JPH10184461A - ガスエンジンの運転制御方法及び装置 - Google Patents
ガスエンジンの運転制御方法及び装置Info
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- JPH10184461A JPH10184461A JP8343402A JP34340296A JPH10184461A JP H10184461 A JPH10184461 A JP H10184461A JP 8343402 A JP8343402 A JP 8343402A JP 34340296 A JP34340296 A JP 34340296A JP H10184461 A JPH10184461 A JP H10184461A
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- humidifying
- controlling
- gas engine
- humidity
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 吸入空気の加湿量を最適に制御することによ
り年間を通して安定した低ＮＯX 排出レベルを実現する
こと。 【解決手段】排気ガス中のＮＯX 濃度を下げるために吸
入空気を加湿する吸入空気加湿手段（７）と、吸入空気
中の湿度を測定する吸入空気湿度測定手段（１２）と、
前記吸入空気加湿手段（７）における吸入空気の加湿量
を制御する加湿量制御手段（９）、とを含んでいる。
り年間を通して安定した低ＮＯX 排出レベルを実現する
こと。 【解決手段】排気ガス中のＮＯX 濃度を下げるために吸
入空気を加湿する吸入空気加湿手段（７）と、吸入空気
中の湿度を測定する吸入空気湿度測定手段（１２）と、
前記吸入空気加湿手段（７）における吸入空気の加湿量
を制御する加湿量制御手段（９）、とを含んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気とガスの混合
気体を燃料とし、エンジンの冷却用ウォータジャケット
内の冷却水を加圧することにより沸騰点を高め、気水分
離器で蒸気（圧力は通常１ｋｇ／ｃｍ2 、但し３ｋｇ／
ｃｍ2 蒸気を取り出すことも可能）を取り出すことが出
来る所謂エバリエントシステムを備えたガスエンジン
（沸騰冷却式ガスエンジン）に関し、希薄燃焼式で且つ
沸騰冷却式のガスエンジンの運転制御方法及び装置に関
する。特に、排気ガス中のＮＯX を低減することが出来
る低ＮＯX 化制御方法及び装置に関する。
気体を燃料とし、エンジンの冷却用ウォータジャケット
内の冷却水を加圧することにより沸騰点を高め、気水分
離器で蒸気（圧力は通常１ｋｇ／ｃｍ2 、但し３ｋｇ／
ｃｍ2 蒸気を取り出すことも可能）を取り出すことが出
来る所謂エバリエントシステムを備えたガスエンジン
（沸騰冷却式ガスエンジン）に関し、希薄燃焼式で且つ
沸騰冷却式のガスエンジンの運転制御方法及び装置に関
する。特に、排気ガス中のＮＯX を低減することが出来
る低ＮＯX 化制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知の様に、ガスエンジンは空気とガス
の混合気体を燃料として、図１１で示す吸気管２によっ
て図示しない燃焼室に送り込むものである。そして、ガ
スの混合比が希薄なものが希薄燃焼式のガスエンジンで
ある。また、エンジンの冷却用ウォータジャケット内の
冷却水を加圧することにより沸騰点を高め、気水分離器
で１ｋｇ／ｃｍ2 蒸気（或いは３ｋｇ／ｃｍ2 蒸気）を
取り出すことが出来る所謂エバリエントシステムを備え
たものが沸騰冷却式ガスエンジンである。ここで、沸騰
冷却式ガスエンジンでは、ジャケット内の冷却水は１０
０℃以上となるまでエンジンの冷却に使用され、１００
℃以上の高温に加温された当該冷却水は蒸気として利用
される。
の混合気体を燃料として、図１１で示す吸気管２によっ
て図示しない燃焼室に送り込むものである。そして、ガ
スの混合比が希薄なものが希薄燃焼式のガスエンジンで
ある。また、エンジンの冷却用ウォータジャケット内の
冷却水を加圧することにより沸騰点を高め、気水分離器
で１ｋｇ／ｃｍ2 蒸気（或いは３ｋｇ／ｃｍ2 蒸気）を
取り出すことが出来る所謂エバリエントシステムを備え
たものが沸騰冷却式ガスエンジンである。ここで、沸騰
冷却式ガスエンジンでは、ジャケット内の冷却水は１０
０℃以上となるまでエンジンの冷却に使用され、１００
℃以上の高温に加温された当該冷却水は蒸気として利用
される。
【０００３】図１１において、希薄燃焼式で且つ沸騰冷
却式のガスエンジン１は、その排気は排気管３によって
排出され、１００℃以上まで加熱された冷却水はフラッ
シュされて、約１ｋｇ／ｃｍ2 或いは約３ｋｇ／ｃｍ2
の圧力を有する蒸気となり、蒸気排出管４によってエン
ジン外部に取り出すことが出来る様な構造となってい
る。
却式のガスエンジン１は、その排気は排気管３によって
排出され、１００℃以上まで加熱された冷却水はフラッ
シュされて、約１ｋｇ／ｃｍ2 或いは約３ｋｇ／ｃｍ2
の圧力を有する蒸気となり、蒸気排出管４によってエン
ジン外部に取り出すことが出来る様な構造となってい
る。
【０００４】この様な希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガ
スエンジン１において、排気管３を介して大気に排出さ
れる排気ガスに含まれるＮＯX 量を低減するための従来
の対処方法としては、燃焼改善による方法と、排気ガス
を触媒等で後処理する方法の二つの方法が採用されてい
る。
スエンジン１において、排気管３を介して大気に排出さ
れる排気ガスに含まれるＮＯX 量を低減するための従来
の対処方法としては、燃焼改善による方法と、排気ガス
を触媒等で後処理する方法の二つの方法が採用されてい
る。
【０００５】一方、内燃機関の排気ガスに含有されるＮ
ＯX 量については、吸入空気の湿度が高い方がＮＯX が
低くなる傾向が存在する、ということが一般的に知られ
ている。
ＯX 量については、吸入空気の湿度が高い方がＮＯX が
低くなる傾向が存在する、ということが一般的に知られ
ている。
【０００６】前述の従来技術によれば、吸入空気中の湿
度を考慮すること無く制御を行っていた。そして、冬期
の様に、最もＮＯX 排出レベルが高い時期に合わせて、
脱硝装置、或いはＮＯX 処理機構を構築している。
度を考慮すること無く制御を行っていた。そして、冬期
の様に、最もＮＯX 排出レベルが高い時期に合わせて、
脱硝装置、或いはＮＯX 処理機構を構築している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冬季のＮＯX
排出レベルに合わせてＮＯX 処理機構を構築すること
は、ＮＯX 排出レベルが最も低い夏期に合わせて脱硝装
置或いはＮＯX 処理機構を構築する場合に比べて、装置
全体が大がかりなものになってしまうという問題があっ
た。
排出レベルに合わせてＮＯX 処理機構を構築すること
は、ＮＯX 排出レベルが最も低い夏期に合わせて脱硝装
置或いはＮＯX 処理機構を構築する場合に比べて、装置
全体が大がかりなものになってしまうという問題があっ
た。
【０００８】換言すると、従来のＮＯX 処理機構は、夏
期におけるガスエンジンの運転に際して行われるＮＯX
処理の用途については、必要以上に大がかりな装置とな
ってしまう。
期におけるガスエンジンの運転に際して行われるＮＯX
処理の用途については、必要以上に大がかりな装置とな
ってしまう。
【０００９】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
て提案されたもので、ガスエンジン、特に希薄燃焼式で
且つ沸騰冷却式のガスエンジンのＮＯX 排出レベルを、
年間を通して安定した低いレベルとすることを可能なら
しめる様なガスエンジンの運転制御方法及び装置の提供
を目的としている。
て提案されたもので、ガスエンジン、特に希薄燃焼式で
且つ沸騰冷却式のガスエンジンのＮＯX 排出レベルを、
年間を通して安定した低いレベルとすることを可能なら
しめる様なガスエンジンの運転制御方法及び装置の提供
を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のガスエンジンの
運転制御方法は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエ
ンジンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加
湿工程と、吸入空気の加湿量を制御する加湿量制御工
程、とを含んでいる。この制御方法に対応する本発明の
ガスエンジンの運転制御装置は、希薄燃焼式で且つ沸騰
冷却式のガスエンジンの運転制御装置において、吸入空
気を加湿する加湿手段と、吸入空気の加湿量を制御する
加湿量制御手段、とを含んでいる。
運転制御方法は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエ
ンジンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加
湿工程と、吸入空気の加湿量を制御する加湿量制御工
程、とを含んでいる。この制御方法に対応する本発明の
ガスエンジンの運転制御装置は、希薄燃焼式で且つ沸騰
冷却式のガスエンジンの運転制御装置において、吸入空
気を加湿する加湿手段と、吸入空気の加湿量を制御する
加湿量制御手段、とを含んでいる。
【００１１】係る構成を具備する本発明によれば、吸入
空気を加湿することにより、冬季であっても夏期並の湿
度を有する吸入空気をガスエンジンに供給することが出
来る。そして吸入空気の湿度が上昇する結果、排気ガス
中のＮＯX 量が低いレベルに抑えられるので、冬季にガ
スエンジンを運転する場合であっても、夏期におけるガ
スエンジンの運転に必要な程度のＮＯX 処理機構で十分
に処理することが出来るのである。
空気を加湿することにより、冬季であっても夏期並の湿
度を有する吸入空気をガスエンジンに供給することが出
来る。そして吸入空気の湿度が上昇する結果、排気ガス
中のＮＯX 量が低いレベルに抑えられるので、冬季にガ
スエンジンを運転する場合であっても、夏期におけるガ
スエンジンの運転に必要な程度のＮＯX 処理機構で十分
に処理することが出来るのである。
【００１２】ここで、吸入空気を加湿するに際して、
（液相状態の）水を付加する事も考えられる。しかし、
水と給気を効率よく混合するためには水を噴出する必要
があり、水の加圧機構が必要となる。これに対して上述
した様な本発明によれば、沸騰冷却式のガスエンジンの
冷却用ウォータジャケット内の冷却水が加熱されること
により、１ｋｇ／ｃｍ2 蒸気或いは３ｋｇ／ｃｍ2 蒸気
となれば、これを取り出して利用している。すなわち、
冷却用ウォータジャケット内で冷却水が沸騰して発生す
る水蒸気（圧力が約１ｋｇ／ｃｍ2 或いは約３ｋｇ／ｃ
ｍ2 ）を吸気管に誘導すれば良いので、加圧が不要であ
り、別途加圧機構を備える必要が無い。
（液相状態の）水を付加する事も考えられる。しかし、
水と給気を効率よく混合するためには水を噴出する必要
があり、水の加圧機構が必要となる。これに対して上述
した様な本発明によれば、沸騰冷却式のガスエンジンの
冷却用ウォータジャケット内の冷却水が加熱されること
により、１ｋｇ／ｃｍ2 蒸気或いは３ｋｇ／ｃｍ2 蒸気
となれば、これを取り出して利用している。すなわち、
冷却用ウォータジャケット内で冷却水が沸騰して発生す
る水蒸気（圧力が約１ｋｇ／ｃｍ2 或いは約３ｋｇ／ｃ
ｍ2 ）を吸気管に誘導すれば良いので、加圧が不要であ
り、別途加圧機構を備える必要が無い。
【００１３】本発明に実施に際して、前記加湿量制御手
段としては、例えばガスエンジンの蒸気排出管に介装さ
れた三方弁を用いることが好ましい。そして、前記加湿
手段としては、三方弁の一方のポートに連通する加湿用
蒸気管と、吸気管に介装された加湿器とから構成される
のが好ましい。
段としては、例えばガスエンジンの蒸気排出管に介装さ
れた三方弁を用いることが好ましい。そして、前記加湿
手段としては、三方弁の一方のポートに連通する加湿用
蒸気管と、吸気管に介装された加湿器とから構成される
のが好ましい。
【００１４】ここで本発明のガスエンジンの運転制御方
法は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運
転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿工程と、
排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮＯX 濃度
測定工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて吸入空
気の加湿量を制御する加湿量制御工程、とを含んでい
る。当該制御方法に対応する本発明のガスエンジンの運
転制御装置は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御装置において、吸入空気を加湿する加湿
手段と、排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮ
ＯX 濃度測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づい
て吸入空気の加湿量を制御する加湿量制御手段、とを含
んでいる。
法は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運
転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿工程と、
排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮＯX 濃度
測定工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて吸入空
気の加湿量を制御する加湿量制御工程、とを含んでい
る。当該制御方法に対応する本発明のガスエンジンの運
転制御装置は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御装置において、吸入空気を加湿する加湿
手段と、排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮ
ＯX 濃度測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づい
て吸入空気の加湿量を制御する加湿量制御手段、とを含
んでいる。
【００１５】この様に構成された本発明によれば、排気
ガス中のＮＯX 濃度に対応した加湿量（冷却用ウォータ
ジャケット内で冷却水が沸騰して発生する水蒸気の量）
が吸入空気に供給されるため、排気ガスの低ＮＯX 化に
最適な加湿量とすることが出来る。
ガス中のＮＯX 濃度に対応した加湿量（冷却用ウォータ
ジャケット内で冷却水が沸騰して発生する水蒸気の量）
が吸入空気に供給されるため、排気ガスの低ＮＯX 化に
最適な加湿量とすることが出来る。
【００１６】この場合、前記排気ガスＮＯX 濃度測定手
段としては所謂「ＮＯX センサ」を用いるのが好まし
い。そして前記加湿量制御手段としては、ＮＯX センサ
の検出結果を受信して、前記三方弁の弁開度を決定する
コントロールユニットを用いることが好ましい。
段としては所謂「ＮＯX センサ」を用いるのが好まし
い。そして前記加湿量制御手段としては、ＮＯX センサ
の検出結果を受信して、前記三方弁の弁開度を決定する
コントロールユニットを用いることが好ましい。
【００１７】また本発明のガスエンジンの運転制御方法
は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運転
制御方法において、吸入空気を加湿する加湿工程と、吸
入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定工程と、前
記測定工程の測定結果に基づいて吸入空気の加湿量を制
御する加湿量制御工程、とを含んでいる。この制御方法
に対応する本発明のガスエンジンの運転制御装置は、希
薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運転制御装
置において、吸入空気を加湿する加湿手段と、吸入空気
中の湿度を測定する吸入空気湿度測定手段と、前記測定
手段の測定結果に基づいて吸入空気の加湿量を制御する
加湿量制御手段、とを含んでいる。
は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運転
制御方法において、吸入空気を加湿する加湿工程と、吸
入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定工程と、前
記測定工程の測定結果に基づいて吸入空気の加湿量を制
御する加湿量制御工程、とを含んでいる。この制御方法
に対応する本発明のガスエンジンの運転制御装置は、希
薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運転制御装
置において、吸入空気を加湿する加湿手段と、吸入空気
中の湿度を測定する吸入空気湿度測定手段と、前記測定
手段の測定結果に基づいて吸入空気の加湿量を制御する
加湿量制御手段、とを含んでいる。
【００１８】この様に構成された本発明によれば、吸入
空気中の湿度に対応した加湿量（冷却用ウォータジャケ
ット内で冷却水が沸騰して発生する水蒸気の量）が吸入
空気に供給されて、吸入空気中の加湿量の不足或いは過
多が防止出来る。
空気中の湿度に対応した加湿量（冷却用ウォータジャケ
ット内で冷却水が沸騰して発生する水蒸気の量）が吸入
空気に供給されて、吸入空気中の加湿量の不足或いは過
多が防止出来る。
【００１９】この場合、前記吸入空気湿度測定手段とし
ては所謂「湿度センサ」を用いるのが好ましい。そして
前記加湿量制御手段としては、湿度センサの検出結果を
受信して、前記三方弁の弁開度を決定するコントロール
ユニットを用いることが好ましい。
ては所謂「湿度センサ」を用いるのが好ましい。そして
前記加湿量制御手段としては、湿度センサの検出結果を
受信して、前記三方弁の弁開度を決定するコントロール
ユニットを用いることが好ましい。
【００２０】さらに本発明のガスエンジンの運転制御方
法は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運
転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿工程と、
吸入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定工程と、
排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮＯX 濃度
測定工程と、前記吸入空気湿度測定工程及び排気ガスＮ
ＯX 濃度測定工程の測定結果に基づいて吸入空気の加湿
量を制御する加湿量制御工程、とを含んでいる。該制御
手段に対応する本発明のガスエンジンの運転制御装置
は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運転
制御装置において、吸入空気を加湿する加湿手段と、吸
入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定手段と、排
気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮＯX 濃度測
定手段と、前記吸入空気湿度測定手段及び排気ガスＮＯ
X 濃度測定手段の測定結果に基づいて吸入空気の加湿量
を制御する加湿量制御手段、とを含んでいる。
法は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運
転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿工程と、
吸入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定工程と、
排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮＯX 濃度
測定工程と、前記吸入空気湿度測定工程及び排気ガスＮ
ＯX 濃度測定工程の測定結果に基づいて吸入空気の加湿
量を制御する加湿量制御工程、とを含んでいる。該制御
手段に対応する本発明のガスエンジンの運転制御装置
は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの運転
制御装置において、吸入空気を加湿する加湿手段と、吸
入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定手段と、排
気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮＯX 濃度測
定手段と、前記吸入空気湿度測定手段及び排気ガスＮＯ
X 濃度測定手段の測定結果に基づいて吸入空気の加湿量
を制御する加湿量制御手段、とを含んでいる。
【００２１】この様に構成された本発明によれば、吸入
空気の湿度及び排気ガスのＮＯX 濃度に対応した加湿量
（冷却用ウォータジャケット内の冷却水が加熱されて生
ずる１ｋｇ／ｃｍ2 蒸気或いは３ｋｇ／ｃｍ2 蒸気の
量）が吸入空気に供給されて、吸入空気中の加湿量の不
足或いは過多が防止され、且つ、排気ガスの低ＮＯX 化
に最適な加湿量とすることが出来る。
空気の湿度及び排気ガスのＮＯX 濃度に対応した加湿量
（冷却用ウォータジャケット内の冷却水が加熱されて生
ずる１ｋｇ／ｃｍ2 蒸気或いは３ｋｇ／ｃｍ2 蒸気の
量）が吸入空気に供給されて、吸入空気中の加湿量の不
足或いは過多が防止され、且つ、排気ガスの低ＮＯX 化
に最適な加湿量とすることが出来る。
【００２２】この場合、前記吸入空気湿度測定手段とし
ては所謂「湿度センサ」を用いるのが好ましい。そして
前記排気ガスＮＯX 濃度測定手段としては所謂「ＮＯX
センサ」を用いるのが好ましい。さらに前記加湿量制御
手段としては、湿度センサ及びＮＯX センサの検出結果
を受信して、前記三方弁の弁開度を決定するコントロー
ルユニットを用いることが好ましい。
ては所謂「湿度センサ」を用いるのが好ましい。そして
前記排気ガスＮＯX 濃度測定手段としては所謂「ＮＯX
センサ」を用いるのが好ましい。さらに前記加湿量制御
手段としては、湿度センサ及びＮＯX センサの検出結果
を受信して、前記三方弁の弁開度を決定するコントロー
ルユニットを用いることが好ましい。
【００２３】これに加えて本発明のガスエンジンの運転
制御方法は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジ
ンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿工
程と、ガスエンジンのノッキングを検出する検出工程
と、前記検出工程の検出結果に基づいて吸入空気の加湿
量を制御する加湿量制御工程、とを含んでいる。この様
な制御方法に対応する本発明のガスエンジンの運転制御
装置は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの
運転制御装置において、吸入空気を加湿する加湿手段
と、ガスエンジンのノッキングを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて吸入空気の加湿量を
制御する加湿量制御手段、とを含んでいる。
制御方法は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジ
ンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿工
程と、ガスエンジンのノッキングを検出する検出工程
と、前記検出工程の検出結果に基づいて吸入空気の加湿
量を制御する加湿量制御工程、とを含んでいる。この様
な制御方法に対応する本発明のガスエンジンの運転制御
装置は、希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエンジンの
運転制御装置において、吸入空気を加湿する加湿手段
と、ガスエンジンのノッキングを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて吸入空気の加湿量を
制御する加湿量制御手段、とを含んでいる。
【００２４】ガスエンジンの吸気中の湿度を上昇させる
とノッキングを抑制する作用が存在するので、上述した
様に構成された本発明によれば、ノッキング防止方法及
びノッキング防止装置としても機能する。
とノッキングを抑制する作用が存在するので、上述した
様に構成された本発明によれば、ノッキング防止方法及
びノッキング防止装置としても機能する。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図１０に基づいて本
発明の実施の形態について説明する。
発明の実施の形態について説明する。
【００２６】第一実施形態である図１は、前述の従来技
術における沸騰冷却式希薄燃焼ガスエンジンの全体構成
図、図１１に対して、吸気管２の途中には加湿器７が、
又蒸気排出管４の途中には三方弁５が介装されており、
該三方弁５と前記加湿器７は加湿用蒸気管６で連通して
いる。又、前記排出管４から排出される蒸気は、冷却用
ウォータジャケット内の冷却水が加熱されて生じる１ｋ
ｇ／ｃｍ2 蒸気或いは３ｋｇ／ｃｍ2 蒸気であるため、
加湿器に蒸気を流入させるのに加圧が不要となる。そし
て、三方弁５の蒸気取り出し側を絞ることにより蒸気は
前述の加湿器に流入する。
術における沸騰冷却式希薄燃焼ガスエンジンの全体構成
図、図１１に対して、吸気管２の途中には加湿器７が、
又蒸気排出管４の途中には三方弁５が介装されており、
該三方弁５と前記加湿器７は加湿用蒸気管６で連通して
いる。又、前記排出管４から排出される蒸気は、冷却用
ウォータジャケット内の冷却水が加熱されて生じる１ｋ
ｇ／ｃｍ2 蒸気或いは３ｋｇ／ｃｍ2 蒸気であるため、
加湿器に蒸気を流入させるのに加圧が不要となる。そし
て、三方弁５の蒸気取り出し側を絞ることにより蒸気は
前述の加湿器に流入する。
【００２７】一方、湿度と排出ＮＯX 量の関係を診てみ
ると、図３に示す様に、夏期の大気の湿度は凡そ２０．
０ｇ／ｋｇ程度でこの時の排出ＮＯX は１１０ｐｐｍで
あり、冬期の大気の湿度は凡そ２．０ｇ／ｋｇ程度でこ
の時の排出ＮＯX は１４０ｐｐｍである。従って、湿度
を常に管理していれば、排出ＮＯX を最適に抑制する為
の三方弁５の開度が設定出来る。
ると、図３に示す様に、夏期の大気の湿度は凡そ２０．
０ｇ／ｋｇ程度でこの時の排出ＮＯX は１１０ｐｐｍで
あり、冬期の大気の湿度は凡そ２．０ｇ／ｋｇ程度でこ
の時の排出ＮＯX は１４０ｐｐｍである。従って、湿度
を常に管理していれば、排出ＮＯX を最適に抑制する為
の三方弁５の開度が設定出来る。
【００２８】第二実施形態である図２は、第一実施形態
（図１）に対して排気管の途中にＮＯX センサ８を設
け、蒸気排出管４に介装した三方弁５に替えて同じ位置
に弁制御の可能な流量制御三方弁５を介装し、前記ＮＯ
X センサ８により得られたＮＯX 濃度の信号を入力信号
ライン１０によってコントロールユニット９が受け、該
コントロールユニット９はＮＯX 濃度情報と前記湿度−
排出ＮＯX 特性図（図３）より加湿器７に付加すべき蒸
気量及び前記流量制御三方弁５の弁開度を演算し、出力
信号ライン１１を介して流量制御三方弁５に指令を発す
る。
（図１）に対して排気管の途中にＮＯX センサ８を設
け、蒸気排出管４に介装した三方弁５に替えて同じ位置
に弁制御の可能な流量制御三方弁５を介装し、前記ＮＯ
X センサ８により得られたＮＯX 濃度の信号を入力信号
ライン１０によってコントロールユニット９が受け、該
コントロールユニット９はＮＯX 濃度情報と前記湿度−
排出ＮＯX 特性図（図３）より加湿器７に付加すべき蒸
気量及び前記流量制御三方弁５の弁開度を演算し、出力
信号ライン１１を介して流量制御三方弁５に指令を発す
る。
【００２９】次に本発明の第二実施形態の制御フローに
ついて図４を使用して、図２をも参照して説明する。
ついて図４を使用して、図２をも参照して説明する。
【００３０】先ずスタートして、排気管の途中に設けた
ＮＯX センサ８はＮＯX 濃度を検出・測定する（ステッ
プＳ１、図ではＳ１と記す。以下同様）。次に、前記コ
ントロールユニット９において、検出されたＮＯX 濃度
を目標値と比較する（ステップＳ２）。
ＮＯX センサ８はＮＯX 濃度を検出・測定する（ステッ
プＳ１、図ではＳ１と記す。以下同様）。次に、前記コ
ントロールユニット９において、検出されたＮＯX 濃度
を目標値と比較する（ステップＳ２）。
【００３１】検出されたＮＯX 濃度が目標値よりも大き
い場合には（ステップＳ２がＹＥＳ）、所定量だけ弁開
度を大きくする（ステップＳ３）。一方、検出されたＮ
ＯX濃度が目標値よりも小さい場合には（ステップＳ２
がＮＯ）、所定量だけ弁開度を小さくする（ステップＳ
４）。ステップＳ３、Ｓ４で弁開度を変化させた後、再
びステップＳ１に戻る。
い場合には（ステップＳ２がＹＥＳ）、所定量だけ弁開
度を大きくする（ステップＳ３）。一方、検出されたＮ
ＯX濃度が目標値よりも小さい場合には（ステップＳ２
がＮＯ）、所定量だけ弁開度を小さくする（ステップＳ
４）。ステップＳ３、Ｓ４で弁開度を変化させた後、再
びステップＳ１に戻る。
【００３２】次に第三実施形態である図５は、第一実施
形態（図１）に対してエンジン本体１と加湿器７の間の
吸気管２上に湿度センサ１２を介装し、蒸気排出管４に
介装した三方弁５に替えて同じ位置に弁制御の可能な流
量制御三方弁５を介装し、前記湿度センサ１２により得
られた湿度情報を入力信号ライン１３によってコントロ
ールユニット９が受け、該コントロールユニット９は前
記湿度情報と前記湿度−排出ＮＯX 特性図（図３）より
所定の（必要な）吸気中の湿度を算定し、これを達成す
る為に、出力信号ライン１１によって流量制御三方弁５
に司令信号を与え、弁開閉制御を行なう。
形態（図１）に対してエンジン本体１と加湿器７の間の
吸気管２上に湿度センサ１２を介装し、蒸気排出管４に
介装した三方弁５に替えて同じ位置に弁制御の可能な流
量制御三方弁５を介装し、前記湿度センサ１２により得
られた湿度情報を入力信号ライン１３によってコントロ
ールユニット９が受け、該コントロールユニット９は前
記湿度情報と前記湿度−排出ＮＯX 特性図（図３）より
所定の（必要な）吸気中の湿度を算定し、これを達成す
る為に、出力信号ライン１１によって流量制御三方弁５
に司令信号を与え、弁開閉制御を行なう。
【００３３】次に本発明の第三実施形態の制御フローに
ついて図６を使用して、図５及び図３をも参照して説明
する。
ついて図６を使用して、図５及び図３をも参照して説明
する。
【００３４】先ずスタートして、エンジン本体１と加湿
器７の間の吸気管２上に介装された湿度センサ１２は吸
気中の湿度を測定し（ステップＳ１）、次に前記コント
ロールユニット９は前記湿度と前記湿度−排出ＮＯX 特
性図（図３）より所定の（必要な）吸気中の湿度を算定
し（ステップＳ２）、測定湿度が所定の湿度となってい
るか否かを判断し（ステップＳ３）、所定の湿度となっ
ている場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には制御は元に戻
り、所定の湿度になっていない場合（ステップＳ３でＮ
Ｏ）には次のステップＳ４に進み、ＮＯX 濃度を抑制す
る様に前記の弁を最適に開閉制御し制御は元に戻る。
器７の間の吸気管２上に介装された湿度センサ１２は吸
気中の湿度を測定し（ステップＳ１）、次に前記コント
ロールユニット９は前記湿度と前記湿度−排出ＮＯX 特
性図（図３）より所定の（必要な）吸気中の湿度を算定
し（ステップＳ２）、測定湿度が所定の湿度となってい
るか否かを判断し（ステップＳ３）、所定の湿度となっ
ている場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には制御は元に戻
り、所定の湿度になっていない場合（ステップＳ３でＮ
Ｏ）には次のステップＳ４に進み、ＮＯX 濃度を抑制す
る様に前記の弁を最適に開閉制御し制御は元に戻る。
【００３５】第四実施形態（図７、図８）については、
前述の第二実施形態と、第三実施形態を組み合わせたも
のである。この第三実施形態の作用に際して、先ず、Ｎ
ＯXセンサ８でＮＯX 濃度を検出すると共に、湿度セン
サ１２により吸気中の湿度を検出する（図８のステップ
Ｓ１）。そして、ＮＯX センサ８及び湿度センサ１２の
検出結果はコントロールユニット９に送られ、コントロ
ールユニット９では、図３の特性図に基づいて、最適な
湿度が算出される（ステップＳ２）。
前述の第二実施形態と、第三実施形態を組み合わせたも
のである。この第三実施形態の作用に際して、先ず、Ｎ
ＯXセンサ８でＮＯX 濃度を検出すると共に、湿度セン
サ１２により吸気中の湿度を検出する（図８のステップ
Ｓ１）。そして、ＮＯX センサ８及び湿度センサ１２の
検出結果はコントロールユニット９に送られ、コントロ
ールユニット９では、図３の特性図に基づいて、最適な
湿度が算出される（ステップＳ２）。
【００３６】算出された最適な湿度に基づいて、コント
ロールユニット９は当該最適な湿度に対応する流量制御
三方弁５の弁開度を算出する（ステップＳ３）。そし
て、算出された弁開度に対応する指令信号が、出力信号
ライン１１を介して、コントロールユニット９から流量
制御三方弁５に対して発信されるのである（ステップＳ
４）。
ロールユニット９は当該最適な湿度に対応する流量制御
三方弁５の弁開度を算出する（ステップＳ３）。そし
て、算出された弁開度に対応する指令信号が、出力信号
ライン１１を介して、コントロールユニット９から流量
制御三方弁５に対して発信されるのである（ステップＳ
４）。
【００３７】次に第五実施形態である図９は、ノッキン
グの発生が湿度と温度に関係することに着目し、ノッキ
ングの抑制と、ＮＯX の発生の抑制を両立させようとす
るものである。
グの発生が湿度と温度に関係することに着目し、ノッキ
ングの抑制と、ＮＯX の発生の抑制を両立させようとす
るものである。
【００３８】第五実施形態においては、エンジン本体１
の各気筒毎にノックセンサ１４を設け、蒸気排出管４に
介装した三方弁５に替えて同じ位置に弁制御の可能な流
量制御三方弁５を介装する。前記ノックセンサ１４によ
り得られたノッキング発生の情報を入力信号ライン１５
を介してコントロールユニット９が受けると、コントロ
ールユニット９は、前記流量制御三方弁５に対して吸気
側へ蒸気量を増加させる様に指令を発する構成となって
いる。
の各気筒毎にノックセンサ１４を設け、蒸気排出管４に
介装した三方弁５に替えて同じ位置に弁制御の可能な流
量制御三方弁５を介装する。前記ノックセンサ１４によ
り得られたノッキング発生の情報を入力信号ライン１５
を介してコントロールユニット９が受けると、コントロ
ールユニット９は、前記流量制御三方弁５に対して吸気
側へ蒸気量を増加させる様に指令を発する構成となって
いる。
【００３９】次に本発明の第五実施形態の制御フローに
ついて図１０を使用して、図９をも参照して説明する。
ついて図１０を使用して、図９をも参照して説明する。
【００４０】先ずスタートして、エンジン本体１の各気
筒毎に設けたノックセンサ１４はノッキングの発生を検
出しており、このノックセンサ１４の情報に基づき前記
コントロールユニット９はノッキングが発生したか否か
を判断する（ステップＳ１）。ノッキングが発生してい
ない場合（ステップＳ１においてＮＯ）には制御は元に
戻る。又、ノッキングが発生した場合（ステップＳ１に
おいてＹＥＳ）には次のステップＳ２に進み、コントロ
ールユニット９は流量制御三方弁５に信号を発し、吸気
側へ供給する蒸気量を増加させる方向へ弁を制御し制御
は元に戻る。
筒毎に設けたノックセンサ１４はノッキングの発生を検
出しており、このノックセンサ１４の情報に基づき前記
コントロールユニット９はノッキングが発生したか否か
を判断する（ステップＳ１）。ノッキングが発生してい
ない場合（ステップＳ１においてＮＯ）には制御は元に
戻る。又、ノッキングが発生した場合（ステップＳ１に
おいてＹＥＳ）には次のステップＳ２に進み、コントロ
ールユニット９は流量制御三方弁５に信号を発し、吸気
側へ供給する蒸気量を増加させる方向へ弁を制御し制御
は元に戻る。
【００４１】この様に吸気中の蒸気量を制御することに
よりノッキングの抑制と、ＮＯX の発生の抑制を両立さ
せることが出来る。
よりノッキングの抑制と、ＮＯX の発生の抑制を両立さ
せることが出来る。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、季節によって大気中の
湿度が変化しても、エンジンの沸騰冷却装置によって得
られる蒸気を吸気に加え加湿することでＮＯX の発生が
抑制される。
湿度が変化しても、エンジンの沸騰冷却装置によって得
られる蒸気を吸気に加え加湿することでＮＯX の発生が
抑制される。
【００４３】更にノッキングセンサをも使用することで
ノッキングの抑制と、ＮＯX の発生の抑制を両立させる
ことが出来る。
ノッキングの抑制と、ＮＯX の発生の抑制を両立させる
ことが出来る。
【図１】本発明の第一実施形態における装置の全体構成
図。
図。
【図２】本発明の第二実施形態における装置の全体構成
図。
図。
【図３】吸気の湿度と排出ＮＯX 量の関係を示すグラ
フ。
フ。
【図４】本発明の第二実施形態の制御フローチャート
図。
図。
【図５】本発明の第三実施形態における装置の全体構成
図。
図。
【図６】本発明の第三実施形態の制御フローチャート
図。
図。
【図７】本発明の第四実施形態における装置の全体構成
図。
図。
【図８】本発明の第四実施形態の制御フローチャート
図。
図。
【図９】本発明の第五実施形態でノッキング防止技術を
具備した装置の全体構成図。
具備した装置の全体構成図。
【図１０】本発明の第五実施形態の制御フローチャート
図。
図。
【図１１】従来技術における沸騰冷却式ガスエンジンの
全体構成図。
全体構成図。
１・・・ガスエンジン ２・・・吸気管 ３・・・排気管 ４・・・蒸気排出管 ５・・・流量制御三方弁 ６・・・加湿用蒸気管 ７・・・加湿器 ８・・・ＮＯX センサ ９・・・コントロールユニット １０、１３、１５・・・入力信号ライン １１・・・出力信号ライン １２・・・湿度センサ １４・・・ノックセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/032 Ｆ０２Ｍ 25/02 Ｂ
Claims (10)
- 【請求項１】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿
工程と、吸入空気の加湿量を制御する加湿量制御工程、
とを含むことを特徴とするガスエンジンの運転制御方
法。 - 【請求項２】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿
工程と、排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮ
ＯX 濃度測定工程と、前記測定工程の測定結果に基づい
て吸入空気の加湿量を制御する加湿量制御工程、とを含
むことを特徴とするガスエンジンの運転制御方法。 - 【請求項３】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿
工程と、吸入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定
工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて吸入空気の
加湿量を制御する加湿量制御工程、とを含むことを特徴
とするガスエンジンの運転制御方法。 - 【請求項４】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿
工程と、吸入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定
工程と、排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮ
ＯX 濃度測定工程と、前記吸入空気湿度測定工程及び排
気ガスＮＯX 濃度測定工程の測定結果に基づいて吸入空
気の加湿量を制御する加湿量制御工程、とを含むことを
特徴とするガスエンジンの運転制御方法。 - 【請求項５】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御方法において、吸入空気を加湿する加湿
工程と、ガスエンジンのノッキングを検出する検出工程
と、前記検出工程の検出結果に基づいて吸入空気の加湿
量を制御する加湿量制御工程、とを含むことを特徴とす
るガスエンジンの運転制御方法。 - 【請求項６】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御装置において、吸入空気を加湿する加湿
手段と、吸入空気の加湿量を制御する加湿量制御手段、
とを含むことを特徴とするガスエンジンの運転制御装
置。 - 【請求項７】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御装置において、吸入空気を加湿する加湿
手段と、排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮ
ＯX 濃度測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づい
て吸入空気の加湿量を制御する加湿量制御手段、とを含
むことを特徴とするガスエンジンの運転制御装置。 - 【請求項８】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御装置において、吸入空気を加湿する加湿
手段と、吸入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定
手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて吸入空気の
加湿量を制御する加湿量制御手段、とを含むことを特徴
とするガスエンジンの運転制御装置。 - 【請求項９】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエン
ジンの運転制御装置において、吸入空気を加湿する加湿
手段と、吸入空気中の湿度を測定する吸入空気湿度測定
手段と、排気ガス中のＮＯX 濃度を測定する排気ガスＮ
ＯX 濃度測定手段と、前記吸入空気湿度測定手段及び排
気ガスＮＯX 濃度測定手段の測定結果に基づいて吸入空
気の加湿量を制御する加湿量制御手段、とを含むことを
特徴とするガスエンジンの運転制御装置。 - 【請求項１０】 希薄燃焼式で且つ沸騰冷却式のガスエ
ンジンの運転制御装置において、吸入空気を加湿する加
湿手段と、ガスエンジンのノッキングを検出する検出手
段と、前記検出手段の検出結果に基づいて吸入空気の加
湿量を制御する加湿量制御手段、とを含むことを特徴と
するガスエンジンの運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8343402A JPH10184461A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ガスエンジンの運転制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8343402A JPH10184461A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ガスエンジンの運転制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184461A true JPH10184461A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18361241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8343402A Pending JPH10184461A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ガスエンジンの運転制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10184461A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108825379A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-11-16 | 江苏华强新能源科技有限公司 | 一种用于燃机进气口的喷雾加湿系统 |
| CN115450772A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-09 | 东风商用车有限公司 | 用于控制发动机NOx排放的装置及策略 |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP8343402A patent/JPH10184461A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108825379A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-11-16 | 江苏华强新能源科技有限公司 | 一种用于燃机进气口的喷雾加湿系统 |
| CN115450772A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-09 | 东风商用车有限公司 | 用于控制发动机NOx排放的装置及策略 |
| CN115450772B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-10-10 | 东风商用车有限公司 | 用于控制发动机NOx排放的策略 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060324 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060328 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060901 |