JP4365710B2

JP4365710B2 - 燃料噴射弁状態検知、修正方法及びその装置を備えた内燃機関

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Publication number: JP4365710B2
Application number: JP2004085255A
Authority: JP
Inventors: 勝彦辰巳; 正毅小川; 貴生藤若; 大樹田中; 義博高橋; 好晴伊藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP2005273493A

Description

本発明は、エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の気体燃料を燃料噴射弁から噴射される着火用の燃料噴霧によって着火燃焼することにより着火火炎を生成する着火用の燃料噴射弁を具備し、該着火火炎を主燃焼室に噴出せしめて該主燃焼室内の気体燃料を燃焼せしめるように構成された副室式ガス機関からなる内燃機関に適用され、燃料噴射弁の噴孔詰まりを検知しこれを修正する燃料噴射弁状態検知、修正方法及びかかる方法を実施するための燃料噴射弁状態検知、修正装置を備えた内燃機関に関する。

微少量の着火用パイロット燃料を燃焼室（副室）に噴射するガス機関においては、エンジンを微少量の燃料噴射量で長時間運転すると、燃料噴射量が少ないためノズルチップの噴孔を通過する燃料の貫通力が小さくかつ燃料によるノズルチップの冷却効果も小さいため、燃料噴射弁の噴孔内に液体燃料が炭化して堆積し、この炭化物（カーボン）による噴孔の詰まりが発生し易い状況にある。

かかる燃料噴射弁の噴孔の詰まりの有無については、従来は、各シリンダの排気温度を監視して該排気温度にばらつきが検知された際に、エンジンを停止し、排気温度のばらつきの大きいシリンダの燃料噴射弁を抜き出して、噴孔の炭化物（カーボン）による詰まりの有無を検査していた。そして噴孔に詰まりが生じている場合には人手によって前記炭化物を除去していた。
尚、特許文献１（特開２００２−１４７２２３号公報）には、燃料噴射弁のノズルのカーボン詰まりについて僅かに記載されているが、該ノズルの詰まりの検知手段については記載されていない。

特開２００２−１４７２２３号公報

前記のように、パイロット燃料噴射システムのガス機関では、エンジンを微少量の燃料噴射量で長時間運転すると、燃料噴射弁の噴孔内に液体燃料が炭化して堆積し、この炭化物（カーボン）による噴孔の詰まりが発生し易くなるが、かかる噴孔の詰まりが発生すると、所要の燃料噴霧が形成されずに着火及び燃焼が不安定となって、エンジン性能が低下する。
また、かかる噴孔の炭化物の詰まりが発生すると、ノズルチップにおける燃料からの冷却効果が無くなりノズルチップが過熱されて温度が上昇し、燃料噴射弁の寿命が低下する。

しかしながら、前記のように、従来は、単に排気温度のばらつきを目視するのみで噴孔の炭化物による詰まりの有無を検査していたため、噴孔の炭化物による詰まりの有無の判定精度が低く、また噴孔の詰まりの有無を点検する毎にエンジンを停止することを要するため、エンジンの円滑な運転続行を阻害するとともに、噴孔の詰まりの有無検知の作業能率が低い。
等の問題点を有している。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、きわめて簡単かつ作業能率の高い手法で、エンジンを停止することなく、エンジンの運転中に常時噴孔の詰まりの発生の有無を高精度で判定可能として、該噴孔の詰まりによるエンジン性能の低下を防止するとともに、燃料噴射弁の寿命を延長し得る内燃機関における燃料噴射弁状態検知、修正方法およびその装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の気体燃料を燃料噴射弁から噴射される着火用の燃料噴霧によって着火燃焼することにより着火火炎を生成する着火用の燃料噴射弁を具備し、該着火火炎を主燃焼室に噴出せしめて該主燃焼室内の気体燃料を燃焼せしめるように構成された副室式ガス機関からなる内燃機関の着火用の燃料（以下燃料という）を噴射する燃料噴射弁状態検知、修正方法において、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の消費量を検出して得られる実際の燃料消費量検出値と、前記エンジンの運転条件に対応して予め設定された前記燃料噴射弁における噴孔の詰まり発生の限界となる最小燃料消費量（以下許容燃料消費量という）とを比較して、前記燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量以下になった状態の時間があらかじめ設定された許容時間を超えたとき前記噴孔の詰まりの発生と判定し、該噴孔の詰まりの発生と判定したときに前記燃料消費量検出値と前記許容燃料消費量との偏差に対応した燃料噴射量の増加量を算出し、該増加量による前記燃料噴射弁の増量噴射を前記実際の燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量を超えるまで継続することを特徴とする副室式ガス機関からなる内燃機関の燃料噴射弁状態検知、修正方法を提案する。
ここで、前記気体燃料は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、一酸化炭素等の燃焼可能な成分を主成分あるいは含むもの（より具体的には、メタンを主成分とする天然ガス、都市ガス（１３Ａ，１２Ａ））、プロパンやブタンを主成分とするプロパンガス、水素を含む石炭ガス、メタンと一酸化炭素を含む消化ガス、バイオガス等を含む。
また、前記着火用の燃料は、石油系燃料（灯油、軽油、ガソリン、重油（Ａ，Ｂ，Ｃ））等を含む。

また前記燃料噴射弁状態検知、修正方法を実施する装置の発明として、エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の気体燃料を燃料噴射弁から噴射される着火用の燃料噴霧によって着火燃焼することにより着火火炎を生成する着火用の燃料噴射弁を具備し、該着火火炎を主燃焼室に噴出せしめて該主燃焼室内の気体燃料を燃焼せしめるように構成された副室式ガス機関からなる内燃機関において、
前記着火用の燃料噴射弁から噴射される燃料の消費量を検出する燃料消費量検出器と、該燃料消費量検出器により検出される実際の燃料消費量検出値と、許容燃料消費量とを比較し、前記燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量以下になったとき、その状態の継続時間を計測し、該計測時間が、あらかじめ設定された許容時間を超えたとき前記燃料噴射弁における噴孔の詰まりの発生と判定するコントローラとを備え、
該コントローラには、前記噴孔の詰まりの発生の判定結果に基づいて前記燃料消費量検出器による燃料消費量の検出値と前記許容燃料消費量との偏差に対応して燃料噴射量の増加量が設定された噴射量増加量算出部を有し、該噴射量増加量算出部によって算出された増加量による前記燃料噴射弁の増量噴射を前記実際の燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量を超えるまで継続するように前記増加量の継続時間が設定されることを特徴とする燃料噴射弁状態検知、修正装置を備えた副室式ガス機関からなる内燃機関を提案する。

かかる発明によれば、燃料噴射弁の噴孔に液体燃料の炭化による詰まりが発生した際には、燃料噴射弁から燃焼室内への燃料噴射が正常になされず、燃料消費量がエンジン負荷（あるいはエンジン出力）、エンジン回転数等のエンジンの運転条件に設定された正規の燃料消費量よりも減少することに着目し、コントローラにおいて、所定のエンジン負荷（あるいはエンジン出力）、エンジン回転数等のエンジンの運転条件に対応して、噴孔の詰まり発生の限界となる最小燃料消費量つまり許容燃料消費量を予め設定しておき、燃料消費量検出器から入力される実際の燃料消費量の検出値と前記許容燃料消費量とを比較して、該燃料消費量の検出値が許容燃料消費量以下になったとき、前記噴孔に液体燃料の炭化による詰まりが発生しているものと判定する。

そして、該コントローラは、前記噴孔の詰まり発生の判定を行った後、ガバナコントローラ等のエンジンの燃料噴射量制御手段に燃料噴射弁の燃料噴射量の増量信号を燃料消費量検出値と許容燃料消費量との偏差に対応して出力し、これにより燃料噴射弁からの燃料噴射量が増加して噴孔に堆積している炭化物を吹き飛ばして該噴孔の詰まりを解消する。
次いで、該コントローラは、噴孔の詰まりが解消されて、実際の燃料消費量の検出値が前記許容燃料消費量を超えることを検知すると、該噴孔の詰まりが解消しているものと判定して、燃料噴射量をエンジンの運転条件に設定された正規の燃料消費量まで減少せしめて、正常運転に戻す。

従ってかかる発明によれば、実際の燃料消費量を検出し、燃料消費量の検出値と予め設定された噴孔の詰まり発生の限界となる最小燃料消費量つまり許容燃料消費量とを比較して該噴孔の詰まりの発生を判定するという、きわめて簡単な手法で、かつエンジンの運転中に常時噴孔の詰まりの発生の有無を高精度で判定することができ、該噴孔の詰まりによるエンジン性能の低下を防止できるとともに、燃料噴射弁の寿命を延長できる。

かかる発明において、前記燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量以下の状態にある噴孔詰まり時間を検出し、該噴孔詰まり時間の間において前記燃料噴射弁の燃料噴射量を燃料消費量検出値と許容燃料消費量との偏差に対応して増量せしめる。
そして、かかる方法を実施する装置として、好ましくは、前記エンジンの運転時間を計測して前記コントローラに入力するタイマーを設け、前記コントローラは、燃料消費量検出値と前記タイマーからの運転時間計測値とに基づき前記燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量以下の状態にある噴孔詰まり時間を検出し、該噴孔詰まり時間があらかじめ設定された許容時間を超えたときに噴孔の詰まりを判定するように構成されてなる。

このように構成すれば、燃料消費量の検出値が予め設定された噴孔の詰まり発生の限界となる最小燃料消費量つまり許容燃料消費量以下の状態にある時間を検出して該検出時間が噴孔詰まりの許容時間を超えたとき噴孔の詰まりを判定するので、一時的な燃料消費量の低下のために生ずる噴孔詰まりの誤判定を回避でき、噴孔詰まりの判定精度が向上する。

本発明によれば、実際の燃料消費量を検出し、燃料消費量の検出値と予め設定された噴孔の詰まり発生の限界となる最小燃料消費量つまり許容燃料消費量とを比較して該噴孔の詰まりの発生を判定する。
あるいは、本発明によれば、燃料噴射弁のノズルチップ温度を検出し、該ノズルチップ温度の検出値と予め設定された噴孔の詰まり発生の限界となる最高ノズルチップ温度つまり許容ノズルチップ温度とを比較して該噴孔の詰まりの発生を判定するという、きわめて簡単な手法でかつエンジンの運転中に常時噴孔の詰まりの発生の有無を高精度で判定することができ、該噴孔の詰まりによるエンジン性能の低下を防止できるとともに、燃料噴射弁の寿命を延長できる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁状態検知、修正装置を備えた副室式ガス機関の全体構成図である。図２は前記第１実施例における制御ブロック図（その１）、図３は制御ブロック図（その２）である。図４は第２実施例を示す図１対応図である。図５は本発明が適用される燃料噴射弁の断面図である。

本発明の第１実施例を示す図１において、１００はエンジン、１０１はシリンダヘッド、１１８はピストン、１０５はシリンダライナ、１０４は主燃焼室、１０６は排気通路、１０７は排気弁である。
１３０は副室本体、１３１は副室口金で、該副室本体１３０及び副室口金１３１はシリンダ中心線と同心（必ずしも同心でなくてもよい）に配置されて複数のボルト（図示省略）でシリンダヘッド１０１に締付けられている。
１０３は前記副室口金１３１内に形成された副室、１０２は前記副室本体１３０の中心部に固定された燃料噴射弁で、該燃料噴射弁１０２から副室１０３内に燃料を噴射し、該噴射燃料が副室１０３内で着火燃焼せしめられるようになっている。該副室１０３は複数の連絡孔１０３ａを介して主燃焼室１０４と連通されている。

１１０は燃料噴射ポンプで、エンジン１００のクランク軸（図示省略）連動して回転駆動される燃料カム１１４により往復駆動されて燃料を高圧に加圧して高圧噴射管１１７を介して前記燃料噴射弁１０２に圧送するものである。
１０８は燃料（液体燃料）が収容される液体燃料タンク、１１４及び１１６は該液体燃料タンク１０８と前記燃料噴射ポンプ１１０の燃料入口とを接続する燃料供給管、１１５は前記燃料噴射ポンプ１１０からの燃料戻り管である。１０９は前記液体燃料タンク１０８内の燃料を前記燃料噴射ポンプ１１０に送給する燃料供給ポンプである。
１１３はガバナ、２はガバナコントローラで、該ガバナ１１３は、該エンジン回転数検出器３からのエンジン回転数の検出値に基づきガバナコントローラ２から出力される制御信号を受けて、燃料噴射量を設定し、該燃料噴射量に相当するガバナ操作量を燃料調整リンク１１２を介して前記燃料噴射ポンプ１１０の燃料調整ラック１１１に伝送し、該燃料噴射ポンプ１１０の燃料噴射量を前記設定値に制御するようになっている。

前記燃料噴射弁１０２は従来のものと同様な構成を備えており、その詳細を示す図５において、１２３は噴射弁本体、１２５は該噴射弁本体１２３にノズルナット１２７を介して締着されたノズルチップ、１２２は該ノズルチップ１２５内に往復摺動自在に嵌合された針弁である。１２４は該針弁１２２を閉弁方向に押圧する針弁ばね、１２８は該針弁ばね１２４の取付荷重を調整する調整ねじである。
１２１は前記ノズルチップ１２５の先端部に複数個穿孔された噴孔、１２９は該噴孔１２１の入口側が開口する油溜め、１２６は該油溜め１２９に接続される燃料通路である。

かかる燃料噴射弁１０２においては、前記燃料噴射ポンプ１１０から高圧噴射管１１７を介して圧送された高圧燃料が燃料通路１２６を通って油溜め１２９に到達すると、該高圧燃料の圧力によって前記針弁１２２を針弁ばね１２４のばね力に抗して押し上げて開弁せしめ、前記噴孔１２１から燃焼室（図１の場合は副室１０３）に噴射するようになっている。

かかる副室式ガス機関の運転時においては、圧縮行程中に主燃焼室１０４内の加圧空気および気体燃料が前記連絡孔１０３ａを通って副室１０３内に充填され、設定された噴射時期に前記燃料噴射弁１０２のノズルチップ１２５の噴孔１２１（何れも図５参照）から該副室１０３内の加圧空気中に着火用の燃料が噴射されて気体燃料とともに着火燃焼し、これによって生成された着火火炎が前記連絡孔１０３ａを通って前記主燃焼室１０４内に噴出せしめられて該主燃焼室１０４内の気体燃料を着火燃焼せしめる。

本発明は、前記燃料噴射弁１０２の状態、詳細には噴孔１２１の詰まり状態の検知及び該詰まりの修正方法、並びにその装置に関するものである。
第１実施例を示す図１において、７は前記燃料噴射ポンプ１１０への燃料供給管１１４に設けられた燃料消費量検出器で、燃料供給管１１６を通って燃料噴射ポンプ１１０へ供給される燃料量と燃料戻り管１１５を通って戻される燃料量との差、即ち燃料の消費量を検出するものである。
３はエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器、４はエンジン負荷（あるいはエンジン出力）を検出するエンジン負荷検出器（あるいはエンジン出力検出器）、５はエンジン１００の運転時間を計測するタイマーである。また、６は前記排気通路１０６に取り付けられて該排気通路１０６中の排気温度を検出する排気温度センサ、１２は前記燃料噴射弁１０２のノズルチップ温度を検出するノズルチップ温度センサである。

１は後述する制御、演算を行いその制御操作信号をガバナコントローラ２に出力するコントローラで、燃料消費量検出器７からのエンジン燃料消費量の検出値、前記エンジン回転数検出器３からのエンジン回転数の検出値、エンジン負荷検出器（あるいはエンジン出力検出器）４からのエンジン負荷（あるいはエンジン出力）の検出値、前記排気温度センサ６からの排気温度の検出値、前記ノズルチップ温度センサ１２からのノズルチップ温度の検出値、及び前記タイマー５からの運転時間の検出値は該コントローラ１に入力される。

次に図２（Ａ）〜図３（Ａ）の制御ブロック図及び図１に基づき前記第１実施例の動作を説明する。
図２（Ａ）に示す第１例において、前記燃料消費量検出器７からのエンジン燃料消費量の検出値は前記コントローラ１のノズル詰まり判定部３２に入力される。
３１は燃料消費量設定部で、該燃料消費量設定部３１には前記エンジン回転数検出器３からのエンジン回転数の検出値及びエンジン負荷検出器（あるいはエンジン出力検出器）４からのエンジン負荷（あるいはエンジン出力）の検出値が入力されている。そして、該燃料消費量設定部においては、図（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁１０２の噴孔１２１（図５参照）の詰まり発生の限界となる最小燃料消費量つまり許容燃料消費量がエンジン負荷（あるいはエンジン出力）またはエンジン回転数に対応して設定されている。

ここで、前記燃料噴射弁１０２の噴孔１２１に液体燃料の炭化による詰まりが発生した際には、該燃料噴射弁１０２から燃焼室（この場合は副室１０３）内への燃料噴射が正常になされず、燃料消費量がエンジン負荷（あるいはエンジン出力）、エンジン回転数等のエンジンの運転条件に設定された正規の燃料消費量よりも減少する。
そこで、前記ノズル詰まり判定部３２においては、前記燃料消費量検出器７から入力される実際のエンジン燃料消費量の検出値と前記燃料消費量設定部３１に設定されている当該エンジン負荷（あるいはエンジン出力）またはエンジン回転数における許容燃料消費量とを比較して燃料消費量偏差を算出し、該燃料消費量の検出値が許容燃料消費量以下になったとき、前記噴孔１２１に液体燃料の炭化による詰まりが発生しているものと判定し、その判定結果を噴射量増加量算出部３３に入力する。
該噴射量増加量算出部３３においては、前記燃料消費量の検出値と許容燃料消費量との偏差に対応して燃料噴射量の増加量が設定されており、前記ノズル詰まり判定部３２から入力される前記燃料消費量偏差に相当する燃料噴射量の増加量を算出してガバナ作動量算出部３４に入力する。

ガバナ作動量算出部３４においては、前記燃料噴射量の増加量に対応する前記ガバナ１１３の作動量つまり前記燃料噴射ポンプ１１０の燃料調整ラック１１１の移動量を算出してガバナコントローラ２に入力する。
該ガバナコントローラ２においては、通常のエンジン回転数の検出値に基づくガバナ１１３の作動量に、前記燃料噴射量の増加量に対応する前記ガバナ１１３の作動量を加えた作動量で該ガバナ１１３を作動させる。これにより、該ガバナ１１３は前記燃料噴射量の増加分相当量だけ、前記燃料噴射ポンプ１１０の燃料調整ラック１１１を燃料噴射量増加側に押し込み、燃料噴射量が増量せしめられる。

かかる燃料噴射量の増量により、燃料噴射弁１０２の噴孔１２１を通過する燃料の流動エネルギーが増大し、該噴孔１２１に堆積している炭化物を吹き飛ばして該噴孔１２１の詰まりを解消する。
一方、前記ノズル詰まり判定部３２においては、前記タイマー５から入力される運転時間計測値と前記燃料消費量検出７からの燃料消費量検出値とにより、燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量以下の状態にあって噴孔１２１詰まりが発生している噴孔詰まり時間を検出し、該検出時間が予め設定されている噴孔詰まりの許容時間を超えたとき、噴孔の詰まりを判定して、該噴孔詰まり時間の間、前記のような燃料噴射量の増量を継続する。
このようにすれば、タイマー５による運転時間計測値に基づき、ノズル詰まり判定部３２において、燃料消費量の検出値が前記許容燃料消費量以下の状態にある時間を検出して、該検出時間が噴孔詰まりの許容時間を超えたとき噴孔の詰まりを判定するので、一時的な燃料消費量の低下のために生ずる噴孔詰まりの誤判定を回避でき、噴孔詰まりの判定精度が向上する。

次いで、前記コントローラ１のノズル詰まり判定部３２は、噴孔１２１の詰まりが解消されて、実際の燃料消費量の検出値が前記許容燃料消費量を超えることを検知すると、該噴孔の詰まりが解消しているものと判定して、燃料噴射量をエンジン回転数、エンジン負荷（あるいはエンジン出力）等のエンジンの運転条件に設定された正規の燃料消費量まで減少せしめて、正常運転に戻す。

従ってかかる実施例によれば、実際の燃料消費量を検出し、コントローラ１において該燃料消費量の検出値と予め設定された噴孔の詰まり発生の限界となる最小燃料消費量つまり許容燃料消費量とを比較して、該噴孔の詰まりの発生を判定するという、きわめて簡単な手法で、かつエンジン１００の運転中に常時噴孔の詰まりの発生の有無を高精度で判定することが可能となるので、該噴孔１２１の詰まりによるエンジン性能の低下を防止できるとともに、燃料噴射弁１０２の寿命を延長できる。

次に、参考例として、図３（Ａ）に示す第２例において、前記ノズル温度センサ１２からのノズルチップ温度の検出値、排気温度センサ６からの排気温度の検出値、及びタイマー５からのエンジン運転時間の検出値は前記コントローラ１のノズル詰まり判定部４３に入力される。また、前記負荷検出器（あるいはエンジン出力検出器）４からのエンジン負荷（あるいはエンジン出力）の検出値は、前記コントローラ１の負荷変化率算出部４２に入力される。
該負荷変化率算出部４２においては、エンジン負荷（あるいは出力）及び前記タイマー５からの運転時間に基づき該負荷（あるいは出力）の時間変化である負荷変化率（あるいは出力変化率）ΔＬを算出し、ノズル詰まり判定部４３に入力する。

４１はノズル温度設定部で、該ノズル温度設定部４１には図３（Ｂ）に示すように、運転時間ｔとノズルチップ１２５（図５参照）温度Ｔｎとの関係、及び前記噴孔１２１（図５参照）の詰まり発生の限界となる最高ノズルチップ温度つまり許容ノズルチップ温度Ｔｎ_０、及び該許容ノズルチップ温度Ｔｎ_０以上の状態にある許容時間即ち噴孔詰まりの許容時間Δｔ_１が設定されている。
４４は排気温度設定部で、該排気温度設定部４４には図３（Ｃ）に示すように、運転時間ｔと排気温度Ｔeとの関係、及び前記噴孔１２１の詰まり発生の限界となる最低排気温度つまり許容排気温度Ｔe_０、及び該許容排気温度Ｔe_０以下の状態にある許容時間即ち噴孔詰まりの許容時間Δｔ_２が設定されている。
４５は負荷変化率設定部で、該負荷変化率設定部４５には図３（Ｄ）に示すように、運転時間ｔと負荷変化率ΔＬとの関係、及び前記噴孔１２１の詰まり発生の限界となる最大負荷変化率つまり許容負荷変化率ΔＬ_０、及び該許容負荷変化率ΔＬ_０以上の状態にある許容時間即ち噴孔詰まりの許容時間Δｔ_３が設定されている。

前記ノズル温度設定部４１からの許容ノズルチップ温度Ｔｎ_０及び噴孔詰まりの許容時間Δｔ_１、排気温度設定部４４からの許容排気温度Ｔｅ_０及び噴孔詰まりの許容時間Δｔ_２、負荷変化率設定部４５からの許容負荷変化率ΔＬ_０及び噴孔詰まりの許容時間Δｔ_３はノズル詰まり判定部４３に入力される。

ここで、燃料噴射弁１０２の噴孔１２１に前記詰まりが発生した際には、燃料噴射弁から燃焼室内への燃料噴射が正常になされず、燃料噴射弁１０２におけるノズルチップ温度Ｔｎが上昇する。
そこで、ノズル詰まり判定部４３においては、前記噴孔１２１の詰まり発生の限界となる最高ノズルチップ温度つまり前記許容ノズルチップ温度Ｔｎ_０を予め設定しておき、ノズル温度センサ１２から入力される実際のノズルチップ温度Ｔｎが前記許容ノズルチップ温度Ｔｎ_０以上になったとき、前記噴孔１２１に前記詰まりが発生しているものと判定し、燃料噴射量増量の判定結果を噴射量増加量算出部３３に出力する。
以後の動作は、前記第１例と同様である。

また、前記ノズル詰まり判定部４３においては、前記タイマー５から入力される運転時間計測値と前記ノズルチップ温度Ｔｎが許容ノズルチップ温度Ｔｎ_０以上の状態にある許容時間即ち噴孔詰まりの許容時間Δｔ_１を超えたとき、噴孔１２１の詰まりを判定して、該噴孔詰まり時間の間、燃料噴射量の増量を継続する。
このようにすれば、タイマー５による運転時間計測値に基づき、ノズル詰まり判定部４３において、前記検出時間が噴孔詰まりの許容時間Δｔ_１を超えたとき噴孔１２１の詰まりを判定するので、ノズルチップ温度Ｔｎが安定した状態で噴孔詰まりの有無を判定でき、噴孔詰まりの判定精度が向上する。

前記のような、前記コントローラ１のノズル詰まり判定部４３が、実際のノズルチップ温度Ｔｎの検出値が前記許容ノズルチップ温度Ｔｎ_０以下になったことを検知すると、ノズルチップ１２５の温度上昇による、噴孔１２１の詰まり該噴孔の詰まりが解消しているものと判定して、燃料噴射量をエンジン回転数、エンジン負荷（あるいはエンジン出力）等のエンジンの運転条件に設定された正規の燃料消費量まで減少せしめて、正常運転に戻す。
以上により、ノズルチップ温度Ｔｎの検出値と予め設定された噴孔の詰まり発生の限界となる最高ノズルチップ温度つまり許容ノズルチップ温度Ｔｎ_０とを比較して、該噴孔１２１の詰まりの発生を判定するという、きわめて簡単な手法で以って、かつエンジン１００の運転中に常時噴孔１２１の詰まりの発生の有無を高精度で判定することができる。

また、エンジン１００の過負荷あるいは急速な負荷投入時に、ノズルチップ１２５が過熱して燃料噴射弁１０２の噴孔１２１に前記詰まりが発生し、燃料噴射弁から燃焼室内への燃料噴射が正常になされないような排気温度となる。
そこで、ノズル詰まり判定部４３においては、前記噴孔１２１の詰まり発生の限界となる最低排気温度つまり前記許容排気温度Ｔｅ_０を予め設定しておき、排気温度センサ６から入力される実際の排気温度Ｔｅが前記許容排気温度Ｔｅ_０以下になったとき、前記噴孔１２１に前記詰まりが発生しているものと判定し、燃料噴射量増量の判定結果を噴射量増加量算出部３３に出力する。
以後の動作は、前記第１例と同様である。

また、前記ノズル詰まり判定部４３においては、前記タイマー５から入力される運転時間計測値と前記排気温度Ｔｅが許容排気温度Ｔｅ_０以下の状態にある許容時間即ち噴孔詰まりの許容時間Δｔ_２を超えたとき、噴孔１２１の詰まりを判定して、該噴孔詰まり時間の間、燃料噴射量の増量を継続する。
このようにすれば、排気温度Ｔｅの検出値が予め設定された噴孔１２１の詰まり発生の限界となる最低排気温度つまり許容排気温度Ｔｅ_０以下の状態にある時間を検出して、該検出時間が噴孔詰まりの許容時間Δｔ_２を超えたとき噴孔１２１の詰まりを判定するので、エンジンの運転中に変動の大きい排気温度が整定した状態で噴孔詰まりの有無を判定でき、噴孔詰まりの判定精度が向上する。

さらに、前記コントローラ１のノズル詰まり判定部４３が、実際の排気温度Ｔｅの検出値が前記許容排気温度Ｔｅ_０以上になったことを検知すると、排気温度低下による、噴孔１２１の詰まりが解消しているものと判定して、燃料噴射量をエンジン回転数、エンジン負荷（あるいはエンジン出力）等のエンジンの運転条件に設定された正規の燃料消費量まで減少せしめて、正常運転に戻す。
以上により、排気温度Ｔｅの検出値と予め設定された噴孔１２１の詰まり発生の限界となる最低排気温度つまり許容排気温度Ｔｅ_０とを比較して、該噴孔１２１の詰まりの発生を判定するという、きわめて簡単な手法で以って、かつエンジン１００の運転中に常時噴孔１２１の詰まりの発生の有無を高精度で判定することができる。

また、エンジンの急速な負荷投入時、つまり負荷変化率（あるいは出力変化率）ΔＬが大きくなる、と燃料噴射弁１０２のノズルチップ１２５が過熱して噴孔１２１に前記詰まりが発生し、燃料噴射弁１０２から燃焼室内への燃料噴射が正常になされないようになる。
そこで、ノズル詰まり判定部４３においては、前記負荷変化率算出部４２で負荷検出値（あるいは出力検出値）に基づき算出した負荷変化率（あるいは出力変化率）ΔＬの算出値が噴孔１２１の詰まり発生の限界となる最大負荷変化率（あるいは出力変化率）つまり許容負荷変化率（あるいは許容出力変化率）ΔＬ_０以上になることが許容される運転時間つまり許容運転時間Δｔ_３を予め設定しておき、前記負荷変化率（あるいは出力変化率）の運転時間が、前記許容運転時間Δｔ_３を超えたとき、前記噴孔１２１に液体燃料の炭化による詰まりが発生しているものと判定し、燃料噴射量増量の判定結果を噴射量増加量算出部３３に出力する。
以後の動作は、前記第１例と同様である。

さらに、参考例として前記コントローラ１のノズル詰まり判定部４３が、実際の負荷変化率（あるいは出力変化率）ΔＬによる運転時間が前記許容運転時間Δｔ_３以下になったことを検知すると、負荷変化率ΔＬの上昇による、噴孔１２１の詰まりが解消しているものと判定して、燃料噴射量をエンジン回転数、エンジン負荷（あるいはエンジン出力）等のエンジンの運転条件に設定された正規の燃料消費量まで減少せしめて、正常運転に戻す。

以上により、エンジン１００の負荷検出値（あるいは出力検出値）を検出し、この負荷検出値に基づき算出した負荷変化率（あるいは出力変化率））ΔＬによる運転時間によって該噴孔の詰まりの発生を判定するという、きわめて簡単な手法で以って、かつエンジン１００の運転中に常時噴孔１２１の詰まりの発生の有無を高精度で判定することができ、該噴孔の詰まりによるエンジン性能の低下を防止できる。

図４に示される第２実施例は、本発明をコモンレールを備えた蓄圧式着火燃料噴射型副室式ガス機関に適用したもので、図において、１１９はコモンレール、１２０は蓄圧ポンプで、該蓄圧ポンプ１２０により高圧に加圧された高圧燃料は、高圧噴射管２２１を通って燃料噴射弁１０２に圧送される。
前記燃料噴射弁１０２は、燃料噴射弁コントローラ１０によって燃料噴射量及び噴射時期が制御される。該燃料噴射弁コントローラ１０にはエンジン回転数検出器３からエンジン回転数が入力され、通常は該エンジン回転数により燃料噴射量及び噴射時期を制御している（エンジン負荷による制御でもよい）。

かかる第２実施例においては、前記コントローラ１のノズル詰まり判定部３２、４３において、前記第１実施例と同様な、噴孔１２１に液体燃料の炭化による詰まり発生の判定を行い、燃料噴射量増量の判定結果をコントローラ１の噴射量増加量算出部３３から燃料噴射弁コントローラ１０に出力する。
その他の構成は前記第１実施と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

本発明によれば、きわめて簡単かつ作業能率の高い手法で、エンジンを停止することなく、エンジンの運転中に常時噴孔の詰まりの発生の有無を高精度で判定可能となり、該噴孔の詰まりによるエンジン性能の低下を防止可能となるとともに、燃料噴射弁の寿命を延長し得る内燃機関における燃料噴射弁状態検知、修正方法およびその装置を提供できる。

本発明の第１実施例に係る燃料噴射弁状態検知、修正装置を備えた副室式ガス機関の全体構成図である。前記第１実施例における制御ブロック図（その１）である。前記第１実施例における制御ブロック図（その２）である。第２実施例を示す図１対応図である。本発明が適用される燃料噴射弁の断面図である。

１００エンジン
１０２燃料噴射弁
１０３副室
１０３ａ連絡孔
１０４主燃焼室
１０６排気通路
１１０燃料噴射ポンプ
１１３ガバナ
１１９コモンレール
１２０蓄圧ポンプ
１２１噴孔
１２５ノズルチップ
１コントローラ
２ガバナコントローラ
３エンジン回転数検出器
４負荷検出器
５タイマー
６排気温度センサ
７燃料消費量検出器
１２ノズルチップ温度センサ

Claims

エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の気体燃料を燃料噴射弁から噴射される着火用の燃料噴霧によって着火燃焼することにより着火火炎を生成する着火用の燃料噴射弁を具備し、該着火火炎を主燃焼室に噴出せしめて該主燃焼室内の気体燃料を燃焼せしめるように構成された副室式ガス機関からなる内燃機関の着火用の燃料（以下燃料という）を噴射する燃料噴射弁状態検知、修正方法において、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の消費量を検出して得られる実際の燃料消費量検出値と、前記エンジンの運転条件に対応して予め設定された前記燃料噴射弁における噴孔の詰まり発生の限界となる最小燃料消費量（以下許容燃料消費量という）とを比較して、前記燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量以下になった状態の時間があらかじめ設定された許容時間を超えたとき前記噴孔の詰まりの発生と判定し、該噴孔の詰まりの発生と判定したときに前記燃料消費量検出値と前記許容燃料消費量との偏差に対応した燃料噴射量の増加量を算出し、該増加量による前記燃料噴射弁の増量噴射を前記実際の燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量を超えるまで継続することを特徴とする副室式ガス機関からなる内燃機関の燃料噴射弁状態検知、修正方法。
エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドに固定される副室口金の内部に形成された副室内の気体燃料を燃料噴射弁から噴射される着火用の燃料噴霧によって着火燃焼することにより着火火炎を生成する着火用の燃料噴射弁を具備し、該着火火炎を主燃焼室に噴出せしめて該主燃焼室内の気体燃料を燃焼せしめるように構成された副室式ガス機関からなる内燃機関において、
前記着火用の燃料噴射弁から噴射される燃料の消費量を検出する燃料消費量検出器と、該燃料消費量検出器により検出される実際の燃料消費量検出値と、許容燃料消費量とを比較し、前記燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量以下になったとき、その状態の継続時間を計測し、該計測時間が、あらかじめ設定された許容時間を超えたとき前記燃料噴射弁における噴孔の詰まりの発生と判定するコントローラとを備え、
該コントローラには、前記噴孔の詰まりの発生の判定結果に基づいて前記燃料消費量検出器による燃料消費量の検出値と前記許容燃料消費量との偏差に対応して燃料噴射量の増加量が設定された噴射量増加量算出部を有し、該噴射量増加量算出部によって算出された増加量による前記燃料噴射弁の増量噴射を前記実際の燃料消費量検出値が前記許容燃料消費量を超えるまで継続するように前記増加量の継続時間が設定されることを特徴とする燃料噴射弁状態検知、修正装置を備えた副室式ガス機関からなる内燃機関。