JP2010106709A - ガスエンジンの電磁弁監視方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスエンジンにおいて、各気筒に設けられた電磁弁からなるガス量調整弁または着火装置の制御電磁弁の少なくとも何れか一方に対して、異常を起こしている電磁弁の特定、および不良原因である信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良、地絡の特定を可能とするエンジンの燃焼制御方法および制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】電磁弁と電源とＯＮおよびＯＦＦを行うスイッチとを結んで気筒毎に個別に回路を構成するとともに、該回路構成中に前記電磁弁の作動を監視する電磁弁作動監視装置２を設け、該電磁弁作動監視装置２によって、エンジンの１サイクル中における着火順序に対応した複数の電磁弁の電流値を計測し、それぞれの気筒に対応する前記電流値の有無および電流波形の大きさの比較によって異常である気筒の電磁弁を特定すると共に、信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良の異常原因を特定可能とすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ガス管から電磁弁からなるガス量調整弁を通して供給される燃料ガスを給気通路内の空気とガスミキサーで予混合し、該予混合ガスを燃焼室に供給するとともに、燃焼室内の予混合ガスを着火燃焼せしめる着火装置の作動を制御する電磁弁を備えたガスエンジンの電磁弁監視方法および監視装置に関するものである。

ガスエンジンの全体構成を図７に示す。シリンダ９内に往復摺動自在に嵌合されたピストン３、該ピストン３の往復動を、コネクチングロッド５を介して回転に変換するクランク軸７を備えている。
また、前記エンジン１は、ピストン３の上面とシリンダ９の内面との間に区画形成される燃焼室１１、該燃焼室１１に接続される給気ポート１３及び給気管１５、該給気ポート１３を開閉する給気弁１７を備え、さらに前記燃焼室１１に接続される排気ポート１９、該排気ポート１９を開閉する排気弁２１を備えて構成されている。

前記給気管１５の途中にはガスミキサー２３が設置され、燃料ガス供給管２５からガス量調整弁２７を通して供給された燃料ガスと図示しない過給機から供給された圧縮空気（過給機を備えない場合は無過給空気）とを該ガスミキサー２３で混合し、この予混合ガスを前記給気ポート１３及び給気弁１７を通して燃焼室１１に供給するようになっている。
また、着火装置２９は、図示しない副室内に軽油、着火用ガス燃料等のパイロット燃料を噴射ノズル３１により噴射して着火燃焼させ、この燃焼火炎を前記燃焼室１１に噴出するパイロット噴射装置で構成されている。

そして、ガス量調整弁２７の開度調整は、エンジン回転数、負荷にエンジン運転状態に応じたガス量になるように燃焼制御装置３３によって制御され、さらに着火タイミングは着火装置２９のパイロット燃料噴射弁３５への通電タイミングおよび通電時間が運転状態に応じて適切な時期になるように燃焼制御装置３３によって制御される。

また、燃焼室１１内における高温部分または堆積未燃カーボン、剥離カーボン等の表面着火による過早着火及び混合気濃度の不均一等による自発火、ノッキングの発生を確実に検知して速やかに対応処置を行うとともに、燃焼室内の最大圧力すなわち筒内最大圧力の過大な上昇や異常な低下を確実に検知して、速やかに対応処置を施すように燃焼室内における燃焼状態を検知、診断する燃焼診断装置３７が設置されて、燃焼状態が監視され、診断結果に基づいて燃焼制御装置３３によってガス量調整弁２７およびパイロット燃料噴射弁３５をさらに制御するように構成されている。

また、各気筒の燃焼室１１には、筒内圧力センサ３９が設置され、燃焼診断装置３７に、各筒内圧力センサ３９により検出された筒内圧力検出値が入力される。
さらに、クランク角センサ４１によって検出されたエンジン１のクランク角の検出値、および、カム軸トップ位置センサ４３によって検出されたカム軸トップ位置の検出信号が入力される。

しかし、前記燃焼制御装置３３がガス量調整弁２７およびパイロット燃料噴射弁３５へ制御信号を出力しても、電磁弁、または電磁アクチュエータから構成されるガス量調整弁２７およびパイロット燃料噴射弁３５が故障している場合、あるいはその駆動回路に電気的に異常がある場合には適切な制御が実施されず、燃焼診断装置の結果が反映されないと共に、運転状態に応じた適切なエンジンの燃焼制御ができない問題があり、これら電磁弁の作動状態を常時監視する必要があった。

一方、電磁弁の異常診断装置としては、種々の提案がされており、例えば、特許文献１（特開２００７−１３８８５１号公報）のような技術が知られている。この特許文献１には、全開と全閉信号を例えば０．５秒間隔で与えて、「カチ、カチ、カチ」という衝突音を聞くことによって固着されているか正常かを診断する。
また、特許文献２（特開２０００−１６１５３２号公報）には、電磁弁にかかる電圧をモニタして、モニタ電圧を所定の閾値電圧と比較することによって正常に作動するかを判定している。

特開２００７−１３８８５１号公報 特開２０００−１６１５３２号公報

しかし、前記特許文献１の技術においては、衝突音を聴感で判断するため、確認者の経験と感覚に頼らざるを得ないため、確実に固着を判断できない問題があり、さらに確認者が電磁弁の近くに行き作動音を聞き取らなくてはならず、確認操作が煩雑となる。さらに、電磁弁の固着以外の駆動回路の電気的な異常については判断できない。
また、特許文献２の技術のように電磁弁への作動電圧を監視して正常に作動するか否かを判断する方法では、特定された電磁弁の監視は可能であるが、複数の電磁弁の中から異常の電磁弁を特定したり、異常の原因を電磁弁自体の故障を含めて、その電磁弁を駆動する駆動回路の断線等を把握するには不十分である。

そこで、本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、電磁弁からなるガス量調整弁を通して供給される燃料ガスを給気通路内の空気とガスミキサーで予混合し、該予混合ガスを燃焼室に供給するとともに、燃焼室内の予混合ガスを着火燃焼せしめる着火装置の作動を制御する電磁弁を備えたガスエンジンにおいて、各気筒に設けられた前記ガス量調整弁または着火装置の電磁弁の少なくとも何れか一方に対して、各気筒に対応する電磁弁の電流値の有無、および電流波形の大きさの他の気筒の電磁弁との比較によって、異常を起こしている電磁弁の特定、および不良原因である信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良、地絡の特定を可能とするエンジンの燃焼制御方法および制御装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、第１発明は、電磁弁からなるガス量調整弁を通して供給される燃料ガスを給気通路内の空気とガスミキサーで予混合し、該予混合ガスを燃焼室に供給するとともに、燃焼室内の予混合ガスを着火燃焼せしめる着火装置の作動を制御する電磁弁を備えたガスエンジンの電磁弁監視方法において、気筒毎に設けられた前記ガス量調整弁または着火装置の少なくとも何れか一方の電磁弁に対して、該電磁弁と電源とＯＮおよびＯＦＦを行うスイッチとを結んで気筒毎に個別に回路を構成するとともに、該回路構成中に前記電磁弁の作動を監視する電磁弁作動監視装置を設け、該電磁弁作動監視装置によって、エンジンの１サイクル中における着火順序に対応した複数の電磁弁の電流値を計測し、それぞれの気筒に対応する前記電流値の有無および電流波形の大きさの比較によって異常である気筒の電磁弁を特定すると共に、信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良の異常原因を特定可能とすることを特徴とする。

また、第２発明は、前記第１発明を実施するための装置発明であり、電磁弁からなるガス量調整弁を通して供給される燃料ガスを給気通路内の空気とガスミキサーで予混合し、該予混合ガスを燃焼室に供給するとともに、燃焼室内の予混合ガスを着火燃焼せしめる着火装置の作動を制御する電磁弁を備えたガスエンジンの電磁弁の作動監視装置において、気筒毎に設けられた前記ガス量調整弁または着火装置の少なくとも何れか一方の電磁弁に対して、該電磁弁と電源とＯＮおよびＯＦＦを行うスイッチとを結んで気筒毎に個別に回路を構成し、該回路構成中に前記電磁弁の作動を監視する電磁弁作動監視装置を設け、該電磁弁作動監視装置は、エンジンの１サイクル中における着火順序に対応した複数の電磁弁の電流値を計測し、それぞれの気筒に対応する前記電流値の有無および電流波形の大きさの比較によって異常である気筒の電磁弁を特定すると共に、信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良の異常原因を特定する電流監視手段を備えることを特徴とする。

係る第１発明および第２発明によれば、ガスエンジンの複数気筒にそれぞれ設けられているガス量調整弁または噴射装置の電磁弁の異常を、電磁弁の電流値を計測し、電流値の有無および電流波形の大きさの他の気筒の電磁弁との比較によって信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良による故障の原因を特定することができ、異常原因に対し早期解決が可能となる。
また、電磁弁の不作動の原因を電気的に側面から把握することができるようになるため、燃焼診断装置において失火等の異常に対して、原因の絞り込みが容易となる。

また、第１発明において、好ましくは、１サイクル中において着火順序の位置に前記電流波形が存在しない場合には、該着火順序に位置する電磁弁に対する信号線の断線と判定するとよい。
かかる構成によって、異常を起こしている気筒が特定でき、その電磁弁に対する断線が生じていることが判定可能となり、特定の気筒の電磁弁に対するケーブルの配索を点検する等の対応策が迅速にとれる。

また、第１発明において、好ましくは、通電電流値が他の気筒の電磁弁の通電電流値より小さい場合には、該電磁弁本体の不良または接触不良であると判定するとよい。
他の気筒の電磁弁の通電電流値より小さい場合には、その気筒の電磁弁が、電磁弁本体の不良であるか、その電磁弁に対するケーブルの接触不良が生じていることが言える。従って、この場合には、その不良と判断された電磁弁の交換や、さらに、その電磁弁へのケーブルの接続の点検を行う対応策が迅速にとれる。

また、第１発明において、好ましくは、電磁弁作動監視装置の対地電圧をさらに監視し、該対地電圧がゼロであることを検出したときには地絡であると判定するとよい。
かかる構成によれば、電磁弁作動監視装置の対地電圧を監視して、ゼロになった場合には、共通線が地絡したものと判定できるので、早期対策が可能となる。

また、第１発明において、好ましくは、電磁弁作動監視装置の対地電圧をさらに監視し、前記対地電圧は正常であるが全ての電磁弁の電流値がゼロである場合には、共通線の断線であると判定するとよい。
かかる構成によれば、電磁弁作動監視装置の対地電圧をさらに監視し、対地電圧は正常であるが全ての電磁弁の電流値がゼロである場合には、共通線の断線であると判定することによって、共通線の断線を的確に把握でき、早期対策が可能となる。

本発明によれば、電磁弁からなるガス量調整弁を通して供給される燃料ガスを給気通路内の空気とガスミキサーで予混合し、該予混合ガスを燃焼室に供給するとともに、燃焼室内の予混合ガスを着火燃焼せしめる着火装置の作動を制御する電磁弁を備えたガスエンジンにおいて、各気筒に設けられた前記ガス量調整弁または着火装置の電磁弁の少なくとも何れか一方に対して、各気筒に対応する電磁弁の電流値の有無、および電流波形の大きさの他の気筒の電磁弁との比較によって、異常を起こしている電磁弁の特定、および不良原因である信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良、地絡の特定を可能とするエンジンの燃焼制御方法および制御装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明の実施形態に係るエンジン（ガスエンジン）１の電磁弁作動監視装置２の全体構成を示す構成図である。
図１において、シリンダ９内に往復摺動自在に嵌合されたピストン３、該ピストン３の往復動を、コネクチングロッド５を介して回転に変換するクランク軸７を備えている。
また、前記エンジン１は、ピストン３の上面とシリンダ９の内面との間に区画形成される燃焼室１１、該燃焼室１１に接続される給気ポート１３及び給気管１５、該給気ポート１３を開閉する給気弁１７を備え、さらに前記燃焼室１１に接続される排気ポート１９、該排気ポート１９を開閉する排気弁２１を備えて構成されている。

前記給気管１５の途中にはガスミキサー２３が設置され、燃料ガス供給管２５からガス量調整弁２７を通して供給された燃料ガスと図示しない過給機から供給された圧縮空気（過給機を備えない場合は無過給空気）とを該ガスミキサー２３で混合し、この予混合ガスを前記給気ポート１３及び給気弁１７を通して燃焼室１１に供給するようになっている。
また、着火装置２９は、図示しない副室内に軽油、着火用ガス燃料等のパイロット燃料を噴射ノズル３１により噴射して着火燃焼させ、この燃焼火炎を前記燃焼室１１に噴出するパイロット噴射装置で構成されている。

また、各気筒の燃焼室１１には、筒内圧力センサ３９が設置され、燃焼診断装置３７に、各筒内圧力センサ３９により検出された筒内圧力検出値が入力される。
さらに、クランク軸歯車４５に対向配置されたクランク角センサ４１によって検出されたエンジン１のクランク角の検出値、および、カム軸原点検出端４７に対向配置されたカム軸トップ位置センサ４３によって検出されたカム軸トップ位置の検出信号が入力される。

そして、ガス量調整弁２７の開度調整は、エンジン回転数、負荷にエンジン運転状態に応じたガス量になるように燃焼制御装置３３によって制御され、さらに着火タイミングは着火装置２９のパイロット燃料噴射弁３５への通電タイミングおよび通電時間が運転状態に応じて適切な時期になるように燃焼制御装置３３によって制御される。

また、燃焼室１１内における高温部分または堆積未燃カーボン、剥離カーボン等の表面着火による過早着火及び混合気濃度の不均一等による自発火、ノッキングの発生を確実に検知して速やかに対応処置を行うとともに、燃焼室内の最大圧力すなわち筒内最大圧力の過大な上昇や異常な低下を確実に検知して、速やかに対応処置を施すように燃焼室内における燃焼状態を検知、診断する燃焼診断装置３７が設置されて、燃焼状態が監視され、診断結果に基づいて燃焼制御装置３３によってガス量調整弁２７およびパイロット燃料噴射弁３５をさらに制御するように構成されている。

また、ガス量調整弁２７およびパイロット燃料噴射弁３５のそれぞれには、電磁弁作動監視装置２が接続されて、これら電磁弁の異常の発生を監視している。この電磁弁作動監視装置２は、図２に示すように複数の電磁弁Ｃ１〜ＣＮに対する１本の共通線と、電源５０と、ＯＮおよびＯＦＦを行うスイッチ５２とを結んで個別の回路を形成し、前記共通線に電流検出器５４を設置している。そして、電磁弁作動監視装置２には電流監視手段５６、電圧監視手段５８を備え、電流監視手段５６は、電流検出器５４によって検出される電流値を監視し、電圧監視手段５８は、電磁弁に供給する電源の対地電圧を電圧計６０によって計測して電圧値を監視している。
また、図２とは別の回路構成を図３に示す。この図３の回路構成では、共通線が存在せず、電磁弁Ｃ１〜ＣＮに対して、個々に電流検出器６２を設置して構成している。

以上のように構成された電磁弁作動監視装置２による異常検出について説明する。
カム軸トップ位置センサ４３によって検出されたカム軸トップ位置の検出信号が入力される間隔は、エンジン１の１サイクル、即ちクランク軸２回転分の角度間隔で検出される。その間隔はエンジンの回転数に応じて短くなり、その間隔区をエンジンの気筒数で内分される時間間隔内で、各気筒の電磁弁Ｃ１〜ＣＮが作動することになる。

図５は、各気筒の電磁弁からなるガス量調整弁２７に流れる電流波形を着火順に沿って示したものである。
カム軸トップ位置Ｐ１とＰ２との間のＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…の時間内に着火順に従って、Ｃ１、Ｃ２、…の電磁弁に流れる電流波形を、時間的変化によって示すことができる。電磁弁は気筒数分存在するが、各気筒の着火タイミングはクランク軸のなす角によってずれているため、同時に作動することはなく、決まった順序で移っていくので、この気筒毎の電磁弁の電流値の変化によって、特定気筒の電磁弁の異常状態を把握することができる。

図５に示す電流波形は、それぞれの電磁弁においてｔ１、ｔ２、ｔ３、…の時点で立ち上がり、初めのプルアップタイムＴ_Ｐと、その後のホールドタイムＴ_ｈとから構成されている。初めのプルアップタイムＴ_Ｐで応答性を高めるために高電流値を流し、その後は作動を維持するために低電流値である。そしてこのプルアップタイムＴ_Ｐと、その後のホールドタイムＴ_ｈとの間、電磁弁が開作動している状態を示している。従って、立ち上がり点のｔ１、ｔ２、ｔ３、…がＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…の時間内あれば電磁弁がどの気筒のものか分かる。

不良原因の特定のために、例えば、図４に×印で示す個所に不良が発生した場合について説明する。
不良ａの場合、電磁弁Ｃ２への線が断線の場合には、図５の不良ａの点線で示すようにＩ２だけ、電流が検出されないことによって判定できる。
不良ｂの場合、電磁弁Ｃ３の本体が不良、電磁弁に対する導線の接触不良の場合には、図５の不良ｂで示すように、通電電流が他の気筒の電磁弁より低下していることによって判定できる。
不良ｃの場合、共通線が地絡した場合には、図５には示されないが、対地電圧が一定時間に渡って０Ｖになることによって判定できる。
不良ｄの場合、共通線が（瞬時）断線した場合には、図５には示されないが、対地電圧は一定異常で正常であるが、全気筒への全流が流れないことによって判定できる。すなわち、図５の電流波形が全て得られないことで判定できる。

以上のように、不良個所、即ち原因の違いによって、表れる電流波形がそれぞれことなるため、電圧の検出値の変化も含めて、異常原因の特定を容易且つ確実に行うことができる。

次に、電磁弁作動監視装置２の制御フローについて図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳ１で開始すると、ステップＳ２でカム軸トップ位置の検出信号を検知したかを判定して、検知したらステップＳ３でカム軸トップ位置のカウンタＣを初期値ゼロにリセットする。ステップＳ４で、カム軸トップ位置の検出信号を再検知したかを判定し、再度検知していればステップＳ５で、カム軸トップ位置信号間の経過時間Ｔは一定時間範囲内かを判定する。
すなわち、エンジンが停止するような極低速での運転や、回転変動を伴って運転されているようなことなく通常の運転回転数範囲内であるかを判定する。そして、Ｓ６でカム軸トップ位置のカウンタＣをインクリメントし、経過時間ｔを初期設定してゼロにリセットする。

次に、ステップＳ７でカム軸トップ位置信号間の経過時間Ｔから、各気筒に対する区切りの時間Ｔ１、Ｔ２、…を比率から算出する。ステップＳ８で、気筒番号Ｋをゼロリセットし、ステップＳ９で、気筒Ｋの順番に電流データが得られたかを判定し、ステップＳ１０で次の気筒の気筒番号に設定する。

そして、ステップＳ１１で、電磁弁作動監視装置２の対地電圧Ｖが規定値Ｖ_ｂ以上かどうかを判定し、以上であれば、正常と判定しステップＳ１３に進み、対地電圧Ｖが規定値Ｖ_ｂ未満であれば、ステップＳ１２で地絡が生じていると判定する。このステップ１２では地絡が生じたときのカム軸トップカウンタＣ、気筒番号Ｋ、電磁弁電流Ｉ、電磁弁電圧Ｖを情報として監視結果記録手段６５に記憶する。また、このステップＳ１２によって判定される異常は図４、５で説明した不良ｃに相当する。

次に、ステップＳ１３で、電流が流れているかを判定し、流れていれば正常と判定して、次のステップＳ１５へ進み、流れていなければステップＳ１４で気筒番号Ｋの電磁弁に対するケーブルが断線していると判定する。このステップ１４で断線と判定したときのカム軸トップカウンタＣ、気筒番号Ｋ、電磁弁電流Ｉ、電磁弁電圧Ｖを情報として監視結果記録手段６５に記憶する。このステップＳ１４によって判定される異常は図４、５で説明した不良ａ、ｄに相当する。

また、ステップＳ１５においては、前サイクルの各気筒電磁弁の電流値から規定範囲の電流値Ｉ_ａ、Ｉ_ｂを算出する。このＩ_ａ、Ｉ_ｂの算出方法は、前サイクルの各気筒電磁弁の電流値のうち、最大値、最小値を除く値の平均値Ｉ_ａｖｇを求め、その平均値Ｉ_ａｖｇに対して許容値としてα、βを加算、減算して算出する。即ち、Ｉ_ａ＝Ｉ_ａｖｇ−α、Ｉ_ｂ＝Ｉ_ａｖｇ＋βとなる。

その後、ステップＳ１６で、この設定された規定範囲の電流値Ｉ_ａ、Ｉ_ｂが、電磁弁の作動に支障を来す電流範囲（電磁弁が十分に作動しない範囲）かどうかを判定する。支障を来す範囲であれば、ステップＳ１７に進んで、ステップＳ１５で設定された規定範囲の電流値Ｉ_ａ、Ｉ_ｂは用いずに、前々サイクルの規定範囲の電流値を用いる。支障を来たさず、十分作動を確保できる電流範囲であれば、ステップＳ１８で、その規定範囲の電流値Ｉ_ａ、Ｉ_ｂと、今回の電磁弁の電流Ｉとを比較して、Ｉ_ａ≦Ｉ≦Ｉ_ｂを満たすか否かを判定する。

そして、満たす場合には、ステップＳ２０へ進んで、全気筒数検出したかどうかを判定して、全気筒数検出していれば、ステップＳ２１で終了し、全気筒数検出していなければ、ステップＳ４に戻って繰り返す。ステップＳ２０で、Ｉ_ａ≦Ｉ≦Ｉ_ｂの関係を満たさない場合には、当該気筒の電磁弁の通電異常、例えば接触不良であるか、電磁弁本体の不良であると判定する。このステップ２０で電磁弁の通電異常または電磁弁本体の不良と判定したときのカム軸トップカウンタＣ、気筒番号Ｋ、電磁弁電流Ｉ、電磁弁電圧Ｖを情報として監視結果記録手段６５に記憶する。このステップＳ１９によって判定される異常は図４、５で説明した不良ｂに相当する。

以上のように、本実施形態によれば、ステップＳ１４のように着火順序の気筒Ｋの電磁弁に電流波形が存在しない場合、即ち電流Ｉが流れていない場合には、電磁弁に対する信号線の断線と判定することができるため、異常を起こしている気筒が特定でき、その電磁弁に対する断線が生じていることが判定可能となり、特定の気筒の電磁弁に対するケーブルの配索を点検する等の対応策が迅速にとれる。

また、ステップＳ１９のように通電電流値が他の気筒の電磁弁の通電電流値より小さい場合、すなわち、規定の電流範囲内に存在しない場合には、該電磁弁本体の不良または接触不良であると判定できるため、その不良と判断された電磁弁の交換や、さらに、その電磁弁へのケーブルの接続の点検を行う等の対応策が迅速にとれる。

また、ステップＳ１２のように、電磁弁作動監視装置２の対地電圧を電圧監視手段５８によってさらに監視し、該対地電圧がゼロであることを検出したときには地絡であると判定できるため、早期対策が可能となる。

また、ステップＳ１４のように、電磁弁作動監視装置２の対地電圧を電圧監視手段５８によってさらに監視し、対地電圧は正常であるが全ての電磁弁の電流値がゼロである場合には、共通線の断線であると判定できるので、共通線の断線を的確に把握でき、早期対策が可能となる。

さらに、電磁弁Ｃ１、Ｃ２、…の不作動の原因を電気的に側面から把握することができるようになるため、燃焼診断装置３７において失火等の異常に対して、原因の絞り込みが容易となる。すなわち、失火状態にあると燃焼診断装置３７において判定した場合、電磁弁作動監視装置２の監視結果によって原因を特定できるため、故障に対する対応を迅速且つ的確にとれ、不安定な燃焼状態での運転を回避できると共に、低コストで且つ効率的に解消することが可能になる。

本発明によれば、電磁弁からなるガス量調整弁を通して供給される燃料ガスを給気通路内の空気とガスミキサーで予混合し、該予混合ガスを燃焼室に供給するとともに、燃焼室内の予混合ガスを着火燃焼せしめる着火装置の作動を制御する電磁弁を備えたガスエンジンにおいて、各気筒に設けられた前記ガス量調整弁または着火装置の電磁弁の少なくとも何れか一方に対して、各気筒に対応する電磁弁の電流値の有無、および電流波形の大きさの他の気筒の電磁弁との比較によって、異常を起こしている電磁弁の特定、および不良原因である信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良、地絡の特定を可能とするので、ガスエンジンの燃焼制御方法および制御装置への適用に際して有益である。

本発明の実施形態にかかるガスエンジンの電磁弁作動監視装置の全体構成図である。 電磁弁作動監視装置が組み込まれた回路構成図である。 電磁弁作動監視装置が組み込まれた他の例を示す回路構成図である。 不良個所の具体的例を示す図２対応説明図である。 各気筒の電磁弁に流れる電流波形を着火順に沿って示したものである。 電磁弁作動監視装置の制御フローチャートを示す。 従来のガスエンジン全体構成の概要を示す説明図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 電磁弁作動監視装置
１１ 燃焼室
２５ 燃料ガス供給管
２７ ガス量調整弁
２９ 着火装置
３３ 燃焼制御装置
３５ パイロット燃料噴射弁
３７ 燃焼診断装置
３９ 筒内圧力センサ
４１ クランク角センサ
４３ カム軸トップ位置センサ
５６ 電流監視手段
５８ 電圧監視手段

Claims (6)

1. 電磁弁からなるガス量調整弁を通して供給される燃料ガスを給気通路内の空気とガスミキサーで予混合し、該予混合ガスを燃焼室に供給するとともに、燃焼室内の予混合ガスを着火燃焼せしめる着火装置の作動を制御する電磁弁を備えたガスエンジンの電磁弁監視方法において、
   気筒毎に設けられた前記ガス量調整弁または着火装置の少なくとも何れか一方の電磁弁に対して、該電磁弁と電源とＯＮおよびＯＦＦを行うスイッチとを結んで気筒毎に個別に回路を構成するとともに、該回路構成中に前記電磁弁の作動を監視する電磁弁作動監視装置を設け、該電磁弁作動監視装置によって、エンジンの１サイクル中における着火順序に対応した複数の電磁弁の電流値を計測し、それぞれの気筒に対応する前記電流値の有無および電流波形の大きさの比較によって異常である気筒の電磁弁を特定すると共に、信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良の異常原因を特定可能とすることを特徴とするガスエンジンの電磁弁監視方法。
2. １サイクル中において着火順序の位置に前記電流波形が存在しない場合には、該着火順序に位置する電磁弁に対する信号線の断線と判定することを特徴とする請求項１記載のガスエンジンの電磁弁監視方法。
3. 通電電流値が他の気筒の電磁弁の通電電流値より小さい場合には、該電磁弁本体の不良または接触不良であると判定することを特徴とする請求項１記載のガスエンジンの電磁弁監視方法。
4. 電磁弁作動監視装置の対地電圧をさらに監視し、該対地電圧がゼロであることを検出したときには地絡であると判定することを特徴とする請求項１記載のガスエンジンの電磁弁監視方法。
5. 電磁弁作動監視装置の対地電圧をさらに監視し、前記対地電圧は正常であるが全ての電磁弁の電流値がゼロである場合には、共通線の断線であると判定することを特徴とする請求項１記載のガスエンジンの電磁弁監視方法。
6. 電磁弁からなるガス量調整弁を通して供給される燃料ガスを給気通路内の空気とガスミキサーで予混合し、該予混合ガスを燃焼室に供給するとともに、燃焼室内の予混合ガスを着火燃焼せしめる着火装置の作動を制御する電磁弁を備えたガスエンジンの電磁弁の作動監視装置において、
   気筒毎に設けられた前記ガス量調整弁または着火装置の少なくとも何れか一方の電磁弁に対して、該電磁弁と電源とＯＮおよびＯＦＦを行うスイッチとを結んで気筒毎に個別に回路を構成し、該回路構成中に前記電磁弁の作動を監視する電磁弁作動監視装置を設け、該電磁弁作動監視装置は、エンジンの１サイクル中における着火順序に対応した複数の電磁弁の電流値を計測し、それぞれの気筒に対応する前記電流値の有無および電流波形の大きさの比較によって異常である気筒の電磁弁を特定すると共に、信号線の断線、電磁弁本体の不良、接触不良の異常原因を特定する電流監視手段を備えることを特徴とするガスエンジンに用いられる電磁弁の作動監視装置。

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