JP2000220482A - Premixture compression self-ignitable engine and its control method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly set a compression self-ignition timing with a simple structure by mixing a liquid, which takes the latent heat of an evaporated premixture when mixed with the premixture, with the premixture while regulating the mixing quantity to control the compression self-ignition timing. SOLUTION: In an engine 100, water 21 is sprayed to a premixture before compression self-ignition through a spray nozzle 20 connected to an atomizer 22 to an intake passage 12 in order to mix the water 21 with the premixture. The spray quantity can be set by the atomizer 22, and it is controlled on the basis of the output signal of a controller 12. The water 21 contained in the premixture is evaporated up to the compression self-ignition, and cooled by taking the latent heat of the premixture. The temperature of the premixture before compression self-ignition is regulated by a mixing means B to regulate the self-ignition timing. According to this, a premixture compression self- ignitable engine can be provided.

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、燃料と燃焼用酸素
含有ガスとを、シリンダ内に吸気するとともに、このシ
リンダ内において予混合気を圧縮自着火させてクランク
軸の回転を維持する予混合圧縮自着火エンジンに関する
ものであり、このようなエンジンにおいて、好ましい運
転状態を維持する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to premixing in which fuel and oxygen-containing gas for combustion are taken into a cylinder, and premixed gas is compressed and ignited in the cylinder to maintain rotation of a crankshaft. The present invention relates to a compression ignition engine and a technique for maintaining a preferable operating state in such an engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】内燃機関であるエンジンは、大きく、火
花点火エンジン（オットーサイクルエンジン）と、圧縮
空気中に液体燃料を噴射するディーゼルエンジンに分け
られるが、都市ガスを燃料とするガスエンジンでは、従
来型のディーゼルエンジンの場合、噴射燃料の圧縮動力
が大きく、機構も複雑になる為、圧倒的多数は、火花点
火エンジン（以下ＳＩエンジンと記す）とされる。ＳＩ
エンジンは、シリンダへ空気（燃焼用酸素含有ガスの一
例）と燃料の予混合気を送り込み、シリンダで圧縮した
後、スパークプラグで強制着火する。ところで、エンジ
ンは、圧縮比を増大させる程効率が増大することが分か
っているが、ＳＩエンジンでは、圧縮比を増大させる
と、ノッキングが発生し、その為、通常、圧縮比は１０
程度に抑えられる。ノッキングとは、火花点火された燃
焼波が、シリンダ全域に拡がる前に、未燃部が自然燃焼
して、衝撃波を発生する現象であり、この自然着火条件
の成立は、温度依存性が極めて高い。また、圧縮比を増
大させると、ノッキングが発生し易くなるのは、圧縮比
増大とともに、未燃部の温度が増大するためである。2. Description of the Related Art Engines, which are internal combustion engines, are roughly classified into a spark ignition engine (Otto cycle engine) and a diesel engine which injects liquid fuel into compressed air. In the case of a conventional diesel engine, the compression power of the injected fuel is large and the mechanism is complicated, so the overwhelming majority is a spark ignition engine (hereinafter referred to as SI engine). SI
The engine sends air (an example of an oxygen-containing gas for combustion) and a premixed fuel of fuel to a cylinder, compresses the cylinder, and forcibly ignites with a spark plug. By the way, it is known that the efficiency of the engine increases as the compression ratio increases. However, in the case of the SI engine, when the compression ratio is increased, knocking occurs.
Can be suppressed to the extent. Knocking is a phenomenon in which an unburned portion spontaneously combusts and generates a shock wave before a spark-ignited combustion wave spreads over the entire cylinder, and the establishment of the spontaneous ignition condition is extremely temperature-dependent. . The reason why knocking is more likely to occur when the compression ratio is increased is that the temperature of the unburned portion increases as the compression ratio increases.

【０００３】最近、自然着火を積極的に利用する予混合
圧縮自着火エンジンのコンセプトが話題になっている。
これは、元々、燃料噴射ディーゼルのパティキュレート
を防止する目的で考え出されたものであるが、圧縮空気
中に燃料を噴射するのではなく、主には、ＳＩエンジン
の様に空気と燃料の予混合気をシリンダに供給し、圧縮
によって自然着火させ、回転を続ける。この手法をガス
エンジンに適用すれば、ノッキングの問題を避けつつ、
圧縮比を増大させ、高い効率を得ることが可能となる。[0003] Recently, the concept of a homogeneous charge compression ignition engine that actively utilizes spontaneous ignition has become a hot topic.
This was originally conceived for the purpose of preventing the particulates of fuel-injected diesel, but rather than injecting the fuel into the compressed air, it mainly uses air and fuel like SI engines. The pre-mixed gas is supplied to the cylinder, spontaneously ignites by compression, and continues to rotate. By applying this method to gas engines, it is possible to avoid knocking problems,
It is possible to increase the compression ratio and obtain high efficiency.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記予混合圧縮自着火
エンジンを実現するための大きな課題の一つは、自着火
時期の制御である。ＳＩエンジンでは、火花点火時期に
よって、燃料噴射ディーゼルでは燃料噴射時期によって
着火時期を制御できるが、予混合圧縮自着火エンジンの
場合、そのままでは（自着火時期の制御を適正におこな
わないと）、起動からの経過時間、エンジン負荷、空気
比等の変化により、自着火の起こるタイミングが変わり
運転を継続できなくなる。また、自着火のタイミングを
制御するために、シリンダ内に吸気する前の予混合気の
温度を制御する方法が考えられるが、そのためには、予
混合気の温度を変更する装置を別に設ける必要がある。
従って、本発明の目的は、予混合圧縮自着火エンジンに
おいて、簡単な構造でその自着火タイミングを適性なも
のとすることができる技術を得ることにある。One of the major problems in realizing the above-mentioned homogeneous charge compression ignition engine is control of the ignition timing. In the SI engine, the ignition timing can be controlled by the spark ignition timing, and in the fuel injection diesel, the ignition timing can be controlled by the fuel injection timing. However, in the case of the homogeneous charge compression self-ignition engine, the ignition is started as it is (unless the ignition timing is properly controlled). Due to changes in the elapsed time from the start, the engine load, the air ratio, etc., the timing at which self-ignition occurs changes and the operation cannot be continued. In addition, in order to control the timing of self-ignition, a method of controlling the temperature of the premixed gas before intake into the cylinder may be considered. For this purpose, it is necessary to separately provide a device for changing the temperature of the premixed gas. There is.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique which can make the self-ignition timing appropriate with a simple structure in a homogeneous charge compression self-ignition engine.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による、燃料と燃焼用酸素含有ガスとをシリン
ダ内に吸気するとともに、前記シリンダ内において予混
合気を圧縮自着火させてクランク軸の回転を維持する予
混合圧縮自着火エンジンの特徴手段は、請求項１に記載
されているように、前記予混合気に混合されて気化して
前記予混合気の潜熱を奪う液体を、混合量調節を伴っ
て、前記予混合気に混合し、前記圧縮自着火のタイミン
グを制御することにある。圧縮自着火エンジンの動作制
御にあっては、圧縮自着火のタイミングが重要である。
即ち、エンジンの動作サイクルである吸気、圧縮、膨
張、排気行程において、このような圧縮自着火は、圧縮
行程の最終段階、若しくは膨張行程の初期の段階におい
て、発生することが好ましい。本願にあっては、予混合
気に混合されて気化して予混合気の潜熱を奪う液体を予
混合気に混合して、予混合気を冷却することで、圧縮自
着火のタイミングを遅らせることができる。このような
液体の予混合気への混合は、予混合気をシリンダ内に導
く吸気流路に液体用の噴霧ノズルを設置し、液体を噴霧
状態で予混合気に混合することで行うことができる。よ
って、適切な圧縮自着火タイミングよりも早いタイミン
グで自着火している予混合気に対して、液体を混合し、
予混合気を冷却することで、自着火のタイミングを好ま
しいタイミングにすることができる。さらに、エンジン
動作サイクルにおける前記圧縮自着火のタイミングを検
出可能な構造とし、前記検出された圧縮自着火のタイミ
ングに基づいて、前記予混合気に混合される前記液体の
混合量を制御することができる。まず、エンジンの動作
サイクル中における圧縮自着火の実際のタイミングを検
出する、即ち、エンジンの動作サイクルにおける時間軸
上で、どのタイミングで自着火が発生しているかを検出
する。このような検出は、例えば、シリンダ内の内圧若
しくは温度の変化を、クランク軸の回転角と関連付けて
検出することにより、行うことができる。そして本願に
あっては、検出される自着火のタイミングに基づいて、
この液体の混合量を調整することで、予混合気の冷却量
を制御することができ、常に自着火のタイミングを望ま
しいものとすることもできる。また、液体の混合量の調
整は、例えば、吸気路に備えられた液体の噴霧ノズルに
供給する液体の量を調整することで可能である。また、
前記液体は水、メタノール、軽油、ジメチルエーテル、
若しくはプロピルアルコールであることが好ましく、予
混合気に混合され気化し予混合気の潜熱を奪いやすいの
で、好適に予混合気の冷却ができ、圧縮自着火のタイミ
ングを遅らせることができ、適正なタイミングに制御で
きる。According to the present invention, a fuel and an oxygen-containing gas for combustion are sucked into a cylinder, and the premixed gas is compressed and ignited in the cylinder to crank the crank. The characteristic means of the premixed compression ignition engine that maintains the rotation of the shaft includes, as described in claim 1, a liquid mixed with the premixed gas and vaporized to remove latent heat of the premixed gas, It is another object of the present invention to control the timing of the compression ignition by mixing with the premixed gas with adjusting the mixing amount. In the operation control of the compression ignition engine, the timing of the compression ignition is important.
That is, in the intake, compression, expansion, and exhaust strokes, which are the operation cycles of the engine, it is preferable that such compression ignition occurs at the final stage of the compression stroke or at the initial stage of the expansion stroke. In the present application, the timing of the compression ignition is delayed by mixing the liquid mixed with the premixed gas and vaporizing to take away the latent heat of the premixed gas into the premixed gas and cooling the premixed gas. Can be. Such mixing of the liquid into the premixed gas can be performed by installing a spray nozzle for the liquid in an intake passage that guides the premixed gas into the cylinder, and mixing the liquid with the premixed gas in a spray state. it can. Therefore, the liquid is mixed with the premixed gas that is ignited earlier than the appropriate compression ignition timing,
By cooling the premixed gas, the timing of self-ignition can be set to a preferable timing. Further, the structure may be such that the timing of the compression self-ignition in the engine operation cycle can be detected, and based on the detected timing of the compression self-ignition, a mixing amount of the liquid mixed with the premixed gas is controlled. it can. First, the actual timing of the compression ignition in the operation cycle of the engine is detected, that is, at what timing self-ignition occurs on the time axis in the operation cycle of the engine. Such detection can be performed, for example, by detecting a change in internal pressure or temperature in the cylinder in association with the rotation angle of the crankshaft. And in the present application, based on the detected self-ignition timing,
By adjusting the mixing amount of the liquid, the cooling amount of the premixed gas can be controlled, and the timing of self-ignition can always be made desirable. Further, the adjustment of the liquid mixing amount can be performed, for example, by adjusting the amount of the liquid supplied to the liquid spray nozzle provided in the intake path. Also,
The liquid is water, methanol, light oil, dimethyl ether,
Or it is preferably propyl alcohol, which is easily mixed with the premixed gas and vaporized to take away the latent heat of the premixed gas.Therefore, the premixed gas can be suitably cooled, and the timing of compression ignition can be delayed. You can control the timing.

【０００６】以上が、圧縮自着火のタンミングの制御方
法に関するものであるが、このような予混合圧縮自着火
エンジンは、請求項４に記載されているように、以下の
ように構成することが好ましい。即ち、燃料と燃焼用酸
素含有ガスとをシリンダ内に吸気するとともに、前記シ
リンダ内において予混合気を圧縮自着火させてクランク
軸の回転を維持する予混合圧縮自着火エンジンを構成す
るに、エンジン動作サイクルにおける前記圧縮自着火の
タイミングを検出する圧縮自着火タイミング検出手段を
備えるとともに、前記予混合気に混合されて気化して前
記予混合気の潜熱を奪う液体を、混合量調節を伴って、
前記予混合気に混合し、前記混合量を設定する混合手段
を備え、前記圧縮自着火タイミング検出手段によって検
出された圧縮自着火のタイミングに基づいて、前記混合
手段からの前記液体の前記混合量を調節して、前記圧縮
自着火のタイミングを制御する制御手段を備える。この
予混合圧縮自着火エンジンにあっては、例えば、吸気路
に液体を予混合気に噴霧する噴霧ノズルと噴霧量を調整
できる噴霧装置を混合手段として備えている。圧縮自着
火タイミング検出手段により、エンジン動作サイクル内
における経時的な圧縮自着火のタイミングが検出され
る。一方、混合手段により予混合気に混合される液体
は、気化することで予混合気の潜熱を奪い、予混合気が
冷却されるので、結果として圧縮自着火のタイミングを
遅らせることができる。よって、検出される自着火のタ
イミングに基づいて、混合手段を働かせ、この液体の混
合を調整することで、予混合気の冷却量を制御すること
ができ、結果的に自着火のタイミングを望ましいものと
することもできる。さて、本願エンジンには、制御手段
が備えられ、この制御手段により前記圧縮自着火タイミ
ング検出手段によって検出された圧縮自着火のタイミン
グに基づいて、混合手段からの液体の混合量を調節し
て、圧縮自着火前の予混合気に混合される液体の混合量
を調整し、圧縮自着火前のシリンダ内の温度を変化させ
る。結果、圧縮自着火のタイミングを変更、制御するこ
とができ、例えば、これを好ましい状態とすることがで
きる。[0006] The above description relates to a method for controlling compression self-ignition tamping. Such a homogeneous charge compression self-ignition engine may be configured as follows. preferable. That is, a premixed compression self-ignition engine in which fuel and oxygen-containing gas for combustion are sucked into a cylinder and the premixed air is compressed and self-ignited in the cylinder to maintain rotation of a crankshaft, Along with compression ignition timing detection means for detecting the timing of the compression ignition in the operation cycle, the liquid mixed with the premixed gas and vaporized to remove the latent heat of the premixed gas is mixed with the mixing amount adjustment. ,
Mixing means for mixing the premixed gas and setting the mixing amount, based on the compression ignition timing detected by the compression ignition timing detection means, the mixing amount of the liquid from the mixing means. And control means for controlling the timing of the compression auto-ignition. This premixed compression ignition engine includes, as mixing means, for example, a spray nozzle for spraying a liquid into a premixed gas in an intake passage and a spray device capable of adjusting a spray amount. The compression ignition timing detecting means detects the compression ignition timing over time in the engine operation cycle. On the other hand, the liquid mixed with the premixed gas by the mixing means deprives the latent heat of the premixed gas by evaporating and cools the premixed gas, so that the timing of the compression ignition can be delayed as a result. Therefore, based on the detected self-ignition timing, the cooling means of the premixed gas can be controlled by operating the mixing means and adjusting the mixing of the liquid, and as a result, the self-ignition timing is desirable. It can also be. Now, the engine of the present application is provided with control means, which adjusts the mixing amount of the liquid from the mixing means based on the compression ignition timing detected by the compression ignition timing detection means by the control means, The mixing amount of the liquid mixed with the premixed gas before compression ignition is adjusted to change the temperature in the cylinder before compression ignition. As a result, the timing of compression self-ignition can be changed and controlled, and for example, this can be set to a preferable state.

【０００７】前記予混合圧縮自着火エンジンにおいて、
請求項５に記載されているように、前記制御手段が、前
記圧縮自着火タイミング検出手段により検出される情報
に従って、圧縮自着火が起こるべきクランク軸角度タイ
ミングに対する、実際の圧縮自着火のタイミングの遅れ
若しくは早まりを検出し、前記実際の圧縮自着火のタイ
ミングに遅れがある場合に、前記液体の前記混合量を減
少側に制御し、前記実際の圧縮自着火のタイミングに早
まりがある場合に、前記液体の前記混合量を増加側に制
御することが好ましい。一般に、予混合圧縮自着火エン
ジンにおいては、クランク軸の回転角との関係で、圧縮
自着火のタイミングとして好ましいタイミングが、特定
される。即ち、ピストンが上死点にあるタイミングの近
傍に、圧縮自着火のタイミングが来ていることが好まし
く、このような理想的なタイミングは、エンジンの仕
様、動作状態が特定されると、ほぼ一意的に決まる。こ
れが、圧縮自着火が起こるべきクランク軸回転角度タイ
ミングである。よって、このような情報を予め求めてお
き、制御手段により、このタイミングに対して、実際の
圧縮自着火のタイミングの遅れ若しくは早まりを検出す
ることが可能であり、これを、好ましいタイミングに持
っていこうとすると、制御手段による制御を働かせて、
実際の圧縮自着火のタイミングの遅れに対しては、圧縮
自着火前の予混合気に混合する液体の混合量を減少側に
制御し、実際の圧縮自着火のタイミングの早まりに対し
ては、圧縮自着火前の予混合気に混合する液体の混合量
を増加側に制御することで、これにより圧縮自着火前の
シリンダ内の温度を、理想的な圧縮自着火のタイミング
を維持する温度に制御することができる。In the above homogeneous charge compression ignition engine,
According to a fifth aspect of the present invention, in accordance with the information detected by the compression ignition timing detection means, the control means sets an actual compression ignition timing with respect to a crankshaft angle timing at which compression ignition should occur. Detect delay or advance, if there is a delay in the timing of the actual compression ignition, control the mixing amount of the liquid to the decreasing side, if there is an advance in the actual compression ignition timing, It is preferable that the mixing amount of the liquid is controlled to increase. Generally, in a homogeneous charge compression ignition engine, a preferable timing for compression ignition is specified in relation to the rotation angle of the crankshaft. That is, it is preferable that the compression ignition timing is near the timing at which the piston is at the top dead center. Such an ideal timing is almost unique when the specifications and operating conditions of the engine are specified. Is decided. This is the crankshaft rotation angle timing at which compression ignition should occur. Therefore, it is possible to obtain such information in advance, and it is possible for the control means to detect a delay or advance of the actual compression ignition timing with respect to this timing. In this case, the control by the control means is activated,
For the delay of the actual compression ignition timing, the mixing amount of the liquid mixed with the premixed gas before the compression ignition is controlled to the decreasing side, and for the advance of the actual compression ignition timing, By controlling the mixing amount of the liquid mixed with the premixed gas before compression auto-ignition to the increasing side, the temperature in the cylinder before compression auto-ignition is thereby adjusted to a temperature that maintains the ideal compression auto-ignition timing. Can be controlled.

【０００８】さて、予混合圧縮自着火エンジンは上記の
構成でほぼ好ましい運転状態を確保できるが、自着火の
タイミングは、例えば、エンジンの運転開始からの経過
時間、エンジン負荷、空気比、あるいは環境温湿度気圧
等の動作条件の変化に対して直接前記圧縮自着火前の予
混合気に噴霧する液体の噴霧量を適切に調整して、好ま
しい動作状態を得ることが好ましい場合もある。この場
合は以下の構成を採用することができる。即ち、燃料と
燃焼用酸素含有ガスとをシリンダ内に吸気するととも
に、前記シリンダ内において予混合気を圧縮自着火させ
てクランク軸の回転を維持する予混合圧縮自着火エンジ
ンを構成するに、請求項６に記載されているように、エ
ンジンの動作条件を検出する動作条件検出手段を備える
とともに、前記予混合気に混合されて気化して前記予混
合気の潜熱を奪う液体を、混合量調節を伴って、前記予
混合気に混合し、前記混合量を設定する混合手段を備
え、前記動作条件検出手段によって検出された動作条件
に基づいて、前記混合手段からの前記液体の前記混合量
を調節して、前記圧縮自着火タイミングを制御する制御
手段を備える。この構成にあっては、動作条件検出手段
により、自着火タイミングに影響を及ぼすと考えられる
動作条件が検出される。このような動作条件とは、先に
示したような、エンジンの運転開始からの経過時間、エ
ンジン負荷、空気比、あるいは環境温湿度気圧等であ
る。一方、これまで説明してきた例と同様に、前記圧縮
自着火前の予混合気に混合する液体の混合量を設定する
混合手段が備えられる。従って、制御手段は、前記動作
条件検出手段によって検出された動作条件に基づいて、
前記混合手段からの液体の混合量を調節して、圧縮自着
火前の予混合気に混合される液体の混合量を制御し、圧
縮自着火前のシリンダ内の温度を任意に変化させる。結
果、圧縮自着火のタイミングを変更、制御することがで
き、例えば、動作条件に従った、あるいはこのような動
作条件の変化傾向に対応して、圧縮自着火前の予混合気
に混合する液体の混合量、あるいはその変化傾向を設定
するための情報が予め収納されており、このような予め
得られている規範情報に従って、圧縮自着火前の予混合
気に混合する液体の混合量を制御し圧縮自着火前のシリ
ンダ内の温度を任意に変化させる。このようにすること
で、動作条件に適合して、あるいは動作条件の変化に対
応して、好ましい運転状態を確保できる。The homogeneous charge compression ignition engine can secure a substantially preferable operating state with the above configuration. The timing of the self ignition is determined, for example, by the elapsed time from the start of the operation of the engine, the engine load, the air ratio, or the environment. In some cases, it is preferable to appropriately adjust the spray amount of the liquid to be sprayed onto the premixed gas directly before the compression ignition in response to a change in the operating conditions such as the temperature, the humidity, and the atmospheric pressure to obtain a preferable operating state. In this case, the following configuration can be adopted. That is, a premixed compression ignition engine that injects fuel and oxygen-containing gas for combustion into a cylinder and compresses and ignites the premixed gas in the cylinder to maintain rotation of a crankshaft is claimed. Item 6 includes an operating condition detecting means for detecting an operating condition of the engine, and adjusts a mixing amount of the liquid which is mixed with the premixed gas and vaporized to deprive the latent heat of the premixed gas. With the premixed gas, mixing means for setting the mixing amount is provided, and the mixing amount of the liquid from the mixing means is determined based on the operating condition detected by the operating condition detecting means. And a control means for adjusting and controlling the compression ignition timing. In this configuration, the operating condition detecting means detects an operating condition that is considered to affect the self-ignition timing. Such operating conditions are, for example, the elapsed time from the start of operation of the engine, the engine load, the air ratio, the ambient temperature, the humidity, and the atmospheric pressure, as described above. On the other hand, as in the example described so far, a mixing means for setting a mixing amount of a liquid to be mixed with the premixed gas before the compression ignition is provided. Therefore, the control means, based on the operating conditions detected by the operating condition detecting means,
The mixing amount of the liquid from the mixing means is adjusted to control the mixing amount of the liquid mixed with the premixed gas before the compression ignition, thereby arbitrarily changing the temperature in the cylinder before the compression ignition. As a result, the timing of compression self-ignition can be changed and controlled, for example, the liquid mixed with the premixed gas before compression self-ignition in accordance with the operating conditions or in response to such a change tendency of the operating conditions. The information for setting the mixing amount or the change tendency thereof is stored in advance, and the mixing amount of the liquid to be mixed with the premixed gas before the compression ignition is controlled in accordance with such standard information obtained in advance. Then, the temperature in the cylinder before the compression ignition is arbitrarily changed. In this way, a favorable operating state can be ensured in conformity with the operating conditions or in response to a change in the operating conditions.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】本願の予混合圧縮自着火エンジン
１００の構造を図１に基づいて説明する。エンジン１０
０は、吸気弁１及び排気弁２を備えたシリンダ３と、こ
のシリンダ３内に収納されるピストン４を備えたエンジ
ン本体５を備えて構成されている。ピストン４は連接棒
８によってクランク軸９に接続されており、ピストン４
の往復動に従ってクランク軸９に回転出力を得られる。
この構成により、予混合気は、吸気路１３、吸気弁１を
介し、シリンダ３内へ導かれ、圧縮・膨張行程を経た
後、排気弁２、排気路１４を介して排気側へ排気され
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a homogeneous charge compression ignition engine 100 according to the present invention will be described with reference to FIG. Engine 10
Reference numeral 0 denotes a cylinder provided with an intake valve 1 and an exhaust valve 2, and an engine body 5 provided with a piston 4 housed in the cylinder 3. The piston 4 is connected to a crankshaft 9 by a connecting rod 8.
The rotational output can be obtained from the crankshaft 9 according to the reciprocating motion.
With this configuration, the premixed gas is guided into the cylinder 3 via the intake path 13 and the intake valve 1, and after being subjected to a compression / expansion stroke, is exhausted to the exhaust side via the exhaust valve 2 and the exhaust path 14. .

【００１０】エンジンの動作サイクルは、吸気行程、圧
縮行程、膨張行程、排気行程を経て、一サイクルを完了
する。通常、前記吸気行程においては、吸気弁１のみが
開状態とされて、予混合気の吸気が行われる。圧縮行程
においては、吸気弁１及び排気弁２が共に閉状態とされ
ピストン４がシリンダ３内空間を減少させる方向に移動
し、シリンダ３内のガスの圧縮が起こる。この圧縮が完
了する状態におけるピストン４の位置が、上死点と呼ば
れ、本願における圧縮自着火は、この位置の近傍にピス
トン４があるタイミングで起こることが好ましい。膨張
行程は、燃焼によって発生する高圧ガスによりピストン
４がシリンダ内空間を増加する方向に移動する行程であ
る。この行程にあっても、吸気弁１及び排気弁２が共に
閉状態とされる。さらに、排気行程においては、排気弁
２のみが開状態とされ、ピストン４のシリンダ３内空間
を減少させる方向への移動に伴ってシリンダ３内の排ガ
スが排出される。以上の行程は、４サイクルエンジンが
普通に備える行程であり、基本的に予混合圧縮自着火エ
ンジンも、着火が、圧縮に伴って発生される熱によって
起こる以外、他のエンジンと変わるところはない。One cycle of the operation cycle of the engine is completed through an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. Normally, in the intake stroke, only the intake valve 1 is opened, and intake of premixed air is performed. In the compression stroke, the intake valve 1 and the exhaust valve 2 are both closed, the piston 4 moves in a direction to reduce the space in the cylinder 3, and the gas in the cylinder 3 is compressed. The position of the piston 4 in a state where the compression is completed is called a top dead center, and the compression ignition in the present application preferably occurs at a timing when the piston 4 is located near this position. The expansion stroke is a stroke in which the piston 4 moves in a direction to increase the space in the cylinder due to the high-pressure gas generated by the combustion. Even during this process, the intake valve 1 and the exhaust valve 2 are both closed. Further, in the exhaust stroke, only the exhaust valve 2 is opened, and the exhaust gas in the cylinder 3 is discharged as the piston 4 moves in the direction to reduce the space in the cylinder 3. The above strokes are the ones that a four-stroke engine normally has. Basically, a homogeneous charge compression ignition engine is no different from other engines except that ignition is caused by heat generated by compression. .

【００１１】以下 本願の特徴構成に関して説明する。
図１に示すエンジン１００には、シリンダ３内の内圧を
検出するための内圧センサ１０が備えられるとともに、
クランク軸９の角度を検出するためのクランク角センサ
１１が備えられている。内圧センサ１０からの出力情報
は予め設定されている設定値と比較され、その比較結
果、及び検出されたクランク角が、エンジンに備えられ
る制御装置１２に送られる。従って、制御装置１２にお
いては、各時点において、クランク角と設定値に対して
シリンダ内の内圧がどのような状態にあるかの情報を得
ることができる。シリンダ内圧が設定値を越えるタイミ
ングが実際の自着火のタイミングである。このように、
エンジンの動作サイクルにおける圧縮自着火のタンミン
グを検出する手段を、圧縮自着火タイミング検出手段Ａ
と呼ぶ。ここで、この圧縮自着火タイミング検出手段Ａ
においては、クランク軸角度が動作サイクルの時間軸に
代わる情報として認識され、クランク軸角がどの角度に
あるタイミングで、圧縮自着火が起こったかを検出し
て、自着火のタイミングが特定される。Hereinafter, the characteristic configuration of the present invention will be described.
The engine 100 shown in FIG. 1 includes an internal pressure sensor 10 for detecting an internal pressure in the cylinder 3,
A crank angle sensor 11 for detecting the angle of the crank shaft 9 is provided. The output information from the internal pressure sensor 10 is compared with a preset set value, and the comparison result and the detected crank angle are sent to the control device 12 provided in the engine. Therefore, the control device 12 can obtain information on the state of the internal pressure in the cylinder with respect to the crank angle and the set value at each time point. The timing at which the cylinder internal pressure exceeds the set value is the actual self-ignition timing. in this way,
A means for detecting the timing of compression ignition in the operating cycle of the engine is referred to as compression ignition timing detection means A.
Call. Here, the compression ignition timing detection means A
In, the crankshaft angle is recognized as information replacing the time axis of the operation cycle, and at which timing the crankshaft angle is at which compression autoignition has occurred, the timing of autoignition is specified.

【００１２】一方、本発明に係るエンジン１００には、
予混合気に水２１を混合するために、吸気路１３に、噴
霧器２２に接続された噴霧ノズル２０が備えられてい
る。水２１は噴霧器２２に供給され、噴霧ノズル２０を
介し圧縮自着火前の予混合気に噴霧される。この噴霧量
は噴霧器２２によって設定可能で、制御器１２の出力信
号に基づいて制御される。このように、圧縮自着火前の
予混合気に噴霧される水２１の噴霧量を設定し、予混合
気に水２１を噴霧し混合する手段を混合手段Ｂと呼ぶ。On the other hand, the engine 100 according to the present invention includes:
A spray nozzle 20 connected to a sprayer 22 is provided in the intake path 13 for mixing the water 21 with the premixed gas. The water 21 is supplied to a sprayer 22 and sprayed through a spray nozzle 20 to a premixed gas before compression ignition. The spray amount can be set by the sprayer 22 and is controlled based on the output signal of the controller 12. In this way, the means for setting the spray amount of the water 21 to be sprayed on the premixed gas before the compression ignition, and spraying and mixing the water 21 on the premixed gas is referred to as mixing means B.

【００１３】予混合気に含まれた水２１は圧縮自着火ま
でに気化し、予混合気の潜熱を奪う。この気化により、
水２１は予混合気の潜熱を奪い、結果として予混合気を
冷却することになる。よって、混合手段Ｂによって圧縮
自着火前の予混合気に噴霧される水２１の噴霧量を調整
することで、圧縮自着火前の予混合気の温度を調整する
ことができ、自着火のタイミングを調整することができ
る。The water 21 contained in the premixed gas is vaporized by the compression ignition and deprives the premixed gas of latent heat. With this vaporization,
The water 21 deprives the premixed gas of latent heat, and consequently cools the premixed gas. Therefore, the temperature of the premixed gas before the compression ignition can be adjusted by adjusting the spray amount of the water 21 sprayed to the premixture before the compression ignition by the mixing means B, and the timing of the self-ignition can be adjusted. Can be adjusted.

【００１４】上記構成により、制御装置１２には、エン
ジン１００の一動作サイクル内における実際の自着火の
タイミング情報（実際は、各クランク角においてシリン
ダ内圧力が設定値に対して、これを越えたクランク角情
報）が、入力される。一方、この制御装置１２は、内部
に記憶手段１２０を備えており、運転条件に対応して、
圧縮自着火が起こるべきタイミング（特定のクランク
角）情報を備えている。このような好ましい自着火のタ
イミングは、エンジンの仕様が固定されている場合、経
験的に判明しており、予め記憶しておくことができる。
そして、制御装置１２内では、エンジン動作時におけ
る、圧縮自着火タイミング検出手段Ａによって検出され
た実際の自着火タイミング（シリンダ内圧が前記設定値
を越えるシリンダ角）と、前記好ましい自着火のタイミ
ング（好ましいシリンダ角）との、比較をおこなう。こ
のようにすることで、実際の自着火のタイミングの遅れ
若しくは早まりを判断する。この結果に基づいて、制御
装置１２にあっては、予め記憶させておいた水２１の噴
霧量を決定し、混合手段Ｂを働かせ、噴霧ノズル２０よ
り水２１を圧縮自着火前の予混合気に噴霧する。例え
ば、メタンを主成分とする都市ガスを燃料とするエンジ
ンにおいて、水を０〜０．１８（都市ガスに対するモル
比）程度の範囲で制御して噴霧することで、圧縮自着火
のタイミングをクランク軸の角度で２５度程度の範囲で
制御できる。With the above configuration, the control device 12 provides the self-ignition timing information (actually, the crank pressure exceeding the set value at each crank angle to the set value at each crank angle) to the control device 12. Corner information) is input. On the other hand, the control device 12 includes a storage unit 120 therein, and according to the operating conditions,
Information on the timing (specific crank angle) at which compression ignition should occur is provided. Such a preferred timing of self-ignition is known empirically when the specification of the engine is fixed, and can be stored in advance.
In the control device 12, the actual self-ignition timing (cylinder angle at which the cylinder internal pressure exceeds the set value) detected by the compression self-ignition timing detection means A during the operation of the engine and the preferable self-ignition timing ( (Preferable cylinder angle). In this way, the delay or advance of the actual self-ignition timing is determined. Based on the result, the control device 12 determines the spray amount of the water 21 stored in advance, activates the mixing means B, and compresses the water 21 from the spray nozzle 20 into the pre-mixed air before compression self-ignition. Spray. For example, in an engine using city gas containing methane as a main component, water is controlled and sprayed in a range of about 0 to 0.18 (molar ratio with respect to the city gas) to crank the compression ignition timing. It can be controlled in the range of about 25 degrees in the angle of the axis.

【００１５】このように、圧縮自着火タイミング検出手
段Ａにより検出される情報に従って、実際の圧縮自着火
のタイミングの遅れ若しくは早まりを検出し、混合手段
Ｂを働かせ、圧縮自着火前の予混合気に噴霧する水２１
の噴霧量を制御する手段を制御手段Ｃと呼び、この制御
手段Ｃにより、圧縮自着火前の予混合気が好ましい状態
で圧縮自着火する温度となり、圧縮自着火のタイミング
を適切なタイミングとすることができる。As described above, the delay or advance of the actual compression ignition timing is detected in accordance with the information detected by the compression ignition timing detection means A, the mixing means B is operated, and the premixed air before compression ignition is actuated. Spraying water 21
The means for controlling the amount of spray is referred to as control means C. With this control means C, the temperature of the premixed gas before compression self-ignition becomes a temperature at which compression self-ignition is performed in a preferable state, and the timing of compression self-ignition is set to an appropriate timing be able to.

【００１６】さて、制御装置１２には、上記のような内
圧センサ１０及びクランク角センサ１１からの検出情報
の他に、エンジンに係る負荷情報、及びエンジンの周囲
環境の温湿度情報が入力されるようにシステムが構成さ
れている。そして、これらの入力情報に基づいて、混合
手段を働かせ水２１の噴霧量を制御、即ち、圧縮自着火
前のシリンダ内温度を制御し、自着火タイミングの制御
が行える構造が採用されている。この構成に関して、以
下に説明する。エンジン負荷に関しては、エンジンの必
要回転数等をモニターするエンジン負荷検出センサ１７
（手段の一例）が備えられる構成が採用されており、検
出される負荷の変動に対して制御装置１２は、エンジン
負荷検出手段１７により検出されるエンジン負荷が増大
する場合には水２１の噴霧量を増加側に制御して圧縮自
着火前の予混合気の冷却量を増やし、エンジン負荷が減
少する場合には噴霧量を減少側に制御して圧縮自着火前
の予混合気の冷却量を減らす構成が採用されている。結
果、エンジン負荷に対しても本願の自着火エンジンは良
好に対応できる。さらに環境温度に関しては、環境温度
を検出する温度センサ１８（環境温度検出手段の一例）
が備えられており、この環境温度検出手段１８により検
出される環境温度が上昇する場合には水２１の噴霧量を
増加側に制御して圧縮自着火前の予混合気の冷却量を増
やし、環境温度が下降する場合には噴霧量を減少側に制
御して圧縮自着火前の予混合気の冷却量を減らす構成が
採用されている。結果、環境温度等の変動に対しても、
自着火のタイミングを好ましいタイミングに設定するこ
とができる。ここで、負荷センサや環境温度センサのよ
うな、エンジンの動作条件を検出する手段を、動作条件
検出手段Ｄと称する。The control device 12 receives, in addition to the detection information from the internal pressure sensor 10 and the crank angle sensor 11 as described above, load information on the engine and temperature and humidity information on the environment around the engine. The system is configured as follows. Then, based on the input information, a structure is employed in which the mixing means is operated to control the spray amount of the water 21, that is, the temperature in the cylinder before the compression self-ignition is controlled, and the self-ignition timing can be controlled. This configuration will be described below. Regarding the engine load, an engine load detection sensor 17 for monitoring the required number of revolutions of the engine, etc.
(An example of means) is adopted, and the control device 12 sprays water 21 when the engine load detected by the engine load detecting means 17 increases with respect to the fluctuation of the detected load. The amount of cooling of the premixed gas before compression ignition is increased by controlling the amount to the increasing side, and when the engine load decreases, the amount of spray is controlled to the decreasing side to reduce the amount of cooling of the premixed gas before the compression ignition. The configuration is adopted to reduce As a result, the self-ignition engine of the present invention can well cope with the engine load. Further, regarding the environmental temperature, a temperature sensor 18 for detecting the environmental temperature (an example of the environmental temperature detecting means)
When the environmental temperature detected by the environmental temperature detecting means 18 rises, the spray amount of the water 21 is controlled to the increasing side to increase the cooling amount of the premixed gas before the compression ignition, When the environmental temperature decreases, a configuration is adopted in which the spray amount is controlled to a decrease side to reduce the cooling amount of the premixed gas before compression ignition. As a result, even for fluctuations in environmental temperature, etc.
The self-ignition timing can be set to a preferable timing. Here, means for detecting an operating condition of the engine, such as a load sensor or an environmental temperature sensor, is referred to as operating condition detecting means D.

【００１７】〔別実施の形態〕 （イ） 本願の予混合圧縮自着火エンジンに使用できる
燃料としては、都市ガス等が好適であるが、ガソリン、
プロパン、メタノール、水素等、任意の燃料を使用する
ことができる。 （ロ） 予混合気を生成するにあたっては、燃料とこの
燃料の燃焼のための酸素を含有するガスとを混合すれば
よいが、例えば、燃焼用酸素含有ガスとして空気を使用
することが一般的である。しかしながら、このようなガ
スとしては、例えば、酸素成分含有量が空気に対して高
い酸素富化ガス等を使用することが可能である。 （ハ） 上記の実施の形態例において、好適な実施例と
して予混合気に混合する液体に水を使用した例を示した
が、予混合気に混合されて気化して予混合気の潜熱を奪
う液体であれば本発明に係るエンジンを構成することが
可能で、好適には、水の他に、エタノール、軽油、ジメ
チルエーテル、若しくはプロピルアルコールを使用する
ことができる。例えば、都市ガスを燃料とし、都市ガス
に対してエタノールを０〜０．３（モル比）程度の範囲
で混合量を制御すると、圧縮自着火のタイミングはクラ
ンク軸の角度で２０度程度の範囲で制御することができ
る。 （ニ） 上記の実施の形態例において、自着火のタイミ
ングの検出にあたっては、シリンダ内圧が所定の設定値
を越えるタイミングとして捕らえたが、自着火の発光を
検出するフォトセンサによる方法もあり、さらに、ノッ
キングセンサをシリンダに取りつけておいて、このセン
サの信号から検出するようにしてもよい。さらに、動作
サイクルにおけるタイミングの特定は、クランク軸角と
の関係で特定したが、時間軸において、このタイミング
を特定してもよい。 （ホ） 上記の実施の形態例においては、エンジンの動
作条件として、エンジン負荷、環境温度の場合を主に説
明したが、これら、自着火に影響を与える動作条件とし
ては、環境湿度、環境気圧、起動からの経過時間、空気
比、過給圧、燃料ガス組成等もある。従って、これらの
状態を検出するセンサを設け、このセンサの出力に従っ
て制御をすることが好ましい。例えば、環境湿度の上昇
に対しては液体の混合量を減少させ、環境湿度の降下に
対しては液体の混合量を増加させる。起動からの経過時
間に関しては、この経過時間が短い場合は液体の混合量
を比較的減少させて維持し、経過時間が所定の定常運転
時間に達した段階で、初期における液体の混合量より増
加側に調整するように構成することが好ましい。また、
空気比に関しては、空気比の上昇に対しては液体の混合
量を減少させ、空気比の下降に対しては液体の混合量を
増加させる。ここで、空気比は、圧縮自着火エンジンの
場合２〜６の範囲内に設定されることが多く、この程度
の範囲における上昇・下降の変化に対応する。 （ヘ） 上記の実施の形態例においては、所謂、４サイ
クルエンジンに関連して、説明したが、本願は、２サイ
クルエンジンにおいても適応可能である。 （ト） 上記の実施の形態例においては、図１に示すよ
うに混合手段Ｂとして噴霧ノズルを吸気路に設置したも
のを示したが、図２に示すようにシリンダ内に噴霧ノズ
ルを備えることもでき、この場合は、吸気行程において
予混合気に液体を噴霧し、圧縮自着火までに液体が気化
し、予混合気の潜熱を奪い、予混合気を冷却することが
でき、圧縮自着火のタイミングを制御することができ
る。 （チ） 上記の実施の形態例においては、燃料と燃焼用
酸素含有ガスとの予混合気である予混合気をシリンダ内
に吸気する構造のものを示したが、燃料及び燃焼酸素含
有ガスを別々に、例えば、圧縮行程の初期段階でシリン
ダ内に供給して、予混合気を形成して、これを圧縮自着
火する構造のものにおいても、本願の発明は適応でき
る。この場合は燃料酸素含有ガスの流路又はシリンダ内
に混合手段として噴霧ノズルを設置することで可能であ
る。[Other Embodiments] (A) As a fuel that can be used in the premixed compression ignition engine of the present application, city gas or the like is preferable.
Any fuel, such as propane, methanol, hydrogen, etc., can be used. (B) In generating the premixed gas, the fuel may be mixed with a gas containing oxygen for combustion of the fuel. For example, it is common to use air as the oxygen-containing gas for combustion. It is. However, as such a gas, it is possible to use, for example, an oxygen-enriched gas having an oxygen component content higher than that of air. (C) In the above embodiment, an example in which water is used as the liquid to be mixed with the premixed gas is shown as a preferred example. However, the latent heat of the premixed gas is reduced by being mixed with the premixed gas and vaporized. As long as the liquid is robbed, the engine according to the present invention can be constituted. Preferably, in addition to water, ethanol, light oil, dimethyl ether, or propyl alcohol can be used. For example, when city gas is used as fuel and ethanol is mixed with city gas in a range of about 0 to 0.3 (molar ratio), the timing of compression ignition is about 20 degrees in crankshaft angle. Can be controlled by (D) In the above-described embodiment, the self-ignition timing is detected as a timing when the cylinder internal pressure exceeds a predetermined set value. However, there is also a method using a photosensor for detecting light emission of self-ignition. Alternatively, the knocking sensor may be attached to the cylinder, and the knocking sensor may be detected from the signal of this sensor. Furthermore, although the timing in the operation cycle is specified in relation to the crankshaft angle, the timing may be specified on the time axis. (E) In the above-described embodiment, the case where the engine load and the environmental temperature are mainly described as the operating conditions of the engine has been described. However, the operating conditions that affect the self-ignition include the environmental humidity and the atmospheric pressure. , The elapsed time from the start, the air ratio, the supercharging pressure, the fuel gas composition, and the like. Therefore, it is preferable to provide a sensor for detecting these states and perform control according to the output of this sensor. For example, the mixing amount of the liquid is decreased when the environmental humidity increases, and the mixing amount of the liquid is increased when the environmental humidity decreases. Regarding the elapsed time from the start, when the elapsed time is short, the liquid mixing amount is relatively reduced and maintained, and when the elapsed time reaches a predetermined steady operation time, the liquid mixing amount is increased from the initial liquid mixing amount. It is preferable to configure to adjust to the side. Also,
As for the air ratio, the mixing amount of the liquid is decreased when the air ratio is increased, and the mixing amount of the liquid is increased when the air ratio is decreased. Here, the air ratio is often set in the range of 2 to 6 in the case of the compression ignition engine, and corresponds to a change in ascent / descent in this range. (F) In the above embodiment, the description has been given in relation to a so-called four-cycle engine. However, the present application is applicable to a two-cycle engine. (G) In the above embodiment, the spray nozzle is provided in the intake passage as the mixing means B as shown in FIG. 1, but the spray nozzle is provided in the cylinder as shown in FIG. In this case, it is possible to spray the liquid into the premixed gas during the intake stroke, evaporate the liquid by the compression ignition, deprive the latent heat of the premixed air, cool the premixed air, and compress the ignition. Can be controlled. (H) In the above embodiment, the premixed gas mixture of the fuel and the oxygen-containing gas for combustion is suctioned into the cylinder. The invention of the present application can also be applied to a structure in which the mixture is separately supplied, for example, into a cylinder at an initial stage of a compression stroke to form a premixed gas and compressively ignite the mixture. In this case, it is possible to install a spray nozzle as a mixing means in the flow path or cylinder of the fuel oxygen-containing gas.

【００１８】[0018]

【発明の効果】従って、上記手法により、簡単な構成で
予混合圧縮自着火エンジンを実現できる。Thus, the above-mentioned method can realize a homogeneous charge compression ignition engine with a simple structure.

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

【図１】実施の形態における予混合圧縮自着火エンジン
システムの構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a homogeneous charge compression ignition engine system according to an embodiment;

【図２】別実施の形態における予混合圧縮自着火エンジ
ンシステムの構成を示す図FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a homogeneous charge compression ignition engine system according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３ シリンダ ９ クランク軸 １２ 制御装置 ２０ 噴霧ノズル ２２ 噴霧器 １００ 圧縮自着火エンジン Ａ 圧縮自着火タイミング検出手段 Ｂ 混合手段 Ｃ 制御手段 Reference Signs List 3 cylinder 9 crankshaft 12 control device 20 spray nozzle 22 sprayer 100 compression self-ignition engine A compression self-ignition timing detection means B mixing means C control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ０２Ｂ 47/04 Ｆ０２Ｂ 47/04 (72)発明者 中村 裕司 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 藤本 洋 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 守家 浩二 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 浅田 昭治 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA06 AB05 AC07 AC08 AF00 AG05 3G092 AA02 AA05 AB02 AB03 AB05 AB08 AB09 AB13 AB18 BA08 BB01 EA01 EA02 EC01 EC09 FA16 FA24 HA03Z HA04Z HA11Z HA16Z HB01X HB05X HB05Z HC01Z HC02Z HC03Z HD05Z HE03Z 3G301 HA02 HA22 HA23 HA24 JA02 JA22 NC02 ND01 NE01 NE06 PA06Z PA10Z PA16Z PA17Z PB02A PB02Z PB03A PC01Z PC03Z PD13Z PE03Z ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // F02B 47/04 F02B 47/04 (72) Inventor Yuji Nakamura 4-chome Hiranocho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 1-2, Osaka Gas Co., Ltd. (72) Hiroshi Fujimoto 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture 1-2-2 Inside Osaka Gas Co., Ltd. (72) Koji Moriya, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 4-1-2, Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Asada 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Osaka Gas Co., Ltd. 3G023 AA02 AA06 AB05 AC07 AC08 AF00 AG05 3G092 AA02 AA05 AB02 AB03 AB05 AB08 AB09 AB13 AB18 BA08 BB01 EA01 EA02 EC01 EC09 FA16 FA24 HA03Z HA04Z HA11Z HA16Z HB01X HB05X HB05Z HC01Z HC02Z HC03Z HD05Z HE03Z 3G301 HA02 HA22 HA23 HA 24 JA02 JA22 NC02 ND01 NE01 NE06 PA06Z PA10Z PA16Z PA17Z PB02A PB02Z PB03A PC01Z PC03Z PD13Z PE03Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 燃料と燃焼用酸素含有ガスとをシリンダ
内に吸気するとともに、前記シリンダ内において予混合
気を圧縮自着火させてクランク軸の回転を維持する予混
合圧縮自着火エンジンの制御方法であって、 前記予混合気に混合されて気化して前記予混合気の潜熱
を奪う液体を、混合量調節を伴って、前記予混合気に混
合し、前記圧縮自着火のタイミングを制御する予混合圧
縮自着火エンジンの制御方法。1. A method for controlling a premixed compression ignition engine in which fuel and oxygen-containing gas for combustion are sucked into a cylinder and premixed air is compressed and ignited in the cylinder to maintain rotation of a crankshaft. A liquid mixed with the premixed gas and vaporized to remove latent heat of the premixed gas is mixed with the premixed gas with a mixing amount adjustment, and the timing of the compression ignition is controlled. Control method of homogeneous charge compression ignition engine. 【請求項２】 エンジン動作サイクルにおける前記圧縮
自着火のタイミングを検出可能な構造とし、 前記検出された圧縮自着火のタイミングに基づいて、前
記予混合気に混合される前記液体の混合量を制御する請
求項１に記載の予混合圧縮自着火エンジンの制御方法。2. A structure capable of detecting a timing of the compression ignition in an engine operation cycle, and controlling a mixing amount of the liquid mixed with the premixed gas based on the detected compression ignition timing. The method for controlling a homogeneous charge compression ignition engine according to claim 1. 【請求項３】 前記液体は水、メタノール、軽油、ジメ
チルエーテル、若しくはプロピルアルコールである請求
項１又は２に記載の予混合圧縮自着火エンジンの制御方
法。3. The control method for a homogeneous charge compression ignition engine according to claim 1, wherein the liquid is water, methanol, light oil, dimethyl ether, or propyl alcohol. 【請求項４】 燃料と燃焼用酸素含有ガスとをシリンダ
内に吸気するとともに、前記シリンダ内において予混合
気を圧縮自着火させてクランク軸の回転を維持する予混
合圧縮自着火エンジンであって、 エンジン動作サイクルにおける前記圧縮自着火のタイミ
ングを検出する圧縮自着火タイミング検出手段を備える
とともに、前記予混合気に混合されて気化して前記予混
合気の潜熱を奪う液体を、混合量調節を伴って、前記予
混合気に混合し、前記混合量を設定する混合手段を備
え、 前記圧縮自着火タイミング検出手段によって検出された
圧縮自着火のタイミングに基づいて、前記混合手段から
の前記液体の前記混合量を調節して、前記圧縮自着火の
タイミングを制御する制御手段を備えた予混合圧縮自着
火エンジン。4. A premixed compression ignition engine which draws fuel and oxygen-containing gas for combustion into a cylinder and compresses and ignites the premixed gas in the cylinder to maintain rotation of a crankshaft. A compression self-ignition timing detection means for detecting the timing of the compression self-ignition in the engine operation cycle, and adjusts the mixing amount of the liquid mixed with the premixed gas and vaporized to remove the latent heat of the premixed gas. Along with this, a mixing means for mixing the premixed gas and setting the mixing amount is provided, based on the compression ignition timing detected by the compression ignition timing detection means, based on the compression ignition timing of the liquid from the mixing means. A premixed compression ignition engine having control means for controlling the timing of the compression ignition by adjusting the mixing amount. 【請求項５】 前記制御手段が、前記圧縮自着火タイミ
ング検出手段により検出される情報に従って、圧縮自着
火が起こるべきクランク軸角度タイミングに対する、実
際の圧縮自着火のタイミングの遅れ若しくは早まりを検
出し、 前記実際の圧縮自着火のタイミングに遅れがある場合
に、前記液体の前記混合量を減少側に制御し、前記実際
の圧縮自着火のタイミングに早まりがある場合に、前記
液体の前記混合量を増加側に制御する請求項４に記載の
予混合圧縮自着火エンジン。5. The control means detects a delay or advance of an actual compression ignition timing with respect to a crankshaft angle timing at which compression ignition occurs according to information detected by the compression ignition timing detection means. When there is a delay in the timing of the actual compression ignition, the mixing amount of the liquid is controlled to decrease, and when the actual compression ignition timing is advanced, the mixing amount of the liquid is controlled. The homogeneous charge compression ignition engine according to claim 4, wherein the engine is controlled to increase. 【請求項６】 燃料と燃焼用酸素含有ガスとをシリンダ
内に吸気するとともに、前記シリンダ内において予混合
気を圧縮自着火させてクランク軸の回転を維持する予混
合圧縮自着火エンジンであって、 エンジンの動作条件を検出する動作条件検出手段を備え
るとともに、前記予混合気に混合されて気化して前記予
混合気の潜熱を奪う液体を、混合量調節を伴って、前記
予混合気に混合し、前記混合量を設定する混合手段を備
え、 前記動作条件検出手段によって検出された動作条件に基
づいて、前記混合手段からの前記液体の前記混合量を調
節して、前記圧縮自着火タイミングを制御する制御手段
を備えた予混合圧縮自着火エンジン。6. A premixed compression ignition engine which draws fuel and oxygen-containing gas for combustion into a cylinder and compresses and ignites the premixed gas in the cylinder to maintain rotation of a crankshaft. An operating condition detecting means for detecting an operating condition of the engine, and a liquid which is mixed with the premixed gas and vaporized to deprive the latent heat of the premixed gas, by adjusting a mixing amount, to the premixed gas. Mixing means for setting the mixing amount; adjusting the mixing amount of the liquid from the mixing means based on operating conditions detected by the operating condition detecting means; Homogeneous charge compression ignition engine provided with control means for controlling the engine.