(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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自着火させ燃焼させる予混合圧縮自着火エンジンであって、
前記燃焼室から排出された排ガスのＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段を備え、
前記燃焼室における前記混合気の燃焼状態に影響を与える動作条件を調整可能な動作条件調整手段を備え、
前記ＣＯ濃度検出手段により検出された前記ＣＯ濃度が予め設定されている前記燃焼室において失火及びノッキングが発生している可能性が少ない目標濃度範囲外となった前記燃焼室に対して、前記ＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるように前記動作条件調整手段により前記動作条件を制御する制御手段を備え、
前記動作条件が、前記燃焼室の実圧縮比、前記新気の圧力、前記新気の温度、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つであり、
前記燃焼室を複数有し、
前記複数の燃焼室から排出された夫々の排ガスが、個別の排気路に流入するように構成され、
前記排気路の夫々に前記ＣＯ濃度検出手段を備え、
前記制御手段が、１つの前記燃焼室に対して前記動作条件調整手段により前記動作条件の制御を開始してから、その前記燃焼室から排出されるＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるまでは、他の前記燃焼室に対する前記動作条件調整手段による前記動作条件の制御を行わないように構成されている予混合圧縮自着火エンジン。
【請求項２】
前記制御手段が、前記排気路の夫々において、前記ＣＯ濃度検出手段で検出された前記ＣＯ濃度前記目標濃度範囲外となった頻度を計測し、前記計測した頻度が所定の制御開始頻度に到達した前記排気路に排ガスを排出する前記燃焼室に対して、前記動作条件を制御する手段である請求項１に記載の予混合圧縮自着火エンジン。
【請求項３】
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自着火させ燃焼させる予混合圧縮自着火エンジンの運転方法であって、
前記燃焼室を複数有し、
前記複数の燃焼室から排出された夫々の排ガスが、個別の排気路に流入するように構成され、
前記排気路の夫々に前記ＣＯ濃度検出手段を備え、
前記検出したＣＯ濃度が予め設定されている前記燃焼室において失火及びノッキングが発生している可能性が少ない目標濃度範囲外となった前記燃焼室における圧縮自着火タイミングに影響を与える前記燃焼室の実圧縮比、前記新気の圧力、前記新気の温度、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つを前記ＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるように制御し、且つ、１つの前記燃焼室に対して前記燃焼室の実圧縮比、前記新気の圧力、前記新気の温度、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つを前記ＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるように制御を開始してから、その前記燃焼室から排出されるＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるまでは、他の前記燃焼室に対する前記燃焼室の実圧縮比、前記新気の圧力、前記新気の温度、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つを前記ＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるように制御を行わない予混合圧縮自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自着火エンジンに関し、詳しくは、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自着火させ燃焼させる予混合圧縮自着火エンジン及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、上記の予混合圧縮自着火エンジンのように、自己着火を積極的に利用するエンジンのコンセプトが話題になっている。これは、元々、燃料噴射ディーゼルのパティキュレートを防止する目的で考え出されたものであるが、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を吸気して燃焼室内に混合気を形成し、圧縮行程において燃焼室に形成された混合気を圧縮自着火させ、膨張行程において燃焼させ、排気行程において燃焼室の排ガスを排気路に排出するように構成され、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化が可能となる。
特に、燃料が天然ガス系都市ガス等の気体燃料のエンジンを構成する場合、ディーゼルエンジンとして構成して気体燃料を高圧で噴射することが困難であるため、予混合圧縮自着火エンジンとして構成して混合気を圧縮自着火して燃焼させるほうが容易である。
【０００３】
この種の予混合圧縮自着火エンジンにおいて、安定した運転を維持し、さら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圧縮自着火タイミングで燃焼させることが重要である。
即ち、例えば当量比を上昇させすぎて、燃焼室の有効圧が上昇しすぎたり、その上昇率が大きすぎると、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すぎて、燃焼室における有効圧が低下しすぎると、圧縮自着火タイミングが遅れ、更には混合気を完全に自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】
そして、このように圧縮自着火タイミングを適切なものとするためには、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、上記タイミングのずれに起因する燃焼室における失火又はノッキングの発生を検出し、その検出結果に基づいて、圧縮自着火タイミング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する場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなピエゾ型圧力センサは、下限界以下の燃焼室の最大筒内圧力を検出することで失火の発生を検出し、上限界以上の最大筒内圧力を検出することでノッキングの発生を検出することができるが、このセンサは耐久性が低くさらに高価であるため、実用化するには問題がある。
一方、上記のようなノッキングセンサは、上限界以上の気筒の加速度を検出することでノッキングの発生を検出することができるが、失火の発生を検出することは出来ない。
従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、簡単且つ安価に燃焼室の失火及びノッキングの発生を検出する技術を確立し、安定且つ高効率な運転状態を維持することができる予混合圧縮自着火エンジンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る予混合圧縮自着火エンジンは、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自着火させ燃焼させる予混合圧縮自着火エンジンであって、
前記燃焼室から排出された排ガスのＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段を備え、
前記燃焼室における前記混合気の燃焼状態に影響を与える動作条件を調整可能な動作条件調整手段を備え、
前記ＣＯ濃度検出手段により検出された前記ＣＯ濃度が予め設定されている前記燃焼室において失火及びノッキングが発生している可能性が少ない目標濃度範囲外となった前記燃焼室に対して、前記ＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるように前記動作条件調整手段により前記動作条件を制御する制御手段を備え、前記動作条件が、前記燃焼室の実圧縮比、前記新気の圧力、前記新気の温度、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つであり、前記燃焼室を複数有し、前記複数の燃焼室から排出された夫々の排ガスが、個別の排気路に流入するように構成され、前記排気路の夫々に前記ＣＯ濃度検出手段を備え、前記制御手段が、１つの前記燃焼室に対して前記動作条件調整手段により前記動作条件の制御を開始してから、その前記燃焼室から排出されるＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるまでは、他の前記燃焼室に対する前記動作条件調整手段による前記動作条件の制御を行わないように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
〔作用効果〕
予混合圧縮自着火エンジンにおいて、気筒内に形成された燃焼室から排出される排ガス中のＣＯ濃度は、高すぎると燃焼室において失火が発生している虞があり、低すぎるとノッキングが発生している虞があることから、この燃焼室から排出される排ガス中のＣＯ濃度が、上記失火及びノッキングが発生している可能性が少ない目標濃度範囲内に収まるように、燃焼室における動作条件を制御することで、燃焼室における圧縮自着火タイミング等の燃焼状態が、失火及びノッキングを回避した適切なものとなることを発明者らは見出し、本発明を完成した。
すなわち、本構成の予混合圧縮自着火エンジンによれば、上記ＣＯ濃度検出手段により燃焼室から排出される排ガス中のＣＯ濃度を検出しながら、上記ＣＯ濃度が予め実験等で求めることができる上記目標濃度範囲となるように、上記動作条件調整手段により上記動作条件を制御することで、燃焼室における燃焼状態は、失火及びノッキングが発生する可能性が少ない適切なものとなり、運転状態を安定且つ高効率なものにすることができる。
上記燃焼状態に影響を与える動作条件としては、前記燃焼室における実圧縮比、前記新気の圧力、前記新気の温度、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、吸気弁又は排気弁の閉時期を調整して前記実圧縮比を調整したり、過給圧を調整して新気の圧力を調整すれば、燃焼室における自着火前の圧力を調整することができ、燃焼状態としての圧縮自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新気の温度を調整すれば、燃焼室における自着火前の温度を調整することができるので、上記圧縮自着火タイミング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、燃料の供給タイミングや供給時間等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。
予混合圧縮自着火エンジンを多気筒型に構成する場合、夫々の燃焼室において気筒の温度又は新規の温度等の環境条件に差が生じることがあり、その差を考慮して、環境条件に差がある燃焼室毎に、動作条件を制御して燃焼状態を好ましいものにする必要がある。
そして、このような場合に、ＣＯ濃度検出手段を、個別の排気路に排出された排ガスのＣＯ濃度を各別に検出するように構成することで、前記ＣＯ濃度検出手段により検出された前記ＣＯ濃度が予め設定されている目標濃度範囲外となった排気路に排ガスを排出する燃焼室の動作条件を、前記ＣＯ濃度が前記目標濃度範囲内となるように制御し、その燃焼室における燃焼状態を、失火又はノッキングを回避した好ましい状態とすることができる。
【００１２】
本発明に係る予混合圧縮自着火エンジンは、前記制御手段が、前記排気路の夫々において、前記ＣＯ濃度検出手段で検出された前記ＣＯ濃度が前記目標濃度範囲外となった頻度を計測し、前記計測した頻度が所定の制御開始頻度に到達した前記排気路に排ガスを排出する前記燃焼室に対して、前記動作条件を制御する手段であることを特徴とする。
【００１３】
〔作用効果〕
燃焼群毎に対応付けられた複数の排気路を備え、夫々の排気路に排出された排ガスのＣＯ濃度を各別に検出するＣＯ濃度検出手段を備えた多気筒型の予混合圧縮自着火エンジンにおいて、ある燃焼室における動作条件を調整すると、他の燃焼室における環境条件が変化することがあり、上記制御手段による動作条件は少なくとも燃焼室毎に順次行なうことが好ましい。
そして、本構成のごとく、前記ＣＯ濃度が前記目標濃度範囲外となった頻度が所定の制御開始頻度に到達した前記排気路に対応付けられた全ての燃焼室に対して優先的に、上記制御手段による動作条件の制御を行なうことで、早期に、失火又はノッキングが発生する可能性が最も高い燃焼室の燃焼状態を好ましいものにすると共に、その燃焼室において動作条件の制御により環境条件に影響を受けた他の燃焼室の動作条件をも好ましいものに維持することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本願の予混合圧縮自着火エンジン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・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。
【００１５】
本エンジン１００の動作サイクルは、吸気行程、圧縮行程、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。
【００１６】
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、ＴＤＣ（上死点）と呼ばれ、本願における混合気の圧縮自着火は、このＴＤＣ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。
【００１７】
膨張行程は、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。さらに、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。
【００１８】
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自着火エンジンも、自着火が、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。
【００１９】
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。例えば、前記流通経路が短い燃焼室５ａにおいては吸気される混合気の温度は低く、前記流通経路が長い短い燃焼室５ｄにおいては吸気される混合気の温度は高い状態となり、結果夫々を同じ状態で圧縮自着火させることは困難であった。
【００２０】
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。
【００２１】
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（動作条件調整手段の一例）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。
【００２２】
また、本エンジン１００には、夫々の排気ポート１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに排出された排ガスのＣＯ濃度を各別に検出するためのＣＯ濃度検出手段１０として、４つのＣＯ濃度センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが設けられている。また、このＣＯ濃度センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ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。
【００２３】
また、本エンジン１００において、ＣＯ濃度検出手段１０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。
【００２４】
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自着火させる予混合圧縮自着火エンジンにおいては、上記ＣＯ濃度検出手段１０により検出される排ガスのＣＯ濃度が小さすぎると、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自着火しノッキングが発生している可能性が高くなる。
【００２５】
即ち、本エンジン１００は、ＣＯ濃度検出手段１０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、その燃焼室５において失火又はノッキングが発生している可能性が高いか否かを認識することができ、また、このような予混合圧縮自着火エンジンにおいては、ＣＯ濃度が上記ノッキングが発生している可能性が高い上限値よりも若干低めの範囲内（例えば、５００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ）である場合が、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。
【００２６】
そこで、本エンジン１００には、夫々のＣＯ濃度センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ及びＥＧＲ量調整弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに接続された制御装置１２（制御手段の一例）が設けられ、さらに、制御装置１２には、上記の失火及びノッキングを回避していると判断できるＣＯ濃度の目標濃度範囲（例えば、５００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ）が記憶されている。
【００２７】
そして、この制御装置１２は、ＣＯ濃度センサ１０により検出されたＣＯ濃度が上記目標濃度範囲外となり失火又はノッキングが発生している可能性が高い燃焼室５に対して、その燃焼室５に吸気される新気に排ガスを混合させるためのＥＧＲ流路２１に設けられたＥＧＲ量調整弁２０を働かせて、ＣＯ濃度センサ１０で検出されるＣＯ濃度が目標濃度範囲内となるように、動作条件としてのその燃焼室５に吸気される新気の温度を制御するように構成されている。そして、本エンジン１００は、このように新気の温度を制御することで、燃焼室５における燃焼状態を失火及びノッキングが発生する可能性が少ない適切なものとすることができ、運転状態を安定且つ高効率なものにすることができる。
【００２８】
さらに、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１２は、排ガスのＣＯ濃度が上記目標濃度範囲外となった燃焼室５に対してすぐに動作条件の制御を開始するのではなく、夫々の燃焼室５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ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、夫々のＣＯ濃度が上記目標濃度範囲外となった頻度を夫々の燃焼室５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにおいてカウントし、その頻度が予め設定される頻度に到達した燃焼室５に対して動作条件の制御を開始するように構成されている。さらに、制御装置１２は、ある燃焼室５に対する動作条件の制御により、他の燃焼室５の気筒３の温度等の環境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制御を開始してから、その燃焼室５から排出されるＣＯ濃度が所定の目標濃度範囲内となり制御が完了するまでは、他の燃焼室５の動作条件の制御を行なわないように構成されている。
【００２９】
〔別実施の形態〕
本発明に係る予混合圧縮自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。
【００３０】
〈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動作条件調整手段として、ＥＧＲ量調整弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有するＥＧＲ流路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを設けたが、別に、この動作条件調整手段を、以下に説明するように構成することもできる。
即ち、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を動作条件調整手段として備える。
また、開閉タイミング設定機構１９は、制御装置１２によってクランク角センサ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。
さらに、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、動作条件調整手段として、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。
【００３１】
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、動作条件調整手段としては、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。
【００３２】
さらに、また、動作条件調整手段として、排気行程の後期において、排気弁２をＴＤＣ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。
【００３３】
〈２〉  また、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、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動作条件調整手段として、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、制御手段１２によって、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。
【００３４】
〈３〉  さらに、動作条件調整手段を、燃焼室５に吸気される前記新気の温度以外に、燃焼室５の実圧縮比、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ように構成することができ、何れの場合においても、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制御することで、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。
【００３５】
また、上記動作条件として燃焼室５の実圧縮比を調整する動作条件調整手段は、夫々の吸気ポート１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに設けられたバルブの開度を各別に調整して新気の圧力を調整するように構成するか、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して実圧縮比を調整するように構成することができる。
また、上記動作条件として燃焼室５への燃料の供給時期を調整する動作条件調整手段は、燃焼室５に直接設けられた燃焼噴射弁の燃料噴射量又は燃焼噴射時期を各別に調整するように構成でき、燃料が充分に攪拌されていない混合気の燃焼速度は低くなることから、それらの動作条件を制御することで、燃焼状態としての燃焼速度を調整して、上記失火又はノッキングを回避することができる。
【００３７】
〈４〉  本発明の予混合圧縮自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。
【００３８】
〈５〉  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】予混合圧縮自着火エンジンの実施の形態を示す全体構成図
【図２】予混合圧縮自着火エンジンの別の実施の形態を示す全体構成図
【図３】予混合圧縮自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
１２    制御装置
１３    吸気マニホールド
１４    排気マニホールド
１０    ＣＯ濃度センサ（ＣＯ濃度検出手段）
１９    開閉タイミング設定機構（動作条件調整手段）
２０    ＥＧＲ量調整弁
２１    ＥＧＲ流路（動作条件調整手段）
２２    アフタークーラ
２３    流量調整弁（動作条件調整手段）
１００  多気筒型予混合圧縮自着火エンジン
【図１】
0004163874.tif 000002
【図２】
0004163874.tif 000003
【図３】
0004163874.tif 000004