JP5711018B2 - エンジンシステム - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの燃焼室に点火プラグを備え、燃焼室において予混合気を圧縮して自己着火させる予混合圧縮自着火運転を行う予混合圧縮自着火運転モードと、燃焼室において圧縮された予混合気を点火プラグにより点火させる火花点火運転を行う火花点火運転モードとに、エンジンの運転モードを切り替え自在な運転モード切替手段を備えたエンジンシステムに関する。

予混合圧縮自着火エンジン（ＨＣＣＩ：Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）は、その燃焼方式を、空気と燃料とを予め混合した混合気をシリンダ内の燃焼室に供給し、その予混合気を圧縮することによって自着火させる燃焼方式とするエンジンであり、火花点火式のエンジンと比較して、高い圧縮比で運転可能なため高い熱効率を得ることができ、さらに、希薄混合気の燃焼が可能であるので燃焼温度を低くしてＮＯｘの生成を抑制することができる。そして、そのような経済的側面および環境的側面における優位性より、例えば、予混合圧縮自着火エンジンは長時間連続で運転することが必要となるコージェネレーションシステムの動力源として利用される。しかしながら、予混合気を圧縮することで自着火させる燃焼方式であるため、火花点火式のエンジンと比較して、着火時期の制御に困難を伴うことがあった。

それに対して、特許文献１には、点火プラグを備えた予混合圧縮自着火エンジンが開示されており、燃焼室に流入した予混合気の空燃比や、予混合気の温度および圧縮比などの条件が、圧縮自着火による着火が困難な条件である場合でも、点火プラグによる火花点火により圧縮自着火を誘発することによって、燃焼室内の予混合気の着火時期を適切に制御することができる技術が開示されている。このように構成されることで、予混合圧縮自着火エンジンにおいて安定した着火を実現しつつ運転可能な予混合気の空燃比や、予混合気の温度および圧縮比などの範囲を拡大することができるとされている。

しかしながら、上述の点火プラグを備えた予混合圧縮自着火エンジンのように、希薄混合気を高い圧縮比において着火させるためには、点火プラグは火花点火のための電圧を増加させることが必要となり、通常の火花点火方式のエンジンに使用される点火プラグより点火プラグの劣化が速く進行することとなる。そして、点火プラグの劣化が進行すると、点火プラグによって予混合気の着火を誘発するのに十分な火花を形成することができず、燃焼状態が不安定となってエンジンの運転継続が不可能となる。従って、上述の点火プラグを備えたエンジンシステムが、コージェネレーションシステムの発電装置に使用されている場合において、点火プラグが劣化した際には、コージェネレーションシステムの運転を中止してエンジンの点火プラグの交換を行なうことが必要であった。

特開２００８−５７４０７号公報

しかしながら、工場や家庭において利用されるコージェネレーションシステムでは、コージェネレーションシステムに接続されている電力機器に継続して給電することが必要であるため、エンジン（特に点火プラグ）のトラブルにより、その運転が中止されることは好ましくない。従って、点火プラグの劣化時においても運転を中止することなく、例えば、次回に予定されているコージェネレーションシステムの休止時期までの一定期間においてエンジン運転を継続することができるようなエンジンシステムとすることが必要である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、火花点火による運転と圧縮自着火による運転との両方が可能なエンジンシステムにおいて、点火プラグが劣化してもエンジンの運転を継続することができるエンジンシステムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るエンジンシステムは、
エンジンの燃焼室に点火プラグを備え、
前記燃焼室において予混合気を圧縮して自己着火させる予混合圧縮自着火運転を行う予混合圧縮自着火運転モードと、前記燃焼室において圧縮された予混合気を前記点火プラグにより点火させる火花点火運転を行う火花点火運転モードとに、前記エンジンの運転モードを切り替え自在な運転モード切替手段を備えたエンジンシステムであって、
その特徴構成は、前記点火プラグの劣化を検出する点火プラグ劣化検出手段と、
前記燃焼室での予混合気の圧縮自着火を補助可能な圧縮自着火補助状態に前記燃焼室での予混合気の状態を変更する圧縮自着火補助手段と、
前記燃焼室の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段により検出された燃焼室内圧力から求められる燃焼解析値が所定の燃焼解析値となる時のクランク角度を算出する燃焼解析手段と、
前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が目標クランク角度になるように前記点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え、
前記点火プラグ劣化検出手段は、前記点火時期制御手段によって、前記目標クランク角度を変更し、前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度がその変更された目標クランク角度になるように前記点火プラグの点火時期を制御するとともに、前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が前記変更後の目標クランク角度から規定される許容範囲から逸脱した場合に、前記点火プラグの劣化を検出するものであり、
前記点火プラグ劣化検出手段により前記点火プラグの劣化が検出された場合に、前記運転モード切替手段にて前記エンジンの運転モードを前記予混合圧縮自着火運転モードに切り替えるとともに、前記圧縮自着火補助手段にて前記燃焼室での予混合気の圧縮自着火を補助する運転継続処置を実施する運転継続処置実施手段とを備えた点にある。

上記特徴構成によれば、点火プラグ劣化検出手段によって点火プラグの劣化を検出することができる。また、圧縮自着火補助手段によって、燃焼室での予混合気の状態を圧縮自着火運転に適した圧縮自着火補助状態に変更することができる。そして、点火プラグ劣化検出手段により点火プラグの劣化が検出された場合に、運転モード切替手段にてエンジンの運転モードを予混合圧縮自着火運転モードに切り替えられるので、点火プラグが劣化した場合においても、エンジンの運転モードを、点火プラグによる点火を必要としない予混合圧縮自着火運転を行う予混合圧縮自着火運転モードに切り替えることができる。
結果、単に予混合圧縮自着火運転モードに切り替えるだけではなく、圧縮自着火補助状態にて予混合気の圧縮自着火を補助するので、燃焼室での予混合気の圧縮自着火を適正に行なうことができる。また、予混合圧縮自着火運転モードに切り替えられた際には、圧縮自着火補助手段によって、燃焼室での予混合気の状態を、圧縮自着火を補助する圧縮自着火補助状態に変更する運転継続処置が実施される。これにより、予混合圧縮自着火運転に切り替えられたエンジンの運転状態を、運転継続可能な状態にすることができる。
そして、圧力検出手段により検出された燃焼室内圧力に基づいて迅速かつ正確に所定の燃焼解析値となる時のクランク角度を算出することができる。また、燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が目標クランク角度になるように点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段を備えており、この点火時期制御手段は、目標クランク角度を変更すると、燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が変更された目標クランク角度となるように点火時期を制御する。目標クランク角度を変更すると、その変更に対応するために点火プラグの点火時期も変更されるので、点火プラグが劣化していない場合には、その点火時期の変更を適正に行うことができるが、点火プラグが劣化している場合には、その点火時期の変更を適正に行うことできなくなる。そこで、点火プラグ劣化検出手段は、目標クランク角度を変更した点火時期制御手段の制御を行った上での燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が許容範囲から逸脱した場合に、点火プラグの劣化を検出している。このように、目標クランク角度を変更して点火プラグの点火時期を変更させることで、劣化の検出対象である点火プラグの状態を変更させ、点火プラグが劣化しているか否かを判別し易い状態としている。したがって、点火プラグの劣化を精度良く検出することができる。

本発明に係るエンジンシステムの更なる特徴構成は、前記運転継続処置実施手段による前記運転継続処置の実施後に、前記燃焼室の燃焼状態が運転継続可能な運転継続可能状態となっているか否かを確認する運転状態確認手段と、
前記運転状態確認手段により確認された燃焼状態が、前記運転継続可能状態となっていない場合に、再度前記運転継続処置を実施する前記運転継続処置実施手段を備えた点にある。

上記特徴構成によれば、運転継続処置の実施後に、運転状態確認手段により確認された燃焼状態が運転継続可能状態となっていない場合には、運転継続処置実施手段によって再度運転継続処置が実施される。これにより、運転継続処置の実施後に、エンジンの燃焼状態が、予混合圧縮自着火運転による運転継続が可能な状態となっていない場合には、運転継続が可能になる燃焼状態となるまで運転継続処置が繰り返して実施されるので、結果的に、エンジンの燃焼状態を運転継続が可能な状態とすることができる。また、このように運転継続処置を繰り返して実施できるので、運転継続処置を段階的に実施することもでき、一度の運転継続処置により運転継続可能状態とするために変化させる燃焼室内の予混合気の状態の変化量を小さくすることで、燃焼室内の予混合気の状態の急激な変化を回避して、エンジンの運転状態を不安定にすることなく、段階的に燃焼状態を運転継続可能な状態に近づけることができる。

本発明に係るエンジンシステムの更なる特徴構成は、前記燃焼室の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段により検出された燃焼室内圧力から求められる燃焼解析値が所定の燃焼解析値となる時のクランク角度を算出する燃焼解析手段と、
前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が目標クランク角度になるように前記点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え、
前記点火プラグ劣化検出手段は、前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が前記目標クランク角度から規定される許容範囲から逸脱した場合に、前記点火プラグの劣化を検出する点にある。

ここで、目標クランク角度は、点火プラグを働かせて火花点火運転モードで運転を行う場合に、点火時期として好ましいクランク角度で、その時期に点火時期を制御するクランク角度である。
上記特徴構成によれば、圧力検出手段により検出された燃焼室内圧力から燃焼解析値が求められるので、燃焼室内の燃焼状態を迅速かつ正確に反映する燃焼室内圧力に基づいて所定の燃焼解析値となる時のクランク角度を算出することができる。ここで、燃焼解析値としては、例えば、燃焼室内圧力から算出された熱発生率や燃焼質量割合などを意味する。また、算出される所定の燃焼解析値となる時のクランク角度とは、例えば、熱発生率が最大となるクランク角度や燃焼質量割合が５０％となるクランク角度などのことである。
また、燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が目標クランク角度になるように点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段を備えるので、燃焼室の燃焼状態を適切な燃焼状態とすることができる。点火プラグが劣化していない場合には、点火時期制御手段が点火時期の制御を行うことで、燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が目標クランク角度から規定される許容範囲とできる。それに対して、点火プラグが劣化している場合には、点火時期制御手段による点火時期の制御を行っても、燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が目標クランク角度から外れてしまい、燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が許容範囲から逸脱する。そこで、点火プラグ劣化検出手段は、点火時期制御手段による点火時期の制御を行った上での燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が許容範囲から逸脱した場合に、点火プラグの劣化を検出している。したがって、点火時期制御手段による点火時期の制御を行うことで、燃焼室の燃焼状態を適切な燃焼状態としながら、点火プラグの劣化を適切に検出することができる。

本発明に係るエンジンシステムの更なる特徴構成は、前記点火プラグにおいて点火火花が発生する電圧値である要求電圧値を測定する要求電圧値測定手段を備え、
前記点火プラグ劣化検出手段は、前記要求電圧値が点火プラグ劣化検出電圧値を上回った場合に、前記点火プラグの劣化を検出する点にある。

上記特徴構成によれば、点火プラグが劣化している場合には、要求電圧値が上昇するので、点火プラグを劣化している場合の点火プラグ劣化検出電力値を実験等により求めておき、点火プラグ劣化検出手段は、その要求電圧値が点火プラグ劣化検出電力値を上回った場合に、点火プラグの劣化を検出することができる。このように、点火プラグ劣化検出手段は、要求電力値と点火プラグ劣化検出電力値との大小関係を比較するという容易な処理を行うだけでよく、簡易な構成によって点火プラグの劣化を適切に検出することができる。

本発明に係るエンジンシステムの更なる特徴構成は、前記運転継続処置として、前記燃焼室に吸入される予混合気の吸入温度または前記エンジンの圧縮比の少なくとも一方を上昇させる点にある。

上記特徴構成によれば、運転継続処置として、燃焼室に吸入される予混合気の吸入温度またはエンジンの圧縮比の少なくとも一方を上昇させる。このように、予混合気の吸入温度またはエンジンの圧縮比を上昇させることで圧縮自着火運転による自着火燃焼が補助されて燃焼状態を安定させることができる。また、この予混合気の吸入温度およびエンジンの圧縮比の上昇はエンジン運転を継続させた状態において可能であるため、エンジンを停止させずに圧縮自着火運転に適した運転状態にすることができる。なお、予混合気の吸入温度とエンジンの圧縮比の両方を同時に上昇させることもでき、これによって、より迅速かつ効果的に自着火燃焼の燃焼状態を安定させることができる。

本発明に係るエンジンシステムの更なる特徴構成は、内燃機関式発電装置に係るエンジンシステムを上記の特徴構成のいずれかに記載のエンジンシステムとしたコージェネレーションシステムとした点にある。

内燃機関式発電装置を有するコージェネレーションシステムでは、コージェネレーションシステムに接続されている電力機器に安定して給電することが必要であるため、コージェネレーションシステムの動力源であるエンジンのトラブルによりやむを得ずその運転が中止されることは好ましくない。上記特徴構成によれば、コージェネレーションシステムの内燃機関式発電装置に係るエンジンの点火プラグが劣化した場合においても、エンジンを停止することなくその運転を継続させることができる。従って、発電装置において発電を継続することができ、コージェネレーションシステムに接続されている電力機器への電力供給を継続することができる。

本実施形態に係るコージェネレーションシステムの概略図 圧縮比可変手段におけるコントロールシャフトの斜視図 クランク角度と燃焼質量割合の関係を示す図 点火プラグの劣化検出時以降の制御手順を示すフローチャート 点火プラグの劣化検出時におけるクランク角度の変動値（ａ）、要求電圧値（ｂ）、圧縮比（ｃ）および吸気温度（ｄ）の変化の一例を示す図

本発明に係るコージェネレーションシステムＳの実施形態を、図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態についてのコージェネレーションシステムＳは、エンジン１００の排気路７において排ガスＥの排熱を回収して熱負荷４４に供給する排熱回収手段Ｊと、エンジン１００の軸動力により発電して電力負荷４５に供給する電力を発生する発電手段Ｋ（内燃機関式発電装置に相当）とを備えている。

排熱回収手段Ｊは、エンジン１００の燃焼室３から排出された排ガスＥにて貯湯タンク４９の水を加熱する排ガス熱交換器４１とを備えている。排熱回収手段Ｊは、循環ポンプ４２を作動させて貯湯タンク４９の水を循環路４３にて循環させ、排ガス熱交換器４１によって、燃焼室３から排気路７に排出された排ガスＥの排熱を回収自在に構成されている。排熱回収手段Ｊは、回収した排ガスＥの排熱により加熱した水を貯湯タンク４９に貯留させ、その貯湯タンク４９に貯留させた水を給湯利用箇所や暖房機器等の熱負荷４４に供給自在に構成されている。ここで、排熱回収手段Ｊは、エンジン１００を冷却した後のエンジン冷却水にて貯湯タンク４９の水を加熱する冷却水熱交換器を備える構成としてもよい。また、発電手段Ｋは、エンジン１００によって駆動される発電機４６を備え、インバータ４７を介して商用電力系統４８と連系して発電した電力を電気機器等の電力負荷４５に供給するように構成されている。

また、コージェネレーションシステムＳには、コンピュータからなる制御装置Ｕが備えられ、排熱回収手段Ｊや発電手段Ｋの制御が行なわれる。制御装置Ｕは、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を有している。

エンジン１００には、シリンダ１の内面とピストン２の頂面とで規定される燃焼室３と、燃焼室３に吸気弁４を介して接続された吸気路５と、燃焼室３に排気弁６を介して接続された排気路７とが設けられている。また、制御装置Ｕ内には、エンジン・コントロール・ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）３０が設けられている。ＥＣＵ３０には、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を有している。そして、ＥＣＵ３０は、エンジン１００の起動運転制御等の各種制御行うように構成されている。

ピストン２はクランクシャフト８にリンク機構で接続されたアッパリンク８３とロアリンク８１によって連結されている。そして、ロアリンク８１はさらにコントロールリンク８６に回転可能に接続されている。また、アクチュエータユニット８７により回転位置が変更・保持されるコントロールシャフト８４と有し、このコントロールシャフト８４がコントロールリンク８６に接続されている。このような機構により、コントロールシャフト８４の回転位置に応じてピストン２の上下動する移動量が変化するように構成され、これによって、圧縮比εが調整できるように構成される。

吸気路５を流通する空気Ａは、適宜過給機（図示せず）等により過給された後に、ミキサ１０において天然ガス系都市ガスの燃料Ｇが供給されて混合気Ｍ（予混合気に相当）となり、混合気加熱部１１を通過し、燃焼室３に供給される。また、ミキサ１０に供給される燃料Ｇは、燃料流量調整弁１３により流量調整可能に構成されている。そして、ＥＣＵ３０は、例えば、排気路７に設けられ、排ガスＥの酸素濃度を検出可能な酸素センサ１４の検出結果に基づいて、燃料Ｇの供給量を調整して、燃焼室３における混合気Ｍの当量比を所定の目標当量比となるように燃焼状態を制御することができる。

そして、燃焼室３に供給された混合気Ｍを、ピストン２の上昇により圧縮して発火点まで昇温させることで、混合気Ｍが自己着火して燃焼する予混合圧縮自着火運転を行うことが可能に構成されている。

また、エンジン１００には、燃焼室３に吸気された混合気Ｍの火花点火を可能にする点火手段Ｉが設けられる。点火手段Ｉは、クランク角センサ１５、点火プラグ２０、イグナイタ２１、イグニッションコイル２２で構成されている。これにより、点火プラグ２０により混合気Ｍが着火されて燃焼する火花点火運転を行うことが可能となる。また、点火手段Ｉの制御はＥＣＵ３０に備えられる点火時期制御手段ＩＡによって行なわれる。つまり、点火時期制御手段ＩＡからイグナイタ２１に点火信号を送るように構成され、イグナイタ２１は、点火時期制御手段ＩＡからの信号を受けてイグニッションコイル２２の一次側電流をオンオフさせ、同コイルの二次側に高電圧を発生させ、この二次側電圧によって点火プラグ２０の点火が行われるようになっている。これにより、点火時期制御手段ＩＡからイグナイタ２１に点火信号を送るタイミングを調整することで、点火プラグ２０による点火時期の調整を可能としている。

点火時期制御手段ＩＡは、燃焼解析手段Ｆにて算出されたクランク角度が目標クランク角度になるように点火プラグ２０の点火時期を制御している。このようにして、点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御を行うことで、燃焼室３での燃焼状態を適切な燃焼状態としている。燃焼解析手段Ｆは、圧力検出手段Ｌにより検出された燃焼室内圧力（以下「筒内圧」と呼ぶ）から燃焼解析値を求め、その求めた燃焼解析値が所定の燃焼解析値となる時のクランク角度を求めている。ここで、燃焼解析値とは、例えば、筒内圧Ｐ、熱発生率、燃焼質量割合（Ｍａｓｓ Ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｕｒｎｅｄ ｆｕｅｌ、以下、この燃焼質量割合を「ＭＦＢ」と呼ぶ）を意味している。

燃焼解析手段Ｆが燃焼解析値を求めるための圧力検出手段Ｌについて説明する。圧力検出手段Ｌは、クランク角センサ１５、筒内圧センサ２５、図示されないＡ／Ｄ変換器等およびＥＣＵ３０によって筒内圧Ｐの検出を可能に構成されている。筒内圧センサ２５は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等から構成され、燃焼室３内に圧力計測部が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、図示されないＡ／Ｄ変換器等を介してＥＣＵ３０に電気的に接続されている。また、筒内圧センサ２５によって検出された検出信号は、微小時間おきにＥＣＵ３０に入力され、その検出信号に基づいて燃焼解析手段Ｆによって燃焼室３内の圧力値が算出される。

燃焼解析手段Ｆについて説明する。燃焼解析手段Ｆは、筒内圧センサ２５の検出信号に基づいて算出された筒内圧Ｐより、熱発生率ｄＱ／ｄθを次式により算出する。
ｄＱ／ｄθ＝（Ｖ・ｄＰ／ｄθ＋κ・Ｐ・ｄＶ／ｄθ）／（κ−１）
ここで、Ｖは燃焼室内容積を、κは比熱比を示している。通常、この熱発生率は燃焼室３の壁面からの冷却損失熱量を考慮して算出される。

燃焼解析手段Ｆは、このように算出された熱発生率に基づいて、ＭＦＢを算出しており、ＭＦＢが５０％（所定の燃焼解析値に相当する）となるクランク角度を検出する。具体的には、燃焼サイクルにおいて、燃焼が開始してからの熱発生率を積算することで、例えば、図３に示されたＭＦＢ線図Ｂ、Ｂ２Ｆ、Ｂ２Ｌが求められる。ＭＦＢは、シリンダ内に供給する１サイクルあたりの燃料Ｇの質量のうち、それぞれのクランク角度までにおいて燃焼した質量の比として表される。これにより、求めたＭＦＢ線図Ｂ、Ｂ２Ｆ、Ｂ２Ｌを用いて、ＭＦＢが５０％となるクランク角度を算出することができる。
ここで、図３では、基準となる基準ＭＦＢ線図Ｂを実線にて示しており、このときのＭＦＢが５０％（所定の燃焼解析値に相当する）となるクランク角度はＴＢとなっている。基準ＭＦＢ線図Ｂに対してクランク角度が進角側にずれたＭＦＢ線図Ｂ２Ｆを点線にて示しており、このときのＭＦＢが５０％（所定の燃焼解析値に相当する）となるクランク角度はＴＢ１となっている。基準ＭＦＢ線図Ｂに対してクランク角度が遅角側にずれたＭＦＢ線図Ｂ２Ｌを一点鎖線にて示しており、このときのＭＦＢが５０％（所定の燃焼解析値に相当する）となるクランク角度はＴＢ２となっている。

燃焼解析手段Ｆが、ＭＦＢが５０％となるクランク角度を求めるので、点火時期制御手段ＩＡは、燃焼解析手段Ｆにて求められたＭＦＢが５０％となるクランク角度と目標クランク角度とを比較して、燃焼解析手段Ｆにて求められたクランク角度が目標クランク角度よりも大きければ点火時期が遅すぎるとして、そのクランク角度と目標クランク角度との差に応じて次の燃焼サイクル以降における点火時期を進角させる。逆に、点火時期制御手段ＩＡは、燃焼解析手段Ｆにて求められたクランク角度が目標クランク角度よりも小さければ点火時期が早すぎるとして、そのクランク角度と目標クランク角度との差に応じて次の燃焼サイクル以降における点火時期を遅角させる。このようにして、点火時期制御手段ＩＡは、燃焼解析手段Ｆにて求められたＭＦＢが５０％となるクランク角度が目標クランク角度となるように点火時期を制御している。目標クランク角度については、実験的或いは経験的に求められており、例えば、図３に示す基準ＭＦＢ線図Ｂにより、ＭＦＢが５０％（所定の燃焼解析値に相当する）となるクランク角度ＴＢを目標クランク角度とすることができ、目標クランク角度を圧縮上死点後１２ °（ＡＴＤＣ１２°ＣＡ）とすることができる。

本実施形態におけるエンジン１００は、ピストン２の上昇により圧縮して発火点まで昇温させることで、混合気Ｍが自己着火して燃焼する予混合圧縮自着火運転を行うことができるとともに、点火プラグ２０により混合気Ｍが着火されて燃焼する火花点火運転をも行うことができる。そこで、ＥＣＵ３０には、予混合圧縮自着火運転を行う予混合圧縮自着火運転モードと火花点火運転を行う火花点火運転モードとにエンジン１００の運転モードを切り替え自在な運転モード切替手段Ｘが備えられる。エンジン１００の運転モードの切り替えについては、例えば、エンジン１００の負荷に応じて切り替えることができる。エンジン１００の負荷が高負荷領域である場合には、運転モード切替手段Ｘが火花点火運転モードに切り替え、エンジン１００の負荷が低負荷領域である場合には、運転モード切替手段Ｘが予混合圧縮自着火運転モードに切り替える。

このように、エンジン１００の運転モードについては、各種の条件に応じて切替が可能であるが、点火プラグ２０が劣化すると、点火プラグ２０にて適正に火花点火することができなくなり、火花点火運転モードに切り替えた状態でのエンジン１００の運転を継続することができなくなる。そこで、本実施形態においては、エンジン１００の運転モードを、火花点火運転モードに切り替えている場合において、点火プラグ２０の劣化を検出する点火プラグ劣化検出手段Ｄを備えるとともに、その点火プラグ劣化検出手段Ｄにて点火プラグ２０の劣化が検出された場合には、エンジン１００の運転を継続させるための運転継続処置ＣＭを行う運転継続処置実施手段Ｃを備えている。

点火プラグ劣化検出手段Ｄは、第１から第３の判断手法の夫々によって点火プラグ２０の劣化を検出している。点火プラグ劣化検出手段Ｄは、少なくとも第２の判断手法により点火プラグ２０の劣化の検出が可能に構成されている。
第１の判断手法では、上述の点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御を行った上で、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲から逸脱しているか否かによって、点火プラグ２０が劣化しているか否かを検出している。許容範囲については、点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御を行う際に、クランク角度の目標となる目標クランク角度を基準に規定されている。例えば、図３に示すように、基準ＭＦＢ線図ＢによりＭＦＢが５０％（所定の燃焼解析値に相当する）となるクランク角度ＴＢを目標クランク角度としている。そこで、基準ＭＦＢ線図Ｂに対してクランク角度が進角側にずれたＭＦＢ線図Ｂ２ＦによりＭＦＢが５０％（所定の燃焼解析値に相当する）となるクランク角度ＴＢ１を進角側の限界値とし、基準ＭＦＢ線図Ｂに対してクランク角度が遅角側にずれたＭＦＢ線図Ｂ２ＬによりＭＦＢが５０％（所定の燃焼解析値に相当する）となるクランク角度ＴＢ２を遅角側の限界値として、ＴＢを基準とするＴＢ１〜ＴＢ２の範囲ＴＢＰを許容範囲としている。例えば、ＴＢがＡＴＤＣ１２°ＣＡとされる場合では、ＡＴＤＣ１２°ＣＡ±１．８°ＣＡの範囲が許容範囲となっており、点火プラグ劣化検出手段Ｄは、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度がその許容範囲から逸脱した場合に、点火プラグ２０の劣化を検出している。

第２の判断手法では、点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御を、目標クランク角度を変更させた状態で行った上で、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲から逸脱しているか否かによって、点火プラグ２０が劣化しているか否かを検出している。許容範囲については、目標クランク角度を変更させた状態で点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御を行っているので、その変更後の目標クランク角度を基準に規定されている。例えば、点火時期制御手段ＩＡが、目標クランク角度をＡＴＤＣ１２°ＣＡからＡＴＤＣ２０°ＣＡに変更して、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度がその変更後の目標クランク角度になるように点火時期の制御を行う。この点火時期の制御を行った後、点火プラグ劣化検出手段Ｄは、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲（例えば、ＡＴＤＣ１７°ＣＡ〜２３°ＡＴＤＣ１７°ＣＡ）から逸脱した場合に、点火プラグ２０の劣化を検出している。ここで、目標クランク角度を変更させた状態での点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御は、１分間に１燃焼サイクルになどの間隔で、その１燃焼サイクルに限って行っている。これにより、最適なエンジン１００の運転状態を維持しつつ、点火プラグ２０の劣化検出が可能となる。

第３の判断手法では、点火プラグ２０において点火火花が発生する電圧値である要求電圧値ＲＶを測定する要求電圧値測定手段Ｒを備え、その要求電圧値測定手段Ｒにて測定された要求電圧値ＲＶが点火プラグ劣化検出電圧値ＲＶＤを上回った場合に、点火プラグ２０の劣化を検出している。イグニッションコイル２２の二次側電圧値は、高電圧プローブ２３によってＥＣＵ３０に設けられた要求電圧値測定手段Ｒに読み込まれ、これによって、点火プラグ２０において火花を発生させるのに必要な電圧値である要求電圧値ＲＶが測定される。点火プラグ２０の要求電圧値ＲＶを測定すると、点火プラグ２０が劣化していない場合は、１０〜１６ｋＶ程度であるが、点火プラグ２０の劣化が進むと要求電圧値ＲＶが高くなり、３２ｋＶ程度でおいて点火プラグ２０が破損する可能性がある。そこで、例えば、点火プラグ劣化検出電圧値ＲＶＤを３２ｋＶとして、測定している要求電圧値ＲＶが３２ｋＶ以上となった時に点火プラグ２０の劣化を検出している。

運転継続処置実施手段Ｃは、エンジン１００の運転を継続させるための運転継続処置ＣＭとして、運転モード切替手段Ｘにてエンジン１００の運転モードを予混合圧縮自着火運転モードに切り替えるとともに、圧縮自着火補助手段Ｚにて燃焼室３での混合気Ｍの圧縮自着火を補助する処置を行っている。圧縮自着火補助手段Ｚは、燃焼室３での混合気Ｍの圧縮自着火を補助可能な圧縮自着火補助状態に燃焼室３での混合気Ｍの状態を変更するように構成されている。

本実施形態では、圧縮自着火補助手段Ｚとして、燃焼室３に吸入される混合気Ｍの吸入温度ＭＴを調節自在な温度調節手段Ｈが備えられている。この温度調節手段Ｈは、燃焼室３に導入される混合気Ｍを吸気路５に備えられた混合気加熱部１１によって加熱することで、吸入温度ＭＴを調整するように構成されている。温度調節手段Ｈは、ＥＣＵ３０、混合気加熱部１１、電気ヒータ１１ａ、温度センサ１２によって構成されている。混合気加熱部１１の熱源は電気ヒータ１１ａによって構成され、温度調節手段Ｈは、吸気路５の吸気弁４近傍に設けられた温度センサ１２の検出結果に基づいて、電気ヒータ１１ａの発熱量を制御することで、燃焼室３に吸気される混合気Ｍの吸入温度ＭＴが目標温度となるように制御する。
また、混合気加熱部１１は、シリンダ１等を冷却して高温となった冷却水、又は、燃焼室３から排出された高温の排ガスＥ等の熱媒体との熱交換により、混合気Ｍを加熱可能に構成されていてもよい。その場合、温度調節手段Ｈによって制御される熱媒体量調整弁（図示せず）が、混合気加熱部１１への熱媒体の供給量を調整して、吸気路５を流通する混合気Ｍの温度を調整し、燃焼室３に吸気される混合気Ｍの温度を調整可能としてもよい。

本実施形態では、圧縮自着火補助手段Ｚとして、温度調節手段Ｈに加えて、エンジンの圧縮比εを調節自在な圧縮比可変手段Ｗが備えられている。この圧縮比可変手段Ｗの構成については、既に公知の構成（例えば、特開２０１０−１１２２７９号公報）であるので、以下、簡単に説明する。
圧縮比可変手段Ｗは、図１に示すように、クランクピン８０に相対回転可能に取り付けられるロアリンク８１と、このロアリンク８１とピストンピン８２とを連結するアッパリンク８３と、クランクシャフト８と平行に延びるコントロールシャフト８４と、このコントロールシャフト８４に偏心して設けられた外周円形の偏心軸部８５と、この偏心軸部８５とロアリンク８１とを連結するコントロールリンク８６と、コントロールシャフト８４を所定の制御範囲内で回転駆動する駆動部としての電動モータ（図示せず）を含むアクチュエータユニット８７とを備えている。

ロッド状をなすアッパリンク８３の上端部はピストン２のピストンピン８２に相対回転可能に取付けられており、下端部は第１連結ピン８９を介してロアリンク８１に相対回転可能に連結されている。コントロールリンク８６の一端はロアリンク８１に第２連結ピン９０を介して相対回転可能に連結されており、コントロールリンク８６の他端は偏心軸部８５の円筒面をなす外周に相対回転可能に取り付けられている。また、クランクシャフト８にはカウンターウエイト８８が備えられる。

図２にコントロールシャフト８４の回転機構を示す。コントロールシャフト８４は、シリンダブロック（図示せず）の下部に回転可能に支持される主軸９１を有している。また、主軸９１の回転中心に対して偏心軸部８５の回転中心は所定量偏心している。
また、アクチュエータユニット８７内において、ＥＣＵ３０によって制御される電動モータにより発生した駆動トルクは、回転歯車９２を介して軸方向に往復動・摺動可能に支えられたアクチュエータシャフト９３に伝えられる。そして、コントロールシャフト８４がアクチュエータシャフト９３にピン９４によって回転可能に係合されている。このように、電動モータにより発生した駆動トルクは、回転歯車９２およびアクチュエータシャフト９３を介してコントロールシャフト８４へ伝達されて、コントロールシャフト８４が回転可能に構成されている。

そして、アクチュエータユニット８７によりコントロールシャフト８４を回動することにより、偏心軸部８５に外嵌するコントロールリンク８６の揺動支点の位置が変化し、ロアリンク８１及びアッパリンク８３の姿勢が変化して、ピストン２の上方に形成される燃焼室３の圧縮比εが可変制御される。そして、例えばコントロールシャフト８４を右回りに回転させることで、圧縮比εを上昇させることができる。このような圧縮比可変手段Ｗにより、圧縮比εをエンジン１００の運転中においても連続的に変更することができる。

以下、図４及び図５に基づいて、点火プラグ２０の劣化検出、及び、運転継続処置実施手段Ｃによる処置の制御手順について説明する。図４は、制御手順を示すフローチャートであり、図５は、点火プラグ２０の劣化検出、及び、運転継続処置実施手段Ｃによる処置を行う場合に、点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御における目標クランク角度と燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度との差である変動値ＴＢ３、点火プラグ２０の要求電圧値ＲＶ、圧縮比ε、及び、吸入温度ＭＴの夫々について時間経過に伴う変化を示したものである。

まず、点火プラグ劣化検出手段Ｄにより点火プラグ２０の劣化が検出されたか否かが判断される（＃０１）。この点火プラグ劣化検出手段Ｄによる点火プラグ２０の劣化検出は、上述の第１から第３の判断手法の夫々にて行っている。
図５（ａ）に示すように、点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御における目標クランク角度と燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度との差である変動値ＴＢ３は、点火プラグ２０の劣化度合いが進んでくるに伴って上昇している。そこで、第１の判断手段の如く、点火プラグ劣化検出手段Ｄは、点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御における目標クランク角度と燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度との差である変動値ＴＢ３を監視しておき、その変動値ＴＢ３が設定値ＴＢ３Ｄを越えると、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲から逸脱しているとして、点火プラグ２０の劣化を検出している。
また、点火プラグ劣化検出手段Ｄは、第２の判断手法の如く、目標クランク角度を変更させた状態で点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御を行った上で、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲から逸脱している場合に、点火プラグ２０の劣化を検出している。
さらに、図５（ｂ）に示すように、要求電圧値ＲＶについても、点火プラグ２０の劣化度合いが進んでくるに伴って上昇しているので、第３の判断手段の如く、点火プラグ劣化検出手段Ｄは、要求電圧値測定手段Ｒにて測定された要求電圧値ＲＶが点火プラグ劣化検出電圧値ＲＶＤを上回った場合に、点火プラグ２０の劣化を検出している。

このように、点火プラグ２０の劣化検出については、第１から第３の判断手法の夫々にて行っており、第１から第３の判断手段のどれか１つでも点火プラグ２０の劣化を検出すると、点火プラグ２０の劣化が検出されているとしている（＃０１のＹＥＳの場合）。点火プラグ２０の劣化が検出されると、点火プラグ劣化検出手段Ｄは点火プラグ２０への劣化が検出されたことについての警報を発令する（＃０２）。また、運転継続処置実施手段Ｃは、次に、予め決定されている運転計画等を参照して、エンジン１００が停止されるまでの時間ＲＴが運転継続可能時間ＳＴ以下であるか否かを判断する（＃０３）。そして、時間ＲＴが運転継続可能時間ＳＴ以下である場合、点火手段Ｉによって電圧印加を中止して（＃０４）、運転継続処置ＣＭを行なうことでエンジン１００の運転を継続させる。一方で、ＲＴが運転継続可能時間ＳＴより長くなる場合には、プラグ交換作業に備えてエンジン１００を停止する（＃０５）。

そして、エンジン１００の運転を継続させる場合、運転継続処置実施手段Ｃが運転モード切替手段Ｘを制御して、エンジン１００の運転モードを火花点火運転モードから予混合圧縮自着火運転モードに切り替えるとともに、圧縮自着火補助手段Ｚを制御することで運転継続処置ＣＭが行なわれる（＃０６）。圧縮自着火補助手段Ｚは、運転継続処置ＣＭとして、温度調節手段Ｈにて吸入温度ＭＴを上昇させる処置、または、圧縮比可変手段Ｗにてエンジンの圧縮比εを上昇させる処置を行う。

図５（ｃ）では、圧縮比可変手段Ｗにてエンジンの圧縮比εを上昇させる処置を行った場合を示している。例えば、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲になるようにエンジンの圧縮比εを上昇させている。圧縮比εの調整については、圧縮比εが高くなりすぎると混合気Ｍが上死点前に着火して急激な燃焼となってノッキングを起こすので、圧縮比εの調整はあらかじめ設定された圧縮比調整量εＢだけ上昇させている。

図５（ｄ）では、温度調節手段Ｈにて吸入温度ＭＴを上昇させる処置を行った場合を示している。例えば、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲になるように混合気Ｍの吸入温度ＭＴを上昇させている。吸入温度ＭＴの調整については、吸入温度ＭＴが高すぎると混合気Ｍが上死点前に着火して急激な燃焼となってノッキングを起こすので、吸入温度ＭＴの調整はあらかじめ設定された吸気温度調整量ＭＴＢだけ上昇させている。

ここで、圧縮自着火補助手段Ｚは、運転継続処置ＣＭとして、温度調節手段Ｈにて吸入温度ＭＴを上昇させる処置、または、圧縮比可変手段Ｗにてエンジンの圧縮比εを上昇させる処置の何れかの処置を行うのではなく、温度調節手段Ｈにて吸入温度ＭＴを上昇させる処置、及び、圧縮比可変手段Ｗにてエンジンの圧縮比εを上昇させる処置の両方の処置を行うこともできる。

本実施形態にかかるエンジン１００では、点火プラグ２０の劣化を検出した場合に、運転継続処置実施手段Ｃが運転継続処置ＣＭを行なうことで、エンジン１００の運転の継続することができる。しかしながら、運転継続処置実施手段Ｃが１回運転継続処置ＣＭを行うだけでは、燃焼室３の燃焼状態が不安定となっていることもある。そこで、本発明に係るエンジン１００では、運転継続処置実施手段Ｃによる運転継続処置ＣＭの実施後に、燃焼室３の燃焼状態が運転継続可能な運転継続可能状態となっているか否かを確認する運転状態確認手段Ｎを備えており、運転継続処置実施手段Ｃは、その運転状態確認手段Ｎにより確認された燃焼状態が運転継続可能状態となっていない場合に、再度、運転継続処置ＣＭを実施している。

運転状態確認手段Ｎは、点火プラグ２０の劣化検出における第１の判断手法と同様に、点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御における目標クランク角度と燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度との差である変動値ＴＢ３を監視しておき、その変動値ＴＢ３が設定値ＴＢ３Ｄ以下であれば、燃焼室３の燃焼状態が運転継続可能な運転継続可能状態となっているとしている（＃０７のＹＥＳの場合）。それに対して、変動値ＴＢ３が設定値ＴＢ３Ｄよりも大きいと、燃焼室３の燃焼状態が運転継続可能な運転継続可能状態となっていないとして、再度、運転継続処置ＣＭを実施している（＃０７のＮＯの場合）。このようにして、運転状態確認手段Ｎによって燃焼室３の燃焼状態が運転継続可能な運転継続可能状態となっているかを確認しながら、運転継続処置実施手段Ｃは運転継続処置ＣＭを繰り返し行うようにしている。ここで、再度、運転継続処置ＣＭを実施する場合には、あらかじめ設定された圧縮比調整量εＢだけ圧縮比εを上昇させる処置、または、あらかじめ設定された吸気温度調整量ＭＴＢだけ吸入温度ＭＴを上昇させる処置が行われる。

〔別実施形態〕
（Ａ）上記実施形態において、点火プラグ劣化検出手段Ｄが、第１〜第３の判断手段の夫々にて点火プラグ２０の劣化を検出しているが、このときの閾値については適宜変更が可能である。例えば、第１の判断手法であれば、図５（ａ）に示すように、点火時期制御手段ＩＡによる点火時期の制御における目標クランク角度と燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度との差である変動値ＴＢ３を監視しておき、その変動値ＴＢ３が設定値ＴＢ３Ｄを越えると、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲から逸脱しているとして、点火プラグ２０の劣化を検出しているが、変動値ＴＢ３が設定値ＴＢ３Ｄよりも設定量だけ小さな値を超えると、燃焼解析手段Ｆにて求めたクランク角度が許容範囲から逸脱しているとして、点火プラグ２０の劣化を検出することもできる。また、第３の判断手法であれば、図５（ｂ）に示すように、要求電圧値測定手段Ｒにて測定された要求電圧値ＲＶが点火プラグ劣化検出電圧値ＲＶＤよりも設定量だけ小さな値を上回った場合に、点火プラグ２０の劣化を検出することもできる。これにより、点火プラグ２０の劣化をより早期に検出することができ、その点火プラグ２０の劣化に対して、運転継続処置実施手段Ｃによる運転継続処置ＣＭの実施をいち早く行うこともできる。

（Ｂ）上記実施形態においては、点火プラグ劣化検出手段Ｄにおいて、第１〜第３の判断手法により点火プラグ２０の劣化が判断されたが、点火プラグ劣化検出手段Ｄが第２の判断手法により点火プラグ２０の劣化を判断する構成を備えていれば、第１〜第３の判断手法のうち、いずれか１つの判断手法により判断してもよいし、いずれか２つの判断手法により判断してもよい。また、第１〜第３の判断手法の３つとも備える場合でも、図４の＃０１において、第１〜第３の判断手法の何れか１つ又は２つにて点火プラグ２０の劣化を検出すると、点火プラグ２０の劣化が検出されたとして、警報発令を行うようにしてもよい（＃０１のＹＥＳの場合）。

（Ｃ）上記実施形態においては、点火プラグ劣化検出手段Ｄにおいて、ＭＦＢが５０％となるクランク角度を目標クランク角度として点火プラグ２０の劣化が検出されるように構成されたが、これに限らず、目標クランク角度を最大熱発生時期のクランク角度または熱発生率の重心時期に係る目標クランク角度として点火プラグ２０の劣化が検出されるように構成されてもよい。

（Ｄ）上記実施形態においては、運転状態確認手段Ｎにおいて、ＭＦＢが５０％となるクランク角度を目標クランク角度として燃焼室３の燃焼状態が運転継続可能状態となっているかが判断されるように構成されたが、これに限らず、目標クランク角度を最大熱発生時期のクランク角度または熱発生率の重心時期に係る目標クランク角度として燃焼室３の燃焼状態が運転継続可能状態となっているかが判断されるように構成されてもよい。

（Ｅ）上記実施形態においては、点火プラグ劣化検出手段Ｄにより点火プラグ２０の劣化が検出されると、運転継続処置実施手段Ｃは、エンジン１００が停止されるまでの時間ＲＴが運転継続可能時間ＳＴ以下であるか否かが判断され、エンジン１００が停止されるまでの時間ＲＴが運転継続可能時間ＳＴ以下である場合には、運転継続処置ＣＭが行なわれる構成としたが、これに限らず、エンジン１００が、通常一日一回起動停止する運転（ＤＳＳ運転）を行うコージェネレーションシステムＳで使用されている場合などにおいては、点火プラグ２０の劣化が検出されると、常に運転継続処置ＣＭを行なうように構成されてもよい。

（Ｆ）上記実施形態においては、点火プラグ劣化検出手段Ｄにより点火プラグ２０の劣化が検出されると、点火プラグ劣化検出手段Ｄにより点火プラグ２０への劣化が検出されたことについての警報が発令されるように構成されたが、これに限らず、警報が発令されないように構成されていてもよい。

（Ｇ）上記実施形態においては、運転継続処置実施手段Ｃによって行なわれる運転継続処置ＣＭとして、圧縮比εまたは吸入温度ＭＴを上昇させる処置としたが、これに限らず、ＥＧＲ率、冷却水温度、過給圧を上昇させる処置としてもよい。例えば、ＥＧＲ率の上昇は、ＥＧＲ装置として吸気バルブ４上流の吸気路５に排気路７から排ガスＥを還流する還流路を設けることで、新たに燃焼室３に吸入される混合気Ｍと一緒に排ガスＥを吸入する装置（外部ＥＧＲ装置）を設け、その排ガスＥの還流量を増加させることで可能となる。

以上説明したように、点火プラグを備えた予混合圧縮自着火エンジンにおいて、点火プラグの劣化が検出された際にもエンジン運転を継続することができるエンジンシステムを提供することができる。

２０ 点火プラグ
１００ エンジン
Ｃ 運転継続処置実施手段
ＣＭ 運転継続処置
Ｄ 点火プラグ劣化検出手段
Ｆ 燃焼解析手段
ＩＡ 点火時期制御手段
Ｋ 発電手段（発電装置）
Ｌ 圧力検出手段
Ｍ 混合気（予混合気）
ＭＴ 吸入温度
Ｎ 運転状態確認手段
Ｐ 筒内圧（圧力）
Ｒ 要求電圧値測定手段
ＲＶ 要求電圧値
ＲＶＤ 点火プラグ劣化検出電圧値
Ｓ コージェネレーションシステム
Ｘ 運転モード切替手段
Ｚ 圧縮自着火補助手段
ε 圧縮比

Claims (6)

1. エンジンの燃焼室に点火プラグを備え、
   前記燃焼室において予混合気を圧縮して自己着火させる予混合圧縮自着火運転を行う予混合圧縮自着火運転モードと、前記燃焼室において圧縮された予混合気を前記点火プラグにより点火させる火花点火運転を行う火花点火運転モードとに、前記エンジンの運転モードを切り替え自在な運転モード切替手段を備えたエンジンシステムであって、
   前記点火プラグの劣化を検出する点火プラグ劣化検出手段と、
   前記燃焼室での予混合気の圧縮自着火を補助可能な圧縮自着火補助状態に前記燃焼室での予混合気の状態を変更する圧縮自着火補助手段と、
   前記燃焼室の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段により検出された燃焼室内圧力から求められる燃焼解析値が所定の燃焼解析値となる時のクランク角度を算出する燃焼解析手段と、
   前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が目標クランク角度になるように前記点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え、
   前記点火プラグ劣化検出手段は、前記点火時期制御手段によって、前記目標クランク角度を変更し、前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度がその変更された目標クランク角度になるように前記点火プラグの点火時期を制御するとともに、前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が前記変更後の目標クランク角度から規定される許容範囲から逸脱した場合に、前記点火プラグの劣化を検出するものであり、
   前記点火プラグ劣化検出手段により前記点火プラグの劣化が検出された場合に、前記運転モード切替手段にて前記エンジンの運転モードを前記予混合圧縮自着火運転モードに切り替えるとともに、前記圧縮自着火補助手段にて前記燃焼室での予混合気の圧縮自着火を補助する運転継続処置を実施する運転継続処置実施手段とを備えたエンジンシステム。
2. 前記運転継続処置実施手段による前記運転継続処置の実施後に、前記燃焼室の燃焼状態が運転継続可能な運転継続可能状態となっているか否かを確認する運転状態確認手段と、
   前記運転状態確認手段により確認された燃焼状態が、前記運転継続可能状態となっていない場合に、再度前記運転継続処置を実施する前記運転継続処置実施手段を備えた請求項１に記載のエンジンシステム。
3. 前記点火プラグ劣化検出手段は、前記燃焼解析手段にて算出されたクランク角度が前記目標クランク角度から規定される許容範囲から逸脱した場合に、前記点火プラグの劣化を検出する請求項１または２に記載のエンジンシステム。
4. 前記点火プラグにおいて点火火花が発生する電圧値である要求電圧値を測定する要求電圧値測定手段を備え、
   前記点火プラグ劣化検出手段は、前記要求電圧値が点火プラグ劣化検出電圧値を上回った場合に、前記点火プラグの劣化を検出する請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジンシステム。
5. 前記運転継続処置として、前記燃焼室に吸入される予混合気の吸入温度または前記エンジンの圧縮比の少なくとも一方を上昇させる請求項１〜４のいずれか一項に記載のエンジンシステム。
6. 内燃機関式発電装置に係るエンジンシステムを請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジンシステムとしたコージェネレーションシステム。

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