JP2008002328A - Multiple-fuel internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To execute good compression self ignition operation in accordance with an ignitibility of fuel. <P>SOLUTION: A multiple-fuel internal combustion engine is provided with a compression ratio variable means 81 for varying an actual compression ratio to an arbitrary compression ratio, a fuel characteristic detection means (an electronic control unit 1) for detecting the quality of the ignitibility of fuel, in a combustion chamber CC, which is composed of at least two types of fuels F1, F2 with different properties, and a compression ratio control means (an electronic control unit 1) for controlling the compression ratio variable means 81 so as to increase the actual compression ratio when the ignitibility of fuel in the combustion chamber CC is worse than a prescribed ignitibility and to decrease the actual compression ratio when the ignitibility of fuel in the combustion chamber CC is better than a prescribed ignitibility in the compression self ignition operation. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、性状の異なる少なくとも2種類の燃料の内の少なくとも1種類を燃焼室に導いて又は当該少なくとも2種類の燃料からなる混合燃料を燃焼室に導いて運転される多種燃料内燃機関に関する。   The present invention relates to a multi-fuel internal combustion engine that is operated by introducing at least one of at least two types of fuels having different properties into a combustion chamber or guiding a mixed fuel composed of the at least two types of fuel into the combustion chamber.

従来、性状の異なる複数種類の燃料を用いて運転される所謂多種燃料内燃機関が知られている。例えば、下記の特許文献1には、複数種類の燃料からなる混合燃料を使用して火花点火運転される多種燃料内燃機関について記載されている。この特許文献1においては、その複数種類の燃料の割合に従って実圧縮比をノッキングの起きない最適な圧縮比となるように変化させる技術が開示されている。   Conventionally, so-called multi-fuel internal combustion engines that are operated using a plurality of types of fuels having different properties are known. For example, Patent Document 1 below describes a multi-fuel internal combustion engine that is operated by spark ignition using a mixed fuel composed of a plurality of types of fuel. This Patent Document 1 discloses a technique for changing the actual compression ratio so as to obtain an optimal compression ratio that does not cause knocking according to the ratio of the plurality of types of fuels.

尚、下記の特許文献2には、ガソリンとジメチルエーテルの混合燃料を使用して圧縮自着火運転される多種燃料内燃機関について記載されている。この特許文献2の多種燃料内燃機関においては、夫々の燃料の混合比率を変えることによって圧縮比を上げることなく圧縮自着火領域の拡大が図られている。また、下記の特許文献3には、単一の燃料を用い、運転条件(機関回転数、機関負荷)に応じて火花点火領域又は圧縮自着火領域で運転される内燃機関が記載されている。   The following Patent Document 2 describes a multi-fuel internal combustion engine that is operated by compression autoignition using a mixed fuel of gasoline and dimethyl ether. In the multi-fuel internal combustion engine disclosed in Patent Document 2, the compression ignition region is expanded without increasing the compression ratio by changing the mixing ratio of the respective fuels. Patent Document 3 below describes an internal combustion engine that uses a single fuel and is operated in a spark ignition region or a compression auto-ignition region according to operating conditions (engine speed, engine load).

特開平6−248988号公報JP-A-6-248988 特開2002−357139号公報JP 2002-357139 A 特開2000−320333号公報JP 2000-320333 A

このように、上記特許文献1の技術は、実圧縮比を可変させることによって火花点火運転時の不都合(ここでは異常燃焼によるノッキング)を解消するものである。一方、圧縮自着火運転時の不都合としては、燃焼室内に導かれる燃料の着火性に起因するものが多く観られる。例えば、その代表的なものとしては、その燃料の着火性が悪く、燃焼室内の圧縮空気中で自己着火できずに運転できない状況や、自己着火できても失火してしまう状況が観られる。また、着火性の悪い燃料を使用することによって着火遅れ期間が長期化し、その燃料と圧縮空気とが過度に混合されてしまうので、自己着火した際に燃料が瞬時に燃焼して急激な温度上昇や筒内圧の上昇を招いてしまい、振動や騒音(所謂ディーゼルノック)を発生させてしまう状況が観られる。   As described above, the technique disclosed in Patent Document 1 eliminates inconvenience at the time of spark ignition operation (here, knocking due to abnormal combustion) by varying the actual compression ratio. On the other hand, there are many inconveniences caused by the ignitability of the fuel introduced into the combustion chamber as a disadvantage during the compression self-ignition operation. For example, as a typical example, there are situations where the fuel has poor ignitability and cannot be operated without being able to self-ignite in the compressed air in the combustion chamber, and even when self-ignition is possible, misfiring can occur. In addition, the use of fuel with poor ignitability prolongs the ignition delay period, and the fuel and compressed air are excessively mixed. In other words, there is a situation in which the in-cylinder pressure is increased and vibration and noise (so-called diesel knock) are generated.

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、燃焼室内に導かれる燃料の着火性に応じた良好な圧縮自着火運転を行い得る多種燃料内燃機関を提供することを、その目的とする。   Therefore, the present invention has an object to provide a multi-fuel internal combustion engine that can improve the disadvantages of the conventional example and perform a good compression self-ignition operation according to the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber. To do.

上記目的を達成する為、請求項1記載の発明では、性状の異なる少なくとも2種類の燃料の内の少なくとも1種類が燃焼室に導かれ又は当該少なくとも2種類の燃料からなる混合燃料が燃焼室に導かれて運転される多種燃料内燃機関において、実圧縮比を任意の圧縮比に可変させる圧縮比可変手段と、燃焼室内の燃料の着火性の良否を検出する燃料特性検出手段と、圧縮自着火運転させる際に、燃焼室内の燃料の着火性が所定の着火性よりも悪ければ実圧縮比を高くし、燃焼室内の燃料の着火性が所定の着火性よりも良ければ実圧縮比を低くするように圧縮比可変手段を制御する圧縮比制御手段と、を設けている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, at least one of at least two types of fuels having different properties is led to the combustion chamber or a mixed fuel composed of the at least two types of fuel is supplied to the combustion chamber. In a multi-fuel internal combustion engine that is guided and operated, a compression ratio variable means for changing the actual compression ratio to an arbitrary compression ratio, a fuel characteristic detection means for detecting the quality of the ignitability of the fuel in the combustion chamber, and compression auto-ignition When operating, if the ignitability of the fuel in the combustion chamber is worse than the predetermined ignitability, the actual compression ratio is increased, and if the ignitability of the fuel in the combustion chamber is better than the predetermined ignitability, the actual compression ratio is decreased. And a compression ratio control means for controlling the compression ratio variable means.

この請求項1記載の多種燃料内燃機関においては、実圧縮比を高くすることによって燃焼室内の圧縮空気の温度が上昇するので、着火性の悪い燃料でも圧縮空気中で自己着火し易くなる。一方、この多種燃料内燃機関においては、燃焼室内に導かれる燃料の着火性が良いときの圧縮自着火拡散燃焼モード運転時に、実圧縮比を低くすることによって機械損失の低減や最大筒内圧の低下が図られる。   In the multi-fuel internal combustion engine according to the first aspect, since the temperature of the compressed air in the combustion chamber rises by increasing the actual compression ratio, even a fuel with poor ignitability is likely to self-ignite in the compressed air. On the other hand, in this multi-fuel internal combustion engine, the mechanical loss is reduced and the maximum in-cylinder pressure is reduced by lowering the actual compression ratio during the operation of the compression auto-ignition diffusion combustion mode when the ignitability of the fuel led into the combustion chamber is good. Is planned.

また、上記目的を達成する為、請求項2記載の発明では、上記請求項1記載の多種燃料内燃機関において、排気ターボ過給機又は/及び電動機付過給機と、圧縮比制御手段が実圧縮比を低下させる際にその排気ターボ過給機又は/及び電動機付過給機の過給圧の上限を高く設定する過給圧制御手段と、を設けている。   In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the multifuel internal combustion engine according to the first aspect, an exhaust turbocharger or / and a supercharger with an electric motor and a compression ratio control means are implemented. There is provided a supercharging pressure control means for setting a high upper limit of the supercharging pressure of the exhaust turbocharger and / or the supercharger with electric motor when the compression ratio is lowered.

この請求項2記載の多種燃料内燃機関においては、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、過給圧の上限を高くすることによって高い過給圧で作動させることができるので、より多くの過給効果を得て高トルク化及び高出力化が図れる。これが為、この多種燃料内燃機関においては、実圧縮比の低圧縮比化に伴って低下してしまう機関性能を向上させることができる。   In the multi-fuel internal combustion engine according to claim 2, in addition to the effect of the invention according to claim 1, it can be operated at a high boost pressure by increasing the upper limit of the boost pressure. The supercharging effect can be obtained and higher torque and higher output can be achieved. For this reason, in this multi-fuel internal combustion engine, it is possible to improve the engine performance that decreases as the actual compression ratio decreases.

本発明に係る多種燃料内燃機関は、実圧縮比を高くすることによって着火性の悪い燃料でも圧縮空気中で自己着火し易くなるので、着火性の悪い燃料による圧縮自着火拡散燃焼が実現され、また、圧縮自着火拡散燃焼時の失火やディーゼルノックが抑制される。一方、この多種燃料内燃機関は、実圧縮比を低くすることによって機械損失の低減や最大筒内圧の低下が図られるので、着火性の良い燃料による圧縮自着火拡散燃焼時の機関性能や燃費性能を向上させることができる。従って、この多種燃料内燃機関よれば、燃焼室内に導かれる燃料の着火性に応じて実圧縮比を可変させることにより良好な圧縮自着火運転を行うことができるようになる。   The multi-fuel internal combustion engine according to the present invention is easily self-ignited in compressed air even by fuel with poor ignitability by increasing the actual compression ratio, so that compression self-ignition diffusion combustion with fuel with poor ignitability is realized, Moreover, misfire and diesel knock during compression self-ignition diffusion combustion are suppressed. On the other hand, this multi-fuel internal combustion engine reduces mechanical loss and lowers the maximum in-cylinder pressure by lowering the actual compression ratio, so the engine performance and fuel efficiency performance during compression auto-ignition diffusion combustion with fuel with good ignitability Can be improved. Therefore, according to this multi-fuel internal combustion engine, it is possible to perform a good compression self-ignition operation by varying the actual compression ratio according to the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber.

以下に、本発明に係る多種燃料内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a multi-fuel internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.

本発明に係る多種燃料内燃機関の実施例1を図1から図3に基づいて説明する。この多種燃料内燃機関とは、性状の異なる少なくとも2種類の燃料の内の少なくとも1種類を燃焼室に導いて又は当該少なくとも2種類の燃料からなる混合燃料を燃焼室に導いて運転される内燃機関である。本実施例1にあっては、後者の多種燃料内燃機関を例に挙げて説明する。   A multifuel internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This multi-fuel internal combustion engine is an internal combustion engine that is operated by introducing at least one of at least two types of fuels having different properties into the combustion chamber or by introducing a mixed fuel composed of the at least two types of fuel into the combustion chamber. It is. In the first embodiment, the latter multi-fuel internal combustion engine will be described as an example.

この多種燃料内燃機関は、図1に示す電子制御装置(ECU)1によって燃焼制御等の各種制御動作が実行される。その電子制御装置1は、図示しないCPU(中央演算処理装置),所定の制御プログラム等を予め記憶しているROM(Read Only Memory),そのCPUの演算結果を一時記憶するRAM(Random Access Memory),予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されている。   In this multifuel internal combustion engine, various control operations such as combustion control are executed by an electronic control unit (ECU) 1 shown in FIG. The electronic control unit 1 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a ROM (Read Only Memory) that stores a predetermined control program and the like, and a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores the calculation result of the CPU. , And a backup RAM for storing information prepared in advance.

最初に、ここで例示する多種燃料内燃機関の構成について図1に基づき説明を行う。尚、その図1においては1気筒のみを図示しているが、本発明は、これに限らず、多気筒の多種燃料内燃機関にも適用可能である。本実施例1においては、複数の気筒を具備しているものとして説明する。   First, the configuration of the multi-fuel internal combustion engine exemplified here will be described with reference to FIG. Although only one cylinder is shown in FIG. 1, the present invention is not limited to this, and can be applied to a multi-cylinder multifuel internal combustion engine. In the first embodiment, description will be made assuming that a plurality of cylinders are provided.

この多種燃料内燃機関には、燃焼室CCを形成するシリンダヘッド11,シリンダブロック12及びピストン13が備えられている。ここで、そのシリンダヘッド11とシリンダブロック12は図1に示すヘッドガスケット14を介してボルト等で締結されており、これにより形成されるシリンダヘッド11の下面の凹部11aとシリンダブロック12のシリンダボア12aとの空間内にピストン13がコネクティングロッド15を介して往復移動可能に配置される。そして、上述した燃焼室CCは、そのシリンダヘッド11の凹部11aの壁面とシリンダボア12aの壁面とピストン13の頂面13aとで囲まれた空間によって構成される。   The multifuel internal combustion engine is provided with a cylinder head 11, a cylinder block 12, and a piston 13 that form a combustion chamber CC. Here, the cylinder head 11 and the cylinder block 12 are fastened with bolts or the like via the head gasket 14 shown in FIG. 1, and the recess 11a on the lower surface of the cylinder head 11 and the cylinder bore 12a of the cylinder block 12 formed thereby. In the space, the piston 13 is disposed so as to be able to reciprocate via the connecting rod 15. And the combustion chamber CC mentioned above is comprised by the space enclosed by the wall surface of the recessed part 11a of the cylinder head 11, the wall surface of the cylinder bore 12a, and the top surface 13a of the piston 13. FIG.

本実施例1の多種燃料内燃機関は、機関回転数や機関負荷等の運転条件及び燃焼モードに従って空気と燃料を燃焼室CCに送り込み、その運転条件等に応じた燃焼制御を実行する。その空気については、図1に示す吸気通路21とシリンダヘッド11の吸気ポート11bを介して外部から吸入される。一方、その燃料については、図1に示す燃料供給装置50を用いて供給される。   The multifuel internal combustion engine of the first embodiment sends air and fuel into the combustion chamber CC according to the operating conditions such as the engine speed and engine load and the combustion mode, and executes combustion control according to the operating conditions. The air is sucked from the outside through the intake passage 21 and the intake port 11b of the cylinder head 11 shown in FIG. On the other hand, the fuel is supplied using the fuel supply device 50 shown in FIG.

先ず、空気の供給経路について説明する。本実施例1の吸気通路21上には、外部から導入した空気に含まれる塵埃等の異物を除去するエアクリーナ22と、外部からの吸入空気量を検出するエアフロメータ23と、が設けられている。この多種燃料内燃機関においては、そのエアフロメータ23の検出信号が電子制御装置1へと送られ、その検出信号に基づいて電子制御装置1が吸入空気量や機関負荷等を算出する。   First, the air supply path will be described. On the intake passage 21 of the first embodiment, an air cleaner 22 that removes foreign matters such as dust contained in air introduced from the outside, and an air flow meter 23 that detects the amount of intake air from the outside are provided. . In this multi-fuel internal combustion engine, the detection signal of the air flow meter 23 is sent to the electronic control unit 1, and the electronic control unit 1 calculates the intake air amount, the engine load and the like based on the detection signal.

また、その吸気通路21上におけるエアフロメータ23よりも下流側には、燃焼室CC内への吸入空気量を調節するスロットルバルブ24と、このスロットルバルブ24を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ25と、が設けられている。本実施例1の電子制御装置1は、そのスロットルバルブアクチュエータ25を運転条件及び燃焼モードに従って駆動制御し、その運転条件等に応じた弁開度(換言すれば、吸入空気量)となるようにスロットルバルブ24の開弁角度を調節させる。例えば、そのスロットルバルブ24は、運転条件や燃焼モードに応じた空燃比を成す為に必要な吸入空気量の空気が燃焼室CCに吸入されるよう調節される。この多種燃料内燃機関においては、そのスロットルバルブ24の弁開度を検出し、その検出信号を電子制御装置1に送信するスロットル開度センサ26が設けられている。   A throttle valve 24 that adjusts the amount of intake air into the combustion chamber CC and a throttle valve actuator 25 that opens and closes the throttle valve 24 are disposed downstream of the air flow meter 23 on the intake passage 21. Is provided. The electronic control device 1 according to the first embodiment controls the throttle valve actuator 25 according to the operating conditions and the combustion mode so that the valve opening degree (in other words, the intake air amount) according to the operating conditions is obtained. The valve opening angle of the throttle valve 24 is adjusted. For example, the throttle valve 24 is adjusted so that the intake air amount necessary for achieving an air-fuel ratio corresponding to the operating conditions and the combustion mode is sucked into the combustion chamber CC. The multifuel internal combustion engine is provided with a throttle opening sensor 26 that detects the valve opening of the throttle valve 24 and transmits the detection signal to the electronic control unit 1.

更に、吸気ポート11bはその一端が燃焼室CCに開口しており、その開口部分に当該開口を開閉させる吸気バルブ31が配設されている。その開口の数量は1つでも複数でもよく、その開口毎に吸気バルブ31が配備される。従って、この多種燃料内燃機関においては、その吸気バルブ31を開弁させることによって吸気ポート11bから燃焼室CC内に空気が吸入される一方、その吸気バルブ31を閉弁させることによって燃焼室CC内への空気の流入が遮断される。   Further, one end of the intake port 11b opens to the combustion chamber CC, and an intake valve 31 for opening and closing the opening is disposed at the opening portion. The number of openings may be one or more, and an intake valve 31 is provided for each opening. Therefore, in this multi-fuel internal combustion engine, air is sucked into the combustion chamber CC from the intake port 11b by opening the intake valve 31 and closed in the combustion chamber CC by closing the intake valve 31. Inflow of air to is blocked.

ここで、その吸気バルブ31としては、例えば、図示しない吸気側カムシャフトの回転と弾性部材(弦巻バネ)の弾発力に伴って開閉駆動されるものがある。この種の吸気バルブ31においては、その吸気側カムシャフトとクランクシャフト16の間にチェーンやスプロケット等からなる動力伝達機構を介在させることによってその吸気側カムシャフトをクランクシャフト16の回転に連動させ、予め設定された開閉時期に開閉駆動させる。本実施例1の多種燃料内燃機関においては、このようなクランクシャフト16の回転に同期して開閉駆動される吸気バルブ31を適用する。   Here, as the intake valve 31, for example, there is a valve that is driven to open and close in accordance with the rotation of an intake camshaft (not shown) and the elastic force of an elastic member (string spring). In this type of intake valve 31, by interposing a power transmission mechanism such as a chain or a sprocket between the intake side camshaft and the crankshaft 16, the intake side camshaft is interlocked with the rotation of the crankshaft 16, Open / close drive is performed at a preset opening / closing timing. In the multifuel internal combustion engine of the first embodiment, the intake valve 31 that is opened and closed in synchronization with the rotation of the crankshaft 16 is applied.

但し、この多種燃料内燃機関は、その吸気バルブ31の開閉時期やリフト量を変更可能な所謂可変バルブタイミング&リフト機構等の可変バルブ機構を具備してもよく、これにより、その吸気バルブ31の開閉時期やリフト量を運転条件及び燃焼モードに応じた好適なものへと可変させることができるようになる。更にまた、この多種燃料内燃機関においては、かかる可変バルブ機構と同様の作用効果を得るべく、電磁力を利用して吸気バルブ31を開閉駆動させる所謂電磁駆動弁を利用してもよい。   However, this multi-fuel internal combustion engine may be provided with a variable valve mechanism such as a so-called variable valve timing & lift mechanism that can change the opening / closing timing and lift amount of the intake valve 31. The opening / closing timing and the lift amount can be changed to suitable ones according to the operating conditions and the combustion mode. Furthermore, in this multi-fuel internal combustion engine, a so-called electromagnetically driven valve that opens and closes the intake valve 31 using electromagnetic force may be used in order to obtain the same effect as the variable valve mechanism.

続いて、燃料供給装置50について説明する。この燃料供給装置50は、性状の異なる複数種類の燃料を燃焼室CCに導くものである。本実施例1にあっては、性状の異なる2種類の燃料(第1燃料タンク41Aに貯留された第1燃料F1と第2燃料タンク41Bに貯留された第2燃料F2)を予め所定の燃料混合比率で混合して、その混合燃料を燃焼室CC内に直接噴射させるべく構成したものについて例示する。   Next, the fuel supply device 50 will be described. The fuel supply device 50 guides a plurality of types of fuel having different properties to the combustion chamber CC. In the first embodiment, two types of fuels having different properties (a first fuel F1 stored in the first fuel tank 41A and a second fuel F2 stored in the second fuel tank 41B) are preliminarily stored in a predetermined fuel. An example is shown in which the mixture is mixed at a mixing ratio and the mixed fuel is directly injected into the combustion chamber CC.

具体的に、この燃料供給装置50は、第1燃料F1を第1燃料タンク41Aから吸い上げて第1燃料通路51Aに送出する第1フィードポンプ52Aと、第2燃料F2を第2燃料タンク41Bから吸い上げて第2燃料通路51Bに送出する第2フィードポンプ52Bと、その第1及び第2の燃料通路51A,51Bから各々送られてきた第1及び第2の燃料F1,F2を混ぜ合わせる燃料混合手段53と、この燃料混合手段53にて生成された混合燃料を加圧して高圧燃料通路54に圧送する高圧燃料ポンプ55と、その高圧燃料通路54の混合燃料を夫々の気筒に分配するデリバリ通路56と、このデリバリ通路56から供給された混合燃料を燃焼室CC内に噴射する各気筒の燃料噴射弁57と、を備える。   Specifically, the fuel supply device 50 includes a first feed pump 52A that sucks up the first fuel F1 from the first fuel tank 41A and sends it to the first fuel passage 51A, and a second fuel F2 from the second fuel tank 41B. Fuel mixing for mixing the second feed pump 52B sucked up and sent to the second fuel passage 51B, and the first and second fuels F1 and F2 sent from the first and second fuel passages 51A and 51B, respectively. Means 53, a high-pressure fuel pump 55 for pressurizing and feeding the mixed fuel produced by the fuel mixing means 53 to the high-pressure fuel passage 54, and a delivery passage for distributing the mixed fuel in the high-pressure fuel passage 54 to the respective cylinders 56 and a fuel injection valve 57 for each cylinder for injecting the mixed fuel supplied from the delivery passage 56 into the combustion chamber CC.

この燃料供給装置50においては、その第1フィードポンプ52A,第2フィードポンプ52B及び燃料混合手段53を電子制御装置1に駆動制御させ、これにより、所定の燃料混合比率の混合燃料が燃料混合手段53で生成されるように構成する。例えば、この燃料供給装置50は、その第1フィードポンプ52Aと第2フィードポンプ52Bの夫々の吐出量を電子制御装置1に加減させることによって混合燃料の燃料混合比率を調節してもよく、電子制御装置1の指示に従って燃料混合手段53に第1及び第2の燃料F1,F2の夫々の混合割合を加減させて混合燃料の燃料混合比率を調節してもよい。ここで、その燃料混合比率は、予め設定されている一定値であってもよく、運転条件や燃焼モードに応じて変わる変動値であってもよい。   In this fuel supply device 50, the first feed pump 52A, the second feed pump 52B and the fuel mixing means 53 are driven and controlled by the electronic control device 1, so that the mixed fuel of a predetermined fuel mixing ratio is supplied to the fuel mixing means. 53 to be generated. For example, the fuel supply device 50 may adjust the fuel mixing ratio of the mixed fuel by causing the electronic control device 1 to adjust the discharge amounts of the first feed pump 52A and the second feed pump 52B. The fuel mixing ratio of the mixed fuel may be adjusted by adjusting the mixing ratio of the first and second fuels F1 and F2 in the fuel mixing means 53 in accordance with an instruction from the control device 1. Here, the fuel mixture ratio may be a constant value set in advance, or may be a variable value that varies depending on the operating conditions and the combustion mode.

また、この燃料供給装置50は、その高圧燃料ポンプ55及び燃料噴射弁57を運転条件及び燃焼モードに従って電子制御装置1に駆動制御させ、これにより、その運転条件等に対応させた燃料噴射量,燃料噴射時期及び燃料噴射期間等の燃料噴射条件で上記の生成された混合燃料が噴射されるように構成する。例えば、その電子制御装置1には、その混合燃料を高圧燃料ポンプ55から圧送させ、運転条件等に応じた燃料噴射条件で燃料噴射弁57に噴射を実行させる。   In addition, the fuel supply device 50 causes the electronic control device 1 to drive and control the high-pressure fuel pump 55 and the fuel injection valve 57 in accordance with the operating conditions and the combustion mode, whereby the fuel injection amount corresponding to the operating conditions, The generated mixed fuel is injected under fuel injection conditions such as fuel injection timing and fuel injection period. For example, the electronic control unit 1 causes the mixed fuel to be pumped from the high-pressure fuel pump 55 and causes the fuel injection valve 57 to perform injection under fuel injection conditions corresponding to operating conditions and the like.

そのようにして燃焼室CCに供給された混合燃料は、上述した空気と相俟って燃焼モードに対応する着火モードの着火動作によって燃焼させられる。そして、その燃焼された後の筒内ガスは、燃焼室CCから図1に示す排気ポート11cへと排出される。ここで、この排気ポート11cには、燃焼室CCとの間の開口を開閉させる排気バルブ61が配設されている。その開口の数量は1つでも複数でもよく、その開口毎に上述した排気バルブ61が配備される。従って、この多種燃料内燃機関においては、その排気バルブ61を開弁させることによって燃焼室CC内から排気ポート11cに燃焼後の筒内ガスが排出され、その排気バルブ61を閉弁させることによって筒内ガスの排気ポート11cへの排出が遮断される。   The mixed fuel thus supplied to the combustion chamber CC is burned by the ignition operation in the ignition mode corresponding to the combustion mode in combination with the air described above. The in-cylinder gas after the combustion is discharged from the combustion chamber CC to the exhaust port 11c shown in FIG. Here, an exhaust valve 61 that opens and closes an opening between the exhaust port 11c and the combustion chamber CC is disposed. The number of openings may be one or more, and the exhaust valve 61 described above is provided for each opening. Therefore, in this multi-fuel internal combustion engine, the in-cylinder gas after combustion is discharged from the combustion chamber CC to the exhaust port 11c by opening the exhaust valve 61, and the exhaust valve 61 is closed to close the cylinder. The discharge of the internal gas to the exhaust port 11c is blocked.

ここで、その排気バルブ61としては、上述した吸気バルブ31と同様に、動力伝達機構を介在させたもの、所謂可変バルブタイミング&リフト機構等の可変バルブ機構を具備したものや所謂電磁駆動弁を適用することができる。   Here, as the exhaust valve 61, as in the intake valve 31 described above, a valve with a power transmission mechanism, a valve with a variable valve mechanism such as a so-called variable valve timing & lift mechanism, or a so-called electromagnetically driven valve can be used. Can be applied.

ところで、内燃機関においては、一般に、拡散燃焼モードと火炎伝播燃焼モードとに燃焼モードが大別され、その夫々に対応する着火モードとして圧縮自着火モードと予混合火花点火モードとが用意される。以下においては、それらを一括して燃焼モードと総称し、各々圧縮自着火拡散燃焼モード、予混合火花点火火炎伝播燃焼モードと称する。   By the way, in an internal combustion engine, combustion modes are generally divided into a diffusion combustion mode and a flame propagation combustion mode, and a compression auto-ignition mode and a premixed spark ignition mode are prepared as ignition modes corresponding to the combustion modes. Hereinafter, they are collectively referred to as a combustion mode, and are respectively referred to as a compression autoignition diffusion combustion mode and a premixed spark ignition flame propagation combustion mode.

先ず、圧縮自着火拡散燃焼モードとは、燃焼室CC内に形成された高温の圧縮空気の中に高圧の燃料を噴射することによって燃料の一部を自己着火させ、その燃料と空気を拡散混合させながら燃焼を進行させる燃焼形態のことである。ここで、燃焼室CC内の圧縮空気と燃料は瞬時に混合され難いので、燃料の噴射開始直後においては、所々で空燃比に濃淡が生じてしまう。一方、拡散燃焼させる際には一般的に下記の如き着火性に優れた燃料を使用することが好ましく、そのような着火性の良好な燃料は、全噴射量が噴射し終わるのを待つことなく、燃焼に適した空燃比の部分において自ら発火してしまう。これが為、この圧縮自着火拡散燃焼モードにおいては、燃焼に適した空燃比の部分の燃料が先に自己着火し、これにより形成された火炎が残りの燃料と空気を巻き込みながら徐々に燃焼を進行させる。   First, in the compression auto-ignition diffusion combustion mode, a part of the fuel is self-ignited by injecting high-pressure fuel into the high-temperature compressed air formed in the combustion chamber CC, and the fuel and air are diffusely mixed. This is a combustion mode in which combustion is advanced while being performed. Here, since the compressed air in the combustion chamber CC and the fuel are difficult to be mixed instantaneously, immediately after the start of fuel injection, the air-fuel ratio varies in some places. On the other hand, it is generally preferable to use a fuel having excellent ignitability as described below when performing diffusion combustion, and such a fuel with good ignitability does not have to wait for the entire injection amount to be injected. It will ignite by itself at the air fuel ratio suitable for combustion. For this reason, in this compression self-ignition diffusion combustion mode, the fuel of the air-fuel ratio part suitable for combustion self-ignites first, and the flame formed thereby gradually advances the combustion while entraining the remaining fuel and air. Let

この圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させる為には、通常、発火点が圧縮空気の圧縮熱よりも低い着火性の良好な燃料が必要とされる。例えば、その着火性の良い燃料としては、軽油やジメチルエーテルなどが考えられる。更に、近年、軽油の代替燃料としてGTL(Gas To Liquids)燃料が注目されており、このGTL燃料は、所望の性状のものとして生成し易い。これが為、着火性の良い燃料には、着火性を高めるべく生成されたGTL燃料を使用することもできる。このような着火性の良好な燃料は、圧縮自着火拡散燃焼を可能にするだけでなく、圧縮自着火拡散燃焼モードで運転する際にNOxの発生量を減少させ、更に、燃焼時の騒音や振動を抑えることができる。   In order to operate in this compressed self-ignition diffusion combustion mode, a fuel with good ignitability whose ignition point is lower than the compression heat of compressed air is usually required. For example, light oil or dimethyl ether can be considered as the fuel with good ignitability. Further, in recent years, GTL (Gas To Liquids) fuel has attracted attention as an alternative fuel for light oil, and this GTL fuel is easily produced in a desired property. For this reason, the GTL fuel produced | generated in order to improve ignitability can also be used for fuel with good ignitability. Such a fuel with good ignitability not only enables compression auto-ignition diffusion combustion, but also reduces the amount of NOx generated when operating in the compression auto-ignition diffusion combustion mode. Vibration can be suppressed.

一方、予混合火花点火火炎伝播燃焼モードとは、燃料と空気を予め混ぜ合わせた燃焼室CC内の予混合気に火花点火にて火種を与え、その火種を中心にして火炎を伝播させながら燃焼を進行させる燃焼形態のことである。この予混合火花点火火炎伝播燃焼モードには、均質に混ぜ合わされた予混合気に対して点火を行う均質燃焼や、点火手段の周囲に濃度の高い予混合気を形成すると共に更にその周囲に希薄予混合気を形成し、その濃い予混合気に対して点火を行う成層燃焼などの燃焼形態も含む。   On the other hand, in the premixed spark ignition flame propagation combustion mode, the premixed gas in the combustion chamber CC in which fuel and air are mixed in advance is given a spark by spark ignition, and combustion is performed while propagating the flame around the fire type. It is a combustion form that advances the. In this premixed spark ignition flame propagation combustion mode, homogeneous combustion for igniting a homogeneously mixed premixed gas or a highly concentrated premixed gas is formed around the ignition means, and further, a lean mixture is formed around the premixed spark ignition flame propagation combustion mode. It includes a combustion mode such as stratified combustion in which a premixed gas is formed and ignition is performed on the rich premixed gas.

この予混合火花点火火炎伝播燃焼モードに適している燃料としては、一般に、ガソリンに代表される蒸発性の高い燃料が考えられる。ここで、蒸発性の高い燃料は、空気と混合され易いので、燃料の過濃領域を減少させ、PMやスモーク、NOxや未燃炭化水素(未燃HC)の抑制に寄与する。このような蒸発性の高い燃料としては、ガソリン以外に、蒸発性の高い性状のものとして生成されたGTL燃料やジメチルエーテルなどが知られている。   As a fuel suitable for the premixed spark ignition flame propagation combustion mode, a highly evaporative fuel represented by gasoline is generally considered. Here, since highly evaporable fuel is easily mixed with air, it reduces the fuel rich region and contributes to suppression of PM, smoke, NOx and unburned hydrocarbons (unburned HC). As such highly evaporable fuel, in addition to gasoline, GTL fuel produced as a highly evaporable property, dimethyl ether, and the like are known.

本実施例1の多種燃料内燃機関は、その双方の燃焼モードでの運転を可能にすべく構成する。これが為、本実施例1の多種燃料内燃機関には、予混合火花点火火炎伝播燃焼モードでの運転を可能にする為、予混合気に対して火花点火させる図1に示す点火プラグ71を配設する。この点火プラグ71は、電子制御装置1の指示に従い、予混合火花点火火炎伝播燃焼モード時の運転条件に応じた点火時期になると火花点火を実行する。   The multifuel internal combustion engine of the first embodiment is configured to enable operation in both combustion modes. Therefore, the multifuel internal combustion engine of the first embodiment is provided with the spark plug 71 shown in FIG. 1 for spark ignition of the premixed gas in order to enable operation in the premixed spark ignition flame propagation combustion mode. Set up. The spark plug 71 executes spark ignition when the ignition timing according to the operating condition in the premixed spark ignition flame propagation combustion mode is reached in accordance with the instruction of the electronic control unit 1.

また、本実施例1の電子制御装置1には、燃焼モードを設定する燃焼モード設定手段が用意されている。ここで例示する燃焼モード設定手段には、運転条件(機関回転数及び機関負荷)をパラメータにした図2に示す如き燃焼モードマップデータを利用して、運転条件に応じた最適な燃焼モードを選択させる。例えば、この燃焼モードマップデータは、中高負荷・低回転や高負荷・高回転等の運転条件のときに圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させ、低負荷・低回転や低中負荷・高回転等の運転条件のときに予混合火花点火火炎伝播燃焼モードで運転させるように、予め実験やシミュレーションに基づき設定されたものである。その機関回転数については、図1に示すクランク角センサ17の検出信号から把握することができる。このクランク角センサ17は、クランクシャフト16の回転角度を検出するセンサである。一方、機関負荷については、上述したエアフロメータ23の検出信号から把握することができる。   In addition, the electronic control device 1 of the first embodiment is provided with combustion mode setting means for setting the combustion mode. The combustion mode setting means exemplified here uses the combustion mode map data as shown in FIG. 2 with the operating conditions (engine speed and engine load) as parameters, and selects the optimal combustion mode according to the operating conditions. Let For example, this combustion mode map data can be operated in the compression auto-ignition diffusion combustion mode when operating conditions such as medium / high load / low rotation, high load / high rotation, etc., and low load / low rotation, low medium load / high rotation, etc. This is set in advance based on experiments and simulations so as to operate in the premixed spark ignition flame propagation combustion mode under the above operating conditions. The engine speed can be grasped from the detection signal of the crank angle sensor 17 shown in FIG. The crank angle sensor 17 is a sensor that detects the rotation angle of the crankshaft 16. On the other hand, the engine load can be grasped from the detection signal of the air flow meter 23 described above.

また更に、この電子制御装置1には、その運転条件と燃焼モードに基づいて吸入空気量,燃料混合比率及び燃料噴射条件を設定させる。これらについては、例えば、運転条件(機関回転数及び機関負荷)をパラメータにした燃焼モード毎のマップデータを利用して各々設定する。   Furthermore, the electronic control unit 1 is configured to set the intake air amount, the fuel mixture ratio, and the fuel injection condition based on the operation condition and the combustion mode. These are set, for example, using map data for each combustion mode using operating conditions (engine speed and engine load) as parameters.

ここで、圧縮自着火拡散燃焼モードでの運転の可否については、上述したが如く、燃焼室CC内に導かれる燃料の燃料特性(着火性)に影響される。即ち、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が良好なときには圧縮空気中で自己着火するので拡散燃焼させることができるが、その燃料の着火性が悪いときには自己着火できないので燃焼自体が行われなくなる可能性がある。   Here, whether or not the operation is possible in the compression auto-ignition diffusion combustion mode is affected by the fuel characteristics (ignitability) of the fuel introduced into the combustion chamber CC as described above. That is, when the ignitability of the fuel introduced into the combustion chamber CC is good, self-ignition is performed in compressed air, so that diffusion combustion can be performed. However, when the ignitability of the fuel is poor, self-ignition is not possible, so combustion itself is performed. There is a possibility of disappearing.

尚、燃料の着火性の悪さの度合いによっては自己着火できる場合もある。しかしながら、かかる場合であっても、自己着火の後に失火に至ることがあり、その際に振動や騒音を増大させてしまう。また、着火性の悪い燃料は、所謂ディーゼルノックを引き起こし、燃焼時の振動や騒音を増大させてしまう。   Depending on the degree of poor ignitability of the fuel, self-ignition may occur. However, even in such a case, a misfire may occur after self-ignition, which increases vibration and noise. In addition, fuel with poor ignitability causes so-called diesel knock, which increases vibration and noise during combustion.

ところで、圧縮空気中で燃料を自己着火させる為には、その燃料の着火性の善し悪しだけでなく、その圧縮空気の温度についても重要な要素になる。即ち、燃料の自己着火は高温の圧縮空気とこの圧縮空気の圧縮熱よりも発火点が低温の燃料とによって為し得るものであり、その発火点よりも低温の圧縮空気中では燃料が自己着火されない。   By the way, in order to self-ignite the fuel in the compressed air, not only the ignitability of the fuel but also the temperature of the compressed air becomes an important factor. That is, self-ignition of fuel can be performed by high-temperature compressed air and fuel whose ignition point is lower than the compression heat of the compressed air. In compressed air whose temperature is lower than the ignition point, fuel self-ignition. Not.

このように、燃料の自己着火は、燃料の着火性と圧縮空気の温度との間の相関関係により成り立つ。これが為、自己着火不可能な状況下において燃料の自己着火を実現させる為には、少なくとも燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性の向上(即ち、発火点の低下)又は圧縮空気の温度上昇が必要になる。   Thus, the self-ignition of the fuel is established by the correlation between the ignitability of the fuel and the temperature of the compressed air. Therefore, in order to realize the self-ignition of the fuel in a situation where self-ignition is impossible, at least the improvement of the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC (that is, the reduction of the ignition point) or the increase of the temperature of the compressed air Is required.

ここで示す「燃焼室CC内に導かれる燃料」とは、図1に示す多種燃料内燃機関のように燃料混合手段53で混合された各燃料F1,F2の混合燃料が燃焼室CCへと送られる形態を採っているときにはその混合燃料のことをいい、また、後述する図6に示す多種燃料内燃機関のように各燃料F1,F2が個別に燃焼室CCへと供給される形態を採っているときにはその供給された各燃料F1,F2の全体のことをいう。例えば、ここでは、第1燃料タンク41Aに着火性が良好で蒸発性の悪い燃料(第1燃料F1)を貯留させ、第2燃料タンク41Bに着火性が悪く蒸発性の良好な燃料(第2燃料F2)を貯留させた場合について例示する。かかる場合、燃焼室CC内に導かれる燃料は、第1燃料F1のみが燃焼室CC内に供給されれば着火性が良好で蒸発性の悪い燃料特性となり、第2燃料F2のみが燃焼室CC内に供給されれば着火性が悪く蒸発性の良好な燃料特性となる。一方、燃焼室CC内に導かれる燃料の燃料特性については、その各燃料F1,F2の燃料混合比率に依存して変化する。これが為、かかる場合の燃焼室CC内に導かれる燃料は、例えば、第1燃料F1の燃料混合割合が多ければ着火性が良好で蒸発性の悪い燃料特性となり、第2燃料F2の燃料混合割合が多ければ着火性が悪く蒸発性の良好な燃料特性となる。   The “fuel introduced into the combustion chamber CC” shown here means that the mixed fuel of the fuels F1 and F2 mixed by the fuel mixing means 53 is sent to the combustion chamber CC as in the multi-fuel internal combustion engine shown in FIG. The fuel mixture is referred to as the mixed fuel, and the fuels F1 and F2 are individually supplied to the combustion chamber CC as in the multi-fuel internal combustion engine shown in FIG. When it is, it means the whole of the supplied fuels F1 and F2. For example, here, the first fuel tank 41A stores fuel with good ignitability and poor evaporation (first fuel F1), and the second fuel tank 41B has fuel with low ignitability and good evaporation (second fuel). The case where the fuel F2) is stored will be exemplified. In such a case, if only the first fuel F1 is supplied into the combustion chamber CC, the fuel introduced into the combustion chamber CC has good ignitability and poor evaporation characteristics, and only the second fuel F2 is the combustion chamber CC. If supplied inside, the fuel characteristics are poor in ignitability and good in evaporability. On the other hand, the fuel characteristics of the fuel guided into the combustion chamber CC vary depending on the fuel mixing ratio of the fuels F1 and F2. For this reason, the fuel introduced into the combustion chamber CC in this case has, for example, a fuel characteristic with good ignitability and poor evaporation when the fuel mixing ratio of the first fuel F1 is large, and the fuel mixing ratio of the second fuel F2. If the amount is too large, the flammability is poor and the fuel characteristics are good for evaporation.

本実施例1においては、圧縮空気の温度を上昇させることによって着火性の悪い燃料についても自己着火させるように構成する。   In the first embodiment, the fuel is poorly ignitable by raising the temperature of the compressed air so that the fuel is self-ignited.

ここで、圧縮空気の温度は、通常、ピストン13が上死点に向かうにつれて高くなり、その上死点にて最高温度に達する。更に、吸入空気の温度や燃焼室CCの壁面温度によって圧縮空気の温度は上下動するが、これは、大きな温度差を生じさせるものではなく、また、任意の温度へと制御できるものでもない。従って、圧縮空気は、クランク角度毎の温度が略一定の値を示し、また、その最高温度が実圧縮比によって略一定の温度に決められてしまう。   Here, the temperature of the compressed air usually increases as the piston 13 moves toward the top dead center, and reaches the maximum temperature at the top dead center. Further, although the temperature of the compressed air moves up and down depending on the temperature of the intake air and the wall surface temperature of the combustion chamber CC, this does not cause a large temperature difference and cannot be controlled to an arbitrary temperature. Therefore, the compressed air has a substantially constant value for each crank angle, and the maximum temperature is determined to be a substantially constant temperature by the actual compression ratio.

一方、圧縮空気の温度は、実圧縮比との間においても相関関係があり、実圧縮比が高くなるにつれて最高温度が上昇し、実圧縮比が低くなるにつれて最高温度が低下する。そして、近年においては、実圧縮比を変化させる可変圧縮比機関なるものの存在が知られており、この可変圧縮比機関には実圧縮比を任意の圧縮比に変化させる圧縮比可変手段が配備されている。この圧縮比可変手段は、如何様な構造や態様のものであってもよいが、例えば、電子制御装置1の駆動制御指令に従ってピストン13の上死点位置を任意に変化させ、これにより実圧縮比を変化させる構造のものが一例として考えられる。例えば、この種の圧縮比可変手段としては、長さを伸縮し得る構造のコネクティングロッドと、このコネクティングロッドを伸縮させるリンク機構と、このリンク機構を駆動制御する電動モータと、を備えた可変圧縮比機構(前述した特許文献2)が知られている。   On the other hand, the temperature of the compressed air has a correlation with the actual compression ratio, and the maximum temperature increases as the actual compression ratio increases, and the maximum temperature decreases as the actual compression ratio decreases. In recent years, the existence of a variable compression ratio engine that changes the actual compression ratio is known, and this variable compression ratio engine is provided with a compression ratio variable means that changes the actual compression ratio to an arbitrary compression ratio. ing. The compression ratio variable means may have any structure or form. For example, the top dead center position of the piston 13 is arbitrarily changed in accordance with the drive control command of the electronic control unit 1, and the actual compression is thereby performed. A structure that changes the ratio is considered as an example. For example, as this type of compression ratio variable means, a variable compression provided with a connecting rod having a structure capable of expanding and contracting the length, a link mechanism for expanding and contracting the connecting rod, and an electric motor for driving and controlling the link mechanism. A ratio mechanism (Patent Document 2 described above) is known.

従って、そのような圧縮比可変手段を設けることによって実圧縮比を高めることができるようになり、これにより、圧縮空気の最高温度やクランク角度毎の温度を実圧縮比の変更前よりも上昇させることができる。そして、発火点が高く実圧縮比の変更前に自己着火不可能であった燃料については、変更後に上昇した圧縮空気の温度が燃料の発火点よりも高温になっていれば、その圧縮空気中で自己着火させることができるようになる。また、元々自己着火は可能であったが着火性に劣っていた燃料については、失火やディーゼルノックを発生させることなく正常な拡散燃焼を行わせることができるようになる。   Accordingly, the actual compression ratio can be increased by providing such a compression ratio variable means, and thereby, the maximum temperature of the compressed air and the temperature for each crank angle are increased more than before the change of the actual compression ratio. be able to. For fuel that has a high ignition point and was not capable of self-ignition before the change in the actual compression ratio, if the temperature of the compressed air that has risen after the change is higher than the ignition point of the fuel, To be able to self-ignite. In addition, fuel that was originally self-ignitable but inferior in ignitability can be subjected to normal diffusion combustion without causing misfire or diesel knock.

そこで、本実施例1の多種燃料内燃機関においては、上記のような圧縮比可変手段81を設けると共に、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性の良否を検出する燃料特性検出手段とその着火性の良否に応じて圧縮比可変手段81を駆動制御する圧縮比制御手段とを電子制御装置1に設ける。   Therefore, in the multi-fuel internal combustion engine of the first embodiment, the above-described compression ratio variable means 81 is provided, the fuel characteristic detecting means for detecting the quality of the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC, and its ignition. The electronic control device 1 is provided with a compression ratio control means for driving and controlling the compression ratio variable means 81 in accordance with the quality.

先ず、燃料特性検出手段について説明する。   First, the fuel characteristic detecting means will be described.

燃料の着火性については、その良否を指数化した指数値(以下、「着火性指数値」という。)Pcを用いて表すことができる。これが為、本実施例1の燃料特性検出手段には、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性指数値Pcを検出させ、基準となる着火性判断時の閾値(以下、「着火性判断基準値」という。)Pc0との比較により着火性の良否を判断させる。ここでは、その着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0との差が拡がれば拡がる程、燃料の着火性が良く又は悪くなっていく。   The ignitability of the fuel can be expressed using an index value obtained by indexing the quality (hereinafter referred to as “ignitability index value”) Pc. For this reason, the fuel characteristic detecting means of the first embodiment detects the ignitability index value Pc of the fuel introduced into the combustion chamber CC, and a threshold value (hereinafter referred to as “ignitability determination criterion”) as a reference ignitability determination. The value is referred to as “value”.) The ignition quality is judged by comparison with Pc0. Here, as the difference between the ignitability index value Pc and the ignitability determination reference value Pc0 increases, the ignitability of the fuel becomes better or worse.

ここで、その着火性判断基準値Pc0としては、例えば、基準圧縮比のときの圧縮空気中で自己着火させることのできる燃料の着火性指数値を設定する。その基準圧縮比は、設定頻度の高い圧縮比や可変範囲内における中間の圧縮比等のように、基準として定めることの可能な圧縮比のことをいう。また、そのような自己着火可能な燃料が複数種類存在する場合には、例えば、その燃料の当該機関における使用頻度、その燃料の入手し易さや性状安定性等を考慮して、最適な燃料の着火性指数値を着火性判断基準値Pc0に設定すればよい。   Here, as the ignitability determination reference value Pc0, for example, an ignitability index value of fuel that can be self-ignited in compressed air at the reference compression ratio is set. The reference compression ratio refers to a compression ratio that can be determined as a reference, such as a compression ratio with a high setting frequency or an intermediate compression ratio within a variable range. In addition, when there are multiple types of such self-ignitable fuels, for example, considering the frequency of use of the fuel in the engine, availability of the fuel, stability of properties, etc. The ignitability index value may be set to the ignitability determination reference value Pc0.

具体的に、着火性指数値Pcとしては、燃料のセタン価や拡散燃焼時の着火遅れ期間を利用することができる。   Specifically, as the ignitability index value Pc, a cetane number of fuel or an ignition delay period during diffusion combustion can be used.

例えば、燃料のセタン価は、給油時に燃料特性検出手段が認識した夫々の燃料F1,F2の性状から把握可能である。しかしながら、本実施例1にあっては、その夫々の燃料F1,F2が燃料混合手段53において所定の燃料混合比率で混合された後に燃焼室CCへと送られるので、その燃料混合比率も考慮しなければ燃焼室CC内に導かれる燃料(混合燃料)の正確なセタン価を把握することができない。これが為、本実施例1の燃料特性検出手段には、夫々の燃料F1,F2のセタン価とこれらの燃料混合比率に基づいて燃焼室CC内に導かれる燃料(混合燃料)のセタン価を算出させる。尚、給油時に燃料特性検出手段が取得する夫々の燃料F1,F2のセタン価については、例えば、給油作業者に各燃料F1,F2の性状を入力させる入力装置を車輌に設けて認識させてもよく、給油燃料の種別や性状、給油量等の給油情報を給油設備から車輌に夫々の通信装置を介して送受信させることで認識させてもよい。かかる場合には、着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0よりも大きくなっていれば、燃料のセタン価が基準のセタン価よりも大きくなっているので、その燃料の着火性が基準の着火性よりも良好になっていることを表す。一方、着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0よりも小さくなっているときには、燃料のセタン価が基準のセタン価よりも小さくなっているので、その燃料の着火性が基準の着火性よりも悪化していることを表す。   For example, the cetane number of the fuel can be grasped from the properties of the respective fuels F1 and F2 recognized by the fuel characteristic detecting means at the time of refueling. However, in the first embodiment, the respective fuels F1 and F2 are mixed in the fuel mixing means 53 at a predetermined fuel mixing ratio and then sent to the combustion chamber CC. Therefore, the fuel mixing ratio is also taken into consideration. Without it, it is impossible to grasp the exact cetane number of the fuel (mixed fuel) introduced into the combustion chamber CC. For this reason, the fuel characteristic detecting means of the first embodiment calculates the cetane number of the fuel (mixed fuel) introduced into the combustion chamber CC based on the cetane numbers of the respective fuels F1 and F2 and the fuel mixture ratio thereof. Let The cetane number of each of the fuels F1 and F2 acquired by the fuel characteristic detecting means at the time of refueling may be recognized by, for example, providing a vehicle with an input device for inputting the properties of the fuels F1 and F2. It is also possible to recognize fuel supply information such as the type and properties of the fuel supply fuel, the amount of fuel supply, and the like by transmitting and receiving the information from the fuel supply facility to the vehicle via each communication device. In this case, if the ignitability index value Pc is larger than the ignitability determination reference value Pc0, the cetane number of the fuel is larger than the reference cetane number. It shows that it is better than the ignitability. On the other hand, when the ignitability index value Pc is smaller than the ignitability determination reference value Pc0, the cetane number of the fuel is smaller than the reference cetane number, so that the ignitability of the fuel is higher than the reference ignitability. It also shows that it is getting worse.

また、拡散燃焼時の着火遅れ期間については、拡散燃焼時に図1に示す燃焼圧センサ18から検出することができる。この場合には、着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0の大小関係の意味(Pc>Pc0であれば着火性良好、Pc<Pc0であれば着火性悪化)を便宜上上記セタン価のときと共通にする為に、検出された着火遅れ期間の逆数を着火性指数値Pcとする。かかる場合には、着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0よりも大きくなっていれば、着火遅れ期間が基準の着火遅れ期間よりも短くなっているので、その燃料の着火性が基準の着火性よりも良好になっていることを表す。一方、着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0よりも小さくなっているときには、着火遅れ期間が基準の着火遅れ期間よりも長くなっているので、燃料の着火性が基準の着火性よりも悪化していることを表す。尚、その着火遅れ期間は、着火時期を光学的に検出する着火時期センサ(図示略)の検出信号や、クランク角速度の変動を検知した際のクランク角センサ17の検出信号から検出してもよい。   Further, the ignition delay period during diffusion combustion can be detected from the combustion pressure sensor 18 shown in FIG. 1 during diffusion combustion. In this case, the meaning of the magnitude relationship between the ignitability index value Pc and the ignitability judgment reference value Pc0 (when Pc> Pc0, the ignitability is good, and when Pc <Pc0, the ignitability is deteriorated) is the above cetane number for convenience. Therefore, the reciprocal of the detected ignition delay period is set as an ignitability index value Pc. In such a case, if the ignitability index value Pc is larger than the ignitability determination reference value Pc0, the ignition delay period is shorter than the reference ignition delay period, so that the ignitability of the fuel is the reference. It shows that it is better than the ignitability. On the other hand, when the ignitability index value Pc is smaller than the ignitability determination reference value Pc0, since the ignition delay period is longer than the reference ignition delay period, the fuel ignitability is higher than the reference ignitability. Indicates that it is getting worse. The ignition delay period may be detected from a detection signal of an ignition timing sensor (not shown) that optically detects the ignition timing, or a detection signal of the crank angle sensor 17 when a change in crank angular velocity is detected. .

続いて、圧縮比制御手段について説明する。   Subsequently, the compression ratio control means will be described.

本実施例1の圧縮比制御手段は、実圧縮比が燃料の着火性に応じた最適な圧縮比となるように圧縮比可変手段81を駆動制御する電子制御装置1の制御機能である。   The compression ratio control means of the first embodiment is a control function of the electronic control unit 1 that drives and controls the compression ratio variable means 81 so that the actual compression ratio becomes an optimum compression ratio according to the ignitability of the fuel.

この圧縮比制御手段は、上述した実圧縮比と圧縮空気の温度との関係性に基づいて、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が悪化していれば、実圧縮比が高くなるように圧縮比可変手段81を駆動制御して圧縮空気の温度を上昇させる。ここでは、着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0よりも小さく且つこれらの差が拡大すればする程に着火性が悪化していくので、例えば、燃料の着火性(Pc−Pc0)に対応する目標圧縮比を予め定めた圧縮比設定マップデータを利用して、その着火性の悪化につれて実圧縮比が基準圧縮比よりも高くなっていくように駆動制御させる。   The compression ratio control means is configured to increase the actual compression ratio if the ignitability of the fuel introduced into the combustion chamber CC is deteriorated based on the relationship between the actual compression ratio and the temperature of the compressed air. Then, the compression ratio variable means 81 is driven and controlled to increase the temperature of the compressed air. Here, as the ignitability index value Pc is smaller than the ignitability determination reference value Pc0 and the difference between them increases, the ignitability deteriorates. For example, the ignitability of the fuel (Pc−Pc0) is increased. Using the compression ratio setting map data in which the corresponding target compression ratio is determined in advance, drive control is performed so that the actual compression ratio becomes higher than the reference compression ratio as the ignitability deteriorates.

一方、多種燃料内燃機関においては、高圧縮比化に伴って機械損失や最大筒内圧Pmaxが増大してしまうので、機関出力等の機関性能や燃費性能を悪化させてしまう可能性がある。そこで、本実施例1の圧縮比制御手段は、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が良好であれば、実圧縮比が低くなるように圧縮比可変手段81を駆動制御して機械損失や最大筒内圧Pmaxの増大を防がせる。ここでは、着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0よりも大きく且つこれらの差が拡大すればする程に着火性が良くなっていくので、例えば、上記の圧縮比設定マップデータを利用して、その着火性が良くなるにつれて実圧縮比が基準圧縮比よりも低くなっていくように駆動制御させる。   On the other hand, in a multi-fuel internal combustion engine, the mechanical loss and the maximum in-cylinder pressure Pmax increase with the increase in the compression ratio, which may deteriorate engine performance such as engine output and fuel efficiency. Therefore, the compression ratio control means of the first embodiment drives the compression ratio variable means 81 so that the actual compression ratio is low if the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC is good, and mechanical loss is caused. And increase in the maximum in-cylinder pressure Pmax can be prevented. Here, as the ignitability index value Pc is larger than the ignitability determination reference value Pc0 and the difference between them increases, the ignitability becomes better. For example, the above compression ratio setting map data is used. Thus, the drive control is performed so that the actual compression ratio becomes lower than the reference compression ratio as the ignitability improves.

例えば、この圧縮比制御手段は、圧縮比可変手段81が上述した可変圧縮比機構である場合、所望の圧縮比を実現させるピストン13の上死点位置になるまで、リンク機構を電動モータの駆動力で作動させてコネクティングロッド15を伸縮させる。この場合、この圧縮比制御手段は、例えば、圧縮比とリンク機構の作動量や電動モータの駆動方向及び駆動時間等とをパラメータにしたマップデータを利用して、所望の圧縮比になるようピストン13の上死点位置を移動させる。   For example, when the compression ratio variable means 81 is the variable compression ratio mechanism described above, this compression ratio control means drives the link mechanism until the top dead center position of the piston 13 that realizes a desired compression ratio is reached. The connecting rod 15 is expanded and contracted by force. In this case, the compression ratio control means uses, for example, map data with parameters such as the compression ratio and the operation amount of the link mechanism, the driving direction and the driving time of the electric motor, and the like so as to obtain a desired compression ratio. 13 Move the top dead center position.

以下に、本実施例1の電子制御装置1の圧縮比変更制御動作の一例を図3のフローチャートに基づき説明する。   Hereinafter, an example of the compression ratio change control operation of the electronic control unit 1 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ず、本実施例1の電子制御装置1は、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性指数値Pcを燃料特性検出手段によって上記の如くして検出し(ステップST5)、更に、RAM等に記憶されている着火性指数値Pc1を呼び出す(ステップST10)。   First, the electronic control unit 1 according to the first embodiment detects the ignitability index value Pc of the fuel introduced into the combustion chamber CC as described above by the fuel characteristic detecting means (step ST5), and further in the RAM or the like. The stored ignitability index value Pc1 is called (step ST10).

このステップST10で呼び出した着火性指数値Pc1とは、圧縮比変更制御を前回行ったときにステップST5で検出された着火性指数値Pcのことをいう。従って、本実施例1の電子制御装置1は、ステップST5で着火性指数値Pcを検出した後、この着火性指数値Pcを着火性指数値Pc1としてRAM等に記憶させる。この着火性指数値Pc1については、ステップST5の演算処理が行われる度に新しく検出された着火性指数値Pcへと書き替える。   The ignitability index value Pc1 called in step ST10 means the ignitability index value Pc detected in step ST5 when the compression ratio change control was performed last time. Therefore, after detecting the ignitability index value Pc in step ST5, the electronic control unit 1 according to the first embodiment stores the ignitability index value Pc in the RAM or the like as the ignitability index value Pc1. The ignitability index value Pc1 is rewritten to the newly detected ignitability index value Pc every time the calculation process of step ST5 is performed.

本実施例1の電子制御装置1は、今回の着火性指数値Pcと前回の着火性指数値Pc1とを比較して、これらが同一の値であるか否か判定する(ステップST15)。   The electronic control unit 1 according to the first embodiment compares the current ignitability index value Pc with the previous ignitability index value Pc1, and determines whether or not they are the same value (step ST15).

ここで、これらが同一の値を示しているということは、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が前回の圧縮比変更制御時から変化していないということを表している。これが為、今回の着火性指数値Pcと前回の着火性指数値Pc1とが同じ値になっているときには現状の圧縮比から変更する必要がなく、従って、本実施例1の電子制御装置1は、この圧縮比変更制御を一端終了させる。   Here, the fact that they indicate the same value indicates that the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC has not changed since the previous compression ratio change control. Therefore, when the current ignitability index value Pc and the previous ignitability index value Pc1 are the same value, there is no need to change from the current compression ratio. The compression ratio change control is once terminated.

一方、今回の着火性指数値Pcと前回の着火性指数値Pc1とが異なる値になっているときには、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が前回の圧縮比変更制御時から変わっているということを表している。これが為、本実施例1の電子制御装置1は、その燃料の着火性に応じた最適な圧縮比へと変更させる為に、先ず、この多種燃料内燃機関の機関回転数Neと機関負荷Klを検出する(ステップST20)。そして、この電子制御装置1の燃焼モード設定手段は、その機関回転数Neと機関負荷Kl(現在の運転条件)を例えば図2に示す燃焼モードマップデータに照らし合わせて、その運転条件に最適な燃焼モードを選択する(ステップST25)。   On the other hand, when the current ignitability index value Pc and the previous ignitability index value Pc1 are different from each other, the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC has changed since the previous compression ratio change control. It represents that. For this reason, the electronic control unit 1 according to the first embodiment first determines the engine speed Ne and the engine load Kl of this multi-fuel internal combustion engine in order to change the compression ratio to the optimum according to the ignitability of the fuel. It detects (step ST20). Then, the combustion mode setting means of the electronic control unit 1 compares the engine rotational speed Ne and the engine load Kl (current operating conditions) with, for example, the combustion mode map data shown in FIG. A combustion mode is selected (step ST25).

ここで、この電子制御装置1は、そのステップST25にて圧縮自着火拡散燃焼モードを選択した場合、上記ステップST5で検出された着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0とを燃料特性検出手段に比較させる(ステップST30)。   Here, when the compression auto-ignition diffusion combustion mode is selected in step ST25, the electronic control unit 1 detects the ignitability index value Pc and the ignitability determination reference value Pc0 detected in step ST5 as fuel characteristic detection. The means is compared (step ST30).

そして、その結果、着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0と同じ値になっていれば、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が基準として定めた着火性と同じであると燃料特性検出手段によって判定されるので、この電子制御装置1の圧縮比制御手段は、圧縮比可変手段81に駆動制御指令を送って実圧縮比を基準圧縮比へと変更させる(ステップST35)。   As a result, if the ignitability index value Pc is the same value as the ignitability determination reference value Pc0, the ignitability of the fuel led into the combustion chamber CC is the same as the ignitability determined as a reference. Since it is determined by the characteristic detection means, the compression ratio control means of the electronic control unit 1 sends a drive control command to the compression ratio variable means 81 to change the actual compression ratio to the reference compression ratio (step ST35).

また、上記ステップST30にて着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0よりも小さければ、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が基準の着火性よりも悪いと燃料特性検出手段によって判定されるので、その圧縮比制御手段は、圧縮比可変手段81に駆動制御指令を送って実圧縮比を基準圧縮比よりも高い圧縮比へと変更させる(ステップST40)。ここで、このときの着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0との差が大きくなればなるほど燃料の着火性は悪くなるので、圧縮比制御手段は、上述したが如く、その差が大きくなるにつれて実圧縮比が高くなっていくように圧縮比可変手段81を駆動制御する。   If the ignitability index value Pc is smaller than the ignitability determination reference value Pc0 in step ST30, the fuel characteristic detection means determines that the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC is worse than the reference ignitability. Therefore, the compression ratio control means sends a drive control command to the compression ratio variable means 81 to change the actual compression ratio to a compression ratio higher than the reference compression ratio (step ST40). Here, as the difference between the ignitability index value Pc and the ignitability determination reference value Pc0 at this time increases, the ignitability of the fuel deteriorates. Therefore, as described above, the compression ratio control means has a large difference. As the actual compression ratio increases, the compression ratio variable means 81 is driven and controlled.

一方、上記ステップST30にて着火性指数値Pcが着火性判断基準値Pc0よりも大きければ、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が基準の着火性よりも良好であると燃料特性検出手段によって判定されるので、その圧縮比制御手段は、圧縮比可変手段81に駆動制御指令を送って実圧縮比を基準圧縮比よりも低い圧縮比へと変更させる(ステップST45)。ここで、このときの着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0との差が大きくなればなるほど燃料の着火性は良くなるので、圧縮比制御手段は、上述したが如く、その差が大きくなるにつれて実圧縮比が低くなっていくように圧縮比可変手段81を駆動制御する。   On the other hand, if the ignitability index value Pc is larger than the ignitability determination reference value Pc0 in step ST30, the fuel characteristic detecting means indicates that the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC is better than the reference ignitability. Therefore, the compression ratio control means sends a drive control command to the compression ratio variable means 81 to change the actual compression ratio to a compression ratio lower than the reference compression ratio (step ST45). Here, the larger the difference between the ignitability index value Pc and the ignitability determination reference value Pc0 at this time, the better the ignitability of the fuel. Therefore, as described above, the compression ratio control means has a large difference. As the actual compression ratio decreases, the compression ratio variable means 81 is driven and controlled so that the actual compression ratio becomes lower.

ところで、本実施例1の電子制御装置1は、上記ステップST25にて圧縮自着火拡散燃焼モード以外の他の燃焼モードを選択した場合、その燃焼モードに応じた圧縮比を選択すると共に、その圧縮比となるように圧縮比可変手段81を駆動制御する(ステップST50)。   By the way, when the electronic control unit 1 according to the first embodiment selects a combustion mode other than the compression auto-ignition diffusion combustion mode in step ST25, the electronic control unit 1 selects a compression ratio corresponding to the combustion mode and the compression. The compression ratio variable means 81 is driven and controlled so that the ratio becomes equal (step ST50).

例えば、本実施例1の多種燃料内燃機関においては、圧縮自着火拡散燃焼モード以外の燃焼モードとして予混合火花点火火炎伝播燃焼モードが用意されている。しかしながら、この予混合火花点火火炎伝播燃焼モードで運転させる際には、圧縮比が高くなるにつれて、特に高負荷域で異常燃焼によるノッキングが発生し易くなる。一方、そのようなノッキングは、耐ノック性に優れた燃料(例えば、レギュラーガソリンに対するハイオクガソリン)を使用することによって抑制することができる。   For example, in the multifuel internal combustion engine of the first embodiment, a premixed spark ignition flame propagation combustion mode is prepared as a combustion mode other than the compression autoignition diffusion combustion mode. However, when operating in this premixed spark ignition flame propagation combustion mode, knocking due to abnormal combustion is likely to occur, particularly in the high load region, as the compression ratio increases. On the other hand, such knocking can be suppressed by using a fuel excellent in knock resistance (for example, high-octane gasoline relative to regular gasoline).

そこで、ステップST25にて予混合火花点火火炎伝播燃焼モードが選択された場合には、例えば、燃焼室CC内に導かれる燃料の耐ノック性に応じて実圧縮比が変更されるように圧縮比制御手段を構成する。かかる場合、その燃料の耐ノック性が基準の耐ノック性よりも優れていれば実圧縮比を高くし、その燃料の耐ノック性が基準の耐ノック性よりも劣っていれば実圧縮比を低くする。これにより、耐ノック性が良好なときには、ノッキングの発生を抑えつつ実圧縮比を高くすることができるので、この圧縮比の上昇に伴い熱効率が向上して高トルク化及び高出力化を図ることができる。また、耐ノック性が悪いときには、実圧縮比を下げることによってノッキングの発生を抑えることができる。   Therefore, when the premixed spark ignition flame propagation combustion mode is selected in step ST25, for example, the compression ratio is changed so that the actual compression ratio is changed according to the knock resistance of the fuel guided into the combustion chamber CC. The control means is configured. In such a case, if the knock resistance of the fuel is superior to the standard knock resistance, the actual compression ratio is increased, and if the knock resistance of the fuel is inferior to the standard knock resistance, the actual compression ratio is increased. make low. As a result, when the knock resistance is good, the actual compression ratio can be increased while suppressing the occurrence of knocking. Therefore, as the compression ratio is increased, the thermal efficiency is improved to achieve higher torque and higher output. Can do. When knock resistance is poor, the occurrence of knocking can be suppressed by reducing the actual compression ratio.

ここで、耐ノック性については、燃料のオクタン価から把握することができる。この場合、そのオクタン価が耐ノック性指数値となり、前述したセタン価の場合と同様にして検出させる。また、この耐ノック性については、ノックセンサ(図示略)の検出信号に基づき行われるノック制御時のトレースノック点火時期の情報を利用しても把握することができる。この場合、そのノック制御時のトレースノック点火時期と基準点火時期との関係が耐ノック性指数値となり、例えば、指標となる良好な耐ノック性を発揮する燃料で良好な予混合火花点火火炎伝播燃焼が行われているときの上記の関係を耐ノック性判断基準値として設定する。   Here, the knock resistance can be grasped from the octane number of the fuel. In this case, the octane number becomes a knock resistance index value, and is detected in the same manner as in the case of the cetane number described above. The knock resistance can also be grasped by using information on the trace knock ignition timing at the time of knock control performed based on a detection signal of a knock sensor (not shown). In this case, the relationship between the trace knock ignition timing at the time of knock control and the reference ignition timing becomes the knock resistance index value, for example, good premixed spark ignition flame propagation with fuel exhibiting good knock resistance as an index. The above relationship when combustion is being performed is set as a knock resistance criterion value.

以上示した本実施例1の多種燃料内燃機関においては、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が悪いときに圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させる場合、その着火性が悪い程に実圧縮比を高くしていく。これが為、この多種燃料内燃機関によれば、その燃料の着火性が悪い程に燃焼室CC内の圧縮空気の温度が上昇していくので、着火性の悪い燃料でも圧縮空気中で自己着火し易くなる。従って、この多種燃料内燃機関においては、圧縮自着火拡散燃焼モードでの運転が可能になり、また、圧縮自着火拡散燃焼時に失火やディーゼルノックが引き起こされなくなるので、燃焼時の騒音や振動の増大を防ぐことができるようになる。   In the multi-fuel internal combustion engine of the first embodiment shown above, when operating in the compression self-ignition diffusion combustion mode when the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC is poor, the actual compression is so bad that the ignitability is poor. Increase the ratio. For this reason, according to this multi-fuel internal combustion engine, the temperature of the compressed air in the combustion chamber CC rises as the ignitability of the fuel becomes worse, so even the fuel with poor ignitability self-ignites in the compressed air. It becomes easy. Therefore, this multi-fuel internal combustion engine can be operated in the compression auto-ignition diffusion combustion mode, and misfires and diesel knocks are not caused at the time of compression auto-ignition diffusion combustion, thus increasing noise and vibration during combustion. Will be able to prevent.

また、この多種燃料内燃機関においては、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が良いときに圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させる場合、その着火性が良い程に実圧縮比を低くしていく。これが為、この多種燃料内燃機関によれば、機械損失が低減され且つ最大筒内圧Pmaxが低下するので、機関性能や燃費性能を向上させることができる。   Further, in this multi-fuel internal combustion engine, when operating in the compression auto-ignition diffusion combustion mode when the ignitability of the fuel led into the combustion chamber CC is good, the actual compression ratio is lowered so that the ignitability is good. Go. For this reason, according to the multifuel internal combustion engine, mechanical loss is reduced and the maximum in-cylinder pressure Pmax is reduced, so that the engine performance and fuel efficiency can be improved.

このように、本実施例1の多種燃料内燃機関よれば、燃焼室内に導かれる燃料の着火性に応じて実圧縮比を可変させることで良好な圧縮自着火運転を行うことができるようになる。   As described above, according to the multifuel internal combustion engine of the first embodiment, it is possible to perform a good compression ignition operation by changing the actual compression ratio according to the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber. .

ところで、本実施例1の多種燃料内燃機関においては実圧縮比を変更する為に圧縮比可変手段81を配備しているが、例えば、前述した可変バルブ機構を具備する場合には、これを圧縮比可変手段81として利用してもよい。この場合、圧縮比制御手段は、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性に応じて吸気バルブ31の閉弁時期を変化させることによって実圧縮比の変更を実行させる。ここでは、吸気バルブ31が早閉じされれば実圧縮比が低くなり、遅閉じされれば実圧縮比が高くなる。   By the way, in the multifuel internal combustion engine of the first embodiment, the compression ratio variable means 81 is provided to change the actual compression ratio. For example, when the variable valve mechanism described above is provided, the compression ratio variable means 81 is compressed. The ratio variable means 81 may be used. In this case, the compression ratio control means changes the actual compression ratio by changing the valve closing timing of the intake valve 31 in accordance with the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC. Here, if the intake valve 31 is closed early, the actual compression ratio becomes low, and if the intake valve 31 is closed late, the actual compression ratio becomes high.

本発明に係る多種燃料内燃機関の実施例2を図4及び図5に基づいて説明する。   Second Embodiment A multifuel internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

一般に、内燃機関は、圧縮比を高めることによって熱効率が向上するので高トルク化及び高出力化を図ることができる。これが為、前述した実施例1の多種燃料内燃機関においては、燃料の着火性が悪いときに圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させる場合、実圧縮比が高く変更されるので高トルク化及び高出力化が図れる。   In general, the internal combustion engine has improved thermal efficiency by increasing the compression ratio, and therefore can achieve higher torque and higher output. For this reason, in the multi-fuel internal combustion engine of the first embodiment described above, when operating in the compression auto-ignition diffusion combustion mode when the ignitability of the fuel is poor, the actual compression ratio is changed to a high value, so high torque and high output are achieved. Can be achieved.

一方、この実施例1の多種燃料内燃機関において燃料の着火性が良好なときに圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させる場合には、実圧縮比を低く変更して機械損失や最大筒内圧Pmaxの減少に伴う機関出力等の機関性能の向上を図っているが、大方の場合、その向上代以上に熱効率の低下に伴う機関性能低下の影響が強くなる。   On the other hand, when the multi-fuel internal combustion engine of the first embodiment is operated in the compression auto-ignition diffusion combustion mode when the ignitability of the fuel is good, the actual compression ratio is changed to a low value to reduce the mechanical loss and the maximum in-cylinder pressure Pmax. Improvements in engine performance such as engine output due to the decrease are made, but in most cases, the effect of the decrease in engine performance due to the decrease in thermal efficiency becomes stronger than the improvement cost.

そこで、本実施例2の多種燃料内燃機関は、実施例1の多種燃料内燃機関において排気ターボ過給機や電動機付過給機(所謂スーパーチャージャー)等の過給装置を配備することで機関性能の向上を図る。ここでは、図4に示す如く排気ターボ過給機90を設けた場合について例示するが、その排気ターボ過給機90に替えて電動機付過給機を設けてもよく、その排気ターボ過給機90と共に電動機付過給機も設けてもよい。   Therefore, the multifuel internal combustion engine of the second embodiment is provided with a supercharger such as an exhaust turbocharger or a supercharger with an electric motor (so-called supercharger) in the multifuel internal combustion engine of the first embodiment. To improve. Here, the case where the exhaust turbocharger 90 is provided as shown in FIG. 4 is illustrated, but a supercharger with an electric motor may be provided instead of the exhaust turbocharger 90, and the exhaust turbocharger is provided. A supercharger with an electric motor may be provided together with 90.

本実施例2の排気ターボ過給機90は、吸気通路21と排気通路101との間に配備され、その排気通路101上に配置したタービン91と、このタービン91と同期して回転する回転軸92と、この回転軸92を介してタービン91と共に回転する吸気通路21上のコンプレッサ93と、を備えている。これにより、この排気ターボ過給機90は、排気ガスのエネルギを利用してタービン91及びコンプレッサ93が回転され、そのコンプレッサ93で過給された大量の空気を燃焼室CC内へと強制的に供給して高トルク化及び高出力化を図る。   The exhaust turbocharger 90 according to the second embodiment is disposed between the intake passage 21 and the exhaust passage 101, a turbine 91 disposed on the exhaust passage 101, and a rotating shaft that rotates in synchronization with the turbine 91. 92 and a compressor 93 on the intake passage 21 that rotates together with the turbine 91 via the rotating shaft 92. As a result, the exhaust turbocharger 90 uses the energy of the exhaust gas to rotate the turbine 91 and the compressor 93 and forcibly supplies a large amount of air supercharged by the compressor 93 into the combustion chamber CC. Supply high torque and high output.

ここで、本実施例2においても、実施例1の多種燃料内燃機関と同様に、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性の善し悪しに応じて実圧縮比を変更させる。これが為、燃料の着火性が良好なときの圧縮自着火拡散燃焼モード運転時に良好な機関性能となるべく排気ターボ過給機90の過給圧を設定すると、実圧縮比が高められる燃料の着火性が悪いときの圧縮自着火拡散燃焼モード運転時には、過剰な過給効果によって機関本体が破損してしまう虞がある。即ち、排気ターボ過給機90で過給空気を燃焼室CC内に供給するということは実圧縮比を高めることと同じ意味を為すので、過度の高圧縮比化によって機関本体に負担が掛かり破損する可能性がある。   Here, also in the second embodiment, as in the multifuel internal combustion engine of the first embodiment, the actual compression ratio is changed according to the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC. For this reason, when the supercharging pressure of the exhaust turbocharger 90 is set so as to achieve good engine performance during the compression self-ignition diffusion combustion mode operation when the fuel ignitability is good, the ignitability of the fuel that can increase the actual compression ratio. When the compression autoignition diffusion combustion mode operation is performed when the engine is bad, the engine body may be damaged due to an excessive supercharging effect. In other words, supplying the supercharged air into the combustion chamber CC with the exhaust turbocharger 90 has the same meaning as increasing the actual compression ratio, so the engine body is overloaded and damaged by excessively high compression ratio. there's a possibility that.

従って、本実施例2においては、多種燃料内燃機関の圧縮比に応じて、換言すれば燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性の善し悪しに応じて、最適な過給圧へと変化させる過給圧制御手段を電子制御装置1に設ける。具体的には、例えば、基準圧縮比のとき{基準の着火性のとき(Pc=Pc0)}に機関性能と耐久性の均衡を取ることが可能な基準となる過給圧の上限値(以下、「基準過給圧上限値」という。)を設定して、その基準圧縮比よりも高圧縮比のとき{着火性が悪いとき(Pc<Pc0))}には過給圧上限値を基準過給圧上限値よりも低く設定させ、その基準圧縮比よりも低圧縮比のとき{着火性が良好なとき(Pc>Pc0))}には過給圧上限値を基準過給圧上限値よりも高く設定させる。   Therefore, in the second embodiment, the supercharging pressure is changed to the optimum supercharging pressure in accordance with the compression ratio of the multi-fuel internal combustion engine, in other words, in accordance with the ignitability of the fuel introduced into the combustion chamber CC. Supply control means is provided in the electronic control unit 1. Specifically, for example, at the reference compression ratio {when the reference ignitability (Pc = Pc0)}, an upper limit value of the supercharging pressure (hereinafter referred to as a reference) that can balance engine performance and durability. , "Reference boost pressure upper limit value") is set, and when the compression ratio is higher than the reference compression ratio {when ignitability is poor (Pc <Pc0))}, the boost pressure upper limit value is used as a reference. When the compression pressure is set lower than the upper limit of the supercharging pressure and the compression ratio is lower than the reference compression ratio {when ignitability is good (Pc> Pc0)}}, the supercharging pressure upper limit is set to the reference supercharging pressure upper limit. Higher than that.

ここで、一般的な排気ターボ過給機は、過給圧の上限値がウエストゲートバルブ等の過給限界の制御装置によって設定されており、その上限値よりも大きな過給圧が掛からないようになっている。これが為、過給圧の変更を行うには、過給圧の上限値を任意に可変させる過給限界の制御装置が必要になる。本実施例2においては、そのような過給限界制御装置94を排気ターボ過給機90に設ける。例えば、その過給限界制御装置94は、電子制御装置1の指示に従って開弁角度を変更可能な可変バルブを備えており、これを作動させることによって過給圧の上限値を可変させる。   Here, in a general exhaust turbocharger, the upper limit value of the supercharging pressure is set by a control device for the supercharging limit such as a wastegate valve, so that a supercharging pressure larger than the upper limit value is not applied. It has become. For this reason, in order to change the supercharging pressure, a supercharging limit control device that arbitrarily changes the upper limit value of the supercharging pressure is required. In the second embodiment, such a supercharging limit control device 94 is provided in the exhaust turbocharger 90. For example, the supercharging limit control device 94 includes a variable valve whose valve opening angle can be changed in accordance with an instruction from the electronic control device 1, and the upper limit value of the supercharging pressure is varied by operating this variable valve.

以下に、本実施例2の電子制御装置1の圧縮比変更制御動作及び過給圧変更制御動作の一例を図5のフローチャートに基づき説明する。尚、本実施例2においても圧縮比変更制御動作については前述した実施例1と同じであるので、以下においてはその相違点に関して説明する。   Hereinafter, an example of the compression ratio change control operation and the supercharging pressure change control operation of the electronic control device 1 according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In the second embodiment, the compression ratio change control operation is the same as that in the first embodiment, and the difference will be described below.

本実施例2の電子制御装置1は、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が基準として定めた着火性と同じ(Pc=Pc0)場合、ステップST35にて実圧縮比を基準圧縮比に変更する。かかる場合、この電子制御装置1の過給圧制御手段は、排気ターボ過給機90の過給圧の上限値を基準過給圧上限値に設定する(ステップST36)。   When the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC is the same as the ignitability determined as a reference (Pc = Pc0), the electronic control unit 1 according to the second embodiment sets the actual compression ratio to the reference compression ratio in step ST35. change. In such a case, the supercharging pressure control means of the electronic control unit 1 sets the upper limit value of the supercharging pressure of the exhaust turbo supercharger 90 as the reference supercharging pressure upper limit value (step ST36).

また、本実施例2の電子制御装置1は、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が基準の着火性よりも悪い(Pc<Pc0)場合、ステップST40にて実圧縮比を基準圧縮比よりも高い圧縮比に変更する。かかる場合、過給圧制御手段は、排気ターボ過給機90の過給圧の上限値を基準過給圧上限値よりも低く設定する(ステップST41)。ここで、このときの着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0との差が大きくなればなるほど燃料の着火性は悪くなるので、その差が大きくなるにつれてステップST40では実圧縮比を高くしている。これが為、このステップST41においては、着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0との差が大きくなる(実圧縮比を高くする)につれて過給圧の上限値を低下させていく。   In addition, when the ignitability of the fuel introduced into the combustion chamber CC is worse than the reference ignitability (Pc <Pc0), the electronic control unit 1 according to the second embodiment sets the actual compression ratio to the reference compression ratio in step ST40. Change to a higher compression ratio. In such a case, the supercharging pressure control means sets the upper limit value of the supercharging pressure of the exhaust turbocharger 90 to be lower than the reference supercharging pressure upper limit value (step ST41). Here, the greater the difference between the ignitability index value Pc and the ignitability determination reference value Pc0 at this time, the worse the ignitability of the fuel. As the difference increases, the actual compression ratio is increased in step ST40. ing. For this reason, in step ST41, the upper limit value of the supercharging pressure is lowered as the difference between the ignitability index value Pc and the ignitability determination reference value Pc0 increases (the actual compression ratio is increased).

一方、本実施例2の電子制御装置1は、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が基準の着火性よりも良い(Pc>Pc0)場合、ステップST45にて実圧縮比を基準圧縮比よりも低い圧縮比に変更する。かかる場合、過給圧制御手段は、排気ターボ過給機90の過給圧の上限値を基準過給圧上限値よりも高く設定する(ステップST46)。ここで、このときの着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0との差が大きくなればなるほど燃料の着火性は良くなるので、その差が大きくなるにつれてステップST45では実圧縮比を低くしている。これが為、このステップST46においては、着火性指数値Pcと着火性判断基準値Pc0との差が大きくなる(実圧縮比を低くする)につれて過給圧の上限値を高くしていく。   On the other hand, when the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber CC is better than the reference ignitability (Pc> Pc0), the electronic control unit 1 according to the second embodiment uses the actual compression ratio as the reference compression ratio in step ST45. Change to a lower compression ratio. In such a case, the supercharging pressure control means sets the upper limit value of the supercharging pressure of the exhaust turbo supercharger 90 to be higher than the reference supercharging pressure upper limit value (step ST46). Here, the greater the difference between the ignitability index value Pc and the ignitability determination reference value Pc0 at this time, the better the ignitability of the fuel. Therefore, in step ST45, the actual compression ratio is lowered as the difference increases. ing. For this reason, in step ST46, the upper limit value of the supercharging pressure is increased as the difference between the ignitability index value Pc and the ignitability determination reference value Pc0 increases (lowers the actual compression ratio).

更に、本実施例2の電子制御装置1は、圧縮自着火拡散燃焼モード以外の他の燃焼モードを選択した場合、ステップST50にて実圧縮比が燃焼モードに応じた圧縮比に変更する。かかる場合、過給圧制御手段は、例えば圧縮自着火拡散燃焼モード運転時と同様の考えに基づいて、実圧縮比を高めるのであれば過給圧の上限値を下げ、実圧縮比を低くするのであれば過給圧の上限値を上げる(ステップST51)。従って、この多種燃料内燃機関においては、上記の圧縮自着火拡散燃焼モード運転時と同様に、機関本体の耐久性を確保しながらも高トルク化及び高出力化を図ることができるようになる。   Furthermore, when the electronic control unit 1 according to the second embodiment selects a combustion mode other than the compression auto-ignition diffusion combustion mode, the actual compression ratio is changed to a compression ratio corresponding to the combustion mode in step ST50. In such a case, the supercharging pressure control means lowers the upper limit value of the supercharging pressure and lowers the actual compression ratio if the actual compression ratio is to be increased, based on the same idea as in, for example, the compression auto-ignition diffusion combustion mode operation. If so, the upper limit value of the supercharging pressure is increased (step ST51). Accordingly, in this multi-fuel internal combustion engine, as in the case of the above-described operation in the compression auto-ignition diffusion combustion mode, it is possible to achieve high torque and high output while ensuring the durability of the engine body.

以上示した本実施例2の多種燃料内燃機関においては、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が悪いときに圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させる場合、その着火性が悪い程に実圧縮比を高くする一方で、排気ターボ過給機90の過給圧の上限値を低くしていく。これが為、この多種燃料内燃機関によれば、実施例1のときと同様に、着火性の悪い燃料でも圧縮自着火拡散燃焼させることができるようになり、また、圧縮自着火拡散燃焼時に失火やディーゼルノックが抑制されるので燃焼時の騒音や振動の増大を防ぐことができるようになる。更に、この多種燃料内燃機関によれば、実圧縮比を高くしていっても過給圧の上限値を低くしていくことによって最大筒内圧Pmaxの上昇を抑えることができるので、機関本体に致命的な負担が掛からなくなり、機関本体の耐久性を悪化させることなく実圧縮比の高圧縮比化を図ることができる。従って、この多種燃料内燃機関においては、良好な圧縮自着火拡散燃焼を実現させるだけでなく、機関本体の耐久性を確保しつつ高トルク化及び高出力化を図ることができるようになる。   In the multi-fuel internal combustion engine of the second embodiment as described above, when the fuel guided into the combustion chamber CC is poor in ignitability, when it is operated in the compression autoignition diffusion combustion mode, the actual compression is so bad that the ignitability is poor. While increasing the ratio, the upper limit value of the supercharging pressure of the exhaust turbocharger 90 is decreased. Therefore, according to this multi-fuel internal combustion engine, it becomes possible to perform compression auto-ignition diffusion combustion even with fuel with poor ignitability as in the case of the first embodiment. Since diesel knock is suppressed, increase in noise and vibration during combustion can be prevented. Furthermore, according to the multifuel internal combustion engine, even if the actual compression ratio is increased, the upper limit value of the supercharging pressure can be reduced to suppress the increase in the maximum in-cylinder pressure Pmax. A fatal burden is not applied, and the actual compression ratio can be increased without deteriorating the durability of the engine body. Therefore, in this multi-fuel internal combustion engine, not only good compression self-ignition diffusion combustion is realized, but also high torque and high output can be achieved while ensuring the durability of the engine body.

また、この多種燃料内燃機関においては、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が良いときに圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させる場合、その着火性が良い程に実圧縮比を低くする一方で、排気ターボ過給機90の過給圧の上限値を高くしていく。これが為、この多種燃料内燃機関によれば、実施例1のときと同様に、機械損失の低減や最大筒内圧Pmaxの低下に伴って機関性能や燃費性能を向上させることができる。また、この多種燃料内燃機関によれば、燃焼室CC内に導かれる燃料の着火性が良くなる程(実圧縮比が低下する程)に排気ターボ過給機90を高い過給圧で作動させることができるので、より多くの過給効果を得て高トルク化及び高出力化が図れ、実圧縮比の低圧縮比化に伴って低下してしまう機関性能を向上させることができるようになる。更に、このように過給圧の上限値を高くすると最大筒内圧Pmaxが上昇して機関本体の耐久性を悪化させてしまうが、ここでは過給圧の上限値が高くなるにつれて実圧縮比が低下していくので、最大筒内圧Pmaxの上昇を抑えることができる。従って、この多種燃料内燃機関においては、機関本体に致命的な負担が掛からなくなるので、機関本体の耐久性を悪化させることなく、低圧縮比化による機関性能や燃費性能の向上及び過給圧の上限値を高めることによる高トルク化及び高出力化が可能になる。   Further, in this multi-fuel internal combustion engine, when operating in the compression auto-ignition diffusion combustion mode when the ignitability of the fuel introduced into the combustion chamber CC is good, the actual compression ratio is lowered as the ignitability is improved. Thus, the upper limit value of the supercharging pressure of the exhaust turbocharger 90 is increased. For this reason, according to this multi-fuel internal combustion engine, as in the case of the first embodiment, the engine performance and the fuel efficiency can be improved as the mechanical loss is reduced and the maximum in-cylinder pressure Pmax is reduced. Further, according to this multi-fuel internal combustion engine, the exhaust turbo supercharger 90 is operated at a higher supercharging pressure as the ignitability of the fuel introduced into the combustion chamber CC becomes better (as the actual compression ratio decreases). As a result, it is possible to obtain more supercharging effects, increase torque and output, and improve engine performance that decreases as the actual compression ratio decreases. . Further, when the upper limit value of the supercharging pressure is increased in this way, the maximum in-cylinder pressure Pmax is increased and the durability of the engine body is deteriorated. However, as the upper limit value of the supercharging pressure is increased, the actual compression ratio is increased. Since the pressure decreases, an increase in the maximum in-cylinder pressure Pmax can be suppressed. Therefore, in this multi-fuel internal combustion engine, since a fatal burden is not applied to the engine body, the engine performance and fuel consumption performance are improved by reducing the compression ratio and the boost pressure is reduced without deteriorating the durability of the engine body. High torque and high output can be achieved by increasing the upper limit value.

このように、本実施例2の多種燃料内燃機関よれば、燃焼室内に導かれる燃料の着火性に応じて実圧縮比と過給圧を可変させることで良好な圧縮自着火運転を行うことができるようになる。   Thus, according to the multifuel internal combustion engine of the second embodiment, a good compression autoignition operation can be performed by varying the actual compression ratio and the supercharging pressure in accordance with the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber. become able to.

ところで、実施例1にて説明した可変バルブ機構による圧縮比可変手段81は、吸気バルブ31の早閉じによって実圧縮比を低下させるが、その際に実排気量を低下させてしまい、出力低下の要因となる。しかしながら、その圧縮比可変手段81として利用される可変バルブ機構を本実施例2の多種燃料内燃機関において適用する場合には、実圧縮比を低下させる際に排気ターボ過給機90の過給圧の上限値が高められるので、実排気量の低下による機関性能の低下を補って余りあるだけの機関性能の向上を図ることができる。   By the way, the compression ratio variable means 81 by the variable valve mechanism described in the first embodiment lowers the actual compression ratio by the early closing of the intake valve 31, but at that time, the actual displacement is reduced and the output is reduced. It becomes a factor. However, when the variable valve mechanism used as the compression ratio variable means 81 is applied to the multifuel internal combustion engine of the second embodiment, the supercharging pressure of the exhaust turbocharger 90 is reduced when the actual compression ratio is reduced. Therefore, the engine performance can be improved only by compensating for the decrease in engine performance due to the decrease in the actual displacement.

ここで、上述した各実施例1,2においては圧縮自着火拡散燃焼モードと予混合火花点火火炎伝播燃焼モードの何れかで運転される多種燃料内燃機関について例示したが、本発明に係る多種燃料内燃機関は、少なくとも圧縮自着火拡散燃焼モードが燃焼モードとして用意されているものであればよい。   Here, in each of the first and second embodiments described above, the multi-fuel internal combustion engine operated in either the compression auto-ignition diffusion combustion mode or the premixed spark ignition flame propagation combustion mode is illustrated, but the multi-fuel according to the present invention is illustrated. The internal combustion engine only needs to have at least the compression auto-ignition diffusion combustion mode prepared as the combustion mode.

また、上述した各実施例1,2においては第1燃料F1と第2燃料F2の混合燃料を燃焼室CCに直接噴射させる所謂筒内直接噴射式の多種燃料内燃機関について例示したが、その各実施例1,2における夫々の発明は、その混合燃料を燃焼室CC内だけでなく吸気ポート11bへも噴射させる多種燃料内燃機関に適用してもよい。また、その各実施例1,2では予め燃料混合手段53で混合しておいた混合燃料を燃料噴射弁57から燃焼室CC内へと噴射させるように燃料供給装置50を構成しているが、夫々の燃料(第1燃料F1と第2燃料F2)については、その燃料混合手段53を用いることなく個別に燃焼室CC内へと供給してもよい。かかる場合の多種燃料内燃機関においては、設定された燃料混合比率となるように夫々の燃料噴射弁を駆動制御させる。   In the first and second embodiments, the so-called in-cylinder direct injection type multi-fuel internal combustion engine in which the mixed fuel of the first fuel F1 and the second fuel F2 is directly injected into the combustion chamber CC is illustrated. Each invention in the first and second embodiments may be applied to a multi-fuel internal combustion engine in which the mixed fuel is injected not only into the combustion chamber CC but also into the intake port 11b. In each of the first and second embodiments, the fuel supply device 50 is configured to inject the mixed fuel that has been mixed in advance by the fuel mixing means 53 from the fuel injection valve 57 into the combustion chamber CC. The respective fuels (first fuel F1 and second fuel F2) may be supplied individually into the combustion chamber CC without using the fuel mixing means 53. In such a multi-fuel internal combustion engine, each fuel injection valve is driven and controlled so as to achieve a set fuel mixture ratio.

例えば、この種の多種燃料内燃機関は、その各実施例1,2の多種燃料内燃機関において燃料供給装置50を図6に示す燃料供給装置150へと置き換えることによって構成される。その図6に示す燃料供給装置150は、燃焼室CC内に第1燃料F1(着火性に優れる燃料)を直接噴射する第1燃料供給経路と、吸気ポート11bに第2燃料F2(蒸発性に優れる燃料)を噴射する第2燃料供給経路と、を備えている。その第1燃料供給経路は、第1燃料F1を第1燃料タンク41Aから吸い上げて第1燃料通路51Aに送出する第1フィードポンプ52Aと、その第1燃料通路51Aの第1燃料F1を高圧燃料通路54Aに圧送する高圧燃料ポンプ55Aと、その高圧燃料通路54Aの第1燃料F1を夫々の気筒に分配するデリバリ通路56Aと、このデリバリ通路56Aから供給された第1燃料F1を燃焼室CC内に噴射する各気筒の燃料噴射弁57Aと、を備える。一方、第2燃料供給経路は、第2燃料F2を第2燃料タンク41Bから吸い上げて第2燃料通路51Bに送出する第2フィードポンプ52Bと、その第2燃料通路51Bの第2燃料F2を第3燃料通路54Bに圧送する高圧燃料ポンプ55Bと、その第3燃料通路54Bの第2燃料F2を夫々の気筒に分配するデリバリ通路56Bと、このデリバリ通路56Bから供給された第2燃料F2を吸気ポート11bに噴射する各気筒の燃料噴射弁57Bと、を備える。   For example, this type of multi-fuel internal combustion engine is configured by replacing the fuel supply device 50 with the fuel supply device 150 shown in FIG. The fuel supply device 150 shown in FIG. 6 has a first fuel supply path for directly injecting the first fuel F1 (fuel having excellent ignitability) into the combustion chamber CC, and a second fuel F2 (evaporable) to the intake port 11b. And a second fuel supply path for injecting excellent fuel). The first fuel supply path includes a first feed pump 52A that sucks up the first fuel F1 from the first fuel tank 41A and sends it to the first fuel passage 51A, and a high-pressure fuel for the first fuel F1 in the first fuel passage 51A. A high pressure fuel pump 55A that pumps the fuel into the passage 54A, a delivery passage 56A that distributes the first fuel F1 in the high pressure fuel passage 54A to the respective cylinders, and the first fuel F1 supplied from the delivery passage 56A in the combustion chamber CC. And a fuel injection valve 57A for each cylinder that injects into the cylinder. On the other hand, the second fuel supply path draws the second fuel F2 from the second fuel tank 41B and sends it to the second fuel passage 51B, and the second fuel F2 in the second fuel passage 51B is second. A high pressure fuel pump 55B that pumps the fuel to the third fuel passage 54B, a delivery passage 56B that distributes the second fuel F2 in the third fuel passage 54B to the respective cylinders, and an intake of the second fuel F2 supplied from the delivery passage 56B. And a fuel injection valve 57B for each cylinder that injects into the port 11b.

以上のように、本発明に係る多種燃料内燃機関は、燃焼室内に導かれる燃料の着火性に応じた良好な圧縮自着火運転を実現させる技術として有用である。   As described above, the multi-fuel internal combustion engine according to the present invention is useful as a technique for realizing a good compression self-ignition operation according to the ignitability of the fuel guided into the combustion chamber.

本発明に係る多種燃料内燃機関の実施例1の構成について示す図である。It is a figure shown about the structure of Example 1 of the multi-fuel internal combustion engine which concerns on this invention. 燃焼モードを設定する際に用いる燃焼モードマップデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the combustion mode map data used when setting a combustion mode. 実施例1の多種燃料内燃機関における圧縮比の変更動作について説明するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an operation of changing a compression ratio in the multifuel internal combustion engine of the first embodiment. 本発明に係る多種燃料内燃機関の実施例2の構成について示す図である。It is a figure shown about the structure of Example 2 of the multi-fuel internal combustion engine which concerns on this invention. 実施例2の多種燃料内燃機関における圧縮比及び過給圧の変更動作について説明するフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of changing a compression ratio and a supercharging pressure in the multifuel internal combustion engine of the second embodiment. 本発明に係る多種燃料内燃機関の変形例の構成について示す図である。It is a figure shown about the structure of the modification of the multi-fuel internal combustion engine which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子制御装置
41A 第1燃料タンク
41B 第2燃料タンク
81 圧縮比可変手段
90 排気ターボ過給機
94 過給限界制御装置
CC 燃焼室
F1 第1燃料
F2 第2燃料
Pc 着火性指数値
Pc0 着火性判断基準値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic controller 41A 1st fuel tank 41B 2nd fuel tank 81 Compression ratio variable means 90 Exhaust turbo supercharger 94 Supercharging limit control device CC Combustion chamber F1 1st fuel F2 2nd fuel Pc Ignition index value Pc0 Ignition property Judgment standard value

Claims (2)

性状の異なる少なくとも2種類の燃料の内の少なくとも1種類が燃焼室に導かれ又は当該少なくとも2種類の燃料からなる混合燃料が燃焼室に導かれて運転される多種燃料内燃機関において、
実圧縮比を任意の圧縮比に可変させる圧縮比可変手段と、
前記燃焼室内の燃料の着火性の良否を検出する燃料特性検出手段と、
圧縮自着火運転させる際に、前記燃焼室内の燃料の着火性が所定の着火性よりも悪ければ前記実圧縮比を高くし、前記燃焼室内の燃料の着火性が所定の着火性よりも良ければ前記実圧縮比を低くするように前記圧縮比可変手段を制御する圧縮比制御手段と、
を設けたことを特徴とする多種燃料内燃機関。
In a multi-fuel internal combustion engine in which at least one of at least two types of fuels having different properties is led to a combustion chamber or a mixed fuel composed of the at least two types of fuel is led to a combustion chamber and operated.
Compression ratio variable means for changing the actual compression ratio to an arbitrary compression ratio;
Fuel characteristic detection means for detecting the ignitability of the fuel in the combustion chamber;
In the compression self-ignition operation, if the ignitability of the fuel in the combustion chamber is worse than the predetermined ignitability, the actual compression ratio is increased, and if the ignitability of the fuel in the combustion chamber is better than the predetermined ignitability. Compression ratio control means for controlling the compression ratio variable means so as to lower the actual compression ratio;
A multi-fuel internal combustion engine characterized by comprising:
排気ターボ過給機又は/及び電動機付過給機と、
前記圧縮比制御手段が前記実圧縮比を低下させる際に前記排気ターボ過給機又は/及び前記電動機付過給機の過給圧の上限を高く設定する過給圧制御手段と、
を設けたことを特徴とする請求項1記載の多種燃料内燃機関。
An exhaust turbocharger or / and a supercharger with electric motor;
A supercharging pressure control means for setting a high upper limit of a supercharging pressure of the exhaust turbocharger or / and the supercharger with electric motor when the compression ratio control means lowers the actual compression ratio;
The multifuel internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
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