CN103261636A - 气体燃料泄漏检测方法、气体燃料泄漏检测装置及具备该装置的燃气发动机 - Google Patents

Abstract

适用于燃气发动机（10）的气体燃料泄漏检测方法，在燃料供给阀（26）的闭阀期间内，检测从燃料集管（25）向燃料供给阀（26）供给气体燃料的燃料供给管（29）的压力，并且基于检测到的压力判定气体燃料是否泄漏。又一方法是，检测从燃料供给阀（26）接收气体燃料的供给的进气道（13）内的氧浓度，并且基于检测到的氧浓度判定气体燃料是否泄漏。又一方法是，利用设置于燃料供给阀（26）上的振动传感器检测随着燃料供给阀（26）的开闭而产生的振动的强度，并且基于检测到的振动的强度判定气体燃料是否泄漏。

Description

气体燃料泄漏检测方法、气体燃料泄漏检测装置及具备该装置的燃气发动机

技术领域

本发明涉及用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的方法及装置，以及具备该装置的燃气发动机。

背景技术

燃气发动机的燃料供给系统具备燃料集管（header）及多个燃料供给管。燃料集管共通地设置于多个汽缸，并且接收来自于燃料供给源的气体燃料的供给。燃料供给管设置于每个汽缸，并且将燃料集管与对应的燃料供给阀连接。燃料供给阀在发动机的每个循环中喷射从燃料供给管供给的气体燃料。燃料供给阀配置在进气道上时，被喷射的气体燃料在进气行程中与进气一起供给至燃烧室。在燃气发动机中，在发动机的每个循环中喷射的气体燃料的容积，比利用汽油等的液体燃料的发动机中的燃料的容积大。因此，燃气发动机用燃料供给阀以阀体的微小的移动较大地开放或者关闭喷射口。

尽管不希望发生，但是会存在在燃料供给阀的阀体和阀座之间咬入异物，阀体不能正确地与阀座接触的情况。

在燃气发动机用燃料喷射阀中咬入异物时，喷射口较大程度地开放，而存在大量的气体燃料泄漏的可能性。当气体燃料泄漏时，燃烧室内的空燃比变得过浓而容易发生失火，并且排气中的未燃烧气体增多而容易发生点火开关切断后自燃（after fire）的现象。因此，在因异物的咬入等的原因而使燃料供给阀不能正常地闭阀，由此导致气体燃料泄漏时，要求迅速地检测该情况并采取发动机紧急停止等的迅速且适当的处理措施。

因此，以往，提出了用于检测气体燃料的泄漏的装置及方法（例如，参照专利文献1～3）。也提出了用于检测与燃料供给阀不同的进排气门中是否咬入异物的装置及方法（例如，参照专利文献4）。另外，专利文献1～4中公开的装置及方法中任意一个都考虑到适用于车辆用发动机。

专利文献1公开具备截止阀和压力传感器的打开故障检测装置。截止阀设置于用于向燃料供给阀供给气体燃料的通路上，压力传感器检测燃料供给阀和截止阀之间的压力。该装置在将燃料供给阀及截止阀闭阀的状态下监视两个阀之间的压力，在压力下降时判断为气体燃料在泄漏。

专利文献2公开具备压力传感器的燃料泄漏检测装置。压力传感器检测燃料供给阀的上游的燃料供给通路的压力。该装置在从燃料中断开始经过规定期间后的压力低于规定值时判断为气体燃料在泄漏。另外，燃料中断是在车辆减速等时执行。燃料中断执行中，燃料供给阀以关闭喷射口的状态停止。

专利文献3公开具备检测排气的氧浓度的氧浓度传感器的燃料喷射装置。该装置向燃料供给阀下达开阀指令以使从排气的氧浓度中得到的实测空气过剩率与根据运行条件的目标空气过剩率一致。而且，比较向燃料供给阀下达的当前的开阀指令和之前在相同的运行条件下向燃料供给阀下达的使用初期状态下的开阀指令，在当前的开阀指令与使用初期状态下的开阀指令之差增大时判断为气体燃料在泄漏。

专利文献4公开使用爆震传感器的异物咬入检测装置。爆震传感器设置于汽缸体上，检测发动机的振动。该装置在发动机的振动中通过带通滤波器而分选出进排气门的闭阀振动，并且在闭阀振动的发生正时连续四次从预期的偏离时判断为在进排气门中咬入异物。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2006-250141号公报；

专利文献2：日本特开2001-032751号公报；

专利文献3：日本特开2002-332878号公报；

专利文献4：日本特开2000-240479号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，根据专利文献1公开的方案，如果不是在允许使截止阀闭阀的状态下监视压力的时间变化的状况下，即，如果不是在发动机停止的状况下，则不能判断气体燃料是否泄漏。因此，在发动机工作的期间即使气体燃料发生泄漏，也不能迅速地检测该情况。

根据专利文献2公开的方案，如果不是在执行燃料中断的状况下，则不能判断气体燃料是否泄漏。因此，燃料供给阀正常工作的期间即使气体燃料发生泄漏，也不能迅速地检测该情况。如发电用发动机那样，在执行燃料中断的机会与车辆用发动机相比少的用途或领域中即便采用该方案，对于气体燃料的泄漏的迅速处理也是非常困难的。

根据专利文献3公开的方案，在气体燃料的泄漏对排气的氧浓度产生影响之前不能检测气体燃料的泄漏。因此，对于气体燃料的泄漏难以迅速地处理。又，不能确定异常的燃料供给阀对应于哪一个汽缸。

根据专利文献4公开的方案，即使发生异物的咬入，之后如果不经过至少四个发动机循环，则不能检测该情况。因此，对于异物的咬入难以迅速地处理。

又，将专利文献4中公开的方案转用于燃料供给阀中是不容易的。燃料供给阀的闭阀振动比进排气门的小，并且燃料供给阀与进排气门相比配置于远离汽缸体的位置上。因此，从爆震传感器检测到的发动机的振动中分选出燃料供给阀的闭阀振动是极其困难的。又，燃料供给阀以微小的动作开闭喷射口。因此，假设在燃料供给阀中咬入异物，闭阀振动的发生正时也不会较大幅度地变化。

因此本发明的目的是假设因异物的咬入等原因而使气体燃料发生泄漏，也可以迅速地检测该情况，并且由此可以对气体燃料的泄漏进行迅速地处理。

解决问题的手段：

本发明是为了实现上述目的而形成的。另外，以下，将试图使燃料供给阀闭阀的期间称为“闭阀期间”，而与燃料供给阀是否正常地闭阀无关。将试图使燃料供给阀开阀的期间称为“开阀期间”，而燃料供给阀不能正常地闭阀的情况除外。不特别预先告知而简单地记载为“闭阀期间”及“开阀期间”时，以燃气发动机用燃料供给阀作为对象。

根据本发明的气体燃料泄漏检测方法是用于检测来自于喷射气体燃料的燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的方法，其中，在所述燃料供给阀的闭阀期间内，检测从燃料集管向所述燃料供给阀供给气体燃料的燃料供给管的压力，并且基于检测到的压力判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏；或者，检测从所述燃料供给阀接收气体燃料的供给的进气道内的氧浓度，并且基于检测到的氧浓度判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏；或者，利用设置于所述燃料供给阀上的振动传感器检测随着所述燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度，并且基于检测到的振动的强度判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏。

根据所述方法，基于闭阀期间的燃料供给管的压力、进气道内的氧浓度或者燃料供给阀的振动的强度判定气体燃料是否泄漏。基于任意一个，都在气体燃料从燃气发动机用燃料喷射阀发生泄漏时能够迅速地检测该情况。借助于此，可以迅速地处理气体燃料的泄漏。以下，关于使用上述方法而如何产生这样的作用，与为了实现相同目的而按照相同的见解及构思而形成的根据本发明的气体燃料泄漏装置一起进行说明。

本案发明人为了实现上述目的，在开发用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的方法及装置的过程中，得到了以下见解。在燃料供给阀为正常时，在开阀期间，气体燃料在燃料供给管内高速流动而产生动压。此时，因摩擦而压力下降，因此燃料供给管的静压下降。在闭阀期间中，气体燃料不流动，燃料供给管的压力为与燃料集管内的气体燃料的压力（以下，称为“燃料压力”）大致相同的值。然而，因异物的咬入等原因而使燃料供给阀不能正常闭阀时，在燃料供给阀本应该关闭的闭阀期间中，气体燃料也继续泄漏。此时，气体燃料在燃料供给管内继续流动，因此动压残留在燃料供给管内，而静压不会恢复至与燃料压力大致相同的值。在气体燃料的泄漏发生时立刻引起该静压的恢复不良。

因此，本案发明人想到了利用闭阀期间中的燃料供给管的压力时，即使在燃料供给阀正在工作的期间，也能够迅速地检测气体燃料的泄漏（参照图5）。根据上述方法及下述的本发明的第一气体燃料泄漏检测装置是从这样的见解及构思中想到的。

根据本发明的第一气体燃料泄漏检测装置是用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的装置，其中，具备：检测将燃料集管与所述燃料供给阀连接的燃料供给管的压力的压力传感器；和基于在所述燃料供给阀的闭阀期间内由所述压力传感器检测到的压力，判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏的判定装置。

如上所述，燃料供给阀不能正常闭阀时，与此对应地立即发生燃料供给管的恢复不良。而且，燃料供给阀在工作时，在直至经过一个发动机循环的期间必定存在闭阀期间。因此，在所述方法及装置中，基于在闭阀期间内检测到的燃料供给管的压力判定气体燃料是否泄漏。因此，假设因异物的咬入等原因而使气体燃料发生泄漏，也可以迅速且高精度地检测该情况。因此，可以迅速地处理气体燃料的泄漏。

也可以是所述燃料供给管具有节流部，所述压力传感器检测比所述节流部靠近下游侧的位置的压力。

也可以是具备检测所述燃料集管内的气体燃料的压力的燃料压力传感器；所述判定装置基于由所述压力传感器检测到的压力和由所述燃料压力传感器检测到的压力的压差判定气体燃料是否泄漏。

也可以是具备检测所述燃气发动机的曲轴的旋转相位的旋转相位计；所述判定装置基于由所述旋转相位计检测到的旋转相位识别所述闭阀期间。

也可以是所述判定装置基于所述燃料供给阀的驱动指令信号识别所述闭阀期间。

也可以是在所述闭阀期间内由所述压力传感器检测到的压力低于其以前的闭阀期间内由所述压力传感器检测到的压力时，所述判定装置判定为气体燃料在泄漏。

也可以是在所述闭阀期间内由所述压力传感器检测到的压力为在所述燃气发动机的活塞位于下死点附近的时刻由所述压力传感器检测到的压力。

此外，本案发明人得到了以下的见解。燃料供给阀是用于向进气道内供给气体燃料的构件。燃料供给阀为正常时，在闭阀期间中，气体燃料不会供给至进气道。因此，进气道内的氧浓度为与大气大致相同的值。在开阀期间中，气体燃料也与在进气道中流动的进气一起快速地供给至燃烧室。因此进气道内的氧浓度成为与大气大致相同的值。其结果是，燃料供给阀为正常的情况下，进气道内的氧浓度在经过一个发动机循环的期间，在窄的数值范围内稳定地变化。然而，因异物的咬入等原因而使燃料供给阀发生异常时，在燃料供给阀本应关闭的闭阀期间中，气体燃料也继续泄漏至进气道。燃料供给阀的闭阀期间的一部分或者全部与进气门处于关闭的期间重叠。因此，气体燃料继续泄漏至进气道而进气的流动却停止，进气道内的氧浓度急剧下降。尤其是，在发动机转速低的情况下，在经过一个发动机循环的期间进气门处于关闭的实际的时间变长，因此进气道内的氧浓度的下降显著。在气体燃料发生泄漏时，立刻引起该进气道内的氧浓度的下降。

因此，本案发明人想到了利用进气道内的氧浓度时，可以迅速地检测气体燃料的泄漏（参照图11）。根据上述方法及下述的本发明的第二气体燃料泄漏装置是从这样的见解及构思中想到的。

根据本发明的第二气体燃料检测装置是用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的装置，其中，具备：检测从所述燃料供给阀接收气体燃料的供给的进气道内的氧浓度的氧浓度传感器；和基于由所述氧浓度传感器检测到的氧浓度，判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏的判定装置。

如上所述，如果燃料供给阀为正常，则进气道内的氧浓度在经过一个发动机循环的期间，在窄的数值范围内稳定地变化。另一方面，当燃料供给阀中发生异常时，进气道内的氧浓度超过该数值范围并急剧下降。因此，在上述方法及装置中，基于进气道内的氧浓度判定气体燃料是否在泄漏。因此，假设因异物的咬入等原因而使气体燃料泄漏，也可以迅速且高精度地检测该情况。由此可以对气体燃料的泄漏迅速处理。

也可以是所述判定装置在所述燃气发动机的曲轴的旋转相位为规定相位时，将由所述氧浓度传感器检测到的氧浓度与所述阈值进行比较。

也可以是具备检测所述曲轴的旋转相位的旋转相位计，所述判定装置从所述旋转相位计直接或者通过所述燃气发动机的发动机控制装置间接地得到由所述旋转相位计检测到的旋转相位。

也可以是当检测到的氧浓度低于所述规定的阈值时，所述判定装置判定为气体燃料在泄漏。

此外，本案发明人得出以下见解。燃料供给阀的振动例如在阀体接触到阀座或者异物时发生。在阀体和阀座之间咬入异物时，与未咬入异物时相比阀体的移动距离变短。因此，与其他因素相结合而导致振动被缓冲。在发生异物的咬入时立刻引起该振动的缓冲。

因此，本案发明人想到利用燃料供给阀的振动的强度时，即使是在燃料供给阀正工作的期间，也可以迅速地检测异物的咬入，进而，可以迅速地检测气体燃料的泄漏（参照图16）。根据上述方法及下述的本发明的第三气体燃料泄漏装置是从这样的见解及构思中想到的。

根据本发明的第三气体燃料泄漏检测装置是用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的装置，其中，具备：设置于所述燃料供给阀上，并检测所述燃料供给阀的振动的强度的振动传感器；和基于由所述振动传感器检测到的随着所述燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度，判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏的判定装置。

如上所述，当发生异物的咬入时，振动的强度立刻发生变化。根据上述方法及结构，振动传感器设置于燃料供给阀上，因此良好地检测出燃料供给阀的振动的强度。而且，基于由该振动传感器检测到的随着燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度，判定气体燃料是否在泄漏。因此，假设在燃料供给阀中咬入异物，也可以迅速且高精度地检测该情况。借助于此，即使因异物的咬入的原因而使气体燃料发生泄漏，也可以迅速地处理气体燃料的泄漏。

也可以是具备供给表示所述燃料供给阀的开闭正时的信号的开闭信号供给装置，并且所述判定装置基于由所述开闭信号供给装置供给的信号识别所述燃料供给阀的开闭；所述开闭信号供给装置是所述燃气发动机的发动机控制装置，表示所述燃料供给阀的开闭正时的信号是由所述发动机控制装置输入的所述燃料供给阀的驱动指令信号。

也可以是具备供给表示所述燃料供给阀的开闭正时的信号的开闭信号供给装置，所述判定装置基于由所述开闭信号供给装置供给的信号识别所述燃料供给阀的开闭正时；所述开闭信号供给装置是检测所述燃气发动机的曲轴的旋转相位的旋转相位计，表示所述燃料供给阀的开闭正时的信号是表示所述曲轴的旋转相位的旋转相位信号；所述判定装置从所述旋转相位计直接或者通过所述燃气发动机的发动机控制装置间接地得到所述旋转相位信号。

也可以是在由所述振动传感器检测到的随着所述燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度为规定的阈值以下时，所述判定装置判定为气体燃料在泄漏。

也可以是在由所述振动传感器检测到的随着所述燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度与其之前的相比下降规定值以上时，所述判定装置判定为气体燃料在泄漏。

根据本发明的燃气发动机具备上述的第一气体燃料泄漏检测装置、第二气体燃料泄漏检测装置或第三气体燃料泄漏检测装置。根据该燃气发动机，假设因异物的咬入等原因而使气体燃料发生泄漏，也可以迅速且高精度地检测该情况。因此，可以迅速地处理气体燃料的泄漏。

本发明的上述及其他目的、特征及优点是在参照附图的基础上，由以下实施形态的详细的说明中变得清楚。

发明效果：

由以上说明中可知，根据本发明，假设因异物的咬入等原因而使气体燃料发生泄漏，也可以迅速地检测该情况。借助于此，可以迅速地处理气体燃料的泄漏。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施形态的气体燃料泄漏装置的结构的概念图；

图2是概括性地示出图1所示的燃料供给阀的结构的剖视图；

图3是示出图1所示的压力传感器的安装位置的局部剖切主视图；

图4是示出图1所示的燃料供给管的压力的变化的一个示例的图表；

图5是说明根据本发明的第一实施形态的气体燃料泄漏检测装置及气体燃料泄漏检测方法中的气体燃料泄漏检测原理的图表；

图6是示出根据本发明的第一实施形态的气体燃料泄漏检测方法的步骤的流程图；

图7是示出根据本发明的第二实施形态的气体燃料泄漏检测装置的结构的概念图；

图8是示出图7所示的氧浓度传感器的安装位置的局部剖切主视图；

图9是示出图7所示的进气道内的氧浓度的图表；

图10是说明根据本发明的第二实施形态的气体燃料泄漏检测方法的原理的图表；

图11是说明根据本发明的第二实施形态的气体燃料泄漏检测装置及气体燃料泄漏检测方法中的气体燃料泄漏检测原理的图表；

图12是示出根据本发明的第二实施形态的气体燃料泄漏检测方法的步骤的流程图；

图13是示出根据本发明的第三实施形态的气体燃料泄漏检测装置的结构的概念图；

图14是概括性地示出图13所示的燃料供给阀的结构的剖视图；

图15是示出图13所示的振动传感器的安装位置的剖视图；

图16是说明根据本发明的第三实施形态的气体燃料泄漏检测装置及气体燃料泄漏检测方法中的气体燃料泄漏检测原理的图表；

图17是示出根据本发明的第三实施形态的气体燃料泄漏检测方法的步骤的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形态。对于相同或相当的要素，在所有附图上标以相同的符号，并省略重复的详细说明。

[第一实施形态]

图1是示出根据本发明的第一实施形态的气体燃料泄漏装置100的结构的概念图。根据第一实施形态的气体燃料泄漏装置100适用于发电用燃气发动机10，并且基于闭阀期间的燃料供给管29的压力判定气体燃料是否从燃料供给阀26泄漏。根据本实施形态的燃料供给阀26是电磁开闭阀，因此根据本实施形态的“闭阀期间”相当于控制电磁开闭阀的动作的发动机控制装置输出闭阀指令信号的期间。根据本实施形态的“开阀期间”相当于发动机控制装置输出开阀指令信号的期间。另外，可以将闭阀指令信号及开阀指令信号统称为驱动指令信号。“闭阀期间”及“开阀期间”，在燃气发动机正常工作时，在一个“发动机循环”中分别包含一个，从而通过重复发动机循环使“闭阀期间”及“开阀期间”交替地重复。“发动机循环”是，在四冲程发动机中，由进气行程、压缩行程、爆发行程（膨胀行程）及排气行程的四个行程构成的一系列的动作，经过一个发动机循环的期间活塞往复两次，曲轴旋转两周。“循环相位”是表示在一个发动机循环中为哪一个时期的指标，例如可以应用活塞的位置、曲轴的旋转相位（曲轴角度）、除此以外的与曲轴连动的旋转体的旋转相位。

根据本实施形态的燃气发动机10具有多个汽缸，而图1代表并示出其中一个。在燃气发动机10上，每个汽缸设置有活塞12、连杆、进气道13、排气道14、两个进气门15、两个排气门16、燃烧室（主燃烧室17及副室18）、火花塞19、燃料供给阀26、燃料供给管29及压力传感器51。另一方面，燃气发动机10在多个汽缸的一部分或者全部上，共通地设置有发动机汽缸11、汽缸盖20、曲轴21、进气歧管23、排气歧管24及燃料集管25。

燃烧室由汽缸盖20、发动机汽缸11的侧壁和活塞12包围。燃烧室通过进气门15与进气道13连接，燃烧室通过排气门16与排气道14连接。打开进气门15向燃烧室供给与气体燃料混合的进气，压缩后通过火花塞19点火时，燃烧室内的气体膨胀而将活塞12在发动机汽缸11中向下按压，曲轴21通过连杆旋转。

曲轴21由多个活塞12驱动并连续旋转。随着曲轴21的旋转，在活塞12通过下死点并被向上按压的期间排气门16打开，燃烧气体通过排气道14排出。曲轴21旋转，由此可以驱动发电机22以产生电力。燃烧室由活塞12往复运动的主燃烧室17、和通过形成于主燃烧室17的顶部的开口与主燃烧室17连通的副室18构成。在副室18中设置有火花塞19和副燃料供给阀（未图示）。

进气通过增压器35（turbocharger，涡轮增压器）供给至进气歧管23中。进气歧管23通过支管与设置于每个汽缸的多个进气道13连接，向各汽缸分配均质的进气。增压器35是使用排气的能量提高进气的密度的部件，因此可以通过提高进气的密度增大燃气发动机10的输出。

燃料供给阀26向进气道13喷射注入气体燃料，并且产生具有适当的空燃比的混合气并供给至燃烧室。另一方面，排出至排气道14的排气在通过支管与排气道14连接的排气歧管24中集合后，依次通过增压器35、脱臭脱氮装置36、锅炉37、消声器38等的排气处理装置，并释放至大气中。脱臭脱氮装置36是使用吸附材料和催化剂等除去臭气成分和氮氧化物的装置。又，在连接各器械的配管中设置安全阀，当施加预想不到的高压时破裂板割裂而将高压气体释放至外气中，从而防止过剩压力施加在器械类上。

气体燃料中例如可以应用压缩天然气、液化丙烷气或压缩氢气。气体燃料供给至储气筒和气罐等的气体燃料贮留装置31中并保持，并通过截止阀32供给至调节器33中，在调节器33中调节为适当的压力后通过过滤器（未图示）供给至燃料集管25中。燃料集管25对每个汽缸具备支管28，支管28的梢端通过节流部34与燃料供给管29连接。当设置节流部34时，具有气体燃料在进气道13中流动时对燃料集管25的压力不会产生较大的影响的效果。燃料供给管29的下端与燃料供给阀26的供给口连接，向燃料供给阀26供给来自于燃料集管25的气体燃料。

燃料供给阀26例如是螺线管驱动的面型（face type）的提升阀，并且是以微小的升程形成大的开口而在短时间内使大量的气体流动的电磁阀。如图2中概括性地示出那样，燃料供给阀26具有由平板形成的阀座46和由平板形成的阀体45，当阀体45接触到阀座46时，切断气体燃料流通的阀内流路。在阀体45的平板和阀座46的平板上分别形成有同心圆状的贯通槽，当阀体45与阀座46平面接触时，贯通槽彼此相互错开接触而切断通路，燃料供给阀26成为闭阀状态。阀体45从阀座46离开时，仅稍微分离就有多个贯通槽彼此导通而形成较大的开口，燃料供给阀26成为开阀状态。在开阀时，阀体45由电磁铁43向从阀座46离开的方向拉动，而闭阀时阀体45由弹簧44按压在阀座46上。

又，将在燃料集管25中的气体燃料调节为十分高的压力，并且使燃料压力和进气压力的压差为50～200kPa左右，以此可以确保大流量。此外，拉动燃料供给阀26的阀体45的电磁铁43强力地将阀体45从阀座46短时间内拉动并分离而能够形成大的开口，又，将阀体45按压在阀座46上的弹簧44也是强力的，因此阀的开闭具有2～3ms左右的迅速的响应性。另外，如果控制燃料供给阀26的开阀期间，则可以将气体燃料的供给量以较高的再现性进行设定。燃料供给阀26的出口向进气道13开口。燃料供给阀26向进气道13喷射气体燃料，由此进气与气体燃料混合。

发动机控制装置40分别独立地控制多个汽缸内的工作。发动机控制装置40中例如输入由设置于进气道13的进气压力传感器42供给的进气压力信号、由测定曲轴21的旋转相位的旋转相位计41供给的曲轴角度信号、和由设置于燃料集管25的燃料压力传感器43供给的气体燃料的燃料压力信号，并且发动机控制装置40掌握燃气发动机10的状况。

发动机控制装置40基于这些信息计算发电机22的当前状态输出，并且与设定的目标输出比较，当存在偏差时，调节各种控制变量以消除该偏差。通过发动机控制装置40，可以利用进气压力调节供给至进气中的气体燃料的量，并可以控制燃烧室中的空燃比。又，具有基于曲轴角度，对于各汽缸计算火花塞19、燃料供给阀26等的工作正时，并且向这些器件发出工作指令的功能。另外，发动机控制装置40在必要时，采取向所有的汽缸的燃料供给阀26赋予闭阀指令信号等的措施，从而可以执行发动机的紧急停止。在本实施形态中，由于燃气发动机10是用于发电的，因此发动机控制装置40控制火花塞19及燃料供给阀26等以在长时期内使负荷及转速保持一定。

根据本实施例的气体燃料泄漏装置100在燃料供给阀26的工作中可以检测来自于燃料供给阀26的气体燃料的泄漏。燃料供给阀26以小于0.3mm的极其小的升程进行开闭的切换。因此，即便极其小的异物嵌入于其中，也不能使阀体45的平面和阀座46的平面紧贴并关闭，从而造成阀的关闭不良，大量的气体燃料泄漏并混入至进气中。

当气体燃料泄漏时，存在燃烧室内的混合气的空燃比变得过浓而发生失火的风险、和未燃烧气体流入排气歧管24中而发生点火开关切断后自燃的风险。发生失火时，对发电机22的输出产生影响。当发生点火开关切断后的自燃时，对增压器35、脱臭脱氮装置36的吸附剂和催化剂等、锅炉37的热交换器、消声器38的寿命产生影响。

根据本实施形态的燃气发动机10具备在当燃料供给阀26闭阀时气体燃料泄漏的时侯立刻检测并告知该情况的气体燃料泄漏装置100。借助于此，将异常信号传送至发动机控制装置40，并且采取预先决定的紧急停止措施，或者向操作员告知而提前判断的基础上，可以紧急停止发动机等、采取适当的措施。

根据本实施形态的气体燃料泄漏装置100具备：检测从燃料集管25向燃料供给阀26供给气体燃料的燃料供给管29的压力的压力传感器51；和基于在燃料供给阀26的闭阀期间内由压力传感器51检测的燃料供给管29的压力判定燃料供给阀26是否异常（更具体的是，气体燃料是否从燃料供给阀26泄漏）的异常发信装置50。压力传感器51检测燃料供给管29中的与静压对应的压力，并输出压力信号。异常发信装置50发挥作为判定燃料供给阀26是否异常的判定装置的功能。为了进行判定，异常发信装置50中输入压力传感器51的压力信号、和表示循环相位的循环相位信号。循环相位信号由循环相位信号检测装置输出。循环相位检测装置既可以是旋转相位计41，也可以是基于燃料供给阀26的驱动指令信号判定循环相位的电子电路或者计算机程序。异常发信装置50基于被输入的循环相位信号识别燃料供给阀26的闭阀期间。异常发信装置50在燃料供给阀26判定为异常时，输出异常信号。

图3是示出图1所示的压力传感器51的安装位置的局部剖切主视图。在燃料集管25上设置有与每个汽缸相对应的支管28。支管28的梢端通过节流部34与燃料供给管29连接。此外，燃料供给管29的末端与燃料供给阀26的入口连接。燃料供给阀26的出口向进气道13开口。

压力传感器51从侧面安装于燃料供给管29的节流部34的下游侧、例如正下方位置上。压力传感器51检测与安装位置的静压相对应的燃料供给管29内的压力，并且将压力信号传送至异常发信装置50中。

图4是示出图1所示的燃料供给管29的压力的变化的一个示例的图表。图4示出对正常地跟往常一样工作的燃气发动机进行测定的结果，在横轴上取经过时刻，在右侧的纵轴上取转速，并且在左侧的纵轴上取从燃料集管25内的气体燃料的压力（燃料压力）减去燃料供给管26的压力而得到的压差。上侧的标绘图是活塞12在上死点位置上的转速。下侧的线示出压差的变化（燃料供给管29中的相当于气体燃料的静压的压力的变化）。

燃料供给管29内的气体燃料的压力在进气行程中燃料供给阀26打开而向进气中供给气体燃料的期间急剧减压，并且之后急剧恢复。在闭阀期间为与燃料压力基本上相同的压力。开阀期间内的燃料供给管29的压力每次下降7kPa左右。随着曲轴21的转速增加，燃料供给管29的压力也增加，但是增加率小，并不到妨碍掌握随着燃料供给阀26的开闭导致的减压状况的程度。

图5是说明根据本发明的第一实施形态的气体燃料泄漏检测装置100及气体燃料泄漏检测方法中的气体燃料泄漏检测原理的图表。图5是通过上段的图表示出进气门15和排气门16以及燃料供给阀26的状态，通过下段的图表示出燃料供给管29的压力变化。燃料供给阀26因异物的咬入等原因而在闭阀期间使燃料供给阀26不能正常闭阀时，在闭阀期间燃料供给管29的压力不会恢复至燃料压力。

因此，根据本实施形态的异常发信装置50监视压力传感器51的输出，而检测到这样的情况的发生时，发出警报。然而，压力传感器51的输出在正常时，也在与燃料压力相同的值和打开燃料供给阀26而减压的值之间变化。因此，根据本实施形态的异常发信装置50在压力传感器51的输出变化中，除去通过燃料供给阀26的开阀而减压的期间，而使用闭阀期间内检测到的压力。

在闭阀期间内检测到的压力中，可以使用进气行程及压缩行程中的下死点附近的时刻检测到的压力。燃料供给阀26的开阀期间设定为在进气门15刚打开后至进气门15关闭的期间。另外，进气门15关闭后活塞12通过下死点并开始压缩行程，因此燃料供给阀26在压缩行程开始的时刻为闭阀状态。另外，如果是压缩行程开始时刻，则能够极快地检测异常，因此是有用的。

图6是示出根据本发明的第一实施形态的气体燃料泄漏检测方法的步骤的流程图。图6中示出的流程是在每个发动机循环中执行的。如图6所示，根据本实施形态的异常发信装置50从发动机控制装置40引入曲轴的旋转相位（循环相位）的信息（S11），识别或者检测作为对象的汽缸的进气行程及压缩行程中的下死点的正时（S12）。而且，引入压力传感器51的压力信号，并且提取在该下死点上的压力值（S13）。而且，取下死点上的燃料供给管29的压力和最近的平均值之差（S14），当其压差较大程度低于例如设定为2～3kPa左右的阈值时（S15），判断为燃料供给阀26中发生异常，并产生异常检测信号（S16）。另外，压差不大时（S15），增加测定的压力值并计算最近的平均值（S17），并为了下一次的判定而做准备。

在本实施形态中，压力传感器51设置在节流部34的下游侧。在气体燃料供给至进气中时，通过节流部34使气体燃料的流速增大，动压增大而静压较大程度地减少。因此，将压力传感器51设置于节流部34的下游侧时，可以良好地检测气体燃料泄漏时的静压的恢复不良，并且异常的检测灵敏性提高。尤其是，在节流部34的节流的最显著的位置上设置压力传感器51时，静压的减少变得最大，并且改善异常的检测灵敏度。

另外，如图4所示，由于燃料集管25中的燃料压力也有可能发生变动，因此也可以将燃料供给管29的压力与过去的测定值或最新的几个测定值的平均值进行比较。在这里利用的平均值既可以是移动平均值，也可以是逐渐减小对旧的测定值所乘的权重的加权平均值。

此外，也可以与由设置于燃料集管25的燃料压力传感器43直接测定的燃料压力值进行比较而判定。另外，尽管在现有的燃气发动机中也存在为了发动机控制而设置燃料压力传感器43的情况，但是这样的情况下可以利用已设的传感器。也可以是异常发信装置50从设置于曲轴21的旋转相位计41中直接接收曲轴角度信号。异常信号也可以供给至发动机控制装置40中，并开始紧急停止操作。或者，也可以是为了请求操作者判断而只进行警报。

也具有为了识别燃料供给阀26的闭阀期间，而利用燃料供给阀26的驱动指令信号和进气门15关闭时的曲轴角度信号等的方法。向燃料供给阀26发出闭阀指令后，经过适当的时间时，通常气体燃料的流入完全停止，而燃料供给管29的压力恢复至燃料集管25的燃料压力。因此，通过从发动机控制装置40得到燃料供给阀26的闭阀指令信号（驱动指令信号），闭阀期间的识别变得容易。另外，进气门15关闭时燃料供给阀26应该是处于关闭状态的，因此在假设进气门15为电磁阀时，也可以原封不动地利用发出该进气门的闭阀指令信号的正时上的压力信号并判定异常的发生。

又，本实施例中的异常发信装置也可以由专用的电子电路构成，或者也可以由通用的微型计算机构成。此外，也可以作为构成用于燃气发动机的控制装置的电子电路的一部分来构成。在本实施形态中，将向进气道13喷射气体燃料的燃料供给阀26作为对象，但是也可以将除此以外的燃料供给阀、例如设置于副室18的副燃料供给阀作为对象。

[第二实施形态]

图7是示出根据本发明的第二实施形态的气体燃料泄漏检测装置200的结构的概念图。根据第二实施形态的气体燃料泄漏检测装置200适用于发电用燃气发动机10，并且基于进气道13内的氧浓度检测气体燃料是否从燃料供给阀26泄漏。燃气发动机10对每个汽缸设置有氧浓度传感器251。以下，以与上述实施形态的不同点为中心说明根据第二实施形态的气体燃料泄漏检测装置200。

如图7所示，气体燃料泄漏检测装置200具备检测进气道13内的氧浓度的氧浓度传感器251、和基于进气道13内的氧浓度判定燃料供给阀26是否异常（更具体的是，气体燃料是否从燃料供给阀26泄漏）的异常发信装置250。氧浓度传感器251检测包含在进气道13内的空气中的氧浓度，并且输出表示检测到的氧浓度的氧浓度信号。异常发信装置250发挥判定燃料供给阀26是否异常的判定装置的功能。为了进行判定，异常发信装置250中输入氧浓度传感器251的氧浓度信号、和表示循环相位的循环相位信号。异常发信装置250将由氧浓度传感器251检测到的氧浓度与规定的阈值进行比较，并且当氧浓度低于该阈值时判定为燃料供给阀26为异常。异常发信装置250判定为燃料供给阀26为异常时，输出异常信号。

图8是示出图7所示的氧浓度传感器251的安装位置的局部剖切主视图。如图8所示，从燃料集管25计量并被供给气体燃料的燃料供给管29与燃料供给阀26的入口连接。燃料供给阀26的出口向进气道13开口。

氧浓度传感器251安装于进气道13中的燃料供给26的正下游的侧壁上，而测定进气道13内的氧浓度并将氧浓度信号传送至异常发信装置50中。氧浓度传感器51不位于直接接收来自于燃料供给阀26的燃料喷射的位置上，而是设置于正常时被喷射的气体燃料与空气混合之前的位置上。因此，燃料供给阀26正常工作时，氧浓度传感器51的测定输出成为与作为进气引入的空气的氧浓度相对应的值。

然而，因燃料供给阀26中咬入异物等而在闭阀期间也使气体燃料流入进气道13中时，如果终止进气行程并使进气门15闭阀而不使新的空气流入进气道13内，则进气道13中滞留的进气中的气体燃料的比例急剧增大，氧浓度减少。

图9是示出图7所示的进气道13内的氧浓度的图表。横轴上取发动机转速和负荷，纵轴上取氧浓度。图9是示出将燃料供给阀26正常时和异常时（例如，燃料供给阀26咬入异物而不能密闭时）的氧浓度以发动机转速和负荷为参数进行表示的柱状图表。燃料供给阀26异常时的氧浓度是计算并表示仅经过一个发动机循环的期间燃料被蓄积的值。

发动机转速小的期间，一个发动机循环所经过的实际时间的期间较长，气体燃料的泄漏时间较长，因此氧的残留量更大地减少而进气道13中的氧浓度大致变为零。发动机转速增大时每一个发动机循环的气体燃料的泄漏量减少，氧浓度的降低量减少，而发动机转速为722rpm或者720rpm时，也可知经过一个发动机循环后的氧浓度下降至15%左右。另外，722rpm成为图表中的最大值的原因是该转速在将燃气发动机10使用于交流发电机的驱动中时，适合发电50～60Hz的交流电。发电用燃气发动机工作时，使转速在720rpm附近稳定下来并控制燃气发动机10的情况较多。图9是暗示在发电用燃气发动机10的通常的连续运行时，气体燃料的泄漏后即使只经过一个发动机循环，氧浓度的下降也显著地出现的情况。

图10是说明根据本发明的第二实施形态的气体燃料泄漏检测方法的原理的图表。图10中，横轴上取时间，纵轴上取氧浓度，并且概括性地示出进气道13内的氧浓度的时间变化。燃料供给阀26为正常的期间，进气道13内的氧浓度为与大气大致相同的20～21%。即使燃料供给阀26工作并发生气体燃料的喷射，通过氧浓度传感器251检测到的氧浓度也不怎么变化。燃料供给阀26上发生异常而在闭阀期间气体燃料也泄漏至进气道13中时，进气行程终止后的瞬间进气道13内的氧浓度急剧减少。燃料过浓的进气在迎来下一个进气行程时，由从外气吸引的新鲜空气挤压而送入至燃烧室。此时，如图10所示，由于进气道13的容积和燃烧室的容积的关系，而不会达到至进气道13的混合气由空气代替而氧浓度恢复的程度。在进气行程中，即使在进气道13的混合气全部由新的进气代替的情况下，如果不解除燃料供给阀26在闭阀状态下泄漏的故障，也会在进气行程终止的时刻氧浓度再次急剧减少。

像这样，进气道13内的氧浓度在燃料供给阀26正常时示出与空气相同程度的值，而当燃料供给阀26中发生故障时在进气行程终止的时刻急剧地下降，因此可以设定适当的阈值，并且当氧浓度低于阈值时判定为存在异常。尽管氧浓度的阈值是只要根据发动机转速选择合适的值即可，但是例如阈值设定为17%时，发动机转速达到720rpm也能够利用。

另外，根据氧浓度传感器51的特性和在进气道13中的设置状况等，存在所检测的氧浓度因燃料喷射而下降的情况。这样的情况下，仅基于氧浓度降低量进行判断，有可能会将正常的燃料供给阀26误认为异常。因此，局限于将监视氧浓度的正时设定为适当的循环相位时刻，并且回避因喷射导致的氧浓度下降现象的噪声并将氧浓度下降视为由燃料供给阀26的异常而引起的情况，可以进行正确的判定。像这样，为了提取适合于异常的判定的时期的氧浓度的检测结果，异常发信装置250中输入循环相位信号，并利用于该时期的识别。

因燃料供给阀26的异常的原因而使进气道13的氧浓度下降的现象，例如通过使用进气门15刚关闭后不久的正时、和进气后开始压缩行程的活塞12在下死点位置附近的正时等的氧浓度，可以确实地检测。因此，可以使异常发信装置250进一步引入循环相位信息，并且避开燃料喷射的正时，而评价进气门15关闭后的氧浓度下降。

循环相位信息也可以从设置于曲轴21的旋转相位计41直接接收并利用于评价氧浓度的时刻的指定中。又，发动机控制装置40供给燃料供给阀26的闭阀指令信号（驱动指令信号），并且利用活塞12的下死点通过信息产生对阀的指令信号等，因此异常发信装置250由发动机控制装置40输入燃料供给阀26的闭阀指令信号（驱动指令信号）和活塞12的下死点通过信息等并进行利用。

尽管该判定步骤简单，但是当燃料供给阀26中发生异常时可以在进气行程终止后紧接着进行检测，因此具有对排气的后处理工序带来重大影响之前采取适当的措施的余地。

异常发信装置250如果检测异常时将告知异常发生的信号供给至发动机控制装置40中，并且发动机控制装置40立刻采取紧急停止发动机的措施，则能够预先防止点火开关切断后自燃。

又，也可以是异常发信装置250和发动机控制装置40不直接连接，而是异常发信装置250进行异常发生的告知，操作员接收该告知并通过发动机控制装置40实施适当的措施。

图11是说明根据本发明的第二实施形态的气体燃料泄漏检测装置200及气体燃料泄漏检测方法中的气体燃料泄漏检测原理的图表。图11在横轴上取以活塞位于上死点时为零的曲轴角度，在纵轴上取氧浓度，以燃料供给阀26的异常发生在燃气发动机10的起动时的状况为例，并概括性地示出氧浓度的随时间的变化。在这样的状况下，进气道13内的氧浓度随着时间而逐渐减少。可知，初期19%左右的氧浓度急剧减少，在曲轴角度达到240°之处大致为零，并且基于氧浓度减少的燃料泄漏在一次旋转内可以充分检测。可知，即使在彻底检修（overhaul）后再构建时燃料供给阀26中混入异物，也可以在燃气发动机10的再起动时迅速且高精度地检测异物的混入。

图12是示出根据本发明的第二实施形态的气体燃料泄漏检测方法的步骤的流程图。图12中示出的流程是在每个发动机循环中执行的。如图12所示，根据本实施形态的异常发信装置250从发动机控制装置40引入循环相位信息（S211），如果是作为对象的汽缸的进气行程及压缩行程中的下死点的正时等、进气门15的闭阀期间（S212），则引入氧浓度传感器51的氧浓度信号（S213）。将该引入的氧浓度与规定的阈值进行比较（S214），当氧浓度低于规定的阈值时判断为燃料供给阀26中发生异常并产生异常信号（S215）。另外，当前时刻不是进气门15的闭阀期间时（S212）、和氧浓度高于阈值等时（S214），回到本作业的初期阶段，再次回到第一阶段（S211）而进入下一个作业步骤中的初期操作。异常信号也可以供给至发动机控制装置40中，并且开始紧急停止操作。或者也可以为了请求操作者判断而只进行警报。

图12中示出的步骤是异常发信装置250基于从发动机控制装置40取得的相位信号选择评价氧浓度测定值的正时的步骤。氧浓度传感器251不响应于在正常时燃料喷射时的浓度下降的情况下，不需要基于相位信号的步骤（S211、S212）。又，也可以是，异常发信装置250直接接收来自设置于曲轴21的旋转相位计41的循环相位信号。

为了识别燃料供给阀26的闭阀期间，也有使用燃料供给阀26的工作指令信号和进气门15闭阀时的循环相位信号等的方法。例如，在关闭燃料供给阀26的指令被发出后，经过适当的时间时，通常是气体燃料的流动完全停止，而进气道13的氧浓度大致回到空气的氧浓度。因此，通过从发动机控制装置40取得燃料供给阀26的闭阀指令信号，可以简单地得到使用于判定的正时信号。或者，在燃料供给阀26关闭后，经过适当的时间后进气门15关闭，因此也可以利用进气门15关闭时或者关闭的期间的循环相位信号。

又，本实施例中的异常发信装置即可以由专用的电子电路构成，或者也可以由通用的微型计算机构成。此外，也可以由构成用于燃气发动机的控制装置的电子电路的一部分构成。

[第三实施形态]

图13是示出根据本发明的第三实施形态的气体燃料泄漏检测装置300的结构的概念图。根据本实施形态的气体燃料泄漏检测装置300基于随着燃料供给阀26的开闭而产生的振动的强度判定气体燃料是否从燃料供给阀26泄漏。燃气发动机10对每个汽缸设置有振动传感器351。以下，以与上述实施形态的不同点为中心说明根据第三实施形态的气体燃料泄漏装置300。

如图13所示，根据本实施形态的气体燃料泄漏装置300具备设置于燃料供给阀26并检测燃料供给阀26的振动的强度的振动传感器351、和基于随着燃料供给阀26的开闭而产生的振动的强度判定燃料供给阀26是否有异常（更具体的是，燃料供给阀26中是否咬入异物）的异常发信装置350。此外，异常发信装置351具备供给表示燃料供给阀26的开闭正时的信号的开闭信号供给装置，在本实施形态中，旋转相位计41发挥作为该开闭振动供给装置的功能。振动传感器351检测燃料供给阀的振动强度，并输出表示检测到的振动强度的振动测定信号。异常发信装置350发挥作为判定燃料供给阀26是否有异常的判定装置的功能。为了进行判定，异常发信装置350中输入振动传感器351的振动测定信号，又，从旋转相位计41输入作为表示开闭正时的信号的表示曲轴21的旋转相位的信号。异常发信装置350判定为燃料供给阀26有异常时，输出异常信号。

图14是概括性地示出图13所示的燃料供给阀26的结构的剖视图。图15是示出图13所示的振动传感器351的安装位置的剖视图。如图14及图15所示，从燃料集管25被供给气体燃料的燃料供给管29与燃料供给阀26的入口连接。燃料供给阀26的出口向进气道13开口，并且燃料供给阀26打开时，气体燃料喷射至进气道13内，由此气体燃料与进气混合。

振动传感器351安装于燃料供给阀26的阀座位置附近的侧壁（燃料供给阀26的框体外壁），测定随着燃料供给阀26的开闭而产生的振动，并且将振动测定振动传送至异常发信装置350中。随着开闭产生的振动，例如有阀体45与电磁铁43的磁芯冲撞时的振动、阀体45与阀座46冲撞时的振动。

然而，发动机产生大小不同的振动，并且能够利用于燃料供给阀26的异常的判定中的振动只是燃料供给阀26的阀体45和阀座46冲撞时的振动。此外，由阀体45和阀座46的冲撞产生的振动行程小而并不大。因此，异常发信装置350所具备的信号处理装置，在从振动传感器351输入的振动测定信号中仅提取与这些冲撞的产生正时同步的振动，以此在分辨出表示随着燃料供给阀26的开闭而产生的振动的信号的基础上，评价振动水平的变化并检测异物的咬入。异常发信装置350中输入表示开闭正时的信号，并且将该信号利用于该提取及分辨的处理中。

图16是说明根据本发明的第三实施形态的气体燃料泄漏检测装置300及气体燃料泄漏检测方法中的气体燃料泄漏检测原理的图表。图16是在横轴上取时间。上段的图表在纵轴上取阀的状态，并且表示燃料供给阀26的开闭正时。在中段的图表中，在纵轴上取由振动传感器351检测到的加速度水平（即，振动强度），并且概括性地表示正常时的振动强度的变化。在下段的图表中，在纵轴上取由振动传感器351检测到的加速度水平（即，振动强度），并且概括性地表示异常时的振动强度的变化。

图16中所示的振动强度的变化从便于说明的方面考虑，仅表示随着燃料供给阀26的开闭而产生的振动的强度。实际上，通过应用仅在发出针对燃料供给阀26的开阀指令信号和闭阀指令信号前后的适当的期间打开窗口的时间滤波器，可以从振动传感器351输出的振动信号提取随着开闭而产生的振动的强度。开阀指令信号和闭阀指令信号是基于发动机控制装置40通过旋转相位计41检测到的曲轴21的旋转相位而计算的，并且对燃料供给阀26进行供给，因此仅通过同时供给至异常发信装置350，异常发信装置350识别燃料供给阀26的开闭正时，并且可以产生具有振动的持续时间宽度的时间滤波器。

又，也可以将旋转相位计41的输出信号直接或通过发动机控制装置40供给至异常发信装置350中，并且异常发信装置350本身基于曲轴21的旋转相位产生上述时间滤波器。正常时的燃料供给阀26开阀时和闭阀时的振动分别以大致相同的强度重复产生。相对于此，在阀体45和阀座46之间夹入异物的状态下已闭阀时，由于缓冲物介于阀体45和阀座46的平面彼此冲撞的面之间，因此由阀体45和阀座46的冲撞而产生的振动和噪声等的强度降低。另外，随着燃料供给阀26的开阀而产生的阀体的磁性体和电磁铁43的磁芯冲撞时的振动状态不那么变化。

因此，尤其关注闭阀时的振动，在振动强度比平时减弱时可以判定为发生异物的咬入。振动强度的减弱是可以通过与直到此时的闭阀时的振动水平进行比较而检测的。又，可以预先发现适当的阈值，并且当振动强度小于该阈值时判定为燃料供给阀26中发生异常。在检测到异常发生时发出异常信号。

尽管该判定步骤简单，但是当燃料供给阀26中发生异常时可以与气体燃料的泄漏的开始大致同时检测异常，因此具有对排气的后处理工序带来重大影响之前采取适当的措施的余地。

异常发信装置350在异常检测时将告知异常发生的异常信号供给至发动机控制装置40中，并且使发动机控制装置40立刻采取紧急停止发动机的措施时，并不引起排气歧管24中的混合气的燃烧，不会对排气处理工序中的各器械带来损伤。又，也可以是，异常发信装置50将所产生的异常信号不直接供给至发动机控制装置40，而异常发信装置50进行异常发生的告知，并且操作员接收该告知后通过发动机控制装置40实施适当的措施。

图17是示出根据本发明的第三实施形态的气体燃料泄漏检测方法的步骤的流程图。图17中所示的流程是在每个发动机循环中执行的。如图17所示，根据本实施形态异常发信装置350从发动机控制装置40引入基于曲轴的旋转相位得到的循环相位的信息（S311），并识别燃料供给阀26的闭阀正时（S312），从由振动传感器351供给的振动测定信号中提取闭阀时在阀座46上产生的振动（S313）。将这样提取的振动与阈值进行比较（S314），当振动强度低于阈值时，判断为燃料供给阀26中发生异常并产生异常信号（S315）。另外，当前时刻不是燃料供给阀26的闭阀正时时（S312）、和振动强度高于阈值等时（S314），再次返回至第一阶段（S311），并开始下一个作业步骤。异常信号也可以供给至发动机控制装置40中，并且开始紧急停止操作。或者，为了请求操作者判断而只进行警报。

图17中示出的步骤是，异常发信装置350基于从发动机控制装置40得到的相位信号选择评价燃料供给阀26的振动的正时的步骤。取而代之，也可以是，异常发信装置350从设置于曲轴21的旋转相位计41中直接接收循环相位信息。又，也可以接收并利用由发动机控制装置40供给的燃料供给阀26的闭阀指令信号。

另外，本实施例中的异常发信装置既可以由专用的电子电路构成，或者也可以由通用的微型计算机构成。此外，也可以由构成用于燃气发动机的控制装置的电子电路的一部分构成。又，在本实施形态中，将气体燃料喷射至进气道13的燃料供给阀26作为对象，但是也可以是将除此以外的燃料供给阀、例如设置于副室18的副燃料喷射阀作为对象。

[变形例]

本实施例尽管将具备副室的四冲程燃气发动机作为示例并对本发明进行说明，但是即使无副室、或者是二冲程发动机，也可以应用根据本发明的技术思想，这是无可厚非的。又，图中说明的燃气发动机是驱动发电机的发动机，但是也可以是驱动车轮和螺旋桨等而利用于车辆和船舶等的运行中的发动机。

由上述说明中，本领域技术人员明白本发明的较多改良和其他实施形态等。因此，上述说明应该仅仅是作为例示解释的，并以向本领域技术人员教导实施本发明的优选形态为目的而提供的。在不脱离本发明的主旨的范围内，可以实质性地变更其结构和/或功能的详细内容。

工业应用性：

本发明发挥假设燃料供给阀不能正常地闭阀而使气体燃料泄漏时可以迅速地检测该情况，由此可以迅速地应对这样的异常的作用效果，在应用于燃气发动机、尤其是发电用燃气发动机中时是有用的。

符号说明：

100、200、300   气体燃料泄漏装置；

50、250、350    异常发信装置（判定装置）；

10      燃气发动机；

12      活塞；

13      进气道；

21      曲轴；

25      燃料集管；

26      燃料供给阀；

28      燃料供给管（支管）；

29      燃料供给管；

34      节流部；

40      发动机控制装置；

41      旋转相位计；

43      燃料压力传感器；

51      压力传感器；

251     氧浓度传感器；

351     振动传感器。

Claims (18)

1.一种气体燃料泄漏检测方法，是用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的方法，

在所述燃料供给阀的闭阀期间内，检测从燃料集管向所述燃料供给阀供给气体燃料的燃料供给管的压力，并且基于检测到的压力判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏；或者，

检测从所述燃料供给阀接收气体燃料的供给的进气道内的氧浓度，并且基于检测到的氧浓度判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏；或者，

利用设置于所述燃料供给阀上的振动传感器检测随着所述燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度，并且基于检测到的振动的强度判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏。

2.一种气体燃料泄漏检测装置，是用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的装置，具备：

检测将燃料集管与所述燃料供给阀连接的燃料供给管的压力的压力传感器；和

基于在所述燃料供给阀的闭阀期间内由所述压力传感器检测到的压力，判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏的判定装置。

3.根据权利要求2所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，所述燃料供给管具有节流部，所述压力传感器检测比所述节流部靠近下游侧的位置的压力。

4.根据权利要求2所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，

具备检测所述燃料集管内的气体燃料的压力的燃料压力传感器；

所述判定装置基于由所述压力传感器检测到的压力和由所述燃料压力传感器检测到的压力的压差判定气体燃料是否泄漏。

5.根据权利要求2所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，

具备检测所述燃气发动机的曲轴的旋转相位的旋转相位计；

所述判定装置基于由所述旋转相位计检测到的旋转相位识别所述闭阀期间。

6.根据权利要求2所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，所述判定装置基于所述燃料供给阀的驱动指令信号识别所述闭阀期间。

7.根据权利要求2所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，在所述闭阀期间内由所述压力传感器检测到的压力低于其以前的闭阀期间内由所述压力传感器检测到的压力时，所述判定装置判定为气体燃料在泄漏。

8.根据权利要求2所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，在所述闭阀期间内由所述压力传感器检测到的压力为在所述燃气发动机的活塞位于下死点附近的时刻由所述压力传感器检测到的压力。

9.一种气体燃料泄漏检测装置，是用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的装置，具备：

检测从所述燃料供给阀接收气体燃料的供给的进气道内的氧浓度的氧浓度传感器；和

基于由所述氧浓度传感器检测到的氧浓度，判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏的判定装置。

10.根据权利要求9所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，所述判定装置在所述燃气发动机的曲轴的旋转相位为规定相位时，将由所述氧浓度传感器检测到的氧浓度与所述阈值进行比较。

11.根据权利要求10所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，

具备检测所述曲轴的旋转相位的旋转相位计；

所述判定装置从所述旋转相位计直接或者通过所述燃气发动机的发动机控制装置间接地得到由所述旋转相位计检测到的旋转相位。

12.根据权利要求9所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，当检测到的氧浓度低于规定的阈值时，所述判定装置判定为气体燃料在泄漏。

13.一种气体燃料泄漏检测装置，是用于检测来自于燃气发动机用燃料供给阀的气体燃料的泄漏的装置，具备：

设置于所述燃料供给阀上，并检测所述燃料供给阀的振动的强度的振动传感器；和

基于由所述振动传感器检测到的随着所述燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度，判定气体燃料是否从所述燃料供给阀泄漏的判定装置。

14.根据权利要求13所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，

具备供给表示所述燃料供给阀的开闭正时的信号的开闭信号供给装置，并且所述判定装置基于由所述开闭信号供给装置供给的信号识别所述燃料供给阀的开闭；

所述开闭信号供给装置是所述燃气发动机的发动机控制装置，表示所述燃料供给阀的开闭正时的信号是由所述发动机控制装置输入的所述燃料供给阀的驱动指令信号。

15.根据权利要求13所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，

具备供给表示所述燃料供给阀的开闭正时的信号的开闭信号供给装置，所述判定装置基于由所述开闭信号供给装置供给的信号识别所述燃料供给阀的开闭正时；

所述开闭信号供给装置是检测所述燃气发动机的曲轴的旋转相位的旋转相位计，表示所述燃料供给阀的开闭正时的信号是表示所述曲轴的旋转相位的旋转相位信号；

所述判定装置从所述旋转相位计直接或者通过所述燃气发动机的发动机控制装置间接地得到所述旋转相位信号。

16.根据权利要求13所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，在由所述振动传感器检测到的随着所述燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度为规定的阈值以下时，所述判定装置判定为气体燃料在泄漏。

17.根据权利要求13所述的气体燃料泄漏检测装置，其特征在于，在由所述振动传感器检测到的随着所述燃料供给阀的开闭而产生的振动的强度与其之前的相比下降规定值以上时，所述判定装置判定为气体燃料在泄漏。

18.一种燃气发动机，具备权利要求2至17中的任一项所述的气体燃料泄漏检测装置。

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