JP6356493B2

JP6356493B2 - エンジン装置

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Publication number: JP6356493B2
Application number: JP2014116984A
Authority: JP
Inventors: 圭一辻本; 理彰土井
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2018-07-11
Anticipated expiration: 2034-06-05
Also published as: WO2015186607A1; JP2015229977A

Description

本願発明は、船舶などに搭載するエンジン装置に係り、燃料を効率良く燃焼させる燃料噴射装置を備えたエンジン装置に関するものである。

従来、大型のディーゼルエンジンに搭載される燃料噴射ポンプとして、燃料効率の向上や排気ガスエミッションの低減のために、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射のタイミングや燃料噴射の回数等を制御するものが知られている。このような燃料噴射ポンプは、電磁スピル弁を任意のタイミングで開閉することにより精密な燃料噴射を行う。（例えば特許文献１等参照）。

特開２００７−１２０４６３号公報

特許文献１のエンジン装置歯のように、電磁スピル弁を有する燃料噴射ポンプを有することで、エンジンの状態に応じた燃料噴射を実行させて、燃焼効率を向上させている。しかしながら、発電機などに負荷が投入されたときなど、瞬間的な負荷変動が発生した場合、従来では、燃料噴射制御による最適化に時間を要していたため、燃料噴射の状態遷移タイミングが実際の負荷変動タイミングに対して遅延してしまう。従って、負荷変動時に必要な燃料流量が燃焼室内に供給されず、エンジンにおける燃焼効率を悪化させるだけでなく、ＮＯｘ発生量やＰＭ（微小粒子：Particulate Matter）発生量の低減の妨げになることがある。

本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供することを目的としている。

本願発明に係るエンジン装置は、エンジンのシリンダ内の燃焼室に燃料を噴射して燃焼させる燃料噴射装置と、該燃料噴射装置による燃料噴射動作を制御する制御装置と、を備えたエンジン装置において、前記エンジンが、発電機に動力を伝達するものであるとともに、前記制御装置が、前記発電機の出力を測定した負荷測定器の負荷信号と、前記エンジンの回転速度を測定したエンジン回転センサのエンジン回転信号とを受信しており、前記制御装置は、エンジンの負荷投入を検出したときに、前記燃料噴射装置による燃料噴射タイミングを変動させる進角制御の実行を開始すると、燃料噴射タイミングの進角量を目標進角量まで徐々に上昇させた後に該目標進角量で一定とし、前記進角制御を開始してから所定期間経過後に、燃料噴射タイミングの進角量を目標進角量から徐々に下降させて進角量０とすることで前記燃料噴射装置に対する制御動作を通常制御に復帰させるとともに、前記負荷信号に異常がない場合、前記負荷信号から算出される負荷変化量に基づいて、前記エンジンの負荷投入の有無を検出し、前記負荷信号に異常がある場合、目標エンジン回転速度と前記エンジン回転信号に基づく実エンジン回転速度とのエンジン回転速度偏差に基づく負荷投入検出機能と、前記エンジン回転信号に基づく実エンジン回転速度の変化量に基づく負荷投入検出機能とのいずれかが選択されており、選択された負荷投入検出機能に従って前記エンジンの負荷投入の有無を検出するものである。

本願発明によると、エンジンのシリンダ内の燃焼室に燃料を噴射して燃焼させる燃料噴射装置と、該燃料噴射装置による燃料噴射動作を制御する制御装置と、を備えたエンジン装置において、前記制御装置は、エンジンの負荷変動を検出したときに、前記燃料噴射装置による燃料噴射量又は燃料噴射タイミングを変動させる負荷変動制御を実行し、該負荷変動制御を実行してから所定期間経過後に、前記燃料噴射装置に対する制御動作を通常制御に復帰させるものであるから、負荷投入により、エンジンへの負荷が急激に変化した場合であっても、エンジン回転速度の低下を抑制でき、投入された負荷に対応したエンジン出力を維持できる。

本願発明によると、前記エンジンは、発電機に動力を伝達するものであって、前記制御装置は、前記発電機から受ける負荷信号に基づいて、負荷変動を検出し、前記制御装置は、負荷変動を検出したとき、所定期間、前記負荷変動制御を実行するものであるから、早期に負荷変動を検出できる。従って、エンジンを負荷変動に早期に対応させて、発電設備の安定化を図れる。

本願発明によると、前記制御装置は、前記エンジンの目標回転速度と実回転速度との偏差を算出し、算出した回転速度偏差に基づいて、負荷変動を検出し、前記制御装置は、負荷変動を検出したとき、所定期間、前記負荷変動制御を実行するものであるから、負荷信号以外の信号に基づいて負荷変動を検出できる。従って、負荷信号に異常があった場合などにおいても、負荷変動を確認し、エンジンを負荷変動に適応させて動作させることができる。

本願発明によると、前記制御装置は、前記エンジンの実回転速度の変化量を算出し、算出した回転速度変化量に基づいて、負荷変動を検出し、前記制御装置は、負荷変動を検出したとき、所定期間、前記負荷変動制御を実行するものであるから、負荷信号以外の信号に基づいて負荷変動を検出できる。従って、負荷信号に異常があった場合などにおいても、負荷変動を確認し、エンジンを負荷変動に適応させて動作させることができる。

本願発明によると、前記制御装置は、前記燃料噴射装置による燃料噴射量のフィードバックゲインを大きくして、前記負荷変動制御を実行するものであるので、負荷変動に応じた燃料噴射量に早期に設定可能となる。そして、燃料噴射装置による燃料噴射量を最適に調整できるため、燃料消費量を低減できるだけでなく、ＰＭ発生量も抑制できる。

本願発明によると、前記制御装置は、前記燃料噴射装置による燃料噴射タイミングを進角させるとともに、前記燃料噴射装置による燃料噴射量のフィードバックゲインを大きくして、前記負荷変動制御を実行するものであるので、負荷変動に応じた燃料噴射量及び燃料噴射タイミングに早期に設定可能となる。そして、燃料噴射装置による燃料噴射量及び燃料噴射タイミングを最適に調整できるため、燃料消費量を低減できるだけでなく、ＰＭ発生量も抑制できる。

船舶の全体側面図である。図１の縦断面図である。本発明の実施形態におけるエンジン装置の吸排気路の構成を示す概略図である。同エンジン装置におけるシリンダヘッド内の模式的に表した概略図である。同エンジン装置におけるシリンダヘッド周辺の構成を示す斜視図である。同エンジン装置におけるヘッドカバー内の構成を示す斜視図である。同エンジン装置のエンジン制御装置の構成を示す制御ブロック図である。同エンジン制御装置における負荷投入の検出動作を示すフローチャートである。負荷投入の検出時の進角制御動作を示すタイムチャートである。負荷投入の検出時のフィードバックゲインの変更制御動作を示すタイムチャートである。ディーゼルエンジンの吸気・排気マニホールド側（左側面）を示す斜視図である。同燃料ポンプ配置室側（右側面）を示す斜視図である。同吸気・排気マニホールド側（左側面）を示す側面図である。同燃料ポンプ配置室側（右側面）を示す側面図である。同平面図である。同過給機設置側（背面）を示す側面図である。同発電機設置側（正面）を示す側面図である。

以下に、本願発明を具体化した実施形態を、船舶に搭載された発電機のディーゼルエンジンに適用した場合の図面に基づいて説明する。

先ず、図１及び図２を参照しながら、ディーゼルエンジンを搭載する船舶１の概要を説明する。図１及び図２に示す如く、船舶１は、船体２と、船体２の船尾側に設けるキャビン３（船橋）と、キャビン３の後方に配置するファンネル４（煙突）と、船体２の後方下部に設ける推進用のプロペラ５及び操舵用の舵６とを備える。また、船体２後方下部の船底７に船尾スケグ８を一体形成すると共に、推進用のプロペラ５を回転駆動させる推進軸９を備え、船尾スケグ８に推進軸９を軸支している。船体２内の船首側及び中央部には船倉１０を設けている。船体２内の船尾側には機関室１１を設けている。

機関室１１には、プロペラ５の駆動源である主機としてのディーゼルエンジン２１及び減速機２２と、船体２内の電気系統に電力を供給するための発電装置２３とを配置している。主エンジン２１から減速機２２を経由した回転動力によって、プロペラ５が回転駆動する。機関室１１の内部は、上甲板１３、第２甲板１４、第３甲板１５及び内底板１６によって上下に仕切られている。機関室１１最下段の内底板１６上に主エンジン２１及び減速機２２を据え付け、機関室１１中段の第３甲板１５上に発電装置２３を据え付けている。なお、船倉１０は複数の区画に分割している。

図２に示す如く、発電装置２３は、３基のディーゼル発電機２４を備える。ディーゼル発電機２４は、補機としての６気筒の発電用ディーゼルエンジン２５と、ディーゼルエンジン２５の駆動によって発電する発電機２６とを組み合わせて構成される。３基のディーゼル発電機２４は、必要電力量に対応して稼働させるものであり、大量の電力消費量のとき（例えば出入航時など）には、全てのディーゼル発電機２４を稼働させる一方、比較的電力消費量が少ないとき（例えば停泊時など）には、３基のディーゼル発電機２４を選択的に稼働させ、船体２内の各電気系統に各ディーゼル発電機２４の発電機２６から発電電力を供給するように構成している。

また、図２に示す如く、各ディーゼル発電機２４のディーゼルエンジン２５の排気ガス排出管３０は、ファンネル４から外部に連通している。発電用として３基のディーゼルエンジン２５が設置され、各ディーゼルエンジン２５用として三本の排気ガス排出管３０が存在する。各ディーゼルエンジン２５の排気ガス排出管３０は、ファンネル４まで延びたメイン経路３１と、メイン経路３１の中途部から分岐したバイパス経路３２と、メイン経路３１とバイパス経路３２との両方に連通する複合ケーシング３３とを備えている。すなわち、３基の発電用ディーゼルエンジン２５を搭載し、各ディーゼルエンジン２５に対して、メイン経路３１、バイパス経路３２及び複合ケーシング３３等からなる排気ガス浄化システムをそれぞれ対応させている。

複合ケーシング３３は、耐熱金属材料製で角筒状に構成していて、各ディーゼルエンジン２５を配置した第２甲板１４よりも上方（機関室１１の上部側）に配置している。複合ケーシング３３内部のメイン経路３１に、ディーゼルエンジン２５の排気ガス中にあるＮＯｘの還元を促す選択触媒還元装置としてのＮＯｘ触媒（図示省略）を収容する。メイン経路３１中の前記ＮＯｘ触媒を、排気ガスが通過して淨化される。バイパス経路３２は、前記ＮＯｘ触媒に対して排気ガスを迂回させるための経路である。即ち、バイパス経路３２を移動する排気ガスは、前記ＮＯｘ触媒を排気ガスが通過しない。複合ケーシング３３の排気出口側で、メイン経路３１とバイパス経路３２とを合流させる。

なお、複合ケーシング３３の排気ガス入口側のうちメイン経路３１とバイパス経路３２との分岐部には、メイン経路３１またはバイパス経路３２に排気ガス移動方向を切換える経路切換部材として、メイン側切換バルブ及びバイパス側切換バルブを設けている。前記メイン側切換バルブを開いた（前記バイパス側切換バルブを閉じた）状態では、排気ガス排出管３０中の排気ガスは、複合ケーシング３３内のメイン経路３１（ＮＯｘ触媒）を通過して浄化処理されてから、船舶１外に放出される。前記バイパス側切換バルブを開いた（前記メイン側切換バルブを閉じた）状態では、排気ガス排出管３０中の排気ガスは、前記ＮＯｘ触媒を迂回して浄化処理されることなく、船舶１外に放出される。

次いで、ディーゼルエンジン２５の概略構成について、図３〜図７を参照して以下に説明する。ディーゼルエンジン２５は、図３に示す如く、シリンダブロック４４に複数の気筒（シリンダ）３４（本実施形態では６気筒）を直列に並べた構成を有している。各気筒３４は、吸気マニホールド（吸気流路）４９と吸気ポート３５を介して連通している。各気筒３４が、排気マニホールド（排気流路）５１と排気ポート３６を介して連通している。従って、吸気マニホールド４９からの空気（新気）が、吸気ポート３５を介して各気筒３４に供給される一方、各気筒３４からの排ガスが、排気ポート３６を介して排気マニホールド５１に吐出される。

エンジン装置２１は、排気マニホールド５１からの排気ガスにより空気を圧縮する過給機３７と、過給機３７で圧縮された圧縮空気を冷却して吸気マニホールド４９に供給するインタークーラ３８とを有している。排気マニホールド５１の排気出口側に、過給機３７のタービン３７ａの排気入口を接続しており、吸気マニホールド４９の空気入口側（新気入口側）に、インタークーラ３８の空気吐出口（新気出口）を接続している。インタークーラ３８の空気吸入口（新気入口）に、過給機３７のコンプレッサ３７ｂの空気吐出口（新気出口）を接続している。排気マニホールド５１からの排気ガスによりタービン３７ａを回転駆動させることで、コンプレッサ３９ａを駆動させて、外気より取り込んだ空気（新気）を圧縮して、インタークーラ３８で冷却して吸気マニホールド４９に供給する。

ディーゼルエンジン２５は、図４に示す如く、各気筒３４内にピストン２７を摺動可能に設けている。ディーゼルエンジン２５は、気筒３４内において、シリンダブロック４４下側とピストン２７頂部で囲まれる燃焼室Ｍを形成している。ピストン２７が、気筒３４内を上下方向に往復動することで、気筒３４下側のエンジン出力軸（クランク軸）４２（図１３参照）を回転させる。シリンダブロック４４上のシリンダヘッド４６に、燃料噴射弁３９を気筒３４内に形成されている燃焼室Ｍに向けて挿入している。燃料噴射弁３９は、気筒３４の上端開口面の中心位置に先端を配置しており、ピストン２７上面と気筒３４の内壁面とで構成される燃焼室Ｍに燃料油を噴射する。

ディーゼルエンジン２５は、図４及び図５に示す如く、燃焼室Ｍに空気を吸気させる吸気弁２８と、燃焼室Ｍから燃焼ガスを排気させる排気弁２９を備えている。シリンダヘッド４６において、燃料噴射弁３９の外周となる位置に吸気弁２８及び排気弁２９を挿入している。吸気弁２８が吸気ポート３５を開閉することで、吸気マニホールド４９から気筒３４内に空気を供給させる。排気弁２９が排気ポート３６を開閉することで、気筒３４内で生じた燃焼ガス（排気ガス）を排気マニホールド５０へ吐出させる。

シリンダヘッド４６の上側では、２つの吸気弁２８の上端がブリッジ９４で連結されるとともに、２つの排気弁２９の上端がブリッジ９５で連結される。ブリッジ９４を上面中央に一端を当接させたロッカーアーム９６は、カムシャフト（図示省略）における吸気用カムと連動するプッシュロッド９８と他端が連結される。また、ブリッジ９５を上面中央に一端を当接させたロッカーアーム９７は、カムシャフト（図示省略）における排気用カムと連動するプッシュロッド９９と他端が連結される。従って、カムシャフトの回転に応じて、プッシュロッド９８，９９それぞれが上下動することで、ロッカーアーム９６，９７が揺動し、ブリッジ９４，９５を介して、吸気弁２８及び排気弁２９それぞれを上下動させる。

ディーゼルエンジン２５は、図４〜図６に示す如く、気筒３４毎に燃料噴射ポンプ４０を有しており、燃料吐出管（高圧管）７０を介して燃料噴射弁３９に燃料噴射ポンプ４０を接続している。燃料噴射ポンプ４０は、下部にポンプ本体４０ａを有し、上記エンジン出力軸４２と同期して回転するカム軸（図示省略）におけるポンプ用カムに当接させたプランジャ７５を、ポンプ本体４０ａ内で上下動させる。燃料噴射ポンプ４０は、ポンプ本体４０ａ上部に電磁スピル弁４０ｂを連結しており、電磁スピル弁４０ｂのスピル弁体７６を開閉制御することで、ポンプ本体４０ａ内で蓄圧されている燃料油を燃料噴射弁３９に圧送する。電磁スピル弁４０ｂは、燃料噴射ポンプ４０の燃料噴射量及び噴射タイミングを調節するものである。

燃料噴射ポンプ４０は、プランジャ７５を上昇させたときに、ポンプ本体４０ａ内の燃料圧室７８に燃料油を閉じ込める。燃料噴射ポンプ４０は、ポンプ本体４０ａと電磁スピル弁４０ｂとの境界位置に燃料圧室７８を設けているため、燃料圧室７８に閉じ込めた燃料油を電磁スピル弁４０ｂに圧送する。そして、燃料噴射ポンプ４０は、電磁スピル弁４０ｂにおけるスピル弁体７６を電磁ソレノイド７９により水平方向に移動して、ポンプ本体４０ａの燃料圧室７８側の油路と燃料吐出管７０側の油路とを連結することで、燃料圧室７８内の燃料油を燃料噴射弁３９に向かって圧送させる。

シリンダブロック４４の正面上側に段差部４４ａが設けてあり、このシリンダブロック４４の段差部４４ａ上面に、燃料噴射ポンプ４０をシリンダヘッド４６列に沿って一列に配列するように設置している。燃料噴射ポンプ４０におけるポンプ本体４０ａの側面を、上下２本の燃料油管６９ａ，６９ｂと連結するとともに、電磁スピル弁４０ｂの上端を燃料吐出管７０を介してシリンダヘッド４６内の燃料噴射弁３９と連結している。一方の燃料油管６９ａが、燃料噴射ポンプ４０へ燃料油を供給する給油管であり、他方の燃料油管６９ｂが、燃料噴射ポンプ４０から燃料油を戻す油戻り管である。

燃料供給ポンプ（図示省略）により燃料油管６９ａを介して燃料噴射ポンプ４０のポンプ本体４０ａに、燃料油が供給される。ポンプ本体４０ａは、上記ポンプ用カム（図示省略）によりプランジャ７５が下降したときに、燃料油管６９ａから送給される燃料を燃料圧室７８に供給する。その後、燃料圧室７８内に供給された燃料は、上記ポンプ用カムの回転に従って上方向に摺動されるプランジャ７５によって加圧されて、電磁スピル弁４０ｂに形成される油路に送給される。

燃料噴射ポンプ４０が燃料噴射弁３９に向かって燃料油を吐出する場合、エンジン制御装置８６からの制御信号に基づいて、電磁スピル弁４０ｂのソレノイド７９を励磁させる。電磁スピル弁４０ｂのスピル弁体７６が、ソレノイド７９の吸着力によってソレノイド７９に向かって摺動することで、電磁スピル弁４０ｂの油路からポンプ本体４０ａの油路への戻り路を遮断し（電磁スピル弁４０ｂの閉弁）、燃料圧室７８から供給される燃料油の加圧を維持する。従って、燃料噴射ポンプ４０は、電磁スピル弁４０ｂの閉弁により、燃料圧室７８で加圧されて電磁スピル弁４０ｂに供給される燃料油を、燃料吐出管７０を介して燃料噴射弁３９に圧送する。

燃料噴射ポンプ４０による燃料油の吐出を停止する場合、エンジン制御装置８６からの制御信号に基づいて、電磁スピル弁４０ｂのソレノイド７９を消磁させる。電磁スピル弁４０ｂのスピル弁体７６が、スピル弁ばね７７の付勢力によって、ソレノイド８９と離間する方向に摺動することで、電磁スピル弁４０ｂの油路からポンプ本体４０ａの油路への戻り路を連通し（電磁スピル弁４０ｂの開弁）、燃料圧室７８から供給される燃料油を放圧する。従って、燃料噴射ポンプ４０は、電磁スピル弁４０ｂの開弁により、燃料圧室７８で加圧されて電磁スピル弁４０ｂに供給される燃料油を、ポンプ本体４０ａ側に戻して燃料油管６９ｂに吐出させることとなり、燃料噴射弁３９への燃料油の吐出を停止する。

ところで、上述したように、吸気弁２８を開くことで、気筒３４内に形成されている燃焼室Ｍに空気を吸気させた後、吸気弁２８を閉じるとともにピストン２７をスライドさせて、燃焼室Ｍ内の空気を圧縮させる。このとき、上述のようにして電磁スピル弁４０ｂの開閉に基づいて燃料噴射ポンプ４０が燃料油を燃料噴射弁３９に向かって吐出することにより、燃料噴射弁３９が、吐出動作を実行するから圧送された燃料油を、燃焼室Ｍ内に噴射して発火させる。その後、排気弁２８を開くことで、燃焼室Ｍ内の燃焼ガス（排ガス）を、排気ポート３６を通じて排気マニホールド５０へ吐出させる。

電磁スピル弁４０ｂを有する燃料噴射ポンプ４０は、電磁スピル弁４０ｂの閉弁タイミングにより燃料噴射タイミングが制御されるとともに、電磁スピル弁４０ｂの閉弁時間（閉弁から開弁までの時間）により燃料噴射量が制御される。すなわち、エンジン制御装置８６が、燃料噴射ポンプ４０の電磁スピル弁４０ｂの閉弁タイミング及び開弁タイミングを制御することで、燃料噴射ポンプ４０を通じて燃料噴射弁３９から噴射させる燃料油の噴射タイミングと噴射量を制御する。

ディーゼルエンジン２５は、図４に示す如く、ディーゼルエンジン２５の各部を制御するエンジン制御装置８６を具備しており、エンジン制御装置８６が、燃料噴射ポンプ４０の燃料噴射量及び燃料噴射タイミングを制御する。エンジン制御装置８６は、発電機２６の出力を測定するワットトランスデューサやトルクセンサなどの負荷測定器８９による測定信号を受け、ディーゼルエンジン２５にかかる負荷を算出する。エンジン制御装置８６は、ディーゼルエンジン２５のクランク軸４２の回転速度を測定するパルスセンサなどのエンジン回転センサ９０による測定信号を受け、ディーゼルエンジン２５のエンジン回転速度を検知する。エンジン制御装置８６は、速度指示部９３からの増減速指令信号を受けて、目標エンジン回転速度Ｎｓを設定する。

エンジン制御装置８６は、図７に示す如く、増減速指令信号を受けて目標エンジン回転速度Ｎｓを算出するエンジン回転速度設定部１０１と、エンジン回転速度設定部１０１で設定された目標エンジン回転速度Ｎｓとエンジン回転センサ９０からの測定エンジン回転速度（実エンジン回転速度）Ｎｅとの差分ΔＮを算出する減算器１０２と、減算器１０２で求めた回転速度の差分値ΔＮに基づきＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御演算を行うＰＩＤ制御部１０３と、ＰＩＤ制御部１０３から出力される演算値に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出部１０４と、燃料噴射タイミングを進角させる進角制御部１０５と、負荷測定器８９及びエンジン回転センサ９０からの測定信号を受けて負荷投入を検出する負荷投入検出部１０６と、ＰＩＤ制御部１０３におけるＰ（Proportional）ゲイン及びＩ（Integral）ゲインを設定するゲイン設定部１０７と、燃料噴射量算出部１０４で設定された燃料噴射量と進角制御部１０５で設定された燃料噴射タイミングに基づいて電磁スピル弁４０ｂの開閉制御信号を生成する開閉制御部１０８とを備える。

エンジン制御装置８６は、速度指示部９３から与えられる増減速指令信号と、エンジン回転センサ９０からの測定信号とに基づいて、燃料噴射弁３９からの燃料噴射量をＰＩＤ制御している。すなわち、エンジン回転速度設定部１０１が、増減速指令信号に基づき、目標エンジン回転速度Ｎｓを設定し、減算器１０２が、エンジン回転センサ９０からの測定信号に基づく実エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジン回転速度Ｎｓとの差分値ΔＮを算出する。ＰＩＤ制御部１０３は、減算器１０２で得られたエンジン回転速度の差分値ΔＮについて、ゲイン設定部１０７で設定されたＰゲイン（比例成分値に対する乗算係数）及びＩゲイン（積分成分値に対する乗算係数）に基づく演算を行う。燃料噴射量算出部１０４は、ＰＩＤ制御部１０３による演算結果に基づいて、燃料噴射量を算出して開閉制御部１０８に送出する。

進角制御部１０５は、燃料噴射ポンプ４０による燃料噴射弁３９への燃料油の圧送タイミング（燃料噴射タイミング）を設定する。進角制御部１０５は、例えば、減算器１０２の回転速度差分値ΔＮに基づいて、負荷投入状態にあることを確認すると、燃料噴射タイミングを進角させ、開閉制御部１０８に通知する。開閉制御部１０８は、燃料噴射量算出部１０４で算出した燃料噴射量と、進角制御部１０５による燃料噴射タイミングとに基づき、スピル弁４０ｂの閉弁タイミング及び開弁タイミングを算出する。そして、開閉制御部１０８は、算出した閉弁タイミングにおいて、スピル弁４０ｂを閉弁させる制御信号を出力して、燃料噴射ポンプ４０による燃料油の圧送を開始させ、算出した開弁タイミングにおいて、スピル弁４０ｂを開弁させる制御信号を出力して、燃料噴射ポンプ４０による燃料油の圧送を停止させる。

負荷投入検出部１０６は、負荷測定器８９又はエンジン回転センサ９０からの測定信号を受けて負荷投入の有無を検出する。負荷投入検出部１０６は、負荷投入を検出すると、検出結果を進角制御部１０５及びゲイン設定部１０７に通知する。進角制御部１０５は、負荷投入検出部１０６から負荷投入の通知を受けると、燃料噴射タイミングを所定期間進角させる。また、ゲイン設定部１０７は、負荷投入検出部１０６から負荷投入の通知を受けると、Ｐゲイン及びＩゲイン（フィードバックゲイン）を所定期間大きくする。

負荷投入検出部１０６における負荷投入の検出動作について、図８を参照して、以下に説明する。負荷投入検出部１０６は、発電機２６の出力を測定した負荷測定器８９の測定信号（負荷信号）を受けるととともに（ＳＴＥＰ１）、クランク軸４２の回転速度を測定したエンジン回転センサ９０の測定信号（エンジン回転信号）を受ける（ＳＴＥＰ２）。そして、負荷投入検出部１０６は、発電機２６の出力を測定した負荷測定器８９の測定信号（負荷信号）による負荷投入検出機能を選択しているか否かを確認する（ＳＴＥＰ３）。

負荷信号による負荷投入検出機能を選択している場合（ＳＴＥＰ３でＹｅｓ）、負荷投入検出部１０６は、負荷測定器８９の測定信号（負荷信号）における異常の有無を確認する（ＳＴＥＰ４）。例えば、負荷投入検出部１０６は、負荷測定器８９の故障や断線などが原因となり、負荷測定器８９による測定信号による信号値や変動率が検出範囲外となった場合に、負荷測定器８９による測定信号に異常を検出する。

負荷測定器８９による測定信号に異常がない場合（ＳＴＥＰ４でＮｏ）、負荷投入検出部１０６は、ＳＴＥＰ１で受信した負荷信号と既に受信して記憶している負荷信号とに基づいて、ディーゼルエンジン２５の負荷変化量（発電機２６の出力変動量）ΔＡｃを算出する（ＳＴＥＰ５）。すなわち、負荷投入検出部１０６は、負荷測定器８９による測定信号の履歴に基づいて、ディーゼルエンジン２５の負荷変化量ΔＡｃを算出する。

負荷投入検出部１０６は、ＳＴＥＰ５で算出した負荷変化量ΔＡｃに基づいて、負荷投入の有無を検出する（ＳＴＥＰ６）。すなわち、負荷投入検出部１０６は、ディーゼルエンジン２５の負荷変化量ΔＡｃを第１閾値と比較して、負荷変化量ΔＡｃが第１閾値よりも大きくなった場合に（ＳＴＥＰ６でＹｅｓ）、負荷投入があったものと判定し、負荷投入を検出したことを進角制御部１０５及びゲイン設定部１０７に通知する（ＳＴＥＰ７）。

負荷信号による負荷投入検出機能を選択していない場合（ＳＴＥＰ３でＮｏ）、又は、負荷測定器８９による測定信号（負荷信号）に異常を確認した場合（ＳＴＥＰ４でＹｅｓ）、負荷投入検出部１０６は、エンジン回転速度偏差による負荷投入検出機能を選択しているか否かを確認する（ＳＴＥＰ８）。

エンジン回転速度偏差による負荷投入検出機能を選択している場合、（ＳＴＥＰ８でＹｅｓ）、エンジン回転速度設定部１０１から受けた目標エンジン回転速度Ｎｓとエンジン回転センサ９０からのエンジン回転信号に基づく実エンジン回転速度Ｎｅとのエンジン回転速度偏差ΔＮｓｅを算出する（ＳＴＥＰ９）。負荷投入検出部１０６は、算出したエンジン回転速度偏差ΔＮｓｅに基づいて、負荷投入の有無を検出する（ＳＴＥＰ１０）。すなわち、負荷投入検出部１０６は、エンジン回転速度偏差ΔＮｓｅを第２閾値と比較して、エンジン回転速度偏ΔＮｓｅ差が第２閾値よりも大きくなった場合に（ＳＴＥＰ１０でＹｅｓ）、負荷投入を検出したことを進角制御部１０５及びゲイン設定部１０７に通知する（ＳＴＥＰ７）。

負荷投入検出部１０６は、エンジン回転速度偏差による負荷投入検出機能を選択していない場合（ＳＴＥＰ８でＮｏ）、ＳＴＥＰ７で受信したエンジン回転信号と既に受信して記憶しているエンジン回転信号とに基づいて、実エンジン回転速度の変化量ΔＮｅを算出する（ＳＴＥＰ１１）。負荷投入検出部１０６は、算出した実エンジン回転速度の変化量ΔＮｅに基づいて、負荷投入の有無を検出する（ＳＴＥＰ１２）。すなわち、負荷投入検出部１０６は、実エンジン回転速度の変化量ΔＮｅを第３閾値と比較して、実エンジン回転速度の変化量ΔＮｅが第３閾値よりも大きくなった場合に（ＳＴＥＰ１２でＹｅｓ）、負荷投入を検出したことを進角制御部１０５及びゲイン設定部１０７に通知する（ＳＴＥＰ７）。

進角制御部１０５は、負荷投入部１０６から負荷投入検出の通知を受けると、図９に示す如く、所定期間Ｔ１の間、進角制御を実行する。進角制御部１０５は、負荷投入部１０６からの負荷投入検出の通知を受けて、進角制御を開始すると、燃料噴射タイミングの進角量を目標進角量Ｑ１まで徐々に上昇させる。すなわち、進角制御部１０５は、進角制御の開始直後から進角量を増加させ、ΔＴ１経過後に目標進角量Ｑ１とする。そして、進角制御の開始から所定時間Ｔ１が経過すると、進角制御部１０５は、進角制御を解除し、燃料噴射タイミングの進角量を徐々に下降させて、進角制御開始前の燃料噴射タイミングに戻す。すなわち、進角制御部１０５は、進角制御の解除直後から進角量を減少させ、ΔＴ２経過後に進角量０とする。

ゲイン設定部１０７は、負荷投入部１０６から負荷投入検出を通知を受けると、図１０に示す如く、所定期間Ｔ２の間、ＰＩＤ制御部１０３に与えるフィードバックゲイン（Ｐゲイン及びＩゲイン）を増加させる。ゲイン設定部１０７は、負荷投入部１０６からの負荷投入検出の通知を受けると、Ｐゲインを定常値Ｐｃから最大値Ｐｍａｘとすると同時に、Ｉゲインを定常値Ｉｃから最大値Ｉｍａｘとして、ＰＩＤ制御部１０３に与える。従って、ＰＩＤ制御部１０３から演算結果が大きくなり、燃料噴射量算出部１０４により算出される燃料噴射量を増加させる。また、ゲイン設定部１０７は、負荷投入部１０６からの負荷投入検出の通知を受けてから所定期間Ｔ２の経過を確認すると、Ｐゲインを最大値Ｐｍａｘから定常値Ｐｃに徐々に戻すと同時に、Ｉゲインを最大値Ｉｍａｘから定常値Ｉｃに徐々に戻す。

本実施形態のディーゼルエンジン（エンジン装置）２５において、エンジン制御装置８６は、エンジンの負荷変動を検出したときに、燃料噴射装置４０による燃料噴射量又は燃料噴射タイミングを変動させる負荷変動制御を実行し、該負荷変動制御を実行してから所定期間経過後に、燃料噴射装置４０に対する制御動作を通常制御に復帰させる。負荷投入により、ディーゼルエンジン２５への負荷が急激に変化した場合であっても、エンジン回転速度の低下を抑制でき、投入された負荷に対応したエンジン出力を維持できる。

エンジン制御装置８６は、発電機２６から受ける負荷信号に基づいて、負荷変動を検出する。エンジン制御装置８６は、負荷変動を検出したときに、所定期間Ｔ２の間、燃料噴射装置４０による燃料噴射量のフィードバックゲインを大きくして、負荷変動制御を実行する。発電機２６の出力を測定する負荷信号に基づいて負荷変動を検出するため、早期に負荷変動を検出でき、ディーゼルエンジン２５を負荷変動に早期に対応させて、発電設備の安定化を図れる。

エンジン制御装置８６は、発電機２６から受ける負荷信号に基づいて、負荷変動を検出する。発電機２６の出力を測定する負荷信号に基づいて負荷変動を検出するため、早期に負荷変動を検出でき、ディーゼルエンジン２５を負荷変動に早期に対応させて、発電設備の安定化を図れる。エンジン制御装置８６は、ディーゼルエンジン２５の目標回転速度と実回転速度との偏差を算出し、算出した回転速度偏差に基づいて、負荷変動を検出する。また、エンジン制御装置８６は、ディーゼルエンジン２５の実回転速度の変化量を算出し、算出した回転速度変化量に基づいて、負荷変動を検出する。ディーゼルエンジン２５の回転速度に基づいて、負荷変動を検出することにより、負荷信号に異常があった場合などにおいても、負荷変動を確認し、ディーゼルエンジン２５を負荷変動に適応させて動作させることができる。

エンジン制御装置８６は、負荷変動を検出したときに、所定期間Ｔ２の間、燃料噴射装置４０による燃料噴射量のフィードバックゲインを大きくして、負荷変動制御を実行する。エンジン制御装置８６は、負荷変動を検出したときに、所定期間Ｔ１の間、燃料噴射装置４０による燃料噴射タイミングを進角させる。また、燃料噴射装置４０を、電磁弁４０ｂを備えた電子制御式燃料噴射ポンプとすることにより、電磁弁４０ｂの開閉制御のみで燃料噴射量及び燃料噴射タイミングを制御できる。

従って、プランジャリードや燃料コントロールラックなどによる燃料噴射量制御機構が不要となるだけでなく、負荷変動に応じた燃料噴射量及び燃料噴射タイミングに早期に設定可能となる。燃料噴射装置４０による燃料噴射量及び燃料噴射タイミングを最適に調整できるため、燃料消費量を低減できるだけでなく、ＮＯｘ発生量やＰＭ発生量も抑制できる。

次に、図１１〜図１７を参照して、本発明のディーゼルエンジンとして、過給機を２段に配置した発電用ディーゼルエンジンを例に挙げて、排気ガス排出構造を中心に、以下に説明する。図１３〜図１４に示す如く、ベースフレーム４１上に、発電用ディーゼルエンジン２５と、発電機２６を載置する。ディーゼルエンジン２５の一側方に出力軸（クランク軸）４２を突設させて、出力軸４２にフライホィール４３を軸支すると共に、発電機２６に出力軸４２を連結し、ディーゼルエンジン２５によって発電機２６を駆動するように構成している。

また、図１１〜図１７に示す如く、ディーゼルエンジン２５は、ベースフレーム４１に上載固定する６気筒用のシリンダブロック４４と、シリンダブロック４４の下面側に設置するエンジンオイルタンクとしてのオイルパン４５と、シリンダブロック４４の上面側に配置するシリンダヘッド４６と、シリンダヘッド４６の上面側に配置する６気筒分のヘッドカバー４７を備える。四角箱形のシリンダブロック４４の長手方向一側面に燃料ポンプ配置室４８を設けると共に、シリンダブロック４４の長手方向他側面に吸気マニホールド４９を形成し、吸気マニホールド４９上側方のシリンダヘッド４６長手方向他側面に排気マニホールド５１を配置している。

なお、燃料ポンプ配置室４８が配置されたシリンダブロック４４の長手方向（６気筒分のシリンダ設置幅）の一側面をディーゼルエンジン２５の正面と称し、吸気マニホールド４９と排気マニホールド５１が配置されたシリンダヘッド４６長手方向の他側面をディーゼルエンジン２５の背面と称し、発電機２６が配置されるシリンダブロック４４の短手方向（１気筒分のシリンダ設置幅）の一側面をディーゼルエンジン２５の左側面と称し、シリンダブロック４４の短手方向の他側面をディーゼルエンジン２５の右側面と称する。また、シリンダヘッド４６に吸気弁及び排気弁（図示省略）などを取付け、シリンダヘッドカバー４７の内部に前記吸気弁及び排気弁用の開閉機構などを設けると共に、上述した燃料配管６９ａ，６９ｂ（図６参照）及び燃料噴射ポンプ４０（図６参照）及びカム軸（図示省略）などが燃料ポンプ配置室４８部のシリンダブロック４４に設置されている。

図１１〜図１７に示す如く、ディーゼルエンジン２５正面側の燃料ポンプ配置室４８に燃料ポンプなどの燃料系付設部品を設ける一方、ディーゼルエンジン２５背面側のシリンダブロック４４及びシリンダヘッド４６の各側面に吸気マニホールド４９及び排気マニホールド５１などの吸排気系付設部品を設けるものであり、ディーゼルエンジン２５の正面側と背面側に、燃料系付設部品と吸排気系付設部品を振分けて配設させている。また、排気マニホールド５１は、ディーゼルエンジン２５の第１〜第６気筒に連通させる気筒連結管５２を有し、吸気マニホールド４９の上方に排気マニホールド５１が平行に配置される。加えて、ヘッドカバー４７と排気マニホールド５１の間に、排気マニホールド５１と平行に、ディーゼルエンジン２５冷却用のエンジン冷却水パイプ５３を延設させる。即ち、シリンダヘッド４６と高圧過給機５６間の排気マニホールド５１と、エンジン冷却水パイプ５３を、ヘッドカバー４７列の一側方に平行に延設させている。

さらに、図１１〜図１７に示す如く、吸気マニホールド４９と排気マニホールド５１に接続させる二段過給機５５は、高圧過給機５６及び高圧側インタークーラ５７と低圧過給機５８及び低圧側インタークーラ５９を備える。高圧側インタークーラ５７と、低圧側インタークーラ５９は、四角箱状のインタークーラ本体５４の内部を仕切って、互いに隣接させて配置している。

また、高圧過給機５６は、高圧コンプレッサ６１と高圧タービン６０を有すると共に、低圧過給機５８は、低圧コンプレッサ６３と低圧タービン６２を有する。排気マニホールド５１に高圧タービン６０の排気ガス入口６４を連結させ、高圧タービン６０の排気ガス出口６５に高圧排気ガス管６６を介して低圧タービン６２の排気ガス入口６７を連結させ、低圧タービン６２の排気ガス出口６８に排気ガス排出管３０の排気ガス取入れ側端部を連結させている。

上記の構成により、排気マニホールド５１から排出される発電用ディーゼルエンジン２５の排気ガスは、高圧タービン６０と、高圧排気ガス管６６と、低圧タービン６２に順次移動した後、低圧タービン６２の排気ガス出口６８から排気ガス排出管３０に移動し、排気ガス排出管３０の途中に設けた複合ケーシング３３にて淨化され、船外に排出される。また、高圧タービン６０にて高圧コンプレッサ６１が駆動され、低圧タービン６２にて低圧コンプレッサ６３が駆動される。

一方、低圧コンプレッサ６３の新気取入れ側に給気フィルタ７１を設け、低圧コンプレッサ６３の新気送出側に低圧新気通路管７２を介して低圧側インタークーラ５９を接続させると共に、低圧側インタークーラ５９に新気導入管７３を介して高圧コンプレッサ６１の新気取入れ側を接続させ、高圧コンプレッサ６１の新気送出側に高圧新気通路管７４を介して高圧側インタークーラ５７を接続させる。給気フィルタ７１から取入れた新気は、低圧コンプレッサ６３にて加圧され、次いで低圧側インタークーラ５９にて冷却された後、低圧側インタークーラ５９から高圧コンプレッサ６１に移動すると共に、高圧コンプレッサ６１にてさらに加圧され、高圧側インタークーラ５７にて冷却されて、吸気マニホールド４９に送給される。

さらに、図１３に示す如く、発電用ディーゼルエンジン２５のエンジンオイルを循環させるエンジン潤滑油機構８０を備える。エンジン潤滑油機構８０は、オイルパン４５のエンジンオイルを送出するオイルポンプ（図示省略）と、エンジンオイルを冷却するオイルクーラ８２と、エンジンオイルを淨化するオイルフィルタ８３などを有する。吸気マニホールド４９と排気マニホールド５１が配置されたシリンダブロック４４側面（ディーゼルエンジン２５の背面）に、オイルクーラ８２及びオイルフィルタ８３を横一列に固着させている。シリンダブロック４４またはシリンダヘッド４６などに、オイルクーラ８２及びオイルフィルタ８３を介して、オイルパン４５内のエンジンオイルを循環させるように構成している。

図１３に示す如く、燃料ポンプ配置室４８が配置されたシリンダブロック４４の長手方向の一側面（ディーゼルエンジン２５の正面）とは反対側のシリンダブロック４４側面（ディーゼルエンジン２５の背面側）に片寄らせて、吸気マニホールド４９と、排気マニホールド５１と、オイルクーラ８２及びオイルフィルタ８３を配置させる。また、高圧側インタークーラ５７と、低圧側インタークーラ５９と、オイルクーラ８２とに，冷却水配管８４ａ，８４ｂ，８４ｃを介して、図示しない冷却水ポンプを接続させている。即ち、高圧側インタークーラ５７及び低圧側インタークーラ５９及びオイルクーラ８２に冷却水を循環させ、高圧タービン６０からの新気と、低圧タービン６２からの新気と、オイルクーラ８２内のエンジンオイルを冷却するように構成している。

一方、図１４に示す如く、燃料ポンプ配置室４８が配置されたシリンダブロック４４側面（ディーゼルエンジン２５の正面側）に片寄らせて、始動停止スイッチボックス８７と、エンジン始動装置８８をそれぞれ配置する。即ち、燃料ポンプ配置室４８が配置されたシリンダブロック４４の側方（正面側）にオペレータが移動して、排気マニホールド５１などの輻射熱に影響されることなく、ディーゼルエンジン２５の始動または停止操作などの作業を実行できる。また、ディーゼルエンジン２５の一側方において、出力軸４２で軸支されるフライホィール４３の上側に、燃料噴射ポンプ４０（図６参照）による燃料噴射タイミングや燃料噴射量の制御などディーゼルエンジン２５の各部動作を制御するエンジン制御装置８６を配置している。

次いで、前記二段過給機５５（高圧過給機５６、低圧過給機５８）と、インタークーラ本体５４（高圧側インタークーラ５７、低圧側インタークーラ５９）の取付け構造を説明する。図１１〜図１７に示す如く、前記発電用ディーゼルエンジン２５のシリンダブロック４４の側面のうち、出力軸４２が突設する発電機２６配置側の側面（シリンダブロック４４の左側面）に対向する側面（シリンダブロック４４の右側面）に、前記二段過給機５５とインタークーラ本体５４を配設している。即ち、ディーゼルエンジン２５の左側面部に出力軸４２一端側と発電機２６が配置され、ディーゼルエンジン２５の右側面部に二段過給機５５とインタークーラ本体５４が配置される。

図１１〜図１７に示す如く、前記二段過給機５５とインタークーラ本体５４とを取付ける過給機ユニットフレーム９１を備える。過給機ユニットフレーム９１は、発電機２６が配置される左側面と反対側のシリンダブロック４４の右側面に接合固定させる垂直部９１ａと、垂直部の上端側にＬ形状に連結させる水平部９１ｂを有する。シリンダブロック４４の右側面に垂直部９１ａを略垂直な姿勢に締結固定させ、垂直部９１ａの上端に水平部９１ｂの一端側を一体的に連接させ、シリンダブロック４４から離れる方向に水平部９１ｂの他端側を略水平に突設している。なお、垂直部９１ａと水平部９１ｂは、複数枚の金属板を溶接加工にて組み合わせて、一体的に形成している。

また、ディーゼルエンジン２５の一側面（右側面）に垂直部９１ａが接合固定された過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂの上面側に、高圧過給機５６と低圧過給機５８を取付けている。ディーゼルエンジン２５の右側面に低圧過給機５８を接近させて配置させると共に、ディーゼルエンジン２５の右側面から高圧過給機５６を離間させて配置させる。即ち、水平部９１ｂの上面側のうち、垂直部９１ａ上端に連接される水平部９１ｂ端部の上面側に低圧過給機５８が配置されると共に、水平部９１ｂの上面側のうち、ディーゼルエンジン２５の右側面から離間した水平部９１ｂ端部の上面側に高圧過給機５６が配置される。なお、高圧過給機５６の外形及び自重と低圧過給機５８の外形及び自重を対比すると、高圧過給機５６は小形で軽く構成され、低圧過給機５８は大形で重く構成される。

一方、過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂの下面にインタークーラ本体５４の上面を接合固定させ、水平部９１ｂの下面側にインタークーラ本体５４を吊下げ姿勢に取付け、低圧過給機５８または高圧過給機５６から送出される給気（新気）温度を、インタークーラ本体５４の低圧側インタークーラ５９または高圧側インタークーラ５７にて低下させるように構成している。加えて、過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂの上面側のうち、垂直部９１ａ上端部が連結された水平部９１ｂの上面側に受け台フレーム９２を固着し、受け台フレーム９２に低圧過給機５８を上載すると共に、高圧過給機５６にエンジン２５の排気ガスを導出させる排気マニホールド５１の一端部のうち、高圧コンプレッサ６０の排気ガス入口６４に近い排気マニホールド５１の一端部を、水平部９１ｂと前記受け台フレーム９２の間の空間を介して、低圧過給機５８の下面側に貫通状に延設させている。即ち、シリンダブロック４４と高圧過給機５６の間に配置された低圧過給機５８の機外側方を迂回することなく、シリンダブロック４４と高圧過給機５６の間に排気マニホールド５１を最短距離で延設できる。

さらに、シリンダブロック４４の右側面に接合固定させる垂直部９１ａに新気導入路（図示省略）を開設し、シリンダブロック４４と高圧側インタークーラ５７を垂直部９１ａにて接合させ、高圧側インタークーラ５７の新気出口５７ａに新気導入路（図示省略）を介して吸気マニホールド４６端部の入口を接続して、高圧側インタークーラ５７の新気が吸気マニホールド４６に送給されるように構成している。

図１１〜図１７に示す如く、ディーゼルエンジン２５の排気ガス排出径路中に、第１過給機としての高圧過給機５６と第２過給機としての低圧過給機５８を直列に配置するエンジン装置において、ディーゼルエンジン２５の一側面に高圧過給機５６と低圧過給機５８を配置する構造であって、ディーゼルエンジン２５の一側面に低圧過給機５８を接近させて配置させると共に、ディーゼルエンジン２５の一側面から高圧過給機５６を離間させて配置したものであるから、ディーゼルエンジン２５と高圧過給機５６の間に、高圧過給機５６に比べて大型で重くなる低圧過給機５８を安定良く設置でき、高圧過給機５６と低圧過給機５８の支持構造を簡略化できるものでありながら、給気温度が高い高圧過給機５６側の給気配管（新気導入管７３など）をディーゼルエンジン２５の一側面から離して設置できる一方、給気温度が低い低圧過給機５８側の給気配管（過給機ユニットフレーム９１の垂直部９１ａなど）をディーゼルエンジン２５の一側面に近接支持でき、ディーゼルエンジン２５の給気冷却構造を簡略化できる。各過給機５６，５８の下方側スペースに冷却水循環ポンプまたはエンジンオイル循環ポンプなどの付設部品を集約的に取付けることができ、各付設部品のメンテナンス作業性を向上できる。

図１１〜図１７に示す如く、ディーゼルエンジン２５の一側面に過給機ユニットフレーム９１の垂直部９１ａを接合固定させると共に、過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂの上面側に高圧過給機５６と低圧過給機５８を取付けている。したがって、過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂの上面側のうち、過給機ユニットフレーム９１の垂直部９１ａに近い上面側に低圧過給機５８を配置でき、高圧過給機５６と低圧過給機５８の支持剛性を確保しながら、過給機ユニットフレーム９１などの支持構造体を簡略化できる。

図１１〜図１７に示す如く、高圧過給機５６と低圧過給機５８の給気温度を低下させるインタークーラとしてのインタークーラ本体５４を備える構造であって、ディーゼルエンジン２５の一側面に過給機ユニットフレーム９１の垂直部９１ａを接合固定させると共に、過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂの下面側にインタークーラ本体５４を取付けている。したがって、過給機ユニットフレーム９１の垂直部９１ａを挟んでディーゼルエンジン２５の一側面にインタークーラ本体５４の一側面を対峙させることができ、ディーゼルエンジン２５の吸気マニホールド４９とインタークーラ本体５４の新気出口５７ａとを接続させる配管として、過給機ユニットフレーム９１の一部を利用でき、給気配管の簡略化または給気抵抗の低減などを容易に図ることができる。

図１１〜図１７に示す如く、高圧過給機５６にディーゼルエンジン２５の排気ガスを導出させる排気管としての排気マニホールド５１を備える構造であって、過給機ユニットフレーム９１の垂直部９１ａの上端側に過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂの一端部をＬ形状に連結させ、過給機ユニットフレーム９１の垂直部９１ａが連結された過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂの上面側に受け台フレーム９２を固着し、受け台フレーム９２に低圧過給機５８を上載すると共に、過給機ユニットフレーム９１の水平部９１ｂと受け台フレーム９２の間に排気マニホールド５１を延設させている。したがって、ディーゼルエンジン２５に高圧過給機５６を接続させるための排気マニホールド５１を直線的に形成でき、ディーゼルエンジン２５乃至高圧過給機５６間の排気抵抗を低減できると共に、ディーゼルエンジン２５乃至高圧過給機５６間の排気管路を簡単に構成できる。

図１１、図１５に示す如く、ディーゼルエンジン２５と高圧過給機５６間の排気管としての排気マニホールド５１と、冷却水配管としてのエンジン冷却水パイプ５３を、ヘッドカバー４７列の一側方に平行に延設させている。したがって、ヘッドカバー４７列の一側方に排気マニホールド５１とエンジン冷却水パイプ５３をコンパクトに設置できるものでありながら、排気マニホールド５１とエンジン冷却水パイプ５３が配置されるヘッドカバー４７列の一側方のディーゼルエンジン２５側面を利用して、例えばオイルフィルタ８３またはオイルクーラ８２などを容易に設置できる。なお、ヘッドカバー４７列の他側方のディーゼルエンジン２５側面に、燃料ポンプ配置室４８、始動停止スイッチボックス８７、エンジン始動装置８８などをそれぞれ配置でき、ディーゼルエンジン２５の始動または停止操作などの作業空間を容易に確保できる。

なお、高圧過給機５６と低圧過給機５８を一体的に合体させて、ディーゼルエンジン２５一側方の側面に配置してもよい。また、動圧式の排気マニホールド５１は、例えば、ディーゼルエンジン２５の第１気筒及び第４気筒及び第５気筒に連通させる第１排気マニホールドと、ディーゼルエンジン２５の第２気筒及び第３気筒及び第６気筒に連通させる第２排気マニホールドなどの複数体の排気マニホールドにて形成してもよい。

２５ディーゼルエンジン
３９燃料噴射弁
４０燃料噴射ポンプ
４０ａポンプ本体
４０ｂ電磁スピル弁
４７ヘッドカバー
４９吸気マニホールド
５１排気マニホールド（排気管）
６９ａ燃料油管（給油管）
６９ｂ燃料油管（油戻り管）
７０燃料吐出管（高圧管）
７５プランジャ
７６スピル弁体
７７スピル弁ばね
７８燃料圧室
７９電磁ソレノイド
８６エンジン制御装置
８９負荷測定器
９０エンジン回転センサ
１０１エンジン回転速度設定部
１０２減算器
１０３ＰＩＤ制御部
１０４燃料噴射量算出部
１０５進角制御部
１０６負荷投入検出部
１０７ゲイン設定部
１０８開閉制御部

Claims

エンジンのシリンダ内の燃焼室に燃料を噴射して燃焼させる燃料噴射装置と、該燃料噴射装置による燃料噴射動作を制御する制御装置と、を備えたエンジン装置において、
前記エンジンが、発電機に動力を伝達するものであるとともに、
前記制御装置が、前記発電機の出力を測定した負荷測定器の負荷信号と、前記エンジンの回転速度を測定したエンジン回転センサのエンジン回転信号とを受信しており、
前記制御装置は、
エンジンの負荷投入を検出したときに、前記燃料噴射装置による燃料噴射タイミングを変動させる進角制御の実行を開始すると、燃料噴射タイミングの進角量を目標進角量まで徐々に上昇させた後に該目標進角量で一定とし、前記進角制御を開始してから所定期間経過後に、燃料噴射タイミングの進角量を目標進角量から徐々に下降させて進角量０とすることで前記燃料噴射装置に対する制御動作を通常制御に復帰させるとともに、
前記負荷信号に異常がない場合、前記負荷信号から算出される負荷変化量に基づいて、前記エンジンの負荷投入の有無を検出し、
前記負荷信号に異常がある場合、目標エンジン回転速度と前記エンジン回転信号に基づく実エンジン回転速度とのエンジン回転速度偏差に基づく負荷投入検出機能と、前記エンジン回転信号に基づく実エンジン回転速度の変化量に基づく負荷投入検出機能とのいずれかが選択されており、選択された負荷投入検出機能に従って前記エンジンの負荷投入の有無を検出することを特徴とするエンジン装置。
前記制御装置は、前記エンジンの負荷投入を検出したときに、前記進角制御を開始するとともに、前記燃料噴射装置による燃料噴射量のフィードバックゲインを大きくすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。