JP2002242727A - 予混合圧縮自着火機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノック等の異常燃焼による筒内圧の急激な上
昇がなく、燃焼状態が安定しており、機関の損傷が防止
出来る様な予混合圧縮自着火機関の提供。 【解決手段】 気筒（３ａ）中に空気（Ａｉｒ）及び燃
料（Ｆｇ）を供給し、気筒（３ａ）内の空気（Ａｉｒ）
及び燃料（Ｆｇ）の混合気（Ｇｐ）を圧縮して自着火せ
しめる予混合圧縮自着火機関において、燃焼を緩慢化す
るため気筒（３ａ）内に不均一な分布状態を生ぜしめる
様に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気筒中に空気及び
燃料を供給し、気筒内の空気及び燃料の混合気を圧縮し
て自着火せしめる予混合圧縮自着火機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３に示す従来の予混合圧縮自着火機
関ＪＡでは、ミキサＭｘで空気Ａｉｒと燃料ガスＦｇが
混合され、そのままの状態で燃焼室Ｃｖに導かれ、高圧
縮自着火燃焼するので、着火時期や燃焼状態を制御する
ディーゼルエンジンやガソリンエンジンと異なり、着火
時期、筒内圧力、着火期間等は、供給された混合気の供
給温度、圧力、燃料供給量の僅かな差異により変動して
所期の燃焼状態に制御することが困難である。

【０００３】図１４は、縦軸に燃焼室内圧力ｐを、横軸
にクランク角θをとって燃焼過程を示したもので、曲線
Ｎは所期の燃焼状態を、曲線Ｋはノック等の異常燃焼状
態を示している。従来の予混合圧縮自着火機関ＪＡで
は、着火、燃焼を制御していないので曲線Ｋの発生を抑
制することが困難であった。

【０００４】したがって、例えば図１４における燃焼圧
力の許容値Ｕｐに対し、所期の定常燃焼曲線Ｎの最大値
Ｎｐをきわめて低く設定をする必要があった。仮に、許
容値Ｕｐに対して曲線Ｋが頻繁に発生すれば、機関損傷
または寿命減少にいたっていた。従って、図中の曲線Ｂ
ｎのような緩慢な燃焼を定常燃焼にすることができれ
ば、機関損傷または寿命減少が避けられることがわかっ
ていた。

【０００５】特に、複数気筒を有する機関では、各気筒
毎に温度が微妙に差異（数℃）や、吸気マニホルドの長
さの差異等、の理由に起因して気筒内の圧力にも微妙な
差異が生じていた。この様な差異の存在や気筒ごとの燃
焼状態の不均一は、各気筒の着火と燃焼状態を不安定な
ものとせしめ、燃焼効率変動、最大圧力変動というデメ
リットをもたらしていた。

【０００６】さらに、燃焼状態が不安定なことに起因し
て、例えば高出力が要求される場合等においては、筒内
圧力の急激な上昇に起因した機関損傷の恐れが存在す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、燃焼状態
が安定しており、機関の損傷が防止出来る様な予混合圧
縮自着火機関の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者等は種々研究の結
果、気筒内の各種物理量或いは制御パラメータにおい
て、燃料密度や温度分布等で不均一な分布状態が存在す
る場合には、当該気筒における燃焼が緩慢化され、図１
４における緩慢燃焼曲線Ｂｎが得られることを見出し
た。本発明は、その様な知見に基づいて創作されたもの
である。

【０００９】本発明の予混合圧縮自着火機関は、気筒
（３ａ）中に空気（Ａｉｒ）及び燃料（Ｆｇ）を供給
し、気筒（３ａ）内の空気（Ａｉｒ）及び燃料（Ｆｇ）
の混合気（Ｇｐ）を圧縮して自着火せしめる予混合圧縮
自着火機関（１）において、燃焼を緩慢化するため気筒
（３ａ）内に不均一な分布状態を生ぜしめる様に構成さ
れている（請求項１）。

【００１０】本発明の実施に際して、気筒（３ａ）内の
燃料分布を不均一な状態とするため、吸気ポート（５、
６）或いは気筒（３ａ）内へ燃料（ｆ）を噴射する燃料
噴射手段を有しているのが好ましい（請求項２）。ここ
で、前記噴射手段としては、例えば、燃料（ｆ）を吸気
ポート（５）から噴射するタイプ、筒（３ａ）内へ直接
噴射するタイプ、或いはそれ等の組み合わせを用いるこ
とが出来る。なお、本明細書において“ポート”とは、
気筒近傍の領域も含んだ吸入路部分の文言として使用さ
れている。

【００１１】また、環流ガス（ＥＧＲガス）が気筒（３
Ａａ）内で不均一な分布状態となる様に構成されている
のが好ましい（請求項３）。環流ガス（ＥＧＲ）を気筒
（３Ａａ）内で不均一な分布状態にせしめる具体的な構
成としては、例えば、ＥＧＲガスの吸気ポート（５Ａ、
６Ａ）噴射や、気筒（３Ａａ）内へＥＧＲガス（ＥＧ
Ｒ）を直接噴射する機構、可変開閉タイミングバルブ
（ＶＶＴ）を用いて筒内に残留する排気ガス量を制御す
る機構等が採用出来る。

【００１２】そして、前記混合気を構成する燃料（例え
ば、燃料ガス）とは別種の異種燃料（例えば、軽油等の
セタン価向上剤、或いは、着火性を抑制するメタン
等）、着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、Ｏ３等）、着火抑
制剤（例えば、ＣＯ２、Ｎ２等）の何れかを気筒（３Ｂ
ａ、３Ｃａ）内に供給する供給機構を備えており、該供
給機構は、前記異種燃料、着火促進剤、着火抑制剤の気
筒（３Ｂａ、３Ｃａ）内における分布が不均一な状態と
なる様に構成されているのが好ましい（請求項４）。不
均一な分布状態とせしめるための具体的な構成として
は、吸気ポート（５Ｂ、５Ｃ）から噴射するタイプ、気
筒（３Ｂａ、３Ｃａ）内へ直接噴射するタイプ、或いは
それ等の組み合わせを用いることが出来る。

【００１３】或いは、気筒（３Ｃａ、３Ｄａ、３Ｅａ、
３Ｆａ、３Ｇａ）内に不均一な温度分布を生ぜしめる様
に構成されているのが好ましい（請求項５）。気筒（３
Ｃａ、３Ｄａ、３Ｅａ、３Ｆａ、３Ｇａ）内に不均一な
温度分布を生ぜしめるための具体的な構成としては、例
えば、予混合気（Ｇｐ）と異なる温度の酸化剤、燃料、
ＥＧＲガス、着火促進剤、着火抑制剤を、吸気ポート
（５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ、５Ｇ）から噴射するか、気
筒（３Ｃａ、３Ｄａ、３Ｅａ、３Ｆａ、３Ｇａ）内に直
接噴射するか、或いはこれ等を組み合わせて用いれば良
い。

【００１４】ここで、予混合気（Ｇｐ）よりも温度の高
い燃料や成分を供給するために、インタークーラ（４
１）前段の空気と混合することが出来る。この場合、イ
ンタークーラ（４１）前段の空気の混合量により、温度
が調節される。或いは、予混合圧縮自着火機関の排気ガ
ス（Ｇｅ）と熱交換により加熱することが可能である。
この場合は、熱交換器を通過する排気ガス流量を制御す
ることにより、温度が調節される。更に、ポート（５
Ｆ，６Ｆ）部に電気ヒータ（３１Ｆ，３２Ｆ）を設け、
その通電量を制御することにより温度制御を行っても良
い。

【００１５】一方、予混合気Ｇｐよりも温度の低い燃料
や成分を供給するために、ポート（５Ｆ、６Ｆ）部に水
冷の熱交換器を設けることが出来る。この場合は、冷却
水流量を制御することにより、温度が調節される。或い
は、ペルチエクーラ（３１Ｇ、３２Ｇ）を設け、その通
電量を制御することにより温度制御を行っても良い。

【００１６】上述した構成を具備する本発明の予混合圧
縮自着火機関において、燃料を供給するための手段とし
ては、ミキサ（Ｍｘ）或いはインジェクタ（８）を用い
ることが好ましい。ここで当該ミキサ（Ｍｘ）は、燃料
（例えば、都市ガスその他の燃料ガス）供給管（２）及
びそこに介装された開閉弁（Ｖ２）と組み合わされて１
つのユニットを構成しており、燃料供給量の制御は当該
開閉弁（Ｖ２）の開度を制御することにより行なわれる
のが好ましい。

【００１７】実施に際しては、複数の気筒に連通するマ
ニホルド（Ｉｍ）（の分岐点）上流にミキサＭｘ（又は
大型インジェクタ）を設けて、且つ、燃料供給量を正確
に制御する（偏差を補正する）ために各分配管（５１、
５２、５３・・）毎にミキサまたはインジェクタ（８
１、８２、８３・・）を更に設けるのが好ましい。或い
は、マニホルド（Ｉｍ）（の分岐点）上流のミキサ（Ｍ
ｘ）を省略し、各分配管（５１、５２、５３・・）毎に
設けられたミキサ又はインジェクタ（８１、８２、８３
・・）のみで、燃料供給量の制御を行っても良い。な
お、前記インジェクタ（８１、８２、８３・・）は、燃
料ガス噴射量で燃料供給量を調節している。

【００１８】上述した構成を有する予混合圧縮自着火機
関の運転制御を行うため、本発明運転制御方法において
は、各気筒（３１ａ、３２ａ、３３ａ・・）の燃焼状態
を検出する工程と、制御パラメータと燃焼状態との特性
マップに基づいて各気筒（３１ａ、３２ａ、３３ａ・
・）の燃焼状態の検出結果から当該制御パラメータを制
御する工程、とを有している（請求項６）。

【００１９】また、本発明の運転制御方法は、上述した
構成を具備する予混合圧縮自着火機関の運転制御方法に
おいて、各気筒（３１ａ、３２ａ、３３ａ・・）の燃焼
状態を検出する工程と、制御パラメータと燃焼状態との
特性マップに基づいて複数気筒（３１ａ、３２ａ、３３
ａ・・）中の代表気筒における燃焼状態の検出結果から
当該代表気筒（３１ａ）の制御パラメータを制御する工
程と、その他の気筒（３２ａ、３３ａ・・）と代表気筒
（３１ａ）との燃焼状態における偏差を決定する工程
と、当該偏差が低減する様に制御パラメータを制御する
工程、とを有している（請求項７）。

【００２０】本発明によれば、各種制御パラメータや物
理量について、気筒（３１ａ、３２ａ、３３ａ・・）内
に不均一な分布が生じ、燃焼が緩慢化する。その結果、
筒内圧力が下がって、機関損傷が防止される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の予
混合圧縮自着火機関の実施形態を説明する。第１の実施
形態を示す図１において、吸入空気Ａｉｒを導入する吸
気管４に燃料弁Ｖ２を介装した燃料管２で構成されるミ
キサＭｘが連結され、その吸気管４は分配管として分岐
部４ａで分岐する第１及び第２の吸気ポート５、６に連
結されている。なお、空気と燃料ガスを混合するための
手段として、ミキサＭｘに替えて流量制御が可能な大型
インジェクタを吸気管４に取りつけてもよい。

【００２２】第１及び第２の吸気ポート５、６は、機関
本体３の気筒３ａに図示しない吸気弁を介して連通され
ている。

【００２３】気筒３ａに図示しない排気弁を介して排気
ポート１３及び１４が連通され、図示しない排気マニホ
ールド、マフラ等を介して外部に連通されるよう構成さ
れている。

【００２４】気筒３ａに筒内圧を検出する圧力センサ１
６、気筒３ａの振動加速度を検出する加速度センサ１７
及び応力を検出するロードワッシャ１８が装着され、そ
れぞれが多重信号線２１によって制御装置１５に接続さ
れている。

【００２５】第１の吸気ポート５に燃料噴射手段のイン
ジェクタ８が装着され、図示しない燃料供給源に、電磁
弁９を介した管１０が連通されている。電磁弁９は、制
御線２２によって制御装置１５に連通されている。

【００２６】なお、図示の例では燃料噴射手段としてイ
ンジェクタ８が第１の吸気ポート５に装着されている
が、第２の吸気ポート６にも装着されてもよいし、イン
ジェクタ８を気筒３ａ内に直接噴射するよう装着されて
もよいし、またこれらの組み合わせであってもよい。ま
た、インジェクタ８に替えてミキサを取りつけてもよ
い。

【００２７】制御装置１５は、機関本体３の出力および
燃焼状態を前記圧力センサ１６、加速度センサ１７及び
ロードワッシャ１８からの出力信号を受信し、予め内蔵
してあるこの機関本体３に固有な性能特性マップを参照
して、所期の燃焼状態とするように付与燃料ｆの供給を
制御する機能を有して構成されている。

【００２８】上記構成の予混合圧縮自着火機関１の作用
を説明する。吸気管４に導入された吸入空気Ａｉｒは、
ミキサＭｘで燃料管２からの燃料ガスＦｇと混合され予
混合気Ｇｐとなって、第１及び第２の吸気ポート５及び
６を介して気筒３ａに導かれる。この段階の混合気Ｇｐ
は、空気Ａｉｒと燃料Ｆｇとの混合が均一な濃度状態に
形成されている。即ち、不安定燃焼の懸念を有した混合
気となっている。なお、機関出力の制御は、燃料弁Ｖ２
の開度調整によって行う。

【００２９】まず、特性マップによって予め設定された
量の付与燃料ｆをインジェクタ８から吸気ポート５に噴
射供給する。混合気Ｇｐへの付与燃料ｆの供給によっ
て、気筒３ａ内の燃料分布は不均一となってノック等の
異常燃焼を生じない緩慢燃焼となる。

【００３０】上記の燃焼状態を圧力センサ１６、加速度
センサ１７及びロードワッシャ１８からの出力信号で確
認し、所期の状態にない場合は、制御装置１５からの制
御信号によって電磁弁９の開度制御をして付与燃料の量
を操作する。

【００３１】燃焼した混合気は排気ガスＧｅとなって排
気ポート１３及び１４から排出される。このようにし
て、付与燃料ｆの噴射供給による燃料分布の不均一が緩
慢燃焼をさせ、機関本体３の損傷を生じさせない。

【００３２】第２の実施形態を示す図２は、排気還流ガ
ス（ＥＧＲガス）によって緩慢燃焼をさせる形態を示し
ている。図１と異なる部分を主体として構成及び作用を
説明する。

【００３３】図２において、ミキサＭｘを経由した混合
気Ｇｐが導かれる吸気管４Ａは、分岐部４Ａａで分岐す
る第１及び第２の吸気ポート５Ａ、６Ａに連結されてい
る。第１及び第２の吸気ポート５Ａ、６Ａは、機関本体
３Ａの気筒３Ａａに図示しない吸気弁を介して連通され
ている。

【００３４】気筒３Ａａに図示しない排気弁を介して排
気ポート１３Ａ及び１４Ａが連通され、これらが排気管
１２Ａで結合され、図示しない排気マニホールド、マフ
ラ等を介して外部に連通されるよう構成されている。

【００３５】排気管１２Ａに分岐管１１Ａａ及び１１Ａ
ｂが設けられ、分岐管１１Ａａは還流弁９Ａａを介して
第１の吸気ポート５Ａに連通され、分岐管１１Ａｂは還
流弁９Ａｂを介して第２の吸気ポート６Ａに連通されて
いる。

【００３６】気筒３Ａａに筒内圧を検出する圧力センサ
１６、気筒３Ａａの振動加速度を検出する加速度センサ
１７及び応力を検出するロードワッシャ１８が装着さ
れ、それぞれが多重信号線２１Ａによって制御装置１５
Ａに接続されている。

【００３７】還流弁９Ａａ及び還流弁９Ａｂはそれぞれ
制御線１５Ａａ及び制御線１５Ａｂによって制御装置１
５Ａに連通されている。

【００３８】制御装置１５Ａは、機関本体３Ａの出力お
よび燃焼状態を前記圧力センサ１６、加速度センサ１７
及びロードワッシャ１８からの出力信号を受信し、予め
内蔵してあるこの機関本体３Ａに固有な性能特性マップ
を参照して、所期の燃焼状態とするようにＥＧＲガス量
を制御する機能を有して構成されている。

【００３９】なお、図示ではＥＧＲガスを第１及び第２
の吸気ポート５Ａ及び６Ａに還流させているが第１の吸
気ポート５Ａのみに還流させてもよい。また、ＥＧＲガ
スを気筒３Ａａに直接還流させてもよいし、或いは可変
開閉タイミング弁（ＶＶＴ）によって気筒内に排気ガス
Ｇｅを残留させてもよい。

【００４０】上記構成の予混合圧縮自着火機関１Ａの作
用を説明する。ミキサで混合された予混合気Ｇｐは、第
１及び第２の吸気ポート５Ａ及び６Ａを介して気筒３Ａ
ａに導かれる。この段階の混合気Ｇｐは、空気Ａｉｒと
燃料Ｆｇとの混合が均一な濃度状態に形成されている。
即ち、不安定燃焼の懸念を有した混合気となっている。

【００４１】まず、特性マップによって予め設定された
量のＥＧＲガスを排気管１２Ａから分岐管１１Ａａ及び
１１Ａｂと還流弁９Ａａ及び還流弁９Ａｂを介して、第
１及び第２の吸気ポート５Ａ及び６Ａに還流させる。

【００４２】ＥＧＲガスの供給によって、気筒３Ａａ内
の燃料分布は不均一となりまた、ＥＧＲガスの緩慢燃焼
効果とあいまってノック等の異常燃焼を生じない緩慢燃
焼となる。

【００４３】上記の燃焼状態を圧力センサ１６、加速度
センサ１７及びロードワッシャ１８からの出力信号で確
認し、所期の状態にない場合は、制御装置１５Ａからの
制御信号によって還流弁９Ａａ及び還流弁９Ａｂの開度
制御をしてＥＧＲガスの量を操作する。

【００４４】このようにして、ＥＧＲガスの供給による
緩慢燃焼によって、機関本体３Ａの損傷を生じさせな
い。

【００４５】第３の実施形態を示す図３は、予混合気Ｇ
ｐとは異種の軽油等の着火促進燃料またはＮＯｘ、Ｏ３
等の着火促進剤を供給して気筒内での燃焼をばらつかせ
て緩慢燃焼をさせる形態を示している。図１と異なる部
分を主体として構成及び作用を説明する。

【００４６】図３において、ミキサＭｘを経由した混合
気Ｇｐが導かれる吸気管４Ｂは、分岐部４Ｂａで分岐す
る第１及び第２の吸気ポート５Ｂ、６Ｂに連結されてい
る。第１及び第２の吸気ポート５Ｂ、６Ｂは、機関本体
３Ｂの気筒３Ｂａに図示しない吸気弁を介して連通され
ている。

【００４７】気筒３Ｂａに図示しない排気弁を介して排
気ポート１３Ｂ及び１４Ｂが連通され、これらが排気管
１２Ｂで結合され、図示しない排気マニホールド、マフ
ラ等を介して外部に連通されるよう構成されている。

【００４８】気筒３Ｂａに筒内圧を検出する圧力センサ
１６、気筒３Ｂａの振動加速度を検出する加速度センサ
１７及び応力を検出するロードワッシャ１８が装着さ
れ、それぞれが多重信号線２１Ｂによって制御装置１５
Ｂに接続されている。

【００４９】第１の吸気ポート５Ｂに図示しない異種燃
料源に接続された燃料供給機構としての管２５が制御弁
９Ｂを伴って連通されている。制御弁９Ｂは、制御線１
５Ｂａによって制御装置１５Ｂに連通されている。

【００５０】なお、図示の例では燃料供給機構が第１の
吸気ポート５Ｂに連通する管２５で構成されているが、
第１及び第２の吸気ポート５Ｂ、６Ｂの両方に連通され
ていてもよいし、気筒３Ｂａに直接に管２５が連通され
ていてもよいし、あるいはこれらの組み合わせであって
もよい。

【００５１】制御装置１５Ｂは、機関本体３Ｂの出力お
よび燃焼状態を前記圧力センサ１６、加速度センサ１７
及びロードワッシャ１８からの出力信号を受信し、予め
内蔵してあるこの機関本体３Ｂに固有な性能特性マップ
を参照して、所期の燃焼状態とするように異種燃料の供
給を制御する機能を有して構成されている。

【００５２】上記構成の予混合圧縮自着火機関１Ｂの作
用を説明する。ミキサで混合された予混合気Ｇｐは、第
１及び第２の吸気ポート５Ｂ及び６Ｂを介して気筒３Ｂ
ａに導かれる。この段階の混合気Ｇｐは、空気Ａｉｒと
燃料Ｆｇとの混合が均一な濃度状態に形成されている。
即ち、不安定燃焼の懸念を有した混合気となっている。

【００５３】まず、特性マップによって予め設定された
量の軽油等の異種燃料あるいはＮＯｘ、Ｏ３等の着火促
進剤Ｐを、管２５から第１の吸気ポート５Ｂに供給す
る。そして、気筒３Ｂａ内での燃焼をばらつかせて緩慢
燃焼をさせ、ノック等の異常燃焼を生じさせない。

【００５４】上記の燃焼状態を圧力センサ１６、加速度
センサ１７及びロードワッシャ１８からの出力信号で確
認し、所期の状態にない場合は、制御装置１５Ｂからの
制御信号によって制御弁９Ｂの開度制御をして着火促進
剤Ｐの供給量を操作する。

【００５５】第４の実施形態を示す図４は、予混合気Ｇ
ｐとは異種のメタン等の着火抑制燃料またはＣＯ２、Ｎ
２等の着火抑制剤を供給して気筒内での燃焼をばらつか
せて緩慢燃焼をさせる形態を示している。図１と異なる
部分を主体として構成及び作用を説明する。

【００５６】図４において、ミキサＭｘを経由した混合
気Ｇｐが導かれる吸気管４Ｃは、分岐点４Ｃａで分岐す
る第１及び第２の吸気ポート５Ｃ、６Ｃに連結されてい
る。第１及び第２の吸気ポート５Ｃ、６Ｃは、機関本体
３Ｃの気筒３Ｃａに図示しない吸気弁を介して連通され
ている。

【００５７】気筒３Ｃａに図示しない排気弁を介して排
気ポート１３Ｃ及び１４Ｃが連通され、これらが排気管
１２Ｃで結合され、図示しない排気マニホールド、マフ
ラ等を介して外部に連通されるよう構成されている。

【００５８】気筒３Ｃａに筒内圧を検出する圧力センサ
１６、気筒３Ｃａの振動加速度を検出する加速度センサ
１７及び応力を検出するロードワッシャ１８が装着さ
れ、それぞれが多重信号線２１Ｃによって制御装置１５
Ｃに接続されている。

【００５９】第１の吸気ポート５Ｃに図示しない着火抑
制異種燃料源に接続された燃料供給機構としての管２６
が制御弁９Ｃを伴って連通されている。制御弁９Ｃは、
制御線１５Ｃａによって制御装置１５Ｃに連通されてい
る。

【００６０】なお、図示の例では燃料供給機構が第１の
吸気ポート５Ｃに連通する管２６で構成されているが、
第１及び第２の吸気ポート５Ｃ、６Ｃの両方に連通され
ていてもよいし、気筒３Ｃａに直接に管２６が連通され
ていてもよいし、あるいはこれらの組み合わせであって
もよい。

【００６１】制御装置１５Ｃは、機関本体３Ｃの出力お
よび燃焼状態を前記圧力センサ１６、加速度センサ１７
及びロードワッシャ１８からの出力信号を受信し、予め
内蔵してあるこの機関本体３Ｃに固有な性能特性マップ
を参照して、所期の燃焼状態とするように着火抑制異種
燃料の供給を制御する機能を有して構成されている。

【００６２】上記構成の予混合圧縮自着火機関１Ｃの作
用を説明する。ミキサで混合された予混合気Ｇｐは、第
１及び第２の吸気ポート５Ｃ及び６Ｃを介して気筒３Ｃ
ａに導かれる。この段階の混合気Ｇｐは、空気Ａｉｒと
燃料Ｆｇとの混合が均一な濃度状態に形成されている。
即ち、不安定燃焼の懸念を有した混合気となっている。

【００６３】まず、特性マップによって予め設定された
量のメタン等の異種燃料あるいはＣＯ２、Ｎ２等の着火
抑制剤Ｒを管２６から第１の吸気ポート５Ｃに供給す
る。そして、気筒３Ｃａ内での燃焼をばらつかせて緩慢
燃焼をさせ、ノック等の異常燃焼を生じさせない。

【００６４】上記の燃焼状態を圧力センサ１６、加速度
センサ１７及びロードワッシャ１８からの出力信号で確
認し、所期の状態にない場合は、制御装置１５Ｃからの
制御信号によって制御弁９Ｃの開度制御をして着火促進
剤Ｐの供給量を操作する。

【００６５】第５の実施形態を示す図５は、気筒内の混
合気Ｇｐの温度分布を不均一にして燃焼を緩慢化させる
形態を示している。図１と異なる部分を主体として構成
及び作用を説明する。

【００６６】図５において、ミキサＭｘに接続された排
気ターボ過給機４０のコンプレッサ４０ａの吐出側に吸
気管４Ｄが連通され、その吸気管４Ｄには吸気を冷却す
るインタークーラ４１が介装されて、第１及び第２の吸
気ポート５Ｄ、６Ｄに連結されている。第１及び第２の
吸気ポート５Ｄ、６Ｄは、機関本体３Ｄの気筒３Ｄａに
図示しない吸気弁を介して連通されている。

【００６７】気筒３Ｄａに図示しない排気弁を介して排
気ポート１３Ｄ及び１４Ｄが連通され、これらが排気管
１２Ｄで結合され、図示しない排気マニホールド、マフ
ラ等を介して外部に連通されるよう構成されている。

【００６８】気筒３Ｄａに筒内圧を検出する圧力センサ
１６、気筒３Ｄａの振動加速度を検出する加速度センサ
１７及び応力を検出するロードワッシャ１８が装着さ
れ、それぞれが多重信号線２１Ｄによって制御装置１５
Ｄに接続されている。

【００６９】第１の吸気ポート５Ｄにインタークーラ４
１をバイパスさせる第１のバイパス管４２が制御弁４３
を伴って取りつけられており、第２の吸気ポート６Ｄに
インタークーラ４１をバイパスさせる第２のバイパス管
４５が制御弁４６を伴って取りつけられている。制御弁
４３及び４６は、それぞれ制御線１５Ｄａ及び１５Ｄｂ
によって制御装置１５Ｄに連通されている。

【００７０】制御装置１５Ｄは、機関本体３Ｄの出力お
よび燃焼状態を前記圧力センサ１６、加速度センサ１７
及びロードワッシャ１８からの出力信号を受信し、予め
内蔵してあるこの機関本体３Ｄに固有な性能特性マップ
を参照して、所期の燃焼状態とするように制御弁４３及
び４６によって混合気Ｇｐをバイパスさせる機能を有し
て構成されている。

【００７１】上記構成の予混合圧縮自着火機関１Ｄの作
用を説明する。コンプレッサ４０ａで圧縮加熱された予
混合気Ｇｐは、インタークーラ４１を経由し、第１及び
第２の吸気ポート５Ｄ及び６Ｄを介して気筒３Ｄａに導
かれる。この段階の混合気Ｇｐは、空気Ａｉｒと燃料Ｆ
ｇとの混合が均一な温度状態に形成されている。即ち、
不安定燃焼の懸念を有した混合気となっている。

【００７２】まず、特性マップによって予め設定された
加熱状態の混合気Ｇｐの一部が、第１及び第２のバイパ
ス管４２及び４３によって気筒３Ｄａに供給される。そ
して、インタークーラ４１を経由して低温となった混合
気Ｇｐの１部と混合して気筒３Ｄａ内の温度分布を不均
一にし、燃焼をばらつかせて緩慢燃焼をさせ、ノック等
の異常燃焼を生じさせない。

【００７３】上記の燃焼状態を圧力センサ１６、加速度
センサ１７及びロードワッシャ１８からの出力信号で確
認し、所期の状態にない場合は、制御装置１５Ｄからの
制御信号によって制御弁４３及び４６の開度制御をして
筒内混合気の温度ばらつきを操作する。

【００７４】第６の実施形態を示す図６は、気筒内の混
合気Ｇｐの温度分布を不均一にして燃焼を緩慢化させる
別の形態を示している。図１と異なる部分を主体として
構成及び作用を説明する。

【００７５】図６において、混合気Ｇｐを導入する吸気
管４Ｅに第１及び第２の吸気ポート５Ｅ、６Ｅが連結さ
れている。

【００７６】第１及び第２の吸気ポート５Ｅ、６Ｅは、
機関本体３Ｅの気筒３Ｅａに図示しない吸気弁を介して
連通されている。

【００７７】気筒３Ｅａに図示しない排気弁を介して排
気ポート１３Ｅ及び１４Ｅが連通され、これらが排気管
１２Ｅで結合され、図示しない排気マニホールド、マフ
ラ等を介して外部に連通されるよう構成されている。

【００７８】気筒３Ｅａに筒内圧を検出する圧力センサ
１６、気筒３Ｅａの振動加速度を検出する加速度センサ
１７及び応力を検出するロードワッシャ１８が装着さ
れ、それぞれが多重信号線２１Ｅによって制御装置１５
Ｅに接続されている。

【００７９】第１の吸気ポート５Ｅ及び第２の吸気ポー
ト６Ｅそれぞれに第１及び第２の熱交換器３１、３２が
設着され、第１の熱交換器３１には制御弁３４を介装し
た管３３と管３５が取りつけられ、第２の熱交換器３２
には制御弁３６を介装した管３５と管３７が取りつけら
れている。

【００８０】管３３、３５、３６、３８は、図示しない
流体熱源に連通されている。流体熱源は機関の冷却水で
あってもよいし、排気ガスであってもよい。制御弁３４
及び３７は、それぞれ制御線１５Ｅａ、１５Ｅｂによっ
て制御装置１５Ｅに連通されている。

【００８１】制御装置１５Ｅは、機関本体３Ｅの出力お
よび燃焼状態を前記圧力センサ１６、加速度センサ１７
及びロードワッシャ１８からの出力信号を受信し、予め
内蔵してあるこの機関本体３Ｅに固有な性能特性マップ
を参照して、所期の燃焼状態とするように混合気Ｇｐを
加熱制御する機能を有して構成されている。

【００８２】上記構成の予混合圧縮自着火機関１Ｅの作
用を説明する。吸気管４Ｅから導入された予混合気Ｇｐ
は、第１及び第２の吸気ポート５Ｅ及び６Ｅを介して気
筒３Ｅａに導かれる。この段階の混合気Ｇｐは、空気Ａ
ｉｒと燃料Ｆｇとの混合が均一な温度状態に形成されて
いる。この温度状態を変えて、緩慢な燃焼をさせるよう
にする。

【００８３】まず、混合気Ｇｐを熱交換器３１及び３２
によって加熱し、温度分布を不均一にして燃焼状態をか
える。また、例えば第１の吸気管５Ｅを経由する混合気
Ｇｐと、第２の吸気管６Ｅを経由する混合気Ｇｐとの温
度差をもうけて気筒３Ｅａ内の温度分布を不均一にし、
燃焼をばらつかせて緩慢燃焼をさせ、ノック等の異常燃
焼を生じさせない。

【００８４】上記の燃焼状態を圧力センサ１６、加速度
センサ１７及びロードワッシャ１８からの出力信号で確
認し、所期の状態にない場合は、制御装置１５Ｅからの
制御信号によって制御弁３４及び３７の開度制御をして
筒内混合気の温度ばらつきを操作する。第７の実施形態
を示す図７は、気筒内の混合気Ｇｐの温度分布を不均一
にして燃焼を緩慢化させる別の形態を示している。図１
と異なる部分を主体として構成及び作用を説明する。

【００８５】図７において、混合気Ｇｐを導入する吸気
管４Ｆに第１及び第２の吸気ポート５Ｆ、６Ｆが連結さ
れ、第１及び第２の吸気ポート５Ｆ、６Ｆは、機関本体
３Ｆの気筒３Ｆａに図示しない吸気弁を介して連通され
ている。

【００８６】気筒３Ｆａに図示しない排気弁を介して排
気ポート１３Ｆ及び１４Ｆが連通され、これらが排気管
１２Ｆで結合され、図示しない排気マニホールド、マフ
ラ等を介して外部に連通されるよう構成されている。

【００８７】気筒３Ｆａに筒内圧を検出する圧力センサ
１６、気筒３Ｆａの振動加速度を検出する加速度センサ
１７及び応力を検出するロードワッシャ１８が装着さ
れ、それぞれが多重信号線２１Ｆによって制御装置１５
Ｆに接続されている。

【００８８】第１の吸気ポート５Ｆ及び第２の吸気ポー
ト６Ｆそれぞれに第１及び第２の電熱装置３１Ｆ、３２
Ｆが装着され、第１の電熱装置３１Ｆには制御スイッチ
３４Ｆを介装した電線３３Ｆが取りつけられ、第２の電
熱装置３２Ｆには制御スイッチ３６Ｆを介装した電線３
５Ｆが取りつけられている。

【００８９】管３３Ｆ及び３５Ｆは、図示しない電源に
連通されている。制御スイッチ３４Ｆ及び３６Ｆは、そ
れぞれ制御線１５Ｆａ、１５Ｆｂによって制御装置１５
Ｆに連通されている。

【００９０】制御装置１５Ｆは、機関本体３Ｆの出力お
よび燃焼状態を前記圧力センサ１６、加速度センサ１７
及びロードワッシャ１８からの出力信号を受信し、予め
内蔵してあるこの機関本体３Ｅに固有な性能特性マップ
を参照して、所期の燃焼状態とするように混合気Ｇｐを
加熱制御する機能を有して構成されている。

【００９１】上記構成の予混合圧縮自着火機関１Ｆの作
用を説明する。吸気管４Ｆから導入された予混合気Ｇｐ
は、第１及び第２の吸気ポート５Ｆ及び６Ｆを介して気
筒３Ｆａに導かれる。この段階の混合気Ｇｐは、空気Ａ
ｉｒと燃料Ｆｇとの混合が均一な温度状態に形成されて
いる。この温度状態を変えて、緩慢な燃焼をさせるよう
にする。

【００９２】まず、混合気Ｇｐを電熱装置３１Ｆ及び３
２Ｆによって加熱し、温度分布を不均一にして、燃焼状
態をかえる。または、例えば第１の吸気管５Ｆを経由す
る混合気Ｇｐと、第２の吸気管６Ｆを経由する混合気Ｇ
ｐとの温度差をもうけて気筒３Ｆａ内の温度分布を不均
一にし、燃焼をばらつかせて緩慢燃焼をさせ、ノック等
の異常燃焼を生じさせない。

【００９３】上記の燃焼状態を圧力センサ１６、加速度
センサ１７及びロードワッシャ１８からの出力信号で確
認し、所期の状態にない場合は、制御装置１５Ｆからの
制御信号によって制御スイッチ３４Ｆ及び３６Ｆの開閉
制御をして筒内混合気の温度ばらつきを操作する。

【００９４】第８の実施形態を示す図８は、気筒内の混
合気Ｇｐの温度分布を不均一にして燃焼を緩慢化させる
別の形態を示している。図１と異なる部分を主体として
構成及び作用を説明する。

【００９５】図８において、混合気Ｇｐを導入する吸気
管４Ｇに第１及び第２の吸気ポート５Ｇ、６Ｇが連結さ
れ、第１及び第２の吸気ポート５Ｇ、６Ｇは、機関本体
３Ｇの気筒３Ｇａに図示しない吸気弁を介して連通され
ている。

【００９６】気筒３Ｇａに図示しない排気弁を介して排
気ポート１３Ｇ及び１４Ｇが連通され、これらが排気管
１２Ｇで結合され、図示しない排気マニホールド、マフ
ラ等を介して外部に連通されるよう構成されている。

【００９７】気筒３Ｇａに筒内圧を検出する圧力センサ
１６、気筒３Ｇａの振動加速度を検出する加速度センサ
１７及び応力を検出するロードワッシャ１８が装着さ
れ、それぞれが多重信号線２１Ｇによって制御装置１５
Ｇに接続されている。

【００９８】第１の吸気ポート５Ｇ及び第２の吸気ポー
ト６Ｇそれぞれに電冷素子である第１及び第２のペルチ
ェクーラ３１Ｇ、３２Ｇが装着され、第１のクーラ３１
Ｇには制御スイッチ３４Ｇを介装した電線３３Ｇが取り
つけられ、第２のクーラ３２Ｇには制御スイッチ３６Ｇ
を介装した電線３５Ｇが取りつけられている。

【００９９】電線３３Ｇ及び３５Ｇは、図示しない電源
に連通されている。制御スイッチ３４Ｇ及び３６Ｇは、
それぞれ制御線１５Ｇａ、１５Ｇｂによって制御装置１
５Ｇに連通されている。

【０１００】制御装置１５Ｇは、機関本体３Ｇの出力お
よび燃焼状態を前記圧力センサ１６、加速度センサ１７
及びロードワッシャ１８からの出力信号を受信し、予め
内蔵してあるこの機関本体３Ｇに固有な性能特性マップ
を参照して、所期の燃焼状態とするように混合気Ｇｐを
冷熱制御する機能を有して構成されている。

【０１０１】上記構成の予混合圧縮自着火機関１Ｇの作
用を説明する。吸気管４Ｇから導入された予混合気Ｇｐ
は、第１及び第２の吸気ポート５Ｇ及び６Ｇを介して気
筒３Ｇａに導かれる。この段階の混合気Ｇｐは、空気Ａ
ｉｒと燃料Ｆｇとの混合が均一な温度状態に形成されて
いる。この温度状態を変えて、緩慢な燃焼をさせるよう
にする。

【０１０２】まず、混合気Ｇｐをクーラ３１Ｇ及び３２
Ｇによって冷却し、温度分布を不均一にして燃焼状態を
かえる。または、例えば第１の吸気管５Ｇを経由する混
合気Ｇｐと、第２の吸気管６Ｇを経由する混合気Ｇｐと
の温度差をもうけて気筒３Ｇａ内の温度分布を不均一に
し、燃焼をばらつかせて緩慢燃焼をさせ、ノック等の異
常燃焼を生じさせない。

【０１０３】上記の燃焼状態を圧力センサ１６、加速度
センサ１７及びロードワッシャ１８からの出力信号で確
認し、所期の状態にない場合は、制御装置１５Ｇからの
制御信号によって制御スイッチ３４Ｇ及び３６Ｇの開閉
制御または通電調整をして冷却能力をかえて筒内混合気
の温度ばらつきを操作する。

【０１０４】第９の実施形態を示す図９及び図１０は、
図１〜図８の燃焼制御機能を有する複数気筒機関の燃焼
を気筒ごとのばらつきをなくして統一的に緩慢化させる
形態を示している。図９はその構成を示し、図１０は作
用方法を示している。図１〜図８と異なる部分を主体と
して構成及び作用を説明する。

【０１０５】図９において、吸入空気Ａｉｒを導入する
吸気管Ａ４に燃料弁Ｖ２を介装した燃料管Ａ２で構成さ
れるミキサＭｘが連結され、その吸気管Ａ４は吸気マニ
ホールドＩｍに連通されている。

【０１０６】吸気マニホールドＩｍは、気筒ごとの２つ
の吸気ポートによって複数の気筒３１ａ、３２ａ、３３
ａ、・・３ｎａに連通されている。図９においては、符
号５１、５２、５３・・５ｎが各気筒３１ａ、３２ａ、
３３ａ、・・３ｎａに通じる第１の吸気ポートを構成し
ている。

【０１０７】各気筒３１ａ、３２ａ、３３ａ、・・３ｎ
ａは、気筒ごとの２つの排気ポートで排気マニホールド
Ｅｍに連通され、排気管Ａ１２から図示のないマフラ等
を介して外部に連通されるよう構成されている。

【０１０８】各気筒３１ａ、３２ａ、３３ａ、・・３ｎ
ａにそれぞれの筒内圧を検出する圧力センサ１６１、気
筒の振動加速度を検出する加速度センサ及び応力を検出
するロードワッシャが装着され、それぞれが多重信号線
２１１によって制御装置１５１、１５２、１５３、・・
１５ｎに接続されている。

【０１０９】各気筒の第１の吸気ポート５１、５２、５
３、・・５ｎに燃料噴射手段のインジェクタ８１、８
２、８３、・・８ｎが装着され、図示しない燃料供給源
に、電磁弁９１、９２、９３、・・９ｎを介した管１０
１、・・が連通されている。

【０１１０】電磁弁９１は、制御線２２１によって制御
装置１５１に連通されている。電磁弁９２、９３等も同
様に各制御線によって各制御装置１５２、１５３等に連
通されている。

【０１１１】なお、図示の例では燃料噴射手段としてイ
ンジェクタ８１、８２、・・が吸気ポート５１、５２、
・・に装着されているが、符号のない第２の吸気ポート
にも装着されてもよいし、インジェクタ８１、８２、・
・を気筒３１ａ、３２ａ、・・内に直接噴射するよう装
着されてもよいし、またこれらの組み合わせであっても
よい。

【０１１２】また、図示では、燃焼緩慢化の手段として
図１の燃料噴射による手段を示したが、図１〜図８のい
ずれの手段であってもよい。

【０１１３】制御装置１５１は、気筒３１ａの出力およ
び燃焼状態を前記圧力センサ１６１、加速度センサ及び
ロードワッシャからの出力信号を受信し、予め内蔵して
あるこの気筒３１ａに固有な性能特性マップを参照し
て、所期の燃焼状態とするように付与燃料ｆの供給を制
御する機能を有して構成されている。

【０１１４】他の制御装置１５２、１５３、・・１５ｎ
も同様に、それぞれの気筒３２ａ、３３ａ、・・３ｎａ
の出力および燃焼状態を前記圧力センサ１６１、加速度
センサ及びロードワッシャからの出力信号を受信し、予
め内蔵してあるそれぞれの気筒に固有な機関本体の性能
特性マップを参照して、それぞれへの付与燃料ｆの供給
を制御する機能を有して構成されている。

【０１１５】上記構成の予混合圧縮自着火機関ＡＡ１の
作用を図１０のフローチャートによって説明する。ステ
ップＳ１においては、各気筒３１ａ、３２ａ等の燃焼状
態を検出する。即ち、各気筒３１ａ、３２ａ等に設けら
れた圧力センサ１６１、加速度センサ及びロードワッシ
ャからの出力信号によって、燃焼状態を検出する。これ
が、燃焼状態を検出する工程である。

【０１１６】ステップＳ２においては、各気筒３１ａ、
３２ａ等それぞれが有する図１〜図８の手段を制御パラ
メータとする固有の特性マップにもとづいて、燃焼状態
に応じた制御をする。そして、各気筒としての性能が所
定値となるようにする。これが、制御パラメータを制御
する工程である。

【０１１７】ステップ３においては、ステップＳ２の制
御が各気筒すべてにおいて終了しているかを確認し、未
了であればステップＳ１にもどし、完了であれば終了す
る。このようにして、全気筒を緩慢燃焼にさせる。

【０１１８】第１０の実施形態を示す図１１及び図１２
は、図１〜図８の燃焼制御機能を有する複数気筒機関の
燃焼を気筒ごとのばらつきをなくして統一的に緩慢化さ
せる別の形態を示している。図１１はその構成を示し、
図１２は作用方法を示している。図１〜図８と異なる部
分を主体として構成及び作用を説明する。

【０１１９】図１１において、吸入空気Ａｉｒを導入す
る吸気管Ａ４に燃料弁Ｖ２を介装した燃料管Ａ２で構成
されるミキサＭｘが連結され、その吸気管Ａ４は吸気マ
ニホールドＩｍに連通されている。

【０１２０】吸気マニホールドＩｍは、気筒ごとの２つ
の吸気ポートによって複数の気筒３１ａ、３２ａ、３３
ａ、・・３ｎａに連通されている。図１１においては、
符号５１、５２、５３・・５ｎが各気筒３１ａ、３２
ａ、３３ａ、・・３ｎａに通じる第１の吸気ポートを構
成している。

【０１２１】各気筒３１ａ、３２ａ、３３ａ、・・３ｎ
ａは、気筒ごとの２つの排気ポートで排気マニホールド
Ｅｍに連通され、排気管Ａ１２から図示のないマフラ等
を介して外部に連通されるよう構成されている。

【０１２２】各気筒３１ａ、３２ａ、３３ａ、・・３ｎ
ａに、それぞれの筒内圧を検出する圧力センサ１６１、
気筒の振動加速度を検出する加速度センサ及び応力を検
出するロードワッシャが装着され、それぞれが多重信号
線２１１によって制御装置１５１Ａ、１５２Ａ、１５３
Ａ、・・１５ｎに接続されている。

【０１２３】各気筒の第１の吸気ポート５１、５２、５
３、・・５ｎに燃料噴射手段のインジェクタ８１、８
２、８３、・・８ｎが装着され、図示しない燃料供給源
に、電磁弁９１、９２、９３、・・９ｎを介した管１０
１、・・、が連通されている。

【０１２４】電磁弁９１は、制御線２２１によって制御
装置１５１Ａに連通されている。電磁弁９２、９３等も
同様に各制御線によって各制御装置１５２Ａ、１５３Ａ
等に連通されている。

【０１２５】なお、図示の例では燃料噴射手段としてイ
ンジェクタ８１、８２等が吸気ポート５１、５２等に装
着されているが、符号のない第２の吸気ポートにも装着
されてもよいし、インジェクタ８１、８２・・を気筒３
１ａ、３２ａ・・内に直接噴射するよう装着されてもよ
いし、またこれらの組み合わせであってもよい。

【０１２６】また、図示では、燃焼緩慢化の手段として
図１の燃料噴射による手段を示したが、図１〜図８のい
ずれの手段であってもよい。

【０１２７】制御装置１５１Ａは、気筒３１ａの出力お
よび燃焼状態を前記圧力センサ１６１、加速度センサ及
びロードワッシャからの出力信号を受信し、予め内蔵し
てあるこの気筒３１ａに固有な性能特性マップを参照し
て、所期の燃焼状態とするように付与燃料ｆの供給を制
御する機能を有して構成されている。

【０１２８】他の制御装置１５２Ａ、１５３Ａ、・・１
５ｎＡも同様に、それぞれの気筒３２ａ、３３ａ、・・
３ｎａの出力および燃焼状態を前記圧力センサ１６１、
加速度センサ及びロードワッシャからの出力信号を受信
し、予め内蔵してあるそれぞれの気筒に固有な性能特性
マップを参照して、それぞれへの付与燃料ｆの供給を制
御する機能を有して構成されている。

【０１２９】制御装置１５１Ａと制御装置１５２Ａは信
号線１５２ａによって連結され、制御装置１５１Ａと制
御装置１５３Ａは信号線１５３ａによって連結され、同
様に各制御装置はそれぞれ信号線によって制御装置１５
１Ａに連結されている。この信号線によって、代表気筒
３１ａの燃焼状態を各制御装置１５２Ａ、１５３Ａ、・
・が検知できるよう構成されている。

【０１３０】上記構成の予混合圧縮自着火機関ＡＡ２の
作用を図１２のフローチャートによって説明する。ステ
ップＳ１１においては、各気筒３１ａ、３２ａ・・の燃
焼状態を検出する。即ち、各気筒３１ａ、３２ａ・・に
設けられた圧力センサ１６１、加速度センサ及びロード
ワッシャからの出力信号によって、燃焼状態を検出す
る。これが、燃焼状態を検出する工程である。

【０１３１】ステップＳ１２においては、この場合の代
表気筒である気筒３１ａの燃焼状態を、図１〜図８の各
手段をパラメータとする固有の特性マップにもとづい
て、所期の緩慢燃焼状態とするよう制御する。これが、
代表気筒の制御パラメータを制御する工程である。

【０１３２】ステップＳ１３においては、代表気筒３１
ａとその他の気筒との燃焼状態との差異を、各気筒に設
けられた物理量計測の圧力センサ１６１、加速度センサ
及びロードワッシャからの出力信号によって偏差として
決定する。これが、偏差を決定する工程である。

【０１３３】ステップＳ１４においては、代表気筒３１
ａ以外の各気筒３２ａ、３３ａ、・・がそれぞれの偏差
を低減するよう図１〜図８の任意の手段をパラメ−タと
して制御する。これが、偏差が低減するように制御パラ
メータを制御する工程である。

【０１３４】ステップＳ１５においては、上記偏差低減
の効果を、ステップＳ１１と同様な方法で燃焼状態を検
出して確認する。

【０１３５】ステップＳ１６においては、それぞれの偏
差が許容な所定値以内にあるかを確認する。ＮＯであれ
ばステップＳ１４にもどり、ＹＥＳであればステップＳ
１７に進む。

【０１３６】ステップＳ１７では、各気筒すべての偏差
が所定値内にあり、機関全体としての性能が所定値にあ
るかを確認する。ＮＯであれば、ステップＳ１１にもど
り、ＹＥＳであれば制御を終了する。

【０１３７】

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に列記する。 （１） ミキサによって吸気ポート以前に予混合された
予混合気に、吸気ポートでさらに着火促進効果のある軽
油等の異種燃料を供給し、さらに筒内圧、振動加速度及
び応力の計測で確認制御することで、ノック等の異常燃
焼のない緩慢燃焼にできて、機関本体の損傷を予防でき
る。 （２） 吸気ポートでの供給物質は、メタン等の着火抑
制燃料であっても緩慢燃焼にできる。 （３） 同様に、吸気ポートでの供給物質は、ＮＯｘ、
オゾン等の着火促進剤であっても、ＣＯ２、Ｎ２等の着
火抑制剤であっても緩慢燃焼にできる。 （４） 排気ガスの還流（ＥＧＲ）によって緩慢燃焼に
できる。 （５） 予混合気の１部を加熱または冷却させること
で、気筒内の温度分布を不均一にして緩慢燃焼にでき
る。 （６） 予混合気の加熱または冷却させることで、緩慢
燃焼にできることがある。 （７） 複数気筒の機関では、各筒ごとに上記制御手段
をパラメータとして制御し、気筒間のばらつきのない所
期の性能を得ることができる。最も確実な方法である。 （８） 複数気筒の機関で、代表とする気筒を前記制御
によって所期の性能を得て、他の気筒は代表気筒の発生
する筒内圧、振動、応力等の物理量にするよう偏差を制
御して、所期の性能を得ることができる。機関形式によ
っては最も制御が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す図。

【図２】第２実施形態の構成を示す図。

【図３】第３実施形態の構成を示す図。

【図４】第４実施形態の構成を示す図。

【図５】第５実施形態の構成を示す図。

【図６】第６実施形態の構成を示す図。

【図７】第７実施形態の構成を示す図。

【図８】第８実施形態の構成を示す図。

【図９】第９実施形態の構成を示す図。

【図１０】図９の機関のフローチャートを示す図。

【図１１】第１０実施形態の構成を示す図。

【図１２】図１１の機関のフローチャートを示す図。

【図１３】従来の予混合圧縮自着火機関の構成を示す
図。

【図１４】従来の機関における燃焼状態を示す図。

【符号の説明】

Ａｉｒ・・吸入空気 Ｆｇ・・燃料 ｆ・・・付与燃料 Ｇｐ・・予混合気 １・・・予混合圧縮自着火機関 ２・・・燃料管 ３・・・機関（または気筒）本体 ４・・・吸気管 ４ａ・・分岐部 ５・・・第１の吸気ポート ６・・・第２の吸気ポート ８・・・インジェクタ ９・・・制御弁 １０・・燃料管 １３・・第１の排気ポート １４・・第２の排気ポート １５・・制御装置 １６・・圧力センサ １７・・加速度センサ １８・・ロードワッシャ ２１・・多重信号線 ２２・・制御線

───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｓ Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｈ Ｌ Ｒ Ｓ Ｔ 25/07 25/07 Ａ ５５０ ５５０Ｇ ５７０ ５７０Ｄ (72)発明者 森 本 智 史 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 川 端 康 晴 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA00 AA03 BA00 BA04 ED04 ED06 FA06 GA00 GA15 GA18 GA20 3G084 AA05 BA11 BA20 BA26 DA00 DA04 DA23 DA28 DA38 DA39 EB11 FA19 FA21 FA25 3G092 AA05 AA09 AA17 AA18 AB06 AB13 AB16 AB18 AB20 BA00 BB01 DC02 DC09 DE02S DF01 DF03 EA01 EA02 EC01 FA14 FA16 HA04X HA04Z HA10X HB01X HC05X HC05Z 3G301 HA16 HA22 JA00 JA03 JA22 LB01 NA08 NC02 ND01 NE01 NE06 PA10A PC00Z PC01Z PC06Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気筒中に空気及び燃料を供給し、気筒内
   の空気及び燃料の混合気を圧縮して自着火せしめる予混
   合圧縮自着火機関において、燃焼を緩慢化するため気筒
   内に不均一な分布状態を生ぜしめる様に構成されている
   ことを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
2. 【請求項２】 気筒内の燃料分布を不均一な状態とする
   ため、吸気ポート或いは気筒内へ燃料を噴射する燃料噴
   射手段を有している請求項１の予混合圧縮自着火機関。
3. 【請求項３】 環流ガスが気筒内で不均一な分布状態と
   なる様に構成されている請求項１の予混合圧縮自着火機
   関。
4. 【請求項４】 前記混合気を構成する燃料とは別種の異
   種燃料、着火促進剤、着火抑制剤の何れかを気筒内に供
   給する供給機構を備えており、該供給機構は、前記異種
   燃料、着火促進剤、着火抑制剤の気筒内における分布が
   不均一な状態となる様に構成されている請求項１の予混
   合圧縮自着火機関。
5. 【請求項５】 気筒内に不均一な温度分布を生ぜしめる
   様に構成されている請求項１の予混合圧縮自着火機関。
6. 【請求項６】 請求項１−５の複数気筒を有する予混合
   圧縮自着火機関の運転制御方法において、各気筒の燃焼
   状態を検出する工程と、制御パラメータと燃焼状態との
   特性マップに基づいて各気筒の燃焼状態の検出結果から
   当該制御パラメータを制御する工程、とを有することを
   特徴とする運転制御方法。
7. 【請求項７】 請求項１−５の複数気筒を有する予混合
   圧縮自着火機関の運転制御方法において、各気筒の燃焼
   状態を検出する工程と、制御パラメータと燃焼状態との
   特性マップに基づいて複数気筒中の代表気筒における燃
   焼状態の検出結果から当該代表気筒の制御パラメータを
   制御する工程と、その他の気筒と代表気筒との燃焼状態
   における偏差を決定する工程と、当該偏差が低減する様
   に制御パラメータを制御する工程、とを有することを特
   徴とする運転制御方法。