JP2016173055A - エンジンの制御装置およびエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】油温に起因する油圧スイッチの作動を抑制できるエンジンの制御装置およびエンジンを提供すること。【解決手段】制御装置９０が、負荷が予め定められた時間の間に継続して予め定められた値未満であると判断すると、エンジン回転数を第１回転数以上に保つ第１制御を行う一方、負荷が予め定められた時間の間に予め定められた値に達したと判断した場合には、エンジン回転数を第１回転数よりも高い第２回転数以上に保つ第２制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの制御装置およびエンジンに関する。

従来、急減速時や急加速時に油圧スイッチによる油圧の監視を所定時間休止する構成が知られている（例えば、特許文献１）。また、エンジン回転数に応じて油圧スイッチの閾値を変更する構成も知られている（例えば、特許文献２）。

特開平１１−３２４６３０号公報 特開２０００−２４０４２０号公報

ところで、高負荷状態の場合、燃料の消費量が増加してエンジンが高温状態になることから油温が上がってオイルの粘性が小さくなっているためにエンジン回転数が低くなると、クランク軸が駆動源であるオイルポンプの回転数も下がる結果、油圧が必要以上に低下することがある。したがって、この状態から、負荷急減に伴って回転数を下げ過ぎるとオイル切れが発生していなくとも油圧スイッチが作動してエンジンが停止する場合がある。

しかし、特許文献１は、油温に起因する油圧スイッチの作動についての記載がなく、特許文献１を参照しても、油温の影響による油圧スイッチの作動対策に対する知見が得られない。また、特許文献２の技術は、油圧スイッチではなく油圧センサが必要となることから生産コストが増加する。

そこで、本発明の課題は、油温に起因する油圧スイッチの作動を抑制できるエンジンの制御装置およびエンジンを提供することにある。

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、
エンジン負荷を特定する負荷特定部と、
上記負荷特定部から上記エンジン負荷を表す信号を受けると共に、上記エンジン回転数
の許容最低回転数を第１回転数に設定する第１制御と、上記エンジン回転数の許容最低回転数を上記第１回転数よりも高い第２回転数に設定する第２制御とを実行可能な制御部と
を備え、
上記制御装置が、上記エンジン負荷が予め定められた時間継続して予め定められた値以下であると判断する場合は、上記第１制御を行う一方、上記負荷が予め定められた時間継続して上記予め定められた値以下と判断しない場合は、上記第２制御を行う。

本発明によれば、負荷が予め定められた時間継続して予め定められた値以下と判断しない場合は、第２制御が行われ、エンジン回転数が第１回転数よりも高い第２回転数以上に維持される。したがって、エンジン負荷が高い状態からエンジン回転数が第１回転数よりも高い第２回転数未満に低下することを防止できる。したがって、エンジン負荷が高くて、エンジンが高温状態であるためにエンジンオイルの油温が高くて、エンジンオイルの粘性が低い状態から、エンジン回転数が低油圧状態を検知する回転数まで低下することを防止できるから、油温に起因する油圧スイッチの作動を抑制できる。

また、本発明のエンジンは、本発明のエンジンの制御装置を備える。

本発明によれば、本発明のエンジンの制御装置を備えるから、油温に起因する油圧スイッチの作動を抑制できる。

本発明によれば、油温に起因する油圧スイッチの作動を抑制できる結果、不要なアラーム発生やエンジン停止を回避できる。

本発明の一実施形態のエンジンの一部を示す模式構成図である。 制御装置による回転数制御の一例を示すフローチャートである。 一試験例での回転変更油圧特性を表す図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態のエンジンの一部を示す模式構成図である。

このエンジンは、天然ガス等の気体状の燃料ガスを用いるガスエンジンである。このエンジンは、給気経路１、排気経路２、燃料ガス供給経路３およびエンジン本体４を備える。

給気経路１は、給気管１１、ベンチュリ１２およびスロットル弁１３を備える。給気管１１は、外部から取り込む空気と燃料ガスとを混合して生成した混合気を供給する。ベンチュリ１２は、燃料ガス供給経路内の燃料ガスと空気との間に差圧を生じさせる。スロットル弁１３は、混合気の供給量を調整している。

排気経路２は、排気管２１によって構成され、排気管２１は、後述する燃焼室４１で混合気が燃焼することにより生成する排気ガスをエンジンの外部に案内する。燃料ガス供給経路３は、燃料ガス供給管３１および燃料ガス供給量調整弁３２を備える。燃料ガス供給管３１は、燃料ガスを給気経路に案内している。また、燃料ガス供給量調整弁３２は、混合気に含まれる燃料ガス量を調整する役割を担っている。

エンジン本体４は、燃焼室４１、シリンダヘッド４２、給気バルブ４３、点火プラグ４５、ピストン４６、クランク軸４７および排気バルブ４８を備える。燃焼室４１は、混合気を燃焼させるための室である。また、給気バルブ４３は、シリンダヘッド４２において開閉動作を行うことにより給気管１１と燃焼室４１とを連通又は遮断する。点火プラグ４５は、燃焼室４１に供給された混合気を燃焼させるために火花を発生させる。ピストン４６は、燃焼室４１に供給された混合気が燃焼し、膨張することにより上下方向に往復し、クランク軸４７は、ピストン１６の往復運動により回転運動するようになっている。また、排気バルブ４８は、シリンダヘッド４２において開閉動作を行うことにより排気管２１と燃焼室４１とを連通又は遮断する。

エンジンは、更に、エンジン回転数センサ７１、排気ガス温度センサ７６および制御装置９０を備える。エンジン回転数センサ７１は、クランク軸４７に設けられた歯車の歯数を検出することで、エンジン回転数を検出し、排気温度センサ７６は、排気管２１に設けられ、排気ガス温度を検出する。

制御装置９０には、上記各種センサ７０,７６からの信号や、例えば、リモートコントローラ等で構成される操作部６０からの信号が入力されている。詳述しないが、制御装置９０は、上記各種センサ７１,７６からの信号や、操作部６０からの信号に基づいて、スロットル弁１３の開度等を適切に制御することにより、エンジンの回転数制御等を行うようになっている。尚、制御装置９０は、エンジンの制御だけでなく、後述のヒートポンプの制御も行っている。制御装置９０は、互いに離間配置された複数の部分で構成されることもできる。

このエンジンは、更に、冷却水ポンプ８０、冷却水温度センサ８１、オイルポンプ９５および油圧スイッチ９６を有する。冷却水ポンプ８０は、制御装置９０からの制御によって、エンジンの運転時に可動し、冷却水を冷却水経路８２内を循環させることによって、エンジンの各機器を冷却する。また、冷却水温度センサ８１は、冷却水経路８２に設けられて冷却水の温度を測定することによって、エンジンの温度を検出している。オイルポンプ９５は、クランク軸４７が駆動源であり、エンジンの運転時に可動し、潤滑油を潤滑油経路９２内を循環させることによって、エンジンの摺動部の焼付きを抑制している。油圧スイッチ９６は、油圧が所定値未満となった場合に油圧切れを表す信号を制御装置９０に出力する。

図２は、制御装置９０による回転数制御の一例を示すフローチャートである。

制御装置９０は、エンジン始動信号を受信すると、ステップＳ１に移行する。ステップＳ１において、制御装置９０は、エンジン始動信号受信から所定時間、許容最低回転数を第１回転数よりも高い第２回転数に設定する。そして、制御装置９０は、ステップＳ２において停止信号の受信を確認し、未受信の場合は、ステップＳ３に移行し、受信した場合は、ステップＳ７に移行してエンジンの停止制御を行う。

制御装置９０は、ステップＳ３において現在の許容最低回転数の設定を確認して第２回転数の設定の場合は、ステップＳ４に移行し、第１回転数の設定の場合は、ステップＳ８に移行する。

制御装置９０は、ステップＳ４において所定負荷以下の状態が所定時間継続して経過したか否かを判定して判定条件を満たした場合は、ステップＳ５に移行し、満たしていない場合は、ステップＳ６に移行する。ステップＳ５では、制御装置９０は、許容最低回転数を第１回転数に更新してステップＳ２に戻って一連のステップを繰り返す。ステップＳ６では、制御装置９０は、許容最低回転数を第２回転数に据え置いてステップＳ２に戻って一連のステップを繰り返す。

一方で制御装置９０は、ステップＳ８において所定負荷以上の状態が所定時間継続して経過したか否かを判定して判定条件を満たした場合は、ステップＳ９に移行し、満たしていない場合は、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ９では、制御装置９０は、許容最低回転数を第２回転数に更新してステップＳ２に戻って一連のステップを繰り返す。ステップＳ１０では、制御装置９０は、許容最低回転数を第１回転数に据え置いてステップＳ２に戻って一連のステップを繰り返す。

図３は、一試験例での回転変更油圧特性を表す図である。

尚、図３において、縦軸は、エンジンオイルの油圧を示し、横軸は、エンジンの回転数を示している。また、図３において、ｆ１は、温度ｃ１〔℃〕での実測値に基づく一次近似関数を示し、ｆ２は、温度が、上記温度ｃ１〔℃〕よりも高い温度ｃ２〔℃〕でのエンジン回転数がｂ３で実測値にｆ１の一次近似関数を平行移動した推定関数を示している。また、図３に示す目標油圧とは、油圧スイッチ９６の油圧異常と判定する閾値を示している。

図３に示すように、エンジンオイルの温度が高いｆ２で示す実測値では、温度が高いことに起因して、エンジンオイルの粘度が低くなっていることから、それよりもエンジンオイルの温度が低いｆ１で示す実測値よりも油圧が低くなっている。したがって、図３の例においては、負荷が大きいことに対応してエンジンが高温状態であるために、それに伴ってエンジンオイルの温度がｃ２〔℃〕となっている場合には、図３の回転数ｂ３〔ｍｌｎ―１〕で、エンジンオイル量が油切れの量に達していなくても、油圧が目標油圧まで下がって油圧スイッチが作動する。

上記実施形態によれば、エンジン始動初期および所定負荷以下の状態が所定時間継続して経過するまでの期間は、許容最低回転数がエンジン回転数が第１回転数よりも高い第２回転数以上に維持される。したがって、エンジン負荷が高くなっている状態からエンジン回転数が第２回転数未満に低下することを防止できる。したがって、エンジン負荷が高くて、エンジンが高温状態であるためにエンジンオイルの油温が高くて、エンジンオイルの粘性が低い状態から、エンジン回転数が低油圧状態を検知する回転数まで低下することを防止できるから、油温に起因する油圧スイッチの誤作動を抑制できる。

尚、上記実施形態では、負荷が所定の負荷になったか否かを、ヒートポンプを駆動するのにエンジンを使用している場合には、負荷を（図示しない）冷媒回路中の圧力センサが検知した圧縮機の吐出側のガス冷媒の圧力で判断できる。また、エンジンを、発電に利用している場合には、負荷を、発電量で判断できる。

また、上記実施形態では、エンジンの回転数の制御を、スロットル弁１３の開度の制御で行ったが、例えば、エンジンが、ガソリンエンジンや、ディーゼルエンジンである場合には、エンジンの回転数の制御を、燃料噴射装置の燃料の噴射量を制御することによって行ってもよい。また、エンジンの回転数を、それ以外の公知の如何なる手法によって制御してもよい。

尚、上記第１回転数と上記第２回転数とは、第２回転数が第１回転数よりも高いという条件を満たしていれば、仕様によって、自由に変動できることは言うまでもなく、また、上記第１所定時間等のそれ以外の上記各種所定量も、仕様によって、自由に変動させることができることは言うまでもない。また、上記実施形態では、エンジンが、ガスエンジンであったが、エンジンは、ガソリンエンジンであってもよく、ディーゼルエンジンであってもよく、ガスエンジン以外のいかなるエンジンであってもよい。また、上記実施形態および変形例で説明した全ての構成のうちの二以上の構成を組み合わせて新たな実施形態を構築できることは、勿論である。

７２ トルクセンサ
９０ 制御装置
９５ 油圧ポンプ
９６ 油圧スイッチ

Claims (2)

1. エンジン負荷を特定する負荷特定部と、
   上記負荷特定部から上記エンジン負荷を表す信号を受けると共に、上記エンジン回転数の許容最低回転数を第１回転数に設定する第１制御と、上記エンジン回転数の許容最低回転数を上記第１回転数よりも高い第２回転数に設定する第２制御とを実行可能な制御部と
   を備え、
   上記制御装置が、上記エンジン負荷が予め定められた時間継続して予め定められた値以下であると判断する場合は、上記第１制御を行う一方、上記負荷が予め定められた時間継続して上記予め定められた値以下と判断しない場合は、上記第２制御を行う、エンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置を備えるエンジン。

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