JP5035088B2 - engine - Google Patents

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Description

本発明は、予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンに関する。   The present invention relates to an engine that performs premixed compression ignition combustion.

火花点火型のエンジンにおいて、低負荷時に混合気を希薄化することで、熱効率を向上させて燃料消費量を抑制することが知られている。燃焼安定性の観点から混合気の希薄化には限界があり、この限界を超えて混合気を希薄化すると、失火により燃焼が不安定となってエミッションが悪化する。   In a spark ignition type engine, it is known to dilute an air-fuel mixture at low load to improve thermal efficiency and suppress fuel consumption. There is a limit to the dilution of the air-fuel mixture from the viewpoint of combustion stability. If the air-fuel mixture is diluted beyond this limit, the combustion becomes unstable due to misfire and the emission deteriorates.

これまでにおいても、混合気の希薄燃焼域を低負荷側に拡大させるための多くの技術開発が進められてきた。近年においては、その１つとして、混合気をピストンの圧縮作用により自着火させる予混合圧縮着火燃焼（自着火燃焼）を採用したエンジンの開発、実用化が待たれている。この自着火燃焼については、上死点近傍での着火の制御や急峻な熱発生に起因する燃焼騒音の抑制等、実用化に至るまでに依然多くの技術的課題が残されている。   In the past, many technological developments have been made to expand the lean combustion region of the air-fuel mixture to the low load side. In recent years, as one of them, development and practical use of an engine employing premixed compression ignition combustion (self-ignition combustion) in which an air-fuel mixture is self-ignited by a compression action of a piston are awaited. With regard to this self-ignition combustion, many technical problems still remain until practical use, such as control of ignition near the top dead center and suppression of combustion noise caused by rapid heat generation.

ここで、自着火燃焼に関する着火性の問題を解消するための技術として、特許文献１に記載のエンジンが知られている。   Here, an engine described in Patent Document 1 is known as a technique for solving the problem of ignitability related to self-ignition combustion.

特許文献１に記載のエンジンでは、燃焼室内にガソリンの均質な混合気を形成するとともに、圧縮行程の上死点付近で比較的にオクタン価が高く自着火しにくい水素ガスを噴射して、点火プラグの周辺に水素ガスの混合気塊を形成する。そして、点火プラグによりこの混合気塊に点火して燃焼させる。この燃焼膨張によって、燃焼室内の未燃領域の混合気は圧縮され自着火する。
特開２００４−０３６５３８号公報 In the engine described in Patent Document 1, a homogeneous mixture of gasoline is formed in the combustion chamber, and a hydrogen gas having a relatively high octane number and hardly self-igniting is injected near the top dead center of the compression stroke. A gas mixture of hydrogen gas is formed around Then, the air-fuel mixture is ignited and burned by the spark plug. By this combustion expansion, the air-fuel mixture in the unburned region in the combustion chamber is compressed and self-ignited.
JP 2004-036538 A

特許文献１に記載のエンジンでは、混合気を自着火させることができるだけでなく、点火プラグによって点火時期を調整することで自着火燃焼の時期を制御することができるという利点がある。   The engine described in Patent Document 1 has an advantage that not only can the air-fuel mixture self-ignite, but also the timing of self-ignition combustion can be controlled by adjusting the ignition timing using a spark plug.

しかしながら、特許文献１に記載のエンジンでは、点火プラグの周辺に水素ガスを局所的に分布させるため、エミッションに関して次のような問題がある。   However, in the engine described in Patent Document 1, since hydrogen gas is locally distributed around the spark plug, there is the following problem regarding emission.

すなわち、水素ガスの混合気塊を希薄なものとするには、点火プラグによる着火を確実なものとするうえで限界がある。このため混合気塊における水素ガスの濃度は比較的に高く設定する必要があり、その結果高温になる水素ガスの燃焼においてＮＯｘの生成が避けられず、エミッションが悪化する。また、未燃領域における混合気の圧縮が局所的に分布させた水素ガスの燃焼膨張によりなされるため、発火点に達した箇所から順次自着火が生じ、燃焼室全体で同時的に自着火を生じさせることが困難である。特に低負荷時においては、壁面近傍の領域で自着火を生じさせることができず、未燃成分の排出量を増大させてしまう。   That is, there is a limit in ensuring ignition by the spark plug in order to make the hydrogen gas mixture lean. For this reason, it is necessary to set the concentration of hydrogen gas in the air-fuel mixture to be relatively high. As a result, NOx generation is unavoidable in the combustion of hydrogen gas at a high temperature, and the emission deteriorates. In addition, since the compression of the air-fuel mixture in the unburned region is performed by the combustion expansion of locally distributed hydrogen gas, self-ignition occurs sequentially from the point where the ignition point is reached, and self-ignition occurs simultaneously in the entire combustion chamber. It is difficult to produce. In particular, when the load is low, self-ignition cannot be caused in the region near the wall surface, and the amount of unburned components discharged increases.

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、自着火燃焼の促進による高い熱効率の実現と、エミッションの低減とを両立できるエンジンを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made paying attention to such problems, and an object thereof is to provide an engine that can achieve both high thermal efficiency by promoting self-ignition combustion and reduction of emissions.

本発明のエンジンは、ガソリンよりも自着火性の高い第１燃料と、ガソリンよりも燃焼速度の速い第２燃料と、第１燃料よりも自着火性が低く第２燃料よりも燃焼速度が遅い第３燃料とを含んだ混合気を燃焼室内に形成するように燃料を供給する供給手段と、混合気に点火する点火手段と、供給手段と点火手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、点火された混合気が火炎伝播燃焼した後に自着火燃焼するように各燃料の供給割合を調整し、燃焼室内の混合気に点火手段によって点火することを特徴とする。 The engine of the present invention includes a first fuel having a higher self-ignition property than gasoline, a second fuel having a higher combustion rate than gasoline, a lower self-ignition property than the first fuel, and a lower combustion rate than the second fuel. A supply means for supplying fuel so as to form an air-fuel mixture containing the third fuel in the combustion chamber; an ignition means for igniting the air-fuel mixture; and a control means for controlling the supply means and the ignition means. The means is characterized in that the supply ratio of each fuel is adjusted so that the ignited air-fuel mixture undergoes self-ignition combustion after flame propagation combustion, and the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited by the ignition means .

本発明によれば、混合気が火炎伝播燃焼した後に自着火燃焼するように、自着火性の高い第１燃料と燃焼速度の速い第２燃料との供給割合を調整するので、従来手法のように混合気塊を形成することなく自着火燃焼させることができ、高い熱効率を実現することができる。そのため、混合気塊の形成に伴うエミッションの悪化を抑制できる。   According to the present invention, the supply ratio of the first fuel having high self-ignitability and the second fuel having a high combustion speed is adjusted so that the air-fuel mixture is self-ignited and combusted after flame propagation combustion. In addition, self-ignition combustion can be performed without forming an air-fuel mixture, and high thermal efficiency can be realized. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the emission accompanying the formation of the air-fuel mixture.

また、本発明によれば、燃焼膨張による圧縮作用を燃焼室全体で速やかに生じさせることができる。そのため、第１燃料の作用による混合気の自着火を燃焼室全体で生じさせることができ、壁面近傍の領域からの未燃成分の排出を抑制することができる。   Further, according to the present invention, the compression action due to the combustion expansion can be quickly generated in the entire combustion chamber. Therefore, the self-ignition of the air-fuel mixture due to the action of the first fuel can be caused in the entire combustion chamber, and the discharge of unburned components from the region near the wall surface can be suppressed.

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のエンジンの概略構成図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine according to the first embodiment.

図１を参照すると、エンジン１００はシリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２とを備える。   Referring to FIG. 1, the engine 100 includes a cylinder block 11 and a cylinder head 12.

シリンダブロック１１には、シリンダ１９が形成される。ピストン１３は、シリンダ内に摺動自在に挿入される。そして、シリンダ１９の壁面と、ピストン１３と、シリンダヘッド１２の下面とによって燃焼室１４が形成される。   A cylinder 19 is formed in the cylinder block 11. The piston 13 is slidably inserted into the cylinder. A combustion chamber 14 is formed by the wall surface of the cylinder 19, the piston 13, and the lower surface of the cylinder head 12.

シリンダヘッド１２には、燃焼室１４の一側に連通する吸気通路１５の吸気ポート１５Ａが形成される。吸気ポート１５Ａには、吸気弁１６が設けられる。吸気弁１６が開弁した時に、エアクリーナにより粉塵等が除去された空気が燃焼室１４内に吸入される。   The cylinder head 12 is formed with an intake port 15 </ b> A of an intake passage 15 communicating with one side of the combustion chamber 14. An intake valve 16 is provided in the intake port 15A. When the intake valve 16 is opened, air from which dust or the like has been removed by the air cleaner is sucked into the combustion chamber 14.

また、シリンダヘッド１２には、燃焼室１４の他側に連通する排気通路１７の排気ポート１７Ａが形成される。排気ポート１７Ａには、排気弁１８が設けられる。排気弁１８が開弁した時に、燃焼後の排気が燃焼室１４から排出される。   Further, the cylinder head 12 is formed with an exhaust port 17A of an exhaust passage 17 communicating with the other side of the combustion chamber 14. An exhaust valve 18 is provided in the exhaust port 17A. When the exhaust valve 18 is opened, the exhaust after combustion is discharged from the combustion chamber 14.

上記した吸気弁１６及び排気弁１８は、動弁装置１６１、１８１によってそれぞれ開閉される。この動弁装置１６１、１８１は、クランクシャフトに対する角位相が固定されたカムシャフトとして構成される。   The intake valve 16 and the exhaust valve 18 described above are opened and closed by valve gears 161 and 181, respectively. The valve gears 161 and 181 are configured as camshafts whose angular phases with respect to the crankshaft are fixed.

そして、シリンダヘッド１２には、気筒中心線に近い中央部に燃料噴射弁２１が設置され、燃料噴射弁２１に隣接するように点火プラグ２５が設置される。エンジン１００では、燃料を供給するための手段として、燃料噴射弁２１の他に、燃料噴射弁２２、２３が設けられる。これら燃料噴射弁２２、２３は、いずれも吸気ポート内に燃料を噴射するようにシリンダヘッド１２に配置される。   In the cylinder head 12, a fuel injection valve 21 is installed in the center near the cylinder center line, and a spark plug 25 is installed adjacent to the fuel injection valve 21. In the engine 100, in addition to the fuel injection valve 21, fuel injection valves 22 and 23 are provided as means for supplying fuel. These fuel injection valves 22 and 23 are arranged on the cylinder head 12 so as to inject fuel into the intake port.

燃料噴射弁２１〜２３には、それぞれ異なる性状の燃料が供給される。これら燃料噴射弁２１〜２３のうち、燃焼室１４から最も離れた位置に配置される燃料噴射弁２２には、第１燃料として自着火性の高いノルマルパラフィン（以下「ｎ−パラフィン」という。）が供給される。また、燃料噴射弁２２よりも燃焼室１４に近い位置に配置される燃料噴射弁２３には、第２燃料として燃焼速度の速い水素ガスが供給される。そして、シリンダヘッド１２の中央部に配置された燃料噴射弁２１には、第３燃料としてオクタン価の高いガソリンが供給される。燃焼速度は水素ガスが最も早く、ガソリン及びｎ−パラフィンではほぼ同等である。また、自着火性は、ｎ−パラフィンが最も高く、ガソリン、水素ガスの順で低くなる。   The fuel injection valves 21 to 23 are supplied with fuel having different properties. Among these fuel injection valves 21 to 23, the fuel injection valve 22 disposed at a position farthest from the combustion chamber 14 is a normal paraffin (hereinafter referred to as “n-paraffin”) having high self-ignitability as the first fuel. Is supplied. In addition, hydrogen gas having a high combustion rate is supplied as the second fuel to the fuel injection valve 23 disposed at a position closer to the combustion chamber 14 than the fuel injection valve 22. And the gasoline with a high octane number is supplied to the fuel injection valve 21 arrange | positioned in the center part of the cylinder head 12 as a 3rd fuel. The burning rate is the fastest for hydrogen gas, and is almost the same for gasoline and n-paraffin. Further, the self-ignitability is highest for n-paraffin, and decreases in the order of gasoline and hydrogen gas.

エンジン１００では、ｎ−パラフィン及び水素ガスはいずれもガソリンを原燃料として得られる。ガソリンは、燃料タンク３１に貯蔵される。燃料タンク３１には、低圧燃料ポンプ３２が設けられる。燃料タンク内のガソリンは、低圧燃料ポンプ３２により吸い上げられ、燃料分離器３３に供給される。   In the engine 100, both n-paraffin and hydrogen gas are obtained using gasoline as a raw fuel. The gasoline is stored in the fuel tank 31. The fuel tank 31 is provided with a low-pressure fuel pump 32. The gasoline in the fuel tank is sucked up by the low-pressure fuel pump 32 and supplied to the fuel separator 33.

燃料分離器３３では、ガソリン中のｎ−パラフィン成分が膜分離される。分離されたｎ−パラフィン成分は、燃料改質器３４に供給される。   In the fuel separator 33, the n-paraffin component in gasoline is subjected to membrane separation. The separated n-paraffin component is supplied to the fuel reformer 34.

燃料改質器３４は、触媒による脱水素反応によりｎ−パラフィン成分から水素を取り出す装置として構成される。燃料改質器３４に供給されたｎ−パラフィン成分のうち、一部がこの脱水素反応に用いられ、それ以外は燃料改質器３４を通過して燃料噴射弁２２に供給される。燃料改質器３４では、供給されたｎ−パラフィン成分の一部から水素が分離され、水素ガスが取り出される。水素ガスは、ガス燃料ポンプ３５により燃料噴射弁２３に供給される。脱水素反応に用いられたｎ−パラフィン成分は、水素が分離されることによりアロマ成分に代表される自着火性の低い燃料に変質する。脱水素反応後のアロマ成分は、燃料分離器３３に戻され、ｎ−パラフィン成分が膜分離された残りのガソリンとともに高圧燃料ポンプ３６により燃料噴射弁２１に供給される。   The fuel reformer 34 is configured as a device that extracts hydrogen from the n-paraffin component by a dehydrogenation reaction using a catalyst. Part of the n-paraffin component supplied to the fuel reformer 34 is used for this dehydrogenation reaction, and the others pass through the fuel reformer 34 and are supplied to the fuel injection valve 22. In the fuel reformer 34, hydrogen is separated from a part of the supplied n-paraffin component, and hydrogen gas is taken out. Hydrogen gas is supplied to the fuel injection valve 23 by the gas fuel pump 35. The n-paraffin component used in the dehydrogenation reaction is transformed into a fuel having low autoignition characteristics represented by an aroma component by separating hydrogen. The aroma component after the dehydrogenation reaction is returned to the fuel separator 33, and is supplied to the fuel injection valve 21 by the high-pressure fuel pump 36 together with the remaining gasoline from which the n-paraffin component has been membrane-separated.

上記した燃料噴射弁２１〜２３及び点火プラグ２５の動作は、エンジン制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）４１からの信号によって制御される。ＥＣＵ４１には、エンジン運転状態を示す検出信号として、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ５１からの信号、クランク角センサ５２からの基準クランク角及び単位クランク角毎の信号、及びエンジン冷却水の温度を検出する温度センサ５３からの信号等が入力される。ＥＣＵ４１は、入力した各種の信号に基づいてエンジン制御に関する所定の演算を実行するとともに、燃料噴射弁２１〜２３及び点火プラグ２５を含む各種のエンジン制御デバイスに対し、これらの動作を制御するための指令信号を出力する。   The operations of the fuel injection valves 21 to 23 and the spark plug 25 described above are controlled by signals from an engine control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 41. In the ECU 41, as a detection signal indicating the engine operating state, a signal from the accelerator sensor 51 that detects the amount of operation of the accelerator pedal by the driver, a signal for each reference crank angle and unit crank angle from the crank angle sensor 52, and an engine A signal or the like from the temperature sensor 53 that detects the temperature of the cooling water is input. The ECU 41 executes predetermined calculations related to engine control based on various input signals, and controls various operations of various engine control devices including the fuel injection valves 21 to 23 and the spark plug 25. A command signal is output.

ＥＣＵ４１の動作について、図２を参照して説明する。図２は、ＥＣＵ４１による燃料噴射制御を示すフローチャートである。   The operation of the ECU 41 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing fuel injection control by the ECU 41.

ステップＳ１０１では、ＥＣＵ４１は、エンジン運転状態としてアクセル開度ＡＰＯ、エンジン回転数Ｎｅ及び冷却水温度Ｔｗを読み込む。アクセル開度ＡＰＯは、アクセルセンサ５１によって検出されたアクセルペダルの操作量に基づいて算出される。また、エンジン回転数Ｎｅは、クランク角センサ５２からの信号に基づいて算出される。   In step S101, the ECU 41 reads the accelerator opening APO, the engine speed Ne, and the coolant temperature Tw as the engine operating state. The accelerator opening APO is calculated based on the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor 51. Further, the engine speed Ne is calculated based on a signal from the crank angle sensor 52.

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ４１は、読み込んだ運転状態に基づいてエンジン運転状態が属する領域を判定する。この判定は、図３に示すような運転領域マップを参照して行う。この運転領域マップは、実験等の結果に基づいて予め作成してＥＣＵ４１に記憶させたものである。エンジン運転状態が低負荷・低回転速度域の領域Ａにあるときは、３つの燃料噴射弁２１〜２３を使用して希薄な均質混合気を燃焼室内に形成する。均質な混合気を形成するために、燃料噴射弁２１は吸気行程中にガソリンを噴射し、燃料噴射弁２２、２３は排気行程中にｎ−パラフィン、水素ガスを噴射する。これに対して、エンジン運転状態が高負荷又は高回転速度域の領域Ｂにあるときは、吸気行程中に燃料噴射弁２１によりガソリンを燃焼室内に直接噴射し、理論空燃比の均質混合気を燃焼室内に形成する。   In step S102, the ECU 41 determines a region to which the engine operating state belongs based on the read operating state. This determination is made with reference to an operation region map as shown in FIG. This operation region map is created in advance based on the results of experiments and the like and stored in the ECU 41. When the engine operating state is in the low load / low rotation speed region A, a lean homogeneous mixture is formed in the combustion chamber using the three fuel injection valves 21-23. In order to form a homogeneous air-fuel mixture, the fuel injection valve 21 injects gasoline during the intake stroke, and the fuel injection valves 22 and 23 inject n-paraffin and hydrogen gas during the exhaust stroke. In contrast, when the engine operating state is in the high load or high rotation speed region B, gasoline is directly injected into the combustion chamber by the fuel injection valve 21 during the intake stroke, and a homogeneous air / fuel mixture having a stoichiometric air / fuel ratio is obtained. It forms in the combustion chamber.

図２に戻り、ステップＳ１０３では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２２によるｎ−パラフィンの噴射量Ｑｆ１をエンジン運転状態に応じて演算する。エンジン運転状態が領域Ｂにある場合は、ガソリンを供給する燃料噴射弁２１以外の燃料噴射弁２２、２３の作動を停止させるため、噴射量Ｑｆ１はゼロに設定される。   Returning to FIG. 2, in step S <b> 103, the ECU 41 calculates the injection amount Qf <b> 1 of n-paraffin by the fuel injection valve 22 according to the engine operating state. When the engine operating state is in the region B, the injection amount Qf1 is set to zero in order to stop the operation of the fuel injection valves 22, 23 other than the fuel injection valve 21 that supplies gasoline.

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２３による水素ガスの噴射量Ｑｆ２をエンジン運転状態に応じて演算する。エンジン運転状態が領域Ｂにある場合は、ステップＳ１０３の場合と同じ理由から、噴射量Ｑｆ２はゼロに設定される。   In step S104, the ECU 41 calculates the hydrogen gas injection amount Qf2 from the fuel injection valve 23 in accordance with the engine operating state. When the engine operating state is in the region B, the injection amount Qf2 is set to zero for the same reason as in step S103.

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２１によるガソリンの噴射量Ｑｆ３をエンジン運転状態に応じて演算する。   In step S105, the ECU 41 calculates the gasoline injection amount Qf3 from the fuel injection valve 21 in accordance with the engine operating state.

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２２を排気行程や吸気行程中の所定時期に駆動して噴射量Ｑｆ１のｎ−パラフィンを吸気ポート内に噴射させる。   In step S106, the ECU 41 drives the fuel injection valve 22 at a predetermined time during the exhaust stroke or the intake stroke to inject n-paraffin having an injection amount Qf1 into the intake port.

ステップＳ１０７では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２３を排気行程や吸気行程中の所定時期に駆動して噴射量Ｑｆ２の水素ガスを吸気ポート内に噴射させる。   In step S107, the ECU 41 drives the fuel injection valve 23 at a predetermined time during the exhaust stroke or the intake stroke to inject hydrogen gas of the injection amount Qf2 into the intake port.

ステップＳ１０８では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２１を吸気行程中の所定時期に駆動して噴射量Ｑｆ３のガソリンを燃焼室内に噴射させる。   In step S108, the ECU 41 drives the fuel injection valve 21 at a predetermined time during the intake stroke to inject gasoline of the injection amount Qf3 into the combustion chamber.

次に、図４及び図５を参照して、低負荷・低回転速度域の領域Ａにおいて燃料噴射弁２１〜２３から噴射された各燃料によって形成される混合気について説明する。   Next, the air-fuel mixture formed by the fuels injected from the fuel injection valves 21 to 23 in the low load / low rotation speed region A will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図４（Ａ）は、エンジン１００に供給される燃料の総噴射量Ｑｔｏｔａｌにおけるｎ−パラフィン、水素ガス及びガソリンの各発熱量（Ｊ）の比率（供給割合）Ｆｆｒａｃを示す。また、図４（Ｂ）は、エンジン負荷Ｌｄと、混合気全体としての空気過剰率Ｌａｍｄとの関係を示す。   FIG. 4A shows the ratio (supply ratio) Ffrac of each calorific value (J) of n-paraffin, hydrogen gas and gasoline in the total injection amount Qtotal of fuel supplied to the engine 100. FIG. 4B shows the relationship between the engine load Ld and the excess air ratio Lamd as the entire air-fuel mixture.

エンジン１００では、図４（Ｂ）に示すように、エンジン負荷Ｌｄが低下するほど、空気過剰率Ｌａｍｄを増大させて、より希薄な均質混合気を燃焼室内に形成する。各燃料の比率Ｆｆｒａｃについては、図４（Ａ）に示すように、エンジン負荷Ｌｄが低下するほど、ｎ−パラフィン及び水素ガスの比率を増大させるとともに、ガソリンの比率を減少させる。   In the engine 100, as shown in FIG. 4B, as the engine load Ld decreases, the excess air ratio Lamd is increased to form a leaner homogeneous mixture in the combustion chamber. As for the fuel ratio Ffrac, as shown in FIG. 4A, the ratio of n-paraffin and hydrogen gas is increased and the ratio of gasoline is decreased as the engine load Ld decreases.

例えば、エンジン負荷Ｌｄが低負荷Ｌｄ１の時は、空気過剰率Ｌａｍｄが３となるように燃料の総噴射量が決定される。この場合には、水素ガスの供給割合Ｆｆｒａｃが０．４に設定され、ｎ−パラフィンの供給割合Ｆｆｒａｃが０．６に設定される。これに対して、エンジン負荷Ｌｄが高負荷Ｌｄ２の時は、空気過剰率Ｌａｍｄが２となるように燃料の総噴射量が決定される。この場合には、水素ガスの供給割合Ｆｆｒａｃが０．３、ｎ−パラフィンの供給割合Ｆｆｒａｃが０．２１、ガソリンの供給割合Ｆｆｒａｃが０．４９に設定される。   For example, when the engine load Ld is the low load Ld1, the total fuel injection amount is determined so that the excess air ratio Lamd is 3. In this case, the hydrogen gas supply ratio Ffrac is set to 0.4, and the n-paraffin supply ratio Ffrac is set to 0.6. In contrast, when the engine load Ld is the high load Ld2, the total fuel injection amount is determined so that the excess air ratio Lamd is 2. In this case, the hydrogen gas supply rate Ffrac is set to 0.3, the n-paraffin supply rate Ffrac is set to 0.21, and the gasoline supply rate Ffrac is set to 0.49.

図５は、図４（Ａ）に示した各燃料の供給割合Ｆｆｒａｃを、発熱量（Ｊ）に相関する燃料噴射量Ｑｆに換算したものである。   FIG. 5 is obtained by converting the supply ratio Ffrac of each fuel shown in FIG. 4A to a fuel injection amount Qf that correlates with the heat generation amount (J).

エンジン負荷Ｌｄが低下するほど空気過剰率Ｌａｍｄを増大させることから、燃料の総噴射量Ｑｔｏｔａｌは、図５に示す発熱量に相関する燃料噴射量Ｑｆから分かるように、エンジン負荷Ｌｄの低下に伴って減少する。しかしながら、エンジン負荷Ｌｄの低下に対してｎ−パラフィン及び水素ガスの供給割合を増大させるため、これら噴射量Ｑｆ１、Ｑｆ２はエンジン負荷Ｌｄの低下によらず増大する。領域Ａでは燃焼特性の異なる３種類の燃料の供給割合を調整するので、全体としての燃料の濃度を維持しながら、換言すればエンジン出力を維持しながら、混合気の自着火性や燃焼速度を調整でき、所望の特性の燃焼を実現することが可能となる。   Since the excess air ratio Lamd increases as the engine load Ld decreases, the total fuel injection amount Qtotal increases with a decrease in the engine load Ld, as can be seen from the fuel injection amount Qf correlated with the heat generation amount shown in FIG. Decrease. However, in order to increase the supply ratio of n-paraffin and hydrogen gas with respect to the decrease in engine load Ld, these injection amounts Qf1 and Qf2 increase regardless of the decrease in engine load Ld. In region A, the supply ratios of three types of fuels with different combustion characteristics are adjusted, so that while maintaining the fuel concentration as a whole, in other words, maintaining the engine output, It can be adjusted, and combustion with desired characteristics can be realized.

なお、図５に示すように、エンジン負荷Ｌｄが増大するほどｎ−パラフィンの噴射量Ｑｆ１を減少させることで、ノッキングの発生が抑制される。また、エンジン負荷Ｌｄが増大すると、燃料の総噴射量Ｑｔｏｔａｌも増大するので、水素ガスによらずとも着火を安定させることが可能となるため、エンジン負荷Ｌｄの増大に対して水素ガスの噴射量Ｑｆ２を減少させる。そのため領域Ａでは、エンジン負荷Ｌｄの増大に応じ、自着火燃焼を促進させた形態の燃焼から火花点火燃焼に徐々に移行することとなる。   As shown in FIG. 5, the occurrence of knocking is suppressed by decreasing the injection amount Qf1 of n-paraffin as the engine load Ld increases. Further, when the engine load Ld increases, the total fuel injection amount Qtotal also increases. Therefore, it is possible to stabilize the ignition regardless of the hydrogen gas, so that the hydrogen gas injection amount with respect to the increase in the engine load Ld. Decrease Qf2. Therefore, in the region A, as the engine load Ld increases, the combustion in the form of promoting the self-ignition combustion gradually shifts to the spark ignition combustion.

低負荷・低回転速度域の領域Ａにおいて燃焼室内に形成された混合気の燃焼は、次のように達成される。   Combustion of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber in the low load / low rotational speed region A is achieved as follows.

エンジン運転状態が領域Ａにある場合には、自着火性の高いｎ−パラフィンと燃焼速度の速い水素ガスとが、ガソリンとともに燃焼室１４全体に拡散され、均質な混合気が形成される。この均質混合気は、自着火性が高くかつ燃焼速度の速いものとなる。この均質混合気が点火プラグ２５によって点火されると、燃焼速度の速い水素ガスの作用によって混合気は希薄状態にあっても火炎伝播燃焼し、燃焼室内の混合気に火炎が拡大する。このように火炎伝播燃焼している間に、未燃部分の混合気は燃焼膨張によって圧縮され、自着火性の高いｎ−パラフィンの作用によって自着火燃焼に至る。このようにエンジン１００では、燃焼室内の均質な混合気は燃焼前半において火炎伝播燃焼し、燃焼後半において自着火燃焼するのである。   When the engine operating state is in the region A, n-paraffin having a high autoignition property and hydrogen gas having a high combustion speed are diffused together with gasoline throughout the combustion chamber 14 to form a homogeneous air-fuel mixture. This homogeneous air-fuel mixture has a high self-ignitability and a high combustion rate. When this homogeneous air-fuel mixture is ignited by the spark plug 25, the air-fuel mixture burns and burns even in a lean state due to the action of hydrogen gas having a high combustion speed, and the flame expands to the air-fuel mixture in the combustion chamber. During the flame propagation combustion as described above, the air-fuel mixture in the unburned portion is compressed by the combustion expansion and reaches the self-ignition combustion by the action of n-paraffin having a high self-ignitability. As described above, in the engine 100, the homogeneous air-fuel mixture in the combustion chamber is subjected to flame propagation combustion in the first half of combustion and self-ignition combustion in the second half of combustion.

エンジン運転状態が高負荷又は高回転速度域の領域Ｂにある場合には、燃焼室内に形成された理論空燃比の均質混合気は、点火プラグ２５によって点火されて火炎伝播燃焼する。   When the engine operating state is in a high load or high rotation speed region B, the stoichiometric air-fuel ratio homogeneous mixture formed in the combustion chamber is ignited by the spark plug 25 and burns and propagates in flame.

以上により、本実施形態のエンジン１００では、下記の効果を得ることができる。   As described above, in the engine 100 of the present embodiment, the following effects can be obtained.

エンジン１００では、自着火性の高いｎ−パラフィンと、燃焼速度の速い水素ガスとを含んだ均質な混合気を、点火された混合気が火炎伝播燃焼した後に自着火燃焼するようなｎ−パラフィンと水素ガスの供給割合に調整した上で形成する。この均質混合気に対して点火プラグ２５により外部エネルギーを供給し、水素ガスの作用によって混合気を火炎伝播燃焼させ、燃焼膨張により混合気を圧縮して、自着火性の高いｎ−パラフィンの作用によって混合気を自着火させる。このように混合気の自着火燃焼を促進するので、低負荷時においても安定して自着火燃焼させることができ、高い熱効率を実現することができる。   In the engine 100, an n-paraffin that self-ignites and burns a homogeneous mixture containing n-paraffin with high self-ignitability and hydrogen gas with a high combustion rate after the ignited mixture undergoes flame propagation combustion. And formed after adjusting to the supply ratio of hydrogen gas. External energy is supplied to the homogeneous air-fuel mixture by the spark plug 25, the air-fuel mixture is flame-propagated and combusted by the action of hydrogen gas, and the air-fuel mixture is compressed by combustion expansion, so that the action of n-paraffin with high self-ignitability To auto-ignite the mixture. As described above, since the self-ignition combustion of the air-fuel mixture is promoted, the self-ignition combustion can be stably performed even at a low load, and high thermal efficiency can be realized.

また、エンジン１００では、点火プラグ２５によって希薄な均質混合気に点火するが、水素ガスはガソリンと比較して燃焼速度の速い燃料であるので、水素ガスの作用によって、混合気を失火させることなく燃焼させることができる。そのため、従来手法のように燃料の濃い混合気塊を形成して自着火させる必要がなく、エミッションの悪化を抑制できる。   Further, in the engine 100, a lean homogeneous mixture is ignited by the spark plug 25. However, since hydrogen gas is a fuel having a higher combustion speed than gasoline, the mixture does not misfire due to the action of hydrogen gas. Can be burned. Therefore, unlike the conventional method, it is not necessary to form a fuel-rich air-fuel mixture and self-ignite, and the deterioration of emissions can be suppressed.

さらに、燃焼速度の速い水素ガスの作用によって、燃焼した混合気の火炎が燃焼室全体に速やかに拡大する。そのため燃焼膨張による圧縮作用を、燃焼室１４の壁面に近い領域を含め燃焼室全体で速やかに得ることができる。これにより、燃焼室全体で混合気を自着火燃焼させることができ、未燃成分の排出を抑制することができる。   Furthermore, the flame of the burned air-fuel mixture quickly expands throughout the combustion chamber by the action of hydrogen gas having a high combustion speed. Therefore, the compression action by the combustion expansion can be quickly obtained in the entire combustion chamber including the region close to the wall surface of the combustion chamber 14. Thereby, the air-fuel mixture can be self-ignited and combusted in the entire combustion chamber, and emission of unburned components can be suppressed.

なお、燃料の総噴射量Ｑｔｏｔａｌにおけるｎ−パラフィン及び水素ガスの供給割合Ｆｆｒａｃは、冷却水温度Ｔｗに応じて変更してもよい。図４（Ａ）の二点鎖線に示すように冷却水温度Ｔｗが低い冷機時は、実線で示す暖機完了後の場合よりもｎ−パラフィン及び水素ガスの供給割合Ｆｆｒａｃを増大させる。これにより、エンジン１００の暖機状態によらず、混合気の燃焼速度及び自着火性を維持し、燃焼を安定させることができる。   The supply ratio Ffrac of n-paraffin and hydrogen gas in the total fuel injection amount Qtotal may be changed according to the cooling water temperature Tw. When the cooling water temperature Tw is low as indicated by the two-dot chain line in FIG. 4A, the supply ratio Ffrac of n-paraffin and hydrogen gas is increased as compared with the case after the completion of warming indicated by the solid line. Thereby, regardless of the warm-up state of engine 100, the combustion speed and self-ignitability of the air-fuel mixture can be maintained and combustion can be stabilized.

また、各燃料の供給割合Ｆｆｒａｃは、エンジン負荷Ｌｄの低下に対して直線的に増加させるばかりでなく、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように二次関数的に増加させてもよい。図６（Ａ）は、ｎ−パラフィン及び水素ガスのそれぞれの供給割合において、エンジン１００の負荷Ｌｄが低下するほど、エンジン負荷Ｌｄの単位変化量当たりの増加量を増大させたものである。   Further, the fuel supply ratio Ffrac is not only increased linearly with a decrease in the engine load Ld, but is also increased in a quadratic function as shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). Also good. FIG. 6A shows an increase in the increase amount per unit change amount of the engine load Ld as the load Ld of the engine 100 decreases at each supply ratio of n-paraffin and hydrogen gas.

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のエンジン１００の概略構成図である。第２実施形態のエンジン１００の構成は、第１実施形態とほぼ同様である。ここでは、第１実施形態と異なる部分又は部品について説明する。共通の部分等については、同一の符合を付して説明を省略する。 (Second Embodiment)
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the engine 100 of the second embodiment. The configuration of the engine 100 of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. Here, parts or parts different from the first embodiment will be described. About a common part etc., the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第２実施形態のエンジン１００は、燃焼室及び燃料系の構成において、第１実施形態と相違する。   The engine 100 of the second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the combustion chamber and the fuel system.

すなわち、エンジン１００では、シリンダヘッド１２とピストン１３とにより隔てられる主燃焼室１４１と、この主燃焼室１４１と噴孔１４２ａ以外の部分で隔てられた容積が一定の副燃焼室１４２とが形成される。副燃焼室１４２は、副燃焼室内の混合気の燃焼により、噴孔１４２ａから主燃焼室１４１内に噴出する火炎トーチを形成するためのものである。   That is, in the engine 100, a main combustion chamber 141 separated by the cylinder head 12 and the piston 13 and a sub-combustion chamber 142 having a constant volume separated by a portion other than the main combustion chamber 141 and the injection hole 142a are formed. The The sub-combustion chamber 142 is for forming a flame torch ejected from the nozzle hole 142a into the main combustion chamber 141 by combustion of the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber.

また、エンジン１００では、燃料を供給するための手段として、気筒中心線に近いシリンダヘッド１２の中央部に燃料噴射弁２３が設置される。この燃料噴射弁２３は、副燃焼室１４２に燃焼速度の速い水素ガスを噴射する。また、燃料噴射弁２１、２２は、いずれも吸気通路１５の吸気ポート内に燃料を噴射するようにシリンダヘッド１２に配置される。
燃料噴射弁２１は、オクタン価の高いガソリンを噴射する。燃料噴射弁２２は、自着火性の高いｎ−パラフィンを噴射する。 Further, in the engine 100, as a means for supplying fuel, a fuel injection valve 23 is installed at the center of the cylinder head 12 near the cylinder center line. The fuel injection valve 23 injects hydrogen gas having a high combustion speed into the auxiliary combustion chamber 142. Further, the fuel injection valves 21 and 22 are arranged on the cylinder head 12 so as to inject fuel into the intake port of the intake passage 15.
The fuel injection valve 21 injects gasoline having a high octane number. The fuel injection valve 22 injects n-paraffin having high self-ignitability.

なお、ｎ−パラフィン及び水素ガスはいずれもガソリンを原燃料として得られるものであり、原燃料としてのガソリンが燃料タンク３１に貯蔵されていることは、第１実施形態と同様である。   Both n-paraffin and hydrogen gas are obtained using gasoline as a raw fuel, and the gasoline as the raw fuel is stored in the fuel tank 31 as in the first embodiment.

図８は、ＥＣＵ４１による燃料噴射制御を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing fuel injection control by the ECU 41.

ステップＳ２０１では、ＥＣＵ４１は、エンジン運転状態としてアクセル開度ＡＰＯ、エンジン回転数Ｎｅ及び冷却水温度Ｔｗを読み込む。   In step S201, the ECU 41 reads the accelerator opening APO, the engine speed Ne, and the coolant temperature Tw as the engine operating state.

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ４１は、読み込んだ運転状態に基づいてエンジン運転状態が属する領域を判定する。   In step S202, the ECU 41 determines a region to which the engine operation state belongs based on the read operation state.

エンジン運転状態が図３の低負荷・低回転速度域の領域Ａにあるときは、燃料噴射弁２１、２２を使用して主燃焼室内にガソリンとｎ−パラフィンを含む希薄な均質混合気を形成するとともに、燃料噴射弁２３によって副燃焼室内に水素ガスを噴射する。圧縮行程において、ピストン１３の上昇に伴って主燃焼室１４１に形成された希薄な均質混合気が副燃焼室内に流入するので、副燃焼室内にはｎ−パラフィンとガソリンと水素ガスの混合気が形成される。   When the engine operating state is in the low load / low rotational speed region A of FIG. 3, the fuel injection valves 21 and 22 are used to form a lean homogeneous mixture containing gasoline and n-paraffin in the main combustion chamber. At the same time, hydrogen gas is injected into the auxiliary combustion chamber by the fuel injection valve 23. In the compression stroke, the lean homogeneous mixture formed in the main combustion chamber 141 flows into the sub-combustion chamber as the piston 13 rises, so that the mixture of n-paraffin, gasoline, and hydrogen gas is contained in the sub-combustion chamber. It is formed.

これに対して、エンジン運転状態が高負荷又は高回転速度域の領域Ｂにあるときは、燃料噴射弁２１のみを使用して理論空燃比の均質混合気を主燃焼室内に形成する。   In contrast, when the engine operating state is in the high load or high rotational speed region B, only the fuel injection valve 21 is used to form a stoichiometric air-fuel ratio homogeneous mixture in the main combustion chamber.

ステップＳ２０３では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２２によるｎ−パラフィンの噴射量Ｑｆ４をエンジン運転状態に応じて演算する。なお、エンジン運転状態が領域Ｂにある場合は、噴射量Ｑｆ４はゼロに設定される。   In step S203, the ECU 41 calculates the injection amount Qf4 of n-paraffin by the fuel injection valve 22 according to the engine operating state. When the engine operating state is in region B, the injection amount Qf4 is set to zero.

ステップＳ２０４では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２３による水素ガスの噴射量Ｑｆ５をエンジン運転状態に応じて演算する。なお、エンジン運転状態が領域Ｂにある場合は、噴射量Ｑｆ５はゼロに設定される。   In step S204, the ECU 41 calculates the hydrogen gas injection amount Qf5 from the fuel injection valve 23 in accordance with the engine operating state. When the engine operating state is in the region B, the injection amount Qf5 is set to zero.

ステップＳ２０５では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２１によるガソリンの噴射量Ｑｆ６をエンジン運転状態に応じて演算する。   In step S205, the ECU 41 calculates the gasoline injection amount Qf6 from the fuel injection valve 21 according to the engine operating state.

ステップＳ２０６では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２２を排気行程や吸気行程中の所定時期に駆動して噴射量Ｑｆ４のｎ−パラフィンを吸気ポート内に噴射させる。   In step S206, the ECU 41 drives the fuel injection valve 22 at a predetermined time during the exhaust stroke or the intake stroke to inject n-paraffin having an injection amount Qf4 into the intake port.

ステップＳ２０７では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２３を圧縮行程中の所定時期に駆動して噴射量Ｑｆ５の水素ガスを副燃焼室内に噴射させる。   In step S207, the ECU 41 drives the fuel injection valve 23 at a predetermined time during the compression stroke to inject hydrogen gas of the injection amount Qf5 into the auxiliary combustion chamber.

ステップＳ２０８では、ＥＣＵ４１は、燃料噴射弁２１を排気行程や吸気行程中の所定時期に駆動して噴射量Ｑｆ６のガソリンを吸気ポート内に噴射させる。   In step S208, the ECU 41 drives the fuel injection valve 21 at a predetermined timing during the exhaust stroke or the intake stroke to inject gasoline of the injection amount Qf6 into the intake port.

次に、図９及び図１０を参照して、領域Ａにおいて、燃料噴射弁２１、２２から噴射されたガソリン及びｎ−パラフィンによって主燃焼室内に形成される混合気について説明する。また、図１１を参照して、副燃焼室内に噴射される水素ガスについて説明する。   Next, with reference to FIGS. 9 and 10, the air-fuel mixture formed in the main combustion chamber in the region A by the gasoline and n-paraffin injected from the fuel injection valves 21 and 22 will be described. Further, the hydrogen gas injected into the auxiliary combustion chamber will be described with reference to FIG.

図９（Ａ）は、エンジン１００に供給されるｎ−パラフィン及びガソリンの総噴射量Ｑｔｏｔａｌにおける各燃料の供給割合（発熱量の比率）Ｆｆｒａｃを示す。また、図９（Ｂ）は、エンジン負荷Ｌｄと混合気全体としての空気過剰率Ｌａｍｄとの関係を示す。   FIG. 9A shows a supply ratio (a ratio of heat generation amount) Ffrac of each fuel in a total injection amount Qtotal of n-paraffin and gasoline supplied to the engine 100. FIG. 9B shows the relationship between the engine load Ld and the excess air ratio Lamd as the entire air-fuel mixture.

エンジン１００では、図９（Ｂ）に示すように、エンジン負荷Ｌｄが低下するほど空気過剰率Ｌａｍｄを増大させる。これにより、希薄な均質混合気による燃焼を行わせる。この混合気において、ｎ−パラフィンの供給割合Ｆｆｒａｃは、図９（Ａ）に示すように、エンジン負荷Ｌｄが低下するほど増大させる。これとは逆にガソリンの供給割合Ｆｆｒａｃは、エンジン負荷Ｌｄが低下するほど減少させる。例えば、高負荷時Ｌｄ２には、ｎ−パラフィンの供給割合Ｆｆｒａｃが０．３、ガソリンの供給割合Ｆｆｒａｃが０．７に設定される。これに対して低負荷時Ｌｄ１には、ｎ−パラフィンの供給割合Ｆｆｒａｃが１．０、ガソリンの供給割合Ｆｆｒａｃが０に設定される。   In the engine 100, as shown in FIG. 9B, the excess air ratio Lamd is increased as the engine load Ld decreases. This causes combustion with a lean homogeneous mixture. In this air-fuel mixture, as shown in FIG. 9A, the n-paraffin supply ratio Ffrac increases as the engine load Ld decreases. On the contrary, the gasoline supply ratio Ffrac decreases as the engine load Ld decreases. For example, at high load Ld2, the n-paraffin supply rate Ffrac is set to 0.3, and the gasoline supply rate Ffrac is set to 0.7. On the other hand, at low load Ld1, the n-paraffin supply rate Ffrac is set to 1.0, and the gasoline supply rate Ffrac is set to 0.

図１０は、図９（Ａ）に示す各燃料の供給割合Ｆｆｒａｃを、発熱量に相関する燃料噴射量Ｑｆに換算したものである。   FIG. 10 is obtained by converting the fuel supply ratio Ffrac shown in FIG. 9A to a fuel injection amount Qf correlated with the heat generation amount.

エンジン負荷Ｌｄが低下するほど空気過剰率Ｌａｍｄを増大させることから、燃料の総噴射量Ｑｔｏｔａｌは、図１０に示すようにエンジン負荷Ｌｄの低下に対して減少させる。しかしながら、エンジン負荷Ｌｄの低下に対してｎ−パラフィンの比率を増大させることから、ｎ−パラフィンの噴射量Ｑｆ４は、エンジン負荷Ｌｄが低下するほど増大する。これにより主燃焼室１４１に形成される均質混合気では、ｎ−パラフィンの作用により得られる自着火性を調整することができる。   Since the excess air ratio Lamd is increased as the engine load Ld is decreased, the total fuel injection amount Qtotal is decreased with respect to the decrease in the engine load Ld as shown in FIG. However, since the ratio of n-paraffin to the decrease in engine load Ld is increased, the injection amount Qf4 of n-paraffin increases as the engine load Ld decreases. Thereby, in the homogeneous air-fuel mixture formed in the main combustion chamber 141, the self-ignitability obtained by the action of n-paraffin can be adjusted.

副燃焼室１４２に噴射される水素ガスの噴射量Ｑｆ５は、図１１に示すようにエンジン負荷Ｌｄに応じて調整される。水素ガスの噴射量Ｑｆ５は、エンジン負荷Ｌｄが低下するほど増大させる。この水素ガスの作用によって、副燃焼室に形成される混合気の燃焼速度を調整することができる。   The injection amount Qf5 of hydrogen gas injected into the auxiliary combustion chamber 142 is adjusted according to the engine load Ld as shown in FIG. The hydrogen gas injection amount Qf5 is increased as the engine load Ld decreases. By the action of the hydrogen gas, the combustion speed of the air-fuel mixture formed in the auxiliary combustion chamber can be adjusted.

本実施形態のエンジン１００では、次のように燃焼が達成される。   In the engine 100 of the present embodiment, combustion is achieved as follows.

エンジン運転状態が領域Ａにある場合は、自着火性の高いｎ−パラフィンがガソリンとともに主燃焼室全体に拡散され、均質な混合気が形成される。圧縮行程において、ピストン１３の上昇に伴って主燃焼室内の混合気が噴孔１４２ａを介して副燃焼室に流入する。副燃焼室１４２に流入する主燃焼室内の混合気が希薄であることから、着火性を確保するため、副燃焼室内に燃焼速度の速い水素ガスを供給する。副燃焼室内の混合気に対して点火プラグ２５により外部エネルギーが供給されると、主燃焼室１４１から副燃焼室１４２に流入する混合気が希薄であっても、水素ガスの作用によって副燃焼室内の混合気は火炎伝播燃焼する。この燃焼により、噴孔１４２ａから主燃焼室１４１に噴出する火炎トーチが形成される。燃焼速度の速い水素ガスによる火炎トーチは、主燃焼室全体に速やかに拡大する。自着火性の高いｎ−パラフィンと燃焼速度の速い水素ガスの供給割合は、水素ガスによる火炎トーチにより主燃焼室内の混合気が火炎伝播燃焼した後に自着火燃焼するような供給割合に調整されている。したがって、主燃焼室内の均質混合気は、この火炎トーチによって点火されて火炎伝播燃焼し、燃焼膨張によって自着火燃焼する。   When the engine operating state is in the region A, n-paraffin having high self-ignitability is diffused together with gasoline throughout the main combustion chamber to form a homogeneous air-fuel mixture. In the compression stroke, the air-fuel mixture in the main combustion chamber flows into the sub-combustion chamber through the injection holes 142a as the piston 13 moves up. Since the air-fuel mixture in the main combustion chamber flowing into the sub-combustion chamber 142 is lean, hydrogen gas having a high combustion speed is supplied into the sub-combustion chamber in order to ensure ignitability. When external energy is supplied to the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber by the spark plug 25, even if the air-fuel mixture flowing from the main combustion chamber 141 into the auxiliary combustion chamber 142 is lean, the action of hydrogen gas causes the auxiliary air in the auxiliary combustion chamber. The air-fuel mixture burns and propagates. By this combustion, a flame torch that is ejected from the nozzle hole 142a to the main combustion chamber 141 is formed. A flame torch with hydrogen gas having a high combustion speed spreads quickly throughout the main combustion chamber. The supply ratio of n-paraffin with high self-ignitability and hydrogen gas with a fast combustion rate is adjusted to a supply ratio such that the air-fuel mixture in the main combustion chamber is self-ignited and burned after flame propagation combustion by a flame torch with hydrogen gas. Yes. Therefore, the homogeneous air-fuel mixture in the main combustion chamber is ignited by the flame torch, flame propagation combustion, and self-ignition combustion by combustion expansion.

エンジン運転状態が領域Ｂにある場合は、燃料噴射弁２１により理論空燃比相当量のガソリンを噴射し、主燃焼室１４１に理論空燃比の均質混合気を形成する。圧縮行程において、この均質混合気の一部が噴孔１４２ａを介して副燃焼室１４２に流入する。点火プラグ２５によって副燃焼室１４２内の混合気に外部エネルギーを供給することで、副燃焼室内の混合気を燃焼させる。これにより、噴孔１４２ａから主燃焼室内に火炎トーチが噴出し、この火炎トーチによって主燃焼室内の混合気が火炎伝播燃焼する。   When the engine operating state is in the region B, the fuel injection valve 21 injects an amount of gasoline corresponding to the stoichiometric air / fuel ratio to form a homogeneous air / fuel mixture having the stoichiometric air / fuel ratio in the main combustion chamber 141. In the compression stroke, a part of this homogeneous air-fuel mixture flows into the auxiliary combustion chamber 142 through the nozzle holes 142a. By supplying external energy to the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber 142 by the spark plug 25, the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber is combusted. Thereby, a flame torch is ejected from the nozzle hole 142a into the main combustion chamber, and the air-fuel mixture in the main combustion chamber is flame-propagated and combusted by the flame torch.

以上により、本実施形態のエンジン１００では、下記の効果を得ることができる。   As described above, in the engine 100 of the present embodiment, the following effects can be obtained.

エンジン１００では、副燃焼室１４２の噴孔１４２ａからの火炎トーチによって燃焼室内に形成された均質混合気に点火する。この混合気はｎ−パラフィンの作用によって自着火性が促進されているので、エンジン１００では安定して自着火燃焼させることができ、高い熱効率を実現することができる。   In the engine 100, the homogeneous air-fuel mixture formed in the combustion chamber is ignited by a flame torch from the nozzle hole 142a of the auxiliary combustion chamber 142. Since the air-fuel mixture has its self-ignitability promoted by the action of n-paraffin, the engine 100 can stably perform self-ignition combustion and achieve high thermal efficiency.

また、ｎ−パラフィンは自着火性の高い燃料であるので、混合気を自着火燃焼させるために強い火炎トーチを形成する必要がない。そのため、火炎トーチによる主焼燃室内の乱れを抑制でき、冷却損失による熱効率の低下を回避できる。   Moreover, since n-paraffin is a highly self-igniting fuel, it is not necessary to form a strong flame torch in order to cause the air-fuel mixture to self-ignite and burn. Therefore, the disturbance in the main combustion chamber due to the flame torch can be suppressed, and a decrease in thermal efficiency due to cooling loss can be avoided.

さらに、副燃焼室１４２に燃焼速度の速い水素ガスを供給することで、副燃焼室内の混合気の着火性を向上させ、より安定した燃焼を実現することができる。エンジン負荷Ｌｄの低下に対して水素ガスの噴射量Ｑｆ５を増大させるので、エンジン負荷Ｌｄによらず着火性を維持でき、主燃焼室内の混合気を安定して自着火燃焼させることができる。   Furthermore, by supplying hydrogen gas having a high combustion rate to the auxiliary combustion chamber 142, the ignitability of the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber can be improved, and more stable combustion can be realized. Since the hydrogen gas injection amount Qf5 is increased as the engine load Ld decreases, the ignitability can be maintained regardless of the engine load Ld, and the air-fuel mixture in the main combustion chamber can be stably self-ignited and combusted.

なお、第１実施形態と同様に、燃料の総噴射量Ｑｔｏｔａｌにおけるｎ−パラフィンの供給割合Ｆｆｒａｃは、冷却水温度Ｔｗに応じて変更してもよい。図９の二点鎖線に示すように、冷却水温度Ｔｗが低い冷機時は、実線で示す暖機完了後の場合よりもｎ−パラフィンの供給割合Ｆｆｒａｃを増大させる。また冷機時には、ｎ−パラフィンの供給割合を変更することに加えて、又はこれに代えて、図１１の二点鎖線に示すように水素ガスの噴射量Ｑｆ５を増大してもよい。   As in the first embodiment, the n-paraffin supply ratio Ffrac in the total fuel injection amount Qtotal may be changed according to the cooling water temperature Tw. As shown by the two-dot chain line in FIG. 9, when the cooling water temperature Tw is low, the supply rate Ffrac of n-paraffin is increased as compared with the case after the completion of warming indicated by the solid line. Further, at the time of cooling, in addition to or instead of changing the supply ratio of n-paraffin, the hydrogen gas injection amount Qf5 may be increased as shown by a two-dot chain line in FIG.

（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態のエンジン１００の概略構成図である。 (Third embodiment)
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an engine 100 according to the third embodiment.

第３実施形態のエンジン１００の基本構成は、第１実施形態とほぼ同様であるが、領域Ａでの燃焼がより安定するように燃料噴射制御する点において相違する。つまり、混合気の燃焼状態に応じて各燃料の噴射量を補正するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。   The basic configuration of the engine 100 of the third embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, but differs in that fuel injection control is performed so that the combustion in the region A becomes more stable. That is, the injection amount of each fuel is corrected according to the combustion state of the air-fuel mixture, and the difference will be mainly described below.

図１２に示すように、エンジン１００は、筒内圧センサ５４とノックセンサ５５とを備える。   As shown in FIG. 12, engine 100 includes an in-cylinder pressure sensor 54 and a knock sensor 55.

筒内圧センサ５４は、シリンダブロック１１に設けられ、燃焼室内の圧力（筒内圧）を検出する。筒内圧センサ５４の検出信号は、ＥＣＵ４１に入力する。   The in-cylinder pressure sensor 54 is provided in the cylinder block 11 and detects the pressure in the combustion chamber (in-cylinder pressure). A detection signal from the in-cylinder pressure sensor 54 is input to the ECU 41.

ノックセンサ５５は、シリンダブロック１１に設置される。ノックセンサ５５は、エンジン本体に生じる振動を検出する。ノックセンサ５５の検出信号は、ＥＣＵ４１に入力する。   The knock sensor 55 is installed in the cylinder block 11. Knock sensor 55 detects vibration generated in the engine body. A detection signal from knock sensor 55 is input to ECU 41.

ＥＣＵ４１は、筒内圧センサ５４やノックセンサ５５の検出信号に基づいて、低負荷・低回転速度域の領域Ａでの混合気の燃焼状態を判定し、その燃焼状態に応じて各燃料の噴射量Ｑｆ１〜Ｑｆ３を補正する。そこで、領域ＡにおいてＥＣＵ４１が実行する燃料噴射量の補正制御について、図１３〜図１５を参照して説明する。   The ECU 41 determines the combustion state of the air-fuel mixture in the low load / low rotation speed region A based on the detection signals of the in-cylinder pressure sensor 54 and the knock sensor 55, and the injection amount of each fuel according to the combustion state Qf1 to Qf3 are corrected. Accordingly, the fuel injection amount correction control executed by the ECU 41 in the region A will be described with reference to FIGS.

図１３は、ＥＣＵ４１が実行する燃料噴射量の補正制御を示すフローチャートである。この制御は、エンジン運転状態が領域Ａにある時に、一定周期、例えば１０ミリ秒周期で実施される。   FIG. 13 is a flowchart showing the fuel injection amount correction control executed by the ECU 41. This control is performed at a constant cycle, for example, a cycle of 10 milliseconds when the engine operating state is in the region A.

ステップＳ３０１では、ＥＣＵ４１は、エンジン運転状態として筒内圧Ｐと、ノックレベルＮを読み込む。筒内圧Ｐは、筒内圧センサ５４からの検出信号に基づいて算出される。また、ノックレベルＮは、ノックセンサ５５によって検出された振動量に基づいて算出される。算出された筒内圧ＰとノックレベルＮは、例えば時間に対する値（波形）として記憶しておき、後述の各ステップでは、火炎伝播燃焼している時期や自着火燃焼している時期の筒内圧ＰとノックレベルＮが読み込まれる。   In step S301, the ECU 41 reads in-cylinder pressure P and knock level N as the engine operating state. The in-cylinder pressure P is calculated based on a detection signal from the in-cylinder pressure sensor 54. The knock level N is calculated based on the vibration amount detected by the knock sensor 55. The calculated in-cylinder pressure P and knock level N are stored as, for example, values (waveforms) with respect to time, and in each step described later, the in-cylinder pressure P at the time of flame propagation combustion or self-ignition combustion. And knock level N are read.

ステップＳ３０２では、ＥＣＵ４１は、燃焼室内の混合気が火炎伝播燃焼しているときの筒内圧ＰAが基準圧力Ｐ1よりも小さいか否かを判定する。そして、筒内圧ＰAが基準圧力Ｐ1よりも小さい場合には、燃焼前半における火炎伝播燃焼が失火していると判定して、処理をステップＳ３０３に移行する。これに対して、筒内圧ＰAが基準圧力Ｐ1よりも大きい場合には、火炎伝播燃焼していると判定して、処理をステップＳ３０４に移行する。 At step S302, ECU 41 determines whether the cylinder pressure P A is smaller than the reference pressure P 1 not when the air-fuel mixture in the combustion chamber is flame propagation combustion. If the in-cylinder pressure P A is smaller than the reference pressure P 1 , it is determined that flame propagation combustion in the first half of combustion has misfired, and the process proceeds to step S303. In contrast, if the in-cylinder pressure P A is greater than the reference pressure P 1 , it is determined that flame propagation combustion has occurred, and the process proceeds to step S304.

なお、火炎伝播燃焼しているときの筒内圧ＰAとしては、膨張行程におけるピストン上死点近傍の筒内圧を検出する。 As the cylinder pressure P A in the case that the flame propagation combustion, for detecting the cylinder pressure in the piston near the top dead center in the expansion stroke.

ステップＳ３０３では、ＥＣＵ４１は、火炎伝播燃焼の失火を抑制するために火炎伝播燃焼失火時制御を実行する。この火炎伝播燃焼失火時制御については、図１４（Ａ）を参照して後述する。   In step S303, the ECU 41 executes flame propagation combustion misfire control in order to suppress misfire of flame propagation combustion. This flame propagation combustion misfire control will be described later with reference to FIG.

ステップＳ３０４では、ＥＣＵ４１は、燃焼室内の混合気が自着火燃焼しているときの筒内圧ＰBが基準圧力Ｐ2よりも小さいか否かを判定する。基準圧力Ｐ2は、上記した基準圧力Ｐ1よりも大きい値である。そして、筒内圧ＰBが基準圧力Ｐ2よりも小さい場合には、燃焼後半における自着火燃焼が失火していると判定して、処理をステップＳ３０５に移行する。これに対して、筒内圧ＰBが基準圧力Ｐ2よりも大きい場合には、自着火燃焼していると判定して、処理をステップＳ３０６に移行する。 In step S304, the ECU 41 determines whether or not the in-cylinder pressure P B when the air-fuel mixture in the combustion chamber undergoes self-ignition combustion is smaller than the reference pressure P 2 . The reference pressure P 2 is a value larger than the above-described reference pressure P 1 . If the in-cylinder pressure P B is smaller than the reference pressure P 2 , it is determined that the self-ignition combustion in the second half of combustion has misfired, and the process proceeds to step S305. On the other hand, if the in-cylinder pressure P B is greater than the reference pressure P 2 , it is determined that self-ignition combustion is taking place, and the process proceeds to step S306.

なお、自着火燃焼しているときの筒内圧ＰBとしては、膨張行程におけるピストン上死点後１５°近傍の筒内圧を検出する。 Note that as the in-cylinder pressure P B during self-ignition combustion, the in-cylinder pressure in the vicinity of 15 ° after the piston top dead center in the expansion stroke is detected.

ステップＳ３０５では、ＥＣＵ４１は、自着火燃焼の失火を抑制するために自着火燃焼失火時制御を実行する。この自着火燃焼失火時制御については、図１４（Ｂ）を参照して後述する。   In step S305, the ECU 41 executes self-ignition combustion misfire control in order to suppress misfire of self-ignition combustion. This self-ignition combustion misfire control will be described later with reference to FIG.

ステップ３０６及びステップＳ３０７では、ＥＣＵ４１は、ノッキング発生状態について判定する。   In step 306 and step S307, the ECU 41 determines the knocking occurrence state.

ステップＳ３０６では、ＥＣＵ４１は、ノックレベルＮが基準値Ｎ1よりも小さいか否かを判定する。ノックレベルＮが基準値Ｎ1よりも小さい場合には、ノッキングが発生していないと判定し、処理を終了する。これに対して、ノックレベルＮが基準値Ｎ1よりも大きい場合には、ノッキングが発生していると判定し、処理をステップＳ３０７に移行する。 At step S306, ECU 41 determines whether or not the knocking level N is smaller than the reference value N 1. If knock level N is smaller than reference value N 1 , it is determined that knocking has not occurred, and the process ends. On the contrary, when the knocking level N is larger than the reference value N 1, it is determined that knocking has occurred, the flow goes to step S307.

ステップＳ３０７では、ＥＣＵ４１は、ノックレベルＮが基準値Ｎ2よりも小さいか否かを判定する。基準値Ｎ2は、上記した基準値Ｎ1よりも大きい値である。そして、ノックレベルＮが基準値Ｎ2よりも小さい場合には、弱ノッキングが発生していると判定し、処理をステップＳ３０８に移行する。これに対して、ノックレベルＮが基準値Ｎ2よりも大きい場合には弱ノッキングよりも強いノッキングが発生していると判定し、処理をステップＳ３０９に移行する。 At step S307, ECU 41 determines whether or not the knocking level N is smaller than the reference value N 2. The reference value N 2 is a value larger than the above-described reference value N 1 . If knock level N is smaller than reference value N 2 , it is determined that weak knocking has occurred, and the process proceeds to step S308. In contrast, when knocking level N is larger than the reference value N 2 determines that stronger knocking than the weak knocking is occurring, the flow goes to step S309.

ステップＳ３０８では、ＥＣＵ４１は、弱ノッキングの発生を抑制するために弱ノッキング時制御を実行する。この弱ノッキング時制御については、図１５（Ａ）を参照して後述する。   In step S308, the ECU 41 executes weak knocking control in order to suppress the occurrence of weak knocking. This weak knocking control will be described later with reference to FIG.

ステップＳ３０９では、ＥＣＵ４１は、強ノッキングの発生を抑制するために強ノッキング時制御を実行する。この強ノッキング時制御については、図１５（Ｂ）を参照して後述する。   In step S309, the ECU 41 executes strong knocking control in order to suppress the occurrence of strong knocking. This strong knocking control will be described later with reference to FIG.

失火抑制時にＥＣＵ４１が実行する各燃料噴射量の補正制御について、図１４を参照して説明する。図１４（Ａ）は、火炎伝播燃焼失火時制御を示す。また、図１４（Ｂ）は、自着火燃焼失火時制御を示す。   Correction control of each fuel injection amount executed by the ECU 41 when misfire suppression is performed will be described with reference to FIG. FIG. 14A shows the flame propagation combustion misfire control. FIG. 14B shows the self-ignition combustion misfire control.

エンジン１００において火炎伝播燃焼が失火していると判定された場合には、図１４（Ａ）に示すように火炎伝播燃焼失火時制御が実行される。   When it is determined that the flame propagation combustion is misfiring in the engine 100, the flame propagation combustion misfire control is executed as shown in FIG.

ステップＳ３３１では、ＥＣＵ４１は、ｎ−パラフィンの噴射量Ｑｆ１に補正値ｄＱｆ１Aを加えて増量補正する。 In step S331, the ECU 41 performs an increase correction by adding the correction value dQf1 A to the n-paraffin injection amount Qf1.

ステップＳ３３２では、ＥＣＵ４１は、水素ガスの噴射量Ｑｆ２に補正値ｄＱｆ２Aを加えて増量補正する。 At step S332, ECU 41 may increase corrected by adding a correction value DQf2 A to the hydrogen gas injection amount Qf2.

ステップＳ３３３では、ＥＣＵ４１は、ガソリンの噴射量Ｑｆ３から補正値ｄＱｆ３Aを減らして減量補正する。この補正値ｄＱｆ３Aは、ｎ−パラフィン及び水素ガスを増量補正しても、混合気燃焼時の総発熱量が変化しないような値として設定される。 At step S333, ECU 41 performs a decrease correction by subtracting a correction value DQf3 A from the gasoline injection amount Qf3. This correction value dQf3 A is set as a value that does not change the total calorific value at the time of air-fuel mixture combustion even if the n-paraffin and hydrogen gas are corrected to increase in quantity.

混合気の燃焼前半における火炎伝播燃焼が失火した場合には、水素ガス噴射量を増量補正して混合気の燃焼速度を速めるとともに、ｎ−パラフィン噴射量を増量補正して混合気の自着火性を高める。これにより火炎伝播燃焼を安定させることができ、より確実に自着火燃焼させることができる。   When flame propagation combustion in the first half of the combustion of the air-fuel mixture is misfired, the hydrogen gas injection amount is corrected to increase to increase the combustion speed of the air-fuel mixture, and the n-paraffin injection amount is increased to correct the self-ignitability of the air-fuel mixture. To increase. Thereby, flame propagation combustion can be stabilized and self-ignition combustion can be performed more reliably.

ＥＣＵ４１は、火炎伝播燃焼の失火が抑制されるまでステップＳ３３１〜Ｓ３３３の制御を繰り返すように構成されるが、筒内圧ＰAの値に応じて各燃料の補正値ｄＱｆ１A〜ｄＱｆ３Aを設定するように構成してもよい。 ECU41 is constituted to repeat the control of steps S331~S333 until misfires flame propagation combustion can be suppressed, and sets the correction value dQf1 A ~dQf3 A of the fuel in accordance with the value of the cylinder pressure P A You may comprise as follows.

一方、エンジン１００において自着火燃焼が失火していると判定された場合には、図１４（Ｂ）に示すように自着火燃焼失火時制御が実行される。   On the other hand, when it is determined that self-ignition combustion is misfiring in engine 100, self-ignition combustion misfire control is executed as shown in FIG.

ステップＳ３５１では、ＥＣＵ４１は、ｎ−パラフィンの噴射量Ｑｆ１に補正値ｄＱｆ１Bを加えて増量補正する。 In step S351, the ECU 41 adds the correction value dQf1 B to the n-paraffin injection amount Qf1 to correct the increase.

ステップＳ３５２では、ＥＣＵ４１は、ガソリンの噴射量Ｑｆ３から補正値ｄＱｆ３Bを減らして減量補正する。この補正値ｄＱｆ３Bは、ｎ−パラフィン噴射量を増量補正しても、混合気燃焼時の総発熱量が変化しないような値として設定される。 In step S352, the ECU 41 reduces the correction value dQf3 B from the gasoline injection amount Qf3 to correct the decrease. This correction value dQf3 B is set as a value that does not change the total calorific value at the time of air-fuel mixture combustion even when the n-paraffin injection amount is corrected to increase.

自着火燃焼が失火した場合には、ｎ−パラフィン噴射量を増量補正し、混合気の自着火性を高めるので、自着火燃焼が失火するのを抑制することができる。   When the self-ignition combustion is misfired, the n-paraffin injection amount is corrected to be increased, and the self-ignition property of the air-fuel mixture is improved, so that the self-ignition combustion can be prevented from misfiring.

ＥＣＵ４１は、自着火燃焼の失火が抑制されるまでステップＳ３５１、Ｓ３５２の制御を繰り返すように構成されるが、筒内圧ＰBの値に応じて補正値ｄＱｆ１B、ｄＱｆ３Bを設定するように構成してもよい。 The ECU 41 is configured to repeat the control of steps S351 and S352 until self-ignition combustion misfire is suppressed, but is configured to set the correction values dQf1 B and dQf3 B according to the value of the in-cylinder pressure P B. May be.

ノッキング発生時にＥＣＵ４１が実行する各燃料噴射量の補正制御について、図１５を参照して説明する。図１５（Ａ）は、弱ノッキング時制御を示す。また、図１５（Ｂ）は、強ノッキング時制御を示す。   Correction control of each fuel injection amount executed by the ECU 41 when knocking occurs will be described with reference to FIG. FIG. 15A shows the weak knocking control. FIG. 15B shows the strong knocking control.

エンジン１００において弱ノッキングが発生していると判定された場合には、図１５（Ａ）に示すように弱ノッキング時制御が実行される。   When it is determined that weak knocking has occurred in engine 100, weak knocking control is executed as shown in FIG.

ステップＳ３８１では、ＥＣＵ４１は、水素ガスの噴射量Ｑｆ２に補正値ｄＱｆ２Cを加えて増量補正する。 At step S381, ECU 41 may increase corrected by adding a correction value DQf2 C to the hydrogen gas injection amount Qf2.

ステップＳ３８２では、ＥＣＵ４１は、ガソリンの噴射量Ｑｆ３から補正値ｄＱｆ３Cを減らして減量補正する。この補正値ｄＱｆ３Cは、水素ガス噴射量を増量補正しても、混合気燃焼時の総発熱量が変化しないような値として設定される。 At step S382, ECU 41 performs a decrease correction by subtracting a correction value DQf3 C from the gasoline injection amount Qf3. This correction value dQf3 C is set as a value that does not change the total calorific value during the combustion of the air-fuel mixture even if the hydrogen gas injection amount is corrected to increase.

弱ノッキングが発生している場合には、水素ガス噴射量を増量補正し、混合気の燃焼速度を速めるので、混合気の燃焼期間を短縮でき、弱ノッキングの発生を抑制することができる。   When weak knocking occurs, the hydrogen gas injection amount is corrected to increase and the combustion speed of the air-fuel mixture is increased, so the combustion period of the air-fuel mixture can be shortened and the occurrence of weak knocking can be suppressed.

ＥＣＵ４１は、弱ノッキングが抑制されるまでステップＳ３８１、Ｓ３８２の制御を繰り返すように構成されるが、ノックレベルＮの値に応じて補正値ｄＱｆ２C、補正値ｄＱｆ３Cを設定するように構成してもよい。 The ECU 41 is configured to repeat the control of steps S381 and S382 until the weak knocking is suppressed, and is configured to set the correction value dQf2 C and the correction value dQf3 C according to the value of the knock level N. Also good.

一方、エンジン１００において強ノッキングが発生していると判定された場合には、図１５（Ｂ）に示すように強ノッキング時制御が実行される。   On the other hand, when it is determined that strong knocking has occurred in engine 100, control during strong knocking is executed as shown in FIG.

ステップＳ３９１では、ＥＣＵ４１は、ｎ−パラフィンの噴射量Ｑｆ１から補正値ｄＱｆ１Dを減らして減量補正する。 At step S391, ECU 41 performs a decrease correction by subtracting a correction value DQf1 D from the injection amount Qf1 of n- paraffins.

ステップＳ３９２では、ＥＣＵ４１は、水素ガスの噴射量Ｑｆ２に補正値ｄＱｆ２Dを加えて増量補正する。 At step S392, ECU 41 may increase corrected by adding a correction value DQf2 D to the hydrogen gas injection amount Qf2.

ステップＳ３９３では、ＥＣＵ４１は、ガソリンの噴射量Ｑｆ３から補正値ｄＱｆ３Cを減らして減量補正する。この補正値ｄＱｆ３Cは、ｎ−パラフィン噴射量を減量補正し水素ガス噴射量を増量補正しても、混合気燃焼時の総発熱量が変化しないような値として設定される。 At step S393, ECU 41 performs a decrease correction by subtracting a correction value DQf3 C from the gasoline injection amount Qf3. This correction value dQf3 C is set to a value that does not change the total calorific value at the time of air-fuel mixture combustion even if the n-paraffin injection amount is corrected to decrease and the hydrogen gas injection amount is increased.

強ノッキングが発生している場合には、水素ガス噴射量を増量補正して混合気の燃焼速度を速めるとともに、ｎ−パラフィン噴射量を減量補正して混合気の自着火性を低下させる。これにより混合気の燃焼期間を短縮しつつ、混合気の自着火を抑制することができるので、強ノッキングの発生を抑制できる。   When strong knocking has occurred, the hydrogen gas injection amount is corrected to increase to increase the combustion speed of the air-fuel mixture, and the n-paraffin injection amount is corrected to decrease to reduce the self-ignitability of the air-fuel mixture. Thus, the self-ignition of the air-fuel mixture can be suppressed while shortening the combustion period of the air-fuel mixture, so that the occurrence of strong knocking can be suppressed.

ＥＣＵ４１は、強ノッキングが抑制されるまでステップＳ３９１〜Ｓ３９３の制御を繰り返すように構成されるが、ノックレベルＮの値に応じて各燃料の補正値ｄＱｆ１D〜ｄＱｆ３Dを設定するように構成してもよい。 The ECU 41 is configured to repeat the control of steps S391 to S393 until strong knocking is suppressed, but is configured to set the correction values dQf1 D to dQf3 D for each fuel according to the value of the knock level N. May be.

以上により、本実施形態のエンジン１００は下記の効果を得ることができる。   As described above, the engine 100 of the present embodiment can obtain the following effects.

エンジン１００では、エンジン運転状態が領域Ａにある場合に、混合気の燃焼状態に応じて各燃料の噴射量を補正するので、混合気の燃焼状態を安定させることが可能となる。   In engine 100, when the engine operating state is in region A, the fuel injection amount is corrected according to the combustion state of the air-fuel mixture, so that the combustion state of the air-fuel mixture can be stabilized.

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

第１実施形態では、ｎ−パラフィンを燃料噴射弁２２によって、水素ガスを燃料噴射弁２３によっていずれも吸気通路内に噴射することとしたが、これらの燃料は燃焼室内に直接噴射するようにしてもよい。ｎ−パラフィンを直接噴射することで、その予混合が充分に進行しないうちに自着火が生じることを回避することができる。また、水素ガスを直接噴射することで、吸気通路１５に向けた逆火の発生を防止することができる。   In the first embodiment, n-paraffin is injected into the intake passage by the fuel injection valve 22 and hydrogen gas by the fuel injection valve 23. However, these fuels are directly injected into the combustion chamber. Also good. By directly injecting n-paraffin, it is possible to avoid the occurrence of self-ignition before the premixing proceeds sufficiently. Further, by directly injecting hydrogen gas, it is possible to prevent the occurrence of backfire toward the intake passage 15.

第２実施形態では、専用の部材又は部品を設置して副燃焼室１４２を形成するようにしたが、シリンダブロック１１又はシリンダヘッド１２に窪みを設け、この窪みにより副燃焼室１４２を形成するようにしてもよい。   In the second embodiment, the auxiliary combustion chamber 142 is formed by installing a dedicated member or component. However, a recess is provided in the cylinder block 11 or the cylinder head 12, and the auxiliary combustion chamber 142 is formed by the recess. It may be.

第３実施形態では、ノックセンサ５５の検出値に基づいてノッキング判定するようにしたが、筒内圧センサ５４の検出値に基づいてノックキング判定をするようにしてもよい。この場合には、ノッキング特有の周波数帯域の筒内圧力波形における筒内圧の振幅Ｍが、基準値Ｍ1よりも大きく基準値Ｍ2よりも小さい場合には弱ノッキングが発生していると判定し、基準値Ｍ2よりも大きい場合には強ノッキングが発生していると判定する。 In the third embodiment, the knocking determination is performed based on the detection value of the knock sensor 55, but the knocking determination may be performed based on the detection value of the in-cylinder pressure sensor 54. In this case, it is determined that weak knocking has occurred when the amplitude M of the in-cylinder pressure in the in-cylinder pressure waveform in the frequency band peculiar to knocking is larger than the reference value M 1 and smaller than the reference value M 2. determines that strong knocking is greater than the reference value M 2 is generated.

第３実施形態では、筒内圧センサ５４によって検出された筒内圧と基準圧力とを比較することで失火判定するようにしたが、検出された筒内圧から燃焼時の発熱量を算出し、この発熱量に基づいて失火判定するようにしてもよい。そして、混合気が火炎伝播燃焼する期間の筒内圧Ｐに基づいて算出された発熱量ＱAが基準発熱量Ｑ1よりも小さい場合には、火炎伝播燃焼が失火していると判定する。また、自着火燃焼する期間の筒内圧Ｐに基づいて算出された発熱量ＱBが基準発熱量Ｑ2よりも小さい場合には、自着火燃焼が失火していると判定する。 In the third embodiment, the misfire determination is made by comparing the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 54 with the reference pressure. However, the amount of heat generated during combustion is calculated from the detected in-cylinder pressure, and this heat generation is calculated. You may make it determine misfire based on quantity. Then, when the calorific value Q A calculated based on the in-cylinder pressure P during the period in which the air-fuel mixture undergoes flame propagation combustion is smaller than the reference calorific value Q 1 , it is determined that the flame propagation combustion has misfired. When the calorific value Q B calculated based on the in-cylinder pressure P during the self-igniting combustion period is smaller than the reference calorific value Q 2 , it is determined that the self-igniting combustion has misfired.

また、失火時にはクランクシャフトの角速度変化量が通常時よりも小さくなるため、この角速度変化量に基づいて失火判定するようにしてもよい。角速度変化量は、クランク角センサ５２の検出値に基づいて算出できる。そして、混合気が火炎伝播燃焼する期間の角速度変化量ΔｗAが基準変化量Δｗ1よりも小さい場合には、火炎伝播燃焼が失火していると判定する。また、自着火燃焼する期間の角速度変化量ΔｗBが基準変化量Δｗ2よりも小さい場合には、自着火燃焼が失火していると判定する。 Further, since the amount of change in the angular velocity of the crankshaft is smaller than that in the normal state at the time of misfire, the misfire may be determined based on this amount of change in angular velocity. The amount of change in angular velocity can be calculated based on the detection value of the crank angle sensor 52. Then, when the angular velocity change amount Δw A during the period in which the air-fuel mixture is subjected to flame propagation combustion is smaller than the reference change amount Δw 1 , it is determined that the flame propagation combustion has misfired. Further, if the angular velocity change amount Δw B during the self-ignition combustion period is smaller than the reference change amount Δw 2 , it is determined that the self-ignition combustion has misfired.

さらに、点火プラグ２５にイオン電流センサを設け、混合気燃焼時のイオン電流に基づいて失火判定をしてもよい。混合気が燃焼すると、その燃焼状態に応じて陽イオンが発生するので、イオン電流センサはこの陽イオンに起因して生じるイオン電流を検出する。そして、混合気が火炎伝播燃焼する期間のイオン電流ＩAが基準電流値Ｉ1よりも小さい場合には、火炎伝播燃焼が失火していると判定する。また、自着火燃焼する期間のイオン電流ＩBが基準電流値Ｉ2よりも小さい場合には、自着火燃焼が失火していると判定する。 Furthermore, an ion current sensor may be provided in the spark plug 25, and misfire determination may be performed based on the ion current at the time of air-fuel mixture combustion. When the air-fuel mixture burns, cations are generated according to the combustion state, so that the ion current sensor detects an ionic current caused by the cations. If the ion current I A during the period in which the air-fuel mixture is flame-propagating and combustion is smaller than the reference current value I 1 , it is determined that flame-propagating combustion has misfired. Further, when the ion current I B of the period of self-ignition combustion is smaller than the reference current value I 2 determines that the self-ignition combustion misfire has occurred.

第１実施形態から第３実施形態では、吸気弁１６を可変動弁機構によって駆動するようにしてもよい。この場合には、図１６に示すように、エンジン負荷Ｌｄの低下に対して吸気弁１６の閉弁時期ＩＶＣをピストン下死点側に進角させる。これによりエンジンの有効圧縮比が増大するので、ｎ−パラフィンの自着火性を高めることができ、混合気の自着火燃焼を安定させることができる。   In the first to third embodiments, the intake valve 16 may be driven by a variable valve mechanism. In this case, as shown in FIG. 16, the valve closing timing IVC of the intake valve 16 is advanced to the piston bottom dead center side with respect to the decrease in the engine load Ld. As a result, the effective compression ratio of the engine increases, so that the self-ignitability of n-paraffin can be increased and the self-ignition combustion of the air-fuel mixture can be stabilized.

第１実施形態から第３実施形態では、図１、図７、図１２に示すように機械圧縮比を可変制御する圧縮比可変機構７１を設けるようにしてもよい。この場合には、図１７に示すように、エンジン負荷Ｌｄの低下に対してエンジン１００の機械圧縮比ＣＲを高めることで、ｎ−パラフィンの自着火性の作用を高めることができ、混合気の自着火燃焼を安定させることができる。機械圧縮比の可変制御によれば、自着火を安定させることに加え、機械圧縮比の増大による熱効率向上の効果を得ることができる。   In the first to third embodiments, a compression ratio variable mechanism 71 that variably controls the mechanical compression ratio may be provided as shown in FIGS. In this case, as shown in FIG. 17, by increasing the mechanical compression ratio CR of the engine 100 with respect to the decrease in the engine load Ld, the action of the self-ignitability of n-paraffin can be increased, Self-ignition combustion can be stabilized. According to the variable control of the mechanical compression ratio, in addition to stabilizing the self-ignition, it is possible to obtain the effect of improving the thermal efficiency by increasing the mechanical compression ratio.

第１実施形態から第３実施形態では、性状の異なる複数の燃料を個別に供給し、所定の自着火性及び燃焼速度が達成されるように構成した。しかしながら、所定の自着火性及び燃焼速度が得られるように予め調合した異なる組成の複数の燃料を、個別に設けられた燃料タンクに貯蔵し、エンジン１００に対し、これらを運転状態に応じて切り換えて供給するようにしてもよい。   In the first to third embodiments, a plurality of fuels having different properties are individually supplied to achieve predetermined autoignition properties and combustion rates. However, a plurality of fuels of different compositions prepared in advance so as to obtain a predetermined autoignition property and combustion speed are stored in individually provided fuel tanks, and these are switched to the engine 100 according to the operating state. You may make it supply.

第１実施形態から第３実施形態では、ガソリンを蓄える燃料タンク３１の他に、ｎ−パラフィンを蓄える燃料タンクと水素ガスを蓄える燃料タンクとを備え、それら各燃料タンクに蓄えられた燃料を各燃料噴射弁に供給してもよい。   In the first to third embodiments, in addition to the fuel tank 31 for storing gasoline, a fuel tank for storing n-paraffin and a fuel tank for storing hydrogen gas are provided, and the fuel stored in each of these fuel tanks is stored in each tank. You may supply to a fuel injection valve.

第１燃料としてはｎ−パラフィンのほか、軽油、ジメチルエーテル又はジエチルエーテル等、セタン価が高いものとして分類される燃料を採用することができる。   As the first fuel, in addition to n-paraffin, a fuel classified as having a high cetane number, such as light oil, dimethyl ether or diethyl ether, can be used.

第２燃料としては水素のほか、エチレン又はアセチレン等、層流燃焼速度の高い燃料を採用することができる。   As the second fuel, in addition to hydrogen, a fuel having a high laminar combustion speed such as ethylene or acetylene can be used.

第１実施形態のエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine of 1st Embodiment. 燃料噴射制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows fuel-injection control. 燃焼形態の切換用の運転領域マップである。It is a driving | operation area | region map for switching of a combustion form. エンジン負荷と各燃料の発熱量の比率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an engine load and the ratio of the emitted-heat amount of each fuel. エンジン負荷と各燃料の噴射量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an engine load and the injection amount of each fuel. エンジン負荷と各燃料の発熱量の比率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an engine load and the ratio of the emitted-heat amount of each fuel. 第２実施形態のエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine of 2nd Embodiment. 燃料噴射制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows fuel-injection control. エンジン負荷と各燃料の発熱量の比率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an engine load and the ratio of the emitted-heat amount of each fuel. エンジン負荷と、各燃料の発熱量の比率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an engine load and the ratio of the emitted-heat amount of each fuel. エンジン負荷と、水素ガスの噴射量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an engine load and the injection amount of hydrogen gas. 第３実施形態のエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine of 3rd Embodiment. 各燃料の噴射量補正制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the injection quantity correction | amendment control of each fuel. 失火抑制時の噴射量補正制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the injection quantity correction | amendment control at the time of misfire suppression. ノッキング抑制時の噴射量補正制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the injection quantity correction | amendment control at the time of knocking suppression. 吸気弁のバルブタイミングの可変制御に用いられる運転マップである。It is an operation map used for variable control of valve timing of an intake valve. 圧縮比の可変制御に用いられる運転マップである。It is an operation map used for variable control of a compression ratio.

符号の説明Explanation of symbols

１３ ピストン
１４ 燃焼室
１４１ 主燃焼室
１４２ 副燃焼室
１４２ａ 噴孔
１６ 吸気弁
１６１ 動弁装置（バルブタイミング制御手段）
２１ 燃料噴射弁（供給手段）
２２ 燃料噴射弁（供給手段）
２３ 燃料噴射弁（供給手段）
２５ 点火プラグ（点火手段）
３１ 燃料タンク
３３ 燃料分離器
３４ 燃料改質器
４１ エンジン制御ユニット（制御手段）
５１ アクセルセンサ
５２ クランク角センサ
５３ 冷却水温度センサ
５４ 筒内圧センサ
５５ ノックセンサ
７１ 圧縮比可変機構
ステップＳ３０２ 火炎伝播燃焼失火判定手段
ステップＳ３０３ 自着火燃焼失火判定手段
ステップＳ３０６ ノッキング判定手段
ステップＳ３０７ ノッキング強度判定手段 13 Piston 14 Combustion chamber 141 Main combustion chamber 142 Subcombustion chamber 142a Injection hole 16 Intake valve 161 Valve operating device (valve timing control means)
21 Fuel injection valve (supply means)
22 Fuel injection valve (supply means)
23 Fuel injection valve (supply means)
25 Spark plug (ignition means)
31 Fuel tank 33 Fuel separator 34 Fuel reformer 41 Engine control unit (control means)
51 Accelerometer 52 Crank Angle Sensor 53 Cooling Water Temperature Sensor 54 In-Cylinder Pressure Sensor 55 Knock Sensor 71 Compression Ratio Variable Mechanism Step S302 Flame Propagation Combustion Misfire Determination Means Step S303 Self-ignition Combustion Misfire Determination Means Step S306 Knock Determination Means Step S307 Knocking Strength Determination means

Claims (18)

ガソリンよりも自着火性の高い第１燃料と、ガソリンよりも燃焼速度の速い第２燃料と、第１燃料よりも自着火性が低く第２燃料よりも燃焼速度が遅い第３燃料とを含んだ混合気を燃焼室内に形成するように燃料を供給する供給手段と、
混合気に点火する点火手段と、
前記供給手段と前記点火手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、点火された混合気が火炎伝播燃焼した後に自着火燃焼するように各燃料の供給割合を調整し、前記燃焼室内の混合気に前記点火手段によって点火することを特徴とするエンジン。 Including a first fuel having a higher self-ignition property than gasoline, a second fuel having a faster combustion rate than gasoline, and a third fuel having a lower self-ignition property than the first fuel and a slower combustion rate than the second fuel. a supply means for supplying fuel to the air-fuel mixture formed in the combustion chamber but,
Ignition means for igniting the air-fuel mixture;
Control means for controlling the supply means and the ignition means,
Wherein, engine ignited air-fuel mixture by adjusting the feed rate of the fuel to self-ignition combustion after a flame propagation combustion, characterized in that it ignited by the ignition means in the air-fuel mixture in the combustion chamber . 各燃料を含んだ均質混合気を前記燃焼室全体に形成し、この均質混合気が前記点火手段によって点火されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。 2. The engine according to claim 1, wherein a homogeneous mixture containing each fuel is formed in the entire combustion chamber, and the homogeneous mixture is ignited by the ignition means. 前記制御手段は、エンジン負荷が低下するほど、第１燃料及び第２燃料の供給割合を増大させ、第３燃料の供給割合を減少させることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。 Wherein, as the engine load decreases, it increases the supply proportions of the first fuel and second fuel, engine according to claim 2, characterized in that to reduce the feed rate of the third fuel. エンジンが冷機状態にあるか否かを判定する冷機状態判定手段をさらに備え、
前記制御手段は、エンジンが冷機状態にあると判定された場合に、暖機時よりも第１燃料及び第２燃料の供給割合を増大させ、第３燃料の供給割合を減少させることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。 Further comprising cold state determination means for determining whether the engine is in a cold state,
When it is determined that the engine is in a cold state, the control means increases the supply ratio of the first fuel and the second fuel and decreases the supply ratio of the third fuel than when warming up. The engine according to claim 2 . 火炎伝播燃焼が失火しているか否かを判定する火炎伝播燃焼失火判定手段を備え、
前記制御手段は、火炎伝播燃焼が失火している場合に、第１燃料及び第２燃料の供給割合を増大し、第３燃料の供給割合を減少させることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一つに記載のエンジン。 Flame propagation combustion misfire determination means for determining whether flame propagation combustion is misfired,
Wherein, when the flame propagation combustion misfire has occurred, the supply proportions of the first fuel and the second fuel increases, claim claim 2, characterized in that to reduce the feed rate of the third fuel 4. The engine according to any one of 4 . 自着火燃焼が失火しているか否かを判定する自着火燃焼失火判定手段を備え、
前記制御手段は、自着火燃焼が失火している場合に、第１燃料の供給割合を増大し、第３燃料の供給割合を減少させることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一つに記載のエンジン。 A self-ignition combustion misfire determination means for determining whether the self-ignition combustion is misfiring,
Wherein, when the self-ignition combustion misfire has occurred, and increases the supply proportions of the first fuel, any of the preceding claims 2, characterized in that to reduce the feed rate of the third fuel The engine according to one. ノッキングが発生しているか否かを判定するノッキング判定手段を備え、
前記制御手段は、ノッキングが発生している場合に、第２燃料の供給割合を増大し、第３燃料の供給割合を減少させることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一つに記載のエンジン。 A knocking judging means for judging whether knocking has occurred or not,
Wherein, when the knocking is occurring, any one of claims 6 claims 2 to increase the feed rate of the second fuel, and wherein the reducing the feed rate of the third fuel Engine described in. ノッキング発生時にノッキングの強度を判定するノッキング強度判定手段を備え、
前記制御手段は、基準値よりも強いノッキングが発生している場合に、第２燃料の供給割合を増大し、第１燃料及び第３燃料の供給割合を減少させることを特徴とする請求項７に記載のエンジン。 A knocking strength judging means for judging the strength of knocking when knocking occurs,
Wherein when strong knocking than a reference value has occurred, according to claim 7 to increase the feed rate of the second fuel, and wherein the reducing the supply proportions of the first fuel and the third fuel Engine described in. ピストンの移動により容積が変化する主燃焼室と、
容積が一定で主燃焼室と噴孔を介して連通する副燃焼室と、
ガソリンよりも自着火性の高い第１燃料を含んだ混合気を前記主燃焼室内に形成するとともに、ガソリンよりも燃焼速度の速い第２燃料を含んだ混合気を前記副燃焼室内に形成するように燃料を供給する供給手段と、
前記副燃焼室内に形成された第２燃料を含んだ均質混合気に点火する点火手段と、
前記供給手段と前記点火手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記点火手段によって点火された前記副燃焼室内の混合気の燃焼による火炎トーチに基づき前記主燃焼室内の混合気が火炎伝播燃焼した後に自着火燃焼するように、第１燃料と第２燃料の供給割合を調整することを特徴とするエンジン。 A main combustion chamber whose volume changes as the piston moves;
A sub-combustion chamber having a constant volume and communicating with the main combustion chamber via the nozzle hole ;
An air-fuel mixture containing a first fuel having a higher autoignition property than gasoline is formed in the main combustion chamber, and an air-fuel mixture containing a second fuel having a higher combustion speed than gasoline is formed in the sub-combustion chamber. Supply means for supplying fuel to
Ignition means for igniting a homogeneous mixture containing the second fuel formed in the auxiliary combustion chamber ;
Control means for controlling the supply means and the ignition means,
The control means includes a first fuel and a first fuel so that the air-fuel mixture in the main combustion chamber undergoes self-ignition combustion after flame propagation combustion based on a flame torch caused by combustion of the air-fuel mixture in the sub-combustion chamber ignited by the ignition means. An engine characterized by adjusting a supply ratio of the second fuel. 前記供給手段は、第１燃料よりも自着火性が低く、第２燃料よりも燃焼速度が遅い第３燃料を、第１燃料と第３燃料とを含んだ均質混合気が前記主燃焼室内に形成されるように前記主燃焼室内に供給することを特徴とする請求項９に記載のエンジン。 The supply means has a self-ignitability lower than that of the first fuel, a third fuel having a combustion speed slower than that of the second fuel, and a homogeneous mixture containing the first fuel and the third fuel in the main combustion chamber. The engine according to claim 9 , wherein the engine is supplied into the main combustion chamber so as to be formed. 前記制御手段は、エンジン負荷が低下するほど、第１燃料の供給割合を増大させ、第３燃料の供給割合を減少させることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン。 The engine according to claim 10 , wherein the control means increases the supply ratio of the first fuel and decreases the supply ratio of the third fuel as the engine load decreases. 前記制御手段は、エンジン負荷が低下するほど、第２燃料の供給量を増大させることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のエンジン。 The engine according to claim 10 or 11 , wherein the control means increases the supply amount of the second fuel as the engine load decreases. エンジンが冷機状態にあるか否かを判定する冷機状態判定手段をさらに備え、
前記制御手段は、エンジンが冷機状態にあると判定された場合に、暖機時よりも第１燃料の供給割合を増大させ、第３燃料の供給割合を減少させることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか一つに記載のエンジン。 Further comprising cold state determination means for determining whether the engine is in a cold state,
Wherein, when the engine is determined to be in the cold state than during the warm-up increases the supply proportions of the first fuel, claim, characterized in that to reduce the feed rate of the third fuel 10 The engine according to claim 12 . 前記制御手段は、エンジンが冷機状態にあると判定された場合に、暖機時よりも第２燃料の供給量を増大させることを特徴とする請求項１３に記載のエンジン。 The engine according to claim 13 , wherein the control means increases the supply amount of the second fuel more than when warming up when it is determined that the engine is in a cold state. 前記制御手段は、エンジン負荷が低下するほど、前記均質混合気の空気過剰率を増大させることを特徴とする請求項２から請求項１４のいずれか一つに記載のエンジン。 The engine according to any one of claims 2 to 14 , wherein the control means increases the excess air ratio of the homogeneous mixture as the engine load decreases. 前記制御手段は、エンジン運転状態が低負荷、低回転速度域にある場合に燃料供給割合を調整することを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一つに記載のエンジン。 The engine according to any one of claims 1 to 15 , wherein the control means adjusts the fuel supply rate when the engine operating state is in a low load and low rotation speed range. エンジン負荷が低下するほど、有効圧縮比が増大するように吸気弁の閉時期をピストン下死点時期に近づけるバルブタイミング制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一つに記載のエンジン。 As the engine load decreases, claim 16 claim 1, further comprising a valve timing control means to bring the closing timing of the intake valve in the piston bottom dead center timing so that the effective compression ratio is increased The engine according to one. エンジン負荷が低下するほど、エンジンの機械圧縮比を増大させる圧縮比可変機構をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一つに記載のエンジン。 The engine according to any one of claims 1 to 17 , further comprising a variable compression ratio mechanism that increases the mechanical compression ratio of the engine as the engine load decreases.
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