JP3976475B2 - 予混合圧縮自着火機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガスと加熱した吸入空気を予め混合させた希薄予混合気を高圧縮比のピストンで自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２８に従来の予混合圧縮自着火機関１Ａを示す。外気温度で吸入された吸入空気Ａｉｒが吸気加熱装置Ｈｐで加熱されて加熱空気Ａｈとなり、混合器Ｍｘで燃料ガスＦｇと混合され、予混合気Ｇｐとなる。
予混合気Ｇｐは、エンジンＥｎの燃焼室ＣｖでピストンＰｉによって高圧となり自着火して燃焼し、排気ガスＥｇとなって排出される。
【０００３】
この燃焼過程で、燃焼室Ｃｖ内の圧力ｐ（縦軸）とクランク角θ（横軸）を示す図２９において、ノック状燃焼で曲線Ｋで示されており、燃焼時の筒内圧力も非常に高く、機関がは損する恐れが存在する。なお、ＴＤＣは、上死点を示している。
一般に従来の予混合圧縮自着火機関１Ａでは、予混合気Ｇｐの燃料比率が少ない希薄予混合気で安定な燃焼の曲線Ｎによって運転している。そして燃焼室Ｃｖ内における燃料分布の濃度格差が大きい、または予混合気の温度分布の温度格差が大きいほど、この安定な燃焼Ｎに移行する。
【０００４】
これに対して、燃焼室Ｃｖ内における燃料分布の濃度格差が少ない均一濃度、または予混合気の温度分布の温度格差が少ない均一温度の場合には、燃焼時における筒内圧力が高圧で機関破損を引き起こすノック状燃焼の曲線Ｋになる。
図２９における線Ｕｐは、燃焼室Ｃｖ内の許容圧力を示したもので、予混合気圧縮自着火機関１Ａでは、安定な燃焼曲線Ｎの最大圧力Ｎｐは許容圧力線Ｕｐに対して充分低く設定しなければならないが、実際はＮｐが許容圧力線Ｕｐに近い状態での燃焼が起こっていることが多い。その理由は、予混合気Ｇｐの燃焼室Ｃｖ内の温度格差、濃度格差を定常的に維持することが困難なことによっている。
【０００５】
したがって、他の型式のエンジンに近づくための同気筒容量での出力向上、燃焼効率の向上に必要な燃料供給増加がノック状燃焼を起こさず、エンジンＥｎの破損や耐久性低下にならない技術が必要であった。
今回提案の本発明では、燃焼室内での燃料濃度格差（勾配）、温度格差（勾配）を大きくして均一性を避ける手段や、自着火の抑制剤や促進剤を濃度格差が生じる様に制御供給する手段によって所定の燃焼状態を得る技術の提供をするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、エンジンの破損や耐久性低下を起こさずに多量の燃料を供給して出力向上と効率向上をはかる予混合圧縮自着火機関の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合した予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室或いは該燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記燃料調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【０００８】
或いは、複数の吸気ポートの全てに燃料インジェクタを設け、燃焼圧力が限界以上にまで上昇する恐れがある運転状態の場合には、燃料インジェクタからの燃料噴射量が各吸気ポート毎に相違する様に構成することも可能である。
【０００９】
上記のように構成された本発明によれば、機関の各気筒毎に設けられた複数の吸気ポートの内、１つ吸気ポートにのみ燃料インジェクタで燃料が供給される。そのため、気筒内では燃料濃度が均一にならず、濃度勾配（或いは濃度偏差）が形成される。そして、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間燃焼が阻止されて、燃焼室内の最大圧力を低く抑制することが出来る。
【００１０】
上記した本発明の予混合圧縮自着火機関の運転方法としては、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、燃焼室に運転状態を検出するセンサで燃焼圧力を検知する圧力検知工程と、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生と判定された場合に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００１１】
上記の構成によって、燃焼室内の燃料濃度分布を不均一にして濃度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、運転方法で示した制御作用によって、燃料供給量の増加による最大圧と、ノック状の異常燃焼を管理し抑制している。
【００１５】
そして本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに加熱量を調整自在にして混合気を加熱させる加熱装置が設けられ、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記加熱装置は制御線で接続されて構成されている。
【００１６】
上記において、加熱装置は電熱加熱でも、その他の方法（例えば、排気ガスとの熱交換器等）でも良い。
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートのそれぞれに加熱量が調整できる加熱装置が装着され、それぞれの吸気ポートから温度の異なる予混合気が吸入される。その結果、気筒内では温度が均一にならず、温度勾配が形成され、燃焼に時間遅れを生じさせて、瞬間的な燃焼を防いで、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００１７】
上記した様な構成を具備する予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、複数の吸気ポートの各々に設けられた複数の加熱装置を異なる加熱量にて作動させる複数ヒータ加熱工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布の不均一、或いは温度勾配を生じさせ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大圧を管理して、抑制している。
【００２２】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに排気ガスを還流させる還流管が合流し、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記還流管に装着された還流制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００２３】
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートのそれぞれに排気還流管（ＥＧＲ管）が取り付けられ、各ＥＧＲ管における排気還流量（ＥＧＲ量）に差異を設けることにより、自着火促進作用を有し且つ高温を保有するＥＧＲガスの気筒内おける分布が均一にならず、温度勾配及びＥＧＲガス濃度勾配が形成される。これにより、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００２４】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと高温に加熱された吸入空気とを予め混合させた希薄予混合気を複数の吸気弁で吸入し、高圧縮比のピストンで自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要ありと判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給されるＥＧＲガスの流量が各吸気ポート毎に相違する様に調整するＥＧＲ量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むのが好ましい。
【００２５】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布及びＥＧＲガス濃度分布を不均一にして、温度勾配及びＥＧＲガス濃度勾配を生じさせ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理し抑制している。
【００２６】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、前記過給機で圧縮された予混合気の一部が前記インタークーラをバイパスして、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに合流する様にバイパス管を設け、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記バイパス管に装着されたバイパス流量制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００２７】
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、過給機で圧縮されて高温となった予混合気の一部を、インタークーラをバイパスさせて注入することにより、当該ポートから燃焼室内に流入する吸気は他のポートから流入する吸気よりも高温となる。その結果、気筒（燃焼室）内では温度が均一にならず、温度勾配が形成され、燃焼に時間遅れが生じる。そして、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００２８】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、インタークーラをバイパスし一つの吸気ポートを介して機関の燃焼室に供給されるバイパス流量を調整するバイパス流量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むことを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布を不均一にして温度勾配を生じせしめ、以って、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧を管理し抑制している。
【００３０】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、前記過給機で圧縮された予混合気の一部が前記インタークーラをバイパスして、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれと合流する様にバイパス管を設け、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記バイパス管に装着されたバイパス流量制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００３１】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、過給機で圧縮され高温となった吸気の一部を、インタークーラをバイパスさせて各吸気ポートに供給する。ここで、当該バイパスされた高温吸気の供給量が吸気ポート毎に異なる様にすれば、各吸気ポートからの吸気温度が相違し、気筒（燃焼室）内では温度が均一にならず、温度勾配が形成される。その結果、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００３２】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、インタークーラをバイパスして吸気ポートを介して機関の燃焼室に供給されるバイパス流量が各吸気ポート毎に相違する様に調整するバイパス流量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００３３】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布を不均一にして温度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理して、当該燃焼圧を抑制することが出来る。
【００３４】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）を供給する自着火促進剤供給管が取り付けられ、その自着火促進剤供給管は調整弁を介して自着火促進剤が貯蔵された自着火促進剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００３５】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、自着火促進剤容器から自着火促進剤（ＮＯｘまたはオゾン等）を注入して、燃焼室内において予混合気の自着火を促進する。その際に、自着火促進剤は単一のポートのみから燃焼室内に供給されるので、燃焼室内においては自着火促進剤の分布が均一とならず、気筒（燃焼室）内では着火燃焼が均一にならない。その結果、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００３６】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、一つの吸気ポートを介して供給される自着火促進剤の注入量を調整する調整弁の開度を調整させる自着火促進剤注入工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むのが好ましい。
【００３７】
上記の構成によって、燃焼室内の着火タイミングに差を生じさせ不均一にして燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理して、抑制する。
【００３８】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）を供給する自着火促進剤供給管が取り付けられ、その自着火促進剤供給管は調整弁を介して自着火促進剤が貯蔵された自着火促進剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００３９】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火剤容器から自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）が供給されるが、自着火促進剤供給量を各吸気ポート毎に相違させることにより、各吸気ポートからの吸気の燃焼室内における自着火の程度に差を設けているので、気筒（燃焼室）内では圧縮自着火する時期が均一にならず、着火及び燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止される。その結果、最大燃焼圧を低く抑制出来る。
【００４０】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給される自着火促進剤の供給量を各ポート毎に相違する様に調整する自着火促進剤注入調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００４１】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤の分布及び着火タイミングに差異を生ぜしめ、燃焼室内の着火タイミングを不均一にして、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理・抑制している。
【００４６】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つにオゾンを発生するオゾン発生機及び燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、該燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続されており（前記燃料インジェクタはオゾン発生機より吸気弁側に設けられているのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記オゾン発生機及び前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００４７】
上記のように、オゾン発生装置で自着火促進剤であるオゾンを発生させ、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つから当該オゾンを供給することにより、特定吸気ポートのみからオゾンが燃焼室内に供給される。その結果、自着火促進剤であるオゾンの燃焼室内の分布が不均一となり、気筒（燃焼室）内における圧縮自着火の燃焼タイミングが均一にならないので、燃焼に時間遅れを生じる。その結果、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００４８】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、オゾン発生機でオゾン化された吸気を一つの吸気ポートを介して燃焼室内に供給するオゾン供給工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むことを特徴としている。
上記の構成によって、自着火促進剤であるオゾンの燃焼室内における分布が不均一となり、燃焼室内の着火タイミングも不均一となり、燃焼のピーク発生が抑制される。そして、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇が管理され、抑制される。
【００４９】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれにオゾンを発生するオゾン発生機が設けられ、吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記各オゾン発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００５０】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれから、自着火促進剤であるオゾンが供給されるが、オゾン供給量を各ポート毎に異なるようにすることによって、燃焼室内のオゾンすなわち自着火促進剤の分布を不均一とする。その結果、気筒（燃焼室）内では圧縮自着火タイミングに差が生じ、燃焼が均一にならない。そして、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制出来る。
【００５１】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、複数の吸気ポートに設けられたオゾン発生機で吸気をオゾン化させると共に、各吸気ポート毎に発生するオゾンの量を不均一にせしめるオゾン不均一発生工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００５２】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤であるオゾンの分布を不均一にして、自着火タイミングも不均一にせしめることにより、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理して最大燃焼圧を抑制している。
【００５７】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートの１つに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管が取り付けられ、その自着火抑制剤供給管は調整弁を介して自着火抑制剤（例えば、ＣＯ２ 、Ｎ２ ）が貯蔵された自着火抑制剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されていることを特徴としている。
【００５８】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、自着火抑制剤容器から自着火抑制剤（例えば、ＣＯ２ 、Ｎ２ ）を注入して、特定吸気ポートからの吸気を着火させ難くさせる。その結果、気筒内では自着火抑制剤の分布或いは圧縮自着火のタイミングが不均一となり、燃焼に時間遅れを生じる。そして、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することか出来る。
【００５９】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、この判定工程により異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、一つの吸気ポートから燃焼室内に供給される自着火抑制剤の注入量を調整する自着火抑制剤注入工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程の結果によって燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００６０】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火抑制剤の分布及び自着火タイミングを不均一にせしめ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し、抑制している。
【００６１】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに自着火抑制剤（例えば、ＣＯ２ 、Ｎ２ ）を供給する自着火抑制剤供給管が取り付けられ、その自着火抑制剤供給管は調整弁を介して自着火抑制剤が貯蔵された自着火抑制剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００６２】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火抑制剤容器から自着火抑制剤（例えば、ＣＯ２ 、Ｎ２ ）を異なる量を注入すれば、燃焼室内で自着火抑制剤の分布に不均一が生じ、圧縮自着火タイミングも不均一となる。その結果、気筒内では圧縮自着火が均一にならず、着火及び燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止されて、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００６３】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給される自着火抑制剤の注入量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する自着火抑制剤注入調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００６４】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤の分布及び自着火タイミングを不均一にせしめ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し抑制している。
【００６９】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートの１つに二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生機及び燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され（その燃料インジェクタは前記二酸化炭素発生機より吸気弁側に設けられるのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記二酸化炭素発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００７０】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つに二酸化炭素発生機を設けることにより、一つの吸入ポートのみを介して自着火抑制剤である二酸化炭素が燃焼室内へ供給されることとなり、燃焼室内で自着火抑制剤の分布及び圧縮自着火のタイミングの不均一が生じる。その結果、気筒内では燃焼が均一にならず、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが可能となる。
【００７１】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、二酸化炭素発生機を設けた吸入ポートを介して燃焼室内へ二酸化炭素を添加する二酸化炭素添加工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００７２】
上記の構成によって、自着火抑制剤である二酸化炭素の燃焼室内における分布及び圧縮自着火タイミングが不均一となり、燃焼のピーク発生が抑制され、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理して抑制することが出来るのである。
【００７３】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートのそれぞれに二酸化炭素発生機が設けられ、吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ（その燃料インジェクタは前記二酸化炭素発生機より吸気弁側に設けられるのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記各二酸化炭素発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００７４】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火抑制剤である二酸化炭素を発生させ、最大燃焼圧が限界よりも高くなる恐れがある場合には、燃焼室内へ添加される二酸化炭素の量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する。その結果、気筒内では自着火抑制剤の分布及び圧縮自着火のタイミングが不均一となり、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００７５】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、二酸化炭素発生機により発生し且つ燃焼室内へ添加される二酸化炭素の量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する二酸化炭素添加工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むことを特徴としている。
【００７６】
上記の構成によって、自着火抑制剤である二酸化炭素の燃焼室内の分布及び圧縮自着火タイミングが不均一となり、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し抑制することが出来る。
【００８０】
なお、前記「運転状態を検出するセンサ」は、燃焼圧力を直接に計測するセンサでも良いし、燃焼圧力によって生じるイオン電流を検出するイオンプローブであっても良い。
【００８１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の予混合圧縮着火機関の実施形態を説明する。
第１の実施形態を示す図１において、予混合圧縮自着火機関Ａ０の機関の１筒を示すエンジンＥｎに、本例では燃焼室に第１の吸気弁７と第２の吸気弁８の２ヶの吸気弁と、第１の排気弁１１と第２の排気弁１２の２ヶの排気弁が設けられている。
【００８２】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２及び３を介して吸気ダクト１に統合接続されていて、その吸気ダクト１から新気Ｇａが吸入されるようになっている。
第２の吸気ポート３に燃料ガスＦｇを噴射供給するインジェクタ６が取り付けられ、インジェクタ６には燃料調整弁２２を介して燃料供給管２３が接続されている。これによって、第２の吸気ポート３からの燃料Ｆｇと新気Ｇａとの混合気と第１の吸気ポート２からの燃料を含まない新気Ｇａとが燃焼室水平方向に燃料濃度不均一になると共に垂直方向にも燃料濃度不均一を生じさせる構造となっている。
【００８３】
第１の排気弁１１と第２の排気弁１２はそれぞれ第１及び第２の排気ポート１３及び１４を介して排気ダクト１５に統合接続されていて、その排気ダクト１５から図示しないマフラーを介して排気されるようになっている。
【００８４】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０に接続されている。
制御装置２０は、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０ａを介して燃料調整弁２２を自動制御する機能を有している。
【００８５】
この作用を、図３のフローチャートによる作用ステップで説明する。
ステップＳ１において、圧力センサ５で燃焼圧力を読みとる（圧力検知工程）。ステップＳ２においては、読みとった燃焼圧力を勘案しながら、現状が高出力を必要な運転状況かを検討する（運転状況判定工程）。高出力が不要であればステップＳ４に行く。高出力が必要ならステップＳ３に行き、インジェクタ６からの燃料供給を増加する（燃料供給増加工程）。そして、ステップＳ４に行く。
【００８６】
ステップＳ４では、運転がノックを発生させているかを読みとる（ノック発生判定工程）。ノック並の圧力振動または高い最大圧力を発生させていれば、ステップＳ５に行き、ノック並の圧力振動または高い最大圧力の発生がなければ、ステップＳ６に行く。
【００８７】
ステップＳ５では、インジェクタ６からの燃料供給量を減少させ最大燃焼圧を低減させる（燃料供給減少工程）。
ステップＳ６では、機関運転を継続するか否かを判断して、継続であればステップＳ１に戻る。運転終了であれば制御作動を終了する。
【００８８】
上記の構成によって、燃焼室内の燃料濃度分布を不均一にして濃度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、作用ステップで示した制御作用によって燃料供給量の増加による最大圧を管理し抑制している。
【００８９】
図２は、前記第１の実施形態に類似の別の実施形態を示し、燃料ガスＦｇを噴射供給するインジェクタ６Ａが、例えば燃焼室の中央上部に取り付けられ、インジェクタ６Ａには燃料調整弁２２Ａを介して燃料供給管２３Ａが接続されている。その他の構成は、図１の第１の実施形態と同様である。
【００９０】
この構成の作用は、図３に示す第１の実施形態のフローチャートと同様であって、燃焼室壁面の一部からの燃料供給による燃焼室の垂直方向の燃料濃度分布勾配が燃焼のピーク発生を抑制している。その他は、第１の実施形態と同じである。
【００９９】
図４は第２の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｄ及び３Ｄを介して吸気ダクト１Ｄに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｄから予混合気Ｇｐが吸入されるようになっている。
【０１００】
第１の吸気ポート２Ｄに予混合気Ｇｐを加熱させる第１の加熱装置Ｈ１が装着され、第２の吸気ポート３Ｄに混合気Ｇｐを加熱させる第２の加熱装置Ｈ２が装着されている。
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｄに接続されている。
【０１０１】
制御装置２０Ｄは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｄｂを介して第１の加熱装置Ｈ１の作動を、制御線２０Ｄａを介して第２の加熱装置Ｈ２の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１０２】
上記構成の作用を、図５のフローチャートによる作用ステップで説明する。
ステップＳ２１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ２２に行く。
【０１０３】
ステップＳ２２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ２３に行く。
ステップＳ２３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ２４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ２５に行く。
【０１０４】
ステップＳ２４では、第１及び第２の加熱装置Ｈ１及びＨ２に不等電流たとえば９０：１０を通電して第１の吸気ポート２Ｄと第２の吸気ポート３Ｄを不等加熱して、吸気される予混合気Ｇｐを不等温度に昇温させる（複数ヒータ加熱工程）。そして、第１の吸気ポート２Ｄからの高温予混合気と第２の吸気ポート３Ｄからの低温予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ２５に行く。
【０１０５】
ステップＳ２５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｄで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ２７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ２６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ２７に行く。
【０１０６】
ステップＳ２７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ２１に戻る。
【０１０７】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１及び第２の加熱装置Ｈ１及びＨ２による第１及び第２の吸気ポート２Ｄと３Ｄを流れる予混合気の温度差によって予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１１６】
図６は第３の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｆ及び３Ｆを介して吸気ダクト１Ｆに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｆから予混合気Ｇｐが吸入されるようになっている。
【０１１７】
第１の吸気ポート２Ｆに排気ガスＧｅを還流させる還流管３２が還流制御弁３８を伴って取り付けられている。また、第２の吸気ポート３Ｆに排気ガスＧｅを還流させる還流管３１が還流制御弁３７を伴って取り付けられている。
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｅに接続されている。
【０１１８】
制御装置２０Ｅは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆａを介して還流制御弁３７の作動を、制御線２０Ｆｂを介して還流制御弁３８の作動を自動制御する機能を有している。
【０１１９】
上記構成の作用を、図７のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ４１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ４２に行く。
【０１２０】
ステップＳ４２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ４３に行く。
ステップＳ４３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ４４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ４５に行く。
【０１２１】
ステップＳ４４では、還流制御弁３７及び３８の弁開度をたとえば、９０：１０のように開度に差を設けて第１第２の吸気ポート２Ｆ、３Ｆから供給される予混合気Ｇｐの温度差を設けて燃焼室内温度を不均一にさせる（ＥＧＲ弁開度調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ４５に行く。
【０１２２】
ステップＳ４５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｅで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ４７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ４６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ４７に行く。
【０１２３】
ステップＳ４７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ４１に戻る。
【０１２４】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｆ、３Ｆによる還流差によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１２５】
図８は第４の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎに排気ターボ過給気４０が装着され、ターボコンプレッサ４０ａで圧縮昇温した予混合気Ｇｐが吸気ダクト１Ｆｆに設けられたインタークーラ４１で冷却されるように構成されている。
【０１２６】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｆｆ及び３Ｆｆを介して吸気ダクト１Ｆｆに統合接続されている。
第１の吸気ポート２Ｆｆに過給された予混合気Ｇｐの一部がインタークーラ４１をバイパスする。そのためのバイパス管４２がバイパス流量制御弁４３を伴って取り付けられている。
【０１２７】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｆｆに接続されている。
制御装置２０Ｆｆは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆｆａを介してバイパス流量制御弁４３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１２８】
上記構成の作用を、図９のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ５１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ５２に行く。
【０１２９】
ステップＳ５２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ５３に行く。
ステップＳ５３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ５４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ５５に行く。
【０１３０】
ステップＳ５４では、バイパス流量制御弁４３を開弁して第１の吸気ポート２ＦｆからエンジンＥｎに供給される予混合気Ｇｐの温度を下げないで燃焼室内温度を不均一にさせる（バイパス流量調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ５５に行く。
【０１３１】
ステップＳ５５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｅで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ５７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ５６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ５７に行く。
【０１３２】
ステップＳ５７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ５１に戻る。
【０１３３】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１の吸気ポート２Ｆｆによる高温の予混合気によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１３４】
図１０は第５の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎに排気ターボ過給気４０が装着され、ターボコンプレッサ４０ａで圧縮された予混合気Ｇｐが吸気ダクト１Ｇに設けられたインタークーラ４１で冷却されるように構成されている。
【０１３５】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｇ及び３Ｇを介して吸気ダクト１Ｇに統合接続されている。
第１の吸気ポート２Ｇにインタークーラ４１をバイパスさせる第１のバイパス管４２がバイパス流量制御弁４３を伴って取り付けられており、第２の吸気ポート３Ｇにインタークーラ４１をバイパスさせる第２のバイパス管４５がバイパス流量制御弁４６を伴って取り付けられている。
【０１３６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｇに接続されている。
制御装置２０Ｇは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆａを介してバイパス流量制御弁４３の作動を、制御線２０Ｆｂを介してバイパス流量制御弁４６の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１３７】
上記構成の作用を、図１１のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ７１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ７２に行く。
【０１３８】
ステップＳ７２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ７３に行く。
ステップＳ７３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ７４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ７５に行く。
【０１３９】
ステップＳ７４では、バイパス流量制御弁４３及び４６をたとえば開度９０：１０でを開弁して第１の吸気ポート２Ｇから供給される予混合気Ｇｐの温度と第２の吸気ポート３Ｇから供給される予混合気の温度差を設けて燃焼室内温度を不均一にさせる（バイパス流量差異調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ７５に行く。
【０１４０】
ステップＳ７５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｇで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ７７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ７６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ７７に行く。
【０１４１】
ステップＳ７７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ７１に戻る。
【０１４２】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｇ、３Ｇによるの予混合気の温度差によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１４３】
図１２は第６の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｈ及び３Ｈを介して吸気ダクト１Ｈに統合接続されている。
【０１４４】
第２の吸気ポート３Ｈに自着火剤を供給する自着火剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火剤供給管５４は調整弁５３を介して自着火剤容器５１に接続されている。自着火剤容器５１には、自着火を促進するＮＯｘまたはオゾンが貯蔵されている。
【０１４５】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｈに接続されている。
制御装置２０Ｈは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｈａを介して調整弁５３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１４６】
上記構成の作用を、図１３のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ８１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ８２に行く。
【０１４７】
ステップＳ８２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ８３に行く。
ステップＳ８３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ８４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ８５に行く。
【０１４８】
ステップＳ８４では、調整弁５３開弁して第２の吸気ポート３Ｈから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを注入させる（自着火剤注入工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ８５に行く。
【０１４９】
ステップＳ８５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｈで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ８７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ８６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ８７に行く。
【０１５０】
ステップＳ８７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ８１に戻る。
【０１５１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第２の吸気ポート３Ｈによる自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１５２】
図１４は第７の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｉ及び３Ｉを介して吸気ダクト１Ｉに統合接続されている。
【０１５３】
第１の吸気ポート２Ｉに自着火剤を供給する自着火剤供給管５８が取り付けられていて、その自着火剤供給管５８は調整弁５７を介して自着火剤容器５１に接続されている。第２の吸気ポート３Ｉに自着火剤を供給する自着火剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火剤供給管５４は調整弁５３を介して自着火剤容器５１に接続されている。自着火剤容器５１には、自着火を促進するＮＯｘまたはオゾンが貯蔵されている。
【０１５４】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｉに接続されている。
制御装置２０Ｉは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｉａを介して調整弁５７の作動を、制御線２０Ｉｂを介して調整弁５３の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１５５】
上記構成の作用を、図１５のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ９１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ９２に行く。
ステップＳ９２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ９３に行く。
【０１５６】
ステップＳ９３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ９４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ９５に行く。ステップＳ９４では、調整弁５７を開弁して第１の吸気ポート２Ｉから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、調整弁５３開弁して第２の吸気ポート３Ｉから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、たとえば９０：１０の比率で注入量に差を設けてそれぞれ注入させる（自着火剤注入調整工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ９５に行く。
【０１５７】
ステップＳ９５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｉで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ９７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ９６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ９７に行く。
【０１５８】
ステップＳ９７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ９１に戻る。
【０１５９】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｉ、３Ｉからの差異を設けた自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１６４】
図１６は第８の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｋ及び３Ｋを介して吸気ダクト１Ｋに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｋから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０１６５】
第２の吸気ポート３Ｋに新気Ｇａにオゾンを含有させるオゾン発生機６５が設けられている。第２の吸気ポート３Ｋに、オゾン発生機６５の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０１６６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｋに接続されている。
制御装置２０Ｋは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｋａを介して燃料調整弁６０を制御させ、制御線２０Ｋｂを介してオゾン発生機６５を制御する自動制御機能を有している。
【０１６７】
上記構成の作用を、図１７のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１０１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１０２に行く。
【０１６８】
ステップＳ１０２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１０３に行く。
ステップＳ１０３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１０４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１０５に行く。
ステップＳ１０４では、オゾン発生機６５を作動させ第２の吸気ポートを流れる新気にオゾンを添加させる（オゾン発生工程）。
【０１６９】
そして、第２の吸気ポート３Ｋからのオゾンによって第２の吸気ポート側が自着火性を高め、焼室内の着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１０５に行く。
ステップＳ１０５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｋで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１０７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１０６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１０７に行く。
【０１７０】
ステップＳ１０７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１０１に戻る。
【０１７１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、オゾン発生機６５による第２の吸気ポート３Ｋを流れる新気に添加させたオゾンによって自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１７２】
図１８は第９の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｌ及び３Ｌを介して吸気ダクト１Ｌに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｌから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０１７３】
第１及び第２の吸気ポート２Ｌ、３Ｌに新気Ｇａにオゾンを含有させるオゾン発生機６６、６５が設けられている。第２の吸気ポート３Ｌに、オゾン発生機６５の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
【０１７４】
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０１７５】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｌに接続されている。
制御装置２０Ｌは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｌａを介して燃料調整弁６０を制御させ、制御線２０Ｌｂを介してオゾン発生機６５を制御する自動制御機能を有している。
【０１７６】
上記構成の作用を、図１９のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１１１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１１２に行く。
ステップＳ１１２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１１３に行く。
【０１７７】
ステップＳ１１３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１１４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１１５に行く。
ステップＳ１１４では、オゾン発生機６６、６５をオゾン発生にたとえば９０：１０となるような差異を設けて作動させ、第１及び第２の吸気ポート２Ｌ、３Ｌからのオゾン供給量に差異を設けて新気にオゾンを添加させる（オゾン不均一発生工程）。
【０１７８】
そして、オゾン量の差異によって自着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１１５に行く。
ステップＳ１１５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｌで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１１７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１１６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１１７に行く。
【０１７９】
ステップＳ１１７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１１１に戻る。
【０１８０】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、オゾン発生機６６、６５によるオゾン量の差異をつくり自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１８６】
図２０は第１０の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｎ及び３Ｎを介して吸気ダクト１Ｎに統合接続されている。
【０１８７】
第２の吸気ポート３Ｎに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管７４が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７４は調整弁７３を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。自着火抑制剤容器７１には、自着火を抑制するＣＯ２またはＮ２が貯蔵されている。
【０１８８】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｈに接続されている。
制御装置２０Ｎは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｎａを介して調整弁７３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１８９】
上記構成の作用を、図２１のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１２１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１２２に行く。
【０１９０】
ステップＳ１２２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１２３に行く。
ステップＳ１２３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１２４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１２５に行く。
ステップＳ１２４では、調整弁７３を開弁して第２の吸気ポート３Ｎから自着火抑制剤のＣＯ２またはＮ２を注入させる（自着火抑制剤注入工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１２５に行く。
【０１９１】
ステップＳ１２５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｎで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１２７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１２６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１２７に行く。
【０１９２】
ステップＳ１２７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１２１に戻る。
【０１９３】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第２の吸気ポート３Ｎによる自着火抑制剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１９４】
図２２は第１１の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｐ及び３Ｐを介して吸気ダクト１Ｐに統合接続されている。
【０１９５】
第１の吸気ポート２Ｐに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管７８が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７８は調整弁７７を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。第２の吸気ポート３Ｐに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７４は調整弁７３を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。自着火抑制剤容器７１には、自着火を抑制するＣＯ２またはＮ２が貯蔵されている。
【０１９６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｐに接続されている。
制御装置２０Ｐは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｐａを介して調整弁７７の作動を、制御線２０Ｐｂを介して調整弁７３の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１９７】
上記構成の作用を、図２３のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１３１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１３２に行く。
【０１９８】
ステップＳ１３２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１３３に行く。
ステップＳ１３３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１３４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１３５に行く。
ステップＳ１３４では、調整弁７７を開弁して第１の吸気ポート２Ｐから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、調整弁７３を開弁して第２の吸気ポート３Ｐから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、たとえば９０：１０の比率で注入量に差を設けてそれぞれ注入させる（自着火抑制剤注入調整工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップ１３５に行く。
【０１９９】
ステップＳ１３５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｐで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１３７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１３６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１３７に行く。
【０２００】
ステップＳ１３７では、運転制御特に必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１３１に戻る。
【０２０１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｐ、３Ｐからの差異を設けた自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２０６】
図２４は第１２の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｒ及び３Ｒを介して吸気ダクト１Ｒに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｒから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０２０７】
第２の吸気ポート３Ｒに新気ＧａにＣＯ２を含有させるＣＯ２発生機８６が設けられている。第２の吸気ポート３Ｒに、ＣＯ２発生機８６の吸気弁８側に、燃料インジェクタ８５が取り付けられている。
燃料インジェクタ８５は燃料供給管８４によって燃料調整弁８３を介して図示しない供給源に接続されている。
【０２０８】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｒに接続されている。
制御装置２０Ｒは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｒａを介して燃料調整弁８３を制御させ、制御線２０Ｒｂを介してＣＯ２発生機８６を制御する自動制御機能を有している。
【０２０９】
上記構成の作用を、図２５のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１５１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１５２に行く。
【０２１０】
ステップＳ１５２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば、多量の燃料を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１５３に行く。ステップＳ１５３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１５４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１５５に行く。
ステップＳ１５４では、ＣＯ２発生機８６を作動させ第２の吸気ポート３Ｒを流れる新気にＣＯ２を添加させる（ＣＯ２発生工程）。
【０２１１】
そして、第２の吸気ポート３ＲからのＣＯ２によって第２の吸気ポート３Ｒ側が自着火性を低め、焼室内の着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１５５に行く。
【０２１２】
ステップＳ１５５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｒで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１５７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１５６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１５７に行く。
【０２１３】
ステップＳ１５７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１５１に戻る。
【０２１４】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、ＣＯ２発生機８６による第２の吸気ポート３Ｒを流れる新気に添加させたＣＯ２によって自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２１５】
図２６は第１３の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｓ及び３Ｓを介して吸気ダクト１Ｓに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｓから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０２１６】
第１及び第２の吸気ポート２Ｓ、３Ｓに新気ＧａにＣＯ２を含有させるＣＯ２発生機８７、８６が設けられている。第２の吸気ポート３Ｓに、ＣＯ２発生機８６の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０２１７】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｓに接続されている。
制御装置２０Ｓは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｓａを介して燃料調整弁８３を制御させ、制御線２０Ｓｂを介してＣＯ２発生機８６を、制御線２０Ｓｃを介してＣＯ２発生機８７を、制御する自動制御機能を有している。
【０２１８】
上記構成の作用を、図２７のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１７１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１７２に行く。
【０２１９】
ステップＳ１７２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば燃料供給量の増加をする（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１７３に行く。ステップＳ１７３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１７４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１７５に行く。
ステップＳ１７４では、ＣＯ２発生機８７、８６をＣＯ２発生でたとえば９０：１０となるような差異を設けて作動させ、第１及び第２の吸気ポート２Ｓ、３ＳからのＣＯ２に差異を設けて新気にＣＯ２を添加させる（ＣＯ２不均一発生工程）。
【０２２０】
そして、ＣＯ２量の差異によって自着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１７５に行く。
ステップＳ１７５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｓで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１７７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１７６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１７７に行く。
【０２２１】
ステップＳ１７７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１１１に戻る。
【０２２２】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、ＣＯ２発生機８７、８６によるＣＯ２量の差異をつくり自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２２７】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図１−図３の実施形態において、２つの吸気ポート２、３にそれぞれ燃料インジェクタを設け、燃焼圧の上昇を予防するべき運転状態においては、各々の吸気ポート２、３の燃料噴射量に差異を設けて、燃焼室内の燃料濃度の不均一状態（燃料濃度の偏差）を発生せしめる制御を行うことも可能である。
【０２２８】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列挙する。
（１） 本発明によれば、機関の燃焼室内で予混合気の温度が均一でなく、温度勾配をもって分布されるので自着火燃焼が緩慢化される。したがって、ノック等の異常燃焼や過大な筒内圧力の発生による機関の破損の懸念がなくなり、必要に応じて機関の破損を回避し、供給燃料を増加させて、出力増加をはかることができる。
（２） また、機関の燃焼室内で燃料濃度が均一でなく、濃度勾配をもって分布されるので自着火燃焼が緩慢化される。したがって、ノック等の異常燃焼や過大な筒内圧力による機関の破損の懸念がなくなり、必要に応じて機関破損を回避しつつ供給燃料を増加させて、出力増加をはかることができる。
（３） ＮＯｘやオゾン等の自着火促進剤を所定のばらつきで注入させるので急激な燃焼が生じず、燃焼を緩慢化させられる。
（４） ＣＯ２やＮ２等の自着火抑制剤を所定のばらつきで注入させるので、急激な燃焼が生じず、燃焼を緩慢化させられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態で、吸気ポートの１つに燃料を噴射する装置構成図。
【図２】本発明の別の実施形態で、燃焼室中央上部に燃料を噴射する装置構成図。
【図３】図１及び図２の作用を示すフローチャート図。
【図４】本発明の第２の実施形態で、各吸気ポートに加熱装置を設けた装置構成図。
【図５】図４の第２の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図６】本発明の第３の実施形態で、各吸気ポートに排気還流管をつなげた装置構成図。
【図７】図６の第３の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図８】本発明の第４の実施形態で、吸気圧縮機で昇温した予混合気の一部をインタークーラをバイパスして高温のまま吸気ポートの１つつなげた装置構成図。
【図９】図８の第４の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１０】本発明の第５の実施形態で、吸気圧縮機で昇温した予混合気の一部ををインタークーラをバイパスして高温のまま各吸気ポートになげた装置構成図。
【図１１】図１０の第５の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１２】本発明の第６の実施形態で、吸気ポートの１つにＮＯｘやオゾンを注入させるようにつなげた装置構成図。
【図１３】図１２の第６の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１４】本発明の第７の実施形態で、各吸気ポートにＮＯｘやオゾンを注入させるようにつなげた装置構成図。
【図１５】図１４の第７の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１６】本発明の第８の実施形態で、吸気ポートの１つにオゾン発生器を取り付けた装置構成図。
【図１７】図１６の第８の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１８】本発明の第９の実施形態で、各吸気ポートにオゾン発生器を取り付けた装置構成図。
【図１９】図１８の第９の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２０】本発明の第１０の実施形態で、吸気ポートの１つにＣＯ２やＮ２を注入させるようにつなげた装置構成図。
【図２１】図２０の第１０の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２２】本発明の第１１の実施形態で、各吸気ポートにＣＯ２やＮ２を注入させるようにつなげた 装置構成図。
【図２３】図２２の第１１の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２４】本発明の第１２の実施形態で、吸気ポートの１つＣＯ２発生器を取り付けた装置構成図。
【図２５】図２４の第１２の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２６】本発明の第１３の実施形態で、各吸気ポートにＣＯ２発生器を取り付けた装置構成図。
【図２７】図２６の第１３の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２８】従来の予混合気圧縮自着火機関を示す構成図。
【図２９】従来の予混合気圧縮自着火機関の、燃焼室内圧力ｐ（縦軸）とクランク角θ（横軸）の関係を示す図。
【符号の説明】
Ｅｎ・・エンジン
Ｆｇ・・燃料
Ｇｐ・・予混合気
Ｇａ・・吸入空気（新気）
１・・・吸気ダクト
２・・・第１の吸気ポート
３・・・第２の吸気ポート
５・・・圧力センサ
５ａ・・信号線
６・・・インジェクタ
７・・・第１の吸気弁
８・・・第２の吸気弁
１１・・第１の排気弁
１２・・第２の排気弁
１３・・第１の排気ポート
１４・・第２の排気ポート
１５・・排気ダクト
２０・・制御装置
２０ａ・・制御線
２２・・燃料調整弁
２３・・燃料供給管
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガスと加熱した吸入空気を予め混合させた希薄予混合気を高圧縮比のピストンで自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２８に従来の予混合圧縮自着火機関１Ａを示す。外気温度で吸入された吸入空気Ａｉｒが吸気加熱装置Ｈｐで加熱されて加熱空気Ａｈとなり、混合器Ｍｘで燃料ガスＦｇと混合され、予混合気Ｇｐとなる。
予混合気Ｇｐは、エンジンＥｎの燃焼室ＣｖでピストンＰｉによって高圧となり自着火して燃焼し、排気ガスＥｇとなって排出される。
【０００３】
この燃焼過程で、燃焼室Ｃｖ内の圧力ｐ（縦軸）とクランク角θ（横軸）を示す図２９において、ノック状燃焼で曲線Ｋで示されており、燃焼時の筒内圧力も非常に高く、機関がは損する恐れが存在する。なお、ＴＤＣは、上死点を示している。
一般に従来の予混合圧縮自着火機関１Ａでは、予混合気Ｇｐの燃料比率が少ない希薄予混合気で安定な燃焼の曲線Ｎによって運転している。そして燃焼室Ｃｖ内における燃料分布の濃度格差が大きい、または予混合気の温度分布の温度格差が大きいほど、この安定な燃焼Ｎに移行する。
【０００４】
これに対して、燃焼室Ｃｖ内における燃料分布の濃度格差が少ない均一濃度、または予混合気の温度分布の温度格差が少ない均一温度の場合には、燃焼時における筒内圧力が高圧で機関破損を引き起こすノック状燃焼の曲線Ｋになる。
図２９における線Ｕｐは、燃焼室Ｃｖ内の許容圧力を示したもので、予混合気圧縮自着火機関１Ａでは、安定な燃焼曲線Ｎの最大圧力Ｎｐは許容圧力線Ｕｐに対して充分低く設定しなければならないが、実際はＮｐが許容圧力線Ｕｐに近い状態での燃焼が起こっていることが多い。その理由は、予混合気Ｇｐの燃焼室Ｃｖ内の温度格差、濃度格差を定常的に維持することが困難なことによっている。
【０００５】
したがって、他の型式のエンジンに近づくための同気筒容量での出力向上、燃焼効率の向上に必要な燃料供給増加がノック状燃焼を起こさず、エンジンＥｎの破損や耐久性低下にならない技術が必要であった。
今回提案の本発明では、燃焼室内での燃料濃度格差（勾配）、温度格差（勾配）を大きくして均一性を避ける手段や、自着火の抑制剤や促進剤を濃度格差が生じる様に制御供給する手段によって所定の燃焼状態を得る技術の提供をするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、エンジンの破損や耐久性低下を起こさずに多量の燃料を供給して出力向上と効率向上をはかる予混合圧縮自着火機関の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合した予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室或いは該燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記燃料調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【０００８】
或いは、複数の吸気ポートの全てに燃料インジェクタを設け、燃焼圧力が限界以上にまで上昇する恐れがある運転状態の場合には、燃料インジェクタからの燃料噴射量が各吸気ポート毎に相違する様に構成することも可能である。
【０００９】
上記のように構成された本発明によれば、機関の各気筒毎に設けられた複数の吸気ポートの内、１つ吸気ポートにのみ燃料インジェクタで燃料が供給される。そのため、気筒内では燃料濃度が均一にならず、濃度勾配（或いは濃度偏差）が形成される。そして、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間燃焼が阻止されて、燃焼室内の最大圧力を低く抑制することが出来る。
【００１０】
上記した本発明の予混合圧縮自着火機関の運転方法としては、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、燃焼室に運転状態を検出するセンサで燃焼圧力を検知する圧力検知工程と、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生と判定された場合に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００１１】
上記の構成によって、燃焼室内の燃料濃度分布を不均一にして濃度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、運転方法で示した制御作用によって、燃料供給量の増加による最大圧と、ノック状の異常燃焼を管理し抑制している。
【００１５】
そして本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに加熱量を調整自在にして混合気を加熱させる加熱装置が設けられ、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記加熱装置は制御線で接続されて構成されている。
【００１６】
上記において、加熱装置は電熱加熱でも、その他の方法（例えば、排気ガスとの熱交換器等）でも良い。
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートのそれぞれに加熱量が調整できる加熱装置が装着され、それぞれの吸気ポートから温度の異なる予混合気が吸入される。その結果、気筒内では温度が均一にならず、温度勾配が形成され、燃焼に時間遅れを生じさせて、瞬間的な燃焼を防いで、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００１７】
上記した様な構成を具備する予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、複数の吸気ポートの各々に設けられた複数の加熱装置を異なる加熱量にて作動させる複数ヒータ加熱工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布の不均一、或いは温度勾配を生じさせ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大圧を管理して、抑制している。
【００２２】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに排気ガスを還流させる還流管が合流し、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記還流管に装着された還流制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００２３】
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートのそれぞれに排気還流管（ＥＧＲ管）が取り付けられ、各ＥＧＲ管における排気還流量（ＥＧＲ量）に差異を設けることにより、自着火促進作用を有し且つ高温を保有するＥＧＲガスの気筒内おける分布が均一にならず、温度勾配及びＥＧＲガス濃度勾配が形成される。これにより、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００２４】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと高温に加熱された吸入空気とを予め混合させた希薄予混合気を複数の吸気弁で吸入し、高圧縮比のピストンで自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要ありと判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給されるＥＧＲガスの流量が各吸気ポート毎に相違する様に調整するＥＧＲ量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むのが好ましい。
【００２５】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布及びＥＧＲガス濃度分布を不均一にして、温度勾配及びＥＧＲガス濃度勾配を生じさせ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理し抑制している。
【００２６】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、前記過給機で圧縮された予混合気の一部が前記インタークーラをバイパスして、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに合流する様にバイパス管を設け、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記バイパス管に装着されたバイパス流量制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００２７】
上記のように機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、過給機で圧縮されて高温となった予混合気の一部を、インタークーラをバイパスさせて注入することにより、当該ポートから燃焼室内に流入する吸気は他のポートから流入する吸気よりも高温となる。その結果、気筒（燃焼室）内では温度が均一にならず、温度勾配が形成され、燃焼に時間遅れが生じる。そして、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００２８】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、インタークーラをバイパスし一つの吸気ポートを介して機関の燃焼室に供給されるバイパス流量を調整するバイパス流量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むことを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布を不均一にして温度勾配を生じせしめ、以って、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧を管理し抑制している。
【００３０】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、前記過給機で圧縮された予混合気の一部が前記インタークーラをバイパスして、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれと合流する様にバイパス管を設け、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記バイパス管に装着されたバイパス流量制御弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００３１】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、過給機で圧縮され高温となった吸気の一部を、インタークーラをバイパスさせて各吸気ポートに供給する。ここで、当該バイパスされた高温吸気の供給量が吸気ポート毎に異なる様にすれば、各吸気ポートからの吸気温度が相違し、気筒（燃焼室）内では温度が均一にならず、温度勾配が形成される。その結果、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００３２】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、インタークーラをバイパスして吸気ポートを介して機関の燃焼室に供給されるバイパス流量が各吸気ポート毎に相違する様に調整するバイパス流量調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００３３】
上記の構成によって、燃焼室内の温度分布を不均一にして温度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理して、当該燃焼圧を抑制することが出来る。
【００３４】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）を供給する自着火促進剤供給管が取り付けられ、その自着火促進剤供給管は調整弁を介して自着火促進剤が貯蔵された自着火促進剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００３５】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、自着火促進剤容器から自着火促進剤（ＮＯｘまたはオゾン等）を注入して、燃焼室内において予混合気の自着火を促進する。その際に、自着火促進剤は単一のポートのみから燃焼室内に供給されるので、燃焼室内においては自着火促進剤の分布が均一とならず、気筒（燃焼室）内では着火燃焼が均一にならない。その結果、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００３６】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、一つの吸気ポートを介して供給される自着火促進剤の注入量を調整する調整弁の開度を調整させる自着火促進剤注入工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むのが好ましい。
【００３７】
上記の構成によって、燃焼室内の着火タイミングに差を生じさせ不均一にして燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理して、抑制する。
【００３８】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）を供給する自着火促進剤供給管が取り付けられ、その自着火促進剤供給管は調整弁を介して自着火促進剤が貯蔵された自着火促進剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００３９】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火剤容器から自着火促進剤（例えば、ＮＯｘ、オゾン）が供給されるが、自着火促進剤供給量を各吸気ポート毎に相違させることにより、各吸気ポートからの吸気の燃焼室内における自着火の程度に差を設けているので、気筒（燃焼室）内では圧縮自着火する時期が均一にならず、着火及び燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止される。その結果、最大燃焼圧を低く抑制出来る。
【００４０】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給される自着火促進剤の供給量を各ポート毎に相違する様に調整する自着火促進剤注入調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００４１】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤の分布及び着火タイミングに差異を生ぜしめ、燃焼室内の着火タイミングを不均一にして、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇を管理・抑制している。
【００４６】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つにオゾンを発生するオゾン発生機及び燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、該燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続されており（前記燃料インジェクタはオゾン発生機より吸気弁側に設けられているのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記オゾン発生機及び前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００４７】
上記のように、オゾン発生装置で自着火促進剤であるオゾンを発生させ、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つから当該オゾンを供給することにより、特定吸気ポートのみからオゾンが燃焼室内に供給される。その結果、自着火促進剤であるオゾンの燃焼室内の分布が不均一となり、気筒（燃焼室）内における圧縮自着火の燃焼タイミングが均一にならないので、燃焼に時間遅れを生じる。その結果、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが出来る。
【００４８】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、オゾン発生機でオゾン化された吸気を一つの吸気ポートを介して燃焼室内に供給するオゾン供給工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むことを特徴としている。
上記の構成によって、自着火促進剤であるオゾンの燃焼室内における分布が不均一となり、燃焼室内の着火タイミングも不均一となり、燃焼のピーク発生が抑制される。そして、燃料供給量の増加による最大燃焼圧の上昇が管理され、抑制される。
【００４９】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれにオゾンを発生するオゾン発生機が設けられ、吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記各オゾン発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００５０】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれから、自着火促進剤であるオゾンが供給されるが、オゾン供給量を各ポート毎に異なるようにすることによって、燃焼室内のオゾンすなわち自着火促進剤の分布を不均一とする。その結果、気筒（燃焼室）内では圧縮自着火タイミングに差が生じ、燃焼が均一にならない。そして、燃焼に時間遅れが生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制出来る。
【００５１】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、複数の吸気ポートに設けられたオゾン発生機で吸気をオゾン化させると共に、各吸気ポート毎に発生するオゾンの量を不均一にせしめるオゾン不均一発生工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００５２】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤であるオゾンの分布を不均一にして、自着火タイミングも不均一にせしめることにより、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理して最大燃焼圧を抑制している。
【００５７】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートの１つに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管が取り付けられ、その自着火抑制剤供給管は調整弁を介して自着火抑制剤（例えば、ＣＯ２ 、Ｎ２ ）が貯蔵された自着火抑制剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されていることを特徴としている。
【００５８】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つのみに、自着火抑制剤容器から自着火抑制剤（例えば、ＣＯ２ 、Ｎ２ ）を注入して、特定吸気ポートからの吸気を着火させ難くさせる。その結果、気筒内では自着火抑制剤の分布或いは圧縮自着火のタイミングが不均一となり、燃焼に時間遅れを生じる。そして、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することか出来る。
【００５９】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、この判定工程により異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、一つの吸気ポートから燃焼室内に供給される自着火抑制剤の注入量を調整する自着火抑制剤注入工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程の結果によって燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００６０】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火抑制剤の分布及び自着火タイミングを不均一にせしめ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し、抑制している。
【００６１】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに自着火抑制剤（例えば、ＣＯ２ 、Ｎ２ ）を供給する自着火抑制剤供給管が取り付けられ、その自着火抑制剤供給管は調整弁を介して自着火抑制剤が貯蔵された自着火抑制剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されている。
【００６２】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火抑制剤容器から自着火抑制剤（例えば、ＣＯ２ 、Ｎ２ ）を異なる量を注入すれば、燃焼室内で自着火抑制剤の分布に不均一が生じ、圧縮自着火タイミングも不均一となる。その結果、気筒内では圧縮自着火が均一にならず、着火及び燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止されて、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００６３】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、吸気ポートを介して燃焼室内へ供給される自着火抑制剤の注入量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する自着火抑制剤注入調整工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼が検知された際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００６４】
上記の構成によって、燃焼室内の自着火促進剤の分布及び自着火タイミングを不均一にせしめ、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し抑制している。
【００６９】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートの１つに二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生機及び燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され（その燃料インジェクタは前記二酸化炭素発生機より吸気弁側に設けられるのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記二酸化炭素発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００７０】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の吸気ポートの１つに二酸化炭素発生機を設けることにより、一つの吸入ポートのみを介して自着火抑制剤である二酸化炭素が燃焼室内へ供給されることとなり、燃焼室内で自着火抑制剤の分布及び圧縮自着火のタイミングの不均一が生じる。その結果、気筒内では燃焼が均一にならず、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧を低く抑制することが可能となる。
【００７１】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧の予防が必要であると判定された場合に、二酸化炭素発生機を設けた吸入ポートを介して燃焼室内へ二酸化炭素を添加する二酸化炭素添加工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程、とを含むのが好ましい。
【００７２】
上記の構成によって、自着火抑制剤である二酸化炭素の燃焼室内における分布及び圧縮自着火タイミングが不均一となり、燃焼のピーク発生が抑制され、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理して抑制することが出来るのである。
【００７３】
本発明の予混合圧縮自着火機関は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートのそれぞれに二酸化炭素発生機が設けられ、吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ（その燃料インジェクタは前記二酸化炭素発生機より吸気弁側に設けられるのが好ましい）、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記各二酸化炭素発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されている。
【００７４】
上記のように、機関の各気筒ごとに設けられた複数の各吸気ポートのそれぞれに、自着火抑制剤である二酸化炭素を発生させ、最大燃焼圧が限界よりも高くなる恐れがある場合には、燃焼室内へ添加される二酸化炭素の量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する。その結果、気筒内では自着火抑制剤の分布及び圧縮自着火のタイミングが不均一となり、燃焼に時間遅れを生じ、瞬間的な燃焼が阻止され、最大燃焼圧が低く抑制される。
【００７５】
上記構成の予混合圧縮自着火機関の運転方法は、燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関の運転方法において、高出力化を必要とする状況か否かを判定する運転状況判定工程と、異常燃焼圧予防の要否を判定する高燃焼圧予防判定工程と、該判定工程で異常燃焼圧を予防する必要があると判定された場合に、二酸化炭素発生機により発生し且つ燃焼室内へ添加される二酸化炭素の量が各吸気ポート毎に相違する様に調整する二酸化炭素添加工程と、異常燃焼を検知判定するノック発生判定工程と、ノック発生判定工程で異常燃焼を検知した際に燃料の減少調整をする燃料供給減少工程とを含むことを特徴としている。
【００７６】
上記の構成によって、自着火抑制剤である二酸化炭素の燃焼室内の分布及び圧縮自着火タイミングが不均一となり、燃焼のピーク発生を抑制し、燃料供給量の増加により最大燃焼圧が上昇しても、それを管理し抑制することが出来る。
【００８０】
なお、前記「運転状態を検出するセンサ」は、燃焼圧力を直接に計測するセンサでも良いし、燃焼圧力によって生じるイオン電流を検出するイオンプローブであっても良い。
【００８１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の予混合圧縮着火機関の実施形態を説明する。
第１の実施形態を示す図１において、予混合圧縮自着火機関Ａ０の機関の１筒を示すエンジンＥｎに、本例では燃焼室に第１の吸気弁７と第２の吸気弁８の２ヶの吸気弁と、第１の排気弁１１と第２の排気弁１２の２ヶの排気弁が設けられている。
【００８２】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２及び３を介して吸気ダクト１に統合接続されていて、その吸気ダクト１から新気Ｇａが吸入されるようになっている。
第２の吸気ポート３に燃料ガスＦｇを噴射供給するインジェクタ６が取り付けられ、インジェクタ６には燃料調整弁２２を介して燃料供給管２３が接続されている。これによって、第２の吸気ポート３からの燃料Ｆｇと新気Ｇａとの混合気と第１の吸気ポート２からの燃料を含まない新気Ｇａとが燃焼室水平方向に燃料濃度不均一になると共に垂直方向にも燃料濃度不均一を生じさせる構造となっている。
【００８３】
第１の排気弁１１と第２の排気弁１２はそれぞれ第１及び第２の排気ポート１３及び１４を介して排気ダクト１５に統合接続されていて、その排気ダクト１５から図示しないマフラーを介して排気されるようになっている。
【００８４】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０に接続されている。
制御装置２０は、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０ａを介して燃料調整弁２２を自動制御する機能を有している。
【００８５】
この作用を、図３のフローチャートによる作用ステップで説明する。
ステップＳ１において、圧力センサ５で燃焼圧力を読みとる（圧力検知工程）。ステップＳ２においては、読みとった燃焼圧力を勘案しながら、現状が高出力を必要な運転状況かを検討する（運転状況判定工程）。高出力が不要であればステップＳ４に行く。高出力が必要ならステップＳ３に行き、インジェクタ６からの燃料供給を増加する（燃料供給増加工程）。そして、ステップＳ４に行く。
【００８６】
ステップＳ４では、運転がノックを発生させているかを読みとる（ノック発生判定工程）。ノック並の圧力振動または高い最大圧力を発生させていれば、ステップＳ５に行き、ノック並の圧力振動または高い最大圧力の発生がなければ、ステップＳ６に行く。
【００８７】
ステップＳ５では、インジェクタ６からの燃料供給量を減少させ最大燃焼圧を低減させる（燃料供給減少工程）。
ステップＳ６では、機関運転を継続するか否かを判断して、継続であればステップＳ１に戻る。運転終了であれば制御作動を終了する。
【００８８】
上記の構成によって、燃焼室内の燃料濃度分布を不均一にして濃度勾配を生じさせ燃焼のピーク発生を抑制し、作用ステップで示した制御作用によって燃料供給量の増加による最大圧を管理し抑制している。
【００８９】
図２は、前記第１の実施形態に類似の別の実施形態を示し、燃料ガスＦｇを噴射供給するインジェクタ６Ａが、例えば燃焼室の中央上部に取り付けられ、インジェクタ６Ａには燃料調整弁２２Ａを介して燃料供給管２３Ａが接続されている。その他の構成は、図１の第１の実施形態と同様である。
【００９０】
この構成の作用は、図３に示す第１の実施形態のフローチャートと同様であって、燃焼室壁面の一部からの燃料供給による燃焼室の垂直方向の燃料濃度分布勾配が燃焼のピーク発生を抑制している。その他は、第１の実施形態と同じである。
【００９９】
図４は第２の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｄ及び３Ｄを介して吸気ダクト１Ｄに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｄから予混合気Ｇｐが吸入されるようになっている。
【０１００】
第１の吸気ポート２Ｄに予混合気Ｇｐを加熱させる第１の加熱装置Ｈ１が装着され、第２の吸気ポート３Ｄに混合気Ｇｐを加熱させる第２の加熱装置Ｈ２が装着されている。
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｄに接続されている。
【０１０１】
制御装置２０Ｄは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｄｂを介して第１の加熱装置Ｈ１の作動を、制御線２０Ｄａを介して第２の加熱装置Ｈ２の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１０２】
上記構成の作用を、図５のフローチャートによる作用ステップで説明する。
ステップＳ２１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ２２に行く。
【０１０３】
ステップＳ２２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ２３に行く。
ステップＳ２３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ２４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ２５に行く。
【０１０４】
ステップＳ２４では、第１及び第２の加熱装置Ｈ１及びＨ２に不等電流たとえば９０：１０を通電して第１の吸気ポート２Ｄと第２の吸気ポート３Ｄを不等加熱して、吸気される予混合気Ｇｐを不等温度に昇温させる（複数ヒータ加熱工程）。そして、第１の吸気ポート２Ｄからの高温予混合気と第２の吸気ポート３Ｄからの低温予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ２５に行く。
【０１０５】
ステップＳ２５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｄで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ２７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ２６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ２７に行く。
【０１０６】
ステップＳ２７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ２１に戻る。
【０１０７】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１及び第２の加熱装置Ｈ１及びＨ２による第１及び第２の吸気ポート２Ｄと３Ｄを流れる予混合気の温度差によって予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１１６】
図６は第３の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｆ及び３Ｆを介して吸気ダクト１Ｆに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｆから予混合気Ｇｐが吸入されるようになっている。
【０１１７】
第１の吸気ポート２Ｆに排気ガスＧｅを還流させる還流管３２が還流制御弁３８を伴って取り付けられている。また、第２の吸気ポート３Ｆに排気ガスＧｅを還流させる還流管３１が還流制御弁３７を伴って取り付けられている。
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｅに接続されている。
【０１１８】
制御装置２０Ｅは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆａを介して還流制御弁３７の作動を、制御線２０Ｆｂを介して還流制御弁３８の作動を自動制御する機能を有している。
【０１１９】
上記構成の作用を、図７のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ４１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ４２に行く。
【０１２０】
ステップＳ４２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ４３に行く。
ステップＳ４３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ４４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ４５に行く。
【０１２１】
ステップＳ４４では、還流制御弁３７及び３８の弁開度をたとえば、９０：１０のように開度に差を設けて第１第２の吸気ポート２Ｆ、３Ｆから供給される予混合気Ｇｐの温度差を設けて燃焼室内温度を不均一にさせる（ＥＧＲ弁開度調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ４５に行く。
【０１２２】
ステップＳ４５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｅで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ４７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ４６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ４７に行く。
【０１２３】
ステップＳ４７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ４１に戻る。
【０１２４】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｆ、３Ｆによる還流差によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１２５】
図８は第４の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎに排気ターボ過給気４０が装着され、ターボコンプレッサ４０ａで圧縮昇温した予混合気Ｇｐが吸気ダクト１Ｆｆに設けられたインタークーラ４１で冷却されるように構成されている。
【０１２６】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｆｆ及び３Ｆｆを介して吸気ダクト１Ｆｆに統合接続されている。
第１の吸気ポート２Ｆｆに過給された予混合気Ｇｐの一部がインタークーラ４１をバイパスする。そのためのバイパス管４２がバイパス流量制御弁４３を伴って取り付けられている。
【０１２７】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｆｆに接続されている。
制御装置２０Ｆｆは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆｆａを介してバイパス流量制御弁４３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１２８】
上記構成の作用を、図９のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ５１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ５２に行く。
【０１２９】
ステップＳ５２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ５３に行く。
ステップＳ５３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ５４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ５５に行く。
【０１３０】
ステップＳ５４では、バイパス流量制御弁４３を開弁して第１の吸気ポート２ＦｆからエンジンＥｎに供給される予混合気Ｇｐの温度を下げないで燃焼室内温度を不均一にさせる（バイパス流量調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ５５に行く。
【０１３１】
ステップＳ５５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｅで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ５７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ５６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ５７に行く。
【０１３２】
ステップＳ５７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ５１に戻る。
【０１３３】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１の吸気ポート２Ｆｆによる高温の予混合気によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１３４】
図１０は第５の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎに排気ターボ過給気４０が装着され、ターボコンプレッサ４０ａで圧縮された予混合気Ｇｐが吸気ダクト１Ｇに設けられたインタークーラ４１で冷却されるように構成されている。
【０１３５】
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｇ及び３Ｇを介して吸気ダクト１Ｇに統合接続されている。
第１の吸気ポート２Ｇにインタークーラ４１をバイパスさせる第１のバイパス管４２がバイパス流量制御弁４３を伴って取り付けられており、第２の吸気ポート３Ｇにインタークーラ４１をバイパスさせる第２のバイパス管４５がバイパス流量制御弁４６を伴って取り付けられている。
【０１３６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｇに接続されている。
制御装置２０Ｇは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｆａを介してバイパス流量制御弁４３の作動を、制御線２０Ｆｂを介してバイパス流量制御弁４６の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１３７】
上記構成の作用を、図１１のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ７１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ７２に行く。
【０１３８】
ステップＳ７２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ７３に行く。
ステップＳ７３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ７４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ７５に行く。
【０１３９】
ステップＳ７４では、バイパス流量制御弁４３及び４６をたとえば開度９０：１０でを開弁して第１の吸気ポート２Ｇから供給される予混合気Ｇｐの温度と第２の吸気ポート３Ｇから供給される予混合気の温度差を設けて燃焼室内温度を不均一にさせる（バイパス流量差異調整工程）。そして、予混合気の温度差によって燃焼室内の温度を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ７５に行く。
【０１４０】
ステップＳ７５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｇで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ７７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ７６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ７７に行く。
【０１４１】
ステップＳ７７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ７１に戻る。
【０１４２】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｇ、３Ｇによるの予混合気の温度差によって燃焼室内の予混合気の温度を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１４３】
図１２は第６の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｈ及び３Ｈを介して吸気ダクト１Ｈに統合接続されている。
【０１４４】
第２の吸気ポート３Ｈに自着火剤を供給する自着火剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火剤供給管５４は調整弁５３を介して自着火剤容器５１に接続されている。自着火剤容器５１には、自着火を促進するＮＯｘまたはオゾンが貯蔵されている。
【０１４５】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｈに接続されている。
制御装置２０Ｈは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｈａを介して調整弁５３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１４６】
上記構成の作用を、図１３のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ８１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ８２に行く。
【０１４７】
ステップＳ８２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ８３に行く。
ステップＳ８３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ８４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ８５に行く。
【０１４８】
ステップＳ８４では、調整弁５３開弁して第２の吸気ポート３Ｈから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを注入させる（自着火剤注入工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ８５に行く。
【０１４９】
ステップＳ８５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｈで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ８７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ８６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ８７に行く。
【０１５０】
ステップＳ８７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ８１に戻る。
【０１５１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第２の吸気ポート３Ｈによる自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１５２】
図１４は第７の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｉ及び３Ｉを介して吸気ダクト１Ｉに統合接続されている。
【０１５３】
第１の吸気ポート２Ｉに自着火剤を供給する自着火剤供給管５８が取り付けられていて、その自着火剤供給管５８は調整弁５７を介して自着火剤容器５１に接続されている。第２の吸気ポート３Ｉに自着火剤を供給する自着火剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火剤供給管５４は調整弁５３を介して自着火剤容器５１に接続されている。自着火剤容器５１には、自着火を促進するＮＯｘまたはオゾンが貯蔵されている。
【０１５４】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｉに接続されている。
制御装置２０Ｉは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｉａを介して調整弁５７の作動を、制御線２０Ｉｂを介して調整弁５３の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１５５】
上記構成の作用を、図１５のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ９１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ９２に行く。
ステップＳ９２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ９３に行く。
【０１５６】
ステップＳ９３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ９４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ９５に行く。ステップＳ９４では、調整弁５７を開弁して第１の吸気ポート２Ｉから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、調整弁５３開弁して第２の吸気ポート３Ｉから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、たとえば９０：１０の比率で注入量に差を設けてそれぞれ注入させる（自着火剤注入調整工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ９５に行く。
【０１５７】
ステップＳ９５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｉで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ９７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ９６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ９７に行く。
【０１５８】
ステップＳ９７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ９１に戻る。
【０１５９】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｉ、３Ｉからの差異を設けた自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１６４】
図１６は第８の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｋ及び３Ｋを介して吸気ダクト１Ｋに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｋから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０１６５】
第２の吸気ポート３Ｋに新気Ｇａにオゾンを含有させるオゾン発生機６５が設けられている。第２の吸気ポート３Ｋに、オゾン発生機６５の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０１６６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｋに接続されている。
制御装置２０Ｋは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｋａを介して燃料調整弁６０を制御させ、制御線２０Ｋｂを介してオゾン発生機６５を制御する自動制御機能を有している。
【０１６７】
上記構成の作用を、図１７のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１０１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１０２に行く。
【０１６８】
ステップＳ１０２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１０３に行く。
ステップＳ１０３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１０４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１０５に行く。
ステップＳ１０４では、オゾン発生機６５を作動させ第２の吸気ポートを流れる新気にオゾンを添加させる（オゾン発生工程）。
【０１６９】
そして、第２の吸気ポート３Ｋからのオゾンによって第２の吸気ポート側が自着火性を高め、焼室内の着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１０５に行く。
ステップＳ１０５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｋで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１０７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１０６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１０７に行く。
【０１７０】
ステップＳ１０７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１０１に戻る。
【０１７１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、オゾン発生機６５による第２の吸気ポート３Ｋを流れる新気に添加させたオゾンによって自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１７２】
図１８は第９の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｌ及び３Ｌを介して吸気ダクト１Ｌに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｌから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０１７３】
第１及び第２の吸気ポート２Ｌ、３Ｌに新気Ｇａにオゾンを含有させるオゾン発生機６６、６５が設けられている。第２の吸気ポート３Ｌに、オゾン発生機６５の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
【０１７４】
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０１７５】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｌに接続されている。
制御装置２０Ｌは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｌａを介して燃料調整弁６０を制御させ、制御線２０Ｌｂを介してオゾン発生機６５を制御する自動制御機能を有している。
【０１７６】
上記構成の作用を、図１９のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１１１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１１２に行く。
ステップＳ１１２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１１３に行く。
【０１７７】
ステップＳ１１３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１１４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１１５に行く。
ステップＳ１１４では、オゾン発生機６６、６５をオゾン発生にたとえば９０：１０となるような差異を設けて作動させ、第１及び第２の吸気ポート２Ｌ、３Ｌからのオゾン供給量に差異を設けて新気にオゾンを添加させる（オゾン不均一発生工程）。
【０１７８】
そして、オゾン量の差異によって自着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１１５に行く。
ステップＳ１１５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｌで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１１７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１１６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１１７に行く。
【０１７９】
ステップＳ１１７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１１１に戻る。
【０１８０】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、オゾン発生機６６、６５によるオゾン量の差異をつくり自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１８６】
図２０は第１０の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｎ及び３Ｎを介して吸気ダクト１Ｎに統合接続されている。
【０１８７】
第２の吸気ポート３Ｎに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管７４が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７４は調整弁７３を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。自着火抑制剤容器７１には、自着火を抑制するＣＯ２またはＮ２が貯蔵されている。
【０１８８】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｈに接続されている。
制御装置２０Ｎは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｎａを介して調整弁７３の作動を自動制御する機能を有している。
【０１８９】
上記構成の作用を、図２１のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１２１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１２２に行く。
【０１９０】
ステップＳ１２２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１２３に行く。
ステップＳ１２３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１２４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１２５に行く。
ステップＳ１２４では、調整弁７３を開弁して第２の吸気ポート３Ｎから自着火抑制剤のＣＯ２またはＮ２を注入させる（自着火抑制剤注入工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１２５に行く。
【０１９１】
ステップＳ１２５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｎで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１２７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１２６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１２７に行く。
【０１９２】
ステップＳ１２７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１２１に戻る。
【０１９３】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第２の吸気ポート３Ｎによる自着火抑制剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０１９４】
図２２は第１１の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
エンジンＥｎの第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｐ及び３Ｐを介して吸気ダクト１Ｐに統合接続されている。
【０１９５】
第１の吸気ポート２Ｐに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管７８が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７８は調整弁７７を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。第２の吸気ポート３Ｐに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管５４が取り付けられていて、その自着火抑制剤供給管７４は調整弁７３を介して自着火抑制剤容器７１に接続されている。自着火抑制剤容器７１には、自着火を抑制するＣＯ２またはＮ２が貯蔵されている。
【０１９６】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｐに接続されている。
制御装置２０Ｐは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｐａを介して調整弁７７の作動を、制御線２０Ｐｂを介して調整弁７３の作動を、自動制御する機能を有している。
【０１９７】
上記構成の作用を、図２３のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１３１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１３２に行く。
【０１９８】
ステップＳ１３２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば予混合気Ｇｐの供給量の増加または、及び燃料濃度の濃い予混合気を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１３３に行く。
ステップＳ１３３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１３４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１３５に行く。
ステップＳ１３４では、調整弁７７を開弁して第１の吸気ポート２Ｐから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、調整弁７３を開弁して第２の吸気ポート３Ｐから自着火剤のＮＯｘまたはオゾンを、たとえば９０：１０の比率で注入量に差を設けてそれぞれ注入させる（自着火抑制剤注入調整工程）。これによって、燃焼室内での着火に差異が生じてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップ１３５に行く。
【０１９９】
ステップＳ１３５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｐで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１３７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１３６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１３７に行く。
【０２００】
ステップＳ１３７では、運転制御特に必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１３１に戻る。
【０２０１】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、第１、第２の吸気ポート２Ｐ、３Ｐからの差異を設けた自着火剤の注入によって燃焼室内の予混合気の着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２０６】
図２４は第１２の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｒ及び３Ｒを介して吸気ダクト１Ｒに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｒから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０２０７】
第２の吸気ポート３Ｒに新気ＧａにＣＯ２を含有させるＣＯ２発生機８６が設けられている。第２の吸気ポート３Ｒに、ＣＯ２発生機８６の吸気弁８側に、燃料インジェクタ８５が取り付けられている。
燃料インジェクタ８５は燃料供給管８４によって燃料調整弁８３を介して図示しない供給源に接続されている。
【０２０８】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｒに接続されている。
制御装置２０Ｒは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｒａを介して燃料調整弁８３を制御させ、制御線２０Ｒｂを介してＣＯ２発生機８６を制御する自動制御機能を有している。
【０２０９】
上記構成の作用を、図２５のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１５１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１５２に行く。
【０２１０】
ステップＳ１５２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば、多量の燃料を供給する（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１５３に行く。ステップＳ１５３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１５４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１５５に行く。
ステップＳ１５４では、ＣＯ２発生機８６を作動させ第２の吸気ポート３Ｒを流れる新気にＣＯ２を添加させる（ＣＯ２発生工程）。
【０２１１】
そして、第２の吸気ポート３ＲからのＣＯ２によって第２の吸気ポート３Ｒ側が自着火性を低め、焼室内の着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１５５に行く。
【０２１２】
ステップＳ１５５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｒで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１５７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１５６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１５７に行く。
【０２１３】
ステップＳ１５７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１５１に戻る。
【０２１４】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、ＣＯ２発生機８６による第２の吸気ポート３Ｒを流れる新気に添加させたＣＯ２によって自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２１５】
図２６は第１３の実施形態を示している。前出の実施形態と異なる部分を主にして構成及び作用を説明する。
第１の吸気弁７と第２の吸気弁８はそれぞれ第１及び第２の吸気ポート２Ｓ及び３Ｓを介して吸気ダクト１Ｓに統合接続されていて、その吸気ダクト１Ｓから加熱された新気Ｇａが吸入されるようになっている。
【０２１６】
第１及び第２の吸気ポート２Ｓ、３Ｓに新気ＧａにＣＯ２を含有させるＣＯ２発生機８７、８６が設けられている。第２の吸気ポート３Ｓに、ＣＯ２発生機８６の吸気弁８側に、燃料インジェクタ６２が取り付けられている。
燃料インジェクタ６２は燃料供給管６１によって燃料調整弁６０を介して図示しない供給源に接続されている。
【０２１７】
エンジンＥｎに、燃焼室の燃焼圧を計測する圧力センサ５が取り付けられ、信号線５ａで制御装置２０Ｓに接続されている。
制御装置２０Ｓは、圧力センサ５からの圧力データを受信して正常燃焼圧か、ノッキングのような異常燃焼圧なのかを区分し、かつ制御線２０Ｓａを介して燃料調整弁８３を制御させ、制御線２０Ｓｂを介してＣＯ２発生機８６を、制御線２０Ｓｃを介してＣＯ２発生機８７を、制御する自動制御機能を有している。
【０２１８】
上記構成の作用を、図２７のフローチャートによる作用ステップで説明する。 ステップＳ１７１において、高出力を出す必要があるか否かを圧力センサ５の圧力信号その他から検討する（運転状況判定工程）。エンジン出力を大にする必要があれば、ステップＳ１７２に行く。
【０２１９】
ステップＳ１７２では、エンジンＥｎへの燃料供給量を増加させる。例えば燃料供給量の増加をする（燃料供給増加工程）。次いでステップＳ１７３に行く。ステップＳ１７３では、現在の運転状況がノッキング発生懸念状態か、あるいはエンジン破損懸念状態にあるかを判定する（高燃焼圧予防判定工程）。懸念がＹＥＳであれば、ステップＳ１７４に行く。ＮＯであれば、ステップＳ１７５に行く。
ステップＳ１７４では、ＣＯ２発生機８７、８６をＣＯ２発生でたとえば９０：１０となるような差異を設けて作動させ、第１及び第２の吸気ポート２Ｓ、３ＳからのＣＯ２に差異を設けて新気にＣＯ２を添加させる（ＣＯ２不均一発生工程）。
【０２２０】
そして、ＣＯ２量の差異によって自着火性を不均一にしてノック等の異常燃焼をなくし滑らかな燃焼をさせる。次いでステップＳ１７５に行く。
ステップＳ１７５では、ノック発生状態かを判定する。圧力センサ５の検出信号によって制御装置２０Ｓで判定する（ノック発生判定工程）。ノック発生がなければステップＳ１７７に行く。ノック発生の懸念状態であれば、ステップＳ１７６でエンジンＥｎへの燃料供給量を減少させる（燃料供給減少工程）。そして、ノック状態を避ける。次いで、ステップＳ１７７に行く。
【０２２１】
ステップＳ１７７では、必要時に供給燃料を増加し、出力増加をさせる制御を継続するかを判断する。制御継続であれば、ステップＳ１１１に戻る。
【０２２２】
上記のように、エンジン出力増加が必要の場合あるいはノック回避が必要な場合は、ＣＯ２発生機８７、８６によるＣＯ２量の差異をつくり自着火を不均一にして異常燃焼を回避させる。
【０２２７】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図１−図３の実施形態において、２つの吸気ポート２、３にそれぞれ燃料インジェクタを設け、燃焼圧の上昇を予防するべき運転状態においては、各々の吸気ポート２、３の燃料噴射量に差異を設けて、燃焼室内の燃料濃度の不均一状態（燃料濃度の偏差）を発生せしめる制御を行うことも可能である。
【０２２８】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列挙する。
（１） 本発明によれば、機関の燃焼室内で予混合気の温度が均一でなく、温度勾配をもって分布されるので自着火燃焼が緩慢化される。したがって、ノック等の異常燃焼や過大な筒内圧力の発生による機関の破損の懸念がなくなり、必要に応じて機関の破損を回避し、供給燃料を増加させて、出力増加をはかることができる。
（２） また、機関の燃焼室内で燃料濃度が均一でなく、濃度勾配をもって分布されるので自着火燃焼が緩慢化される。したがって、ノック等の異常燃焼や過大な筒内圧力による機関の破損の懸念がなくなり、必要に応じて機関破損を回避しつつ供給燃料を増加させて、出力増加をはかることができる。
（３） ＮＯｘやオゾン等の自着火促進剤を所定のばらつきで注入させるので急激な燃焼が生じず、燃焼を緩慢化させられる。
（４） ＣＯ２やＮ２等の自着火抑制剤を所定のばらつきで注入させるので、急激な燃焼が生じず、燃焼を緩慢化させられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態で、吸気ポートの１つに燃料を噴射する装置構成図。
【図２】本発明の別の実施形態で、燃焼室中央上部に燃料を噴射する装置構成図。
【図３】図１及び図２の作用を示すフローチャート図。
【図４】本発明の第２の実施形態で、各吸気ポートに加熱装置を設けた装置構成図。
【図５】図４の第２の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図６】本発明の第３の実施形態で、各吸気ポートに排気還流管をつなげた装置構成図。
【図７】図６の第３の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図８】本発明の第４の実施形態で、吸気圧縮機で昇温した予混合気の一部をインタークーラをバイパスして高温のまま吸気ポートの１つつなげた装置構成図。
【図９】図８の第４の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１０】本発明の第５の実施形態で、吸気圧縮機で昇温した予混合気の一部ををインタークーラをバイパスして高温のまま各吸気ポートになげた装置構成図。
【図１１】図１０の第５の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１２】本発明の第６の実施形態で、吸気ポートの１つにＮＯｘやオゾンを注入させるようにつなげた装置構成図。
【図１３】図１２の第６の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１４】本発明の第７の実施形態で、各吸気ポートにＮＯｘやオゾンを注入させるようにつなげた装置構成図。
【図１５】図１４の第７の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１６】本発明の第８の実施形態で、吸気ポートの１つにオゾン発生器を取り付けた装置構成図。
【図１７】図１６の第８の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図１８】本発明の第９の実施形態で、各吸気ポートにオゾン発生器を取り付けた装置構成図。
【図１９】図１８の第９の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２０】本発明の第１０の実施形態で、吸気ポートの１つにＣＯ２やＮ２を注入させるようにつなげた装置構成図。
【図２１】図２０の第１０の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２２】本発明の第１１の実施形態で、各吸気ポートにＣＯ２やＮ２を注入させるようにつなげた 装置構成図。
【図２３】図２２の第１１の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２４】本発明の第１２の実施形態で、吸気ポートの１つＣＯ２発生器を取り付けた装置構成図。
【図２５】図２４の第１２の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２６】本発明の第１３の実施形態で、各吸気ポートにＣＯ２発生器を取り付けた装置構成図。
【図２７】図２６の第１３の実施形態の作用を示すフローチャート図。
【図２８】従来の予混合気圧縮自着火機関を示す構成図。
【図２９】従来の予混合気圧縮自着火機関の、燃焼室内圧力ｐ（縦軸）とクランク角θ（横軸）の関係を示す図。
【符号の説明】
Ｅｎ・・エンジン
Ｆｇ・・燃料
Ｇｐ・・予混合気
Ｇａ・・吸入空気（新気）
１・・・吸気ダクト
２・・・第１の吸気ポート
３・・・第２の吸気ポート
５・・・圧力センサ
５ａ・・信号線
６・・・インジェクタ
７・・・第１の吸気弁
８・・・第２の吸気弁
１１・・第１の排気弁
１２・・第２の排気弁
１３・・第１の排気ポート
１４・・第２の排気ポート
１５・・排気ダクト
２０・・制御装置
２０ａ・・制御線
２２・・燃料調整弁
２３・・燃料供給管
Claims (14)
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合した予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室或いは該燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記燃料調整弁は制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合した予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室或いは該燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記燃料調整弁は制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに加熱量を調整自在にして混合気を加熱させる加熱装置が設けられ、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記加熱装置は制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに排気ガスを還流させる還流管が合流し、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記還流管に装着された還流制御弁とは制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、前記過給機で圧縮された予混合気の一部が前記インタークーラをバイパスして、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに合流する様にバイパス管を設け、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記バイパス管に装着されたバイパス流量制御弁とは制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、吸気系に過給機及びインタークーラを介装しており、前記過給機で圧縮された予混合気の一部が前記インタークーラをバイパスして、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれと合流する様にバイパス管を設け、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記バイパス管に装着されたバイパス流量制御弁とは制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つに自着火促進剤を供給する自着火促進剤供給管が取り付けられ、その自着火促進剤供給管は調整弁を介して自着火促進剤が貯蔵された自着火促進剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに自着火促進剤を供給する自着火促進剤供給管が取り付けられ、その自着火促進剤供給管は調整弁を介して自着火促進剤が貯蔵された自着火促進剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートの１つにオゾンを発生するオゾン発生機及び燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、該燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記オゾン発生機及び前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれにオゾンを発生するオゾン発生機が設けられ、吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記各オゾン発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートの１つに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管が取り付けられ、その自着火抑制剤供給管は調整弁を介して自着火抑制剤が貯蔵された自着火抑制剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、機関の燃焼室に連通する複数の吸気ポートのそれぞれに自着火抑制剤を供給する自着火抑制剤供給管が取り付けられ、その自着火抑制剤供給管は調整弁を介して自着火抑制剤が貯蔵された自着火抑制剤容器に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記調整弁は制御線で接続されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートの１つに二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生機及び燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、その燃料インジェクタは燃料調整弁を介して燃料供給管に接続され、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記二酸化炭素発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
- 燃料ガスと吸入空気とを予め混合させた予混合気を圧縮・自着火させて運転する予混合圧縮自着火機関において、その機関の燃焼室に前記各吸気弁を介して通じる各吸気ポートのそれぞれに二酸化炭素発生機が設けられ、吸気ポートの１つに燃料を供給する燃料インジェクタが設けられ、前記燃焼室に運転状態を検出するセンサが設けられ、該センサは信号線を介して制御装置に接続され、その制御装置と前記各二酸化炭素発生機と前記燃料調整弁とは制御線で接続されて構成されていることを特徴とする予混合圧縮自着火機関。
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