JP2000213444A - Ignition timing control device and its method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an early self ignition in a lean premix self ignition system by supplying a required amount of a ignition inhibition material to engine in accordance with an operating condition of engine and igniting fuel at a desired ignition timing. SOLUTION: A part of fuel is reformed into an ignition inhibition material (aldehydes) by reforming means 12. The reformed ignition inhibition material is made to be liquid and stored in storing means 14. The liquid ignition inhibition material required for igniting the fuel at a desired ignition timing is supplied inside a compression chamber 2 of engine 1 by supply means 18, 17, 19, and 7 together with unreformed fuel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの圧縮室内
に空気と燃料を供給し、これら空気と燃料の混合気を圧
縮した所望の時期に燃料を着火させて燃焼を行うディー
ゼルエンジンなどのエンジンに関し、特にそのエンジン
の着火時期を制御するエンジンの着火時期制御装置およ
び制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine such as a diesel engine which supplies air and fuel to a compression chamber of the engine and ignites the fuel at a desired time when a mixture of the air and fuel is compressed to perform combustion. More particularly, the present invention relates to an engine ignition timing control device and control method for controlling the ignition timing of the engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ディ
ーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比較して熱効率
に優れていて過酷な条件（高負荷連続運転）に耐えるな
どの利点を有している。しかし一方で窒素酸化物ＮＯx
がガソリンエンジンの２〜３倍程度排出されたり、すす
（粒子状排出物）が排出されたりするなど排気が清浄で
はなく、環境的に好ましくないなどの不利な点もある。2. Description of the Related Art Diesel engines have advantages such as superior thermal efficiency and endure severe conditions (high load continuous operation) as compared with gasoline engines. However, on the other hand, nitrogen oxide NOx
However, there are also disadvantages such as that the exhaust gas is not clean and environmentally unfavorable, such as emission of about two to three times as much as a gasoline engine and emission of soot (particulate emission).

【０００３】そこで本発明者らは熱効率を維持しつつ排
気を清浄化する方法について研究を続けている。Therefore, the present inventors have been studying a method of purifying exhaust gas while maintaining thermal efficiency.

【０００４】ここに従来のディーゼルエンジンの燃焼
は、ピストンによって圧縮した高温空気中に燃料を噴射
させて燃料を燃焼させるというものである（従来燃焼方
式）。しかしこの従来燃焼方式を採用すると、シリンダ
内で局所的に燃焼温度が高くなり上述したようにＮＯx
が大量に発生する。またシリンダ内で局所的に空気が不
足して上述したようにすすが大量に発生してしまう。こ
こに従来は燃料の噴射を高圧にすることでこれら問題に
対処していた。しかしこの燃料噴射の高圧化による方法
には限界があることが明らかになった。[0004] Here, conventional diesel engine combustion involves burning fuel by injecting fuel into high-temperature air compressed by a piston (conventional combustion method). However, if this conventional combustion method is adopted, the combustion temperature locally rises in the cylinder, and as described above, NOx
Occurs in large quantities. Further, as described above, a large amount of soot is generated due to a local shortage of air in the cylinder. Here, conventionally, these problems have been dealt with by increasing the fuel injection pressure. However, it has become clear that there is a limit to the method of using high pressure fuel injection.

【０００５】そこで近年つぎのような燃焼方法が考えら
れている。Therefore, the following combustion method has recently been considered.

【０００６】すなわちピストンによる圧縮前（ピストン
が下死点付近に位置している間）に、空気に対する燃料
の比率が比較的少なくなるように燃料を空気とともにシ
リンダ内に吸入させる。これによって希薄な予混合気が
シリンダ内に形成される。その後予混合気をピストンに
よって圧縮して、シリンダ内の温度を上昇させる。そし
て混合気が温度等の各パラメータにより定まる着火臨界
条件を超えると、シリンダ内の圧縮室（燃焼室）全域に
わたって燃料が自己着火することになる。なおこの燃焼
方式を本明細書では「希薄予混合自着火方式」と呼ぶ。That is, before compression by the piston (while the piston is located near the bottom dead center), fuel is sucked into the cylinder together with air so that the ratio of fuel to air is relatively small. This creates a lean premix in the cylinder. Thereafter, the premixed gas is compressed by the piston to increase the temperature in the cylinder. When the mixture exceeds the ignition critical condition determined by parameters such as temperature, the fuel self-ignites over the entire compression chamber (combustion chamber) in the cylinder. This combustion method is referred to herein as a "lean premixed auto-ignition method".

【０００７】上記希薄予混合自着火方式を採用するとき
は、予め空気と燃料を均一に混合させておくことができ
るので、シリンダ内の圧縮室（燃焼室）全域で均一に燃
料が燃焼する。しかも空気に対する燃料の比率を少なく
することができ混合気を薄くすることができる。このた
め排出されるＮＯxを少なくすることができる。また均
一に燃焼するため、すすの排出量を少なくすることがで
きる。When the lean premixed self-ignition method is employed, air and fuel can be uniformly mixed in advance, so that fuel is uniformly burned in the entire compression chamber (combustion chamber) in the cylinder. In addition, the ratio of fuel to air can be reduced, and the mixture can be made thinner. Therefore, the amount of NOx discharged can be reduced. Further, since the fuel is uniformly burned, the amount of soot discharged can be reduced.

【０００８】しかしこの希薄予混合自着火方式を採用す
るときは、圧縮上死点前の早期に自着火してしまい燃焼
が異常になりノッキングが発生し、これにより機関の熱
効率の悪化や機関自体の損傷を引き起こすことが本発明
者らによって明らかになった。しかも異常な燃焼となら
ずに安定した燃焼を引き起こす最適な着火時期の範囲が
非常に狭いということも明らかになった。However, when the lean premixed self-ignition system is employed, self-ignition occurs early before the compression top dead center, causing abnormal combustion and knocking, thereby deteriorating the thermal efficiency of the engine and the engine itself. It has been found by the present inventors that they cause damage to the lip. Moreover, it has also been found that the range of the optimal ignition timing that causes stable combustion without abnormal combustion is extremely narrow.

【０００９】したがって、早期自着火を起こさずに非常
に狭い着火時期に正確に燃料を着火させることができる
着火時期制御が必要となる。Therefore, there is a need for ignition timing control capable of accurately igniting fuel at a very narrow ignition timing without causing early self-ignition.

【００１０】そこでエンジンの早期自着火を防止する従
来の方法を適用することが考えられる。その早期自着火
防止の従来の方法の一つとして、「燃料となる炭化水素
自体を燃えにくいものに改質する。」という方法があ
る。Therefore, it is conceivable to apply a conventional method for preventing early self-ignition of the engine. As one of the conventional methods of preventing early self-ignition, there is a method of "reforming hydrocarbon itself as fuel to a non-flammable one".

【００１１】この改質による方法については、燃料とな
る炭化水素をクラッキングにより低分子化して、低分子
化した改質ガスを内燃機関に供給して自着火を抑制する
方法が提案されている。Regarding the reforming method, a method has been proposed in which hydrocarbons serving as fuel are reduced in molecular weight by cracking, and the reduced molecular weight reformed gas is supplied to an internal combustion engine to suppress self-ignition.

【００１２】この種の技術として特表平６−５０７９５
６号公報に掲載されたものがある。As this kind of technology, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-50795 is disclosed.
No. 6 is published.

【００１３】この公報には、燃料を触媒によって接触分
解し炭素数で３〜５の炭素鎖の短いガス状の生成物にク
ラッキングしてこれをガスタービンに供給することで、
燃料の着火性を低下させ、圧縮空気と燃料が十分に混合
されるまでの時間内に燃料が着火することを防止すると
いう発明が記載されている。This publication discloses that a fuel is catalytically cracked by a catalyst, cracked into a gaseous product having a short carbon chain of 3 to 5 carbon atoms, and supplied to a gas turbine.
The invention describes that the ignitability of the fuel is reduced to prevent the fuel from being ignited within a time period until the compressed air and the fuel are sufficiently mixed.

【００１４】この公報記載の発明では定常運転の頻度が
高く、生成物添加量を運転条件に応じて制御する必要性
のないガスタービンを対象としている。The invention described in this publication is directed to a gas turbine in which the frequency of steady operation is high and there is no need to control the amount of added product in accordance with operating conditions.

【００１５】しかしこの発明をディーゼルエンジンやガ
ソリンエンジンのように、自動車などの移動機械や中・
小型発電機などの用途に用いられ運転条件が大きく変動
する機関を対象とした場合には、運転条件に応じて生成
物添加量をきめ細かく制御する必要がある。However, the present invention can be applied to a mobile machine such as an automobile, such as a diesel engine or a gasoline engine, or to a medium or medium engine.
In the case of an engine which is used for an application such as a small generator and the operating conditions of which are largely fluctuated, it is necessary to finely control the product addition amount according to the operating conditions.

【００１６】すなわち接触分解による改質では化学反応
の遅れ時間はエンジンの運転変動に比べてはるかに大き
い。このためエンジンの運転条件に合わせて改質装置を
制御することは事実上不可能である。つまり改質反応器
でエンジンの運転条件に応じて反応条件を変化させガス
状生成物の生成量を変化させる制御系を実現することは
難しい。That is, in the reforming by catalytic cracking, the delay time of the chemical reaction is much longer than the fluctuation of the operation of the engine. For this reason, it is practically impossible to control the reformer in accordance with the operating conditions of the engine. That is, it is difficult to realize a control system that changes the reaction conditions in the reforming reactor according to the operating conditions of the engine to change the amount of gaseous products generated.

【００１７】そこで改質装置とエンジンの燃焼室との中
間に改質物質たるガス状生成物を一旦蓄えておき運転条
件に応じて燃焼室側へ必要量を添加する構成が必要とな
る。Therefore, it is necessary to provide a structure in which a gaseous product, which is a reforming substance, is temporarily stored between the reformer and the combustion chamber of the engine, and a required amount is added to the combustion chamber side in accordance with the operating conditions.

【００１８】しかしガス状生成物を定容の容器にバッフ
ァとして蓄えるように構成しようとすると、蓄積量の変
動が容器内圧の変動につながるという問題が発生する。
つまり蓄積量の変動が改質反応器の圧力変動につながる
ことになる。このため安定した改質操作ができなくなる
おそれがある。However, if an attempt is made to store gaseous products as a buffer in a container having a constant volume, a problem arises in that a change in the amount of storage leads to a change in the internal pressure of the container.
That is, a change in the accumulated amount leads to a pressure change in the reforming reactor. Therefore, a stable reforming operation may not be performed.

【００１９】さらに蓄積したガス状生成物を必要量だけ
添加するように構成しようとすると、変動する圧力源か
ら精度よく必要な量のガスを取り出す制御が必要とな
る。この場合圧力調整器で調圧する制御か、質量式のガ
ス流量検出器を使用する制御が必要となる。Further, if an attempt is made to add a required amount of the accumulated gaseous products, it is necessary to control to accurately extract a required amount of gas from a fluctuating pressure source. In this case, control for adjusting the pressure by a pressure regulator or control using a mass-type gas flow detector is required.

【００２０】前者の圧力調整器で調圧する制御を採用し
た場合には容器圧力を所定値以上に保持する必要があ
り、改質器などの圧力もそれに応じて高める必要があ
る。これを実現することは難しい。また後者の質量式の
ガス流量検出器を使用する制御を採用した場合には高コ
ストを招くとともに、生成物の組成が変動した場合に対
処できないという問題が発生する。When the former control of adjusting the pressure by the pressure regulator is employed, it is necessary to maintain the container pressure at a predetermined value or higher, and it is necessary to increase the pressure of the reformer and the like accordingly. This is difficult to achieve. In addition, when the latter control using the mass type gas flow rate detector is employed, a high cost is caused, and a problem arises that it is impossible to cope with a change in the composition of the product.

【００２１】また特開平８−５０９０４３号公報には、
燃料油から低分子量のガス状生成物を蒸留やクラッキン
グによって生成し、これをエンジン始動時に供給するこ
とでエンジン始動時に発生する多量のＨＣ（ハイドロカ
ーボン）排出物を低減させるという発明が記載されてい
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-509043 discloses that
The invention describes that a low molecular weight gaseous product is produced from fuel oil by distillation or cracking and supplied at the time of starting the engine to reduce a large amount of HC (hydrocarbon) emissions generated at the time of starting the engine. I have.

【００２２】しかしこの公報記載の発明は、エンジン始
動時に一定量の改質物質たるガス状生成物を燃料に添加
することを想定しており、エンジンの運転条件に応じて
添加量を制御することを想定していない。この発明を、
エンジンの運転条件に応じて必要な量を添加する場合に
適用しようとすると、上記特表平６−５０７９５６号公
報について述べたのと同様な問題が招来することにな
る。However, the invention described in this publication assumes that a certain amount of a gaseous product, which is a reforming substance, is added to the fuel at the time of starting the engine, and that the addition amount is controlled in accordance with the operating conditions of the engine. Is not assumed. This invention
If an attempt is made to add the necessary amount according to the operating conditions of the engine, a problem similar to that described in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 6-507956 will be caused.

【００２３】さらにまた特開昭４９−１０５０２５号公
報には、燃料の一部を改質してガス状のアルデヒド類を
生成し、これを燃料とは別経路で少量だけガソリンエン
ジンのシリンダ内に添加、供給して、燃焼室における火
炎伝搬速度を向上させるという発明が記載されている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-105025 discloses that a part of fuel is reformed to produce gaseous aldehydes, and a small amount of the aldehydes is introduced into a cylinder of a gasoline engine separately from the fuel. The invention describes adding and supplying to improve the flame propagation speed in a combustion chamber.

【００２４】しかしこの公報記載の発明も上述した公報
記載の発明と同様に、ガス状の改質物を一定量だけ燃料
に添加することを想定しており、エンジンの運転条件に
応じて添加量を制御することを想定していない。この発
明を、エンジンの運転条件に応じて必要な量を添加する
場合に適用しようとすると、上記特表平６−５０７９５
６号公報について述べたのと同様な問題が招来すること
になる。However, the invention described in this publication also assumes that a certain amount of the gaseous reformate is added to the fuel in the same manner as the invention described in the above-mentioned publication, and the addition amount is adjusted according to the operating conditions of the engine. It is not intended to control. If the present invention is applied to a case in which a required amount is added according to the operating conditions of the engine, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-50795 is disclosed.
A problem similar to that described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 6-206 is caused.

【００２５】以上のようにガス状の改質物質を一旦蓄
え、蓄えた改質物質を運転条件に応じて、必要な添加量
だけエンジンの燃焼室に供給するという制御を実現する
ことは、従来の技術では困難である。As described above, it is conventionally required to temporarily store the gaseous reforming substance and supply the stored reforming substance to the combustion chamber of the engine in a required amount in accordance with the operating conditions. The technology is difficult.

【００２６】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、たとえ着火を抑制する改質物質としてガス状
の着火抑制物質が得られたとしても、この着火抑制物質
をエンジンの運転条件に応じた必要な量だけエンジンに
供給できるようにして所望の着火時期に着火させ、希薄
予混合自着火方式における早期自着火を防止することを
解決課題とするものである。The present invention has been made in view of such circumstances, and even if a gaseous ignition suppressing substance is obtained as a reforming substance for suppressing ignition, the ignition suppressing substance may be used in accordance with the operating conditions of the engine. It is an object of the present invention to prevent a short pre-ignition in a lean premixed self-ignition system by igniting at a desired ignition timing by supplying the necessary amount to the engine.

【００２７】[0027]

【課題を解決するための手段および作用、効果】そこで
本発明の第１発明は上記解決課題を達成するために、エ
ンジンの圧縮室内に空気と燃料を供給し、これら空気と
燃料の混合気を圧縮した所望の着火時期に前記燃料を着
火させて燃焼を行うエンジンの着火時期を制御するエン
ジンの着火時期制御装置において、前記燃料の一部を着
火抑制物質に改質する改質手段と、前記改質された着火
抑制物質を液状にして貯蔵する貯蔵手段と、前記所望の
着火時期に燃料が着火するために必要な量の液状の着火
抑制物質を、未改質の燃料とともに前記圧縮室内に供給
する供給手段とを具えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the first invention of the present invention supplies air and fuel to a compression chamber of an engine and mixes the air and fuel with each other. An ignition timing control device for an engine that controls the ignition timing of an engine that ignites and burns the fuel at a desired ignition timing that has been compressed, comprising: a reforming unit that reforms a part of the fuel into an ignition suppressing substance; Storage means for storing the reformed ignition suppressing substance in a liquid state; and a liquid ignition suppressing substance in an amount necessary for igniting the fuel at the desired ignition timing, together with the unreformed fuel, in the compression chamber. And supplying means for supplying.

【００２８】また第２発明では、第１発明において、前
記改質手段は、燃料の炭化水素を、部分酸化することに
よって着火抑制物質としてのアルデヒド類と水を生成す
るものであり、前記貯蔵手段は、前記改質手段で得られ
た水に前記アルデヒド類を溶解させることで着火抑制物
質を液状にして貯蔵するものであることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the reforming means generates aldehydes and water as ignition suppressing substances by partially oxidizing hydrocarbons of the fuel, and the storage means Is characterized in that the ignition suppressing substance is stored in a liquid state by dissolving the aldehyde in water obtained by the reforming means.

【００２９】また第３発明では、エンジンの圧縮室内に
空気と燃料を供給し、これら空気と燃料の混合気を圧縮
した所望の着火時期に前記燃料を着火させて燃焼を行う
エンジンの着火時期を制御するエンジンの着火時期制御
方法において、前記燃料の一部を着火抑制物質に改質す
る改質行程と、前記改質された着火抑制物質を液状にし
て貯蔵する貯蔵行程と、前記所望の着火時期に燃料が着
火するために必要な量の液状の着火抑制物質を、未改質
の燃料とともに前記圧縮室内に供給する供給行程とを具
えたことを特徴とする。In the third aspect of the present invention, air and fuel are supplied to the compression chamber of the engine, and the fuel is ignited at a desired ignition timing in which a mixture of the air and fuel is compressed, and the ignition timing of the engine for performing combustion is determined. In the ignition timing control method for an engine to be controlled, a reforming step of reforming a part of the fuel into an ignition suppressing substance, a storage step of storing the reformed ignition suppressing substance in a liquid state, and the desired ignition A supply step of supplying a necessary amount of a liquid ignition suppressing substance for igniting the fuel into the compression chamber together with the unreformed fuel.

【００３０】本発明は燃料の一部を改質し改質物質とし
てガス状の着火抑制物質（アルデヒド類）が得られた場
合に、これを液状にして貯蔵すれば、エンジンの運転条
件に応じた必要な量だけエンジンに供給する制御が安定
して容易に行うことができるという点に着目してなされ
たものである。According to the present invention, when a gaseous ignition suppressing substance (aldehydes) is obtained as a reforming substance by reforming a part of the fuel, if the gaseous ignition suppressing substance is stored in a liquid state, it can be adjusted according to the operating conditions of the engine. Further, the control of supplying the necessary amount to the engine can be performed stably and easily.

【００３１】第１発明によれば、図１、図４に示すよう
に燃料の一部が改質手段１２によって着火抑制物質（ア
ルデヒド類）に改質される。そしてこの改質された着火
抑制物質が液状の着火抑制物質２６にされて貯蔵手段１
４で貯蔵される。According to the first invention, as shown in FIGS. 1 and 4, a part of the fuel is reformed by the reforming means 12 into an ignition suppressing substance (aldehydes). Then, the modified ignition suppressing substance is converted into a liquid ignition suppressing substance 26 and stored in the storage means 1.
Stored at 4.

【００３２】そして所望の着火時期に燃料が着火するた
めに必要な量だけの液状の着火抑制物質２６が、未改質
の燃料とともに供給手段１８、１７、１９、７によって
エンジン１の圧縮室２内に供給される。Then, the liquid ignition suppressing substance 26 in an amount necessary for igniting the fuel at a desired ignition timing is supplied together with the unreformed fuel by the supply means 18, 17, 19, 7 to the compression chamber 2 of the engine 1. Supplied within.

【００３３】着火抑制物質を液状にして貯蔵すれば、安
定して所望する量の着火抑制物質を制御することが可能
となる。また液状であるので本来の未改質燃料（液体）
と同様にして供給量の制御系を、既存の燃料噴射装置７
等を用いて簡易な構造で容易に実現することができる。
また低コストで装置を構築することができる。また液状
であるので着火抑制物質の組成が変動した場合にも対処
することができる。If the ignition suppressing substance is stored in a liquid state, a desired amount of the ignition suppressing substance can be stably controlled. In addition, since it is liquid, the original unreformed fuel (liquid)
In the same manner as described above, the supply amount control system is changed to the existing fuel injection device 7.
It can be easily realized with a simple structure using such as.
Further, the apparatus can be constructed at low cost. In addition, since it is liquid, it is possible to cope with the case where the composition of the ignition suppressing substance fluctuates.

【００３４】この結果、着火抑制物質をエンジンの運転
条件に応じた必要な量だけエンジンに供給できることが
可能となり所望の着火時期に燃料が着火する。これによ
り希薄予混合自着火方式における早期自着火が防止され
る。As a result, it is possible to supply the ignition suppressing substance to the engine in a required amount according to the operating conditions of the engine, and the fuel is ignited at a desired ignition timing. This prevents early self-ignition in the lean premixed self-ignition system.

【００３５】また本発明を具体的に説明すれば、図５に
示すように、着火抑制物質は、アルデヒド類（ＣＨ3−
ＣnＨ2n−ＣＨＯ）とされる。To explain the present invention more specifically, as shown in FIG. 5, the ignition suppressing substance is an aldehyde (CH3-
CnH2n-CHO).

【００３６】一般に混合気（燃料）の着火性は混合気
（燃料）を構成する炭化水素の構造によって異なる。一
般的に炭素鎖長の短い炭化水素を多く含む混合気は着火
性が悪く、炭素鎖に分岐を持つものや芳香族炭化水素も
着火性が悪い。Generally, the ignitability of an air-fuel mixture (fuel) differs depending on the structure of hydrocarbons constituting the air-fuel mixture (fuel). Generally, an air-fuel mixture containing a large amount of hydrocarbons having a short carbon chain length has poor ignitability, and those having a branched carbon chain and aromatic hydrocarbons also have poor ignitability.

【００３７】とりわけアルデヒド類は混合気（燃料）の
着火時期を遅らせる効果があり、その中でもホルムアル
デヒド（ＨＣＨＯ）はその効果が高い。Particularly, aldehydes have an effect of delaying the ignition timing of the air-fuel mixture (fuel), and among them, formaldehyde (HCHO) has a high effect.

【００３８】第２発明によれば、図５に示すように、燃
料の炭化水素（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨ3）が、部分酸化
反応により着火抑制物質としてのアルデヒド類（ＣＨ3
−ＣnＨ2n−ＣＨＯ）と水（Ｈ2Ｏ）になる。そしてこの
反応で得られた水（Ｈ2Ｏ）にアルデヒド類（ＣＨ3−Ｃ
nＨ2n−ＣＨＯ）が溶解されることで着火抑制物質が液
状にして貯蔵される。アルデヒド類とりわけ着火抑制効
果の大きなホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）は水（Ｈ2
Ｏ）に溶解し易い。よって部分酸化反応によって生成さ
れた水蒸気を凝結させて液体にして、これにアルデヒド
類を溶かすようにすれば、容易に液状の着火抑制物質を
取得することができる。According to the second aspect of the present invention, as shown in FIG. 5, the hydrocarbon (CH 3 —CnH 2 n—CH 3) of the fuel is converted into an aldehyde (CH 3
-CnH2n-CHO) and water (H2O). The aldehydes (CH3-C) are added to the water (H2O) obtained by this reaction.
By dissolving (nH2n-CHO), the ignition suppressing substance is stored in a liquid state. Aldehydes, especially formaldehyde (HCHO), which has a large ignition suppressing effect, is water (H2
Easy to dissolve in O). Therefore, if the water vapor generated by the partial oxidation reaction is condensed into a liquid and aldehydes are dissolved therein, a liquid ignition suppressing substance can be easily obtained.

【００３９】また本発明を具体的に説明すれば、図５に
示すように、燃料の炭化水素（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨ
3）が、部分酸化反応により着火抑制物質としてのアル
デヒド類（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨＯ）と水（Ｈ2Ｏ）に
なる。そしてこの反応で得られた水（Ｈ2Ｏ）にアルデ
ヒド類（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨＯ）が溶解されることで
液状のアルデヒド類２６とガス状の着火抑制物質（副反
応で得られたクラッキング生成物等）２５とに分離され
る（図４参照）。そして液状のアルデヒド類２６が貯蔵
される。To explain the present invention in detail, as shown in FIG. 5, the fuel hydrocarbon (CH3-CnH2n-CH)
3) is converted into aldehydes (CH3-CnH2n-CHO) and water (H2O) as ignition suppressing substances by a partial oxidation reaction. The aldehydes (CH3-CnH2n-CHO) are dissolved in the water (H2O) obtained by this reaction, so that the liquid aldehydes 26 and a gaseous ignition suppressing substance (such as cracking products obtained by a side reaction, etc.) ) 25 (see FIG. 4). Then, the liquid aldehydes 26 are stored.

【００４０】そして図１、図４に示すように液状のアル
デヒド類２６が貯蔵手段１４を経由してエンジン１の圧
縮室２内に供給されるとともにガス状の着火抑制物質２
５がエンジン吸気管３等を介して直接圧縮室２に供給さ
れる。As shown in FIGS. 1 and 4, a liquid aldehyde 26 is supplied into the compression chamber 2 of the engine 1 via the storage means 14, and the gaseous ignition suppressing substance 2
5 is supplied directly to the compression chamber 2 via the engine intake pipe 3 and the like.

【００４１】すなわちガス状の着火抑制物質２５は貯蔵
して添加量を制御することが難しいので、そのまま圧縮
室２に供給され燃焼される。ガス状の着火抑制物質２５
によって着火の抑制効果が底上げされる。That is, since it is difficult to store and control the amount of the gaseous ignition suppressing substance 25 to be added, the gaseous ignition suppressing substance 25 is directly supplied to the compression chamber 2 and burned. Gaseous ignition suppressing substance 25
This raises the effect of suppressing ignition.

【００４２】着火の抑制効果が底上げされた後の残りの
抑制分は、液状のアルデヒド類２６の供給量を制御する
ことで補われる。The remaining amount of suppression after the ignition suppression effect has been raised is compensated by controlling the supply amount of the liquid aldehydes 26.

【００４３】また本発明を具体的に説明すれば、図５に
示すように、燃料の炭化水素（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨ
3）が、部分酸化反応により着火抑制物質としてのアル
デヒド類（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨＯ）と水（Ｈ2Ｏ）に
なる。そしてこの反応で得られた水（Ｈ2Ｏ）にアルデ
ヒド類（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨＯ）が溶解されることで
着火抑制物質が液状にして貯蔵される。To explain the present invention in detail, as shown in FIG. 5, the fuel hydrocarbon (CH3-CnH2n-CH)
3) is converted into aldehydes (CH3-CnH2n-CHO) and water (H2O) as ignition suppressing substances by a partial oxidation reaction. The aldehydes (CH3-CnH2n-CHO) are dissolved in the water (H2O) obtained by this reaction, so that the ignition suppressing substance is stored in a liquid state.

【００４４】そして図１、図４に示すように液状のアル
デヒド類２６と未改質の燃料とがそれぞれ異なる供給管
（１８、１９）、２１を経由してエンジン１の圧縮室２
に供給される。As shown in FIGS. 1 and 4, liquid aldehydes 26 and unreformed fuel are supplied through different supply pipes (18, 19) and 21, respectively, to the compression chamber 2 of the engine 1.
Supplied to

【００４５】ここで液状のアルデヒド類２６は水が主成
分であり、未改質燃料は油が主成分である。したがって
これら水と油を混合してこれらの混合比が所定の割合と
なるように調整して圧縮室２に供給することは技術的に
難しい。本発明によればこれら液状のアルデヒド類２６
（水）と未改質燃料（油）を分離して圧縮室２に供給す
るようにしたので、容易に両者の割合を調整して圧縮室
２に供給することが可能となる。Here, the liquid aldehydes 26 are mainly composed of water, and the unreformed fuel is mainly composed of oil. Therefore, it is technically difficult to mix the water and the oil, adjust the mixture ratio thereof to a predetermined ratio, and supply the mixture to the compression chamber 2. According to the present invention, these liquid aldehydes 26
Since the (water) and the unreformed fuel (oil) are separated and supplied to the compression chamber 2, it is possible to easily adjust the ratio between the two and supply the same to the compression chamber 2.

【００４６】また本発明を具体的に説明すれば、図１、
図６に示すように、着火時期検出手段４、５によって着
火時期Ｔcrが検出される（図６のステップ１０４）。The present invention will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the ignition timing detecting means 4 and 5 detect the ignition timing Tcr (step 104 in FIG. 6).

【００４７】そして供給手段１８、１７、１９、７によ
って所望の着火時期Ｔciと検出された着火時期Ｔcrとの
偏差がなくなるに必要な量の液状の着火抑制物質２６
が、未改質の燃料とともにエンジン１の圧縮室２内に供
給される（図６のステップ１０５〜１０７）。The amount of the liquid ignition suppressing substance 26 required to eliminate the deviation between the desired ignition timing Tci and the detected ignition timing Tcr by the supply means 18, 17, 19, 7
Is supplied into the compression chamber 2 of the engine 1 together with the unreformed fuel (steps 105 to 107 in FIG. 6).

【００４８】この結果本発明によれば精度よく所望の着
火時期に燃料を自己着火させることができる。As a result, according to the present invention, the fuel can be self-ignited at a desired ignition timing with high accuracy.

【００４９】また本発明を具体的に説明すれば、図７に
示すように、供給手段１８′、２２、２３、６によって
所望の着火時期に燃料が着火するに十分な量の液状の着
火抑制物質２６が、未改質の燃料とともにエンジン１の
圧縮室２内に供給される。ここで「所望の着火時期に燃
料が着火するに十分な量」とは、所望の着火時期以降に
自己着火が発生する程度の量のことである。To explain the present invention more specifically, as shown in FIG. 7, a sufficient amount of liquid ignition suppression is performed by the supply means 18 ', 22, 23, 6 so that the fuel is ignited at a desired ignition timing. A substance 26 is supplied into the compression chamber 2 of the engine 1 together with the unreformed fuel. Here, “the amount sufficient for the fuel to ignite at the desired ignition timing” is an amount such that self-ignition occurs after the desired ignition timing.

【００５０】そして、図７、図８に示すように、点火手
段３６によって、所望の着火時期になったときに圧縮室
２内の混合気が点火される（図８のステップ２０５）。Then, as shown in FIGS. 7 and 8, the air-fuel mixture in the compression chamber 2 is ignited by the ignition means 36 when the desired ignition timing comes (step 205 in FIG. 8).

【００５１】この結果本発明によれば所望の着火時期に
燃料を確実に着火（点火）させることができる。As a result, according to the present invention, the fuel can be reliably ignited (ignited) at a desired ignition timing.

【００５２】第３発明は、上記第１発明の装置の発明を
方法の発明に置換したものである。In the third invention, the invention of the device of the first invention is replaced by the invention of a method.

【００５３】なお本発明が適用されるエンジンは、引火
点の低い燃料を使用し圧縮熱によって燃料を着火させる
ディーゼルエンジンに限らず、引火点の高い燃料を使用
し火花点火により燃料を着火させるガソリンエンジンに
も適用可能である。要は、圧縮の過程で早期自着火が起
こり得るエンジンに適用することができる。The engine to which the present invention is applied is not limited to a diesel engine which uses fuel having a low flash point and ignites the fuel by heat of compression, and a gasoline which uses a fuel having a high flash point and ignites the fuel by spark ignition. Applicable to engines. In short, the present invention can be applied to an engine in which early self-ignition can occur in the compression process.

【００５４】[0054]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
エンジンの着火時期制御装置および方法の実施形態につ
いて説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ignition timing control apparatus and method for an engine according to the present invention.

【００５５】なお本実施形態ではディーゼルエンジンを
想定しているが、ガソリンエンジンに適用することがで
きる。すなわち筒内噴射式ガソリンエンジンなど、エン
ジンの圧縮室内に空気と燃料を供給し、これら空気と燃
料の混合気を圧縮した所望の時期に燃料を着火させて燃
焼を行うエンジンであれば任意に適用可能である。In this embodiment, a diesel engine is assumed, but the present invention can be applied to a gasoline engine. That is, any engine such as an in-cylinder injection gasoline engine that supplies air and fuel to the compression chamber of the engine and ignites the fuel at a desired time when a mixture of the air and fuel is compressed to perform combustion can be arbitrarily applied. It is possible.

【００５６】図１は実施形態のエンジンの着火時期制御
装置の構成例を示す。FIG. 1 shows a configuration example of an ignition timing control device for an engine according to the embodiment.

【００５７】すなわち同図１に示すように、このエンジ
ンの着火時期制御装置は、大きくはエンジン１と、燃料
の一部を改質して着火抑制（改質）物質（アルデヒド
類）を生成する燃料改質器１２と、上記改質された着火
抑制物質を液状にして貯蔵する改質燃料貯蔵容器１４
と、エンジン１の運転状態を監視してその結果に基づき
未改質の燃料の供給流量を制御するとともに改質器コン
トローラ９に改質物質の未改質燃料に対する添加量を指
示する信号を出力するエンジンコントローラ８と、改質
物質の生成量および貯蔵残量を監視してこの監視結果と
エンジンコントローラ８から入力された信号とに基づい
て燃料改質器１２に改質反応を制御する制御信号を出力
するとともに改質物噴射量制御装置１７に改質物質の噴
射量（添加量）を指示する制御信号を出力する改質器コ
ントローラ９と、エンジンコントローラ８から出力され
る制御信号に基づいて未改質の燃料の供給量を制御する
燃料流量制御装置２０と、改質器コントローラ９から出
力される制御信号に基づいて上記液状の改質物質の供給
量を制御する改質物噴射量制御装置１７とから構成され
ている。That is, as shown in FIG. 1, the ignition timing control device of this engine generates an ignition suppression (reforming) substance (aldehydes) by roughly reforming the engine 1 and a part of the fuel. A fuel reformer 12 and a reformed fuel storage container 14 for storing the reformed ignition suppressing substance in a liquid state
Monitor the operating state of the engine 1 and control the supply flow rate of the unreformed fuel based on the result, and output a signal instructing the reformer controller 9 on the amount of the reforming substance added to the unreformed fuel. And a control signal for controlling the fuel reformer 12 to control the reforming reaction based on the monitoring result and the signal input from the engine controller 8. And a reformer controller 9 that outputs a control signal for instructing a reforming substance injection amount (addition amount) to the reforming material injection amount control device 17 and a control signal output from the engine controller 8. A fuel flow control device for controlling the supply amount of the reforming fuel; and a reforming device for controlling the supply amount of the liquid reforming material based on a control signal output from the reformer controller. And a injection quantity control device 17.

【００５８】すなわちエンジン１は、シリンダと、シリ
ンダ内に摺動自在に配設され、シリンダ内を上下に往復
移動するピストンとから構成されている。ピストンの上
部のシリンダ室が圧縮室２を構成する。圧縮室２はピス
トンによって混合気が圧縮される室でもあり、混合気中
の燃料が燃焼する燃焼室でもある。シリンダ内で燃焼さ
れた後の排気ガスは排気管路を介して外気に排出され
る。なお本実施形態ではレシプロエンジンを想定してい
るがロータリエンジンにも適用可能である。That is, the engine 1 comprises a cylinder and a piston slidably disposed in the cylinder and reciprocating up and down in the cylinder. The cylinder chamber above the piston constitutes the compression chamber 2. The compression chamber 2 is a chamber in which the air-fuel mixture is compressed by the piston, and also a combustion chamber in which fuel in the air-fuel mixture is burned. The exhaust gas that has been burned in the cylinder is discharged to the outside air via an exhaust pipe. In this embodiment, a reciprocating engine is assumed, but the present invention is also applicable to a rotary engine.

【００５９】エンジン１には空気を供給する吸気管３が
設けられている。この吸気管３を介して圧縮室２内に空
気が供給される。The engine 1 is provided with an intake pipe 3 for supplying air. Air is supplied into the compression chamber 2 through the intake pipe 3.

【００６０】一方燃料タンク１０にはエンジン１の燃料
（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨ3）が貯留されている（図５参
照）。燃料タンク１０内の燃料は燃料フィードポンプ３
３によって吸い込まれ噴射流量制御装置２０に吐出され
る。燃料流量制御装置２０からは所定流量の燃料が燃料
供給配管２１を経由して燃料噴射装置６に送られる。On the other hand, the fuel of the engine 1 (CH3-CnH2n-CH3) is stored in the fuel tank 10 (see FIG. 5). The fuel in the fuel tank 10 is the fuel feed pump 3
3 and is discharged to the injection flow control device 20. A predetermined flow rate of fuel is sent from the fuel flow control device 20 to the fuel injection device 6 via the fuel supply pipe 21.

【００６１】燃料噴射装置６は噴射ノズルを介してエン
ジン１のシリンダ内に燃料を噴射し、燃料を霧化した状
態で供給する。The fuel injection device 6 injects fuel into the cylinder of the engine 1 through an injection nozzle, and supplies the fuel in an atomized state.

【００６２】こうして燃料噴射装置６から、上記空気に
対して所定の比率をもって燃料が圧縮室２内に供給され
る。こうして比較的薄い混合気が圧縮室２内で形成され
る。Thus, the fuel is supplied from the fuel injection device 6 into the compression chamber 2 at a predetermined ratio with respect to the air. Thus, a relatively thin mixture is formed in the compression chamber 2.

【００６３】なおこの実施形態では空気と燃料を異なる
供給管路を介してシリンダ内に供給しシリンダ内にて混
合気を形成しているが、シリンダに導入前に空気と燃料
を混合して混合気を形成した後この混合気をシリンダ内
に吸入させてもよい。要するに前述した希薄予混合自着
火方式によって燃焼が行われるのであれば燃料、空気の
供給の仕方は任意である。In this embodiment, air and fuel are supplied to the cylinder through different supply pipes to form a mixture in the cylinder. However, air and fuel are mixed and mixed before introduction into the cylinder. After the air is formed, the air-fuel mixture may be sucked into the cylinder. In short, as long as combustion is performed by the above-mentioned lean premixed auto-ignition method, the method of supplying fuel and air is arbitrary.

【００６４】本実施形態では、改質物噴射装置７から未
改質燃料に対して所定の比率をもって液状の改質物質
（アルデヒド類などの着火抑制物質）が圧縮室２内に供
給される。これについては後述する。In the present embodiment, a liquid reforming substance (ignition suppressing substance such as aldehyde) is supplied into the compression chamber 2 from the reforming material injection device 7 at a predetermined ratio with respect to the unreformed fuel. This will be described later.

【００６５】エンジン１にはエンジン１のクランクシャ
フトの回転位置（クランク角度）を検出するクランク回
転位置検出センサ４が設けられている。このクランク回
転位置検出センサ４で検出されたクランク角度を示す信
号はエンジンコントローラ８に出力される。エンジンコ
ントローラ８ではクランク回転位置検出センサ４の逐次
の検出値に基づいてエンジン１の実際のエンジンスピー
ド（エンジン回転数）Ｎ（ｒ．ｐ．ｍ）が演算される。The engine 1 is provided with a crank rotation position detection sensor 4 for detecting a rotation position (crank angle) of a crankshaft of the engine 1. A signal indicating the crank angle detected by the crank rotation position detection sensor 4 is output to the engine controller 8. The engine controller 8 calculates the actual engine speed (engine speed) N (rpm) of the engine 1 based on the successive detection values of the crank rotation position detection sensor 4.

【００６６】エンジン１には圧縮室２内で燃料が着火し
たことを検出する着火検出センサ５が設けられている。
着火検出センサ５としてはたとえば圧縮室２内の圧力波
の特定の周波数成分を検出することでノッキングを検出
するノックセンサを使用することができる。また圧縮室
２内の混合気に存在するイオン電流を検出するイオン電
流センサを使用することができる。この着火検出センサ
５から着火されたことを示す着火検出信号がエンジンコ
ントローラ８に出力される。The engine 1 is provided with an ignition detection sensor 5 for detecting that fuel has ignited in the compression chamber 2.
As the ignition detection sensor 5, for example, a knock sensor that detects knocking by detecting a specific frequency component of a pressure wave in the compression chamber 2 can be used. Further, an ion current sensor that detects an ion current existing in the air-fuel mixture in the compression chamber 2 can be used. The ignition detection sensor 5 outputs an ignition detection signal indicating that ignition has occurred to the engine controller 8.

【００６７】エンジンコントローラ８は各センサ５、４
から入力された着火検出信号とクランク角度検出信号を
読み込み、これらから圧縮室２で燃料が実際に着火され
たときのクランク角度つまり実着火時期Ｔcrを算出す
る。The engine controller 8 controls the sensors 5, 4
Then, an ignition detection signal and a crank angle detection signal input from are read, and a crank angle when fuel is actually ignited in the compression chamber 2, that is, an actual ignition timing Tcr is calculated from these signals.

【００６８】燃料タンク１０内の燃料は燃料フィードポ
ンプ３３によって吸い込まれ燃料改質器１２に吐出され
る。The fuel in the fuel tank 10 is sucked by the fuel feed pump 33 and discharged to the fuel reformer 12.

【００６９】燃料改質器１２を中心とした改質反応器４
０は図４に示すように構成されている。The reforming reactor 4 centering on the fuel reformer 12
0 is configured as shown in FIG.

【００７０】すなわち同図４に示すように改質反応器４
０は燃料改質器１２と分離器１３とを一体にしたタンク
を中心にして構成されている。That is, as shown in FIG.
Numeral 0 is mainly composed of a tank in which the fuel reformer 12 and the separator 13 are integrated.

【００７１】燃料フィードポンプ３３から燃料が配管３
４を介して改質反応器４０の燃料改質器１２に供給され
る。配管３４にはレギュレータバルブ３１およびストッ
プバルブ３２が配設されている。レギュレータバルブ３
１は配管３４内の燃圧を一定圧にするために設けられて
いる。またストップバルブ３２は後述する再生操作を行
う際に閉じられるバルブである。The fuel is supplied from the fuel feed pump 33 to the pipe 3
4, the fuel is supplied to the fuel reformer 12 of the reforming reactor 40. A regulator valve 31 and a stop valve 32 are provided in the pipe 34. Regulator valve 3
Reference numeral 1 is provided to make the fuel pressure in the pipe 34 constant. The stop valve 32 is a valve that is closed when performing a regenerating operation described later.

【００７２】こうして再生操作時以外は基本的には一定
流量の燃料が燃料改質器１２に送られる。In this manner, a constant flow rate of fuel is basically sent to the fuel reformer 12 except during the regeneration operation.

【００７３】また燃料を酸化するために燃料改質器１２
に空気が導入される。空気圧力源１１としてエンジン１
に付設されているコンプレッサやターボ過給器のブース
ト圧を利用することができる。空気圧力源１１で発生し
た高圧の空気は配管３０を介して燃料改質器１２に供給
される。配管３０には電磁比例制御バルブ２９が設けら
れている。In order to oxidize the fuel, the fuel reformer 12
Air is introduced into the air. Engine 1 as air pressure source 11
The boost pressure of a compressor or a turbocharger attached to the system can be used. The high-pressure air generated by the air pressure source 11 is supplied to the fuel reformer 12 via the pipe 30. The pipe 30 is provided with an electromagnetic proportional control valve 29.

【００７４】燃料改質器１２に導入された燃料と空気は
ヒータ３５によって加熱昇温され触媒層２４に供給され
る。触媒層２４における改質触媒としては燃料炭化水素
からアルデヒド類を部分酸化によって生成することがで
きる触媒が用いられる。具体的には、アルミとホウ素の
複酸化物を用いることができる。触媒はペレット状に配
置されている。なお振動が加えられる場合には多孔質セ
ラミックあるいはハニカム体に担持させてもよい。触媒
層２４には触媒の温度を検出する触媒温度センサ２８が
設けられている。触媒温度センサ２８の検出信号は改質
器コントローラ９に出力される。The fuel and air introduced into the fuel reformer 12 are heated and heated by the heater 35 and supplied to the catalyst layer 24. As the reforming catalyst in the catalyst layer 24, a catalyst that can generate aldehydes from fuel hydrocarbons by partial oxidation is used. Specifically, a double oxide of aluminum and boron can be used. The catalyst is arranged in a pellet. When vibration is applied, the substrate may be supported on a porous ceramic or honeycomb body. The catalyst layer 24 is provided with a catalyst temperature sensor 28 for detecting the temperature of the catalyst. The detection signal of the catalyst temperature sensor 28 is output to the reformer controller 9.

【００７５】改質器コントローラ９は、触媒温度を示す
検出信号をフィードバック信号として触媒温度が所望の
温度となるように電磁比例制御バルブ２９に対して指令
電流を送出する。このため指令電流に応じた開度となる
ように電磁バルブ２９が付勢されバルブ開度が変化され
る。この結果燃料改質器１２に供給される空気流量が変
化され、触媒温度が所望の温度となり燃料改質器１２に
おける改質反応（酸化反応）が制御される。たとえば空
気流量が大きくなることで酸化反応が促進され触媒温度
が大きくなる。あるいは後述するように再生操作が制御
される。The reformer controller 9 sends a command current to the electromagnetic proportional control valve 29 so that the catalyst temperature becomes a desired temperature using a detection signal indicating the catalyst temperature as a feedback signal. Therefore, the electromagnetic valve 29 is energized so as to have an opening corresponding to the command current, and the valve opening is changed. As a result, the flow rate of the air supplied to the fuel reformer 12 is changed, the catalyst temperature becomes a desired temperature, and the reforming reaction (oxidation reaction) in the fuel reformer 12 is controlled. For example, as the air flow rate increases, the oxidation reaction is accelerated, and the catalyst temperature increases. Alternatively, the reproduction operation is controlled as described later.

【００７６】触媒層２４の後段には改質により得られた
着火抑制物質を液状生成物２６とガス状生成物２５とに
気液分離する分離器１３が設けられている。本実施形態
では、燃料改質器１２と分離器１３とを一体に形成して
いるが、これらを別体に設けるように構成してもよい。The separator 13 is provided downstream of the catalyst layer 24 for separating the ignition suppressing substance obtained by the reforming into a liquid product 26 and a gaseous product 25 in a gas-liquid manner. In the present embodiment, the fuel reformer 12 and the separator 13 are formed integrally, but they may be provided separately.

【００７７】分離器１３で分離されたガス状生成物２５
は貯蔵することが難しいため、貯蔵されることなくその
ままガス状生成物配管（低沸点成分供給配管）１６を経
由してエンジン１の吸気管３へ供給され圧縮室２内で燃
焼される。The gaseous product 25 separated in the separator 13
Since it is difficult to store, it is supplied to the intake pipe 3 of the engine 1 via the gaseous product pipe (low-boiling-point component supply pipe) 16 without being stored, and is burned in the compression chamber 2.

【００７８】一方貯蔵が容易な液状生成物２６は液状生
成物配管２７を経由して改質燃料貯蔵容器（タンク）１
４に供給されこの改質燃料貯蔵容器１４で液状生成物２
６が一旦貯蔵される。改質燃料貯蔵容器１４内の貯蔵残
量はセンサ１５で検出されその検出信号が改質器コント
ローラ９に送られる。改質器コントローラ９はセンサ１
５の検出信号をフィードバック信号として貯蔵容器１４
内の貯蔵量が所望量に維持されるように燃料改質器１２
の電磁比例制御バルブ２９に対して制御信号を出力す
る。On the other hand, the liquid product 26, which is easy to store, passes through the liquid product pipe 27 and is stored in the reformed fuel storage container (tank) 1.
4 and the liquid product 2 is supplied to the reformed fuel storage container 14.
6 is stored once. The remaining amount of storage in the reformed fuel storage container 14 is detected by the sensor 15, and a detection signal is sent to the reformer controller 9. The reformer controller 9 has the sensor 1
5 is used as a feedback signal for the storage container 14.
The fuel reformer 12 is controlled such that the storage amount in the fuel reformer is maintained at a desired amount.
A control signal is output to the electromagnetic proportional control valve 29.

【００７９】エンジンコントローラ８は、後述するよう
にエンジン１の運転条件に応じて、所望する目標着火時
期（上死点付近）に燃料が着火するために必要な液状着
火抑制物質２６の未改質燃料に対する添加量を求める。
そして改質器コントローラ９は、この添加量の液状着火
抑制物質２６がエンジン１の圧縮室２内に供給されるよ
うに改質物噴射量制御装置１７に対して噴射量制御信号
を出力する。このため必要な添加量の液状着火抑制物質
２６が配管１８、改質物噴射量制御装置１７、配管１
９、改質物噴射装置７を介してエンジン１の圧縮室２内
に供給される。The engine controller 8 performs the unreforming of the liquid ignition suppressing substance 26 necessary for the fuel to ignite at a desired target ignition timing (near top dead center) according to the operating conditions of the engine 1 as described later. Calculate the amount added to the fuel.
Then, the reformer controller 9 outputs an injection amount control signal to the reformate injection amount control device 17 so that the added amount of the liquid ignition suppressing substance 26 is supplied into the compression chamber 2 of the engine 1. Therefore, the necessary amount of the liquid ignition suppressing substance 26 is added to the pipe 18, the reformate injection amount control device 17, and the pipe 1
9, is supplied into the compression chamber 2 of the engine 1 via the reformate injection device 7.

【００８０】すなわち本実施形態では着火時期の制御
は、液状の着火抑制物質２６の未改質燃料に対する添加
量を制御することによって行われる。That is, in this embodiment, the ignition timing is controlled by controlling the amount of the liquid ignition suppressing substance 26 added to the unreformed fuel.

【００８１】ガス状の着火抑制物質２５については制御
なしでそのままエンジン１の圧縮室２に供給される。こ
こでエンジン始動時などエンジン１の燃焼が安定しない
時期にガス状の着火抑制物質２５が圧縮室２内にそのま
ま添加されたとすると始動不良を招き望ましくない。The gaseous ignition suppressing substance 25 is directly supplied to the compression chamber 2 of the engine 1 without control. Here, if the gaseous ignition suppressing substance 25 is added to the compression chamber 2 as it is at a time when the combustion of the engine 1 is not stable, such as at the time of starting the engine, a starting failure is caused, which is undesirable.

【００８２】しかしエンジン１の始動時には燃料改質器
１２で改質操作が行われないためガス状着火抑制物質２
５は圧縮室２に供給されることはなく始動不良になると
いう事態は発生しない。However, since the reforming operation is not performed in the fuel reformer 12 when the engine 1 is started, the gaseous ignition suppressing substance 2
5 is not supplied to the compression chamber 2, and the situation that the starting is not good does not occur.

【００８３】以下図５を参照して燃料改質器１２、分離
器１３で行われる反応について説明する。Hereinafter, the reactions performed in the fuel reformer 12 and the separator 13 will be described with reference to FIG.

【００８４】同図５に示すように、燃料改質器１２で
は、燃料の炭化水素（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨ3）が、部
分酸化反応により着火抑制物質としてのアルデヒド類
（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨＯ）と水（Ｈ2Ｏ）になる。As shown in FIG. 5, in the fuel reformer 12, hydrocarbon (CH3-CnH2n-CH3) of the fuel is converted into aldehydes (CH3-CnH2n-CHO) as an ignition suppressing substance by a partial oxidation reaction. It becomes water (H2O).

【００８５】一般に混合気（燃料）の着火性は混合気
（燃料）を構成する炭化水素の構造によって異なる。一
般的に炭素鎖長の短い炭化水素を多く含む混合気は着火
性が悪く、炭素鎖に分岐を持つものや芳香族炭化水素も
着火性が悪い。Generally, the ignitability of an air-fuel mixture (fuel) differs depending on the structure of hydrocarbons constituting the air-fuel mixture (fuel). Generally, an air-fuel mixture containing a large amount of hydrocarbons having a short carbon chain length has poor ignitability, and those having a branched carbon chain and aromatic hydrocarbons also have poor ignitability.

【００８６】とりわけアルデヒド類は混合気（燃料）の
着火時期を遅らせる効果があり、その中でもホルムアル
デヒド（ＨＣＨＯ）はその効果が高い。本実施形態によ
れば燃料の炭化水素から着火抑制効果の高いアルデヒド
類を改質によって取得することができる。Particularly, aldehydes have an effect of delaying the ignition timing of the air-fuel mixture (fuel), and among them, formaldehyde (HCHO) has a high effect. According to this embodiment, aldehydes having a high ignition suppression effect can be obtained from hydrocarbons of fuel by reforming.

【００８７】そして分離器１３では、改質生成物が冷却
され上記改質反応で得られた水（Ｈ2Ｏ）が凝結され
る。そしてガス状のアルデヒド類（ＣＨ3−ＣnＨ2n−Ｃ
ＨＯ）がこの凝結水に溶解されることで液状のアルデヒ
ド類２６とガス状の生成物２５とに分離される。ここで
ガス状の生成物２５とは図５に示すように副反応で得ら
れたクラッキング生成物等のことであり分子量が小さい
ため着火抑制効果を備えている。Then, in the separator 13, the reformed product is cooled and water (H 2 O) obtained by the above-mentioned reforming reaction is condensed. And gaseous aldehydes (CH3-CnH2n-C
HO) is dissolved in the condensed water and separated into liquid aldehydes 26 and gaseous products 25. Here, the gaseous product 25 is a cracking product or the like obtained by a side reaction as shown in FIG. 5 and has an ignition suppressing effect because of its small molecular weight.

【００８８】そして改質物貯蔵容器（タンク）１４で
は、上記反応で得られた水（Ｈ2Ｏ）にアルデヒド類
（ＣＨ3−ＣnＨ2n−ＣＨＯ）が溶解された状態でつまり
液状の着火抑制物質２６となって貯蔵されることにな
る。In the reformate storage container (tank) 14, the aldehydes (CH 3 —CnH 2 n—CHO) are dissolved in the water (H 2 O) obtained by the above reaction, that is, a liquid ignition suppressing substance 26 is formed. Will be stored.

【００８９】ここでアルデヒド類とりわけ着火抑制効果
の大きなホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）は水（Ｈ2Ｏ）
に溶解し易い。よって部分酸化反応によって生成された
水蒸気を凝結させて液体にして、これにアルデヒド類を
溶かすようにすれば、容易に液状の着火抑制物質を取得
することができる。したがって気液分離器１３における
温度は水の露点以下であることが必要である。溶解度を
考慮すればできる限り冷却することが望ましい。たとえ
ば分離器１３の温度は５０゜Ｃ以下に設定される。Here, aldehydes, especially formaldehyde (HCHO) having a large ignition suppressing effect is water (H 2 O)
Easy to dissolve in. Therefore, if the water vapor generated by the partial oxidation reaction is condensed into a liquid and aldehydes are dissolved therein, a liquid ignition suppressing substance can be easily obtained. Therefore, the temperature in the gas-liquid separator 13 needs to be lower than the dew point of water. It is desirable to cool as much as possible in consideration of solubility. For example, the temperature of the separator 13 is set to 50 ° C. or less.

【００９０】このように本実施形態では着火抑制物質を
液状にして貯蔵するようにしている。このため安定して
着火抑制物質の添加量の制御を行うことができる。また
液状であるので本来の燃料（液体）と同様にして供給量
の制御系を、既存の燃料噴射装置７等を用いて簡易な構
造で容易に実現することができる。また低コストで装置
を構築することができる。また液状であるので着火抑制
物質の組成が変動した場合にも対処することができる。As described above, in this embodiment, the ignition suppressing substance is stored in a liquid state. Therefore, it is possible to stably control the addition amount of the ignition suppressing substance. Further, since it is liquid, a control system of the supply amount can be easily realized with a simple structure using the existing fuel injection device 7 or the like in the same manner as the original fuel (liquid). Further, the apparatus can be constructed at low cost. In addition, since it is liquid, it is possible to cope with the case where the composition of the ignition suppressing substance fluctuates.

【００９１】この結果、着火抑制物質をエンジン１の運
転条件に応じた必要な量だけエンジン１に供給できるこ
とが可能となり目標着火時期に燃料が着火する。これに
より希薄予混合自着火方式における早期自着火が防止さ
れる。As a result, it is possible to supply the ignition suppressing substance to the engine 1 in a necessary amount according to the operating conditions of the engine 1, and the fuel is ignited at the target ignition timing. This prevents early self-ignition in the lean premixed self-ignition system.

【００９２】また本実施形態では液状のアルデヒド類２
６以外に着火抑制効果を有するガス状生成物２５を、吸
気管３を介して直接圧縮室２に供給するようにしてい
る。In this embodiment, the liquid aldehydes 2
A gaseous product 25 having an ignition suppressing effect other than 6 is directly supplied to the compression chamber 2 via the intake pipe 3.

【００９３】このようにガス状の着火抑制物質２５は貯
蔵して添加量を制御することが難しいので、そのまま圧
縮室２に供給され燃焼される。これにより着火の抑制効
果が底上げされる。そして着火の抑制効果が底上げされ
た後の残りの抑制分は、液状のアルデヒド類２６の供給
量を制御することで補われる。As described above, it is difficult to store and control the addition amount of the gaseous ignition suppressing substance 25, so that it is directly supplied to the compression chamber 2 and burned. This raises the effect of suppressing ignition. The remaining suppression after the ignition suppression effect has been raised is compensated by controlling the supply amount of the liquid aldehydes 26.

【００９４】また図１に示すように本実施形態では、液
状のアルデヒド類２６と未改質の燃料とをそれぞれ異な
る供給配管（１８、１９）、２１を経由させて別経路で
エンジン１の圧縮室２に供給させるように構成されてい
る。As shown in FIG. 1, in this embodiment, the liquid aldehydes 26 and the unreformed fuel are compressed by different routes through different supply pipes (18, 19) and 21, respectively. It is configured to be supplied to the chamber 2.

【００９５】ここで液状のアルデヒド類２６は水が主成
分であり、未改質燃料は油が主成分である。したがって
これら水と油を混合してこれらの混合比が所定の割合と
なるように調整して圧縮室２に供給することは技術的に
難しい。本実施形態によればこれら液状のアルデヒド類
２６（水）と未改質燃料（油）とを分離して圧縮室２に
供給するようにしたので、容易に両者の割合を調整して
圧縮室２に供給することが可能となる。Here, the liquid aldehydes 26 are mainly composed of water, and the unreformed fuel is mainly composed of oil. Therefore, it is technically difficult to mix the water and the oil, adjust the mixture ratio thereof to a predetermined ratio, and supply the mixture to the compression chamber 2. According to the present embodiment, since the liquid aldehydes 26 (water) and the unreformed fuel (oil) are separated and supplied to the compression chamber 2, the ratio between the two is easily adjusted and the compression chamber is adjusted. 2 can be supplied.

【００９６】以下図１に示すエンジンコントローラ８お
よび改質器コントローラ９で行われる着火制御の処理内
容について図６に示すフローチャートを併せ参照しつつ
説明する。Hereinafter, the content of the ignition control process performed by the engine controller 8 and the reformer controller 9 shown in FIG. 1 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

【００９７】まずエンジンコントローラ８では、クラン
ク位置検出センサ４から出力される検出クランク角度信
号に基づいてエンジンスピードＮが算出される。またエ
ンジンコントローラ８からは燃料流量制御装置２０に対
して燃料噴射量を指示する制御信号を出力している。よ
って現在の燃料噴射量（平均有効圧Ｐ（ｋｇ/ｃｍ2））
を取得することができる（ステップ１０１）。First, the engine controller 8 calculates the engine speed N based on the detected crank angle signal output from the crank position detection sensor 4. The engine controller 8 outputs a control signal for instructing the fuel injection amount to the fuel flow control device 20. Therefore, the current fuel injection amount (average effective pressure P (kg / cm2))
Can be obtained (step 101).

【００９８】つぎにこうして取得されたエンジン１の現
在の運転条件（エンジンスピードＮ、平均有効圧Ｐ）に
対応する目標着火時期Ｔciが算出される。具体的には図
９に示すように運転条件に対応する目標着火時期Ｔciを
求めるマップが予め用意されており、このマップから目
標着火時期Ｔciが読み取られる。なお図９に示す内容を
データテーブルの形式で記憶させるようにしてもよく、
また運転条件から目標着火時期Ｔciを演算する演算式を
記憶させるようにしておいてもよい。Next, the target ignition timing Tci corresponding to the current operating conditions (engine speed N, average effective pressure P) of the engine 1 thus obtained is calculated. Specifically, as shown in FIG. 9, a map for obtaining the target ignition timing Tci corresponding to the operating condition is prepared in advance, and the target ignition timing Tci is read from this map. The contents shown in FIG. 9 may be stored in the form of a data table.
Further, an arithmetic expression for calculating the target ignition timing Tci from the operating conditions may be stored.

【００９９】図９において横軸はエンジンスピードＮで
あり縦軸は平均有効圧Ｐ（燃料噴射量）を示している。
Ｔはエンジン１のトルクを示すトルクカーブである。各
ラインａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ａ６、ａ７はそ
れぞれ目標着火時期Ｔciとして同じ値であることを示す
ラインである。ａ１が着火時期として最も遅くなるライ
ンであり、ａ１からａ２へ、ａ２からａ３へ、ａ３から
ａ４へ、ａ４からａ５へ、ａ５からａ６へ、ａ６からａ
７へ移行するほど着火時期として早くなる。そしてａ７
が着火時期として最も早くなるラインである。In FIG. 9, the horizontal axis represents the engine speed N, and the vertical axis represents the average effective pressure P (fuel injection amount).
T is a torque curve indicating the torque of the engine 1. Each of the lines a1, a2, a3, a4, a5, a6, and a7 is a line indicating that they have the same value as the target ignition timing Tci. a1 is the line which is the latest ignition timing, and is from a1 to a2, a2 to a3, a3 to a4, a4 to a5, a5 to a6, and a6 to a
As the shift to 7, the ignition timing becomes earlier. And a7
Is the line that has the earliest ignition time.

【０１００】よってエンジンスピードＮ、平均有効圧Ｐ
に対応するラインａを読み取ることで目標着火時期Ｔci
が求められる（ステップ１０２）。Therefore, the engine speed N and the average effective pressure P
By reading the line a corresponding to the target ignition timing Tci
Is obtained (step 102).

【０１０１】つぎにエンジンコントローラ８は着火検出
センサ５、クランク位置検出センサ４から入力された着
火検出信号とクランク角度検出信号を読み込み（ステッ
プ１０３）、これら検出信号から圧縮室２で燃料が実際
に着火されたときのクランク角度つまり実着火時期Ｔcr
を算出する（ステップ１０４）。Next, the engine controller 8 reads the ignition detection signal and the crank angle detection signal input from the ignition detection sensor 5 and the crank position detection sensor 4 (step 103). Crank angle at the time of ignition, that is, actual ignition timing Tcr
Is calculated (step 104).

【０１０２】つぎにステップ１０２で得られた目標着火
時期Ｔciとステップ１０４で得られた実着火時期Ｔcrと
の偏差が算出され（ステップ１０５）、目標着火時期Ｔ
ciと実着火時期Ｔcrとの偏差がなくなるに必要な液状着
火抑制物質２６の添加量つまり目標着火時期Ｔciで自己
着火するに必要な液状着火抑制物質２６の添加量が演算
される（ステップ１０６）。Next, a deviation between the target ignition timing Tci obtained in step 102 and the actual ignition timing Tcr obtained in step 104 is calculated (step 105), and the target ignition timing T
The addition amount of the liquid ignition suppressing substance 26 necessary for eliminating the deviation between ci and the actual ignition timing Tcr, that is, the addition amount of the liquid ignition suppressing substance 26 necessary for self-ignition at the target ignition timing Tci is calculated (step 106). .

【０１０３】エンジンコントローラ８から改質器コント
ローラ９に対して、上記演算された液状着火抑制物質２
６の未改質燃料に対する添加量を指示する信号が出力さ
れる。これに応じて改質器コントローラ９は上記添加量
分の液状着火抑制物質２６がエンジン１の圧縮室２内に
供給されるように改質物噴射量制御装置１７に対して制
御信号を出力する。このため貯蔵容器１４から配管１
８、１９を介して上記演算された添加量の液状着火抑制
物質２６がエンジン１の圧縮室２内に供給される。この
結果エンジン１の圧縮室２内で精度よく目標着火時期Ｔ
ciに燃料が自己着火する。The engine controller 8 sends the calculated liquid ignition suppressing substance 2 to the reformer controller 9.
A signal indicating the amount of addition to the unreformed fuel of No. 6 is output. In response to this, the reformer controller 9 outputs a control signal to the reformate injection amount control device 17 so that the liquid ignition suppressing substance 26 corresponding to the added amount is supplied into the compression chamber 2 of the engine 1. For this reason, the piping 1
The calculated addition amount of the liquid ignition suppressing substance 26 is supplied into the compression chamber 2 of the engine 1 via the lines 8 and 19. As a result, the target ignition timing T is accurately set in the compression chamber 2 of the engine 1.
Fuel self-ignites in ci.

【０１０４】ところで図５に示すように改質反応にはさ
まざまな副反応がある。副反応のひとつに重合によるコ
ーキングがある。コーキングが発生すると、図４に示す
改質反応器４０内の改質触媒２４の表面に炭素分が析出
してしまい触媒の機能が損なわれ改質反応が良好に行わ
れなくなる。そこで触媒表面に付着したコーキング炭素
分を燃焼させることによって触媒表面から消失させると
いう改質触媒の再生操作が必要となる。As shown in FIG. 5, there are various side reactions in the reforming reaction. One of the side reactions is coking by polymerization. When coking occurs, carbon is deposited on the surface of the reforming catalyst 24 in the reforming reactor 40 shown in FIG. 4, and the function of the catalyst is impaired, so that the reforming reaction cannot be performed well. Therefore, it is necessary to perform a regeneration operation of the reforming catalyst, in which the coking carbon attached to the catalyst surface is burned to be eliminated from the catalyst surface.

【０１０５】改質器コントローラ９ではかかる再生操作
が行われる。The regeneration operation is performed in the reformer controller 9.

【０１０６】改質器コントローラ９では、エンジンコン
トローラ８から送出されてくるエンジン運転条件（エン
ジンスピードＮ、燃料噴射量）と、改質物質２６の未改
質燃料に対する添加量と、センサ１５で検出される貯蔵
容器１４内の改質物質２６の残量とに基づいて、再生操
作を行うか否かが判断される。In the reformer controller 9, the engine operating conditions (engine speed N, fuel injection amount) sent from the engine controller 8, the amount of the reforming substance 26 added to the unreformed fuel, and the detection by the sensor 15 are performed. It is determined whether or not a regeneration operation is to be performed based on the remaining amount of the reforming substance 26 in the storage container 14.

【０１０７】再生操作を行うと判断された場合には、図
４に示すように燃料供給配管３４上のストップバルブ３
２を閉状態にするための制御信号が当該ストップバルブ
３２に出力される。これにより燃料改質器１２に対する
燃料の供給が停止される。If it is determined that the regeneration operation is to be performed, as shown in FIG.
A control signal for closing 2 is output to the stop valve 32. Thereby, the supply of the fuel to the fuel reformer 12 is stopped.

【０１０８】一方でヒータ３５で発生する熱量を増加さ
せるように改質器コントローラ９はヒータ３５に投入す
る電力を制御する。On the other hand, the reformer controller 9 controls the electric power supplied to the heater 35 so as to increase the amount of heat generated by the heater 35.

【０１０９】この結果空気供給配管３０を介して燃料改
質器１２に導入される空気が加熱され、この加熱された
空気が触媒層２４に向け上昇する。そしてこの加熱空気
によって触媒表面のコーキング炭素分が焼き切られ消失
される。As a result, the air introduced into the fuel reformer 12 via the air supply pipe 30 is heated, and the heated air rises toward the catalyst layer 24. Then, the caulking carbon content on the catalyst surface is burned off and lost by the heated air.

【０１１０】以上の再生操作の内容である。The content of the above-described reproduction operation is described.

【０１１１】なお再生操作は触媒の熱劣化を避けつつコ
ーキング炭素分を焼き切るように行うことが望ましい。
なおまた再生操作はエンジン１の始動時に定期的に行う
ようにしてもよい。The regeneration operation is desirably performed so as to burn off the coking carbon while avoiding thermal deterioration of the catalyst.
The regeneration operation may be performed periodically when the engine 1 is started.

【０１１２】図１に示す構成に対しては種々の変形が可
能である。以下図１と同一の符号については同一の要素
であるとしてそれらについての重複した説明は省略す
る。図１の実施形態と異なる部分についてのみ説明す
る。Various modifications can be made to the configuration shown in FIG. Hereinafter, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements, and a duplicate description thereof will be omitted. Only parts different from the embodiment of FIG. 1 will be described.

【０１１３】図１の代わりに図２に示すように構成して
もよい。A configuration shown in FIG. 2 may be used instead of FIG.

【０１１４】図２に示す着火時期制御装置では、図１で
エンジン１の圧縮室２に配設されていた改質物噴射量装
置７が、エンジン１の吸気管３に配設される。In the ignition timing control device shown in FIG. 2, the reformate injection amount device 7 provided in the compression chamber 2 of the engine 1 in FIG. 1 is provided in the intake pipe 3 of the engine 1.

【０１１５】すなわち液状改質物質２６が改質物噴射量
制御装置１７から配管１９′を介して吸気管３に設けら
れた改質物噴射装置７′に供給され改質物質２６が吸気
管３内に噴射される。そして吸気管３を経由して改質物
質２６が圧縮室２内に供給される。That is, the liquid reforming substance 26 is supplied from the reforming substance injection amount control device 17 to the reforming substance injection device 7 ′ provided in the intake pipe 3 via the pipe 19 ′, and the reforming substance 26 is introduced into the intake pipe 3. It is injected. Then, the reforming substance 26 is supplied into the compression chamber 2 via the intake pipe 3.

【０１１６】この図２に示す実施形態によれば、改質物
噴射装置７′を、高圧となる圧縮室２ではなくて低圧と
なる吸気管３に設けるようにしたので、低圧用の安価な
噴射装置を使用することが可能となる。According to the embodiment shown in FIG. 2, the reformate injection device 7 'is provided not in the high-pressure compression chamber 2 but in the low-pressure intake pipe 3, so that inexpensive low-pressure injection is performed. The device can be used.

【０１１７】また図１の代わりに図３に示すように構成
してもよい。Further, a configuration shown in FIG. 3 may be used instead of FIG.

【０１１８】図１に示す着火時期制御装置では、液状の
アルデヒド類２６と未改質の燃料とをそれぞれ異なる供
給配管（１８、１９）、２１を経由させて別経路でエン
ジン１の圧縮室２に供給させるように構成されていたの
に対して、図３に示す着火時期制御装置では、液状のア
ルデヒド類２６と未改質の燃料とを同一の供給配管２３
でエンジン１の圧縮室２に供給させるように構成されて
いる。In the ignition timing control device shown in FIG. 1, the liquid aldehydes 26 and the unreformed fuel pass through different supply pipes (18, 19) and 21, respectively, and pass through separate paths to the compression chamber 2 of the engine 1. In contrast, in the ignition timing control device shown in FIG. 3, the liquid aldehydes 26 and the unreformed fuel are supplied to the same supply pipe 23.
And is supplied to the compression chamber 2 of the engine 1.

【０１１９】すなわち液状改質物質２６は貯蔵容器１４
から配管１８′を介して混合器２２に送られる。一方未
改質の燃料は燃料流量制御装置２０から燃料供給配管２
１′を介して混合器２２に送られる。混合器２２では、
液状改質物質２６と未改質燃料とが所定の割合で混合さ
れる。この混合割合は、混合器２２に付設された調量弁
２２ａにより調整される。目標着火時期Ｔciに着火する
に必要な混合割合（改質物質の添加量）が求められ、改
質器コントローラ９は調量弁２２ａに対してこの混合割
合で混合させるための制御信号を出力する。That is, the liquid modifying substance 26 is
Is sent to the mixer 22 via the pipe 18 '. On the other hand, unreformed fuel is supplied from the fuel flow control device 20 to the fuel supply pipe 2.
It is sent to the mixer 22 via 1 '. In the mixer 22,
The liquid reforming substance 26 and the unreformed fuel are mixed at a predetermined ratio. This mixing ratio is adjusted by a metering valve 22 a attached to the mixer 22. The mixing ratio (the amount of reforming substance added) necessary to ignite at the target ignition timing Tci is obtained, and the reformer controller 9 outputs a control signal to the metering valve 22a for mixing at this mixing ratio. .

【０１２０】こうして混合気２２からは所定の割合で混
合された液状改質物質２６と未改質燃料が出力され配管
２３を介して燃料噴射装置６に供給され燃料噴射装置６
により圧縮室２内に噴射される。Thus, the liquid reforming substance 26 and the unreformed fuel mixed at a predetermined ratio are output from the air-fuel mixture 22 and supplied to the fuel injector 6 through the pipe 23 to be supplied to the fuel injector 6.
Is injected into the compression chamber 2.

【０１２１】この図３に示す実施形態によれば、液状改
質物質２６と未改質燃料とを所定の割合で混合して同一
の燃料噴射装置６により圧縮室２内に供給するようにし
ているので、液状改質物質２６専用の噴射装置７（図
１）の配設を省略することができる。According to the embodiment shown in FIG. 3, the liquid reforming substance 26 and the unreformed fuel are mixed at a predetermined ratio and supplied into the compression chamber 2 by the same fuel injection device 6. Therefore, the arrangement of the injection device 7 (FIG. 1) dedicated to the liquid modifying substance 26 can be omitted.

【０１２２】上述した実施形態では自己着火により目標
着火時期に混合気（燃料）を着火させるようにしている
が、つぎに自己着火ではなく点火により目標着火時期に
確実に着火させることができる実施形態について説明す
る。In the above-described embodiment, the air-fuel mixture (fuel) is ignited at the target ignition timing by self-ignition. Next, an embodiment which can surely ignite the target ignition timing by ignition instead of self-ignition. Will be described.

【０１２３】図７は着火補助装置（点火プラグなど）３
６を用いて点火により着火を補助する実施形態を示して
いる。FIG. 7 shows an ignition assist device (such as a spark plug) 3
6 shows an embodiment in which ignition is assisted by ignition using No. 6.

【０１２４】図７の装置構成は、基本的には図３に示す
実施形態と同じである。ただし着火検出センサ５の配設
が省略される。また圧縮室２に着火補助装置３６たとえ
ば点火プラグ３６が配設される。エンジンコントローラ
８から着火信号が点火プラグ３６に出力され、これに応
じて点火プラグ３６の電極間で火花が発生し、圧縮室２
内の混合気が点火される。The device configuration of FIG. 7 is basically the same as the embodiment shown in FIG. However, the arrangement of the ignition detection sensor 5 is omitted. Further, an ignition assist device 36, for example, an ignition plug 36 is provided in the compression chamber 2. An ignition signal is output from the engine controller 8 to the ignition plug 36, and a spark is generated between the electrodes of the ignition plug 36 in response to the ignition signal.
The mixture inside is ignited.

【０１２５】以下図７に示すエンジンコントローラ８お
よび改質器コントローラ９で行われる着火制御の処理内
容について図８に示すフローチャートを併せ参照しつつ
説明する。Hereinafter, the content of the ignition control process performed by the engine controller 8 and the reformer controller 9 shown in FIG. 7 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

【０１２６】まずエンジンコントローラ８では、クラン
ク位置検出センサ４から出力されるクランク角度検出信
号に基づいてエンジンスピードＮが算出される。またエ
ンジンコントローラ８からは燃料流量制御装置２０に対
して燃料噴射量を指示する制御信号を出力している。よ
って現在の燃料噴射量（平均有効圧Ｐ（ｋｇ/ｃｍ2））
を取得することができる（ステップ２０１）。First, the engine controller 8 calculates the engine speed N based on the crank angle detection signal output from the crank position detection sensor 4. The engine controller 8 outputs a control signal for instructing the fuel injection amount to the fuel flow control device 20. Therefore, the current fuel injection amount (average effective pressure P (kg / cm2))
Can be obtained (step 201).

【０１２７】つぎにこうして取得されたエンジン１の現
在の運転条件（エンジンスピードＮ、平均有効圧Ｐ）に
対応する改質物質２６の目標添加量（着火抑制改質物質
２６の未改質燃料に対する混合割合）および目標着火時
期Ｔciが算出される。目標着火時期Ｔciの算出方法は図
９で説明したのと同様であるので説明は省略する。Next, the target addition amount of the reforming substance 26 corresponding to the current operating conditions (engine speed N, average effective pressure P) of the engine 1 acquired in this manner (the ignition suppressing reforming substance 26 relative to the unreformed fuel) The mixture ratio) and the target ignition timing Tci are calculated. The method of calculating the target ignition timing Tci is the same as that described with reference to FIG.

【０１２８】ここで「目標添加量」とは目標着火時期Ｔ
ciに燃料が着火するに十分な量のことである。「目標着
火時期Ｔciに燃料が着火するに十分な量」とは、目標着
火時期Ｔci以降に自己着火が発生する程度の量のことで
ある。つまり本実施形態では目標着火時期Ｔci以降に自
己着火が起きるように着火を完全に抑制している。Here, the "target addition amount" is the target ignition timing T
The amount of fuel is enough to ignite the ci. “Amount sufficient for fuel to ignite at target ignition timing Tci” refers to an amount such that self-ignition occurs after target ignition timing Tci. That is, in the present embodiment, ignition is completely suppressed so that self-ignition occurs after the target ignition timing Tci.

【０１２９】改質物質２６の目標添加量の算出方法はつ
ぎのとおりである。The method of calculating the target addition amount of the modifying substance 26 is as follows.

【０１３０】すなわち図１０に示すように図９と同様に
運転条件に対応する目標添加量を求めるマップが予め用
意されており、このマップから目標添加量が読み取られ
る。なお図１０に示す内容をデータテーブルの形式で記
憶させるようにしてもよく、また運転条件から目標添加
量を演算する演算式を記憶させるようにしておいてもよ
い。That is, as shown in FIG. 10, similarly to FIG. 9, a map for obtaining the target addition amount corresponding to the operating condition is prepared in advance, and the target addition amount is read from this map. The contents shown in FIG. 10 may be stored in the form of a data table, or an arithmetic expression for calculating the target addition amount from the operating conditions may be stored.

【０１３１】図１０において横軸はエンジンスピードＮ
であり縦軸は平均有効圧Ｐ（燃料噴射量）を示してい
る。Ｔはエンジン１のトルクを示すトルクカーブであ
る。各ラインｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６はそ
れぞれ目標添加量として同じ値であることを示すライン
である。ｂ１が目標添加量として最も少なくなるライン
であり、ｂ１からｂ２へ、ｂ２からｂ３へ、ｂ３からｂ
４へ、ｂ４からｂ５へ、ｂ５からｂ６へ移行する目標添
加量として多くなる。そしてｂ６が目標添加量として最
も多くなるラインである。In FIG. 10, the horizontal axis represents the engine speed N.
And the vertical axis indicates the average effective pressure P (fuel injection amount). T is a torque curve indicating the torque of the engine 1. Each of the lines b1, b2, b3, b4, b5, and b6 is a line indicating that they have the same value as the target addition amount. b1 is the line with the smallest target addition amount, from b1 to b2, from b2 to b3, from b3 to b
4, the target addition amount to shift from b4 to b5 and from b5 to b6 increases. B6 is the line where the target addition amount is the largest.

【０１３２】よってエンジンスピードＮ、平均有効圧Ｐ
に対応するラインｂを読み取ることで目標添加量が求め
られる（ステップ２０２）。Therefore, the engine speed N and the average effective pressure P
The target addition amount is obtained by reading the line b corresponding to (step 202).

【０１３３】つぎにエンジンコントローラ８から改質器
コントローラ９に対して、上記求められた液状着火抑制
改質物質２６の未改質燃料に対する目標添加量を指示す
る信号が出力される。これに応じて改質器コントローラ
９は上記目標添加量の液状着火抑制改質物質２６がエン
ジン１の圧縮室２内に供給されるように混合気２２の調
量弁２２ａに対して制御信号を出力する。このため混合
気２２から配管２３、燃料噴射装置６を介して上記求め
られた目標添加量の着火抑制物質２６がエンジン１の圧
縮室２内に供給される（ステップ２０３）。Next, the engine controller 8 outputs to the reformer controller 9 a signal indicating the target addition amount of the obtained liquid ignition suppressing reforming substance 26 to the unreformed fuel. In response to this, the reformer controller 9 sends a control signal to the metering valve 22a of the air-fuel mixture 22 so that the target addition amount of the liquid ignition suppressing reforming substance 26 is supplied into the compression chamber 2 of the engine 1. Output. For this reason, the ignition suppressing substance 26 of the target addition amount determined above is supplied from the air-fuel mixture 22 through the pipe 23 and the fuel injection device 6 into the compression chamber 2 of the engine 1 (step 203).

【０１３４】つぎにエンジンコントローラ８はクランク
位置検出センサ４から入力されたクランク角度検出信号
を読み込み（ステップ２０４）、この検出されたクラン
ク角度と上記ステップ２０２で取得された目標着火時期
Ｔci（目標クランク角度）とを逐次比較する。Next, the engine controller 8 reads the crank angle detection signal input from the crank position detection sensor 4 (Step 204), and detects the detected crank angle and the target ignition timing Tci (the target crank timing Tci) obtained in Step 202. Angle) are sequentially compared.

【０１３５】そして現在のクランク角度が目標着火時期
Ｔci（目標クランク角度）に到達した時点で、エンジン
コントローラ８は点火プラグ３６に対して着火信号を出
力する。これに応じて点火プラグ３６の電極間で火花が
発生し、圧縮室２内の混合気が点火される。この結果混
合気（燃料）は目標着火時期Ｔciで早期自己着火するこ
となく確実に着火される。When the current crank angle reaches the target ignition timing Tci (target crank angle), the engine controller 8 outputs an ignition signal to the ignition plug 36. Accordingly, a spark is generated between the electrodes of the ignition plug 36, and the air-fuel mixture in the compression chamber 2 is ignited. As a result, the air-fuel mixture (fuel) is reliably ignited at the target ignition timing Tci without early self-ignition.

【０１３６】なおエンジン１の最適な着火時期は、エン
ジンの回転数、燃料噴射量だけではなくて、冷却水温
度、吸入空気温度、吸入空気圧力などのパラメータによ
っても変化する。そこでこれらのパラメータをさらに考
慮して目標着火時期を定めることもできる。The optimum ignition timing of the engine 1 varies depending not only on the engine speed and fuel injection amount but also on parameters such as cooling water temperature, intake air temperature and intake air pressure. Therefore, the target ignition timing can be determined by further considering these parameters.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】図１は実施形態の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an embodiment;

【図２】図２は図１の構成の変形例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a modification of the configuration of FIG. 1;

【図３】図３は図１の構成の変形例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the configuration of FIG. 1;

【図４】図４は改質反応器の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a reforming reactor.

【図５】図５は実施形態の主要な改質反応を説明する図
である。FIG. 5 is a diagram illustrating a main reforming reaction of the embodiment.

【図６】図６は図１に示す装置で行われる着火制御の手
順を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a procedure of ignition control performed by the device shown in FIG. 1;

【図７】図７は図３の構成の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a modification of the configuration of FIG. 3;

【図８】図８は図７に示す装置で行われる着火制御の手
順を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a procedure of ignition control performed by the device shown in FIG. 7;

【図９】図９は目標着火時期を求めるマップを示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing a map for obtaining a target ignition timing.

【図１０】図１０は着火抑制改質物質の未改質燃料に対
する目標添加量（供給割合）を求めるマップを示す図で
ある。FIG. 10 is a diagram showing a map for calculating a target addition amount (supply ratio) of an ignition suppression reforming substance to an unreformed fuel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ エンジン ２ 圧縮室 ６ 燃料噴射装置 ７ 改質物噴射装置 ８ エンジンコントローラ ９ 改質器コントローラ １２ 燃料改質器 １３ 分離器 １４ 改質燃料貯蔵容器 REFERENCE SIGNS LIST 1 engine 2 compression chamber 6 fuel injection device 7 reformate injection device 8 engine controller 9 reformer controller 12 fuel reformer 13 separator 14 reformed fuel storage container

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室谷 泰輔 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 3G022 AA00 AA01 FA00 FA06 GA00 GA01 GA05 GA07 GA09 GA11 GA13 3G092 AA01 AA02 AA06 AB15 BA08 FA00 HA05Z HC05Z HE01Z HE03Z HE08Z  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Taisuke Murotani 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa F-term (reference) 3G022 AA00 AA01 FA00 FA06 GA00 GA01 GA05 GA07 GA09 GA11 GA13 3G092 AA01 AA02 AA06 AB15 BA08 FA00 HA05Z HC05Z HE01Z HE03Z HE08Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 エンジンの圧縮室内に空気と燃料を
供給し、これら空気と燃料の混合気を圧縮した所望の着
火時期に前記燃料を着火させて燃焼を行うエンジンの着
火時期を制御するエンジンの着火時期制御装置におい
て、 前記燃料の一部を着火抑制物質に改質する改質手段と、 前記改質された着火抑制物質を液状にして貯蔵する貯蔵
手段と、 前記所望の着火時期に燃料が着火するために必要な量の
液状の着火抑制物質を、未改質の燃料とともに前記圧縮
室内に供給する供給手段とを具えたエンジンの着火時期
制御装置。An engine for supplying air and fuel to a compression chamber of an engine and for controlling the ignition timing of an engine that ignites the fuel at a desired ignition timing when a mixture of the air and fuel is compressed and performs combustion. In the ignition timing control device, a reforming means for reforming a part of the fuel into an ignition suppressing substance; a storage means for storing the reformed ignition suppressing substance in a liquid state; An ignition timing control device for an engine, comprising: supply means for supplying a necessary amount of a liquid ignition suppressing substance for ignition to the compression chamber together with unreformed fuel. 【請求項２】 前記改質手段は、燃料の炭化水素を、
部分酸化することによって着火抑制物質としてのアルデ
ヒド類と水を生成するものであり、 前記貯蔵手段は、前記改質手段で得られた水に前記アル
デヒド類を溶解させることで着火抑制物質を液状にして
貯蔵するものである請求項１記載のエンジンの着火時期
制御装置。2. The method according to claim 1, wherein the reforming unit converts the fuel hydrocarbon into
Aldehydes and water as an ignition suppressing substance are generated by partial oxidation, and the storage means makes the ignition suppressing substance liquid by dissolving the aldehyde in water obtained by the reforming means. The ignition timing control device for an engine according to claim 1, wherein the ignition timing control device stores the ignition timing. 【請求項３】 エンジンの圧縮室内に空気と燃料を
供給し、これら空気と燃料の混合気を圧縮した所望の着
火時期に前記燃料を着火させて燃焼を行うエンジンの着
火時期を制御するエンジンの着火時期制御方法におい
て、 前記燃料の一部を着火抑制物質に改質する改質行程と、 前記改質された着火抑制物質を液状にして貯蔵する貯蔵
行程と、 前記所望の着火時期に燃料が着火するために必要な量の
液状の着火抑制物質を、未改質の燃料とともに前記圧縮
室内に供給する供給行程とを具えたエンジンの着火時期
制御方法。3. An engine for supplying air and fuel to a compression chamber of an engine and for controlling an ignition timing of an engine for performing combustion by igniting the fuel at a desired ignition timing obtained by compressing a mixture of the air and fuel. In the ignition timing control method, a reforming step of reforming a part of the fuel to an ignition suppressing substance, a storage step of storing the reformed ignition suppressing substance in a liquid state, A method for controlling an ignition timing of an engine, comprising a supply step of supplying a necessary amount of a liquid ignition suppressing substance for ignition to the compression chamber together with unreformed fuel.