記異常状態が検出されたときに、所定の設定順位の順に調整対象のグループを切り替えながら、前記調整対象のグループの動作条件を調整して、前記異常状態の発生要因となる異常グループを判定する異常グループ判定手段と、
前記各グループにおける、前記異常グループ判定手段で前記異常グループと判定された異常判定頻度を、夫々記憶する異常判定頻度記憶手段と、
前記異常判定頻度記憶手段に記憶された前記各グループの異常判定頻度に基づいて、前記設定順位を決定する設定順位決定手段とを備えた予混合圧縮着火エンジン。
【請求項２】
前記異常状態検出手段が、前記複数のグループに対して共通に設置されている請求項１に記載の予混合圧縮着火エンジン。
【請求項３】
前記異常グループ判定手段が、前記異常状態検出手段で前記異常状態が検出されなくなったときの前記調整対象のグループを前記異常グループとして判定する請求項１又は２に記載の予混合圧縮着火エンジン。
【請求項４】
前記動作条件が、前記燃焼室の実圧縮比、前記混合気の温度、前記混合気の圧力、前記混合気の当量比、及び前記燃焼室への燃料の供給時期から選択される少なくとも１つである請求項１から３の何れか１項に記載の予混合圧縮着火エンジン。
【請求項５】
複数の燃焼室を備え、前記夫々の燃焼室に新気を吸気し、前記燃焼室に形成された混合気を圧縮着火させ燃焼させる多気筒型の予混合圧縮着火エンジンの運転方法であって、
前記複数の燃焼室を、夫々が１つ又は複数の前記燃焼室からなる複数のグループに分類し、
異常状態が検出されたときに、所定の設定順位の順に調整対象のグループを切り替えながら、前記調整対象のグループの動作条件を調整して、前記異常状態の発生要因となる異常グループを判定するに、
前記各グループにおける、前記異常グループと判定された異常判定頻度に基づいて、前記設定順位を決定する予混合圧縮着火エンジンの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コジェネレーションシステムの原動機等として利用される予混合圧縮着火エンジンに関し、詳しくは、複数の燃焼室において混合気を圧縮着火させて燃焼させる多気筒型の予混合圧縮着火エンジン及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記予混合圧縮着火エンジンは、ディーゼルエンジンのように燃焼室で圧縮された高圧空気中に燃料を噴射するのではなく、主には、吸気行程において燃焼室に混合気若しくは空気等の新気が吸気されて燃焼室に混合気が形成され、圧縮行程において燃焼室に形成された混合気が圧縮され、燃焼・膨張行程において混合気が自己着火して燃焼し、排気行程において燃焼室の排ガスが排気路に排出される構成されている。そして、このような予混合圧縮着火エンジンは、圧縮比を増加させて効率の向上が可能であると共に、燃料を希薄状態で燃焼させ低ＮＯｘ化が可能となり、特に、高圧で噴射することが困難でありディーゼルエンジン用の燃料としては不向きである天然ガス系都市ガス等の気体燃料を用いても、容易に混合気を圧縮着火させて燃焼させることができる。
【０００３】
この種の予混合圧縮着火エンジンにおいて、安定した運転を維持し、更に効率を向上させるためには、燃焼室において混合気を適切な自己着火タイミングで燃焼させることが重要である。
例えば、当量比を上昇させて、燃焼室の圧力が上昇しすぎると、燃焼室における圧力波の伝播速度が音速を超えて衝撃音等が発生する所謂ノッキングが発生してしまう。また逆に、例えば、当量比を低下させて、燃焼室における温度が低下しすぎると、自己着火タイミングが遅れ、更には混合気を完全に自己着火に至らせることができず、混合気を完全燃焼させることができないために熱効率が低下してしまう。
【０００４】
このように自己着火タイミングを適切なものとするための予混合圧縮着火エンジンは、燃焼室の圧力を検出するピエゾ型圧力センサ等やノッキングセンサ等を用いて失火又はノッキングの発生等の異常燃焼を検出し、その検出結果に基づいて、自己着火タイミング等の燃焼状態に影響を与える動作条件、例えば新気の温度又は圧力等を制御して、上記異常燃焼を回避するように構成する場合があり、特に、燃焼室を複数有する多気筒型の予混合圧縮着火エンジンにおいても、夫々の燃焼室に各別に設けられた圧力センサ等によって、異常燃焼が発生した燃焼室を特定し、その特定した燃焼室に対して動作条件の制御を行って、異常燃焼を回避するように構成する場合がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７１６７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１の予混合圧縮着火エンジンでは、異常燃焼が発生した燃焼室を特定するために、夫々の燃焼室に圧力センサ等を設ける必要があるので、エンジン構成の煩雑化及び高コスト化を招く。
従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、多気筒型の予混合圧縮着火エンジンにおいて、簡単な構成で、異常状態の発生要因となった燃焼室を特定して、速やかに、その燃焼室の動作条件を異常状態が回避されるように制御することができる技術を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係る予混合圧縮着火エンジンの第一特徴構成は、複数の燃焼室において混合気を圧縮着火させて燃焼させる多気筒型の予混合圧縮着火エンジンであって、
前記複数の燃焼室を、夫々が１つ又は複数の前記燃焼室からなる複数のグループに分類し、
異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記異常状態検出手段で前記異常状態が検出されたときに、所定の設定順位の順に調整対象のグループを切り替えながら、前記調整対象のグループの動作条件を調整して、前記異常状態の発生要因となる異常グループを判定する異常グループ判定手段と、
前記各グループにおける、前記異常グループ判定手段で前記異常グループと判定された異常判定頻度を、夫々記憶する異常判定頻度記憶手段と、
前記異常判定頻度記憶手段に記憶された前記各グループの異常判定頻度に基づいて、前記設定順位を決定する設定順位決定手段とを備えた点にある。
【０００８】
更に、この目的を達成するための本発明に係る予混合圧縮着火エンジンの運転方法の特徴構成は、複数の燃焼室を備え、前記夫々の燃焼室に新気を吸気し、前記燃焼室に形成された混合気を圧縮着火させ燃焼させる多気筒型の予混合圧縮着火エンジンの運転方法であって、
前記複数の燃焼室を、夫々が１つ又は複数の前記燃焼室からなる複数のグループに分類し、
異常状態が検出されたときに、所定の設定順位の順に調整対象のグループを切り替えながら、前記調整対象のグループの動作条件を調整して、前記異常状態の発生要因となる異常グループを判定するに、
前記各グループにおける、前記異常グループと判定された異常判定頻度に基づいて、前記設定順位を決定する。
【０００９】
即ち、上記特徴構成によれば、複数の燃焼室を備えると共に、その複数の燃焼室が、夫々が１つ又は複数の燃焼室からなる複数のグループに分類されており、上記異常状態検出手段により失火又はノッキング等の異常状態が検出され、それを回避するために、上記異常グループ判定手段により、所定の設定順位の順に各グループの動作条件を逐次調整していき、上記異常状態の発生要因となっている異常グループを判定することができる。更に、上記異常グループ判定手段で異常グループと判定された異常判定頻度を上記異常判定頻度記憶手段に夫々記憶していき、その記憶された過去の履歴である各グループの異常判定頻度の順に上記異常グループ判定手段において動作状態を調整する上記設定順位を決定することで、上記異常グループ判定手段は、異常判定頻度が高い順、即ち、異常状態の発生要因となっている可能性が高い順に、上記動作状態を逐次調整していき、上記異常グループを効率良く見つけ出すことができる。
従って、上記異常グループ判定手段で、速やかに異常状態の発生要因となる異常グループを見つけ出し、そのグループの動作条件を調整して、早期に異常状態を回避することができる。
また、長期運転における各グループ間の圧縮比ずれや、燃料などのディストリビュートの変化等が発生しても、エンジンオーバーホールまで応答性に優れた異常燃焼回避制御を実現することができる。
【００１０】
本発明に係る予混合圧縮着火エンジンの第二特徴構成は、上記第一特徴構成に加えて、前記異常状態検出手段が、前記複数のグループに対して共通に設置されている点にある。
【００１１】
即ち、上記特徴構成によれば、異常状態を検出するためのノッキングセンサ等を各別に設ける必要がなく、前記複数のグループに対して共通に設置されたノッキングセンサ等の異常状態検出手段を設けるだけで、上記異常グループ判定手段により異常グループを効率良く見つけ出すことができる。
【００１２】
本発明に係る予混合圧縮着火エンジンの第三特徴構成は、上記第一乃至第二特徴構成に加えて、前記異常グループ判定手段が、前記異常状態検出手段で前記異常状態が検出されなくなったときの前記調整対象のグループを前記異常グループとして判定する点にある。
【００１３】
即ち、上記特徴構成によれば、上記異常グループ判定手段が上記異常グループを判定するに、夫々のグループに対して、動作条件を調整したときに上記異常状態が検出されなくなるか否かを確認していき、上記異常状態が検出されなくなったときに動作条件を調整していた調整対象のグループを、異常状態の発生原因となっている異常グループと判定することができ、異常グループを判定すると同時に、上記異常状態を回避することもできる。
【００１４】
本発明に係る予混合圧縮着火エンジンの第四特徴構成は、上記第一乃至第三特徴構成に加えて、前記動作条件が、前記燃焼室の実圧縮比、前記混合気の温度、前記混合気の圧力、前記混合気の当量比、及び前記燃焼室への燃料の供給時期から選択される少なくとも１つである点にある。
【００１５】
即ち、上記特徴構成によれば、燃焼室の燃焼状態に影響を与え、失火又はノッキング等の異常状態を回避するために調整される上記動作条件としては、前記燃焼室における実圧縮比、前記混合気の温度、前記混合気の圧力、前記混合気の当量比、及び前記燃焼室への燃料の供給時期の少なくとも１つを利用することができる。
即ち、例えば、新気の圧力を調整して、又は、吸気弁の閉時期を調整して前記実圧縮比を調整すれば、燃焼室における自着火前の混合気の圧力を調整することができ、燃焼状態としての自己着火タイミングを調整することができる。
また、例えば、新気となる空気の温度を調整して前記混合気の温度を調整すれば、燃焼室における自着火前の混合気の温度を調整することができるので、上記自己着火タイミングを調整することができる。また、例えば、燃焼室への燃料の供給量を調整して前記混合気の当量比を調整すれば、燃焼状態としての燃焼速度又は自己着火タイミング等を調整することができる。また、燃焼室に形成される混合気における燃料の混合状態が、燃料が充分に攪拌されていない状態であるときは、その混合気の燃焼速度が低下することから、例えば、燃料を燃焼室に直接供給すると共に、燃料の供給時期を調整して、混合気における燃料の混合状態を調整することで、燃焼状態としての燃焼速度を調整することができる。
そして、上記のように自己着火タイミングや燃焼速度を調整することで、失火及びノッキング等の異常状態を回避する制御を実行することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本願の予混合圧縮着火エンジン１００（以下、本エンジン１００と呼ぶ。）の構造を図面に基づいて説明する。
本エンジン１００は、夫々内挿されたピストン４と共に燃焼室５を内部に形成する気筒３を４つ備えた多気筒型のエンジンである。
また、夫々のピストン４は連接棒８によって１つのクランク軸９に接続されており、夫々のピストン４の往復動に従ってクランク軸９に回転出力を得られる。この構成により、新気は、吸気マニホールド１３において夫々の燃焼室５に接続される吸気ポート１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ及び吸気弁１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを介し、夫々の燃焼室５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄへ導かれ、圧縮行程及び燃焼・膨張行程を経た後、排気弁２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、及び排気ポート１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ（複数の排気路の一例）を介して排気マニホールド１４側へ排気される。
【００１７】
本エンジン１００の動作サイクルは、吸気行程、圧縮行程、燃焼・膨張行程、排気行程を経て、一サイクルを完了する。
通常、前記吸気行程においては、吸気弁１のみが開状態とされて、新気の吸入が行われる。また、燃料は、図示しない燃料供給弁により、夫々の吸気ポート１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに供給されるか、又は夫々の燃焼室５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに直接供給され、夫々の燃焼室５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄには、新気と燃料が混合した混合気が形成される。
【００１８】
そして、圧縮行程においては、吸気弁１及び排気弁２が共に閉状態とされてピストン４が燃焼室５を減少させる方向に移動し、燃焼室５のガスの圧縮が起こる。この圧縮が完了する状態におけるピストン４の位置が、上死点と呼ばれ、本願における混合気の自己着火は、この上死点近傍にピストン４があるタイミングで起こることが好ましい。
【００１９】
燃焼・膨張行程は、混合気が自己着火して燃焼が進行するにつれて、燃焼によって発生する圧力によりピストン４が気筒３内の空間を増加する方向に移動する行程である。この増加が完了する状態におけるピストン４の位置が下死点と呼ばれる。この行程にあっても、吸気弁１及び排気弁２が共に閉状態とされる。更に、排気行程においては、通常、排気弁２が開状態とされ、ピストン４の燃焼室５を減少させる方向への移動に伴って気筒３内の排ガスが排出される。
【００２０】
以上の行程は、４サイクルエンジンが普通に備える行程であり、基本的に予混合圧縮着火エンジンも、自己着火が、圧縮に伴って発生される熱によって起こる以外、他のエンジンと変わるところはない。
【００２１】
しかし、このような多気筒型の本エンジン１００においては、夫々の燃焼室５における自己着火のタイミングは、圧縮前の混合気の温度変化に起因して変化し、特に、新気を吸気マニホールド１３で分配して各燃焼室５に供給するので、新気の供給される迄の流通経路が夫々の燃焼室５において異なるため、夫々の燃焼室５に供給される新気の温度が異なることがある。
【００２２】
そこで、本エンジン１００においては、それぞれの燃焼室５における燃焼状態を望ましいものとすることができ、その特徴構成について以下に説明する。
【００２３】
まず、本エンジン１００には、夫々の吸気ポート１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ及び排気ポート１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを接続し、流路開度調整可能なＥＧＲ量調整弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有するＥＧＲ流路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが設けられており、このＥＧＲ流路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにより、内圧の高い排気ポート１４から内圧が低い吸気ポート１３への排ガスの供給量を調整して、夫々の燃焼室５における動作条件としての新気の温度を各別に調整することができる。
【００２４】
また、本エンジン１００には、排気ポート１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが合流した排気路１４に排出された排ガスのＣＯ濃度を検出するための１つのＣＯ濃度センサ１０ａが設けられている。また、このＣＯ濃度センサ１０ａは、酸化錫等の金属酸化物の焼結体からなる半導体を感応部として備え、ＣＯの吸着による感応部の電気抵抗変化によりＣＯ濃度を検出する金属酸化物半導体ＣＯ濃度センサや、白金抵抗線コイルを埋め込んだ酸化触媒を備え、ＣＯの接触燃焼による白金抵抗線の電気抵抗の変化によりＣＯ濃度を検出する接触燃焼式ＣＯ濃度センサとして構成されている。
【００２５】
また、本エンジン１００において、ＣＯ濃度センサ１０ａにより検出される排ガスのＣＯ濃度が大きいときは、その排ガスを排出する何れかの燃焼室５に吸気される新気の温度が低すぎて混合気が充分に燃焼せずに失火等が発生している可能性が高く、そのＣＯ濃度が小さくなるに連れてその失火の可能性は低くなる。
一方、本エンジン１００のように混合気を理論当量比以下の希薄状態で圧縮着火させる予混合圧縮着火エンジンにおいては、上記ＣＯ濃度センサ１０ａにより検出される排ガスのＣＯ濃度が小さすぎると、何れかの燃焼室５に吸気される新気の温度が高すぎて混合気が過早着火しノッキングが発生している可能性が高くなる。
よって、このＣＯ濃度センサ１０ａは、複数の燃焼室５に対して共通に設置され、失火及びノッキング等の異常状態の発生を検出する異常状態検出手段１０といえる。
【００２６】
即ち、本エンジン１００は、上記ＣＯ濃度センサ１０ａにより燃焼室５から排出される排ガスのＣＯ濃度を検出することで、何れかの燃焼室５において失火又はノッキングの異常燃焼が発生していることを認識することができる。また、このような予混合圧縮着火エンジン１００においては、ＣＯ濃度が上記ノッキング発生の可能性が高い上限値よりも若干低めの目標濃度範囲内（例えば、５００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ）である場合が、全ての燃焼室５における燃焼状態が良好で高効率化を図ることができるのである。
【００２７】
本エンジン１００には、ＣＯ濃度センサ１０ａ及び全てのＥＧＲ量調整弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに接続されたコンピュータからなる制御装置３０が設けられている。
【００２８】
更に、制御装置３０は、所定のプログラムを実行することにより、後述する異常燃焼室判定手段３１（異常グループ判定手段の一例）と設定順位決定手段３３として機能する。更に、制御装置３０には、後述する各燃焼室５の異常判定頻度を夫々記憶する不揮発性記憶媒体等からなる異常判定頻度記憶手段３２が設けられている。
【００２９】
上記異常燃焼室判定手段３１は、ＣＯ濃度センサ１０ａの検出結果が上記目標濃度範囲から乖離し、何れかの燃焼室５で異常状態が発生していると認識したときに、各燃焼室５のＥＧＲ量調整弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを働かせて、各燃焼室５の動作条件としての新気の温度を、複数の燃焼室５の夫々に対して設定された後述する設定順位の順に逐次調整して、異常状態の発生要因となる異常燃焼室を判定するように構成されている。
【００３０】
詳しくは、異常燃焼室判定手段３１は、調整対象に設定した燃焼室５の新気の温度を所定の幅で調整して、上記ＣＯ濃度センサ１０ａの検出結果が目標濃度範囲内となり異常状態が回避されるか否かを監視する調整操作を、複数の燃焼室５から所定の設定順位の順に上記調整対象の燃焼室５を逐次選定しながら繰り返し行うことで、上記ＣＯ濃度センサ１０ａの検出結果が目標濃度範囲内となって異常状態が回避されたときに調整対象に選定していた燃焼室５を、異常状態の発生原因である異常燃焼室として判定する。
【００３１】
上記異常判定頻度記憶手段３２は、本エンジン１００において失火又はノッキング等の異常状態が発生したときに、各燃焼室５がその異常状態の発生要因である可能性に関する度合いを示す異常判定頻度を、燃焼室５毎に記憶する。また、異常判定頻度記憶手段３２は、上記異常燃焼室判定手段３１の判定結果によりある燃焼室５が異常燃焼室と判定された場合には、その判定結果に基づいて、その燃焼室５の異常判定頻度を更新するように構成されている。
【００３２】
上記設定順位決定手段３３は、異常判定頻度記憶手段３２に記憶された各燃焼室５の異常判定頻度に基づいて、異常判定頻度の高い順に、上記異常燃焼室判定手段３１で用いられ、調整対象に選定する順位である設定順位を決定するように構成されている。
【００３３】
従って、本エンジン１００は、ＣＯ濃度センサ１０ａの検出結果が目標濃度範囲から乖離した状態である異常状態が発生した場合には、設定順位決定手段３３において、異常状態の発生原因となった実際の頻度である異常判定頻度に基づいて設定順位を決定し、異常燃焼室判定手段３１において、その決定された設定順位の順、即ち、異常状態の発生要因となっている可能性が高い順に、各燃焼室５を調整対象に逐次選定しながら動作条件を順に調整していくことにより、異常状態の発生原因となっている異常燃焼室を効率良く見つけ出し、速やかに、上記異常状態を回避することができる。
【００３４】
尚、燃焼室５から排出されるＣＯ濃度は、上記失火又はノッキングの発生以外に、他の瞬時的な要因で増減することがあり、一度目標範囲外となったのみでは、その要因が、失火又はノッキングの発生であるかその他であるかを判断することが困難である。そこで、制御装置３０には、夫々の燃焼室５から排出された排ガスのＣＯ濃度を一定の時間間隔で検出して、ＣＯ濃度が上記目標濃度範囲外となった頻度である異常発生頻度をカウントして計測するように構成されている。即ち、制御手段３０は、排ガスのＣＯ濃度が上記目標濃度範囲外となったときにすぐに異常状態が発生したとするのではなく、異常発生頻度が予め設定される閾値に到達したときに、異常状態が発生したと認識し、上記異常燃焼室判定手段３１等を働かせるように構成されている。
【００３５】
また、異常燃焼室判定手段３１は、ある燃焼室５に対する動作条件の調整により、他の燃焼室５の温度等の動作条件が変化することがあるので、１つの燃焼室５に対して動作条件の調整している間は、他の燃焼室５の動作条件の調整を行なわないように構成されている。
【００３６】
〔別実施の形態〕
本発明に係る予混合圧縮着火エンジンについて、上記の実施の形態とは別の実施の形態を以下に説明する。
【００３７】
〈１〉  上記の実施の形態において、燃焼室５に吸気される新気の温度を動作条件として調整するために、ＥＧＲ量調整弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有するＥＧＲ流路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの代わりに、図２に示すように、夫々の吸気弁１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ及び排気弁２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを任意のタイミングで開閉動作させる開閉タイミング設定機構１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを設けても構わない。
【００３８】
また、開閉タイミング設定機構１９は、クランク角センサ１１により検出されるクランク角に対応つけて制御され、排気行程において吸気弁１が一時的に開状態となる時間を有し、排気行程において吸気弁１を介して吸気ポート１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに排ガスの一部を排出し、次の吸気行程においてその排ガスを燃焼室５に吸気するように構成されている。そして、その排気行程において夫々の吸気弁１が一時的に開状態となる時間を各別に制御することで、夫々の燃焼室５に供給される排ガスの量を調整し、夫々の燃焼室５において圧縮前の新気の温度を各別に調整することができる。
【００３９】
また、別に、排気弁２が吸気行程において一時的に開状態となる時間を有し、吸気行程において混合気と共に排ガスの一部を燃焼室５に吸気するように構成することもできる。また、この場合、吸気行程において排気弁２が一時的に開状態となる時間を調整することで、夫々の燃焼室に供給される排ガスの量を調整し、夫々の燃焼室５において圧縮前の新気の温度を各別に調整することができる。
【００４０】
更に、また、排気行程の後期において、排気弁２を下死点よりも前に閉じ、燃焼室５に排ガスの一部が残留させてその排ガスを次の吸気行程に吸気される新気に供給することもできる。また、その排気弁２を閉じるタイミングを調整することで、その新気へ供給する排ガス量を調整することができる。
【００４１】
〈２〉  また、燃焼室５に吸気される新気の温度を動作条件として調整するための手段として、図３に示すように、夫々の吸気ポート１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄにアフタークーラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを備え、その夫々のアフタークーラ２２内を流通する冷却水の流量を調整する流量調整弁２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを夫々備えることもできる。そして、夫々の流量調整弁２３を各別に調整することで、夫々の燃焼室５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄへ吸気される新気の温度を各別に調整することもできる。
【００４２】
〈３〉  更に、夫々の燃焼室５の動作条件を調整するための手段としては、燃焼室５に吸気される前記新気の温度以外に、新気の圧力、燃焼室５の実圧縮比、燃焼室５に形成される混合気の当量比、及び燃焼室５への燃料の供給時期を動作条件として調整する手段を備えても構わない。何れの手段においても、排ガスのＣＯ濃度が所定の目標濃度範囲内となるように動作条件を調整することで、上記失火又はノッキングを回避した好ましい燃焼状態を実現することができる。
【００４３】
また、夫々の吸気ポート１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに設けられたバルブの開度又は過給機の動力を各別に調整することで、上記動作条件としての新気の圧力を調整することができる。
また、夫々の吸気弁１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの閉時期を各別に調整して、夫々の燃焼室５におけるピストン４の圧縮ストロークを調整することで、上記動作条件としての燃焼室５の実圧縮比を調整することができる。
また、燃焼室５に直接設けられた燃料噴射弁の燃料噴射量又は燃料噴射時期を各別に調整することで、上記動作条件としての燃焼室５に形成される混合気の当量比又は燃焼室５への燃料の供給時期を調整することができ、このように燃料噴射量又は燃料噴射時期を調整することで、燃焼状態としての燃焼速度又は自己着火タイミングを調整して、上記失火又はノッキングを回避することができる。
【００４４】
〈４〉  上記実施の形態において、夫々が１つの燃焼室５からなる複数のグループに分類し、夫々のグループ毎に、動作条件の調整を各別に行なえるように構成されているが、複数の燃焼室５からなる複数のグループ、例えば、４つの燃焼室５を２つのグループに分類して、夫々のグループ毎に、動作条件の調整を各別に行なえるように構成しても構わない。
【００４５】
〈５〉  上記実施の形態において、燃焼室５における異常燃焼の発生を各別に検出する異常状態検出手段１０として、ＣＯ濃度センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを備えたが、異常燃焼発生検出手段１０としては、エンジンの振動等を検出してノッキングを検出するノッキングセンサ１０ｂ等を設けても構わない。
【００４６】
〈６〉  本発明の予混合圧縮着火エンジンに使用できる燃料としては、都市ガス等が好適であるが、ガソリン、プロパン、メタノール、水素等、任意の燃料を使用することができる。
【００４７】
〈７〉  燃焼室に混合気を形成するにあたっては、燃料とこの燃料の燃焼のための酸素を含有するガスとを混合すればよいが、例えば、燃焼用酸素含有ガスとして空気を使用することが一般的である。しかしながら、このようなガスとしては、例えば、酸素成分含有量が空気に対して高い酸素富化ガス等を使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】予混合圧縮着火エンジンの実施の形態を示す全体構成図
【図２】予混合圧縮着火エンジンの別の実施の形態を示す全体構成図
【図３】予混合圧縮着火エンジンの別の実施の形態を示す全体構成図
【符号の説明】
１：吸気弁
２：排気弁
３：気筒
５：燃焼室
１３：吸気マニホールド
１４：排気マニホールド
１０：異常状態検出手段
１０ａ：ＣＯ濃度センサ
１０ｂ：ノッキングセンサ
１９：開閉タイミング設定機構
２０：ＥＧＲ量調整弁
２１：ＥＧＲ流路
２２：アフタークーラ
２３：流量調整弁
３０：制御装置
３１：異常燃焼室判定手段（異常グループ判定手段）
３２：異常判定頻度記憶手段
３３：設定順位決定手段
１００：多気筒型予混合圧縮着火エンジン
【図１】
2004263662.tif 000003
【図２】
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【図３】
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