JP2003286848A - 自己着火式内燃機関 - Google Patents

自己着火式内燃機関

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JP2003286848A
JP2003286848A JP2002088946A JP2002088946A JP2003286848A JP 2003286848 A JP2003286848 A JP 2003286848A JP 2002088946 A JP2002088946 A JP 2002088946A JP 2002088946 A JP2002088946 A JP 2002088946A JP 2003286848 A JP2003286848 A JP 2003286848A
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internal combustion
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combustion engine
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JP2002088946A
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Taketoshi Fujikawa
武敏 藤川
Kazuhiro Akihama
一弘 秋浜
Masahiro Taki
昌弘 滝
Yoshiaki Hattori
義昭 服部
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Toyota Central R&D Labs Inc
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンの圧縮作用により自己着火燃焼させ
ることで低燃費と低エミッションを図ることができるに
留まらず、安定した自己着火運転可能な範囲を大幅に拡
大することができる自己着火式内燃機関を得る。 【解決手段】 自己着火式内燃機関において、着火反応
促進要素をクランク角に同期して圧縮上死点前に燃焼室
内に直接供給すると（Ｐ点）、燃焼室内の主燃料と着火
反応促進要素とが混合され（Ｑ点）、両者が相俟って燃
焼室内の混合気の着火反応が促進誘起される。さらに、
この着火反応促進要素の供給から後のピストンの更なる
圧縮を経た後に、混合気が自己着火に至る（Ｒ点）。こ
れにより、通常は失火してしまうような低負荷域であっ
ても充分に自己着火させて運転することができ、また、
着火反応促進要素の供給時期や供給量を適宜に変更する
ことで着火時期を制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンの圧縮作
用により燃焼室内の混合気を自己着火して燃焼させる自
己着火式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般のガソリン内燃機関においては、燃
費低減のために混合気をリーン化して希薄燃焼すること
が図られている。ところが、このような混合気のリーン
化（希薄燃焼すること）には、点火プラグによる火花点
火とその後の火炎伝播による燃焼が不安定化するため、
限界がある。また、このようなガソリン内燃機関には排
気浄化のために触媒（例えば、三元触媒コンバーター）
が適用されているが、前述の如き希薄燃焼時には、酸化
作用が活発になり還元作用が不活発になるため、排気浄
化のための触媒が所謂量論比（理論空燃比付近）におけ
る燃焼時ほどには浄化作用を有効に発揮できない（特
に、ＮOｘの還元作用を発揮できない）という問題があ
る。
【０００３】そこで、このような問題を解決するものと
して、ピストンの圧縮作用により自己着火燃焼させるこ
とにより、希薄燃焼と低エミッション（排気ガスのクリ
ーン化）を図った高圧縮比の予混合圧縮自己着火ガソリ
ン内燃機関が知られている（一例として、特開平７−３
３２１４１号公報）。
【０００４】前記公報に示された予混合圧縮自己着火ガ
ソリン内燃機関では、希薄燃焼による低燃費とＮOｘ排
出量の低減を図ることができる。
【０００５】しかしながら、この種の予混合圧縮自己着
火ガソリン内燃機関においては、高負荷域では着火時期
が早まることによる打音によって運転範囲が制限され、
一方、低負荷域では充分な着火に至らない失火によって
同様に運転範囲が制限され、定められた幾何学的圧縮比
と吸気温度の条件の場合に、安定した自己着火運転が可
能な範囲が極めて狭いという問題があった。これは、通
常の火花点火ガソリン内燃機関が点火時期によって着火
時期を制御しており、また、圧縮着火ディーゼル機関が
燃料噴射時期によって着火時期を制御しているのに対
し、前述の如き予混合圧縮自己着火ガソリン内燃機関
が、それらの制御因子を持たないことが大きな原因の一
つである。
【０００６】また、このような従来の予混合圧縮自己着
火ガソリン内燃機関においては、上述のように運転範囲
が狭く、エンジンの全運転範囲を圧縮自己着火運転でま
かなうことは困難であるが、これを解消しようとする
と、運転範囲のどこかで通常の火花点火運転と切り替え
る必要がある。しかしながら、元々（本来的に）圧縮比
が高く設定されているため、火花点火運転した場合には
ノッキングが発生し、通常の火花点火運転は困難となっ
てしまう。一方、通常の火花運転が可能なように圧縮比
を下げると、今度は圧縮自己着火運転そのものが困難と
なってしまう。すなわち、圧縮自己着火運転と通常の火
花点火運転を両立させるためには、通常の火花点火運転
が可能な圧縮比で自己着火を発生させるための何らかの
方法（対策）が必要となってくる。
【０００７】以上の如く、従来の予混合圧縮自己着火ガ
ソリン内燃機関では、希薄燃焼による低燃費と低エミッ
ションを図ることができるものの、反面、着火時期を制
御することができず、安定した自己着火運転可能な範囲
の拡大という点においては、未だ不充分なものであっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、火花点火運転が可能な圧縮比においてもピストン
の圧縮作用により自己着火燃焼させることで低燃費と低
エミッションを図ることができるに留まらず、着火時期
を制御することができ、安定した自己着火運転可能な範
囲を大幅に拡大することができる自己着火式内燃機関を
得ることが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の自
己着火式内燃機関は、ピストンの圧縮作用により燃焼室
内の混合気を自己着火して燃焼させる自己着火式内燃機
関において、前記混合気と交わり両者と相俟って着火反
応を促進誘起させる着火反応促進要素を、クランク角に
同期して圧縮上死点前の相当以前に前記燃焼室内に直接
供給することにより、前記着火反応促進要素の供給から
後の前記ピストンの更なる圧縮を経て前記混合気を自己
着火に至らしめる、ことを特徴としている。
【００１０】請求項１記載の自己着火式内燃機関では、
着火反応促進要素が、クランク角に同期して圧縮上死点
前の相当以前に燃焼室内に直接供給される。これによ
り、供給された着火反応促進要素と相俟って燃焼室内の
混合気の着火反応が促進誘起され、この着火反応促進要
素の供給から後のピストンの更なる圧縮を経た後に、混
合気が自己着火に至る。
【００１１】ここで、具体的な着火反応促進要素は、燃
焼生成物、プラズマ、オゾン、加熱ガス等である。ま
た、反応促進は、加熱ガスの場合はそれが持つ熱エネル
ギーにより、プラズマ、オゾンの場合は主に反応性が高
いそれらが持つ化学エネルギーにより、燃焼生成物の場
合はそれが持つ熱エネルギーと化学エネルギーの両方の
作用による。
【００１２】このように、着火反応促進要素を供給する
ことで混合気の着火反応が促進誘起されるため、例え
ば、通常は充分な着火に至らず失火してしまうような低
負荷域であっても充分に自己着火させて運転することが
できる。また、着火反応促進要素の例えば供給時期や供
給量を適宜に変更することで着火時期を制御することが
できる。これにより、機関の広い運転範囲を安定した圧
縮自己着火運転でまかなうことが可能になり、ピストン
の圧縮作用により自己着火燃焼させることで低燃費と低
エミッションを図ることができる。
【００１３】請求項２に係る発明の自己着火式内燃機関
は、請求項１記載の自己着火式内燃機関において、前記
混合気形成のために前記燃焼室内に供給する主燃料は、
ガソリンである、ことを特徴としている。
【００１４】ここで、ガソリンとは、通常「炭化水素
油」としてのガソリンを指すが、本発明ではこれに限ら
ず、一般の火花点火機関で用いられる都市ガス、天然ガ
ス、アルコール等を含んでいる。
【００１５】請求項３に係る発明の自己着火式内燃機関
は、請求項１または請求項２記載の自己着火式内燃機関
において、前記燃焼室内に供給する前記着火反応促進要
素の発熱量は、当該供給された着火反応促進要素と前記
主燃料との総発熱量の５０％以下であり、かつ、前記自
己着火の発熱割合が前記主燃料の５０％以上である、こ
とを特徴としている。
【００１６】またここで、請求項４に係る発明の自己着
火式内燃機関は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に
記載の自己着火式内燃機関において、前記着火反応促進
要素は、種となる原料から燃焼反応により生成される燃
焼生成物である、ことを特徴としている。
【００１７】また、前記着火反応促進要素の種となる原
料としては、以下の如く種々のものが適用できる。
【００１８】すなわち、請求項５に係る発明の自己着火
式内燃機関は、請求項４記載の自己着火式内燃機関にお
いて、前記着火反応促進要素の種となる原料は、ガソリ
ンである、または、ガソリンからの抽出物である、また
は、ガソリンからの改質物である、ことを特徴としてい
る。
【００１９】また、請求項６に係る発明の自己着火式内
燃機関は、請求項４記載の自己着火式内燃機関におい
て、前記着火反応促進要素の種となる原料は、前記主燃
料とは異なる別の燃料である、ことを特徴としている。
【００２０】この場合、主燃料とは異なる別の燃料とし
ては、例えば、水素、ＨＣ系ガス燃料、ＨＣ系液体燃
料、含酸素系燃料、アルコール系燃料等が適用できる。
【００２１】また特に、請求項７に係る発明の自己着火
式内燃機関では、請求項４記載の自己着火式内燃機関に
おいて、前記着火反応促進要素の種となる原料は、水素
である、ことを特徴としている。
【００２２】一方、請求項８に係る発明の自己着火式内
燃機関は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の
自己着火式内燃機関において、前記燃焼室に連結孔を介
して連通し前記着火反応促進要素を生成して前記燃焼室
内に供給する副室を有する、ことを特徴としている。
【００２３】請求項８記載の自己着火式内燃機関では、
副室内において着火反応促進要素が生成され、この着火
反応促進要素が連結孔を介して燃焼室に供給される。
【００２４】また、請求項９に係る発明の自己着火式内
燃機関は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の
自己着火式内燃機関において、前記燃焼室に開閉弁を介
して連通し前記着火反応促進要素を生成して前記開閉弁
の開閉動作によって前記着火反応促進要素を前記燃焼室
内に供給する副室を有する、ことを特徴としている。
【００２５】請求項９記載の自己着火式内燃機関では、
副室内において着火反応促進要素が生成され、この着火
反応促進要素が開閉弁の開閉動作によって燃焼室に供給
される。
【００２６】請求項１０に係る発明の自己着火式内燃機
関は、請求項８または請求項９記載の自己着火式内燃機
関において、前記副室内に前記着火反応促進要素の種と
なる原料または原料と空気との混合気を供給する原料供
給手段と、前記原料供給手段によって前記副室内に供給
された前記原料または前記原料と空気との混合気を火花
点火する火花点火手段と、を有し、前記副室内に供給さ
れた前記原料または前記原料と空気との混合気を燃焼す
ることで前記着火反応促進要素を生成する、ことを特徴
としている。
【００２７】請求項１０記載の自己着火式内燃機関で
は、原料供給手段によって副室内に着火反応促進要素の
種となる原料または原料と空気との混合気が供給され、
さらに、この種となる原料または原料と空気との混合気
が火花点火手段によって火花点火されて燃焼され、着火
反応促進要素が生成される。
【００２８】また、請求項１１に係る発明の自己着火式
内燃機関は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載
の自己着火式内燃機関において、前記着火反応促進要素
の種となる原料を、前記主燃料とは異なる手段で直接前
記燃焼室内に供給する、ことを特徴としている。
【００２９】請求項１１記載の自己着火式内燃機関で
は、着火反応促進要素の種となる原料が直接に燃焼室内
に供給される。
【００３０】さらに、請求項１２に係る発明の自己着火
式内燃機関は、請求項１１記載の自己着火式内燃機関に
おいて、前記燃焼室内に前記着火反応促進要素の種とな
る原料または原料と空気との混合気を供給する原料供給
手段と、前記原料供給手段によって前記燃焼室内に供給
された前記原料または前記原料と空気との混合気を火花
点火する火花点火手段と、を有し、前記燃焼室内に供給
された前記原料または前記原料と空気との混合気を燃焼
することで前記着火反応促進要素を生成する、ことを特
徴としている。
【００３１】請求項１２記載の自己着火式内燃機関で
は、原料供給手段によって燃焼室内に着火反応促進要素
の種となる原料または原料と空気との混合気が供給さ
れ、さらに、この種となる原料または原料と空気との混
合気が火花点火手段によって火花点火されて燃焼され、
着火反応促進要素が生成される。
【００３２】一方、請求項１３に係る発明の自己着火式
内燃機関は、請求項１０または請求項１２記載の自己着
火式内燃機関において、前記着火反応促進要素を機関の
圧縮行程中に供給することを特徴としている。
【００３３】また、請求項１４に係る発明の自己着火式
内燃機関は、請求項１０または請求項１２記載の自己着
火式内燃機関において、前記着火反応促進要素を機関の
吸気行程中に供給することを特徴としている。
【００３４】さらに、請求項１５に係る発明の自己着火
式内燃機関は、請求項１０または請求項１２記載の自己
着火式内燃機関において、前記着火反応促進要素を機関
の吸気行程中から圧縮行程中までの期間に複数回供給す
ることを特徴としている。
【００３５】またここで、請求項１６に係る発明の自己
着火式内燃機関は、請求項１０、請求項１２、請求項１
３、請求項１４、または請求項１５記載の自己着火式内
燃機関において、前記火花点火手段の点火時期を変える
ことで、前記自己着火時期を制御する、ことを特徴とし
ている。
【００３６】したがって、請求項１６記載の自己着火式
内燃機関では、火花点火手段の点火時期（着火反応促進
要素の燃焼生成時期、すなわち燃焼室への供給時期）を
変えることで自己着火時期を制御するため、安定した自
己着火運転が可能な範囲が大幅に拡大する。
【００３７】またこの場合、火花点火手段の点火時期
は、以下の如く変更すると好ましい。
【００３８】すなわち、請求項１７に係る発明の自己着
火式内燃機関は、請求項１６記載の自己着火式内燃機関
において、前記火花点火手段の点火時期を、低負荷時は
進め、負荷の増大と共に遅らせる、ことを特徴としてい
る。
【００３９】請求項１８に係る発明の自己着火式内燃機
関は、請求項１６記載の自己着火式内燃機関において、
前記火花点火手段の点火時期を、エンジン回転数の増大
と共に進ませる、ことを特徴としている。
【００４０】請求項１９に係る発明の自己着火式内燃機
関は、請求項１６記載の自己着火式内燃機関において、
前記火花点火手段の点火時期を、EGR量の増大と共に進
ませる、ことを特徴としている。
【００４１】またさらに、請求項２０に係る発明の自己
着火式内燃機関は、請求項１６乃至請求項１９の何れか
１項に記載の自己着火式内燃機関において、前記自己着
火後の燃焼状況を検出する燃焼状況検出手段を有し、前
記燃焼状況検出手段による検出信号に基づいて、前記火
花点火手段の点火時期を、前記燃焼状況が不安定になっ
た際には進め、ノッキングが生じた際には遅らせる、こ
とを特徴としている。
【００４２】一方、請求項２１に係る発明の自己着火式
内燃機関は、請求項１０、請求項１２、請求項１３、請
求項１４、または請求項１５記載の自己着火式内燃機関
において、前記原料供給手段によって前記副室内に供給
する前記原料または前記原料と空気との混合気の供給量
を変えることで、前記自己着火時期を制御する、ことを
特徴としている。
【００４３】したがって、請求項２１記載の自己着火式
内燃機関では、原料または原料と空気との混合気の供給
量（すなわち、着火反応促進要素の燃焼室への供給量）
を変えることで自己着火時期を制御するため、安定した
自己着火運転が可能な範囲が大幅に拡大する。
【００４４】またこの場合、原料または原料と空気との
混合気の供給量は、以下の如く変更すると好ましい。
【００４５】すなわち、請求項２２に係る発明の自己着
火式内燃機関は、請求項２１記載の自己着火式内燃機関
において、前記原料または前記原料と空気との混合気の
供給量を、低負荷時は増加し、負荷の増大と共に減少さ
せる、ことを特徴としている。
【００４６】請求項２３に係る発明の自己着火式内燃機
関は、請求項２１記載の自己着火式内燃機関において、
前記原料または前記原料と空気との混合気の供給量を、
エンジン回転数の増大と共に増加させる、ことを特徴と
している。
【００４７】またさらに、請求項２４に係る発明の自己
着火式内燃機関は、請求項２１乃至請求項２３の何れか
１項に記載の自己着火式内燃機関において、前記自己着
火後の燃焼状況を検出する燃焼状況検出手段を有し、前
記燃焼状況検出手段による検出信号に基づいて、前記原
料または前記原料と空気との混合気の供給量を、前記燃
焼状況が不安定になった際には増加させ、ノッキングが
生じた際には減少させる、ことを特徴としている。
【００４８】一方、請求項２５に係る発明の自己着火式
内燃機関は、請求項１乃至請求項２４の何れか１項に記
載の自己着火式内燃機関において、バルブタイミングを
マイナスオーバーラップに設定した、ことを特徴として
いる。
【００４９】さらにこの場合、請求項２６に係る発明の
自己着火式内燃機関は、請求項２５記載の自己着火式内
燃機関において、前記マイナスオーバーラップ中に前記
主燃料を前記燃焼室内に直接供給する、ことを特徴とし
ている。
【００５０】
【発明の実施の形態】［機関の構成］ （構成例）図１には本発明の実施の形態（構成例）
に係る自己着火式内燃機関１０の主要部分の構成が示さ
れている。
【００５１】この自己着火式内燃機関１０では、シリン
ダブロック＆シリンダヘッド１２によって燃焼室１４が
構成されており、さらに、燃焼室１４内にはピストン１
６が収容されている。このピストン１６は、図示を省略
したコンロッドを介して クランク軸に連結されてい
る。また、燃焼室１４にはシリンダヘッド１２に形成さ
れた吸気ポート１８及び排気ポート（図示省略）が連通
している。吸気ポート１８には吸気弁２０が設けられる
と共に、排気ポートには排気弁（図示省略）が設けられ
ている。
【００５２】なお、混合気形成のために吸気ポート１８
から燃焼室１４内に供給する主燃料は、例えば、ガソリ
ン（その混合気）とされている。ここで、ガソリンと
は、通常「炭化水素油」としてのガソリンを指すが、本
発明ではこれに限らず、一般の火花点火機関で用いられ
る都市ガス、天然ガス、アルコール等を含んでいる。
【００５３】また、吸気ポート１８から燃焼室１４内に
主燃料（その混合気）を供給する構成とするに限らず、
シリンダヘッド１２に主燃料噴射弁を設け、燃焼室１４
内に主燃料を供給（噴射）する構成とすることもでき
る。
【００５４】また、シリンダヘッド１２には、副室２２
が設けられている。この副室２２は、連結孔２４を介し
て燃焼室１４に連通している。さらに、副室２２内に
は、原料供給手段としての噴射弁２６が設けられてお
り、着火反応促進要素の種となる原料を供給することが
できる。
【００５５】ここで、噴射弁２６から供給し着火反応促
進要素の種となる原料は、例えば、前記主燃料と同様の
ガソリン、またはガソリンからの抽出物、またはガソリ
ンからの改質物が適用できるが、これに限らず、前記主
燃料とは異なる別の燃料であってもよい。この場合、主
燃料とは異なる別の燃料としては、例えば、水素、ＨＣ
系ガス燃料、ＨＣ系液体燃料、含酸素系燃料、アルコー
ル系燃料等が適用できる。
【００５６】なお、副室２２には、前述の如く原料供給
手段としての噴射弁２６を設けるに限らず、着火反応促
進要素の種となる原料と空気との混合気を供給する原料
混合気供給手段としての混合気噴射弁を設け、原料混合
気を副室２２内に供給するように構成してもよい。
【００５７】またさらに、副室２２内には、火花点火手
段としても点火プラグ２８が噴射弁２６と一体的に設け
られている。この点火プラグ２８は、噴射弁２６から副
室２２内に供給された原料（または、原料と空気との混
合気）を着火燃焼させることができる。これにより、副
室２２内で原料（または、原料と空気との混合気）から
燃焼反応により着火反応促進要素としての燃焼生成物が
生成され、生成された燃焼生成物（着火反応促進要素）
は連結孔２４を介して燃焼室１４内に供給される構成で
ある。
【００５８】（構成例）図２には本発明の実施の形態
（構成例）に係る自己着火式内燃機関３０の主要部分
の構成が示されている。
【００５９】この自己着火式内燃機関３０では、基本的
に前述した構成例に係る自己着火式内燃機関１０と同
様の構成であるが、シリンダヘッド１２には、副室３２
が設けられている。この副室３２は、連結孔３４を介し
て燃焼室１４に連通している。また、副室３２内には、
原料供給手段としての噴射弁３６が設けられており、着
火反応促進要素の種となる原料を供給することができ
る。また、副室３２内には、火花点火手段としても点火
プラグ３８が噴射弁３６とは別体で設けられている。他
の構成は、前述した構成例に係る自己着火式内燃機関
１０と同様である。
【００６０】なお、この自己着火式内燃機関３０におい
ても、副室３２には、前述の如く原料供給手段としての
噴射弁３６を設けるに限らず、着火反応促進要素の種と
なる原料と空気との混合気を供給する原料混合気供給手
段としての混合気噴射弁を設け、原料混合気を副室３２
内に供給するように構成してもよい。
【００６１】また、吸気ポート１８から燃焼室１４内に
主燃料（その混合気）を供給する構成とするに限らず、
シリンダヘッド１２に主燃料噴射弁を設け、燃焼室１４
内に主燃料を供給（噴射）する構成とすることもでき
る。
【００６２】（構成例）図３には本発明の実施の形態
（構成例）に係る自己着火式内燃機関４０の主要部分
の構成が示されている。
【００６３】この自己着火式内燃機関４０では、基本的
に前述した構成例に係る自己着火式内燃機関３０と同
様の構成であるが、シリンダヘッド１２には、副室４２
が設けられている。この副室４２には開閉弁４４が設け
られており、副室４２はこの開閉弁４４を介して燃焼室
１４に連通している。また、副室４２内には、構成例
に係る自己着火式内燃機関３０と同様の、原料供給手段
としての噴射弁４６及び火花点火手段としても点火プラ
グ４８が設けられている。これにより、副室４２内で着
火反応促進要素を生成して、開閉弁４４の開閉動作によ
って着火反応促進要素を燃焼室１４内に供給することが
できる構成である。
【００６４】他の構成は、前述した構成例に係る自己
着火式内燃機関３０と同様である。
【００６５】なお、この自己着火式内燃機関４０におい
ても、副室４２には、前述の如く原料供給手段としての
噴射弁４６を設けるに限らず、着火反応促進要素の種と
なる原料と空気との混合気を供給する原料混合気供給手
段としての混合気噴射弁を設け、原料混合気を副室４２
内に供給するように構成してもよい。
【００６６】また、吸気ポート１８から燃焼室１４内に
主燃料（その混合気）を供給する構成とするに限らず、
シリンダヘッド１２に主燃料噴射弁を設け、燃焼室１４
内に主燃料を供給（噴射）する構成とすることもでき
る。
【００６７】（構成例）図４には本発明の実施の形態
（構成例）に係る自己着火式内燃機関５０の主要部分
の構成が示されている。
【００６８】この自己着火式内燃機関５０では、基本的
に前述した構成例に係る自己着火式内燃機関１０と同
様の構成であるが、シリンダヘッド１２に設けられた副
室２２は設けられておらず、これに代えて、原料供給手
段としての噴射弁５２及び火花点火手段としても点火プ
ラグ５４が設けられている。これにより、着火反応促進
要素の種となる原料を噴射弁５２によって燃焼室１４内
に直接供給し、これを点火プラグ５４によって着火燃焼
させて、燃焼室１４内で着火反応促進要素を直接に生成
することができる構成である。
【００６９】なお、この自己着火式内燃機関５０におい
ても、噴射弁５２からは着火反応促進要素の種となる原
料を供給するに限らず、着火反応促進要素の種となる原
料と空気との混合気を供給するように構成してもよい。
【００７０】さらに、吸気ポート１８から燃焼室１４内
に主燃料（その混合気）を供給する構成とするに限ら
ず、図５に示す自己着火式内燃機関５１の如く、主燃料
噴射弁５３を設け、燃焼室１４内に主燃料を直接供給
（噴射）する構成とすることもできる。
【００７１】（構成例）図６には本発明の実施の形態
（構成例）に係る自己着火式内燃機関６０の主要部分
の構成が示されている。
【００７２】この自己着火式内燃機関６０では、シリン
ダヘッド１２には、着火反応促進要素供給手段としての
プラズマ発生装置６２が設けられている。これにより、
着火反応促進要素としてのプラズマを燃焼室１４内に直
接供給することができる構成である。
【００７３】なお、この自己着火式内燃機関６０におい
ては、着火反応促進要素供給手段としてのプラズマ発生
装置６２に代えて、例えば、着火反応促進要素供給手段
としてのオゾン発生装置を設け、これにより、着火反応
促進要素としてのオゾンを燃焼室１４内に直接供給する
構成としてもよく、あるいは、着火反応促進要素供給手
段としての高温ガス発生装置を設け、これにより、着火
反応促進要素としての高温ガスを燃焼室１４内に直接供
給する構成としてもよい。さらに、これらの場合であっ
ても、吸気ポート１８から燃焼室１４内に主燃料（その
混合気）を供給する構成とするに限らず、燃焼室１４内
に主燃料を直接供給（噴射）する構成とすることもでき
る。 ［機関の基本的作用］上記構成例乃至構成例に係る
自己着火式内燃機関１０、自己着火式内燃機関３０、自
己着火式内燃機関４０等においては、副室２２、３２、
４２において生成された着火反応促進要素が、クランク
角に同期して圧縮上死点前の相当以前に燃焼室１４内に
供給される。また、自己着火式内燃機関５０及び自己着
火式内燃機関６０では、着火反応促進要素がクランク角
に同期して圧縮上死点前の相当以前に燃焼室１４内に供
給される。
【００７４】ここで、図７には、着火反応促進要素をク
ランク角に同期して燃焼室１４内に直接供給した場合
の、「クランク角と熱発生率との関係：線Ａ」及び「ク
ランク角と燃焼室内圧力との関係：線Ｂ」が線図にて示
されている。また、図８（A）乃至図８（Ｃ）には、燃
焼室１４内の状態が模式的に示されている。
【００７５】熱エネルギー、または化学エネルギー、ま
たはその両方のエネルギーを持つ着火反応促進要素がク
ランク角に同期して圧縮上死点前の相当以前に燃焼室１
４内に直接供給されると（図７のＰ点、及び図８
（Ａ））、燃焼室１４内の主燃料（予混合気）と供給さ
れた着火反応促進要素とが混合され（図７のＱ点、及び
図８（Ｂ））、両者が相俟って燃焼室１４内の混合気の
着火反応が促進誘起される。さらに、この着火反応促進
要素の供給から後のピストンの更なる圧縮を経た後に、
すなわち時間差をもって混合気が自己着火に至る（図７
のＲ点、及び図８（Ｃ））。
【００７６】なおこの場合、燃焼室１４内に供給する着
火反応促進要素の発熱量は、当該供給された着火反応促
進要素と主燃料との総発熱量の５０％以下であり、好ま
しくは１０％以下であり、かつ、自己着火の発熱割合が
主燃料の５０％以上となるように設定される。
【００７７】このように、着火反応促進要素を供給する
ことで混合気の着火反応が促進誘起されるため、例え
ば、通常は充分な着火に至らず失火してしまうような低
負荷域であっても充分に自己着火させて運転することが
できる。また、着火反応促進要素の例えば供給時期や供
給量を適宜に変更することで着火時期を制御することが
できる。これにより、機関の広い運転範囲を安定した圧
縮自己着火運転でまかなうことが可能になり、ピストン
の圧縮作用により自己着火燃焼させることで低燃費と低
エミッションを図ることができる。 ［着火反応促進要素の供給時期及び供給回数］ （実施例）以上の如く、着火反応促進要素をクランク
角に同期して燃焼室１４内に直接供給することにより、
着火反応促進要素の供給から後のピストンの更なる圧縮
を経て燃焼室１４内の混合気を自己着火に至らしめる
が、着火反応促進要素の燃焼室１４への供給時期及び供
給回数は、機関の運転条件等に応じて適宜設定すること
ができる。
【００７８】例えば、図９（Ａ）に示す如く、着火反応
促進要素を吸気行程に１回供給するように構成してもよ
く、また、図９（Ｂ）に示す如く、着火反応促進要素を
圧縮行程に１回供給するように構成してもよく、さら
に、図９（Ｃ）に示す如く、着火反応促進要素を吸気行
程から圧縮行程の間で複数回供給するように構成しても
よい。
【００７９】（実施例）また、機関のバルブタイミン
グを排気バルブの閉時期が排気行程途中で吸気バルブの
開時期が吸気行程途中となる所謂マイナスオーバーラッ
プに設定した場合であっても、適用できる。
【００８０】すなわち、図１０（Ａ）に示す如く、バル
ブタイミングをマイナスオーバーラップに設定すると共
に、着火反応促進要素を吸気行程に１回供給するように
構成してもよく、また、図１０（Ｂ）に示す如く、着火
反応促進要素を圧縮行程に１回供給するように構成して
もよく、さらに、図１０（Ｃ）に示す如く、着火反応促
進要素を吸気行程から圧縮行程の間で複数回供給するよ
うに構成してもよい。
【００８１】（実施例）また、機関のバルブタイミン
グをマイナスオーバーラップに設定した場合であって、
さらに、マイナスオーバーラップ中に主燃料を燃焼室１
４内に直接供給（噴射）するように構成してもよい。
【００８２】すなわち、バルブタイミングをマイナスオ
ーバーラップに設定すると共にこのマイナスオーバーラ
ップ中に主燃料を燃焼室１４内に直接供給（噴射）する
構成とし、さらに、図１１（Ａ）に示す如く、着火反応
促進要素を吸気行程に１回供給するように構成してもよ
く、また、図１１（Ｂ）に示す如く、着火反応促進要素
を圧縮行程に１回供給するように構成してもよく、さら
に、図１１（Ｃ）に示す如く、着火反応促進要素を吸気
行程から圧縮行程の間で複数回供給するように構成して
もよい。 ［自己着火時期の制御］ （実施例）以上の如く、着火反応促進要素をクランク
角に同期して燃焼室１４内に直接供給することにより、
着火反応促進要素の供給から後のピストンの更なる圧縮
を経て燃焼室１４内の混合気を自己着火に至らしめる
が、着火反応促進要素の燃焼室１４への供給時期を変更
することにより、自己着火時期を制御することができ
る。
【００８３】例えば、着火反応促進要素を副室内で生成
して圧縮行程に１回供給する場合を例示すると、図１２
（Ａ）に線Ｘ乃至線Ｚにて示す如く、副室２２における
点火プラグ２８、副室３２における点火プラグ３８、副
室４２における点火プラグ４８、あるいは点火プラグ５
４等の点火時期を早めるにしたがって前記自己着火時期
を早めることができる。これは、着火反応促進要素であ
る高温の燃焼生成物に含まれる熱エネルギーで混合気の
温度が上昇し、ピストン圧縮後の温度もそれに対応して
上昇するが、ピストン圧縮後の温度は断熱圧縮理論より
図１２（Ｂ）に示すように圧縮の早い時期に温度上昇が
あったほうが、より大きな温度上昇効果が得られ、早い
時期に自己着火開始温度に到達するため自己着火時期が
早くなる。更に高温の燃焼生成物が有する化学エネルギ
ーも、早い時期から混合気に供給されると早くから混合
気と交わることができ、結果的に早い時期に自己着火を
発生せしめることになる。これとは逆に着火反応促進要
素である高温燃焼生成物の燃焼室への供給を遅らせる
と、自己着火時期を遅らせることができる。
【００８４】さらにこの場合、前記副室２２における点
火プラグ２８、副室３２における点火プラグ３８、副室
４２における点火プラグ４８、あるいは、点火プラグ５
４等の点火時期は、機関の運転条件等に応じて適宜設定
することができる。
【００８５】例えば、図１３（Ａ）に示す如く、前記火
花点火手段の点火時期を、着火し難い低負荷時は進め、
負荷の増大と共に遅らせるように構成してもよく、ま
た、図１３（Ｂ）に示す如く、前記火花点火手段の点火
時期を、クランク角当りの絶対時間が短くなるエンジン
回転数の増大と共に進ませるように構成してもよく、さ
らに、図１３（Ｃ）に示す如く、前記火花点火手段の点
火時期を、着火し難くなるEGR量の増大と共に進ませる
ように構成してもよい。
【００８６】さらに、前記火花点火手段の点火時期を、
機関の燃焼状況に基づいて変更するように構成すること
もできる。すなわち、前記自己着火後の燃焼状況を検出
する燃焼状況検出手段を設けることにより、この燃焼状
況検出手段による検出信号に基づいて、前記火花点火手
段の点火時期を制御する。
【００８７】例えば、図１４（Ａ）に示す如く、前記火
花点火手段の点火時期を、燃焼状況が不安定になった際
には進めるように構成することができ、また、図１４
（Ｂ）に示す如く、前記火花点火手段の点火時期を、ノ
ッキングが生じた際には遅らせるように構成することが
できる。
【００８８】本実施例では、着火反応促進要素を副室内
で火花点火による燃焼で生成する場合を例示したが、こ
れに限らず、図４、図５に示した着火反応促進要素を燃
焼室１４内で燃焼により直接生成する場合、また図６に
示したプラズマ、オゾン、加熱ガス等の着火反応促進要
素を直接燃焼室１４内に供給する場合も同様である。
【００８９】（実施例）以上の如く、着火反応促進要
素をクランク角に同期して燃焼室１４内に直接供給する
ことにより、着火反応促進要素の供給から後のピストン
の更なる圧縮を経て燃焼室１４内の混合気を自己着火に
至らしめるが、副室２２、３２、４２内あるいは燃焼室
１４に直接供給する着火反応促進要素の原料または原料
と空気の混合気の供給量（すなわち、着火反応促進要素
の燃焼室１４への供給量）を変更することにより、自己
着火時期を制御することができる。
【００９０】すなわち、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）
にそれぞれ線Ｃ及び線Ｄにて示す如く、副室２２、３
２、４２内あるいは燃焼室１４に供給する着火反応促進
要素の原料または原料と空気の混合気の供給量（すなわ
ち、着火反応促進要素の燃焼室１４への供給量）を増加
させる（あるいは、減少させる）に従って前記自己着火
時期を早める（遅らせる）ことができる。なお、図１５
（Ａ）には、着火反応促進要素の原料または原料と空気
の混合気を圧縮行程に１回供給する例を示しており、図
１５（Ｂ）には、着火反応促進要素の原料または原料と
空気の混合気を吸気行程に１回供給する例を示してい
る。
【００９１】さらにこの場合、前記副室２２、３２、４
２内あるいは燃焼室１４に供給する着火反応促進要素の
原料または原料と空気の混合気の供給量（すなわち、着
火反応促進要素の燃焼室１４への供給量）は、機関の運
転条件等に応じて適宜設定することができる。
【００９２】例えば、図１６（Ａ）に示す如く、前記着
火反応促進要素の原料または原料と空気の混合気の供給
量を、着火し難い低負荷時は増加し、負荷の増大と共に
減少させるように構成してもよく、また、図１６（Ｂ）
に示す如く、前記着火反応促進要素の原料または原料と
空気の混合気の供給量を、クランク角当りの絶対時間が
短くなるエンジン回転数の増大と共に増加させるように
構成してもよい。なお、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）
には、着火反応促進要素（原料または原料と空気の混合
気）を圧縮行程または吸気行程に１回供給する例を示し
ている。
【００９３】さらに、前記着火反応促進要素の原料また
は原料と空気の混合気の供給量を、機関の燃焼状況に基
づいて変更するように構成することもできる。すなわ
ち、前記自己着火後の燃焼状況を検出する燃焼状況検出
手段を設けることにより、この燃焼状況検出手段による
検出信号に基づいて、前記着火反応促進要素の原料また
は原料と空気の混合気の供給量を制御する。
【００９４】例えば、前述した図１４（Ａ）及び図１４
（Ｂ）に示す実施例と同様に、前記着火反応促進要素
の原料または原料と空気の混合気の供給量を、燃焼状況
が不安定になった際には増加するように構成することが
でき、また、前記着火反応促進要素の原料または原料と
空気の混合気の供給量を、ノッキングが生じた際には減
少させるように構成することができる。
【００９５】
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る自己着火
式内燃機関は、ピストンの圧縮作用により自己着火燃焼
させることで低燃費と低エミッションを図ることができ
るに留まらず、着火時期を制御することができ、安定し
た自己着火運転可能な範囲を大幅に拡大することができ
るという優れた効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成例に係る筒内噴射
式火花点火内燃機関の主要部分の構成を示す概略的な断
面図である。
【図２】本発明の実施の形態の構成例に係る筒内噴射
式火花点火内燃機関の主要部分の構成を示す概略的な断
面図である。
【図３】本発明の実施の形態の構成例に係る筒内噴射
式火花点火内燃機関の主要部分の構成を示す概略的な断
面図である。
【図４】本発明の実施の形態の構成例に係る筒内噴射
式火花点火内燃機関の主要部分の構成を示す概略的な断
面図である。
【図５】本発明の実施の形態の構成例の変形例に係る
筒内噴射式火花点火内燃機関の主要部分の構成を示す概
略的な断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の構成例に係る筒内噴射
式火花点火内燃機関の主要部分の構成を示す概略的な断
面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点火
内燃機関の基本的作用を示し、クランク角と熱発生率と
の関係、及びクランク角と燃焼室内圧力との関係をそれ
ぞれ示す線図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点火
内燃機関の基本的作用を説明するために燃焼室内の状態
を模式的に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点火
内燃機関における着火反応促進要素の燃焼室への供給時
期及び供給回数の例を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点
火内燃機関における着火反応促進要素の燃焼室への供給
時期及び供給回数の例を示すタイミングチャートであ
る。
【図１１】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点
火内燃機関における着火反応促進要素の燃焼室への供給
時期及び供給回数の例を示すタイミングチャートであ
る。
【図１２】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る筒内噴
射式火花点火内燃機関における着火反応促進要素の燃焼
室への供給時期と自己着火時期との関係を示すタイミン
グチャートであり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係
る筒内噴射式火花点火内燃機関における着火反応促進要
素の燃焼室への供給時期と筒内ガス温度との関係を示す
線図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点
火内燃機関における火花点火手段の点火時期（着火反応
促進要素の燃焼室への供給時期）の機関の運転条件に対
する制御例を示す線図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点
火内燃機関における火花点火手段の点火時期（着火反応
促進要素の燃焼室への供給時期）の機関の燃焼状況に対
する制御例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点
火内燃機関における着火反応促進要素の燃焼室への供給
量と自己着火時期との関係を示すタイミングチャートで
ある。
【図１６】本発明の実施の形態に係る筒内噴射式火花点
火内燃機関における着火反応促進要素の燃焼室への供給
量の機関の運転条件に対する制御例を示す線図である。
【符号の説明】 １０ 自己着火式内燃機関 １４ 燃焼室 １６ ピストン １８ 吸気ポート ２０ 吸気弁 ２２ 副室 ２４ 連結孔 ２６ 噴射弁（原料供給手段） ２８ 点火プラグ（火花点火手段） ３０ 自己着火式内燃機関 ３２ 副室 ３４ 連結孔 ３６ 噴射弁（原料供給手段） ３８ 点火プラグ（火花点火手段） ４０ 自己着火式内燃機関 ４２ 副室 ４４ 開閉弁 ４６ 噴射弁（原料供給手段） ４８ 点火プラグ（火花点火手段） ５０ 自己着火式内燃機関 ５２ 噴射弁（原料供給手段） ５４ 点火プラグ（火花点火手段） ６０ 自己着火式内燃機関 ６２ プラズマ発生装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 19/08 Ｆ０２Ｄ 19/08 Ｂ Ｃ 41/02 ３５１ 41/02 ３５１ 41/40 41/40 Ｄ 45/00 ３４５ 45/00 ３４５Ｂ ３６８ ３６８Ａ Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｈ Ｓ Ｆ０２Ｐ 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153 (72)発明者 滝 昌弘 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 服部 義昭 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 3G022 AA10 CA09 DA01 DA02 EA02 GA05 GA13 3G023 AA02 AA03 AB05 AC04 AC08 AD23 AD30 3G084 AA01 AA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 CA03 DA38 FA25 FA33 FA37 3G092 AA01 AA02 AA17 AB02 AB05 AB07 AB09 AB15 BA04 BA09 BB06 BB12 DA01 DA02 DA12 DC09 EA01 EA02 FA15 FA16 GA05 HC05Z HD07Z HE01Z 3G301 HA01 HA02 HA13 HA22 HA23 JA02 JA21 JA22 KA08 LA00 LA07 MA01 MA18 MA19 MA26 MA27 NE01 NE06 PC08Z PD15Z PE01Z

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピストンの圧縮作用により燃焼室内の混
    合気を自己着火して燃焼させる自己着火式内燃機関にお
    いて、 前記混合気と交わり両者と相俟って着火反応を促進誘起
    させる着火反応促進要素を、クランク角に同期して圧縮
    上死点前の相当以前に前記燃焼室内に直接供給すること
    により、前記着火反応促進要素の供給から後の前記ピス
    トンの更なる圧縮を経て前記混合気を自己着火に至らし
    める、 ことを特徴とする自己着火式内燃機関。
  2. 【請求項２】 前記混合気形成のために前記燃焼室内に
    供給する主燃料は、ガソリンである、ことを特徴とする
    請求項１記載の自己着火式内燃機関。
  3. 【請求項３】 前記燃焼室内に供給する前記着火反応促
    進要素の発熱量は、当該供給された着火反応促進要素と
    前記主燃料との総発熱量の５０％以下であり、かつ、前
    記自己着火の発熱割合が前記主燃料の５０％以上であ
    る、 ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の自己着
    火式内燃機関。
  4. 【請求項４】 前記着火反応促進要素は、種となる原料
    から燃焼反応により生成される燃焼生成物である、こと
    を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載
    の自己着火式内燃機関。
  5. 【請求項５】 前記着火反応促進要素の種となる原料
    は、ガソリンである、または、ガソリンからの抽出物で
    ある、または、ガソリンからの改質物である、 ことを特徴とする請求項４記載の自己着火式内燃機関。
  6. 【請求項６】 前記着火反応促進要素の種となる原料
    は、前記主燃料とは異なる別の燃料である、ことを特徴
    とする請求項４記載の自己着火式内燃機関。
  7. 【請求項７】 前記着火反応促進要素の種となる原料
    は、水素である、ことを特徴とする請求項４記載の自己
    着火式内燃機関。
  8. 【請求項８】 前記燃焼室に連結孔を介して連通し前記
    着火反応促進要素を生成して前記燃焼室内に供給する副
    室を有する、 ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に
    記載の自己着火式内燃機関。
  9. 【請求項９】 前記燃焼室に開閉弁を介して連通し前記
    着火反応促進要素を生成して前記開閉弁の開閉動作によ
    って前記着火反応促進要素を前記燃焼室内に供給する副
    室を有する、 ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に
    記載の自己着火式内燃機関。
  10. 【請求項１０】 前記副室内に前記着火反応促進要素の
    種となる原料または原料と空気との混合気を供給する原
    料供給手段と、前記原料供給手段によって前記副室内に
    供給された前記原料または前記原料と空気との混合気を
    火花点火する火花点火手段と、を有し、前記副室内に供
    給された前記原料または前記原料と空気との混合気を燃
    焼することで前記着火反応促進要素を生成する、 ことを特徴とする請求項８または請求項９記載の自己着
    火式内燃機関。
  11. 【請求項１１】 前記着火反応促進要素の種となる原料
    を、前記主燃料とは異なる手段で直接前記燃焼室内に供
    給する、 ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に
    記載の自己着火式内燃機関。
  12. 【請求項１２】 前記燃焼室内に前記着火反応促進要素
    の種となる原料または原料と空気との混合気を供給する
    原料供給手段と、前記原料供給手段によって前記燃焼室
    内に供給された前記原料または前記原料と空気との混合
    気を火花点火する火花点火手段と、を有し、前記燃焼室
    内に供給された前記原料または前記原料と空気との混合
    気を燃焼することで前記着火反応促進要素を生成する、 ことを特徴とする請求項１１記載の自己着火式内燃機
    関。
  13. 【請求項１３】 前記着火反応促進要素を機関の圧縮行
    程中に供給することを特徴とする請求項１０または請求
    項１２記載の自己着火式内燃機関。
  14. 【請求項１４】 前記着火反応促進要素を機関の吸気行
    程中に供給することを特徴とする請求項１０または請求
    項１２記載の自己着火式内燃機関。
  15. 【請求項１５】 前記着火反応促進要素を機関の吸気行
    程中から圧縮行程中までの期間に複数回供給することを
    特徴とする請求項１０または請求項１２記載の自己着火
    式内燃機関。
  16. 【請求項１６】 前記火花点火手段の点火時期を変える
    ことで、前記自己着火時期を制御する、ことを特徴とす
    る請求項１０、請求項１２、請求項１３、請求項１４、
    または請求項１５記載の自己着火式内燃機関。
  17. 【請求項１７】 前記火花点火手段の点火時期を、低負
    荷時は進め、負荷の増大と共に遅らせる、ことを特徴と
    する請求項１６記載の自己着火式内燃機関。
  18. 【請求項１８】 前記火花点火手段の点火時期を、エン
    ジン回転数の増大と共に進ませる、ことを特徴とする請
    求項１６記載の自己着火式内燃機関。
  19. 【請求項１９】 前記火花点火手段の点火時期を、EGR
    量の増大と共に進ませる、ことを特徴とする請求項１６
    記載の自己着火式内燃機関。
  20. 【請求項２０】 前記自己着火後の燃焼状況を検出する
    燃焼状況検出手段を有し、前記燃焼状況検出手段による
    検出信号に基づいて、前記火花点火手段の点火時期を、
    前記燃焼状況が不安定になった際には進め、ノッキング
    が生じた際には遅らせる、ことを特徴とする請求項１６
    乃至請求項１９の何れか１項に記載の自己着火式内燃機
    関。
  21. 【請求項２１】 前記原料供給手段によって前記副室内
    に供給する前記原料または前記原料と空気との混合気の
    供給量を変えることで、前記自己着火時期を制御する、
    ことを特徴とする請求項１０、請求項１２、請求項１
    ３、請求項１４、または請求項１５記載の自己着火式内
    燃機関。
  22. 【請求項２２】 前記原料または前記原料と空気との混
    合気の供給量を、低負荷時は増加し、負荷の増大と共に
    減少させる、ことを特徴とする請求項２１記載の自己着
    火式内燃機関。
  23. 【請求項２３】 前記原料または前記原料と空気との混
    合気の供給量を、エンジン回転数の増大と共に増加させ
    る、ことを特徴とする請求項２１記載の自己着火式内燃
    機関。
  24. 【請求項２４】 前記自己着火後の燃焼状況を検出する
    燃焼状況検出手段を有し、前記燃焼状況検出手段による
    検出信号に基づいて、前記原料または前記原料と空気と
    の混合気の供給量を、前記燃焼状況が不安定になった際
    には増加させ、ノッキングが生じた際には減少させる、
    ことを特徴とする請求項２１乃至請求項２３の何れか１
    項に記載の自己着火式内燃機関。
  25. 【請求項２５】 バルブタイミングをマイナスオーバー
    ラップに設定した、ことを特徴とする請求項１乃至請求
    項２４の何れか１項に記載の自己着火式内燃機関。
  26. 【請求項２６】 前記マイナスオーバーラップ中に前記
    主燃料を前記燃焼室内に直接供給する、ことを特徴とす
    る請求項２５記載の自己着火式内燃機関。
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