JP7022792B2

JP7022792B2 - engine

Info

Publication number: JP7022792B2
Application number: JP2020131405A
Authority: JP
Inventors: 大志村上; 正義洞井
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2020-08-03
Filing date: 2020-08-03
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2036-07-12
Also published as: JP2023164681A; JP2020190248A; JP2022065013A

Description

本発明は、過給機の排気バイパス流路及び吸気バイパス流路を備えるエンジンに関する。 The present invention relates to an engine including an exhaust bypass flow path and an intake bypass flow path of a turbocharger.

従来から、過給機のバイパス流路に空気量調節用の弁が設けられたエンジンが知られている。特許文献１及び２は、この種のエンジンを開示する。 Conventionally, an engine in which a valve for adjusting the amount of air is provided in the bypass flow path of the turbocharger has been known. Patent Documents 1 and 2 disclose this type of engine.

特許文献１のエンジンは、吸気マニホールドと、排気マニホールドと、シリンダに液体燃料を噴射して燃焼させるメイン燃料噴射弁と、吸気マニホールドから供給される空気に気体燃料を混合させるガスインジェクタと、空気を圧縮する過給機と、過給機で圧縮された圧縮空気を冷却して吸気マニホールドに供給するインタークーラと、を備える。また、特許文献１のエンジンは、過給機出口とインタークーラ入口との接続箇所にメインスロットル弁を設け、排気マニホールド出口と過給機の排気出口とを結ぶように備えられた排気バイパス流路に排気バイパス弁を配置する構成となっている。特許文献１は、この構成により、エンジンをガスモードで運転させたときに負荷変動に対して応答性よく空気量制御を実行できるとする。 The engine of Patent Document 1 has an intake manifold, an exhaust manifold, a main fuel injection valve that injects and burns liquid fuel into a cylinder, a gas injector that mixes gaseous fuel with air supplied from the intake manifold, and air. It includes a supercharger that compresses, and an intercooler that cools the compressed air compressed by the supercharger and supplies it to the intake manifold. Further, the engine of Patent Document 1 is provided with a main throttle valve at a connection point between the supercharger outlet and the intercooler inlet, and is provided so as to connect the exhaust manifold outlet and the exhaust outlet of the supercharger. The exhaust bypass valve is arranged in. Patent Document 1 stipulates that this configuration enables air amount control with good responsiveness to load fluctuations when the engine is operated in the gas mode.

特許文献２のエンジンは、主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、副ターボチャージャのコンプレッサ下流に設けられた吸気通路を開閉する吸気切替弁と、副ターボチャージャのタービン下流又は上流に設けられた排気通路を開閉する排気切替弁と、を備える。また、このエンジンは制御装置を備え、この制御装置は、低速域では吸気切替弁と排気切替弁とを共に閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高速域では吸気切替弁と排気切替弁とを共に開弁させることにより主ターボチャージャ及び副ターボチャージャの両方を過給作動させ、低速域から高速域に移行するときに副ターボチャージャの下流又は上流に設けられた排気バイパス弁を小開制御するとともに、副ターボチャージャのコンプレッサをバイパスする吸気バイパス通路に配置された吸気バイパス弁を排気切替弁の開弁作動よりも先に閉弁作動させ、副ターボチャージャの助走回転数を高めるように構成されている。特許文献２のエンジンは、副ターボチャージャのコンプレッサ入口側に設けられる第１の吸気温センサと、副ターボチャージャのコンプレッサ出口と吸気切替弁との間に位置する吸気通路に設けられる第２の吸気温センサと、を備える。そして、当該エンジンには、排気バイパス弁の小開制御時に第１の吸気温センサからの吸気温度値が予め設定された第１の設定値以上である場合、又は、排気バイパス弁の小開制御時に第２の吸気温センサからの吸気温度値が予め設定された第２の設定値以上である場合に、吸気バイパス弁が閉弁側で故障である旨を表示手段に表示させる故障判定手段が具備される。特許文献２は、この構成により、吸気バイパス弁が閉じ側で故障した場合に、早期にその故障を検出し、その旨を車両のドライバーに警報することが可能であるとする。 The engine of Patent Document 2 includes a main turbocharger, a sub-turbocharger, an intake switching valve for opening and closing an intake passage provided downstream of the compressor of the sub-turbocharger, and an exhaust gas provided downstream or upstream of the turbine of the sub-turbocharger. It is equipped with an exhaust switching valve that opens and closes the passage. In addition, this engine is equipped with a control device, which supercharges only the main turbocharger by closing both the intake switching valve and the exhaust switching valve in the low speed range, and the intake switching valve in the high speed range. By opening the exhaust switching valve together, both the main turbocharger and the sub turbocharger are supercharged, and the exhaust bypass valve provided downstream or upstream of the sub turbocharger when shifting from the low speed range to the high speed range. The intake bypass valve located in the intake bypass passage that bypasses the compressor of the sub-turbocharger is closed before the exhaust switching valve is opened, and the run-up rotation speed of the sub-turbocharger is adjusted. It is configured to enhance. The engine of Patent Document 2 has a first intake air temperature sensor provided on the compressor inlet side of the sub-turbocharger and a second intake passage provided between the compressor outlet of the sub-turbocharger and an intake switching valve. It is equipped with a temperature sensor. Then, in the engine, when the intake air temperature value from the first intake air temperature sensor is equal to or higher than the preset first set value at the time of the small opening control of the exhaust bypass valve, or the small opening control of the exhaust bypass valve is performed. Occasionally, when the intake air temperature value from the second intake air temperature sensor is equal to or higher than the preset second set value, a failure determination means for displaying to the display means that the intake bypass valve is a failure on the valve closing side is provided. It is equipped. According to Patent Document 2, when the intake bypass valve fails on the closed side, it is possible to detect the failure at an early stage and warn the driver of the vehicle to that effect.

特開２０１５－２２９９９７号公報JP-A-2015-229997 特開平４－１６４１２５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-164125

ところで、上記特許文献１の構成のように、過給機をバイパスする弁を備えることによって空気量を制御するエンジンにおいては、弁が故障した場合に、適切な燃焼制御を行うことができなくなるおそれがあった。しかし、特許文献１では、その対応に関しては言及されていない。 By the way, in an engine that controls the amount of air by providing a valve that bypasses the turbocharger as in the configuration of Patent Document 1, if the valve fails, appropriate combustion control may not be possible. was there. However, Patent Document 1 does not mention the correspondence.

一方、上記特許文献２の構成では、吸気バイパス弁近傍の温度を測定することによって、吸気バイパス弁の故障を判定することができる。しかし、特許文献２の構成では、弁の閉弁状態での故障を検出できるものの、開弁状態での故障を検出することはできない。 On the other hand, in the configuration of Patent Document 2, the failure of the intake bypass valve can be determined by measuring the temperature in the vicinity of the intake bypass valve. However, in the configuration of Patent Document 2, although the failure in the valve closed state can be detected, the failure in the valve open state cannot be detected.

以上のように、上記特許文献１及び２の構成では、空気量を調節するための弁が故障しても適切に検出することができない場合があり、この点で改善の余地があった。 As described above, in the configurations of Patent Documents 1 and 2, even if the valve for adjusting the air amount fails, it may not be properly detected, and there is room for improvement in this respect.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、過給機のバイパス流路の流量制御の異常を良好に検出できるエンジンを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine capable of satisfactorily detecting an abnormality in flow rate control of a bypass flow path of a turbocharger.

Means and effects to solve problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.

本発明の観点によれば、以下の構成のエンジンが提供される。即ち、このエンジンは、吸気マニホールドと、排気マニホールドと、過給機と、排気バイパス弁及び吸気バイパス弁のうち少なくとも一方と、吸気圧センサと、制御装置と、を備える。前記吸気マニホールドは、気筒内へ空気を供給する。前記排気マニホールドは、前記気筒からの排気ガスを排出する。前記過給機は、前記排気マニホールドからの排気ガスにより空気を圧縮する。前記排気バイパス弁は、前記排気マニホールドの出口と前記過給機の排気出口とを接続する排気バイパス流路に設けられる。前記吸気バイパス弁は、前記吸気マニホールドの入口と前記過給機の入口とを接続する吸気バイパス流路に設けられる。前記吸気圧センサは、前記吸気マニホールドの圧力を検出する。前記制御装置は、エンジン負荷に基づいて設定された前記吸気マニホールドの目標圧力に前記吸気圧センサの検出圧力が近づくように、前記排気バイパス弁及び前記吸気バイパス弁のうち少なくとも何れかについて弁開度の指令値を出力してフィードバック制御する。前記制御装置は、前記フィードバック制御の対象である前記排気バイパス弁又は前記吸気バイパス弁に対して、前記弁開度の上限又は下限を示す指令値を所定時間以上継続して出力している場合に、前記排気バイパス弁及び前記吸気バイパス弁のうち何れかに、又は両方に異常があると判定する。 From the viewpoint of the present invention, an engine having the following configuration is provided. That is, the engine includes an intake manifold, an exhaust manifold, a turbocharger, at least one of an exhaust bypass valve and an intake bypass valve, an intake pressure sensor, and a control device. The intake manifold supplies air into the cylinder. The exhaust manifold exhausts the exhaust gas from the cylinder. The turbocharger compresses air by the exhaust gas from the exhaust manifold. The exhaust bypass valve is provided in an exhaust bypass flow path connecting the outlet of the exhaust manifold and the exhaust outlet of the turbocharger. The intake bypass valve is provided in an intake bypass flow path connecting the inlet of the intake manifold and the inlet of the turbocharger. The intake pressure sensor detects the pressure of the intake manifold. The control device has a valve opening degree of at least one of the exhaust bypass valve and the intake bypass valve so that the detection pressure of the intake pressure sensor approaches the target pressure of the intake manifold set based on the engine load. The command value of is output and feedback control is performed. When the control device continuously outputs a command value indicating an upper limit or a lower limit of the valve opening degree to the exhaust bypass valve or the intake bypass valve, which is the target of the feedback control, for a predetermined time or longer. , It is determined that there is an abnormality in either or both of the exhaust bypass valve and the intake bypass valve.

これにより、排気バイパス弁又は吸気バイパス弁の何れかで、又は両方に開閉動作できなくなった弁があることを、当該弁が開いた状態であるか閉じた状態であるかにかかわらず検知することができる。その結果、例えば、空気流量制御の異常への対応をオペレータに早期に促すことができる。 As a result, it is possible to detect that either the exhaust bypass valve, the intake bypass valve, or both of them have a valve that cannot be opened / closed, regardless of whether the valve is open or closed. Can be done. As a result, for example, it is possible to prompt the operator at an early stage to deal with an abnormality in the air flow rate control.

前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このエンジンは、ガスインジェクタと、燃料噴射弁と、を備える。前記ガスインジェクタは、前記吸気マニホールドから供給される空気に気体燃料を噴射して混合させる。前記燃料噴射弁は、前記気筒に液体燃料を噴射する。前記エンジンは、前記ガスインジェクタが噴射した前記気体燃料を空気と混合させてから前記気筒内の燃焼室に流入させる予混合燃焼モードと、前記燃料噴射弁が前記液体燃料を前記燃焼室内に噴射することにより燃焼する拡散燃焼モードと、を切り替えて稼動可能である。前記制御装置は、前記予混合燃焼モードでの稼動中に前記排気バイパス弁及び前記吸気バイパス弁のうち何れかに異常があると判定した場合、前記予混合燃焼モードから前記拡散燃焼モードに切り替える。 The engine preferably has the following configuration. That is, this engine includes a gas injector and a fuel injection valve. The gas injector injects gaseous fuel into the air supplied from the intake manifold and mixes them. The fuel injection valve injects liquid fuel into the cylinder. The engine has a premixed combustion mode in which the gas fuel injected by the gas injector is mixed with air and then flows into the combustion chamber in the cylinder, and the fuel injection valve injects the liquid fuel into the combustion chamber. It is possible to switch between the diffusion combustion mode, which burns, and the diffusion combustion mode. When the control device determines that there is an abnormality in either the exhaust bypass valve or the intake bypass valve during operation in the premixed combustion mode, the control device switches from the premixed combustion mode to the diffusion combustion mode.

これにより、排気バイパス弁及び吸気バイパス弁のうち少なくとも１つが故障した状態のまま、エンジンがガスモードで稼動するのを回避することができる。この結果、エンジンの稼動の継続性を確保することができる。 This makes it possible to prevent the engine from operating in the gas mode while at least one of the exhaust bypass valve and the intake bypass valve is in a failed state. As a result, the continuity of engine operation can be ensured.

本発明の一実施形態に係るエンジン及び２系統の燃料供給経路を概略的に示す説明図。An explanatory diagram schematically showing a fuel supply path of an engine and two systems according to an embodiment of the present invention. 燃焼室の周辺の構成を詳細に示す背面一部断面図。Partial rear sectional view showing the configuration around the combustion chamber in detail. エンジンの平面図。Top view of the engine. 液体燃料供給経路を示す模式的な前方斜視図。Schematic forward perspective showing a liquid fuel supply path. エンジンの吸排気系統の構成を示す図。The figure which shows the structure of the intake / exhaust system of an engine. エンジンを制御するための電気的な構成を示すブロック図。A block diagram showing an electrical configuration for controlling an engine. エンジンをガスモードで稼動したときの、吸気マニホールドにおける吸気流量の調整制御を説明するグラフ。The graph explaining the adjustment control of the intake flow rate in the intake manifold when the engine is operated in the gas mode. 過給機のバイパス流路の流量制御の異常を検出するためにエンジン制御装置が行う判定処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the determination process which the engine control apparatus performs in order to detect the abnormality of the flow rate control of the bypass flow path of a supercharger.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン２１及び２系統の燃料供給経路３０，３１を概略的に示す説明図である。図２は、燃焼室１１０の周辺の構成を詳細に示す背面一部断面図である。図３は、エンジン２１の平面図である。図４は、液体燃料供給経路を示す模式的な前方斜視図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing fuel supply paths 30 and 31 of an engine 21 and two systems according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial rear sectional view showing in detail the configuration around the combustion chamber 110. FIG. 3 is a plan view of the engine 21. FIG. 4 is a schematic front perspective view showing a liquid fuel supply path.

図１に示す本実施形態のエンジン（多気筒エンジン）２１は、気体燃料を空気と混合させてから燃焼室に流入させる予混合燃焼方式と、液体燃料を燃焼室内に噴射して燃焼する拡散燃焼方式と、の何れにも対応可能な、いわゆるデュアルフューエルエンジンである。本実施形態のエンジン２１は、図示しない船舶の推進兼発電機構の駆動源として、船舶の機関室の内底板上に、ベース台を介して据え付けられる。 The engine (multi-cylinder engine) 21 of the present embodiment shown in FIG. 1 has a premixed combustion method in which gaseous fuel is mixed with air and then flows into the combustion chamber, and diffusion combustion in which liquid fuel is injected into the combustion chamber and burned. It is a so-called dual fuel engine that can handle both methods and methods. The engine 21 of the present embodiment is installed on the inner bottom plate of the engine room of a ship via a base as a drive source for a propulsion and power generation mechanism of a ship (not shown).

エンジン２１の後端部からは、エンジン出力軸としてのクランク軸２４が後方に向かって突出している。クランク軸２４の一端には、図示しない減速機が動力伝達可能に連結される。この減速機を間に挟んで、船舶の図示しない推進軸が、クランク軸２４と軸線を一致させるように配置される。推進軸の端部には、船舶の推進力を発生させるプロペラが取り付けられる。前記減速機はＰＴＯ軸を有しており、このＰＴＯ軸に、図示しない軸駆動発電機が動力伝達可能に連結される。 A crank shaft 24 as an engine output shaft projects rearward from the rear end of the engine 21. A speed reducer (not shown) is connected to one end of the crank shaft 24 so as to be able to transmit power. With the speed reducer in between, a propulsion shaft (not shown) of the ship is arranged so as to align the axis with the crank shaft 24. A propeller that generates the propulsive force of the ship is attached to the end of the propulsion shaft. The speed reducer has a PTO shaft, and a shaft drive generator (not shown) is connected to the PTO shaft so as to be able to transmit power.

この構成により、エンジン２１の動力が減速機を介して、推進軸と軸駆動発電機とに分岐して伝達される。これにより、船舶の推進力を発生させるとともに、軸駆動発電機の駆動にて生じた電力が船舶内の電気系統に供給される。 With this configuration, the power of the engine 21 is branched and transmitted to the propulsion shaft and the shaft drive generator via the speed reducer. As a result, the propulsive force of the ship is generated, and the electric power generated by driving the shaft drive generator is supplied to the electric system in the ship.

次に、エンジン２１について、図面を参照して詳細に説明する。エンジン２１は、上述したようにデュアルフューエルエンジンであり、天然ガス等の燃料ガスを空気に混合させて燃焼させる予混合燃焼方式と、重油等の液体燃料（燃料油）を拡散させて燃焼させる拡散燃焼方式と、の何れかを選択して駆動させることができる。 Next, the engine 21 will be described in detail with reference to the drawings. As described above, the engine 21 is a dual fuel engine, and has a premixed combustion method in which a fuel gas such as natural gas is mixed with air and burned, and a diffusion in which a liquid fuel (fuel oil) such as heavy oil is diffused and burned. It can be driven by selecting either the combustion method or the combustion method.

以下の説明では、予混合燃焼方式による稼動モード（予混合燃焼モード）を「ガスモード」と、拡散燃焼方式による稼動モード（拡散燃焼モード）を「ディーゼルモード」と、それぞれ呼ぶ場合がある。ガスモードでは、天然ガスを利用することによる環境負荷物質（窒素酸化物、硫黄酸化物及び粒子状物質等）の低減を実現して環境規制への適合を容易にする一方、ディーゼルモードでは、高効率での稼動を実現することができる。 In the following description, the operation mode by the premixed combustion method (premixed combustion mode) may be referred to as "gas mode", and the operation mode by the diffusion combustion method (diffusion combustion mode) may be referred to as "diesel mode". In gas mode, the use of natural gas reduces environmentally hazardous substances (nitrogen oxides, sulfur oxides, particulate matter, etc.) and facilitates compliance with environmental regulations, while in diesel mode, it is high. It is possible to realize efficient operation.

また、以下では、減速機と接続される側を後側として、エンジン２１の構成における前後左右の位置関係を説明する。従って、前後方向は、クランク軸２４の軸線に平行な方向と言い換えることができ、左右方向は、クランク軸２４の軸線に垂直な方向と言い換えることができる。ただし、この説明はエンジン２１の向きを限定するものではなく、エンジン２１は用途等に応じて様々な向きで設置することができる。 Further, in the following, the positional relationship between the front, rear, left and right in the configuration of the engine 21 will be described with the side connected to the speed reducer as the rear side. Therefore, the front-rear direction can be rephrased as a direction parallel to the axis of the crank shaft 24, and the left-right direction can be rephrased as a direction perpendicular to the axis of the crank shaft 24. However, this description does not limit the orientation of the engine 21, and the engine 21 can be installed in various orientations depending on the application and the like.

エンジン２１には、図１に示すように、２系統の燃料供給経路３０，３１が接続されている。一方の燃料供給経路３０には、液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯留するガス燃料タンク３２が接続されるとともに、他方の燃料供給経路３１には、船舶用ディーゼルオイル（ＭＤＯ）を貯留する液体燃料タンク３３が接続される。この構成で、一方の燃料供給経路３０はエンジン２１に燃料ガスを供給し、他方の燃料供給経路３１はエンジン２１に燃料油を供給する。 As shown in FIG. 1, two systems of fuel supply paths 30 and 31 are connected to the engine 21. A gas fuel tank 32 for storing liquefied natural gas (LNG) is connected to one fuel supply path 30, and a liquid fuel tank for storing marine diesel oil (MDO) is connected to the other fuel supply path 31. 33 is connected. In this configuration, one fuel supply path 30 supplies fuel gas to the engine 21, and the other fuel supply path 31 supplies fuel oil to the engine 21.

燃料供給経路３０には、上流側から順に、液化状態の気体燃料を貯蔵するガス燃料タンク３２と、ガス燃料タンク３２の液化燃料を気化させる気化装置３４と、気化装置３４からエンジン２１への燃料ガスの供給量を調整するガスバルブユニット３５と、が配置されている。 In the fuel supply path 30, in order from the upstream side, a gas fuel tank 32 for storing liquefied gas fuel, a vaporizer 34 for vaporizing the liquefied fuel in the gas fuel tank 32, and fuel from the vaporizer 34 to the engine 21. A gas valve unit 35 that adjusts the amount of gas supplied is arranged.

エンジン２１は、図２及び図４に示すように、シリンダブロック２５の上にシリンダヘッド２６を組み付けて構成される直列多気筒エンジンである。シリンダブロック２５の下部には、前記クランク軸２４が、図４に示すように軸線２４ｃを前後方向に向けた状態で回転可能に支持されている。 As shown in FIGS. 2 and 4, the engine 21 is an in-line multi-cylinder engine configured by assembling a cylinder head 26 on a cylinder block 25. The crank shaft 24 is rotatably supported on the lower portion of the cylinder block 25 with the axis 24c oriented in the front-rear direction as shown in FIG.

シリンダブロック２５には、複数（本実施形態では、６つ）の気筒がクランク軸２４の軸線に沿うように一列（直列）に並べて形成される。各気筒には、図２に示すように、ピストン７８が上下方向にスライド可能に収容される。このピストン７８は、図示しないロッドを介して前記クランク軸２４に連結される。 A plurality of (six in this embodiment) cylinders are formed in the cylinder block 25 in a row (in series) along the axis of the crank shaft 24. As shown in FIG. 2, a piston 78 is housed in each cylinder so as to be slidable in the vertical direction. The piston 78 is connected to the crank shaft 24 via a rod (not shown).

図３に示すように、それぞれの気筒を上側から覆うように、シリンダブロック２５には６つのシリンダヘッド２６が取り付けられる。シリンダヘッド２６はそれぞれの気筒に対して設けられ、ヘッドボルト９９を用いてシリンダブロック２５に固定される。図２に示すように、それぞれの気筒において、ピストン７８の上面とシリンダヘッド２６で取り囲まれた空間に燃焼室１１０が形成される。 As shown in FIG. 3, six cylinder heads 26 are attached to the cylinder block 25 so as to cover each cylinder from above. The cylinder head 26 is provided for each cylinder and is fixed to the cylinder block 25 by using a head bolt 99. As shown in FIG. 2, in each cylinder, a combustion chamber 110 is formed in a space surrounded by the upper surface of the piston 78 and the cylinder head 26.

複数のヘッドカバー４０は、図３に示すように、各気筒に対応するように、クランク軸２４の軸線２４ｃの方向（前後方向）に沿って一列に並んでシリンダヘッド２６上に配置されている。図２に示すように、それぞれのヘッドカバー４０の内部には、吸気弁及び排気弁を動作させためのプッシュロッド及びロッカーアーム等からなる動弁機構が収容されている。前記吸気弁を開いた状態では、燃焼室１１０に吸気マニホールド６７からの吸気を取り込むことができる。前記排気弁を開いた状態では、燃焼室１１０からの排気を排気マニホールド４４に排出することができる。 As shown in FIG. 3, the plurality of head covers 40 are arranged on the cylinder head 26 in a row along the direction (front-back direction) of the axis 24c of the crank shaft 24 so as to correspond to each cylinder. As shown in FIG. 2, inside each head cover 40, a valve valve mechanism including a push rod for operating an intake valve and an exhaust valve, a rocker arm, and the like is housed. When the intake valve is open, the intake air from the intake manifold 67 can be taken into the combustion chamber 110. With the exhaust valve open, the exhaust gas from the combustion chamber 110 can be discharged to the exhaust manifold 44.

図２に示すように、ヘッドカバー４０の右側の近傍には、後述するパイロット燃料噴射弁８２の上端部が配置されている。このパイロット燃料噴射弁８２は、シリンダヘッド２６の内部に挿入され、燃焼室１１０に向かって斜下方に延びている。 As shown in FIG. 2, the upper end portion of the pilot fuel injection valve 82, which will be described later, is arranged in the vicinity of the right side of the head cover 40. The pilot fuel injection valve 82 is inserted inside the cylinder head 26 and extends obliquely downward toward the combustion chamber 110.

図２に示すように、シリンダヘッド２６の右側には、ガスモード（予混合燃焼モード）での稼動時に各気筒の燃焼室１１０にガス燃料を分配して供給するためのガスマニホールド４１が設けられる。ガスマニホールド４１は、シリンダヘッド２６の右側面に沿って前後方向に延びるように配置される。ガスマニホールド４１には、各気筒の燃焼室１１０に対応する６つのガス枝管４１ａが接続され、当該ガス枝管４１ａの先端部には、図２に示すように、ガス燃料を噴射するためのガスインジェクタ９８が設けられる。ガスインジェクタ９８の先端部は、気筒に対応してシリンダヘッド２６の内部に形成される吸気枝管６７ａに臨んでいる。ガスインジェクタ９８からガス燃料を噴射することにより、吸気マニホールド６７の吸気枝管６７ａにガス燃料を供給することができる。 As shown in FIG. 2, on the right side of the cylinder head 26, a gas manifold 41 for distributing and supplying gas fuel to the combustion chamber 110 of each cylinder during operation in the gas mode (premixed combustion mode) is provided. .. The gas manifold 41 is arranged so as to extend in the front-rear direction along the right side surface of the cylinder head 26. Six gas branch pipes 41a corresponding to the combustion chamber 110 of each cylinder are connected to the gas manifold 41, and gas fuel is injected to the tip of the gas branch pipe 41a as shown in FIG. A gas injector 98 is provided. The tip of the gas injector 98 faces the intake branch pipe 67a formed inside the cylinder head 26 corresponding to the cylinder. By injecting gas fuel from the gas injector 98, gas fuel can be supplied to the intake branch pipe 67a of the intake manifold 67.

図２及び図４に示すように、シリンダブロック２５の左側には、ディーゼルモード（拡散燃焼モード）での稼動時に各気筒の燃焼室１１０に液体燃料を分配して供給するための液体燃料供給用レール配管４２が設けられる。液体燃料供給用レール配管４２は、シリンダブロック２５の左側面に沿って前後方向に延びるように配置されている。液体燃料供給用レール配管４２に供給された液体燃料は、各気筒に対応して設けられた燃料供給ポンプ８９に分配して供給される。それぞれの気筒には、図２に示すように、燃料供給ポンプ８９から供給された液体燃料を噴射するメイン燃料噴射弁７９が配置されている。メイン燃料噴射弁７９はシリンダヘッド２６に上方から垂直に差し込まれるように配置され、その上端部はヘッドカバー４０の内部に配置され、下端部は気筒の燃焼室１１０に臨んでいる。燃料供給ポンプ８９とメイン燃料噴射弁７９とは、シリンダヘッド２６に形成された液体燃料供給路１０６を介して接続される。 As shown in FIGS. 2 and 4, on the left side of the cylinder block 25, there is a liquid fuel supply for distributing and supplying liquid fuel to the combustion chamber 110 of each cylinder during operation in the diesel mode (diffusion combustion mode). A rail pipe 42 is provided. The liquid fuel supply rail pipe 42 is arranged so as to extend in the front-rear direction along the left side surface of the cylinder block 25. The liquid fuel supplied to the liquid fuel supply rail pipe 42 is distributed and supplied to the fuel supply pump 89 provided corresponding to each cylinder. As shown in FIG. 2, each cylinder is provided with a main fuel injection valve 79 for injecting liquid fuel supplied from the fuel supply pump 89. The main fuel injection valve 79 is arranged so as to be vertically inserted into the cylinder head 26 from above, its upper end is arranged inside the head cover 40, and its lower end faces the combustion chamber 110 of the cylinder. The fuel supply pump 89 and the main fuel injection valve 79 are connected via a liquid fuel supply path 106 formed in the cylinder head 26.

液体燃料供給用レール配管４２の下方近傍の位置に、それぞれの燃料供給ポンプ８９から戻された余分な燃料を集めるための液体燃料戻し集約管４８が設けられる。液体燃料戻し集約管４８は、液体燃料供給用レール配管４２と平行に配置され、燃料供給ポンプ８９に接続される。液体燃料戻し集約管４８の端部には、液体燃料を液体燃料タンク３３まで戻すための燃料戻し管１１５が接続される。 A liquid fuel return collecting pipe 48 for collecting excess fuel returned from each fuel supply pump 89 is provided at a position near the lower part of the liquid fuel supply rail pipe 42. The liquid fuel return collecting pipe 48 is arranged in parallel with the liquid fuel supply rail pipe 42 and is connected to the fuel supply pump 89. A fuel return pipe 115 for returning the liquid fuel to the liquid fuel tank 33 is connected to the end of the liquid fuel return aggregation pipe 48.

図２及び図４に示すように、シリンダブロック２５の左側であって、液体燃料供給用レール配管４２よりも上方の位置には、ガスモード（予混合燃焼モード）での燃焼時にガス燃料着火を目的として各気筒の燃焼室１１０にパイロット燃料を分配して供給するためのパイロット燃料供給用レール配管４７が設けられる。パイロット燃料供給用レール配管４７は、シリンダブロック２５の左側面に沿って前後方向に延びるように配置されている。それぞれの気筒には、図２及び図４に示すように、パイロット燃料供給用レール配管４７から供給された液体燃料（パイロット燃料）を噴射するパイロット燃料噴射弁８２が配置されている。パイロット燃料噴射弁８２はシリンダヘッド２６に上方から斜めに差し込まれるように配置され、その上端部はヘッドカバー４０のすぐ右脇の位置に配置され、下端部は気筒の燃焼室１１０に臨んでいる。図４に示すように、それぞれの気筒に対応して、パイロット燃料枝管１０９がパイロット燃料供給用レール配管４７から分岐するように設けられている。パイロット燃料枝管１０９は、並べて配置されたヘッドカバー４０の間を通過するように配置され、パイロット燃料噴射弁８２の上端部に接続される。パイロット燃料枝管１０９は、漏れた燃料の飛散を防止するための枝管カバー１０５によって覆われている。 As shown in FIGS. 2 and 4, gas fuel ignition is performed at the position on the left side of the cylinder block 25 and above the liquid fuel supply rail pipe 42 during combustion in the gas mode (premixed combustion mode). For the purpose, a pilot fuel supply rail pipe 47 for distributing and supplying the pilot fuel to the combustion chamber 110 of each cylinder is provided. The pilot fuel supply rail pipe 47 is arranged so as to extend in the front-rear direction along the left side surface of the cylinder block 25. As shown in FIGS. 2 and 4, each cylinder is provided with a pilot fuel injection valve 82 for injecting liquid fuel (pilot fuel) supplied from the pilot fuel supply rail pipe 47. The pilot fuel injection valve 82 is arranged so as to be inserted diagonally from above into the cylinder head 26, its upper end is arranged at a position immediately to the right of the head cover 40, and its lower end faces the combustion chamber 110 of the cylinder. As shown in FIG. 4, the pilot fuel branch pipe 109 is provided so as to branch from the pilot fuel supply rail pipe 47 corresponding to each cylinder. The pilot fuel branch pipe 109 is arranged so as to pass between the head covers 40 arranged side by side, and is connected to the upper end portion of the pilot fuel injection valve 82. The pilot fuel branch pipe 109 is covered with a branch pipe cover 105 for preventing the leakage of fuel from scattering.

図２及び図４に示すように、シリンダブロック２５及びシリンダヘッド２６で構成されるエンジン２１の左側面の上部には段差が形成されており、この段差の部分に、パイロット燃料供給用レール配管４７と液体燃料供給用レール配管４２と燃料供給ポンプ８９とが配置されている。シリンダブロック２５及びシリンダヘッド２６には、この段差部分を覆うようにサイドカバー４３が取り付けられている。パイロット燃料供給用レール配管４７、液体燃料供給用レール配管４２、及び燃料供給ポンプ８９は、サイドカバー４３で被覆されている。 As shown in FIGS. 2 and 4, a step is formed in the upper part of the left side surface of the engine 21 composed of the cylinder block 25 and the cylinder head 26, and the pilot fuel supply rail pipe 47 is formed in the step portion. The liquid fuel supply rail pipe 42 and the fuel supply pump 89 are arranged. A side cover 43 is attached to the cylinder block 25 and the cylinder head 26 so as to cover the stepped portion. The pilot fuel supply rail pipe 47, the liquid fuel supply rail pipe 42, and the fuel supply pump 89 are covered with a side cover 43.

図３等に示すように、燃料供給ポンプ８９が並べられる方向の一端部の近傍には、燃料供給ポンプ８９における燃料噴射量を調整するための調速機２０１が配置されている。この調速機２０１は、サイドカバー４３の内部において液体燃料供給用レール配管４２等と平行に配置されるコントロール伝達軸２０２を回転させることができる。このコントロール伝達軸２０２は、気筒の数だけ備えられている燃料供給ポンプ８９が有するコントロールラックに連結されている。調速機２０１は、コントロール伝達軸２０２を回転させることで、燃料供給ポンプ８９の前記コントロールラックを変位させ、これにより燃料供給ポンプ８９の圧送量（メイン燃料噴射弁７９の噴射量）を変更することができる。 As shown in FIG. 3 and the like, a speed governor 201 for adjusting the fuel injection amount in the fuel supply pump 89 is arranged in the vicinity of one end in the direction in which the fuel supply pumps 89 are arranged. The governor 201 can rotate the control transmission shaft 202 arranged in parallel with the liquid fuel supply rail pipe 42 and the like inside the side cover 43. The control transmission shaft 202 is connected to a control rack included in the fuel supply pump 89 provided as many as the number of cylinders. The governor 201 displaces the control rack of the fuel supply pump 89 by rotating the control transmission shaft 202, thereby changing the pumping amount of the fuel supply pump 89 (injection amount of the main fuel injection valve 79). be able to.

図２に示すように、シリンダヘッド２６の右上方であって、ガスマニホールド４１よりも上方の位置には、各気筒の燃焼室１１０での燃焼により発生した排気を集めて外部に排出するための排気マニホールド４４が、ガスマニホールド４１と平行に配置される。排気マニホールド４４の外周は、遮熱カバー４５で覆われている。図２に示すように、排気マニホールド４４には各気筒に対応する排気枝管４４ａが接続されている。この排気枝管４４ａは、各気筒の燃焼室１１０に通じている。 As shown in FIG. 2, at a position above the right upper side of the cylinder head 26 and above the gas manifold 41, exhaust gas generated by combustion in the combustion chamber 110 of each cylinder is collected and discharged to the outside. The exhaust manifold 44 is arranged in parallel with the gas manifold 41. The outer periphery of the exhaust manifold 44 is covered with a heat shield cover 45. As shown in FIG. 2, an exhaust branch pipe 44a corresponding to each cylinder is connected to the exhaust manifold 44. The exhaust branch pipe 44a leads to the combustion chamber 110 of each cylinder.

シリンダブロック２５の内部の右側寄りには、外部からの空気（吸気）を各気筒の燃焼室１１０に分配して供給するための吸気マニホールド６７が、ガスマニホールド４１と平行に配置される。図２に示すように、吸気マニホールド６７から分岐するように６つの吸気枝管６７ａがシリンダヘッド２６の内部に形成され、それぞれの吸気枝管６７ａは燃焼室１１０に通じている。 On the right side inside the cylinder block 25, an intake manifold 67 for distributing and supplying air (intake) from the outside to the combustion chamber 110 of each cylinder is arranged in parallel with the gas manifold 41. As shown in FIG. 2, six intake branch pipes 67a are formed inside the cylinder head 26 so as to branch from the intake manifold 67, and each intake branch pipe 67a leads to the combustion chamber 110.

この構成により、ディーゼルモード（拡散燃焼モード）での稼動時には、各気筒に吸気マニホールド６７から供給された空気がピストン７８のスライドにより圧縮された適宜のタイミングで、メイン燃料噴射弁７９から燃焼室１１０内に適宜の量の液体燃料が噴射されるようになっている。液体燃料を燃焼室１１０内に噴射することにより、ピストン７８は、燃焼室１１０で生じる爆発から得られる推進力によって気筒内を往復運動し、ピストン７８の往復運動がロッドを介してクランク軸２４の回転運動に変換されて動力が得られる。 With this configuration, when operating in the diesel mode (diffusion combustion mode), the air supplied from the intake manifold 67 to each cylinder is compressed by the slide of the piston 78 at an appropriate timing, from the main fuel injection valve 79 to the combustion chamber 110. An appropriate amount of liquid fuel is injected inside. By injecting liquid fuel into the combustion chamber 110, the piston 78 reciprocates in the cylinder by the propulsive force obtained from the explosion generated in the combustion chamber 110, and the reciprocating motion of the piston 78 reciprocates in the crank shaft 24 via the rod. Power is obtained by being converted into reciprocating motion.

一方、ガスモード（予混合燃焼方式）での稼動時には、ガスマニホールド４１からのガス燃料がガスインジェクタ９８から吸気枝管６７ａ内で噴射されることにより、吸気マニホールド６７から供給された空気と、ガス燃料とが混合される。気筒に導入された空気とガス燃料の混合気がピストン７８のスライドにより圧縮された適宜のタイミングで、パイロット燃料噴射弁８２から燃焼室１１０内に少量のパイロット燃料が噴射されることにより、ガス燃料に着火される。ピストン７８は、燃焼室１１０での爆発により得られる推進力によって気筒内を往復運動し、ピストン７８の往復運動がロッドを介してクランク軸２４の回転運動に変換されて動力が得られる。 On the other hand, during operation in the gas mode (premixed combustion method), the gas fuel from the gas manifold 41 is injected from the gas injector 98 into the intake branch pipe 67a, so that the air and gas supplied from the intake manifold 67 are injected. It is mixed with the fuel. Gas fuel is injected from the pilot fuel injection valve 82 into the combustion chamber 110 at an appropriate timing when the air-gas fuel mixture introduced into the cylinder is compressed by the slide of the piston 78. Is ignited. The piston 78 reciprocates in the cylinder by the propulsive force obtained by the explosion in the combustion chamber 110, and the reciprocating motion of the piston 78 is converted into the rotational motion of the crank shaft 24 via the rod to obtain power.

ディーゼルモードで稼動した場合にも、ガスモードで稼動した場合にも、燃焼により生じた排気はピストン７８の運動により気筒から押し出され、排気マニホールド４４に集められた後、外部に排出される。 In both the diesel mode and the gas mode, the exhaust generated by combustion is pushed out of the cylinder by the movement of the piston 78, collected in the exhaust manifold 44, and then discharged to the outside.

エンジン２１の前端面（正面）には、クランク軸２４の前端部分を取り囲むようにして、燃料油ポンプ５６と、図略の冷却水ポンプと、潤滑油ポンプと、がそれぞれ設けられている。クランク軸２４からの回転動力が適宜伝達されることにより、クランク軸２４の外周側に設けられた冷却水ポンプ、潤滑油ポンプ、及び燃料油ポンプ５６がそれぞれ駆動される。 A fuel oil pump 56, a cooling water pump (not shown), and a lubricating oil pump are provided on the front end surface (front surface) of the engine 21 so as to surround the front end portion of the crank shaft 24. The rotational power from the crank shaft 24 is appropriately transmitted to drive the cooling water pump, the lubricating oil pump, and the fuel oil pump 56 provided on the outer peripheral side of the crank shaft 24, respectively.

図４に示す燃料油ポンプ５６は、回転駆動されることにより、図１の液体燃料タンク３３から供給される燃料油（液体燃料）を、パイロット燃料供給用主管１０７を経由して、パイロット燃料供給用レール配管４７に送る。液体燃料タンク３３から燃料油ポンプ５６への燃料経路の中途部には、燃料油を濾過するパイロット燃料用フィルタが設けられている。 The fuel oil pump 56 shown in FIG. 4 is driven to rotate to supply the fuel oil (liquid fuel) supplied from the liquid fuel tank 33 of FIG. 1 via the pilot fuel supply main pipe 107. It is sent to the rail pipe 47. A pilot fuel filter for filtering fuel oil is provided in the middle of the fuel path from the liquid fuel tank 33 to the fuel oil pump 56.

また、（燃料油ポンプ５６とは別の）図略の燃料油ポンプがクランク軸２４の回転に伴って回転駆動されることにより、当該燃料ポンプは液体燃料タンク３３からの燃料油を吸い込んで、図４等に示す液体燃料供給用主管１０８を経由して液体燃料供給用レール配管４２に送る。液体燃料タンク３３から液体燃料供給用レール配管４２への燃料油の供給経路の中途部には、燃料油を濾過するメイン燃料用フィルタが設けられている。 Further, the fuel oil pump (separate from the fuel oil pump 56) shown in the figure is rotationally driven with the rotation of the crank shaft 24, so that the fuel pump sucks the fuel oil from the liquid fuel tank 33. It is sent to the liquid fuel supply rail pipe 42 via the liquid fuel supply main pipe 108 shown in FIG. 4 and the like. A main fuel filter for filtering the fuel oil is provided in the middle of the fuel oil supply path from the liquid fuel tank 33 to the liquid fuel supply rail pipe 42.

図４に示すように、パイロット燃料供給用主管１０７、液体燃料供給用主管１０８及び燃料戻し管１１５は、シリンダブロック２５の左側面に沿うように、シリンダブロック２５のすぐ前方に配置されている。パイロット燃料供給用主管１０７、液体燃料供給用主管１０８及び燃料戻し管１１５は、シリンダブロック２５の前端面から左方に突出するように設けられた複数のクランプ部材１１１を介して、シリンダブロック２５の左側面に沿って上下方向に延びるように配置される。 As shown in FIG. 4, the pilot fuel supply main pipe 107, the liquid fuel supply main pipe 108, and the fuel return pipe 115 are arranged immediately in front of the cylinder block 25 so as to be along the left side surface of the cylinder block 25. The pilot fuel supply main pipe 107, the liquid fuel supply main pipe 108, and the fuel return pipe 115 are of the cylinder block 25 via a plurality of clamp members 111 provided so as to project to the left from the front end surface of the cylinder block 25. It is arranged so as to extend in the vertical direction along the left side surface.

シリンダブロック２５の後方の右側寄りには、エンジン２１の各部の動作を制御するエンジン制御装置（制御装置）７３が図略の支持部材を介して設けられている。このエンジン制御装置７３は、図６に示すように、エンジン２１の各部に設けられたセンサ（圧力センサ、トルクセンサ等）からデータを取得して、エンジン２１の各種動作（燃料の噴射、流量調整弁の開度の変更等）を制御するように構成されている。 An engine control device (control device) 73 that controls the operation of each part of the engine 21 is provided on the rear right side of the cylinder block 25 via a support member (not shown). As shown in FIG. 6, the engine control device 73 acquires data from sensors (pressure sensor, torque sensor, etc.) provided in each part of the engine 21 and performs various operations of the engine 21 (fuel injection, flow rate adjustment, etc.). It is configured to control changes in the opening of the valve, etc.).

次に、エンジン２１における吸気及び排気のための構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、エンジン２１の吸排気系統の構成を示す模式図である。 Next, the configuration for intake and exhaust in the engine 21 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the intake / exhaust system of the engine 21.

図５に示すように、エンジン２１において、６つの気筒が一列に並べて配置されている。それぞれの気筒は、吸気枝管６７ａを介して吸気マニホールド６７と接続されるとともに、排気枝管４４ａを介して排気マニホールド４４と接続されている。 As shown in FIG. 5, in the engine 21, six cylinders are arranged side by side in a row. Each cylinder is connected to the intake manifold 67 via the intake branch pipe 67a and is connected to the exhaust manifold 44 via the exhaust branch pipe 44a.

吸気マニホールド６７は、エンジン２１の外部に通じる吸気流路１５と接続され、外部の空気をそれぞれの気筒に取り込むことができるようになっている。吸気流路１５の中途には、過給機４９のコンプレッサ４９ｂと、インタークーラ５１と、が配置されている。 The intake manifold 67 is connected to an intake flow path 15 leading to the outside of the engine 21 so that external air can be taken into each cylinder. A compressor 49b of the turbocharger 49 and an intercooler 51 are arranged in the middle of the intake flow path 15.

コンプレッサ４９ｂとインタークーラ５１の間には、吸気マニホールド６７に供給される空気流量を調整するためのメインスロットルバルブ（メインスロットル弁）Ｖ１が設けられている。メインスロットルバルブＶ１は流量調整弁として構成されており、その開度をエンジン制御装置７３からの電気信号によって制御可能に構成されている。 A main throttle valve (main throttle valve) V1 for adjusting the air flow rate supplied to the intake manifold 67 is provided between the compressor 49b and the intercooler 51. The main throttle valve V1 is configured as a flow rate adjusting valve, and its opening degree can be controlled by an electric signal from the engine control device 73.

吸気流路１５には、インタークーラ５１の空気出口側と、コンプレッサ４９ｂの空気入口側と、を接続する吸気バイパス流路１７が設けられている。コンプレッサ４９ｂを通過した空気の一部は、この吸気バイパス流路１７を経由して再循環される。吸気バイパス流路１７には、当該吸気バイパス流路１７を通過する空気の流量を調節するための吸気バイパス弁Ｖ２が設けられている。吸気バイパス弁Ｖ２は、メインスロットルバルブＶ１と同様に流量調整弁として構成されており、その開度をエンジン制御装置７３からの電気信号によって制御可能に構成されている。吸気バイパス弁Ｖ２の弁開度を変更することにより、吸気マニホールド６７に供給される空気流量を調整することができる。 The intake flow path 15 is provided with an intake bypass flow path 17 that connects the air outlet side of the intercooler 51 and the air inlet side of the compressor 49b. A part of the air that has passed through the compressor 49b is recirculated through the intake bypass flow path 17. The intake bypass flow path 17 is provided with an intake bypass valve V2 for adjusting the flow rate of air passing through the intake bypass flow path 17. The intake bypass valve V2 is configured as a flow rate adjusting valve like the main throttle valve V1, and its opening degree can be controlled by an electric signal from the engine control device 73. By changing the valve opening degree of the intake bypass valve V2, the air flow rate supplied to the intake manifold 67 can be adjusted.

排気マニホールド４４は、エンジン２１の外部に通じる排気流路１６と接続され、各気筒から排気された空気を外部に排出することができる。排気流路１６の中途には、過給機４９のタービン４９ａが配置されている。 The exhaust manifold 44 is connected to an exhaust flow path 16 leading to the outside of the engine 21, and the air exhausted from each cylinder can be discharged to the outside. A turbine 49a of the turbocharger 49 is arranged in the middle of the exhaust flow path 16.

排気流路１６には、排気マニホールド４４の排気出口側と、タービン４９ａの排気出口側と、を接続する（タービン４９ａを迂回する）排気バイパス流路１８が設けられている。排気マニホールド４４から排気流路１６に送られた排気の一部は、排気バイパス流路１８を経由してタービン４９ａの排気出口側よりも下流に至った後、外部に排出される。排気バイパス流路１８には、当該排気バイパス流路１８を通過する排気の流量を調節するための排気バイパス弁Ｖ３が設けられている。排気バイパス弁Ｖ３は、メインスロットルバルブＶ１と同様に流量調整弁として構成されており、その開度をエンジン制御装置７３からの電気信号によって制御可能に構成されている。排気バイパス弁Ｖ３の弁開度を変更することにより、タービン４９ａに流入する排気流量を調整し、コンプレッサ４９ｂにおける空気の圧縮量を調整することができる。即ち、排気バイパス弁Ｖ３の弁開度を調節することによって、吸気マニホールド６７に供給される空気流量を調整することができる。 The exhaust flow path 16 is provided with an exhaust bypass flow path 18 that connects the exhaust outlet side of the exhaust manifold 44 and the exhaust outlet side of the turbine 49a (bypassing the turbine 49a). A part of the exhaust gas sent from the exhaust manifold 44 to the exhaust flow path 16 reaches the downstream side of the exhaust outlet side of the turbine 49a via the exhaust bypass flow path 18, and then is discharged to the outside. The exhaust bypass flow path 18 is provided with an exhaust bypass valve V3 for adjusting the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust bypass flow path 18. The exhaust bypass valve V3 is configured as a flow rate adjusting valve like the main throttle valve V1, and its opening degree can be controlled by an electric signal from the engine control device 73. By changing the valve opening degree of the exhaust bypass valve V3, the exhaust flow rate flowing into the turbine 49a can be adjusted, and the compressed amount of air in the compressor 49b can be adjusted. That is, the air flow rate supplied to the intake manifold 67 can be adjusted by adjusting the valve opening degree of the exhaust bypass valve V3.

次に、流量調整弁の弁開度におけるフィードバック制御について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、エンジン２１を制御するための電気的な構成を示すブロック図である。図７は、エンジン２１をガスモードで稼動したときの、吸気マニホールド６７における吸気流量の調整制御を説明するグラフである。 Next, the feedback control at the valve opening degree of the flow rate adjusting valve will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration for controlling the engine 21. FIG. 7 is a graph illustrating adjustment control of the intake air flow rate in the intake manifold 67 when the engine 21 is operated in the gas mode.

図６に示すように、エンジン制御装置７３は、パイロット燃料噴射弁８２と、燃料供給ポンプ８９と、ガスインジェクタ９８と、を制御可能に構成されている。エンジン制御装置７３は、パイロット燃料噴射弁８２を開閉制御することで、燃焼室１１０に液体燃料（パイロット燃料）を供給することができる。エンジン制御装置７３は、燃料供給ポンプ８９の制御弁を開閉制御することで、燃料供給ポンプ８９からメイン燃料噴射弁７９を介して燃焼室１１０に液体燃料（メイン燃料）を供給することができる。エンジン制御装置７３は、調速機２０１を制御することで、メイン燃料噴射弁７９からの液体燃料の噴射量を調節することができる。エンジン制御装置７３は、ガスインジェクタ９８を制御することで、吸気マニホールド６７の吸気枝管６７ａにガス燃料を供給することができる。 As shown in FIG. 6, the engine control device 73 is configured to be able to control the pilot fuel injection valve 82, the fuel supply pump 89, and the gas injector 98. The engine control device 73 can supply liquid fuel (pilot fuel) to the combustion chamber 110 by controlling the opening and closing of the pilot fuel injection valve 82. The engine control device 73 can supply liquid fuel (main fuel) from the fuel supply pump 89 to the combustion chamber 110 via the main fuel injection valve 79 by controlling the opening and closing of the control valve of the fuel supply pump 89. The engine control device 73 can adjust the injection amount of the liquid fuel from the main fuel injection valve 79 by controlling the speed governor 201. By controlling the gas injector 98, the engine control device 73 can supply gas fuel to the intake branch pipe 67a of the intake manifold 67.

また、エンジン制御装置７３は、メインスロットルバルブＶ１と、吸気バイパス弁Ｖ２と、排気バイパス弁Ｖ３と、を制御可能に構成されている。前述したように、エンジン制御装置７３は、メインスロットルバルブＶ１、吸気バイパス弁Ｖ２、及び排気バイパス弁Ｖ３のうち少なくとも一つの弁開度を制御することで、吸気マニホールド６７に流入する空気流量を調整することができる。 Further, the engine control device 73 is configured to be able to control the main throttle valve V1, the intake bypass valve V2, and the exhaust bypass valve V3. As described above, the engine control device 73 adjusts the air flow rate flowing into the intake manifold 67 by controlling the valve opening degree of at least one of the main throttle valve V1, the intake bypass valve V2, and the exhaust bypass valve V3. can do.

図６に示すように、エンジン制御装置７３は、エンジン２１の各部に備えられた各種センサからの信号を入力可能に構成されている。また、エンジン制御装置７３は、機側操作用制御装置７１と相互に通信可能に構成されている。 As shown in FIG. 6, the engine control device 73 is configured to be able to input signals from various sensors provided in each part of the engine 21. Further, the engine control device 73 is configured to be able to communicate with the machine side operation control device 71.

エンジン２１の吸気マニホールド６７には、当該吸気マニホールド６７における空気圧力を測定する吸気圧センサ３９が設けられている。この吸気圧センサ３９は、例えば半導体歪ゲージを用いた構成とすることができる。吸気圧センサ３９が検出した吸気圧力は、エンジン制御装置７３に出力される。 The intake manifold 67 of the engine 21 is provided with an intake pressure sensor 39 that measures the air pressure in the intake manifold 67. The intake pressure sensor 39 can be configured using, for example, a semiconductor strain gauge. The intake pressure detected by the intake pressure sensor 39 is output to the engine control device 73.

エンジン２１の適宜の位置（例えば、クランク軸２４の近傍）には、トルクセンサ６４が取り付けられている。トルクセンサ６４としては、例えば、歪ゲージを用いてトルクを検出するフランジ型のものを用いることができる。トルクセンサ６４が検出したエンジン負荷（エンジントルク）は、エンジン制御装置７３に出力される。 A torque sensor 64 is attached to an appropriate position of the engine 21 (for example, in the vicinity of the crank shaft 24). As the torque sensor 64, for example, a flange type one that detects torque using a strain gauge can be used. The engine load (engine torque) detected by the torque sensor 64 is output to the engine control device 73.

エンジン２１の適宜の位置（例えば、シリンダブロック２５）には、エンジン回転数センサ６５が取り付けられている。エンジン回転数センサ６５は、例えばセンサとパルス発生器により構成され、クランク軸２４の回転に応じてパルス信号を発生するように構成することができる。エンジン回転数センサ６５が検出したエンジン回転数は、エンジン制御装置７３に出力される。 An engine speed sensor 65 is attached to an appropriate position of the engine 21 (for example, a cylinder block 25). The engine rotation speed sensor 65 is composed of, for example, a sensor and a pulse generator, and can be configured to generate a pulse signal according to the rotation of the crank shaft 24. The engine speed detected by the engine speed sensor 65 is output to the engine control device 73.

ディーゼルモードでエンジン２１を稼動させる場合、エンジン制御装置７３は、燃料供給ポンプ８９における制御弁を開閉制御して、各気筒における燃焼を所定のタイミングで発生させる。即ち、各気筒の噴射タイミングに合わせて燃料供給ポンプ８９の制御弁を開くことで、メイン燃料噴射弁７９を通じて各気筒内に燃料油を噴射させ、気筒内で発火させる。一方、ガスインジェクタ９８からの燃料ガスの噴射、及び、パイロット燃料噴射弁８２からのパイロット燃料の噴射は、ディーゼルモードにおいては停止されている。 When the engine 21 is operated in the diesel mode, the engine control device 73 controls the opening and closing of the control valve in the fuel supply pump 89 to generate combustion in each cylinder at a predetermined timing. That is, by opening the control valve of the fuel supply pump 89 according to the injection timing of each cylinder, fuel oil is injected into each cylinder through the main fuel injection valve 79 and ignited in the cylinder. On the other hand, the injection of the fuel gas from the gas injector 98 and the injection of the pilot fuel from the pilot fuel injection valve 82 are stopped in the diesel mode.

ディーゼルモードにおいては、エンジン制御装置７３は、トルクセンサ６４が検出したエンジン負荷と、エンジン回転数センサ６５が検出したエンジン回転数と、に基づいて、各気筒におけるメイン燃料噴射弁７９からの噴射タイミングをフィードバック制御する。これにより、エンジン２１のクランク軸２４は、船舶の推進兼発電機構で必要とされるトルクが得られるように、船舶の推進速度に応じたエンジン回転数で回転する。また、エンジン制御装置７３は、吸気圧センサ３９で検出された吸気マニホールド６７内の空気圧力に基づいて、メインスロットルバルブＶ１の弁開度を制御する。これにより、エンジン出力に必要とされる空気流量となるようにコンプレッサ４９ｂから圧縮空気を吸気マニホールド６７に供給する。 In the diesel mode, the engine control device 73 determines the injection timing from the main fuel injection valve 79 in each cylinder based on the engine load detected by the torque sensor 64 and the engine rotation speed detected by the engine rotation speed sensor 65. Feedback control. As a result, the crank shaft 24 of the engine 21 rotates at an engine rotation speed corresponding to the propulsion speed of the ship so that the torque required for the propulsion and power generation mechanism of the ship can be obtained. Further, the engine control device 73 controls the valve opening degree of the main throttle valve V1 based on the air pressure in the intake manifold 67 detected by the intake pressure sensor 39. As a result, compressed air is supplied from the compressor 49b to the intake manifold 67 so that the air flow rate is required for the engine output.

ガスモードでエンジン２１を稼動させる場合、エンジン制御装置７３は、ガスインジェクタ９８における弁を開閉制御して、吸気枝管６７ａに燃料ガスを供給することで、当該燃料ガスを吸気マニホールド６７からの空気に混合し、各気筒内に予混合燃料を供給させる。また、エンジン制御装置７３は、パイロット燃料噴射弁８２を開閉制御して、所定のタイミングでパイロット燃料を各気筒に噴射することで着火源を発生させ、予混合ガスが供給された各気筒内で燃焼を行わせる。一方、メイン燃料噴射弁７９からのメイン燃料の噴射は、ガスモードにおいては停止されている。 When the engine 21 is operated in the gas mode, the engine control device 73 controls the opening and closing of the valve in the gas injector 98 to supply the fuel gas to the intake branch pipe 67a, so that the fuel gas is air from the intake manifold 67. The premixed fuel is supplied into each cylinder. Further, the engine control device 73 controls the opening and closing of the pilot fuel injection valve 82 to inject the pilot fuel into each cylinder at a predetermined timing to generate an ignition source, and in each cylinder to which the premixed gas is supplied. Let it burn. On the other hand, the injection of the main fuel from the main fuel injection valve 79 is stopped in the gas mode.

ガスモードにおいては、エンジン制御装置７３は、トルクセンサ６４が検出したエンジン負荷と、エンジン回転数センサ６５が検出したエンジン回転数と、に基づいて、ガスインジェクタ９８による燃料ガスの噴射流量と、各気筒におけるパイロット燃料噴射弁８２による噴射タイミングと、をフィードバック制御する。 In the gas mode, the engine control device 73 determines the fuel gas injection flow rate by the gas injector 98 based on the engine load detected by the torque sensor 64 and the engine rotation speed detected by the engine rotation speed sensor 65. The injection timing by the pilot fuel injection valve 82 in the cylinder is feedback-controlled.

また、エンジン制御装置７３は、トルクセンサ６４により検出されるエンジン負荷、及び、吸気圧センサ３９により検出される吸気マニホールド６７内の空気圧力等に基づいて、メインスロットルバルブＶ１、吸気バイパス弁Ｖ２、及び排気バイパス弁Ｖ３のうち少なくとも一つの弁開度を例えば図７のように制御する。 Further, the engine control device 73 has the main throttle valve V1, the intake bypass valve V2, based on the engine load detected by the torque sensor 64, the air pressure in the intake manifold 67 detected by the intake pressure sensor 39, and the like. And the valve opening degree of at least one of the exhaust bypass valves V3 is controlled as shown in FIG. 7, for example.

まず、メインスロットルバルブＶ１の制御について、図７（ａ）を参照して説明する。なお、図７のグラフに示すＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は予め定められたエンジン負荷の所定値（ただし、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４）であって、そのうち所定値Ｌ４は低負荷領域と中高負荷領域との境界に相当するエンジン負荷である。 First, the control of the main throttle valve V1 will be described with reference to FIG. 7A. Note that L1, L2, L3, and L4 shown in the graph of FIG. 7 are predetermined values of the engine load (however, L1 <L2 <L3 <L4), and the predetermined value L4 is a low load region and a medium high. It is the engine load corresponding to the boundary with the load area.

エンジン負荷が所定値Ｌ１未満である場合は、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷に応じて吸気マニホールド６７の目標圧力を図７（ｄ）に示す関係に基づいて設定した上で、吸気圧センサ３９により検出された実際の圧力が上記の目標圧力に近づくように、メインスロットルバルブＶ１の弁開度をＰＩＤ制御（フィードバック制御）する。 When the engine load is less than the predetermined value L1, the engine control device 73 sets the target pressure of the intake manifold 67 according to the engine load based on the relationship shown in FIG. 7D, and then the intake pressure sensor 39. The valve opening degree of the main throttle valve V1 is PID controlled (feedback control) so that the actual pressure detected by the above-mentioned target pressure approaches the above target pressure.

エンジン負荷が所定値Ｌ１以上かつ所定値Ｌ２未満である場合は、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷に対するメインスロットルバルブＶ１の弁開度を記憶した第１データテーブルＤ１を参照し、エンジン負荷に対応したメインスロットルバルブＶ１の弁開度となるようにマップ制御する。第１データテーブルＤ１は、エンジン負荷が増大するのに従ってメインスロットルバルブＶ１の弁開度を徐々に増大させるように定められる。 When the engine load is equal to or more than the predetermined value L1 and less than the predetermined value L2, the engine control device 73 refers to the first data table D1 that stores the valve opening degree of the main throttle valve V1 with respect to the engine load, and corresponds to the engine load. Map control is performed so that the valve opening degree of the main throttle valve V1 is set. The first data table D1 is defined to gradually increase the valve opening degree of the main throttle valve V1 as the engine load increases.

エンジン負荷が所定値Ｌ２以上である場合は、エンジン制御装置７３は、メインスロットルバルブＶ１が全開となるように制御する。なお、エンジン負荷の所定値Ｌ２は、吸気マニホールド６７の空気圧力が大気圧となる値Ｌｔよりも低く設定されている。 When the engine load is equal to or higher than the predetermined value L2, the engine control device 73 controls so that the main throttle valve V1 is fully opened. The predetermined value L2 of the engine load is set lower than the value Lt at which the air pressure of the intake manifold 67 becomes the atmospheric pressure.

次に、吸気バイパス弁Ｖ２の制御について、図７（ｂ）を参照して説明する。 Next, the control of the intake bypass valve V2 will be described with reference to FIG. 7 (b).

エンジン負荷が所定値Ｌ３未満である場合は、エンジン制御装置７３は、吸気バイパス弁Ｖ２が全閉となるように制御する。即ち、この状態においては吸気バイパス流路を備えていないエンジンと等しい。 When the engine load is less than the predetermined value L3, the engine control device 73 controls the intake bypass valve V2 to be fully closed. That is, in this state, it is equivalent to an engine having no intake bypass flow path.

エンジン負荷が所定値Ｌ３以上である場合は、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷に応じて吸気マニホールド６７の目標圧力を図７（ｄ）に示す関係に基づいて設定した上で、吸気圧センサ３９により検出された実際の圧力が上記の目標圧力に近づくように、吸気バイパス弁Ｖ２の弁開度をＰＩＤ制御（フィードバック制御）する。 When the engine load is a predetermined value L3 or more, the engine control device 73 sets the target pressure of the intake manifold 67 according to the engine load based on the relationship shown in FIG. 7D, and then the intake pressure sensor 39. The valve opening degree of the intake bypass valve V2 is PID controlled (feedback control) so that the actual pressure detected by the above-mentioned target pressure approaches the target pressure.

次に、排気バイパス弁Ｖ３の制御について、図７（ｃ）を参照して説明する。 Next, the control of the exhaust bypass valve V3 will be described with reference to FIG. 7 (c).

エンジン負荷が所定値Ｌ１未満である場合は、エンジン制御装置７３は、排気バイパス弁Ｖ３が全開となるように制御する。 When the engine load is less than the predetermined value L1, the engine control device 73 controls so that the exhaust bypass valve V3 is fully opened.

エンジン負荷が所定値Ｌ１以上である場合は、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷に対する排気バイパス弁Ｖ３の弁開度を記憶した第２データテーブルＤ２を参照し、エンジン負荷に対応した排気バイパス弁Ｖ３の弁開度となるようにマップ制御する。第２データテーブルＤ２は、エンジン負荷が所定値Ｌ１から所定値Ｌ２に増大するのに従って排気バイパス弁Ｖ３の弁開度を徐々に減少させ、所定値Ｌ２から所定値Ｌ３までは排気バイパス弁Ｖ３を全閉とし、所定値Ｌ３から増大するのに従って排気バイパス弁Ｖ３の開度を徐々に増大させるように定められる。 When the engine load is equal to or higher than the predetermined value L1, the engine control device 73 refers to the second data table D2 that stores the valve opening degree of the exhaust bypass valve V3 with respect to the engine load, and refers to the exhaust bypass valve V3 corresponding to the engine load. The map is controlled so that the valve opening is set to. In the second data table D2, the valve opening degree of the exhaust bypass valve V3 is gradually reduced as the engine load increases from the predetermined value L1 to the predetermined value L2, and the exhaust bypass valve V3 is used from the predetermined value L2 to the predetermined value L3. It is set to be fully closed, and the opening degree of the exhaust bypass valve V3 is gradually increased as the predetermined value L3 is increased.

以上のように、エンジン制御装置７３は、メインスロットルバルブＶ１と、吸気バイパス弁Ｖ２と、排気バイパス弁Ｖ３と、のうち少なくとも一つを制御することで、吸気マニホールド６７の空気圧力を調整する。これにより、エンジン出力に必要とされる空気流量となるようにコンプレッサ４９ｂから圧縮空気を吸気マニホールド６７に供給するとともに、ガスインジェクタ９８から供給される燃料ガスとの空燃比をエンジン出力に応じた値に調整することができる。 As described above, the engine control device 73 adjusts the air pressure of the intake manifold 67 by controlling at least one of the main throttle valve V1, the intake bypass valve V2, and the exhaust bypass valve V3. As a result, compressed air is supplied from the compressor 49b to the intake manifold 67 so as to have the air flow rate required for the engine output, and the air-fuel ratio with the fuel gas supplied from the gas injector 98 is set according to the engine output. Can be adjusted to.

また、最大のエンジン負荷が所定値Ｌ３未満であるエンジンについては、上記の説明より、吸気バイパス流路を省略することが可能である。 Further, for an engine having a maximum engine load of less than a predetermined value L3, the intake bypass flow path can be omitted from the above description.

ところで、本実施形態のようなデュアルフューエルエンジンにおいては、ディーゼルモードとガスモードとで空燃比が異なり、同一の大きさの負荷に対して、ガスモードではディーゼルモードと比較して必要な空気流量が少ない。従って、過給機４９についてはディーゼルモードで使用することを基本に設計する必要がある一方で、ガスモードにおいても、当該ガスモードの空燃比に適した流量の空気を供給する必要がある。 By the way, in a dual fuel engine as in the present embodiment, the air-fuel ratio differs between the diesel mode and the gas mode, and the required air flow rate in the gas mode is higher than that in the diesel mode for a load of the same magnitude. Few. Therefore, while it is necessary to design the turbocharger 49 on the basis of using it in the diesel mode, it is also necessary to supply air at a flow rate suitable for the air-fuel ratio of the gas mode even in the gas mode.

この点、本実施形態では、上記の構成とすることで、過給機４９の構成をディーゼルモードでの稼動に対して最適化した場合でも、ガスモードでの稼動時に、エンジン負荷の変動に応じて吸気バイパス弁Ｖ２の弁開度を制御することにより、吸気マニホールド６７の圧力制御の応答性を高めることができる。従って、負荷変動時においても、燃焼に必要な空気量の過不足を防止できるので、ディーゼルモードでの稼動に最適化した構成の過給機４９を用いた場合でも、ガスモードで良好に稼動することができる。 In this respect, in the present embodiment, by adopting the above configuration, even when the configuration of the supercharger 49 is optimized for operation in the diesel mode, it responds to fluctuations in the engine load during operation in the gas mode. By controlling the valve opening degree of the intake bypass valve V2, the responsiveness of the pressure control of the intake manifold 67 can be improved. Therefore, even when the load fluctuates, it is possible to prevent excess or deficiency of the amount of air required for combustion, and even when a supercharger 49 having a configuration optimized for operation in diesel mode is used, it operates well in gas mode. be able to.

また、エンジン負荷の変動に応じて排気バイパス弁Ｖ３の開度を制御することにより、燃料ガスの燃焼に必要な空燃比に合わせた空気をエンジン２１に供給することができる。また、応答性の良い吸気バイパス弁Ｖ２の制御を併せて行うことで、ガスモードにおいて負荷変動に対する応答速度を増大させることができるので、負荷が変動した場合でも、燃焼に必要な空気量の不足を原因とするノッキング等を回避することができる。 Further, by controlling the opening degree of the exhaust bypass valve V3 according to the fluctuation of the engine load, it is possible to supply the air to the engine 21 in accordance with the air-fuel ratio required for the combustion of the fuel gas. In addition, by also controlling the intake bypass valve V2 with good responsiveness, the response speed to load fluctuations can be increased in the gas mode, so even if the load fluctuates, the amount of air required for combustion is insufficient. It is possible to avoid knocking and the like caused by.

ところで、本実施形態では、例えばエンジン負荷が所定値Ｌ３以上である場合は、吸気バイパス弁Ｖ２及び排気バイパス弁Ｖ３のうち一方について弁開度をマップ制御し、他方について弁開度をＰＩＤ制御する構成となっている。しかしながら、吸気バイパス弁Ｖ２及び排気バイパス弁Ｖ３のうち少なくとも一方において、弁体が弁座に対して固着したり、弁体の開閉のために駆動源と当該弁体とを連結するリンク機構が破損したりして、実際の弁開度が意図どおりに得られない場合がある。 By the way, in the present embodiment, for example, when the engine load is a predetermined value L3 or more, the valve opening degree is map-controlled for one of the intake bypass valve V2 and the exhaust bypass valve V3, and the valve opening degree is PID controlled for the other. It is composed. However, in at least one of the intake bypass valve V2 and the exhaust bypass valve V3, the valve body is stuck to the valve seat, or the link mechanism connecting the drive source and the valve body is damaged due to the opening and closing of the valve body. Therefore, the actual valve opening may not be obtained as intended.

この点、本実施形態では、エンジン制御装置７３が、ＰＩＤ制御する側のバイパス弁に対して出力する弁開度の指令値を監視し、当該指令値が弁開度の上限又は下限の値に所定時間以上とどまっている場合、吸気バイパス弁Ｖ２及び排気バイパス弁Ｖ３のうち少なくとも何れかが異常であると判定するように構成されている。 In this respect, in the present embodiment, the engine control device 73 monitors the command value of the valve opening output to the bypass valve on the PID control side, and the command value becomes the upper limit or the lower limit of the valve opening. If it stays for a predetermined time or longer, at least one of the intake bypass valve V2 and the exhaust bypass valve V3 is configured to be determined to be abnormal.

例えば、排気バイパス弁Ｖ３をマップ制御する結果として、弁開度を中程度とするように指令する指令値をエンジン制御装置７３が排気バイパス弁Ｖ３に出力したが、排気バイパス弁Ｖ３に何らかの異常が発生しており、当該指令値にもかかわらず排気バイパス弁Ｖ３が全開又は全閉の状態から変更できない場合を考える。このとき、エンジン制御装置７３は、吸気バイパス弁Ｖ２に対し、吸気マニホールド６７の圧力が目標圧力に近づくようにフィードバック制御し、その結果として指令値を出力するが、排気バイパス弁Ｖ３が意図した弁開度となっていないために、吸気マニホールド６７の空気圧力を事実上制御できない。従って、ＰＩＤ制御（フィードバック制御）の性質により、エンジン制御装置７３が吸気バイパス弁Ｖ２に出力する弁開度の指令値は、最終的には制御範囲における上限又は下限の値となり、当該値を継続することになる。 For example, as a result of map control of the exhaust bypass valve V3, the engine control device 73 outputs a command value instructing the valve opening to be medium to the exhaust bypass valve V3, but some abnormality occurs in the exhaust bypass valve V3. Consider a case where the exhaust bypass valve V3 cannot be changed from the fully open or fully closed state despite the command value. At this time, the engine control device 73 feedback-controls the intake bypass valve V2 so that the pressure of the intake manifold 67 approaches the target pressure, and outputs a command value as a result, but the valve intended by the exhaust bypass valve V3. Since the opening is not set, the air pressure of the intake manifold 67 cannot be substantially controlled. Therefore, due to the nature of PID control (feedback control), the command value of the valve opening output by the engine control device 73 to the intake bypass valve V2 finally becomes the upper limit or lower limit value in the control range, and the value is continued. Will be done.

また、排気バイパス弁Ｖ３は正常であり、与えられた指令値の弁開度を問題なく実現できるが、吸気バイパス弁Ｖ２に何らかの異常が発生しており、与えられた指令値にかかわらず吸気バイパス弁Ｖ２が全開又は全閉の状態から変更できない場合を考える。この場合も吸気マニホールド６７の空気圧力を吸気バイパス弁Ｖ２によって事実上制御できないので、エンジン制御装置７３がＰＩＤ制御（フィードバック制御）の結果として吸気バイパス弁Ｖ２に出力する弁開度の指令値は、最終的には制御範囲における上限又は下限の値となり、当該値を継続することになる。 Further, the exhaust bypass valve V3 is normal, and the valve opening of the given command value can be realized without any problem, but some abnormality has occurred in the intake bypass valve V2, and the intake bypass is irrespective of the given command value. Consider the case where the valve V2 cannot be changed from the fully open or fully closed state. In this case as well, since the air pressure of the intake manifold 67 cannot be substantially controlled by the intake bypass valve V2, the command value of the valve opening that the engine control device 73 outputs to the intake bypass valve V2 as a result of PID control (feedback control) is Eventually, it becomes the upper limit or lower limit value in the control range, and the value is continued.

この点を考慮して、エンジン制御装置７３は、フィードバック制御の結果として吸気バイパス弁Ｖ２に出力する弁開度の指令値が制御範囲の上限又は下限の値にとどまった状態を所定時間以上継続する場合は、吸気バイパス弁Ｖ２及び排気バイパス弁Ｖ３のうち少なくとも何れかが異常であると判定し、その旨を、機側操作用制御装置７１が備えるディスプレイ７２に表示するように構成されている。これにより、空気流量の制御の異常を適切に発見して、早期の対応を促すことができる。 In consideration of this point, the engine control device 73 continues a state in which the command value of the valve opening output to the intake bypass valve V2 as a result of the feedback control remains at the upper or lower limit value of the control range for a predetermined time or longer. In this case, it is determined that at least one of the intake bypass valve V2 and the exhaust bypass valve V3 is abnormal, and the display 72 provided in the machine-side operation control device 71 is configured to indicate that fact. As a result, it is possible to appropriately detect an abnormality in the control of the air flow rate and promote an early response.

次に、上述した吸気バイパス弁Ｖ２及び排気バイパス弁Ｖ３の異常を検出するための具体的な制御について、図８を参照しながら詳細に説明する。図８は、過給機４９のバイパス流路の流量制御の異常を検出するためにエンジン制御装置７３が行う判定処理を示すフローチャートである。 Next, specific control for detecting the abnormality of the intake bypass valve V2 and the exhaust bypass valve V3 described above will be described in detail with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a determination process performed by the engine control device 73 in order to detect an abnormality in the flow rate control of the bypass flow path of the turbocharger 49.

図８に示すように、ガスモードで稼動するエンジン２１においてエンジン制御装置７３は、エンジン回転数センサ６５が検出するエンジン回転数を目標値に近づけるように、ガスインジェクタ９８が噴射する燃料ガスの量を調整する制御を行う（調速制御、ステップＳ１０１）。 As shown in FIG. 8, in the engine 21 operating in the gas mode, the engine control device 73 injects the amount of fuel gas by the gas injector 98 so that the engine rotation speed detected by the engine rotation speed sensor 65 approaches the target value. (Speed control, step S101).

次に、エンジン制御装置７３は、トルクセンサ６４により検出したエンジン負荷に応じて、メインスロットルバルブＶ１、吸気バイパス弁Ｖ２及び排気バイパス弁Ｖ３の開度を制御する（ステップＳ１０２）。制御の方法としては、図７を参照して説明したように、エンジン負荷の大きさに応じて、全開で固定する制御、全閉で固定する制御、マップ制御、ＰＩＤ制御（フィードバック制御）の何れかが選択される。 Next, the engine control device 73 controls the opening degree of the main throttle valve V1, the intake bypass valve V2, and the exhaust bypass valve V3 according to the engine load detected by the torque sensor 64 (step S102). As a control method, as described with reference to FIG. 7, any of control that is fixed at full open, control that is fixed at full closed, map control, and PID control (feedback control) is performed according to the magnitude of the engine load. Is selected.

その後、エンジン制御装置７３は、ステップＳ１０２で行われた吸気バイパス弁Ｖ２の弁開度の制御が、吸気マニホールド６７の圧力を目標圧力に近づけるＰＩＤ制御（フィードバック制御）であったか否かを判断する（ステップＳ１０３）。 After that, the engine control device 73 determines whether or not the control of the valve opening degree of the intake bypass valve V2 performed in step S102 is PID control (feedback control) that brings the pressure of the intake manifold 67 closer to the target pressure (feedback control). Step S103).

ステップＳ１０３の判断で、吸気バイパス弁Ｖ２の弁開度の制御がＰＩＤ制御でなかった場合、ステップＳ１０１に戻り、処理を繰り返す。 If it is determined in step S103 that the control of the valve opening degree of the intake bypass valve V2 is not PID control, the process returns to step S101 and the process is repeated.

ステップＳ１０３の判断で、吸気バイパス弁Ｖ２の弁開度の制御がＰＩＤ制御であった場合、エンジン制御装置７３は、吸気バイパス弁Ｖ２に対して弁開度の上限又は下限を示す指令値（即ち、吸気バイパス弁Ｖ２を全開状態又は全閉状態とする指示）を所定時間以上継続して出力したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。 When the control of the valve opening degree of the intake bypass valve V2 is PID control in the determination of step S103, the engine control device 73 indicates a command value indicating an upper limit or a lower limit of the valve opening degree with respect to the intake bypass valve V2 (that is,). (Instruction to set the intake bypass valve V2 to the fully open state or the fully closed state) is continuously output for a predetermined time or longer (step S104).

ステップＳ１０４の判断で、吸気バイパス弁Ｖ２に対して弁開度の上限又は下限を示す指令値を所定時間以上継続して出力していない場合、ステップＳ１０１に戻り、処理を繰り返す。 If it is determined in step S104 that the command value indicating the upper limit or the lower limit of the valve opening is not continuously output to the intake bypass valve V2 for a predetermined time or longer, the process returns to step S101 and the process is repeated.

ステップＳ１０４の判断で、吸気バイパス弁Ｖ２に対して弁開度の上限又は下限を示す指令値を所定時間以上継続して出力している場合、エンジン制御装置７３は、排気バイパス弁Ｖ３及び吸気バイパス弁Ｖ２のうち少なくとも何れかが故障していると判断し、その旨を示すメッセージを機側操作用制御装置７１のディスプレイ７２に表示させる（ステップＳ１０５）。これにより、空気流量制御に異常が生じていることをエンジン２１のオペレータが早期に気付いて適切な処置を行うことができる。 When it is determined in step S104 that the command value indicating the upper limit or the lower limit of the valve opening is continuously output to the intake bypass valve V2 for a predetermined time or longer, the engine control device 73 continuously outputs the exhaust bypass valve V3 and the intake bypass. It is determined that at least one of the valves V2 is out of order, and a message to that effect is displayed on the display 72 of the machine-side operation control device 71 (step S105). As a result, the operator of the engine 21 can quickly notice that an abnormality has occurred in the air flow rate control and take appropriate measures.

その後、エンジン制御装置７３は、エンジン制御装置７３は、燃焼モードをディーゼルモードに切り替えて（ステップＳ１０６）、ガスモードでの処理を終了する。このように、空気流量制御の異常が検出されるとガスモードからディーゼルモードに切り替えることで、船舶用の大型エンジンに求められる運転継続性を確保することができる。 After that, the engine control device 73 switches the combustion mode to the diesel mode (step S106), and the engine control device 73 ends the process in the gas mode. In this way, by switching from the gas mode to the diesel mode when an abnormality in the air flow rate control is detected, it is possible to secure the operation continuity required for a large engine for ships.

以上に説明したように、本実施形態のエンジン２１は、吸気マニホールド６７と、排気マニホールド４４と、過給機４９と、排気バイパス弁Ｖ３と、吸気バイパス弁Ｖ２と、吸気圧センサ３９と、エンジン制御装置７３と、を備える。吸気マニホールド６７は、気筒内へ空気を供給する。排気マニホールド４４は、気筒からの排気ガスを排出する。過給機４９は、排気マニホールド４４からの排気ガスにより空気を圧縮する。排気バイパス弁Ｖ３は、排気マニホールド４４の出口と過給機４９の排気出口とを接続する排気バイパス流路１８に設けられる。吸気バイパス弁Ｖ２は、吸気マニホールド６７の入口と過給機４９の入口とを接続する吸気バイパス流路１７に設けられる。吸気圧センサ３９は、吸気マニホールド６７の圧力を検出する。エンジン制御装置７３は、設定された吸気マニホールド６７の目標圧力に吸気圧センサ３９の検出圧力が近づくように、吸気バイパス弁Ｖ２について弁開度の指令値を出力してフィードバック制御する。エンジン制御装置７３は、フィードバック制御の対象である吸気バイパス弁Ｖ２に対して、弁開度の上限又は下限を示す指令値を所定時間以上継続して出力している場合に、排気バイパス弁Ｖ３及び吸気バイパス弁Ｖ２のうち何れかに異常があると判定する。 As described above, the engine 21 of the present embodiment includes an intake manifold 67, an exhaust manifold 44, a supercharger 49, an exhaust bypass valve V3, an intake bypass valve V2, an intake pressure sensor 39, and an engine. A control device 73 is provided. The intake manifold 67 supplies air into the cylinder. The exhaust manifold 44 exhausts the exhaust gas from the cylinder. The supercharger 49 compresses air by the exhaust gas from the exhaust manifold 44. The exhaust bypass valve V3 is provided in the exhaust bypass flow path 18 connecting the outlet of the exhaust manifold 44 and the exhaust outlet of the turbocharger 49. The intake bypass valve V2 is provided in the intake bypass flow path 17 connecting the inlet of the intake manifold 67 and the inlet of the turbocharger 49. The intake pressure sensor 39 detects the pressure of the intake manifold 67. The engine control device 73 outputs a command value of the valve opening degree to the intake bypass valve V2 and performs feedback control so that the detected pressure of the intake pressure sensor 39 approaches the set target pressure of the intake manifold 67. When the engine control device 73 continuously outputs a command value indicating an upper limit or a lower limit of the valve opening to the intake bypass valve V2, which is the target of feedback control, for a predetermined time or longer, the exhaust bypass valve V3 and the engine control device 73 It is determined that there is an abnormality in any of the intake bypass valves V2.

これにより、開閉動作できなくなった弁（排気バイパス弁Ｖ３又は吸気バイパス弁Ｖ２）があることを、当該弁が開いた状態であるか閉じた状態であるかにかかわらず検知することができる。その結果、例えば、空気流量制御の異常への対応をオペレータに早期に促すことができる。 As a result, it is possible to detect that there is a valve (exhaust bypass valve V3 or intake bypass valve V2) that cannot be opened and closed, regardless of whether the valve is in the open state or the closed state. As a result, for example, it is possible to prompt the operator at an early stage to deal with an abnormality in the air flow rate control.

また、本実施形態のエンジン２１は、ガスインジェクタ９８と、メイン燃料噴射弁７９と、を備える。ガスインジェクタ９８は、吸気マニホールド６７から供給される空気に気体燃料を噴射して混合させる。メイン燃料噴射弁７９は、気筒に液体燃料を噴射する。また、エンジン２１は、ガスインジェクタ９８が噴射した気体燃料を空気と混合させてから気筒内の燃焼室１１０に流入させるガスモード（予混合燃焼モード）と、メイン燃料噴射弁７９が液体燃料を噴射することにより燃焼室１１０内での燃焼を発生させるディーゼルモード（拡散燃焼モード）と、を切り替えて稼動可能である。エンジン制御装置７３は、ガスモードでの稼動中に排気バイパス弁Ｖ３及び吸気バイパス弁Ｖ２のうち何れかに異常があると判定した場合、ガスモードからディーゼルモードに切り替える。 Further, the engine 21 of the present embodiment includes a gas injector 98 and a main fuel injection valve 79. The gas injector 98 injects gaseous fuel into the air supplied from the intake manifold 67 and mixes them. The main fuel injection valve 79 injects liquid fuel into the cylinder. Further, the engine 21 has a gas mode (premixed combustion mode) in which the gas fuel injected by the gas injector 98 is mixed with air and then flows into the combustion chamber 110 in the cylinder, and the main fuel injection valve 79 injects liquid fuel. By doing so, it is possible to switch between the diesel mode (diffusion combustion mode) in which combustion is generated in the combustion chamber 110 and the operation. When the engine control device 73 determines that there is an abnormality in any of the exhaust bypass valve V3 and the intake bypass valve V2 during operation in the gas mode, the engine control device 73 switches from the gas mode to the diesel mode.

これにより、排気バイパス弁Ｖ３及び吸気バイパス弁Ｖ２のうち少なくとも１つが故障した状態のまま、エンジン２１がガスモードで稼動するのを回避することができる。この結果、エンジン２１の稼動の継続性を確保することができる。 As a result, it is possible to prevent the engine 21 from operating in the gas mode while at least one of the exhaust bypass valve V3 and the intake bypass valve V2 is in a failed state. As a result, the continuity of operation of the engine 21 can be ensured.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.

上記の実施形態では、排気バイパス弁Ｖ３がマップ制御され、吸気バイパス弁Ｖ２がフィードバック制御されている。しかしながら、吸気バイパス弁Ｖ２がマップ制御され、排気バイパス弁Ｖ３がフィードバック制御されても良い。また、吸気バイパス弁Ｖ２及び排気バイパス弁Ｖ３の両方がフィードバック制御されても良い。 In the above embodiment, the exhaust bypass valve V3 is map-controlled and the intake bypass valve V2 is feedback-controlled. However, the intake bypass valve V2 may be map controlled and the exhaust bypass valve V3 may be feedback controlled. Further, both the intake bypass valve V2 and the exhaust bypass valve V3 may be feedback-controlled.

排気バイパス弁Ｖ３又は吸気バイパス弁Ｖ２の弁開度は、マップ制御に限定されず、例えば予め定められた数式に基づいて制御しても良い。 The valve opening degree of the exhaust bypass valve V3 or the intake bypass valve V2 is not limited to map control, and may be controlled based on, for example, a predetermined mathematical formula.

エンジン２１がディーゼルモードで稼動している場合に、排気バイパス弁Ｖ３及び吸気バイパス弁Ｖ２のうち何れか一方をフィードバック制御するにあたって、上記と同様の処理を行って、空気流量制御の異常を検出しても良い。 When the engine 21 is operating in the diesel mode, when feedback control is performed on either the exhaust bypass valve V3 or the intake bypass valve V2, the same processing as described above is performed to detect an abnormality in the air flow rate control. May be.

排気バイパス弁Ｖ３及び吸気バイパス弁Ｖ２の異常の検出は、上述のエンジン２１のようなデュアルフューエルエンジンだけでなく、ディーゼルエンジン又はガスエンジンにおいて行うこともできる。 Abnormality detection of the exhaust bypass valve V3 and the intake bypass valve V2 can be performed not only in a dual fuel engine such as the engine 21 described above, but also in a diesel engine or a gas engine.

吸気バイパス弁Ｖ２の弁開度に対するフィードバック制御としては、ＰＩＤ制御に限らず、例えばＰ制御及びＰＩ制御等の他の制御方法を用いることもできる。 The feedback control for the valve opening degree of the intake bypass valve V2 is not limited to PID control, and other control methods such as P control and PI control can also be used.

上記の実施形態では、ガスモードにおける予混合気の着火は、パイロット燃料噴射弁８２から液体燃料を少量噴射することによって行われる（マイクロパイロット着火）。しかしながらこれに代えて、例えば火花による点火が行われても良い。 In the above embodiment, the ignition of the premixture in the gas mode is performed by injecting a small amount of liquid fuel from the pilot fuel injection valve 82 (micropilot ignition). However, instead of this, ignition by sparks may be performed, for example.

上記の実施形態では、エンジン２１は、船舶の推進兼発電機構の駆動源として用いられているが、これに限るものではなく、他の用途に用いられてもよい。 In the above embodiment, the engine 21 is used as a drive source for the propulsion and power generation mechanism of the ship, but the engine 21 is not limited to this, and may be used for other purposes.

１７吸気バイパス流路
１８排気バイパス流路
２１エンジン
３６シリンダ
４４排気マニホールド
４９過給機
６７吸気マニホールド
７３エンジン制御装置（制御装置）
７９メイン燃料噴射弁（燃料噴射弁）
８２パイロット燃料噴射弁
９８ガスインジェクタ
１１０燃焼室
Ｖ２吸気バイパス弁
Ｖ３排気バイパス弁
17 Intake bypass flow path 18 Exhaust bypass flow path 21 Engine 36 Cylinder 44 Exhaust manifold 49 Supercharger 67 Intake manifold 73 Engine control device (control device)
79 Main fuel injection valve (fuel injection valve)
82 Pilot fuel injection valve 98 Gas injector 110 Combustion chamber V2 Intake bypass valve V3 Exhaust bypass valve

Claims

An intake manifold that supplies air into the cylinder,
An exhaust manifold that exhausts exhaust gas from the cylinder,
A turbocharger that compresses air with the exhaust gas from the exhaust manifold, and
An exhaust bypass flow path connecting the outlet of the exhaust manifold and the exhaust outlet of the turbocharger, the exhaust bypass flow path provided with an exhaust bypass valve in the exhaust bypass flow path, and the intake manifold. An intake bypass flow path that connects the inlet and the inlet of the turbocharger, and the intake bypass flow path is provided with an intake bypass valve.
An intake pressure sensor that detects the pressure of the intake manifold, and
A control device that outputs a command value of the valve opening for either the exhaust bypass valve or the intake bypass valve and performs feedback control based on the engine load and the detection value of the intake pressure sensor.
Equipped with
It is determined whether or not the exhaust bypass valve or the intake bypass valve is the target of the feedback control, and after it is determined that the exhaust bypass valve is the target of the feedback control, the upper limit or the lower limit of the valve opening degree is determined. An engine characterized in that it is determined that there is an abnormality in the intake bypass valve or the exhaust bypass valve when the command value indicating is continuously output for a predetermined time or longer.

The engine according to claim 1.
A gas injector that injects and mixes gaseous fuel into the air supplied from the intake manifold,
A fuel injection valve that injects liquid fuel into the cylinder,
Equipped with
A premixed combustion mode in which the gas fuel injected by the gas injector is mixed with air and then flowed into the combustion chamber in the cylinder, and the fuel injection valve injects the liquid fuel into the combustion chamber to burn the combustion. It is possible to switch between the diffusion combustion mode and the operation.
The control device is characterized in that, when there is an abnormality in the intake bypass valve or the exhaust bypass valve during operation in the premixed combustion mode, the premixed combustion mode is switched to the diffusion combustion mode. engine.