JP2020056380A

JP2020056380A - Gas engine system

Info

Publication number: JP2020056380A
Application number: JP2018188721A
Authority: JP
Inventors: 友基藤野; Tomoki Fujino
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-04-09
Anticipated expiration: 2038-10-04
Also published as: JP7243112B2

Abstract

To avoid high-pressure gas being kept in a fuel supply pipe at engine stop.SOLUTION: A gas engine system 100 includes an engine 10, a fuel tank 51 for storing fuel gas, gas supply pipes 53, 55, 57 connected to the fuel tank, a shut-off valve 54 provided in the gas supply pipe, a pressure reducing valve 56 provided in the gas supply pipe downstream of the shut-off valve, a direct injection injector 22 provided in the gas supply pipe downstream of the pressure reducing valve for directly injecting the fuel gas to the engine, gas storage parts 62, 66 connected to the gas supply pipe downstream of the shut-off valve via a branch flow path 60, and an on-off valve 61 provided in the branch flow path.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、ガスエンジンシステムに関する。 The present disclosure relates to gas engine systems.

特許文献１には、天然ガスを燃料とした筒内直噴エンジンが開示されている。このエンジンは、燃料温度検出手段により各気筒の燃料温度を検出するとともに燃料圧力検出手段により燃料圧力を検出し、成層燃焼時に気筒間の燃料温度差が所定の許容範囲内にあるならば、燃料の平均温度と圧力とに基づいて噴射量および噴射時期を補正して燃料噴射制御を実施し、成層燃焼時に気筒間の燃料温度差が所定の許容範囲外であるならば、均質燃焼に切り替え、燃料の平均温度と圧力とに基づいて噴射量を補正して燃料噴射制御を実施する。 Patent Literature 1 discloses an in-cylinder direct injection engine using natural gas as a fuel. In this engine, the fuel temperature of each cylinder is detected by the fuel temperature detecting means and the fuel pressure is detected by the fuel pressure detecting means. If the fuel temperature difference between the cylinders is within a predetermined allowable range during stratified charge combustion, The fuel injection control is performed by correcting the injection amount and the injection timing based on the average temperature and the pressure of the fuel cell, and if the fuel temperature difference between the cylinders is out of the predetermined allowable range during the stratified combustion, switching to the homogeneous combustion is performed. The fuel injection control is performed by correcting the injection amount based on the average temperature and pressure of the fuel.

特開２００５−２４０５８１号公報JP 2005-240581 A

ガスを燃料とするエンジンでは、燃料噴射弁を用いて高圧のガスを気筒に噴射するため、ガスタンクから燃料噴射弁までの間の燃料供給管が高圧で密閉されている。エンジンの停止時には、燃料供給管に高圧のガスが保持された状態となる。この場合、燃料噴射弁から各気筒内を介してガスが漏れるおそれがあるため、燃料供給管中のガスの圧力を下げることが好ましい。しかし、エンジン停止時における燃料供給管中のガスを外部に放出して圧力を下げることは、可燃性のガスについては、問題が大きい。こうした問題については、十分に検討されていなかった。 In an engine using gas as a fuel, a high-pressure gas is injected into a cylinder using a fuel injection valve. Therefore, a fuel supply pipe between the gas tank and the fuel injection valve is sealed at a high pressure. When the engine is stopped, high-pressure gas is held in the fuel supply pipe. In this case, since there is a possibility that gas leaks from the fuel injection valve through each cylinder, it is preferable to reduce the pressure of the gas in the fuel supply pipe. However, reducing the pressure by releasing the gas in the fuel supply pipe to the outside when the engine is stopped has a serious problem with combustible gas. These issues have not been fully considered.

本発明の一形態によれば、ガスエンジンシステム（１００〜１０７）が提供される。このガスエンジンシステムは、エンジン（１０）と、燃料ガスを貯蔵する燃料タンク（５１）と、前記燃料タンクに接続されたガス供給管（５３、５５、５７）と、前記ガス供給管に設けられた遮断弁（５４）と、前記ガス供給管の前記遮断弁よりも下流に設けられた減圧弁（５６）と、前記ガス供給管の前記減圧弁よりも下流に設けられ、前記エンジンに前記燃料ガスを直接噴射する直噴インジェクタ（２２）と、前記ガス供給管の前記遮断弁よりも下流において、分岐流路（６０）を介して接続されたガス貯蔵部（６２、６６）と、前記分岐流路に設けられた開閉弁（６１）と、を備える。この形態によれば、ガス供給管中の高圧の燃料ガスの一部をガス貯蔵部に移動させることで、燃料ガスを外部に放出すること無くガス供給管中の燃料ガスの圧力を下げることができる。 According to one aspect of the present invention, a gas engine system (100-107) is provided. The gas engine system is provided in an engine (10), a fuel tank (51) for storing fuel gas, a gas supply pipe (53, 55, 57) connected to the fuel tank, and the gas supply pipe. A shutoff valve (54), a pressure reducing valve (56) provided downstream of the shutoff valve of the gas supply pipe, and a pressure reducing valve (56) provided downstream of the pressure reducing valve of the gas supply pipe. A direct injection injector (22) for directly injecting gas, a gas storage unit (62, 66) connected via a branch flow path (60) downstream of the shutoff valve of the gas supply pipe, and the branch An on-off valve (61) provided in the flow path. According to this aspect, by moving a part of the high-pressure fuel gas in the gas supply pipe to the gas storage unit, the pressure of the fuel gas in the gas supply pipe can be reduced without discharging the fuel gas to the outside. it can.

第１実施形態のガスエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a gas engine system of a 1st embodiment. 第１実施形態のガスエンジンシステムのエンジン停止時の動作フローチャートである。4 is an operation flowchart of the gas engine system according to the first embodiment when the engine is stopped. 第１実施形態のガスエンジンシステムのエンジン始動時の動作フローチャートである。4 is an operation flowchart of the gas engine system according to the first embodiment when the engine is started. 第２実施形態のガスエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a gas engine system of a 2nd embodiment. 第２実施形態のガスエンジンシステムのエンジン始動時の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart at the time of engine start of the gas engine system of 2nd Embodiment. 第３実施形態のガスエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a gas engine system of a 3rd embodiment. 第４実施形態のガスエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a gas engine system of a 4th embodiment. 第５実施形態のガスエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a gas engine system of a 5th embodiment. 第５実施形態のガスエンジンシステムのエンジン始動時の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart at the time of engine start of the gas engine system of 5th Embodiment. 第６実施形態のガスエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a gas engine system of a 6th embodiment. 第７実施形態のガスエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of the gas engine system of a 7th embodiment. 第８実施形態のガスエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a gas engine system of an 8th embodiment.

・第１実施形態：
図１に示す第１実施形態のガスエンジンシステム１００は、エンジン１０と、空気供給系回路３０と、燃料ガス供給系回路５０と、排気系回路７０と、制御部２００と、を備える。 -1st Embodiment:
The gas engine system 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes an engine 10, an air supply system circuit 30, a fuel gas supply system circuit 50, an exhaust system circuit 70, and a control unit 200.

エンジン１０は、燃料ガスを燃料とする内燃機関である。燃料ガスとして、天然ガス、ＬＰガスなどの炭化水素ガスの他、水素等の使用が可能である。エンジン１０は、シリンダブロック１１と、ピストン１２と、シリンダヘッド１３と、コンロッド１４と、クランクシャフト１５と、吸気弁１６と、吸気弁用カム１７と、排気弁１８と、排気弁用カム１９と、カム角センサ２０と、点火プラグ２１と、直噴インジェクタ２２と、ノックセンサ２３と、水温センサ２４と、クランク角センサ２５と、を備える。 The engine 10 is an internal combustion engine using fuel gas as fuel. As the fuel gas, it is possible to use hydrogen and the like in addition to hydrocarbon gas such as natural gas and LP gas. The engine 10 includes a cylinder block 11, a piston 12, a cylinder head 13, a connecting rod 14, a crankshaft 15, an intake valve 16, an intake valve cam 17, an exhaust valve 18, and an exhaust valve cam 19. , A cam angle sensor 20, a spark plug 21, a direct injection injector 22, a knock sensor 23, a water temperature sensor 24, and a crank angle sensor 25.

シリンダブロック１１は、鋳鉄、アルミニウム、あるいは、アルミニウム合金などの金属で形成され、内壁が円筒形である部材である。ピストン１２は、シリンダブロック１１内で往復運動可能に設けられている。ピストン１２は、コンロッド１４によりクランクシャフト１５に接続されている。この構成により、ピストン１２の往復運動を回転運動に変換する。また、クランクシャフト１５の回転運動を、ピストン１２の往復運動に変換する。シリンダヘッド１３は、鋳鉄、アルミニウム、あるいは、アルミニウム合金などの金属で形成され、シリンダブロック１１の開口端を塞ぐように設けられている。燃料ガスを燃焼させるための部屋である燃焼室２６は、シリンダブロック１１の内壁と、シリンダヘッド１３と、ピストン１２と、に囲まれて形成されている。 The cylinder block 11 is a member formed of a metal such as cast iron, aluminum, or an aluminum alloy and having a cylindrical inner wall. The piston 12 is provided so as to be able to reciprocate within the cylinder block 11. The piston 12 is connected to a crankshaft 15 by a connecting rod 14. With this configuration, the reciprocating motion of the piston 12 is converted into a rotary motion. Further, the rotational motion of the crankshaft 15 is converted into a reciprocating motion of the piston 12. The cylinder head 13 is made of a metal such as cast iron, aluminum, or an aluminum alloy, and is provided so as to close the open end of the cylinder block 11. A combustion chamber 26 for burning the fuel gas is formed by being surrounded by the inner wall of the cylinder block 11, the cylinder head 13, and the piston 12.

シリンダヘッド１３には、吸気管３４と排気管７１が接続されている。吸気管３４は、燃焼室２６に空気を供給するための流路であり、吸気管３４と燃焼室２６との間には、吸気弁１６が設けられている。吸気弁１６は、クランクシャフト１５の回転に同期して回転する吸気弁用カム１７により、所定のタイミングで開閉する。排気管７１は、燃焼室２６での燃料ガスの燃焼で生じた排ガスを排出するための流路であり、排気管７１と燃焼室２６との間には、排気弁１８が設けられている。排気弁１８は、クランクシャフト１５の回転に同期して回転する排気弁用カム１９により、所定のタイミングで開閉する。クランクシャフト１５と、吸気弁用カム１７、排気弁用カム１９との同期は、例えば、タイミングベルト、タイミングチェーン、ギアを用いて行われる。吸気弁用カム１７には、カム角センサ２０が設けられており、吸気弁用カム１７の位置を検出する。 An intake pipe 34 and an exhaust pipe 71 are connected to the cylinder head 13. The intake pipe 34 is a flow path for supplying air to the combustion chamber 26, and the intake valve 16 is provided between the intake pipe 34 and the combustion chamber 26. The intake valve 16 is opened and closed at a predetermined timing by an intake valve cam 17 that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft 15. The exhaust pipe 71 is a flow path for discharging exhaust gas generated by combustion of the fuel gas in the combustion chamber 26, and the exhaust valve 18 is provided between the exhaust pipe 71 and the combustion chamber 26. The exhaust valve 18 is opened and closed at a predetermined timing by an exhaust valve cam 19 that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft 15. Synchronization of the crankshaft 15, the intake valve cam 17, and the exhaust valve cam 19 is performed using, for example, a timing belt, a timing chain, and a gear. The cam 17 for the intake valve is provided with a cam angle sensor 20 for detecting the position of the cam 17 for the intake valve.

直噴インジェクタ２２は、シリンダブロック１１の吸気弁１６側に配置されている。直噴インジェクタ２２は、所定のタイミングで燃焼室２６に燃料ガスを直接噴射する。点火プラグ２１は、シリンダヘッド１３の吸気弁１６と排気弁１８の間に配置されており、カム角センサ２０が検出した吸気弁用カム１７の回転に同期した所定のタイミングで燃焼室２６内の燃料ガスに点火する。 The direct injection injector 22 is disposed on the intake valve 16 side of the cylinder block 11. The direct injector 22 directly injects fuel gas into the combustion chamber 26 at a predetermined timing. The ignition plug 21 is disposed between the intake valve 16 and the exhaust valve 18 of the cylinder head 13, and is provided in the combustion chamber 26 at a predetermined timing synchronized with the rotation of the intake valve cam 17 detected by the cam angle sensor 20. Ignite fuel gas.

ノックセンサ２３は、エンジン１０のノッキングを検知する。ノッキングが検知された場合には、例えば、制御部２００は、点火プラグ２１による点火のタイミングをカム角センサ２０が検出した吸気弁用カム１７の回転に同期したタイミングよりも遅らせる。 Knock sensor 23 detects knocking of engine 10. When knocking is detected, for example, the control unit 200 delays the timing of ignition by the spark plug 21 from the timing synchronized with the rotation of the intake valve cam 17 detected by the cam angle sensor 20.

空気供給系回路３０は、空気をエンジン１０に供給する回路であり、エアフィルター３１と、流量計３２と、スロットル弁３３と、吸気管３４とを備える。吸気管３４は、エンジン１０に接続され、エンジン１０に空気を供給する。エアフィルター３１は、空気中の塵や埃を除去する。流量計３２は、空気の流量を測定する。スロットル弁３３は、アクセルペダル（図示せず）の踏込量に応じて開度を変えて空気の流量を制御する。 The air supply system circuit 30 is a circuit that supplies air to the engine 10 and includes an air filter 31, a flow meter 32, a throttle valve 33, and an intake pipe. The intake pipe 34 is connected to the engine 10 and supplies air to the engine 10. The air filter 31 removes dust and dirt from the air. The flow meter 32 measures the flow rate of air. The throttle valve 33 controls the air flow rate by changing the opening degree in accordance with the depression amount of an accelerator pedal (not shown).

燃料ガス供給系回路５０は、燃料ガスをエンジン１０に供給する回路であり、ガスタンク５１（ガスボンベとも呼ぶ。）と、主止弁５２と、第１ガス供給管５３と、遮断弁５４と、第２ガス供給管５５と、減圧弁５６（「調圧弁５６」とも呼ぶ。）と、第３ガス供給管５７と、分岐流路６０と、開閉弁６１と、サブタンク６２と、ポートインジェクタ６３と、を備える。ガスタンク５１は、燃料ガスを貯蔵する。ガスタンク５１には、主止弁５２が接続されている。主止弁５２は、ガスタンク５１から第１ガス供給管５３への燃料ガスの供給をオン・オフする弁である。主止弁５２の下流には、第１ガス供給管５３を介して遮断弁５４が設けられている。第１ガス供給管５３には、第１圧力センサ５８が設けられている。主止弁５２は、電磁弁、油圧で動作する弁のいずれであってもよい。 The fuel gas supply system circuit 50 is a circuit that supplies fuel gas to the engine 10 and includes a gas tank 51 (also referred to as a gas cylinder), a main stop valve 52, a first gas supply pipe 53, a shutoff valve 54, A second gas supply pipe 55, a pressure reducing valve 56 (also referred to as a “pressure regulating valve 56”), a third gas supply pipe 57, a branch flow path 60, an on-off valve 61, a sub tank 62, a port injector 63, Is provided. The gas tank 51 stores fuel gas. A main stop valve 52 is connected to the gas tank 51. The main stop valve 52 is a valve for turning on / off the supply of the fuel gas from the gas tank 51 to the first gas supply pipe 53. A shutoff valve 54 is provided downstream of the main stop valve 52 via a first gas supply pipe 53. The first gas supply pipe 53 is provided with a first pressure sensor 58. The main stop valve 52 may be any of an electromagnetic valve and a valve operated by hydraulic pressure.

遮断弁５４の下流には、第２ガス供給管５５を介して減圧弁５６が設けられている。遮断弁５４は、制御部２００からの指示により第１ガス供給管５３から第２ガス供給管５５への燃料ガスの供給をオン・オフする電磁弁である。遮断弁５４は、電磁弁の他、油圧で動作する弁であってもよい。主止弁５２と、遮断弁５４は、いずれか一方のみ備える構成であってもよい。 Downstream of the shutoff valve 54, a pressure reducing valve 56 is provided via a second gas supply pipe 55. The shutoff valve 54 is an electromagnetic valve that turns on / off the supply of the fuel gas from the first gas supply pipe 53 to the second gas supply pipe 55 in accordance with an instruction from the control unit 200. The shut-off valve 54 may be a valve that operates by hydraulic pressure in addition to the electromagnetic valve. The main stop valve 52 and the shutoff valve 54 may be configured to include only one of them.

減圧弁５６の下流には、第３ガス供給管５７が設けられている。減圧弁５６は、第２ガス供給管５５の高圧の燃料ガスを減圧して第３ガス供給管５７に供給する。第３ガス供給管５７には、第２圧力センサ５９が設けられている。第３ガス供給管の下流には、直噴インジェクタ２２が接続されている。燃料ガスは、直噴インジェクタ２２を介してエンジン１０に供給される。 Downstream of the pressure reducing valve 56, a third gas supply pipe 57 is provided. The pressure reducing valve 56 reduces the pressure of the high-pressure fuel gas in the second gas supply pipe 55 and supplies it to the third gas supply pipe 57. The third gas supply pipe 57 is provided with a second pressure sensor 59. A direct injection injector 22 is connected downstream of the third gas supply pipe. The fuel gas is supplied to the engine 10 via the direct injector 22.

第３ガス供給管５７には、分岐流路６０を介してガス貯蔵部であるサブタンク６２が接続されている。サブタンク６２の容積Ｖは、ガスエンジンシステム１００の停止中における第３ガス供給管５７の圧力Ｐｔａｒをどの程度にするかにより決められる。ガスエンジンシステム１００の運転中における第３ガス供給管５７の圧力（「燃圧」とも呼ぶ。）をＰ３、第３ガス供給管５７の容積をＶ３とすると、例えば、
Ｖ＝（Ｐ３／Ｐｔａｒ）×Ｖ３
を満たすように決められる。 A sub-tank 62 serving as a gas storage unit is connected to the third gas supply pipe 57 via a branch channel 60. The volume V of the sub-tank 62 is determined by the pressure Ptar of the third gas supply pipe 57 when the gas engine system 100 is stopped. Assuming that the pressure (also referred to as “fuel pressure”) of the third gas supply pipe 57 during operation of the gas engine system 100 is P3 and the volume of the third gas supply pipe 57 is V3, for example,
V = (P3 / Ptar) × V3
Is determined to satisfy.

分岐流路６０には、制御部２００からの指示により開閉する電磁弁である開閉弁６１が設けられている。開閉弁６１が閉弁した状態では、第３ガス供給管５７中の燃料ガスは、サブタンク６２に流入しない。開閉弁６１が開弁すると、第３ガス供給管５７中の燃料ガスは、サブタンク６２に流入し、貯蔵される。 The branch flow path 60 is provided with an on-off valve 61 that is an electromagnetic valve that opens and closes according to an instruction from the control unit 200. When the on-off valve 61 is closed, the fuel gas in the third gas supply pipe 57 does not flow into the sub tank 62. When the on-off valve 61 opens, the fuel gas in the third gas supply pipe 57 flows into the sub tank 62 and is stored.

サブタンク６２には、調量弁であるポートインジェクタ６３が接続されており、ポートインジェクタ６３は、吸気管３４に接続されている。サブタンク６２に貯蔵された燃料ガスは、ポートインジェクタ６３によって吸気管３４に噴射されることにより使用される。吸気管３４への燃料ガスの噴射によってサブタンク６２内の燃料ガスが消費されると、やがてサブタンク６２内の圧力は、大気圧まで下がる。サブタンク６２には、第３圧力センサ６４が設けられている。 A port injector 63 as a metering valve is connected to the sub tank 62, and the port injector 63 is connected to the intake pipe 34. The fuel gas stored in the sub tank 62 is used by being injected into the intake pipe 34 by the port injector 63. When the fuel gas in the sub-tank 62 is consumed by the injection of the fuel gas into the intake pipe 34, the pressure in the sub-tank 62 eventually decreases to the atmospheric pressure. The sub-tank 62 is provided with a third pressure sensor 64.

排気系回路７０は、排気管７１と、ＮＯｘセンサ７２と、浄化装置７３とを備える。ＮＯｘセンサ７２は、排ガス中の窒素酸化物等の濃度を検知する。浄化装置７３は、排ガス中の窒素酸化物等を燃料ガス中の水素を用いて還元等し、浄化する。本実施形態では、ＮＯｘセンサ７２を、浄化装置７３の上流側に設けているが、浄化装置７３の下流側に設けてもよい。また、浄化装置７３の上流側と下流側の両方に設けても良い。ＮＯｘセンサ７２を浄化装置７３の上流側に設ければ、制御部２００は、浄化装置７３でどれだけの量の窒素酸化物等を浄化すれば良いかわかる。一方、ＮＯｘセンサ７２を浄化装置７３の下流側に設ければ、浄化装置７３で浄化できなかった窒素酸化物等の量がわかる。したがって、制御部２００は、ＮＯｘセンサ７２の測定値から、直噴インジェクタ２２やポートインジェクタ６３からの燃料ガスの噴射量を調整できる。 The exhaust system circuit 70 includes an exhaust pipe 71, a NOx sensor 72, and a purifying device 73. The NOx sensor 72 detects the concentration of nitrogen oxides or the like in the exhaust gas. The purifying device 73 purifies by reducing and reducing nitrogen oxides and the like in the exhaust gas using hydrogen in the fuel gas. In the present embodiment, the NOx sensor 72 is provided on the upstream side of the purification device 73, but may be provided on the downstream side of the purification device 73. Further, it may be provided on both the upstream side and the downstream side of the purification device 73. If the NOx sensor 72 is provided on the upstream side of the purifier 73, the control unit 200 can know how much nitrogen oxides and the like should be purified by the purifier 73. On the other hand, if the NOx sensor 72 is provided downstream of the purification device 73, the amount of nitrogen oxides and the like that could not be purified by the purification device 73 can be determined. Therefore, the control unit 200 can adjust the injection amount of the fuel gas from the direct injector 22 or the port injector 63 from the measurement value of the NOx sensor 72.

制御部２００は、ガスエンジンシステム１００を制御する。制御部２００には、イグニッションスイッチ２１０（図１では「ＩＧＳＷ２１０」と記載）が接続されている。イグニッションスイッチ２１０は、制御部２００を介して、ガスエンジンシステム１００を起動し、停止させるスイッチである。 The control unit 200 controls the gas engine system 100. An ignition switch 210 (described as “IGSW 210” in FIG. 1) is connected to the control unit 200. The ignition switch 210 is a switch that starts and stops the gas engine system 100 via the control unit 200.

イグニッションスイッチ２１０がオンのとき、すなわち、ガスエンジンシステム１００が起動しているときには、主止弁５２と、遮断弁５４は、いずれも開弁状態であり、開閉弁６１は閉弁状態である。この状態では、燃料タンク５１中の燃料ガスは、主止弁５２、第１ガス供給管５３、遮断弁５４、第２ガス供給管５５、減圧弁５６、第３ガス供給管５７、直噴インジェクタ２２を介してエンジン１０に供給されている。制御部２００は、適切なタイミングで直噴インジェクタ２２に対して燃料ガスをエンジン１０の燃焼室２６に噴射させ、点火プラグ２１により、燃焼室２６中の燃料ガスを点火し、エンジン１０を動作させ、出力を得る。 When the ignition switch 210 is on, that is, when the gas engine system 100 is activated, the main stop valve 52 and the shutoff valve 54 are both open, and the on-off valve 61 is closed. In this state, the fuel gas in the fuel tank 51 is supplied to the main stop valve 52, the first gas supply pipe 53, the shutoff valve 54, the second gas supply pipe 55, the pressure reducing valve 56, the third gas supply pipe 57, the direct injector The power is supplied to the engine 10 via the power supply 22. The control unit 200 causes the direct injector 22 to inject fuel gas into the combustion chamber 26 of the engine 10 at an appropriate timing, ignites the fuel gas in the combustion chamber 26 with the spark plug 21, and operates the engine 10. And get the output.

図２を用いてイグニッションスイッチ２１０がオフにされた後の制御部２００が行う処理を説明する。図２で説明する処理は、第３ガス供給管５７中の比較的高圧の燃料ガスをサブタンク６２に移動させて、第３ガス供給管５７の中の圧力を低下させる処理である。 The process performed by the control unit 200 after the ignition switch 210 is turned off will be described with reference to FIG. The process described with reference to FIG. 2 is a process of moving the relatively high-pressure fuel gas in the third gas supply pipe 57 to the sub-tank 62 to reduce the pressure in the third gas supply pipe 57.

制御部２００は、ステップＳ１００でイグニッションスイッチ２１０がオフにされたことを検知すると、ステップＳ１１０に移行し、主止弁５２および遮断弁５４を閉弁する。この状態で、第３ガス供給管５７の中の圧力は、保たれる。 When detecting that the ignition switch 210 has been turned off in step S100, the control unit 200 proceeds to step S110 and closes the main stop valve 52 and the shutoff valve 54. In this state, the pressure in the third gas supply pipe 57 is maintained.

ステップＳ１２０では、制御部２００は、遮断弁５４が閉弁したか否かを検知し、遮断弁５４が閉弁するまでの間、ステップＳ１３０に移行して、エンジン１０の動作を継続し、その後、ステップＳ１１０に戻る。遮断弁５４が閉弁している場合には、制御部２００は、処理をステップＳ１４０に移行し、開閉弁６１を開弁する。開閉弁６１を開弁する前の第３ガス供給管５７中の燃料ガスの圧力は、サブタンク６２の中の圧力よりも高い。そのため、第３ガス供給管５７中の燃料ガスは、分岐流路を通ってサブタンク６２に移動する。また、第３ガス供給管５７側の圧力が低下するので、減圧弁５６は開弁方向に動き、第２ガス供給管５５の燃料ガスは、第３ガス供給管５７に移動し、さらに、サブタンク６２に移動する。 In step S120, the control unit 200 detects whether or not the shutoff valve 54 is closed, and proceeds to step S130 until the shutoff valve 54 is closed, and continues the operation of the engine 10, and thereafter, Then, the process returns to step S110. When the shutoff valve 54 is closed, the control unit 200 shifts the processing to step S140 and opens the on-off valve 61. The pressure of the fuel gas in the third gas supply pipe 57 before opening the on-off valve 61 is higher than the pressure in the sub tank 62. Therefore, the fuel gas in the third gas supply pipe 57 moves to the sub tank 62 through the branch flow path. Further, since the pressure on the third gas supply pipe 57 side decreases, the pressure reducing valve 56 moves in the valve opening direction, the fuel gas in the second gas supply pipe 55 moves to the third gas supply pipe 57, and further the sub tank Go to 62.

ステップＳ１５０では、制御部２００は、減圧弁５６の下流の第３ガス供給管５７の中の圧力が目標圧力以下となり、かつ、サブタンク６２の中の圧力が目標圧力以下となっているか否かを判断する。目標圧力は、例えば大気圧あるいは大気圧よりも少し高い圧力である。第３ガス供給管５７の中の圧力やサブタンク６２の中の圧力は、第２圧力センサ５９および第３圧力センサ６４により取得可能である。第３ガス供給管５７の中の圧力とサブタンク６２の中の圧力のいずれもが目標圧力以下となっている場合には、制御部２００は、処理をステップＳ１６０に移行する。ステップＳ１６０では、制御部２００は、エンジン１０および直噴インジェクタ２２からの燃料ガスの噴射を停止し、開閉弁６１を閉弁する。第３ガス供給管５７の中の圧力とサブタンク６２の中の圧力のいずれかの圧力が目標圧力よりも大きい場合には、制御部２００は、処理をステップＳ１７０に移行する。ステップＳ１７０では、制御部２００は、エンジン１０の運転および直噴インジェクタ２２からの燃料ガスの噴射を数回実行することで、エンジン１０で燃料ガスを消費させ、第３ガス供給管５７の中の圧力とサブタンク６２の中の圧力を低下させる。ステップＳ１３０では、遮断弁５４が開弁している場合には、燃料ガスが供給されるため、その燃料ガスをエンジン１０で消費するのに対し、ステップＳ１７０では、遮断弁５４の閉弁後に、第３ガス供給管５７の中の圧力とサブタンク６２の中の圧力を低下させるためにエンジンを運転させる点で異なっている。ステップＳ１８０では、制御部２００は、ステップＳ１７０を所定回数実行したか否かを判断する。所定回数実行している場合には、ステップＳ１９０に処理を移行し、故障判定を行い、エンジン１０および直噴インジェクタ２２の駆動を停止する。一方、まだ所定回数実行していない場合には、制御部２００は、処理をステップＳ１４０に戻す。ステップＳ１７０、Ｓ１８０を実行する場合は、第３ガス供給管５７の中の圧力とサブタンク６２の中の圧力が低下しない場合である。ステップＳ１７０を所定回数実行しても、第３ガス供給管５７の中の圧力とサブタンク６２の中の圧力が低下しない場合には、いずれかに故障があると判断されるため、エンジン１０および直噴インジェクタを停止する。 In step S150, the control unit 200 determines whether the pressure in the third gas supply pipe 57 downstream of the pressure reducing valve 56 is equal to or lower than the target pressure, and whether the pressure in the sub tank 62 is equal to or lower than the target pressure. to decide. The target pressure is, for example, the atmospheric pressure or a pressure slightly higher than the atmospheric pressure. The pressure in the third gas supply pipe 57 and the pressure in the sub tank 62 can be acquired by the second pressure sensor 59 and the third pressure sensor 64. When both the pressure in the third gas supply pipe 57 and the pressure in the sub tank 62 are lower than the target pressure, the control unit 200 shifts the processing to step S160. In step S160, control unit 200 stops the injection of fuel gas from engine 10 and direct injector 22 and closes on-off valve 61. If any one of the pressure in the third gas supply pipe 57 and the pressure in the sub tank 62 is higher than the target pressure, the control unit 200 shifts the processing to step S170. In step S170, the control unit 200 causes the engine 10 to consume the fuel gas by executing the operation of the engine 10 and the injection of the fuel gas from the direct injection injector 22 several times. The pressure and the pressure in the sub tank 62 are reduced. In step S130, when the shut-off valve 54 is open, the fuel gas is supplied, and the fuel gas is consumed by the engine 10, whereas in step S170, after the shut-off valve 54 is closed, The difference is that the engine is operated to reduce the pressure in the third gas supply pipe 57 and the pressure in the sub tank 62. In step S180, control unit 200 determines whether step S170 has been executed a predetermined number of times. If it has been executed a predetermined number of times, the process proceeds to step S190, a failure determination is made, and the driving of the engine 10 and the direct injection injector 22 is stopped. On the other hand, if the process has not been performed a predetermined number of times, control unit 200 returns the process to step S140. Steps S170 and S180 are executed when the pressure in the third gas supply pipe 57 and the pressure in the sub tank 62 do not decrease. If the pressure in the third gas supply pipe 57 and the pressure in the sub-tank 62 do not decrease even after executing step S170 a predetermined number of times, it is determined that there is a failure in either of them, so that the engine 10 and the direct Stop the injector.

図３を用いてイグニッションスイッチ２１０がオンにされた後の制御部２００の制御を説明する。図３で説明する処理は、サブタンク６２の燃料ガスをエンジン１０に消費させる処理である。 The control of the control unit 200 after the ignition switch 210 is turned on will be described with reference to FIG. The process described in FIG. 3 is a process of causing the engine 10 to consume the fuel gas in the sub tank 62.

イグニッションスイッチ２１０がオフの状態では、主止弁５２、遮断弁５４は閉弁状態であり、開閉弁６１も閉弁状態である。制御部２００は、ステップＳ２００でイグニッションスイッチ２１０がオンにされたことを検知すると、ステップＳ２１０に移行し、主止弁５２と、遮断弁５４を開弁する。これにより、ガスタンク５１から燃料ガスが供給され、第２ガス供給管５５の圧力が上昇し、さらに、減圧弁５６下流の第３ガス供給管５７の圧力が上昇する。 When the ignition switch 210 is off, the main stop valve 52 and the shutoff valve 54 are closed, and the on-off valve 61 is also closed. When detecting that the ignition switch 210 has been turned on in step S200, the control unit 200 proceeds to step S210 and opens the main stop valve 52 and the shutoff valve 54. As a result, the fuel gas is supplied from the gas tank 51, the pressure of the second gas supply pipe 55 increases, and the pressure of the third gas supply pipe 57 downstream of the pressure reducing valve 56 also increases.

ステップＳ２２０では、制御部２００は、減圧弁５６下流の第３ガス供給管５７の圧力が目標圧以上となったか否かを判断する。制御部２００は、第３ガス供給管５７の圧力が目標圧以上の場合には、処理をステップＳ２４０に移行し、目標圧未満の場合には、処理をステップＳ２３０に移行する。 In step S220, control unit 200 determines whether or not the pressure of third gas supply pipe 57 downstream of pressure reducing valve 56 has become equal to or higher than the target pressure. Control unit 200 shifts the processing to step S240 when the pressure of third gas supply pipe 57 is equal to or higher than the target pressure, and shifts the processing to step S230 when the pressure is lower than the target pressure.

ステップＳ２３０では、制御部２００は、エンジン１０の停止状態、すなわち、エンジン１０のピストン１２を動作させず、点火プラグ２１も着火しない状態を維持し、直噴インジェクタ２２の停止状態、すなわち、直噴インジェクタ２２から燃料ガスを噴射しない状態を維持する。その後、制御部２００は、処理をステップＳ２１０に戻す。 In step S230, the control unit 200 maintains the stopped state of the engine 10, that is, the state where the piston 12 of the engine 10 is not operated and the ignition plug 21 is not ignited, and the stopped state of the direct injection injector 22, that is, the direct injection. The state where the fuel gas is not injected from the injector 22 is maintained. Thereafter, control unit 200 returns the process to step S210.

ステップＳ２４０では、制御部２００は、サブタンク６２内の圧力が第１閾値よりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、処理をステップＳ２５０に移行し、以下の場合には、処理をステップＳ２６０に移行する。第１閾値は、大気圧以上、ガスエンジンシステム１００の運転中における第３ガス供給管５７の圧力未満の任意の値に設定できる。第１閾値は、大気圧、例えば１０１３ｈＰａ、あるいは、大気圧よりも少し高い圧力、例えば１１００ｈＰａであってもよい。 In step S240, control unit 200 determines whether or not the pressure in sub-tank 62 is greater than a first threshold, and if so, shifts the process to step S250. The process moves to S260. The first threshold value can be set to any value equal to or higher than the atmospheric pressure and lower than the pressure of the third gas supply pipe 57 during the operation of the gas engine system 100. The first threshold value may be an atmospheric pressure, for example, 1013 hPa, or a pressure slightly higher than the atmospheric pressure, for example, 1100 hPa.

ステップＳ２５０では、制御部２００は、エンジン１０を始動すると共に、直噴インジェクタ２２を駆動し、第３ガス供給管５７からエンジン１０の燃焼室２６に燃料ガスを噴射させる。また、ポートインジェクタ６３を駆動し、サブタンク６２から吸気管３４に燃料ガスを噴射させる。これにより、サブタンク６２内の燃料ガスを減少させて、サブタンク６２内の圧力を下げる。なお、このとき、ポートインジェクタ６３から燃料ガスを噴射する分だけ直噴インジェクタ２２から噴射する燃料ガスを少なくしても良い。吸気管３４に供給された燃料ガスは、エンジン１０により消費される。その後、制御部は、処理をステップＳ２４０に戻す。 In step S250, control unit 200 starts engine 10 and drives direct injector 22 to inject fuel gas from third gas supply pipe 57 into combustion chamber 26 of engine 10. Further, the port injector 63 is driven to inject fuel gas from the sub tank 62 to the intake pipe 34. Thereby, the fuel gas in the sub tank 62 is reduced, and the pressure in the sub tank 62 is reduced. At this time, the fuel gas injected from the direct injector 22 may be reduced by the amount of the fuel gas injected from the port injector 63. The fuel gas supplied to the intake pipe 34 is consumed by the engine 10. Thereafter, the control unit returns the process to step S240.

ステップＳ２６０では、制御部２００は、エンジン１０を始動すると共に、直噴インジェクタ２２を駆動し、第３ガス供給管５７からエンジン１０の燃焼室２６に燃料ガスを噴射させる。なお、処理がステップＳ２５０を経由し、すでにエンジン１０を始動している場合には、エンジン１０の運転を継続する。また、ステップＳ２６０では、制御部２００は、ポートインジェクタ６３を停止する。 In step S260, control unit 200 starts engine 10 and drives direct injector 22 to inject fuel gas from third gas supply pipe 57 into combustion chamber 26 of engine 10. In addition, when the process has passed through step S250 and the engine 10 has already been started, the operation of the engine 10 is continued. In step S260, control unit 200 stops port injector 63.

以上、第１実施形態のガスエンジンシステム１００によれば、遮断弁５４よりも下流の第３ガス供給管５７において、分岐流路６０を介して接続されたガス貯蔵部であるサブタンク６２と、分岐流路６０に設けられた開閉弁６１とを備えている。そのため、ガスエンジンシステム１００の停止時に、制御部２００が開閉弁６１を開弁することで、第３ガス供給管５７の燃料ガスをサブタンク６２に移動させることができる。その結果、ガスエンジンシステム１００の停止中において、第３ガス供給管５７の中の圧力を低下させることができる。 As described above, according to the gas engine system 100 of the first embodiment, in the third gas supply pipe 57 downstream of the shut-off valve 54, the sub-tank 62, which is a gas storage unit connected via the branch flow path 60, An opening / closing valve 61 provided in the flow path 60. Therefore, when the gas engine system 100 is stopped, the control unit 200 opens the on-off valve 61 so that the fuel gas in the third gas supply pipe 57 can be moved to the sub tank 62. As a result, the pressure in the third gas supply pipe 57 can be reduced while the gas engine system 100 is stopped.

第１実施形態のガスエンジンシステム１００によれば、サブタンク６２に移動され貯蔵された燃料ガスは、イグニッションスイッチ２１０がオンされガスエンジンシステム１００が起動するときに、燃料ガスを消費する消費部であるエンジン１０により消費され、エンジン１０の駆動に用いられる。したがって、燃料ガスを有効に使用できる。 According to the gas engine system 100 of the first embodiment, the fuel gas moved and stored in the sub-tank 62 is a consuming unit that consumes the fuel gas when the ignition switch 210 is turned on and the gas engine system 100 is started. It is consumed by the engine 10 and used for driving the engine 10. Therefore, fuel gas can be used effectively.

・第２実施形態：
図４に示す第２実施形態のガスエンジンシステム１０１は、ポートインジェクタ６３の代わりに燃料ガスを排気管７１に噴射する調量弁である排気インジェクタ６５を備え、排気インジェクタ６５が排気管７１に接続されている点で、第１実施形態のガスエンジンシステム１００と、異なっているが、他の構成は同じである。第１実施形態のガスエンジンシステム１００では、ガス貯蔵部であるサブタンク６２に貯蔵された燃料ガスを吸気管３４に噴射してエンジン１０の燃焼で消費するのに対し、第２実施形態のガスエンジンシステム１０１では、ガス貯蔵部であるサブタンク６２の中の燃料ガスを排気管７１に噴射し、浄化装置７３で行われる浄化に用いて消費する。 -2nd Embodiment:
The gas engine system 101 according to the second embodiment shown in FIG. 4 includes an exhaust injector 65 which is a metering valve for injecting fuel gas into the exhaust pipe 71 instead of the port injector 63, and the exhaust injector 65 is connected to the exhaust pipe 71. Although the configuration is different from the gas engine system 100 of the first embodiment in that it is performed, the other configuration is the same. In the gas engine system 100 according to the first embodiment, the fuel gas stored in the sub tank 62 serving as a gas storage unit is injected into the intake pipe 34 and consumed by combustion of the engine 10, whereas the gas engine according to the second embodiment is used. In the system 101, the fuel gas in the sub tank 62, which is a gas storage unit, is injected into the exhaust pipe 71 and consumed for purification performed by the purification device 73.

イグニッションスイッチ２１０がオフにされた後の制御部２００が行う処理は、第１実施形態における処理と変わらないので、イグニッションスイッチ２１０がオンにされた後の制御部２００が行う処理について、図５を用いて説明する。なお、ステップＳ２３０までの処理は、図３で説明した処理と同じであるため、説明を省略する。 Since the processing performed by the control unit 200 after the ignition switch 210 is turned off is not different from the processing in the first embodiment, the processing performed by the control unit 200 after the ignition switch 210 is turned on will be described with reference to FIG. It will be described using FIG. Note that the processing up to step S230 is the same as the processing described with reference to FIG.

ステップＳ２４０では、制御部２００は、サブタンク６２内の圧力が第１閾値よりも大きいか否かを判断する。制御部２００は、サブタンク６２内の圧力が第１閾値よりも大きい場合には、ステップＳ２５５に移行し、大きくない場合には、ステップＳ２６５に移行する。同様に、第１閾値は、大気圧以上、ガスエンジンシステム１００の運転中における第３ガス供給管５７の圧力未満の任意の値に設定できる。第１閾値は、大気圧、例えば１０１３ｈＰａ、あるいは、大気圧よりも少し高い圧力、例えば１１００ｈＰａであってもよい。 In step S240, control unit 200 determines whether or not the pressure in sub tank 62 is greater than a first threshold. If the pressure in sub tank 62 is higher than the first threshold, control unit 200 proceeds to step S255, and if not, proceeds to step S265. Similarly, the first threshold can be set to any value equal to or higher than the atmospheric pressure and lower than the pressure of the third gas supply pipe 57 during the operation of the gas engine system 100. The first threshold value may be an atmospheric pressure, for example, 1013 hPa, or a pressure slightly higher than the atmospheric pressure, for example, 1100 hPa.

ステップＳ２５５では、制御部２００は、エンジン１０を始動すると共に、直噴インジェクタ２２を駆動し、第３ガス供給管５７からエンジン１０の燃焼室２６に燃料ガスを噴射させる。また、排気インジェクタ６５を駆動し、サブタンク６２から排気管７１に燃料ガスを噴射させる。これにより、サブタンク６２内の燃料ガスを排気管７１に排出し、サブタンク６２内の圧力を下げる。排気管７１に排出された燃料ガスは、排ガスを浄化するために用いられて消費される。その後、制御部２００は、処理をステップＳ２４０に戻す。 In step S255, control unit 200 starts engine 10 and drives direct injector 22 to inject fuel gas from third gas supply pipe 57 into combustion chamber 26 of engine 10. Further, the exhaust injector 65 is driven to inject fuel gas from the sub tank 62 to the exhaust pipe 71. Thereby, the fuel gas in the sub tank 62 is discharged to the exhaust pipe 71, and the pressure in the sub tank 62 is reduced. The fuel gas discharged to the exhaust pipe 71 is used for purifying the exhaust gas and consumed. Thereafter, control unit 200 returns the process to step S240.

ステップＳ２６５では、制御部２００は、エンジン１０を始動すると共に、直噴インジェクタ２２を駆動し、第３ガス供給管５７からエンジン１０の燃焼室２６に燃料ガスを噴射させる。なお、ステップＳ２５５を経由し、すでにエンジン１０を始動している場合には、制御部２００は、エンジン１０の運転を継続する。また、制御部２００は、排気インジェクタ６５を停止する。 In step S265, control unit 200 starts engine 10 and drives direct injector 22 to inject fuel gas from third gas supply pipe 57 into combustion chamber 26 of engine 10. If the engine 10 has already been started via step S255, the control unit 200 continues the operation of the engine 10. Further, the control unit 200 stops the exhaust injector 65.

以上、第２実施形態のガスエンジンシステム１０１によれば、第１実施形態のガスエンジンシステム１００と同様に、ガスエンジンシステム１０１の停止時に、開閉弁６１を開弁することで、第３ガス供給管５７の燃料ガスをサブタンク６２に移動させることができる。その結果、ガスエンジンシステム１０１の停止時に、第３ガス供給管５７の中の圧力を低下させることができる。 As described above, according to the gas engine system 101 of the second embodiment, similarly to the gas engine system 100 of the first embodiment, when the gas engine system 101 is stopped, the on-off valve 61 is opened to supply the third gas. The fuel gas in the pipe 57 can be moved to the sub tank 62. As a result, when the gas engine system 101 is stopped, the pressure in the third gas supply pipe 57 can be reduced.

第２実施形態のガスエンジンシステム１０１によれば、サブタンク６２に移動させた燃料ガスは、イグニッションスイッチ２１０をオンにしてガスエンジンシステム１０１を起動するときに燃料ガスを消費する消費部である浄化装置７３が排ガスの浄化、還元に用いて消費する。そのため、燃料ガスを有効に使用できる。 According to the gas engine system 101 of the second embodiment, the fuel gas that has been moved to the sub tank 62 is a purifying device that is a consuming unit that consumes the fuel gas when the ignition switch 210 is turned on to start the gas engine system 101. 73 is consumed for purifying and reducing exhaust gas. Therefore, fuel gas can be used effectively.

・第３実施形態：
図６に示す第３実施形態のガスエンジンシステム１０２は、分岐流路６０が、第２ガス供給管５５に接続されている点で第１実施形態のガスエンジンシステム１００と異なっているが、他の構成は同じである。制御部２００が行う処理も、第１実施形態において制御部２００が行う図２、図３に示した処理フローチャートの処理と同じである。 -Third embodiment:
The gas engine system 102 according to the third embodiment shown in FIG. 6 is different from the gas engine system 100 according to the first embodiment in that a branch flow path 60 is connected to a second gas supply pipe 55. Is the same. The processing performed by the control unit 200 is the same as the processing in the processing flowchart illustrated in FIGS. 2 and 3 performed by the control unit 200 in the first embodiment.

第３実施形態のガスエンジンシステム１０２においても、第１実施形態のガスエンジンシステム１００や第２実施形態のガスエンジンシステム１０１と同様に、ガスエンジンシステム１０２の停止時に、開閉弁６１を開弁することで、第３ガス供給管５７の燃料ガスをサブタンク６２に移動させることができるので、ガスエンジンシステム１０２の停止中において、第３ガス供給管５７の中の圧力を低下させることができる。また、第１実施形態のガスエンジンシステム１００と同様に、イグニッションスイッチ２１０をオンにしてガスエンジンシステム１０２を起動するときに燃料ガスを消費する消費部であるエンジン１０により消費し、エンジン１０の駆動に用いることができるので、燃料ガスを有効に使用できる。 In the gas engine system 102 of the third embodiment as well, like the gas engine system 100 of the first embodiment and the gas engine system 101 of the second embodiment, the on-off valve 61 is opened when the gas engine system 102 is stopped. Thus, the fuel gas in the third gas supply pipe 57 can be moved to the sub-tank 62, so that the pressure in the third gas supply pipe 57 can be reduced while the gas engine system 102 is stopped. Further, similarly to the gas engine system 100 of the first embodiment, when the ignition switch 210 is turned on to start the gas engine system 102, the fuel is consumed by the engine 10, which is a consuming unit that consumes fuel gas. Therefore, the fuel gas can be used effectively.

・第４実施形態：
図７に示す第４実施形態のガスエンジンシステム１０３は、分岐流路６０が、第２ガス供給管５５に接続されている点で第２実施形態のガスエンジンシステム１０１と異なっているが、他の構成は同じである。制御部２００が行う処理も第２実施形態の制御部２００が行う図２、図５に示した処理フローチャートの処理と同じである。 -Fourth embodiment:
The gas engine system 103 according to the fourth embodiment shown in FIG. 7 is different from the gas engine system 101 according to the second embodiment in that a branch flow path 60 is connected to a second gas supply pipe 55. Is the same. The processing performed by the control unit 200 is the same as the processing in the processing flowcharts illustrated in FIGS. 2 and 5 performed by the control unit 200 of the second embodiment.

第４実施形態のガスエンジンシステム１０３においても、第１実施形態のガスエンジンシステム１００から第３実施形態のガスエンジンシステム１０２と同様に、ガスエンジンシステム１０３の停止時に、開閉弁６１を開弁することで、第３ガス供給管５７の燃料ガスをサブタンク６２に移動させることができるので、ガスエンジンシステム１０３の停止中において、第３ガス供給管５７の中の圧力を低下させることができる。また、第２実施形態のガスエンジンシステム１０１と同様に、イグニッションスイッチ２１０をオンにしてガスエンジンシステム１０４を起動するときに燃料ガスを消費する消費部であるエンジン１０により消費し、エンジン１０の駆動に用いることができるので、燃料ガスを有効に使用できる。 Also in the gas engine system 103 of the fourth embodiment, the on-off valve 61 is opened when the gas engine system 103 is stopped, similarly to the gas engine systems 100 to 102 of the third embodiment. Thus, the fuel gas in the third gas supply pipe 57 can be moved to the sub tank 62, so that the pressure in the third gas supply pipe 57 can be reduced while the gas engine system 103 is stopped. Further, similarly to the gas engine system 101 of the second embodiment, when the ignition switch 210 is turned on to start the gas engine system 104, the fuel is consumed by the engine 10, which is a consuming unit that consumes fuel gas. Therefore, the fuel gas can be used effectively.

・第５実施形態：
図８に示す第５実施形態のガスエンジンシステム１０４は、燃料ガスとして水素を用い、ガス貯蔵部であるサブタンクとして水素吸蔵合金６７を含むサブタンク６６と、水素吸蔵合金６７から水素を放出させるための加熱器６８と、を備える点で、第１実施形態のガスエンジンシステム１００と異なっている。水素吸蔵合金６７としては、例えば、マグネシウム、チタン、バナジウム、ジルコン、ランタン、Ｍｇ_２Ｎｉ、ＴｉＦｅ、ＬａＮｉ_５などを用いることができる。 -Fifth embodiment:
A gas engine system 104 according to the fifth embodiment shown in FIG. 8 uses hydrogen as a fuel gas, a sub-tank 66 including a hydrogen storage alloy 67 as a sub-tank serving as a gas storage unit, and a hydrogen storage alloy 67 for releasing hydrogen from the hydrogen storage alloy 67. A different point from the gas engine system 100 of the first embodiment is that a heater 68 is provided. As the hydrogen storage alloy 67, for example, magnesium, titanium, vanadium, zircon, lanthanum, Mg ₂ Ni, TiFe, LaNi ₅ or the like can be used.

第５実施形態のガスエンジンシステム１０４の停止時の動作については、サブタンク６２に燃料ガスを気体として収納するか、サブタンク６６の水素吸蔵合金６７に水素を吸蔵させるか、の違いを除き第１〜第４実施形態のガスエンジンシステム１００〜１０３における動作と同じであるため、説明を省略する。 The operation of the gas engine system 104 according to the fifth embodiment when the gas engine system 104 is stopped is the same as that of the first to first embodiments except that the fuel gas is stored in the sub-tank 62 as gas or the hydrogen storage alloy 67 in the sub-tank 66 stores hydrogen. Since the operation is the same as that of the gas engine systems 100 to 103 of the fourth embodiment, the description is omitted.

イグニッションスイッチ２１０がオンにされた後の制御部２００の制御について、図９を用いて説明する。なお、ステップＳ２２５とステップＳ２４５とステップＳ２７０を除き、図３と同じ処理であるため、ステップＳ２２５とＳ２４５について説明する。 The control of the control unit 200 after the ignition switch 210 is turned on will be described with reference to FIG. Note that the processing is the same as that of FIG. 3 except for steps S225, S245, and S270, and thus steps S225 and S245 will be described.

ステップＳ２２５では、制御部２００は、加熱器６８を用いてサブタンク６６を加熱し、サブタンク６６内の水素吸蔵合金６７から水素を放出させる。ステップＳ２４５では、サブタンク６５内の圧力が第１閾値よりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、ステップＳ２５０に移行し、大きくない場合には、ステップＳ２７０に移行する。ステップＳ２７０では、制御部２００は、図１のステップＳ２６０の動作に加えて、吸蔵合金６７への加熱を停止する。すなわち、御部２００は、エンジン１０を始動すると共に、吸蔵合金６７への加熱を停止し、直噴インジェクタ２２を駆動し、第３ガス供給管５７からエンジン１０の燃焼室２６に燃料ガスを噴射させる。なお、処理がステップＳ２５０を経由し、すでにエンジン１０を始動している場合には、エンジン１０の運転を継続する。また、ステップＳ２７０では、制御部２００は、ポートインジェクタ６３を停止する。 In step S <b> 225, control unit 200 heats sub tank 66 using heater 68 to release hydrogen from hydrogen storage alloy 67 in sub tank 66. In step S245, it is determined whether or not the pressure in the sub tank 65 is greater than the first threshold. If it is, the process proceeds to step S250. If not, the process proceeds to step S270. In step S270, control unit 200 stops heating the storage alloy 67 in addition to the operation in step S260 in FIG. That is, the control unit 200 starts the engine 10, stops heating the storage alloy 67, drives the direct injector 22, and injects fuel gas from the third gas supply pipe 57 into the combustion chamber 26 of the engine 10. Let it. In addition, when the process has passed through step S250 and the engine 10 has already been started, the operation of the engine 10 is continued. In step S270, control unit 200 stops port injector 63.

第５実施形態のガスエンジンシステム１０４においても、第１実施形態から第４実施形態のガスエンジンシステム１００〜１０３と同様に、ガスエンジンシステム１０４の停止時に、開閉弁６１を開弁することで、第３ガス供給管５７の燃料ガスをサブタンク６６に移動させ、水素吸蔵合金に吸蔵させることができる。その結果、ガスエンジンシステム１０４の停止中において、第３ガス供給管５７の中の圧力を低下させることができる。また、第１実施形態のガスエンジンシステム１００、第３の実施形態のガスエンジンシステム１０２と同様に、イグニッションスイッチ２１０をオンにしてガスエンジンシステム１０４を起動するときに燃料ガスを消費する消費部であるエンジン１０により消費し、エンジン１０の駆動に用いることができるので、燃料ガスを有効に使用できる。 In the gas engine system 104 of the fifth embodiment, as in the case of the gas engine systems 100 to 103 of the first to fourth embodiments, when the gas engine system 104 is stopped, the on-off valve 61 is opened. The fuel gas in the third gas supply pipe 57 can be moved to the sub tank 66 and stored in the hydrogen storage alloy. As a result, the pressure in the third gas supply pipe 57 can be reduced while the gas engine system 104 is stopped. Further, like the gas engine system 100 according to the first embodiment and the gas engine system 102 according to the third embodiment, a consuming unit that consumes fuel gas when the ignition switch 210 is turned on to start the gas engine system 104. Since the fuel gas can be consumed by a certain engine 10 and used for driving the engine 10, the fuel gas can be used effectively.

サブタンク６６の水素吸蔵合金６７に水素を吸蔵させるので、サブタンク６２に気体の状態で水素を貯蔵するよりも、小さな容量のガス貯蔵部であるサブタンク６６を用いて水素を貯蔵できる。 Since hydrogen is stored in the hydrogen storage alloy 67 of the sub-tank 66, hydrogen can be stored using the sub-tank 66, which is a gas storage unit having a smaller capacity, than storing hydrogen in a gas state in the sub-tank 62.

・他の実施形態：
図１０に示す第６実施形態のガスエンジンシステム１０５、図１１に示す第７実施形態のガスエンジンシステム１０６、図１２に示す第８実施形態のガスエンジンシステム１０７は、それぞれ、第２実施形態のガスエンジンシステム１０１、第３実施形態のガスエンジンシステム１０２、第４実施形態のガスエンジンシステム１０３のサブタンク６２を、第５実施形態のガスエンジンシステム１０４と同様に、水素吸蔵合金６７を含むサブタンク６６と、水素吸蔵合金６７から水素を放出させるための加熱器６８に置換したものである。第６実施形態のガスエンジンシステム１０５、第７実施形態のガスエンジンシステム１０６、第８実施形態のガスエンジンシステム１０７についても、第２実施形態のガスエンジンシステム１０１、第３実施形態のガスエンジンシステム１０２、第４実施形態のガスエンジンシステム１０３と同様に、ガスエンジンシステム１０４の停止中において、第３ガス供給管５７の中の圧力を低下させることができる。また、イグニッションスイッチ２１０をオンにしてガスエンジンシステム１０４を起動するときに燃料ガスである水素を消費する消費部であるエンジン１０や、浄化装置７３で消費できるので、燃料ガスである水素を有効に使用できる。 -Other embodiments:
The gas engine system 105 of the sixth embodiment shown in FIG. 10, the gas engine system 106 of the seventh embodiment shown in FIG. 11, and the gas engine system 107 of the eighth embodiment shown in FIG. The sub-tank 62 of the gas engine system 101, the gas engine system 102 of the third embodiment, and the sub-tank 62 of the gas engine system 103 of the fourth embodiment are the same as the gas engine system 104 of the fifth embodiment. And a heater 68 for releasing hydrogen from the hydrogen storage alloy 67. The gas engine system 105 according to the sixth embodiment, the gas engine system 106 according to the seventh embodiment, and the gas engine system 107 according to the eighth embodiment also include the gas engine system 101 according to the second embodiment and the gas engine system according to the third embodiment. 102, similarly to the gas engine system 103 of the fourth embodiment, the pressure in the third gas supply pipe 57 can be reduced while the gas engine system 104 is stopped. Further, when the ignition switch 210 is turned on to start the gas engine system 104, the fuel 10 can be consumed by the engine 10, which is a consuming unit that consumes hydrogen as a fuel gas, and the purifier 73, so that the hydrogen, which is a fuel gas, can be effectively used. Can be used.

上記各実施形態では、開閉弁６１の開弁速度については説明していなかったが、開閉弁６１の開弁速度は、開閉弁６１を最も速く開弁できる速度よりも遅い速度であることが好ましい。上記説明したように、サブタンク６２やサブタンク６６内の燃料ガスは、イグニッションスイッチ２１０がオンにされてガスエンジンシステム１００〜１０７が起動するときに、エンジン１０あるいは浄化装置７３により消費される。その結果、サブタンク６２やサブタンク６６の中の圧力は、通常運転時の吸気管３４あるいは、排気管７１の圧力であるほぼ大気圧まで下がっている。一方、第３ガス供給管５７の圧力は、大気圧よりも十分に大きい。このとき、開閉弁６１を最も速く開弁できる速度で開弁すると、第３ガス供給管５７中の燃料ガスがサブタンク６２やサブタンク６６に急激に断熱膨張し、燃料ガスの温度が急激に下降する。これに対し、開閉弁６１を最も速く開弁できる速度よりも遅い速度で開弁すると、第３ガス供給管５７中の燃料ガスがサブタンク６２やサブタンク６６にゆっくりとしか断熱膨張しないので、燃料ガスの温度は、ゆっくりとしか下降しない。その結果、分岐流路６０やサブタンク６２あるいはサブタンク６６の凍結を抑制できる。なお、開閉弁６１を閉弁するときには、燃料ガスの断熱膨張は起こらないので、閉弁速度は、開閉弁６１を最も速く閉弁できる速度であってもよく、開閉弁６１を最も速く閉弁できる速度よりも遅い速度であってもよい。 Although the opening speed of the on-off valve 61 is not described in each of the above embodiments, the opening speed of the on-off valve 61 is preferably a speed lower than the speed at which the on-off valve 61 can be opened most quickly. . As described above, the fuel gas in the sub-tank 62 or the sub-tank 66 is consumed by the engine 10 or the purification device 73 when the ignition switch 210 is turned on and the gas engine systems 100 to 107 are started. As a result, the pressure in the sub-tank 62 or the sub-tank 66 is reduced to substantially the atmospheric pressure, which is the pressure in the intake pipe 34 or the exhaust pipe 71 during normal operation. On the other hand, the pressure of the third gas supply pipe 57 is sufficiently higher than the atmospheric pressure. At this time, when the on-off valve 61 is opened at a speed that allows the fastest opening, the fuel gas in the third gas supply pipe 57 rapidly adiabatically expands into the sub tank 62 and the sub tank 66, and the temperature of the fuel gas rapidly drops. . On the other hand, if the on-off valve 61 is opened at a speed lower than the speed at which the valve can be opened most quickly, the fuel gas in the third gas supply pipe 57 only adiabatically expands into the sub-tank 62 or the sub-tank 66 only slowly. Temperature only slows down. As a result, freezing of the branch channel 60, the sub tank 62, or the sub tank 66 can be suppressed. When the on-off valve 61 is closed, the adiabatic expansion of the fuel gas does not occur. Therefore, the valve closing speed may be a speed at which the on-off valve 61 can be closed fastest. The speed may be lower than the speed that can be achieved.

上記各実施形態では、イグニッションスイッチ２１０がオフにされてエンジン１０が停止するとき、および、オンにされてエンジン１０が起動するときを例に取って説明した。しかし、制御部２００は、イグニッションスイッチ２１０のオン中に、例えば、アイドリングストップ制御を実行してエンジン１０を停止させるときや、アイドリングストップ後のエンジン１０の再始動のときに、上記実施形態で説明した処理を実行しても良い。また、ハイブリッド車では、制御部２００は、エンジン走行からＥＶ走行に切り替えるときや、ＥＶ走行からエンジン走行に戻るときに、上記実施形態で説明した処理を実行しても良い。 In each of the above embodiments, the case where the ignition switch 210 is turned off to stop the engine 10 and the case where the ignition switch 210 is turned on and the engine 10 starts up have been described as examples. However, the control unit 200 will be described in the above-described embodiment while the ignition switch 210 is on, for example, when the engine 10 is stopped by executing the idling stop control, or when the engine 10 is restarted after the idling stop. May be performed. In a hybrid vehicle, control unit 200 may execute the processing described in the above embodiment when switching from engine running to EV running or when returning from EV running to engine running.

上記各実施形態では、エンジン１０として、レシプロエンジンを図示しているが、レシプロエンジンの代わりにロータリーエンジンを用いてもよい。特に第５実施形態から第８実施形態の水素を燃料がすとする場合には、ロータリーエンジンが好ましい。 In the above embodiments, a reciprocating engine is shown as the engine 10, but a rotary engine may be used instead of the reciprocating engine. In particular, when hydrogen is used as the fuel in the fifth to eighth embodiments, a rotary engine is preferable.

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various configurations without departing from the spirit of the invention. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary of the invention may be used to solve some or all of the above-described problems, or to provide some of the above-described effects. Or, in order to achieve all of them, replacement and combination can be appropriately performed. Unless the technical features are described as essential in the present specification, they can be deleted as appropriate.

本発明は、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention can be realized as the following modes.

（１）本発明の一形態によれば、ガスエンジンシステム（１００〜１０７）が提供される。このガスエンジンシステムは、エンジン（１０）と、燃料ガスを貯蔵する燃料タンク（５１）と、前記燃料タンクに接続されたガス供給管（５３、５５、５７）と、前記ガス供給管に設けられた遮断弁（５４）と、前記ガス供給管の前記遮断弁よりも下流に設けられた減圧弁（５６）と、前記ガス供給管の前記減圧弁よりも下流に設けられ、前記エンジンに前記燃料ガスを直接噴射する直噴インジェクタ（２２）と、前記ガス供給管の前記遮断弁よりも下流において、分岐流路（６０）を介して接続されたガス貯蔵部（６２、６６）と、前記分岐流路に設けられた開閉弁（６１）と、を備える。 (1) According to one aspect of the present invention, a gas engine system (100 to 107) is provided. The gas engine system is provided in an engine (10), a fuel tank (51) for storing fuel gas, a gas supply pipe (53, 55, 57) connected to the fuel tank, and the gas supply pipe. A shutoff valve (54), a pressure reducing valve (56) provided downstream of the shutoff valve of the gas supply pipe, and a pressure reducing valve (56) provided downstream of the pressure reducing valve of the gas supply pipe. A direct injection injector (22) for directly injecting gas, a gas storage unit (62, 66) connected via a branch flow path (60) downstream of the shutoff valve of the gas supply pipe, and the branch An on-off valve (61) provided in the flow path.

（２）上記形態において、前記遮断弁の開弁中は、前記開閉弁を閉弁し、前記エンジンが停止され、前記遮断弁が閉弁されると、前記開閉弁を開弁してもよい。この形態によれば、遮断弁が閉弁されて、燃料ガスがガス供給管に供給されなくなってからガス供給管中の高圧のガスの一部をガス貯蔵部に移動させることができる。 (2) In the above aspect, the on-off valve may be closed while the shut-off valve is opened, and the on-off valve may be opened when the engine is stopped and the shut-off valve is closed. . According to this aspect, after the shutoff valve is closed and the fuel gas is no longer supplied to the gas supply pipe, a part of the high-pressure gas in the gas supply pipe can be moved to the gas storage unit.

（３）上記形態において、前記開閉弁は、電磁弁であってもよい。この形態によれば、開閉弁の開閉速度を容易に制御できる。 (3) In the above embodiment, the on-off valve may be an electromagnetic valve. According to this aspect, the opening and closing speed of the on-off valve can be easily controlled.

（４）上記形態において、前記開閉弁を開弁するときの速度は、最も速く開弁できる速度よりも遅い速度であってもよい。開閉弁を急激に開弁したときは、ガス供給管中の高圧のガスが断熱膨張してガス貯蔵部に移動し、ガスの温度が急激に下がって凍結する可能性がある。この形態によれば、開閉弁の開弁速度が遅いので、ガスがゆっくりとしか膨張しないので、ガスの温度が急激に下がらない。 (4) In the above embodiment, the speed at which the on-off valve is opened may be lower than the speed at which the valve can be opened fastest. When the on-off valve is rapidly opened, the high-pressure gas in the gas supply pipe adiabatically expands and moves to the gas storage unit, and the temperature of the gas may drop rapidly and freeze. According to this aspect, since the gas opens only slowly because the valve opening speed of the on-off valve is low, the temperature of the gas does not drop rapidly.

（５）上記形態において、前記ガス貯蔵部には、調量弁（６３、６５）が接続され、前記調量弁は、管を介して、前記燃料ガスを消費する消費部（１０、７３）に接続されていてもよい。この形態によれば、ガス貯蔵部の燃料ガスを有効に使用できる。 (5) In the above aspect, a metering valve (63, 65) is connected to the gas storage unit, and the metering valve is a consuming unit (10, 73) that consumes the fuel gas via a pipe. May be connected. According to this aspect, the fuel gas in the gas storage unit can be used effectively.

（６）上記形態において、前記管は、前記エンジンに空気を供給する吸気管（３４）であり、前記消費部は、前記エンジン（１０）であってもよい。この形態によれば、燃料ガスをエンジンの燃料として利用できる。 (6) In the above aspect, the pipe may be an intake pipe (34) for supplying air to the engine, and the consuming unit may be the engine (10). According to this embodiment, the fuel gas can be used as fuel for the engine.

（７）上記形態において、前記管は、前記エンジンから排ガスを排出する排気管（７１）であり、前記消費部は、前記排気管に設けられ、前記排ガスを浄化する浄化装置（７３）であってもよい。この形態によれば、燃料ガスを排ガスに含まれる酸化物の還元剤として使用できる。 (7) In the above aspect, the pipe is an exhaust pipe (71) for discharging exhaust gas from the engine, and the consuming unit is a purification device (73) provided on the exhaust pipe for purifying the exhaust gas. You may. According to this embodiment, the fuel gas can be used as a reducing agent for the oxide contained in the exhaust gas.

（８）上記形態において、前記燃料ガスは水素であり、前記ガス貯蔵部（６６）は、水素吸蔵合金（６７）を含んでいてもよい。この形態によれば、燃料ガスが水素であるときに、小さな容量のガス貯蔵部で貯蔵して、ガス供給管の圧力を低下できる。 (8) In the above aspect, the fuel gas may be hydrogen, and the gas storage unit (66) may include a hydrogen storage alloy (67). According to this aspect, when the fuel gas is hydrogen, it is stored in the gas storage unit having a small capacity, and the pressure of the gas supply pipe can be reduced.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、ガスエンジンシステムの他、ガスエンジンシステムの制御方法等で実現することができる。 It should be noted that the present invention can be realized in various forms, for example, a gas engine system, a control method of a gas engine system, and the like.

１０エンジン１１シリンダブロック１２ピストン１３シリンダヘッド１４コンロッド１５クランクシャフト１６吸気弁１７吸気弁用カム１８排気弁１９排気弁用カム２０カム角センサ２１点火プラグ２２直噴インジェクタ２３ノックセンサ２４水温センサ２５クランク角センサ２６燃焼室３０空気供給系回路３１エアフィルター３２流量計３３スロットル弁３４吸気管５０燃料ガス供給系回路５１ガスタンク５２主止弁５３第１ガス供給管５４遮断弁５５第２ガス供給管５６減圧弁（調圧弁）５７第３ガス供給管５８第１圧力センサ５９第２圧力センサ６０分岐流路６１開閉弁６２サブタンク６３ポートインジェクタ６４第３圧力センサ６５排気インジェクタ６６サブタンク６７水素吸蔵合金６８加熱器７０排気系回路７１排気管７２ＮＯｘセンサ７３浄化装置１００〜１０７ガスエンジンシステム２００制御部２１０イグニッションスイッチ Reference Signs List 10 engine 11 cylinder block 12 piston 13 cylinder head 14 connecting rod 15 crankshaft 16 intake valve 17 intake valve cam 18 exhaust valve 19 exhaust valve cam 20 cam angle sensor 21 ignition plug 22 direct injection injector 23 knock sensor 24 water temperature sensor 25 crank Angle sensor 26 Combustion chamber 30 Air supply system circuit 31 Air filter 32 Flow meter 33 Throttle valve 34 Intake pipe 50 Fuel gas supply system circuit 51 Gas tank 52 Main stop valve 53 First gas supply pipe 54 Shutoff valve 55 Second gas supply pipe 56 Pressure reducing valve (pressure regulating valve) 57 Third gas supply pipe 58 First pressure sensor 59 Second pressure sensor 60 Branch flow path 61 Open / close valve 62 Sub-unit Click 63 port injector 64 third pressure sensor 65 exhaust injector 66 sub tank 67 hydrogen storage alloy 68 heater 70 exhaust system circuit 71 exhaust pipe 72 NOx sensor 73 purification device 100-107 gas engine system 200 controller 210 ignition switch

Claims

A gas engine system (100-107),
Engine (10),
A fuel tank (51) for storing fuel gas;
A gas supply pipe (53, 55, 57) connected to the fuel tank;
A shutoff valve (54) provided in the gas supply pipe;
A pressure reducing valve (56) provided downstream of the shut-off valve of the gas supply pipe;
A direct injector (22) provided downstream of the pressure reducing valve of the gas supply pipe and directly injecting the fuel gas into the engine;
A gas storage section (62, 66) connected via a branch flow path (60) downstream of the shutoff valve of the gas supply pipe;
An on-off valve (61) provided in the branch flow path;
A gas engine system comprising:

The gas engine system according to claim 1, wherein
During opening of the shut-off valve, the on-off valve is closed,
When the engine is stopped and the shut-off valve is closed, the on-off valve is opened.
Gas engine system.

The gas engine system according to claim 1 or 2,
The gas engine system, wherein the on-off valve is a solenoid valve.

The gas engine system according to any one of claims 1 to 3, wherein
A gas engine system, wherein a speed at which the on-off valve is opened is lower than a speed at which the valve can be opened at the highest speed.

The gas engine system according to any one of claims 1 to 4, wherein
A metering valve (63, 65) is connected to the gas storage unit,
The gas engine system, wherein the metering valve is connected to a consuming section (10, 73) that consumes the fuel gas via a pipe.

The gas engine system according to claim 5, wherein
The pipe is an intake pipe (34) for supplying air to the engine;
The consumption unit is the engine (10);
Gas engine system.

The gas engine system according to claim 5, wherein
The pipe is an exhaust pipe (71) for discharging exhaust gas from the engine;
The consumption unit is a purification device (73) provided in the exhaust pipe and configured to purify the exhaust gas.
Gas engine system.

The gas engine system according to any one of claims 1 to 7,
The fuel gas is hydrogen;
The gas engine system, wherein the gas storage unit (66) includes a hydrogen storage alloy (67).