JP2015086734A - Auxiliary chamber type gas engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an auxiliary chamber type gas engine capable of preventing the deterioration of fuel consumption even when fuel gas having different composition is supplied.SOLUTION: An auxiliary chamber type gas engine 100 is equipped with an ECU 50 which sets a fuel injection amount map for deciding a command fuel injection amount Q to engine speed Ne and an engine load Ac, and a target air supply manifold pressure map for deciding a target air supply manifold pressure Pim to the engine speed Ne and the engine load Ac. The ECU 50 corrects the target air supply manifold pressure Pim of the target air supply manifold pressure map when large fuel injection amount is required as compared with the command fuel injection amount Q decided to the engine speed Ne and the engine load Ac.

Description

本発明は、副室式ガスエンジンの技術に関する。   The present invention relates to a technology of a sub-chamber type gas engine.

ガスエンジンは、空気と燃料ガスとの混合気を燃料として駆動するエンジンとして公知である。また、ガスエンジンの一形式として副室式ガスエンジンも公知である。副室式ガスエンジンは、シリンダヘッドに設けられた副室内に燃料の噴射を行う形式のガスエンジンである（例えば、特許文献１）   A gas engine is known as an engine that is driven by using a mixture of air and fuel gas as fuel. A sub-chamber gas engine is also known as a type of gas engine. A sub-chamber gas engine is a gas engine of a type that injects fuel into a sub-chamber provided in a cylinder head (for example, Patent Document 1).

副室式ガスエンジンでは、燃料ガスとして、主に、都市ガス（１３Ａ等）が使用される。しかし、海外で使用される副室式ガスエンジンでは、組成の異なる燃料ガスが供給される場合がある。組成の異なる燃料ガスは、都市ガス（１３Ａ等）と比較して発熱量が低い。そのため、副室式ガスエンジンでは、組成の異なる燃料ガスが供給されると、燃料消費が悪化することになる。   In the sub-chamber gas engine, city gas (such as 13A) is mainly used as fuel gas. However, in a sub-chamber type gas engine used overseas, fuel gas having a different composition may be supplied. Fuel gas having a different composition has a lower calorific value than city gas (such as 13A). Therefore, in the sub-chamber type gas engine, when fuel gas having a different composition is supplied, fuel consumption is deteriorated.

特開２０１３−１８５５１５号公報JP 2013-185515 A

本発明の解決しようとする課題は、組成の異なる燃料ガスを供給された場合であっても燃料消費の悪化を防止することができる副室式ガスエンジンを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a sub-chamber gas engine that can prevent deterioration of fuel consumption even when fuel gases having different compositions are supplied.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、エンジン回転数及びエンジン負荷より燃料流量及び空気流量を決定する制御手段を備える副室式ガスエンジンであって、前記制御手段は、決定された燃料流量より燃料流量が多く必要な場合には、決定された空気流量が小さくなるように補正するものである。   That is, in claim 1, a sub-chamber type gas engine having a control means for determining a fuel flow rate and an air flow rate from an engine speed and an engine load, wherein the control means has a fuel flow rate higher than the determined fuel flow rate. When a large amount is necessary, the determined air flow rate is corrected to be small.

請求項２においては、請求項１記載の副室式ガスエンジンであって、前記制御手段は、エンジン回転数及びエンジン負荷より副室燃料流量を決定し、決定された燃料流量より燃料流量が多く必要な場合には、決定された副室燃料流量が大きくなるように補正するものである。   According to a second aspect of the present invention, in the sub-chamber gas engine according to the first aspect, the control means determines the sub-chamber fuel flow rate from the engine speed and the engine load, and the fuel flow rate is higher than the determined fuel flow rate. If necessary, correction is made so that the determined sub-chamber fuel flow rate becomes large.

請求項３においては、請求項１記載の副室式ガスエンジンであって、前記制御手段は、エンジン回転数及びエンジン負荷に対して指令燃料噴射量を決定する燃料噴射量マップと、エンジン回転数及びエンジン負荷に対して目標給気マニホールド圧力を決定する目標給気マニホールド圧力マップと、が設定され、エンジン回転数及びエンジン負荷に対して決定される指令燃料噴射量と比較して燃料噴射量が多く必要な場合には、前記目標給気マニホールド圧力マップの目標給気マニホールド圧力が小さくなるように補正するものである。   According to a third aspect of the present invention, in the sub-chamber gas engine according to the first aspect, the control means includes a fuel injection amount map for determining a command fuel injection amount with respect to the engine speed and the engine load, and an engine speed. And a target air supply manifold pressure map for determining a target air supply manifold pressure for the engine load, and the fuel injection amount is compared with the command fuel injection amount determined for the engine speed and the engine load. When a large amount is required, correction is made so that the target air supply manifold pressure in the target air supply manifold pressure map becomes smaller.

請求項４においては、請求項３記載の副室式ガスエンジンであって、前記制御手段は、エンジン回転数及びエンジン負荷に対して目標副室燃料ガス圧力を決定する目標副室燃料ガス圧力が設定され、エンジン回転数及びエンジン負荷に対して決定される指令燃料噴射量と比較して燃料噴射量が多く必要な場合には、前記目標副室燃料ガス圧力マップの目標副室燃料ガス圧力が大きくなるように補正するものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the sub-chamber type gas engine according to the third aspect, the control means has a target sub-chamber fuel gas pressure for determining a target sub-chamber fuel gas pressure with respect to the engine speed and the engine load. If the fuel injection amount is larger than the command fuel injection amount that is set and determined for the engine speed and engine load, the target sub-chamber fuel gas pressure in the target sub-chamber fuel gas pressure map is It corrects so that it may become large.

請求項５においては、請求項３又は４に記載の副室式ガスエンジンであって、前記燃料噴射量マップは、少なくとも、燃料圧力、燃料温度又は潤滑油温度に基づいて指令燃料噴射量を補正するものである。   The sub-chamber type gas engine according to claim 3 or 4, wherein the fuel injection amount map corrects the command fuel injection amount based on at least the fuel pressure, the fuel temperature, or the lubricating oil temperature. To do.

本発明の副室式ガスエンジンによれば、組成の異なる燃料ガスを供給された場合であっても燃料消費の悪化を防止することができる。   According to the sub-chamber gas engine of the present invention, it is possible to prevent deterioration of fuel consumption even when fuel gases having different compositions are supplied.

副室式ガスエンジンの構成を示した模式図。The schematic diagram which showed the structure of the subchamber type gas engine. 同じくシリンダヘッドの構成を示した模式図。The schematic diagram which similarly showed the structure of the cylinder head. 燃料噴射量マップ補正制御のイメージを示す模式図。The schematic diagram which shows the image of fuel injection amount map correction | amendment control. 目標給気マニホールド圧力マップ補正制御の流れを示すフロー図。The flowchart which shows the flow of target air supply manifold pressure map correction | amendment control. 別の目標給気マニホールド圧力マップ補正制御の流れを示すフロー図。The flowchart which shows the flow of another target air supply manifold pressure map correction | amendment control. 目標副室燃料ガス圧力マップ補正制御の流れを示すフロー図。The flowchart which shows the flow of target subchamber fuel gas pressure map correction | amendment control. 電気推進船の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of an electric propulsion ship.

図１を用いて、副室式ガスエンジン１００の構成について説明する。
なお、図１では、副室式ガスエンジン１００の構成を模式的に表している。 The configuration of the sub-chamber gas engine 100 will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, the configuration of the sub-chamber gas engine 100 is schematically shown.

副室式ガスエンジン１００は、本発明の副室式ガスエンジンに係る実施形態である。副室式ガスエンジン１００は、ガスを燃料として駆動するエンジンであって、シリンダヘッド７０に設けられた副室Ｆに燃料の噴射を行う形式のガスエンジンである（図２参照）。   The sub chamber type gas engine 100 is an embodiment according to the sub chamber type gas engine of the present invention. The sub-chamber gas engine 100 is an engine that drives gas as fuel, and is a gas engine that injects fuel into the sub-chamber F provided in the cylinder head 70 (see FIG. 2).

副室式ガスエンジン１００は、エンジン本体１０と、給気系統２０と、排気系統３０と、制御手段としてのＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５０と、を具備している。   The sub-chamber gas engine 100 includes an engine main body 10, an air supply system 20, an exhaust system 30, and an ECU (Engine Control Unit) 50 as control means.

エンジン本体１０は、６つの気筒１１・・・・１１を具備している。気筒１１・・・・１１は、給気マニホールド２１と給気ポート２２・・・・２２によって連通され、排気マニホールド３１と排気ポート３２・・・・３２によって連通されている。給気ポート２２・・・・２２には、ガスインジェクタ４２・・・・４２が設けられている。   The engine main body 10 includes six cylinders 11. The cylinders 11... 11 communicate with each other through an air supply manifold 21 and air supply ports 22... 22, and communicate with each other through an exhaust manifold 31 and exhaust ports 32. Gas supply ports 22... 22 are provided with gas injectors 42.

給気系統２０は、給気マニホールド２１と、インタークーラ２３と、メインスロットル２４と、コンプレッサ２５と、バイパススロットル２６と、を具備している。給気系統２０では、給気マニホールド２１から空気の流れの上流側に向かって、インタークーラ２３と、メインスロットル２４と、コンプレッサ２５と、が順に配置されている。バイパススロットル２６は、コンプレッサ２５をバイパスするバイパス経路上に設けられている。   The air supply system 20 includes an air supply manifold 21, an intercooler 23, a main throttle 24, a compressor 25, and a bypass throttle 26. In the air supply system 20, an intercooler 23, a main throttle 24, and a compressor 25 are sequentially arranged from the air supply manifold 21 toward the upstream side of the air flow. The bypass throttle 26 is provided on a bypass path that bypasses the compressor 25.

排気系統３０は、排気マニホールド３１と、タービン３３と、を具備している。排気系統３０では、排気マニホールド３１から空気の流れの下流側に向かって、タービン３３が配置されている。   The exhaust system 30 includes an exhaust manifold 31 and a turbine 33. In the exhaust system 30, a turbine 33 is disposed from the exhaust manifold 31 toward the downstream side of the air flow.

ＥＣＵ５０は、メインスロットル２４と、バイパススロットル２６と、に接続されている。ＥＣＵ５０は、空気流量としての給気マニホールド圧力Ｐｉが目標給気マニホールド圧力Ｐｉｍとなるように、メインスロットル２４又はバイパススロットル２６を制御する機能を有している。   The ECU 50 is connected to the main throttle 24 and the bypass throttle 26. The ECU 50 has a function of controlling the main throttle 24 or the bypass throttle 26 so that the supply manifold pressure Pi as the air flow rate becomes the target supply manifold pressure Pim.

なお、本実施形態では空気流量を給気マニホールド圧力Ｐｉとしたが、これに限定されない。例えば、給気マニホールド２１に供給される空気流量をマスフローメータ又はオリフィス流量計によって検知し、検知した空気流量を本発明の空気量としても良い。   In the present embodiment, the air flow rate is the supply manifold pressure Pi, but the present invention is not limited to this. For example, the air flow rate supplied to the air supply manifold 21 may be detected by a mass flow meter or an orifice flow meter, and the detected air flow rate may be used as the air amount of the present invention.

図２を用いて、シリンダヘッド７０の構成について説明する。
なお、図２では、シリンダヘッド７０の構成を模式的に表している。 The configuration of the cylinder head 70 will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, the configuration of the cylinder head 70 is schematically shown.

シリンダヘッド７０は、シリンダブロック８０の上部に配置され、主室系統４０と、副室系統６０と、を具備している。   The cylinder head 70 is disposed on an upper portion of the cylinder block 80 and includes a main chamber system 40 and a sub chamber system 60.

シリンダヘッド７０には、副室Ｓが形成され、給気バルブ７１と、排気バルブ７２と、が設けられている。副室Ｓの上方には、スパークプラグ７５と、副室系統６０と、が設けられている。   A sub chamber S is formed in the cylinder head 70, and an air supply valve 71 and an exhaust valve 72 are provided. Above the sub chamber S, a spark plug 75 and a sub chamber system 60 are provided.

シリンダブロック８０には、気筒１１が形成され、ピストンＰが摺動可能に収納されている。気筒１１には、ピストンＰの頂部によって、主室Ｍが形成されている。   A cylinder 11 is formed in the cylinder block 80, and a piston P is slidably accommodated therein. A main chamber M is formed in the cylinder 11 by the top of the piston P.

主室系統４０は、燃料供給管４１と、ガスインジェクタ４２と、主室燃料ガス温度Ｔｍを検知する主室燃料ガス温度センサ５６と、主室燃料ガス圧力Ｐｍを検知する主室燃料ガス圧力センサ５７と、主室燃料ガス圧力調整器５８と、を具備している。   The main chamber system 40 includes a fuel supply pipe 41, a gas injector 42, a main chamber fuel gas temperature sensor 56 that detects the main chamber fuel gas temperature Tm, and a main chamber fuel gas pressure sensor that detects the main chamber fuel gas pressure Pm. 57 and a main chamber fuel gas pressure regulator 58.

副室系統６０は、燃料供給管６１と、チェックバルブ６５と、副室燃料流量としての副室燃料ガス圧力Ｐｓを検知する副室燃料ガス圧力センサ５４と、副室燃料ガス圧力調整器５５と、を具備している。   The sub chamber system 60 includes a fuel supply pipe 61, a check valve 65, a sub chamber fuel gas pressure sensor 54 that detects a sub chamber fuel gas pressure Ps as a sub chamber fuel flow rate, a sub chamber fuel gas pressure regulator 55, Are provided.

なお、本実施形態では副室燃料流量を副室燃料ガス圧力Ｐｓとしたが、これに限定されない。例えば、副室燃料ガス圧力調整器５５によって供給される副室燃料流量をマスフローメータ又はオリフィス流量計によって検知し、検知した副室燃料流量を本発明の副室燃料流量としても良い。   In this embodiment, the sub-chamber fuel flow rate is set to the sub-chamber fuel gas pressure Ps. However, the present invention is not limited to this. For example, the sub chamber fuel flow rate supplied by the sub chamber fuel gas pressure regulator 55 may be detected by a mass flow meter or an orifice flow meter, and the detected sub chamber fuel flow rate may be used as the sub chamber fuel flow rate of the present invention.

ＥＣＵ５０は、エンジン回転数Ｎｅを検知するエンジン回転数センサ５１と、エンジン負荷Ａｃを検知するエンジン負荷センサ５２と、潤滑油温度Ｔｊを検知する潤滑油温度センサ５３と、ガスインジェクタ４２と、主室燃料ガス温度センサ５６と、主室燃料ガス圧力センサ５７と、主室燃料ガス圧力調整器５８と、副室燃料ガス圧力センサ５４と、副室燃料ガス圧力調整器５５と、スパークプラグ７５と、に接続されている。   The ECU 50 includes an engine speed sensor 51 that detects the engine speed Ne, an engine load sensor 52 that detects the engine load Ac, a lubricant temperature sensor 53 that detects the lubricant temperature Tj, a gas injector 42, a main chamber, A fuel gas temperature sensor 56, a main chamber fuel gas pressure sensor 57, a main chamber fuel gas pressure regulator 58, a sub chamber fuel gas pressure sensor 54, a sub chamber fuel gas pressure regulator 55, a spark plug 75, It is connected to the.

ＥＣＵ５０は、副室燃料ガス圧力Ｐｓが目標副室燃料ガス圧力Ｐｍｓとなるように、副室燃料ガス圧力調整器５５を制御する機能を有している。   The ECU 50 has a function of controlling the sub chamber fuel gas pressure regulator 55 so that the sub chamber fuel gas pressure Ps becomes the target sub chamber fuel gas pressure Pms.

ＥＣＵ５０には、燃料噴射量マップが設定されている。燃料噴射量マップは、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃと燃料流量としての指令燃料噴射量Ｑとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ａｃに対して指令燃料噴射量Ｑを決定するものである。   A fuel injection amount map is set in the ECU 50. The fuel injection amount map represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the command fuel injection amount Q as the fuel flow rate, and the command fuel injection amount Q with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. Is to determine.

なお、本実施形態では燃料流量を指令燃料噴射量Ｑとしたが、これに限定されない。例えば、ガスインジェクタ４２によって供給される燃料流量をマスフローメータ又はオリフィス流量計によって検知し、検知した燃料流量を本発明の燃料流量としても良い。   In the present embodiment, the fuel flow rate is set to the command fuel injection amount Q, but the present invention is not limited to this. For example, the fuel flow rate supplied by the gas injector 42 may be detected by a mass flow meter or an orifice flow meter, and the detected fuel flow rate may be used as the fuel flow rate of the present invention.

ＥＣＵ５０には、目標給気マニホールド圧力マップが設定されている。目標給気マニホールド圧力マップは、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃと目標給気マニホールド圧力Ｐｉｍとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ａｃに対して目標給気マニホールド圧力Ｐｉｍを決定するものである。   A target air supply manifold pressure map is set in the ECU 50. The target air supply manifold pressure map represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the target air supply manifold pressure Pim, and the target air supply manifold pressure Pim with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. Is to determine.

ＥＣＵ５０には、目標副室燃料ガス圧力マップが設定されている。目標副室燃料ガス圧力マップは、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃと目標副室燃料ガス圧力Ｐｍｓとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ａｃに対して目標副室燃料ガス圧力Ｐｍｓを決定するものである。   A target sub chamber fuel gas pressure map is set in the ECU 50. The target sub-chamber fuel gas pressure map represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the target sub-chamber fuel gas pressure Pms, and the target sub-chamber fuel with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. The gas pressure Pms is determined.

このような構成とすることで、ＥＣＵ５０は、副室燃料ガス圧力調整器５５を制御して副室Ｓに燃料ガスを供給し、副室Ｓ内で燃料ガスを着火させる。一方、ＥＣＵ５０は、メインスロットル２４又はバイパススロットル２６を制御して主室Ｍに空気を供給し、主室燃料ガス圧力調整器５８及びガスインジェクタ４２を制御して主室Ｍに燃料ガスを供給する。主室Ｍでは、副室Ｓで着火した燃料ガスが高い流速の火炎となって放出され、混合ガスが発火され爆発する。   With such a configuration, the ECU 50 controls the sub chamber fuel gas pressure regulator 55 to supply the fuel gas to the sub chamber S, and ignites the fuel gas in the sub chamber S. On the other hand, the ECU 50 controls the main throttle 24 or the bypass throttle 26 to supply air to the main chamber M, and controls the main chamber fuel gas pressure regulator 58 and the gas injector 42 to supply fuel gas to the main chamber M. . In the main chamber M, the fuel gas ignited in the sub chamber S is released as a flame with a high flow velocity, and the mixed gas is ignited and explodes.

図３を用いて、燃料噴射量マップ補正制御について説明する。
なお、図３では、燃料噴射量マップ補正制御のイメージを模式的に表している。 The fuel injection amount map correction control will be described with reference to FIG.
FIG. 3 schematically shows an image of the fuel injection amount map correction control.

燃料噴射量マップ補正制御は、燃料噴射量マップによってエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃとから算出される指令燃料噴射量Ｑを、少なくとも第一補正量ΔＱｐ、第二補正量ΔＱｔ又は第三補正量ΔＱｔｊによって補正して補正噴射量Ｑ´とする制御である。   In the fuel injection amount map correction control, the command fuel injection amount Q calculated from the engine speed Ne and the engine load Ac by the fuel injection amount map is set to at least the first correction amount ΔQp, the second correction amount ΔQt, or the third correction amount. In this control, the corrected injection amount Q ′ is corrected by ΔQtj.

副室式ガスエンジン１００では、主室燃料ガス圧力Ｐｍが上昇すると、燃料ガスの密度が上昇し、所定エンジン回転数Ｎｅで同じエンジン負荷Ａｃに対応するための必要な燃料噴射量が減少する。そのため、指令燃料噴射量Ｑは、主室燃料ガス圧力Ｐｍの上昇に比例して、第一補正量ΔＱｐによって減少するように補正される。つまり、第一補正量ΔＱｐは、主室燃料ガス圧力Ｐｍの上昇に比例して減少するものである。   In the sub-chamber type gas engine 100, when the main chamber fuel gas pressure Pm increases, the density of the fuel gas increases, and the amount of fuel injection necessary to cope with the same engine load Ac at a predetermined engine speed Ne decreases. Therefore, the command fuel injection amount Q is corrected so as to decrease by the first correction amount ΔQp in proportion to the increase in the main chamber fuel gas pressure Pm. That is, the first correction amount ΔQp decreases in proportion to the increase in the main chamber fuel gas pressure Pm.

副室式ガスエンジン１００では、主室燃料ガス温度Ｔｍが上昇すると、燃料ガスの密度が低下し、所定エンジン回転数Ｎｅで同じエンジン負荷Ａｃに対応するための必要な燃料噴射量が増加する。そのため、指令燃料噴射量Ｑは、主室燃料ガス温度Ｐｔの上昇に比例して、第二補正量ΔＱｔによって増加するように補正される。つまり、第二補正量ΔＱｔは、主室燃料ガス温度Ｐｔの上昇に比例して増加するものである。   In the sub-chamber gas engine 100, when the main chamber fuel gas temperature Tm increases, the density of the fuel gas decreases, and the amount of fuel injection necessary to cope with the same engine load Ac increases at a predetermined engine speed Ne. Therefore, the command fuel injection amount Q is corrected so as to increase by the second correction amount ΔQt in proportion to the increase in the main chamber fuel gas temperature Pt. That is, the second correction amount ΔQt increases in proportion to the increase in the main chamber fuel gas temperature Pt.

副室式ガスエンジン１００では、潤滑油温度Ｔｊが上昇すると、潤滑油の粘度が低下して、所定エンジン回転数Ｎｅで同じエンジン負荷Ａｃに対応するための必要な燃料噴射量が減少する。そのため、指令燃料噴射量Ｑは、潤滑油温度Ｔｊの上昇に比例して、第三補正量ΔＱｔｊによって減少するように補正される。つまり、第三補正量ΔＱｔｊは、潤滑油温度Ｔｊの上昇に比例して減少するものである。   In the sub-chamber gas engine 100, when the lubricating oil temperature Tj rises, the viscosity of the lubricating oil decreases, and the fuel injection amount necessary to cope with the same engine load Ac at a predetermined engine speed Ne decreases. Therefore, the command fuel injection amount Q is corrected so as to decrease by the third correction amount ΔQtj in proportion to the increase in the lubricating oil temperature Tj. That is, the third correction amount ΔQtj decreases in proportion to the increase in the lubricating oil temperature Tj.

燃料噴射量マップ補正制御の効果について説明する。
燃料噴射量マップ補正制御によれば、主室燃料ガス又は潤滑油の状態に応じた適正な燃料ガスを噴射できる。 The effect of the fuel injection amount map correction control will be described.
According to the fuel injection amount map correction control, an appropriate fuel gas can be injected according to the state of the main chamber fuel gas or the lubricating oil.

図４を用いて、目標給気マニホールド圧力マップ補正制御Ｓ１００の流れについて説明する。
なお、図４では、目標給気マニホールド圧力マップ補正制御Ｓ１００の流れをフローチャートによって表している。 The flow of the target supply manifold pressure map correction control S100 will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, the flow of the target air supply manifold pressure map correction control S100 is represented by a flowchart.

目標給気マニホールド圧力マップ補正制御Ｓ１００は、目標給気マニホールド圧力マップによってエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃとから算出される目標給気マニホールド圧力Ｐｉｍを補正する制御である。   The target air supply manifold pressure map correction control S100 is a control for correcting the target air supply manifold pressure Pim calculated from the engine speed Ne and the engine load Ac based on the target air supply manifold pressure map.

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ５０は、燃料噴射量マップによってエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃとから算出される指令燃料噴射量Ｑに対して、燃料噴射量が多く必要かどうかを確認する。燃料噴射量が多く必要な場合は、ステップＳ１２０に移行し、それ以外では目標給気マニホールド圧力マップ補正制御Ｓ１００を終了する。   In step S110, the ECU 50 confirms whether the fuel injection amount is larger than the command fuel injection amount Q calculated from the engine speed Ne and the engine load Ac by using the fuel injection amount map. If a large amount of fuel injection is required, the process proceeds to step S120, otherwise the target supply manifold pressure map correction control S100 is terminated.

指令燃料噴射量Ｑに対して燃料噴射量が多く必要な場合とは、例えば、指令噴射量Ｑではエンジン負荷Ａｃに対して目標エンジン回転数Ｎｅｍに到達しない、或いは、所定のエンジン回転数Ｎｅと所定のエンジン負荷Ａｃにおいて、燃料噴射量マップによって算出される指令燃料噴射量Ｑよりも多くの燃料噴射量が必要とされる等の場合が考えられる。   When the fuel injection amount is larger than the command fuel injection amount Q, for example, the command injection amount Q does not reach the target engine speed Nem with respect to the engine load Ac, or a predetermined engine speed Ne There may be a case where a fuel injection amount larger than the command fuel injection amount Q calculated by the fuel injection amount map is required at a predetermined engine load Ac.

ステップＳ１２０において、ＥＣＵ５０は、目標給気マニホールド圧力マップを目標給気マニホールド圧力Ｐｉｍが小さくなるように補正する（書き換える）。   In step S120, the ECU 50 corrects (rewrites) the target air supply manifold pressure map so that the target air supply manifold pressure Pim becomes smaller.

目標給気マニホールド圧力マップ補正制御Ｓ１００の効果について説明する。
目標給気マニホールド圧力マップ補正制御Ｓ１００によれば、組成の異なる燃料ガスを供給された場合であっても燃料消費の悪化を防止することができる。 The effect of the target air supply manifold pressure map correction control S100 will be described.
According to the target supply manifold pressure map correction control S100, it is possible to prevent deterioration of fuel consumption even when fuel gases having different compositions are supplied.

すなわち、副室式ガスエンジン１００では、組成の異なる燃料ガスが供給されると、組成の異なる燃料ガスの発熱量が低いため、通常よりも燃料噴射量が多く必要となる。このとき、目標給気マニホールド圧力Ｐｉｍが小さくなるように補正することによって、適正な空気過剰率を実現し、燃料消費の悪化を防止することができる。   That is, in the sub-chamber gas engine 100, when fuel gas having a different composition is supplied, the amount of heat generated by the fuel gas having a different composition is low, so that a larger fuel injection amount is required than usual. At this time, by correcting the target air supply manifold pressure Pim to be small, an appropriate excess air ratio can be realized, and deterioration of fuel consumption can be prevented.

図５を用いて、別の目標給気マニホールドマップ補正制御について説明する。
なお、図５では、別の目標給気マニホールドマップ補正制御のイメージを模式的に表している。 Another target air supply manifold map correction control will be described with reference to FIG.
FIG. 5 schematically illustrates another target air supply manifold map correction control image.

目標給気マニホールドマップ補正制御は、目標給気マニホールド圧力マップによってエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃとから算出される目標給気マニホールド圧力Ｐｉｍを補正量ΔＰｔｊによって補正する制御である。   The target air supply manifold map correction control is a control for correcting the target air supply manifold pressure Pim calculated from the engine speed Ne and the engine load Ac by the target air supply manifold pressure map by the correction amount ΔPtj.

副室式ガスエンジン１００では、冷態（潤滑油温度Ｔｊが低下している状態）では、空気過剰率がリッチ側にシフトするため、燃焼が不安定となって、調速制御ができなくなってエンジンストールに至るおそれがある。そのため、目標給気マニホールド圧力Ｐｉｍは、潤滑油温度Ｔｊの下降に比例して、補正量ΔＰｔｊによって増加するように補正される。   In the sub-chamber type gas engine 100, in the cold state (the state where the lubricating oil temperature Tj is lowered), the excess air ratio shifts to the rich side, so that combustion becomes unstable and speed control cannot be performed. There is a risk of engine stall. Therefore, the target air supply manifold pressure Pim is corrected so as to increase by the correction amount ΔPtj in proportion to the decrease in the lubricating oil temperature Tj.

目標給気マニホールドマップ補正制御の効果について説明する。
目標給気マニホールドマップ補正制御によれば、冷態時であっても適正な空気過剰率を維持できる。 The effect of the target air supply manifold map correction control will be described.
According to the target air supply manifold map correction control, an appropriate excess air ratio can be maintained even in the cold state.

図６を用いて、目標副室燃料ガス圧力マップ補正制御Ｓ２００の流れについて説明する。
なお、図６では、目標副室燃料ガス圧力マップ補正制御Ｓ２００の流れをフローチャートによって表している。 The flow of the target sub chamber fuel gas pressure map correction control S200 will be described with reference to FIG.
In addition, in FIG. 6, the flow of target subchamber fuel gas pressure map correction | amendment control S200 is represented by the flowchart.

目標副室燃料ガス圧力マップ補正制御Ｓ２００は、目標副室燃料ガス圧力マップによってエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃとから算出される目標副室燃料ガス圧力Ｐｓｍを補正する制御である。   The target sub-chamber fuel gas pressure map correction control S200 is a control for correcting the target sub-chamber fuel gas pressure Psm calculated from the engine speed Ne and the engine load Ac based on the target sub-chamber fuel gas pressure map.

ステップＳ２１０において、ＥＣＵ５０は、燃料噴射量マップによってエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃとから算出される指令燃料噴射量Ｑに対して、燃料噴射量が多く必要かどうかを確認する。燃料噴射量が多く必要な場合は、ステップＳ２２０に移行し、それ以外では目標副室燃料ガス圧力マップ補正制御Ｓ２００を終了する。   In step S210, the ECU 50 confirms whether or not the fuel injection amount is larger than the command fuel injection amount Q calculated from the engine speed Ne and the engine load Ac based on the fuel injection amount map. If a large amount of fuel injection is required, the process proceeds to step S220, otherwise the target sub chamber fuel gas pressure map correction control S200 is terminated.

指令燃料噴射量Ｑに対して燃料噴射量が多く必要な場合とは、例えば、指令噴射量Ｑではエンジン負荷Ａｃに対して目標エンジン回転数Ｎｅｍに到達しない、或いは、所定のエンジン回転数Ｎｅと所定のエンジン負荷Ａｃにおいて、燃料噴射量マップによって算出される指令燃料噴射量Ｑよりも多くの燃料噴射量が必要とされる等の場合が考えられる。   When the fuel injection amount is larger than the command fuel injection amount Q, for example, the command injection amount Q does not reach the target engine speed Nem with respect to the engine load Ac, or a predetermined engine speed Ne There may be a case where a fuel injection amount larger than the command fuel injection amount Q calculated by the fuel injection amount map is required at a predetermined engine load Ac.

ステップＳ２２０において、ＥＣＵ５０は、目標副室燃料ガス圧力マップを目標副室燃料ガス圧力Ｐｓｍが大きくなるように補正する（書き換える）。   In step S220, the ECU 50 corrects (rewrites) the target sub chamber fuel gas pressure map so that the target sub chamber fuel gas pressure Psm increases.

目標副室燃料ガス圧力マップ補正制御Ｓ２００の効果について説明する。
目標副室燃料ガス圧力マップ補正制御Ｓ２００によれば、組成の異なる燃料ガスを供給された場合であっても燃料消費の悪化を防止することができる。 The effect of the target sub chamber fuel gas pressure map correction control S200 will be described.
According to the target sub chamber fuel gas pressure map correction control S200, it is possible to prevent deterioration of fuel consumption even when fuel gases having different compositions are supplied.

すなわち、副室式ガスエンジン１００では、組成の異なる燃料ガスが供給されると、組成の異なる燃料ガスの発熱量が低いため、通常よりも燃料噴射量が多く必要となる。このとき、目標副室燃料ガス圧力Ｐｓｍが大きくなるように補正することによって、適正な空燃比を実現し、燃料消費の悪化を防止することができる。   That is, in the sub-chamber gas engine 100, when fuel gas having a different composition is supplied, the amount of heat generated by the fuel gas having a different composition is low, so that a larger fuel injection amount is required than usual. At this time, by correcting the target sub chamber fuel gas pressure Psm so as to increase, an appropriate air-fuel ratio can be realized, and deterioration of fuel consumption can be prevented.

図７を用いて、電気推進船２００の構成について説明する。
なお、図７では、電気推進船２００の構成を模式的に表している。 The configuration of the electric propulsion ship 200 will be described with reference to FIG.
In FIG. 7, the configuration of the electric propulsion ship 200 is schematically shown.

電気推進船２００は、本実施形態のガスエンジン１００を搭載している。電気推進船２００は、ＬＮＧタンク２０１と、気化器２０２と、ガスエンジン１００と、発電機２０３と、電力コントロール盤２０４と、推進モータ２０５と、減速機２０６と、可変ピッチプロペラ２０７と、を備えている。   The electric propulsion ship 200 is equipped with the gas engine 100 of the present embodiment. The electric propulsion vessel 200 includes an LNG tank 201, a vaporizer 202, a gas engine 100, a generator 203, a power control panel 204, a propulsion motor 205, a speed reducer 206, and a variable pitch propeller 207. ing.

電気推進船２００では、ＬＮＧタンク２０１・２０１に貯溜された燃料ガスが気化器２０２・２０２によって空気と混合され、ガスエンジン１００・１００・１００に供給される。そして、ガスエンジン１００・１００・１００によって発電機２０３・２０３・２０３が駆動され、電力コントロール盤２０４によって、推進モータ２０５・２０５及び船内負荷に電力が供給される。推進モータ２０５・２０５の駆動は減速機２０６・２０６を介して可変ピッチプロペラ２０７・２０７に伝達される。   In the electric propulsion ship 200, the fuel gas stored in the LNG tanks 201 and 201 is mixed with air by the vaporizers 202 and 202 and supplied to the gas engines 100, 100, and 100. Then, the generators 203, 203, 203 are driven by the gas engines 100, 100, 100, and power is supplied to the propulsion motors 205, 205 and the ship load by the power control panel 204. The drive of the propulsion motors 205 and 205 is transmitted to the variable pitch propellers 207 and 207 via the speed reducers 206 and 206.

１１ 気筒
２１ 給気マニホールド
４２ ガスインジェクタ
５０ ＥＣＵ
５１ エンジン回転数センサ
５２ エンジン負荷センサ
５３ 潤滑油温度センサ
５４ 副室燃料ガス圧力センサ
５５ 副室燃料ガス圧力調整器
５６ 主室燃料ガス温度センサ
５７ 主室燃料ガス圧力センサ
５８ 主室燃料ガス圧力調整器
１００ 副室式ガスエンジン
Ｎｅ エンジン回転数
Ａｃ エンジン負荷
Ｔｊ 潤滑油温度
Ｐｉ 給気マニホールド圧力
Ｐｉｍ 目標給気マニホールド圧力
Ｐｓ 副室燃料ガス圧力
Ｐｓｍ 目標副室燃料ガス圧力
11 cylinder 21 air supply manifold 42 gas injector 50 ECU
51 Engine Speed Sensor 52 Engine Load Sensor 53 Lubricating Oil Temperature Sensor 54 Subchamber Fuel Gas Pressure Sensor 55 Subchamber Fuel Gas Pressure Regulator 56 Main Chamber Fuel Gas Temperature Sensor 57 Main Chamber Fuel Gas Pressure Sensor 58 Main Chamber Fuel Gas Pressure Adjustment 100 Sub chamber type gas engine Ne Engine speed Ac Engine load Tj Lubricating oil temperature Pi Supply manifold pressure Pim Target supply manifold pressure Ps Sub chamber fuel gas pressure Psm Target sub chamber fuel gas pressure

Claims (5)

エンジン回転数及びエンジン負荷より燃料流量及び空気流量を決定する制御手段を備える副室式ガスエンジンであって、
前記制御手段は、
決定された燃料流量より燃料流量が多く必要な場合には、決定された空気流量が小さくなるように補正する、
副室式ガスエンジン。 A sub-chamber gas engine comprising a control means for determining a fuel flow rate and an air flow rate from an engine speed and an engine load,
The control means includes
If more fuel flow is needed than the determined fuel flow, correct the determined air flow to be smaller.
Sub-chamber gas engine. 請求項１記載の副室式ガスエンジンであって、
前記制御手段は、
エンジン回転数及びエンジン負荷より副室燃料流量を決定し、決定された燃料流量より燃料流量が多く必要な場合には、決定された副室燃料流量が大きくなるように補正する、
副室式ガスエンジン。 A sub-chamber gas engine according to claim 1,
The control means includes
The sub-chamber fuel flow rate is determined from the engine speed and the engine load, and when the fuel flow rate is larger than the determined fuel flow rate, correction is made so that the determined sub-chamber fuel flow rate is increased.
Sub-chamber gas engine. 請求項１記載の副室式ガスエンジンであって、
前記制御手段は、
エンジン回転数及びエンジン負荷に対して指令燃料噴射量を決定する燃料噴射量マップと、エンジン回転数及びエンジン負荷に対して目標給気マニホールド圧力を決定する目標給気マニホールド圧力マップと、が設定され、
エンジン回転数及びエンジン負荷に対して決定される指令燃料噴射量と比較して燃料噴射量が多く必要な場合には、前記目標給気マニホールド圧力マップの目標給気マニホールド圧力が小さくなるように補正する、
副室式ガスエンジン。 A sub-chamber gas engine according to claim 1,
The control means includes
A fuel injection amount map for determining the command fuel injection amount with respect to the engine speed and the engine load, and a target air supply manifold pressure map for determining the target air supply manifold pressure with respect to the engine speed and the engine load are set. ,
When the fuel injection amount is larger than the command fuel injection amount determined for the engine speed and the engine load, the target air supply manifold pressure in the target air supply manifold pressure map is corrected to be smaller. To
Sub-chamber gas engine. 請求項３記載の副室式ガスエンジンであって、
前記制御手段は、
エンジン回転数及びエンジン負荷に対して目標副室燃料ガス圧力を決定する目標副室燃料ガス圧力が設定され、エンジン回転数及びエンジン負荷に対して決定される指令燃料噴射量と比較して燃料噴射量が多く必要な場合には、前記目標副室燃料ガス圧力マップの目標副室燃料ガス圧力が大きくなるように補正する、
副室式ガスエンジン。 A sub-chamber gas engine according to claim 3,
The control means includes
A target sub-chamber fuel gas pressure for determining a target sub-chamber fuel gas pressure with respect to the engine speed and the engine load is set, and fuel injection is performed in comparison with a command fuel injection amount determined with respect to the engine speed and the engine load. If a large amount is required, correct the target sub-chamber fuel gas pressure in the target sub-chamber fuel gas pressure map so as to increase.
Sub-chamber gas engine. 請求項３又は４に記載の副室式ガスエンジンであって、
前記燃料噴射量マップは、少なくとも、燃料圧力、燃料温度又は潤滑油温度に基づいて指令燃料噴射量を補正する、
副室式ガスエンジン。
A sub-chamber gas engine according to claim 3 or 4,
The fuel injection amount map corrects the command fuel injection amount based on at least the fuel pressure, the fuel temperature, or the lubricating oil temperature.
Sub-chamber gas engine.
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