JP3074228B2

JP3074228B2 - 過給機付気体燃料エンジン

Info

Publication number: JP3074228B2
Application number: JP04348361A
Authority: JP
Inventors: 徹白石; 清孝間宮; 賢治森本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 2000-08-07
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JPH06200771A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気体燃料を供給する手
段を備えるとともに過給機を備えたエンジンに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、水素ガスを少なくとも部分的に含
有する気体燃料を使用するエンジンが開発されつつあ
り、このような気体燃料エンジンによると、排気ガス中
の有害成分を大幅に減少させることができる。つまり、
水素ガスの使用によりＨＣ（炭化水素）およびＣＯ（一
酸化炭素）を除去することができるとともに、空燃比の
可燃範囲が広いため、ＮＯｘ（窒素酸化物）が生じやす
い空燃比よりも大幅にリーンな状態で燃焼を行なわせて
ＮＯｘの発生も抑制することができる。ただし、燃料供
給量を少なくすることでリーン化を図るのでは高負荷時
の出力低下を招く。

【０００３】そこで、上記のようなＮＯｘ抑制等のため
にリーン化を図りつつ、出力低下を避けるために過給機
を用いることは、従来においても考えられている。例え
ば、特開昭５１−３４３０８号公報に示されているエン
ジンでは、水素ガスを燃料の一部または全部とし、この
水素ガスを吸気通路に供給するとともに、ターボ過給機
等の過給機を設け、空気を過給することにより、出力は
低下させずに混合気をリーン化するようにしている。

【０００４】また、特開昭６３−１９８７６２号公報に
は、出力向上のために過給機を具備し、かつ、水素ガス
を燃焼室に直接噴射するように水素噴射弁を吸気弁およ
び排気弁とは別に設けるとともに、排気弁の閉鎖後の所
定期間だけ水素噴射弁を開き、その後の一定期間に吸気
弁を開くように設定することにより、吸気行程前半に相
当する期間に水素ガスが燃焼室に供給された後に、上記
過給機により加圧された空気が燃焼室に供給されるよう
にして、水素供給量の確保を図るようにした水素エンジ
ンが示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記各公報に示されて
いるような従来の過給機付気体燃料エンジンでは、エン
ジンの全運転領域にわたって水素ガスおよび空気の供給
を良好に行なわせることが難しかった。

【０００６】すなわち、一般に過給機の過給性能はエン
ジンの低速側では充分に高められず、従って低速側では
高速側と比べて過給圧が低くなる。また、気体燃料は液
体燃料と比べて容積率が格段に大きい。このため、過給
機付エンジンであっても、例えば特開昭５１−３４３０
８号公報に示されているように水素ガス等が吸気通路に
供給されるようになっているだけでは、過給圧が低くて
燃料供給量の多い低速高負荷時に、空気の供給が阻害さ
れ、リーン化が達成されないだけでなく空気が不足する
という事態を招く。また、特開昭６３−１９８７６２号
公報に示されているように燃焼室に対して水素ガスを供
給してから加圧空気を供給するようにした場合でも、過
給圧が低い低速時には、燃焼室内の水素ガスによって空
気の吸入が妨げられてしまう。

【０００７】なお、気体燃料エンジンにおいて空気の吸
入が妨げられないようにするため、吸気ポートが閉じた
後の圧縮行程前半に、その時の燃焼室内の圧力よりも高
い圧力で気体燃料を燃焼室に直接供給するように気体燃
料供給手段を構成することは、従来において知られてい
る。しかし、過給機が具備される場合、このような気体
燃料供給手段によると、高速高負荷の運転域では、過給
によって圧縮行程前半の燃焼室内の圧力がかなり高くな
るため、それに抗して気体燃料を供給するためにはその
圧力を非常に高くしなければならず、そのような高い圧
力を与えることができる燃料供給源を得ることが難し
い。さらに、高速時には燃料供給から点火までの時間が
短くなって、燃料と空気との混合が不十分になるという
問題もあった。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み、燃料として
水素ガスを含有する気体燃料を用いるとともに、過給機
を具備するエンジンにおいて、全運転領域にわたって気
体燃料および空気の供給を良好に行なうことができ、し
かも、燃料供給圧力をあまり高くする必要がなくて、気
体燃料の供給源等に著しい制約を受けることがない過給
機付気体燃料エンジンを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、少なくとも部分的に水素ガスを含有する
気体燃料をシリンダに供給する手段を備えるとともに、
吸気を過給する過給機を備えたエンジンにおいて、エン
ジン回転数を検出する回転数検出手段と、吸気行程中に
気体燃料を供給する第１燃料供給手段と、吸気行程後に
筒内に気体燃料を供給する第２燃料供給手段と、上記各
燃料供給手段の燃料供給量を調節する燃料調節手段と、
エンジンの低速時は第２燃料供給手段からの燃料供給割
合が多く、エンジンの高速時は第１燃料供給手段からの
燃料供給割合が多くなるように、上記回転数検出手段の
出力に応じて燃料調節手段を制御する制御手段とを備え
たものである。

【００１０】この発明において、全負荷領域での空燃比
を、エンジンの低速側から高速側にまでわたる回転数全
域で、空気過剰率が１．５以上のリーンに設定しておく
ことが好ましい。

【００１１】また、上記第１燃料供給手段を、過給機よ
り上流の吸気通路へ燃料を供給するように形成すること
が好ましい。この場合、上記第１燃料供給手段から供給
される気体燃料を吸入するベンチュリ部を吸気通路に設
けておけばよい。またこの場合に、上記第１燃料供給手
段からの燃料供給割合が比較的多い運転域からのエンジ
ン減速時に、スロットル弁の閉作動を遅延させる遅延手
段を設けておくこと効果的である。

【００１２】また、吸気行程終了直後の圧縮行程初期に
ＥＧＲをシリンダに供給するＥＧＲ供給手段を設け、上
記第２燃料供給手段による燃料供給の時期をＥＧＲの供
給時期よりも遅くしておくことが好ましい。この場合
に、過給機をターボ過給機とし、このターボ過給機のタ
ービンよりも上流の排気通路からＥＧＲガスを導くよう
にＥＧＲ供給手段を形成することが効果的である。

【００１３】

【作用】上記のような本発明の構成によると、過給圧が
低いエンジンの低速時には、上記第２燃料供給手段の燃
料供給割合が多くされて、その燃料が吸気行程後に筒内
に供給されることにより、空気の吸入が妨げられること
がない。また、低速時であればこのように吸気行程後に
筒内に供給されても、点火までに、空気との混合のため
の時間が確保される。一方、高速時には、第１燃料供給
手段の燃料供給割合が多くされて、その燃料が吸気行程
中に供給されることにより、燃料供給圧力を高くする必
要がなく、かつ、点火までの間における空気との混合が
促進される。そして、高速時には過給機による過給作用
が高められ、その過給作用で空気の供給も充分に達成さ
れる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による燃料供給装置を備えた気
体燃料エンジンの全体構造を示しており、当実施例のエ
ンジンはロータリピストンエンジンである。また、当実
施例では、気体燃料として水素ガスが用いられている。

【００１５】ロータリピストンエンジンは、トロコイド
状のロータハウジング１とその両側に位置するサイドハ
ウジングとにより構成されたシリンダを有し、その内方
に、３つの作動室２を隔成する略三角形状のロータ３を
備え、このロータ３が偏心軸４に支承されて偏心回転す
ることにより、各作動室２が容積変化し、オットーサイ
クルを行うようになっている。

【００１６】吸気行程の作動室２に臨む位置のサイドハ
ウジングには、空気を供給する吸気ポート５が設けられ
ている。また、この吸気ポート５の近傍に、加圧された
水素ガスをシリンダ内に供給するための水素ポート（気
体燃料供給用のポート）６と、ＥＧＲガスをシリンダ内
に導入するためのＥＧＲポート７が形成されている。上
記水素ポート６は、吸気行程途中から圧縮行程途中まで
作動室２に開口するような位置に形成されている。上記
ＥＧＲポート７も吸気行程以後まで作動室２に開口する
位置に設けられている。さらに、排気行程の作動室２に
臨む位置のロータハウジング１に排気ポート８が形成さ
れ、爆発行程の作動室に臨む位置では点火プラグ９がロ
ータハウジング１に取付けられている。上記吸気ポート
５および排気ポート８には、吸気通路１１および排気通
路１２がそれぞれ接続されている。

【００１７】上記吸気通路１１の途中にはターボ過給機
１３のコンプレッサ１３ａが介設され、このコンプレッ
サ１３ａと排気通路１２の途中に設けられたタービン１
３ｂとが連結されている。吸気通路１１における上記コ
ンプレッサ１３ａの下流にはインタークーラ１４が設け
られている。また、コンプレッサ１３ａの上流にはスロ
ットル弁１５が設けられ、このスロットル弁１５は、ス
テップモータ１６によって作動されるようになってい
る。スロットル弁１５の直上流には、吸気通路１１へ水
素ガスを導入して空気と混合するため、ベンチュリ部１
７ａを有するミキサー１７が設けられている。さらに吸
気通路１１の上流側には、エアクリーナ１８およびエア
フローメータ１９が配設されている。

【００１８】また、気体燃料である水素ガスを供給する
気体燃料供給系統として、メタルハイドライドタンク
（以下ＭＨタンクという）２１からの水素ガスを導く燃
料供給通路２２が設けられている。上記ＭＨタンク２１
は、その内部に水素を吸蔵、放出することのできる水素
吸蔵合金を備えており、このＭＨタンク２１に対し、水
素充填用の通路、冷却水通路および加熱水通路（図示省
略）が配設され、エンジンウォータジャケットから供給
される冷却水でＭＨタンク２１の水素吸蔵合金が加熱さ
れることにより、水素ガスが燃料供給通路２２に放出さ
れるようになっている。

【００１９】上記燃料供給通路２２の上流部には圧力調
整器２３が設けられ、この圧力調整器２３は、ＭＨタン
ク２１から供給される水素ガスを適度の圧力に調圧し、
例えば略５気圧（３〜７気圧）に調圧するようになって
いる。この圧力調整機２３の下流において燃料供給通路
２２は、第１燃料供給手段を構成する第１燃料通路２４
と第２燃料供給手段を構成する第２燃料通路２５とに分
岐している。

【００２０】上記第１燃料通路２４の下流端は、吸気通
路１１に設けられたミキサー１７のベンチュリ部１７ａ
に開口しており、この第１燃料通路２４の途中に、燃料
調節手段としての流量調整弁２６が設けられている。こ
の流量調整弁２６は、デューティソレノイドバルブまた
は比例ソレノイドバルブ等で形成され、第１燃料通路２
４中の水素ガスの流量を無段階に調整することができる
ようになっている。そして上記流量調整弁２６が開いて
いるときに、水素ガスが第１燃料通路２４を通って吸気
通路１１に流入し、空気と混合した状態で、吸気ポート
５から吸気行程中に作動室２に供給されるようになって
いる。

【００２１】一方、上記第２燃料通路２５の下流端は上
記水素ポート６に接続され、この第２燃料通路２５に
は、燃料調節手段としての流量調整弁２７およびタイミ
ング弁２８が配設されている。上記流量調整弁２７は、
第１燃料通路２４の流量調整弁２６と同様にデューティ
ソレノイドバルブまたは比例ソレノイドバルブ等で形成
され、第２燃料通路２５中の水素ガスの流量を無段階に
調整することができるようになっている。また、上記タ
イミング弁２８は、エンジンの作動と同期して開閉作動
するもので、例えば、上記水素ポート６と第２燃料通路
２５との間の連通部分を開閉するポペット弁２８ａを有
し、このポペット弁２８ａがタイミング弁駆動用カムシ
ャフト２８ｂに設けられたカムにより開閉作動される。
上記カムシャフト２８ｂは、ハウジングに回転可能に支
承されるとともに、その一端側に具備されたプーリ２８
ｃがタイミングベルト２８ｄを介して偏心軸４に連繋さ
れることにより、偏心軸４と同期回転するようになって
いる。そして、吸気行程後に筒内に気体燃料を供給する
ように、上記タイミング弁２８の開閉タイミングが設定
されている。

【００２２】また、上記ＥＧＲポート７には、ＥＧＲ通
路３１の排気流出端側が接続されており、このＥＧＲ通
路３１の排気流入端側は、過給機１３のタービン１３ａ
より上流の排気通路１２に接続されている。ＥＧＲ通路
３１中には、この通路３１の流量をコントロールするＥ
ＧＲ弁３２が設けられるとともに、タイミング弁３３が
設けられている。このタイミング弁３３は、上記第２燃
料通路２５に設けられたタイミング弁２８と同様の構造
で、エンジンの作動と同期して開閉作動するようになっ
ている。

【００２３】３５は制御手段を構成するコントロールユ
ニット（ＥＣＵ）である。このＥＣＵ３５には、エンジ
ン回転数を検出する回転数センサ３６からの信号と、エ
ンジン負荷相当量を検出する手段、例えばアクセル開度
（アクセルペダル踏込み量）を検出するアクセル開度セ
ンサ３７からの信号が入力されている。また、このＥＣ
Ｕ３５から、上記各流量調整弁２６，２７に対してそれ
ぞれの流量を制御する信号が出力されるとともに、スロ
ットル弁１５を制御する信号がステップモータ１６に出
力され、さらに、ＥＧＲ弁３２にも制御信号が出力され
ている。

【００２４】上記ＥＣＵ３５は、エンジンの低速時は第
２燃料通路２５からの燃料供給割合が多く、エンジンの
高速時は第１燃料通路２６からの燃料供給割合が多くな
るように、上記回転数センサ３６の出力に応じて各流量
調整弁２６，２７を制御するようになっている。つま
り、上記ＥＣＵ３５においては、図２に示すようなエン
ジン回転数と燃料供給割合との対応関係の特性が予めマ
ップとして設定、記憶されている。この図の特性による
と、エンジン回転数が非常に低いときは第２燃料通路２
５からの燃料供給割合が略１００％とされ、エンジン回
転数が上昇するとそれにつれて第１燃料通路２４からの
燃料供給割合が次第に増加し、高速域では第１燃料通路
２４からの燃料供給割合が略１００％とされている。そ
してＥＣＵ３５は、エンジン負荷、吸入空気量等に応じ
て燃料供給量を求めるとともに、上記の図２に示すよう
なマップからエンジン回転数に応じて燃料供給割合を求
め、これらに基づき、各流量調整弁２６，２７の流量を
制御するようになっている。

【００２５】このＥＣＵ３５による燃料供給量の制御と
しては、運転状態に応じて設定された空燃比が得られる
ように吸入空気量に応じて燃料供給量が求められるが、
その空燃比はＮＯｘを抑制し得る程度に充分リーンに設
定され、具体的には全負荷領域（アクセル全開の領域）
でも空気過剰率λが１．５以上とされ、部分負荷領域で
は全負荷領域と同程度かそれ以上にリーンになるように
空燃比が設定されている。

【００２６】また、ＥＣＵ３５によるスロットル弁１５
の制御としては、通常時はスロットル弁１５の開度がア
クセル開度に対応して変化するようにアクセル開度セン
サ３７の出力に応じてステップモータ１６が制御される
が、第１燃料通路２４からの燃料供給割合が多い高速域
からの減速時にはスロットル弁１５の閉作動が遅延され
る。つまり、ＥＣＵ３５に含まれる遅延手段３８によ
り、上記減速時にスロットル弁１５の閉作動が徐々に行
われるようにステップモータ１６が制御される構成とな
っている。

【００２７】図３（ａ）（ｂ）は、吸気ポート５の開閉
タイミングと、ＥＧＲ通路３１のタイミング弁３３によ
るＥＧＲのタイミングと、第２燃料通路２５から燃料供
給が行われるときのタイミング弁２７による燃料供給タ
イミングとを示している。この図のように吸気ポート５
は、所定開時期Ｉ．Ｏから所定閉時期Ｉ．Ｃまでの吸気
行程の期間中開かれる。この期間に、第１燃料通路２４
から燃料供給が行われる高速時であれば水素ガスと空気
との混合気が作動室内に送り込まれ、第２燃料通路２５
から燃料供給が行われる低速時であれば空気のみが作動
室内に送り込まれる。

【００２８】ＥＧＲの供給は吸気ポート閉時期Ｉ．Ｃの
直後の一定期間だけ行われるように、タイミング弁２７
の開閉タイミングが設定されている。また、第２燃料通
路２５からの燃料供給は吸気行程後に行われ、とくに当
実施例では、ＥＧＲ供給後に燃料供給が行われるよう
に、タイミング弁２８の開閉タイミングが設定されてい
る。

【００２９】以上のような当実施例のエンジンによる
と、過給圧が低いエンジンの低速時には、主に上記第２
燃料通路２５から水素ガスが供給され、この水素ガスは
流量調整弁２７およびタイミング弁２８を経て、吸気行
程後に作動室６内に直接供給される。従って、水素ガス
で空気の吸入が妨げられることがなく、過給圧が低くて
も空気の吸入量が著しく低下するようなことはない。そ
して、この場合の燃料供給圧力は、過給圧が低い状態で
の燃料供給時期の作動室内の圧力を上回る程度であれば
よく、ＭＨタンク２１を供給源としたものでもこの程度
の圧力を確保することは容易に可能となる。また、燃料
供給時期から点火時期までの時間は低速になるほど長く
なるため、空気との混合のための時間は確保される。

【００３０】一方、高速時には、主に第１燃料通路２４
から水素ガスが供給され、この水素ガスは吸気通路１１
に導かれ、空気と混合されつつ吸気通路１１を通って、
吸気行程中に吸気ポート５から作動室に送り込まれる。
この場合に、高速時は過給圧が充分に高くなっているた
め、容積率の大きい水素ガスが吸気通路１１に送り込ま
れていても、空気が充分に加圧供給され、空気の充填量
が確保される。そして、比較的低圧での燃料供給が可能
となり、かつ、水素ガスと空気との混合が促進される。
とくに、当実施例のように、コンプレッサ１３ａよりも
上流において吸気通路１１に設けられたミキサー１７の
ベンチュリ部１７ａに水素ガスが導入されると、空気と
のミキシング作用が高められるとともに、ベンチュリ部
１７ａで吸気流量に応じた燃料吸入作用が得られ、燃料
コントロール等にも有利となる。

【００３１】また、混合気の空燃比は全負荷領域でもλ
≧１．５のリーンとされることにより、ＮＯｘが充分に
低減される。つまり、水素エンジンのＮＯｘ発生量と空
燃比との関係は図４に示すようになり、λ＝１よりわず
かにリーン側でＮＯｘが最大となるが、λ≧１．５では
ＮＯｘが大幅に減少する。しかも、このようなリーン状
態が、過給により空気の供給量を多くすることで実現さ
れているので、高負荷領域で要求される出力が確保され
る。なお、空気過剰率λを２．０以上とすればＮＯｘが
殆どゼロとなってとくに好ましい。

【００３２】第１燃料通路２４からの水素ガス供給が行
われている高速高負荷状態からの減速時には、スロット
ル弁１５の閉作動が遅延されることにより、空燃比の変
動が防止される。つまり、上記減速時にスロットル弁１
５が急閉されると、流量調整弁２６からミキサー１７ま
での通路２４中の燃料が応答送れで吸気通路内に流入
し、一時的に空燃比がリッチ側にずれてＮＯｘが発生し
易くなるが、遅延手段３８による制御でスロットル弁１
５の閉作動が徐々に行われることによりこのような事態
が防止される。

【００３３】図５は本発明の別の実施例として、レシプ
ロエンジンに適用した場合を示している。この図におい
て、シリンダ内のピストン上方の燃焼室４０に吸気ポー
ト４１、排気ポート４２および水素ポート４３が開口
し、吸気ポート４１および排気ポート４２にそれぞれ吸
気弁４４および排気弁４５が設けられるとともに、水素
ポート４３に、吸気行程後の所定期間だけ開くタイミン
グ弁４６が設けられている。この実施例でも、ターボ過
給機１３が具備されるとともに、インタークーラ１４、
スロットル弁１５、ミキサー１７、エアフローメータ１
９等が吸気通路１１に配設され、また、気体燃料供給系
統として、ＭＨタンク２１からの水素ガスを導く燃料供
給通路２２と、この通路２２から分岐した第１燃料通路
２４および第２燃料通路２５が形成され、上記燃料供給
通路２２に圧力調整機２３が設けられるとともに、上記
第１，第２燃料通路２４，２５にそれぞれ流量調整弁２
６，２７が設けられている。そして、第１燃料通路２４
の下流端が上記ミキサー１７のベンチュリ部に開口する
一方、第２燃料通路２５の下流端が水素ポート４３に接
続されている。

【００３４】この実施例によっても、過給圧の低い低速
時には第２燃料通路２５を通った水素ガスが吸気行程後
に水素ポート４３から燃焼室４０内に供給され、過給圧
の高い高速時には第１燃料通路２４から吸気通路１１に
送り込まれた水素ガスが空気とともに吸気行程中に吸気
ポート４１から燃焼室４０に供給されることにより、前
記の実施例と同様の作用が得られる。

【００３５】なお、本発明の装置の具体的構造は上記各
実施例に限定されず、種々変更可能であり、その数例を
次に説明する。

【００３６】吸気を過給する過給機は機械式過給機であ
ってもよく、この場合でも低速時には過給機出口側と入
口側との間の漏れ量の増大等で過給圧が低くなるので、
低速時に第２燃料供給手段からの燃料供給割合を多く
し、高速時に第１燃料供給手段からの燃料供給割合を多
くするように制御することが有効である。

【００３７】エンジン回転数に応じた燃料供給割合の変
更は、エンジン回転数が高くなるにつれて第１燃料供給
手段からの燃料供給割合が段階的に多くなっていくよう
にしてもよく、また、所定回転数を境にこれより低速側
では第２燃料供給手段から燃料を供給し、所定回転数よ
り高回転側では第１燃料供給手段から燃料を供給するよ
うに切換えてもよい。

【００３８】第１燃料供給手段は、上記各実施例では過
給機上流の吸気通路に水素ガスを導くようになっている
が、過給機下流の吸気通路もしくは吸気ポートに水素ガ
スを導くようにしてもよく、あるいはまた、吸気行程中
に開かれるポートを介してシリンダ内に水素ガスを供給
するものでもよい。

【００３９】減速時にスロットル弁の閉作動を遅延させ
る遅延手段は、図１中に示すように電気的にスロットル
弁の作動をコントロールするものに限らず、機械的なも
のであってもよい。

【００４０】また、気体燃料は水素ガスのみからなるも
のに限らず、少なくとも一部に水素ガスを含有するもの
であればよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明は、過給機付気体燃
料エンジンにおいて、吸気行程中に気体燃料を供給する
第１燃料供給手段と、吸気行程後に筒内に気体燃料を供
給する第２燃料供給手段とを設けるとともに、エンジン
の低速時には第２燃料供給手段からの燃料供給割合を多
くし、高速時には上記第１燃料供給手段からの燃料供給
割合を多くするように制御している（請求項１）ため、
過給圧が低い低速時に、空気の吸入が妨げられることを
防止し、一方、過給圧が高くなる高速時に、比較的低圧
での燃料供給を可能にし、かつ過給により空気を充分に
供給することができる。従って、出力確保などのため過
給を行なうようにしながら、ＭＨタンクなどの一般的な
気体燃料供給源で充分に得られる程度の圧力で燃料を供
給することができ、かつ全運転領域にわたって気体燃料
および空気の供給を良好に行なうことができる。

【００４２】また、この発明において、全負荷領域での
空燃比を空気過剰率が１．５以上のリーンに設定すれば
（請求項２）、ＮＯｘを大幅に低減することができ、し
かも過給により空気を多く送り込むことで出力を確保し
つつリーン化を図ることができる。

【００４３】上記第１燃料供給手段を、過給機より上流
の吸気通路へ燃料を供給するように形成し（請求項
３）、またこの場合に、気体燃料を吸入するベンチュリ
部を吸気通路に設けておけば（請求項４）、第１燃料供
給手段からの気体燃料の供給および空気との混合を良好
に行なわせることができる。

【００４４】さらにこの場合に、上記第１燃料供給手段
からの燃料供給割合が比較的多い運転域からのエンジン
減速時に、スロットル弁の閉作動を遅延させる遅延手段
を設けると（請求項５）、減速時に燃料供給量変化の応
答遅れで一時的に空燃比がリッチ化するというような事
態を防止することができる。

【００４５】また、吸気行程終了直後の圧縮行程初期に
ＥＧＲガスをシリンダに供給するＥＧＲ供給手段を設
け、上記第２燃料供給手段による燃料供給の時期をＥＧ
Ｒの供給時期よりも遅くすると（請求項６）、ＥＧＲも
良好に行われる。この場合に、過給機をターボ過給機と
し、このターボ過給機のタービンよりも上流の排気通路
からＥＧＲガスを導くようにＥＧＲ供給手段を形成する
と（請求項７）、ターボ過給機のタービン上流の排気圧
力を利用してＥＧＲを効果的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による過給機付気体燃料エン
ジンの全体概略図である。

【図２】エンジン回転数と燃料供給割合との対応関係の
マップを示す図である。

【図３】（ａ）は、第１燃料通路より気体燃料が供給さ
れる場合の吸気ポートからの混合気供給タイミングおよ
びＥＧＲのタイミングを示す図である。（ｂ）は、第２
燃料通路より気体燃料が供給される場合の吸気ポートか
らの空気供給タイミング、ＥＧＲのタイミングおよび燃
料供給タイミングを示す図である。

【図４】空燃比とＮＯｘ発生量との関係を示す図であ
る。

【図５】他の実施例による過給機付気体燃料エンジンの
全体概略図である。

【符号の説明】

５吸気ポート６水素ポート７ＥＧＲポート１１吸気通路１３ターボ過給機１７ミキサー１７ａベンチュリ部２１ＭＨタンク２２燃料供給通路２４第１燃料通路２５第２燃料通路２６，２７流量調整弁３１ＥＧＲ通路３５コントロールユニット３８遅延手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−37367（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−5152（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 43/10 F02M 21/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも部分的に水素ガスを含有する
気体燃料をシリンダに供給する手段を備えるとともに、
吸気を過給する過給機を備えたエンジンにおいて、エン
ジン回転数を検出する回転数検出手段と、吸気行程中に
気体燃料を供給する第１燃料供給手段と、吸気行程後に
筒内に気体燃料を供給する第２燃料供給手段と、上記各
燃料供給手段の燃料供給量を調節する燃料調節手段と、
エンジンの低速時は第２燃料供給手段からの燃料供給割
合が多く、エンジンの高速時は第１燃料供給手段からの
燃料供給割合が多くなるように、上記回転数検出手段の
出力に応じて燃料調節手段を制御する制御手段とを備え
たことを特徴とする過給機付気体燃料エンジン。
【請求項２】全負荷領域での空燃比を、エンジンの低
速側から高速側にまでわたる回転数全域で、空気過剰率
が１．５以上のリーンに設定したことを特徴とする請求
項１に記載の過給機付気体燃料エンジン。
【請求項３】上記第１燃料供給手段を、過給機より上
流の吸気通路へ燃料を供給するように形成したことを特
徴とする請求項１または２に記載の過給機付気体燃料エ
ンジン。
【請求項４】上記第１燃料供給手段から供給される気
体燃料を吸入するベンチュリ部を吸気通路に設けたこと
を特徴とする請求項３に記載の過給機付気体燃料エンジ
ン。
【請求項５】上記第１燃料供給手段からの燃料供給割
合が比較的多い運転域からのエンジン減速時に、スロッ
トル弁の閉作動を遅延させる遅延手段を設けたことを特
徴とする請求項４記載の過給機付気体燃料エンジン。
【請求項６】吸気行程終了直後の圧縮行程初期にＥＧ
Ｒをシリンダに供給するＥＧＲ供給手段を設け、上記第
２燃料供給手段による燃料供給の時期をＥＧＲの供給時
期よりも遅くしたことを特徴とする請求項１または２に
記載の過給機付気体燃料エンジン。
【請求項７】過給機をターボ過給機とし、このターボ
過給機のタービンよりも上流の排気通路からＥＧＲガス
を導くようにＥＧＲ供給手段を形成したことを特徴とす
る請求項６に記載の過給機付気体燃料エンジン。