JP2002061524A - ガス機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents
ガス機関の制御装置及び制御方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各気筒の燃焼状態を把握し、ノッキングを起
こさずに所定以上の熱効率が得られるように点火時期を
設定することができるガス機関の制御装置及び制御方法
を提供することである。 【解決手段】 複数気筒を備えたマルチインジェクショ
ン方式のガス機関において、各気筒の空燃比を設定する
空燃比設定手段を備え、前記空燃比設定手段により各気
筒の空燃比の設定値を同じに設定した後に、点火進角さ
せた際の各気筒のノッキングを起こす点火時期を検出す
る点火時期検出手段を備え、前記ノッキングを起こす各
気筒の点火時期を所定範囲内に収束させるように前記空
燃比設定手段により空燃比を変更し、各気筒ともに所定
以上の熱効率が得られるように点火時期を変更可能にし
た。
こさずに所定以上の熱効率が得られるように点火時期を
設定することができるガス機関の制御装置及び制御方法
を提供することである。 【解決手段】 複数気筒を備えたマルチインジェクショ
ン方式のガス機関において、各気筒の空燃比を設定する
空燃比設定手段を備え、前記空燃比設定手段により各気
筒の空燃比の設定値を同じに設定した後に、点火進角さ
せた際の各気筒のノッキングを起こす点火時期を検出す
る点火時期検出手段を備え、前記ノッキングを起こす各
気筒の点火時期を所定範囲内に収束させるように前記空
燃比設定手段により空燃比を変更し、各気筒ともに所定
以上の熱効率が得られるように点火時期を変更可能にし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノッキングを起こ
さずに熱効率の改善を図ることができる複数気筒を備え
たマルチインジェクション方式のガス機関に関するもの
である。
さずに熱効率の改善を図ることができる複数気筒を備え
たマルチインジェクション方式のガス機関に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】機関の燃焼条件によっては、燃料ガスが
点火プラグによる所定の着火条件で着火せず、未燃ガス
が自着火することによるノッキングが発生することがあ
る。このノッキングは、点火プラグによる点火時期を進
角させる（クランク角度がＴＤＣ（上死点）となる手前
で点火する）ほど発生し易くなる。一方、熱効率は点火
時期を進角させる（点火進角させる）ほど良好になる。
点火プラグによる所定の着火条件で着火せず、未燃ガス
が自着火することによるノッキングが発生することがあ
る。このノッキングは、点火プラグによる点火時期を進
角させる（クランク角度がＴＤＣ（上死点）となる手前
で点火する）ほど発生し易くなる。一方、熱効率は点火
時期を進角させる（点火進角させる）ほど良好になる。
【０００３】しかし、熱効率を高めるために点火時期を
進角させ過ぎるとノッキングを引き起こしてしまうの
で、従来は、ノッキングを起こさない範囲で点火進角さ
せていた。複数気筒を備えたガス機関においては、一番
ノッキングを起こし易い気筒の点火時期に他の気筒の点
火時期を合わせていた。
進角させ過ぎるとノッキングを引き起こしてしまうの
で、従来は、ノッキングを起こさない範囲で点火進角さ
せていた。複数気筒を備えたガス機関においては、一番
ノッキングを起こし易い気筒の点火時期に他の気筒の点
火時期を合わせていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、各気筒の
燃焼状態を把握し、ノッキングを起こさずに所定以上の
熱効率が得られるように点火時期を設定することができ
るガス機関の制御装置及び制御方法を提供することを課
題としている。
燃焼状態を把握し、ノッキングを起こさずに所定以上の
熱効率が得られるように点火時期を設定することができ
るガス機関の制御装置及び制御方法を提供することを課
題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１の発明では、複数気筒を備えたマルチインジェ
クション方式のガス機関において、各気筒の空燃比を設
定する空燃比設定手段を備え、前記空燃比設定手段によ
り各気筒の空燃比の設定値を同じに設定した後に、点火
進角させた際の各気筒のノッキングを起こす点火時期を
検出する点火時期検出手段を備え、前記ノッキングを起
こす各気筒の点火時期を所定範囲内に収束させるように
前記空燃比設定手段により空燃比を変更し、各気筒とも
に所定以上の熱効率が得られるように点火時期を変更可
能にした。
請求項１の発明では、複数気筒を備えたマルチインジェ
クション方式のガス機関において、各気筒の空燃比を設
定する空燃比設定手段を備え、前記空燃比設定手段によ
り各気筒の空燃比の設定値を同じに設定した後に、点火
進角させた際の各気筒のノッキングを起こす点火時期を
検出する点火時期検出手段を備え、前記ノッキングを起
こす各気筒の点火時期を所定範囲内に収束させるように
前記空燃比設定手段により空燃比を変更し、各気筒とも
に所定以上の熱効率が得られるように点火時期を変更可
能にした。
【０００６】請求項２の発明では請求項１の発明におい
て、燃焼室内に混合気を供給する給気管内に燃料ガスを
噴射するインジェクタを備え、前記インジェクタから噴
射する燃料ガスの量を増減することにより給気管内で生
成される混合気の空燃比を設定する空燃比設定手段を備
え、前記インジェクタによる燃料ガスの噴射期間の終期
を排気弁の開弁時期よりも前に設定しかつ燃料ガスの噴
射量を１サイクル中における各気筒の平均の燃料噴射量
に対する所定の割合の噴射量に設定することにより、各
気筒ともにノッキングを回避しかつ点火時期の進角を可
能にした。
て、燃焼室内に混合気を供給する給気管内に燃料ガスを
噴射するインジェクタを備え、前記インジェクタから噴
射する燃料ガスの量を増減することにより給気管内で生
成される混合気の空燃比を設定する空燃比設定手段を備
え、前記インジェクタによる燃料ガスの噴射期間の終期
を排気弁の開弁時期よりも前に設定しかつ燃料ガスの噴
射量を１サイクル中における各気筒の平均の燃料噴射量
に対する所定の割合の噴射量に設定することにより、各
気筒ともにノッキングを回避しかつ点火時期の進角を可
能にした。
【０００７】請求項３の発明では請求項２の発明におい
て、燃料の噴射期間の終期が、排気弁の開弁時期以降に
設定されたときに、警報信号を発信するようにした。
て、燃料の噴射期間の終期が、排気弁の開弁時期以降に
設定されたときに、警報信号を発信するようにした。
【０００８】請求項４の発明では、複数気筒を備えたマ
ルチインジェクション方式のガス機関において、各気筒
の空燃比を設定する空燃比設定手段を備え、前記空燃比
設定手段により各気筒の空燃比の設定値を同じに設定し
た後に、各気筒の排気温度が所定範囲内に収束するよう
に前記空燃比設定手段により各気筒毎の空燃比を変更
し、点火進角させた際の各気筒のノッキングを起こす点
火時期を検出する点火時期検出手段を備え、前記ノッキ
ングを起こす各気筒の点火時期を所定範囲内に収束させ
るように前記空燃比設定手段により空燃比を変更し、前
記点火時期変更手段により各気筒の点火時期を所定値に
収束させた際の各気筒の排気温度を検出する排気温度検
出手段を備え、前記排気温度検出手段が検出した排気温
度により燃焼異常を検出する燃焼異常検出手段を備え
た。
ルチインジェクション方式のガス機関において、各気筒
の空燃比を設定する空燃比設定手段を備え、前記空燃比
設定手段により各気筒の空燃比の設定値を同じに設定し
た後に、各気筒の排気温度が所定範囲内に収束するよう
に前記空燃比設定手段により各気筒毎の空燃比を変更
し、点火進角させた際の各気筒のノッキングを起こす点
火時期を検出する点火時期検出手段を備え、前記ノッキ
ングを起こす各気筒の点火時期を所定範囲内に収束させ
るように前記空燃比設定手段により空燃比を変更し、前
記点火時期変更手段により各気筒の点火時期を所定値に
収束させた際の各気筒の排気温度を検出する排気温度検
出手段を備え、前記排気温度検出手段が検出した排気温
度により燃焼異常を検出する燃焼異常検出手段を備え
た。
【０００９】請求項５の発明では請求項４の発明におい
て、各気筒の排気出口温度から各気筒の給気温度を減算
することにより各気筒の排気温度を算出する算出手段を
備えた。
て、各気筒の排気出口温度から各気筒の給気温度を減算
することにより各気筒の排気温度を算出する算出手段を
備えた。
【００１０】請求項６の発明では請求項４又は請求項５
の発明において、燃焼室内に混合気を供給する給気管内
に燃料ガスを噴射するインジェクタを備え、前記インジ
ェクタから噴射する燃料ガスの量を増減することにより
給気管内で生成される混合気の空燃比を設定する空燃比
設定手段を備え、前記インジェクタによる燃料ガスの噴
射期間の終期を排気弁の開弁時期よりも前に設定しかつ
燃料ガスの噴射量を１サイクル中における各気筒の平均
の燃料噴射量に対する所定の割合の噴射量に設定するこ
とにより、各気筒ともにノッキングを回避しかつ点火時
期の進角を可能にした。
の発明において、燃焼室内に混合気を供給する給気管内
に燃料ガスを噴射するインジェクタを備え、前記インジ
ェクタから噴射する燃料ガスの量を増減することにより
給気管内で生成される混合気の空燃比を設定する空燃比
設定手段を備え、前記インジェクタによる燃料ガスの噴
射期間の終期を排気弁の開弁時期よりも前に設定しかつ
燃料ガスの噴射量を１サイクル中における各気筒の平均
の燃料噴射量に対する所定の割合の噴射量に設定するこ
とにより、各気筒ともにノッキングを回避しかつ点火時
期の進角を可能にした。
【００１１】請求項７の発明では請求項６の発明におい
て、燃料ガスの噴射期間の終期が排気弁の開弁時期以降
に設定されたときに、警報信号を発信するようにした。
て、燃料ガスの噴射期間の終期が排気弁の開弁時期以降
に設定されたときに、警報信号を発信するようにした。
【００１２】請求項８の発明では請求項５の発明におい
て、予め設定した第１基準温度と第２基準温度とを記憶
する記憶手段を備え、前記算出手段が算出した各気筒の
排気温度と第１基準温度とを比較する第１比較手段を備
え、吸入給気温度と前記第２基準温度とを比較する第２
比較手段を備え、前記第１比較手段が比較した結果、算
出手段が算出した排気温度の方が第１基準温度よりも大
きく、かつ前記第２比較手段が比較した結果、吸入給気
温度の方が第２基準温度よりも大きければ給気温度・燃
焼異常信号を発信するようにした。
て、予め設定した第１基準温度と第２基準温度とを記憶
する記憶手段を備え、前記算出手段が算出した各気筒の
排気温度と第１基準温度とを比較する第１比較手段を備
え、吸入給気温度と前記第２基準温度とを比較する第２
比較手段を備え、前記第１比較手段が比較した結果、算
出手段が算出した排気温度の方が第１基準温度よりも大
きく、かつ前記第２比較手段が比較した結果、吸入給気
温度の方が第２基準温度よりも大きければ給気温度・燃
焼異常信号を発信するようにした。
【００１３】請求項９の発明では請求項５の発明におい
て、予め設定した第１基準温度と第２基準温度とを記憶
する記憶手段を備え、前記算出手段が算出した各気筒の
排気温度と第１基準温度とを比較する第１比較手段を備
え、吸入給気温度と前記第２基準温度とを比較する第２
比較手段を備え、前記第１比較手段が比較した結果、算
出手段が算出した排気温度の方が第１基準温度よりも大
きく、かつ前記第２比較手段が比較した結果、吸入給気
温度の方が第２基準温度よりも小さければ燃焼異常信号
を発信するようにした。
て、予め設定した第１基準温度と第２基準温度とを記憶
する記憶手段を備え、前記算出手段が算出した各気筒の
排気温度と第１基準温度とを比較する第１比較手段を備
え、吸入給気温度と前記第２基準温度とを比較する第２
比較手段を備え、前記第１比較手段が比較した結果、算
出手段が算出した排気温度の方が第１基準温度よりも大
きく、かつ前記第２比較手段が比較した結果、吸入給気
温度の方が第２基準温度よりも小さければ燃焼異常信号
を発信するようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、請求項１〜９の発明によ
るガス機関の制御装置１００の系統略図である。ガス機
関は第１気筒３ａ〜第６気筒３ｆの６気筒を備えてい
る。各気筒のヘッド７ａ〜７ｆには、それぞれ吸気ポー
ト２１ａ〜２１ｆと排気ポート２２ａ〜２２ｆが設けて
ある。図１ではスペースの関係上、第１気筒３ａにのみ
詳細に符号を付した。符号の数字部分は構成部位を示
し、アルファベット部分は各気筒に対応（ａ＝第１気
筒，ｂ＝第２気筒，・・・，ｆ＝第６気筒）するように
した。
るガス機関の制御装置１００の系統略図である。ガス機
関は第１気筒３ａ〜第６気筒３ｆの６気筒を備えてい
る。各気筒のヘッド７ａ〜７ｆには、それぞれ吸気ポー
ト２１ａ〜２１ｆと排気ポート２２ａ〜２２ｆが設けて
ある。図１ではスペースの関係上、第１気筒３ａにのみ
詳細に符号を付した。符号の数字部分は構成部位を示
し、アルファベット部分は各気筒に対応（ａ＝第１気
筒，ｂ＝第２気筒，・・・，ｆ＝第６気筒）するように
した。
【００１５】例えば、第１気筒３ａでは、吸気ポートは
２１ａ，排気ポートは２２ａであるが、第２気筒３ｂで
は、吸気ポートは２１ｂ，排気ポートは２２ｂというよ
うに、同じ気筒を構成する部位には共通のアルファベッ
トを付すようにした。第２気筒３ｂ〜第６気筒３ｆにつ
いては、第１気筒３ａと同じ構成なので、以下において
第１気筒にのみ着目してその構成を詳細に説明する。
２１ａ，排気ポートは２２ａであるが、第２気筒３ｂで
は、吸気ポートは２１ｂ，排気ポートは２２ｂというよ
うに、同じ気筒を構成する部位には共通のアルファベッ
トを付すようにした。第２気筒３ｂ〜第６気筒３ｆにつ
いては、第１気筒３ａと同じ構成なので、以下において
第１気筒にのみ着目してその構成を詳細に説明する。
【００１６】第１気筒３ａのヘッド７ａには吸気ポート
２１ａが設けてある。吸気ポート２１ａには燃焼室１１
ａと吸気管５ａとを連通又は遮断する吸気弁８ａが設け
てある。吸気弁８ａは、図示しない駆動機構により駆動
され、燃焼室１１ａと吸気管５ａとを連通または遮断す
る。
２１ａが設けてある。吸気ポート２１ａには燃焼室１１
ａと吸気管５ａとを連通又は遮断する吸気弁８ａが設け
てある。吸気弁８ａは、図示しない駆動機構により駆動
され、燃焼室１１ａと吸気管５ａとを連通または遮断す
る。
【００１７】吸気管５ａには、吸気集合管６を介して過
給機２から圧縮空気が供給される。また、吸気ポート５
ａの途中には、詳しくは図２（吸気管５ａ及び吸気ポー
ト２１ａの断面略図）で説明するように、インジェクタ
１４ａが吸気ポート５ａ内に突出するように設けてあ
る。
給機２から圧縮空気が供給される。また、吸気ポート５
ａの途中には、詳しくは図２（吸気管５ａ及び吸気ポー
ト２１ａの断面略図）で説明するように、インジェクタ
１４ａが吸気ポート５ａ内に突出するように設けてあ
る。
【００１８】図１に示すようにインジェクタ１４ａに
は、燃料ガス供給管１２を介して燃料ガスが供給されて
いる。また、図２に示すように、インジェクタ１４ａの
先端には複数の孔２４ａが設けてある。この孔２４ａか
ら吸気管５ａ内に燃料ガスが噴射され、吸気管５ａ内で
空気と燃料ガスが混合して混合気が生成される。
は、燃料ガス供給管１２を介して燃料ガスが供給されて
いる。また、図２に示すように、インジェクタ１４ａの
先端には複数の孔２４ａが設けてある。この孔２４ａか
ら吸気管５ａ内に燃料ガスが噴射され、吸気管５ａ内で
空気と燃料ガスが混合して混合気が生成される。
【００１９】インジェクタ１４ａは、信号線１７を介し
てＣＰＵ１から制御信号を受け、吸気管５ａ内へ吐出す
る燃料ガスの量を制御することができるようになってい
る。この吸気管５ａ内への燃料ガスの吐出量を増減する
ことにより燃焼室１１ａ内へ供給する混合気の空燃比の
変更が可能となっている。
てＣＰＵ１から制御信号を受け、吸気管５ａ内へ吐出す
る燃料ガスの量を制御することができるようになってい
る。この吸気管５ａ内への燃料ガスの吐出量を増減する
ことにより燃焼室１１ａ内へ供給する混合気の空燃比の
変更が可能となっている。
【００２０】また、ＣＰＵ１から信号線２０を介して弁
２５へも制御信号が送られ、弁２５の開度を調整して燃
料ガス供給管１２内を流れる燃料ガスの量を調整するこ
とができるようになっている。
２５へも制御信号が送られ、弁２５の開度を調整して燃
料ガス供給管１２内を流れる燃料ガスの量を調整するこ
とができるようになっている。
【００２１】吸気管５ａ内への燃料ガスの吐出量の増減
は、例えば弁２５の開度を変更して燃料ガス供給管１２
内の燃料ガスの流量を変更することにより調整すること
ができる。また、ＣＰＵ１からの制御信号によりインジ
ェクタ１４自身を制御し、単位時間あたりの噴射量は変
更せずに噴射時間を調整することにより吸気管５ａ内へ
噴射する燃料ガスの噴射量を調整し混合気の空燃比を調
整することもできる。
は、例えば弁２５の開度を変更して燃料ガス供給管１２
内の燃料ガスの流量を変更することにより調整すること
ができる。また、ＣＰＵ１からの制御信号によりインジ
ェクタ１４自身を制御し、単位時間あたりの噴射量は変
更せずに噴射時間を調整することにより吸気管５ａ内へ
噴射する燃料ガスの噴射量を調整し混合気の空燃比を調
整することもできる。
【００２２】吸気管５ａ内で生成された混合気は、吸気
弁８ａが開いたときに吸気ポート２１ａから燃焼室１１
ａ内に供給されるようになっている。
弁８ａが開いたときに吸気ポート２１ａから燃焼室１１
ａ内に供給されるようになっている。
【００２３】また、第１気筒３ａのヘッド７ａには排気
ポート２２ａが設けてある。排気ポート２２ａには、燃
焼室１１ａと排気管４ａとを連通又は遮断する排気弁９
ａが設けてある。排気弁９ａは、図示しない駆動機構に
より駆動され、燃焼室１１ａと排気管４ａとを連通また
は遮断する。
ポート２２ａが設けてある。排気ポート２２ａには、燃
焼室１１ａと排気管４ａとを連通又は遮断する排気弁９
ａが設けてある。排気弁９ａは、図示しない駆動機構に
より駆動され、燃焼室１１ａと排気管４ａとを連通また
は遮断する。
【００２４】排気管４ａは、排気集合管１６を介して過
給機２と接続されている。排気弁９ａが開き、燃焼室１
１ａ内の燃焼ガスが排気ポート２２ａ，排気管４ａ及び
排気集合管１６を介して過給機２へ供給される。この燃
焼ガス（排気ガス）のエネルギにより過給機２は空気を
圧縮して吸気集合管６を介して吸気管５ａへ空気を供給
している。
給機２と接続されている。排気弁９ａが開き、燃焼室１
１ａ内の燃焼ガスが排気ポート２２ａ，排気管４ａ及び
排気集合管１６を介して過給機２へ供給される。この燃
焼ガス（排気ガス）のエネルギにより過給機２は空気を
圧縮して吸気集合管６を介して吸気管５ａへ空気を供給
している。
【００２５】図１に示すように、排気管４の排気集合管
１６との接続部分には熱電対からなる温度計１５ａが設
置されている。この温度計１５ａは、排気管４内を流れ
る排気ガスの温度を計測する。温度計１５ａで計測され
た第１気筒３ａの排気ガスの温度は、図１に示すように
信号線１８を介してＣＰＵ１へ入力される。また、図示
しない機関回転数検出センサとクランク角度検出センサ
により検出された検出信号が図示しない信号線を介して
ＣＰＵ１へ入力される。ＣＰＵ１は、検出された機関回
転数に対応する予め設定した吸気弁８ａと排気弁９ａの
開弁時期及び閉弁時期をもとにインジェクタ１４ａの噴
射期間を制御する。
１６との接続部分には熱電対からなる温度計１５ａが設
置されている。この温度計１５ａは、排気管４内を流れ
る排気ガスの温度を計測する。温度計１５ａで計測され
た第１気筒３ａの排気ガスの温度は、図１に示すように
信号線１８を介してＣＰＵ１へ入力される。また、図示
しない機関回転数検出センサとクランク角度検出センサ
により検出された検出信号が図示しない信号線を介して
ＣＰＵ１へ入力される。ＣＰＵ１は、検出された機関回
転数に対応する予め設定した吸気弁８ａと排気弁９ａの
開弁時期及び閉弁時期をもとにインジェクタ１４ａの噴
射期間を制御する。
【００２６】また、第１気筒３ａにはノッキングセンサ
１３ａが設置されている。図１ではノッキングセンサ１
３ａに接続された信号線（信号線１９）が紙面の都合で
途切れているが、ノッキングセンサ１３ａとＣＰＵ１と
は、信号線１９により接続されており、ノッキングセン
サ１３ａで検出した検出信号は信号線１９を介してＣＰ
Ｕ１へ入力されるようになっている。
１３ａが設置されている。図１ではノッキングセンサ１
３ａに接続された信号線（信号線１９）が紙面の都合で
途切れているが、ノッキングセンサ１３ａとＣＰＵ１と
は、信号線１９により接続されており、ノッキングセン
サ１３ａで検出した検出信号は信号線１９を介してＣＰ
Ｕ１へ入力されるようになっている。
【００２７】ＣＰＵ１には信号線１８を介して各気筒の
排気の温度情報が入力され、また、信号線１９を介して
各気筒のノッキング情報が入力される。また、ＣＰＵ１
は信号線１７を介して各気筒のインジェクタ１４ａ〜１
４ｆへ制御信号を送り、吸気管５ａ〜５ｆ内への燃料ガ
スの噴射量を調整する。さらにＣＰＵ１は信号線２０を
介して弁２５へ制御信号を送り、弁２５の開度を調整す
ることにより燃料ガス供給管１２内を流れる燃料ガスの
量を調整する。
排気の温度情報が入力され、また、信号線１９を介して
各気筒のノッキング情報が入力される。また、ＣＰＵ１
は信号線１７を介して各気筒のインジェクタ１４ａ〜１
４ｆへ制御信号を送り、吸気管５ａ〜５ｆ内への燃料ガ
スの噴射量を調整する。さらにＣＰＵ１は信号線２０を
介して弁２５へ制御信号を送り、弁２５の開度を調整す
ることにより燃料ガス供給管１２内を流れる燃料ガスの
量を調整する。
【００２８】第１気筒３ａには、着火装置２３ａが設け
てある。着火装置２３ａは、内部に副室２６ａと点火プ
ラグ２７ａとを備えている。点火プラグ２７ａにより副
室２６ａ内の燃料ガスに着火すると、火炎ジェットが噴
孔２８ａから燃焼室１１ａ（主室）内へ噴出し、燃焼室
１１ａ内で混合気の燃焼が行われる。
てある。着火装置２３ａは、内部に副室２６ａと点火プ
ラグ２７ａとを備えている。点火プラグ２７ａにより副
室２６ａ内の燃料ガスに着火すると、火炎ジェットが噴
孔２８ａから燃焼室１１ａ（主室）内へ噴出し、燃焼室
１１ａ内で混合気の燃焼が行われる。
【００２９】ＣＰＵ１には、予め実験により求められた
種々のデータを記憶したメモリ３０が設けてある。ＣＰ
Ｕ１は、このメモリ３０に記憶されたデータと入力され
た（検出された）信号が示すデータとを比較し、予め設
定したパターンにしたがって各種の制御を行う。
種々のデータを記憶したメモリ３０が設けてある。ＣＰ
Ｕ１は、このメモリ３０に記憶されたデータと入力され
た（検出された）信号が示すデータとを比較し、予め設
定したパターンにしたがって各種の制御を行う。
【００３０】ここで、各気筒（第１気筒３ａ〜第６気筒
３ｆ）は同等の機能を備えているが、燃焼室１１ａ〜１
１ｆ（図１では第１気筒３ａにのみ符号を付してあ
る。）内のそれぞれの空燃比をＣＰＵ１の制御により同
一になるように、例えばインジェクタ１４ａ〜１４ｆの
噴射期間を同一に設定しても、インジェクタの燃料噴射
のばらつきと燃焼室１１ａ〜１１ｆの給気温度差や冷却
効率等の個体差により差異が生じる。これは従来から抱
えている問題であるが、このような状況においても本発
明では以下のようにしてノッキングを起こさずに点火進
角させ各気筒の燃焼効率（熱効率）の向上を図ってい
る。ガス機関の制御装置１００は、以上のように構成す
る。
３ｆ）は同等の機能を備えているが、燃焼室１１ａ〜１
１ｆ（図１では第１気筒３ａにのみ符号を付してあ
る。）内のそれぞれの空燃比をＣＰＵ１の制御により同
一になるように、例えばインジェクタ１４ａ〜１４ｆの
噴射期間を同一に設定しても、インジェクタの燃料噴射
のばらつきと燃焼室１１ａ〜１１ｆの給気温度差や冷却
効率等の個体差により差異が生じる。これは従来から抱
えている問題であるが、このような状況においても本発
明では以下のようにしてノッキングを起こさずに点火進
角させ各気筒の燃焼効率（熱効率）の向上を図ってい
る。ガス機関の制御装置１００は、以上のように構成す
る。
【００３１】（請求項１の発明の実施例）図３は、請求
項１の発明によるガス機関の制御方法の流れ図である。
ガス機関の始動と負荷投入にともない、ＣＰＵ１（図
１）は各気筒に備えたインジェクタ１４ａ〜１４ｆ（空
燃比設定手段）へ制御信号を送り、第１気筒３ａ〜第６
気筒３ｆの全気筒の空燃比の設定値を揃える。
項１の発明によるガス機関の制御方法の流れ図である。
ガス機関の始動と負荷投入にともない、ＣＰＵ１（図
１）は各気筒に備えたインジェクタ１４ａ〜１４ｆ（空
燃比設定手段）へ制御信号を送り、第１気筒３ａ〜第６
気筒３ｆの全気筒の空燃比の設定値を揃える。
【００３２】次に、各気筒の点火時期をノッキングを起
こすまで１気筒ずつ変更（進角）させる。ノッキングは
ノッキングセンサ１３ａ〜１３ｆで検出し、ノッキング
を起こした気筒に設置したノッキングセンサ（１３ａ〜
１３ｆのいずれか）は、ノッキング検出信号をＣＰＵ１
へ伝達し、ＣＰＵ１はノッキングを起こす閾値の点火時
期をノッキング限界値として各気筒毎にノッキング限界
値をメモリ３０に記憶させる。ノッキングする点火時期
は、各気筒の筒内圧から判断することもできる。
こすまで１気筒ずつ変更（進角）させる。ノッキングは
ノッキングセンサ１３ａ〜１３ｆで検出し、ノッキング
を起こした気筒に設置したノッキングセンサ（１３ａ〜
１３ｆのいずれか）は、ノッキング検出信号をＣＰＵ１
へ伝達し、ＣＰＵ１はノッキングを起こす閾値の点火時
期をノッキング限界値として各気筒毎にノッキング限界
値をメモリ３０に記憶させる。ノッキングする点火時期
は、各気筒の筒内圧から判断することもできる。
【００３３】このノッキング限界値が各気筒間で大きく
ばらついていると、各気筒とも点火進角させかつ各気筒
の点火時期を同一に設定して機関を運転しようとすると
き、ある気筒（例えば第６気筒３ｆ）に関しては点火時
期を大きく進角することができても、また別の気筒（例
えば第１気筒３ａ）に関しては点火時期をほとんど進角
することができない場合がある。点火時期は進角させる
ほど熱効率が向上するので、ノッキングを起こさない範
囲で可能な限り進角させるべきである。
ばらついていると、各気筒とも点火進角させかつ各気筒
の点火時期を同一に設定して機関を運転しようとすると
き、ある気筒（例えば第６気筒３ｆ）に関しては点火時
期を大きく進角することができても、また別の気筒（例
えば第１気筒３ａ）に関しては点火時期をほとんど進角
することができない場合がある。点火時期は進角させる
ほど熱効率が向上するので、ノッキングを起こさない範
囲で可能な限り進角させるべきである。
【００３４】そこで熱効率が高くなるようにインジェク
タ１４ａ〜１４ｆの燃料噴射期間を調整し、各気筒の空
燃比を変化させて各気筒のノッキング限界値（ノッキン
グを起こす点火時期）を所定の範囲内に収め、各気筒と
もにノッキングを起こさない点火時期を設定する。
タ１４ａ〜１４ｆの燃料噴射期間を調整し、各気筒の空
燃比を変化させて各気筒のノッキング限界値（ノッキン
グを起こす点火時期）を所定の範囲内に収め、各気筒と
もにノッキングを起こさない点火時期を設定する。
【００３５】図９は、点火時期のノッキング限界値を所
定の範囲内に収束するように補正する前の第２，第３，
第５及び第６気筒の点火時期と熱効率の関係を示すグラ
フである。第３気筒は点火時期が１１°ｂＴＤＣ（上死
点よりも１１°手前・以下では単に１１°と記す。）で
ノッキング限界に達っし、点火時期が１１°を越えると
ノッキングを起こしてしまう。そこで本ガス機関の点火
時期を点火時期１６°ｂＴＤＣに設定して所定の熱効率
を達成しようとするとき、先ず第３気筒の空燃比を補正
し、第３気筒がノッキングを起こさないようにする。
定の範囲内に収束するように補正する前の第２，第３，
第５及び第６気筒の点火時期と熱効率の関係を示すグラ
フである。第３気筒は点火時期が１１°ｂＴＤＣ（上死
点よりも１１°手前・以下では単に１１°と記す。）で
ノッキング限界に達っし、点火時期が１１°を越えると
ノッキングを起こしてしまう。そこで本ガス機関の点火
時期を点火時期１６°ｂＴＤＣに設定して所定の熱効率
を達成しようとするとき、先ず第３気筒の空燃比を補正
し、第３気筒がノッキングを起こさないようにする。
【００３６】図１０は、第３気筒における補正した燃料
噴射期間と補正なしの燃料噴射期間の比を横軸に，ノッ
キング強度を縦軸にとったグラフである。図１０に示す
ように、補正する燃料噴射期間を短くする（横軸の数値
が小さくなるようにする）ことにより空燃比をリーン
（希薄）にするほどノッキング強度は小さくなり、点火
時期を進角させ易くなる。
噴射期間と補正なしの燃料噴射期間の比を横軸に，ノッ
キング強度を縦軸にとったグラフである。図１０に示す
ように、補正する燃料噴射期間を短くする（横軸の数値
が小さくなるようにする）ことにより空燃比をリーン
（希薄）にするほどノッキング強度は小さくなり、点火
時期を進角させ易くなる。
【００３７】ある気筒の燃料の噴射量を少なくすると、
機関の負荷に対する機関出力を維持するため、他の気筒
の燃料噴射量は増加しノッキング限界値は大きく（ノッ
キング強度は小さく）なる。ノッキング限界値を所定の
点火時期範囲内に変更した気筒の燃料の噴射期間をメモ
リ３０に記憶させ、これを以後その気筒の噴射期間とす
る。次にその他の気筒の点火時期を１気筒ずつ変更し、
ノッキングを起こす閾値の点火時期をノッキング限界値
としてメモリ３０に記憶させる。すべての気筒が所定の
点火時期の範囲内に入ったら、各気筒ともにノッキング
を回避した所定の点火時期を設定する。
機関の負荷に対する機関出力を維持するため、他の気筒
の燃料噴射量は増加しノッキング限界値は大きく（ノッ
キング強度は小さく）なる。ノッキング限界値を所定の
点火時期範囲内に変更した気筒の燃料の噴射期間をメモ
リ３０に記憶させ、これを以後その気筒の噴射期間とす
る。次にその他の気筒の点火時期を１気筒ずつ変更し、
ノッキングを起こす閾値の点火時期をノッキング限界値
としてメモリ３０に記憶させる。すべての気筒が所定の
点火時期の範囲内に入ったら、各気筒ともにノッキング
を回避した所定の点火時期を設定する。
【００３８】（請求項２，３の発明の実施例）図３は、
請求項２，３の発明によるガス機関の制御方法の流れ図
であり、図３は空燃比設定手段の構成の１例を示してい
る。つまり、図３における空燃比制御手段では、第１気
筒３ａ（図１）に着目すると、ＣＰＵ１（図１）の制御
信号により吸気管５ａに設置したインジェクタ１４ａの
燃料ガスの噴射期間を調整することにより空燃比を調整
している。
請求項２，３の発明によるガス機関の制御方法の流れ図
であり、図３は空燃比設定手段の構成の１例を示してい
る。つまり、図３における空燃比制御手段では、第１気
筒３ａ（図１）に着目すると、ＣＰＵ１（図１）の制御
信号により吸気管５ａに設置したインジェクタ１４ａの
燃料ガスの噴射期間を調整することにより空燃比を調整
している。
【００３９】さらに図３では、各気筒のノッキング限界
値を全て所定範囲内に収めるには、インジェクタ１４ａ
〜１４ｆの噴射期間の終期が、例えば排気弁９ａ〜９ｆ
が開く時期より前のクランク角度で１０°以前に設定す
る、又は燃料噴射量（燃料噴射期間）の補正が各気筒の
１サイクルにおける全噴射量（噴射期間）を気筒数で除
した値の±１５％を超えなければ所望する空燃比が得ら
れない場合は、噴射期間の調整が不能であるとしてＣＰ
Ｕ１が噴射期間調整限界信号を発信する手順を示してい
る。
値を全て所定範囲内に収めるには、インジェクタ１４ａ
〜１４ｆの噴射期間の終期が、例えば排気弁９ａ〜９ｆ
が開く時期より前のクランク角度で１０°以前に設定す
る、又は燃料噴射量（燃料噴射期間）の補正が各気筒の
１サイクルにおける全噴射量（噴射期間）を気筒数で除
した値の±１５％を超えなければ所望する空燃比が得ら
れない場合は、噴射期間の調整が不能であるとしてＣＰ
Ｕ１が噴射期間調整限界信号を発信する手順を示してい
る。
【００４０】ＣＰＵ１が噴射期間調整限界信号を発信す
ると、別に設けた図示しない警報装置でオペレータに異
常を知らせ、燃焼室３ａやインジェクタ１４ａ等を点検
し、異常が認められればメンテナンスを施すようにす
る。
ると、別に設けた図示しない警報装置でオペレータに異
常を知らせ、燃焼室３ａやインジェクタ１４ａ等を点検
し、異常が認められればメンテナンスを施すようにす
る。
【００４１】ここで、燃料噴射量の補正量上限値は予め
実験により求めておき、メモリ３０に記憶しておく。上
述の例では噴射量の補正量の上限を±１５％としたが、
使用環境や使用するガス機関に特有の条件を考慮して任
意に設定することができる。
実験により求めておき、メモリ３０に記憶しておく。上
述の例では噴射量の補正量の上限を±１５％としたが、
使用環境や使用するガス機関に特有の条件を考慮して任
意に設定することができる。
【００４２】（請求項４〜９の発明の実施例）図４〜図
６は、請求項４〜９の発明によるガス機関の制御方法の
流れ図である。図４は図５へ続き、図５はさらに図６へ
と続いている。紙面の関係上、１枚に収めきれなかった
ため、図４〜図６の３つに分割して示している。
６は、請求項４〜９の発明によるガス機関の制御方法の
流れ図である。図４は図５へ続き、図５はさらに図６へ
と続いている。紙面の関係上、１枚に収めきれなかった
ため、図４〜図６の３つに分割して示している。
【００４３】ガス機関の始動と負荷投入にともないＣＰ
Ｕ１（図１）は、各気筒に備えたインジェクタ１４ａ〜
１４ｆ（空燃比設定手段）へ制御信号を送り、第１気筒
３ａ〜第６気筒３ｆの全気筒の空燃比の設定値を揃え
る。図４〜図６は、燃焼に異常が認められた際に、その
異常の原因を特定する流れ図である。
Ｕ１（図１）は、各気筒に備えたインジェクタ１４ａ〜
１４ｆ（空燃比設定手段）へ制御信号を送り、第１気筒
３ａ〜第６気筒３ｆの全気筒の空燃比の設定値を揃え
る。図４〜図６は、燃焼に異常が認められた際に、その
異常の原因を特定する流れ図である。
【００４４】図４から順に説明する。図１のＣＰＵ１に
より第１気筒３ａ〜第６気筒３ｆの各インジェクタ１４
ａ〜１４ｆの燃料噴射量（噴射期間）の設定値を同一に
設定する。図１の吸気管５ａ〜５ｆと吸気集合管６の接
続部に設置した熱電対式の温度計３１ａ〜３１ｆにより
各気筒（３ａ〜３ｆ）の入口給気温度を検出する。検出
信号は信号線３２を介してＣＰＵ１へ伝達され、メモリ
３０（記憶手段）に記憶される。また、図１の各気筒の
出口排気温度を、熱電対からなる温度計１５ａ〜１５ｆ
により検出し、検出信号は信号線１８を介してＣＰＵ１
に伝達される。
より第１気筒３ａ〜第６気筒３ｆの各インジェクタ１４
ａ〜１４ｆの燃料噴射量（噴射期間）の設定値を同一に
設定する。図１の吸気管５ａ〜５ｆと吸気集合管６の接
続部に設置した熱電対式の温度計３１ａ〜３１ｆにより
各気筒（３ａ〜３ｆ）の入口給気温度を検出する。検出
信号は信号線３２を介してＣＰＵ１へ伝達され、メモリ
３０（記憶手段）に記憶される。また、図１の各気筒の
出口排気温度を、熱電対からなる温度計１５ａ〜１５ｆ
により検出し、検出信号は信号線１８を介してＣＰＵ１
に伝達される。
【００４５】ＣＰＵ１は、式（１）を演算し、算出結果
を各気筒の排気温度とする。 各気筒排気温度＝各気筒出口排気温度−各気筒入口給気温度・・・・・（１） ＣＰＵ１は、この各気筒の排気温度が予め設定した所定
範囲内に収まっているか否かを判定する。
を各気筒の排気温度とする。 各気筒排気温度＝各気筒出口排気温度−各気筒入口給気温度・・・・・（１） ＣＰＵ１は、この各気筒の排気温度が予め設定した所定
範囲内に収まっているか否かを判定する。
【００４６】判定結果が「Ｎｏ」であれば各気筒に設け
たインジェクタ１４ａ〜１４ｆにより燃料噴射量（噴射
期間）を調整する。排気温度が低い気筒は噴射期間を長
くし、逆に排気温度が高い気筒は噴射期間を短く調整す
る。その後、さらに各気筒の排気温度を算出し、算出結
果の判定を行う。判定結果が「Ｙｅｓ」の場合は図５へ
続く。
たインジェクタ１４ａ〜１４ｆにより燃料噴射量（噴射
期間）を調整する。排気温度が低い気筒は噴射期間を長
くし、逆に排気温度が高い気筒は噴射期間を短く調整す
る。その後、さらに各気筒の排気温度を算出し、算出結
果の判定を行う。判定結果が「Ｙｅｓ」の場合は図５へ
続く。
【００４７】図４で各気筒の排気温度が所定範囲内に入
っている場合には、以下図５の流れ図に従う。図５に示
すように、第１気筒３ａ〜第６気筒３ｆの点火時期を１
気筒ずつ変更し、各気筒ごとにノッキングを起こす閾値
の点火時期をノッキング限界値としてメモリ３０（図
１）に記憶する。
っている場合には、以下図５の流れ図に従う。図５に示
すように、第１気筒３ａ〜第６気筒３ｆの点火時期を１
気筒ずつ変更し、各気筒ごとにノッキングを起こす閾値
の点火時期をノッキング限界値としてメモリ３０（図
１）に記憶する。
【００４８】図５において、各気筒のノッキング限界値
がすべて所定範囲内に入っている場合には、図６に示す
ように、各気筒出口排気温度を温度計１５ａ〜１５ｆ
（図１）により検出する。次に前述の式（１）により各
気筒排気温度を算出する。
がすべて所定範囲内に入っている場合には、図６に示す
ように、各気筒出口排気温度を温度計１５ａ〜１５ｆ
（図１）により検出する。次に前述の式（１）により各
気筒排気温度を算出する。
【００４９】式（１）により算出された各気筒の排気温
度が予め設定しメモリ３０に記憶された第１基準温度よ
り小さければ、各気筒の燃焼は正常に行われており、ノ
ッキングを起こさずにかつ熱効率は最大限に高く設定さ
れていると判断することができる。そこでＣＰＵ１（第
１比較手段）により各気筒の排気温度と第１基準温度と
を比較する。
度が予め設定しメモリ３０に記憶された第１基準温度よ
り小さければ、各気筒の燃焼は正常に行われており、ノ
ッキングを起こさずにかつ熱効率は最大限に高く設定さ
れていると判断することができる。そこでＣＰＵ１（第
１比較手段）により各気筒の排気温度と第１基準温度と
を比較する。
【００５０】式（１）により算出された各気筒の排気温
度のうちのいずれかが第１基準温度よりも大きい場合に
は、さらに各気筒の入口給気温度が予め設定しメモリ３
０に記憶された第２基準温度より大きいか否かを第２比
較手段（ＣＰＵ１）が判定する。
度のうちのいずれかが第１基準温度よりも大きい場合に
は、さらに各気筒の入口給気温度が予め設定しメモリ３
０に記憶された第２基準温度より大きいか否かを第２比
較手段（ＣＰＵ１）が判定する。
【００５１】各気筒の入口給気温度のいずれかが予め設
定した第２基準温度より大きい場合は、給気温度が異常
に高いのでＣＰＵ１は給気温度異常の信号を発信し、例
えば図示しない警報装置により給気温度が異常である旨
をオペレータに知らせるようにする。逆に第２基準温度
より小さい場合には、ＣＰＵ１は燃焼異常の信号を発信
し、図示しない警報装置により燃焼異常が生じているこ
とをオペレータに知らせるようにする。燃焼異常の原因
としては、スワールの異常や気筒内に堆積物が蓄積又は
付着していること等が考えられる。
定した第２基準温度より大きい場合は、給気温度が異常
に高いのでＣＰＵ１は給気温度異常の信号を発信し、例
えば図示しない警報装置により給気温度が異常である旨
をオペレータに知らせるようにする。逆に第２基準温度
より小さい場合には、ＣＰＵ１は燃焼異常の信号を発信
し、図示しない警報装置により燃焼異常が生じているこ
とをオペレータに知らせるようにする。燃焼異常の原因
としては、スワールの異常や気筒内に堆積物が蓄積又は
付着していること等が考えられる。
【００５２】図４〜図６に示す一連の流れ図に沿ってガ
ス機関の運転を行うと、万が一燃焼異常が発生した場合
においても、給気温度の異常を事前に識別することがで
きるので、メンテナンス対応が行い易くなる。
ス機関の運転を行うと、万が一燃焼異常が発生した場合
においても、給気温度の異常を事前に識別することがで
きるので、メンテナンス対応が行い易くなる。
【００５３】図７は、ガス機関に請求項１〜９の発明を
適用した際の各気筒のノッキング強度（ノッキング限界
値）と点火時期の関係を示すグラフである。また、図８
は、従来の制御において、各気筒の空燃比がＣＰＵ１の
制御によって同一になるように（例えばインジェクタ１
４ａ〜１４ｆの燃料の噴射期間が同一になるように）設
定したときのノッキング強度と点火時期の関係を示すグ
ラフである。図７のグラフは図８のグラフとは違い、各
気筒のノッキング強度が、どの点火時期においても所定
範囲内に収束しているので、あえてどのデータがどの気
筒であるかを記載していない。
適用した際の各気筒のノッキング強度（ノッキング限界
値）と点火時期の関係を示すグラフである。また、図８
は、従来の制御において、各気筒の空燃比がＣＰＵ１の
制御によって同一になるように（例えばインジェクタ１
４ａ〜１４ｆの燃料の噴射期間が同一になるように）設
定したときのノッキング強度と点火時期の関係を示すグ
ラフである。図７のグラフは図８のグラフとは違い、各
気筒のノッキング強度が、どの点火時期においても所定
範囲内に収束しているので、あえてどのデータがどの気
筒であるかを記載していない。
【００５４】図８（ノッキング強度を考慮しない従来の
場合）では、各気筒のノッキング強度がばらついている
ため、各気筒の点火時期を機関の熱効率が良好となる時
期に進角させることが阻害され機関の性能を十分に発揮
することができない。しかし、図７では、各気筒のノッ
キング強度が揃う（ノッキング強度が所定範囲内に入
る、または設定点火時期におけるノッキング強度が所定
の幅に収まる）ように各気筒毎に空燃比を調整するの
で、各気筒ともに所定の熱効率が得られるように点火時
期を設定することができる。
場合）では、各気筒のノッキング強度がばらついている
ため、各気筒の点火時期を機関の熱効率が良好となる時
期に進角させることが阻害され機関の性能を十分に発揮
することができない。しかし、図７では、各気筒のノッ
キング強度が揃う（ノッキング強度が所定範囲内に入
る、または設定点火時期におけるノッキング強度が所定
の幅に収まる）ように各気筒毎に空燃比を調整するの
で、各気筒ともに所定の熱効率が得られるように点火時
期を設定することができる。
【００５５】
【発明の効果】請求項１の発明によると、すべての気筒
についてノッキング限界ぎりぎりまで点火時期を進角さ
せることができるので、全気筒においてノッキングを回
避しかつ熱効率を向上させることができる。ノッキング
を回避することができるので、ガス機関の破損を回避
し、安全な運転（燃焼）を行うことができる。
についてノッキング限界ぎりぎりまで点火時期を進角さ
せることができるので、全気筒においてノッキングを回
避しかつ熱効率を向上させることができる。ノッキング
を回避することができるので、ガス機関の破損を回避
し、安全な運転（燃焼）を行うことができる。
【００５６】請求項２の発明によると、インジェクタ１
４ａ〜１４ｆが吸気管５ａ〜５ｆへ燃料を噴射する際の
噴射期間の終期を排気弁４ａ〜４ｆの開弁開始時よりも
前になるように設定したので、噴射した燃料ガスがその
まま燃焼することなく排出されることを防止することが
できる。
４ａ〜１４ｆが吸気管５ａ〜５ｆへ燃料を噴射する際の
噴射期間の終期を排気弁４ａ〜４ｆの開弁開始時よりも
前になるように設定したので、噴射した燃料ガスがその
まま燃焼することなく排出されることを防止することが
できる。
【００５７】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、燃料ガスの噴射期間の終期が排気弁４ａ〜４ｆの
開弁開始時期よりも後に設定された場合に、警報信号を
発信するようにしたので、いずれかの気筒の燃焼に異常
を来していることをオペレータが認識することができ
る。
いて、燃料ガスの噴射期間の終期が排気弁４ａ〜４ｆの
開弁開始時期よりも後に設定された場合に、警報信号を
発信するようにしたので、いずれかの気筒の燃焼に異常
を来していることをオペレータが認識することができ
る。
【００５８】請求項４の発明によると、いずれかの気筒
において燃焼異常が発生すると、燃焼異常検出手段によ
り検出することができるので、ガス機関が破損する前に
メンテナンスを行うことができる。
において燃焼異常が発生すると、燃焼異常検出手段によ
り検出することができるので、ガス機関が破損する前に
メンテナンスを行うことができる。
【００５９】請求項５の発明によると、請求項４の発明
において排気出口温度から入口給気温度を減算して排気
温度を算出するので、吸入給気温度を影響を除くことに
より精度よく燃焼異常を検出することができる。
において排気出口温度から入口給気温度を減算して排気
温度を算出するので、吸入給気温度を影響を除くことに
より精度よく燃焼異常を検出することができる。
【００６０】請求項６の発明によると、請求項４又は請
求項５の発明において、インジェクタ１４ａ〜１４ｆか
ら噴射された燃料ガスが燃焼されずに排出されることを
防止しかつ燃焼異常を精度よく検出することができる。
求項５の発明において、インジェクタ１４ａ〜１４ｆか
ら噴射された燃料ガスが燃焼されずに排出されることを
防止しかつ燃焼異常を精度よく検出することができる。
【００６１】請求項７の発明によると、請求項５の発明
において、燃料ガスの噴射期間の終期が排気弁４ａ〜４
ｆの開弁開始時期よりも後に設定された場合に、警報信
号を発信するようにしたので、いずれかの気筒の燃焼に
異常を来していることをオペレータが認識することがで
きる。
において、燃料ガスの噴射期間の終期が排気弁４ａ〜４
ｆの開弁開始時期よりも後に設定された場合に、警報信
号を発信するようにしたので、いずれかの気筒の燃焼に
異常を来していることをオペレータが認識することがで
きる。
【００６２】請求項８の発明によると、請求項５の発明
において、精度よく燃焼異常または給気温度異常を検出
することができ、かつ、外部のデバイスへ異常信号を出
力することにより、オペレータが燃焼異常または給気温
度異常を認識することができる。
において、精度よく燃焼異常または給気温度異常を検出
することができ、かつ、外部のデバイスへ異常信号を出
力することにより、オペレータが燃焼異常または給気温
度異常を認識することができる。
【００６３】燃焼異常のうち、給気温度の異常だけ識別
することができる。したがって、予めどのようなメンテ
ナンスを行えばよいかが把握でき、メンテナンスがし易
くなり、異常箇所に応じて必要な工具や材料を調達する
ことができる。
することができる。したがって、予めどのようなメンテ
ナンスを行えばよいかが把握でき、メンテナンスがし易
くなり、異常箇所に応じて必要な工具や材料を調達する
ことができる。
【００６４】請求項９の発明によると、請求項５の発明
において、精度よく燃焼異常を検出することができ、か
つ、外部のデバイスへ異常信号を出力することにより、
オペレータが燃焼異常を認識することができる。
において、精度よく燃焼異常を検出することができ、か
つ、外部のデバイスへ異常信号を出力することにより、
オペレータが燃焼異常を認識することができる。
【図１】 請求項１〜９の発明によるガス機関の制御装
置１００の系統略図である。
置１００の系統略図である。
【図２】 吸気管及び吸気ポートの断面略図である。
【図３】 請求項１〜３の発明によるガス機関の制御方
法の流れ図である。
法の流れ図である。
【図４】 請求項４〜９の発明によるガス機関の制御方
法の流れ図である。
法の流れ図である。
【図５】 図４に続く請求項４〜９の発明によるガス機
関の制御方法の流れ図である。
関の制御方法の流れ図である。
【図６】 図５に続く請求項４〜９の発明によるガス機
関の制御方法の流れ図である。
関の制御方法の流れ図である。
【図７】 請求項１〜９の発明を適用した際の各気筒の
排気温度，ノッキング強度と点火時期の関係を示すグラ
フである。
排気温度，ノッキング強度と点火時期の関係を示すグラ
フである。
【図８】 従来の制御による各気筒のノッキング強度と
点火時期の関係を示すグラフである。
点火時期の関係を示すグラフである。
【図９】 従来のガス機関における熱効率と点火時期の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図１０】 補正した燃料噴射期間と補正なしの燃料噴
射期間の比を横軸に，ノッキング強度を縦軸にとったグ
ラフである。
射期間の比を横軸に，ノッキング強度を縦軸にとったグ
ラフである。
１ ＣＰＵ（点火時期設定手段，燃焼異常検出手段，
算出手段，第１比較手段，第２比較手段） ２ 過給機 ３ 気筒 ３ａ〜３ｆ 第１気筒〜第６気筒 ４ 排気管 ５ 吸気管 ６ 吸気集合管 ７ ヘッド ８ 吸気弁 ９ 排気弁 １０ ピストン １１ 燃焼室 １２ 燃料ガス供給管 １３ ノッキングセンサ １４ インジェクタ（空燃比設定手段） １５ 温度計 １６ 排気集合管 １７〜２０ 信号線 ２１ 吸気ポート ２２ 排気ポート ２３ 着火装置 ２７ 点火プラグ ３０ メモリ（記憶手段） ３１ 温度計（排気温度検出手段） ３２ 信号線
算出手段，第１比較手段，第２比較手段） ２ 過給機 ３ 気筒 ３ａ〜３ｆ 第１気筒〜第６気筒 ４ 排気管 ５ 吸気管 ６ 吸気集合管 ７ ヘッド ８ 吸気弁 ９ 排気弁 １０ ピストン １１ 燃焼室 １２ 燃料ガス供給管 １３ ノッキングセンサ １４ インジェクタ（空燃比設定手段） １５ 温度計 １６ 排気集合管 １７〜２０ 信号線 ２１ 吸気ポート ２２ 排気ポート ２３ 着火装置 ２７ 点火プラグ ３０ メモリ（記憶手段） ３１ 温度計（排気温度検出手段） ３２ 信号線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｙ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｃ ３０１Ｍ Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｖ ３０１ ３０１Ｒ ３１１ ３１１Ｅ ３１１Ｈ Ｆ０２Ｐ 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153 Ｆターム(参考） 3G022 AA03 DA01 EA02 FA02 GA01 GA10 GA11 GA13 3G084 AA03 BA13 BA15 BA17 DA27 DA38 EA04 EA11 EB06 EB12 EB22 EC01 EC03 FA02 FA25 FA27 FA33 FA38 3G092 AA01 AA05 AA07 AA13 AA18 AB06 BA09 BB01 BB06 BB08 DE01S EA03 EA04 EA09 EB01 EB05 EC09 FA16 FB06 HA04Z HC05Z HD01Z HE01Z HE03Z 3G301 HA01 HA05 HA06 HA11 HA22 JA22 JB09 JB10 LB02 NA01 NA06 NA08 NC01 NE17 PA10Z PC08Z PD11Z PE01Z PE03Z
Claims (9)
- 【請求項１】 複数気筒を備えたマルチインジェクショ
ン方式のガス機関において、各気筒の空燃比を設定する
空燃比設定手段を備え、前記空燃比設定手段により各気
筒の空燃比の設定値を同じに設定した後に、点火進角さ
せた際の各気筒のノッキングを起こす点火時期を検出す
る点火時期検出手段を備え、前記ノッキングを起こす各
気筒の点火時期を所定範囲内に収束させるように前記空
燃比設定手段により空燃比を変更し、各気筒ともに所定
以上の熱効率が得られるように点火時期を変更可能にし
たことを特徴とするガス機関の制御装置及び制御方法。 - 【請求項２】 燃焼室内に混合気を供給する給気管内に
燃料ガスを噴射するインジェクタを備え、前記インジェ
クタから噴射する燃料ガスの量を増減することにより給
気管内で生成される混合気の空燃比を設定する空燃比設
定手段を備え、前記インジェクタによる燃料ガスの噴射
期間の終期を排気弁の開弁時期よりも前に設定しかつ燃
料ガスの噴射量を１サイクル中における各気筒の平均の
燃料噴射量に対する所定の割合の噴射量に設定すること
により、各気筒ともにノッキングを回避しかつ点火時期
の進角を可能にした請求項１に記載のガス機関の制御装
置及び制御方法。 - 【請求項３】 燃料の噴射期間の終期が、排気弁の開弁
時期以降に設定されたときに、警報信号を発信する請求
項２に記載のガス機関の制御装置及び制御方法。 - 【請求項４】 複数気筒を備えたマルチインジェクショ
ン方式のガス機関において、各気筒の空燃比を設定する
空燃比設定手段を備え、前記空燃比設定手段により各気
筒の空燃比の設定値を同じに設定した後に、各気筒の排
気温度が所定範囲内に収束するように前記空燃比設定手
段により各気筒毎の空燃比を変更し、点火進角させた際
の各気筒のノッキングを起こす点火時期を検出する点火
時期検出手段を備え、前記ノッキングを起こす各気筒の
点火時期を所定範囲内に収束させるように前記空燃比設
定手段により空燃比を変更し、前記点火時期変更手段に
より各気筒の点火時期を所定値に収束させた際の各気筒
の排気温度を検出する排気温度検出手段を備え、前記排
気温度検出手段が検出した排気温度により燃焼異常を検
出する燃焼異常検出手段を備えたことを特徴とするガス
機関の制御装置及び制御方法。 - 【請求項５】 各気筒の排気出口温度から各気筒の給気
温度を減算することにより各気筒の排気温度を算出する
算出手段を備えた請求項４に記載のガス機関の制御装置
及び制御方法。 - 【請求項６】 燃焼室内に混合気を供給する給気管内に
燃料ガスを噴射するインジェクタを備え、前記インジェ
クタから噴射する燃料ガスの量を増減することにより給
気管内で生成される混合気の空燃比を設定する空燃比設
定手段を備え、前記インジェクタによる燃料ガスの噴射
期間の終期を排気弁の開弁時期よりも前に設定しかつ燃
料ガスの噴射量を１サイクル中における各気筒の平均の
燃料噴射量に対する所定の割合の噴射量に設定すること
により、各気筒ともにノッキングを回避しかつ点火時期
の進角を可能にした請求項４又は請求項５に記載のガス
機関の制御装置及び制御方法。 - 【請求項７】 燃料ガスの噴射期間の終期が排気弁の開
弁時期以降に設定されたときに、警報信号を発信する請
求項６に記載のガス機関の制御装置及び制御方法。 - 【請求項８】 予め設定した第１基準温度と第２基準温
度とを記憶する記憶手段を備え、前記算出手段が算出し
た各気筒の排気温度と第１基準温度とを比較する第１比
較手段を備え、吸入給気温度と前記第２基準温度とを比
較する第２比較手段を備え、前記第１比較手段が比較し
た結果、算出手段が算出した排気温度の方が第１基準温
度よりも大きく、かつ前記第２比較手段が比較した結
果、吸入給気温度の方が第２基準温度よりも大きければ
給気温度・燃焼異常信号を発信する請求項５に記載のガ
ス機関の制御装置及び制御方法。 - 【請求項９】 予め設定した第１基準温度と第２基準温
度とを記憶する記憶手段を備え、前記算出手段が算出し
た各気筒の排気温度と第１基準温度とを比較する第１比
較手段を備え、吸入給気温度と前記第２基準温度とを比
較する第２比較手段を備え、前記第１比較手段が比較し
た結果、算出手段が算出した排気温度の方が第１基準温
度よりも大きく、かつ前記第２比較手段が比較した結
果、吸入給気温度の方が第２基準温度よりも小さければ
燃焼異常信号を発信する請求項５に記載のガス機関の制
御装置及び制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000248591A JP4326131B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | ガス機関の制御装置及び制御方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000248591A JP4326131B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | ガス機関の制御装置及び制御方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105065A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Yanmar Co Ltd | ガスエンジン |
| JP2008038729A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Yanmar Co Ltd | ガスエンジンの制御方法 |
| JP2008215263A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Toho Gas Co Ltd | 予混合圧縮自着火エンジンの制御方法及び制御装置 |
| JP2012013011A (ja) * | 2010-07-01 | 2012-01-19 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 予混合式ガスエンジンの空燃比補正制御方法および装置 |
| WO2013099552A1 (ja) | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの燃焼制御装置 |
| JP2014037834A (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-27 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | 内燃機関の運用方法 |
| KR20170073808A (ko) * | 2015-12-18 | 2017-06-29 | 현대중공업 주식회사 | 이원 연료 엔진의 저부하 운전 시스템 및 이를 이용한 저부하 운전 방법 |
| CN113309626A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-08-27 | 南京航空航天大学 | 一种二冲程航空煤油发动机的爆震抑制方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
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- 2000-08-18 JP JP2000248591A patent/JP4326131B2/ja not_active Expired - Fee Related
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