(57)【要約】【課題】複数シリンダの燃焼室表面にピストンとは別個に設けた複数のターゲットに、１つのレーザ発信装置から複数のシリンダにレーザ光を分配することを可能とし、前記複数のターゲットをエンジン負荷によって使い分けることを可能とした多点レーザ供給システムを備えたレーザ着火式エンジンを提供する。【解決手段】レーザ光を燃焼室内のターゲットに照射して発生するプラズマにより、混合ガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンにおいて、前記ターゲットを燃焼室構成部材の複数箇所に固定するとともに該ターゲットと同数の光ファイバーを通して前記レーザ光を前記ターゲットに照射するように構成し、さらに前記レーザ発信装置からのレーザ光を反射して複数のシリンダに分光する回転ミラーを備えてなることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発信装置から発信されたレーザ光を燃焼室内に設けられたターゲットに照射して発生するプラズマにより、該燃焼室内に充填された混合ガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンにおいて、
前記ターゲットをピストン、シリンダヘッド、シリンダライナを含む燃焼室構成部材の表面の複数箇所に固定するとともに、
該ターゲットと同数の光ファイバーを通して前記レーザ光を前記ターゲットに照射するように構成し、
さらに前記レーザ発信装置からのレーザ光を反射して複数のシリンダに分光する回転ミラーを備えてなることを特徴とするレーザ着火式エンジン。
【請求項２】
前記回転ミラーからの反射レーザ光を前記各光ファイバーに分光し投入する第２の回転ミラーを備えてなることを特徴とする請求項１記載のレーザ着火式エンジン。
【請求項３】
前記各光ファイバー出口のレーザ光を集光する集光レンズと、該集光レンズを経たレーザ光を前記各ターゲットの方向に偏向するとともに前記燃焼室内と外部との間のガスシールを行うシールガラスとを備えてなることを特徴とする請求項１記載のレーザ着火式エンジン。
【請求項４】
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、該エンジン回転数検出器からのエンジン回転数の検出値と該エンジンの着火順序とにより前記回転ミラーを各シリンダの照射位置に回転させるとともに、前記レーザ発信装置から前記回転ミラーに同期してレーザ光を発信する第１の制御手段とを備えてなることを特徴とする請求項１記載のレーザ着火式エンジン。
【請求項５】
エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出器と、該エンジン負荷検出器からのエンジン負荷の検出値に対応するレーザ光エネルギ及び該レーザ光エネルギの量に対応する照射ターゲット数を算出し、前記第２の回転ミラーを前記照射ターゲットに接続される光ファイバー入口の方向に回転せしめて該第２の回転ミラーから当該光ファイバー入口にレーザ光を投入可能とするとともに前記第２の回転ミラーに同期してレーザ光を発信せしめる第２の制御手段とを備えてなることを特徴とする請求項２記載のレーザ着火式エンジン。
【請求項６】
前記第２の制御手段は、前記エンジンの負荷の増大に従い前記照射ターゲット数を減少せしめるとともに、前記第２の回転ミラーを前記照射ターゲットに対応する光ファイバー入口の方向に回転せしめるように構成してなることを特徴とする請求項５記載のレーザ着火式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてガスエンジン等の予混合燃焼エンジンに適用され、レーザ発信装置から発信されたレーザ光を燃焼室内に設けられたターゲットに照射して発生するプラズマにより、該燃焼室内に充填された混合ガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
予混合希薄燃焼ガスエンジンにおいては、主燃焼室内の希薄混合ガスの着火燃焼を促進するため、通常、副室に装着した点火プラグによって該副室内の濃混合比ガスに点火して着火し、着火火炎を主燃焼室内の希薄混合気中に噴出せしめて主燃焼させる「点火プラグ着火方式」や、副室に装着したパイロット燃料噴射弁によって該副室内の混合ガス中にパイロット燃料を噴射して着火し、着火火炎を主燃焼室内の希薄混合気中に噴出せしめて主燃焼させる「パイロット燃料噴射着火方式」が多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、前記点火プラグ着火方式は運転時間の経過とともに点火プラグギャップが増大して着火性能が低下し易く、かつ筒内有効平均圧力の上昇が制限されるという課題がある。一方、前記パイロット燃料噴射着火方式は添加プラグ方式の有する前記課題は解決可能であるが、高圧のパイロット燃料噴射システムを必要とするため構造が複雑かつ高コストとなり、またＴＤＣ（上死点）近傍でパイロット燃料を噴射して燃焼させることから、ＮＯｘの発生量が多くなるという課題を有している。
【０００４】
そこで、予混合希薄燃焼ガスエンジンにおいては、点火プラグ着火方式及びパイロット燃料噴射着火方式に代わる着火方式として、レーザ光を燃焼室表面に固定されたターゲットに照射してプラズマ着火を発生させる「レーザ着火方式」が提案されている。かかるレーザ着火方式を用いた予混合希薄燃焼ガスエンジンとして、例えば、特許文献１（特開平７−２１７５２１号公報）及び特許文献２（特開平９−４２１３８号公報）の技術が提案されている。
【０００５】
特許文献１の技術においては、エンジンのピストン表面をターゲットとし、レーザ発信装置から発信されたレーザ光を、該レーザ光の光路内に設けた複数のウェッジ基板を異なる回転数で回転させることにより、ピストン表面においてレーザ光を広い範囲において揺動させるように構成している。
また、特許文献２の技術においては、レーザ発信装置とピストン表面上に設けたターゲットとの間のレーザ光路内に、強いレーザ光を常時ターゲット上に照射できるようにするための焦点可変装置を装備している。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１７５２１号公報
【特許文献２】特開平９−４２１３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１の技術にあっては、ピストン表面をターゲットとしてレーザ光をピストン表面の広い範囲において揺動させるようにしてピストン表面の損耗を低減するようにしているにとどまり、また前記特許文献２の技術にあっては、ピストン表面上に設けたターゲットに常時強いレーザ光を照射できるように焦点を可変しているにとどまり、複数シリンダのピストン表面に該ピストンとは別個に複数のターゲットを設け、１つのレーザ発信装置から複数のシリンダにレーザ光を分配する手段についても、前記複数のターゲットをエンジン負荷によって使い分けるようにする手段については提示されていない。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、複数シリンダの燃焼室表面にピストンとは別個に設けた複数のターゲットに、１つのレーザ発信装置から複数のシリンダにレーザ光を分配することを可能とし、前記複数のターゲットをエンジン負荷によって使い分けることを可能とした多点レーザ供給システムを備えたレーザ着火式エンジンを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる目的を達成するもので、レーザ発信装置から発信されたレーザ光を燃焼室内に設けられたターゲットに照射して発生するプラズマにより、該燃焼室内に充填された混合ガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンにおいて、前記ターゲットをピストン、シリンダヘッド、シリンダライナを含む燃焼室構成部材の表面の複数箇所に固定するとともに該ターゲットと同数の光ファイバーを通して前記レーザ光を前記ターゲットに照射するように構成し、さらに前記レーザ発信装置からのレーザ光を反射して複数のシリンダに分光する回転ミラーを備えてなることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記構成に加えて、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、該エンジン回転数検出器からのエンジン回転数の検出値とエンジンの着火順序とにより前記回転ミラーを各シリンダの照射位置に回転させるとともに前記レーザ発信装置から前記回転ミラーに同期してレーザ光を発信する第１の制御手段とを備える。
【００１１】
かかる発明によれば、第１の制御手段は、エンジン回転数検出器からのエンジン回転数の検出値に従い当該回転数に対応するパルス間隔で、予め設定されたエンジンの着火順序に従って前記回転ミラーをレーザ発信装置からのレーザ光が各シリンダへの光ファイバー入口に照射する位置になるように回転せしめるとともに、レーザ発信装置からエンジン回転数の検出値に対応するパルス間隔でレーザ光を前記回転ミラーに同期して発信せしめる。
これにより、前記レーザ光は前記回転ミラーのエンジン着火順序及びエンジン回転数に従う回転によって、各シリンダの複数の光ファイバー入口に分光されて投入され、該シリンダ毎の光ファイバーを通して各シリンダの複数の前記ターゲットに照射せしめられる。
【００１２】
従って、かかる発明によれば、回転ミラーをエンジン着火順序及びエンジン回転数に従い回転させ、レーザ発信装置からエンジン回転数の検出値に対応するパルス間隔でレーザ光を前記回転ミラーに同期して発信せしめることにより、レーザ光を各シリンダ毎に複数設けられたターゲットに容易に分光して照射せしめることができる
そして、前記のように、レーザ光を各シリンダ毎に複数設けられたターゲットに分光して照射せしめることにより，燃焼室内におけるプラズマを複数箇所で形成できるので、燃焼室内における混合ガスが希薄でかつ該混合ガス流に多少乱れがある状態下であっても、問題なくかつ容易に着火燃焼させることができ、これによってさらなる希薄燃焼条件を設定することが可能となって、エンジンの熱効率をさらに向上できるとともに、排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）のさらなる低減を実現できる。
【００１３】
また、各シリンダに投入されたレーザ光を、各シリンダ毎に複数個設けられたターゲットに分光して照射せしめるので、ターゲット１個当たりのレーザ光エネルギが、従来技術のような、ターゲットを各シリンダ毎に１個設けたエンジンに比べて小さくなり、これにより該ターゲットの損耗を防止できて、ターゲットの寿命を延長できる。
【００１４】
また、前記発明に加えて、前記各光ファイバー出口のレーザ光を集光する集光レンズと、該集光レンズを経たレーザ光を前記各ターゲットの方向に偏向するとともに前記燃焼室内と外部との間のガスシールを行うシールガラスとを設けるのがよい。
このように構成すれば、シールガラスの偏向角度を各ターゲットに合せて設定することにより、各ターゲットに精度良くレーザ光を照射することができるとともに、該シールガラスを燃焼ガスのシールに兼用することができる。
【００１５】
また好ましくは、かかる発明に加えて、前記回転ミラーからの反射レーザ光を前記各光ファイバーに分光し投入する第２の回転ミラーを備える。
さらに前記構成に加えて、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出器と、該エンジン負荷検出器からのエンジン負荷の検出値に対応するレーザ光エネルギ及び該レーザ光エネルギの量に対応する照射ターゲット数を算出し、前記第２の回転ミラーを前記照射ターゲットに接続される光ファイバー入口の方向に回転せしめて該第２の回転ミラーから当該光ファイバー入口にレーザ光を投入可能とするとともに前記第２の回転ミラーに同期してレーザ光を発信する第２の制御手段とを設けるのがよい。
そして、具体的には、前記第２の制御手段を、前記エンジンの負荷の増大に従い前記照射ターゲット数を減少せしめるとともに、前記第２の回転ミラーを前記照射ターゲットに対応する光ファイバー入口の方向に回転せしめるように構成する。
【００１６】
このように構成すれば、第２の制御手段は、エンジン負荷検出器からのエンジン負荷の検出値に従い当該負荷に対応するレーザ光エネルギを算出するとともに、該レーザ光エネルギの量に対応する照射ターゲット数を算出し、前記第２の回転ミラーを前記により算出された照射対象ターゲットに接続される光ファイバー入口の方向に回転せしめ、該第２の回転ミラーに同期してレーザ光を発信して該第２の回転ミラーを介して当該照射対象ターゲット用の光ファイバー入口にレーザ光を投入せしめる。
【００１７】
そして、前記エンジン負荷の増大に従い小さいレーザ光エネルギで以ってレーザ光着火が可能となるので、前記第２の制御手段は、前記エンジン負荷の増大に従い前記レーザ発信装置からのレーザ光の発信本数を減少させて（具体的には燃焼室外周寄りのターゲットへの照射を遮断して）前記照射ターゲット数を減少せしめるとともに、前記第２の回転ミラーを前記照射ターゲットに対応する光ファイバー入口の方向に回転せしめて、当該照射ターゲットのみにレーザ光を照射する。
【００１８】
従ってかかる発明によれば、着火燃焼が困難な起動時や低負荷時には、燃焼室内に複数箇所設けられた全てのターゲットにレーザ光を照射することによって着火燃焼性能を向上せしめるとともに、小さいレーザ光エネルギで以ってレーザ光着火が可能となる高負荷時には、前記レーザ発信装置からのレーザ光の発信本数を減少させて照射ターゲット数を減少せしめることによってターゲットの寿命を延長し、かつ少ないレーザ光エネルギでの着火燃焼が可能となる。
これにより、起動時や低負荷時には全てのターゲットにレーザ光を照射することによって着火燃焼性能を向上せしめることができ、かつ高負荷時には着火燃焼可能な最少限のターゲットにレーザ光を照射することによってターゲットの寿命を延長するとともに少ないレーザ光エネルギで確実な着火燃焼を実現できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２０】
図１は本発明の実施例に係る多点レーザ供給システムを備えたレーザ着火式ガスエンジンの全体構成図、図２は制御ブロック図である。図３はレーザエネルギ分布を示す線図である。
【００２１】
本発明の実施例を示す図１において、３１はガスエンジン（以下エンジンという）のシリンダヘッド、３３はピストン、３４はシリンダライナ、３２は該シリンダヘッド３１、ピストン３３及びシリンダライナ３４により区画形成された燃焼室、３５はコネクチングロッド、３６はクランク軸である。
また、４１は給気ポート、３９は該給気ポート４１を開閉する給気弁、４２は排気ポート、４０は該排気ポート４２を開閉する排気弁である。
【００２２】
前記ピストン３３の表面には複数個のターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが固着されている。該ターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、直径５ｍｍ程度の小径薄肉円板からなり、好ましくはステンレス板にて構成しピストン３３の表面にコーティングにより固着されて該ピストン３３の半径方向に複数個設置されている。かかるターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ自体の構成は公知である。
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は光ファイバーで、後述するレーザ発信装置１から照射（発信）されたレーザ光２をシリンダに伝播するもので、各シリンダ毎にターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに対応して同数設けられている。
【００２３】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは前記各光ファイバー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ出口のレーザ光２を集光する集光レンズ、９は該集光レンズ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで集光されたレーザ光２を前記各ターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの方向に偏向するシールガラスである。該シールガラス９は透明な耐熱ガラスからなり、ガスケット４３との共働によって前記燃焼室３２内と外部との間のガスシールを行っている。４４は前記シールガラス９を固定するための固定ねじである。
前記のように構成すれば、前記シールガラス９の偏向角度を各ターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに合せて設定することにより、各ターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに精度良くレーザ光２を照射することができるとともに、該シールガラス９を燃焼ガスのシールに兼用することができる。
【００２４】
１はレーザ光（レーザパルス）２を発信するレーザ発信装置、３は該レーザ発信装置１から発信されたレーザ光２を各シリンダに分光する第１ミラー（回転ミラー）である。該第１ミラー３は第１ミラー駆動装置４によって回転駆動され、前記レーザ発信装置１からのレーザ光２を後述する各シリンダの第２ミラー５に向けて反射するようになっている。
また、５は各シリンダに設けられた第２ミラー（第２の回転ミラー）である。該第２ミラー５は、第２ミラー駆動装置６によって回転駆動され、前記第２ミラー５からの反射レーザ光を前記各光ファイバー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに分光し投入するようになっている。
【００２５】
２０は前記レーザ発信装置１から発信されるレーザ光２のパルス間隔、レーザ光エネルギ（レーザ光の強さ）等を制御するレーザ制御装置である。
５１はエンジンの回転数を検出する回転数検出器、５２はエンジンの負荷を検出する負荷検出器である。３８はクランク角検出用のタイミング円板であり、回転軸３７を介して前記クランク軸３６に連結されて、クランク角を検出している。
１００は後述する制御動作を行うコントローラで、前記回転数検出器５１からエンジンの回転数の検出値が、前記負荷検出器５２からエンジンの負荷の検出値が、前記タイミング円板３８からエンジンのクランク角の検出値が夫々入力されて、前記第１ミラー駆動装置４、第２ミラー駆動装置６及び前記レーザ制御装置２０に制御操作信号を出力するものである。
【００２６】
次に、図２に基づき、上述した構成からなるレーザ着火式ガスエンジンの動作を説明する。
前記回転数検出器５１からのエンジンの回転数の検出値及び前記タイミング円板３８からのクランク角の検出値は、コントローラ１００の第１ミラー回転角算出部５４及びレーザパルス発信間隔算出部５５に入力される。また、前記負荷検出器５２からのエンジンの負荷の検出値はレーザエネルギ算出部５６に入力される。さらに、前記第１ミラー回転角算出部５４には着火順序設定部５３からエンジン着火順序の設定信号が入力されている。
【００２７】
前記第１ミラー回転角算出部５４においては、前記エンジン回転数の検出値に従い当該回転数に対応するパルス間隔に一致するように、かつ前記エンジンの着火順序に従って前記第１ミラー３のシリンダ毎の回転角を算出し、レーザ・第１ミラー同期制御部６１に入力する。
また、レーザパルス発信間隔算出部５５においては、前記エンジン回転数の検出値に対応するレーザパルス発信間隔を算出し、レーザ・第１ミラー同期制御部６１に入力する。
該レーザ・第１ミラー同期制御部６１においては、前記第１ミラー３のシリンダ毎の回転角
とレーザパルス発信間隔とを同期させて前記第１ミラー駆動装置４に入力するとともに、前記レーザ制御装置２０に入力する。
【００２８】
第１ミラー駆動装置４においては、レーザ発信装置１からのレーザ光２が各シリンダへの光ファイバー７入口に照射する位置になるように、前記第１ミラー３を回転せしめる。また、レーザ制御装置２０においては、エンジン回転数の検出値に対応するパルス間隔で、前記レーザ発信装置１からレーザ光２を前記第１ミラー３に同期して発信せしめる。
これにより、図１に示すレーザ光パルス２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ，２ｆのように、前記第１ミラー３で反射されたレーザ光は、各シリンダの第２ミラー５に着火順序に従って入射される。
即ち、前記レーザ発信装置１からのレーザ光２は、前記第１ミラー３のエンジン着火順序及びエンジン回転数に従って、各シリンダの第２ミラー５に入射されることとなる。
【００２９】
一方、５７は負荷〜レーザエネルギ設定部で、エンジン負荷とレーザエネルギとの関係が設定されている。
かかるガスエンジンにおいては、エンジン負荷の増大に従い小さいレーザ光エネルギで以ってレーザ光着火が可能となるので、前記負荷〜レーザエネルギ設定部５７にはエンジン負荷の増大に従いレーザ光エネルギが減少するように設定されている。
そして、前記レーザエネルギ算出部５６においては、前記エンジン負荷の検出値に従い当該負荷に対応するレーザ光エネルギを算出し、前記レーザ制御装置２０及び使用ターゲット選出部５８に入力する。
【００３０】
５９はレーザ光エネルギ〜使用ターゲット設定部で、レーザ光エネルギに対応する使用ターゲット８の数（具体的には燃焼室中央寄りのターゲット８ｃ、８ｄを優先して使用する）が設定されている。
前記使用ターゲット選出部５８においては、前記レーザエネルギ算出部５６で算出されたレーザ光エネルギの量に対応する照射ターゲット８の数を、前記レーザ光エネルギ〜使用ターゲット設定部５９から選出し、第２ミラー回転角算出部６０に入力する。
【００３１】
第２ミラー回転角算出部６０においては、前記のようにして選出された照射対象ターゲット（例えばターゲット８ｃ、８ｄ）に接続される光ファイバー７ｃ、７ｄ入口までの前記第２ミラー５の回転角を算出して、レーザ・第２ミラー同期制御部６２に入力する。
レーザ・第２ミラー同期制御部６２においては、前記第２ミラー５の光ファイバー（例えば７ｃ、７ｄ）入口までの回転をレーザパルスの発信タイミングと同期させてレーザ制御装置２０及び第２ミラー駆動装置６に入力する。
【００３２】
従って、前記第２ミラー駆動装置６は、第２ミラー５を照射対象の光ファイバー（例えば７ｃ、７ｄ）入口まで回転させ、レーザ制御装置２０は前記第２ミラー５に同期してレーザ光２を発信する。これにより、該レーザ光２は第２ミラー５を介して当該照射対象ターゲット（例えば８ｃ、８ｄ）用の光ファイバー（例えば７ｃ、７ｄ）入口に投入され、光ファイバー（例えば７ｃ、７ｄ）を通って照射対象ターゲット（例えば８ｃ、８ｄ）に照射される。そして、かかるレーザ光２の照射によって発生するプラズマにより、燃焼室３２内に充填された混合ガスが着火される。
【００３３】
即ち、エンジン負荷の増大に従い、小さいレーザ光エネルギでレーザ光着火が可能となる。つまり、かかる実施例においては、エンジン負荷の増大に従い、燃焼室３２外周寄りのターゲット８ａ，８ｂへのレーザ光照射を選択的に遮断することにより、前記レーザ発信装置１からのレーザ光の発信本数を減少させて前記照射ターゲット数を減少させるとともに、前記第２ミラー５を燃焼室３２中央寄りの照射ターゲット８ｃ，８ｄに対応する光ファイバー７ｃ，７ｄ入口の方向に回転させて、当該照射ターゲット８ｃ，８ｄのみにレーザ光を照射することも可能である。
【００３４】
従って、着火燃焼が困難な起動時や低負荷時には、燃焼室３２内のピストン３３表面に複数箇所設けられた全てのターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄにレーザ光２を照射することによって着火燃焼性能を向上させる。一方、小さいレーザ光エネルギでレーザ光着火が可能となる高負荷時には、前記レーザ発信装置１からのレーザ光２の発信本数を減少させて照射ターゲット数を中央寄りの８ｃ，８ｄのみに減少することによって、ターゲット８の寿命を延長し、かつ少ないレーザ光エネルギでの着火燃焼が可能となる。
【００３５】
図３は６シリンダガスエンジンにおけるレーザ照射エネルギＥのクランク角及び時間変化を示している。図３（Ａ）に示されるように、６シリンダエンジンの場合は、１２０°間隔でレーザ照射エネルギＥのピークが立つ。
また、図３（Ｂ）に示されるように、ターゲット８を複数設けてレーザパルスの数を、Ｃ１の１つ（Ｅ１）から、Ｃ２の２つ（Ｅ２１、Ｅ２２）、Ｃ３の３つ（Ｅ、３１、Ｅ３２、Ｅ３３），Ｃ４の４つ（Ｅ４１、Ｅ４２、Ｅ４３、Ｅ４４）のように増加していくと、各レーザ照射エネルギＥのピークは小さくなる。
【００３６】
また、かかる実施例によれば、前記第１ミラー３をエンジン着火順序及びエンジン回転数に従い回転させ、レーザ発信装置１からエンジン回転数の検出値に対応するパルス間隔でレーザ光２を前記第１ミラー３に同期して発信することにより、該レーザ光２を各シリンダ毎に複数設けられたターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに容易に分光して照射することができる。これによって燃焼室３２内におけるプラズマを複数箇所で任意に形成できるので、該燃焼室３２内における混合ガスが希薄で、混合ガス流に多少乱れがある状態下であっても、問題なくかつ容易に着火燃焼させることができる。
また、各シリンダに投入されたレーザ光２を、各シリンダ毎に複数個設けられたターゲット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに分光して照射するので、図３（Ｂ）に示すように、ターゲット１個当たりのレーザ光エネルギが、従来技術のような、ターゲット８を各シリンダ毎に１個設けたエンジンに比べて小さくなり、これによりターゲット８の損耗を防止できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、回転ミラーをエンジン着火順序及びエンジン回転数に従い回転させ、レーザ発信装置からエンジン回転数の検出値に対応するパルス間隔でレーザ光を前記回転ミラーに同期して発信せしめることにより、レーザ光を各シリンダ毎に複数設けられたターゲットに容易に分光して照射せしめることができる。
そして、前記のように、レーザ光を各シリンダ毎に複数設けられたターゲットに分光して照射せしめることにより燃焼室内におけるプラズマを複数箇所で形成できるので、燃焼室内における混合ガスが希薄でかつ該混合ガス流に多少乱れがある状態下であっても、問題なくかつ容易に着火燃焼させることができ、これによってさらなる希薄燃焼条件を設定することが可能となって、エンジンの熱効率をされに向上するとともに、排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）のさらなる低減を実現できる。
【００３８】
また、本発明によれば、着火燃焼が困難な起動時や低負荷時には、燃焼室内に複数箇所設けられた全てのターゲットにレーザ光を照射することによって着火燃焼性能を向上せしめるとともに、小さいレーザ光エネルギで以ってレーザ光着火が可能となる高負荷時には、前記レーザ発信装置からのレーザ光の発信本数を減少させて照射ターゲット数を減少せしめることによってターゲットの寿命を延長し、かつ少ないレーザ光エネルギでの着火燃焼が可能となる。
これにより、起動時や低負荷時には全てのターゲットにレーザ光を照射することによって、着火燃焼性能を向上せしめることができ、かつ高負荷時には着火燃焼可能な最少限のターゲットにレーザ光を照射することによって、ターゲットの寿命を延長するとともに少ないレーザ光エネルギで確実な着火燃焼を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る多点レーザ供給システムを備えたレーザ着火式ガスエンジンの全体構成図である。
【図２】前記実施例における制御ブロック図である。
【図３】レーザエネルギ分布を示す線図である。
【符号の説明】
１  レーザ発信装置
２  レーザ光
３  第１ミラー
４  第１ミラー駆動装置
５  第２ミラー
６  第２ミラー駆動装置
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  光ファイバー
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  ターゲット
９  シールガラス
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  集光レンズ
２０  レーザ制御装置
３１  シリンダヘッド
３２  燃焼室
３３  ピストン
３４  シリンダライナ
３６  クランク軸
３８  タイミング円板
５１  回転数検出器
５２  負荷検出器
１００  コントローラ
【図１】
2005042579.tif 000003
【図２】
2005042579.tif 000004
【図３】
2005042579.tif 000005