JP2001027148A - ガスエンジンの失火検出装置 - Google Patents

ガスエンジンの失火検出装置

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JP2001027148A
JP2001027148A JP11200343A JP20034399A JP2001027148A JP 2001027148 A JP2001027148 A JP 2001027148A JP 11200343 A JP11200343 A JP 11200343A JP 20034399 A JP20034399 A JP 20034399A JP 2001027148 A JP2001027148 A JP 2001027148A
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throttle opening
engine
compressor
gas engine
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JP11200343A
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Kiyoshi Abe
清 阿部
Tateji Morishima
立二 森島
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】エンジンの出火の発生を迅速・高精度での検出
により、エンジン出力の低下と故障の発生を防止し、安
定運転が可能なヒートポンプ式空気調和システム用ガス
エンジンを提供する。 【解決手段】ガスエンジン駆動コンプレッサシステムに
おいて、エンジン回転数、高圧圧力、及び低圧圧力の検
出値に基づきコンプレッサの動力に基づきガスエンジン
のスロットル開度を算出するスロットル開度演算手段と
スロットル開度の算出値とスロットル開度の検出値とを
比較し、その比較結果が所定値に達した時ガスエンジン
の失火を判定する失火判定手段とを備える。又失火判定
手段は、スロットル開度の検出値とスロットル開度の算
出値との差が所定値を超える時間が所定時間継続した
時、ガスエンジンの失火を判定するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスエンジンにより
コンプレッサを直結駆動するようにしたガスエンジン駆
動コンプレッサシステムにおいて、該ガスエンジンの失
火を検知しエンジンを停止せしめるようにした失火検出
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスを燃料とするガスエンジンにより圧
縮機を駆動するようにしたヒートポンプ式空気調和シス
テムにおいては、希薄燃焼運転時にガスエンジンのシリ
ンダ内での燃焼がなされない失火現象が発生することが
ある。
【0003】かかるガスエンジンの失火検出装置の一例
として、特開平8−109852号の発明が提供されて
いる。この発明においては、ガスエンジンのエンジン回
転数を、負荷に見合うように所定時間毎に変更する際の
回転数変動幅が設定値以下になったとき、該ガスエンジ
ンの失火発生を判定し、この失火判定によって、増加さ
せるガス通路の流量制御弁の開度を求め、この開度を従
来の下限開度に加えて該流量制御弁の下限開度を再設定
し、システムの使用が長期に亘っても燃料リッチ側に変
化せず、NOx濃度が増加しないように構成されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかるヒートポンプ式
空気調和システム用ガスエンジンにおいては、該エンジ
ンの運転時間が長くなると、吸気弁にデポジットが堆積
し、これが吸気弁の弁シート部に噛み込んで、該弁シー
ト部における吹き抜けによる圧縮不良の発生をみること
がある。そして、かかる圧縮不良が発生したシリンダに
おいては、混合気への点火がなされない失火現象が発生
し、エンジン出力の低下や、空気調和システムの室外ユ
ニットの振動増大による配管の破損等が引き起こされ
る。
【0005】しかるに、前記特開平8−10852号の
発明にあっては、エンジン回転数を検出し、その変動幅
を用いて失火の判定をしているが、かかる手段では、ガ
スエンジンの実回転数の変化が比較的少ないため、失火
の判定を迅速かつ正確に行なうのは困難を伴ない、コン
プレッサ駆動エンジン出力の低下や、他のシリンダの過
負荷による故障発生の不具合を生ずる。
【0006】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、
ヒートポンプ式空気調和システム用ガスエンジンにおい
て、該エンジンの失火の発生を迅速かつ高精度でもって
検出することにより、エンジン出力の低下や、他のシリ
ンダにおける過負荷による故障の発生を防止し、安定運
転が可能なヒートポンプ式空気調和システム用ガスエン
ジンを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項1記載の発明として、ガスエンジン
によりコンプレッサを直結駆動するようにしたガスエン
ジン駆動コンプレッサシステムにおいて、前記ガスエン
ジンの回転数を検出するエンジン回転検出器と、前記ガ
スエンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度
検出器と、前記コンプレッサの高圧圧力を検出する高圧
圧力検出器と、前記コンプレッサの低圧圧力を検出する
低圧圧力検出器と、前記エンジン回転数、高圧圧力、及
び低圧圧力の検出値に基づき前記コンプレッサの動力を
算出するコンプレッサ動力演算手段と、該コンプレッサ
の動力に基づき前記ガスエンジンのスロットル開度を算
出するスロットル開度演算手段と、該スロットル開度の
算出値と前記スロットル開度の検出値とを比較し、その
比較結果が所定値に達したとき前記ガスエンジンの失火
を判定する失火判定手段とを備えたことを特徴とするガ
スエンジンの失火検出装置を提案する。
【0008】請求項2記載の発明は、請求項1におい
て、前記失火判定手段は、前記スロットル開度の検出値
とスロットル開度の算出値との差が所定値を超える時間
が所定時間継続したとき前記ガスエンジンの失火を判定
し、該ガスエンジンを停止せしめる停止信号を出力する
とともに、必要に応じて警報信号を出力するように構成
されてなる。
【0009】かかる発明によれば、コンプレッサ動力演
算手段にて、エンジン回転検出器によって検出されたガ
スエンジンの回転数と、高圧圧力検出器によって検出さ
れた空気調和システムのコンプレッサの高圧圧力と、低
圧圧力検出器によって検出された該コンプレッサの低圧
圧力とにより該コンプレッサの動力を算出し、この動力
に基づきエンジン出力を算出し(エンジン出力は前記コ
ンプレッサの動力にほぼ等しい)、前記スロットル開度
演算手段にて前記算出されたエンジン出力に相当するス
ロットル開度S1つまりエンジンが正常に運転されてい
るときのスロットル開度を算出する。
【0010】そして、失火判定手段において、前記スロ
ットル開度検出器にて検出された実際のスロットル開度
2と、前記算出されたスロットル開度S1との差ΔSを
算出し、この差ΔSが予め定められた基準値よりも大き
い時間、つまり実際のスロットル開度S2が、正常運転
時のスロットル開度S1よりも一定量大きい時間が、予
め定められた基準時間以上続いたとき、前記ガスエンジ
ンに失火が発生しているものと判定する。
【0011】次いで、前記失火判定手段から失火の判定
がなされると、該失火判定手段からの判定信号を受け
て、警報装置は異状運転警報を発信し、エンジン停止装
置はエンジンを停止せしめる。
【0012】従って、かかる発明によれば、スロットル
開度:θ2を常時検出して正常運転時におけるスロット
ル開度の基準値:θ1と比較し、θ2>θ1の期間が所定
時間以上続いたとき、つまり、スロットル開度が異常に
大きくなっている期間が長く続いたときには、何れかの
シリンダにおいて失火が発生しているものと判定するの
で、シリンダ内の燃焼状態に直結したスロットル開度に
よって失火の判定がなされることとなり、従来技術のよ
うな回転数変化による失火判定に比べて、遅れが無く、
迅速に、かつ高精度で以って失火の判定を行ない、異常
の警告及びエンジン停止をなすことができる。
【0013】これにより、失火の発生に伴なうエンジン
出力の低下や、他のシリンダへの過負荷等に起因する故
障の発生が防止され、ガスエンジンシステムを安定して
運転することができる。また、空気調和システムに高圧
圧力及び低圧圧力の検出器を取付けるとともに、簡単な
変位検出手段からなるスロットル開度の検出器をガスエ
ンジンに取付け、制御ソフトウェアを追加するという、
簡単かつ低コストの装置で以って、前記のような失火の
判定及びこれに伴なう不具合の発生を確実に防止するこ
とができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【0015】図1は本発明の実施形態に係るガスエンジ
ンの失火判定装置の制御ブロック図、図2は上記失火判
定装置の制御フローチャート、図3は、本発明の実施形
態に係るガスエンジン駆動車両用空調装置の全体構成図
(ハード構成図)、図4は高圧圧力及び低圧圧力と圧縮
機動力との関係線図、図5はエンジン出力とスロットル
開度の関係線図である。
【0016】図3において、1はガスエンジンで、ガス
を燃料とする公知のエンジンである。2は空調システム
の冷媒圧縮用のコンプレッサで、該エンジン1からクラ
ッチ5を介して回転駆動される。3は該コンプレッサ2
への冷媒の吸入配管、4は該コンプレッサ2からの冷媒
の吐出配管である。
【0017】12はエンジン停止装置で、後述するコン
トローラ10からの信号を受けて前記ガスエンジン1へ
の燃料遮断等によって該エンジン1を停止するものであ
る。6は該ガスエンジン1の回転数(回転速度)を検出
するエンジン回転検出器、7は該ガスエンジン1のガス
燃料供給路に設けられたスロットル弁(不図示)の開度
を検出するスロットル開度検出器である。
【0018】8は前記吸入配管3に取付けられてコンプ
レッサ2の低圧圧力を検出する低圧圧力検出器、9は前
記吐出配管4に取付けられて該コンプレッサ2の高圧圧
力を検出する高圧圧力検出器である。10はコントロー
ラであり、前記エンジン回転検出器6からエンジン回転
数の検出値が、前記スロットル開度検出器7からスロッ
トル弁の開度の検出値が、また、前記低圧圧力検出器8
からコンプレッサ2の低圧圧力の検出値が、さらに前記
高圧圧力検出器9から高圧圧力の検出値がそれぞれ入力
される。
【0019】さらに該コントローラ10は、前記各検出
値に基づき、後述するような手順で制御演算を行なって
前記ガスエンジン1の失火を判定し、該失火判定結果に
基づき、警報装置11に異常運転の警報信号を出力する
とともに、前記エンジン停止装置12にガスエンジン1
の停止信号を出力するようになっている。
【0020】次に、図1〜図2及び図4〜図5を参照し
て、かかるガスエンジン失火判定装置の動作を説明す
る。図1において、21は前記コントローラ10のコン
プレッサ動力演算器で、前記エンジン回転検出器6から
ガスエンジン1のエンジン回転数の検出値Neが、高圧
圧力検出器9からコンプレッサ2の高圧圧力の検出値P
hが、低圧圧力検出器8から低圧圧力の検出値Plがそ
れぞれ入力される(図2のステップ(1))。
【0021】そして、該コンプレッサ動力演算器21に
おいては、次の手順によりコンプレッサ2の動力を算出
する。即ち、前記コンプレッサ2においては、低圧圧力
Pl及び高圧圧力Phと、エンジン回転数Ne(即ちコ
ンプレッサ回転数)とは、図4のような関係があり(図
4はNe=2400rpmの場合を示す)、該コンプレ
ッサ動力演算器21に結合される記憶装置(図示省略)
には、かかる関係がエンジン回転数Ne毎(例えばNe
=850〜2400rpm)に記憶されている。
【0022】そして、該コンプレッサ動力演算器21に
おいては、入力された前記高圧圧力Ph、低圧圧力Pl
及びエンジン回転数Neによって、図4の関係に従が
い、これに対応するコンプレッサ動力(駆動動力)Lc
を算出してエンジン出力演算器22に出力する(ステッ
プ(2))。エンジン出力演算器22においては、前記
コンプレッサ動力Lcを、クラッチ5の伝達効率を10
0%として、エンジン出力Leとし、スロットル開度演
算器23に出力する(ステップ(3))。
【0023】スロットル開度演算器23においては、当
該エンジンについて図5に示すようなエンジン出力(L
e)とスロットル開度(θ)との関係が設定されてお
り、前記エンジン出力Leの算出値に対応するスロット
ル開度S1が求められる(ステップ(4))。このスロ
ットル開度S1は、該ガスエンジン1が失火を発生する
ことなく運転されているときのエンジン出力Leに対応
するスロットル開度である。このスロットル開度の算出
値S1は、スロットル開度比較器24に入力される。
【0024】スロットル開度比較器24においては、前
記スロットル開度検出器7によって検出された現時点で
の実際のスロットル開度S2と、前記失火が発生しない
正常時のスロットル開度S1との偏差ΔS=S2−S1
算出して異常判定器25に入力する(ステップ
(5))。
【0025】異常判定器25においては、タイマ13よ
り時間信号が入力されており、前記スロットル開度の偏
差ΔSを監視しながら、この開度偏差ΔSが所定値、つ
まり少なくとも1シリンダに失火が発生しているときの
最小偏差ΔS0よりも大きい(ΔS>ΔS0)状態が許容
最小時間t0を超えた時、少なくとも1シリンダに失火
が発生しているものと判定する(ステップ(6))。
【0026】即ち、エンジン1の出力(Le)とスロッ
トル開度(S)には、図4に示すような関係があり(こ
の図はガスエンジン1が4シリンダで最大出力20PS
の場合である)、図において、4シリンダでのエンジン
出力Le=20PS(5PS/シリンダ)、スロットル
開度S1で正常に運転されていたものが、1シリンダに
失火が発生すると、エンジン出力Leは3シリンダでL
e=20PS(7PS/シリンダ)となり、図4に示す
ように、ΔLe=4PS、つまり40%燃料と空気とを
増大することを要する。
【0027】かかる異常状態は、前記のようにしてスロ
ットル開度を連続的に検出して異常判定器25にて前記
判定を行なうことにより、極めて迅速にかつ早期に検知
できる。即ち、シリンダ内への混合気の供給量を制御す
るスロットル弁の開度は、シリンダ内での燃焼に直結し
ているので、該スロットル弁の開度を上記のように常時
監視することにより、ガスエンジン1のシリンダの何れ
かに失火が発生した際には、これを迅速に検知すること
ができる。
【0028】以上のようにして、異常判定器25にて失
火の判定がなされると、該判定器25は警報装置11に
警報信号を送る(ステップ(7))とともに、エンジン
停止装置12にエンジン停止信号を送って、これを停止
せしめる(ステップ(8))。これにより、運転者は失
火の発生を知り、またエンジン停止装置12により、エ
ンジン1が停止せしめられ、運転中の失火によるエンジ
ン出力の低下や1シリンダ当りの出力増大、つまり過負
荷によるエンジン部材の破損の発生が防止される。
【0029】
【発明の効果】以上記載のごとく、本発明によれば、エ
ンジンスロットル開度を常時検出して、この検出された
スロットル開度と正常運転時のスロットル開度とを比較
することにより、エンジンの失火の判定を行なうので、
シリンダ内の燃焼状態に直結したスロットル開度によっ
て失火の判定がなされることとなり、従来技術のような
回転数変化による失火判定に比べて遅れが無く、迅速
に、かつ高精度で以って失火の判定を行ない、異常の警
告及びエンジン停止をなすことができる。
【0030】これにより、失火の発生に伴なうエンジン
出力の低下や、他のシリンダへの過負荷等に起因する故
障の発生が防止され、ガスエンジンシステムを安定して
運転することができる。また、空気調和システムに高圧
圧力及び低圧圧力の検出器を取付けるとともに、簡単な
変位検出手段からなるスロットル開度の検出器をガスエ
ンジンに取付け、制御ソフトウェアを追加するという、
簡単かつ低コストの装置で以って、前記のような失火の
判定及びこれに伴なう不具合の発生を確実に防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るガスエンジンの失火
判定装置の制御ブロック図である。
【図2】 上記失火判定装置の制御フローチャートであ
る。
【図3】 本発明の実施形態にかかるガスエンジン駆動
車両用空調装置の全体構成図(ハード構成図)である。
【図4】 高圧圧力及び低圧圧力と圧縮機動力との関係
線図である。
【図5】 エンジン出力とスロットル開度の関係線図で
ある。
【符号の説明】
1 ガスエンジン 2 コンプレッサ 3 吸入配管 4 吐出配管 6 エンジン回転検出器 7 スロットル開度検出器 8 低圧圧力検出器 9 高圧圧力検出器 10 コントローラ 11 警報装置 12 エンジン停止装置 21 コンプレッサ動力演算器 22 エンジン出力演算器 23 スロットル開度演算器 24 スロットル開度比較器 25 異常判定器
フロントページの続き Fターム(参考) 3G084 BA33 BA35 DA27 DA28 EB08 EB22 FA00 FA10 FA33 3G092 AB06 AC07 CA01 EA08 EA17 FA29 FB06 FB07 HA06Y HC06Y HE01Z HF03Y

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスエンジンによりコンプレッサを直結
    駆動するようにしたガスエンジン駆動コンプレッサシス
    テムにおいて、前記ガスエンジンの回転数を検出するエ
    ンジン回転検出器と、前記ガスエンジンのスロットル開
    度を検出するスロットル開度検出器と、前記コンプレッ
    サの高圧圧力を検出する高圧圧力検出器と、前記コンプ
    レッサの低圧圧力を検出する低圧圧力検出器と、前記エ
    ンジン回転数、高圧圧力、及び低圧圧力の検出値に基づ
    き前記コンプレッサの動力を算出するコンプレッサ動力
    演算手段と、該コンプレッサの動力に基づき前記ガスエ
    ンジンのスロットル開度を算出するスロットル開度演算
    手段と、該スロットル開度の算出値と前記スロットル開
    度の検出値とを比較し、その比較結果が所定値に達した
    とき前記ガスエンジンの失火を判定する失火判定手段と
    を備えたことを特徴とするガスエンジンの失火検出装
    置。
  2. 【請求項2】 前記失火判定手段は、前記スロットル開
    度の検出値とスロットル開度の算出値との差が所定値を
    超える時間が所定時間継続したとき前記ガスエンジンの
    失火を判定し、該ガスエンジンを停止せしめる停止信号
    を出力するとともに、必要に応じて警報信号を出力する
    ように構成されてなる請求項1記載のガスエンジンの失
    火検出装置。
JP11200343A 1999-07-14 1999-07-14 ガスエンジンの失火検出装置 Withdrawn JP2001027148A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100441850C (zh) * 2003-08-06 2008-12-10 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的失火判定方法
WO2023153318A1 (ja) * 2022-02-08 2023-08-17 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 エンジンの失火検出装置及び失火検出方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100441850C (zh) * 2003-08-06 2008-12-10 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的失火判定方法
WO2023153318A1 (ja) * 2022-02-08 2023-08-17 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 エンジンの失火検出装置及び失火検出方法

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Effective date: 20061003