JP2009074436A - Engine controller - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの排気温度および燃焼圧力の各気筒間のバランス補正を自動的に行うエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device that automatically performs balance correction between cylinders for engine exhaust temperature and combustion pressure.
従来より、都市ガス等の気体燃料を主燃料としたガスエンジンとして、各気筒のシリンダヘッドの入口部にガス噴射弁を設置し、電子制御によって上記ガス噴射弁の開弁期間を調整することによって、各気筒への上記気体燃料の注入量を制御するものがある。このようなガスエンジンの制御装置として、特開平10‐110640号公報(特許文献1)に開示された「気筒間の燃焼バランス制御装置」がある。 Conventionally, as a gas engine using gas fuel such as city gas as the main fuel, a gas injection valve is installed at the inlet of the cylinder head of each cylinder, and the opening period of the gas injection valve is adjusted by electronic control. Some control the amount of gaseous fuel injected into each cylinder. As such a gas engine control device, there is a “combustion balance control device between cylinders” disclosed in JP-A-10-110640 (Patent Document 1).
この特許文献1に開示された「気筒間の燃焼バランス制御装置」においては、図6に示すように、ガスエンジン1の各シリンダ2には夫々バランシングバルブ3が接続されており、このバランシングバルブ3はステッピングモータで開度が調整されるようになっている。各バランシングバルブ3は、夫々共通の燃料ガス主管4に接続されている。そして、燃料ガス主管4は、ガバナ5に制御される第1のガス圧力調節弁6と第2のガス圧力調節弁7とを介して燃料ガスの供給源に接続されている。
In the “combustion balance control apparatus between cylinders” disclosed in
図7は、上記ガスエンジン1の各シリンダ2間における燃焼バランスを制御する燃焼バランス制御装置8を示す。この燃焼バランス制御装置8は、制御手段9と、ドライバ10と、各々ステッピングモータ11を有する複数のバランシングバルブ3と、燃焼状態を検出するためにガスエンジン1に設けられたセンサ群と、を有している。上記センサ群によって検出された各シリンダ2の排気温度が、制御手段9に入力される。そうすると、制御手段9は、各シリンダ2の排気温度から排気温度の平均値を算出し、検出した各シリンダ2の排気温度と上記平均値との偏差を算出し、各偏差によって各バランシングバルブ3のステッピングモータ11を制御する。こうすることによって、各シリンダ2間の燃焼状態の偏差が小さくなり、シリンダ2間の燃焼バランスが良くなる。この中では、排気温度、燃焼最高圧力Pmax、図示馬力Pmiの少なくとも1つを目標値にしている。
FIG. 7 shows a combustion
しかしながら、上記特許文献1に開示された従来の気筒間の燃焼バランス制御装置においては、以下のような問題がある。
However, the conventional inter-cylinder combustion balance control device disclosed in
すなわち、実際にガスエンジンを運転して各シリンダ2の排気温度および各シリンダ2の最高燃焼圧力を実測してみると、上記従来の気筒間の燃焼バランス制御装置のごとく、各シリンダ2の排気温度を目標偏差内に収めるようにガス噴射弁であるバランシングバルブ3の開弁期間を微調整した場合には、各シリンダ2の最高燃焼圧力にばらつきが生ずるため、各シリンダ2毎の出力アンバランスを抑制する効果に繋がっていないことを実測により確認した。
That is, when the gas engine is actually operated and the exhaust temperature of each
また、逆に、各シリンダ2の最高燃焼圧力に対して目標偏差を設け、燃料噴射期間を微調整することによって、各シリンダ2の最高燃焼圧力が上記目標偏差内に収まるようにする。そうすると、各シリンダ2の排気温度にばらつきが生じ、この場合にも、各シリンダ2毎の出力アンバランスを完全に抑制する効果に繋がっていないことを実測により確認した。
Conversely, a target deviation is provided for the maximum combustion pressure of each
つまり、上記各シリンダ2の排気温度レベルを揃えると、各シリンダ2の最高燃焼圧力が大きくばらつく一方、逆に、各シリンダ2の最高燃焼圧力レベルを揃えると、各シリンダ2の排気温度が大きくばらつくのである。
そこで、この発明の課題は、エンジンにおける各シリンダの排気温度と最高燃焼圧力とをバランスさせ、両者のばらつきのレベルを低く抑えることができるエンジンの制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an engine control device that balances the exhaust temperature of each cylinder and the maximum combustion pressure in an engine and can keep the level of variation between the two low.
上記課題を解決するため、この発明のエンジンの制御装置は、
複数のシリンダを有するエンジンと、
上記複数のシリンダに連通する複数の吸気通路および複数の排気通路が形成されたシリンダヘッドと、
上記複数の吸気通路に設けられて、各吸気通路に対する燃料の噴射および停止を行う複数の燃料噴射弁と
を備え、
上記複数の排気通路に設けられて、各シリンダからの排気ガスの温度を検出して検出温度を表す検出信号を出力する複数の排気温度センサと、
上記各シリンダと夫々の上記シリンダ内を往復動する複数のピストンと上記シリンダヘッドとで区画された複数の燃焼室内の燃焼圧力を検出して、検出圧力を表す検出信号を出力する複数の圧力センサと、
上記複数の排気温度センサからの検出信号と上記複数の圧力センサからの検出信号とに基づいて、総ての上記シリンダに関する上記排気ガス温度における平均値からの偏差が目標偏差内に収まり、且つ、総ての上記シリンダに関する上記燃焼圧力の1サイクル内の最高値である最高燃焼圧力における平均値からの偏差が目標偏差内に収まるように、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間の補正量を設定するエンジン制御部と、
上記エンジン制御部によって設定された上記複数の燃料噴射弁毎の開弁期間の補正量に基づいて、上記複数の燃料噴射弁を上記補正された開弁期間だけ開放動作させる燃料噴射弁駆動部と
を備えたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, an engine control apparatus according to the present invention provides:
An engine having a plurality of cylinders;
A cylinder head formed with a plurality of intake passages and a plurality of exhaust passages communicating with the plurality of cylinders;
A plurality of fuel injection valves that are provided in the plurality of intake passages and inject and stop fuel in each intake passage;
A plurality of exhaust temperature sensors provided in the plurality of exhaust passages for detecting the temperature of the exhaust gas from each cylinder and outputting a detection signal representing the detected temperature;
A plurality of pressure sensors for detecting combustion pressures in a plurality of combustion chambers defined by the cylinders and a plurality of pistons reciprocating in the cylinders and the cylinder heads and outputting detection signals representing the detected pressures When,
Based on detection signals from the plurality of exhaust temperature sensors and detection signals from the plurality of pressure sensors, a deviation from an average value of the exhaust gas temperature for all the cylinders is within a target deviation, and The correction amount of the opening periods of the plurality of fuel injection valves is set so that the deviation from the average value at the highest combustion pressure, which is the highest value in one cycle, of all the cylinders is within the target deviation. An engine control unit to be set;
A fuel injection valve drive unit that opens the plurality of fuel injection valves for the corrected valve opening period based on a correction amount of the valve opening period for each of the plurality of fuel injection valves set by the engine control unit; It is characterized by having.
上記構成によれば、エンジン制御部によって、総てのシリンダに関する排気ガス温度における平均値からの偏差が目標偏差内に収まり、且つ、総ての上記シリンダに関する上記最高燃焼圧力における平均値からの偏差が目標偏差内に収まるように、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間の補正量を設定している。したがって、エンジンにおける総ての上記シリンダに関する上記排気ガス温度の上記偏差が目標偏差内に収まると共に、上記最高燃焼圧力の上記偏差が目標偏差内に収まるように、上記排気ガス温度と上記最高燃焼圧力とをバランスさせ、両者のばらつきのレベルを低く抑えることができる。 According to the above configuration, the deviation from the average value in the exhaust gas temperature for all the cylinders falls within the target deviation by the engine control unit, and the deviation from the average value in the maximum combustion pressure for all the cylinders. Is set within the target deviation so that the correction amount of the opening periods of the plurality of fuel injection valves is set. Therefore, the exhaust gas temperature and the maximum combustion pressure are set such that the deviation of the exhaust gas temperature for all the cylinders in the engine is within the target deviation and the deviation of the maximum combustion pressure is within the target deviation. And the level of variation between the two can be kept low.
また、1実施の形態のエンジンの制御装置では、
上記エンジン制御部は、先に、総ての上記シリンダに関する上記排気ガス温度の上記偏差が上記目標偏差内に収まるように、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間の補正量を設定した後に、総ての上記シリンダに関する上記最高燃焼圧力の上記偏差が上記目標偏差内に収まるように、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間の補正量を設定するようになっている。
Further, in the engine control apparatus of one embodiment,
The engine control unit first sets a correction amount for the valve opening periods of the plurality of fuel injection valves so that the deviation of the exhaust gas temperature for all the cylinders is within the target deviation. The correction amounts for the valve opening periods of the plurality of fuel injection valves are set so that the deviation of the maximum combustion pressure for all the cylinders is within the target deviation.
この実施の形態によれば、総ての上記シリンダに関する上記排気ガス温度の上記偏差に対する上記目標偏差内への集束を優先して行うようにしている。したがって、総ての上記シリンダにおける少なくとも上記排気ガス温度のレベルを上記所定の目標偏差内に確実に揃えることができる。 According to this embodiment, focusing within the target deviation with respect to the deviation of the exhaust gas temperature with respect to all the cylinders is performed with priority. Accordingly, at least the exhaust gas temperature levels in all the cylinders can be reliably aligned within the predetermined target deviation.
また、1実施の形態のエンジンの制御装置では、
上記エンジンの回転数を検出して検出回転数を表す検出信号を出力する回転センサを備え、
上記エンジン制御部は、上記回転センサからの検出信号に基づいて、上記エンジンの実回転数が設定回転数になるように上記総ての燃料噴射弁の開弁期間を一律に調整するガバナ機能を有し、このガバナ機能によって予め一律に調整された上記総ての燃料噴射弁の開弁期間に対して上記設定された補正量を個々に加減算して得られた開弁期間を、上記燃料噴射弁駆動部に送出するようになっている。
Further, in the engine control apparatus of one embodiment,
A rotation sensor that detects the number of revolutions of the engine and outputs a detection signal representing the detected number of revolutions;
The engine control unit has a governor function for uniformly adjusting the valve opening periods of all the fuel injection valves based on the detection signal from the rotation sensor so that the actual rotation speed of the engine becomes a set rotation speed. A valve opening period obtained by individually adding and subtracting the set correction amount with respect to the valve opening periods of all the fuel injection valves that are uniformly adjusted in advance by the governor function. It is sent to the valve drive unit.
この実施の形態によれば、先に、上記ガバナ機能によって一律に調整された上記総ての燃料噴射弁の開弁期間に対して、個々の上記シリンダに関する上記排気ガス温度の上記偏差および上記最高燃焼圧力の上記偏差が目標偏差内に収まるように補正を加えるようにしている。したがって、迅速,簡単に且つ最適に、上記総ての燃料噴射弁の開弁期間を設定することができる。 According to this embodiment, the deviation of the exhaust gas temperature and the maximum of the individual cylinders with respect to the opening periods of all the fuel injection valves uniformly adjusted by the governor function. Correction is made so that the above-described deviation of the combustion pressure is within the target deviation. Therefore, the valve opening periods of all the fuel injection valves can be set quickly, easily and optimally.
また、1実施の形態のエンジンの制御装置では、
上記シリンダ内に供給された燃料の着火時期を遅らせることによってノッキングを抑制するノッキング制御を行うノッキング制御部を備え、
上記エンジン制御部は、上記ノッキング制御部が上記ノッキング制御を行っている際には、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間を短縮する側のみに補正するようになっている。
Further, in the engine control apparatus of one embodiment,
A knocking control unit for performing knocking control for suppressing knocking by delaying the ignition timing of the fuel supplied into the cylinder;
The engine control unit corrects only the side that shortens the valve opening periods of the plurality of fuel injection valves when the knocking control unit performs the knocking control.
この実施の形態によれば、ノッキング制御中の場合には、上記燃料噴射弁の開弁期間に対して短縮側への補正のみを有効とし、延長側への補正は無効としている。したがって、上記ノッキング制御中であるにも拘わらず、上記燃料噴射弁の開弁期間が、ノッキングが発生し易い延長側に補正されるのを防止することができる。 According to this embodiment, when knocking control is being performed, only the correction to the shortening side is valid for the valve opening period of the fuel injection valve, and the correction to the extension side is invalid. Therefore, it is possible to prevent the opening period of the fuel injection valve from being corrected to the extended side where knocking is likely to occur despite the knocking control being performed.
また、1実施の形態のエンジンの制御装置では、
上記シリンダ内に供給された燃料の燃焼期間を延長することによって弱燃焼を抑制する弱燃焼制御を行う弱燃焼制御部を備え、
上記エンジン制御部は、上記弱燃焼制御部が上記弱燃焼制御を行っている際には、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間を延長する側のみに補正するようになっている。
Further, in the engine control apparatus of one embodiment,
A weak combustion control unit that performs weak combustion control to suppress weak combustion by extending the combustion period of the fuel supplied into the cylinder;
The engine control unit corrects only the side that extends the valve opening periods of the plurality of fuel injection valves when the weak combustion control unit performs the weak combustion control.
この実施の形態によれば、弱燃焼制御中の場合には、上記燃料噴射弁の開弁期間に対して延長側への補正のみを有効とし、短縮側への補正は無効としている。したがって、上記弱燃焼制御中であるにも拘わらず、上記燃料噴射弁の開弁期間が、弱燃焼が発生し易い短縮側に補正されるのを防止することができる。 According to this embodiment, when the weak combustion control is being performed, only the correction to the extension side is valid for the valve opening period of the fuel injection valve, and the correction to the shortening side is invalid. Therefore, it is possible to prevent the opening period of the fuel injection valve from being corrected to the shortened side where weak combustion is likely to occur despite the weak combustion control being performed.
また、1実施の形態のエンジンの制御装置では、
上記エンジン制御部は、上記複数の燃料噴射弁のうちの何れかに関する開弁期間の全補正量が、予め設定されている最大補正量に達した場合には、最大補正量到達メッセージを発報するようになっている。
Further, in the engine control apparatus of one embodiment,
The engine control unit issues a maximum correction amount arrival message when the total correction amount of the valve opening period for any one of the plurality of fuel injection valves has reached a preset maximum correction amount. It is supposed to be.
この実施の形態によれば、何れかの燃料噴射弁に関する開弁期間の全補正量が最大補正量に達しても、上記排気ガス温度の上記偏差あるいは上記最高燃焼圧力の上記偏差が目標偏差内に収まらない場合には、その旨を上記最大補正量到達メッセージによってユーザに知らせることが得きる。したがって、異常燃焼やエンジン停止に至ることを未然に防ぐことができる。 According to this embodiment, even if the total correction amount during the valve opening period for any fuel injection valve reaches the maximum correction amount, the deviation of the exhaust gas temperature or the deviation of the maximum combustion pressure is within the target deviation. If it does not fall within the range, it can be notified to the user by the maximum correction amount arrival message. Therefore, abnormal combustion and engine stop can be prevented in advance.
以上より明らかなように、この発明のエンジンの制御装置は、総てのシリンダに関する排気ガス温度における平均値からの偏差が目標偏差内に収まり、且つ、総ての上記シリンダに関する上記最高燃焼圧力における平均値からの偏差が目標偏差内に収まるように、エンジン制御部によって、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間の補正量を設定するので、エンジンにおける総ての上記シリンダに関する上記排気ガス温度の上記偏差が目標偏差内に収まると共に、上記最高燃焼圧力の上記偏差が目標偏差内に収まるように、上記排気ガス温度および上記最高燃焼圧力のレベルをバランスさせ、尚且つ、両者のばらつきを低く抑えることができる。 As is apparent from the above, the engine control apparatus according to the present invention has a deviation from the average value in the exhaust gas temperature for all the cylinders within the target deviation, and the maximum combustion pressure for all the cylinders. Since the engine control unit sets the correction amount for the valve opening periods of the plurality of fuel injection valves so that the deviation from the average value is within the target deviation, the exhaust gas temperature of all the cylinders in the engine is set. The exhaust gas temperature and the maximum combustion pressure level are balanced so that the deviation falls within the target deviation and the deviation of the maximum combustion pressure falls within the target deviation, and the variation between the two is kept low. be able to.
したがって、この発明によれば、上記従来の気筒間の燃焼バランス制御装置のごとく、各シリンダの排気ガス温度のレベルを揃えると、各シリンダの最高燃焼圧力が大きくばらつく一方、逆に、各シリンダの最高燃焼圧力のレベルを揃えると、各シリンダの排気ガス温度が大きくばらつく、という複数のシリンダ間での出力アンバランスを解消することができるのである。 Therefore, according to the present invention, when the exhaust gas temperature level of each cylinder is made uniform as in the conventional combustion balance control device between cylinders, the maximum combustion pressure of each cylinder greatly varies, but conversely, If the level of the maximum combustion pressure is made uniform, the output imbalance among the plurality of cylinders, that is, the exhaust gas temperature of each cylinder varies greatly, can be eliminated.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図1は、本実施の形態のエンジンの制御装置が適用されたガスエンジンにおける概略構成図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas engine to which the engine control device of the present embodiment is applied.
図1において、ガスエンジン21は、シリンダブロック22と、シリンダブロック22に形成されたシリンダ内に嵌合されたシリンダライナ23と、このシリンダライナ23内を上下に往復動するピストン24と、エンジン内吸気路25,吸気バルブ26,エンジン内排気路27および排気バルブ28が設けられたシリンダヘッド29とを含んで構成されている。以下、シリンダライナ23を、単にシリンダ23と言うことにする。
In FIG. 1, a
過給機30は、コンプレッサ31とタービン33とを内蔵しており、導入された空気をコンプレッサ31によって圧縮して、エンジン内吸気路25に連通した吸気管32に供給する。また、タービン33をエンジン内排気路27に連通する排気管34からの排気ガスによって回転させて、コンプレッサ31を駆動する。
The
上記エンジン内吸気路25と吸気管32とを連通するエンジン外吸気路35には、ガス主管37からエンジン外吸気路35への都市ガス等の気体燃料の供給・停止を行うガス噴射弁36が取り付けられている。また、エンジン内排気路27と排気管34とを連通するエンジン外排気路38には、排気ガスの温度(排気温度)を検出する排気温度センサ39が取り付けられている。
A
また、上記シリンダヘッド29には、シリンダ23とピストン24とシリンダヘッド29とで区画された燃焼室40に連通して、燃焼室40内の圧力を検出する圧力センサ41が取り付けられている。また、クランク軸42に連結されているフライホイール部のリングギヤ(図示しない)の近傍には、ガスエンジン21の回転速度および回転位相を検出する回転センサ43が設置されている。また、回転センサ43の代わりにロータリーエンコーダを用いてもよい。
The
そして、総てのシリンダ23に関して、各排気温度センサ39によって検出された排気ガス温度Tを表す検出信号と、各圧力センサ41によって検出された筒内圧力Pを表す検出信号と、各回転センサ43によって検出されたガスエンジン21の回転速度および回転位相を表す検出信号とは、ECU(Engine Control Unit)44に入力される。そうすると、ECU44は、後に詳述するようにして、各シリンダ23毎に、ガス噴射弁36の開弁期間を設定し、この開弁期間だけガス噴射弁36を開放させるための制御信号をドライバ45に出力する。そして、ドライバ45によって、上記制御信号に基づいて、各シリンダ23毎のガス噴射弁36における開閉動作を行うのである。
For all the
以下、上記ECU44によって各シリンダ23毎に行われるガス噴射弁36の開弁期間の設定動作について説明する。
Hereinafter, the setting operation of the valve opening period of the
上述したように、上記特許文献1に開示された従来の気筒間の燃焼バランス制御装置においては、各シリンダの排気温度が目標偏差内に収まるようにガス噴射弁の開弁期間を制御すると各シリンダの最高燃焼圧力にばらつきが生ずる一方、上記最高燃焼圧力が目標偏差内に収まるようにガス噴射弁の開弁期間を制御すると上記排気温度にばらつきが生じてしまう。そこで、本実施の形態におけるECU44は、各シリンダ23の排気ガス温度Tを目標偏差内に収めると共に、各シリンダ23の最高燃焼圧力についても目標偏差内に収めるようにするのである。
As described above, in the conventional inter-cylinder combustion balance control device disclosed in
但し、通常、ガスエンジンの燃焼特性として、ノッキングや失火および失火に至る直前における弱燃焼等の一般的に異常燃焼と呼ばれる現象が発生する領域がある。これら異常燃焼は、上記気体燃料と空気との混合割合に依存し、一般的に、ガス噴射弁36の開弁期間を長くし過ぎると、シリンダ23内に必要以上の気体燃料が導入されてノッキングに至ることになる。この場合、着火時期あるいは点火時期を遅らせる等のノッキング制御を行う。逆に、ガス噴射弁36の間弁期間を短くし過ぎると、必要とされる気体燃料量を満たさず、弱燃焼、強いては失火に至る。この場合、上記弱燃焼の場合には、着火燃料(パイロット油)の量を増加させる等の弱燃焼制御を行う。また、上記失火に至った場合には、失火該当シリンダの燃料供給をカットした減筒運転や、あるいは、ある時間が経過した後にガスエンジン21を停止させるようにしている。
However, normally, as a combustion characteristic of a gas engine, there is a region where a phenomenon generally called abnormal combustion occurs such as knocking, misfire, and weak combustion immediately before misfire. These abnormal combustions depend on the mixing ratio of the gaseous fuel and air. Generally, if the valve opening period of the
先ず、上記ECU44の機能について説明する。ECU44は、ガバナPID制御機能と、排気温度偏差算出機能と、燃焼圧力偏差算出機能と、ノッキング制御検知機能と、弱燃焼制御検知機能と、を有している。
First, the function of the
上記ガバナPID制御機能とは、上記回転センサ43からの検出信号に基づいてガスエンジン21の実回転数を検知し、このガスエンジン21の実回転数と設定回転数とを比較し、その比較結果に基づいて総てのシリンダ23に関するガス噴射弁36の開弁期間(全ガス噴射弁36に関して同一期間)を設定し、調整することによって、「設定回転数」=「実回転数」となるように気体燃料の注入量をフィードバック制御する機能である。このガバナPID制御機能では、例えば、「設定回転数」>「実回転数」である場合には、総てのガス噴射弁36の開弁期間を同一期間だけ延長して気体燃料の注入量を増量することによって、ガスエンジン21の回転数を上げて設定回転数に近づけるのである。
The governor PID control function detects the actual rotational speed of the
上記排気温度偏差算出機能とは、上記排気温度センサ39からの検出信号に基づいて各シリンダ23毎の排気ガス温度Tを検知し、総ての排気ガス温度Tの平均値を算出する。そして、個々の排気ガス温度Tと上記平均値との差である「排気温度偏差(排温偏差と記載する場合もある)」を算出する機能である。
The exhaust temperature deviation calculating function detects the exhaust gas temperature T for each
上記燃焼圧力偏差算出機能とは、上記圧力センサ41からの検出信号に基づいて各シリンダ23毎の1サイクル内における筒内圧力Pの最大値である最高燃焼圧力Pmaxを検知する。そして、総ての最高燃焼圧力Pmaxの平均値を算出し、さらに個々の最高燃焼圧力Pmaxと上記平均値との差である「燃焼圧力偏差(燃圧偏差と記載する場合もある)」を算出する機能である。
The combustion pressure deviation calculating function detects the maximum combustion pressure Pmax that is the maximum value of the in-cylinder pressure P within one cycle for each
上記ノッキング制御検知機能とは、燃焼圧力センサ41で検知される燃焼圧力を周波数解析等の計算方法でノッキング指標として算出する。振動加速度センサでの加速度レベルからノッキング判定を行ってもよい。一方、ECU44内のノッキング制御部に限定値を設定しておき、上記ノッキング指標がこの限度値を超えた場合には、点火時期あるいはパイロット燃料噴射時期を遅らせてノッキングを回避する。その後、計算されたノッキング指標が限度値を下回ると、あるレートで元の点火時期あるいはパイロット燃料噴射時期に戻される。
The knocking control detection function calculates the combustion pressure detected by the
上記弱燃焼制御検知機能とは、上記燃焼圧力センサ41で検知される燃焼圧力レベルを弱燃焼指標として判定する。排気温度の平均値からの偏差によって弱燃焼判定を行ってもよい。一方、ECU44内の弱燃焼制御部に限度値を設定しておき、上記弱燃焼指標がこの限度値を超えた場合には、ガス噴射量あるいはパイロット燃料噴射量を増加させて弱燃焼を回避する。その後、計算された弱燃焼指標が限度値を下回ると、あるレートで元のガス噴射量あるいはパイロット燃料噴射量に戻される。
The weak combustion control detection function determines the combustion pressure level detected by the
図2〜図4は、上記機能を有するECU44によって実行される排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作のフローチャートを示す。尚、排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作には、上記ガバナPID制御機能,排気温度偏差算出機能,燃焼圧力偏差算出機能,ノッキング制御検知機能および弱燃焼制御検知機能が含まれる。したがって、実際には、図2〜図4に示すフローチャートにもこれらの機能を行うステップが含まれるのであるが、煩雑になるので上記機能を行うステップは省略している。以下、図2〜図4に従って、排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作について詳細に説明する。
2 to 4 show flowcharts of an exhaust temperature and combustion pressure balance correction control operation executed by the
ここで、説明に先立って、本「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作」に使用する設定項目について説明する。この設定項目は、予め設定されて図示しない記憶装置に格納されている。尚、以下の設定項目の説明は「名称:記号[単位]」の順に行う。 Here, prior to the description, setting items used in the present “exhaust temperature and combustion pressure balance correction control operation” will be described. This setting item is set in advance and stored in a storage device (not shown). The following setting items will be described in the order of “name: symbol [unit]”.
・バランス補正制御開始負荷:Lstt[%]
・バランス補正制御停止負荷:Lstp[%]
・排気温度目標偏差:±Tdev[℃]
・排気温度バランス補正制御時の補正間隔時間:IntT[分]
・排気温度バランス補正制御時の1回当たりのガス噴射弁36の補正量:
±CorT[%]
・最高燃焼圧力目標偏差:±Pdev[MPa]
・燃焼圧力バランス補正制御時の補正間隔時間:IntP[分]
・燃焼圧力バランス補正制御時の1回当たりのガス噴射弁36の補正量:
±CorP[%]
・最高圧力シリンダに対するガス噴射弁36の補正量:−CorPl[%]
・最低圧力シリンダに対するガス噴射弁36の補正量:+CorP2[%]
・ガス噴射弁36の最大補正量:±Cormax[%]
・最大補正量±Cormaxに到達してからの経過時間:Rt[分]
-Balance correction control start load: L stt [%]
-Balance correction control stop load: L stp [%]
・ Exhaust temperature target deviation: ± T dev [℃]
-Correction interval time during exhaust temperature balance correction control: Int T [minutes]
-Correction amount of the
± Cor T [%]
・ Maximum combustion pressure target deviation: ± P dev [MPa]
-Correction interval time during combustion pressure balance correction control: Int P [minutes]
-Correction amount of the
± Cor P [%]
-Correction amount of the
-Correction amount of
・ Maximum correction amount of gas injection valve 36: ± Cor max [%]
-Elapsed time since reaching the maximum correction amount ± Cor max : Rt [min]
次に、排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作について説明する。ガスエンジン(以下、単にエンジンという場合もある)21の運転が開始されると「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作」がスタートする。 Next, the balance correction control operation for the exhaust gas temperature and the combustion pressure will be described. When the operation of the gas engine (hereinafter sometimes simply referred to as the engine) 21 is started, the “exhaust temperature and combustion pressure balance correction control operation” starts.
先ず、ステップS1で、上記ガバナPID制御機能によってガバナPID制御が実行される。すなわち、エンジン21の実回転数と設定回転数とが比較され、その比較結果に基づいてガス噴射弁36の開弁期間が設定され、総てのガス噴射弁36の開弁期間が上記設定期間に一律に調整される。こうして、「設定回転数」=「実回転数」になるように上記気体燃料の注入量がフィードバック制御される。
First, in step S1, governor PID control is executed by the governor PID control function. That is, the actual rotational speed of the
ステップS2で、上記エンジン21の実負荷が、バランス補正制御開始負荷Lstt以上か否かが判別される。その結果、Lstt以上になるとステップS3に進んで、排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御が実際に開始される。
In step S2, it is determined whether or not the actual load of the
ステップS3で、総ての上記シリンダ23の中から1つの未制御のシリンダ23が選出される。以後、この選出されたシリンダ23に関する排気温度バランス補正制御が行われる。以下の説明においては1つのシリンダについて述べるが、他のシリンダについても同様の内容を実行する。すなわち、上記排気温度偏差算出機能によって、総てのシリンダ23に関する排気温度センサ39からの検出信号に基づいて、上述したように、総ての排気ガス温度Tの平均値と該当シリンダ23の排気ガス温度Tとの差である「排気温度偏差」が算出される。そして、ステップS4で、上記算出された「排気温度偏差」が排気温度目標偏差−Tdev以上であるか否かが判別される。その結果、−Tdev以上であればステップS12に進み、そうでなければステップS5に進む。
In step S3, one
ステップS5で、上記ノッキング制御検知機能によって、ノッキング制御中であるか否かが判別される。その結果、ノッキング制御中でなければステップS6に進む。一方、ノッキング制御中であれば、ノッキング制御を優先させるため上記ステップS6をスキップする。ステップS6で、該当シリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間が、補正量「+CorT」だけ補正(延長)される。
In step S5, whether or not knocking control is being performed is determined by the knocking control detection function. As a result, if knocking control is not in progress, the process proceeds to step S6. On the other hand, if knocking control is being performed, step S6 is skipped in order to prioritize knocking control. In step S6, the opening period of the
ところで、上記ガス噴射弁36における開弁期間の補正は最大で「±Cormax」までしか行うことができない。そこで、以下において、該当シリンダ23におけるガス噴射弁36の全補正量が最大補正量±Cormaxを超えたか否かのチェックを行うのである。
Incidentally, the correction of the valve opening period in the
ステップS7で、上記ステップS6におけるガス噴射弁36の補正量「+CorT」に基づいて、該当シリンダ23におけるガス噴射弁36の全補正量が算出される。ステップS8で、上記算出された全補正量が、最大補正量「±Cormax」以内にあるか否かが判別される。その結果、「±Cormax」以内にあればステップS9に進み、そうでなければステップS30に進む。
In step S7, the total correction amount of the
ステップS9で、上記ステップS7において行われた全補正量の算出は、「排気温度バランス補正制御」に基づくものであるか否かが判別される。その結果、「排気温度バランス補正制御」に基づく場合にはステップS10に進み、「燃焼圧力バランス補正制御」に基づく場合にはステップS11に進む。 In step S9, it is determined whether or not the calculation of the total correction amount performed in step S7 is based on “exhaust temperature balance correction control”. As a result, when based on “exhaust temperature balance correction control”, the process proceeds to step S10, and when based on “combustion pressure balance correction control”, the process proceeds to step S11.
例えば上記ECU44に内蔵された第1タイマによって、該当シリンダ23に関する排気温度バランス補正制御が開始されてからの経過時間が計時されている。そして、ステップS10で、この計時時間が、排気温度バランス補正制御時の補正間隔時間IntT以上であるか否かが判別される。その結果、IntT以上になると上記ステップS3に戻って次回の排気温度バランス補正制御が行われる。
For example, the elapsed time since the start of the exhaust gas temperature balance correction control for the
上記ステップS4において、上記算出された「排気温度偏差」が排気温度目標偏差の下限値−Tdev内に入っていると判別された場合には、排気温度目標偏差の上限値+Tdev内に入っているか否かの判別に移行する。 If it is determined in step S4 that the calculated “exhaust temperature deviation” is within the lower limit value −T dev of the exhaust temperature target deviation, it is within the upper limit value + T dev of the exhaust temperature target deviation. It shifts to the determination of whether or not.
ステップS12で、上記「排気温度偏差」が排気温度目標偏差+Tdev以下であるか否かが判別される。その結果、+Tdev以下であればステップS15に進み、そうでなければステップS13に進む。ステップS13で、上記弱燃焼制御検知機能によって弱燃焼制御中であるか否かが判別される。その結果、弱燃焼制御中でなければステップS14に進む。一方、弱燃焼制御中であれば、弱燃焼制御を優先させるため上記ステップS14をスキップして上記ステップS7に進む。ステップS14で、該当シリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間が補正量「−CorT」だけ補正(短縮)される。以後、上記ステップS7〜上記ステップS10において、全補正量が算出され、この全補正量は最大補正量「±Cormax」以内にあると判別され、補正間隔時間IntTが経過したと判別されると、上記ステップS4に戻って次回の排気温度バランス補正制御が行われる。
In step S12, it is determined whether or not the “exhaust temperature deviation” is equal to or less than the exhaust temperature target deviation + T dev . As a result, if it is equal to or less than + T dev , the process proceeds to step S15, and if not, the process proceeds to step S13. In step S13, it is determined whether or not weak combustion control is being performed by the weak combustion control detection function. As a result, if the weak combustion control is not being performed, the process proceeds to step S14. On the other hand, if the weak combustion control is being performed, the step S14 is skipped and the process proceeds to the step S7 in order to prioritize the weak combustion control. In step S14, the opening period of the
上記ステップS12において、上記算出された「排気温度偏差」が排気温度目標偏差の上限値+Tdev内に入っていると判別された場合は、該当シリンダ23に関する上記「排気温度偏差」は、排気温度目標偏差±Tdev内に入っていることになる。そこで、ステップS15で、総てのシリンダ23に関する「排気温度バランス補正制御」が終了したか否かが判別される。その結果、終了していればステップS16に進み、終了していなければ上記ステップS3に戻って、他のシリンダ23に対する「排気温度バランス補正制御」が繰り返される。
If it is determined in step S12 that the calculated “exhaust temperature deviation” is within the upper limit value + T dev of the exhaust temperature target deviation, the “exhaust temperature deviation” for the
以上のごとく、本実施の形態の「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作」においては、先ず、排気温度バランス補正制御を行い、上記排気温度偏差が排気温度目標偏差±Tdev内に収まっていないシリンダ23に対して、補正間隔時間IntT毎に、上記排気温度偏差が排気温度目標偏差±Tdev内に収まるまで、ガス噴射弁36の開弁期間を補正量±CorTだけ補正する。こうして、総てのシリンダ23に関する上記排気温度偏差が、排気温度目標偏差±Tdev内に収まると、次の燃焼圧力バランス補正制御に移行するのである。
As described above, in the “exhaust temperature and combustion pressure balance correction control operation” of the present embodiment, first, exhaust temperature balance correction control is performed, and the exhaust temperature deviation is within the exhaust temperature target deviation ± T dev . For the
ステップS16で、総てのシリンダ23の中から1つの未制御のシリンダ23が選出される。以後、この選出されたシリンダ23に関する燃焼圧力バランス補正制御が行われる。以下の説明においては、1つのシリンダについて述べるが、他のシリンダについても同様の内容を実行する。すなわち、上記燃焼圧力偏差算出機能によって、総てのシリンダ23に関する圧力センサ41からの検出信号に基づいて、上述したように、総ての最高燃焼圧力Pmaxの平均値と該当シリンダ23の最高燃焼圧力Pmaxとの差である「燃焼圧力偏差」が算出される。そして、ステップS17で、上記算出された「燃焼圧力偏差」が最高燃焼圧力目標偏差−Pdev以上であるか否かが判別される。その結果、−Pdev以上であればステップS20に進み、そうでなければステップS18に進む。
In step S16, one
ステップS18で、上記ステップS5の場合と同様にして、ノッキング制御中であるか否かが判別される。その結果、ノッキング制御中でなければステップS19に進む。一方、ノッキング制御中であれば、ノッキング制御を優先させるために上記ステップS19をスキップして上記ステップS7に進む。ステップS19で、該当シリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間が補正量「+CorP」だけ補正(延長)される。そうした後、上記ステップS7に進む。以後、上記ステップS7〜上記ステップS9において、全補正量が算出され、この全補正量は最大補正量「±Cormax」以内にあると判別され、「排気温度バランス補正制御」ではないと判別され、ステップS11に進むことになる。
In step S18, whether or not knocking control is being performed is determined in the same manner as in step S5. As a result, if knocking control is not being performed, the process proceeds to step S19. On the other hand, if the knocking control is being performed, the step S19 is skipped in order to prioritize the knocking control, and the process proceeds to the step S7. In step S19, the opening period of the
例えば上記ECU44に内蔵された第2タイマによって、該当シリンダ23に関する燃焼圧力バランス補正制御が開始されてからの経過時間が計時されている。そして、ステップS11で、この計時時間が、燃焼圧力バランス補正制御時の補正間隔時間IntP以上であるか否かが判別される。上述のように燃焼圧力をバランスさせると排気温度がアンバランスになる可能性があり、またその逆も考えられる。したがって、IntP以上になると、最初の排気温度のばらつきチェック、つまり排気温度バランス制御から開始させるため、上記ステップS3に戻り、総てのシリンダ23の排気温度Tが「排気温度目標偏差」±Tdev以内にあれば、上記ステップS16に戻って燃焼圧力バランス制御に入る。
For example, the elapsed time from the start of the combustion pressure balance correction control for the
ステップS20で、上記「燃焼圧力偏差」が最高燃焼圧力目標偏差+Pdev以下であるか否かが判別される。その結果、+Pdev以下であればステップS23に進み、そうでなければステップS21に進む。ステップS21で、上記ステップS13の場合と同様にして弱燃焼制御中であるか否かが判別される。その結果、弱燃焼制御中でなければステップS22に進む一方、弱燃焼制御中であれば、弱燃焼制御を優先させるため上記ステップS22をスキップして上記ステップS7に進む。ステップS22で、該当シリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間が補正量「−CorP」だけ補正(短縮)される。そうした後、上記ステップS7に進む。以後、上記ステップS7〜上記ステップS9およびステップS11において、全補正量が算出され、この全補正量は最大補正量「±Cormax」以内にあると判別され、「排気温度バランス補正制御」ではないと判別され、補正間隔時間IntPが経過したと判別されると、上述のように燃焼圧力をバランスさせると排気温度がアンバランスになる可能性があり、またその逆も考えられる。したがって、IntP以上になると、最初の排気温度のばらつきチェック、つまり排気温度バランス制御から開始させるため、上記ステップS3に戻り、総てのシリンダ23の排気温度Tが「排気温度目標偏差」±Tdev以内にあれば、上記ステップS16に戻って、燃焼圧力バランス制御に入る。
In step S20, it is determined whether or not the “combustion pressure deviation” is equal to or less than the maximum combustion pressure target deviation + P dev . As a result, if it is equal to or less than + P dev , the process proceeds to step S23, and if not, the process proceeds to step S21. In step S21, it is determined whether or not the weak combustion control is being performed in the same manner as in step S13. As a result, if the weak combustion control is not in progress, the process proceeds to step S22. If the weak combustion control is in progress, the process skips step S22 and proceeds to step S7 in order to prioritize the weak combustion control. In step S22, the opening period of the
上記ステップS20において、上記算出された「燃焼圧力偏差」が燃焼圧力目標偏差の上限値+Pdev内に入っていると判別された場合には、該当シリンダ23に関する上記「燃焼圧力偏差」は、最高燃焼圧力目標偏差±Pdev内に入っていることになる。そこで、ステップS23で、総てのシリンダ23に関する「燃焼圧力バランス補正制御」が終了したか否かが判別される。その結果、終了していればステップS24に進む。一方、終了していなければ上記ステップS3に戻って、他のシリンダ23に対して「燃焼圧力バランス補正制御」が実行される。
If it is determined in step S20 that the calculated “combustion pressure deviation” is within the upper limit value of combustion pressure target deviation + P dev , the “combustion pressure deviation” for the
こうして、総ての上記シリンダ23に関する上記「燃焼圧力偏差」が最高燃焼圧力目標偏差±Pdev内に収まると、ステップS24で、総ての上記シリンダ23に関する圧力センサ41からの検出信号に基づいて、最も燃焼圧力(つまり、上記筒内圧力P)が低いシリンダ(最低燃焼圧力シリンダ)23が検出される。ステップS25で、上記ステップS5の場合と同様にして、最低燃焼圧力シリンダ23に対してノッキング制御中であるか否かが判別される。その結果、ノッキング制御中でなければステップS26に進む。一方、ノッキング制御中であれば、ノッキング制御を優先させるために上記ステップS26をスキップして上記ステップS7に進む。ステップS26で、最低燃焼圧力シリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間が、補正量「+CorP2」だけ補正(延長)される。そうした後、上記ステップS7に進む。
Thus, when the “combustion pressure deviation” for all the
ステップS27で、総ての上記シリンダ23に関する圧力センサ41からの検出信号に基づいて、最も燃焼圧力が高いシリンダ(最高燃焼圧力シリンダ)23が検出される。ステップS28で、上記ステップS13の場合と同様にして、最高燃焼圧力シリンダ23に対して弱燃焼制御中であるか否かが判別される。その結果、弱燃焼制御中でなければステップS29に進む。一方、弱燃焼制御中であれば、弱燃焼制御を優先させるために上記ステップS29をスキップして上記ステップS7に進む。ステップS29で、最高燃焼圧力シリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間が補正量「−CorPl」だけ補正(短縮)される。そうした後、上記ステップS7に進む。以後、上記ステップS7において、全補正量が算出され、この全補正量は最大補正量「±Cormax」以内にあると判別されると、上記ステップS3に戻って、「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御」が繰り返される。
In step S27, the
以上のように、本実施の形態の「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作」においては、先ず、上記排気温度バランス補正制御を行って、総てのシリンダ23に関する上記排気温度偏差が、排気温度目標偏差±Tdev内に収まるように、総てのシリンダ23に関する排気ガス温度Tのレベルを揃える。そうした後に、上記燃焼圧力バランス補正制御を行って、総てのシリンダ23に関する上記燃焼圧力偏差が、最高燃焼圧力目標偏差±Pdev内に収まるように、総てのシリンダ23に関する最高燃焼圧力Pmaxのレベルを揃えるようにしている。
As described above, in the “exhaust temperature and combustion pressure balance correction control operation” of the present embodiment, first, the exhaust temperature balance correction control is performed, and the exhaust temperature deviations related to all the
したがって、ガスエンジン21における各シリンダ23の排気ガス温度Tと最高燃焼圧力Pmaxとをバランスさせると共に、これらのばらつきのレベルを低く抑えることができるのである。
Therefore, the exhaust gas temperature T of each
そして、上述のようにして、上記「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御」が繰り返されて実行されている際に、あるシリンダ23に関して、上記全補正量が最大補正量「±Cormax」を超えた場合には、上記ステップS8において上記算出された全補正量が最大補正量「±Cormax」以内にはないと判別されてステップS30に進むことになる。
Then, as described above, when the “exhaust temperature and combustion pressure balance correction control” is repeatedly performed, the total correction amount is set to the maximum correction amount “± Cor max ” for a
例えば、上記ECU44に内蔵された第3タイマによって、上記あるシリンダ23に関して上記全補正量が最大補正量±Cormaxに到達してからの経過時間が計時されている。そして、ステップS30で、この計時時間が上記経過時間Rt以上であるか否かが判別される。その結果、Rt以上になるとステップS31に進む。ステップS31で、表示装置(図示せず)に、「最大補正量到達メッセージ」が表示される。尚、この場合、「最大補正量到達メッセージ」の発報は、上記表示装置への表示に限らず、音声による発生によって行っても構わない。
For example, an elapsed time after the total correction amount reaches the maximum correction amount ± Cor max for the
その後、ステップS32で、例えばエンジン21の運転制御装置(図示せず)からエンジン21への制御信号等に基づいて、エンジン21が停止されるか否かが判別される。その結果、エンジン21が停止される場合にはステップS33に進み、そうでなければ上記ステップS2に戻って、「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作」が続行される。ステップS33で、エンジン21の実負荷が、バランス補正制御停止負荷Lstpを下回っているか否かが判別される。その結果、Lstpを下回ると「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作」が終了される。
Thereafter, in step S32, it is determined whether or not the
そして、上述したような「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作」によって設定された個々のシリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間に対する補正値は、上記ガバナPID制御動作によって設定されたシリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間に加減算され、電気信号として上記ドライバ45に出力されるのである。
The correction value for the opening period of the
図5は、上述したような「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作」が実行される際におけるNo.1〜No.3の3本のシリンダの排気ガス温度Tとガス噴射弁補正のバイアス量との変化を示す。図から分かるように、制御動作の進行に伴って、各シリンダの排気ガス温度Tが平均値に対する排気温度目標偏差±Tdev内に収束して行く。尚、図5には、排気ガス温度Tのみを示しているが、最高燃焼圧力Pmaxの場合にも同様の変化を示す。 FIG. 5 shows the exhaust gas temperature T of the three cylinders No. 1 to No. 3 and the bias of the gas injection valve correction when the “exhaust temperature and combustion pressure balance correction control operation” as described above is executed. Shows change with quantity. As can be seen from the figure, as the control operation proceeds, the exhaust gas temperature T of each cylinder converges within an exhaust temperature target deviation ± T dev with respect to the average value. Note that FIG. 5 shows only the exhaust gas temperature T, but the same change is also shown in the case of the maximum combustion pressure Pmax.
以上のごとく、本実施の形態においては、上記ECU44によって実行される排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御動作においては、先ず、総てのシリンダ23に関する排気温度センサ39からの検出信号に基づいて、総てのシリンダ23に関して、総ての排気ガス温度Tの平均値と各シリンダ23の排気ガス温度Tとの差である「排気温度偏差」が排気温度目標偏差±Tdev以内に入るように、各シリンダ23のガス噴射弁36の開弁期間を補正する。そして、次の燃焼圧力バランス補正制御に移行して、総てのシリンダ23に関して、総ての最高燃焼圧力Pmaxの平均値と各シリンダ23の最高燃焼圧力Pmaxとの差である「燃焼圧力偏差」が最高燃焼圧力目標偏差±Pdev以内に入るように、各シリンダ23のガス噴射弁36の開弁期間を補正するようにしている。
As described above, in the present embodiment, in the exhaust temperature and combustion pressure balance correction control operation executed by the
したがって、上記総てのシリンダ23における上記排気ガス温度Tのレベルを排気温度目標偏差±Tdev以内に確実に揃えた後に、上記総てのシリンダ23における上記最高燃焼圧力Pmaxのレベルを最高燃焼圧力目標偏差±Pdev以内に揃えることができる。そのため、ガスエンジン21における各シリンダ23の排気ガス温度Tと最高燃焼圧力Pmaxとのレベルを確実に偏差内にバランスさせると共に、排気ガス温度Tと最高燃焼圧力Pmaxとのばらつきの範囲を低く抑えることができる。
Therefore, after the exhaust gas temperature T level in all the
さらに、上記各シリンダ23における上記排気ガス温度Tと上記最高燃焼圧力Pmaxとのうち、上記排気ガス温度Tの目標偏差内へのバランス制御を優先して行うようにしている。したがって、上記総てのシリンダ23における少なくとも上記排気ガス温度Tのレベルを排気温度目標偏差±Tdev以内に確実に揃えることができる。
Further, the balance control of the exhaust gas temperature T within the target deviation among the exhaust gas temperature T and the maximum combustion pressure Pmax in each
また、上記排気温度バランス補正制御および燃焼圧力バランス補正制御の何れにおいても、上述したようなノッキング制御中である場合には、該当シリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間に対してマイナス側(短縮側)への補正のみを有効とし、プラス側(延長側)への補正は無効としている。したがって、ノッキング制御中であるにも拘わらず、本「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御」によって、ガス噴射弁36の開弁期間が、ノッキングが発生し易い延長側に補正されるのを防止することができる。
Further, in any of the exhaust temperature balance correction control and the combustion pressure balance correction control, when the knocking control as described above is being performed, the negative side of the opening period of the
同様に、上述したような上記弱燃焼制御中である場合には、該当シリンダ23におけるガス噴射弁36の開弁期間に対してプラス側(延長側)への補正のみを有効とし、マイナス側(短縮側)への補正は無効としている。したがって、弱燃焼制御中であるにも拘わらず、本「排気温度および燃焼圧力のバランス補正制御」によって、ガス噴射弁36の開弁期間が、弱燃焼が発生し易い短縮側に補正されるのを防止することができるのである。
Similarly, when the above-described weak combustion control is being performed, only the correction to the plus side (extension side) is valid for the opening period of the
尚、本実施の形態における上記ノッキング制御は、上記パイロット油の実噴射時点を予め設定されている設定噴射時点よりも遅らせることによって行っている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、点火プラグの点火時期でもよい。要は、上記気体燃料の着火時期を遅らせればよいのである。また、上記弱燃焼制御は、上記パイロット油あるいはガス燃料の噴射期間を予め設定されている設定噴射期間よりも長くすることによって行っている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではない。要は、上記パイロット油あるいはガス燃料の噴射量を増加させればよいのである。 Note that the knocking control in the present embodiment is performed by delaying the actual pilot oil injection time from a preset injection time. However, the present invention is not limited to this, and the ignition timing of the spark plug may be used. In short, the ignition timing of the gaseous fuel may be delayed. The weak combustion control is performed by making the injection period of the pilot oil or gas fuel longer than a preset injection period. However, the present invention is not limited to this. In short, the injection amount of the pilot oil or gas fuel may be increased.
また、本実施の形態において使用されるエンジンは、上記ガスエンジンに限定されるもの得はなく、シリンダヘッドにおける各シリンダの入口部に燃料噴射弁が設置され、電子制御によって燃料噴射弁の開弁期間を調整することによって、上記燃料の注入量をコントロールするエンジンであれば差し支えない。また、着火方法は点火プラグ着火方式であっても液体燃料噴射による着火方式であっても構わない。また、主燃焼室に連通する副室を有して上記副室内に液体燃料を噴射するガスエンジンもあるが、上記副室の有無を問うものでもない。 Further, the engine used in the present embodiment is not limited to the gas engine, and a fuel injection valve is installed at the inlet of each cylinder in the cylinder head, and the fuel injection valve is opened by electronic control. Any engine that controls the fuel injection amount by adjusting the period may be used. The ignition method may be a spark plug ignition method or an ignition method by liquid fuel injection. There is also a gas engine that has a sub chamber communicating with the main combustion chamber and injects liquid fuel into the sub chamber, but it does not ask whether the sub chamber is present.
21…ガスエンジン、
22…シリンダブロック、
23…シリンダライナ(シリンダ)、
24…ピストン、
25…エンジン内吸気路、
27…エンジン内排気路、
29…シリンダヘッド、
30…過給機、
32…吸気管、
34…排気管、
35…エンジン外吸気路、
36…ガス噴射弁、
37…ガス主管、
38…エンジン外排気路、
39…排気温度センサ、
40…燃焼室、
41…圧力センサ、
43…回転センサ、
44…ECU、
45…ドライバ。
21 ... Gas engine,
22 ... Cylinder block,
23 ... Cylinder liner (cylinder),
24 ... piston,
25. Intake path in the engine,
27 ... engine exhaust passage,
29 ... Cylinder head,
30 ... supercharger,
32 ... Intake pipe,
34 ... exhaust pipe,
35 ... Intake passage outside the engine,
36 ... Gas injection valve,
37 ... gas main pipe,
38 ... Exhaust passage outside the engine,
39 ... Exhaust temperature sensor,
40 ... combustion chamber,
41 ... Pressure sensor,
43 ... rotation sensor,
44 ... ECU,
45 ... Driver.
Claims (6)
上記複数のシリンダに連通する複数の吸気通路および複数の排気通路が形成されたシリンダヘッドと、
上記複数の吸気通路に設けられて、各吸気通路に対する燃料の噴射および停止を行う複数の燃料噴射弁と
を備え、
上記複数の排気通路に設けられて、各シリンダからの排気ガスの温度を検出して検出温度を表す検出信号を出力する複数の排気温度センサと、
上記各シリンダと夫々の上記シリンダ内を往復動する複数のピストンと上記シリンダヘッドとで区画された複数の燃焼室内の燃焼圧力を検出して、検出圧力を表す検出信号を出力する複数の圧力センサと、
上記複数の排気温度センサからの検出信号と上記複数の圧力センサからの検出信号とに基づいて、総ての上記シリンダに関する上記排気ガス温度における平均値からの偏差が目標偏差内に収まり、且つ、総ての上記シリンダに関する上記燃焼圧力の1サイクル内の最高値である最高燃焼圧力における平均値からの偏差が目標偏差内に収まるように、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間の補正量を設定するエンジン制御部と、
上記エンジン制御部によって設定された上記複数の燃料噴射弁毎の開弁期間の補正量に基づいて、上記複数の燃料噴射弁を上記補正された開弁期間だけ開放動作させる燃料噴射弁駆動部と
を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。 An engine having a plurality of cylinders;
A cylinder head formed with a plurality of intake passages and a plurality of exhaust passages communicating with the plurality of cylinders;
A plurality of fuel injection valves that are provided in the plurality of intake passages and inject and stop fuel in each intake passage;
A plurality of exhaust temperature sensors provided in the plurality of exhaust passages for detecting the temperature of the exhaust gas from each cylinder and outputting a detection signal representing the detected temperature;
A plurality of pressure sensors for detecting combustion pressures in a plurality of combustion chambers defined by the cylinders and a plurality of pistons reciprocating in the cylinders and the cylinder heads and outputting detection signals representing the detected pressures When,
Based on detection signals from the plurality of exhaust temperature sensors and detection signals from the plurality of pressure sensors, a deviation from an average value of the exhaust gas temperature for all the cylinders is within a target deviation, and The correction amount of the opening periods of the plurality of fuel injection valves is set so that the deviation from the average value at the highest combustion pressure, which is the highest value in one cycle, of all the cylinders is within the target deviation. An engine control unit to be set;
A fuel injection valve drive unit that opens the plurality of fuel injection valves for the corrected valve opening period based on a correction amount of the valve opening period for each of the plurality of fuel injection valves set by the engine control unit; An engine control device comprising:
上記エンジン制御部は、先に、総ての上記シリンダに関する上記排気ガス温度の上記偏差が上記目標偏差内に収まるように、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間の補正量を設定した後に、総ての上記シリンダに関する上記最高燃焼圧力の上記偏差が上記目標偏差内に収まるように、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間の補正量を設定するようになっている
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1,
The engine control unit first sets a correction amount for the valve opening periods of the plurality of fuel injection valves so that the deviation of the exhaust gas temperature for all the cylinders is within the target deviation. An engine characterized in that the correction amount of the opening period of the plurality of fuel injection valves is set so that the deviation of the maximum combustion pressure for all the cylinders is within the target deviation. Control device.
上記エンジンの回転数を検出して検出回転数を表す検出信号を出力する回転センサを備え、
上記エンジン制御部は、上記回転センサからの検出信号に基づいて、上記エンジンの実回転数が設定回転数になるように上記総ての燃料噴射弁の開弁期間を一律に調整するガバナ機能を有し、このガバナ機能によって予め一律に調整された上記総ての燃料噴射弁の開弁期間に対して上記設定された補正量を個々に加減算して得られた開弁期間を、上記燃料噴射弁駆動部に送出するようになっている
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1,
A rotation sensor that detects the number of revolutions of the engine and outputs a detection signal representing the detected number of revolutions;
The engine control unit has a governor function for uniformly adjusting the valve opening periods of all the fuel injection valves based on the detection signal from the rotation sensor so that the actual rotation speed of the engine becomes a set rotation speed. A valve opening period obtained by individually adding and subtracting the set correction amount with respect to the valve opening periods of all the fuel injection valves that are uniformly adjusted in advance by the governor function. A control device for an engine, characterized in that the engine control device is adapted to be sent to a valve drive section.
上記シリンダ内に供給された燃料の着火時期を遅らせることによってノッキングを抑制するノッキング制御を行うノッキング制御部を備え、
上記エンジン制御部は、上記ノッキング制御部が上記ノッキング制御を行っている際には、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間を短縮する側のみに補正するようになっている
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1,
A knocking control unit for performing knocking control for suppressing knocking by delaying the ignition timing of the fuel supplied into the cylinder;
The engine control unit corrects only the side that shortens the valve opening periods of the plurality of fuel injection valves when the knocking control unit performs the knocking control. Engine control device.
上記シリンダ内に供給された燃料の燃焼期間を延長することによって弱燃焼を抑制する弱燃焼制御を行う弱燃焼制御部を備え、
上記エンジン制御部は、上記弱燃焼制御部が上記弱燃焼制御を行っている際には、上記複数の燃料噴射弁の開弁期間を延長する側のみに補正するようになっている
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1,
A weak combustion control unit that performs weak combustion control to suppress weak combustion by extending the combustion period of the fuel supplied into the cylinder;
The engine control unit is configured to correct only the side that extends the valve opening periods of the plurality of fuel injection valves when the weak combustion control unit performs the weak combustion control. Engine control device.
上記エンジン制御部は、上記複数の燃料噴射弁のうちの何れかに関する開弁期間の全補正量が、予め設定されている最大補正量に達した場合には、最大補正量到達メッセージを発報するようになっている
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1,
The engine control unit issues a maximum correction amount arrival message when the total correction amount of the valve opening period for any one of the plurality of fuel injection valves has reached a preset maximum correction amount. An engine control device characterized in that:
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