JP3122506B2 - 副室式ガス機関における副室ガス圧制御装置 - Google Patents

副室式ガス機関における副室ガス圧制御装置

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JP3122506B2 JP03342490A JP34249091A JP3122506B2 JP 3122506 B2 JP3122506 B2 JP 3122506B2 JP 03342490 A JP03342490 A JP 03342490A JP 34249091 A JP34249091 A JP 34249091A JP 3122506 B2 JP3122506 B2 JP 3122506B2
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、副室にガスあるいは
濃混合気(以下単にガスまたは燃料と記す)を供給して点
火した後、主燃焼室内の希薄混合気を燃焼させるように
構成された副室式ガス機関において、副室に供給するガ
スの圧力を制御する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】副室式ガス機関においては副室へのガス
の供給圧力を機関の運転状態に応じて制御することが望
ましい。このため、従来はダイアフラムを2段に配置し
た機械式レギュレータを使用し、これを吸気圧力で制御
することが行われている。この場合には、供給圧力Pg
は次の式 Pg=Pa+K ……(1) を満足する値となるのであるが、実際には機関の回転数
が変化すると定数Kが変化し、適正な供給圧力Pgが得
られなくなるという問題があった。また負荷の変化に伴
う微妙なガス圧の変化に対応しにくく、精密な制御が困
難でハンチング等の不安定な状態が生じやすいという問
題もあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこれらの点
に着目し、副室への燃料の供給圧力を適正に制御して常
に最適な状態で機関を運転できるようにすることを課題
としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、第1の発明では、副室に供給される燃料の供給路
に挿入された電子式レギュレータと、機関の回転数を検
出する回転数検出手段と、機関の吸気圧力を検出する吸
気圧検出手段と、検出された回転数及び吸気圧力に基づ
いて電子式レギュレータを制御し、副室に供給される燃
料の供給圧力を補正する制御部、とを備えている。ここ
で、吸気圧力をPa、回転数及び吸気圧力に応じてあら
かじめ記憶された定数をK1及びK2とすると、副室に供
給される燃料の供給圧力Pgは、Pg=K1Pa+K2と
なるように制御される。図1はこの第1発明の構成を示
す図であり、Aはガス機関、Bは副室、Cは電子式レギ
ュレータ、Dは回転数検出手段、Eは吸気圧検出手段、
Fは制御部、Gはスロットル弁、Hは主燃焼室に供給さ
れる燃料、Iは副室に供給される燃料である。
【0005】また第2の発明では、副室に供給される燃
料の供給路に機械式レギュレータを挿入し、この機械式
レギュレータを吸気圧力とブースト圧力によって制御す
るようにした過給機付き副室式ガス機関において、ブー
スト圧力を機械式レギュレータに供給するための導管に
挿入された電子式レギュレータと、機関の回転数を検出
する回転数検出手段と、機関の吸気圧力を検出する吸気
圧検出手段と、検出された回転数及び吸気圧力に応じて
あらかじめ記憶された補正ブースト圧力を得るように電
子式レギュレータを制御し、機械式レギュレータに供給
されるブースト圧力を補正する制御部、とを備えてい
る。ここで、吸気圧力をPa、電子式レギュレータによ
って得られる補正ブースト圧力をPc、機械式レギュレ
ータによって定まる定数をK3とすると、副室に供給さ
れる燃料の供給圧力Pgは、Pg=Pa+Pc+K3と
なるように制御される。図2はこの第2発明の構成を示
す図であり、Jは過給機、Kは機械式レギュレータであ
る。なおA〜Iは図1と同様である。
【0006】
【作用】第1の発明では、電子式レギュレータを回転数
及び吸気圧力に基づいて制御しており、電子式レギュレ
ータは機械式レギュレータと異なって微妙な制御が可能
であると共に応答性が良好であるので、回転数及び吸気
圧力に基づいて副室への燃料の供給圧力を適正に制御す
ることが容易となる。また第2の発明においても、機械
式レギュレータに供給されるブースト圧力を回転数及び
吸気圧力に基づいて電子式レギュレータで制御している
ので、副室への燃料の供給圧力が適正に制御される。
【0007】
【第1発明の実施例】以下、図示の一実施例について説
明する。図3は全体の構成を示す概略図であり、1はシ
リンダ、2はピストン、3は主燃焼室、4は副室、5は
点火栓、6はチェックバルブ、7は吸気弁、8は排気
弁、11は吸気管、12はスロットル弁、13はガバ
ナ、14はミキサー、15はレギュレータである。ガス
16はレギュレータ15で調圧された後、ミキサー14
で空気17と混合されて希薄混合気となり、スロットル
弁12、吸気弁7を経て主燃焼室3に供給される。21
は副室4への燃料供給管、22は電子式レギュレータ、
23はフィルタであり、例えば2kg/cm2に加圧された
ガス24はフィルタ23、電子式レギュレータ22、チ
ェックバルブ6を経て副室4に供給される。上記の電子
式レギュレータ22としては圧電バイモルフを使用した
周知のものが使用される。
【0008】26はコントローラ、27はギア28と組
み合わせて使用される回転数検出用の電磁ピックアッ
プ、29は吸気管11のスロットル弁12より下流の部
分に配置された吸気圧力検出用の圧力センサであり、コ
ントローラ26には電磁ピックアップ27と圧力センサ
29の検出信号がそれぞれ入力され、その結果に応じた
制御信号によって電子式レギュレータ22が制御され
る。すなわち、コントローラ26は電子式レギュレータ
22による調圧後の供給圧力Pgが、次の式 Pg=K1Pa+K2 ……(2) を満足する値となるような制御信号S1を演算して出力
するのである。Paは吸気圧力、K1,K2は回転数Nと
吸気圧力Paとによって定まる定数であり、各定数
1,K2はそれぞれ図4に例示するような定数マップ3
0から読み出して使用される。なお、これらのマップは
あらかじめ試験等を行い、その結果に基づいて最適なも
のを作成してコントローラ26のメモリに記憶させてあ
る。
【0009】図5は以上の制御の手順を示したフローチ
ャートである。すなわち、ステップS1で機関の回転数
Nと吸気圧力Paが読み込まれ、これに応じた定数
1,K2がステップS2で各マップから読み出される。
そしてステップS3で上記の(2)式を満足するような制
御信号S1が演算され、この制御信号S1がステップS4
で出力されて電子式レギュレータ22が制御される。こ
れにより、副室4に供給されるガスはその時の回転数N
と吸気圧力Paに応じた適正な供給圧力Pgに調圧さ
れ、機関は最適な状態で運転されるのである。
【0010】
【第2発明の実施例】図6は第2の発明の一実施例の概
略ブロック図である。図において、31は過給機、32
は機械式レギュレータ、33はガスコンプレッサ、34
は圧力センサであり、その他は図3中の対応するものと
同一の符号でそれぞれ示してある。この実施例では、ガ
スコンプレッサ33によって例えば2.2kg/cm2に加
圧されたガス24を機械式レギュレータ32で調圧して
おり、吸気圧力は導管35で直接に、また過給機31に
よるブースト圧力は電子式レギュレータ22を介して、
それぞれ機械式レギュレータ32に導入している。すな
わち、ブースト圧力Pbの導管36の途中に電子式レギ
ュレータ22を挿入し、コントローラ26の制御信号S
2で電子式レギュレータ22を制御してブースト圧力P
bを回転数Nと吸気圧力Paに応じて補正しているので
ある。
【0011】機械式レギュレータ32は、図7のように
相互に連結された2枚のダイアフラム32a,32bで
弁32cの開度を調整する構造であり、下のダイアフラ
ム32aの上面に吸気圧力Paが導入され、上のダイア
フラム32bの上面に電子式レギュレータ22で調整さ
れた補正ブースト圧力Pcが導入されている。従って、
供給圧力Pgは次の式 Pg=Pa+Pc+K3 ……(3) を満足する値となる。K3は下部と上部にそれぞれ設け
られたスプリング32d及び32eによって定まる定数
である。なお、図中38はダイアフラム32bの上面と
ミキサー14の上流の間に設けられた応答性改善用の管
路である。
【0012】以上のように、この実施例ではブースト圧
力Pbを電子式レギュレータ22で補正し、この補正ブ
ースト圧力Pcを機械式レギュレータ32に供給してお
り、コントローラ26では供給圧力Pgが上記の(3)式
を満足する値となるような制御信号S2が演算され、電
子式レギュレータ22に対して出力される。なお、この
演算に利用するために圧力センサ34によって供給圧力
Pgがコントローラ26にフィードバックされている。
上記の補正ブースト圧力Pcは、回転数Nと吸気圧力P
aに応じて図4のマップ30と同様にマップ化されてコ
ントローラ26のメモリに記憶させてあり、制御は図5
のフローチャートに準じた手順で行われる。このため、
副室4に供給されるガスはその時の回転数Nと吸気圧力
Paに応じた適正な供給圧力Pgに調圧され、機関は最
適な状態で運転される。
【0013】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この出
願の第1の発明は、副室に供給される燃料の供給圧力を
機関の回転数と吸気圧力に基づいて電子式レギュレータ
によって補正するようにしたものである。従って、副室
への燃料供給圧力を良好な応答性で適正に制御すること
が容易となり、回転数と負荷が異なるあらゆる運転状態
に対応できると共に、回転数や負荷の急変、ガスの種類
の変化等にも対応して安定した運転を行うことが可能と
なる。
【0014】また第2の発明は、副室に供給される燃料
の供給圧力を吸気圧力とブースト圧力に応じて機械式レ
ギュレータで制御するようにした過給機付き副室式ガス
機関において、機械式レギュレータに導入されるブース
ト圧力を機関の回転数と吸気圧力に基づいて電子式レギ
ュレータによって補正するようにしたものである。従っ
て、機械式レギュレータを用いながら副室への燃料供給
圧力を良好な応答性で適正に制御することが容易となる
のであり、回転数と負荷が異なるあらゆる運転状態に対
応して安定した運転を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の構成を示す図である。
【図2】第2の発明の構成を示す図である。
【図3】第1の発明の一実施例の概略構成図である。
【図4】同実施例における定数マップの構成を示す図で
ある。
【図5】同実施例の制御手順のフローチャートである。
【図6】第2の発明の一実施例の概略ブロック図であ
る。
【図7】同実施例における機械式レギュレータの概略断
面図である。
【符号の説明】
4 副室 22 電子式レギュレータ 26 コントローラ 27 電磁ピックアップ 29 圧力センサ 31 過給機 32 機械式レギュレータ Pg 供給圧力 Pa 吸気圧力 Pb ブースト圧力 Pc 補正ブースト圧力 S1,S2 制御信号

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 副室に供給される燃料の供給路に挿入さ
    れた電子式レギュレータと、機関の回転数を検出する回
    転数検出手段と、機関の吸気圧力を検出する吸気圧検出
    手段と、検出された回転数及び吸気圧力に基づいて電子
    式レギュレータを制御し、副室に供給される燃料の供給
    圧力を補正する制御部、とを備えており、吸気圧力をP
    a、回転数及び吸気圧力に応じてあらかじめ記憶された
    定数をK1及びK2として、副室に供給される燃料の供給
    圧力Pgが、Pg=K1Pa+K2となるように制御され
    ることを特徴とする副室式ガス機関における副室ガス圧
    制御装置。
  2. 【請求項2】 副室に供給される燃料の供給路に機械式
    レギュレータを挿入し、この機械式レギュレータを吸気
    圧力とブースト圧力によって制御するようにした過給機
    付き副室式ガス機関において、上記ブースト圧力を機械
    式レギュレータに供給するための導管に挿入された電子
    式レギュレータと、機関の回転数を検出する回転数検出
    手段と、機関の吸気圧力を検出する吸気圧検出手段と、
    検出された回転数及び吸気圧力に応じてあらかじめ記憶
    された補正ブースト圧力を得るように電子式レギュレー
    タを制御し、機械式レギュレータに供給されるブースト
    圧力を補正する制御部、とを備えており、吸気圧力をP
    a、電子式レギュレータによって得られる補正ブースト
    圧力をPc、機械式レギュレータによって定まる定数を
    K3として、副室に供給される燃料の供給圧力Pgが、
    Pg=Pa+Pc+K3となるように制御されることを
    特徴とする副室式ガス機関における副室ガス圧制御装
    置。
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JP3081366B2 (ja) * 1992-04-27 2000-08-28 ヤンマーディーゼル株式会社 過給機付き副室式ガス機関
US20170082076A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Caterpillar Inc. Pressure regulator for fuel supply system

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