JP3976475B2

JP3976475B2 - Premixed compression ignition engine

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Publication number: JP3976475B2
Application number: JP2000145070A
Authority: JP
Inventors: 井輝浩桜; 野寿二天; 本智史森; 端康晴川
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: JP2001323829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガスと加熱した吸入空気を予め混合させた希薄予混合気を高圧縮比のピストンで自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２８に従来の予混合圧縮自着火機関１Ａを示す。外気温度で吸入された吸入空気Ａｉｒが吸気加熱装置Ｈｐで加熱されて加熱空気Ａｈとなり、混合器Ｍｘで燃料ガスＦｇと混合され、予混合気Ｇｐとなる。
予混合気Ｇｐは、エンジンＥｎの燃焼室ＣｖでピストンＰｉによって高圧となり自着火して燃焼し、排気ガスＥｇとなって排出される。
【０００３】
この燃焼過程で、燃焼室Ｃｖ内の圧力ｐ（縦軸）とクランク角θ（横軸）を示す図２９において、ノック状燃焼で曲線Ｋで示されており、燃焼時の筒内圧力も非常に高く、機関がは損する恐れが存在する。なお、ＴＤＣは、上死点を示している。
一般に従来の予混合圧縮自着火機関１Ａでは、予混合気Ｇｐの燃料比率が少ない希薄予混合気で安定な燃焼の曲線Ｎによって運転している。そして燃焼室Ｃｖ内における燃料分布の濃度格差が大きい、または予混合気の温度分布の温度格差が大きいほど、この安定な燃焼Ｎに移行する。
【０００４】
これに対して、燃焼室Ｃｖ内における燃料分布の濃度格差が少ない均一濃度、または予混合気の温度分布の温度格差が少ない均一温度の場合には、燃焼時における筒内圧力が高圧で機関破損を引き起こすノック状燃焼の曲線Ｋになる。
図２９における線Ｕｐは、燃焼室Ｃｖ内の許容圧力を示したもので、予混合気圧縮自着火機関１Ａでは、安定な燃焼曲線Ｎの最大圧力Ｎｐは許容圧力線Ｕｐに対して充分低く設定しなければならないが、実際はＮｐが許容圧力線Ｕｐに近い状態での燃焼が起こっていることが多い。その理由は、予混合気Ｇｐの燃焼室Ｃｖ内の温度格差、濃度格差を定常的に維持することが困難なことによっている。
【０００５】
したがって、他の型式のエンジンに近づくための同気筒容量での出力向上、燃焼効率の向上に必要な燃料供給増加がノック状燃焼を起こさず、エンジンＥｎの破損や耐久性低下にならない技術が必要であった。
今回提案の本発明では、燃焼室内での燃料濃度格差（勾配）、温度格差（勾配）を大きくして均一性を避ける手段や、自着火の抑制剤や促進剤を濃度格差が生じる様に制御供給する手段によって所定の燃焼状態を得る技術の提供をするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、エンジンの破損や耐久性低下を起こさずに多量の燃料を供給して出力向上と効率向上をはかる予混合圧縮自着火機関の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合した予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室或いは該燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記燃料調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【０００８】
或いは、複数の吸気ポートの全てに燃料インジェクタを設け、燃焼圧力が限界以上にまで上昇する恐れがある運転状態の場合には、燃料インジェクタからの燃料噴射量が各吸気ポート毎に相違する様に構成することも可能である。
【０００９】
上記のように構成された本発明によれば、機関の各気筒毎に設けられた複数の吸気ポートの内、１つ吸気ポートにのみ燃料インジェクタで燃料が供給される。そのため、気筒内では燃料濃度が均一にならず、濃度勾配（或いは濃度偏差）が形成される。そして、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間燃焼が阻止されて、燃焼室内の最大圧力を低く抑制することが出来る。
【００１０】
上記した本発明の予混合圧縮自着火機関の運転方法としては、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、燃焼室に運転状態を検出するセンサで燃焼圧力を検知する圧力検知工程と、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生と判定された場合に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００１１】
上記の構成によって、燃焼室内の燃料濃度分布を不均一にして濃度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、運転方法で示した制御作用によって、燃料供給量の増加による最大圧と、ノック状の異常燃焼を管理し抑制している。
【００１５】
そして本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに加熱量を調整自在にして混合気を加熱させる加熱装置が設けられ、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記加熱装置は制御線で接続されて構成されている。
【００１６】
上記において、加熱装置は電熱加熱でも、その他の方法（例えば、排気ガスとの熱交換器等）でも良い。
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートのそれぞれに加熱量が調整できる加熱装置が装着され、それぞれの吸気ポートから温度の異なる予混合気が吸入される。その結果、気筒内では温度が均一にならず、温度勾配が形成され、燃焼に時間遅れを生じさせて、瞬間的な燃焼を防いで、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００１７】
上記した様な構成を具備する予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、複数の吸気ポートの各々に設けられた複数の加熱装置を異なる加熱量にて作動させる複数ヒータ加熱工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布の不均一、或いは温度勾配を生じさせ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大圧を管理して、抑制している。
【００２２】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに排気ガスを還流させる還流管が合流し、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記還流管に装着された還流制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００２３】
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートのそれぞれに排気還流管（ＥＧＲ管）が取り付けられ、各ＥＧＲ管における排気還流量（ＥＧＲ量）に差異を設けることにより、自着火促進作用を有し且つ高温を保有するＥＧＲガスの気筒内おける分布が均一にならず、温度勾配及びＥＧＲガス濃度勾配が形成される。これにより、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００２４】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと高温に加熱された吸入空気とを予め混合させた希薄予混合気を複数の吸気弁で吸入し、高圧縮比のピストンで自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要ありと判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給されるＥＧＲガスの流量が各吸気ポート毎に相違する様に調整するＥＧＲ量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むのが好ましい。
【００２５】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布及びＥＧＲガス濃度分布を不均一にして、温度勾配及びＥＧＲガス濃度勾配を生じさせ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理し抑制している。
【００２６】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、前記過給機で圧縮された予混合気の一部が前記インタークーラをバイパスして、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに合流する様にバイパス管を設け、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記バイパス管に装着されたバイパス流量制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００２７】
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、過給機で圧縮されて高温となった予混合気の一部を、インタークーラをバイパスさせて注入することにより、当該ポートから燃焼室内に流入する吸気は他のポートから流入する吸気よりも高温となる。その結果、気筒（燃焼室）内では温度が均一にならず、温度勾配が形成され、燃焼に時間遅れが生じる。そして、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００２８】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、インタークーラをバイパスし一つの吸気ポートを介して機関の燃焼室に供給されるバイパス流量を調整するバイパス流量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むことを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布を不均一にして温度勾配を生じせしめ、以って、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧を管理し抑制している。
【００３０】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、前記過給機で圧縮された予混合気の一部が前記インタークーラをバイパスして、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれと合流する様にバイパス管を設け、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記バイパス管に装着されたバイパス流量制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００３１】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、過給機で圧縮され高温となった吸気の一部を、インタークーラをバイパスさせて各吸気ポートに供給する。ここで、当該バイパスされた高温吸気の供給量が吸気ポート毎に異なる様にすれば、各吸気ポートからの吸気温度が相違し、気筒（燃焼室）内では温度が均一にならず、温度勾配が形成される。その結果、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００３２】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、インタークーラをバイパスして吸気ポートを介して機関の燃焼室に供給されるバイパス流量が各吸気ポート毎に相違する様に調整するバイパス流量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００３３】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布を不均一にして温度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理して、当該燃焼圧を抑制することが出来る。
【００３４】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）を供給する自着火促進剤供給管が取り付けられ、その自着火促進剤供給管は調整弁を介して自着火促進剤が貯蔵された自着火促進剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００３５】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、自着火促進剤容器から自着火促進剤（ＮＯｘまたはオゾン等）を注入して、燃焼室内において予混合気の自着火を促進する。その際に、自着火促進剤は単一のポートのみから燃焼室内に供給されるので、燃焼室内においては自着火促進剤の分布が均一とならず、気筒（燃焼室）内では着火燃焼が均一にならない。その結果、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００３６】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、一つの吸気ポートを介して供給される自着火促進剤の注入量を調整する調整弁の開度を調整させる自着火促進剤注入工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むのが好ましい。
【００３７】
上記の構成によって、燃焼室内の着火タイミングに差を生じさせ不均一にして燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理して、抑制する。
【００３８】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）を供給する自着火促進剤供給管が取り付けられ、その自着火促進剤供給管は調整弁を介して自着火促進剤が貯蔵された自着火促進剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００３９】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火剤容器から自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）が供給されるが、自着火促進剤供給量を各吸気ポート毎に相違させることにより、各吸気ポートからの吸気の燃焼室内における自着火の程度に差を設けているので、気筒（燃焼室）内では圧縮自着火する時期が均一にならず、着火及び燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止される。その結果、最大燃焼圧を低く抑制出来る。
【００４０】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給される自着火促進剤の供給量を各ポート毎に相違する様に調整する自着火促進剤注入調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００４１】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤の分布及び着火タイミングに差異を生ぜしめ、燃焼室内の着火タイミングを不均一にして、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理・抑制している。
【００４６】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つにオゾンを発生するオゾン発生機及び燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、該燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続されており（前記燃料インジェクタはオゾン発生機より吸気弁側に設けられているのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記オゾン発生機及び前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００４７】
上記のように、オゾン発生装置で自着火促進剤であるオゾンを発生させ、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つから当該オゾンを供給することにより、特定吸気ポートのみからオゾンが燃焼室内に供給される。その結果、自着火促進剤であるオゾンの燃焼室内の分布が不均一となり、気筒（燃焼室）内における圧縮自着火の燃焼タイミングが均一にならないので、燃焼に時間遅れを生じる。その結果、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００４８】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、オゾン発生機でオゾン化された吸気を一つの吸気ポートを介して燃焼室内に供給するオゾン供給工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むことを特徴としている。
上記の構成によって、自着火促進剤であるオゾンの燃焼室内における分布が不均一となり、燃焼室内の着火タイミングも不均一となり、燃焼のピーク発生が抑制される。そして、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇が管理され、抑制される。
【００４９】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれにオゾンを発生するオゾン発生機が設けられ、吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記各オゾン発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００５０】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれから、自着火促進剤であるオゾンが供給されるが、オゾン供給量を各ポート毎に異なるようにすることによって、燃焼室内のオゾンすなわち自着火促進剤の分布を不均一とする。その結果、気筒（燃焼室）内では圧縮自着火タイミングに差が生じ、燃焼が均一にならない。そして、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制出来る。
【００５１】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、複数の吸気ポートに設けられたオゾン発生機で吸気をオゾン化させると共に、各吸気ポート毎に発生するオゾンの量を不均一にせしめるオゾン不均一発生工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００５２】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤であるオゾンの分布を不均一にして、自着火タイミングも不均一にせしめることにより、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理して最大燃焼圧を抑制している。
【００５７】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートの１つに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管が取り付けられ、その自着火抑制剤供給管は調整弁を介して自着火抑制剤（例えば、ＣＯ_２、Ｎ_２）が貯蔵された自着火抑制剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されていることを特徴としている。
【００５８】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、自着火抑制剤容器から自着火抑制剤（例えば、ＣＯ_２、Ｎ_２）を注入して、特定吸気ポートからの吸気を着火させ難くさせる。その結果、気筒内では自着火抑制剤の分布或いは圧縮自着火のタイミングが不均一となり、燃焼に時間遅れを生じる。そして、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することか出来る。
【００５９】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、この判定工程により異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、一つの吸気ポートから燃焼室内に供給される自着火抑制剤の注入量を調整する自着火抑制剤注入工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程の結果によって燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００６０】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火抑制剤の分布及び自着火タイミングを不均一にせしめ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し、抑制している。
【００６１】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに自着火抑制剤（例えば、ＣＯ_２、Ｎ_２）を供給する自着火抑制剤供給管が取り付けられ、その自着火抑制剤供給管は調整弁を介して自着火抑制剤が貯蔵された自着火抑制剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００６２】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火抑制剤容器から自着火抑制剤（例えば、ＣＯ_２、Ｎ_２）を異なる量を注入すれば、燃焼室内で自着火抑制剤の分布に不均一が生じ、圧縮自着火タイミングも不均一となる。その結果、気筒内では圧縮自着火が均一にならず、着火及び燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止されて、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００６３】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給される自着火抑制剤の注入量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する自着火抑制剤注入調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００６４】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤の分布及び自着火タイミングを不均一にせしめ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し抑制している。
【００６９】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートの１つに二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生機及び燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され（その燃料インジェクタは前記二酸化炭素発生機より吸気弁側に設けられるのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記二酸化炭素発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００７０】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つに二酸化炭素発生機を設けることにより、一つの吸入ポートのみを介して自着火抑制剤である二酸化炭素が燃焼室内へ供給されることとなり、燃焼室内で自着火抑制剤の分布及び圧縮自着火のタイミングの不均一が生じる。その結果、気筒内では燃焼が均一にならず、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが可能となる。
【００７１】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、二酸化炭素発生機を設けた吸入ポートを介して燃焼室内へ二酸化炭素を添加する二酸化炭素添加工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００７２】
上記の構成によって、自着火抑制剤である二酸化炭素の燃焼室内における分布及び圧縮自着火タイミングが不均一となり、燃焼のピーク発生が抑制され、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理して抑制することが出来るのである。
【００７３】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートのそれぞれに二酸化炭素発生機が設けられ、吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ（その燃料インジェクタは前記二酸化炭素発生機より吸気弁側に設けられるのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記各二酸化炭素発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００７４】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火抑制剤である二酸化炭素を発生させ、最大燃焼圧が限界よりも高くなる恐れがある場合には、燃焼室内へ添加される二酸化炭素の量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する。その結果、気筒内では自着火抑制剤の分布及び圧縮自着火のタイミングが不均一となり、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００７５】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、二酸化炭素発生機により発生し且つ燃焼室内へ添加される二酸化炭素の量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する二酸化炭素添加工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むことを特徴としている。
【００７６】
上記の構成によって、自着火抑制剤である二酸化炭素の燃焼室内の分布及び圧縮自着火タイミングが不均一となり、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し抑制することが出来る。
【００８０】
なお、前記「運転状態を検出するセンサ」は、燃焼圧力を直接に計測するセンサでも良いし、燃焼圧力によって生じるイオン電流を検出するイオンプローブであっても良い。
【００８１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の予混合圧縮着火機関の実施形態を説明する。
第１の実施形態を示す図１において、予混合圧縮自着火機関Ａ０の機関の１筒を示すエンジンＥｎに、本例では燃焼室に第１の吸気弁７と第２の吸気弁８の２ヶの吸気弁と、第１の排気弁１１と第２の排気弁１２の２ヶの排気弁が設けられている。
【００８２】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２及び３を介して吸気ダクト１に統合接続されていて、その吸気ダクト１から新気Ｇａが吸入されるようになっている。
第２の吸気ポート３に燃料ガスＦｇを噴射供給するインジェクタ６が取り付けられ、インジェクタ６には燃料調整弁２２を介して燃料供給管２３が接続されている。これによって、第２の吸気ポート３からの燃料Ｆｇと新気Ｇａとの混合気と第１の吸気ポート２からの燃料を含まない新気Ｇａとが燃焼室水平方向に燃料濃度不均一になると共に垂直方向にも燃料濃度不均一を生じさせる構造となっている。
【００８３】
第１の排気弁１１と第２の排気弁１２はそれぞれ第１及び第２の排気ポート１３及び１４を介して排気ダクト１５に統合接続されていて、その排気ダクト１５から図示しないマフラーを介して排気されるようになっている。
【００８４】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０に接続されている。
制御装置２０は、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０ａを介して燃料調整弁２２を自動制御する機能を有している。
【００８５】
この作用を、図３のフローチャートによる作用ステップで説明する。
ステップＳ１において、圧力センサ５で燃焼圧力を読みとる（圧力検知工程）。ステップＳ２においては、読みとった燃焼圧力を勘案しながら、現状が高出力を必要な運転状況かを検討する（運転状況判定工程）。高出力が不要であればステップＳ４に行く。高出力が必要ならステップＳ３に行き、インジェクタ６からの燃料供給を増加する（燃料供給増加工程）。そして、ステップＳ４に行く。
【００８６】
ステップＳ４では、運転がノックを発生させているかを読みとる（ノック発生判定工程）。ノック並の圧力振動または高い最大圧力を発生させていれば、ステップＳ５に行き、ノック並の圧力振動または高い最大圧力の発生がなければ、ステップＳ６に行く。
【００８７】
ステップＳ５では、インジェクタ６からの燃料供給量を減少させ最大燃焼圧を低減させる（燃料供給減少工程）。
ステップＳ６では、機関運転を継続するか否かを判断して、継続であればステップＳ１に戻る。運転終了であれば制御作動を終了する。
【００８８】
上記の構成によって、燃焼室内の燃料濃度分布を不均一にして濃度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、作用ステップで示した制御作用によって燃料供給量の増加による最大圧を管理し抑制している。
【００８９】
図２は、前記第１の実施形態に類似の別の実施形態を示し、燃料ガスＦｇを噴射供給するインジェクタ６Ａが、例えば燃焼室の中央上部に取り付けられ、インジェクタ６Ａには燃料調整弁２２Ａを介して燃料供給管２３Ａが接続されている。その他の構成は、図１の第１の実施形態と同様である。
【００９０】
この構成の作用は、図３に示す第１の実施形態のフローチャートと同様であって、燃焼室壁面の一部からの燃料供給による燃焼室の垂直方向の燃料濃度分布勾配が燃焼のピーク発生を抑制している。その他は、第１の実施形態と同じである。
【００９９】
図４は第２の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｄ及び３Ｄを介して吸気ダクト１Ｄに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｄから予混合気Ｇｐが吸入されるようになっている。
【０１００】
第１の吸気ポート２Ｄに予混合気Ｇｐを加熱させる第１の加熱装置Ｈ１が装着され、第２の吸気ポート３Ｄに混合気Ｇｐを加熱させる第２の加熱装置Ｈ２が装着されている。
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｄに接続されている。
【０１０１】
制御装置２０Ｄは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｄｂを介して第１の加熱装置Ｈ１の作動を、制御線２０Ｄａを介して第２の加熱装置Ｈ２の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１０２】
上記構成の作用を、図５のフローチャートによる作用ステップで説明する。
ステップＳ２１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ２２に行く。
【０１０３】
ステップＳ２２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ２３に行く。
ステップＳ２３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ２４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ２５に行く。
【０１０４】
ステップＳ２４では、第１及び第２の加熱装置Ｈ１及びＨ２に不等電流たとえば９０：１０を通電して第１の吸気ポート２Ｄと第２の吸気ポート３Ｄを不等加熱して、吸気される予混合気Ｇｐを不等温度に昇温させる（複数ヒータ加熱工程）。そして、第１の吸気ポート２Ｄからの高温予混合気と第２の吸気ポート３Ｄからの低温予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ２５に行く。
【０１０５】
ステップＳ２５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｄで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ２７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ２６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ２７に行く。
【０１０６】
ステップＳ２７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ２１に戻る。
【０１０７】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１及び第２の加熱装置Ｈ１及びＨ２による第１及び第２の吸気ポート２Ｄと３Ｄを流れる予混合気の温度差によって予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１１６】
図６は第３の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｆ及び３Ｆを介して吸気ダクト１Ｆに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｆから予混合気Ｇｐが吸入されるようになっている。
【０１１７】
第１の吸気ポート２Ｆに排気ガスＧｅを還流させる還流管３２が還流制御弁３８を伴って取り付けられている。また、第２の吸気ポート３Ｆに排気ガスＧｅを還流させる還流管３１が還流制御弁３７を伴って取り付けられている。
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｅに接続されている。
【０１１８】
制御装置２０Ｅは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆａを介して還流制御弁３７の作動を、制御線２０Ｆｂを介して還流制御弁３８の作動を自動制御する機能を有している。
【０１１９】
上記構成の作用を、図７のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ４１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ４２に行く。
【０１２０】
ステップＳ４２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ４３に行く。
ステップＳ４３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ４４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ４５に行く。
【０１２１】
ステップＳ４４では、還流制御弁３７及び３８の弁開度をたとえば、９０：１０のように開度に差を設けて第１第２の吸気ポート２Ｆ、３Ｆから供給される予混合気Ｇｐの温度差を設けて燃焼室内温度を不均一にさせる（ＥＧＲ弁開度調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ４５に行く。
【０１２２】
ステップＳ４５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｅで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ４７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ４６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ４７に行く。
【０１２３】
ステップＳ４７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ４１に戻る。
【０１２４】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｆ、３Ｆによる還流差によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１２５】
図８は第４の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎに排気ターボ過給気４０が装着され、ターボコンプレッサ４０ａで圧縮昇温した予混合気Ｇｐが吸気ダクト１Ｆｆに設けられたインタークーラ４１で冷却されるように構成されている。
【０１２６】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｆｆ及び３Ｆｆを介して吸気ダクト１Ｆｆに統合接続されている。
第１の吸気ポート２Ｆｆに過給された予混合気Ｇｐの一部がインタークーラ４１をバイパスする。そのためのバイパス管４２がバイパス流量制御弁４３を伴って取り付けられている。
【０１２７】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｆｆに接続されている。
制御装置２０Ｆｆは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆｆａを介してバイパス流量制御弁４３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１２８】
上記構成の作用を、図９のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ５１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ５２に行く。
【０１２９】
ステップＳ５２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ５３に行く。
ステップＳ５３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ５４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ５５に行く。
【０１３０】
ステップＳ５４では、バイパス流量制御弁４３を開弁して第１の吸気ポート２ＦｆからエンジンＥｎに供給される予混合気Ｇｐの温度を下げないで燃焼室内温度を不均一にさせる（バイパス流量調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ５５に行く。
【０１３１】
ステップＳ５５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｅで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ５７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ５６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ５７に行く。
【０１３２】
ステップＳ５７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ５１に戻る。
【０１３３】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１の吸気ポート２Ｆｆによる高温の予混合気によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１３４】
図１０は第５の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎに排気ターボ過給気４０が装着され、ターボコンプレッサ４０ａで圧縮された予混合気Ｇｐが吸気ダクト１Ｇに設けられたインタークーラ４１で冷却されるように構成されている。
【０１３５】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｇ及び３Ｇを介して吸気ダクト１Ｇに統合接続されている。
第１の吸気ポート２Ｇにインタークーラ４１をバイパスさせる第１のバイパス管４２がバイパス流量制御弁４３を伴って取り付けられており、第２の吸気ポート３Ｇにインタークーラ４１をバイパスさせる第２のバイパス管４５がバイパス流量制御弁４６を伴って取り付けられている。
【０１３６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｇに接続されている。
制御装置２０Ｇは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆａを介してバイパス流量制御弁４３の作動を、制御線２０Ｆｂを介してバイパス流量制御弁４６の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１３７】
上記構成の作用を、図１１のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ７１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ７２に行く。
【０１３８】
ステップＳ７２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ７３に行く。
ステップＳ７３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ７４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ７５に行く。
【０１３９】
ステップＳ７４では、バイパス流量制御弁４３及び４６をたとえば開度９０：１０でを開弁して第１の吸気ポート２Ｇから供給される予混合気Ｇｐの温度と第２の吸気ポート３Ｇから供給される予混合気の温度差を設けて燃焼室内温度を不均一にさせる（バイパス流量差異調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ７５に行く。
【０１４０】
ステップＳ７５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｇで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ７７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ７６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ７７に行く。
【０１４１】
ステップＳ７７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ７１に戻る。
【０１４２】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｇ、３Ｇによるの予混合気の温度差によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１４３】
図１２は第６の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｈ及び３Ｈを介して吸気ダクト１Ｈに統合接続されている。
【０１４４】
第２の吸気ポート３Ｈに自着火剤を供給する自着火剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火剤供給管５４は調整弁５３を介して自着火剤容器５１に接続されている。自着火剤容器５１には、自着火を促進するＮＯｘまたはオゾンが貯蔵されている。
【０１４５】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｈに接続されている。
制御装置２０Ｈは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｈａを介して調整弁５３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１４６】
上記構成の作用を、図１３のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ８１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ８２に行く。
【０１４７】
ステップＳ８２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ８３に行く。
ステップＳ８３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ８４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ８５に行く。
【０１４８】
ステップＳ８４では、調整弁５３開弁して第２の吸気ポート３Ｈから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを注入させる（自着火剤注入工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ８５に行く。
【０１４９】
ステップＳ８５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｈで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ８７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ８６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ８７に行く。
【０１５０】
ステップＳ８７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ８１に戻る。
【０１５１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第２の吸気ポート３Ｈによる自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１５２】
図１４は第７の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｉ及び３Ｉを介して吸気ダクト１Ｉに統合接続されている。
【０１５３】
第１の吸気ポート２Ｉに自着火剤を供給する自着火剤供給管５８が取り付けられていて、その自着火剤供給管５８は調整弁５７を介して自着火剤容器５１に接続されている。第２の吸気ポート３Ｉに自着火剤を供給する自着火剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火剤供給管５４は調整弁５３を介して自着火剤容器５１に接続されている。自着火剤容器５１には、自着火を促進するＮＯｘまたはオゾンが貯蔵されている。
【０１５４】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｉに接続されている。
制御装置２０Ｉは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｉａを介して調整弁５７の作動を、制御線２０Ｉｂを介して調整弁５３の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１５５】
上記構成の作用を、図１５のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ９１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ９２に行く。
ステップＳ９２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ９３に行く。
【０１５６】
ステップＳ９３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ９４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ９５に行く。ステップＳ９４では、調整弁５７を開弁して第１の吸気ポート２Ｉから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、調整弁５３開弁して第２の吸気ポート３Ｉから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、たとえば９０：１０の比率で注入量に差を設けてそれぞれ注入させる（自着火剤注入調整工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ９５に行く。
【０１５７】
ステップＳ９５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｉで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ９７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ９６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ９７に行く。
【０１５８】
ステップＳ９７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ９１に戻る。
【０１５９】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｉ、３Ｉからの差異を設けた自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１６４】
図１６は第８の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｋ及び３Ｋを介して吸気ダクト１Ｋに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｋから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０１６５】
第２の吸気ポート３Ｋに新気Ｇａにオゾンを含有させるオゾン発生機６５が設けられている。第２の吸気ポート３Ｋに、オゾン発生機６５の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０１６６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｋに接続されている。
制御装置２０Ｋは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｋａを介して燃料調整弁６０を制御させ、制御線２０Ｋｂを介してオゾン発生機６５を制御する自動制御機能を有している。
【０１６７】
上記構成の作用を、図１７のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ１０１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１０２に行く。
【０１６８】
ステップＳ１０２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１０３に行く。
ステップＳ１０３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１０４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１０５に行く。
ステップＳ１０４では、オゾン発生機６５を作動させ第２の吸気ポートを流れる新気にオゾンを添加させる（オゾン発生工程）。
【０１６９】
そして、第２の吸気ポート３Ｋからのオゾンによって第２の吸気ポート側が自着火性を高め、焼室内の着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１０５に行く。
ステップＳ１０５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｋで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１０７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１０６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１０７に行く。
【０１７０】
ステップＳ１０７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１０１に戻る。
【０１７１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、オゾン発生機６５による第２の吸気ポート３Ｋを流れる新気に添加させたオゾンによって自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１７２】
図１８は第９の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｌ及び３Ｌを介して吸気ダクト１Ｌに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｌから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０１７３】
第１及び第２の吸気ポート２Ｌ、３Ｌに新気Ｇａにオゾンを含有させるオゾン発生機６６、６５が設けられている。第２の吸気ポート３Ｌに、オゾン発生機６５の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
【０１７４】
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０１７５】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｌに接続されている。
制御装置２０Ｌは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｌａを介して燃料調整弁６０を制御させ、制御線２０Ｌｂを介してオゾン発生機６５を制御する自動制御機能を有している。
【０１７６】
上記構成の作用を、図１９のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ１１１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１１２に行く。
ステップＳ１１２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１１３に行く。
【０１７７】
ステップＳ１１３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１１４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１１５に行く。
ステップＳ１１４では、オゾン発生機６６、６５をオゾン発生にたとえば９０：１０となるような差異を設けて作動させ、第１及び第２の吸気ポート２Ｌ、３Ｌからのオゾン供給量に差異を設けて新気にオゾンを添加させる（オゾン不均一発生工程）。
【０１７８】
そして、オゾン量の差異によって自着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１１５に行く。
ステップＳ１１５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｌで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１１７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１１６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１１７に行く。
【０１７９】
ステップＳ１１７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１１１に戻る。
【０１８０】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、オゾン発生機６６、６５によるオゾン量の差異をつくり自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１８６】
図２０は第１０の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｎ及び３Ｎを介して吸気ダクト１Ｎに統合接続されている。
【０１８７】
第２の吸気ポート３Ｎに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管７４が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７４は調整弁７３を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。自着火抑制剤容器７１には、自着火を抑制するＣＯ２またはＮ２が貯蔵されている。
【０１８８】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｈに接続されている。
制御装置２０Ｎは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｎａを介して調整弁７３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１８９】
上記構成の作用を、図２１のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ１２１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１２２に行く。
【０１９０】
ステップＳ１２２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１２３に行く。
ステップＳ１２３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１２４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１２５に行く。
ステップＳ１２４では、調整弁７３を開弁して第２の吸気ポート３Ｎから自着火抑制剤のＣＯ２またはＮ２を注入させる（自着火抑制剤注入工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１２５に行く。
【０１９１】
ステップＳ１２５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｎで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１２７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１２６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１２７に行く。
【０１９２】
ステップＳ１２７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１２１に戻る。
【０１９３】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第２の吸気ポート３Ｎによる自着火抑制剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１９４】
図２２は第１１の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｐ及び３Ｐを介して吸気ダクト１Ｐに統合接続されている。
【０１９５】
第１の吸気ポート２Ｐに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管７８が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７８は調整弁７７を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。第２の吸気ポート３Ｐに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７４は調整弁７３を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。自着火抑制剤容器７１には、自着火を抑制するＣＯ２またはＮ２が貯蔵されている。
【０１９６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｐに接続されている。
制御装置２０Ｐは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｐａを介して調整弁７７の作動を、制御線２０Ｐｂを介して調整弁７３の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１９７】
上記構成の作用を、図２３のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ１３１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１３２に行く。
【０１９８】
ステップＳ１３２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１３３に行く。
ステップＳ１３３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１３４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１３５に行く。
ステップＳ１３４では、調整弁７７を開弁して第１の吸気ポート２Ｐから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、調整弁７３を開弁して第２の吸気ポート３Ｐから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、たとえば９０：１０の比率で注入量に差を設けてそれぞれ注入させる（自着火抑制剤注入調整工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップ１３５に行く。
【０１９９】
ステップＳ１３５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｐで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１３７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１３６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１３７に行く。
【０２００】
ステップＳ１３７では、運転制御特に必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１３１に戻る。
【０２０１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｐ、３Ｐからの差異を設けた自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２０６】
図２４は第１２の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｒ及び３Ｒを介して吸気ダクト１Ｒに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｒから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０２０７】
第２の吸気ポート３Ｒに新気ＧａにＣＯ２を含有させるＣＯ２発生機８６が設けられている。第２の吸気ポート３Ｒに、ＣＯ２発生機８６の吸気弁８側に、燃料インジェクタ８５が取り付けられている。
燃料インジェクタ８５は燃料供給管８４によって燃料調整弁８３を介して図示しない供給源に接続されている。
【０２０８】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｒに接続されている。
制御装置２０Ｒは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｒａを介して燃料調整弁８３を制御させ、制御線２０Ｒｂを介してＣＯ２発生機８６を制御する自動制御機能を有している。
【０２０９】
上記構成の作用を、図２５のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ１５１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１５２に行く。
【０２１０】
ステップＳ１５２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば、多量の燃料を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１５３に行く。ステップＳ１５３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１５４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１５５に行く。
ステップＳ１５４では、ＣＯ２発生機８６を作動させ第２の吸気ポート３Ｒを流れる新気にＣＯ２を添加させる（ＣＯ２発生工程）。
【０２１１】
そして、第２の吸気ポート３ＲからのＣＯ２によって第２の吸気ポート３Ｒ側が自着火性を低め、焼室内の着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１５５に行く。
【０２１２】
ステップＳ１５５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｒで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１５７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１５６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１５７に行く。
【０２１３】
ステップＳ１５７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１５１に戻る。
【０２１４】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、ＣＯ２発生機８６による第２の吸気ポート３Ｒを流れる新気に添加させたＣＯ２によって自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２１５】
図２６は第１３の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｓ及び３Ｓを介して吸気ダクト１Ｓに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｓから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０２１６】
第１及び第２の吸気ポート２Ｓ、３Ｓに新気ＧａにＣＯ２を含有させるＣＯ２発生機８７、８６が設けられている。第２の吸気ポート３Ｓに、ＣＯ２発生機８６の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０２１７】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｓに接続されている。
制御装置２０Ｓは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｓａを介して燃料調整弁８３を制御させ、制御線２０Ｓｂを介してＣＯ２発生機８６を、制御線２０Ｓｃを介してＣＯ２発生機８７を、制御する自動制御機能を有している。
【０２１８】
上記構成の作用を、図２７のフローチャートによる作用ステップで説明する。ステップＳ１７１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１７２に行く。
【０２１９】
ステップＳ１７２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば燃料供給量の増加をする（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１７３に行く。ステップＳ１７３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１７４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１７５に行く。
ステップＳ１７４では、ＣＯ２発生機８７、８６をＣＯ２発生でたとえば９０：１０となるような差異を設けて作動させ、第１及び第２の吸気ポート２Ｓ、３ＳからのＣＯ２に差異を設けて新気にＣＯ２を添加させる（ＣＯ２不均一発生工程）。
【０２２０】
そして、ＣＯ２量の差異によって自着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１７５に行く。
ステップＳ１７５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｓで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１７７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１７６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１７７に行く。
【０２２１】
ステップＳ１７７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１１１に戻る。
【０２２２】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、ＣＯ２発生機８７、８６によるＣＯ２量の差異をつくり自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２２７】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図１−図３の実施形態において、２つの吸気ポート２、３にそれぞれ燃料インジェクタを設け、燃焼圧の上昇を予防するべき運転状態においては、各々の吸気ポート２、３の燃料噴射量に差異を設けて、燃焼室内の燃料濃度の不均一状態（燃料濃度の偏差）を発生せしめる制御を行うことも可能である。
【０２２８】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列挙する。
（１）本発明によれば、機関の燃焼室内で予混合気の温度が均一でなく、温度勾配をもって分布されるので自着火燃焼が緩慢化される。したがって、ノック等の異常燃焼や過大な筒内圧力の発生による機関の破損の懸念がなくなり、必要に応じて機関の破損を回避し、供給燃料を増加させて、出力増加をはかることができる。
（２）また、機関の燃焼室内で燃料濃度が均一でなく、濃度勾配をもって分布されるので自着火燃焼が緩慢化される。したがって、ノック等の異常燃焼や過大な筒内圧力による機関の破損の懸念がなくなり、必要に応じて機関破損を回避しつつ供給燃料を増加させて、出力増加をはかることができる。
（３）ＮＯｘやオゾン等の自着火促進剤を所定のばらつきで注入させるので急激な燃焼が生じず、燃焼を緩慢化させられる。
（４）ＣＯ２やＮ２等の自着火抑制剤を所定のばらつきで注入させるので、急激な燃焼が生じず、燃焼を緩慢化させられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態で、吸気ポートの１つに燃料を噴射する装置構成図。
【図２】本発明の別の実施形態で、燃焼室中央上部に燃料を噴射する装置構成図。
【図３】図１及び図２の作用を示すフローチャート図。
【図４】本発明の第２の実施形態で、各吸気ポートに加熱装置を設けた装置構成図。
【図５】図４の第２の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図６】本発明の第３の実施形態で、各吸気ポートに排気還流管をつなげた装置構成図。
【図７】図６の第３の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図８】本発明の第４の実施形態で、吸気圧縮機で昇温した予混合気の一部をインタークーラをバイパスして高温のまま吸気ポートの１つつなげた装置構成図。
【図９】図８の第４の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１０】本発明の第５の実施形態で、吸気圧縮機で昇温した予混合気の一部ををインタークーラをバイパスして高温のまま各吸気ポートになげた装置構成図。
【図１１】図１０の第５の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１２】本発明の第６の実施形態で、吸気ポートの１つにＮＯｘやオゾンを注入させるようにつなげた装置構成図。
【図１３】図１２の第６の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１４】本発明の第７の実施形態で、各吸気ポートにＮＯｘやオゾンを注入させるようにつなげた装置構成図。
【図１５】図１４の第７の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１６】本発明の第８の実施形態で、吸気ポートの１つにオゾン発生器を取り付けた装置構成図。
【図１７】図１６の第８の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１８】本発明の第９の実施形態で、各吸気ポートにオゾン発生器を取り付けた装置構成図。
【図１９】図１８の第９の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２０】本発明の第１０の実施形態で、吸気ポートの１つにＣＯ２やＮ２を注入させるようにつなげた装置構成図。
【図２１】図２０の第１０の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２２】本発明の第１１の実施形態で、各吸気ポートにＣＯ２やＮ２を注入させるようにつなげた装置構成図。
【図２３】図２２の第１１の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２４】本発明の第１２の実施形態で、吸気ポートの１つＣＯ２発生器を取り付けた装置構成図。
【図２５】図２４の第１２の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２６】本発明の第１３の実施形態で、各吸気ポートにＣＯ２発生器を取り付けた装置構成図。
【図２７】図２６の第１３の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２８】従来の予混合気圧縮自着火機関を示す構成図。
【図２９】従来の予混合気圧縮自着火機関の、燃焼室内圧力ｐ（縦軸）とクランク角θ（横軸）の関係を示す図。
【符号の説明】
Ｅｎ・・エンジン
Ｆｇ・・燃料
Ｇｐ・・予混合気
Ｇａ・・吸入空気（新気）
１・・・吸気ダクト
２・・・第１の吸気ポート
３・・・第２の吸気ポート
５・・・圧力センサ
５ａ・・信号線
６・・・インジェクタ
７・・・第１の吸気弁
８・・・第２の吸気弁
１１・・第１の排気弁
１２・・第２の排気弁
１３・・第１の排気ポート
１４・・第２の排気ポート
１５・・排気ダクト
２０・・制御装置
２０ａ・・制御線
２２・・燃料調整弁
２３・・燃料供給管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a premixed compression self-ignition engine that operates by causing a lean premixed gas obtained by premixing fuel gas and heated intake air to self-ignite with a high compression ratio piston.
[0002]
[Prior art]
  FIG.1 shows a conventional premixed compression self-ignition engine 1A. The intake air Air sucked at the outside air temperature is heated by the intake air heating device Hp to become heated air Ah, mixed with the fuel gas Fg by the mixer Mx, and becomes the premixed gas Gp.
  The premixed gas Gp becomes high pressure by the piston Pi in the combustion chamber Cv of the engine En, and is self-ignited and burned, and is discharged as exhaust gas Eg.
[0003]
  In this combustion process, the pressure p (vertical axis) and the crank angle θ (horizontal axis) in the combustion chamber Cv are shown.FIG.Is shown by a curve K in knock-like combustion, and the in-cylinder pressure at the time of combustion is very high, and there is a possibility that the engine may be damaged. TDC indicates top dead center.
  In general, the conventional premixed compression self-ignition engine 1A is operated by a stable combustion curve N with a lean premixed gas with a small fuel ratio of the premixed gas Gp. Then, as the concentration difference of the fuel distribution in the combustion chamber Cv is larger, or the temperature difference of the temperature distribution of the premixed gas is larger, the stable combustion N is shifted to.
[0004]
  On the other hand, in the case of a uniform concentration with a small concentration difference in the fuel distribution in the combustion chamber Cv, or a uniform temperature with a small temperature difference in the temperature distribution of the premixed gas, the cylinder pressure during combustion is high and the engine is damaged. It becomes a curve K of knock combustion that causes
FIG.The line Up in FIG. 4 indicates the allowable pressure in the combustion chamber Cv. In the premixed-compression compression ignition engine 1A, the maximum pressure Np of the stable combustion curve N must be set sufficiently lower than the allowable pressure line Up. In practice, however, in many cases, combustion occurs in a state where Np is close to the allowable pressure line Up. The reason is that it is difficult to constantly maintain the temperature difference and the concentration difference in the combustion chamber Cv of the premixed gas Gp.
[0005]
Therefore, there is a need for technology that does not cause knock-like combustion due to the increase in fuel output required for the same cylinder capacity to approach other types of engines and the increase in combustion efficiency, and does not cause damage to the engine En or decrease in durability. Met.
In the proposed invention, a means for avoiding uniformity by increasing the fuel concentration difference (gradient) and temperature difference (gradient) in the combustion chamber, and controlling the self-ignition suppressor and accelerator so that the concentration difference occurs. A technique for obtaining a predetermined combustion state by means of supplying is provided.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is a premixed compression auto-ignition which improves the output and efficiency by supplying a large amount of fuel without causing engine breakage or deterioration in durability. The purpose is to provide institutions.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The premixed compression self-ignition engine of the present invention is a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A fuel injector is provided for supplying fuel to one of a plurality of communicating intake ports, the fuel injector is connected to a fuel supply pipe via a fuel adjustment valve, and a sensor for detecting an operating state is provided in the combustion chamber. The sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the fuel adjustment valve are connected by a control line.
[0008]
Alternatively, in the case of an operating state in which fuel injectors are provided in all of the plurality of intake ports and the combustion pressure may rise above the limit, the fuel injection amount from the fuel injector is different for each intake port. It is also possible to configure.
[0009]
According to the present invention configured as described above, fuel is supplied by the fuel injector to only one intake port among a plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine. Therefore, the fuel concentration is not uniform in the cylinder, and a concentration gradient (or concentration deviation) is formed. And a time delay arises in combustion, instantaneous combustion is stopped, and the maximum pressure in a combustion chamber can be suppressed low.
[0010]
As a method of operating the premixed compression self-ignition engine of the present invention described above, in a method of operating a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. , A pressure detection step for detecting the combustion pressure with a sensor for detecting the operation state in the combustion chamber, an operation state determination step for determining whether or not a high output is required, and a knock generation determination for detecting and detecting abnormal combustion It is preferable to include a process and a fuel supply reduction process for adjusting the decrease in fuel when it is determined that knocking has occurred.
[0011]
With the above configuration, the fuel concentration distribution in the combustion chamber is made non-uniform and a concentration gradient is generated to suppress the peak of combustion, and the maximum pressure due to the increase in the fuel supply amount and the knock shape are controlled by the control action shown in the operation method. The abnormal combustion is controlled and suppressed.
[0015]
The premixed compression self-ignition engine of the present invention communicates with the combustion chamber of the engine in a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas obtained by premixing fuel gas and intake air. Each of the plurality of intake ports is provided with a heating device for adjusting the heating amount to heat the air-fuel mixture, and a sensor for detecting an operation state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to the control device via a signal line. The control device and the heating device are connected by a control line.
[0016]
In the above, the heating device may be electric heating or other methods (for example, a heat exchanger with exhaust gas).
As described above, a heating device capable of adjusting the heating amount is attached to each of the plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine, and premixed gas having different temperatures is sucked from the intake ports. As a result, the temperature does not become uniform in the cylinder, a temperature gradient is formed, a time delay is caused in combustion, and instantaneous combustion is prevented and the maximum combustion pressure can be suppressed low.
[0017]
The operation method of the premixed compression autoignition engine having the above-described configuration is the operation of the premixed compression autoignition engine that operates by compressing and autoigniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. In the method, it is necessary to prevent an abnormal combustion pressure, an operation state determination step for determining whether or not a situation requiring high output, a high combustion pressure prevention determination step for determining whether or not abnormal combustion pressure prevention is necessary, and the like. A plurality of heater heating steps for operating a plurality of heating devices provided in each of the plurality of intake ports at different heating amounts, a knock occurrence determination step for detecting abnormal combustion, and a knock occurrence determination It is preferable to include a fuel supply reduction step of adjusting the reduction of the fuel when abnormal combustion is detected in the step.
With the above configuration, the temperature distribution in the combustion chamber is uneven or a temperature gradient is generated, the peak of combustion is suppressed, and the maximum pressure due to the increase in the fuel supply amount is controlled and suppressed.
[0022]
A premixed compression self-ignition engine according to the present invention is a premixed compression self-ignition engine that is operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A recirculation pipe that recirculates exhaust gas joins each of the intake ports of the engine, and a sensor that detects an operating state is provided in the combustion chamber, the sensor being connected to a control device via a signal line, A reflux control valve mounted on the reflux pipe is connected by a control line.
[0023]
As described above, an exhaust gas recirculation pipe (EGR pipe) is attached to each of the plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine, and by providing a difference in the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) in each EGR pipe, The distribution of EGR gas having an ignition promoting action and having a high temperature in the cylinder is not uniform, and a temperature gradient and an EGR gas concentration gradient are formed. As a result, a time delay occurs in combustion, instantaneous combustion is prevented, and the maximum combustion pressure is suppressed low.
[0024]
The operation method of the premixed compression auto-ignition engine having the above-described configuration is that a lean premixed gas in which fuel gas and intake air heated to a high temperature are mixed in advance is sucked by a plurality of intake valves, and the piston of a high compression ratio is automatically used. Premixed compression self-ignition engine that operates by igniting High output is required in the operation method of premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting premixed gas that is premixed with fuel gas and intake air When it is determined that it is necessary to prevent the abnormal combustion pressure in the operation state determination step for determining whether or not the situation is, a high combustion pressure prevention determination step for determining whether or not abnormal combustion pressure prevention is necessary In addition, an EGR amount adjustment step for adjusting the flow rate of EGR gas supplied to the combustion chamber via the intake port to be different for each intake port, a knock generation determination step for detecting and detecting abnormal combustion, and a knock generation determination Detect abnormal combustion in process Preferably includes a fuel supply reduction step of the reduction adjustment of the fuel upon.
[0025]
With the above configuration, the temperature distribution and the EGR gas concentration distribution in the combustion chamber are made non-uniform so that a temperature gradient and an EGR gas concentration gradient are generated, combustion peak generation is suppressed, and the maximum combustion pressure due to an increase in the fuel supply amount is increased. The rise is managed and suppressed.
[0026]
A premixed compression self-ignition engine according to the present invention is a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A cooler is interposed so that a part of the premixed gas compressed by the supercharger bypasses the intercooler and merges with one of a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber of the engine. A bypass pipe is provided, and a sensor for detecting an operation state is provided in the combustion chamber. The sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the bypass flow rate control valve attached to the bypass pipe are They are connected by control lines.
[0027]
As described above, only one of the plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine is injected with a part of the premixed air compressed by the supercharger and having a high temperature by bypassing the intercooler. As a result, the intake air flowing from the port into the combustion chamber is hotter than the intake air flowing from the other ports. As a result, the temperature is not uniform in the cylinder (combustion chamber), a temperature gradient is formed, and a time delay occurs in combustion. And instantaneous combustion is prevented and the maximum combustion pressure can be suppressed low.
[0028]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above-described configuration is that a supercharger and an intercooler are interposed in the intake system, and a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance is compressed and self-ignited. In the operation method of the premixed compression auto-ignition engine that operates, the operation state determination step for determining whether or not the high output is necessary and the high combustion pressure prevention determination step for determining whether or not abnormal combustion pressure prevention is necessary And a bypass flow rate adjustment that adjusts the bypass flow rate that bypasses the intercooler and is supplied to the combustion chamber of the engine through one intake port when it is determined in the determination step that prevention of abnormal combustion pressure is necessary A knock generation determination step that detects and detects abnormal combustion, and a fuel supply reduction step that adjusts fuel decrease when abnormal combustion is detected in the knock generation determination step.
[0029]
With the above-described configuration, the temperature distribution in the combustion chamber is made non-uniform so as to generate a temperature gradient, thereby suppressing the occurrence of combustion peaks and managing and suppressing the maximum combustion pressure due to the increase in the fuel supply amount.
[0030]
A premixed compression self-ignition engine according to the present invention is a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A cooler is interposed, and a part of the premixed gas compressed by the supercharger bypasses the intercooler and bypasses so as to join each of a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber of the engine A pipe is provided, and a sensor for detecting an operation state is provided in the combustion chamber. The sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and a bypass flow rate control valve attached to the bypass pipe are controlled. They are connected by lines.
[0031]
As described above, a part of the intake air that has been compressed by the turbocharger and is heated to each intake port provided for each cylinder of the engine is supplied to each intake port by bypassing the intercooler. To do. Here, if the supply amount of the bypassed high-temperature intake air is different for each intake port, the intake air temperature from each intake port is different, the temperature is not uniform in the cylinder (combustion chamber), and the temperature gradient Is formed. As a result, a time delay occurs in combustion, instantaneous combustion is prevented, and the maximum combustion pressure is suppressed low.
[0032]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determining step for determining whether or not the situation needs to be controlled, high combustion pressure preventing determining step for determining whether or not abnormal combustion pressure needs to be prevented, and that it is necessary to prevent abnormal combustion pressure in the determining step When judged, the bypass flow rate adjustment process that adjusts so that the bypass flow rate supplied to the combustion chamber of the engine via the intake port by bypassing the intercooler differs for each intake port, and abnormal combustion is detected and determined It is preferable to include a knock generation determination step that performs the fuel supply reduction, and a fuel supply reduction step that adjusts the fuel decrease when abnormal combustion is detected in the knock generation determination step.
[0033]
With the above configuration, the temperature distribution in the combustion chamber is made non-uniform, a temperature gradient is generated to suppress the occurrence of combustion peaks, and the increase in the maximum combustion pressure due to the increase in the fuel supply amount is managed to suppress the combustion pressure. I can do it.
[0034]
A premixed compression self-ignition engine according to the present invention is a premixed compression self-ignition engine that is operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A self-ignition accelerator supply pipe for supplying a self-ignition accelerator (for example, NOx, ozone) is attached to one of the intake ports of the engine, and the self-ignition accelerator supply pipe stores the self-ignition accelerator through a regulating valve. A sensor for detecting an operating state is provided in the combustion chamber, the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the regulating valve are connected to the control line by a control line. Connected and configured.
[0035]
As described above, an auto-ignition accelerator (NOx or ozone, etc.) is injected into only one of a plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine from the auto-ignition accelerator container, and premixed in the combustion chamber. Promote self-ignition. At that time, since the self-ignition accelerator is supplied into the combustion chamber only from a single port, the distribution of the self-ignition accelerator is not uniform in the combustion chamber, and the ignition combustion is uniform in the cylinder (combustion chamber). do not become. As a result, a time delay occurs in combustion, instantaneous combustion is prevented, and the maximum combustion pressure is suppressed low.
[0036]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determining step for determining whether or not the situation needs to be controlled, high combustion pressure preventing determining step for determining whether or not abnormal combustion pressure needs to be prevented, and that it is necessary to prevent abnormal combustion pressure in the determining step If determined, the self-ignition accelerator injection step for adjusting the opening of the adjustment valve that adjusts the injection amount of the self-ignition accelerator supplied through one intake port, and the occurrence of knock for detecting abnormal combustion It is preferable to include a determination step and a fuel supply reduction step of adjusting the fuel decrease when abnormal combustion is detected in the knock generation determination step.
[0037]
With the above configuration, a difference is made in the ignition timing in the combustion chamber to make it non-uniform so that the peak of combustion is suppressed, and the increase in the maximum combustion pressure due to the increase in the fuel supply amount is managed and suppressed.
[0038]
A premixed compression self-ignition engine according to the present invention is a premixed compression self-ignition engine that is operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A self-ignition accelerator supply pipe for supplying a self-ignition accelerator (for example, NOx, ozone) is attached to each of the intake ports of the engine, and the self-ignition accelerator supply pipe stores the self-ignition accelerator through a regulating valve. The combustion chamber is provided with a sensor for detecting an operating state, the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the regulating valve are connected by a control line. Has been configured.
[0039]
As described above, the self-ignition promoter (for example, NOx, ozone) is supplied from the self-ignition agent container to each of the plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine. By making the amount different for each intake port, there is a difference in the degree of self-ignition of the intake air from each intake port in the combustion chamber, so that the timing of compression auto-ignition becomes uniform in the cylinder (combustion chamber). Therefore, a time delay occurs in ignition and combustion, and instantaneous combustion is prevented. As a result, the maximum combustion pressure can be suppressed low.
[0040]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determination step for determining whether or not the situation requires the control, high combustion pressure prevention determination step for determining whether or not the abnormal combustion pressure prevention is necessary, and when it is necessary to prevent the abnormal combustion pressure in the determination step When the determination is made, the auto-ignition accelerator injection adjustment step for adjusting the supply amount of the auto-ignition accelerator supplied to the combustion chamber via the intake port so as to be different for each port, and detecting and determining abnormal combustion It is preferable to include a knock generation determination step and a fuel supply reduction step of adjusting the fuel decrease when abnormal combustion is detected in the knock generation determination step.
[0041]
The above configuration causes differences in the distribution and timing of self-ignition accelerators in the combustion chamber, makes the ignition timing in the combustion chamber non-uniform, suppresses peak combustion, and maximizes combustion due to an increase in fuel supply. It manages and suppresses the rise in pressure.
[0046]
The premixed compression self-ignition engine of the present invention is a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are premixed, and communicates with the combustion chamber of the engine. An ozone generator for generating ozone and a fuel injector for supplying fuel are provided in one of a plurality of intake ports, and the fuel injector is connected to a fuel supply pipe via a fuel adjustment valve (the fuel injector is an ozone generator). A sensor for detecting an operating state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the ozone The generator and the fuel adjustment valve are connected by a control line.
[0047]
As described above, ozone, which is a self-ignition accelerator, is generated by the ozone generator, and the ozone is supplied from one of a plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine. Ozone is supplied into the combustion chamber. As a result, the distribution of ozone, which is a self-ignition accelerator, in the combustion chamber becomes non-uniform, and the combustion timing of compression auto-ignition in the cylinder (combustion chamber) does not become uniform, resulting in a time delay in combustion. As a result, instantaneous combustion is prevented and the maximum combustion pressure can be suppressed low.
[0048]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determining step for determining whether or not the situation needs to be controlled, high combustion pressure preventing determining step for determining whether or not abnormal combustion pressure needs to be prevented, and that it is necessary to prevent abnormal combustion pressure in the determining step If it is determined, an ozone supply process for supplying intake air ozonized by an ozone generator into the combustion chamber through one intake port, a knock generation determination process for detecting abnormal combustion, and a knock generation determination process And a fuel supply decreasing step for adjusting the decrease in fuel when abnormal combustion is detected.
With the above configuration, the distribution of ozone, which is a self-ignition accelerator, in the combustion chamber becomes non-uniform, the ignition timing in the combustion chamber becomes non-uniform, and the occurrence of combustion peaks is suppressed. Then, the increase in the maximum combustion pressure due to the increase in the fuel supply amount is managed and suppressed.
[0049]
A premixed compression self-ignition engine according to the present invention is a premixed compression self-ignition engine that is operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. Each of the intake ports is provided with an ozone generator for generating ozone, a fuel injector for supplying fuel to one of the intake ports is provided, and the fuel injector is connected to a fuel supply pipe via a fuel adjustment valve, The combustion chamber is provided with a sensor for detecting an operating state, the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device, each of the ozone generators, and the fuel adjustment valve are connected by a control line. It is configured.
[0050]
As described above, ozone, which is a self-ignition accelerator, is supplied from each of a plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine, but by making the ozone supply amount different for each port The distribution of ozone in the combustion chamber, that is, the self-ignition accelerator, is made non-uniform. As a result, in the cylinder (combustion chamber), a difference occurs in the compression ignition timing, and the combustion is not uniform. And time delay arises in combustion, instantaneous combustion is stopped, and the maximum combustion pressure can be suppressed low.
[0051]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determining step for determining whether or not the situation needs to be controlled, high combustion pressure preventing determining step for determining whether or not abnormal combustion pressure needs to be prevented, and that it is necessary to prevent abnormal combustion pressure in the determining step If it is determined, the ozone generator is provided in a plurality of intake ports, and the intake air is ozonized. It is preferable to include a knock generation determination step for detection and determination, and a fuel supply reduction step for adjusting fuel decrease when abnormal combustion is detected in the knock generation determination step.
[0052]
With the above configuration, the distribution of ozone, which is the self-ignition accelerator in the combustion chamber, is made non-uniform and the auto-ignition timing is made non-uniform, thereby suppressing the occurrence of peak combustion and increasing the fuel supply amount to maximize combustion. Even if the pressure rises, it is controlled and the maximum combustion pressure is suppressed.
[0057]
The premixed compression self-ignition engine of the present invention is a premixed compression self-ignition engine that is operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A self-ignition suppressor supply pipe for supplying a self-ignition suppressant is attached to one of the intake ports that pass through the intake valve, and the self-ignition suppressor supply pipe is connected to the self-ignition suppressor (for example, CO₂, N₂) Is stored, and a sensor for detecting an operation state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the regulating valve are It is characterized by being connected by a control line.
[0058]
As described above, only one of the plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine has a self-ignition suppressing agent (for example, CO 2) from the self-ignition suppressing agent container.₂, N₂) To make it difficult to ignite the intake air from the specific intake port. As a result, the distribution of the self-ignition suppressing agent or the timing of the compression self-ignition becomes uneven in the cylinder, causing a time delay in combustion. And instantaneous combustion is prevented and the maximum combustion pressure can be suppressed low.
[0059]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determining step for determining whether or not the situation requires the control, high combustion pressure preventing determining step for determining whether or not the abnormal combustion pressure needs to be prevented, and that the abnormal combustion pressure needs to be prevented by this determining step If determined, a self-ignition suppressing agent injection step for adjusting the injection amount of the self-ignition suppressing agent supplied from one intake port into the combustion chamber, a knock generation determination step for detecting and detecting abnormal combustion, and a knock generation determination It is preferable to include a fuel supply reduction step of adjusting fuel reduction according to the result of the step.
[0060]
The above configuration makes the distribution and self-ignition timing of the self-ignition inhibitor in the combustion chamber non-uniform, suppresses the occurrence of peak combustion, and manages even if the maximum combustion pressure increases due to an increase in fuel supply. And it is suppressed.
[0061]
A premixed compression self-ignition engine according to the present invention is a premixed compression self-ignition engine that is operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. Auto-ignition suppressors (eg, CO₂, N₂) Is attached, and the self-ignition suppressor supply pipe is connected to a self-ignition suppressor container in which the self-ignition suppressant is stored via a regulating valve, and is operated in the combustion chamber. The sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the regulating valve are connected by a control line.
[0062]
As described above, the self-ignition suppressant (for example, CO 2) is supplied from the self-ignition suppressor container to each of the plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine.₂, N₂If different amounts are injected, non-uniform distribution of the self-ignition suppressing agent occurs in the combustion chamber, and the compression self-ignition timing also becomes non-uniform. As a result, compression auto-ignition does not become uniform in the cylinder, a time delay occurs in ignition and combustion, instantaneous combustion is prevented, and the maximum combustion pressure is suppressed low.
[0063]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determining step for determining whether or not the situation needs to be controlled, high combustion pressure preventing determining step for determining whether or not abnormal combustion pressure needs to be prevented, and that it is necessary to prevent abnormal combustion pressure in the determining step If determined, the auto-ignition suppressor injection adjustment step for adjusting the injection amount of the auto-ignition suppressant supplied to the combustion chamber via the intake port so as to be different for each intake port, and detecting and determining abnormal combustion It is preferable to include a knock generation determination step that performs the fuel supply reduction, and a fuel supply reduction step that adjusts the fuel decrease when abnormal combustion is detected in the knock generation determination step.
[0064]
With the above configuration, the distribution of self-ignition accelerators and self-ignition timing in the combustion chamber is made non-uniform, the peak of combustion is suppressed, and even if the maximum combustion pressure rises due to an increase in fuel supply, it is managed And restrained.
[0069]
The premixed compression self-ignition engine of the present invention is a premixed compression self-ignition engine that is operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A carbon dioxide generator that generates carbon dioxide and a fuel injector that supplies fuel are provided in one of the intake ports that communicate with each other through the intake valve, and the fuel injector is connected to the fuel supply pipe via the fuel adjustment valve ( The fuel injector is preferably provided on the intake valve side of the carbon dioxide generator), and a sensor for detecting an operation state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to a control device via a signal line, The control device, the carbon dioxide generator, and the fuel adjustment valve are connected by a control line.
[0070]
As described above, by providing a carbon dioxide generator in one of the plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine, carbon dioxide, which is a self-ignition suppressing agent, can be introduced into the combustion chamber through only one intake port. As a result, the distribution of the self-ignition suppressing agent and the non-uniform timing of the compression self-ignition occur in the combustion chamber. As a result, the combustion is not uniform in the cylinder, a time delay occurs in the combustion, the instantaneous combustion is prevented, and the maximum combustion pressure can be suppressed low.
[0071]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determining step for determining whether or not the situation needs to be controlled, high combustion pressure preventing determining step for determining whether or not abnormal combustion pressure needs to be prevented, and that it is necessary to prevent abnormal combustion pressure in the determining step If determined, the carbon dioxide addition process for adding carbon dioxide into the combustion chamber through the intake port provided with the carbon dioxide generator, the knock generation determination process for detecting abnormal combustion, and the knock generation determination process are abnormal. It is preferable to include a fuel supply reduction step of adjusting the reduction of the fuel when the combustion is detected.
[0072]
With the above configuration, the distribution of carbon dioxide, which is a self-ignition suppressant, and the compression auto-ignition timing in the combustion chamber become uneven, the occurrence of combustion peaks is suppressed, and even if the maximum combustion pressure increases due to an increase in the fuel supply amount It can be managed and suppressed.
[0073]
The premixed compression self-ignition engine of the present invention is a premixed compression self-ignition engine that is operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance. A carbon dioxide generator is provided at each intake port that communicates with the intake valve, and a fuel injector that supplies fuel to one of the intake ports is provided (the fuel injector is closer to the intake valve than the carbon dioxide generator). A sensor for detecting an operating state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to a control device via a signal line, the control device, the carbon dioxide generators, and the fuel regulating valve. Are connected by a control line.
[0074]
As described above, when each of the plurality of intake ports provided for each cylinder of the engine generates carbon dioxide as a self-ignition suppressant, there is a possibility that the maximum combustion pressure may become higher than the limit. The amount of carbon dioxide added to the combustion chamber is adjusted to be different for each intake port. As a result, the distribution of the self-ignition suppressing agent and the timing of compression self-ignition become uneven in the cylinder, causing a time delay in combustion, preventing instantaneous combustion and suppressing the maximum combustion pressure low.
[0075]
The operation method of the premixed compression self-ignition engine having the above configuration is a high output in the operation method of the premixed compression self-ignition engine operated by compressing and self-igniting the premixed gas in which the fuel gas and the intake air are mixed in advance. Operating condition determination step for determining whether or not the situation requires the control, high combustion pressure prevention determination step for determining whether or not the abnormal combustion pressure prevention is necessary, and when it is necessary to prevent the abnormal combustion pressure in the determination step When judged, a carbon dioxide addition process for adjusting the amount of carbon dioxide generated by the carbon dioxide generator and added to the combustion chamber to be different for each intake port, and knock generation for detecting and judging abnormal combustion It includes a determination step and a fuel supply reduction step for adjusting the fuel decrease when abnormal combustion is detected in the knock generation determination step.
[0076]
With the above configuration, the distribution of carbon dioxide, which is a self-ignition inhibitor, in the combustion chamber and the compression auto-ignition timing become non-uniform, suppressing the occurrence of combustion peaks, and even if the maximum combustion pressure increases due to an increase in the fuel supply amount , You can manage and suppress it.
[0080]
The “sensor for detecting the operating state” may be a sensor that directly measures the combustion pressure, or may be an ion probe that detects an ionic current generated by the combustion pressure.
[0081]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a premixed compression ignition engine of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1 showing the first embodiment, in the engine En showing one cylinder of the premixed compression auto-ignition engine A0, in this example, two of the first intake valve 7 and the second intake valve 8 are provided in the combustion chamber. Two intake valves, that is, a first exhaust valve 11 and a second exhaust valve 12 are provided.
[0082]
The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1 via the first and second intake ports 2 and 3, respectively, and fresh air Ga is drawn from the intake duct 1. It has become so.
An injector 6 for injecting and supplying fuel gas Fg is attached to the second intake port 3, and a fuel supply pipe 23 is connected to the injector 6 via a fuel adjustment valve 22. As a result, the mixture of the fuel Fg and fresh air Ga from the second intake port 3 and the fresh air Ga not containing fuel from the first intake port 2 become non-uniform in fuel concentration in the horizontal direction of the combustion chamber. In addition, the fuel concentration is uneven in the vertical direction.
[0083]
The first exhaust valve 11 and the second exhaust valve 12 are integrally connected to an exhaust duct 15 via first and second exhaust ports 13 and 14, respectively, and from the exhaust duct 15 via a muffler (not shown). It is designed to be exhausted.
[0084]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20 through a signal line 5a.
The control device 20 receives pressure data from the pressure sensor 5 and classifies whether the combustion pressure is normal combustion pressure or abnormal combustion pressure such as knocking, and automatically controls the fuel adjustment valve 22 via the control line 20a. have.
[0085]
This operation will be described with reference to an operation step according to the flowchart of FIG.
In step S1, the pressure sensor 5 reads the combustion pressure (pressure detection process). In step S2, it is examined whether the current state is an operation state that requires a high output while considering the read combustion pressure (operation state determination step). If high output is unnecessary, go to step S4. If high output is required, the process goes to step S3 to increase the fuel supply from the injector 6 (fuel supply increasing step). Then, the process goes to step S4.
[0086]
In step S4, it is read whether or not the driving has caused knocking (knock occurrence determination step). If a knock-like pressure vibration or a high maximum pressure is generated, the process goes to step S5, and if there is no knock-like pressure vibration or a high maximum pressure, the process goes to step S6.
[0087]
In step S5, the amount of fuel supplied from the injector 6 is decreased to reduce the maximum combustion pressure (fuel supply decreasing step).
In step S6, it is determined whether or not to continue the engine operation. If it is continued, the process returns to step S1. If the operation is finished, the control operation is finished.
[0088]
With the above configuration, the fuel concentration distribution in the combustion chamber is made non-uniform so that a concentration gradient is generated and combustion peak generation is suppressed, and the maximum pressure due to the increase in the fuel supply amount is managed and suppressed by the control action shown in the action step. ing.
[0089]
FIG. 2 shows another embodiment similar to the first embodiment, in which an injector 6A for injecting and supplying a fuel gas Fg is attached, for example, at the center upper portion of the combustion chamber, and a fuel adjustment valve 22A is provided in the injector 6A. A fuel supply pipe 23 </ b> A is connected thereto. Other configurations are the same as those of the first embodiment of FIG.
[0090]
The operation of this configuration is the same as that of the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 3, and the fuel concentration distribution gradient in the vertical direction of the combustion chamber due to fuel supply from a part of the wall surface of the combustion chamber causes the combustion peak to occur. Suppressed. Others are the same as the first embodiment.
[0099]
  4 is the secondThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1D via the first and second intake ports 2D and 3D, respectively, and the premixed gas Gp is drawn from the intake duct 1D. It has come to be.
[0100]
A first heating device H1 for heating the premixed gas Gp is mounted on the first intake port 2D, and a second heating device H2 for heating the mixed gas Gp is mounted on the second intake port 3D.
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20D through a signal line 5a.
[0101]
The control device 20D receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies it as a normal combustion pressure or an abnormal combustion pressure such as knocking, and operates the first heating device H1 via the control line 20Db. The function of automatically controlling the operation of the second heating device H2 via the control line 20Da is provided.
[0102]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described.
  In step S21, it is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 and the like whether or not it is necessary to output a high output (operation status determination step). If it is necessary to increase the engine output, go to step S22.
[0103]
In step S22, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S23.
In step S23, it is determined whether the current operating state is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (a high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S24. If NO, go to step S25.
[0104]
In step S24, the first and second heating devices H1 and H2 are energized with an unequal current, for example, 90:10, and the first intake port 2D and the second intake port 3D are heated unequally to be inhaled. The premixed gas Gp is heated to an unequal temperature (multiple heater heating step). The temperature difference between the high-temperature premixed gas from the first intake port 2D and the low-temperature premixed gas from the second intake port 3D makes the temperature in the combustion chamber non-uniform so as to eliminate abnormal combustion such as knocking and smooth combustion. Let Next, the process goes to step S25.
[0105]
In step S25, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20D determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock occurs, the process goes to step S27. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S26 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S27.
[0106]
In step S27, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S21.
[0107]
As described above, when the engine output needs to be increased or when knock avoidance is necessary, the premixed gas flowing through the first and second intake ports 2D and 3D by the first and second heating devices H1 and H2 is reduced. Abnormal combustion is avoided by making the temperature of the premixed gas non-uniform due to the temperature difference.
[0116]
FIG. 6 shows the thirdThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1F via the first and second intake ports 2F and 3F, respectively, and the premixed gas Gp is drawn from the intake duct 1F. It has come to be.
[0117]
A reflux pipe 32 for refluxing the exhaust gas Ge is attached to the first intake port 2F with a reflux control valve 38. A reflux pipe 31 for refluxing the exhaust gas Ge is attached to the second intake port 3F with a reflux control valve 37.
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20E through a signal line 5a.
[0118]
The control device 20E receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies it as a normal combustion pressure or an abnormal combustion pressure such as knocking, and controls the operation of the reflux control valve 37 via the control line 20Fa. It has a function of automatically controlling the operation of the reflux control valve 38 via the line 20Fb.
[0119]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S41, it is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 whether or not it is necessary to output a high output (operating condition determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S42.
[0120]
In step S42, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S43.
In step S43, it is determined whether the current operating state is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S44. If NO, go to step S45.
[0121]
In step S44, the temperature of the premixed gas Gp supplied from the first and second intake ports 2F and 3F with a difference in the opening of the reflux control valves 37 and 38, for example, 90:10. A difference is provided to make the temperature in the combustion chamber uneven (EGR valve opening degree adjusting step). Then, the temperature in the combustion chamber is made non-uniform by the temperature difference of the premixed gas, so that abnormal combustion such as knocking is eliminated and smooth combustion is performed. Next, the process goes to step S45.
[0122]
In step S45, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20E determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock occurs, the process goes to step S47. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is decreased in step S46 (fuel supply decreasing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S47.
[0123]
In step S47, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S41.
[0124]
As described above, when the engine output needs to be increased or when knock avoidance is required, the temperature of the premixed gas in the combustion chamber becomes uneven due to the difference in reflux between the first and second intake ports 2F and 3F. Avoid burning.
[0125]
  FIG. 8 shows the fourthThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  Exhaust turbocharged air 40 is mounted on the engine En, and the premixed gas Gp compressed and heated by the turbo compressor 40a is cooled by an intercooler 41 provided in the intake duct 1Ff.
[0126]
The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1Ff via first and second intake ports 2Ff and 3Ff, respectively.
A part of the premixed gas Gp supercharged to the first intake port 2Ff bypasses the intercooler 41. For this purpose, a bypass pipe 42 is attached with a bypass flow rate control valve 43.
[0127]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20Ff by a signal line 5a.
The control device 20Ff receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies it as normal combustion pressure or abnormal combustion pressure such as knocking, and automatically operates the bypass flow rate control valve 43 via the control line 20Ffa. It has a function to control.
[0128]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S51, it is examined whether or not it is necessary to output a high output from the pressure signal of the pressure sensor 5 and others (operating condition determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S52.
[0129]
In step S52, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S53.
In step S53, it is determined whether the current operating condition is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S54. If NO, go to step S55.
[0130]
In step S54, the bypass flow rate control valve 43 is opened to make the temperature in the combustion chamber non-uniform without lowering the temperature of the premixed gas Gp supplied from the first intake port 2Ff to the engine En (bypass flow rate adjustment step). ). Then, the temperature in the combustion chamber is made non-uniform by the temperature difference of the premixed gas, so that abnormal combustion such as knocking is eliminated and smooth combustion is performed. Next, the process goes to step S55.
[0131]
In step S55, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20E determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock occurs, the process goes to step S57. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S56 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S57.
[0132]
In step S57, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S51.
[0133]
As described above, when it is necessary to increase engine output or to avoid knocking, abnormal combustion is caused by making the temperature of the premixed gas in the combustion chamber non-uniform by the high temperature premixed gas from the first intake port 2Ff. Avoid it.
[0134]
  FIG. 10 shows the fifthThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  An exhaust turbo supercharger 40 is mounted on the engine En, and the premixed gas Gp compressed by the turbo compressor 40a is cooled by an intercooler 41 provided in the intake duct 1G.
[0135]
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1G via the first and second intake ports 2G and 3G, respectively.
  A first bypass pipe 42 that bypasses the intercooler 41 to the first intake port 2G is attached with a bypass flow rate control valve 43, and a second bypass that bypasses the intercooler 41 to the second intake port 3G. tube45Is attached with a bypass flow control valve 46.
[0136]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20G through a signal line 5a.
The control device 20G receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies whether the combustion pressure is normal combustion pressure or abnormal combustion pressure such as knocking, and the operation of the bypass flow rate control valve 43 is controlled via the control line 20Fa. It has a function of automatically controlling the operation of the bypass flow rate control valve 46 via the control line 20Fb.
[0137]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S71, it is examined whether or not it is necessary to output a high output from the pressure signal of the pressure sensor 5 and others (operating condition determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S72.
[0138]
In step S72, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S73.
In step S73, it is determined whether the current operating condition is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S74. If no, go to step S75.
[0139]
In step S74, the bypass flow rate control valves 43 and 46 are opened at an opening of 90:10, for example, and the temperature of the premixed gas Gp supplied from the first intake port 2G and the second intake port 3G are supplied. The temperature difference of the premixed gas is provided to make the temperature in the combustion chamber non-uniform (bypass flow rate difference adjusting step). Then, the temperature in the combustion chamber is made non-uniform by the temperature difference of the premixed gas, so that abnormal combustion such as knocking is eliminated and smooth combustion is performed. Next, the process goes to step S75.
[0140]
In step S75, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20G makes a determination based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock occurs, the process goes to step S77. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S76 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S77.
[0141]
In step S77, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S71.
[0142]
As described above, when it is necessary to increase the engine output or to avoid knocking, the temperature of the premixed gas in the combustion chamber is set by the temperature difference between the premixed gas at the first and second intake ports 2G and 3G. Uneven to avoid abnormal combustion.
[0143]
  FIG. 12 shows the sixthThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 of the engine En are integrally connected to the intake duct 1H through first and second intake ports 2H and 3H, respectively.
[0144]
A self-igniting agent supply pipe 54 for supplying the self-igniting agent to the second intake port 3H is attached, and the self-igniting agent supply pipe 54 is connected to the self-igniting agent container 51 via a regulating valve 53. The self-igniting agent container 51 stores NOx or ozone that promotes self-ignition.
[0145]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20H by a signal line 5a.
The control device 20H receives the pressure data from the pressure sensor 5, classifies it as a normal combustion pressure or an abnormal combustion pressure such as knocking, and automatically controls the operation of the regulating valve 53 via the control line 20Ha. It has a function.
[0146]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S81, it is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 whether or not it is necessary to output a high output (operating condition determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S82.
[0147]
In step S82, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S83.
In step S83, it is determined whether the current operating state is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (a high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S84. If NO, go to step S85.
[0148]
In step S84, the regulating valve 53 is opened to inject NOx or ozone as a self-igniting agent from the second intake port 3H (self-igniting agent injecting step). As a result, a difference occurs in ignition in the combustion chamber, and abnormal combustion such as knocking is eliminated and smooth combustion is performed. Next, the process goes to step S85.
[0149]
In step S85, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20H makes a determination based on a detection signal from the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock has occurred, the process goes to step S87. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S86 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S87.
[0150]
In step S87, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S81.
[0151]
As described above, when it is necessary to increase the engine output or to avoid knocking, abnormal combustion is caused by non-uniform ignition of the premixed gas in the combustion chamber by injection of the self-igniting agent through the second intake port 3H. Avoid it.
[0152]
FIG. 14 shows the seventhThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 of the engine En are integrally connected to the intake duct 1I through first and second intake ports 2I and 3I, respectively.
[0153]
A self-igniting agent supply pipe 58 for supplying the self-igniting agent to the first intake port 2 </ b> I is attached, and the self-igniting agent supply pipe 58 is connected to the self-igniting agent container 51 via a regulating valve 57. A self-igniting agent supply pipe 54 for supplying the self-igniting agent to the second intake port 3I is attached, and the self-igniting agent supply pipe 54 is connected to the self-igniting agent container 51 via a regulating valve 53. The self-igniting agent container 51 stores NOx or ozone that promotes self-ignition.
[0154]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20I through a signal line 5a.
The control device 20I receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies it as a normal combustion pressure or an abnormal combustion pressure such as knocking, and controls the operation of the adjustment valve 57 via the control line 20Ia. It has a function of automatically controlling the operation of the regulating valve 53 via 20Ib.
[0155]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S91, whether or not it is necessary to output a high output is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 and others (operating condition determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S92.
  In step S92, the fuel supply amount to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S93.
[0156]
In step S93, it is determined whether the current operating condition is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (a high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S94. If NO, go to step S95. In step S94, the adjustment valve 57 is opened and NOx or ozone of the self-ignition agent is supplied from the first intake port 2I, and the adjustment valve 53 is opened and NOx or ozone of the self-ignition agent is supplied from the second intake port 3I. For example, a difference is made in the injection amount at a ratio of 90:10 and injection is performed (self-igniting agent injection adjusting step). As a result, a difference occurs in ignition in the combustion chamber, and abnormal combustion such as knocking is eliminated and smooth combustion is performed. Next, the process goes to step S95.
[0157]
In step S95, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20I determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock occurs, the process goes to step S97. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S96 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S97.
[0158]
In step S97, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S91.
[0159]
As described above, when the engine output needs to be increased or when knock avoidance is necessary, the premixed gas in the combustion chamber is injected by injection of the self-igniting agent provided with a difference from the first and second intake ports 2I and 3I. The non-uniform ignition is avoided to avoid abnormal combustion.
[0164]
FIG. 16 is the eighthThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1K via the first and second intake ports 2K and 3K, respectively, and fresh air Ga heated from the intake duct 1K. Is inhaled.
[0165]
An ozone generator 65 that causes the fresh air Ga to contain ozone is provided in the second intake port 3K. A fuel injector 62 is attached to the second intake port 3K on the intake valve 8 side of the ozone generator 65.
The fuel injector 62 is connected to a supply source (not shown) through a fuel adjustment valve 60 by a fuel supply pipe 61.
[0166]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20K through a signal line 5a.
The control device 20K receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies whether the combustion pressure is normal combustion pressure or abnormal combustion pressure such as knocking, and controls the fuel adjustment valve 60 via the control line 20Ka to perform control. It has an automatic control function for controlling the ozone generator 65 via the line 20Kb.
[0167]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S101, it is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 and the like whether or not it is necessary to output a high output (operation status determination step). If it is necessary to increase the engine output, go to step S102.
[0168]
In step S102, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S103.
In step S103, it is determined whether the current operating state is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (a high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S104. If NO, go to step S105.
In step S104, the ozone generator 65 is operated to add ozone to fresh air flowing through the second intake port (ozone generation process).
[0169]
Then, the ozone from the second intake port 3K increases the self-ignition property on the second intake port side, making the ignitability in the combustion chamber non-uniform, eliminating abnormal combustion such as knocking, and smooth combustion. Next, the process goes to step S105.
In step S105, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20K makes a determination based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock is generated, the process goes to step S107. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S106 (fuel supply decreasing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S107.
[0170]
In step S107, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S101.
[0171]
As described above, when the engine output needs to be increased or when knock avoidance is necessary, the auto-ignition is made uneven by the ozone added to the fresh air flowing through the second intake port 3K by the ozone generator 65 and abnormal. Avoid burning.
[0172]
  FIG. 18 shows the ninthThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1L via the first and second intake ports 2L and 3L, respectively, and fresh air Ga heated from the intake duct 1L. Is inhaled.
[0173]
Ozone generators 66 and 65 are provided in the first and second intake ports 2L and 3L to cause the fresh air Ga to contain ozone. A fuel injector 62 is attached to the second intake port 3L on the intake valve 8 side of the ozone generator 65.
[0174]
The fuel injector 62 is connected to a supply source (not shown) through a fuel adjustment valve 60 by a fuel supply pipe 61.
[0175]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20L through a signal line 5a.
The control device 20L receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies whether the combustion pressure is normal combustion pressure or abnormal combustion pressure such as knocking, and controls the fuel adjustment valve 60 via the control line 20La for control. It has an automatic control function for controlling the ozone generator 65 via the line 20Lb.
[0176]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S111, it is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 whether or not it is necessary to output a high output (operation status determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S112.
  In step S112, the fuel supply amount to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S113.
[0177]
In step S113, it is determined whether the current driving state is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S114. If NO, go to step S115.
In step S114, the ozone generators 66 and 65 are operated with a difference of, for example, 90:10 in the ozone generation, and the ozone supply amounts from the first and second intake ports 2L and 3L are provided with a difference. Ozone is added to fresh air (a process for generating non-uniform ozone).
[0178]
Then, the difference in ozone amount makes the self-ignitability non-uniform so as to eliminate abnormal combustion such as knocking and smooth combustion. Next, the process goes to step S115.
In step S115, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20L determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock occurs, the process goes to step S117. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S116 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S117.
[0179]
In step S117, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S111.
[0180]
As described above, when it is necessary to increase the engine output or to avoid knocking, a difference in the amount of ozone by the ozone generators 66 and 65 is created to make the auto-ignition non-uniform so as to avoid abnormal combustion.
[0186]
  FIG. 20 shows the tenthThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 of the engine En are integrally connected to the intake duct 1N via first and second intake ports 2N and 3N, respectively.
[0187]
A self-ignition suppressing agent supply pipe 74 for supplying the self-ignition suppressing agent to the second intake port 3N is attached, and the self-ignition suppressing agent supply pipe 74 is connected to the self-ignition suppressing agent container 71 via the adjustment valve 73. Has been. The self-ignition suppressing agent container 71 stores CO 2 or N 2 that suppresses self-ignition.
[0188]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20H by a signal line 5a.
The control device 20N receives the pressure data from the pressure sensor 5, classifies it as a normal combustion pressure or an abnormal combustion pressure such as knocking, and automatically controls the operation of the adjustment valve 73 via the control line 20Na. It has a function.
[0189]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S121, it is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 whether or not it is necessary to output a high output (operation status determination step). If it is necessary to increase the engine output, go to step S122.
[0190]
In step S122, the fuel supply amount to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S123.
In step S123, it is determined whether the current operating state is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S124. If NO, go to step S125.
In step S124, the adjustment valve 73 is opened and CO2 or N2 of the autoignition suppressant is injected from the second intake port 3N (autoignition suppressor injection step). As a result, a difference occurs in ignition in the combustion chamber, and abnormal combustion such as knocking is eliminated and smooth combustion is performed. Next, the process goes to step S125.
[0191]
In step S125, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20N determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock is generated, the process goes to step S127. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S126 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S127.
[0192]
In step S127, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S121.
[0193]
As described above, when it is necessary to increase the engine output or to avoid knocking, abnormal combustion is caused by non-uniform ignition of the premixed gas in the combustion chamber by injection of the self-ignition suppressing agent through the second intake port 3N. To avoid.
[0194]
  FIG. 22 shows the eleventhThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 of the engine En are integrally connected to the intake duct 1P through first and second intake ports 2P and 3P, respectively.
[0195]
A self-ignition suppressing agent supply pipe 78 for supplying a self-ignition suppressing agent to the first intake port 2P is attached, and the self-ignition suppressing agent supply pipe 78 is connected to the self-ignition suppressing agent container 71 via a regulating valve 77. Has been. A self-ignition suppressing agent supply pipe 54 for supplying a self-ignition suppressing agent to the second intake port 3P is attached, and the self-ignition suppressing agent supply pipe 74 is connected to the self-ignition suppressing agent container 71 via a regulating valve 73. Has been. The self-ignition suppressor container 71 stores CO 2 or N 2 that suppresses self-ignition.
[0196]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20P through a signal line 5a.
The control device 20P receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies it as a normal combustion pressure or an abnormal combustion pressure such as knocking, and controls the operation of the regulating valve 77 via the control line 20Pa. It has a function of automatically controlling the operation of the regulating valve 73 via 20Pb.
[0197]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S131, whether or not it is necessary to output a high power is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 and others (operating condition determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S132.
[0198]
In step S132, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, an increase in the supply amount of the premixed gas Gp or a premixed gas with a high fuel concentration is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S133.
In step S133, it is determined whether the current driving state is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (a high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S134. If NO, go to step S135.
In step S134, the adjustment valve 77 is opened and the NOx or ozone of the self-ignition agent is opened from the first intake port 2P, and the adjustment valve 73 is opened and the NOx or ozone of the self-ignition agent is drawn from the second intake port 3P. For example, at a ratio of 90:10, with a difference in the injection amount, and injecting each of them (self-ignition suppressing agent injection adjusting step). As a result, a difference occurs in ignition in the combustion chamber, and abnormal combustion such as knocking is eliminated and smooth combustion is performed. Then go to step 135.
[0199]
In step S135, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20P determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock has occurred, the process goes to step S137. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S136 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S137.
[0200]
In step S137, it is determined whether to continue the operation control, particularly the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S131.
[0201]
As described above, when the engine output needs to be increased or when knock avoidance is necessary, the premixed gas in the combustion chamber is injected by injection of the self-igniting agent provided with a difference from the first and second intake ports 2P and 3P. The non-uniform ignition is avoided to avoid abnormal combustion.
[0206]
FIG. 24 shows the twelfthThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1R via the first and second intake ports 2R and 3R, respectively, and fresh air Ga heated from the intake duct 1R. Is inhaled.
[0207]
The second intake port 3R is provided with a CO2 generator 86 for containing fresh air Ga with CO2. A fuel injector 85 is attached to the second intake port 3R on the intake valve 8 side of the CO2 generator 86.
The fuel injector 85 is connected to a supply source (not shown) through a fuel adjustment valve 83 by a fuel supply pipe 84.
[0208]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20R through a signal line 5a.
The control device 20R receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies whether the combustion pressure is normal combustion pressure or abnormal combustion pressure such as knocking, and controls the fuel adjustment valve 83 via the control line 20Ra to perform control. It has an automatic control function for controlling the CO2 generator 86 via the line 20Rb.
[0209]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S151, whether or not it is necessary to output a high output is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 and others (operating condition determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S152.
[0210]
In step S152, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, a large amount of fuel is supplied (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S153. In step S153, it is determined whether the current driving state is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S154. If no, go to step S155.
In step S154, the CO2 generator 86 is operated to add CO2 to the fresh air flowing through the second intake port 3R (CO2 generation step).
[0211]
Then, the CO2 from the second intake port 3R causes the second intake port 3R side to reduce the self-ignitability, making the ignitability in the combustion chamber non-uniform, eliminating abnormal combustion such as knocking, and smooth combustion. Next, the process goes to step S155.
[0212]
In step S155, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20R determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock occurs, the process goes to step S157. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S156 (fuel supply decreasing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S157.
[0213]
In step S157, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S151.
[0214]
As described above, when the engine output needs to be increased or when knock avoidance is necessary, the auto-ignition is made uneven by the CO2 added to the fresh air flowing through the second intake port 3R by the CO2 generator 86 and abnormal. Avoid burning.
[0215]
  FIG. 26 shows the thirteenthThe embodiment of is shown. A structure and an effect | action are demonstrated focusing on a different part from previous embodiment.
  The first intake valve 7 and the second intake valve 8 are integrally connected to the intake duct 1S through the first and second intake ports 2S and 3S, respectively, and fresh air Ga heated from the intake duct 1S. Is inhaled.
[0216]
The first and second intake ports 2S, 3S are provided with CO2 generators 87, 86 for containing fresh air Ga with CO2. A fuel injector 62 is attached to the second intake port 3S on the intake valve 8 side of the CO2 generator 86.
The fuel injector 62 is connected to a supply source (not shown) through a fuel adjustment valve 60 by a fuel supply pipe 61.
[0217]
A pressure sensor 5 for measuring the combustion pressure in the combustion chamber is attached to the engine En, and is connected to the control device 20S via a signal line 5a.
The control device 20S receives the pressure data from the pressure sensor 5 and classifies the normal combustion pressure or the abnormal combustion pressure such as knocking, and controls the fuel adjustment valve 83 via the control line 20Sa to perform control. It has an automatic control function for controlling the CO2 generator 86 via the line 20Sb and the CO2 generator 87 via the control line 20Sc.
[0218]
  The operation of the above configurationFIG.The operation steps according to the flowchart will be described. In step S171, whether or not it is necessary to output a high power is examined from the pressure signal of the pressure sensor 5 and others (operating condition determination step). If it is necessary to increase the engine output, the process goes to step S172.
[0219]
In step S172, the amount of fuel supplied to the engine En is increased. For example, the fuel supply amount is increased (fuel supply increasing step). Next, the process goes to step S173. In step S173, it is determined whether the current operating condition is a state of concern for occurrence of knocking or a state of concern for engine damage (high combustion pressure prevention determination step). If the concern is YES, go to step S174. If NO, go to step S175.
In step S174, the CO2 generators 87 and 86 are operated with a difference of 90:10, for example, when CO2 is generated, and the CO2 from the first and second intake ports 2S and 3S is provided with a difference. CO2 is added to CO2 (CO2 nonuniformity generation step).
[0220]
Then, the self-ignitability is made non-uniform due to the difference in the amount of CO2, and abnormal combustion such as knocking is eliminated and smooth combustion is performed. Next, the process goes to step S175.
In step S175, it is determined whether a knock has occurred. The control device 20S determines based on the detection signal of the pressure sensor 5 (knock occurrence determination step). If no knock occurs, the process goes to step S177. If there is a concern about the occurrence of knocking, the amount of fuel supplied to the engine En is reduced in step S176 (fuel supply reducing step). And avoid knocking. Next, the process goes to step S177.
[0221]
In step S177, it is determined whether to continue the control to increase the supply fuel and increase the output when necessary. If the control is continued, the process returns to step S111.
[0222]
As described above, when it is necessary to increase the engine output or when knock avoidance is necessary, a difference in the amount of CO2 by the CO2 generators 87 and 86 is created to make the self-ignition non-uniform so as to avoid abnormal combustion.
[0227]
The illustrated embodiment is merely an example, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
For example, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, fuel injectors are provided in the two intake ports 2 and 3, respectively, and the fuel injection amount of each intake port 2 and 3 is in an operation state in which an increase in combustion pressure is to be prevented. It is also possible to perform control to generate a non-uniform state (fuel concentration deviation) of the fuel concentration in the combustion chamber by providing a difference.
[0228]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) According to the present invention, the temperature of the premixed gas mixture is not uniform in the engine combustion chamber and is distributed with a temperature gradient, so that the self-ignition combustion is slowed down. Therefore, there is no concern about engine damage due to abnormal combustion such as knocking or excessive in-cylinder pressure, and it is possible to avoid engine damage as needed and increase the supply fuel to increase the output.
(2) Further, since the fuel concentration is not uniform and distributed with a concentration gradient in the combustion chamber of the engine, the self-ignition combustion is slowed down. Therefore, there is no fear of engine damage due to abnormal combustion such as knocking or excessive in-cylinder pressure, and it is possible to increase the output by increasing the supplied fuel while avoiding engine damage as necessary.
(3) Since auto-ignition accelerators such as NOx and ozone are injected with a predetermined variation, rapid combustion does not occur and combustion can be slowed down.
(4) Since auto-ignition inhibitors such as CO2 and N2 are injected with a predetermined variation, rapid combustion does not occur and combustion can be slowed down.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for injecting fuel into one of intake ports in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an apparatus for injecting fuel into the upper center of a combustion chamber in another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of FIGS. 1 and 2;
[Fig. 4]The apparatus block diagram which provided the heating apparatus in each intake port in the 2nd Embodiment of this invention.
[Figure 5]The flowchart figure which shows the effect | action of 2nd Embodiment of FIG.
[Fig. 6]The apparatus block diagram which connected the exhaust gas recirculation pipe | tube to each intake port in the 3rd Embodiment of this invention.
[Fig. 7]The flowchart figure which shows the effect | action of 3rd Embodiment of FIG.
[Fig. 8]In 4th Embodiment of this invention, the apparatus block diagram which connected the part of the pre-mixed gas temperature rising with the intake compressor to 1 of the intake port by bypassing an intercooler.
FIG. 9The flowchart figure which shows the effect | action of 4th Embodiment of FIG.
FIG. 10In the 5th Embodiment of this invention, the apparatus block diagram which bypassed the intercooler and connected some premixed gas temperature rising with the intake compressor to each intake port with high temperature.
FIG. 11The flowchart figure which shows the effect | action of 5th Embodiment of FIG.
FIG.The apparatus block diagram connected so that NOx and ozone might be inject | poured into one of the intake ports in the 6th Embodiment of this invention.
FIG. 13The flowchart figure which shows the effect | action of 6th Embodiment of FIG.
FIG. 14The apparatus block diagram connected so that it may inject | pour NOx and ozone into each intake port in the 7th Embodiment of this invention.
FIG. 15The flowchart figure which shows the effect | action of 7th Embodiment of FIG.
FIG. 16The apparatus block diagram which attached the ozone generator to one of the intake ports in the 8th Embodiment of this invention.
FIG. 17The flowchart figure which shows the effect | action of 8th Embodiment of FIG.
FIG. 18The apparatus block diagram which attached the ozone generator to each intake port in the 9th Embodiment of this invention.
FIG. 19The flowchart figure which shows the effect | action of 9th Embodiment of FIG.
FIG. 20The apparatus block diagram connected so that CO2 and N2 might be inject | poured into one of the intake ports in 10th Embodiment of this invention.
FIG. 21The flowchart figure which shows the effect | action of 10th Embodiment of FIG.
FIG. 22In the eleventh embodiment of the present invention, CO2 and N2 are injected into each intake port. FIG.
FIG. 23The flowchart figure which shows the effect | action of 11th Embodiment of FIG.
FIG. 24In the 12th Embodiment of this invention, the apparatus block diagram which attached one CO2 generator of the intake port.
FIG. 25The flowchart figure which shows the effect | action of 12th Embodiment of FIG.
FIG. 26The apparatus block diagram which attached the CO2 generator to each intake port in the 13th Embodiment of this invention.
FIG. 27The flowchart figure which shows the effect | action of 13th Embodiment of FIG.
FIG. 28The block diagram which shows the conventional premixed-gas compression self-ignition engine.
FIG. 29The figure which shows the relationship between the combustion chamber pressure p (vertical axis), and crank angle (theta) (horizontal axis) of the conventional premixed-air compression auto-ignition engine.
[Explanation of symbols]
En. Engine
Fg ... Fuel
Gp ・・ Premixed
Ga ... Intake air (fresh air)
1 ... Intake duct
2 ... First intake port
3 ... Second intake port
5 ... Pressure sensor
5a ... Signal line
6 ... Injector
7: First intake valve
8 ... Second intake valve
11. First exhaust valve
12. Second exhaust valve
13. First exhaust port
14. Second exhaust port
15. Exhaust duct
20. ・ Control device
20a ... Control line
22. Fuel adjustment valve
23. Fuel supply pipe

Claims

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas that is premixed with fuel gas and intake air, fuel is supplied to the combustion chamber of the engine or one of a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber. The fuel injector is connected to a fuel supply pipe via a fuel regulating valve, and a sensor for detecting an operating state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to a control device via a signal line. A premixed compression self-ignition engine, wherein the control device and the fuel adjustment valve are connected by a control line.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas that is premixed with fuel gas and intake air, fuel is supplied to each of the engine combustion chamber or a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber. A fuel injector to be supplied is provided, the fuel injector is connected to a fuel supply pipe via a fuel adjustment valve, and a sensor for detecting an operation state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to the control device via a signal line. A premixed compression self-ignition engine characterized in that the controller and the fuel regulating valve are connected by a control line.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas that is premixed with fuel gas and intake air, the amount of heating can be adjusted for each of the multiple intake ports that communicate with the combustion chamber of the engine A heating device for heating the air-fuel mixture is provided, and a sensor for detecting an operating state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the heating device are controlled. A premixed compression self-ignition engine characterized by being connected by wires.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas that is premixed with fuel gas and intake air, the exhaust gas is recirculated to each of a plurality of intake ports that communicate with the combustion chamber of the engine. A sensor for detecting an operating state is provided in the combustion chamber, and the sensor is connected to a control device via a signal line. The control device and the reflux control valve attached to the reflux tube A premixed compression self-ignition engine characterized by being connected by a control line.

In a premixed compression self-ignition engine operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance, a supercharger and an intercooler are interposed in the intake system, and the supercharging A bypass pipe is provided so that a part of the premixed air compressed by the compressor bypasses the intercooler and merges with one of a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber of the engine, and the combustion chamber is in an operating state. The sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the bypass flow rate control valve mounted on the bypass pipe are connected by a control line. Premixed compression self-ignition engine characterized by

In a premixed compression self-ignition engine operated by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are mixed in advance, a supercharger and an intercooler are interposed in the intake system, and the supercharging A bypass pipe is provided so that a part of the premixed air compressed by the machine bypasses the intercooler and merges with each of a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber of the engine. A sensor for detecting is provided, the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and a bypass flow rate control valve mounted on the bypass pipe are connected by a control line. A premixed compression auto-ignition engine.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are premixed, a self-ignition accelerator is provided in one of a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber of the engine The self-ignition accelerator supply pipe is connected to the self-ignition accelerator container in which the self-ignition accelerator is stored via a regulating valve, and the combustion chamber is in an operating state. A premixed compression self-ignition engine characterized in that a sensor for detection is provided, the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the regulating valve are connected by a control line. .

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are premixed, a self-ignition accelerator is applied to each of a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber of the engine. A self-ignition accelerator supply pipe to be supplied is attached, and the self-ignition accelerator supply pipe is connected to a self-ignition accelerator container in which the self-ignition accelerator is stored through a regulating valve, and an operating state is detected in the combustion chamber. A premixed compression auto-ignition engine characterized in that the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the regulating valve are connected by a control line.

In a premixed compression auto-ignition engine that operates by compressing and auto-igniting a pre-mixed gas that is premixed with fuel gas and intake air, ozone is generated at one of the multiple intake ports that communicate with the combustion chamber of the engine A fuel injector for supplying fuel, the fuel injector being connected to a fuel supply pipe via a fuel regulating valve, and a sensor for detecting an operation state being provided in the combustion chamber; A premixed compression self-ignition engine characterized in that it is connected to a control device via a line, and the control device, the ozone generator and the fuel regulating valve are connected by a control line.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas that is premixed with fuel gas and intake air, ozone that generates ozone in each of a plurality of intake ports that communicate with the combustion chamber of the engine A generator is provided, and a fuel injector for supplying fuel to one of the intake ports is provided. The fuel injector is connected to a fuel supply pipe via a fuel adjustment valve, and a sensor for detecting an operation state is provided in the combustion chamber. The premixing is provided, wherein the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device, each of the ozone generators, and the fuel regulating valve are connected by a control line. Compression auto-ignition engine.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are premixed, one intake port that communicates with the combustion chamber of the engine via each intake valve. A self-ignition suppressor supply pipe for supplying the self-ignition suppressant to the tank is attached, and the self-ignition suppressant supply pipe is connected to a self-ignition suppressor container in which the self-ignition suppressant is stored via a regulating valve, A sensor for detecting an operating state is provided in the combustion chamber, the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the regulating valve are connected by a control line. Premixed compression self-ignition engine.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas that is premixed with fuel gas and intake air, a self-ignition inhibitor is applied to each of a plurality of intake ports communicating with the combustion chamber of the engine. A self-ignition suppressor supply pipe to be supplied is attached, and the self-ignition suppressant supply pipe is connected to a self-ignition suppressor container in which the self-ignition suppressant is stored through a regulating valve, and detects an operating state in the combustion chamber A premixed compression self-ignition engine, wherein the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device and the regulating valve are connected by a control line.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are premixed, one intake port that communicates with the combustion chamber of the engine via each intake valve. A carbon dioxide generator for generating carbon dioxide and a fuel injector for supplying fuel are provided. The fuel injector is connected to a fuel supply pipe via a fuel adjustment valve, and a sensor for detecting an operation state is provided in the combustion chamber. The premixing is provided, wherein the sensor is connected to a control device via a signal line, and the control device, the carbon dioxide generator, and the fuel regulating valve are connected by a control line. Compression auto-ignition engine.

In a premixed compression self-ignition engine that operates by compressing and self-igniting a premixed gas in which fuel gas and intake air are premixed, each intake port that communicates with the combustion chamber of the engine via each intake valve Is provided with a carbon dioxide generator, a fuel injector for supplying fuel to one of the intake ports, and a sensor for detecting an operating state in the combustion chamber. The sensor is connected to the control device via a signal line. A premixed compression self-ignition engine characterized in that the controller, each carbon dioxide generator and the fuel regulating valve are connected by a control line.