(57)【要約】【課題】副室式着火装置を備えたガスエンジンにおいて、ノッキングの発生時を抑制し、ガスエンジンの燃焼状態としての筒内圧力を正確に制御し、失火又は消炎の発生時を抑制して、健全な燃焼を行い得る４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンを提供する。【解決手段】ガス量調整弁を備えたガスミキサーからの混合気を給気弁を介してシリンダ内に供給し、燃焼室上方の副室式着火装置により混合気に着火せしめて燃焼せしめるように構成され、排気ガス通路からＥＧＲガスとして給気通路の合流部に還流させて混合気に混入する４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンにおいて、ガス量調整弁１０９を備えたガスミキサー１１０の下流側にＥＧＲガスの合流部２を設け、ガス供給弁１を給気行程の上死点後少なくとも給気行程の前半において開弁するように構成し、且つ該ＥＧＲガス供給弁１と前記ガス量調整弁１０９との２つの弁を開閉制御するように構成したことを特徴とする。【選択図】図１
2009052520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス量調整弁によるガス量の調整により空気と燃料ガスとを混合してなるガスミキサーを備え、該ガスミキサーからの混合気を給気通路及び給気弁を介してシリンダ内に供給し、燃焼室の上方に設置された副室式着火装置からの着火火炎により、前記混合気に着火せしめて燃焼せしめるように構成された４サイクルガスエンジンであって、該ガスエンジンの排気ガス通路から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして合流部に還流させて前記混合気に混入する４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンにおいて、
前記ガス量調整弁を備えたガスミキサーの下流側に前記ＥＧＲガスの合流部を設け、ＥＧＲガス供給弁を給気行程の上死点後少なくとも給気行程の前半において開弁するように構成し、且つ該ＥＧＲガス供給弁と前記ガス量調整弁との２つの弁をそれぞれ開閉制御するように構成したことを特徴とする４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジン。
【請求項２】
前記ＥＧＲガス供給弁は、前記ガスエンジンのノッキングの発生時には該ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも長くすることを特徴とする請求項１記載の４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジン。
【請求項３】
前記ＥＧＲガス供給弁は、前記ガスエンジンの燃焼状態としての筒内圧力が、筒内圧力の所定値よりも高いときには前記ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも長く、また前記筒内圧力の所定値よりも低いときには前記ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも短くすることを特徴とする請求項１記載の４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジン。
【請求項４】
前記ＥＧＲガス供給弁は、前記ガスエンジンの消炎の発生時には該ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも短くすることを特徴とする請求項１記載の４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジン。
【請求項５】
前記ＥＧＲガス供給弁は、前記ガスエンジンの失火の発生時には該ＥＧＲガス供給弁を閉弁することを特徴とする請求項１記載の４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジン。
【請求項６】
前記ＥＧＲガス供給弁は、ＥＧＲガス供給弁を給気行程の上死点後１０°〜７０°の範囲に開設定されたことを特徴とする請求項１記載の４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジン。
【請求項７】
前記ＥＧＲガス供給弁は、ＥＧＲガス供給弁をＥＧＲガスの供給量が前記ガスエンジンの全給気量の２０〜４０％に設定されたことを特徴とする請求項１記載の４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気と燃料ガスとを混合してなるガスミキサーを備え、ガスエンジンの排気ガス通路から排気ガスの一部を、ＥＧＲガスとして、ガスミキサーの下流部に設置された給気通路の合流部に還流させて混合気に混入する４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスエンジンは、一般に燃料ガスと空気とを予混合して燃焼室に送り込み、着火装置により発生した着火火炎によって着火燃焼せしめるようにして希薄混合気燃焼を行っているため、失火や燃焼不良とともに部分的燃焼等に伴うノッキングが発生しやすいことが知られている。
そして、前記ノッキングの発生を抑制する技術として、該ガスエンジンの排気ガス通路から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして、給気通路の合流部に還流させて前記混合気に混入するいわゆるＥＧＲガスを利用することが有効であることもよく知られており、たとえば特許文献１（特開平２００４−１４４０５２号公報）もこれに属するものである。
【０００３】
特許文献１においては、１個の燃料噴射弁と点火プラグとを備えた直接噴射式ガスエンジンにおいて、給気弁の開閉時期を可変機構によってずらし、ＥＧＲガスを先にシリンダ内に流入させるようにしたので、混合気とＥＧＲガスとの成層化によって、ポンピングロスを低減しながら空燃比を常に理論空燃比近傍に保ち、良好な燃焼を行える。また、三元触媒が使えるので、クリーンＮＯｘ触媒が不要となり、リッチスパイクによる燃費の悪化を防止でき、コストダウンが図れ、排気浄化の効果が大きいことを特徴としている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２００４−１４４０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のように、ノッキングの発生を抑制する技術として、ガスエンジンの排気ガス通路から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして給気通路の合流部に還流させて、混合気に混入することが有効ではあるが、副室式着火装置を備えたガスエンジンでは、ＥＧＲガスを新気中に導入する場合、着火が不安定要因となるため、ＥＧＲガスの分布を成層化させ、前記副室式着火装置の近傍にはＥＧＲガスを分布させないことが必要となる。
【０００６】
前記の要請に対し、特許文献１（特開平２００４−１４４０５２号公報）おいては、１個の燃料噴射弁と点火プラグとを備えた直接噴射式ガスエンジンにおいて、給気弁の開閉時期を可変機構によってずらし、ＥＧＲガスを給気（混合気）よりも先に、シリンダ内に流入させるようにしたので、混合気とＥＧＲガスとの成層化によって、ポンピングロスを低減しながら空燃比を常に理論空燃比近傍に保ち、良好な燃焼を行えるように構成している。
【０００７】
即ち、特許文献１は１個の燃料噴射弁と点火プラグとを備えた直接噴射式ガスエンジンを対象としており、給気弁の開閉時期を可変機構によってずらしてＥＧＲガスを混合気よりも先にシリンダ内に供給して混合気とＥＧＲガスとの成層化ガスを形成し、この成層化ガスと１個の燃料噴射弁と点火プラグとの共働によって、ポンピングロスを低減しながら燃焼改善を行っているにとどまっている。
一方、副室式着火装置を備えたガスエンジンでは、ＥＧＲガスを新気中に導入する場合、ＥＧＲガスの侵入により着火が不安定要因となるために、ＥＧＲガスの分布を成層化させて前記副室式着火装置の近傍にはＥＧＲガスを分布させないことが必要となる。
また、前記特許文献１では、給気弁の開閉時期を可変機構によってずらしてＥＧＲガスを混合気よりも先にシリンダ内に供給して混合気とＥＧＲガスとの成層化ガスを形成しているため、可変バルブタイミング機構が必要になり、装置が大型複雑化する。
【０００８】
従って、副室式着火装置を備えたガスエンジンは、前記特許文献１の手段とは別個の手段で、且つきわめて簡単な手段でもって、ＥＧＲガスの分布を成層化させて前記副室式着火装置の近傍にはＥＧＲガスを分布させないようにして、ノッキングの発生時での制御、ガスエンジンの燃焼状態としての筒内圧力制御、前記ガスエンジンの失火又は消炎の発生時での制御等の制御を行うことを必要とする。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、副室式着火装置を備えたガスエンジンにおいて、ノッキングの発生時を抑制し、ガスエンジンの燃焼状態としての筒内圧力を正確に制御し、失火又は消炎の発生時を抑制して、健全な燃焼を行い得る４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はかかる目的を達成するもので、ガス量調整弁によるガス量の調整により空気と燃料ガスとを混合してなるガスミキサーを備え、該ガスミキサーからの混合気を給気通路及び給気弁を介してシリンダ内に供給し、燃焼室の上方に設置された副室式着火装置からの着火火炎により、前記混合気に着火せしめて燃焼せしめるように構成された４サイクルガスエンジンであって、該ガスエンジンの排気ガス通路から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして合流部に還流させて前記混合気に混入する４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンにおいて、
前記ガス量調整弁を備えたガスミキサーの下流側に前記ＥＧＲガスの合流部を設け、ＥＧＲガス供給弁を給気行程の上死点後少なくとも給気行程の前半において開弁するように構成し、且つ該ＥＧＲガス供給弁と前記ガス量調整弁との２つの弁をそれぞれ開閉制御するように構成したことを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
そして、前記ＥＧＲガス供給弁は、次のように作動する。
（１）前記ＥＧＲガス供給弁は、前記ガスエンジンのノッキングの発生時には該ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも長くする（請求項２）。
（２）前記ＥＧＲガス供給弁は、前記ガスエンジンの燃焼状態としての筒内圧力が、筒内圧力の所定値よりも高いときには前記ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも長く、また前記筒内圧力の所定値よりも低いときには前記ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも短くする（請求項３）。
（３）前記ＥＧＲガス供給弁は、前記ガスエンジンの消炎の発生時には該ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも短くする（請求項４）。
（４）前記ＥＧＲガス供給弁は、前記ガスエンジンの失火の発生時には該ＥＧＲガス供給弁を閉弁する（請求項５）。
【００１２】
さらに、前記ＥＧＲガス供給弁は、具体的には次のように作動するのが好ましい。
（１）前記ＥＧＲガス供給弁は、ＥＧＲガス供給弁を給気行程の上死点後１０°〜７０°の範囲に開設定される（請求項６）
（２）前記ＥＧＲガス供給弁は、ＥＧＲガス供給弁をＥＧＲガスの供給量が前記ガスエンジンの全給気量の２０〜４０％に設定される（請求項７）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガスミキサーからの混合気を、ガスエンジンの燃焼室の上方に設置された副室式着火装置からの着火火炎により、ガスミキサーからの混合気に着火せしめて燃焼せしめるように構成され、排気ガス通路から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして給気通路の合流部に還流させて前記混合気に混入する４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンにおいて、
前記ガス量調整弁を備えたガスミキサーの下流側に前記ＥＧＲガスの合流部を設け、ＥＧＲガス供給弁を給気行程の上死点後少なくとも給気行程の前半において開弁するように構成し、且つ該ＥＧＲガス供給弁と前記ガス量調整弁との２つの弁をそれぞれ開閉制御するように構成したので（請求項１）、
ガス量調整弁を備えたガスミキサーと、該ガスミキサーの下流側にＥＧＲガス供給弁により開閉されるＥＧＲガスの合流部を設けて、ＥＧＲガス供給弁によりＥＧＲガスの供給、遮断時期を制御し且つ該ＥＧＲガス供給弁を給気行程の上死点後少なくとも給気行程の前半において開弁するように構成するとともに、ガス量調整弁をも前記ＥＧＲガス供給弁とともに作動させる。
この場合、前記ＥＧＲガス供給弁は、好ましくはＥＧＲガス供給弁を給気行程の上死点後１０°〜７０°の範囲に開設定され（請求項６）、また前記ＥＧＲガス供給弁をＥＧＲガスの供給量が前記ガスエンジンの全給気量の２０〜４０％に設定される（請求項７）。
【００１４】
従って、本発明によれば、ＥＧＲガス供給弁を、給気行程の上死点後少なくとも給気行程の前半において開弁するように構成することにより、少なくとも給気行程の前半においては、シリンダ内のピストン頂面に近接する下部分にはＥＧＲガスが供給されることとなり、次いで副室式着火装置に近い上部分には新気（混合気）が供給される。
副室を有したガスエンジンのような大型シリンダ内においては、シリンダ内のガス流が大きなスワール流となりやすいため、シリンダ中央部において、給気行程の前半部と後半部のそれぞれの供給に対してＥＧＲガス流と混合気の流れとが成層が形成されやすい。
従って、シリンダ内は下部分にＥＧＲガスが、副室式着火装置に近い上部分に新気（混合気）が供給された成層化ガスの形態となり、副室式着火装置に近い上部分に新気（混合気）が分布しているため、ＥＧＲガスが副室式着火装置に混入することがなく、且つ高温となって着火性が良好となり、かかる副室式着火装置からの着火火炎により、シリンダ内の混合気は確実に着火燃焼できる。
【００１５】
そして、ＥＧＲガス供給弁の開弁によりＥＧＲガスのシリンダ内への供給を制御し、ＥＧＲガス供給弁の閉弁によりＥＧＲガスの供給停止時期を制御することにより、ＥＧＲガスのシリンダ内への供給、遮断を自在に制御でき、またガス量調整弁の開弁時期及び閉弁時期を制御することにより燃料ガスの供給時期及び供給量を自在に制御できる。
このように、ＥＧＲガス供給弁と燃料ガスのガス量調整弁との、２つの弁を相関連させて開閉制御することにより、ＥＧＲガスのシリンダ内への供給、遮断と燃料ガスの供給時期及び供給量を相関連させて適正な量に制御することが可能となる。
【００１６】
従って、ガスエンジンのノッキングの発生時には該ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも長くする（請求項２）ようにすれば、ＥＧＲガスの供給量が増加してシリンダ内の燃焼ガス温度が低下して、ノッキングの発生を回避できるとともに、ＥＧＲガスの供給量の増加により燃焼ガス温度が低下してＮＯｘの発生量が低減する。
【００１７】
また、前記ガスエンジンの燃焼状態としての筒内圧力の検出値が、筒内圧力の所定値即ち適正筒内圧力よりも高いときには、ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも長くする（請求項３）ことにより、ＥＧＲガスの供給量を増加させて燃焼温度を下げて筒内圧力の上昇を抑える。
また、筒内圧力の検出値が、筒内圧力の所定値即ち適正筒内圧力よりも低いときには、ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも短くして（請求項３）、ＥＧＲガス量を低下させることにより燃焼温度を上げて筒内圧力を上昇させる。
【００１８】
前記ガスエンジンの消炎の発生時には、ＥＧＲガス供給弁の開期間を所定期間よりも短くする（請求項４）ことにより、ＥＧＲガス量を低下させるとともに、燃料ガスのガス量調整弁の開度または開弁期間を長くして新気（混合気）の量を増大して燃焼温度を上昇させて消炎の発生を防止する。
さらに、前記ガスエンジンの失火の発生時には、燃料ガスのガス供給を遮断するため、ＥＧＲガス供給弁も閉じてＥＧＲガスの供給を遮断する（請求項５）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンの全体構成図、図２は前記ＥＧＲ混合式ガスエンジンのシリンダ内の給気充填状態を示す概略断面図である。
図３はＥＧＲガス流量制御装置の制御ブロック図、図４はガス流量制御装置の制御フローチャート、図５はタイマー時間線図である。
図１〜２において、符号１００で示されるエンジンは多シリンダの４サイクルガスエンジンであり、シリンダ１０２ａ内に往復摺動自在に嵌合されたピストン１０２、該ピストン１０２の往復動をコネクチングロッド１１３を介して回転に変換するクランク軸１１２を備えている。
また、前記ガスエンジン１００は、ピストン１０２の上面とシリンダ１０２ａの内面との間に区画形成される燃焼室１０１、該燃焼室１０１に接続される給気ポート１０３及び給気管１０３ａ、該給気ポート１０３を開閉する給気弁１０４を備え、さらに前記燃焼室１０１に接続される排気ポート１０５及び排気管１０５ａ、該排気ポート１０５を開閉する排気弁１０６を備えている。
【００２１】
前記給気管１０３ａの途中にはガスミキサー１１０が設置され、燃料ガス管１１１からガス量調整弁１０９を通して供給された燃料ガスと図示しない過給機から供給された圧縮空気（過給機を備えない場合は無過給空気）とを該ガスミキサー１１０で混合し、この混合気を前記給気ポート１０３及び給気弁１０４を通して燃焼室１０１に供給する。
符号１０７で示される着火装置は、この例では副室内に軽油等のパイロット燃料１０７ａを噴射ノズル１０７ｂにより噴射して着火燃焼させ、この燃焼火炎を前記燃焼室１０１に噴出するパイロット噴射装置で構成されている。
【００２２】
前記ガス量調整弁１０９を備えたガスミキサー１１０の下流側の給気管１０３ａには、前記ＥＧＲガス合流部２が設けられている。該ＥＧＲガス合流部２には、圧力調整装置４で給気圧力よりも高い圧力に調整されたＥＧＲガスが、ＥＧＲガス供給弁１により開弁タイミングを制御されて供給されるようになっている。
前記ＥＧＲガスは、各シリンダの排気管１０５ａ毎に設けられ、開閉ダンパ駆動装置７により駆動される開閉ダンパ８により開閉されるＥＧＲガス主管３ａを通して、ＥＧＲクーラ６で冷却され、フィルター５で異物を除去し、前記圧力調整装置４で給気圧力よりも高い圧力に調整され、各シリンダのＥＧＲガス管３及びＥＧＲガス供給弁１に供給されるようになっている。
【００２３】
ガスエンジン１００の、各シリンダ筒内圧力は筒内圧力センサ９で計測され、ＥＧＲガス流量制御装置１０に入力される。また、前記ＥＧＲガス流量制御装置１０にはクランク角検出器１２によって検出されたガスエンジン１００のクランク角の検出値が、エンジン負荷検出器１３によって検出されたガスエンジン１００のエンジン負荷の検出値が入力される。
符号１０で示されるＥＧＲガス流量制御装置は、前記筒内圧力センサ９からの各シリンダ筒内圧力の検出値及びクランク角検出器１２からのクランク角の検出値、およびエンジン負荷検出器１３からのエンジン負荷の検出値に基づき後述する制御、演算を行いその結果を開閉ダンパ駆動装置７、ＥＧＲガス供給弁１、ガス量調整弁１０９にそれぞれ入力する。
【００２４】
図２〜４において、筒内圧力センサ９では、シリンダ内圧力の時間変化を検出してＥＧＲガス流量制御装置１０の燃焼状態判定機構１５に入力する。燃焼状態判定機構１５において、シリンダ内圧力の時間変化から燃焼状態パラメータのシリンダ内圧力が目標値内にあるかを判定し（図４のステップ（１））する。
範囲内にない場合には、シリンダ内圧力のパラメータが目標値以内になるようにタイマー１７の調整を行い、このときのタイマー１７の調整基準時間をＴ＝０とする（図４のステップ（２））。
給気弁１０４が開いた給気行程（図４のステップ（３））において、クランク角検出器１２からのクランク角検出値に基づき、カム軸回転角(クランク軸回転角)が給気上死点近傍かを判定する（図４のステップ４））。
【００２５】
給気行程においては、給気弁１０４が開き、前記のように、燃料ガスと図示しない過給機から供給された圧縮空気（過給機を備えない場合は無過給空気）とを該ガスミキサー１１０で混合し、この混合気を前記給気ポート１０３及び給気弁１０４を通して燃焼室１０１に供給される。
一方、前記燃焼状態判定機構１５にて、燃焼状態が通常と判断した場合には、ＥＧＲガス流量制御装置１０によって、要求されたガス量が過不足なく供給されるように開閉ダンパ駆動装置７を制御して、開閉ダンパ８を開閉作動する。この開閉ダンパ８は、図１に示すように各シリンダからの排気管１０５ａの集合後に取り付けられている。
開閉ダンパ駆動装置７が作動すると、排気管１０５ａ内の排気ガスの一部は、ＥＧＲガスとして、前記のようにして開閉ダンパ８を通り、ＥＧＲクーラ６にて冷却され、フィルター５で異物が除去され、圧力調整装置４で給気圧力以上の圧力に昇圧されて、各シリンダのＥＧＲガス管３に供給される。
【００２６】
ここで、ＥＧＲガス流量制御装置１０は、ＥＧＲガス供給弁１を、給気行程の上死点後少なくとも給気行程の前半において開弁するように構成している（図４のステップ（５））。
つまり、図２に示されるように、少なくとも給気行程の前半においては、シリンダ内のピストン頂面に近接する下部分３０にはＥＧＲガス（容積Ｖｉ）が供給されることとなり、次いで副室式着火装置に近い上部分３１には新気（混合気）（容積Ｖ１）が供給される。
この場合、前記ＥＧＲガス供給弁１は、好ましくはＥＧＲガス供給弁１を給気行程の上死点後１０°〜７０°の範囲に設定するのがよい。また、前記ＥＧＲガス供給弁１をＥＧＲガスの供給量が前記ガスエンジンの全給気量の２０〜４０％に設定するのがよい。
【００２７】
従って、かかる実施例によれば、燃焼室内（シリンダ内）１０１は、下部分３０にＥＧＲガスが、副室式の着火装置１０７に近い上部分３１に新気（混合気）が供給された成層化ガスの形態となり、副室式の着火装置１０７に近い上部分３１に新気（混合気）が分布しているため、ＥＧＲガスが副室式着火装置に混入することがなく、且つ高温となって着火性が良好となり、かかる副室式の着火装置１０７からの着火火炎により、燃焼室内（シリンダ内）１０１の混合気は確実に着火燃焼できる。
【００２８】
図３において、ＥＧＲ弁開時期算出器１６及びＥＧＲ弁閉時期算出器１８が備わっており、これらのＥＧＲ弁開時期算出器１６及びＥＧＲ弁閉時期算出器１８は、タイマー１７により開閉制御される。また、図４のステップ（４）において、給気上死点近傍と判定されると、ＥＧＲ弁開時期算出器１６からの開弁時期信号で開作動し、タイマー１７からのタイマー信号がカウントアップされた時点でＥＧＲ弁閉時期算出器１８からの閉弁時期信号によって閉作動されるようになっている（図４のステップ（５）、（６）、（７））。
【００２９】
即ち、前記ＥＧＲ弁開時期算出器１６によりＥＧＲガス供給弁１を適正時期に開弁させてＥＧＲガスの燃焼室内１０１への供給時期を制御し、タイマー１７のカウントにより適正時期にＥＧＲ弁閉時期算出器１８を作動させてＥＧＲガス供給弁１の閉弁時期を制御する（図４のステップ（７））。そして、その後、ガス量調整弁１０９によって燃料ガスの供給が制御され（図４のステップ（８））。
さらに、タイマー１７のカウントによりガス量調整弁１０９の開閉時期及び開閉期間を制御されるようになって、ガス量調整弁１０９がＥＧＲガス供給弁１の閉弁と連動して制御されるようになっている。
図５は、タイマー１７のセットの一例を示し、Ｔ１がＥＧＲガス供給弁１の開弁時期、Ｔ２がＥＧＲガス供給弁１の閉弁時期、ＴがＥＧＲガス供給弁１の開弁期間を示す。
【００３０】
従って、ＥＧＲガス供給弁１の開弁時期と閉弁時期との関連から、燃焼室内（シリンダ内）１０１へのＥＧＲガス供給量（図２の容積Ｖｉ）を制御し、前記ガス量調整弁１０９の開閉時期との関連から、燃焼室内１０１への新気（混合気）供給量（図２の容積Ｖ１）を制御する。
即ち、ＥＧＲガス供給弁１の開弁によりＥＧＲガスの、燃焼室内１０１への供給を制御し、ＥＧＲガス供給弁１の閉弁によりＥＧＲガスの供給停止時期を制御することにより、ＥＧＲガスのシリンダ内への供給、遮断を自在に制御できる。またガス量調整弁１０９の開弁時期及び閉弁時期を制御することにより燃料ガスの供給時期及び供給量を自在に制御できる。
従って、前記ＥＧＲガス供給弁１と燃料ガスのガス量調整弁１０９との、２つの弁を相関連させて開閉制御することにより、ＥＧＲガスのシリンダ内への供給、遮断と燃料ガスの供給時期及び供給量を相関連させて適正な量に制御することが可能となる。
【００３１】
上記実施例によれば、ガスエンジン１００のノッキングの発生時には、前記ＥＧＲガス流量制御装置１０により、ＥＧＲガス供給弁１の供給開弁期間を所定期間よりも長くするように開閉のタイミングと、その間の期間を、ＥＧＲ弁開時期算出器１６、ＥＧＲ弁閉時期算出器１８、タイマー１７からの信号で制御する。
このようにすれば、ＥＧＲガス供給弁１の供給開弁期間を長くすることにより、ＥＧＲガスの供給量が増加して、シリンダ内の燃焼ガス温度が低下して、ノッキングの発生を回避できる。それとともに、ＥＧＲガスの供給量の増加により燃焼ガス温度が低下してＮＯｘの発生量が低減する。
【００３２】
また上記実施例によれば、前記ガスエンジン１００の燃焼状態としての筒内圧力センサ９で計測される筒内圧力の検出値が、筒内圧力の所定値即ち適正筒内圧力よりも高いときには、ＥＧＲガス供給弁１の供給開弁期間を所定期間よりも長くすることにより、ＥＧＲガスの供給量を増加させて燃焼温度を下げて筒内圧力の上昇を抑えることができる。
また、前記筒内圧力の検出値が、筒内圧力の所定値即ち適正筒内圧力よりも低いときには、ＥＧＲガス供給弁１の開弁期間を所定期間よりも短くして、ＥＧＲガス量を低下させることにより燃焼温度を上げて筒内圧力を上昇させることもできる。
【００３３】
また上記実施例によれば、前記ガスエンジン１００の失火又は消炎の発生時には、ＥＧＲガス供給弁１の開弁期間を所定期間よりも短くすることにより、ＥＧＲガス量を低下させるとともに、燃料ガスのガス量調整弁１０９の開度または開期間を長くして新気（混合気）の量を増大して燃焼温度を上昇させ失火又は消炎の発生を防止することもできる。
なお、上記実施例での所定期間とは、ノッキングの発生や、失火や、消炎が生じない正常燃焼状態において設定される開弁期間をいい、また開弁タイミングによって制御する説明をしたが、開弁の開度によって制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、副室式着火装置を備えたガスエンジンにおいて、ノッキングの発生時を抑制し、ガスエンジンの燃焼状態としての筒内圧力を正確に制御し、失火又は消炎の発生時を抑制して、健全な燃焼を行い得る４サイクルＥＧＲ混合式ガスエンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例に係る４サイクルＥＧＲ混合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前記ＥＧＲ混合式ガスエンジンのシリンダ内の給気充填状態を示す概略断面図である。
【図３】前記実施例におけるＥＧＲガス流量制御装置の制御ブロック図である。
【図４】前記実施例におけるガス流量制御装置の制御フローチャートである。
【図５】前記実施例におけるタイマー時間線図である。
【符号の説明】
【００３６】
１        ＥＧＲガス供給弁
２        ＥＧＲガス合流部
３        ＥＧＲガス管
４        圧力調整装置
５        フィルター
６        ＥＧＲクーラ
７        開閉ダンパ駆動装置
８        開閉ダンパ
９        筒内圧力センサ
１０      ＥＧＲガス流量制御装置
１２      クランク角検出器
１３      エンジン負荷検出器
１００    ガスエンジン
１０１    燃焼室
１０２    ピストン
１０２ａ  シリンダ
１０３    給気ポート
１０３ａ  給気管
１０４    給気弁
１０５    排気ポート
１０５ａ  排気管
１０６    排気弁
１０７    副室式の着火装置
１０９    ガス量調整弁
１１０    ガスミキサー
１１１    燃料ガス管
１１２    クランク軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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