(57)【要約】【課題】  燃費の悪化や排ガス性能の悪化等を招くことのない筒内噴射ガス燃料エンジンを提供する。【解決手段】  ガス燃料を筒内に噴射供給するガス燃料エンジン１００において、燃焼室１０５に臨む環状のスリット状噴孔２０４または複数の噴孔２０６を噴孔リング２００に形成し、ガス燃料噴射弁１２０から供給されるガス燃料を該環状のスリット状噴孔２０４または複数の噴孔２０６を介して筒内に噴射供給するようにし、低速・低負荷時でも均質希薄燃焼を可能にした。【選択図】  図１
2005140094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス燃料を筒内に噴射供給するガス燃料エンジンにおいて、
燃焼室に臨む環状のスリット状噴孔を形成し、ガス燃料噴射弁から供給されるガス燃料を該環状のスリット状噴孔を介して筒内に噴射供給するようにしたことを特徴とする筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項２】
前記スリット状噴孔はリング部材に形成され、該リング部材はシリンダヘッドに固設されていることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項３】
前記スリット状噴孔は、噴射されたガス燃料がタンブル流に沿って燃焼室内を流れるように、その噴射方向が変化されていることを特徴とする請求項１または２に記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項４】
前記スリット状噴孔に連通するガス通路を備え、該ガス通路の断面積はガス燃料噴射弁との接続部位から離れるにつれ小さくされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項５】
前記スリット状噴孔を介して空気を筒内に噴射供給する空気噴射弁をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。  
【請求項６】
ガス燃料を筒内に噴射供給するガス燃料エンジンにおいて、
燃焼室に臨む複数の噴孔を形成し、ガス燃料噴射弁から供給されるガス燃料を該複数の噴孔を介して筒内に噴射供給するようにしたことを特徴とする筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項７】
前記複数の噴孔はリング部材に形成され、該リング部材はシリンダヘッドに固設されていることを特徴とする請求項６に記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項８】
前記複数の噴孔は、噴射されたガス燃料がスワール流に沿って燃焼室内を流れるように、その噴射方向が設定されていることを特徴とする請求項６または７に記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項９】
前記複数の噴孔は、さらに、その噴射方向が上下方向に交互に異なって設定されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項１０】
前記複数の噴孔に連通するガス通路を備え、該ガス通路の断面積はガス燃料噴射弁との接続部位から離れるにつれ小さくされていることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。
【請求項１１】
前記ガス燃料噴射弁との接続部位は、前記複数の噴孔と半径方向において重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。  
【請求項１２】
前記複数の噴孔を介して空気を筒内に噴射供給する空気噴射弁をさらに備えることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれかに記載の筒内噴射ガス燃料エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃料を筒内に噴射供給する筒内噴射ガス燃料エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、エネルギー対策や環境対策のために、圧縮天然ガス（ＣＮＧと称す）や水素ガスを燃料とする、いわゆるガス燃料エンジンが開発されている。このようなガス燃料エンジンにおいて、ガス燃料を吸気通路に噴射して供給するようにしたいわゆるポート噴射式エンジンが知られている。ところで、かかるポート噴射式エンジンでは、充填効率が充分でなく、充分な出力が得られないと共に燃費が悪化する恐れがある。
【０００３】
そこで、ガス燃料を筒内に噴射して、このような充填効率の不充分さを補うようにした筒内噴射式ガスエンジンが特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された筒内噴射式ガスエンジンでは、シリンダブロックに形成したシリンダボアの側面で、圧縮行程の略中間位置に燃料噴射弁の噴射口を望ませてガス燃料を噴射するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−９３７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の筒内噴射式ガスエンジンにおいては、筒内に燃料噴射弁の噴射口を臨ませてガス燃料を噴射するようにしているので、充填効率の面でポート噴射式のエンジンに比べ有利であり、出力の向上が実現できる。しかしながら、１本の燃料噴射弁による噴射供給では、均一な混合気の形成が困難であるので、均質希薄燃焼が不安定になるという問題がある。これは、エンジンの低速・低負荷運転条件時に特に顕著であり、結果として、燃費の悪化や排ガス性能の悪化等を招き、ポート噴射式のエンジンより劣る場合もある。
【０００６】
本発明の目的は、このような実情に鑑みて、燃費の悪化や排ガス性能の悪化等を招くことのない筒内噴射ガス燃料エンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の一形態に係る筒内噴射ガス燃料エンジンは、ガス燃料を筒内に噴射供給するガス燃料エンジンにおいて、燃焼室に臨む環状のスリット状噴孔を形成し、ガス燃料噴射弁から供給されるガス燃料を該環状のスリット状噴孔を介して筒内に噴射供給するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記スリット状噴孔はリング部材に形成され、該リング部材はシリンダヘッドに固設されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記スリット状噴孔は、噴射されたガス燃料がタンブル流に沿って燃焼室内を流れるように、その噴射方向が変化されていることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記スリット状噴孔に連通するガス通路を備え、該ガス通路の断面積はガス燃料噴射弁との接続部位から離れるにつれ小さくされていることが好ましい。
【００１１】
なお、前記スリット状噴孔を介して空気を筒内に噴射供給する空気噴射弁をさらに備えてもよい。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の他の形態に係る筒内噴射ガス燃料エンジンは、ガス燃料を筒内に噴射供給するガス燃料エンジンにおいて、燃焼室に臨む複数の噴孔を形成し、ガス燃料噴射弁から供給されるガス燃料を該複数の噴孔を介して筒内に噴射供給するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記複数の噴孔はリング部材に形成され、該リング部材はシリンダヘッドに固設されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記複数の噴孔は、噴射されたガス燃料がスワール流に沿って燃焼室内を流れるように、その噴射方向が設定されていることが好ましい。
【００１５】
なお、前記複数の噴孔は、さらに、その噴射方向が上下方向に交互に異なって設定されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記複数の噴孔に連通するガス通路を備え、該ガス通路の断面積はガス燃料噴射弁との接続部位から離れるにつれ小さくされていることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記ガス燃料噴射弁との接続部位は、前記複数の噴孔と半径方向において重ならない位置に設けられていることが好ましい。
【００１８】
なお、前記複数の噴孔を介して空気を筒内に噴射供給する空気噴射弁をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ガス燃料噴射弁から供給されたガス燃料が、燃焼室に臨む環状のスリット状噴孔または複数の噴孔を介して筒内に噴射供給されるので、低速・低負荷時においても燃焼室内での均一な混合気の形成が容易に行われ、安定した均質希薄燃焼が可能となる。その結果、燃費の悪化や排ガス性能の悪化等を招くことのない筒内噴射ガス燃料エンジンを得ることができる。
【００２０】
ここで、前記スリット状噴孔または複数の噴孔がリング部材に形成され、該リング部材がシリンダヘッドに固設されている形態によれば、製造を簡単に行うことができる。
【００２１】
また、前記スリット状噴孔が、噴射されたガス燃料がタンブル流に沿って燃焼室内を流れるように、その噴射方向が変化されている形態によれば、混合気の均質化がさらに促進される。
【００２２】
また、前記複数の噴孔が、噴射されたガス燃料がスワール流に沿って燃焼室内を流れるように、その噴射方向が設定されている形態によれば、混合気の均質化がさらに促進される。
【００２３】
なお、前記複数の噴孔が、さらに、その噴射方向が上下方向に交互に異なって設定されている形態によれば、混合気の均質化がさらに一層促進される。
【００２４】
また、前記スリット状噴孔または複数の噴孔に連通するガス通路を備え、該ガス通路の断面積がガス燃料噴射弁との接続部位から離れるにつれ小さくされている形態によれば、筒内に全周から一様にガス燃料が噴射供給され、混合気の均質化にさらに寄与する。
【００２５】
さらに、前記ガス燃料噴射弁との接続部位が、前記複数の噴孔と半径方向において重ならない位置に設けられている形態によれば、１つの噴孔のみから大量のガス燃料が噴射供給されることが防止され、混合気の均質化に寄与する。
【００２６】
なお、前記スリット状噴孔または複数の噴孔を介して空気を筒内に噴射供給する空気噴射弁をさらに備えた形態によれば、混合気の均質化がさらに一層促進され、極低速・低負荷時においても均質希薄燃焼が安定して行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ説明する。  
まず、図１を参照して、本発明が適用される筒内噴射ガス燃料エンジン１００の概要を説明する。１０１はエンジン本体、１０２はシリンダブロック、１０３はシリンダヘッド、１０４はピストン、１０５は燃焼室、１０６は吸気ポート、１０７は排気ポート、１０８は吸気弁、１０９は排気弁、１１０は燃焼室１０５内の頂部に配置された点火栓をそれぞれ示している。吸気ポート１０６は吸気マニフォルドを介してサージタンク１１１に接続され、サージタンク１１１は吸気ダクト１１２を介してエアクリーナ１１３に接続されている。吸気ダクト１１２内にはステップモータ１１４により駆動されるスロットル弁１１５が配置されている。
【００２８】
図１のエンジン１００は、気体燃料としてＣＮＧを用いる気体燃料供給系を備え、この気体燃料供給系は、筒内の燃焼室１０５に後述する噴孔を介して噴射可能に配置されたガス燃料噴射弁としてのＣＮＧ噴射弁１２０を具備し、このＣＮＧ噴射弁１２０は、ＣＮＧ供給ライン１２２を介し車載された気体燃料容器としてのＣＮＧボンベ１２４に接続されている。なお、ＣＮＧ供給ライン１２２内には、図示しない燃料遮断弁および高圧レギュレータ１２６が配置されている。
【００２９】
ＣＮＧボンベ１２４内に、充填圧力ＰＦ（例えば、２０ＭＰa）で充填されているＣＮＧは、高圧レギュレータ１２６により一定の高調節圧ＰＨ（例えば、５ＭＰa）まで減圧され、通常のエンジン制御状態では、この高調節圧ＰＨでもってＣＮＧ噴射弁１２０から筒内に圧縮行程で噴射される。この高調節圧ＰＨは、運転状態にかかわらず常に圧縮行程で筒内噴射が可能な圧力であり、かかる点から、後の説明で通常噴射圧と称されることもある。このＣＮＧ噴射弁１２０は、電子制御ユニット３００からの出力信号に基づいて制御される。
【００３０】
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）３００はデジタルコンピュータからなり、周知の如く、双方向性バスを介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、常時電源に接続されているＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）、入力ポート、および出力ポート等を具備している。
【００３１】
また、吸気マニフォルド１１０に接続されたサージタンク１１１には、サージタンク１１１内の絶対圧に比例した出力電圧を発生する圧力センサ１４０が取り付けられている。ＣＮＧボンベ１２４の出口のＣＮＧ供給ライン１２２内には、ＣＮＧボンベ１２４内の残存ＣＮＧ量、すなわち、残圧に比例した出力電圧を発生するＣＮＧ残圧センサ１４１が配置されている。これらセンサ１４０および１４１の出力電圧は、それぞれ、対応するＡＤ変換器を介してＥＣＵ３００の入力ポートに入力される。さらに、入力ポートには、エンジン回転数Ｎを表す出力パルスを発生する回転数センサ１４３、スロットル弁１１５の回動角度を検出するスロットル開度センサ１４４、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ１４５等が接続されている。一方、ＥＣＵ３００の出力ポートは、それぞれ、対応する駆動回路を介して、点火栓１１０、ステップモータ１１４、ＣＮＧ噴射弁１２０等に接続されている。
【００３２】
ここで、上述の基本的なエンジン構造の下で、噴孔リング２００の第１の実施の形態につき説明する。この第１の実施の形態では、燃焼室１０５に臨むシリンダヘッド１０３の下面側に埋め込まれて固設された噴孔リング２００は、シリンダブロック１０２に形成されたシリンダボアとほぼ同径であり、シリンダヘッド１０３の下面側に鋳込みまたは嵌込み等により固設されている。該噴孔リング２００は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、環状のガス通路２０２をその内部に備えると共に、該ガス通路２０２に連通する形態のスリット状噴孔２０４を備えている。なお、他の実施形態として、シリンダヘッド１０３にこの環状のガス通路２０２およびスリット状噴孔２０４が直接に形成され得る場合には、噴孔リング２００を用いなくともよいが、噴孔リング２００を用いる方が製造が容易である。
【００３３】
そして、環状のガス通路２０２は、内径側壁面２０２Ａと外径側壁面２０２Ｂとがシリンダボアの中心線に関して同心円状で同断面積に形成されると共に、吸気ポート１０６の近傍のシリンダヘッド１０３に螺着されるＣＮＧ噴射弁１２０の噴孔に接続部位において連通されている。さらに、環状のスリット状噴孔２０４は、その噴射方向がシリンダボアの中心線に直交する面に対してα＝３０〜６０°下向きに形成されている。
【００３４】
上述の構成になる本発明の第１の実施の形態にあっては、空気が吸気ポート１０６を通じて燃焼室１０５内に吸入されるのに対し、ＣＮＧ噴射弁１２０から運転状態に見合った量のＣＮＧが噴射される。そして、この噴射されたＣＮＧは環状のガス通路２０２を通り、環状のスリット状噴孔２０４を介して燃焼室１０５内に噴射供給される。スリット状噴孔２０４からのＣＮＧは、図１および図２（Ａ）に示すように、上昇中のピストン１０４の頂面に向けて下向きのカーテン状の噴流Ｆ（図においてはハーフトーンで示されている）を形成し、空気とガス燃料とからなるほぼ均一の混合気を形成する。なお、図１および図２（Ａ）に示した噴流は、噴射途中の状態を示しており、点火栓１１０付近にはガス燃料が供給されないように見えるが、これは、さらに時間が経過しピストン１０４が上昇したときには、一様な混合気となる。そこで、混合気は点火栓１１０により着火されて燃焼し、低速・低負荷運転領域であっても均質希薄燃焼が安定して行われ、燃費の向上および排ガス性能の改善が実現される。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態につき、図３（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を参照して説明する。この第２の実施形態が上述の第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態のように環状のスリット状噴孔２０４の噴射方向を一様に同じ角度に設定するのではなく、吸気ポート１０６から吸入される空気の縦方向旋回であるタンブル流Ｔに沿ってガス燃料が燃焼室１０５内を流れるように、そのスリット状噴孔２０４−２の噴射方向が変化されていることである。なお、その他の構成は第１の実施形態と同じであるから、図３（Ａ）には要部のみを示し、同一機能部位には同一符号を付して重複説明を避ける。
【００３６】
すなわち、図３（Ｃ）から明らかなように、第２の実施形態におけるスリット状噴孔２０４−２は、吸気ポート１０６側に位置される部位においてはその噴射方向がシリンダボアの中心線に直交する面に対してα＝３０〜６０°下向きに形成されているのに対し、排気ポート側、すなわち、吸気ポート１０６から離れた部位においては、その噴射方向がシリンダボアの中心線に直交する面に対してβ＝０〜３０°下向きに形成されている。そして、上記両部位間においては、その噴射方向が両部位の噴射方向に滑らかに連続するように徐々に変えられている。
【００３７】
上述の構成になる本発明の第２の実施の形態にあっては、吸気ポート１０６を通じて燃焼室１０５内に吸入される空気のタンブル流に対し、ＣＮＧ噴射弁１２０から噴射されたＣＮＧが環状のガス通路２０２および環状のスリット状噴孔２０４−２を介して、その流れに沿って燃焼室１０５内に噴射供給されることになる。この結果、燃焼室１０５内での空気とＣＮＧとの混合がさらに促進され、空気とガス燃料とからなる混合気の均一化ないしは均質化が向上する。従って、より安定した希薄燃焼が可能となり、燃費向上および排気ガス性能の改善が実現する。
【００３８】
さらに、本発明の第３の実施形態につき、図４を参照して説明する。この第３の実施形態が上述の第１および第２の実施形態と異なる点は、スリット状噴孔２０４に連通するガス通路の断面積がガス燃料噴射弁との接続部位から離れるにつれ小さくされていることである。すなわち、図４に示すように、第３の実施形態におけるガス通路２０２−３は、シリンダボアの中心線Ｃに平行な方向の寸法を一定にし、その中心線Ｃに対してＣＮＧ噴射弁１２０側に寄せて偏心されて形成されている。その結果、ＣＮＧ噴射弁１２０との接続部位においては、中心線Ｃに直交する面内におけるガス通路２０２−３の幅がＷであり、接続部位に直径方向に対峙する部位においては幅Ｗより狭い幅ｗとなっている。
【００３９】
この第３の実施形態の構成によれば、ガス通路２０２−３の断面積をＣＮＧ噴射弁１２０との接続部位から離れるにつれ小さくすることにより、途中のスリット状噴孔２０４から噴射されるガス量の影響なく、全周から均一なガス噴流Ｆが得られる。このように、スリット状噴孔２０４からのガス量を揃えることによって、筒内の燃焼室１０５での混合気形成の均質化を向上させ、安定した希薄燃焼を可能とし、燃費向上や排気ガス性能の改善を実現している。
【００４０】
次に、本発明の第４の実施形態につき、図５（Ａ）および（Ｂ）を参照して説明する。この第４の実施形態が上述の第１ないし第３の実施形態と異なる点は、環状のスリット状噴孔に代え、ガス通路に連通する独立の噴孔を複数個設けたことである。その他の構成は上述の実施形態と基本的に同じであるから上述の説明を援用し、同一機能部位には同一符号を付して重複説明を避ける。
【００４１】
すなわち、複数の噴孔２０６が周方向に等間隔に配置（本実施形態では６個）され、前述のスリット状噴孔の場合と同様に下向きにα＝３０〜６０°の角度で中心方向に向けられている。本実施の形態によれば、上述の実施の形態と同様に、筒内への噴射供給が可能であるから、吸気効率に悪影響を及ぼすことがなく、エンジンの出力低下もない。さらに、一箇所のみからの噴射供給でないので、低速・低負荷時の均質混合気の生成が容易であり、安定した希薄燃焼が可能である。なお、噴孔の数は少なくとも３つあればよい。多ければ多いほど混合気の均質度は向上するが、噴孔の径が小さくなることから、必要加工精度も増加し加工費用も増加するので、６〜８孔程度が好ましい。噴射方向の角度αは、エンジン排気量や特性によって変わるので、３０〜６０°の範囲で適宜選択すればよい。
【００４２】
さらに、図６に本発明の第５の実施形態の要部を示す。この実施形態では、上述の複数の噴孔２０６の噴射方向をボア中心方向ではなく、吸気のスワール流Ｓに沿って燃焼室内を流れるように、その噴射方向が設定された噴孔２０６−５とされている。この第５の実施形態によれば、さらに、混合気の均質化を向上させることができる。
【００４３】
さらに、本発明の第６の実施形態は、図示を省略するが、上記複数の噴孔２０６が一様に噴射方向の角度αで下方に向けられているのではなく、その噴射方向が上下方向に交互に異なって設定されている。すなわち、一つ目の噴孔２０６は噴射方向がα＝３０〜６０°の角度で下向きに形成されているのに対し、それに隣接する噴孔２０６は噴射方向がβ＝０〜３０°の角度で横ないしはやや下向きに形成されているのである。この第６の実施形態によれば、筒内での空気とガス噴流との混合をさらに向上させることができる。
【００４４】
さらに、本発明の第７の実施形態につき、図７を参照して説明する。この第７の実施形態が上述の第４ないし第６の実施形態と異なる点は、噴孔２０６に連通するガス通路の断面積がガス燃料噴射弁との接続部位から離れるにつれ小さくされていることである。すなわち、図７に示すように、第７の実施形態におけるガス通路２０２−７は、シリンダボアの中心線Ｃに平行な方向の寸法を一定にし、その中心線Ｃに対してＣＮＧ噴射弁１２０側に寄せて偏心されて形成されている。その結果、ＣＮＧ噴射弁１２０との接続部位においては、中心線Ｃに直交する面内におけるガス通路２０２−７の幅がＷであり、この接続部位に直径方向に対峙する部位においては幅Ｗより狭い幅ｗとなっている。
【００４５】
この第７の実施形態の構成によれば、ガス通路２０２−７の断面積をＣＮＧ噴射弁１２０との接続部位から離れるにつれ小さくすることにより、途中の噴孔２０６から噴射されるガス量の影響なく、全噴孔２０６から各々等しいガス噴流Ｇが得られる。このように、各噴孔２０６からの噴射ガス量を揃えることによって、筒内の燃焼室１０５での混合気形成の均質化を向上させ、安定した希薄燃焼を可能とし、燃費向上や排気ガス性能の改善を実現している。
【００４６】
なお、本発明の第８の実施形態を、図８に示す。この実施の形態では、ガス燃料噴射弁との接続部位が、複数の噴孔２０６と半径方向において重ならない位置に設けられている。すなわち、図８に示すように、ＣＮＧ噴射弁１２０が隣接する噴孔２０６同士の間の接続部位において、ガス通路２０２に連通されている。この実施の形態によれば、ＣＮＧ噴射弁１２０から噴射されたガスが一つの噴孔２０６からのみ大量に噴射されるのが防止され、各噴孔２０６からの噴射ガス量が揃えられる。従って、上述のように、筒内の燃焼室１０５での混合気形成の均質化を向上させ、安定した希薄燃焼を可能とし、燃費向上や排気ガス性能が改善されるのである。
【００４７】
最後に、本発明の第９の実施形態につき、図９（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。この第９の実施形態は上述の第１ないし第８の実施形態に対し、前記スリット状噴孔または複数の噴孔を介して空気を筒内に噴射供給する空気噴射弁を付加的に加えたものであり、例示のものは複数の噴孔を有している。
【００４８】
上述の第１ないし第８の実施形態においては、一箇所からガス燃料を噴射供給するのに比べ、均一混合気の形成が有利に行われることは既に述べた通りである。ところで、極低速・低負荷運転状態の場合のような、少ガス燃料噴射条件下においては、ガス燃料噴流はシリンダボアの壁面近傍側で高濃度になり、中心部の点火栓周りは希薄となって燃焼室全体として不均一となる傾向があり、混合気の均質化の程度が落ちる。本発明の第９の実施形態はこれに対処するものであって、図９（Ａ）に示すように、空気噴射弁１５０がＣＮＧ噴射弁１２０に直径方向に対峙する関係でシリンダヘッド１０３に螺着され、その噴射孔は接続部位において複数の噴孔２０６を有するリング部材２００のガス通路２０２に連通されている。なお、この空気噴射弁１５０は、不図示の高圧エアポンプに供給ラインを介して接続されている。
【００４９】
本第９の実施形態においては、ガス燃料がＣＮＧ噴射弁１２０から噴射供給された後に、空気噴射弁１５０から高圧エアが噴射供給されるので、少ガス燃料噴射条件でも燃焼室１０５内の混合気の不均一性が改善され、極低速・低負荷運転領域であっても均質希薄燃焼が安定して行われるので、燃費の向上や排気ガス性能の向上が図れる。
【００５０】
ここで、この筒内へのエア噴射（ポスト噴射）の適用時には、非適用時に比べ空燃比（Ａ／Ｆ）にずれが生じるので、これを補正するために吸入空気量を調整する必要がある。その制御ルーチンの一例を図１０のフローチャートを参照して説明する。この制御ルーチンは、ＥＣＵ３００において所定時間（例えば、１０ｍｓ）毎の時間割り込みにて周期的に実行される。そこで、この制御ルーチンがスタートすると、ステップＳ１０１において、エンジン運転状態に基づき、目標Ａ／Ｆの算出とガス燃料噴射量の算出がおこなわれる。次に、ステップＳ１０２に進み、同じくエンジン運転状態に基づき、エアのポスト噴射が必要か否かが判断される。必要でないＮｏときは、このルーチンを終了する。ステップＳ１０２の判断において、必要Ｙｅｓのときは、ステップＳ１０３においてエア噴射量を算出し、さらに、ステップＳ１０４に進み、スロットルバルブ１１５の閉じ量を算出する。
【００５１】
そして、ステップＳ１０５に進み、上述の算出されたエア噴射量とスロットルバルブ１１５の閉じ量に対応して、ステップモータ１１４を駆動してスロットルバルブ１１５の閉じ動作を行わせると共に、空気噴射弁１５０からの高圧エアのポスト噴射を開始する。さらに、ステップＳ１０６において、不図示の空燃比センサからの信号に基づきＡ／Ｆを計測し、目標Ａ／Ｆと対比する。この対比の結果、目標とのずれが無いときはこのルーチンを終了する。一方、目標とのずれが有るときは、ステップＳ１０７において、補正値を求め、これを次回のルーチンにおいて、上述のステップＳ１０３におけるエア噴射量およびステップＳ１０４におけるスロットルバルブ１１５の閉じ量の算出に反映させる。
【００５２】
さらに、本発明は、ガス燃料を噴射供給するようにしたガス燃料エンジンとして、ＣＮＧを用いるエンジンにつき説明したが、このガス燃料としては、例示したＣＮＧや水素ガスに限らず、プロパンガスやジメチルエーテルガス等を用いることができ、要するに、ガス状態で筒内に噴射供給する形式のエンジンには全て適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明が適用されるガス燃料エンジンを示す概略構成図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態におけるリング部材の平断面図、および（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態におけるエンジンの側断面図、（Ｂ）はそのリング部材の平断面図、および（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態におけるリング部材の平断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第４の実施の形態におけるエンジンの側断面図、（Ｂ）はそのリング部材の平断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態におけるリング部材の平断面図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態におけるリング部材の平断面図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態におけるリング部材の平断面図である。
【図９】（Ａ）は本発明の第９の実施の形態におけるエンジンの側断面図、（Ｂ）はそのリング部材の平断面図である。
【図１０】本発明の第９の実施の形態におけるガス燃料エンジンの燃料噴射制御手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１００    筒内噴射ガス燃料エンジン
１０３    シリンダヘッド
１０５    燃焼室
１２０    ＣＮＧ噴射弁
１５０    空気噴射弁
２００    噴孔リング
２０２    ガス通路
２０４    スリット状噴孔
２０６    噴孔
３００    電子制御ユニット
【図１】
2005140094.tif 000003
【図２】
2005140094.tif 000004
【図３】
2005140094.tif 000005
【図４】
2005140094.tif 000006
【図５】
2005140094.tif 000007
【図６】
2005140094.tif 000008
【図７】
2005140094.tif 000009
【図８】
2005140094.tif 000010
【図９】
2005140094.tif 000011
【図１０】
2005140094.tif 000012