JP2000220484A - 予混合圧縮自着火エンジンとその起動方法 - Google Patents
予混合圧縮自着火エンジンとその起動方法Info
- Publication number
- JP2000220484A JP2000220484A JP1877099A JP1877099A JP2000220484A JP 2000220484 A JP2000220484 A JP 2000220484A JP 1877099 A JP1877099 A JP 1877099A JP 1877099 A JP1877099 A JP 1877099A JP 2000220484 A JP2000220484 A JP 2000220484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition
- supply
- temperature
- combustion chamber
- air
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3035—Controlling 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮自着火エンジンの起動・暖機を良好にお
こなうことができる圧縮自着火エンジンを得るととも
に、この目的に沿った起動手法を得る。 【解決手段】 予混合圧縮自着火エンジンの起動する
に、燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点火機構１１
を備え、前記点火機構１１を働かせて火花点火により運
転を継続する第１運転状態で起動運転を行った後に、前
記点火機構１１を停止し、圧縮自着火により運転を継続
する第２運転状態に移行するに、前記第１運転状態にお
いて、燃焼室内に供給される給気の温度を前記第２運転
状態における基準給気温度より低い温度とするととも
に、前記火花点火の時期をノッキングを起こさない時期
に制御して、起動運転をおこなう。
こなうことができる圧縮自着火エンジンを得るととも
に、この目的に沿った起動手法を得る。 【解決手段】 予混合圧縮自着火エンジンの起動する
に、燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点火機構１１
を備え、前記点火機構１１を働かせて火花点火により運
転を継続する第１運転状態で起動運転を行った後に、前
記点火機構１１を停止し、圧縮自着火により運転を継続
する第２運転状態に移行するに、前記第１運転状態にお
いて、燃焼室内に供給される給気の温度を前記第２運転
状態における基準給気温度より低い温度とするととも
に、前記火花点火の時期をノッキングを起こさない時期
に制御して、起動運転をおこなう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コージェネレーシ
ョン設備等への使用が期待される予混合圧縮自着火エン
ジン及びその起動方法に関する。
ョン設備等への使用が期待される予混合圧縮自着火エン
ジン及びその起動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関であるエンジンは、火花点火エ
ンジン（オットーサイクルエンジン）と、圧縮空気中に
液体燃料を噴射するディーゼルエンジンに大きく分けら
れるが、都市ガスを燃料とするガスエンジンでは、従来
型のディーゼルエンジンの場合、噴射燃料の圧縮動力が
大きく、機構も複雑になる為、圧倒的多数は、火花点火
エンジン（以下ＳＩエンジンと記す）とされている。Ｓ
Ｉエンジンは、シリンダへ空気（燃焼用酸素含有ガスの
一例）と燃料の予混合気を送り込み、シリンダで圧縮し
た後、スパークプラグで強制着火する。ところで、エン
ジンは、圧縮比を増大させる程効率が増大することが分
かっているが、ＳＩエンジンでは、圧縮比を増大させる
と、ノッキングが発生し、その為、通常、圧縮比は１０
程度に抑えられている。ノッキングとは、火花点火され
た燃焼波が、シリンダ全域に拡がる前に、未燃部が自然
燃焼して、衝撃波を発生する現象であり、この自然着火
条件の成立は、温度依存性が極めて高い。また、圧縮比
を増大させると、ノッキングが発生し易くなるのは、圧
縮比増大とともに、未燃部の温度が増大するためであ
る。さらに、点火方式としては、比較的高温状態にある
予混合気（燃焼用酸素含有ガスと燃料ガスとの混合気）
に、着火性の良い液体燃料を噴射して、点火をおこなう
ものも知られている。この方式の構造は、火花点火にあ
ってはスパークプラグを備えるのに対して、液体燃料噴
射用の噴射用機器を備え、適切なタイミングで点火用燃
料噴射をおこなう以外、大きく異なるところはない。従
って、以下に説明する火花点火の代わりに、液体燃料噴
射による点火をおこなうことが、技術的に充分可能であ
る。
ンジン（オットーサイクルエンジン）と、圧縮空気中に
液体燃料を噴射するディーゼルエンジンに大きく分けら
れるが、都市ガスを燃料とするガスエンジンでは、従来
型のディーゼルエンジンの場合、噴射燃料の圧縮動力が
大きく、機構も複雑になる為、圧倒的多数は、火花点火
エンジン（以下ＳＩエンジンと記す）とされている。Ｓ
Ｉエンジンは、シリンダへ空気（燃焼用酸素含有ガスの
一例）と燃料の予混合気を送り込み、シリンダで圧縮し
た後、スパークプラグで強制着火する。ところで、エン
ジンは、圧縮比を増大させる程効率が増大することが分
かっているが、ＳＩエンジンでは、圧縮比を増大させる
と、ノッキングが発生し、その為、通常、圧縮比は１０
程度に抑えられている。ノッキングとは、火花点火され
た燃焼波が、シリンダ全域に拡がる前に、未燃部が自然
燃焼して、衝撃波を発生する現象であり、この自然着火
条件の成立は、温度依存性が極めて高い。また、圧縮比
を増大させると、ノッキングが発生し易くなるのは、圧
縮比増大とともに、未燃部の温度が増大するためであ
る。さらに、点火方式としては、比較的高温状態にある
予混合気（燃焼用酸素含有ガスと燃料ガスとの混合気）
に、着火性の良い液体燃料を噴射して、点火をおこなう
ものも知られている。この方式の構造は、火花点火にあ
ってはスパークプラグを備えるのに対して、液体燃料噴
射用の噴射用機器を備え、適切なタイミングで点火用燃
料噴射をおこなう以外、大きく異なるところはない。従
って、以下に説明する火花点火の代わりに、液体燃料噴
射による点火をおこなうことが、技術的に充分可能であ
る。
【０００３】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（予混合圧縮自着火で運転を継続す
るピストンエンジンまたは往復動内燃機関）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、圧縮空気中に燃料を噴射するのではな
く、ＳＩエンジンの様に空気と燃料の予混合気をシリン
ダに供給し、圧縮によって自然着火させ、回転を続ける
コンセプトである。この手法をガスエンジンに適用すれ
ば、ノッキングの問題をさけつつ、圧縮比を増大させ、
高い効率を得ることが可能となる。
圧縮自着火エンジン（予混合圧縮自着火で運転を継続す
るピストンエンジンまたは往復動内燃機関）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、圧縮空気中に燃料を噴射するのではな
く、ＳＩエンジンの様に空気と燃料の予混合気をシリン
ダに供給し、圧縮によって自然着火させ、回転を続ける
コンセプトである。この手法をガスエンジンに適用すれ
ば、ノッキングの問題をさけつつ、圧縮比を増大させ、
高い効率を得ることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような過給機によ
り給気を行う圧縮自着火エンジンでは、定格速度で充分
暖機された後の運転は、過給により自着火に充分な給気
温度を得ることができるので、比較的継続維持しやすい
が、圧縮自着火エンジンのままでは、起動が次の理由で
困難である。 １ エンジンが十分に温まっていないため、自然着火で
きない。 ２ 火花点火エンジンの様に、着火時期を自由に制御で
きないため、低速から定格までの速度を安定的に上昇さ
せづらい。 しかしながら、このような圧縮自着火エンジンの起動に
好ましい起動技術は、実質上得られていない。従って、
本発明の目的は、圧縮自着火エンジンの起動・暖機を良
好におこなうことができる圧縮自着火エンジンを得ると
ともに、この目的に沿った起動手法を得ることにある。
り給気を行う圧縮自着火エンジンでは、定格速度で充分
暖機された後の運転は、過給により自着火に充分な給気
温度を得ることができるので、比較的継続維持しやすい
が、圧縮自着火エンジンのままでは、起動が次の理由で
困難である。 １ エンジンが十分に温まっていないため、自然着火で
きない。 ２ 火花点火エンジンの様に、着火時期を自由に制御で
きないため、低速から定格までの速度を安定的に上昇さ
せづらい。 しかしながら、このような圧縮自着火エンジンの起動に
好ましい起動技術は、実質上得られていない。従って、
本発明の目的は、圧縮自着火エンジンの起動・暖機を良
好におこなうことができる圧縮自着火エンジンを得ると
ともに、この目的に沿った起動手法を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による過給機により給気する予混合圧縮自着火
エンジンの起動方法の特徴手段は、請求項１に記載され
ているように、燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点
火機構又は、液体燃料噴射により点火可能な点火機構を
備え、前記点火機構の動作による点火により運転を継続
する第１運転状態で起動運転を行った後に、前記点火機
構を停止し、圧縮自着火により運転を継続する第２運転
状態に移行するに、前記第１運転状態において、燃焼室
内に供給される給気の温度を前記第２運転状態における
基準給気温度より低い温度とするとともに、前記点火の
時期をノッキングを起こさない時期に制御して、前記起
動運転をおこなうことにある。この手法を採用する予混
合圧縮自着火エンジンでは、点火機構を備えることによ
り点火運転が可能な構造を採用しておく。但し、一般
に、予混合圧縮自着火エンジンにあっては、一般の火花
点火エンジンに比べて圧縮比は高い。さて、エンジンの
起動にあたっては、火花点火あるいは液体燃料噴射によ
る運転状態（第１運転状態）をおこない、起動・暖機を
おこなう。点火による起動は、エンジンが暖機されてい
ない状態にあっても、比較的容易に、通常の起動手法に
より運転を維持することができる。しかしながら、暖機
が進み予混合圧縮自着火が可能な状態に近ずくと、圧縮
比が比較的高いこととも関連して、第１運転状態を維持
しながらの暖機が必要な場合にあっても、自己着火が起
こったり、火花点火等に連動して、ノッキングが発生す
る虞が高くなる。従って、この手法にあっては、第１運
転状態を確実に制御できるものとする目的から、給気温
度を圧縮自着火運転をおこなう場合の基準給気温度より
低いものとし、さらに、ノッキングを起こさない時期に
火花点火の時期を制御するものとする。ここで、基準給
気温度とは、第２運転時の給気温度（エンジンが到達し
ようとしている定格運転時で圧縮自着火運転をおこなう
場合の給気温度）をさしている。このようにすること
で、第１運転状態において起動・暖機をおこなうに、良
好な運転状態を維持することができる。
の本発明による過給機により給気する予混合圧縮自着火
エンジンの起動方法の特徴手段は、請求項１に記載され
ているように、燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点
火機構又は、液体燃料噴射により点火可能な点火機構を
備え、前記点火機構の動作による点火により運転を継続
する第１運転状態で起動運転を行った後に、前記点火機
構を停止し、圧縮自着火により運転を継続する第２運転
状態に移行するに、前記第１運転状態において、燃焼室
内に供給される給気の温度を前記第２運転状態における
基準給気温度より低い温度とするとともに、前記点火の
時期をノッキングを起こさない時期に制御して、前記起
動運転をおこなうことにある。この手法を採用する予混
合圧縮自着火エンジンでは、点火機構を備えることによ
り点火運転が可能な構造を採用しておく。但し、一般
に、予混合圧縮自着火エンジンにあっては、一般の火花
点火エンジンに比べて圧縮比は高い。さて、エンジンの
起動にあたっては、火花点火あるいは液体燃料噴射によ
る運転状態（第１運転状態）をおこない、起動・暖機を
おこなう。点火による起動は、エンジンが暖機されてい
ない状態にあっても、比較的容易に、通常の起動手法に
より運転を維持することができる。しかしながら、暖機
が進み予混合圧縮自着火が可能な状態に近ずくと、圧縮
比が比較的高いこととも関連して、第１運転状態を維持
しながらの暖機が必要な場合にあっても、自己着火が起
こったり、火花点火等に連動して、ノッキングが発生す
る虞が高くなる。従って、この手法にあっては、第１運
転状態を確実に制御できるものとする目的から、給気温
度を圧縮自着火運転をおこなう場合の基準給気温度より
低いものとし、さらに、ノッキングを起こさない時期に
火花点火の時期を制御するものとする。ここで、基準給
気温度とは、第２運転時の給気温度（エンジンが到達し
ようとしている定格運転時で圧縮自着火運転をおこなう
場合の給気温度）をさしている。このようにすること
で、第１運転状態において起動・暖機をおこなうに、良
好な運転状態を維持することができる。
【０００６】このような手法を採用する場合の過給機に
より給気する予混合圧縮自着火エンジンの構成は、請求
項２に記載されているように、燃焼室内におけるノッキ
ングの発生を検出するノッキングセンサを備え、制御手
段により、前記点火の時期を制御するとともに、燃焼室
内に供給される給気の温度を設定制御可能な構成を備
え、前記第１運転状態で起動運転をおこなうに、燃焼室
内に供給される給気の温度を前記第２運転状態における
基準給気温度より低い温度とするとともに、前記ノッキ
ングセンサによりノッキングが検出される場合に、前記
火花点火の時期を、現状設定より遅れたノッキングを起
こさない時期に制御する第１制御手段を備えて構成する
ことが好ましい。
より給気する予混合圧縮自着火エンジンの構成は、請求
項２に記載されているように、燃焼室内におけるノッキ
ングの発生を検出するノッキングセンサを備え、制御手
段により、前記点火の時期を制御するとともに、燃焼室
内に供給される給気の温度を設定制御可能な構成を備
え、前記第１運転状態で起動運転をおこなうに、燃焼室
内に供給される給気の温度を前記第２運転状態における
基準給気温度より低い温度とするとともに、前記ノッキ
ングセンサによりノッキングが検出される場合に、前記
火花点火の時期を、現状設定より遅れたノッキングを起
こさない時期に制御する第１制御手段を備えて構成する
ことが好ましい。
【０００７】上記本願の目的を達成するための本発明に
よる予混合圧縮自着火エンジンの起動方法の特徴手段
は、請求項３に記載されているように、過給機により給
気する予混合圧縮自着火エンジンの起動方法であって、
前記燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点火機構又
は、液体燃料噴射により点火可能な点火機構を備え、前
記点火機構の動作による点火により運転を継続する第１
運転状態で起動運転を行った後に、前記点火機構を停止
し、圧縮自着火により運転を継続する第２運転状態に移
行するに、前記第１運転状態において、燃焼室内に供給
される給気の温度を前記第２運転状態における基準給気
温度より低い温度とするとともに、燃焼室内に供給され
る給気圧力を前記第２運転状態における基準給気圧力よ
り小さく設定して、起動運転をおこなうことにある。先
に説明した手法と同様に、この手法を採用する予混合圧
縮自着火エンジンでも、点火機構を備えることにより火
花点火又は液体燃料噴射による運転が可能が構造を採用
しておく。但し、一般に、予混合圧縮自着火エンジンに
あっては、一般の火花点火エンジンに比べて圧縮比は高
い。さて、エンジンの起動にあたっては、火花点火又は
液体燃料噴射による点火を行っての運転状態（第１運転
状態）をおこない、起動・暖機をおこなう。強制点火に
よる起動は、エンジンが暖機されていない状態にあって
も、比較的容易に、通常の起動手法により運転を維持す
ることができる。しかしながら、暖機が進み予混合圧縮
自着火が可能な状態に近ずくと、圧縮比が比較的高いこ
ととも関連して、第１運転状態を維持しながらの暖機が
必要な場合にあっても、自己着火が起こたっり、強制点
火に連動して、ノッキングが発生する虞が高くなる。従
って、この手法にあっては、第１運転状態を確実に制御
できるものとする目的から、給気温度を圧縮自着火運転
をおこなう場合の基準給気温度より低いものとする。圧
縮自着火運転の状態では、ＮＯｘ及び効率の改善を目的
として、空気比λを例えば、３から５程度に高くとる場
合がある。しかし、火花点火運転においては、λ＜２．
２以下でないと正常に燃焼しない。従って、圧縮自着火
の給気圧力でλを低くすると、燃焼室負荷が大きくなり
過ぎるので、λを下げる分、給気圧力を低くする。この
ようにすることで、第１運転状態において起動・暖機を
おこなうに、良好な運転状態を維持することができる。
ここでも、基準給気圧力及び温度とは、第２運転時の圧
力及び温度（エンジンが到達しようとしている定格運転
時で自着火運転時での圧力と温度）である。
よる予混合圧縮自着火エンジンの起動方法の特徴手段
は、請求項３に記載されているように、過給機により給
気する予混合圧縮自着火エンジンの起動方法であって、
前記燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点火機構又
は、液体燃料噴射により点火可能な点火機構を備え、前
記点火機構の動作による点火により運転を継続する第１
運転状態で起動運転を行った後に、前記点火機構を停止
し、圧縮自着火により運転を継続する第２運転状態に移
行するに、前記第１運転状態において、燃焼室内に供給
される給気の温度を前記第２運転状態における基準給気
温度より低い温度とするとともに、燃焼室内に供給され
る給気圧力を前記第２運転状態における基準給気圧力よ
り小さく設定して、起動運転をおこなうことにある。先
に説明した手法と同様に、この手法を採用する予混合圧
縮自着火エンジンでも、点火機構を備えることにより火
花点火又は液体燃料噴射による運転が可能が構造を採用
しておく。但し、一般に、予混合圧縮自着火エンジンに
あっては、一般の火花点火エンジンに比べて圧縮比は高
い。さて、エンジンの起動にあたっては、火花点火又は
液体燃料噴射による点火を行っての運転状態（第１運転
状態）をおこない、起動・暖機をおこなう。強制点火に
よる起動は、エンジンが暖機されていない状態にあって
も、比較的容易に、通常の起動手法により運転を維持す
ることができる。しかしながら、暖機が進み予混合圧縮
自着火が可能な状態に近ずくと、圧縮比が比較的高いこ
ととも関連して、第１運転状態を維持しながらの暖機が
必要な場合にあっても、自己着火が起こたっり、強制点
火に連動して、ノッキングが発生する虞が高くなる。従
って、この手法にあっては、第１運転状態を確実に制御
できるものとする目的から、給気温度を圧縮自着火運転
をおこなう場合の基準給気温度より低いものとする。圧
縮自着火運転の状態では、ＮＯｘ及び効率の改善を目的
として、空気比λを例えば、３から５程度に高くとる場
合がある。しかし、火花点火運転においては、λ＜２．
２以下でないと正常に燃焼しない。従って、圧縮自着火
の給気圧力でλを低くすると、燃焼室負荷が大きくなり
過ぎるので、λを下げる分、給気圧力を低くする。この
ようにすることで、第１運転状態において起動・暖機を
おこなうに、良好な運転状態を維持することができる。
ここでも、基準給気圧力及び温度とは、第２運転時の圧
力及び温度（エンジンが到達しようとしている定格運転
時で自着火運転時での圧力と温度）である。
【０００８】このような手法を採用する場合の過給機に
より給気する予混合圧縮自着火エンジンの構成は、請求
項４に記載されているように、燃焼室内の予混合気に火
花点火可能な点火機構又は、液体燃料噴射により点火可
能な点火機構を備え、前記点火機構の動作による点火に
より運転を継続する第１運転状態と、前記点火機構を停
止し、圧縮自着火により運転を継続する第２運転状態と
の間で、選択運転可能に構成され、制御手段により、燃
焼室内に供給される給気温度及び圧力を設定制御可能な
構成を備え、前記第１運転状態において、燃焼室内に供
給される給気の温度を前記第２運転状態における基準給
気温度より低い温度とするとともに、燃焼室内に供給さ
れる給気の圧力を前記第２運転状態における基準給気圧
力より小さく設定する第２制御手段を備えたことが好ま
しい。
より給気する予混合圧縮自着火エンジンの構成は、請求
項４に記載されているように、燃焼室内の予混合気に火
花点火可能な点火機構又は、液体燃料噴射により点火可
能な点火機構を備え、前記点火機構の動作による点火に
より運転を継続する第１運転状態と、前記点火機構を停
止し、圧縮自着火により運転を継続する第２運転状態と
の間で、選択運転可能に構成され、制御手段により、燃
焼室内に供給される給気温度及び圧力を設定制御可能な
構成を備え、前記第１運転状態において、燃焼室内に供
給される給気の温度を前記第２運転状態における基準給
気温度より低い温度とするとともに、燃焼室内に供給さ
れる給気の圧力を前記第２運転状態における基準給気圧
力より小さく設定する第２制御手段を備えたことが好ま
しい。
【０００９】さて、請求項５に記載されているように、
給気温度の制御にあたっては、給気路に冷却能力を調節
可能なアフターク−ラ−を備え、アフタ−ク−ラに於け
る冷却能力の調節設定により、前記給気温度を制御する
ことが好ましい。このように構成することで、一般に、
過給機の下手側に備えられるアフタークーラーに於ける
給気冷却能を利用して、給気温度を制御することで、容
易に予混合圧縮自着火エンジンの立ち上げを良好におこ
なうことができる。
給気温度の制御にあたっては、給気路に冷却能力を調節
可能なアフターク−ラ−を備え、アフタ−ク−ラに於け
る冷却能力の調節設定により、前記給気温度を制御する
ことが好ましい。このように構成することで、一般に、
過給機の下手側に備えられるアフタークーラーに於ける
給気冷却能を利用して、給気温度を制御することで、容
易に予混合圧縮自着火エンジンの立ち上げを良好におこ
なうことができる。
【００１０】一方、給気圧力の制御に関しては、以下の
ような構造を採ることが好ましい。即ち、請求項６に記
載されているように、過給機の吐出側に接続される高圧
給気路と過給機の吸入側に接続される給気吸入路とを接
続する給気戻り路を備えるとともに、前記給気戻り路を
介して吸入側に戻る戻り給気量を調節設定可能な戻り給
気量設定手段を備え、前記給気圧力の制御が、前記第２
制御手段による前記戻り給気量設定手段に於ける戻り給
気量調節により行われる構成とするのである。この構成
の場合は、給気戻り路を介して吸入側に戻る給気量を制
御することで、給気圧力を容易に調節制御でき、結果的
に、第１運転状態に於ける起動を良好におこなうことが
できる。また、請求項７に記載されているように、排気
路に前記過給機駆動用の駆動タービンを備えるととも
に、前記駆動用タービンの入口側に接続される高圧排気
路と前記駆動用タービンの排出側に接続される排気放出
路とを接続する排気バイパス路を備えるとともに、前記
排気バイパス路を介して放出側に放出される放出排気量
を調節設定可能な放出排気量設定手段を備え、前記給気
圧力の制御が、前記第２制御手段による前記放出排気量
設定手段に於ける放出排気量調節により行われる構成と
してもよい。この場合、駆動用タービンの回転状態を、
排気バイパス路を介して放出される放出排気量の調節に
より制御でき、この場合も、結果的に、第１運転状態に
於ける起動を良好におこなうことができる。
ような構造を採ることが好ましい。即ち、請求項６に記
載されているように、過給機の吐出側に接続される高圧
給気路と過給機の吸入側に接続される給気吸入路とを接
続する給気戻り路を備えるとともに、前記給気戻り路を
介して吸入側に戻る戻り給気量を調節設定可能な戻り給
気量設定手段を備え、前記給気圧力の制御が、前記第２
制御手段による前記戻り給気量設定手段に於ける戻り給
気量調節により行われる構成とするのである。この構成
の場合は、給気戻り路を介して吸入側に戻る給気量を制
御することで、給気圧力を容易に調節制御でき、結果的
に、第１運転状態に於ける起動を良好におこなうことが
できる。また、請求項７に記載されているように、排気
路に前記過給機駆動用の駆動タービンを備えるととも
に、前記駆動用タービンの入口側に接続される高圧排気
路と前記駆動用タービンの排出側に接続される排気放出
路とを接続する排気バイパス路を備えるとともに、前記
排気バイパス路を介して放出側に放出される放出排気量
を調節設定可能な放出排気量設定手段を備え、前記給気
圧力の制御が、前記第２制御手段による前記放出排気量
設定手段に於ける放出排気量調節により行われる構成と
してもよい。この場合、駆動用タービンの回転状態を、
排気バイパス路を介して放出される放出排気量の調節に
より制御でき、この場合も、結果的に、第１運転状態に
於ける起動を良好におこなうことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本願の過給機６により給気する予
混合圧縮自着火エンジン１００に関して、以下説明す
る。本願は、予混合圧縮自着火エンジンの起動・暖機を
良好におこなおうとするものであり、主な実施形態は、
２例ある。第１の形態例は、強制点火式のエンジン運転
を起動時に行い、自着火運転への移行期には、給気冷却
と点火時期制御によるノッキングの発生の防止を図るも
のである。第２の形態例は、強制点火式のエンジン運転
を起動時に行い、この起動時に燃焼室内に供給される給
気の温度及び圧力を自着火運転時に於ける基準給気温度
及び圧力に対して低く誘導し、ノッキングを発生しにく
い状況で、良好な運転状態を維持し、予混合圧縮自着火
運転に移行しようとするものである。
混合圧縮自着火エンジン１００に関して、以下説明す
る。本願は、予混合圧縮自着火エンジンの起動・暖機を
良好におこなおうとするものであり、主な実施形態は、
２例ある。第１の形態例は、強制点火式のエンジン運転
を起動時に行い、自着火運転への移行期には、給気冷却
と点火時期制御によるノッキングの発生の防止を図るも
のである。第２の形態例は、強制点火式のエンジン運転
を起動時に行い、この起動時に燃焼室内に供給される給
気の温度及び圧力を自着火運転時に於ける基準給気温度
及び圧力に対して低く誘導し、ノッキングを発生しにく
い状況で、良好な運転状態を維持し、予混合圧縮自着火
運転に移行しようとするものである。
【００１２】以上のように、本願には、主な実施の形態
が２例あるが、先ず図１に示す第１実施の形態例を使用
して、エンジン１００の概略基本構造を説明する。 基本構成 エンジン１００は、給気弁１及び排気弁２を備えたシリ
ンダ３と、このシリンダ３内に収納されるピストン４を
備えたエンジン本体５を備えるとともに、このエンジン
本体５の給気側に過給機６及びアフタークーラー７を備
えて構成されている。このシリンダ５とピストン４との
間に形成されている空間が、本願にいう燃焼室である。
ピストン４は連接棒８によってクランク軸９に接続され
ており、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、過給機６を介して
圧縮された予混合気は、アフタークーラー７において冷
却され、シリンダ３内へ導かれ、圧縮、膨張行程を経た
後、排気弁を介して排気側へ排気される。
が２例あるが、先ず図１に示す第１実施の形態例を使用
して、エンジン１００の概略基本構造を説明する。 基本構成 エンジン１００は、給気弁１及び排気弁２を備えたシリ
ンダ３と、このシリンダ３内に収納されるピストン４を
備えたエンジン本体５を備えるとともに、このエンジン
本体５の給気側に過給機６及びアフタークーラー７を備
えて構成されている。このシリンダ５とピストン４との
間に形成されている空間が、本願にいう燃焼室である。
ピストン４は連接棒８によってクランク軸９に接続され
ており、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、過給機６を介して
圧縮された予混合気は、アフタークーラー７において冷
却され、シリンダ３内へ導かれ、圧縮、膨張行程を経た
後、排気弁を介して排気側へ排気される。
【００１３】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、予混合気の給気が行われる。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がシリンダ３内空間を減少させる方向に移動
し、シリンダ３内のガスの圧縮がおこる。この圧縮が完
了する状態に於けるピストン４の位置が、上死点と呼ば
れ、本願における圧縮自着火は、この位置の近傍にピス
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がシリンダ内空間を増加する方向に移動する行程であ
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、排気弁
２のみが開状態とされ、ピストン４のシリンダ３内空間
を減少させる方向への移動に伴ってシリンダ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機
関も、着火が、圧縮に伴って発生される熱によって起こ
る以外、他の機関と変わるところはない。
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、予混合気の給気が行われる。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がシリンダ３内空間を減少させる方向に移動
し、シリンダ３内のガスの圧縮がおこる。この圧縮が完
了する状態に於けるピストン４の位置が、上死点と呼ば
れ、本願における圧縮自着火は、この位置の近傍にピス
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がシリンダ内空間を増加する方向に移動する行程であ
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、排気弁
２のみが開状態とされ、ピストン４のシリンダ３内空間
を減少させる方向への移動に伴ってシリンダ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機
関も、着火が、圧縮に伴って発生される熱によって起こ
る以外、他の機関と変わるところはない。
【００１４】このエンジンにあっては、燃焼室に点火プ
ラグ１０ａを備えるとともに、この点火プラグ１０ａに
よる火花点火をエンジンサイクルの所定の行程において
行えるように構成されている。この点火機構１１は、エ
ンジンの作動を制御する制御装置１２からの指令を受け
て、動作するように構成されている。従って、エンジン
は、点火機構１１を働かせて強制点火により運転を継続
する第１運転状態と、点火機構１１を停止し、圧縮自着
火により運転を継続する第２運転状態との間で、選択運
転可能に構成されている。これら２運転状態の切換え時
期はほぼ暖機の状態をみることで確認できる。
ラグ１０ａを備えるとともに、この点火プラグ１０ａに
よる火花点火をエンジンサイクルの所定の行程において
行えるように構成されている。この点火機構１１は、エ
ンジンの作動を制御する制御装置１２からの指令を受け
て、動作するように構成されている。従って、エンジン
は、点火機構１１を働かせて強制点火により運転を継続
する第１運転状態と、点火機構１１を停止し、圧縮自着
火により運転を継続する第２運転状態との間で、選択運
転可能に構成されている。これら２運転状態の切換え時
期はほぼ暖機の状態をみることで確認できる。
【００１５】１ 第１実施形態の特徴部 シリンダ３には、燃焼室内で発生するノッキングを検出
するためのノッキングセンサ１０ｂが備えられ、このセ
ンサ１０ｂからの出力情報（ノッキングの発生情報）
が、前記制御装置１２に送られるように構成されてい
る。制御装置１２にあっては、ノッキングの発生が確認
された状態で、点火機構１１を動作させる動作タイミン
グを所定量づつ遅らせるように構成されている。従っ
て、火花点火の時期をノッキングの発生に伴って点火時
期を、現状設定よりも遅れたノッキングを起こさない時
期に制御する構造とされている。
するためのノッキングセンサ１０ｂが備えられ、このセ
ンサ１０ｂからの出力情報（ノッキングの発生情報）
が、前記制御装置１２に送られるように構成されてい
る。制御装置１２にあっては、ノッキングの発生が確認
された状態で、点火機構１１を動作させる動作タイミン
グを所定量づつ遅らせるように構成されている。従っ
て、火花点火の時期をノッキングの発生に伴って点火時
期を、現状設定よりも遅れたノッキングを起こさない時
期に制御する構造とされている。
【００１６】一方、アフタークーラー７の冷却水流路１
３に於ける設置構成に関して説明すると、基端側にクー
リングタワー１４を備えた冷却水流路１３には、アフタ
ークーラー７に対して、これと並列にバイパス路１５が
備えられており、アフタークーラー７を介する流路１３
ａと、バイパス路１５を介する流路１３ｂとの合流部に
３方弁１６を設け、この３方弁１６の開度調整により、
アフタークーラー７に流れる冷却水の流量を調節できる
構成が採用されている。さらに、クーリングタワー１４
内の冷却水の温度は、所定の温度に設定されるように構
成されている。この構成を採用することにより、アフタ
ークーラー７内を流れる冷却水の量を調整することで、
アフタークーラーにおける冷却能力を調節して、給気温
度を設定・調節することができる。即ち、給気温を上昇
させようとする場合は、バイパス路１５を流れる冷却水
流量を増大させればよく、逆の場合は、減少させればよ
い。給気路１７内を流れる給気の温度は、センサ部１７
ｄに備えられる給気温度センサにより検出され、この情
報が制御装置１２に送られて、この情報に基づいて、前
記アフタークーラー７を流れる冷却水量が調節され、給
気温度を所望の状態にすることができる。この制御も前
述の制御装置１２により行われる構造が採用されてい
る。そして、制御装置内１２には、第１制御手段１２１
が備えられており、第１運転状態において、燃焼室内に
供給される給気の温度を前記第２運転状態における基準
給気温度より低い温度とするとともに、火花点火の時期
をノッキングを起こさない時期に制御して、起動運転を
おこなうように構成されている。よって、良好に起動運
転をおこなうことができる。
３に於ける設置構成に関して説明すると、基端側にクー
リングタワー１４を備えた冷却水流路１３には、アフタ
ークーラー７に対して、これと並列にバイパス路１５が
備えられており、アフタークーラー７を介する流路１３
ａと、バイパス路１５を介する流路１３ｂとの合流部に
３方弁１６を設け、この３方弁１６の開度調整により、
アフタークーラー７に流れる冷却水の流量を調節できる
構成が採用されている。さらに、クーリングタワー１４
内の冷却水の温度は、所定の温度に設定されるように構
成されている。この構成を採用することにより、アフタ
ークーラー７内を流れる冷却水の量を調整することで、
アフタークーラーにおける冷却能力を調節して、給気温
度を設定・調節することができる。即ち、給気温を上昇
させようとする場合は、バイパス路１５を流れる冷却水
流量を増大させればよく、逆の場合は、減少させればよ
い。給気路１７内を流れる給気の温度は、センサ部１７
ｄに備えられる給気温度センサにより検出され、この情
報が制御装置１２に送られて、この情報に基づいて、前
記アフタークーラー７を流れる冷却水量が調節され、給
気温度を所望の状態にすることができる。この制御も前
述の制御装置１２により行われる構造が採用されてい
る。そして、制御装置内１２には、第１制御手段１２１
が備えられており、第１運転状態において、燃焼室内に
供給される給気の温度を前記第２運転状態における基準
給気温度より低い温度とするとともに、火花点火の時期
をノッキングを起こさない時期に制御して、起動運転を
おこなうように構成されている。よって、良好に起動運
転をおこなうことができる。
【００１７】２ 第２−１実施形態の特徴部 次に第２形態に関して、図２に基づいて説明する。この
エンジン１０１においても、燃焼室内の予混合気に火花
点火可能な点火機構１１を備え、この点火機構１１を働
かせて強制点火により運転を継続する第１運転状態と、
前記点火機構１１を停止し、圧縮自着火により運転を継
続する第２運転状態との間で、選択運転可能に構成され
ている。さらに、制御装置１２により、火花点火の時期
を制御するとともに、燃焼室内に供給される給気温度及
び圧力を設定制御可能な構成を備え、前記第１運転状態
において、燃焼室内に供給される給気の温度を前記第２
運転状態における基準給気温度より低い温度とするとと
もに、燃焼室内に供給される給気の圧力を前記第２運転
状態における基準給気圧力より小さく設定する第２ａ制
御手段１２２（第２制御手段の一例）を備えて構成され
ている。この例にあっても、給気路１７には、先の例で
示したように、冷却能力を調節可能なアフターク−ラ−
７を備え、このアフタ−ク−ラ−７に於ける冷却能力の
調節設定（実際には、クーラー内を流れる冷却水量の調
節設定）により、給気温度を制御することができる。こ
の構造に関しては、図からも判明するように、第１実施
の形態と同様であるため、説明を省略する。
エンジン１０１においても、燃焼室内の予混合気に火花
点火可能な点火機構１１を備え、この点火機構１１を働
かせて強制点火により運転を継続する第１運転状態と、
前記点火機構１１を停止し、圧縮自着火により運転を継
続する第２運転状態との間で、選択運転可能に構成され
ている。さらに、制御装置１２により、火花点火の時期
を制御するとともに、燃焼室内に供給される給気温度及
び圧力を設定制御可能な構成を備え、前記第１運転状態
において、燃焼室内に供給される給気の温度を前記第２
運転状態における基準給気温度より低い温度とするとと
もに、燃焼室内に供給される給気の圧力を前記第２運転
状態における基準給気圧力より小さく設定する第２ａ制
御手段１２２（第２制御手段の一例）を備えて構成され
ている。この例にあっても、給気路１７には、先の例で
示したように、冷却能力を調節可能なアフターク−ラ−
７を備え、このアフタ−ク−ラ−７に於ける冷却能力の
調節設定（実際には、クーラー内を流れる冷却水量の調
節設定）により、給気温度を制御することができる。こ
の構造に関しては、図からも判明するように、第１実施
の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００１８】さらに、図２に示すように、過給機６の吐
出側に接続される高圧給気路１７ａと過給機６の吸入側
に接続される給気吸入路１７ｂとを接続する給気戻り路
１７ｃを備えるとともに、この給気戻り路１７ｃを介し
て吸入側に戻る戻り給気量を調節設定可能な戻り給気量
設定手段としての流量制御弁１８が備えられている。こ
の流量制御弁１８は、前述の制御装置１２からの制御
（さらに具体的には、第２ａ制御手段１２２からの制御
指令）を受けるように構成されている。この構成を採用
することにより、給気戻り路１７ｃを介する給気戻り量
を増大させる場合は、燃焼室内に供給される給気圧を低
くすることができ、減少させることにより給気圧を増加
させることができる。従って、第２ａ制御手段１２２に
よる給気量設定手段に於ける戻り給気量調節をおこなう
ことができる。
出側に接続される高圧給気路１７ａと過給機６の吸入側
に接続される給気吸入路１７ｂとを接続する給気戻り路
１７ｃを備えるとともに、この給気戻り路１７ｃを介し
て吸入側に戻る戻り給気量を調節設定可能な戻り給気量
設定手段としての流量制御弁１８が備えられている。こ
の流量制御弁１８は、前述の制御装置１２からの制御
（さらに具体的には、第２ａ制御手段１２２からの制御
指令）を受けるように構成されている。この構成を採用
することにより、給気戻り路１７ｃを介する給気戻り量
を増大させる場合は、燃焼室内に供給される給気圧を低
くすることができ、減少させることにより給気圧を増加
させることができる。従って、第２ａ制御手段１２２に
よる給気量設定手段に於ける戻り給気量調節をおこなう
ことができる。
【００１９】給気路１７内を流れる給気の温度・及び圧
力は、センサ部１７ｄに備えられる給気温度センサ及び
圧力センサにより検出され、この情報が制御装置１２に
送られて、この情報に基づいて、先に説明した構造によ
り、給気温度及び圧力を所望の状態にすることができ
る。
力は、センサ部１７ｄに備えられる給気温度センサ及び
圧力センサにより検出され、この情報が制御装置１２に
送られて、この情報に基づいて、先に説明した構造によ
り、給気温度及び圧力を所望の状態にすることができ
る。
【００２０】この構造の本願エンジンにあっては、第２
ａ制御手段１２２により、前記第１運転状態において、
燃焼室内に供給される給気の温度を第２運転状態におけ
る基準給気温度より低い温度とするとともに、燃焼室内
に供給される給気の圧力を前記第２運転状態における基
準給気圧力より小さく設定することで、起動運転を好ま
しい状態とすることができる。
ａ制御手段１２２により、前記第１運転状態において、
燃焼室内に供給される給気の温度を第２運転状態におけ
る基準給気温度より低い温度とするとともに、燃焼室内
に供給される給気の圧力を前記第２運転状態における基
準給気圧力より小さく設定することで、起動運転を好ま
しい状態とすることができる。
【００２１】３ 第２−２実施形態の特徴部 この実施の形態を図３に示した。この例は、図２に示し
た第２−１の実施形態とほぼ同一であるが、先に示した
過給機６に於ける給気戻り制御を行わない構造とされて
いる。この過給機６に於ける給気戻り制御に代えて、過
給機６の吸入側には、流量制御弁１９が備えられるとと
もに、排気路２０には、過給機駆動用の駆動タービン２
１を備えられ、駆動用タービン２１の入口側に接続され
る高圧排気路２０ａと駆動用タービン２１の排出側に接
続される排気放出路２０ｂとを接続する排気バイパス路
２０ｃを備えられている。さらに、この排気バイパス路
２０ｃを介して放出側に放出される放出排気量を調節設
定可能な放出排気量設定手段としての放出排気量設定弁
（流量調節弁２２）が備えられている。この構成を採用
することにより、排気バイパス路２０ｃを介する排気バ
イパス量を増大させる場合は、燃焼室内に供給される給
気圧を低くすることができ、減少させることにより給気
圧を増加させることができる。従って、第２−１の実施
形態とほぼ同様に、制御装置１２内に備えられる第２ｂ
制御手段１２３（第２制御手段の一例）により、放出排
気量設定手段に於けるバイパス排気量調節をおこなうこ
とができる。この第２ｂ制御手段１２３は、前記過給機
６に供給される吸入量を制御するための流量制御弁１９
の開度制御もおこなう構造が採用されており、過給機６
における回転数及び給気用ガスの吸入量を制御して、サ
ージングを起こさない条件で過給機６の運転を継続する
ように構成されている。
た第２−１の実施形態とほぼ同一であるが、先に示した
過給機６に於ける給気戻り制御を行わない構造とされて
いる。この過給機６に於ける給気戻り制御に代えて、過
給機６の吸入側には、流量制御弁１９が備えられるとと
もに、排気路２０には、過給機駆動用の駆動タービン２
１を備えられ、駆動用タービン２１の入口側に接続され
る高圧排気路２０ａと駆動用タービン２１の排出側に接
続される排気放出路２０ｂとを接続する排気バイパス路
２０ｃを備えられている。さらに、この排気バイパス路
２０ｃを介して放出側に放出される放出排気量を調節設
定可能な放出排気量設定手段としての放出排気量設定弁
（流量調節弁２２）が備えられている。この構成を採用
することにより、排気バイパス路２０ｃを介する排気バ
イパス量を増大させる場合は、燃焼室内に供給される給
気圧を低くすることができ、減少させることにより給気
圧を増加させることができる。従って、第２−１の実施
形態とほぼ同様に、制御装置１２内に備えられる第２ｂ
制御手段１２３（第２制御手段の一例）により、放出排
気量設定手段に於けるバイパス排気量調節をおこなうこ
とができる。この第２ｂ制御手段１２３は、前記過給機
６に供給される吸入量を制御するための流量制御弁１９
の開度制御もおこなう構造が採用されており、過給機６
における回転数及び給気用ガスの吸入量を制御して、サ
ージングを起こさない条件で過給機６の運転を継続する
ように構成されている。
【００２２】よって、前記給気圧力の制御を、前記第２
ｂ制御手段１２３による放出排気量設定手段に於ける放
出排気量調節により行なうことができる。
ｂ制御手段１２３による放出排気量設定手段に於ける放
出排気量調節により行なうことができる。
【００２３】給気路１７内を流れる給気の温度・及び圧
力は、センサ部１７ｄに備えられる給気温度センサ及び
圧力センサにより検出され、この情報が制御装置１２に
送られて、この情報に基づいて、先に説明した構造によ
り、給気温度及び圧力を所望の状態にすることができ
る。
力は、センサ部１７ｄに備えられる給気温度センサ及び
圧力センサにより検出され、この情報が制御装置１２に
送られて、この情報に基づいて、先に説明した構造によ
り、給気温度及び圧力を所望の状態にすることができ
る。
【００２４】従って、第２ｂ制御手段１２３が働くこと
により、第１運転状態において、燃焼室内に供給される
給気の温度を前記第２運転状態における基準給気温度よ
り低い温度とするとともに、燃焼室内に供給される給気
の圧力を前記第２運転状態における基準給気圧力より小
さく設定することで、予混合圧縮自着火エンジンの起動
を良好におこなうことができる。
により、第１運転状態において、燃焼室内に供給される
給気の温度を前記第２運転状態における基準給気温度よ
り低い温度とするとともに、燃焼室内に供給される給気
の圧力を前記第２運転状態における基準給気圧力より小
さく設定することで、予混合圧縮自着火エンジンの起動
を良好におこなうことができる。
【００２５】〔別実施の形態例〕 （イ） 本願の予混合圧縮自着火機関に使用できる燃料
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。 （ロ） 予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。 （ハ） 上記の実施の形態例においては、過給機の下手
側にアフタークーラーを備え、このクーラーを流れる冷
却水量の調整により、給気温度の調節を行ったが、例え
ば、アフタークーラーの代わりに空冷式とし、給気温度
を調節する等、給気温度の調整に任意の手段によりおこ
なうことができる。又、クーラーを流れる冷却水は、火
花点火運転の時は、他の冷却機によって予め冷やしてお
いてもよい。 （ニ） 上記の実施の形態例においては、所謂、４サイ
クル機関に関連して、説明したが、本願は、２サイクル
機関においても適応可能である。 （ホ） 上記の実施の形態例においては、火花点火機構
を主に説明したが、強制点火にあたっては、シリンダ内
にアルコール等の液体燃料を噴射して、強制点火するも
のとしてもよい。
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。 （ロ） 予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。 （ハ） 上記の実施の形態例においては、過給機の下手
側にアフタークーラーを備え、このクーラーを流れる冷
却水量の調整により、給気温度の調節を行ったが、例え
ば、アフタークーラーの代わりに空冷式とし、給気温度
を調節する等、給気温度の調整に任意の手段によりおこ
なうことができる。又、クーラーを流れる冷却水は、火
花点火運転の時は、他の冷却機によって予め冷やしてお
いてもよい。 （ニ） 上記の実施の形態例においては、所謂、４サイ
クル機関に関連して、説明したが、本願は、２サイクル
機関においても適応可能である。 （ホ） 上記の実施の形態例においては、火花点火機構
を主に説明したが、強制点火にあたっては、シリンダ内
にアルコール等の液体燃料を噴射して、強制点火するも
のとしてもよい。
【図１】本願の第１実施の形態例の予混合圧縮自着火エ
ンジンの構成を示す図
ンジンの構成を示す図
【図２】本願の第２ａ実施の形態例の予混合圧縮自着火
エンジンの構成を示す図
エンジンの構成を示す図
【図３】本願の第２ｂ実施の形態例の予混合圧縮自着火
エンジンの構成を示す図
エンジンの構成を示す図
１ 給気弁 ２ 排気弁 ６ 過給機 ７ アフタークーラー １０ａ 点火プラグ １０ｂ ノッキングセンサ １１ 点火機構 １２ 制御装置 １３ 冷却水水路 １６ バイパス弁 １７ 給気路 １７ａ 高圧給気路 １７ｂ 給気吸入路 １７ｃ 給気戻り路 １８ 流量調節弁 １９ 流量調節弁 ２０ 排気路 ２０ａ 高圧排気路 ２０ｂ 排気放出路 ２０ｃ 排気バイパス路 ２１ タービン ２２ 流量調節弁 １００ エンジン １２１ 第１制御手段 １２２ 第２ａ制御手段 １２３ 第２ｂ制御手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 41/06 ３５１ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３５１ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｒ ３０１Ｂ Ｆ０２Ｍ 31/20 Ｆ０２Ｍ 31/20 Ａ Ｆ０２Ｎ 17/08 Ｆ０２Ｎ 17/08 Ｚ Ｆ０２Ｐ 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153 (72)発明者 守家 浩二 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 Ｆターム(参考） 3G022 AA01 AA05 CA01 CA02 DA02 EA02 GA06 GA13 3G023 AA06 AA08 AA18 AB06 AC01 AC07 AC08 AC09 AF03 AG05 3G084 AA00 AA01 AA05 BA07 BA17 BA26 CA01 CA02 DA02 DA09 DA28 FA02 FA07 FA11 FA12 FA25 FA35 3G092 AA01 AA02 AA05 AA18 AB02 AB05 AB07 AB08 AB09 AB12 AC08 BA09 DB03 DC04 DC12 DE18S EA04 EA11 FA16 FA31 GA01 HA01X HA04X HA04Z HA05X HA05Z HA16X HA16Z HC05Z 3G301 HA01 HA02 HA11 HA22 HA23 HA24 HA26 JA22 KA01 KA05 NE12 PA01A PA07A PA07Z PA10A PA10Z PA16A PA16Z PB02A PC08Z
Claims (7)
- 【請求項１】 過給機により給気する予混合圧縮自着火
エンジンの起動方法であって、 燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点火機構、又は、
液体燃料噴射により点火可能な点火機構を備え、 前記点火機構の動作による点火により運転を継続する第
１運転状態で起動運転を行った後に、前記点火機構を停
止し、圧縮自着火により運転を継続する第２運転状態に
移行するに、 前記第１運転状態において、燃焼室内に供給される給気
の温度を前記第２運転状態における基準給気温度より低
い温度とするとともに、前記点火の時期をノッキングを
起こさない時期に制御して、前記起動運転をおこなう予
混合圧縮自着火エンジンの起動方法。 - 【請求項２】 過給機により給気する予混合圧縮自着火
エンジンであって、 燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点火機構、又は液
体燃料噴射により点火可能な点火機構を備え、 前記点火機構の動作による点火により運転を継続する第
１運転状態と、前記点火機構を停止し、圧縮自着火によ
り運転を継続する第２運転状態との間で、選択運転可能
に構成され、燃焼室内におけるノッキングの発生を検出
するノッキングセンサを備え、 制御手段により、前記点火の時期を制御するとともに、
燃焼室内に供給される給気の温度を設定制御可能な構成
を備え、 前記第１運転状態で起動運転をおこなうに、燃焼室内に
供給される給気の温度を前記第２運転状態における基準
給気温度より低い温度とするとともに、前記ノッキング
センサによりノッキングが検出される場合に、前記火花
点火の時期を、現状設定より遅れたノッキングを起こさ
ない時期に制御する第１制御手段を備えた予混合圧縮自
着火エンジン。 - 【請求項３】 過給機により給気する予混合圧縮自着火
エンジンの起動方法であって、 前記燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点火機構又
は、液体燃料噴射により点火可能な点火機構を備え、 前記点火機構の動作による点火により運転を継続する第
１運転状態で起動運転を行った後に、前記点火機構を停
止し、圧縮自着火により運転を継続する第２運転状態に
移行するに、 前記第１運転状態において、燃焼室内に供給される給気
の温度を前記第２運転状態における基準給気温度より低
い温度とするとともに、燃焼室内に供給される給気圧力
を前記第２運転状態における基準給気圧力より小さく設
定して、起動運転をおこなう予混合圧縮自着火エンジン
の起動方法。 - 【請求項４】 過給機により給気する予混合圧縮自着火
エンジンであって、 燃焼室内の予混合気に火花点火可能な点火機構、又は液
体燃料噴射により点火可能な点火機構を備え、 前記点火機構の動作による点火により運転を継続する第
１運転状態と、前記点火機構を停止し、圧縮自着火によ
り運転を継続する第２運転状態との間で、選択運転可能
に構成され、 制御手段により、燃焼室内に供給される給気温度及び圧
力を設定制御可能な構成を備え、 前記第１運転状態において、燃焼室内に供給される給気
の温度を前記第２運転状態における基準給気温度より低
い温度とするとともに、燃焼室内に供給される給気の圧
力を前記第２運転状態における基準給気圧力より小さく
設定する第２制御手段を備えた予混合圧縮自着火エンジ
ン。 - 【請求項５】 給気路に冷却能力を調節可能なアフター
ク−ラ−を備え、アフタ−ク−ラに於ける冷却能力の調
節設定により、前記給気温度を制御する請求項２または
４記載の予混合圧縮自着火エンジン。 - 【請求項６】 前記過給機の吐出側に接続される高圧給
気路と前記過給機の吸入側に接続される給気吸入路とを
接続する給気戻り路を備えるとともに、前記給気戻り路
を介して吸入側に戻る戻り給気量を調節設定可能な戻り
給気量設定手段を備え、 前記給気圧力の制御が、前記第２制御手段による前記戻
り給気量設定手段に於ける戻り給気量調節により行われ
る請求項４あるいは５のいずれか１項記載の予混合圧縮
自着火エンジン。 - 【請求項７】 給気路に前記過給機を、排気路に前記過
給機駆動用の駆動タービンを備えるとともに、前記駆動
用タービンの入口側に接続される高圧排気路と前記駆動
用タービンの排出側に接続される排気放出路とを接続す
る排気バイパス路を備えるとともに、前記排気バイパス
路を介して放出側に放出される放出排気量を調節設定可
能な放出排気量設定手段を備え、 前記給気圧力の制御が、前記第２制御手段による前記放
出排気量設定手段に於ける放出排気量調節により行われ
る請求項４または５のいずれか１項記載の予混合圧縮自
着火エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1877099A JP2000220484A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 予混合圧縮自着火エンジンとその起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1877099A JP2000220484A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 予混合圧縮自着火エンジンとその起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000220484A true JP2000220484A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=11980880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1877099A Pending JP2000220484A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 予混合圧縮自着火エンジンとその起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000220484A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188607B2 (en) | 2002-07-04 | 2007-03-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine of compressing and auto-igniting air-fuel mixture and method of controlling such internal combustion engine |
| JP2008088899A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Toho Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火エンジンの制御装置及び制御方法 |
| US7739026B2 (en) | 2006-01-23 | 2010-06-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Control apparatus for combustion engine of premixed compression self-ignition type |
| US10641190B2 (en) | 2014-12-19 | 2020-05-05 | Innio Jenbacher Gmbh & Co Og | Method for operating a spark ignited engine |
-
1999
- 1999-01-27 JP JP1877099A patent/JP2000220484A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188607B2 (en) | 2002-07-04 | 2007-03-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine of compressing and auto-igniting air-fuel mixture and method of controlling such internal combustion engine |
| US7320302B2 (en) | 2002-07-04 | 2008-01-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine of compressing and auto-igniting air-fuel mixture and method of controlling such internal combustion engine |
| US7739026B2 (en) | 2006-01-23 | 2010-06-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Control apparatus for combustion engine of premixed compression self-ignition type |
| JP2008088899A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Toho Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火エンジンの制御装置及び制御方法 |
| US10641190B2 (en) | 2014-12-19 | 2020-05-05 | Innio Jenbacher Gmbh & Co Og | Method for operating a spark ignited engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6684849B2 (en) | Multiple operating mode engine and method of operation | |
| US20050224045A1 (en) | Homogeneous charge compression ignition engine and method for operating homogeneous charge compression ignition engine | |
| EP1925802B1 (en) | Quick restart HCCI internal combustion engine | |
| JP2004500514A (ja) | 内燃機関へ気体燃料を導入して燃焼を制御する方法および装置 | |
| JP2004225680A (ja) | 内燃機関及び内燃機関用制御装置 | |
| JPH10252512A (ja) | 圧縮点火式内燃機関 | |
| JP2000213384A (ja) | 圧縮自着火エンジン | |
| US7475668B2 (en) | Spark ignition to compression ignition transition in an internal combustion engine | |
| JP2000220484A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンとその起動方法 | |
| JP4225805B2 (ja) | 予混合圧縮着火エンジンの起動運転方法及び予混合圧縮着火エンジン | |
| JP2002021567A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジン | |
| JP4670644B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3969915B2 (ja) | 予混合圧縮自着火エンジン及びその運転方法 | |
| JP2001271671A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンの起動運転方法 | |
| JP3763177B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP2004316593A (ja) | 予混合圧縮自着火式内燃機関 | |
| JP2000274246A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンとその制御方法 | |
| JP4289800B2 (ja) | 予混合圧縮自着火エンジン及びその起動運転方法 | |
| JP4070377B2 (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンとその運転方法 | |
| JP2001140681A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジン及びその運転方法 | |
| JP4408561B2 (ja) | 予混合圧縮自着火エンジン及びその運転方法 | |
| JP2000227027A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンの制御方法及びエンジン | |
| JP2001059421A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンとその制御方法 | |
| JP2003232245A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンとその起動運転方法 | |
| JP2001073774A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンとその制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040428 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061222 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070510 |