JP6069062B2 - 副室式ガスエンジンの燃料供給制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係るガスエンジン1の全体構成を示す概念図である。図1に示すガスエンジン1は、ガス燃料及び給気の混合気を燃焼して出力軸2で回転出力を発生する。出力軸2は、交流発電機及び舶用推進器等の負荷3に接続され、本実施形態に係るガスエンジン1は、発電機の駆動源及び舶用主機等として好適に利用される。
燃料供給制御装置100は、前述の副室燃料供給弁18、逆止弁19及び制御装置60の他、弁状態検出装置51及び回転角度検出装置56を備える。副室燃料供給弁18、逆止弁19及び弁状態検出装置51は気筒4毎に設けられる(図1参照)。回転角度検出装置56及び制御装置60は単一であり複数の気筒4に共通している。回転角度検出装置56は、出力軸(クランクシャフト)2の回転角度又は図示しないカムシャフトの回転角度の少なくとも一方の回転角度を検出する。制御装置60は、例えばCPU、ROM、RAM及び入出力インターフェイスを主体に構成される。制御装置60の出力側は、複数の気筒4それぞれに設けられた複数の副室燃料供給弁18に接続されている。制御装置60は、副室燃料供給弁18毎にその動作指令値を決める。制御装置60の出力側は、主燃料供給弁16及び点火器20に接続されていてもよい。
ステップS11において、動作指令値は、副室燃料供給弁18の開弁時期、閉弁時期及び開弁期間を含むが、これら3つのうち2つを設定すると残り1つが自ずと決まる。このため、指令値設定部61は、少なくとも2つの動作指令値を設定すればよい。ここでは説明の便宜上、動作指令値として開弁時期及び閉弁時期を設定するものとする。
図6は、図3に示す逆止弁19の実動作状態の一例と目標動作状態の一例とを概念的に示すグラフである。図6では、回転角度が進行していくにつれてどのようにして逆止弁19のリフト量Lが推移するのかを示す移動量推移が、横軸に回転角度をとり縦軸にリフト量Lをとった二次元直交座標系で、直線及び/又は曲線として表されている。二点鎖線は、弁状態検出装置51の一例であるギャップセンサで検出されたリフト量を回転角度検出装置56の一例であるクランク角センサで検出されるクランク角と対応付けて計測することによって得られた実移動量推移Crの一例を表している。実線は、制御装置60が予め記憶し又はエンジン運転状態に応じて設定する目標移動量推移Ciの一例を表している。以降の説明では、上記直交座標系で表される直線及び/又は曲線を「リフトカーブ」と称する場合もある。
ステップS12において、目標状態設定部63は、目標動作状態を設定し、例えば目標動作状態には、目標開弁時期Ti1、目標閉弁時期Ti2及び目標積分値Si(図9参照)が含まれる。
図5に戻り、ステップS11〜S13の後、比較部65は、計測部62で計測された実動作状態を目標状態設定部63で設定された目標動作状態と比較し、比較結果に基づいて副燃料噴射弁18の開弁時期及び閉弁時期を補正する。
図5に戻り、動作指令値の補正要否判定のため及び補正要の場合における補正量決定のためのステップS21〜S24,S31〜S34の後、計測部62が、逆止弁19の移動量推移の実積分値Sr(図9参照)を計測し、目標状態設定部63が、逆止弁19の移動量推移の目標積分値Si(図9参照)を設定する(ステップS41)。次に、比較部65が、実積分値Srを目標積分値Siと比較し、実積分値Srの目標積分値Siに対する比率又は偏差が許容範囲内にあるか否かを判定する(ステップS42)。例えば比較部65は、実積分値Srが目標積分値Siの所定割合α以上であるか否か(Sr≧Si×α,α<100%)を判定する。比率又は偏差が許容範囲内にあれば(S42:YES)、一連の処理を終了し、再びステップS11に戻って次回の処理が再開する。比率又は偏差が許容範囲内になければ(S42:NO)、制御装置60は異常信号を出力する(ステップS43)。
2 出力軸(クランクシャフト)
18 副室燃料供給弁
19 逆止弁
24 副室
32 燃料口
41 弁体
51 弁状態検出装置
55 運転状態検出装置
56 回転角度検出装置
60 制御装置
100 燃料供給制御装置
Tr1 実開弁時期
Tr2 実閉弁時期
Ti1 目標開弁時期
Ti2 目標閉弁時期
Cr 実移動量推移
Ci 目標移動量推移
Sr 実積分値
Si 目標積分値
L リフト量
Claims (6)
- ガス燃料を副室に供給する副室燃料供給弁と、
前記副室燃料供給弁及び前記副室の間に介装され、前記副室からの逆流を阻止する逆止弁と、
前記逆止弁の動作状態を検出する弁状態検出装置と、
クランクシャフトの回転角度又はカムシャフトの回転角度の少なくとも一方の回転角度を検出する回転角度検出装置と、
前記副室燃料供給弁の動作指令値を決定する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記弁状態検出装置及び前記回転角度検出装置からの信号に基づいて前記回転角度と対応付けた前記逆止弁の実動作状態を計測し、当該実動作状態を目標動作状態に近付けるように前記副室燃料供給弁の動作指令値を補正する、副室式ガスエンジンの燃料供給制御装置。 - ガスエンジンの運転状態を検出する運転状態検出装置を備え、
前記制御装置は、前記運転状態検出装置からの信号に応じて前記目標動作状態を設定する、請求項1に記載の副室式ガスエンジンの燃料供給制御装置。 - 前記逆止弁の動作状態には、前記逆止弁の開弁時期が含まれ、
前記制御装置は、前記弁状態検出装置及び前記回転角度検出装置からの信号に基づいて前記回転角度と対応付けた前記逆止弁の実開弁時期を計測し、当該実開弁時期を目標開弁時期に近付けるように前記副室燃料供給弁の動作指令値を補正する、請求項1又は2に記載の副室式ガスエンジンの燃料供給制御装置。 - 前記実開弁時期が許容進角量を超えて前記目標開弁時期よりも進角している場合に、前記制御装置は前記副室燃料供給弁の開弁時期を遅角補正し、
前記実開弁時期が許容遅角量を超えて前記目標開弁時期よりも遅角している場合に、前記制御装置は前記副室燃料供給弁の開弁時期を進角補正する、請求項3に記載の副室式ガスエンジンの燃料供給制御装置。 - 前記逆止弁の動作状態には、前記逆止弁の閉弁時期が含まれ、
前記制御装置は、前記弁状態検出装置及び前記回転角度検出装置からの信号に基づいて前記回転角度と対応付けた前記逆止弁の実閉弁時期を計測し、当該実閉弁時期を目標閉弁時期に近付けるように前記副室燃料供給弁の動作指令値を補正する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の副室式ガスエンジンの燃料供給制御装置。 - 前記逆止弁は、前記副室に開口する燃料口を閉鎖する閉鎖位置と前記閉鎖位置から離れた全開位置との間で移動する弁体を有し、前記弁体が前記閉鎖位置から前記全開位置に向けて移動することで前記燃料口が開放されて前記逆止弁が開弁し、
前記弁状態検出装置は、前記弁体の移動量を検出可能であり、
前記制御装置は、前記弁状態検出装置及び前記回転角度検出装置からの信号に基づいて、前記回転角度と対応付けた前記弁体の移動量に関する移動量推移の実積分値を計測し、当該実積分値と前記移動量推移の目標積分値との比較結果に基づいて前記逆止弁が正常であるか否かを判断する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の副室式ガスエンジンの燃料供給制御装置。
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