JP4865447B2 - エンジンのヘビーノック発生時の動作確認の運転方法及び動作確認の運転装置 - Google Patents
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即ち、前記従来技術にあっては、ヘビーノックの発生が検知された後はエンジンの運転停止に移行して、エンジンを保護するようになっているにとどまり、また特許文献1においては燃焼診断装置によるエンジンのノッキング、失火等の異常燃焼の有無の判定結果によってシリンダ内へのガスの噴射タイミング及びトーチ着火タイミングを調整する手段が示されているにとどまっており、ヘビーノックの発生シリンダによるエンジンの燃料遮断動作の制御については考慮されていない。
燃料遮断を含む燃料調整によって燃焼状態を段階的にあるいは連続して補正し得る複数シリンダのエンジンの筒内圧力が上昇するヘビーノック発生時にエンジンの停止あるいは出力制限運転を行なうヘビーノック制御装置を備えたエンジンのヘビーノック発生時の動作確認の運転方法であって、
前記エンジンは、
各シリンダに取付けられた筒内圧力センサからの前記各シリンダのシリンダ内圧力変化の検出値、及びエンジンの回転数、エンジン負荷のエンジン運転条件が入力され、これらの入力信号に基づきエンジンの前記各シリンダの燃焼状態を診断する燃焼診断装置と、
動作確認を行うシリンダを選出するシリンダ選出手段にて選出された、対象シリンダの燃焼状態を前記燃焼診断装置からの燃焼診断結果信号により検知して該対象シリンダのヘビーノックの有無を判定するヘビーノック判定手段と、
前記対象シリンダ毎に前記へビーノック判定手段の前記ヘビーノック発生時における前記燃焼診断結果信号に合致若しくは近似するヘビーノック模擬信号を生成するヘビーノック模擬信号設定手段とを有し、
前記対象シリンダの動作確認時に、前記ヘビーノック制御装置は、
前記対象シリンダを前記シリンダ選出手段で選出し、
前記へビーノック判定手段に、前記ヘビーノック模擬信号設定手段で生成された前記対象シリンダの前記ヘビーノック模擬信号を、前記対象シリンダの前記燃焼診断結果信号に代えて取りこみ、
前記へビーノック判定手段に、前記へビーノック模擬信号に基づいて前記対象シリンダがヘビーノック状態である旨判定させ、
ヘビーノック発生判定後に対象シリンダの燃焼が停止しているときの動作確認を行う場合には、ヘビーノック発生判定後直ちに燃料制御装置に燃料遮断指令を出力する燃料遮断指令手段によって前記対象シリンダの燃料を遮断せしめるとともに、ヘビーノック発生判定から一定時間後において当該シリンダの燃焼が停止していることを検出したときに当該シリンダの燃料遮断を保持してエンジンが所定の制限出力で継続運転されることを確認し、
ヘビーノック発生判定後に対象シリンダの燃焼が継続しているときの動作確認を行う場合には、前記燃料遮断指令手段によって前記対象シリンダの燃料の遮断を前記一定時間後より後に遅延せしめるとともに、前記一定時間後において当該シリンダの燃焼が継続していることを検出したときにエンジンが停止されるかを確認することを特徴とする。
燃料遮断を含む燃料調整によって燃焼状態を段階的にあるいは連続して補正し得るように構成された複数シリンダのエンジンの筒内圧力が上昇するヘビーノック発生時にエンジンの停止あるいは出力制限運転を行なうヘビーノック制御装置を備えたエンジンのヘビーノック発生時の動作確認の運転装置において、
各シリンダに取付けられてシリンダ内圧力変化を検出する筒内圧力センサから各シリンダのシリンダ内圧力変化の検出値、及びエンジンの回転数、エンジン負荷のエンジン運転条件が入力され、これらの入力信号に基づきエンジンの燃焼状態を診断する燃焼診断装置を備え、
前記ヘビーノック制御装置は、動作確認を行うシリンダを選出するシリンダ選出手段にて選出された、対象シリンダの燃焼状態を前記燃焼診断装置からの燃焼診断結果信号により検知し、該対象シリンダのヘビーノックの有無を判定するヘビーノック判定手段と、
前記対象シリンダ毎に前記へビーノック判定手段の前記ヘビーノック発生時における前記燃焼診断結果信号に合致若しくは近似するヘビーノック模擬信号を生成するヘビーノック模擬信号設定手段と、を有し、
さらに、前記ヘビーノック制御装置は、前記対象シリンダの動作確認時に、前記対象シリンダを前記シリンダ選出手段で選出し、
前記へビーノック判定手段に、前記ヘビーノック模擬信号設定手段で生成された前記対象シリンダの前記ヘビーノック模擬信号を、前記対象シリンダの前記燃焼診断結果信号に代えて取りこみ、
前記へビーノック判定手段に、前記へビーノック模擬信号に基づいて前記対象シリンダがヘビーノック状態である旨判定させ、
ヘビーノック発生判定後に対象シリンダの燃焼が停止しているときの動作確認を行う場合には、ヘビーノック発生判定後直ちに燃料制御装置に燃料遮断指令を出力する燃料遮断指令手段によって前記対象シリンダの燃料を遮断せしめるとともに、ヘビーノック発生判定から一定時間後において当該シリンダの燃焼状態をチェックし燃焼が停止していることを検出したときに当該シリンダの燃料遮断を保持してエンジンが所定の制限出力で継続運転されることを確認し、
ヘビーノック発生判定後に対象シリンダの燃焼が継続しているときの動作確認を行う場合には、前記燃料遮断指令手段によって前記対象シリンダの燃料の遮断を前記一定時間後より後に遅延せしめるとともに、前記一定時間後において当該シリンダの燃焼状態をチェックし燃焼が継続していることを検出したときにエンジンが停止されるかを確認するように構成したことを特徴とする。
燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射モード等の燃料噴射系の要目を含むエンジンの運転条件とヘビーノックの発生要件との関係を、ヘビーノック模擬信号設定手段に詳細且つ定量的にヘビーノック擬信号として設定し、選出シリンダにおける燃焼状態が前記ヘビーノック模擬信号に合致または近似したとき、当該選出シリンダにヘビーノックが発生しているものと判定することにより、該選出シリンダの燃料遮断に至るまでの動作確認を可能とする。
このように構成すれば、ヘビーノック模擬信号によるヘビーノック発生判定後に燃料遮断時期を遅らせることにより、選出シリンダの燃焼が継続しているときの検証を確実に行なうことができる。
図1において、10はエンジンで、この例では発電用V型多シリンダ(8シリンダ)ガスエンジンを示しているが、多シリンダディーゼルエンジンでも、多シリンダガソリンエンジンでもよい。1は該エンジン10のシリンダ(8シリンダ)、2は前記各シリンダ1の内部に燃料ガスを噴射する燃料噴射装置、4は該燃料噴射装置2の燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する燃料制御装置である。
本発明は以上の構成からなる多シリンダエンジンにおける異常燃焼、即ちヘビーノック(以下ヘビーノックという)の発生時のエンジンの動作確認の運転方法及び動作確認の運転制御装置に係るものである。
100はヘビーノック制御装置で、前記燃焼診断装置5からエンジン10の燃焼状態及び運転状態の検出値及び診断結果が入力され、該燃焼状態及び運転状態の検出値及び診断結果を受けて後述するような演算、制御を行なってその制御信号を前記燃料制御装置4に出力して、該燃料制御装置4を制御するものである。
燃焼診断装置5には、前記筒内圧力センサ3からシリンダ内圧力変化の検出値、及びエンジン10の回転数、エンジン負荷等のエンジン運転条件が入力され、これらの入力信号に基づきエンジン10の燃焼状態を診断する。
該燃焼診断装置5での診断結果に基づく各シリンダ1の燃焼状態の検出信号はヘビーノック制御装置100の選出シリンダ燃焼状態検知手段101に入力される。
選出シリンダ遮断要否判定手段7においては、前記選出シリンダ及び燃料遮断を行なわない燃料遮断バイパスか否かを前記選出シリンダ燃焼状態検知手段101に入力する(図3のステップ(2))。
また、該選出シリンダ遮断要否判定手段7においては、後述するように選出シリンダの燃料遮断動作要否を判定する。否の場合、燃料遮断を一定時間遅らせるように設定して、この設定信号を後述する燃料遮断要否判定手段104に入力する。
103はヘビーノック模擬信号設定手段で、ヘビーノックの発生状態、つまりヘビーノックの発生時における筒内圧力の変化状況等の燃焼状態と、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射モード等の燃料噴射系の要目を含むエンジンの運転条件との関係を、シミュレーション計算や実験結果によって求めてヘビーノック模擬信号(異常燃焼模擬信号)として設定され、このヘビーノック模擬信号がヘビーノック有無判定手段102に入力される(図3のステップ(4))。
そして、当該選出シリンダの燃焼状態がヘビーノック模擬信号の状態と合致または近似しているとき、当該選出シリンダにおいてヘビーノックが発生しているものと判定し、その判定結果信号を燃料遮断要否判定手段104及びタイマー装置8に入力する。
一方、ヘビーノックの発生がない場合は、他のシリンダについて、以上の動作をスタートさせる(図3のステップ(6))。
燃料遮断要(YES)の場合は、当該選出シリンダへの燃料遮断指令を燃料制御装置4に出力して、当該選出シリンダの燃料供給を遮断せしめるとともに、当該選出シリンダにおける燃料遮断信号をエンジン運転停止判定手段106に入力する(図3のステップ(10))。
燃料遮断見送り(NO)の場合は、燃料遮断(遅れ)指令手段108により燃料遮断の遅延指令をエンジン運転停止判定手段106に入力する(図3のステップ(9))。
また、前記燃料遮断要否判定手段104からの判定信号により、燃料遮断の遅延指令が出されている場合にも、前記エンジン運転停止判定手段106においては、タイマー装置8により計時された一定時間後に、前記燃料遮断シリンダ燃焼状態検知手段9によって検出された前記選出シリンダにおける燃焼状態検出信号をチェックする(図3のステップ(11))。
一方、前記燃料遮断遅延指令信号が付与されたため当該選出シリンダの燃焼が継続しているときには、エンジンを停止する(図3のステップ(14))。
以上のチェック結果による判定信号は前記燃料制御装置4に入力される。
図4は、この実施例における異常燃焼、即ちヘビーノックの発生時のシリンダの燃焼、燃料の給排及び出力変化を時系列で示している。
2 燃料噴射装置
3 筒内圧力センサ
4 燃料制御装置
5 失火コントローラ
6 燃焼診断装置
10 エンジン
100 ヘビーノック制御装置
103 ヘビーノック模擬信号設定手段
Claims (2)
- 燃料遮断を含む燃料調整によって燃焼状態を段階的にあるいは連続して補正し得る複数シリンダのエンジンの筒内圧力が上昇するヘビーノック発生時にエンジンの停止あるいは出力制限運転を行なうヘビーノック制御装置を備えたエンジンのヘビーノック発生時の動作確認の運転方法であって、
前記エンジンは、
各シリンダに取付けられた筒内圧力センサからの前記各シリンダのシリンダ内圧力変化の検出値、及びエンジンの回転数、エンジン負荷のエンジン運転条件が入力され、これらの入力信号に基づきエンジンの前記各シリンダの燃焼状態を診断する燃焼診断装置と、
動作確認を行うシリンダを選出するシリンダ選出手段にて選出された、対象シリンダの燃焼状態を前記燃焼診断装置からの燃焼診断結果信号により検知して該対象シリンダのヘビーノックの有無を判定するヘビーノック判定手段と、
前記対象シリンダ毎に前記へビーノック判定手段の前記ヘビーノック発生時における前記燃焼診断結果信号に合致若しくは近似するヘビーノック模擬信号を生成するヘビーノック模擬信号設定手段とを有し、
前記対象シリンダの動作確認時に、前記ヘビーノック制御装置は、
前記対象シリンダを前記シリンダ選出手段で選出し、
前記へビーノック判定手段に、前記ヘビーノック模擬信号設定手段で生成された前記対象シリンダの前記ヘビーノック模擬信号を、前記対象シリンダの前記燃焼診断結果信号に代えて取りこみ、
前記へビーノック判定手段に、前記へビーノック模擬信号に基づいて前記対象シリンダがヘビーノック状態である旨判定させ、
ヘビーノック発生判定後に対象シリンダの燃焼が停止しているときの動作確認を行う場合には、ヘビーノック発生判定後直ちに燃料制御装置に燃料遮断指令を出力する燃料遮断指令手段によって前記対象シリンダの燃料を遮断せしめるとともに、ヘビーノック発生判定から一定時間後において当該シリンダの燃焼が停止していることを検出したときに当該シリンダの燃料遮断を保持してエンジンが所定の制限出力で継続運転されることを確認し、
ヘビーノック発生判定後に対象シリンダの燃焼が継続しているときの動作確認を行う場合には、前記燃料遮断指令手段によって前記対象シリンダの燃料の遮断を前記一定時間後より後に遅延せしめるとともに、前記一定時間後において当該シリンダの燃焼が継続していることを検出したときにエンジンが停止されるかを確認することを特徴とするエンジンのへビーノック発生時の動作確認の運転方法。 - 燃料遮断を含む燃料調整によって燃焼状態を段階的にあるいは連続して補正し得るように構成された複数シリンダのエンジンの筒内圧力が上昇するヘビーノック発生時にエンジンの停止あるいは出力制限運転を行なうヘビーノック制御装置を備えたエンジンのヘビーノック発生時の動作確認の運転装置において、
各シリンダに取付けられてシリンダ内圧力変化を検出する筒内圧力センサから各シリンダのシリンダ内圧力変化の検出値、及びエンジンの回転数、エンジン負荷のエンジン運転条件が入力され、これらの入力信号に基づきエンジンの燃焼状態を診断する燃焼診断装置を備え、
前記ヘビーノック制御装置は、動作確認を行うシリンダを選出するシリンダ選出手段にて選出された、対象シリンダの燃焼状態を前記燃焼診断装置からの燃焼診断結果信号により検知し、該対象シリンダのヘビーノックの有無を判定するヘビーノック判定手段と、
前記対象シリンダ毎に前記へビーノック判定手段の前記ヘビーノック発生時における前記燃焼診断結果信号に合致若しくは近似するヘビーノック模擬信号を生成するヘビーノック模擬信号設定手段と、を有し、
さらに、前記ヘビーノック制御装置は、前記対象シリンダの動作確認時に、前記対象シリンダを前記シリンダ選出手段で選出し、
前記へビーノック判定手段に、前記ヘビーノック模擬信号設定手段で生成された前記対象シリンダの前記ヘビーノック模擬信号を、前記対象シリンダの前記燃焼診断結果信号に代えて取りこみ、
前記へビーノック判定手段に、前記へビーノック模擬信号に基づいて前記対象シリンダがヘビーノック状態である旨判定させ、
ヘビーノック発生判定後に対象シリンダの燃焼が停止しているときの動作確認を行う場合には、ヘビーノック発生判定後直ちに燃料制御装置に燃料遮断指令を出力する燃料遮断指令手段によって前記対象シリンダの燃料を遮断せしめるとともに、ヘビーノック発生判定から一定時間後において当該シリンダの燃焼状態をチェックし燃焼が停止していることを検出したときに当該シリンダの燃料遮断を保持してエンジンが所定の制限出力で継続運転されることを確認し、
ヘビーノック発生判定後に対象シリンダの燃焼が継続しているときの動作確認を行う場合には、前記燃料遮断指令手段によって前記対象シリンダの燃料の遮断を前記一定時間後より後に遅延せしめるとともに、前記一定時間後において当該シリンダの燃焼状態をチェックし燃焼が継続していることを検出したときにエンジンが停止されるかを確認するように構成したことを特徴とするエンジンのヘビーノック発生時の動作確認の運転装置。
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