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JP2001271670A - 多気筒型予混合圧縮自着火エンジン - Google Patents

多気筒型予混合圧縮自着火エンジン

Info

Publication number
JP2001271670A
JP2001271670A JP2000085754A JP2000085754A JP2001271670A JP 2001271670 A JP2001271670 A JP 2001271670A JP 2000085754 A JP2000085754 A JP 2000085754A JP 2000085754 A JP2000085754 A JP 2000085754A JP 2001271670 A JP2001271670 A JP 2001271670A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
self
air
ignition
engine
combustion chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000085754A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Moriya
浩二 守家
Masashi Nishigaki
雅司 西垣
Takahiro Sako
孝弘 佐古
Shoji Asada
昭治 浅田
Shunsaku Nakai
俊作 中井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2000085754A priority Critical patent/JP2001271670A/ja
Publication of JP2001271670A publication Critical patent/JP2001271670A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/12Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、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を複数備え、夫々の燃焼室
5において燃料と酸素含有ガスの混合気を圧縮し、自着
火させて燃焼させる多気筒型予混合圧縮自着火エンジン
100において、すべての燃焼室における自着火タイミ
ングを適性なものとし、安定した運転状態を得ることを
目的とする。 【解決手段】 夫々の燃焼室5における圧縮前の混合気
の温度を各別に調整する混合気温度調整手段23を夫々
備え、夫々の燃焼室5における自着火のタイミングを各
別に検出する自着火タイミング検出手段10を夫々備
え、夫々の自着火タイミング検出手段10の検出結果に
基づいて、夫々の混合気温度調整手段23を働かせ、夫
々の燃焼室5における自着火タイミングを各別に制御す
る制御手段12を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内挿されたピスト
ンと共に燃焼室を内部に形成する気筒を複数備え、夫々
の燃焼室において燃料と酸素含有ガスの混合気を圧縮
し、自着火させて燃焼させる多気筒型予混合圧縮自着火
エンジンに関するものであり、このようなエンジンにお
いて、好ましい運転状態を維持する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、自然着火を積極的に利用する予混
合圧縮自着火エンジンのコンセプトが話題になってい
る。この種の予混合圧縮自着火エンジンはディーゼルエ
ンジンのパティキュレートを防止する目的で開発された
ものであって研究開発の端緒についたところである。予
混合圧縮自着火エンジンはディーゼルエンジンと同様に
断熱圧縮を利用した自己着火を行うものであるが、燃焼
室の圧縮空気中に燃料を噴射して自己着火させるのでは
なく、主には、火花着火エンジンのように燃料と空気
(酸素含有ガスの一例)の混合気を燃焼室に形成し、燃
焼室においてその混合気をピストンによって圧縮するこ
とで燃料の発火点まで昇温させて自己着火させて燃料を
燃焼させる。この手法をガスエンジンに適用すれば、圧
縮比を増大させると共に超希薄な混合気を圧縮自着火さ
せて燃焼させ、高効率及び低NOx運転が可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記予混合圧縮自着火
エンジンを実現するための大きな課題の一つは、自着火
時期の制御である。SIエンジンでは、火花点火時期に
よって、燃料噴射ディーゼルでは燃料噴射時期によって
着火時期を制御できるが、予混合圧縮自着火エンジンの
場合、そのままでは(自着火時期の制御を適正に行わな
いと)、起動からの経過時間、エンジン負荷、空気比等
の変化により、自着火の起こるタイミングが変わり運転
を継続できなくなる。特に、予混合圧縮自着火エンジン
を、内挿されたピストンと共に燃焼室を内部に形成する
気筒を複数備えた多気筒型予混合圧縮自着火エンジンと
して構成する場合、夫々の気筒における動作環境を同じ
条件にしないと、夫々の気筒間において運転条件(自着
火タイミング)が異なってしまう。また、多気筒型のエ
ンジンの場合は、給気を給気マニホールド等で分配して
各燃焼室に供給するが、給気の供給される迄の流通経路
が夫々の燃焼室において異なるため、夫々の燃焼室に供
給される給気の温度が異なり、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。
【0004】従って、本発明の目的は、上記の事情に鑑
みて、すべての燃焼室における自着火タイミングを適性
なものとし、安定した運転状態を得ることができる多気
筒型予混合圧縮自着火エンジンを実現することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】〔構成1〕本発明に係る
多気筒型予混合圧縮自着火エンジンは、請求項1に記載
したごとく、前記夫々の燃焼室における前記圧縮前の前
記混合気の温度を各別に調整する混合気温度調整手段を
夫々備え、前記夫々の燃焼室における前記自着火のタイ
ミングを各別に検出する自着火タイミング検出手段を夫
々備え、前記夫々の自着火タイミング検出手段の検出結
果に基づいて、前記夫々の混合気温度調整手段を働か
せ、前記夫々の燃焼室における自着火タイミングを各別
に制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【0006】〔作用効果〕本構成のごとく、自着火タイ
ミング検出手段によって、エンジンの動作サイクル中に
おける圧縮自着火の実際のタイミングを夫々の燃焼室に
おいて各別に検出する。即ち、エンジンは、給気、圧
縮、膨張、排気行程を経て動作することから、このよう
な行程を経る時間軸上で、どのタイミングで自着火が発
生しているかを夫々検出する。実際上は、このような自
着火は、圧縮行程の最終段階、若しくは膨張行程の初期
の段階において、発生することが好ましい。このような
実際の自着火タイミングの検出は、例えば、夫々の燃焼
室の内圧の変化状況をクランク軸の回転角と関連付けて
検出するように構成したり、夫々の気筒の動作状態(例
えば、夫々の気筒の温度、夫々の気筒を流通する冷却水
温度、夫々の燃焼室から排出される排ガスの温度、夫々
の気筒におけるノッキングの発生状態等)を検出し、予
め求めておいた前記動作状態と自着火タイミングの関係
に基づいて実際の自着火タイミングを推定するように構
成することで行うことができる。
【0007】さらに、混合気温度調整手段によって、夫
々の燃焼室における圧縮前の混合気の温度を各別に調整
することができ、燃焼室において圧縮前の混合気の温度
を変化させると、その混合気が圧縮されて発火点に到達
するまでのタイミング、所謂自着火のタイミングが変化
するので、結果、上記の混合気温度調整手段によって、
夫々の燃焼室における圧縮自着火のタイミングを各別に
調整することができることになる。
【0008】そこで、制御手段によって、自着火タイミ
ング検出手段により検出された夫々の燃焼室における実
際の圧縮自着火のタイミングに基づいて、混合気温度調
整手段を働かせて、例えば、実際の自着火のタイミング
が好ましいタイミングよりも遅い気筒においては、圧縮
前の混合気の温度を高くし、実際の自着火のタイミング
が好ましいタイミングよりも早い気筒においては、圧縮
前の混合気の温度を低くするというように、夫々の燃焼
室に形成される混合気の温度を各別に制御し、すべての
燃焼室において、好ましいタイミングの自着火が発生す
るように制御することができる。従って、すべての燃焼
室における自着火のタイミングを好ましいものとするこ
とができる多気筒型予混合圧縮自着火エンジンを実現す
ることができる。
【0009】〔構成2〕本発明に係る多気筒型予混合圧
縮自着火エンジンは、請求項2に記載したごとく、上記
構成1の多気筒型予混合圧縮自着火エンジンの構成に加
えて、前記混合気温度調整手段が、前記混合気が燃焼後
の排ガスを前記夫々の燃焼室に供給するEGR手段と、
前記夫々の燃焼室に供給される排ガスの量を各別に調整
して前記圧縮前の前記混合気の温度を各別に調整するE
GR量調整手段とによって構成されていることを特徴と
する。
【0010】〔作用効果〕本構成のごとく、混合気温度
調整手段として、EGR手段とEGR量調整手段を備
え、排ガスの一部を圧縮自着火前の燃焼室に供給量調整
を伴って供給し、実際の自着火のタイミングが好ましい
タイミングよりも遅い気筒においては圧縮前の混合気に
供給する排ガスの量を増加させ、実際の自着火のタイミ
ングが好ましいタイミングよりも早い気筒においては圧
縮前の混合気に供給する排ガスの量を減少させるという
ように、夫々の燃焼室に供給される排ガスの量を各別に
調整して、夫々の燃焼室に形成される混合気の温度を各
別に制御し、すべての燃焼室において、好ましいタイミ
ングの自着火が発生するように制御することができる。
【0011】また、上記EGR手段及びEGR量調整手
段として、夫々の気筒において、給気ポートと排気ポー
トとを接続するEGR流路を備えて、そのEGR流路の
開度を調整するEGR量調整弁を備え、前記給気ポート
が排気ポートよりも圧力が低いことを利用して、排気ポ
ートからEGR流路を介して給気ポートへ排ガスを供給
し、夫々のEGR量調整弁によってその供給量を調整す
ることができる。従って、すべての燃焼室における自着
火のタイミングを望ましいものとすることもできる多気
筒型予混合圧縮自着火エンジンを簡単な構成で実現する
ことができる。
【0012】また、このようなEGR流路を設けること
無く、夫々の気筒において、給気弁若しくは排気弁の開
閉タイミングを各別に調整することでも、夫々の燃焼室
において圧縮前の混合気に供給される排ガスの量を調整
することができる。詳しくは、上記EGR手段及びEG
R量調整手段として、燃焼室に設けられた給気弁を排気
行程に一時的に開状態とすることで、排気行程中に給気
ポートへ排気ガスが流入して、次の給気行程において燃
焼室にその排ガスが混入した給気を供給することがで
き、その一時的に開状態とする時間を夫々の気筒におい
て調整することで、排気行程中に夫々の給気ポートに流
入させる排ガスの量を調整することができ、次の給気行
程に夫々の燃焼室に供給する排ガスの量を夫々調整する
ことができる。
【0013】さらに、上記EGR手段及びEGR量調整
手段として、燃焼室に設けられた排気弁を給気行程に一
時的に開状態とすることで、給気行程中に排気ポートの
排ガスを燃焼室に供給することができ、その一時的に開
状態とする時間を夫々の気筒において調整することで、
給気行程に夫々の燃焼室に供給する排ガスの量を夫々調
整することができる。また、さらに上記EGR手段及び
EGR量調整手段として、排気行程において、ピストン
位置がBDC(下死点)より前に排気弁を閉じること
で、排気行程において燃焼室の排ガスが完全に排気ポー
ト側へ排出できないので、次の給気行程において排ガス
の一部を残留させることができ、その排気弁を閉じるタ
イミングを夫々の気筒において調整することで、夫々の
燃焼室に残留させる排ガスの量を調整することができ
る。
【0014】〔構成3〕本発明に係る多気筒型予混合圧
縮自着火エンジンは、請求項3に記載したごとく、上記
構成1の多気筒型予混合圧縮自着火エンジンの構成に加
えて、前記混合気温度調整手段が、前記夫々の燃焼室に
新気を各別に導入する夫々の給気ポートに設けられ、前
記夫々の給気ポートの新気を冷却量調整を伴って各別に
冷却するアフタークーラであることを特徴とする。
【0015】〔作用効果〕本構成のごとく、夫々の給気
ポートに、アフタークーラを備え、そのアフタークーラ
に供給される冷却水の流量と温度の少なくとも一方を調
整して、アフタークーラによる混合気若しくは空気(酸
素含有ガス)の新気の冷却量を調整することで、夫々の
燃焼室に供給される給気の温度を調整して、圧縮前の夫
々の混合気の温度を調整することができる。従って、す
べての燃焼室における自着火のタイミングを望ましいも
のとすることもできる多気筒型予混合圧縮自着火エンジ
ンを簡単な構成で実現することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本願の予混合圧縮自着火エンジン
100の構造を図面に基づいて説明する。エンジン10
0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4a,4b,4c,4dは連
接棒8a,8b,8c,8d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、混合気は、給気マニホールド13において夫々の燃
焼室5に接続される給気ポート13a,13b,13
c,13d及び給気弁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を介して
排気マニホールド14側へ排気される。
【0017】エンジンの動作サイクルは、給気行程、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、前記給気行程においては、給気弁1のみが
開状態とされて、予混合気の吸入が行われる。圧縮行程
においては、給気弁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。膨張
行程は、燃焼によって発生する高圧ガスによりピストン
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、給気弁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。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。
【0018】しかし、このような多気筒型の予混合圧縮
自着火エンジン100においては、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、上記のような多気筒型の予混合圧縮
自着火エンジン100においては、混合気を給気マニホ
ールド13で分配して各燃焼室5a,5b,5c,5d
に供給するので、混合気の供給される迄の流通経路が夫
々の燃焼室5a,5b,5c,5dにおいて異なるた
め、夫々の燃焼室5a,5b,5c,5dに供給される
混合気の温度が異なり、例えば、前記流通経路が短い燃
焼室5aにおいては給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においては給気される
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。そこで、本発明
に係る多気筒型予混合圧縮自着火エンジン100におい
ては、すべての燃焼室5a,5b,5c,5dにおける
自着火のタイミング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。
【0019】図1に示すエンジン100には、夫々の燃
焼室5の内圧を各別に検出するための内圧センサ10
a,10b,10c,10dが備えられるとともに、ク
ランク軸9の角度を検出するためのクランク角センサ1
1が備えられている。内圧センサ10からの出力情報は
予め設定されている設定値と比較され、その比較結果、
及び検出されたクランク角が、エンジンに備えられる制
御装置12に送られる。従って、制御装置12において
は、各時点において、クランク角と設定値に対して夫々
の燃焼室5の内圧がどのような状態にあるかの情報を得
ることができる。夫々の燃焼室5の内圧が設定値を越え
るタイミングが実際の圧縮自着火のタイミングである。
このように、エンジンの動作サイクルにおける圧縮自着
火のタンミングを夫々の燃焼室5において各別に検出す
る手段を、圧縮自着火タイミング検出手段と呼ぶ。ここ
で、この圧縮自着火タイミング検出手段においては、ク
ランク軸9の角度が動作サイクルの時間軸に代わる情報
として認識され、クランク軸9がどの角度にあるタイミ
ングで、圧縮自着火が起こったかを検出して、圧縮自着
火のタイミングが特定される。
【0020】また、エンジン100には、夫々の給気ポ
ート13a,13b,13c,13d及び排気ポート1
4a,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
(EGR量調整手段の一例)を有するEGR流路21
a,21b,21c,21d(EGR手段の一例)が設
けられており、内圧の高い排気ポート14の排ガスを内
圧が低い給気ポート13に供給するとともに、その供給
量を調整することができ、結果、高温の排ガスの一部が
混合された混合気を夫々の燃焼室5に給気し、夫々の燃
焼室5における圧縮前の混合気の温度を各別に調整する
ことができる混合気温度調整手段を構成することができ
る。
【0021】上記構成により、制御装置12には、エン
ジン100の一動作サイクル内における、夫々の燃焼室
5の実際の圧縮自着火のタイミング情報(実際は、各ク
ランク角において燃焼室圧力が設定値に対して、これを
越えたクランク角情報)が、各別に入力される。一方、
この制御装置12は、内部に記憶手段120を備えてお
り、運転条件に対応して、圧縮自着火が起こるべきタイ
ミング(特定のクランク角)情報を備えている。このよ
うな好ましい圧縮自着火のタイミングは、エンジンの仕
様が固定されている場合、経験的に判明しており、予め
記憶しておくことができる。そして、制御装置12内で
は、エンジン動作時における、圧縮自着火タイミング検
出手段によって検出された実際の圧縮自着火のタイミン
グ(燃焼室内圧が前記設定値を越えるシリンダ角)と、
前記好ましい圧縮自着火のタイミング(好ましいシリン
ダ角)との、比較を行う。このようにすることで、実際
の圧縮自着火のタイミングが遅れ若しくは早まりを判断
する。
【0022】この結果に基づいて、制御装置12にあっ
ては、予め記憶させておいた圧縮自着火のタイミングの
遅れ若しくは早まりに対する夫々のEGR量調整弁20
の開度を決定し、夫々のEGR量調整弁20を各別に制
御し、夫々の燃焼室5における圧縮前の混合気に供給す
る排ガス量を制御し、その混合気の温度を制御する。こ
のように、圧縮自着火検出手段により検出される情報に
従って、実際の圧縮自着火のタイミングの遅れ若しくは
早まりを検出し、夫々の燃焼室5における圧縮前の混合
気の温度を各別に制御する手段を制御手段と呼ぶ。この
制御手段により、圧縮自着火前の夫々の燃焼室5は所定
量の排ガスが給気され、好ましい状態で圧縮自着火する
温度になることで、すべての燃焼室5において圧縮自着
火のタイミングを適切なタイミングとすることができ
る。
【0023】〔別実施の形態〕本発明に係る多気筒型予
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。
【0024】〈1〉 上記の実施の形態において、混合
気温度調整手段としてのEGR手段及びEGR量調整手
段を、EGR流路21及びEGR量調整弁20によって
構成したが、別に、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、夫々の給気弁1
a,1b,1c,1d及び排気弁2a,2b,2c,2
d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
て制御され、EGR手段として、排気行程において給気
弁1が一時的に開状態となる時間を有し、排気行程にお
いて給気弁1を介して給気ポート13a,13b,13
c,13dに排ガスの一部を排出し、次の給気行程にお
いてその排ガスを燃焼室5に給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給気弁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、E
GR量調整手段として、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において圧縮前の混合
気の温度を各別に調整することができる。
【0025】また、別に、EGR手段として、給気行程
において排気弁2が一時的に開状態となる時間を有し、
給気行程において混合気と共に排ガスの一部を燃焼室5
に給気するように構成することもできる。また、この場
合、EGR量調整手段としては、給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において圧縮前の混合気の温度を各別に調整する
ことができる。
【0026】さらに、また、EGR手段として、排気行
程の後期において、排気弁2をBDC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
給気行程に給気される混合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、その混合気へ供給する排ガス量を調整することがで
きる。
【0027】〈2〉 上記の実施の形態において、混合
気温度調整手段として、混合気に供給量調整を伴って排
ガスを供給するEGR手段及びEGR量調整手段を採用
した構成を説明したが、図3に示すように、夫々の給気
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、制御手段によって、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
へ供給される混合気の温度を各別に調整することができ
【0028】〈3〉 本発明の多気筒型予混合圧縮自着
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。
【0029】〈4〉 燃焼室に給気される混合気を生成
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。
【0030】〈5〉 上記の実施の形態例において、圧
縮自着火のタイミングの検出にあたっては、燃焼室内圧
が所定の設定値を越えるタイミングとして捕らえたが、
自着火の発光を検出するフォトセンサによる方法もあ
り、さらに、ノッキングセンサをシリンダに取りつけて
おいて、このセンサの信号から検出するようにしてもよ
い。さらに、動作サイクルにおけるタイミングの特定
は、クランク軸角との関係で特定したが、時間軸におい
て、このタイミングを特定してもよい。
【0031】〈6〉 上記の実施の形態例においては、
自着火タイミング検出手段として、圧力センサによって
直接的に自着火の発生を検出する構成を説明したが、別
に、夫々の気筒の温度、夫々の気筒を流通する冷却水温
度、夫々の燃焼室から排出される排ガスの温度等を温度
センサ等で検出して、実際の自着火タイミングを推定す
ることもできる。即ち、夫々の温度が低い状態の燃焼室
においては、混合気を充分に自着火させることができて
いないと考えられ、その燃焼室に供給する排ガスの量を
増加させて圧縮前の混合気の温度を高くし、自着火のタ
イミングを早める。また、夫々の温度が充分に高いが、
ノッキングセンサ等でノッキングの発生が確認された燃
焼室においては、自着火のタイミングが早過ぎると考え
られ、その燃焼室に供給する排ガスの量を減少させて圧
縮前の混合気の温度を低くし、自着火のタイミングを遅
める。このように構成することで、すべての燃焼室にお
いて好ましいタイミングで混合気を自着火燃焼させるこ
とができる。
【0032】〈7〉 上記の実施の形態例においては、
所謂、4サイクルエンジンに関連して、説明したが、本
願は、2サイクルエンジンにおいても適応可能である。
【0033】〈8〉 上記の実施の形態例においては、
燃料と燃焼用酸素含有ガスとの混合気を予め形成して燃
焼室に供給する構造のものを示したが、燃料及び燃焼酸
素含有ガスを別々に、例えば、圧縮行程の初期段階で燃
焼室に燃料を供給して混合気を形成し、これを圧縮・自
着火する構造のものにおいても、本願の発明は適応でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多気筒型予混合圧縮自着火エンジンの
実施の形態を示す概略図
【図2】本発明の多気筒型予混合圧縮自着火エンジンの
別実施の形態を示す概略図
【図3】本発明の多気筒型予混合圧縮自着火エンジンの
別実施の形態を示す概略図
【符号の説明】
1 給気弁 2 排気弁 3 気筒 9 クランク軸 12 制御装置 13 給気マニホールド 14 排気マニホールド 100 多気筒型予混合圧縮自着火エンジン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 43/00 301 F02D 43/00 301N 301P F02M 25/07 570 F02M 25/07 570M 570J (72)発明者 佐古 孝弘 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 浅田 昭治 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 中井 俊作 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 3G023 AA01 AA18 AB05 AC01 AC07 AC09 AF01 AG05 3G062 AA03 BA00 BA09 GA12 3G084 AA03 BA11 BA17 BA20 BA23 BA26 CA05 DA11 DA23 EA11 EB02 EB06 EB12 EC03 FA02 FA19 FA21 FA37 FA38 3G092 AA05 AA11 AA17 AB01 AB02 AB05 AB06 AB07 AB20 BA09 DA02 DA08 DA12 DC09 DE15S DF01 EA01 EA02 EA29 EC01 EC09 FA05 FA06 FA15 FB04 GA08 HA04X HA13Z HC01X HD07X HE04Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内挿されたピストンと共に燃焼室を内部
    に形成する気筒を複数備え、夫々の燃焼室において燃料
    と酸素含有ガスの混合気を圧縮し、自着火させて燃焼さ
    せる多気筒型予混合圧縮自着火エンジンであって、 前記夫々の燃焼室における前記圧縮前の前記混合気の温
    度を各別に調整する混合気温度調整手段を夫々備え、 前記夫々の燃焼室における前記自着火のタイミングを各
    別に検出する自着火タイミング検出手段を夫々備え、 前記夫々の自着火タイミング検出手段の検出結果に基づ
    いて、前記夫々の混合気温度調整手段を働かせ、前記夫
    々の燃焼室における自着火タイミングを各別に制御する
    制御手段を備えた多気筒型予混合圧縮自着火エンジン。
  2. 【請求項2】 前記混合気温度調整手段が、前記混合気
    が燃焼後の排ガスを前記夫々の燃焼室に供給するEGR
    手段と、前記夫々の燃焼室に供給される排ガスの量を各
    別に調整して前記圧縮前の前記混合気の温度を各別に調
    整するEGR量調整手段とによって構成されている請求
    項1に記載の多気筒型予混合圧縮自着火エンジン。
  3. 【請求項3】 前記混合気温度調整手段が、前記夫々の
    燃焼室に新気を各別に導入する夫々の給気ポートに設け
    られ、前記夫々の給気ポートの新気を冷却量調整を伴っ
    て各別に冷却するアフタークーラである請求項1に記載
    の多気筒型予混合圧縮自着火エンジン。
JP2000085754A 2000-03-27 2000-03-27 多気筒型予混合圧縮自着火エンジン Pending JP2001271670A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006090170A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Yanmar Co Ltd 多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン
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JP2006348791A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Isuzu Motors Ltd 多気筒ディーゼルエンジン
KR100761309B1 (ko) 2005-06-06 2007-09-27 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 예혼합 압축자기착화식 내연기관
JP2018178745A (ja) * 2017-04-04 2018-11-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

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