JP2002317664A - ガスエンジンの副室差圧制御装置 - Google Patents
ガスエンジンの副室差圧制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジン出力及びエンジン回転数等のエンジ
ン運転条件の変化に追従して副室差圧を制御可能とし
て、エンジン運転条件に適合しかつガス源側の元圧の変
動に影響されることなく副室差圧を高精度かつ高い応答
性で以って調整でき、エンジンの失火やハンチング等の
エンジン性能不良の発生を防止可能な副室差圧制御を実
現できるガスエンジンの副室差圧制御装置を提供する。 【解決手段】 ガスエンジンにおける副室差圧制御装置
において、副室ガス供給路と給気管路との副室差圧を検
出する副室差圧検出器と、エンジン出力及びエンジン回
転数と副室差圧との関係の設定値からエンジン出力及び
エンジン回転数の検出値に対応する差圧目標値を算出
し、該差圧目標値と副室差圧の検出値との偏差に基づき
副室差圧が差圧目標値になるように副室ガス調整弁の開
度を制御する差圧制御装置とを備えたことを特徴とす
る。
ン運転条件の変化に追従して副室差圧を制御可能とし
て、エンジン運転条件に適合しかつガス源側の元圧の変
動に影響されることなく副室差圧を高精度かつ高い応答
性で以って調整でき、エンジンの失火やハンチング等の
エンジン性能不良の発生を防止可能な副室差圧制御を実
現できるガスエンジンの副室差圧制御装置を提供する。 【解決手段】 ガスエンジンにおける副室差圧制御装置
において、副室ガス供給路と給気管路との副室差圧を検
出する副室差圧検出器と、エンジン出力及びエンジン回
転数と副室差圧との関係の設定値からエンジン出力及び
エンジン回転数の検出値に対応する差圧目標値を算出
し、該差圧目標値と副室差圧の検出値との偏差に基づき
副室差圧が差圧目標値になるように副室ガス調整弁の開
度を制御する差圧制御装置とを備えたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、副室内において副
室ガス供給路を通して供給される着火用燃料ガスと燃焼
室から副室噴口を通って流入する希薄混合気とを混合し
て形成される濃混合気に着火するように構成されたガス
エンジンにおいて副室ガス供給路と給気管路との差圧を
制御する副室差圧制御装置に関する。
室ガス供給路を通して供給される着火用燃料ガスと燃焼
室から副室噴口を通って流入する希薄混合気とを混合し
て形成される濃混合気に着火するように構成されたガス
エンジンにおいて副室ガス供給路と給気管路との差圧を
制御する副室差圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ガス等の清浄ガスを主燃料とするガ
スエンジンは、副室内において副室ガス供給路を通して
供給される着火用燃料ガスと燃焼室から副室噴口を通っ
て流入する希薄混合気とを混合して形成される濃混合気
に着火する副室式希薄燃焼ガスエンジンが多く用いられ
ている。
スエンジンは、副室内において副室ガス供給路を通して
供給される着火用燃料ガスと燃焼室から副室噴口を通っ
て流入する希薄混合気とを混合して形成される濃混合気
に着火する副室式希薄燃焼ガスエンジンが多く用いられ
ている。
【０００３】図４はかかる副室式希薄燃焼ガスエンジン
の１例を示す燃焼室近傍の要部断面図である。図４にお
いて、４２はシリンダヘッド、４３はピストン、４４は
該ピストン４３の上面に凹設された燃焼室（主室）、０
４７は前記シリンダヘッドの中央部に固定された副室口
金である。４１は該副室口金０４７の内部に形成された
下部副室、４８は該下部副室４１の上部に連設された上
部副室で、該下部副室４１及び上部副室４８により副室
２を構成する。４９はトーチ着火用の副室ガスが通流す
る副室ガス通路である。４５はガス弁本体４６内に往復
摺動自在に嵌合された副室ガス弁で、開閉により前記副
室ガス通路４９と前記副室２との間を連通あるいは遮断
する。５０は前記副室２内の副室ガスに点火して着火す
るための点火プラグである。
の１例を示す燃焼室近傍の要部断面図である。図４にお
いて、４２はシリンダヘッド、４３はピストン、４４は
該ピストン４３の上面に凹設された燃焼室（主室）、０
４７は前記シリンダヘッドの中央部に固定された副室口
金である。４１は該副室口金０４７の内部に形成された
下部副室、４８は該下部副室４１の上部に連設された上
部副室で、該下部副室４１及び上部副室４８により副室
２を構成する。４９はトーチ着火用の副室ガスが通流す
る副室ガス通路である。４５はガス弁本体４６内に往復
摺動自在に嵌合された副室ガス弁で、開閉により前記副
室ガス通路４９と前記副室２との間を連通あるいは遮断
する。５０は前記副室２内の副室ガスに点火して着火す
るための点火プラグである。
【０００４】かかる副室式希薄燃焼ガスエンジンにおい
ては、給気管路を経て空気過剰率１・７〜２・２程度の
混合気を前記燃焼室４４に供給する主室ガス系統と、副
室ガス供給管から前記副室ガス通路４９及び副室ガス弁
４５を経て副室２に着火用として理論混合比付近の混合
気を供給する副室ガス系統との２系統の燃料ガス系統を
有している。前記副室ガス系統は、副室２内において理
論混合比付近の混合気とするため、副室ガス供給路内の
圧力を給気管路内の圧力よりも若干高めに調整して燃料
ガスを副室２内に送給するようになっている。
ては、給気管路を経て空気過剰率１・７〜２・２程度の
混合気を前記燃焼室４４に供給する主室ガス系統と、副
室ガス供給管から前記副室ガス通路４９及び副室ガス弁
４５を経て副室２に着火用として理論混合比付近の混合
気を供給する副室ガス系統との２系統の燃料ガス系統を
有している。前記副室ガス系統は、副室２内において理
論混合比付近の混合気とするため、副室ガス供給路内の
圧力を給気管路内の圧力よりも若干高めに調整して燃料
ガスを副室２内に送給するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、かかる
ガスエンジンにおいては、副室ガス供給路内の圧力と給
気管路内の圧力との差圧即ち副室差圧を所望値に調整し
て燃料ガスを副室に送給するようになっているが、該副
室差圧はエンジンの燃焼状態を左右する大きな因子であ
り、エンジン出力及びエンジン回転数等のエンジン運転
条件によって変化し、かかる副室差圧が適正範囲外にな
ると、エンジン出力の低下やエンジン停止、失火、排ガ
ス性能の悪化、ハンチング現象、等の異常現象を引き起
こす。
ガスエンジンにおいては、副室ガス供給路内の圧力と給
気管路内の圧力との差圧即ち副室差圧を所望値に調整し
て燃料ガスを副室に送給するようになっているが、該副
室差圧はエンジンの燃焼状態を左右する大きな因子であ
り、エンジン出力及びエンジン回転数等のエンジン運転
条件によって変化し、かかる副室差圧が適正範囲外にな
ると、エンジン出力の低下やエンジン停止、失火、排ガ
ス性能の悪化、ハンチング現象、等の異常現象を引き起
こす。
【０００６】かかる副室差圧の過大あるいは過小に伴う
異常現象の発生を回避する手段として、従来は副室ガス
供給路に機械的に前記副室差圧を制御する手段として機
械式差圧レギュレータを設けて副室差圧を調整する手段
が提供されている。かかる手段にあっては、副室ガス供
給路に始動及び低負荷運転時における失火防止のための
ニードル弁及び電磁弁を設けて、該電磁弁の閉時に前記
ニードル弁部に圧力損失を発生させることによりエンジ
ンに作用する実質的な差圧を低減させ、また始動時には
上流側に設けたスローオープン弁によって差圧値をエン
ジン回転数の上昇に一致させるように調整している。
異常現象の発生を回避する手段として、従来は副室ガス
供給路に機械的に前記副室差圧を制御する手段として機
械式差圧レギュレータを設けて副室差圧を調整する手段
が提供されている。かかる手段にあっては、副室ガス供
給路に始動及び低負荷運転時における失火防止のための
ニードル弁及び電磁弁を設けて、該電磁弁の閉時に前記
ニードル弁部に圧力損失を発生させることによりエンジ
ンに作用する実質的な差圧を低減させ、また始動時には
上流側に設けたスローオープン弁によって差圧値をエン
ジン回転数の上昇に一致させるように調整している。
【０００７】しかしながら、かかる従来技術にあって
は、機械式差圧レギュレータによる１方向の圧力制御で
あるため、エンジン出力及びエンジン回転数等のエンジ
ン運転条件によって変化する副室差圧を該エンジン運転
条件に完全に追従させて調整することができず、また燃
料ガスのガス源側の元圧が変化した場合には副室差圧が
変化し、該副室差圧の制御精度が低くなる。またかかる
従来技術にあっては、機械式差圧レギュレータによる１
方向の単純制御であるため、副室差圧の制御によって低
負荷時における混合気過濃による失火やハンチングの発
生を防止することはできない。
は、機械式差圧レギュレータによる１方向の圧力制御で
あるため、エンジン出力及びエンジン回転数等のエンジ
ン運転条件によって変化する副室差圧を該エンジン運転
条件に完全に追従させて調整することができず、また燃
料ガスのガス源側の元圧が変化した場合には副室差圧が
変化し、該副室差圧の制御精度が低くなる。またかかる
従来技術にあっては、機械式差圧レギュレータによる１
方向の単純制御であるため、副室差圧の制御によって低
負荷時における混合気過濃による失火やハンチングの発
生を防止することはできない。
【０００８】また前記のように、機械式差圧レギュレー
タによる１方向の圧力制御であるため、副室差圧制御の
応答性が前記機械式差圧レギュレータの応答性によって
支配され、応答性の調整ができず高い応答性は得られ難
い。また、前記電磁弁の閉状態では、負荷投入時に副室
の燃料ガスが不足するため負荷の投入性が悪い。等の問
題点を有している。
タによる１方向の圧力制御であるため、副室差圧制御の
応答性が前記機械式差圧レギュレータの応答性によって
支配され、応答性の調整ができず高い応答性は得られ難
い。また、前記電磁弁の閉状態では、負荷投入時に副室
の燃料ガスが不足するため負荷の投入性が悪い。等の問
題点を有している。
【０００９】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、
エンジン出力及びエンジン回転数等のエンジン運転条件
の変化に追従して副室差圧を制御可能として、エンジン
運転条件に適合しかつガス源側の元圧の変動等に影響さ
れることなく副室差圧を高精度かつ高い応答性で以って
調整でき、エンジンの失火やハンチング等のエンジン性
能不良の発生を防止可能な副室差圧制御を実現できるガ
スエンジンの副室差圧制御装置を提供することを目的と
する。
エンジン出力及びエンジン回転数等のエンジン運転条件
の変化に追従して副室差圧を制御可能として、エンジン
運転条件に適合しかつガス源側の元圧の変動等に影響さ
れることなく副室差圧を高精度かつ高い応答性で以って
調整でき、エンジンの失火やハンチング等のエンジン性
能不良の発生を防止可能な副室差圧制御を実現できるガ
スエンジンの副室差圧制御装置を提供することを目的と
する。
【００１０】
【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、給気管路にて
燃料ガスと空気とが混合された希薄混合気を該給気管路
を通して燃焼室内に導入し、副室内において副室ガス供
給路を通して供給される着火用燃料ガスと前記燃焼室か
ら副室噴口を通って流入する前記希薄混合気とを混合し
て形成される濃混合気に着火し、この着火火炎を前記副
室噴口から燃焼室内に噴出せしめて該燃焼室内の希薄混
合気を完全燃焼するように構成されたガスエンジンにお
ける副室差圧制御装置において、前記副室ガス供給路に
設けられて該副室ガス供給路の通路面積を調整する副室
ガス調整弁と、前記副室ガス供給路と給気管路との差圧
即ち副室差圧を検出する副室差圧検出器と、エンジン出
力及びエンジン回転数と前記副室差圧との関係が予め設
定されるとともにエンジン出力検出器及びエンジン回転
数検出器からエンジン出力及びエンジン回転数の検出値
が夫々入力され前記エンジン出力及びエンジン回転数と
副室差圧との関係の設定値から前記エンジン出力及びエ
ンジン回転数の検出値に対応する差圧目標値を算出する
差圧目標値設定手段、及び前記差圧目標値設定手段から
入力される差圧目標値と前記副室差圧検出器から入力さ
れる副室差圧の検出値との偏差を算出し該偏差に基づき
前記副室差圧が前記差圧目標値になるように前記副室ガ
ス調整弁の開度を制御するガス調整弁制御手段を有する
差圧制御装置とを備えたことを特徴とするガスエンジン
の副室差圧制御装置を提案する。
決するため、請求項１記載の発明として、給気管路にて
燃料ガスと空気とが混合された希薄混合気を該給気管路
を通して燃焼室内に導入し、副室内において副室ガス供
給路を通して供給される着火用燃料ガスと前記燃焼室か
ら副室噴口を通って流入する前記希薄混合気とを混合し
て形成される濃混合気に着火し、この着火火炎を前記副
室噴口から燃焼室内に噴出せしめて該燃焼室内の希薄混
合気を完全燃焼するように構成されたガスエンジンにお
ける副室差圧制御装置において、前記副室ガス供給路に
設けられて該副室ガス供給路の通路面積を調整する副室
ガス調整弁と、前記副室ガス供給路と給気管路との差圧
即ち副室差圧を検出する副室差圧検出器と、エンジン出
力及びエンジン回転数と前記副室差圧との関係が予め設
定されるとともにエンジン出力検出器及びエンジン回転
数検出器からエンジン出力及びエンジン回転数の検出値
が夫々入力され前記エンジン出力及びエンジン回転数と
副室差圧との関係の設定値から前記エンジン出力及びエ
ンジン回転数の検出値に対応する差圧目標値を算出する
差圧目標値設定手段、及び前記差圧目標値設定手段から
入力される差圧目標値と前記副室差圧検出器から入力さ
れる副室差圧の検出値との偏差を算出し該偏差に基づき
前記副室差圧が前記差圧目標値になるように前記副室ガ
ス調整弁の開度を制御するガス調整弁制御手段を有する
差圧制御装置とを備えたことを特徴とするガスエンジン
の副室差圧制御装置を提案する。
【００１１】請求項２記載の発明は前記ガス調整弁制御
手段の具体的構成に係り、請求項１において、前記ガス
調整弁制御手段は、前記差圧目標値設定手段から入力さ
れる差圧目標値と前記副室差圧検出器から入力される副
室差圧の検出値との偏差を算出する減算部と、該減算部
から入力される前記偏差に基づきＰＩＤ（比例、積分、
微分）演算を行って前記副室差圧が前記差圧目標値にな
るような前記副室ガス調整弁の開度を算出するガス調整
弁制御部とを備えてなることを特徴とする。
手段の具体的構成に係り、請求項１において、前記ガス
調整弁制御手段は、前記差圧目標値設定手段から入力さ
れる差圧目標値と前記副室差圧検出器から入力される副
室差圧の検出値との偏差を算出する減算部と、該減算部
から入力される前記偏差に基づきＰＩＤ（比例、積分、
微分）演算を行って前記副室差圧が前記差圧目標値にな
るような前記副室ガス調整弁の開度を算出するガス調整
弁制御部とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】請求項３ないし５記載の発明は、前記ガス
エンジンにおける失火、ハンチング、及びＮＯｘ量増大
防止のための副室差圧制御装置の発明であり、請求項３
の発明は請求項１または２において、前記ガスエンジン
の失火を検出する失火検出器を備え、前記差圧制御装置
は、該失火検出器にて失火が検出されたとき前記差圧目
標値設定手段にて算出された差圧目標値を前記失火の発
生しない差圧値に補正して前記ガス調整弁制御手段に出
力する差圧目標値補正手段を備えてなることを特徴とす
る。
エンジンにおける失火、ハンチング、及びＮＯｘ量増大
防止のための副室差圧制御装置の発明であり、請求項３
の発明は請求項１または２において、前記ガスエンジン
の失火を検出する失火検出器を備え、前記差圧制御装置
は、該失火検出器にて失火が検出されたとき前記差圧目
標値設定手段にて算出された差圧目標値を前記失火の発
生しない差圧値に補正して前記ガス調整弁制御手段に出
力する差圧目標値補正手段を備えてなることを特徴とす
る。
【００１３】請求項４の発明は請求項１または２におい
て、前記ガスエンジンのハンチングを検出するハンチン
グ検出器を備え、前記差圧制御装置は、該ハンチング検
出器にてハンチングが検出されたとき前記差圧目標値設
定手段にて算出された差圧目標値を前記ハンチングの発
生しない差圧値に補正して前記ガス調整弁制御手段に出
力する差圧目標値補正手段を備えてなることを特徴とす
る。
て、前記ガスエンジンのハンチングを検出するハンチン
グ検出器を備え、前記差圧制御装置は、該ハンチング検
出器にてハンチングが検出されたとき前記差圧目標値設
定手段にて算出された差圧目標値を前記ハンチングの発
生しない差圧値に補正して前記ガス調整弁制御手段に出
力する差圧目標値補正手段を備えてなることを特徴とす
る。
【００１４】請求項５の発明は請求項１または２におい
て、前記ガスエンジンにて発生するＮＯｘ（窒素酸化
物）の排出量を検出するＮＯｘ検出器を備え、前記差圧
制御装置は、前記差圧目標値設定手段にて算出された差
圧目標値を前記ＮＯｘ検出器から入力されるＮＯｘ排出
量が該ガスエンジンの運転条件に対応する許容ＮＯｘ排
出量以下になるような差圧値に補正して前記ガス調整弁
制御手段に出力する差圧目標値補正手段を備えてなるこ
とを特徴とする。
て、前記ガスエンジンにて発生するＮＯｘ（窒素酸化
物）の排出量を検出するＮＯｘ検出器を備え、前記差圧
制御装置は、前記差圧目標値設定手段にて算出された差
圧目標値を前記ＮＯｘ検出器から入力されるＮＯｘ排出
量が該ガスエンジンの運転条件に対応する許容ＮＯｘ排
出量以下になるような差圧値に補正して前記ガス調整弁
制御手段に出力する差圧目標値補正手段を備えてなるこ
とを特徴とする。
【００１５】かかる発明によれば、副室差圧検出器にて
副室差圧即ち副室ガス供給管路と給気管路との差圧を検
出して差圧制御装置にフイードバックするとともに、該
差圧制御装置の差圧目標値設定手段にエンジン出力及び
エンジン回転数を検出して入力し、該差圧目標値設定手
段において予め設定されたエンジン出力及びエンジン回
転数と副室差圧との関係の設定値から前記エンジン出力
及びエンジン回転数の検出値に対応する差圧目標値を算
出し、ガス調整弁制御手段において前記差圧目標値と前
記副室差圧検出器からフイードバックされる副室差圧検
出値との偏差を算出して該偏差に基づきＰＩＤ（比例、
積分、微分）演算を行って前記副室差圧が前記差圧目標
値になるような副室ガス調整弁の開度を算出し、前記副
室差圧が前記差圧目標値になるように該副室ガス調整弁
のガス通路面積を制御するので、エンジン出力及びエン
ジン回転数等のエンジン運転条件に対応するきめ細かい
差圧目標値の設定が可能となるとともに該エンジン運転
条件に追従して前記差圧目標値を変化させることが可能
となり、該副室差圧を該エンジン運転条件に完全に追従
させてきめ細かく調整することができる。
副室差圧即ち副室ガス供給管路と給気管路との差圧を検
出して差圧制御装置にフイードバックするとともに、該
差圧制御装置の差圧目標値設定手段にエンジン出力及び
エンジン回転数を検出して入力し、該差圧目標値設定手
段において予め設定されたエンジン出力及びエンジン回
転数と副室差圧との関係の設定値から前記エンジン出力
及びエンジン回転数の検出値に対応する差圧目標値を算
出し、ガス調整弁制御手段において前記差圧目標値と前
記副室差圧検出器からフイードバックされる副室差圧検
出値との偏差を算出して該偏差に基づきＰＩＤ（比例、
積分、微分）演算を行って前記副室差圧が前記差圧目標
値になるような副室ガス調整弁の開度を算出し、前記副
室差圧が前記差圧目標値になるように該副室ガス調整弁
のガス通路面積を制御するので、エンジン出力及びエン
ジン回転数等のエンジン運転条件に対応するきめ細かい
差圧目標値の設定が可能となるとともに該エンジン運転
条件に追従して前記差圧目標値を変化させることが可能
となり、該副室差圧を該エンジン運転条件に完全に追従
させてきめ細かく調整することができる。
【００１６】また前記のようにして設定された差圧目標
値と副室差圧検出器からフイードバックされる副室差圧
検出値との偏差に基づき該副室ガス調整弁のガス通路面
積を制御する副室差圧のフイードバック制御であるの
で、過渡的な副室差圧の変化等の、副室差圧の変化に迅
速に追従した高い応答性で以ってかつ連続的に副室差圧
を制御することが可能となる。
値と副室差圧検出器からフイードバックされる副室差圧
検出値との偏差に基づき該副室ガス調整弁のガス通路面
積を制御する副室差圧のフイードバック制御であるの
で、過渡的な副室差圧の変化等の、副室差圧の変化に迅
速に追従した高い応答性で以ってかつ連続的に副室差圧
を制御することが可能となる。
【００１７】これにより、副室差圧を、燃料ガスのガス
源側元圧の変化や副室ガス供給及び制御機器の応答性に
影響されることなく、エンジン運転条件に適合した高精
度でかつ高い応答性で以って制御することができるとと
もに、エンジンの全負荷域で安定した負荷投入性が得ら
れる。
源側元圧の変化や副室ガス供給及び制御機器の応答性に
影響されることなく、エンジン運転条件に適合した高精
度でかつ高い応答性で以って制御することができるとと
もに、エンジンの全負荷域で安定した負荷投入性が得ら
れる。
【００１８】また請求項３ないし５記載の発明によれ
ば、ガスエンジンの失火を検出し、またガスエンジンの
ハンチングを検出し、さらにはガスエンジンのＮＯｘ
（窒素酸化物）排出量を検出して差圧目標値補正手段に
入力し、該差圧目標値補正手段において前記差圧目標値
を、失火の発生しない差圧値に補正し、あるいはハンチ
ングの発生しない差圧値に補正し、あるいはＮＯｘ排出
量が該ガスエンジンの運転条件に対応する許容ＮＯｘ排
出量以下になるような差圧値に補正して、この補正差圧
目標値に基づきガス調整弁制御手段により副室ガス調整
弁の流量調整を行うので、ガスエンジン１において失火
やハンチングの発生があり、あるいはＮＯｘ排出量が許
容ＮＯｘ排出量以上となる事態となっても、かかる事態
に迅速に追従して副室差圧を適正値に調整することが可
能となる。これにより、失火やハンチングの発生が回避
されるとともにＮＯｘ排出量を許容値以下に保持してガ
スエンジンを安定して運転することができる。
ば、ガスエンジンの失火を検出し、またガスエンジンの
ハンチングを検出し、さらにはガスエンジンのＮＯｘ
（窒素酸化物）排出量を検出して差圧目標値補正手段に
入力し、該差圧目標値補正手段において前記差圧目標値
を、失火の発生しない差圧値に補正し、あるいはハンチ
ングの発生しない差圧値に補正し、あるいはＮＯｘ排出
量が該ガスエンジンの運転条件に対応する許容ＮＯｘ排
出量以下になるような差圧値に補正して、この補正差圧
目標値に基づきガス調整弁制御手段により副室ガス調整
弁の流量調整を行うので、ガスエンジン１において失火
やハンチングの発生があり、あるいはＮＯｘ排出量が許
容ＮＯｘ排出量以上となる事態となっても、かかる事態
に迅速に追従して副室差圧を適正値に調整することが可
能となる。これにより、失火やハンチングの発生が回避
されるとともにＮＯｘ排出量を許容値以下に保持してガ
スエンジンを安定して運転することができる。
【００１９】
【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。
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。
【００２０】図１は本発明の実施例に係るガスエンジン
の副室差圧制御装置の全体構成を示すブロック図、図２
は前記実施例における差圧目標値設定線図、図３は前記
実施例における差圧目標値補正線図である。図４は本発
明が適用される副室式希薄燃焼ガスエンジンの燃焼室近
傍の要部断面図である。
の副室差圧制御装置の全体構成を示すブロック図、図２
は前記実施例における差圧目標値設定線図、図３は前記
実施例における差圧目標値補正線図である。図４は本発
明が適用される副室式希薄燃焼ガスエンジンの燃焼室近
傍の要部断面図である。
【００２１】本発明が適用される副室式希薄燃焼ガスエ
ンジンを示す図４において、４２はエンジンのシリンダ
ヘッド、４３はピストン、４４は該ピストン４３の上面
に凹設された燃焼室（主室）、０４７は前記シリンダヘ
ッドの中央部に固定された副室口金である。４１は該副
室口金０４７の内部に形成された下部副室、４８は該下
部副室４１の上部に連設された上部副室で、該下部副室
４１及び上部副室４８により副室２を構成する。４９は
副室ガス供給管４（図１参照）から導入されるトーチ着
火用の副室ガスが通流する副室ガス通路である。４５は
ガス弁本体４６内に往復摺動自在に嵌合された副室ガス
弁で、クランク軸（図示省略）の回転と同期して開閉作
動することにより前記副室ガス通路４９と前記副室２と
の間を連通あるいは遮断する。５０は前記副室２内の副
室ガスに点火して着火するための点火プラグである。
ンジンを示す図４において、４２はエンジンのシリンダ
ヘッド、４３はピストン、４４は該ピストン４３の上面
に凹設された燃焼室（主室）、０４７は前記シリンダヘ
ッドの中央部に固定された副室口金である。４１は該副
室口金０４７の内部に形成された下部副室、４８は該下
部副室４１の上部に連設された上部副室で、該下部副室
４１及び上部副室４８により副室２を構成する。４９は
副室ガス供給管４（図１参照）から導入されるトーチ着
火用の副室ガスが通流する副室ガス通路である。４５は
ガス弁本体４６内に往復摺動自在に嵌合された副室ガス
弁で、クランク軸（図示省略）の回転と同期して開閉作
動することにより前記副室ガス通路４９と前記副室２と
の間を連通あるいは遮断する。５０は前記副室２内の副
室ガスに点火して着火するための点火プラグである。
【００２２】以上に示すガスエンジン本体の構成は通常
の副室式希薄燃焼ガスエンジンと同様である。本発明
は、前記ガスエンジンおける副室ガス供給路４及び副室
ガス通路４９と給気管路３との副室差圧を制御する副室
差圧制御装置に係るものである。
の副室式希薄燃焼ガスエンジンと同様である。本発明
は、前記ガスエンジンおける副室ガス供給路４及び副室
ガス通路４９と給気管路３との副室差圧を制御する副室
差圧制御装置に係るものである。
【００２３】本発明の実施例を示す図１において、１は
ガスエンジン、４は燃料ガスを前記副室ガス通路４９に
導く副室ガス供給管、６は該副室ガス供給管４内の圧力
を調整する圧力レギュレータである。３は給気管でガス
噴射装置（図示省略）によって空気中に燃料ガスが噴出
されて形成された混合気が該給気管３を通して前記燃焼
室に供給されるようになっている。５は副室ガス調整弁
で、後述する差圧制御装置１００からの制御信号により
前記副室ガス供給管４のガス流量つまり前記ガスエンジ
ン１の副室２に供給される燃料ガスのガス流量を調整す
るものである。
ガスエンジン、４は燃料ガスを前記副室ガス通路４９に
導く副室ガス供給管、６は該副室ガス供給管４内の圧力
を調整する圧力レギュレータである。３は給気管でガス
噴射装置（図示省略）によって空気中に燃料ガスが噴出
されて形成された混合気が該給気管３を通して前記燃焼
室に供給されるようになっている。５は副室ガス調整弁
で、後述する差圧制御装置１００からの制御信号により
前記副室ガス供給管４のガス流量つまり前記ガスエンジ
ン１の副室２に供給される燃料ガスのガス流量を調整す
るものである。
【００２４】１０は前記副室ガス供給管４のガス圧力つ
まり前記副室２内のガス圧力と前記給気管３内のガス圧
力との差圧即ち副室差圧Ｐを検出する副室差圧検出器、
１１は前記ガスエンジン１の回転数を検出するエンジン
回転数検出器、１２は該ガスエンジン１の出力（出力に
対応する負荷、平均有効圧力、燃料ラック位置等でもよ
い）を検出するエンジン出力検出器である。２０は前記
ガスエンジン１の燃焼室４４内における失火の発生を検
出する失火検出器、２１は該ガスエンジン１における回
転のハンチングの発生を検出するハンチング検出器、２
２は該ガスエンジン１からのＮＯｘ（窒素酸化物）の排
出量を検出するＮＯｘ検出器である。１００は差圧制御
装置で、前記副室差圧検出器１０、エンジン回転数検出
器１１、エンジン出力検出器１２、失火検出器２０、ハ
ンチング検出器２１、ＮＯｘ検出器２２等からの検出信
号が入力され、これらの検出信号に基づき前記副室ガス
調整弁５の開度即ち副室ガス流量を制御するものであ
る。
まり前記副室２内のガス圧力と前記給気管３内のガス圧
力との差圧即ち副室差圧Ｐを検出する副室差圧検出器、
１１は前記ガスエンジン１の回転数を検出するエンジン
回転数検出器、１２は該ガスエンジン１の出力（出力に
対応する負荷、平均有効圧力、燃料ラック位置等でもよ
い）を検出するエンジン出力検出器である。２０は前記
ガスエンジン１の燃焼室４４内における失火の発生を検
出する失火検出器、２１は該ガスエンジン１における回
転のハンチングの発生を検出するハンチング検出器、２
２は該ガスエンジン１からのＮＯｘ（窒素酸化物）の排
出量を検出するＮＯｘ検出器である。１００は差圧制御
装置で、前記副室差圧検出器１０、エンジン回転数検出
器１１、エンジン出力検出器１２、失火検出器２０、ハ
ンチング検出器２１、ＮＯｘ検出器２２等からの検出信
号が入力され、これらの検出信号に基づき前記副室ガス
調整弁５の開度即ち副室ガス流量を制御するものであ
る。
【００２５】かかる構成からなる副室式希薄燃焼ガスエ
ンジンの運転時において、前記給気管路３を経た空気過
剰率１・７〜２・２程度の混合気は前記燃焼室４４に供
給され、また副室ガス供給管４を経た燃料ガスは副室ガ
ス弁４５を経て副室２に供給され該副室２において着火
用として理論混合比付近の混合気が形成される。
ンジンの運転時において、前記給気管路３を経た空気過
剰率１・７〜２・２程度の混合気は前記燃焼室４４に供
給され、また副室ガス供給管４を経た燃料ガスは副室ガ
ス弁４５を経て副室２に供給され該副室２において着火
用として理論混合比付近の混合気が形成される。
【００２６】かかる運転時において、前記差圧制御装置
１００は次のような制御動作を行う。即ち１３は差圧目
標値設定部であり、該差圧目標値設定部１３において
は、図２に示すように、ガスエンジン１のエンジン出力
Ｌ及びエンジン回転数Ｎと前記副室差圧Ｐとの関係つま
り前記エンジン出力Ｌ及びエンジン回転数Ｎでの運転状
態における最適の副室差圧Ｐの値が設定されている。そ
して、該差圧目標値設定部１３においては前記エンジン
回転数検出器１１及びエンジン出力検出器１２から入力
されるエンジン出力の検出値及びエンジン回転数の検出
値に対応する差圧目標値Ｐ０を図２における設定線から
算出する。この差圧目標値Ｐ０は差圧目標値補正部１４
に入力される。
１００は次のような制御動作を行う。即ち１３は差圧目
標値設定部であり、該差圧目標値設定部１３において
は、図２に示すように、ガスエンジン１のエンジン出力
Ｌ及びエンジン回転数Ｎと前記副室差圧Ｐとの関係つま
り前記エンジン出力Ｌ及びエンジン回転数Ｎでの運転状
態における最適の副室差圧Ｐの値が設定されている。そ
して、該差圧目標値設定部１３においては前記エンジン
回転数検出器１１及びエンジン出力検出器１２から入力
されるエンジン出力の検出値及びエンジン回転数の検出
値に対応する差圧目標値Ｐ０を図２における設定線から
算出する。この差圧目標値Ｐ０は差圧目標値補正部１４
に入力される。
【００２７】ここで、ガスエンジン１の許容副室差圧Ｐ
は、図３に示すように、該ガスエンジン１の失火が発生
する失火域及び燃焼不良が発生し易い不安定な燃焼域に
挟まれた領域であり、エンジン回転数Ｎを一定とすると
エンジン出力Ｌの増大に従い大きくなり（エンジン出力
Ｌを一定とするとエンジン回転数Ｎの増大に従い大きく
なる）、図３の実線Ｐが最適値、Ｐ１線が上限値、Ｐ２
線が下限値である。そして、図３に示すように、前記副
室差圧Ｐが大きくなって前記上限値Ｐ１を超えると失火
が発生し易くなり、また前記副室差圧Ｐが小さくなって
前記下限値Ｐ２よりも小さくなると回転のハンチングが
発生し易くなり、さらに前記副室差圧Ｐが小さくなって
前記下限値Ｐ２よりも小さくなるとＮＯｘ発生量が増大
する。
は、図３に示すように、該ガスエンジン１の失火が発生
する失火域及び燃焼不良が発生し易い不安定な燃焼域に
挟まれた領域であり、エンジン回転数Ｎを一定とすると
エンジン出力Ｌの増大に従い大きくなり（エンジン出力
Ｌを一定とするとエンジン回転数Ｎの増大に従い大きく
なる）、図３の実線Ｐが最適値、Ｐ１線が上限値、Ｐ２
線が下限値である。そして、図３に示すように、前記副
室差圧Ｐが大きくなって前記上限値Ｐ１を超えると失火
が発生し易くなり、また前記副室差圧Ｐが小さくなって
前記下限値Ｐ２よりも小さくなると回転のハンチングが
発生し易くなり、さらに前記副室差圧Ｐが小さくなって
前記下限値Ｐ２よりも小さくなるとＮＯｘ発生量が増大
する。
【００２８】前記のような副室差圧特性の許において、
前記失火検出器２０にて前記ガスエンジン１の燃焼室４
４内における失火の発生が検出されると、該失火検出信
号は前記差圧制御装置１００の失火補正部１７に入力さ
れる。該失火補正部１７においては、失火が阻止される
差圧目標値Ｐ０の補正量つまり差圧目標値Ｐ０を小さく
するような補正量及び該補正量に相当する副室差圧目標
値の失火補正係数ｋ１を算出して前記差圧目標値補正部
１４に入力する。また前記ハンチング検出器２１にて前
記ガスエンジン１における回転のハンチングの発生が検
出されると、該ハンチング検出信号は前記差圧制御装置
１００のハンチング補正部１８に入力される。該ハンチ
ング補正部１８においては、ハンチングが阻止される差
圧目標値Ｐ０の補正量つまり該差圧目標値Ｐ０を大きく
するような補正量及び該補正量に相当する副室差圧目標
値の失火補正係数ｋ２を算出して差圧目標値補正部１４
に入力する。
前記失火検出器２０にて前記ガスエンジン１の燃焼室４
４内における失火の発生が検出されると、該失火検出信
号は前記差圧制御装置１００の失火補正部１７に入力さ
れる。該失火補正部１７においては、失火が阻止される
差圧目標値Ｐ０の補正量つまり差圧目標値Ｐ０を小さく
するような補正量及び該補正量に相当する副室差圧目標
値の失火補正係数ｋ１を算出して前記差圧目標値補正部
１４に入力する。また前記ハンチング検出器２１にて前
記ガスエンジン１における回転のハンチングの発生が検
出されると、該ハンチング検出信号は前記差圧制御装置
１００のハンチング補正部１８に入力される。該ハンチ
ング補正部１８においては、ハンチングが阻止される差
圧目標値Ｐ０の補正量つまり該差圧目標値Ｐ０を大きく
するような補正量及び該補正量に相当する副室差圧目標
値の失火補正係数ｋ２を算出して差圧目標値補正部１４
に入力する。
【００２９】さらに１９はＮＯｘ補正部で、該ガスエン
ジン１におけるエンジン出力及びエンジン回転数に対す
るＮＯｘ排出量許容値が設定されており、前記ＮＯｘ検
出器２２からＮＯｘ発生量の検出信号が入力されると、
該ＮＯｘ補正部１９においては該ＮＯｘ発生量の検出値
と前記ＮＯｘ排出量許容値とを比較し、該ＮＯｘ発生量
検出値がＮＯｘ排出量許容値以内になるような差圧目標
値Ｐ０の補正量つまり差圧目標値Ｐ０を大きくするよう
な補正量及び該補正量に相当する副室差圧目標値のＮＯ
ｘ補正係数ｋ３を算出して前記差圧目標値補正部１４に
入力する。
ジン１におけるエンジン出力及びエンジン回転数に対す
るＮＯｘ排出量許容値が設定されており、前記ＮＯｘ検
出器２２からＮＯｘ発生量の検出信号が入力されると、
該ＮＯｘ補正部１９においては該ＮＯｘ発生量の検出値
と前記ＮＯｘ排出量許容値とを比較し、該ＮＯｘ発生量
検出値がＮＯｘ排出量許容値以内になるような差圧目標
値Ｐ０の補正量つまり差圧目標値Ｐ０を大きくするよう
な補正量及び該補正量に相当する副室差圧目標値のＮＯ
ｘ補正係数ｋ３を算出して前記差圧目標値補正部１４に
入力する。
【００３０】前記差圧目標値補正部１４においては、前
記差圧目標値設定部１３から入力された差圧目標値Ｐ０
を次のようにして補正する。即ち前記失火検出器２０に
て失火が検出されているときには、前記差圧目標値補正
部１４においては前記差圧目標値Ｐ０に前記失火補正係
数ｋ１を乗じた補正差圧目標値ｋ１・Ｐ０を算出して減
算器１５に出力する。また前記ハンチング検出器２１に
てハンチングが検出されているときには、前記差圧目標
値補正部１４においては前記差圧目標値Ｐ０に前記ハン
チング補正係数ｋ１を乗じた補正差圧目標値ｋ２・Ｐ０
を算出して前記減算器１５に出力する。さらに前記ＮＯ
ｘ補正部１９からＮＯｘ発生量検出値がＮＯｘ排出量許
容値を超えているときのＮＯｘ補正係数ｋ３が入力され
たときには、前記差圧目標値補正部１４においては前記
差圧目標値Ｐ０に前記ＮＯｘ補正係数ｋ３を乗じた補正
差圧目標値ｋ３・Ｐ０を算出して前記減算器１５に出力
する。
記差圧目標値設定部１３から入力された差圧目標値Ｐ０
を次のようにして補正する。即ち前記失火検出器２０に
て失火が検出されているときには、前記差圧目標値補正
部１４においては前記差圧目標値Ｐ０に前記失火補正係
数ｋ１を乗じた補正差圧目標値ｋ１・Ｐ０を算出して減
算器１５に出力する。また前記ハンチング検出器２１に
てハンチングが検出されているときには、前記差圧目標
値補正部１４においては前記差圧目標値Ｐ０に前記ハン
チング補正係数ｋ１を乗じた補正差圧目標値ｋ２・Ｐ０
を算出して前記減算器１５に出力する。さらに前記ＮＯ
ｘ補正部１９からＮＯｘ発生量検出値がＮＯｘ排出量許
容値を超えているときのＮＯｘ補正係数ｋ３が入力され
たときには、前記差圧目標値補正部１４においては前記
差圧目標値Ｐ０に前記ＮＯｘ補正係数ｋ３を乗じた補正
差圧目標値ｋ３・Ｐ０を算出して前記減算器１５に出力
する。
【００３１】該減算器１５においては、前記差圧目標値
補正部１４から入力される前記補正差圧目標値ｋ１・Ｐ
０あるいはｋ２・Ｐ０あるいはｋ３・Ｐ０と、前記副室
差圧検出器１０からフイードバックされる前記副室差圧
Ｐの検出値（副室ガス供給管４のガス圧力つまり前記副
室２内のガス圧力と前記給気管３内のガス圧力との差圧
の検出値）との偏差を算出しガス調整弁制御部１６入力
する。該ガス調整弁制御部１６においては、前記減算器
１５から入力された前記補正差圧目標値と副室差圧の検
出値との副室差圧偏差に基づきＰＩＤ（比例、積分、微
分）演算を行って、検出されている副室差圧（Ｐ）が前
記補正差圧目標値（ｋ １・Ｐ０あるいはｋ２・Ｐ０ある
いはｋ３・Ｐ０）になるような前記副室ガス調整弁５の
開度を算出する。
補正部１４から入力される前記補正差圧目標値ｋ１・Ｐ
０あるいはｋ２・Ｐ０あるいはｋ３・Ｐ０と、前記副室
差圧検出器１０からフイードバックされる前記副室差圧
Ｐの検出値（副室ガス供給管４のガス圧力つまり前記副
室２内のガス圧力と前記給気管３内のガス圧力との差圧
の検出値）との偏差を算出しガス調整弁制御部１６入力
する。該ガス調整弁制御部１６においては、前記減算器
１５から入力された前記補正差圧目標値と副室差圧の検
出値との副室差圧偏差に基づきＰＩＤ（比例、積分、微
分）演算を行って、検出されている副室差圧（Ｐ）が前
記補正差圧目標値（ｋ １・Ｐ０あるいはｋ２・Ｐ０ある
いはｋ３・Ｐ０）になるような前記副室ガス調整弁５の
開度を算出する。
【００３２】そして、該ガス調整弁制御部１６において
は、前記副室ガス調整弁５の開度を前記のようにして算
出された開度に調整する。これにより、該副室ガス調整
弁５は前記副室差圧Ｐが前記補正差圧目標値になるよう
なガス通路面積に調整され、前記副室差圧はガスエンジ
ン１の運転状態に適合した副室差圧つまり前記補正差圧
目標値に保持される。
は、前記副室ガス調整弁５の開度を前記のようにして算
出された開度に調整する。これにより、該副室ガス調整
弁５は前記副室差圧Ｐが前記補正差圧目標値になるよう
なガス通路面積に調整され、前記副室差圧はガスエンジ
ン１の運転状態に適合した副室差圧つまり前記補正差圧
目標値に保持される。
【００３３】かかる実施例によれば、副室差圧検出器１
０にて副室差圧即ち副室ガス供給管路４と給気管３との
差圧を検出して差圧制御装置１００にフイードバックす
るとともに、該差圧制御装置１００の差圧目標値設定部
（差圧目標値設定手段）１３にエンジン出力及びエンジ
ン回転数を検出して入力し、該差圧目標値設定部１３に
おいて予め設定されたエンジン出力及びエンジン回転数
と副室差圧との関係の設定値から前記エンジン出力及び
エンジン回転数の検出値に対応する差圧目標値を算出
し、ガス調整弁制御手段を構成する減算器１５において
前記差圧目標値と前記副室差圧検出器１０からフイード
バックされる副室差圧検出値との偏差を算出し、該ガス
調整弁制御手段を構成するガス調整弁制御部において前
記偏差に基づきＰＩＤ（比例、積分、微分）演算を行っ
て前記副室差圧が前記差圧目標値になるような副室ガス
調整弁５の開度を算出して前記副室差圧が前記差圧目標
値になるように該副室ガス調整弁５のガス通路面積を制
御するので、エンジン出力及びエンジン回転数等のエン
ジン運転条件に対応するきめ細かい差圧目標値の設定が
可能となるとともに該エンジン運転条件に追従して前記
差圧目標値を変化させることが可能となり、該副室差圧
を該エンジン運転条件に完全に追従させてきめ細かく調
整することができる。
０にて副室差圧即ち副室ガス供給管路４と給気管３との
差圧を検出して差圧制御装置１００にフイードバックす
るとともに、該差圧制御装置１００の差圧目標値設定部
（差圧目標値設定手段）１３にエンジン出力及びエンジ
ン回転数を検出して入力し、該差圧目標値設定部１３に
おいて予め設定されたエンジン出力及びエンジン回転数
と副室差圧との関係の設定値から前記エンジン出力及び
エンジン回転数の検出値に対応する差圧目標値を算出
し、ガス調整弁制御手段を構成する減算器１５において
前記差圧目標値と前記副室差圧検出器１０からフイード
バックされる副室差圧検出値との偏差を算出し、該ガス
調整弁制御手段を構成するガス調整弁制御部において前
記偏差に基づきＰＩＤ（比例、積分、微分）演算を行っ
て前記副室差圧が前記差圧目標値になるような副室ガス
調整弁５の開度を算出して前記副室差圧が前記差圧目標
値になるように該副室ガス調整弁５のガス通路面積を制
御するので、エンジン出力及びエンジン回転数等のエン
ジン運転条件に対応するきめ細かい差圧目標値の設定が
可能となるとともに該エンジン運転条件に追従して前記
差圧目標値を変化させることが可能となり、該副室差圧
を該エンジン運転条件に完全に追従させてきめ細かく調
整することができる。
【００３４】また前記のようにして設定された差圧目標
値と副室差圧検出器１０からフイードバックされる副室
差圧検出値との偏差に基づき該副室ガス調整弁５のガス
通路面積を制御する副室差圧のフイードバック制御であ
るので、過渡的な副室差圧の変化等の、副室差圧の変化
に迅速に追従した高い応答性で以ってかつ連続的に副室
差圧を制御することが可能となる。
値と副室差圧検出器１０からフイードバックされる副室
差圧検出値との偏差に基づき該副室ガス調整弁５のガス
通路面積を制御する副室差圧のフイードバック制御であ
るので、過渡的な副室差圧の変化等の、副室差圧の変化
に迅速に追従した高い応答性で以ってかつ連続的に副室
差圧を制御することが可能となる。
【００３５】これにより、副室差圧を、燃料ガスのガス
源側元圧の変化や副室ガス供給及び制御機器の応答性に
影響されることなく、エンジン運転条件に適合した高精
度でかつ高い応答性で以って制御することができるとと
もにエンジンの全負荷域で安定した負荷投入性が得られ
る。
源側元圧の変化や副室ガス供給及び制御機器の応答性に
影響されることなく、エンジン運転条件に適合した高精
度でかつ高い応答性で以って制御することができるとと
もにエンジンの全負荷域で安定した負荷投入性が得られ
る。
【００３６】またかかる実施例によれば、ガスエンジン
の失火を検出し、またガスエンジンのハンチングを検出
し、さらにはガスエンジンのＮＯｘ（窒素酸化物）排出
量を検出して差圧目標値補正部（差圧目標値補正手段）
１４に入力し、該差圧目標値補正部１４において前記差
圧目標値を、失火の発生しない差圧値に補正し、あるい
はハンチングの発生しない差圧値に補正し、あるいはＮ
Ｏｘ排出量が該ガスエンジンの運転条件に対応する許容
ＮＯｘ排出量以下になるような差圧値に補正して、この
補正差圧目標値に基づきガス調整弁制御手段を構成する
ガス調整弁制御部１６により副室ガス調整弁５の流量調
整を行うので、ガスエンジン１において失火やハンチン
グの発生があり、あるいはＮＯｘ排出量が許容ＮＯｘ排
出量以上となる事態となっても、かかる事態に迅速に追
従して副室差圧を適正値に調整することが可能となる。
これにより、失火やハンチングの発生が回避されるとと
もにＮＯｘ排出量を許容値以下に保持してガスエンジン
１を安定して運転することができる。
の失火を検出し、またガスエンジンのハンチングを検出
し、さらにはガスエンジンのＮＯｘ（窒素酸化物）排出
量を検出して差圧目標値補正部（差圧目標値補正手段）
１４に入力し、該差圧目標値補正部１４において前記差
圧目標値を、失火の発生しない差圧値に補正し、あるい
はハンチングの発生しない差圧値に補正し、あるいはＮ
Ｏｘ排出量が該ガスエンジンの運転条件に対応する許容
ＮＯｘ排出量以下になるような差圧値に補正して、この
補正差圧目標値に基づきガス調整弁制御手段を構成する
ガス調整弁制御部１６により副室ガス調整弁５の流量調
整を行うので、ガスエンジン１において失火やハンチン
グの発生があり、あるいはＮＯｘ排出量が許容ＮＯｘ排
出量以上となる事態となっても、かかる事態に迅速に追
従して副室差圧を適正値に調整することが可能となる。
これにより、失火やハンチングの発生が回避されるとと
もにＮＯｘ排出量を許容値以下に保持してガスエンジン
１を安定して運転することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、差圧
制御装置において予め設定されたエンジン出力及びエン
ジン回転数と副室差圧との関係の設定値から両者の検出
値に対応する差圧目標値を算出し、該差圧目標値と副室
差圧検出器からフイードバックされる副室差圧検出値と
の偏差を算出して該偏差に基づき前記副室差圧が前記差
圧目標値になるように該副室ガス調整弁のガス通路面積
を制御するので、エンジン出力及びエンジン回転数等の
エンジン運転条件に対応するきめ細かい差圧目標値の設
定が可能となるとともに該エンジン運転条件に追従して
前記差圧目標値を変化させることが可能となり、該副室
差圧を該エンジン運転条件に完全に追従させてきめ細か
く調整することができる。
制御装置において予め設定されたエンジン出力及びエン
ジン回転数と副室差圧との関係の設定値から両者の検出
値に対応する差圧目標値を算出し、該差圧目標値と副室
差圧検出器からフイードバックされる副室差圧検出値と
の偏差を算出して該偏差に基づき前記副室差圧が前記差
圧目標値になるように該副室ガス調整弁のガス通路面積
を制御するので、エンジン出力及びエンジン回転数等の
エンジン運転条件に対応するきめ細かい差圧目標値の設
定が可能となるとともに該エンジン運転条件に追従して
前記差圧目標値を変化させることが可能となり、該副室
差圧を該エンジン運転条件に完全に追従させてきめ細か
く調整することができる。
【００３８】また前記のようにして設定された差圧目標
値と副室差圧検出器からフイードバックされる副室差圧
検出値との偏差に基づき該副室ガス調整弁のガス通路面
積を制御する副室差圧のフイードバック制御であるの
で、過渡的な副室差圧の変化等の、副室差圧の変化に迅
速に追従した高い応答性で以ってかつ連続的に副室差圧
を制御することが可能となる。
値と副室差圧検出器からフイードバックされる副室差圧
検出値との偏差に基づき該副室ガス調整弁のガス通路面
積を制御する副室差圧のフイードバック制御であるの
で、過渡的な副室差圧の変化等の、副室差圧の変化に迅
速に追従した高い応答性で以ってかつ連続的に副室差圧
を制御することが可能となる。
【００３９】これにより、副室差圧を、燃料ガスのガス
源側元圧の変化や副室ガス供給及び制御機器の応答性に
影響されることなく、エンジン運転条件に適合した高精
度でかつ高い応答性で以って制御することができるとと
もに、エンジンの全負荷域で安定した負荷投入性が得ら
れる。
源側元圧の変化や副室ガス供給及び制御機器の応答性に
影響されることなく、エンジン運転条件に適合した高精
度でかつ高い応答性で以って制御することができるとと
もに、エンジンの全負荷域で安定した負荷投入性が得ら
れる。
【００４０】また請求項３ないし５のように構成すれ
ば、ガスエンジンの失火、ハンチング、ＮＯｘ（窒素酸
化物）排出量の検出信号に基づき差圧目標値補正手段に
おいて差圧目標値を、失火の発生しない差圧値に補正
し、あるいはハンチングの発生しない差圧値に補正し、
あるいはＮＯｘ排出量が該ガスエンジンの運転条件に対
応する許容ＮＯｘ排出量以下になるような差圧値に補正
して、この補正差圧目標値に基づき副室ガス調整弁の流
量調整を行うので、ガスエンジンにおいて失火やハンチ
ングの発生があり、あるいはＮＯｘ排出量が許容ＮＯｘ
排出量以上となる事態となっても、かかる事態に迅速に
追従して副室差圧を適正値に調整することが可能とな
る。これにより、失火やハンチングの発生が回避される
とともにＮＯｘ排出量を許容値以下に保持してガスエン
ジンを安定して運転することができる。
ば、ガスエンジンの失火、ハンチング、ＮＯｘ（窒素酸
化物）排出量の検出信号に基づき差圧目標値補正手段に
おいて差圧目標値を、失火の発生しない差圧値に補正
し、あるいはハンチングの発生しない差圧値に補正し、
あるいはＮＯｘ排出量が該ガスエンジンの運転条件に対
応する許容ＮＯｘ排出量以下になるような差圧値に補正
して、この補正差圧目標値に基づき副室ガス調整弁の流
量調整を行うので、ガスエンジンにおいて失火やハンチ
ングの発生があり、あるいはＮＯｘ排出量が許容ＮＯｘ
排出量以上となる事態となっても、かかる事態に迅速に
追従して副室差圧を適正値に調整することが可能とな
る。これにより、失火やハンチングの発生が回避される
とともにＮＯｘ排出量を許容値以下に保持してガスエン
ジンを安定して運転することができる。
【図１】 本発明の実施例に係るガスエンジンの副室差
圧制御装置の全体構成を示すブロック図である。
圧制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 前記実施例における差圧目標値設定線図であ
る。
る。
【図３】 前記実施例における差圧目標値補正線図であ
る。
る。
【図４】 本発明が適用される副室式希薄燃焼ガスエン
ジンの燃焼室近傍の要部断面図である。
ジンの燃焼室近傍の要部断面図である。
１ ガスエンジン ２ 副室 ３ 給気管 ４ 副室ガス供給管 ５ 副室ガス調整弁 １０ 副室差圧検出器 １１ エンジン回転数検出器 １２ エンジン出力検出器 １３ 差圧目標値設定部 １４ 差圧目標値補正部 １５ 減算器 １６ ガス調整弁制御部 １７ 失火補正部 １８ ハンチング補正部 １９ ＮＯｘ補正部 ２０ 失火検出器 ２１ ハンチング検出器 ２２ ＮＯｘ検出器 ４１ 下部副室 ４４ 燃焼室 ０４４ 副室口金 ４５ 副室ガス弁 ４８ 上部副室 ４９ 副室ガス通路 ５０ 点火プラグ １００ 差圧制御装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 ３２８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２８ ３６４ ３６４Ｋ ３６８ ３６８Ｚ Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ Ｖ ３０１ ３０１Ｂ Ｆ０２Ｐ 17/12 Ｆ０２Ｐ 17/00 Ｆ Ｆターム(参考） 3G019 AA07 DB03 DB04 DB05 DB07 DC02 GA05 GA16 3G023 AA01 AB03 AB08 AC03 AC07 AD24 AG02 3G084 AA04 DA10 DA28 EA11 EB12 FA00 FA18 FA21 FA24 FA28 FA33 3G092 AA07 AB06 BB08 DE04 DE09 DG09 EB02 EB03 EC01 FA15 FA17 HA11Z HB01Z HB03X HB03Z HC01Z HC06Z HD04Z HE01Z 3G301 HA16 HA22 JA06 JA23 JA25 LB01 LB06 NA03 NA04 NA05 NA08 ND02 PA17Z PB04Z PB08Z PC02Z PC09Z PD01Z PE01Z
Claims (5)
- 【請求項１】 給気管路にて燃料ガスと空気とが混合さ
れた希薄混合気を該給気管路を通して燃焼室内に導入
し、副室内において副室ガス供給路を通して供給される
着火用燃料ガスと前記燃焼室から副室噴口を通って流入
する前記希薄混合気とを混合して形成される濃混合気に
着火し、この着火火炎を前記副室噴口から燃焼室内に噴
出せしめて該燃焼室内の希薄混合気を完全燃焼するよう
に構成されたガスエンジンにおける副室差圧制御装置に
おいて、前記副室ガス供給路に設けられて該副室ガス供
給路の通路面積を調整する副室ガス調整弁と、前記副室
ガス供給路と給気管路との差圧即ち副室差圧を検出する
副室差圧検出器と、エンジン出力及びエンジン回転数と
前記副室差圧との関係が予め設定されるとともにエンジ
ン出力検出器及びエンジン回転数検出器からエンジン出
力及びエンジン回転数の検出値が夫々入力され前記エン
ジン出力及びエンジン回転数と副室差圧との関係の設定
値から前記エンジン出力及びエンジン回転数の検出値に
対応する差圧目標値を算出する差圧目標値設定手段、及
び前記差圧目標値設定手段から入力される差圧目標値と
前記副室差圧検出器から入力される副室差圧の検出値と
の偏差を算出し該偏差に基づき前記副室差圧が前記差圧
目標値になるように前記副室ガス調整弁の開度を制御す
るガス調整弁制御手段を有する差圧制御装置とを備えた
ことを特徴とするガスエンジンの副室差圧制御装置。 - 【請求項２】 前記ガス調整弁制御手段は、前記差圧目
標値設定手段から入力される差圧目標値と前記副室差圧
検出器から入力される副室差圧の検出値との偏差を算出
する減算部と、該減算部から入力される前記偏差に基づ
きＰＩＤ（比例、積分、微分）演算を行って前記副室差
圧が前記差圧目標値になるような前記副室ガス調整弁の
開度を算出するガス調整弁制御部とを備えてなることを
特徴とする請求項１記載のガスエンジンの副室差圧制御
装置。 - 【請求項３】 前記ガスエンジンの失火を検出する失火
検出器を備え、前記差圧制御装置は、該失火検出器にて
失火が検出されたとき前記差圧目標値設定手段にて算出
された差圧目標値を前記失火の発生しない差圧値に補正
して前記ガス調整弁制御手段に出力する差圧目標値補正
手段を備えてなることを特徴とする請求項１または２記
載のガスエンジンの副室差圧制御装置。 - 【請求項４】 前記ガスエンジンのハンチングを検出す
るハンチング検出器を備え、前記差圧制御装置は、該ハ
ンチング検出器にてハンチングが検出されたとき前記差
圧目標値設定手段にて算出された差圧目標値を前記ハン
チングの発生しない差圧値に補正して前記ガス調整弁制
御手段に出力する差圧目標値補正手段を備えてなること
を特徴とする請求項１または２記載のガスエンジンの副
室差圧制御装置。 - 【請求項５】 前記ガスエンジンにて発生するＮＯｘ
（窒素酸化物）の排出量を検出するＮＯｘ検出器を備
え、前記差圧制御装置は、前記差圧目標値設定手段にて
算出された差圧目標値を前記ＮＯｘ検出器から入力され
るＮＯｘ排出量が該ガスエンジンの運転条件に対応する
許容ＮＯｘ排出量以下になるような差圧値に補正して前
記ガス調整弁制御手段に出力する差圧目標値補正手段を
備えてなることを特徴とする請求項１または２記載のガ
スエンジンの副室差圧制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120812A JP4418124B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | ガスエンジンの副室差圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120812A JP4418124B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | ガスエンジンの副室差圧制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002317664A true JP2002317664A (ja) | 2002-10-31 |
| JP4418124B2 JP4418124B2 (ja) | 2010-02-17 |
Family
ID=18970793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001120812A Expired - Lifetime JP4418124B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | ガスエンジンの副室差圧制御装置 |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007270782A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
| JP2009221937A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
| WO2011077715A1 (ja) | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 川崎重工業株式会社 | ガスエンジンの制御装置及び制御方法 |
| JP2012172657A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 副室式火花点火ガスエンジン |
| WO2015122058A1 (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-20 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジン及びその運転制御方法 |
| JP6047217B1 (ja) * | 2015-11-10 | 2016-12-21 | 川崎重工業株式会社 | ガスエンジン駆動システム |
| JP2018119485A (ja) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | 副室式ガスエンジン |
| US10811850B2 (en) | 2018-09-26 | 2020-10-20 | Denso Corporation | Spark plug of internal combustion engine |
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|---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-04-19 JP JP2001120812A patent/JP4418124B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2009221937A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
| WO2011077715A1 (ja) | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 川崎重工業株式会社 | ガスエンジンの制御装置及び制御方法 |
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| JP2015151959A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジン及びその運転制御方法 |
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| WO2017081966A1 (ja) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 川崎重工業株式会社 | ガスエンジン駆動システム |
| JP2018119485A (ja) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | 副室式ガスエンジン |
| WO2018139491A1 (ja) | 2017-01-26 | 2018-08-02 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | 副室式ガスエンジン |
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|---|---|
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