JP2015108298A - Spark ignition type engine and operation control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼室に吸気される新気に炭化水素系の主燃料を混合して混合気を形成し、当該混合気を燃焼室で圧縮して点火プラグにより火花点火し燃焼させる火花点火式エンジン及びその運転制御方法に関する。 The present invention relates to a spark ignition type in which a hydrocarbon-based main fuel is mixed with fresh air sucked into a combustion chamber to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber and sparked by a spark plug and burned. The present invention relates to an engine and an operation control method thereof.
火花点火式エンジンの燃焼室では、ピストンの上昇により圧縮された混合気中で燃焼室の略中央に配置された点火プラグにより火花放電が行われることで火炎核が形成され、その火炎核を源とした火炎帯が混合気中を伝播し燃焼が進行する。このような火花点火による火炎伝播型の燃焼形態においては、火炎帯が比較的低温のシリンダ壁面に近づく火炎伝播後期において、当該シリンダ壁面の冷却作用により火炎帯が消炎することがある。更に、膨張行程では、体積増加に伴い燃焼室内の内部エネルギーが低下するために火炎帯の伝播が抑制される傾向にある。そのために、上記火炎伝播後期における火炎帯の消炎が助長される場合がある。そして、このような火炎伝播後期における火炎帯の消炎は、燃焼状態を不安定にしてエンジンのサイクル変動の悪化につながる。一方で、火炎伝播後期において、火炎帯の伝播方向前方の末端にある未燃混合気が急速に圧縮されて、火炎帯が到達する前に自己着火することによりノッキングが発生することがある。このようなノッキングが発生した際に生じる圧力波は構成部品の損傷の要因となる。 In the combustion chamber of a spark ignition type engine, a spark core is formed by spark discharge performed by an ignition plug disposed in the center of the combustion chamber in an air-fuel mixture compressed by the rise of the piston. The flame zone is propagated through the mixture and combustion proceeds. In such a flame propagation type combustion mode by spark ignition, the flame zone may extinguish due to the cooling action of the cylinder wall surface in the later stage of flame propagation when the flame zone approaches a relatively low temperature cylinder wall surface. Furthermore, in the expansion stroke, the propagation of the flame zone tends to be suppressed because the internal energy in the combustion chamber decreases as the volume increases. Therefore, extinction of the flame zone in the later stage of the flame propagation may be promoted. And extinction of the flame zone in the latter half of the flame propagation makes the combustion state unstable and leads to deterioration of engine cycle fluctuation. On the other hand, in the latter half of the flame propagation, the unburned air-fuel mixture at the front end in the propagation direction of the flame zone is rapidly compressed, and knocking may occur due to self-ignition before reaching the flame zone. Pressure waves generated when such knocking occurs cause damage to the components.
一方で、火花点火式エンジンにおいて、NOx低減及び熱効率向上の目的で、燃焼室に排ガスを再循環させるEGRを採用する場合がある(例えば、特許文献1及び2を参照。)。EGRを行えば、混合気の比熱が上昇するので、燃焼温度の上昇が抑制され、NOxの排出量が低減する。また、燃焼温度が低下すれば、シリンダ壁からの伝熱による熱損失が低減されるので、熱効率が向上する。また、このようなEGRにおいて、エンジン負荷などの運転条件に基づいて燃焼室への排ガスの再循環率であるEGR率を制御する場合がある。 On the other hand, in a spark ignition engine, EGR that recirculates exhaust gas in a combustion chamber may be employed for the purpose of reducing NOx and improving thermal efficiency (see, for example, Patent Documents 1 and 2). If EGR is performed, the specific heat of the air-fuel mixture increases, so that the increase in combustion temperature is suppressed and the amount of NOx emission is reduced. Further, if the combustion temperature is lowered, heat loss due to heat transfer from the cylinder wall is reduced, so that thermal efficiency is improved. In such an EGR, there is a case where an EGR rate that is a recirculation rate of exhaust gas to the combustion chamber is controlled based on an operating condition such as an engine load.
EGRを採用した火花点火式エンジンにおいて、EGR率を制御するにあたり、EGR率が増大しすぎると、大量の排ガスが新気に混入することで混合気中の酸素濃度が低下し、燃焼速度が低下する。燃焼速度の低下は、火炎伝播を不安定にし、エンジンのサイクル変動の悪化や失火につながる。特に、混合気に再循環される排ガスの分散状態によっては、燃焼室における混合気中の酸素濃度が空間的に不均一になり、結果、混合気の燃焼速度が空間的に不均一になって、燃焼室における燃焼状態が悪化する。そこで、従来技術では、EGRを行うにあたり、スワール、タンブル、スキッシュといった燃焼室の新気の流動に着目し、新気の流動を強化することで、燃焼速度の低下を抑制することが提案されているが、流動強化により点火プラグの冷却や火花放電の不安定化等の問題があり、その効果は限定的である。
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、EGRを採用した火花点火式エンジンにおいて、EGR率調整手段を用いたEGR率制御を行うにあたり、合理的な構成で、EGR率の増加に伴う燃焼状態の悪化を抑制することができる技術を提供する点にある。
In a spark ignition engine that uses EGR, if the EGR rate increases too much when controlling the EGR rate, a large amount of exhaust gas is mixed with fresh air, resulting in a decrease in the oxygen concentration in the mixture and a reduction in the combustion speed To do. A decrease in the combustion speed makes flame propagation unstable, leading to deterioration of engine cycle fluctuations and misfire. In particular, depending on the dispersion state of the exhaust gas recirculated to the air-fuel mixture, the oxygen concentration in the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes spatially non-uniform, and as a result, the combustion speed of the air-fuel mixture becomes spatially non-uniform. The combustion state in the combustion chamber is worsened. Therefore, in the prior art, when performing EGR, it has been proposed to focus on the flow of fresh air in the combustion chamber such as swirl, tumble, and squish, and to suppress the decrease in combustion speed by strengthening the flow of fresh air. However, there are problems such as cooling of the spark plug and instability of the spark discharge due to the flow enhancement, and the effect is limited.
The present invention has been made paying attention to such a point, and the purpose thereof is a rational configuration in performing EGR rate control using the EGR rate adjusting means in a spark ignition engine employing EGR. It exists in the point which provides the technique which can suppress the deterioration of the combustion state accompanying the increase in an EGR rate.
この目的を達成するための本発明に係る火花点火式エンジンは、
燃焼室に吸気される新気に炭化水素系の主燃料を混合して混合気を形成し、当該混合気を燃焼室で圧縮して点火プラグにより火花点火し燃焼させる火花点火式エンジンであって、
その特徴構成は、
燃焼室への排ガスの再循環率であるEGR率を調整可能なEGR率調整手段と、
エタン及びプロパンの少なくとも一方からなる特定炭化水素の混合気中の含有率である特定炭化水素含有率を調整可能な特定炭化水素含有率調整手段と、
運転条件に基づいて前記EGR率調整手段を作動させてEGR率を制御するEGR率制御を実行する運転制御手段と、を備え
前記運転制御手段が、前記EGR率制御に加えて、前記EGR率の増加に伴って前記特定炭化水素含有率を増加させる形態で、前記EGR率調整手段の状態に応じて前記特定炭化水素含有率調整手段を作動させて前記特定炭化水素含有率を変動させる特定炭化水素含有率制御を実行する点にある。
To achieve this object, a spark ignition engine according to the present invention includes:
A spark ignition engine in which a hydrocarbon-based main fuel is mixed with fresh air sucked into a combustion chamber to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber and sparked by a spark plug to burn. ,
Its feature configuration is
An EGR rate adjusting means capable of adjusting an EGR rate that is a recirculation rate of exhaust gas to the combustion chamber;
A specific hydrocarbon content rate adjusting means capable of adjusting a specific hydrocarbon content rate, which is a content rate of a specific hydrocarbon content of at least one of ethane and propane,
Operating control means for executing EGR rate control for controlling the EGR rate by operating the EGR rate adjusting means based on operating conditions, in addition to the EGR rate control, the operation control unit is configured to control the EGR rate. A specific hydrocarbon that varies the specific hydrocarbon content by operating the specific hydrocarbon content adjusting means according to the state of the EGR rate adjusting means in a form that increases the specific hydrocarbon content with an increase. The content control is performed.
炭化水素系燃料の温度と着火遅れ時間は、通常、温度が低くなるほど着火遅れ時間が長くなるという相関関係を有するが、本発明者らは、炭化水素系燃料のうち、エタン及びプロパンの少なくとも一方からなる特定炭化水素、より好ましくはエタンが、メタンやブタンなどの他の炭化水素と比較して、その温度と着火遅れ時間との相関関係において酸素濃度の変動の影響をほとんど受けないという特性を発見し、その特性を利用して本発明を完成するに至った。
即ち、本特徴構成によれば、EGR率制御を実行して、エンジン負荷などの運転条件に基づいてEGR率を制御するにあたり、EGR率の増加により燃焼状態が悪化する傾向にあったとしても、EGR率の増加に伴う混合気中の酸素濃度の不均一化の影響をほとんど受けない特定炭化水素の混合気中の含有率である特定炭化水素含有率、より好ましくはエタンの混合気中の含有率であるエタン含有率を、EGR率の増加に応じて増加させることで、EGR率の増加に伴う燃焼状態の悪化を抑制することができる。
具体的には、EGR率の増加に伴って特定炭化水素含有率を増加させる形態で、EGR率調整手段の状態に応じて特定炭化水素含有率調整手段を作動させて特定炭化水素含有率を変動させる。すると、EGR率を増加させた場合には、混合気中の特定炭化水素含有率が増加することから、混合気の燃焼速度の不均一化が抑制され、結果、燃焼状態の悪化を抑制することができる。
一方、EGR率が減少又はEGRの実行が停止された場合には、特定炭化水素含有率が減少することから、混合気中の特定炭化水素含有率を増加するためのコストを節約することができる。
従って、本発明により、EGRを採用した火花点火式エンジンにおいて、EGR率調整手段を用いたEGR率制御を行うにあたり、合理的な構成で、EGR率の増加に伴う燃焼状態の悪化を抑制することができる技術を提供することができる。
The temperature of the hydrocarbon fuel and the ignition delay time usually have a correlation that the lower the temperature, the longer the ignition delay time.In the hydrocarbon fuel, the present inventors have at least one of ethane and propane. Compared to other hydrocarbons such as methane and butane, the specific hydrocarbon consisting of is characterized in that it is hardly affected by fluctuations in oxygen concentration in the correlation between its temperature and ignition delay time. It discovered and came to complete this invention using the characteristic.
That is, according to this characteristic configuration, when the EGR rate control is executed and the EGR rate is controlled based on the operating conditions such as the engine load, even if the combustion state tends to deteriorate due to the increase in the EGR rate, Specific hydrocarbon content, which is the content of the specific hydrocarbon in the gas mixture that is hardly affected by the heterogeneity of the oxygen concentration in the gas mixture with the increase in the EGR rate, more preferably ethane content in the gas mixture By increasing the ethane content rate, which is the rate, according to the increase in the EGR rate, it is possible to suppress the deterioration of the combustion state accompanying the increase in the EGR rate.
Specifically, the specific hydrocarbon content rate is increased by increasing the EGR rate, and the specific hydrocarbon content rate is changed by operating the specific hydrocarbon content rate adjusting unit according to the state of the EGR rate adjusting unit. Let Then, when the EGR rate is increased, the specific hydrocarbon content in the mixture increases, so that the non-uniform combustion rate of the mixture is suppressed, and as a result, the deterioration of the combustion state is suppressed. Can do.
On the other hand, when the EGR rate is reduced or the execution of EGR is stopped, the specific hydrocarbon content rate is reduced, so that the cost for increasing the specific hydrocarbon content rate in the air-fuel mixture can be saved. .
Therefore, according to the present invention, in the spark ignition engine employing EGR, when performing EGR rate control using the EGR rate adjusting means, the deterioration of the combustion state accompanying the increase in the EGR rate is suppressed with a rational configuration. It is possible to provide technology that can
本発明に係る火花点火式エンジンの更なる特徴構成は、
サイクル変動の悪化を検出するサイクル変動検出手段を備え、
前記運転制御手段が、前記特定炭化水素含有率制御において、前記サイクル変動検出手段で検出されるサイクル変動の悪化が抑制されるように前記特定炭化水素含有率調整手段を作動させて前記特定炭化水素含有率を変動させる形態で、前記特定炭化水素含有率を変動させる点にある。
Further features of the spark ignition engine according to the present invention are as follows:
A cycle fluctuation detecting means for detecting deterioration of cycle fluctuation is provided,
In the specific hydrocarbon content rate control, the operation control unit operates the specific hydrocarbon content rate adjusting unit so that deterioration of cycle fluctuation detected by the cycle fluctuation detection unit is suppressed. The specific hydrocarbon content is varied in a form in which the content is varied.
本特徴構成によれば、特定炭化水素含有率制御において、EGR率を直接把握して特定炭化水素含有率を変動させるのではなく、サイクル変動検出手段で検出されるサイクル変動の悪化を抑制する形態で特定炭化水素含有率を変動させることでも、EGR率の増加に伴う燃焼状態の悪化を抑制することができる。
即ち、サイクル変動検出手段でサイクル変動の悪化を検出すれば、EGR率が増加したと判断して、特定炭化水素含有率制御により混合気中の特定炭化水素含有率を増加させることで、燃焼状態の悪化を抑制することができる。
According to this feature configuration, in the specific hydrocarbon content control, the EGR rate is not directly grasped and the specific hydrocarbon content is changed, but the deterioration of the cycle fluctuation detected by the cycle fluctuation detecting means is suppressed. Also, the deterioration of the combustion state accompanying the increase in the EGR rate can be suppressed by changing the specific hydrocarbon content.
That is, if deterioration of cycle fluctuation is detected by the cycle fluctuation detection means, it is determined that the EGR rate has increased, and the specific hydrocarbon content rate in the mixture is increased by controlling the specific hydrocarbon content rate, so that the combustion state Can be prevented.
本発明に係る火花点火式エンジンの更なる特徴構成は、
前記運転制御手段が、前記EGR率制御において、エンジン負荷に基づいて前記EGR率を変動させる点にある。
Further features of the spark ignition engine according to the present invention are as follows:
In the EGR rate control, the operation control means varies the EGR rate based on an engine load.
本特徴構成によれば、EGR率制御では、エンジン負荷に基づいてEGR率を変動させて、NOx低減及び熱効率向上を図ることができる。
具体的には、要求トルクの増加等に伴って運転条件としてエンジン負荷を増加させる場合には、EGR率を増加させることでエンジン負荷の増加による燃焼温度の過剰な上昇を抑制して、NOxの生成を抑制することができる。逆に、要求トルクの減少等に伴ってエンジン負荷を減少させる場合には、EGR率を減少させることでエンジン負荷の減少による燃焼温度の過剰な低下を抑制して、熱効率の低下を抑制することができる。
また、エンジン負荷を減少させる場合に、EGR率を増加させることで、吸入混合気量を増加させ、それに伴ってスロットルバルブの開度を拡大させて、ポンプ損失の低減を図ることもできる。
According to this characteristic configuration, in the EGR rate control, the EGR rate can be varied based on the engine load to reduce NOx and improve the thermal efficiency.
Specifically, when the engine load is increased as an operating condition with an increase in the required torque, etc., an excessive increase in the combustion temperature due to the increase in the engine load is suppressed by increasing the EGR rate, and NOx is reduced. Generation can be suppressed. Conversely, when the engine load is reduced due to a decrease in the required torque, etc., the EGR rate is reduced to suppress an excessive decrease in the combustion temperature due to the decrease in the engine load, thereby suppressing a decrease in thermal efficiency. Can do.
Further, when the engine load is decreased, the EGR rate is increased, whereby the intake air-fuel mixture amount can be increased, and the throttle valve opening can be increased accordingly, thereby reducing the pump loss.
本発明に係る火花点火式エンジンの更なる特徴構成は、
前記特定炭化水素含有率調整手段が、燃焼室に対して添加量調整を伴って特定炭化水素を添加可能な特定炭化水素添加手段である点にある。
Further features of the spark ignition engine according to the present invention are as follows:
The specific hydrocarbon content rate adjusting means is a specific hydrocarbon addition means capable of adding the specific hydrocarbon with the addition amount adjustment to the combustion chamber.
本特徴構成によれば、上記特定炭化水素添加手段により、燃焼室に対して特定炭化水素を添加すると共にその添加量を調整する形態で、燃焼室における混合気中の特定炭化水素含有率を調整することができる。 According to this characteristic configuration, the specific hydrocarbon content in the air-fuel mixture in the combustion chamber is adjusted by adding the specific hydrocarbon to the combustion chamber and adjusting the addition amount by the specific hydrocarbon addition means. can do.
この目的を達成するための本発明に係る火花点火式エンジンの運転制御方法は、
燃焼室に吸気される新気に炭化水素系の主燃料を混合して混合気を形成し、当該混合気を燃焼室で圧縮して点火プラグにより火花点火し燃焼させる火花点火式エンジンの運転制御方法であって、
その特徴構成は、
前記火花点火式エンジンに、
燃焼室への排ガスの再循環率であるEGR率を調整可能なEGR率調整手段と、
エタン及びプロパンの少なくとも一方からなる特定炭化水素の混合気中の含有率である特定炭化水素含有率を調整可能な特定炭化水素含有率調整手段と、
を設け、
運転条件に基づいて前記EGR率調整手段を作動させてEGR率を制御するEGR率制御を実行すると共に、当該EGR率制御に加えて、前記EGR率の増加に伴って前記特定炭化水素含有率を増加させる形態で、前記EGR率調整手段の状態に応じて前記特定炭化水素含有率調整手段を作動させて前記特定炭化水素含有率を変動させる特定炭化水素含有率制御を実行する点にある。
In order to achieve this object, an operation control method for a spark ignition engine according to the present invention includes:
Operation control of a spark-ignition engine that mixes hydrocarbon-based main fuel with fresh air sucked into the combustion chamber to form an air-fuel mixture, compresses the air-fuel mixture in the combustion chamber, and ignites and burns with a spark plug A method,
Its feature configuration is
In the spark ignition engine,
An EGR rate adjusting means capable of adjusting an EGR rate that is a recirculation rate of exhaust gas to the combustion chamber;
A specific hydrocarbon content rate adjusting means capable of adjusting a specific hydrocarbon content rate, which is a content rate of a specific hydrocarbon content of at least one of ethane and propane,
Provided,
In addition to the EGR rate control, in addition to the EGR rate control, the specific hydrocarbon content rate is increased as the EGR rate is controlled by operating the EGR rate adjusting means based on operating conditions. In the form of increasing, the specific hydrocarbon content rate control is performed in which the specific hydrocarbon content rate adjusting means is operated to change the specific hydrocarbon content rate according to the state of the EGR rate adjusting means.
即ち、上記火花点火式エンジンの運転制御方法によれば、上述した本発明に係る火花点火式エンジンと同様に、EGR率調整手段、及び、特定炭化水素含有率調整手段を設けた上で、EGR率制御に加えて、特定炭化水素含有率調整制御を実行するので、当該本発明に係る火花点火式エンジンで説明したものと同様の作用効果を奏することができる。 That is, according to the operation control method for the spark ignition engine, the EGR rate adjusting means and the specific hydrocarbon content rate adjusting means are provided in the same manner as the spark ignition engine according to the present invention described above. Since the specific hydrocarbon content rate adjustment control is executed in addition to the rate control, the same effects as those described in the spark ignition engine according to the present invention can be achieved.
〔第一の実施形態〕
本発明に係る火花点火式エンジン及びその運転制御方法の第1実施形態について、図1〜図4に基づいて説明する。
図1に示すエンジン1は、燃焼室10に吸気される新気に炭化水素系の主燃料を混合して混合気Mを形成し、当該混合気Mを燃焼室10で圧縮して点火プラグ11により火花点火し燃焼させる火花点火燃焼を行う火花点火式エンジンとして構成されている。
燃焼室10は、シリンダ2の内面と、シリンダ2の上部に連結されたシリンダヘッド3の下面と、シリンダ2内において連結棒を介しクランク軸6に連結されて往復移動自在に収容されたピストン4の頂面とで形成されている。
そして、燃焼室10には、吸気路21及び排気路31が開口され、燃焼室10の吸気路21側には吸気弁20が、燃焼室10の排気路31側には排気弁30が設けられている。
[First embodiment]
A first embodiment of a spark ignition engine and its operation control method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The engine 1 shown in FIG. 1 mixes hydrocarbon-based main fuel with fresh air sucked into a
The
An
吸気路21には、吸気路21を流通する新気(空気)に、外部から供給されたメタンを主成分とする天然ガス系都市ガス13Aである主燃料を、主燃料供給弁24による供給量調整を伴って混合して、混合気Mを形成するミキサ23が設けられている。また、吸気路21におけるミキサ23の下流側には、開度調整により燃焼室10への混合気Mの吸気量を調整可能なスロットルバルブ22が設けられている。そして、このスロットルバルブ22を通過した混合気Mが燃焼室10に吸気される。
また、一般的な火花点火式エンジンと同様に、各種センサとして、クランク軸6の角度であるクランク角を計測するクランク角センサ7や、燃焼室10の圧力である筒内圧を計測する筒内圧力センサ8や、シリンダ2の振動状態を検出する加速度センサ9等が設けられている。
A main
Similarly to a general spark ignition engine, as various sensors, a crank angle sensor 7 that measures the crank angle that is the angle of the
エンジン1は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の順に各行程を行う一連の動作を繰り返し行う。
詳しくは、吸気弁20を開動作させた状態でピストン4が上死点から下降することにより、吸気路21から燃焼室10に混合気Mを吸気する吸気行程が行われ、次に、吸気弁20を閉動作させた状態でピストン4が上昇することにより、燃焼室10の混合気Mを圧縮する圧縮行程が行われる。
この圧縮行程の後期では、予め設定された所望の点火時期(例えば、ピストン4が上死点に達する直前)に、点火プラグ11が火花放電を行い燃焼室10の混合気Mが点火され、火炎核が形成される。
圧縮行程に続く膨張行程では、火炎核を源とした火炎帯が伝播することで燃焼室10の混合気Mが燃焼され、燃焼室10の容積増加によりピストン4が降下し、それに続く排気行程では、排気弁30を開動作させた状態でピストン4が上昇することにより、燃焼室10の排ガスが排気路31に排出される。
The engine 1 repeatedly performs a series of operations for performing each stroke in the order of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke.
Specifically, when the
In the latter stage of the compression stroke, the
In the expansion stroke that follows the compression stroke, the flame zone originating from the flame kernel propagates, so that the mixture M in the
エンジン1は、燃焼室10に排ガスを再循環させるEGRとして、排気弁30を上死点よりも進角側又は遅角側で閉弁して燃焼室10に排ガスを残留させる又は吸い戻す内部EGRを行う。そして、その内部EGRにおけるEGR率を調整するEGR率調整手段として、当該排気弁30の閉弁タイミングを調整してEGR率を調整する内部EGR率調整手段40が設けられている。また、内部EGR率調整手段40は、吸気弁20及び排気弁30の開閉時期を調整可能なバルブタイミング可変機構41で構成されており、このバルブタイミング可変機構41は、クランク角センサ7によるクランク軸6のクランク角検出を伴って制御されて、吸気弁20及び排気弁30の開閉タイミングをクランク角に対する所定の時期に設定することができる。
即ち、排気弁30の閉タイミングを下死点よりも進角した時点に設定する形態で内部EGRを行えば、燃焼室10に排ガスを残留させることができ、一方、排気弁30の閉時期を下死点よりも遅角した時点に設定する形態で内部EGRを行えば、排気路31から燃焼室10に排ガスを吸い戻すことができる。
このように内部EGRにより燃焼室10に排ガスを残留又は吸い戻すと、燃焼室10では、新気(空気)と比べて比熱が大きい二酸化炭素や水分が多く含まれている排ガスが、燃焼室10に再循環されることになる。
このように内部EGRにより比熱が大きい排ガスを燃焼室10に再循環させると、燃焼室10では、その排ガスが混合気Mに混入され、膨張行程における火花点火後の燃焼温度の上昇が抑制され、NOxの排出量が低減することになる。また、燃焼温度が低下すれば、シリンダ2壁からの伝熱による熱損失が低減されるので、熱効率が向上することになる。
The engine 1 is an EGR that recirculates exhaust gas into the
That is, if the internal EGR is performed in such a manner that the closing timing of the
When exhaust gas remains or sucks back into the
When the exhaust gas having a large specific heat is recirculated to the
エンジン1の各種制御は、ECU(エンジン・コントロール・ユニット)50によって行われ、かかるECU50は、所定のコンピュータープログラムを実行することにより、サイクル変動の悪化を検出するサイクル変動検出手段51、エンジン1の運転制御を実行する運転制御手段52等として機能する。
Various controls of the engine 1 are performed by an ECU (engine control unit) 50. The
運転制御手段52は、後述するEGR率制御及び特定炭化水素含有率制御を実行すると共に、クランク角センサ7で検出されるクランク角を参照しながら所望のタイミングで点火プラグ11に火花放電をさせる点火制御や、酸素センサ(図示省略)で検出された排ガスの酸素濃度に基づいて主燃料供給弁24の開度を制御することによって、ミキサ23で生成される混合気Mの当量比(空燃比)を火花点火燃焼に適した理論当量比近傍の所望の目標当量比に維持する空燃比制御や、クランク角センサ7の検出結果から求められるクランク軸6の回転速度が所望の回転速度に維持されるようにスロットルバルブ22の開度を制御する回転速度維持制御などの各種制御を実行するように構成されている。
The operation control means 52 performs an EGR rate control and a specific hydrocarbon content rate control, which will be described later, and causes the
更に、運転制御手段52は、エンジン負荷などの運転条件に基づいて内部EGR率調整手段40として機能するバルブタイミング可変機構41を作動させてEGR率を変動させる形態で、EGR率を制御するEGR制御を実行する。
具体的には、図2に示すように、運転制御手段52によるEGR制御では、エンジン負荷の増加を伴う要求トルクの増加に対して、EGR率を増加させる形態で、EGR率を制御する。
即ち、要求トルクの増加等に伴って運転条件としてエンジン負荷を増加させる場合には、EGR制御によりEGR率を増加させる。すると、エンジン負荷の増加による燃焼温度の過剰な上昇が抑制されて、NOxの生成が抑制される。逆に、要求トルクの減少等に伴ってエンジン負荷を減少させる場合には、EGR制御によりEGR率を減少させる。すると、エンジン負荷の減少による燃焼温度の過剰な低下が抑制されて、熱効率の低下が抑制される。
Further, the operation control means 52 operates the valve timing variable mechanism 41 that functions as the internal EGR rate adjustment means 40 based on the operation conditions such as the engine load to vary the EGR rate, thereby controlling the EGR rate. Execute.
Specifically, as shown in FIG. 2, in the EGR control by the operation control means 52, the EGR rate is controlled in such a manner that the EGR rate is increased with respect to an increase in required torque accompanying an increase in engine load.
That is, when the engine load is increased as an operating condition with an increase in the required torque or the like, the EGR rate is increased by EGR control. Then, an excessive increase in the combustion temperature due to an increase in engine load is suppressed, and generation of NOx is suppressed. Conversely, when the engine load is reduced as the required torque is reduced, the EGR rate is reduced by EGR control. Then, an excessive decrease in combustion temperature due to a decrease in engine load is suppressed, and a decrease in thermal efficiency is suppressed.
以上がエンジン1の基本構成であるが、更に、このエンジン1は、内部EGR率調整手段40を用いたEGR制御を行うにあたり、EGR率の変動に伴う燃焼状態の悪化を抑制するために、燃焼室10における混合気Mの特定炭化水素含有率を調整可能な特定炭化水素含有率調整手段60を備えると共に、運転制御手段52が、EGR率制御に加えて、燃焼室10における混合気Mの燃焼状態に基づいて特定炭化水素含有率調整手段60を作動させて特定炭化水素含有率を制御する特定炭化水素含有率制御を実行するように構成されている。
以下、その詳細構成について説明を加える。
The basic configuration of the engine 1 is as described above. Further, when performing the EGR control using the internal EGR rate adjusting means 40, the engine 1 is used to suppress the deterioration of the combustion state due to the fluctuation of the EGR rate. The specific hydrocarbon content rate adjusting means 60 capable of adjusting the specific hydrocarbon content rate of the air-fuel mixture M in the
The detailed configuration will be described below.
図1に示すように、特定炭化水素含有率調整手段60は、燃焼室10に対して添加量調整を伴って特定炭化水素を添加可能な特定炭化水素添加部(特定炭化水素添加手段の一例)61で構成されている。
具体的に、天然ガスの蒸留過程などで得られたエタンやプロパンの少なくとも一方の特定炭化水素が可搬式の高圧ガス容器63に加圧状態で蓄えられており、この特定炭化水素添加部61は、その高圧ガス容器63に貯留されている特定炭化水素を、ミキサ23に供給される主燃料に対して、特定炭化水素添加量調整弁62による添加量調整を伴って混合するように構成されている。
そして、運転制御手段52は、特定炭化水素含有率制御において特定炭化水素含有率を変動させるにあたり、混合気Mの特定炭化水素含有率を増加させる場合には特定炭化水素添加量調整弁62の開度を拡大させ、混合気Mの特定炭化水素含有率を減少させる場合には特定炭化水素添加量調整弁62の開度を縮小させる。
As shown in FIG. 1, the specific hydrocarbon content rate adjusting means 60 is a specific hydrocarbon addition section (an example of a specific hydrocarbon addition means) that can add specific hydrocarbons to the
Specifically, at least one specific hydrocarbon of ethane or propane obtained in a natural gas distillation process or the like is stored in a pressurized state in a portable high-
Then, the operation control means 52 opens the specific hydrocarbon addition
このような特定炭化水素としてのエタンやプロパンは、メタンやブタンなどの他の炭化水素と比較して、その温度と着火遅れ時間との相関関係において酸素濃度の変動の影響が少ないという特性を有しており、その特定について以下に説明を加える。
図5は、メタン(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、イソブタン(iso−C4H10)、及びノルマルブタン(n−C4H10)の夫々の炭化水素系燃料について、密閉定容系の詳細化学反応計算により、着火遅れ時間の酸素濃度依存性について解析した結果を示している。
特定炭化水素としてのエタンやプロパン以外の炭化水素系燃料(図5(a)、(d)、及び(e)参照)については、酸素濃度が10.5%、21%、及び42%の順に増加するほど、温度上昇に対する着火遅れ時間の短縮度合いが増加している。一方、エタンやプロパン(図5(b)、(c)参照)については、酸素濃度が10.5%、21%、及び42%と変化した場合でも、温度上昇に対する着火遅れ時間の短縮度合いが略一定である。即ち、この解析結果から、炭化水素系燃料のうち、エタンやプロパンが、他の炭化水素と比較して、着火遅れ時間に対する酸素濃度の変動の影響が少ないことがわかる。即ち、エタンやプロパンは、混合気中の酸素濃度が不均一になった場合でも、その影響をあまり受けることなく着火すると言える。
更に、エタン(図5(b))については、プロパン(図5(c))と比較しても、着火遅れ時間が酸素濃度の変動の影響をほとんど受けないことがわかる。よって、エタンは、混合気中の酸素濃度が不均一になった場合でも、その影響をほとんど受けることなく着火すると言える。
Ethane and propane as such specific hydrocarbons have the characteristic that the influence of fluctuations in oxygen concentration is less in the correlation between the temperature and the ignition delay time than other hydrocarbons such as methane and butane. The specifics will be described below.
FIG. 5 shows methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), isobutane (iso-C 4 H 10 ), and normal butane (n-C 4 H 10 ). The result of analyzing the dependence of the ignition delay time on the oxygen concentration by the detailed chemical reaction calculation of the sealed constant volume system for the hydrocarbon fuel is shown.
For hydrocarbon fuels other than ethane and propane as specific hydrocarbons (see FIGS. 5 (a), (d), and (e)), the oxygen concentration is in the order of 10.5%, 21%, and 42%. As the number increases, the degree of shortening of the ignition delay time with respect to the temperature rise increases. On the other hand, for ethane and propane (see FIGS. 5B and 5C), even when the oxygen concentration changes to 10.5%, 21%, and 42%, the degree of reduction in the ignition delay time with respect to the temperature rise is small. It is almost constant. That is, from this analysis result, it can be seen that, among hydrocarbon fuels, ethane and propane are less affected by fluctuations in the oxygen concentration on the ignition delay time than other hydrocarbons. That is, it can be said that ethane and propane are ignited without much influence even when the oxygen concentration in the air-fuel mixture becomes uneven.
Furthermore, it can be seen that ethane (FIG. 5 (b)) is hardly affected by fluctuations in oxygen concentration even when compared with propane (FIG. 5 (c)). Therefore, it can be said that ethane is ignited with almost no influence even when the oxygen concentration in the air-fuel mixture becomes uneven.
そして、運転制御手段52は、EGR率制御を実行して、要求トルクに連動するエンジン負荷などの運転条件に基づいてEGR率を制御するにあたり、EGR率の増加により混合気Mの酸素濃度が不均一になってサイクル変動が悪化する傾向にあったとしても、そのEGR率の増加に伴ってエタンやプロパンの混合気中の含有率である特定炭化水素含有率を増加させる形態で、内部EGR率調整手段40の状態に応じて特定炭化水素含有率調整手段60を作動させて特定炭化水素含有率を変動させることで、EGR率の増加に伴う燃焼状態の悪化を抑制する。
具体的に、特定炭化水素含有率制御では、図3のグラフ図に示すように、要求トルクの増加等に伴う内部EGRにおけるEGR率の増加に対しては、略比例的に特定炭化水素含有率を増加させることで、EGR率の増加に伴う燃焼状態の悪化を抑制し、逆に、要求トルクの増加等に伴う内部EGRにおけるEGR率の減少に対しては、略比例的に特定炭化水素含有率を減少させることで、特定炭化水素の消費を節約することができる。
Then, the operation control means 52 executes the EGR rate control and controls the EGR rate based on the operating conditions such as the engine load linked to the required torque. When the EGR rate increases, the oxygen concentration of the air-fuel mixture M does not increase. Even if the cycle fluctuation tends to be uniform, the internal EGR rate is increased in the form of increasing the specific hydrocarbon content, which is the content of ethane or propane in the gas mixture, as the EGR rate increases. The deterioration of the combustion state accompanying the increase in the EGR rate is suppressed by operating the specific hydrocarbon content rate adjusting unit 60 according to the state of the adjusting unit 40 to vary the specific hydrocarbon content rate.
Specifically, in the specific hydrocarbon content rate control, as shown in the graph of FIG. 3, the specific hydrocarbon content rate is approximately proportional to the increase in the EGR rate in the internal EGR accompanying an increase in the required torque or the like. By increasing the EGR, the deterioration of the combustion state accompanying the increase in the EGR rate is suppressed, and conversely, the specific EGR ratio is contained approximately proportionally to the decrease in the EGR rate in the internal EGR due to the increase in the required torque, etc. By reducing the rate, consumption of specific hydrocarbons can be saved.
更に、運転制御手段52は、特定炭化水素含有率制御を実行するにあたり、燃焼時期の調整のために変更されるEGR率に基づいて特定炭化水素含有率を決定するように構成しても構わないが、本実施形態では、燃焼時期の調整に伴って変化するサイクル変動の状態に基づいて特定炭化水素含有率を決定するように構成される。以下、その詳細について説明を加える。
ECU50は、サイクル変動の悪化を検出するサイクル変動検出手段51として機能する。
上記サイクル変動検出手段51は、クランク角センサ7で検出されるクランク角を参照しながら筒内圧力センサ8で検出された筒内圧力を分析して、図示平均有効圧力を算出し、その図示平均有効圧力の標準偏差を同圧力の平均値で除算した値を、所定のサイクル数における変動係数COVとして求め、その変動係数COVが許容範囲を超えて増大した状態を、サイクル変動の悪化として検出する。
そして、運転制御手段52は、特定炭化水素含有率制御において、サイクル変動検出手段51で検出されるサイクル変動の悪化が抑制されるように特定炭化水素含有率調整手段60により特定炭化水素含有率を変動させる形態で、混合気Mの特定炭化水素含有率を変動させる。
具体的に、要求トルクの増加等に伴って内部EGRにおけるEGR率を増加側へ調整することで、燃焼室10における酸素濃度が時間的に不均一になり、サイクル変動検出手段51でサイクル変動の悪化が検出される。この場合、特定炭化水素含有率制御により混合気Mの特定炭化水素含有率を増加させることで、混合気Mの燃焼速度に対する酸素濃度の不均一化の影響が小さくなり、結果、サイクル変動の悪化が抑制されることになる。
Further, the operation control means 52 may be configured to determine the specific hydrocarbon content based on the EGR rate changed for adjustment of the combustion timing when executing the specific hydrocarbon content control. However, the present embodiment is configured to determine the specific hydrocarbon content based on the state of cycle fluctuation that varies with adjustment of the combustion timing. The details will be described below.
The
The cycle
Then, the
Specifically, by adjusting the EGR rate in the internal EGR to the increasing side as the required torque increases, the oxygen concentration in the
〔第2実施形態〕
本発明に係る火花点火式エンジン及びその運転制御方法の第2実施形態について、図6に基づいて説明する。尚、上記第1実施形態と同様の構成については、説明を割愛する場合がある。
図6に示すエンジン100は、EGRの形態並びにEGR率を調整するEGR率調整手段以外の構成において、第1実施形態と略同様の基本構成を有する火花点火式エンジンとして構成されている。
即ち、エンジン100は、燃焼室10に排ガスを再循環させるEGRとして、排気路31と吸気路21とを接続するEGR路43を介して燃焼室10に排ガスを再循環させる外部EGRを行う。そして、その外部EGRにおけるEGR率を調整するEGR率調整手段といて、当該EGR路43に設けられたEGR弁44の開度を調整してEGR率を調整する外部EGR率調整手段42が設けられている。
即ち、EGR弁44を開弁する形態で外部EGRを行えば、新気(空気)と比べて比熱が大きい二酸化炭素や水分が多く含まれている排ガスが、排気路31からEGR路43に取り出され、吸気路21を通流してある程度冷却された後に、燃焼室10に再循環されることになる。
このように外部EGRにより比熱が大きく比較的低温の排ガスを燃焼室10に再循環させると、上記第1実施形態と同様に、NOxの排出量の低減と熱効率の向上が実現される。
よって、上記運転制御手段52が実行するEGR制御では、上記第1実施形態と同様に、図2に示すように、エンジン負荷の増加を伴う要求トルクの増加に対して、EGR率を増加させる形態で、EGR率を制御する。
更に、上記運転制御手段52が実行する特定炭化水素含有率制御においても、上記第1実施形態と同様に、図3及び図4に示すように、外部EGRにおけるEGR率を増加したとき、又は、サイクル変動検出手段51でサイクル変動の悪化を検出したときには、混合気Mの特定炭化水素含有率を増加させることで、サイクル変動の悪化を抑制することができ、逆に、外部EGRにおけるEGR率を減少したとき、又は、サイクル変動検出手段51でサイクル変動の悪化を検出しなくなったときには、混合気Mの特定炭化水素含有率を減少させることで、特定炭化水素の消費を節約することができる。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the spark ignition engine and the operation control method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure similar to the said 1st Embodiment, description may be omitted.
The
That is, the
That is, if external EGR is performed in a form in which the EGR valve 44 is opened, exhaust gas containing a large amount of carbon dioxide and moisture having a larger specific heat than fresh air (air) is extracted from the
Thus, when the exhaust gas having a large specific heat and a relatively low temperature is recirculated to the
Therefore, in the EGR control executed by the operation control means 52, as in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the EGR rate is increased with respect to the increase in the required torque accompanying the increase in the engine load. Thus, the EGR rate is controlled.
Furthermore, also in the specific hydrocarbon content rate control executed by the operation control means 52, as shown in FIGS. 3 and 4, when the EGR rate in the external EGR is increased, as in the first embodiment, or When the cycle fluctuation detection means 51 detects the deterioration of the cycle fluctuation, the cycle fluctuation deterioration can be suppressed by increasing the specific hydrocarbon content of the mixture M, and conversely, the EGR rate in the external EGR is reduced. When it decreases or when the cycle fluctuation detecting means 51 no longer detects the deterioration of the cycle fluctuation, the consumption of the specific hydrocarbon can be saved by reducing the specific hydrocarbon content of the mixture M.
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記実施形態では、特定炭化水素含有率調整手段60を、燃焼室10に対して添加量調整を伴って特定炭化水素を添加可能な特定炭化水素添加部61として構成したが、例えば、特定炭化水素含有率調整手段60を、燃焼室10に供給される主燃料から分離量調整を伴って特定炭化水素を分離することで、燃焼室10における混合気Mの特定炭化水素含有率の調整を行っても構わない。
[Other Embodiments]
Finally, other embodiments of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied independently, and can be applied in combination with the configuration of other embodiments as long as no contradiction arises.
(1) In the above-described embodiment, the specific hydrocarbon content rate adjusting means 60 is configured as the specific
(2)上記実施形態では、特定炭化水素添加部61は、高圧ガス容器63に蓄えられた特定炭化水素を添加するように構成したが、主燃料即ち天然ガスの一部を取り出し、その天然ガスから、公知の酸化カップリング法(例えば特開平05−070372号公報参照)や、膜分離法及び加圧凝縮法などの精製法(例えば特開2009−167411号公報参照)などにより特定炭化水素を分離して、特定炭化水素添加部61に供給するように構成しても構わない。
また、主燃料以外の原料を外部から供給し、その原料を合成して特定炭化水素を得るように構成しても構わない。尚、この場合、原料としてのエチレンの水素化反応により特定炭化水素としてのエタンを得ることができ、更に、そのエチレンをエタノールの脱水処理により得ることもできる。
また、特定炭化水素添加部61から供給される特定炭化水素は、必ずしも特定炭化水素100%でなくてもよく、例えば主燃料よりも特定炭化水素の濃度が高く、それを燃焼室10に添加することで当該燃焼室10における混合気Mの特定炭化水素含有率を上昇せる程度に特定炭化水素を含むものであればよい。
(2) In the above embodiment, the specific
In addition, a raw material other than the main fuel may be supplied from the outside, and the raw material may be synthesized to obtain the specific hydrocarbon. In this case, ethane as a specific hydrocarbon can be obtained by a hydrogenation reaction of ethylene as a raw material, and further, the ethylene can be obtained by a dehydration treatment of ethanol.
Further, the specific hydrocarbon supplied from the specific
(3)上記実施形態では、図3に示すように、特定炭化水素含有率制御において、EGR率の増減に対して略比例的に特定炭化水素含有率を増減させたが、別に、EGR率の増減に対して例えば特定炭化水素含有率を段階的に増減させるなど、特定炭化水素含有率の増減方法については適宜変更可能である。
例えば、EGR率が0を含む所定値を超えた場合には、燃焼室10に対する特定炭化水素の添加を実行して、所定の特定炭化水素含有率の混合気Mを燃焼室10に吸気し、EGR率が所定値以下になった場合には、燃焼室10に対する特定炭化水素の添加を停止して、特定炭化水素が添加されていない混合気M、即ち特定炭化水素含有率が0の混合気Mを燃焼室10に吸気するように構成しても構わない。
(3) In the above embodiment, as shown in FIG. 3, in the specific hydrocarbon content control, the specific hydrocarbon content is increased or decreased approximately proportionally to the increase or decrease of the EGR rate. The method for increasing or decreasing the specific hydrocarbon content can be changed as appropriate, for example, by increasing or decreasing the specific hydrocarbon content in stages.
For example, when the EGR rate exceeds a predetermined value including 0, the addition of specific hydrocarbons to the
(4)上記実施形態では、EGR率制御において、エンジン負荷が増加した場合にEGR率を増加することで、NOxの生成を抑制するように構成したが、逆に、エンジン負荷が減少した場合にEGR率を増加することで、吸入混合気量を増加させ、それに伴ってスロットルバルブの開度を拡大させて、ポンプ損失の低減を図るように構成することもできる。
また、このようにエンジン負荷の減少に伴ってEGR率を増加させる場合においても、そのようなEGR率の増加に伴って混合気中の特定炭化水素含有率を増加させることで、EGR率増加に伴うサイクル変動の悪化を抑制することができる。
(4) In the above embodiment, the EGR rate control is configured to suppress the generation of NOx by increasing the EGR rate when the engine load increases, but conversely, when the engine load decreases. By increasing the EGR rate, the amount of intake air-fuel mixture can be increased, and the opening of the throttle valve can be increased accordingly, so that the pump loss can be reduced.
In addition, even when the EGR rate is increased as the engine load decreases in this way, the EGR rate can be increased by increasing the specific hydrocarbon content in the air-fuel mixture as the EGR rate increases. The accompanying deterioration of cycle fluctuation can be suppressed.
(5)上記実施形態では、本発明に係る火花点火式エンジンを、単気筒型に構成したが、当然多気筒型に構成しても構わない。 (5) In the above-described embodiment, the spark ignition engine according to the present invention is configured as a single cylinder type.
本発明は、燃焼室に吸気される新気に炭化水素系の主燃料を混合して混合気を形成し、当該混合気を燃焼室で圧縮して点火プラグにより火花点火し燃焼させる火花点火式エンジン及びその運転制御方法として好適に利用可能である。 The present invention relates to a spark ignition type in which a hydrocarbon-based main fuel is mixed with fresh air sucked into a combustion chamber to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber and sparked by a spark plug and burned. It can be suitably used as an engine and its operation control method.
1,100:エンジン
10 :燃焼室
11 :点火プラグ
40 :内部EGR率調整手段(EGR率調整手段)
42 :外部EGR率調整手段(EGR率調整手段)
51 :サイクル変動検出手段
52 :運転制御手段
60 :特定炭化水素含有率調整手段
100 :エンジン
M :混合気
1, 100: Engine 10: Combustion chamber 11: Spark plug 40: Internal EGR rate adjusting means (EGR rate adjusting means)
42: External EGR rate adjusting means (EGR rate adjusting means)
51: Cycle fluctuation detecting means 52: Operation control means 60: Specific hydrocarbon content rate adjusting means 100: Engine M: Air-fuel mixture
Claims (5)
燃焼室への排ガスの再循環率であるEGR率を調整可能なEGR率調整手段と、
エタン及びプロパンの少なくとも一方からなる特定炭化水素の混合気中の含有率である特定炭化水素含有率を調整可能な特定炭化水素含有率調整手段と、
運転条件に基づいて前記EGR率調整手段を作動させてEGR率を制御するEGR率制御を実行する運転制御手段と、を備え
前記運転制御手段が、前記EGR率制御に加えて、前記EGR率の増加に伴って前記特定炭化水素含有率を増加させる形態で、前記EGR率調整手段の状態に応じて前記特定炭化水素含有率調整手段を作動させて前記特定炭化水素含有率を変動させる特定炭化水素含有率制御を実行する火花点火式エンジン。 A spark ignition engine in which a hydrocarbon-based main fuel is mixed with fresh air sucked into a combustion chamber to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber and sparked by a spark plug to burn. ,
An EGR rate adjusting means capable of adjusting an EGR rate that is a recirculation rate of exhaust gas to the combustion chamber;
A specific hydrocarbon content rate adjusting means capable of adjusting a specific hydrocarbon content rate, which is a content rate of a specific hydrocarbon content of at least one of ethane and propane,
Operating control means for executing EGR rate control for controlling the EGR rate by operating the EGR rate adjusting means based on operating conditions, in addition to the EGR rate control, the operation control unit is configured to control the EGR rate. A specific hydrocarbon that varies the specific hydrocarbon content by operating the specific hydrocarbon content adjusting means according to the state of the EGR rate adjusting means in a form that increases the specific hydrocarbon content with an increase. A spark ignition engine that performs content control.
前記運転制御手段が、前記特定炭化水素含有率制御において、前記サイクル変動検出手段で検出されるサイクル変動の悪化が抑制されるように前記特定炭化水素含有率調整手段を作動させて前記特定炭化水素含有率を変動させる形態で、前記特定炭化水素含有率を変動させる請求項1に記載の火花点火式エンジン。 A cycle fluctuation detecting means for detecting deterioration of cycle fluctuation is provided,
In the specific hydrocarbon content rate control, the operation control unit operates the specific hydrocarbon content rate adjusting unit so that deterioration of cycle fluctuation detected by the cycle fluctuation detection unit is suppressed. The spark ignition engine according to claim 1, wherein the specific hydrocarbon content is changed in a form in which the content is changed.
前記火花点火式エンジンに、
燃焼室への排ガスの再循環率であるEGR率を調整可能なEGR率調整手段と、
エタン及びプロパンの少なくとも一方からなる特定炭化水素の混合気中の含有率である特定炭化水素含有率を調整可能な特定炭化水素含有率調整手段と、
を設け、
運転条件に基づいて前記EGR率調整手段を作動させてEGR率を制御するEGR率制御を実行すると共に、当該EGR率制御に加えて、前記EGR率の増加に伴って前記特定炭化水素含有率を増加させる形態で、前記EGR率調整手段の状態に応じて前記特定炭化水素含有率調整手段を作動させて前記特定炭化水素含有率を変動させる特定炭化水素含有率制御を実行する前記火花点火式エンジンの運転制御方法。 Operation control of a spark-ignition engine that mixes hydrocarbon-based main fuel with fresh air sucked into the combustion chamber to form an air-fuel mixture, compresses the air-fuel mixture in the combustion chamber, and ignites and burns with a spark plug A method,
In the spark ignition engine,
An EGR rate adjusting means capable of adjusting an EGR rate that is a recirculation rate of exhaust gas to the combustion chamber;
A specific hydrocarbon content rate adjusting means capable of adjusting a specific hydrocarbon content rate, which is a content rate of a specific hydrocarbon content of at least one of ethane and propane,
Provided,
In addition to the EGR rate control, in addition to the EGR rate control, the specific hydrocarbon content rate is increased as the EGR rate is controlled by operating the EGR rate adjusting means based on operating conditions. The spark-ignition engine that performs specific hydrocarbon content control to vary the specific hydrocarbon content by operating the specific hydrocarbon content adjustment in accordance with the state of the EGR rate adjustment Operation control method.
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