JP2019183801A - Internal combustion engine and method for controlling internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine and method for controlling internal combustion engine Download PDF

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義文 長島
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Abstract

To provide an internal combustion engine and a method for controlling an internal combustion engine, which can grasp property of fuel during operation of an internal combustion engine, in an internal combustion engine.SOLUTION: An internal combustion engine detects two gas components of a natural gas evaporated from a liquefied natural gas to be supplied to a cylinder of an internal combustion engine and compares the detection result to map data storing a ratio of the two gas components to estimate the whole structure of the gas components during operation of the internal combustion engine.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、液化天然ガスを燃料とする内燃機関及び内燃機関の制御方法に関する。   The present disclosure relates to an internal combustion engine using liquefied natural gas as a fuel and a control method for the internal combustion engine.

液化天然ガス（ＬＮＧ）を燃料とする内燃機関が知られている。（特許文献１）   An internal combustion engine using liquefied natural gas (LNG) as a fuel is known. (Patent Document 1)

特開２０１７−２８６６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-2866

燃料となる天然ガスは、主成分のメタン（ＣＨ4）以外に、エタン（Ｃ2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、ブタン（Ｃ4Ｈ10）などの沸点と比重の異なる成分が含まれており、燃料タンクに貯留して燃料として消費している途中で、気化した天然ガスの成分が変化していく。つまり、沸点の低いものから気化していくため、燃料の液化天然ガスの成分比が変化して、気化する天然ガスの性状も異なってくる。この性状変化により、ノッキングが発生し易くなり、内燃機関の運転が悪影響を受ける可能性がある。 In addition to the main component methane (CH 4 ), natural gas as a fuel has components with different boiling points and specific gravity, such as ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), butane (C 4 H 10 ). Contained and vaporized natural gas components change while being stored in a fuel tank and consumed as fuel. In other words, since the vaporization starts from the one having a low boiling point, the component ratio of the liquefied natural gas of the fuel changes, and the properties of the natural gas to be vaporized also differ. Due to this property change, knocking is likely to occur, and the operation of the internal combustion engine may be adversely affected.

本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、液化天然ガスを燃料とする内燃機関において、内燃機関の運転中に燃料の性状を把握できる、内燃機関及び内燃機関の制御方法を提供することである。   The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is an internal combustion engine that uses liquefied natural gas as a fuel, and is capable of grasping the properties of the fuel during operation of the internal combustion engine. It is to provide a control method.

上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関は、液化天然ガスを燃料とする内燃機関において、当該内燃機関の気筒に供給される気化した天然ガスのガス成分を検出するガス成分検出システムと、当該内燃機関を制御する制御装置とを備えて、前記制御装置が、当該内燃機関の運転中に、前記ガス成分検出システムにより前記気筒に供給される天然ガスの２つのガス成分を検出して、この２つのガス成分の割合を記憶したマップデータと比較して、ガス成分の全体構成を推定するように構成されている。   An internal combustion engine according to an aspect of the present invention for achieving the above object is an internal combustion engine that uses liquefied natural gas as a fuel, and detects a gas component of the vaporized natural gas supplied to a cylinder of the internal combustion engine. And a control device for controlling the internal combustion engine, wherein the control device detects two gas components of natural gas supplied to the cylinder by the gas component detection system during operation of the internal combustion engine. The overall configuration of the gas components is estimated by comparing the ratio of the two gas components with the stored map data.

また、上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の制御方法は、燃料タンクに貯留された液化天然ガスを気化させて天然ガスとし、この天然ガスを燃料とする内燃機関の制御方法において、当該内燃機関の運転中に、当該内燃機関の気筒に供給される液化天然ガスが気化した天然ガスの２つのガス成分を検出して、この２つのガス成分の割合を記憶したマップデータと比較して、ガス成分の全体構成を推定することを特徴とする方法である。   In addition, a method for controlling an internal combustion engine according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a method for controlling an internal combustion engine using vaporized liquefied natural gas stored in a fuel tank as natural gas and using the natural gas as fuel. In the method, during operation of the internal combustion engine, map data in which two gas components of the natural gas evaporated from the liquefied natural gas supplied to the cylinder of the internal combustion engine are detected and the ratio of the two gas components is stored. Compared to the above, the overall structure of the gas component is estimated.

上記の態様の内燃機関及び内燃機関の制御方法によれば、液化天然ガスを燃料とする内燃機関において、内燃機関の運転中に燃料の性状を把握できる。   According to the internal combustion engine and the control method of the internal combustion engine of the above aspect, in the internal combustion engine using liquefied natural gas as fuel, it is possible to grasp the properties of the fuel during operation of the internal combustion engine.

本発明に係る実施の形態の液化天然ガスを燃料とする内燃機関の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the internal combustion engine which uses the liquefied natural gas of embodiment which concerns on this invention as a fuel. 燃料系統の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of a fuel system typically. 本発明に係る実施の形態の液化天然ガスを燃料とする内燃機関の制御方法の制御フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control flow of the control method of the internal combustion engine which uses the liquefied natural gas of embodiment which concerns on this invention as a fuel.

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関及び内燃機関の制御方法について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では液化天然ガス（ＬＮＧ）を燃料とする内燃機関を用いて説明するが、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料とするガス燃料エンジンなどその他の内燃機関にも本発明を適用できる。   Hereinafter, an internal combustion engine and an internal combustion engine control method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Although the present embodiment will be described using an internal combustion engine that uses liquefied natural gas (LNG) as a fuel, the present invention can also be applied to other internal combustion engines such as a gas fuel engine that uses compressed natural gas (CNG) as a fuel.

図１に示すように、本発明の実施の形態の内燃機関（以下、エンジン）１０においては、吸気系として、エンジン本体１１の各気筒（シリンダ）３１の吸気孔には吸気分岐通路１３が接続され、この吸気分岐通路１３は吸気マニホールド（インテークマニホールド）１２に接続している。また、この吸気マニホールド１２に吸気通路２１が接続している。この吸気通路２１に上流側からエアクリーナー２２、ターボ式過給機２３のコンプレッサ２３ａ、インタークーラ２４、吸気スロットルバルブ（電制スロットル）２５、吸気温度センサ２６、ＭＡＰセンサ２７が配設されている。   As shown in FIG. 1, in an internal combustion engine (hereinafter, engine) 10 according to an embodiment of the present invention, an intake branch passage 13 is connected to an intake hole of each cylinder (cylinder) 31 of an engine body 11 as an intake system. The intake branch passage 13 is connected to an intake manifold (intake manifold) 12. An intake passage 21 is connected to the intake manifold 12. An air cleaner 22, a compressor 23 a of the turbocharger 23, an intercooler 24, an intake throttle valve (electric throttle) 25, an intake air temperature sensor 26, and a MAP sensor 27 are disposed in the intake passage 21 from the upstream side. .

そして、吸気Ａは、吸気通路２１と吸気マニホールド１２と吸気分岐通路１３を経由して吸気弁（図示しない）を通過して気筒３１のピストン（図示しない）の上部の燃焼室（図示しない）に導入される。   Then, the intake air A passes through an intake valve (not shown) via an intake passage 21, an intake manifold 12, and an intake branch passage 13, and enters an upper combustion chamber (not shown) of a piston (not shown) of the cylinder 31. be introduced.

一方、燃料系として、図２に示すように、超低温容器である燃料タンク４１と、この燃料タンク４１とフューエルレール４７と間に燃料通路４２が設けられている。この燃料通路４２には、気化器４３と緩衝容器４４と開閉バルブ４５と圧力レギュレータ４６が上流側から順に配設されている。なお、この気化器４３は、エンジン冷却水と冷媒の間で熱交換する液冷式熱交換器と、空気式熱交換器からの冷媒とＬＮＧとの間で熱交換してＬＮＧを気化させるＬＮＧ熱交換器とを有している。   On the other hand, as shown in FIG. 2, as a fuel system, a fuel tank 41, which is an ultra-low temperature container, and a fuel passage 42 are provided between the fuel tank 41 and the fuel rail 47. In the fuel passage 42, a vaporizer 43, a buffer container 44, an on-off valve 45, and a pressure regulator 46 are arranged in this order from the upstream side. The vaporizer 43 includes a liquid-cooled heat exchanger that exchanges heat between the engine coolant and the refrigerant, and an LNG that vaporizes LNG by exchanging heat between the refrigerant and the LNG from the air heat exchanger. And a heat exchanger.

また、燃料タンク４１には、液化天然ガスＬの液量（残量）Ｗｆを検出する液面計４１ａが設けられている。また、特に詳細な説明はしないが、この燃料タンク４１には、外部から液化天然ガスＬを燃料タンク４１の内部に供給するための燃料導入ラインや、燃料タンク４１で発生するボイルオフガスを処理するためのボイルオフガスラインや、燃料タンク４１の圧力が異常に高くなるのを回避するための安全バルブ（圧力逃がし弁）などが設けられている。   Further, the fuel tank 41 is provided with a liquid level gauge 41a for detecting the liquid amount (remaining amount) Wf of the liquefied natural gas L. Although not described in detail, the fuel tank 41 processes a fuel introduction line for supplying the liquefied natural gas L from the outside to the inside of the fuel tank 41 and a boil-off gas generated in the fuel tank 41. There are provided a boil-off gas line, a safety valve (pressure relief valve) and the like for avoiding abnormally high pressure in the fuel tank 41.

この燃料通路４２は図１に示すフューエルレール４７に接続され、このフューエルレール４７には、吸気分岐通路１３のそれぞれに設けられた燃料噴射装置（フェールインジェクタ）４９に接続する燃料分岐通路４８が設けられている。   The fuel passage 42 is connected to a fuel rail 47 shown in FIG. 1, and a fuel branch passage 48 connected to a fuel injection device (fail injector) 49 provided in each of the intake branch passages 13 is provided in the fuel rail 47. It has been.

液化天然ガスＬは、燃料タンク４１を出た後、気化器４３で気化された後、気化した天然ガスＦは、圧力レギュレータ４６で一定の圧力（例えば０．４ＭＰａ）になるように圧力調整された後、フューエルレール４７に供給され、一旦貯留される。この天然ガスＦは、燃料分岐通路４８を経由して燃料噴射装置４９から吸気分岐通路１３の内部に噴射される。   After the liquefied natural gas L exits the fuel tank 41 and is vaporized by the vaporizer 43, the pressure of the vaporized natural gas F is adjusted by the pressure regulator 46 so as to be a constant pressure (for example, 0.4 MPa). After that, it is supplied to the fuel rail 47 and temporarily stored. The natural gas F is injected into the intake branch passage 13 from the fuel injection device 49 via the fuel branch passage 48.

この天然ガスＦと吸気Ａの混合気Ｍが気筒３１内の燃焼室で燃焼して排気ガスＧを発生する。つまり、混合気Ｍを吸気行程で導入し、圧縮行程において気筒３１の内部の燃焼室に設けられた点火プラグ（点火コイル）３２で点火して天然ガスＦを燃焼させる。この気筒３１の周辺には、図示しないが、ノックセンサ、エンジン冷却水温度センサ、クランク角度センサ、シリンダ判別センサ（カム角度センサ）等が設けられている。   The mixture M of the natural gas F and the intake air A is combusted in the combustion chamber in the cylinder 31 to generate exhaust gas G. That is, the air-fuel mixture M is introduced in the intake stroke, and the natural gas F is burned by being ignited by the ignition plug (ignition coil) 32 provided in the combustion chamber inside the cylinder 31 in the compression stroke. Although not shown, a knock sensor, an engine coolant temperature sensor, a crank angle sensor, a cylinder discrimination sensor (cam angle sensor), and the like are provided around the cylinder 31.

そして、図１に示すように、各気筒３１には、排気分岐通路１４が設けられ、この排気分岐通路１４は、排気マニホールド（エキゾーストマニホールド）１５に接続している。この排気マニホールド１５には、排気通路３３が接続していて、この排気通路３３にはターボ式過給機２３のタービン２３ｂ、空燃比センサ（λセンサ）３４と三元触媒装置３５が上流側から順に設けられている。また、タービン２３ｂには、ウエストゲート２３ｃが設けられ、ウエストゲートコントロール装置２３ｄによりその開閉を調整制御される。   As shown in FIG. 1, each cylinder 31 is provided with an exhaust branch passage 14, and the exhaust branch passage 14 is connected to an exhaust manifold (exhaust manifold) 15. An exhaust passage 33 is connected to the exhaust manifold 15, and a turbine 23b, an air-fuel ratio sensor (λ sensor) 34, and a three-way catalyst device 35 of the turbocharger 23 are connected to the exhaust passage 33 from the upstream side. It is provided in order. The turbine 23b is provided with a waste gate 23c, and the opening and closing thereof is adjusted and controlled by a waste gate control device 23d.

そして、排気ガスＧは、排気行程で気筒３１から排気弁（図示しない）を通過して排出され、排気分岐通路１４、排気マニホールド１５、排気通路３３を経由して、三元触媒装置３５で浄化された後、消音器（図示しない）から大気中に放出される。   The exhaust gas G is discharged from the cylinder 31 through an exhaust valve (not shown) in the exhaust stroke, and is purified by the three-way catalyst device 35 via the exhaust branch passage 14, the exhaust manifold 15, and the exhaust passage 33. Then, it is released into the atmosphere from a silencer (not shown).

この三元触媒装置３５は、セラミックなどで形成された触媒担持体（モノリス担体など）にプラチナ、パラジウム、ロジウム等の触媒を担持して、その酸化還元能力により排気ガスＧ中の未燃のガス成分（ＮＭＨＣ：非メタン系炭化水素）、ＣＯ、ＮＯｘ等を酸化して浄化する装置である。   This three-way catalyst device 35 carries a catalyst such as platinum, palladium, rhodium, etc. on a catalyst carrier (monolith carrier, etc.) formed of ceramic or the like, and unburned gas in the exhaust gas G by its oxidation-reduction capability. It is a device that oxidizes and purifies components (NMHC: non-methane hydrocarbons), CO, NOx and the like.

また、排気マニホールド１５から分岐して、吸気マニホールド１２に接続するＥＧＲ通路５１が設けられている。このＥＧＲ通路５１にＥＧＲクーラー５２とＥＧＲバルブ５３とが設けられている。そして、排気ガスＧの一部であるＥＧＲガスＧｅを気筒３１に還流している。   Further, an EGR passage 51 branched from the exhaust manifold 15 and connected to the intake manifold 12 is provided. An EGR cooler 52 and an EGR valve 53 are provided in the EGR passage 51. Then, EGR gas Ge, which is a part of the exhaust gas G, is recirculated to the cylinder 31.

また、エンジン１０は制御装置７０を備える。この制御装置７０には吸気温度センサ２６、ＭＡＰセンサ２７、空燃比センサ３４、及び、その他の各種センサの検出値が入力される。そして、入力された各種センサの検出値を基に、吸気スロットルバルブ２５で開度検量された空気量を算出し、目標混合比の混合気を作るために燃料噴射量を制御し、エンジンの気筒３１に供給する吸入混合気量Ｖｇを制御したり、点火プラグ３２の点火時期Ｔｇを制御したりする。   The engine 10 includes a control device 70. Detection values of the intake air temperature sensor 26, the MAP sensor 27, the air-fuel ratio sensor 34, and other various sensors are input to the control device 70. Then, based on the detected values of the various sensors, the amount of air whose opening degree has been calibrated by the intake throttle valve 25 is calculated, the fuel injection amount is controlled in order to create an air-fuel mixture with a target mixture ratio, and the engine cylinder The amount of intake air-fuel mixture Vg supplied to 31 is controlled, and the ignition timing Tg of the spark plug 32 is controlled.

この制御装置７０は、通常は、ターボ過給システムやＥＧＲシステムや燃料供給システム等を含めたエンジンの運転全般を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と呼ばれるエンジン制御装置に組み入れられて構成される。   The control device 70 is usually configured to be incorporated in an engine control device called an ECU (Engine Control Unit) that controls the overall operation of the engine including a turbocharger system, an EGR system, a fuel supply system, and the like.

そして、本発明の実施の形態においては、エンジン１０の気筒３１に供給される気化した天然ガスＦのガス成分を検出するガス成分検出システム６０を備えている。このガス成分検出システム６０は、吸気スロットルバルブ２５よりも上流側で吸気通路２１から分岐されて吸気マニホールド１２又は吸気通路２１(図１の構成では、吸気マニホールド１２)に接続される吸気バイパス通路６１を有し、この吸気バイパス通路６１に希釈バルブ６２と分析室６３を備えて構成される。   And in embodiment of this invention, the gas component detection system 60 which detects the gas component of the vaporized natural gas F supplied to the cylinder 31 of the engine 10 is provided. This gas component detection system 60 is branched from the intake passage 21 upstream of the intake throttle valve 25 and connected to the intake manifold 12 or the intake passage 21 (in the configuration of FIG. 1, the intake manifold 12). The intake bypass passage 61 includes a dilution valve 62 and an analysis chamber 63.

この吸気バイパス通路６１は吸気スロットルバルブ２５よりも上流側で吸気通路２１から分岐されるのが好ましく、これにより、希釈用空気を確保し易くなる。また、吸気バイパス通路６１を吸気マニホールド１２に接続することにより、分析室からの検出用天然ガスＦを含むガスが大気中に排出されるのを防止する。そして、希釈バルブ６２を、吸気通路２１からの分岐部と燃料成分検出部である分析室６３との間に設けて、分析室６３に流入する希釈空気量を調整するように構成する。   The intake bypass passage 61 is preferably branched from the intake passage 21 on the upstream side of the intake throttle valve 25, which facilitates securing dilution air. Further, by connecting the intake bypass passage 61 to the intake manifold 12, the gas containing the detection natural gas F from the analysis chamber is prevented from being discharged into the atmosphere. And the dilution valve 62 is provided between the branch part from the intake passage 21 and the analysis chamber 63 which is the fuel component detection part, and is configured to adjust the amount of dilution air flowing into the analysis chamber 63.

この分析室６３は、２つのガス成分検出センサ６４、６５と、気筒３１に供給される天然ガスＦの一部を噴射するガス燃料噴射器６６とを備えて構成される。このガス燃料噴射器６６には、フューエルレール４７に接続する燃料管６７が接続され、この燃料管６７には、遮断バルブ（カットバルブ）６８が設けられている。この遮断バルブ６８により、ガス成分の割合の推定を行わないときには、燃料管６７の流通を遮断して分析室６３の内部への燃料噴射を停止する。   The analysis chamber 63 includes two gas component detection sensors 64 and 65 and a gas fuel injector 66 that injects a part of the natural gas F supplied to the cylinder 31. A fuel pipe 67 connected to the fuel rail 47 is connected to the gas fuel injector 66, and a shutoff valve (cut valve) 68 is provided in the fuel pipe 67. When the ratio of the gas component is not estimated by the shutoff valve 68, the flow of the fuel pipe 67 is shut off and the fuel injection into the analysis chamber 63 is stopped.

また、この２つのガス成分検出センサ６４、６５は、ガス成分に対して互いに異なるガス感度特性を持つ、言い換えれば、反応する成分が異なる第１ガス成分検出センサ６４と第２ガス成分検出センサ６５で構成される。より好ましくは、第１ガス成分検出センサ６４を、メタンガスに対するガス感度が優れている、メタンを検出するガス成分検出センサで構成し、第２ガス成分検出センサ６５を、メタンガスよりもエタンガスに対するガス感度が優れているガス成分検出センサで構成する。なお、エタンガスの限らず、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソブタン、水素、一酸化炭素等に対するガス感度が優れているガス成分検出センサを用いることができる。   Also, the two gas component detection sensors 64 and 65 have different gas sensitivity characteristics with respect to the gas component, in other words, the first gas component detection sensor 64 and the second gas component detection sensor 65 having different reacting components. Consists of. More preferably, the first gas component detection sensor 64 is composed of a gas component detection sensor that detects methane, which is excellent in gas sensitivity to methane gas, and the second gas component detection sensor 65 is gas sensitivity to ethane gas rather than methane gas. The gas component detection sensor is excellent. In addition, not only ethane gas but the gas component detection sensor which is excellent in the gas sensitivity with respect to propane, butane, pentane, hexane, isobutane, hydrogen, carbon monoxide, etc. can be used.

このメタンを検出するガス成分検出センサと炭化水素を検出するガス成分検出センサは、都市ガスやＬＰガス等のガス漏れを検知するためのガス警報器のセンサとして市販されており、いずれも比較的低価格で容易に入手できるセンサである。しかしながら、これらのガス成分検出センサはガス漏れ検知用に非常に低濃度のガス成分を検出するようになっているため、検出時には吸気バイパス通路６１に吸気Ａの一部を導入して、天然ガスＦを希釈してガス成分を検出する。   The gas component detection sensor for detecting methane and the gas component detection sensor for detecting hydrocarbons are commercially available as gas alarm sensors for detecting gas leaks such as city gas and LP gas. It is a sensor that can be easily obtained at a low price. However, since these gas component detection sensors detect a gas component having a very low concentration for gas leak detection, a part of the intake air A is introduced into the intake bypass passage 61 at the time of detection, and natural gas is detected. Dilute F to detect gas components.

つまり、現状では、高価な成分分析計はあるが、ガス燃料の性状を把握できるセンサが無い。そのため、低コストのガス漏れ警報器のセンサを利用して、ガス成分を推定する。しかし、ガス漏れ警報器のセンサは低濃度で反応するように構成されているため、ガス燃料のような高濃度では測定できない。そこで、エンジン１０で吸引した吸気Ａの一部を使用して、ガス漏れ警報器のセンサで検出できるレベルまで、ガス燃料を希釈する。また、この希釈した可燃性ガスは大気中に排出できないので気筒３１に導入して燃焼する。   That is, at present, there is an expensive component analyzer, but there is no sensor that can grasp the properties of gas fuel. Therefore, a gas component is estimated using the sensor of a low-cost gas leak alarm. However, since the sensor of the gas leak alarm is configured to react at a low concentration, it cannot be measured at a high concentration such as gas fuel. Therefore, a part of the intake air A sucked by the engine 10 is used to dilute the gas fuel to a level that can be detected by the sensor of the gas leak alarm. Moreover, since this diluted combustible gas cannot be discharged | emitted in air | atmosphere, it introduce | transduces into the cylinder 31 and burns.

一般的に、液化天然ガスＬにはおいては、主成分のメタンのほかに、エタン、プロパン、ブタンなどの沸点と比重が異なる成分を含んでいるため、燃料タンク４１の液量Ｗｆが少なくなると、オクタン価の低い、プロパン、ブタンの成分の割合が多くなり、ノッキングが発生し易くなる。   In general, the liquefied natural gas L contains components having a specific gravity different from the boiling point such as ethane, propane and butane in addition to the main component methane, so that the liquid amount Wf of the fuel tank 41 decreases. The proportion of propane and butane components having a low octane number increases, and knocking is likely to occur.

そして、液化天然ガスＬは冷却しないで放置すると、メタンが気化し易いため、燃料タンク４１に充填した後では、充填後の時間と温度状態と燃料使用量によって、液化天然ガスＬ中のメタンの含有率が変化する。しかしながら、燃料タンク４１の液量Ｗｆだけでは、天然ガスＦのガス成分の割合が変化していることは推定できるが、吸入混合気又は点火時期を補正できる程度まで、ガス成分の割合を推定することは困難である。そのため、上記の方法で推定する。   Then, if the liquefied natural gas L is left uncooled, methane is easily vaporized. Therefore, after filling the fuel tank 41, the methane in the liquefied natural gas L depends on the time after filling, the temperature state, and the amount of fuel used. The content changes. However, although it is possible to estimate that the ratio of the gas component of the natural gas F is changing only with the liquid amount Wf in the fuel tank 41, the ratio of the gas component is estimated to such an extent that the intake mixture or the ignition timing can be corrected. It is difficult. Therefore, it estimates by said method.

そして、２つのガス成分検出センサ６４、６５で検出される検出値Ｃ１、Ｃ２を比較することで、この検出値の比率Ｒｃ（＝Ｃ１／Ｃ２）と天然ガスＦのガス成分の割合（全体構成：性状）との関係を、予めマップデータ等のデータベースにしておき、検出値の比率Ｒｃからこのデータベースを参照して天然ガスＦのガス成分の割合を推定する。更には、この天然ガスＦのガス成分の割合から要求されている出力トルクを発生するのに必要な吸気スロットル２５で検量された空気Ａと燃料噴射量の吸入混合気量Ｖｂと点火プラグ３２による点火時期Ｔｂの少なくとも一方を補正する。   Then, by comparing the detection values C1 and C2 detected by the two gas component detection sensors 64 and 65, the ratio Rc (= C1 / C2) of the detection values and the ratio of the gas components of the natural gas F (overall configuration) : Property) in a database such as map data in advance, and the ratio of the gas component of the natural gas F is estimated from the detected value ratio Rc with reference to this database. Further, the air A calibrated by the intake throttle 25 necessary for generating the required output torque from the ratio of the gas components of the natural gas F, the intake air-fuel mixture amount Vb of the fuel injection amount, and the spark plug 32 are used. At least one of the ignition timings Tb is corrected.

つまり、ガス漏れ警報器のセンサも多様な種類のものが市販されているわけではなく、メタン検出用のセンサとそれ以外のセンサ位しかないので、天然ガスＦのガス成分分析をすることは考えない。その替りに、次の方法でガス成分の割合を推定する。つまり、燃料として使用する液化天然ガスＬのガス成分は、事前に分かっており、エンジン１０の運転中において、燃料タンク４１内の液化天然ガスＬのガス成分の割合の変化と、２つのガス成分検出センサ６４、６５で検出される検出値の比率Ｒｃとの関係も予め実験的にも求めることが容易にできる。従って、この検出値の比率Ｒｃと液化天然ガスＬの成分の割合との関係を求めてマップデータ等でデータベース化しておき、エンジン１０の運転時に、２つのガス成分検出センサ６４、６５の検出値Ｃ１、Ｃ２から得られる検出値の比率Ｒｃから液化天然ガスＬのガス成分の割合を推定する。   In other words, there are not various types of sensors for gas leak alarms on the market, and there are only sensors for methane detection and other sensors, so it is considered to analyze the gas component of natural gas F. Absent. Instead, the ratio of gas components is estimated by the following method. That is, the gas component of the liquefied natural gas L used as the fuel is known in advance, and during the operation of the engine 10, the change in the ratio of the gas component of the liquefied natural gas L in the fuel tank 41 and the two gas components The relationship with the ratio Rc of the detection values detected by the detection sensors 64 and 65 can be easily obtained experimentally in advance. Accordingly, the relationship between the ratio Rc of the detected values and the ratio of the components of the liquefied natural gas L is obtained and stored in a database with map data or the like, and the detected values of the two gas component detection sensors 64 and 65 are operated when the engine 10 is operated. The ratio of the gas component of the liquefied natural gas L is estimated from the ratio Rc of the detection values obtained from C1 and C2.

なお、吸入混合気量Ｖｂと点火時期Ｔｂの補正に関しては、必ずしも、天然ガスＦのガス成分の割合の推定工程を経ることなく、検出値の比率Ｒｃと吸入混合気量Ｖｂの補正量（あるいは補正率）Ｋｃ、あるいは、点火時期Ｔｂの補正量Ｋｄとの関係の補正用データベースをそれぞれ設定しておき、計測された検出値Ｃ１、Ｃ２の比率Ｒｃから補正データベースを参照して補正量Ｋｃ、Ｋｄを求め、この補正量Ｋｃ、Ｋｄに基づいて、吸入混合気量Ｖｂ、点火時期Ｔｂを補正する。   As for the correction of the intake air mixture amount Vb and the ignition timing Tb, the correction amount (or the correction amount of the detected value ratio Rc and the intake air mixture amount Vb is not necessarily required without going through the process of estimating the ratio of the gas component of the natural gas F (or Correction rate) Kc or a correction database for the relationship with the correction amount Kd of the ignition timing Tb is set, and the correction amount Kc, with reference to the correction database from the ratio Rc of the measured detection values C1, C2. Kd is obtained, and the intake mixture amount Vb and the ignition timing Tb are corrected based on the correction amounts Kc and Kd.

本発明の実施の形態においては、この制御装置７０が、エンジン１０の運転中に、ガス成分検出システム６０により気筒３１に供給される天然ガスＦのガス成分を検出して、このガス成分に応じて気筒３１へ供給する吸入混合気量Ｖｂと点火プラグ３２による点火時期Ｔｂの少なくとも一方を補正する補正制御を行うように構成されている。   In the embodiment of the present invention, the control device 70 detects the gas component of the natural gas F supplied to the cylinder 31 by the gas component detection system 60 during the operation of the engine 10, and responds to this gas component. Thus, correction control for correcting at least one of the intake air-fuel mixture amount Vb supplied to the cylinder 31 and the ignition timing Tb by the spark plug 32 is performed.

更に、制御装置７０が、補正制御を行う時期を、エンジン回転数Ｎｅが予め設定された設定回転数Ｎｅｃ以上で、かつ、エンジン負荷Ｑが予め設定した設定範囲内（Ｑ１≦Ｑ≦Ｑ２）で、かつ、エンジン冷却水温度Ｔｗが予め設定された設定水温Ｔｗｃ以上で、かつ、燃料タンク４１の液化天然ガスＬの液量Ｗｆが予め設定した設定液量Ｗｆｃ以下である時期とするように構成される。   Further, the timing when the control device 70 performs the correction control is such that the engine speed Ne is equal to or higher than a preset set speed Nec and the engine load Q is within a preset set range (Q1 ≦ Q ≦ Q2). In addition, the engine coolant temperature Tw is set to a time that is equal to or higher than a preset set water temperature Twc, and the liquid amount Wf of the liquefied natural gas L in the fuel tank 41 is equal to or less than a preset set fluid amount Wfc. Is done.

これらの条件は、エンジン１０の運転状態がエンジン停止時やアイドリング時や冷間始動時では無く、分析室６３に入る希釈用の吸気量を調整できる状態であるという条件である。また、燃料タンク４１の液化天然ガスＬの液量Ｗｆがある程度少なくなるまでは、液化天然ガスＬのガス成分の略９０％前後を占めるメタンが、気化した天然ガスＦの主成分となっているため、吸入混合気量Ｖｂ又は点火時期Ｔｂを補正する必要性は小さいので、メタンが気化して、エタン、プロパン、ブタンなどの他の成分の割合が多くなる、燃料タンク４１の液化天然ガスＬの液量Ｗｆが少なくなったタイミングを見て、補正制御を行う。これにより効率よく補正制御を行うことができる。   These conditions are conditions in which the operating state of the engine 10 is not when the engine is stopped, when idling, or when cold starting, but in a state where the amount of intake air for dilution entering the analysis chamber 63 can be adjusted. Also, until the liquid amount Wf of the liquefied natural gas L in the fuel tank 41 is reduced to some extent, methane that occupies approximately 90% of the gas components of the liquefied natural gas L is the main component of the vaporized natural gas F. Therefore, since it is not necessary to correct the intake air-fuel mixture amount Vb or the ignition timing Tb, the liquefied natural gas L in the fuel tank 41 increases in proportion of other components such as ethane, propane, and butane by vaporizing methane. The correction control is performed at the timing when the liquid amount Wf of the liquid becomes small. Thereby, correction control can be performed efficiently.

また、制御装置７０が、ガス成分検出システム６０により気筒３１に供給される天然ガスＦのガス成分を検出するときに、第１ガス成分検出センサ６４の検出値Ｃ１が予め設定した第１設定値Ｃ１ｃ以下で、且つ、第２ガス成分検出センサ６５の検出値Ｃ２が予め設定した第２設定値Ｃ２ｃ以下になるように、希釈バルブ６２の弁開度を調整する制御を行うように構成される。   Further, when the control device 70 detects the gas component of the natural gas F supplied to the cylinder 31 by the gas component detection system 60, the detection value C1 of the first gas component detection sensor 64 is set in advance as a first set value. It is configured to perform control for adjusting the valve opening of the dilution valve 62 so that the detection value C2 of the second gas component detection sensor 65 is equal to or less than C1c and equal to or less than a preset second set value C2c. .

つまり、ガス漏れ警報器として使用されているガス成分検出センサを第１ガス成分検出センサ６４と第２ガス成分検出センサ６５として用いる場合は、これらのガス成分検出センサは、非常に低濃度のガス成分を検出するようになっているため、検出時には、希釈バルブ６２の弁開度を調整制御することにより、吸気バイパス通路６１に吸気Ａの一部を導入して天然ガスＦを希釈してガス成分を検出する。   That is, when the gas component detection sensor used as a gas leak alarm is used as the first gas component detection sensor 64 and the second gas component detection sensor 65, these gas component detection sensors are very low concentration gas. Since the component is detected, at the time of detection, by adjusting and controlling the valve opening of the dilution valve 62, a part of the intake air A is introduced into the intake bypass passage 61 to dilute the natural gas F to obtain a gas. Detect ingredients.

なお、この希釈は、ガス成分の濃度Ｃ１、Ｃ２の値自体を精度よく検出する必要はないので、ガス成分の濃度Ｃ１、Ｃ２を検出して２つの濃度の検出値の比率Ｒｃを求められればよく、希釈バルブ６２の弁開度の精密な制御は不要である。そのため、例えば、ガス成分検出センサ６４、６５の検出値Ｃ１、Ｃ２が、それぞれ設定値Ｃ１ｃ、Ｃ２ｃ以下になるように、希釈バルブ６２の弁開度をフィードバック制御することで、希釈バルブ６２の制御ができる。   In this dilution, it is not necessary to detect the gas component concentrations C1 and C2 with high accuracy. Therefore, if the gas component concentrations C1 and C2 are detected, the ratio Rc of the detected values of the two concentrations can be obtained. Well, precise control of the valve opening of the dilution valve 62 is not necessary. Therefore, for example, the control of the dilution valve 62 is performed by feedback-controlling the valve opening of the dilution valve 62 so that the detection values C1 and C2 of the gas component detection sensors 64 and 65 are not more than the set values C1c and C2c, respectively. Can do.

次に、本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法について説明する。この方法は、燃料タンク４１に貯留された液化天然ガスＬを気化させて天然ガスＦとし、この天然ガスＦを燃料とする内燃機関の制御方法である。この制御方法において、エンジン１０の運転中に、エンジン１０の気筒３１に供給される液化天然ガスＬが気化した天然ガスＦのガス成分を検出し、この検出されたガス成分に応じて気筒３１へ供給する吸入混合気量Ｖｂと点火プラグ３２による点火時期Ｔｂの少なくとも一方を補正する補正制御を行う方法である。   Next, a method for controlling the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention will be described. This method is a control method for an internal combustion engine that vaporizes the liquefied natural gas L stored in the fuel tank 41 to produce natural gas F and uses the natural gas F as fuel. In this control method, during operation of the engine 10, the gas component of the natural gas F vaporized by the liquefied natural gas L supplied to the cylinder 31 of the engine 10 is detected, and to the cylinder 31 according to the detected gas component. This is a method of performing correction control for correcting at least one of the supplied intake air-fuel mixture amount Vb and the ignition timing Tb by the spark plug 32.

以下において、より詳細に、この内燃機関の制御方法を図３の制御フローを参照しながら説明する。この図３の制御フローは、エンジン１０の運転が開始されると、天然ガスＦの吸入混合気量Ｖｇと点火時期Ｔｇを設定するときに、上級の制御フローから呼ばれて、実行され、上級の制御フローに戻り、エンジン１０の運転の停止と共に、この上級の制御フローの終了とともに終了するものとして示している。なお、以下では、吸入混合気量Ｖｇと点火時期Ｔｇの両方を補正するとして説明するが、どちらか一方の補正のみであってもよい。   In the following, this internal combustion engine control method will be described in more detail with reference to the control flow of FIG. When the operation of the engine 10 is started, the control flow in FIG. 3 is called and executed from the advanced control flow when setting the intake gas mixture amount Vg of the natural gas F and the ignition timing Tg. It is shown that the control flow returns to the above control flow and ends when the operation of the engine 10 is stopped and at the end of this advanced control flow. In the following description, it is assumed that both the intake air-fuel mixture amount Vg and the ignition timing Tg are corrected, but only one of the corrections may be performed.

この図３の制御フローが上級の制御フローで天然ガスＦの吸入混合気量Ｖｇと点火時期Ｔｇを設定するときに呼ばれてスタートすると、ステップＳ１０の運転状態の判定で、エンジン１０の運転状態の判定条件を満たしているか否かを判定する。この判定条件は、エンジン回転数Ｎｅが予め設定された設定回転数Ｎｅｃ以上で、かつ、エンジン負荷Ｑが予め設定した設定範囲内（Ｑ１≦Ｑ≦Ｑ２）で、かつ、エンジン冷却水温度Ｔｗが予め設定された設定水温Ｔｗｃ以上を満たしていることである。   When the control flow of FIG. 3 is called an advanced control flow and is set when the intake gas amount Vg of natural gas F and the ignition timing Tg are set, the operation state of the engine 10 is determined in the determination of the operation state in step S10. It is determined whether or not the determination condition is satisfied. This determination condition is that the engine speed Ne is equal to or greater than a preset set speed Nec, the engine load Q is within a preset set range (Q1 ≦ Q ≦ Q2), and the engine coolant temperature Tw is That is, the preset water temperature Twc or higher is satisfied.

これらの条件を満たしていない場合は（ＮＯ）、リターンに行き、これらの条件を満たしている場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１１に行く。この運転状態の判定で、エンジン停止時や冷間始動時やアイドリング等の分析室６３への吸気Ａの一部の導入や供給量の調整が難しくなるエンジン運転状態における補正制御を回避する。   When these conditions are not satisfied (NO), the process goes to return, and when these conditions are satisfied (YES), the process goes to step S11. This determination of the operating state avoids correction control in the engine operating state that makes it difficult to introduce a part of the intake air A into the analysis chamber 63 and adjust the supply amount during engine stop, cold start, idling, and the like.

次のステップＳ１１のＬＮＧ液量の判定で、燃料タンク４１に貯留された液化天然ガス（ＬＮＧ）Ｌの液量Ｗｆが予め設定した設定液量Ｗｆｃ以下になったか否かを判定する。この判定は、例えば、液面計４１ａにより液面高さＨｆが予め設定した判定用液面高さＨｆｃ以下になったか否かで判定する。   In the determination of the LNG liquid amount in the next step S11, it is determined whether or not the liquid amount Wf of the liquefied natural gas (LNG) L stored in the fuel tank 41 is equal to or less than a preset liquid amount Wfc. This determination is made based on, for example, whether or not the liquid level height Hf is equal to or lower than a predetermined liquid level for determination Hfc by the liquid level gauge 41a.

そして、液化天然ガスＬの液量Ｗｆが予め設定した設定液量Ｗｆｃ以下になっていない場合は（ＮＯ）、リターンに行き、上級の制御フローに戻る。ステップＳ１１で、液化天然ガスＬの液量Ｗｆが予め設定した設定液量Ｗｆｃ以下になっている場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に行き、補正制御を開始する。   When the liquid amount Wf of the liquefied natural gas L is not less than or equal to the preset set liquid amount Wfc (NO), the process goes to return and returns to the advanced control flow. In step S11, when the liquid amount Wf of the liquefied natural gas L is equal to or less than the preset liquid amount Wfc (YES), the process goes to step S12 and correction control is started.

ステップＳ１２では、希釈バルブ６２を予め設定した初期設定の弁開度に開弁し、遮断バルブ６８を開弁する。これにより、吸気Ａの一部で希釈しつつ、フューエルレール４７からの天然ガスＦを分析室６３の内部に噴射する。   In step S12, the dilution valve 62 is opened to a preset initial valve opening, and the shutoff valve 68 is opened. Thus, the natural gas F from the fuel rail 47 is injected into the analysis chamber 63 while being diluted with a part of the intake air A.

ステップＳ１３で、ガス成分検出センサ６４、６５の検出値Ｃ１、Ｃ２を検出し、ステップＳ１４で、第１検出値Ｃ１が第１設定値Ｃ１ｃ以下で、かつ、第２検出値Ｃ２が第２設定値Ｃ２ｃ以下であるか否かを判定する。この判定で否である場合は（ＮＯ）、ステップＳ１５で希釈バルブ６２の弁開度を予め設定した制御量だけ開弁して、ステップＳ１３に戻る。この期間では、上級の制御フローで設定される吸入混合気量Ｖｂと点火時期Ｔｂの補正はしない。つまり、この図３の制御フローに入力された吸入混合気量Ｖｂと点火プラグ３２による点火時期Ｔｂの少なくとも一方を補正することなく、そのまま、吸入混合気量Ｖｇ（＝Ｖｂ）と点火時期Ｔｇ（＝Ｔｂ）として出力する。   In step S13, the detection values C1 and C2 of the gas component detection sensors 64 and 65 are detected. In step S14, the first detection value C1 is equal to or less than the first set value C1c, and the second detection value C2 is the second setting. It is determined whether or not the value is less than or equal to value C2c. If this determination is negative (NO), the valve opening of the dilution valve 62 is opened by a preset control amount in step S15, and the process returns to step S13. During this period, the intake air mixture amount Vb and ignition timing Tb set in the advanced control flow are not corrected. That is, without correcting at least one of the intake air mixture amount Vb and the ignition timing Tb by the spark plug 32 input in the control flow of FIG. 3, the intake air mixture amount Vg (= Vb) and the ignition timing Tg ( = Tb).

なお、図３の制御フローには図示していないが、希釈バルブ６２の弁開度がその上限値に達してもステップＳ１４の判定が否である場合は（ＮＯ）、ガス成分検出センサ６４、６５が故障していると判定して、希釈バルブ６２と遮断バルブ６８を閉弁し、補正制御を停止する。また、同時に、ランプの点灯やメッセージの表示などにより、ガス成分検出システム６０の故障が発生したとの警報を発生する。   Although not shown in the control flow of FIG. 3, if the determination in step S14 is negative even if the valve opening of the dilution valve 62 reaches its upper limit (NO), the gas component detection sensor 64, It is determined that 65 is out of order, the dilution valve 62 and the shutoff valve 68 are closed, and the correction control is stopped. At the same time, an alarm that a failure of the gas component detection system 60 has occurred is generated by lighting the lamp or displaying a message.

ステップ１３の判定で両方の検出値Ｃ１、Ｃ２が設定値Ｃ１ｃ、Ｃ２ｃ以下である場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１６で、検出値の比率Ｒｃ＝（Ｃ１／Ｃ２）を算出して、予め設定してある補正用データベース（Ｒｃ→Ｋｃ、Ｒｃ→Ｋｄ）を参照して、補正量Ｋｃ、Ｋｄを算出する。   If both the detected values C1 and C2 are equal to or smaller than the set values C1c and C2c in the determination of step 13 (YES), the ratio Rc = (C1 / C2) of the detected values is calculated and set in advance in step S16. The correction amounts Kc and Kd are calculated with reference to the correction database (Rc → Kc, Rc → Kd).

次のステップＳ１７で、上級の制御フローから入力した吸入混合気量Ｖｂを補正量Ｋｃで補正して、補正後の吸入混合気量Ｖｇ（＝Ｖｂ×Ｋｃ）を上級の制御フローに出力する。また、点火時期Ｔｂを補正量Ｋｄで補正して、補正後の点火時期Ｔｇ（＝Ｔｂ＋Ｋｄ）を上級の制御フローに出力する。そして、リターンに行き、上級の制御フローに戻る。制御装置７０は、上級の制御フローにおける吸入混合気量制御で、この出力された補正後の吸入混合気量Ｖｇと点火時期Ｔｇで燃料噴射する。   In the next step S17, the intake mixture amount Vb input from the advanced control flow is corrected by the correction amount Kc, and the corrected intake mixture amount Vg (= Vb × Kc) is output to the advanced control flow. Further, the ignition timing Tb is corrected by the correction amount Kd, and the corrected ignition timing Tg (= Tb + Kd) is output to the advanced control flow. Then go to return and return to advanced control flow. The control device 70 performs fuel injection at the corrected intake air mixture amount Vg and ignition timing Tg in the advanced intake control flow control.

なお、これらの制御の途中でエンジン運転の停止が行われると割り込みが生じて、リターンに行き、上級の制御フローに戻って、上級の制御フローの終了と共にこの図３の制御フローも終了する。   If the engine operation is stopped in the middle of these controls, an interrupt is generated and the process returns to return to the advanced control flow, and the control flow in FIG.

上記の構成の内燃機関及び内燃機関の制御方法によれば、燃料タンク４１に貯留された液化天然ガスＬを気化させて天然ガスＦとし、この天然ガスＦを燃料とするエンジン１０において、比較的安価なセンサで、エンジン１０の運転中に燃料Ｆの性状を把握できて、この燃料Ｆの性状に合わせて吸入混合気量Ｖｂと点火プラグ３２による点火時期Ｔｂの少なくとも一方を補正することにより、吸入混合気量Ｖｇと点火時期Ｔｇの少なくとも一方を最適化できる。   According to the internal combustion engine and the control method for the internal combustion engine configured as described above, in the engine 10 using the natural gas F as a fuel, the liquefied natural gas L stored in the fuel tank 41 is vaporized into the natural gas F. An inexpensive sensor can grasp the property of the fuel F during operation of the engine 10 and correct at least one of the intake air-fuel mixture amount Vb and the ignition timing Tb by the spark plug 32 in accordance with the property of the fuel F, At least one of the intake air mixture amount Vg and the ignition timing Tg can be optimized.

１０ エンジン（内燃機関）
１１ エンジン本体
１２ 吸気マニホールド（インテークマニホールド）
１３ 吸気分岐通路
２１ 吸気通路
２５ 吸気スロットルバルブ
３１ 気筒（シリンダ）
３２ 点火プラグ
３３ 排気通路
４１ 燃料タンク
４１ａ 液面計
４２ 燃料通路
４３ 気化器
４４ 緩衝容器
４５ 開閉バルブ
４６ 圧力レギュレータ
４７ フューエルレール
４８ 燃料分岐通路
４９ 燃料噴射装置（フェールインジェクタ）
６０ ガス成分検出システム
６１ 吸気バイパス通路
６２ 希釈バルブ
６３ 分析室
６４ 第１ガス成分検出センサ
６５ 第２ガス成分検出センサ
６６ ガス燃料噴射器
６７ 燃料管
６８ 遮断バルブ（カットバルブ）
７０ 制御装置
Ａ 吸気
Ｌ 液化天然ガス
Ｆ 天然ガス
Ｇ 排気ガス
Ｇｅ ＥＧＲガス
Ｍ 混合気 10 Engine (Internal combustion engine)
11 Engine body 12 Intake manifold
13 Intake branch passage 21 Intake passage 25 Intake throttle valve 31 Cylinder
32 Spark plug 33 Exhaust passage 41 Fuel tank 41a Level gauge 42 Fuel passage 43 Vaporizer 44 Buffer container 45 Open / close valve 46 Pressure regulator 47 Fuel rail 48 Fuel branch passage 49 Fuel injection device (fail injector)
60 Gas component detection system 61 Intake bypass passage 62 Dilution valve 63 Analysis chamber 64 First gas component detection sensor 65 Second gas component detection sensor 66 Gas fuel injector 67 Fuel pipe 68 Shut-off valve (cut valve)
70 Controller A Intake L Liquefied natural gas F Natural gas G Exhaust gas Ge EGR gas M Mixture

Claims (7)

液化天然ガスを燃料とする内燃機関において、
当該内燃機関の気筒に供給される気化した天然ガスのガス成分を検出するガス成分検出システムと、当該内燃機関を制御する制御装置とを備えて、
前記制御装置が、当該内燃機関の運転中に、前記ガス成分検出システムにより前記気筒に供給される天然ガスの２つのガス成分を検出して、この２つのガス成分の割合を記憶したマップデータと比較して、ガス成分の全体構成を推定することを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine using liquefied natural gas as fuel,
A gas component detection system that detects a gas component of vaporized natural gas supplied to a cylinder of the internal combustion engine, and a control device that controls the internal combustion engine,
Map data in which the control device detects two gas components of natural gas supplied to the cylinder by the gas component detection system during operation of the internal combustion engine, and stores a ratio of the two gas components; An internal combustion engine characterized in that the overall configuration of gas components is estimated by comparison. 前記ガス成分検出システムが、
当該内燃機関の吸気通路から分岐されて吸気マニホールド又は前記吸気通路に接続される吸気バイパス通路を有し、
前記吸気バイパス通路に希釈バルブと分析室を備え、
前記分析室が、２つのガス成分検出センサと、前記気筒に供給される天然ガスの一部を噴射するガス燃料噴射器とを備えて構成され、
前記２つのガス成分検出センサが、ガス成分に対して互いに異なるガス感度特性を持つ第１ガス成分検出センサと第２ガス成分検出センサである請求項１に記載の内燃機関。 The gas component detection system comprises:
An intake bypass passage branched from the intake passage of the internal combustion engine and connected to the intake manifold or the intake passage;
The intake bypass passage includes a dilution valve and an analysis chamber,
The analysis chamber includes two gas component detection sensors and a gas fuel injector that injects a part of natural gas supplied to the cylinder.
The internal combustion engine according to claim 1, wherein the two gas component detection sensors are a first gas component detection sensor and a second gas component detection sensor having different gas sensitivity characteristics with respect to the gas component. 前記第１ガス成分検出センサがメタンを検出するガス成分検出センサであり、前記第２ガス成分検出センサが炭化水素を検出するガス成分検出センサである請求項２に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to claim 2, wherein the first gas component detection sensor is a gas component detection sensor that detects methane, and the second gas component detection sensor is a gas component detection sensor that detects hydrocarbons. 前記ガス成分検出システムにより前記気筒に供給される天然ガスの２つのガス成分を検出して、この２つのガス成分に応じて前記気筒へ供給する吸入混合気量と点火プラグによる点火時期の少なくとも一方を補正する補正制御を行うように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。内燃機関。 Two gas components of natural gas supplied to the cylinder are detected by the gas component detection system, and at least one of the amount of intake air-fuel mixture supplied to the cylinder according to the two gas components and the ignition timing by the spark plug The internal combustion engine of any one of Claims 1-3 comprised so that correction | amendment control which correct | amends may be performed. Internal combustion engine. 前記制御装置が、前記補正制御を行う時期を、エンジン回転数が予め設定された設定回転数以上で、かつ、エンジン負荷が予め設定した設定範囲内で、かつ、エンジン冷却水温度が予め設定された設定水温以上で、かつ、前記燃料タンクの液化天然ガスの液量が予め設定した設定量以下である時期とするように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関。   When the control device performs the correction control, the engine speed is equal to or higher than a preset preset engine speed, the engine load is within a preset setting range, and the engine coolant temperature is preset. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the internal combustion engine is configured so as to have a timing that is equal to or higher than a set water temperature and that a liquid amount of the liquefied natural gas in the fuel tank is equal to or lower than a preset set amount. organ. 前記制御装置が、前記ガス成分検出システムにより前記気筒に供給される天然ガスのガス成分を検出するときに、前記第１ガス成分検出センサの検出値が予め設定した第１設定値以下で、且つ、前記第２ガス成分検出センサの検出値が予め設定した第２設定値以下になるように、前記希釈バルブの弁開度を調整する制御を行うように構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関。   When the control device detects a gas component of natural gas supplied to the cylinder by the gas component detection system, a detection value of the first gas component detection sensor is equal to or less than a preset first set value, and The control of adjusting the valve opening degree of the dilution valve is performed so that the detection value of the second gas component detection sensor is equal to or less than a preset second set value. The internal combustion engine according to any one of the above. 燃料タンクに貯留された液化天然ガスを気化させて天然ガスとし、この天然ガスを燃料とする内燃機関の制御方法において、
当該内燃機関の運転中に、当該内燃機関の気筒に供給される液化天然ガスが気化した天然ガスの２つのガス成分を検出して、この２つのガス成分の割合を記憶したマップデータと比較して、ガス成分の全体構成を推定することを特徴とする内燃機関の制御方法。 In a control method for an internal combustion engine using vaporized liquefied natural gas stored in a fuel tank to form natural gas, and using the natural gas as fuel,
During operation of the internal combustion engine, two gas components of the natural gas evaporated from the liquefied natural gas supplied to the cylinder of the internal combustion engine are detected, and the ratio of the two gas components is compared with the stored map data. An internal combustion engine control method characterized by estimating an overall configuration of gas components.
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