KR20150065898A - 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치 - Google Patents

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KR20150065898A
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check valve
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세카이 미야모토
히데카즈 이와사키
모토히코 니시무라
요스케 노나카
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

연료 공급 제어 장치(100)는, 가스 연료를 부실(24)에 공급하는 부실 연료 공급 밸브(18)와, 부실 연료 공급 밸브(18) 및 부실(24) 사이에 개재되며, 부실(24)로부터의 역류를 방지하는 체크 밸브(19)와, 체크 밸브(19)의 작동 상태를 검출하는 밸브 상태 검출 장치(51)와, 엔진 사이클 내에서의 회전각도를 검출하는 회전각도 검출 장치(56)와, 부실 연료 공급 밸브(18)의 작동 지령값을 결정하는 제어 장치(60)를 포함한다. 제어 장치(60)는, 밸브 상태 검출 장치(51) 및 회전각도 검출 장치(56)로부터의 신호에 기초하여 체크 밸브(19)의 실제 작동 상태를 회전각도와 대응시켜 측정하고, 해당 측정된 실제 작동 상태를 목표 작동 상태에 근접하도록 부실 연료 공급 밸브(18)의 작동 지령값을 보정한다.

Description

부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치{FUEL SUPPLY CONTROLLING DEVICE FOR PRECHAMBER GAS ENGINES}
본 발명은, 주 연료실 및 부실(副室)을 가지는 부실식 가스 엔진에 적용되는 연료 공급 제어 장치에 관한 것이다.
부실식 가스 엔진에서는, 주 연료실의 연소 효율을 높여 에너지 절약을 실현하고, 배기가스 중의 미연소 탄화수소 성분을 포함한 불완전 연소 성분을 억제하여 환경 친화를 실현하기 위해, 부실의 연소 상태를 정상적으로 유지하는 것이 중요하다. 부실의 연소 상태를 정상적으로 유지하려면, 적량의 가스 연료를 적시에 부실로 공급하는 것이 효과적이다. 그래서 종래의 부실식 가스 엔진에서는, 가스 연료를 부실에 공급하는 부실 연료 공급 밸브를 전자기식으로 설치하고, 엔진 회전수 등의 엔진 운전 상태에 따라 부실 연료 공급 밸브의 개폐를 제어하고 있다. 예를 들어, 부실 연료 공급 밸브의 개방 시기 또는 폐쇄 시기가, 부실에 대한 연료 공급 시작 또는 공급 종료 각각에 적합한 시기로 설정되고 있다.
부실식 가스 엔진에서는, 체크 밸브가 부실 연료 공급 밸브와 부실 사이에 개재된다. 체크 밸브는, 부실 연료 공급 밸브에서 부실로의 흐름을 허용하는 한편 부실로부터의 역류를 방지하고, 이에 따라 부실 안에서 발생한 화염이나 연소 가스로부터 부실 연료 공급 밸브를 보호하면서도 부실에 대한 연료 공급을 허용한다. 종래, 부실식 가스 엔진용 체크 밸브에 대해서는, 예를 들어 스프링식, 자석식 및 캠 구동식과 같은 다양한 이동 형식이 제안되어 있다.
특허문헌 1은 스프링식 체크 밸브를 개시하고 있다. 해당 체크 밸브는, 스프링의 탄발력으로 밸브 본체를 가압함으로써 상시 폐쇄될 수 있다. 전자기 밸브(부실 연료 공급 밸브)가 개방되면, 전자기 밸브를 통과한 가스 연료의 압력에 의해 밸브 본체가 탄발력에 대항하는 이동을 통해 체크 밸브가 개방된다. 이에 따라 가스 연료가 체크 밸브를 통과하여 부실 안으로 공급된다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2011-149308호
체크 밸브(특히 스프링식이나 자석식)는, 경년 노화나 이물질 끼임으로 인해 부실 연료 공급 밸브의 작동에 대한 반응이 변화하는 경우가 있다. 하지만, 종래, 예를 들어 부실 연료 공급 밸브가 개방되면 체크 밸브가 즉시 개방하는 방식 등의 예상 하에서, 부실 연료 공급 밸브를 제어하고 있는 것이 현재 상황이다. 이러한 예상 하에서 제어를 계속 해도 부실에 대한 실제의 연료 공급 시작 시기, 연료 공급 종료 시기 및 연료 공급 기간이 체크 밸브의 반응 변화에 따라 당초 예상에서 어긋나 가스 연료를 부실에 적시에 공급한다는 제어 목적을 달성하기 어려운 문제가 있다. 나아가서는, 부실의 연소 상태를 정상적으로 유지하고, 주연소실의 연소 효율을 높이고, 배기가스 안의 성분을 개선하는 것도 어려워진다.
따라서 본 발명은 가스 연료를 적시에 부실에 공급 가능한 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치는, 가스 연료를 부실(副室)에 공급하는 부실 연료 공급 밸브와, 상기 부실 연료 공급 밸브와 상기 부실 사이에 개재되며, 상기 부실로부터의 역류를 방지하는 체크 밸브와, 상기 체크 밸브의 작동 상태를 검출하는 밸브 상태 검출 장치와, 크랭크샤프트의 회전각도 또는 캠 샤프트의 회전각도 중 하나 이상의 회전각도를 검출하는 회전각도 검출 장치와, 상기 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 결정하는 제어 장치를 포함하며, 상기 제어 장치는, 상기 밸브 상태 검출 장치 및 상기 회전각도 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 회전각도와 대응하는 상기 체크 밸브의 실제 작동 상태를 측정하고, 해당 실제 작동 상태를 목표 작동 상태에 근접하도록 상기 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정한다.
상기 구성에 따르면, 밸브 상태 검출 장치 및 회전각도 검출 장치로부터의 신호를 이용하여 어느 시기에 체크 밸브가 개방되고 있는지, 어느 정도의 기간에 걸쳐 체크 밸브는 개방되어 있는지 또는 어느 시기에 체크 밸브가 폐쇄되고 있는지 등 체크 밸브의 작동 상태를 제어 장치가 파악한다. 제어 장치는, 상기 체크 밸브의 실제 작동 상태를 목표 작동 상태에 근접하도록 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정한다. 다시 말하면, 제어 장치는, 체크 밸브의 작동 상태가 목표에 다다르도록 피드백 제어를 실행하고, 그 피드백 제어에 있어서 부실 연료 공급 밸브를 조작한다.
이와 같은 제어를 실행함으로써 체크 밸브의 반응에 변화가 있어도, 이에 대응하여 체크 밸브를 당초 예상대로 작동시킬 수 있으며, 체크 밸브를 적시에 개방시킬 수 있다. 따라서 부실에 대한 실제의 연료 공급 시작 시기, 연료 공급 종료 시기 및 연료 공급 기간을 적절하게 제어할 수 있기 때문에, 부실의 연소 상태를 정상적으로 유지하고, 나아가서는 주 연소실의 연소 효율이나 배기가스 성분을 개선할 수 있다. 또한, 제어 장치는 체크 밸브 자체를 조작하는 것이 아니기 때문에, 복잡한 이동 방식을 체크 밸브에 적용할 필요가 없다. 또한, 현재 가동 중인 부실식 가스 엔진에 관해서도, 엔진 본체(예를 들면 실린더 헤드 주위)의 대폭적인 형상 변경을 수반하지 않고, 전술한 작용을 거두는 연료 공급 제어 장치를 제작할 수 있다. 이와 같이, 용이하게 개조 가능한 점에 비추어 보아도 본 발명의 효율이 개선되었음을 알 수 있다.
가스 엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 장치를 포함하며, 상기 제어 장치는, 상기 운전 상태 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 목표 작동 상태를 설정할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 실제 작동 상태가 가스 엔진의 운전 상태에 따라 설정된 목표 작동 상태에 가까워지도록 제어 장치가 피드백 제어를 실행하므로 가스 엔진의 운전 상태가 변화해도 이에 맞추어 상기 체크 밸브를 당초 예상대로 계속 작동시킬 수 있다.
상기 체크 밸브의 작동 상태에는, 상기 체크 밸브의 개방 시기가 포함되며, 상기 제어 장치는, 상기 밸브 상태 검출 장치 및 상기 회전각도 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 회전각도와 대응하는 상기 체크 밸브의 실제 개방 시기를 측정하고, 해당 실제 개방 시기를 목표 개방 시기에 근접하도록 상기 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 제어 장치가, 체크 밸브의 개방 시기를 피드백 제어하기 때문에, 체크 밸브를 적시에 개방시킬 수 있으며, 이로써 부실에 대한 연료 공급 시작 시기를 적시에 유지할 수 있다. 또한, 제어 장치는, 체크 밸브의 개방 시기의 피드백 제어를 실행할 때에 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정하는 바, 이러한 작동 지령값은 연료 공급 제어에 있어서 종전에 이용되고 있는 것이기 때문에 전술한 작용을 실현하는 제어가 용이하게 이루어질 수 있다.
상기 실제 개방 시기가 허용 진각량을 초과하여 상기 목표 개방 시기보다 진각하고 있는 경우에, 상기 제어 장치는 상기 부실 연료 공급 밸브의 개방 시기를 지각(遲角) 보정하고, 상기 실제 개방 시기가 허용 지각량을 초과하여 상기 목표 개방 시기보다 지각하고 있는 경우에, 상기 제어 장치는 상기 부실 연료 공급 밸브의 개방 시기를 진각(進角) 보정할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 실제 개방 시기가 목표 개방 시기보다 진각하고 있으면 부실 연료 공급 밸브의 개방 시기가 지각 보정되므로 실제 개방 시기를 이에 따라 지각할 수 있고, 목표 개방 시기에 근접할 수 있다. 실제 개방 시기가 목표 개방 시기보다 진각하고 있을 때도 이와 같다.
상기 체크 밸브의 작동 상태에는, 상기 체크 밸브의 폐쇄 시기가 포함되고, 상기 제어 장치는, 상기 밸브 상태 검출 장치 및 상기 회전각도 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 회전각도와 대응하는 상기 체크 밸브의 실제 폐쇄 시기를 측정하고, 해당 실제 폐쇄 시기를 목표 폐쇄 시기에 근접하도록 상기 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정할 수도 있다.
이러한 구성에 따르면, 제어 장치가, 체크 밸브의 폐쇄 시기를 피드백 제어하기 때문에, 체크 밸브의 개방 기간을 적당한 기간으로 유지하고, 체크 밸브를 적시에 폐쇄시킬 수 있으며, 부실에 대한 연료 공급 종료 시기를 적시에 유지할 수 있다. 제어 장치는, 체크 밸브의 폐쇄 시기의 피드백 제어를 실행할 때에 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정하는 바, 이러한 작동 지령값은 연료 공급 제어에 있어서 종전에 이용되고 있는 것이기 때문에, 전술한 작용을 실현하는 제어가 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 폐쇄 기간을 개방 시기와 함께 피드백 제어하였을 경우, 개방 기간도 당초 예상대로 유지할 수 있다. 이로써 부실에 대한 연료 공급량 및 연료 공급 기간을 적절하게 유지할 수 있다.
상기 체크 밸브는, 상기 부실에 개구된 연료구를 폐쇄하는 폐쇄 위치와 상기 폐쇄 위치에서 떨어진 완전 개방 위치 사이에서 이동할 수 있는 밸브 본체를 가지며, 상기 밸브 본체가 상기 폐쇄 위치에서 상기 완전 개방 위치를 향해 이동함으로써 상기 연료구가 개방되어 상기 체크 밸브가 개방되고, 상기 밸브 상태 검출 장치는, 상기 밸브 본체의 이동량을 검출 가능하고, 상기 제어 장치는, 상기 밸브 상태 검출 장치 및 상기 회전각도 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 회전각도와 대응하는 상기 밸브 본체의 이동량에 대한 이동량 추이의 실제 적분값을 측정하고, 해당 측정된 실제 적분값과 상기 이동량 추이의 목표 적분값의 비교 결과에 따라 상기 체크 밸브가 정상인지 여부를 판단할 수도 있다.
여기서, 제어 장치가 체크 밸브의 개방 시기나 폐쇄 시기를 당초 예상에서 벗어나지 않도록 피드백 제어를 실행하는 것에 비추어 보면, 체크 밸브의 이동량이 초과하거나 체크 밸브의 이동량이 부족한 경우에, 목표 적분값과 실제 적분값의 편차가 커진다. 이와 같이 체크 밸브의 이동량이 너무 크거나 너무 작으면, 체크 밸브를 통과하는 연료량 또는 연료 압력이 당초 예상에 비해 너무 크거나 너무 작아져 부실 안의 연소 상태를 정상적으로 유지하는 것이 곤란해진다. 이러한 구성에 따르면, 이와 같은 상황을 파악하여 체크 밸브가 정상인지 여부를 판단할 수 있다.
이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가스 연료를 적시에 부실에 공급 가능한 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 엔진의 전체 구성을 보여주는 개념도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 가스 엔진에 적용되는 연료 공급 제어 장치의 구성을 실린더의 주변 구성과 함께 보여주는 개념도이다.
도 3은, 도 2에 도시된 체크 밸브 및 밸브 상태 검출 장치의 구성의 일례를 보여주는 개념도이다.
도 4는, 도 2에 도시된 연료 공급 제어 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는, 도 4에 도시된 제어 장치에 의해 실행되는 연료 공급 제어의 순서를 보여주는 흐름도이다.
도 6은, 도 3에 도시된 체크 밸브의 실제 작동 상태의 일례와 목표 작동 상태의 일례를 개념적으로 보여주는 그래프이다.
도 7의 (a)는 목표 작동 상태 설정에 이용되는 운전 영역의 일례를 개념적으로 보여주는 그래프이고, 도 7의 (b)는 목표 작동 상태 설정의 일례를 보여주는 그래프이고, 도 7의 (c)는 목표 작동 상태 설정의 다른 예를 보여주는 그래프이다.
도 8의 (a)는, 실제 개방 시기가 목표 개방 시기에 대해 지각(遲角), 실제 폐쇄 시기가 목표 폐쇄 시기에 대해 진각(進角)하고 있는 경우의 일례를 보여주는 그래프이고, 도 8의 (b)는, 실제 개방 시기가 목표 개방 시기에 대해 진각, 실제 폐쇄 시기가 목표 폐쇄 시기에 대해 지각하고 있는 경우의 일례를 보여주는 그래프이고, 도 8의 (c)는, 실제 작동 상태가 목표 작동 상태에 거의 적합한 경우의 일례를 보여주는 그래프이다.
도 9는, 도 3에 도시된 체크 밸브의 작동량 추이의 실제 적분값의 일례와 목표 적분값의 일례를 개념적으로 보여주는 그래프이다.
이하, 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 동일하거나 대응하는 요소에는 모든 도면에 걸쳐 같은 부호를 부여하고 중복되는 상세한 설명을 생략한다.
(가스 엔진의 전체 구성)
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 엔진(1)의 전체 구성을 보여주는 개념도이다. 도 1에 도시된 가스 엔진(1)은, 가스 연료 및 급기의 혼합기를 연소하여 출력축(2)에서 회전 출력을 발생한다. 출력축(2)은, 교류발전기 및 선박용 추진기 등의 부하(3)에 연결되고, 본 실시예에 따른 가스 엔진(1)은, 발전기의 구동원 및 선박용 주기(主機) 등으로서 알맞게 이용된다.
가스 엔진(1)은, 부실식, 레시프로케이팅(reciprocating)식, 4스트로크식의 엔진이며, 엔진 본체 안에 복수의 실린더(4)를 가지고 있다. 실린더(4)의 배열 방식은, 도시의 편의를 위해 예시된 병렬형에 한정하지 않고 V형일 수도 있다. 가스 엔진(1)에는, 급기 통로(5) 및 배기 통로(6)가 설치되어 있다. 급기 통로(5)는, 과급기로부터의 급기를 각 실린더(4)에 공급하기 위한 통로이며, 실린더(4)에 개별 대응하는 복수의 급기 포트(7)를 포함한다. 배기 통로(6)는, 각 실린더(4)로부터의 배기를 과급기에 공급 또는 공급하거나 외기에 배출하기 위한 통로이며, 실린더(4)에 개별 대응하는 복수의 배기 포트(9)를 포함한다.
가스 엔진(1)에는, 연료공급원으로부터의 가스 연료를 각 실린더(4)에 공급하기 위한 연료 라인(11)이 설치되어 있다. 연료 라인(11)은, 연료공급원에서 연장되는 공통 라인(12)과, 실린더(4)에 개별 대응하는 복수의 분기 라인(13)을 포함하고, 각 분기 라인(13)은, 주 연료 라인(13a)과 부실 연료 라인(13b)을 포함한다. 주 연료 라인(13a)은, 연료공급원으로부터의 가스 연료를 대응하는 실린더(4)의 급기 포트(7)로 인도하는 계통으로서, 예를 들면 공통 라인(12)이 해당 급기 포트(7)에 연결되어 있다. 부실 연료 라인(13b)은, 연료공급원으로부터의 가스 연료를 대응하는 실린더(4)의 부실(24)(도 2 참조)로 인도하는 계통이며, 예를 들면 공통 라인(12)이 해당 부실(24)에 연결되어 있다.
실린더(4)에 개별 대응해서 주 연료 공급 밸브(16), 부실 연료 공급 밸브(18), 체크 밸브(19) 및 점화기(20)가 설치되어 있다. 주 연료 공급 밸브(16)는, 대응하는 주 연료 라인(13a) 상에 배치된다. 부실 연료 공급 밸브(18) 및 체크 밸브(19)는, 대응하는 부실 연료 라인(13b) 상에 배치된다. 점화기(20)는, 대응하는 부실(24)(도 2 참조) 안의 혼합기를 점화한다.
도 2는, 도 1에 도시된 가스 엔진(1)에 적용되는 연료 공급 제어 장치(100)의 개요 구성을 실린더(4)의 주변 구성과 함께 보여주는 개념도이다. 먼저, 도 2를 참조하여 실린더(4)의 주변 구성에 대해 설명한다. 도 2는 1개의 실린더(4)만 도시하고 있지만, 다른 실린더도 마찬가지이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(4) 안에는 피스톤(21)이 왕복 운동 가능하게 삽입된다. 피스톤(21)은 커넥팅 로드(22)를 통해 출력축(2)에 연결된다. 실린더(4) 내 피스톤(21)의 상면 측의 공간은 주 연소실(23)을 이룬다. 주 연소실(23)은, 격벽(25)을 개재시켜 부실(24)과 구획되는 한편, 격벽(25)에 형성된 연통 구멍(26)을 통해 부실(24)과 연통된다. 급기 포트(7) 및 배기 포트(9)는 주 연소실(23)의 천정 부위에 개구되어 있다. 급기 밸브(27)는 급기 포트(7)를 개폐하고, 배기 밸브(28)는 배기 포트(9)를 개폐한다.
격벽(25)은, 그 상부에서 개방된 그릇 모양으로 형성되고, 부실(24)은 그 내측에 형성된다. 격벽(25)은, 그 하부에서 주 연소실(23)의 천정 부위를 부분적으로 구성하고, 연통 구멍(26)은 해당 하부를 관통하고 있다. 격벽(25)은 피팅(29)으로 위에서 덮이고, 피팅(29)은, 그 하부에서 부실(24)의 천정 부위를 부분적으로 구성한다. 피팅(29)은, 점화기(20)를 수납하는 점화기 구멍(30)과, 부실 연료 라인(13b)의 하류 단부를 구성하는 연료 통로(31)를 가진다. 점화기 구멍(30)은 피팅(29)의 하부에서 개구되어 있다. 도 2에서는, 점화기(20)로서, 불꽃을 발생하는 전극이 점화기 구멍(30)의 개구로부터 부실(24) 안으로 돌출되도록 점화기 구멍(30) 안에서 위치 결정된 점화 플러그를 예시하고 있지만, 점화기(20)는 파일럿 연료 분사 밸브일 수도 있다.
급기 행정에서는, 급기 밸브(27) 및 주 연료 공급 밸브(16)가 개방된다. 연료공급원으로부터의 가스 연료는, 주 연료 공급 밸브(16)를 통과하고, 주 연료 라인(13a)의 하류단에 배치된 연료 노즐(17)로부터 급기 포트(7) 안으로 분사되어 급기와 함께 주 연소실(23) 안으로 공급된다. 압축 행정에서는, 혼합기가 주 연소실(23) 안에서 압축되고, 압축된 혼합기가 연통 구멍(26)을 통해 부실(24) 안에도 공급된다. 점화기(20)는 압축 행정이 종료되는 시기 근방에서 작동하여 부실(24) 안의 혼합기를 연소시킨다. 부실(24) 안에서 발생한 화염은 연통 구멍(26)을 통해 주 연소실(23) 안으로 전파되고, 이에 따라 주 연소실(23)의 혼합기도 연소된다. 팽창 행정 후의 배기 행정에서는, 배기 밸브(28)가 배기 포트(9)를 개방하여 주 연소실(23) 안과 부실(24) 안의 연소 가스가 배기 통로(6)로 배출된다.
연료 통로(31)는, 피팅(29)의 하부에 형성되어 부실(24)의 천정 부위에 개구되는 연료구(32)를 가지며, 부실 연료 라인(13b)은, 해당 연료구(32)를 통해 부실(24)과 연통된다. 체크 밸브(19)는, 부실 연료 라인(13b) 위이며 부실 연료 공급 밸브(18)와 부실(24) 사이에 개재된다. 체크 밸브(19)는, 부실 연료 공급 밸브(18)(나아가서는 연료공급원)에서 부실(24) 안으로 향하는 가스 연료의 흐름을 허용하는 한편, 부실(24)에서 부실 연료 공급 밸브(18)를 향하는 역류를 방지한다. 본 실시예에 따른, 체크 밸브(19)는, 피팅(29)에 장착되고 연료 통로(31) 안에 수용되어 연료 통로(31) 또는 연료구(32)를 개폐한다. 체크 밸브(19)는, 일반적으로 연료구(32)를 폐쇄한 폐쇄 상태에서 이러한 역류를 방지하고, 연료구(32)를 개방한 개방 상태에서 이러한 흐름을 허용한다.
부실 연료 공급 밸브(18)는, 급기 행정 중의 적시에 개방되고 압축 행정 중 또는 배기 행정 중의 적시에 폐쇄된다. 부실 연료 공급 밸브(18)는, 전자기 밸브이고, 상세하게는, 상시 폐쇄 밸브이고, 또한 개폐 밸브이다. 또한, 도 2에서는, 부실 연료 공급 밸브(18)를 피팅(29)의 외부에 배치한 경우를 예시하고 있지만, 부실 연료 공급 밸브(18)는 피팅(29) 위에 또는 그 안에 배치될 수도 있다. 가스 엔진(1)에는, 전자기식 부실 연료 공급 밸브(18)를 제어하는 제어 장치(60)가 설치된다. 제어 장치(60)는, 부실 연료 공급 밸브(18)의 작동 지령값(개방 시기, 폐쇄 시기 및 개방 기간)을 결정하고, 그 작동 지령값에 따라 부실 연료 공급 밸브(18)를 구동한다.
부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 기간 중, 연료공급원으로부터의 가스 연료는, 부실 연료 공급 밸브(18)를 통과하여 연료 통로(31) 안으로 공급된다. 체크 밸브(19)는 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방에 반응하도록 개방되고, 이로써 가스 연료가 체크 밸브(19)를 통과하여 연료구(32)를 거쳐 부실(24) 안으로 공급된다. 부실 연료 공급 밸브(18)가 폐쇄되면, 체크 밸브(19)도 이에 반응하도록 폐쇄되어 부실(24)로의 가스 연료 공급이 멈춘다. 체크 밸브(19)는, 부실 연료 공급 밸브(18)의 폐쇄 기간 중인 팽창 행정 및 배기 행정에서, 연소 가스가 부실(24)에서 부실 연료 라인(13b)을 따라 역류하는 것을 방지하고 이로써 전자기식인 부실 연료 공급 밸브(18)를 연소 가스로부터 보호한다.
부실(24) 안의 혼합기는, 주 연료실(23)에서 공급된 혼합기에 부실 연료 라인(13b)에 인도된 가스 연료를 혼합한 것이 되며, 주 연소실(23) 안의 혼합기보다 풍부하게 만들어진다. 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 기간은, 부실(24) 안에서 생성되는 혼합기의 공기 과잉율이 소요 값으로 되기 위해 필요한 연료량을 연료구(32)에서 부실(24) 안으로 공급할 수 있도록, 엔진 운전 상태에 따라 결정된다. 연료 압력은, 공통 라인(12) 상에서 대체로 일정하게 조절되고 있기 때문에, 개방 기간의 조절을 통해 부실 연료 공급 밸브(18)를 통과하는 연료량을 조절 가능하다. 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기 및 폐쇄 시기는, 부실(24)의 내압이 압축 행정의 진행을 위해 상승하는 경우에 있어도 해당 내압에 대항하여 상기 필요한 연료량을 연료구(32)에서 부실(24) 안으로 적절하게 공급할 수 있도록, 또한 연료구(32)에서 공급된 가스 연료를 점화 시기까지 부실(24) 안으로 골고루 퍼지게 하여 연료 농도 분포를 부실(24) 안에서 균일화할 수 있도록, 엔진 운전 상태에 따라 결정된다.
이와 같이 결정된 작동 지령값(개방 시기, 폐쇄 시기 및 개방 기간)에 따라 부실 연료 공급 밸브(18)가 작동함으로써 엔진 운전 상태에 따라 가스 연료를 부실(24)에 적시 적량 공급하여 부실(24) 안의 혼합기의 공기 과잉율 및 연료 농도 분포를 목표대로 제어하는 것을 도모할 수 있다. 이로써 부실(24) 안의 연소 상태를 정상적으로 유지하고, 나아가서는 주 연소실(23)에 화염을 적절하게 전파시켜 주 연소실(23) 안의 연소 상태를 정상적으로 유지하고, 실린더(4) 안의 연소 효율을 높여 배기가스 내의 성분을 개선하는 것을 도모할 수 있다.
부실 연료 공급 밸브(18)를 통과한 가스 연료는, 체크 밸브(19)를 통과해야 부실(24) 안에 도달할 수 있기 때문에, 이러한 제어 목적의 달성에는, 부실 연료 공급 밸브(18)의 개폐에 대한 체크 밸브(19)의 반응이 예측 가능하도록 요구받는다. 그래서 이러한 가스 엔진(1)에는, 체크 밸브(19)의 작동을 당초 예상대로 유지하기 위한 제어를 실행하는 연료 공급 제어 장치(100)가 적용되어 있다. 이러한 연료 공급 제어 장치(100)에 따르면, 체크 밸브(19)에 열화나 이물일 끼임이나 개수차이가 발생하여도, 또한 체크 밸브(19)가 액티브하게 개폐 제어할 수 없는 이동 방식(예를 들어 스프링식 및 자석식)을 적용하고 있어도 체크 밸브(19)의 작동을 계속 안정화시킬 수 있다.
[연료 공급 제어 장치]
연료 공급 제어 장치(100)는, 전술한 부실 연료 공급 밸브(18), 체크 밸브(19) 및 제어 장치(60) 외에, 밸브 상태 검출 장치(51) 및 회전각도 검출 장치(56)를 포함하고 있다. 부실 연료 공급 밸브(18), 체크 밸브(19) 및 밸브 상태 검출 장치(51)는 실린더(4)마다 설치된다(도 1 참조). 회전각도 검출 장치(56) 및 제어 장치(60)는 단일이며 복수의 실린더(4)에 공통되어 있다. 회전각도 검출 장치(56)는, 출력축(크랭크샤프트)(2)의 회전각도 또는 도시하지 않은 캠 샤프트의 회전각도 중 하나 이상의 회전각도를 검출한다. 제어 장치(60)는, 예를 들어 시피유(CPU), 롬(ROM), 램(RAM) 및 입출력 인터페이스를 주체로 구성된다. 제어 장치(60)의 출력 측은, 복수의 실린더(4) 각각에 설치된 복수의 부실 연료 공급 밸브(18)에 연결되어 있다. 제어 장치(60)는, 부실 연료 공급 밸브(18)마다 그 작동 지령값을 결정한다. 제어 장치(60)의 출력 측은, 주 연료 공급 밸브(16) 및 점화기(20)에 연결될 수도 있다.
제어 장치(60)의 입력 측은, 복수의 밸브 상태 검출 장치(51) 및 단일의 회전각도 검출 장치(56)에 연결되어 있다. 각 밸브 상태 검출 장치(51)는, 대응하는 체크 밸브(19)의 작동 상태를 검출한다. 작동 상태에는, 체크 밸브(19)가 개방 상태인지 여부가 포함된다. 또한, 후술하는 바와 같이 체크 밸브(19)가 리프트 체크 밸브이면, 작동 상태에는 체크 밸브(19)의 리프트량이 포함될 수도 있다. 그리고 제어 장치(60)가, 리프트량을 참조하여 개방 상태인지 여부를 측정할 수도 있다.
도 3은, 도 2에 도시된 체크 밸브(19) 및 밸브 상태 검출 장치(51)의 구성의 일례를 보여주는 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 체크 밸브(19)는, 부실(24)에 개구된 연료구(32)를 폐쇄하는 폐쇄 위치와 해당 폐쇄 위치에서 떨어진 완전 개방 위치 사이에서 이동할 수 있는 밸브 본체(41)를 가지고 있다. 밸브 본체(41)가 폐쇄 위치에서 완전 개방 위치를 향해 이동함으로써 연료구(32)가 개방된다.
본 실시예에서는, 체크 밸브(19)가, 연료 압력의 작용으로 밸브 본체(41)를 이동시킬 수 있는 이동 방식을 적용한 리프트 체크 밸브로 구성되며, 포핏식이다. 구체적으로는, 밸브 막대(42)가, 연료구(32) 안으로 이동 가능하게 연료 통로(31) 안에 수용되고, 그 이동 방향 개방 측(도 4 지면의 하측)의 단부(42a)에서, 저배원추형 모양 또는 버섯 모양의 밸브 본체(41)의 정부(41a)에 연결된다. 부실 연료 공급 밸브(18)가 폐쇄되면, 연료 통로(31)로의 연료 공급이 멈추고, 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)가 가압 부재(43)의 가압력으로 이동 방향 폐쇄 측(도 4 지면의 상측)으로 가압되어서 밸브 본체(41)의 페이스부(41b)가 연료구(32) 주위의 밸브 시트(32a)에 부실(24) 안에서 안착하고, 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)가 폐쇄 위치에서 정지하고, 연료구(32)가 폐쇄되어 체크 밸브(19)가 폐쇄 상태가 된다. 부실 연료 공급 밸브(18)가 개방되면, 밸브 본체(41)의 페이스부(41b) 중 연료 통로(31) 안을 향한 면이 연료 압력을 수압하여 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)가 가압력에 대항하여 폐쇄 위치에서 이동 방향 개방 측으로 이동할 수 있다. 이로써 밸브 본체(41)가 밸브 시트(32a)에서 떨어지고 연료구(32)가 개방되어 체크 밸브(19)가 개방 상태가 된다. 완전 개방 위치는, 폐쇄 위치에서 이동 방향 개방 측으로 최대 리프트량(LM)만큼 떨어져 있다. 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)는, 그 이동 방향(즉, 밸브 막대(42)의 축선 방향, 연료구(32)의 법선 방향인 한편 밸브 시트(32a)에서 직각 방향) 개방 측으로, 폐쇄 위치에서 완전 개방 위치까지 이동할 수 있다.
도 3에서는, 가압 부재(43)로서, 탄발력을 전술한 가압력으로서 발휘하는 스프링을 예시하고 있지만, 가압 부재(43)는, 자착력을 전술한 가압력으로서 발휘하는 자석일 수도 있다(즉, 이동 방식은 스프링식에 한정되지 않고 자석식일 수도 있다). 도 3에서는, 스프링으로서, 밸브 막대(42)의 외주 측에 배치되어 연료 통로(31) 안에서 밸브 막대(42)의 이동 방향으로 변형하는 코일식을 예시하고 있지만, 스프링의 배치 및 형상은 적절히 변경 가능하다. 체크 밸브(41)는 포핏식에 한정되지 않고, 니들식이나 볼식 등 다른 형식으로 적절히 변경 가능하다.
본 실시예에서는, 밸브 상태 검출 장치(51)가 갭 센서로 구성된다. 갭 센서는, 밸브 막대(42)의 이동 방향 폐쇄 측(도 4 지면의 상측)의 단부(42b)에서 그 폐쇄 측으로 떨어져서 배치되도록 피팅(29)에 장착되고, 자신과 밸브 막대(42)(특히, 밸브 막대(42)의 폐쇄 측 단부(42b)) 사이의 갭(G)을 검출한다. 갭 센서의 검출 방식은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 와전류식이나 정전용량식이나 초음파식 등을 적용 가능하다. 갭(G)은 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)의 리프트량(L)에 따라 변화한다. 갭 센서가 본 구성에 있어서 검출 가능한 갭 범위 중 최소값(Gm)을 검출할 때, 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)의 리프트량(L)은 0이며, 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)는 폐쇄 위치에 있다. 갭 센서가 상기 갭 범위 중 최대값(GM)을 검출할 때, 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)의 리프트량(L)은 전술한 최대 리프트량(LM)이며, 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)는 완전 개방 위치에 있다. 이와 같이 갭 센서는, 실질적으로 리프트량(L)을 검출하는 리프트량 센서로서 기능한다.
도 4는, 도 2에 도시된 연료 공급 제어 장치(100)의 구성을 보여주는 블록도이다. 회전각도 검출 장치(56)는, 급기, 압축, 팽창 및 배기의 4행정으로 구성되는 1 엔진 사이클 안에서의 회전각도를 검출한다. " 회전각도"는, 1 엔진 사이클(즉, 피스톤(21)이 2왕복을 하여 출력축(2)이 2회전을 하는 기간) 안에서 피스톤(21)의 위치 및 크랭크각(출력축(2)의 회전각)에 해당한다. 또한, 도 2에서는, 회전각도 검출 장치(56)로서, 출력축(2) 부근에 배치되어 크랭크각을 검출하는 크랭크각 센서를 예시하고 있지만, 급배기 밸브(27,28)의 구동용 캠 샤프트와 같이 출력축(2)과 연동하는 회전 부재의 회전각을 검출할 수도 있다.
제어 장치(60)는, 회전각도 검출 장치(56)로부터의 신호에 기초하여 엔진 회전 수(출력축(2)의 각속도)를 측정할 수 있다. 따라서 회전각도 검출 장치(56)는, 엔진 운전 상태의 일례로서 엔진 회전수를 검출하는 회전수 검출 장치로서의 기능을 가지며, 엔진 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 장치(55)의 일례이기도 하다.
제어 장치(60)의 입력 측은, 엔진 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 장치(55)와도 연결되어 있다. 운전 상태 검출 장치(55)에는, 가스 엔진(1)의 부하 또는 제어 장치(60)가 부하의 추정 연산을 실행하기 위해 필요한 파라미터를 검출하는 부하 검출 장치나, 냉각수 온도를 검출하는 수온 검출 장치나, 배기 온도를 검출하는 배기 온도 감지 장치나, 과급 압력을 검출하는 과급 압력 검출 장치나, 가스 연료의 성상(예를 들어 원래 압력 또는 메탄값) 또는 제어 장치(60)가 연료 성상의 추정 연산을 실행하기 위해 필요한 파라미터를 검출하는 연료 성상 검출 장치가 포함될 수도 있다. 즉, 엔진 운전 상태에, 엔진 회전수, 부하, 냉각수 온도, 배기 온도, 과급 압력 및 연료 성상이 포함될 수도 있다.
제어 장치(60)는, 밸브 상태 검출 장치(51), 회전각도 검출 장치(56) 및 운전 상태 검출 장치(55)에 의한 검출값을 작은 소정 제어 주기(예를 들면, 5msec)마다 순차적으로 입력한다. 제어 장치(60)는, 밸브 상태 검출 장치(51) 및 회전각도 검출 장치(56)로부터의 신호에 기초하여 체크 밸브(19)의 작동 상태를 회전각도와 대응시켜 실제 작동 상태를 측정하고, 해당 측정된 실제 작동 상태를 목표 작동 상태에 근접하도록 부실 연료 공급 밸브(18)의 작동 지령값을 보정하고, 해당 작동 지령값에 따라 부실 연료 공급 밸브(18)를 구동한다. 바꾸어 말하면, 제어 장치(60)는, 체크 밸브(19)의 작동 상태에 대해 회전각도와 관련시켜 피드백 제어를 실행할 때에, 부실 연료 공급 밸브(18)를 조작한다. 또한, 제어 장치(60)는, 운전 상태 검출 장치(55)로부터의 신호에 기초하여 부실 연료 공급 밸브(18)의 보정 전의 작동 지령값과, 체크 밸브(19)의 목표 작동 상태를 설정한다.
제어 장치(60)는, 이러한 제어를 실행하기 위한 기능 블록으로서, 지령값 설정부(61), 측정부(62), 목표 상태 설정부(63), 목표 상태 저장부(64), 비교부(65), 지령값 결정부(66) 및 구동부(67)를 가진다. 지령값 설정부(61), 측정부(62), 목표 상태 설정부(63), 비교부(65) 및 지령값 결정부(66)는, 제어 장치(60)의 소프트웨어 요소(예를 들어, 롬(ROM)에 미리 저장된 프로그램)로 실현된다. 목표 상태 저장 부(64)는, 제어 장치(60)의 하드웨어 요소(예를 들어 롬(ROM))로 실현되고, 구동부(67)는, 제어 장치(60)의 또는 그 출력 측에 연결된 하드웨어 요소(예를 들어 부실 연료 공급 밸브(18)를 위한 드라이버)로 실현된다.
도 5는, 도 4에 도시된 제어 장치(60)에 의해 실행되는 연료 공급 제어의 순서를 보여주는 흐름도이다. 이하, 도 5에 도시된 순서에 따라 도 4에 도시된 블록(61~67)의 작동 또는 작용에 대해 설명하고, 가스 엔진(1) 및 연료 공급 제어 장치(100)의 구성 요소에는 도 1 내지 도 4에 부여된 참조부호를 적절하게 부여한다. 도 5에 도시된 일련의 처리는, 1 엔진 사이클마다 실행된다. 소정 복수의 엔진 사이클이 경과할 때마다 1회씩 실행될 수도 있고, 소정 실시간이 경과할 때마다 1회씩 실행될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 지령값 설정부(61)가, 운전 상태 검출 장치(55)로부터의 신호에 기초하여 부실 연료 공급 밸브(18)의 작동 지령값을 설정한다(단계(S11)). 목표 상태 설정부(63)가, 운전 상태 검출 장치(55)로부터의 신호에 기초하여 체크 밸브(19)의 목표 작동 상태를 설정한다(단계(S12)). 측정부(62)가, 밸브 상태 검출 장치(51) 및 회전각도 검출 장치(56)로부터의 신호에 기초하여 체크 밸브(19)의 작동 상태를 회전각도와 대응시켜서 측정하여 체크 밸브(19)의 실제 작동 상태를 얻는다(단계(S13)). 단계(S11~S13)의 순서는, 적절히 변경 가능하다.
(보정 전 작동 지령값의 설정)
단계(S11)에 있어서, 작동 지령값은, 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기, 폐쇄 시기 및 개방 기간을 포함하지만, 이러한 3개 중 2개를 설정하면 나머지 1개가 저절로 결정된다. 이 때문에, 지령값 설정부(61)는, 2개 이상의 작동 지령값을 설정하면 된다. 여기에서는 설명의 편의상 작동 지령값으로서 개방 시기 및 폐쇄 시기를 설정하는 것으로 한다.
작동 지령값은, 전술한 대로 가스 연료를 부실(24)에 적시 적량 공급하고, 부실(24) 안에서 생성되는 혼합기의 공기 과잉율을 목표값으로 하는 한편 연료 농도 분포를 부실(24) 안에서 균일화하기 위해 엔진 운전 상태에 따라 결정된다. 도면에서는 생략되었지만, 제어 장치(60)는 엔진 운전 상태에 따른 작동 지령값의 대응 관계 (예를 들어, 맵 또는 연산식)를 미리 저장해 두고, 지령값 설정부(61)는 해당 대응 관계에 따라 작동 지령값을 결정한다.
(실제 작동 상태의 측정)
도 6은, 도 3에 도시된 체크 밸브(19)의 실제 작동 상태의 일례와 목표 작동 상태의 일례를 개념적으로 보여주는 그래프이다. 도 6에서는, 회전각도가 진행해감에 따라 어떻게 체크 밸브(19)의 리프트량(L)이 추이하는지를 보여주는 이동량 추이가, 가로축으로 회전각도를 취하고 세로축으로 리프트량(L)을 취한 이차원 직교 좌표계에서, 직선 및/또는 곡선으로 도시되어 있다. 이점쇄선은, 밸브 상태 검출 장치(51)의 일례인 갭 센서로 검출된 리프트량을 회전각도 검출 장치(56)의 일례인 크랭크각 센서로 검출되는 크랭크각과 대응시켜 측정함으로써 얻어진 실제 이동량 추이(Cr)의 일례를 보여주고 있다. 실선은, 제어 장치(60)가 미리 저장하거나 엔진 운전 상태에 따라 설정하는 목표 이동량 추이(Ci)의 일례를 보여주고 있다. 이후의 설명에서는, 상기 직교 좌표계로 표시되는 직선 및/또는 곡선을 "리프트 커브"라고 칭하는 경우도 있다.
단계(S13)에 있어서, 측정부(62)는, 회전각도와 대응하는 체크 밸브(19)의 실제 작동 상태로서, 체크 밸브(19)가 폐쇄 상태에서 개방 상태로 전환되는 실제 시기(회전각도)인 실제 개방 시기(Tr1)와, 체크 밸브(19)가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 전환되는 실제 시기(회전각도)인 실제 폐쇄 시기(Tr2)를 측정한다. 후에 상술하지만, 측정부(62)는, 실제 이동량 추이(Cr)를 보여주는 실제 리프트 커브의 실제 적분값(Sr)(도 9 참조)도 측정한다.
밸브 상태 검출 장치(51)가 리프트량(L)을 검출하는 구성으로 되어 있기 때문에, 제어 장치(60)는 실제 이동량 추이(Cr)의 실제 적분값(Sr)을 측정할 수 있다. 반대로, 밸브 상태 검출 장치(51)는 개방 상태인지 여부를 직접적으로 검출하는 구성으로는 되어 있지 않지만, 제어 장치(60)는, 회전각도와 대응된 리프트량(L)을 개방 판정을 위한 문턱값(L1)과 폐쇄 판정을 위한 문턱값(L2)과 각각 비교함으로써 상태 전환 시기(실제 개방 시기(Tr1) 및 실제 폐쇄 시기(Tr2))를 측정할 수 있다. 도 6에서는, 설명의 편의를 위해, 2개의 문턱값(L1,L2)으로서, 서로 다른 0보다 일정 값을 예시하고 있지만, 문턱값(L1,L2)은, 일정 값으로서 0으로 설정될 수도 있고(도 8 참조), 서로 같은 값으로 설정될 수도 있고(도 8 참조), 엔진 운전 상태에 따라 가변적으로 설정될 수도 있다(도시 생략).
측정부(62)는, 증가 경향에 있는 리프트량(L)이 개방 문턱값(L1)과 같거나 이를 상회한 시기(회전각도)를 실제 개방 시기(Tr1)로서 측정한다. 또한, 측정부(62)는, 감소 경향에 있는 리프트량(L)이 폐쇄 문턱값(L2)과 같거나 이를 하회한 시기(회전각도)를 실제 폐쇄 시기(Tr2)로서 측정한다. 예를 들면 개방 문턱값(L1)이 일정 값으로서 0일 경우(도 8 참조), 측정부(62)는, 리프트량(L)이 0에서 증가로 바뀌어 0을 상회한 시기(Trs)(즉, 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)가 폐쇄 위치에서 개방 측으로 이동하기 시작한 시기)를 실제 개방 시기(Tr1)로서 측정한다. 예를 들어 폐쇄 문턱값(L2)이 일정 값으로서 0일 경우(도 8 참조), 측정부(62)는, 리프트량(L)이 양에서 0으로 같아진 시기(Tre)(즉, 폐쇄 측으로 이동하고 있는 밸브 본체(41) 및 밸브 막대(42)가 폐쇄 위치에서 정지한 시기)를 실제 폐쇄시기(Tr2)로서 측정한다.
(목표 작동 상태의 설정)
단계(S12)에 있어서, 목표 상태 설정부(63)는, 목표 작동 상태를 설정하고, 예를 들어 목표 작동 상태에는, 목표 개방 시기(Ti1), 목표 폐쇄 시기(Ti2) 및 목표 적분값(Si)(도 9 참조)이 포함된다.
목표 개방 시기(Ti1)는, 리프트량(L)이 실제 개방 시기(Tr1)의 측정에 이용하는 조건과 동일한 조건을 충족해야 하는 목표 시기이다. 예를 들면 개방 문턱값(L1)이 0이면, 목표 개방 시기(Ti1)는, 리프트량(L)이 0에서 증가로 바뀌어 0을 상회해야 하는 목표 시기(Tis)이다(도 8 참조). 목표 폐쇄 시기(Ti2)는, 리프트량(L)이 실제 폐쇄 시기(Tr2)의 측정에 이용하는 조건과 동일한 조건을 충족해야 하는 목표 시기이다. 예를 들어 폐쇄 문턱값(L2)이 0이면, 목표 폐쇄 시기(Ti2)는, 리프트량(L)이 양에서 0으로 같아져야 하는 목표 시기(Tie)이다(도 8 참조).
도 6에 도시된 목표 이동량 추이(Ci)의 일례에 따르면, 리프트량(L)은, 목표 개방 시기(Ti1)에서 작은 기간 내에 개방 문턱값(L1)에서 최대 리프트량(LM)까지 증가하고, 어느 기간 최대 리프트량(LM)을 유지하고, 부실 연료 공급 밸브(18)의 폐쇄 후에 이에 반응하도록 목표 폐쇄 시기(Ti2)까지의 작은 기간 내에 최대 리프트량(LM)에서 폐쇄 문턱값(L2)까지 감소한다. 도 6에서는, 최대 리프트량(LM)으로의 증가 경향 및 최대 리프트량으로부터의 감소 경향으로서 선형을 예시하고 있지만, 이러한 경향은 비선형으로 변경 가능하다.
지령값 설정부(61)는 부실 연료 공급 밸브(18)의 작동 지령값을 엔진 운전 상태에 따라 설정하는 바, 이러한 부실 연료 공급 밸브(18)의 작동에 체크 밸브(19)의 작동을 적절하게 반응시키도록, 목표 상태 설정부(63)는, 목표 개방 시기(Ti1) 및 목표 폐쇄 시기(Ti2)를 엔진 운전 상태에 따라 설정한다. 즉, 목표 이동량 추이(Ci)의 시작 시기(Tis) 및 종료 시기(Tie)가, 엔진 운전 상태(나아가서는 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기, 폐쇄 시기 및 개방 기간)에 따라 변경된다.
예를 들어, 목표 개방 시기(Ti1)는, 엔진 운전 상태에 따라 결정되는 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기에, 필요한 반응을 추가한 시기이며, 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기와 동시 또는 그 직후의 적시가 되도록, 엔진 운전 상태에 따라 설정된다. 목표 폐쇄 시기(Ti2)도 마찬가지이며, 부실 연료 공급 밸브(18)의 폐쇄 시기와 동시 또는 그 직후의 적시가 되도록, 엔진 운전 상태에 따라 설정된다.
도 7의 (a)는, 목표 작동 상태의 설정에 이용되는 운전 영역의 일례를 개념적으로 보여주는 그래프이고, 도 7의 (b)는, 목표 작동 상태의 설정의 일례를 보여주는 그래프이고, 도 7의 (c)는, 목표 작동 상태의 설정의 다른 예를 보여주는 그래프이다. 목표 상태 설정부(63)는, 운전 상태 검출 장치(55)로부터의 신호에 기초하여 엔진의 운전 영역을 특정한다. 도 7의 (a)에 예시하는 바와 같이, 운전 영역은, 엔진 회전수의 영역(a~c)과 부하의 영역(I~IV)의 조합(예를 들어 I-a, II-b 등)으로 구성될 수도 있다. 다른 엔진 운전 상태가 이용될 수도 있다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 목표 상태 저장부(64)는, 복수의 운전 영역 각각에 대응한 복수의 목표 이동량 추이(Ci)를 미리 저장할 수도 있다. 이 경우, 목표 상태 설정부(63)는, 특정된 운전 영역에 따라 복수의 목표 이동량 추이(Ci)에서 하나의 목표 이동량 추이(Ci)를 선택 설정한다. 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 목표 상태 저장부(64)는, 단일의 목표 이동량 추이(Ci)를 저장할 수도 있다. 이러한 경우, 목표 상태 설정부(63)는, 특정된 운전 영역에 따라 목표 이동량 추이(Ci)를 보정하고, 이에 의해 엔진 운전 영역에 따른 목표 이동량 추이(Ci)를 설정한다. 예를 들어, 운전 영역이 고부하 영역 또는 고회전 영역이면, 필요한 연료량이 비교적 많아지므로 목표 개방 기간은 비교적 길어지도록 설정된다.
또한, 목표 이동량 추이(Ci)(목표 리프트 커브)는, 설명의 편의를 위해 도시되어 있다. 목표 이동량 추이(Ci)가 실제 이동량 추이(Cr)와 직접적으로 비교되지 않는 한에 있어서는, 목표 상태 저장부(64)는, 목표 이동량 추이(Ci) 자체를 저장하고 있지 않을 수도 있다. 본 실시예와 같이 목표 이동량 추이(Ci)를 보여주는 목표 리프트 커브의 목표 적분값(Ci)이 실제 측정값과 비교 대상이 되는 경우에도 목표 적분값(Ci)은 목표 리프트 커브가 정하면 사전에 취득 가능하기 때문에 그 목표 적분값(Ci)을 저장할 수도 있다.
(작동 지령값의 보정)
다시 도 5를 참조하면, 단계(S11~S13) 후에, 비교부(65)는, 측정부(62)에서 측정 된 실제 작동 상태를 목표 상태 설정부(63)에서 설정된 목표 작동 상태와 비교 비교하고, 비교 결과에 따라 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기 및 폐쇄 시기를 보정한다.
비교부(65)는, 실제 개방 시기(Tr1)의 목표 개방 시기(Ti1)에 대한 편차가 허용 범위(ΔTp1)(도 8 참조) 내에 있는지 여부를 판정하고(단계(S21)), 편차가 허용 범위(ΔTp1) 내에 있으면(S21: 아니오), 실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)에 대해 진각(進角)하고 있는지 여부를 판정한다(단계(S22)). 이러한 허용 범위(ΔTp1)는 0을 포함하는 개념이며, 단계(S21)에 있어서, 실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)와 일치하고 있는지 여부를 판정할 수도 있다. 후술하는 단계(S31)에서도 마찬가지이다.
실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)에 대해 허용 범위(ΔTp1)를 초과하여 진각하고 있는 경우(S22: 예), 지령값 결정부(66)가, 지령값 설정부(61)에서 설정된 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기를 지각(遲角) 보정한다(단계(S23)). 실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)에 대해 허용 범위(ΔTp1)를 초과하여 지각하고 있는 경우(S22: 예), 지령값 결정부(66)가, 지령값 설정부(61)에서 설정된 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기를 진각 보정한다(단계(S24)). 진각 및 지각 보정량은, 편차에 관계없이 미리 정해진 일정 값일 수도 있고, 편차에 따라 비례적으로 설정될 수도 있고, 비례적으로 설정하는 경우에는 보정량 상한을 정할 수도 있다. 후술하는 단계(S33,S34)에서도 마찬가지이다.
개방 시기의 보정 후에는 단계(S31)로 나아간다. 또한, 실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)에 대해 허용 범위(ΔTp1) 내에 있으면(S21: 예), 지령값 결정부(66)는, 지령값 설정부(61)에서 설정된 개방 시기를 보정하지 않고 단계(S31)로 나아간다.
비교부(65)는, 실제 폐쇄 시기(Tr2)의 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대한 편차가 허용 범위(ΔTp2)(도 8 참조) 내에 있는지 여부를 판정하고(단계(S31)), 편차가 허용 범위 내에 있으면(S31: 아니오), 실제 폐쇄 시기(Tr2)가 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대해 진각하고 있는지 여부를 판정한다(단계(S32)).
실제 폐쇄 시기(Tr2)가 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대해 허용 범위(ΔTp2)를 초과하여 진각하고 있는 경우(S32: 예), 지령값 결정부(66)가, 지령값 설정부(61)에서 설정된 부실 연료 공급 밸브(18)의 폐쇄 시기를 지각 보정한다(단계(S33)). 실제 폐쇄 시기(Tr2)가 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대해 허용 범위(ΔTp2)를 초과하여 지각하고 있는 경우(S32: 아니오), 지령값 결정부(66)가, 지령값 설정부(61)에서 설정된 부실 연료 공급 밸브(18)의 폐쇄 시기를 진각 보정한다(단계(S34)).
폐쇄 시기의 보정 후에는 단계(S41)로 나아간다. 또한, 실제 폐쇄 시기(Tr2)가 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대해 허용 범위(ΔTp2) 내에 있으면(S31: 예), 지령값 결정부(66)는 지령값 설정부(61)에서 설정된 폐쇄 시기를 보정하지 하고 단계(S41)로 나아간다.
구동부(67)는, 지령값 결정부(66)에서 결정된 개방 시기에 부실 연료 공급 밸브(18)가 개방하도록, 또는 지령값 결정부(66)에서 결정된 폐쇄 시기에 부실 연료 공급 밸브(18)가 폐쇄되도록, 부실 연료 공급 밸브(18)를 구동한다. 또한, 개방 시기의 보정에 관련된 단계(S21~S24)는, 폐쇄 시기의 보정에 관련된 단계(S31~S34) 후에 실행될 수도 있다.
도 8의 (a)는, 실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)에 대해 지각하고 실제 폐쇄 시기(Tr2)가 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대해 진각하고 있는 경우의 일례를 보여주는 그래프이고, 도 8의 (b)는, 실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)에 대해 진각하고 실제 폐쇄 시기(Tr2)가 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대해 지각하고 있는 경우의 일례를 보여주는 그래프이고, 도 8의 (c)는, 실제 작동 상태가 목표 작동 상태에 거의 적합한 경우의 일례를 보여주는 그래프이다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)에 대해 지각하고 있는 경우에는, 체크 밸브(19)의 반응이 어떤 이유로 당초 예상으로부터 너무 나빠지고 있는 것이라고 생각할 수 있다. 상기 제어에 따르면, 이와 같은 상황 하에서 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기가 진각 보정되므로 (도 5의 단계(S22,S24) 참조), 체크 밸브(19)의 반응 변화가 상쇄되어 체크 밸브(19)의 실제 개방 시기(Tr1)가 진각하도록 수정된다. 이로써 체크 밸브(19)의 실제 개방 시기(Tr1)를 목표 개방 시기(Ti1)에 근접할 수 있다(도 8의 (c) 참조). 실제 폐쇄 시기(Tr2)가 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대해 지각하고 있는 경우도 마찬가지이다(도 5의 단계(S32,S34), 도 8의 (b) 및 (c) 참조).
도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 실제 개방 시기(Tr1)가 목표 개방 시기(Ti1)에 대해 진각하고 있는 경우에는, 체크 밸브(19)의 반응이 어떤 이유로 당초 예상 이상으로 크게 좋아지고 있는 것이라고 생각할 수 있다. 상기 제어에 따르면, 이와 같은 상황 하에서 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기가 지각 보정되므로(도 5의 단계(S22,S23) 참조), 체크 밸브(19)의 반응 변화가 상쇄되어 체크 밸브(19)의 실제 개방 시기(Tr1)가 지각하도록 수정된다. 이로써 체크 밸브(19)의 실제 개방 시기(Tr1)를 목표 개방 시기(Ti1)에 근접할 수 있다(도 8의 (c) 참조). 실제 폐쇄 시기(Tr2)가 목표 폐쇄 시기(Ti2)에 대해 진각하고 있는 경우도 마찬가지이다(도 5의 단계(S32,S33), 도 8의 (a) 및 (c) 참조).
상기와 같이 본 실시예에 따른 연료 공급 제어 장치(100)에서는, 체크 밸브(19)의 실제 개방 시기(Tr1) 및 실제 폐쇄 시기(Tr2)의 피드백 제어가 실행되고, 해당 피드백 제어에 있어서 부실 연료 공급 밸브(18)가 조작된다. 엔진 사이클의 경과에 따라 이러한 피드백 제어는 몇 번이나 반복된다. 체크 밸브(19)의 경년 열화나 이물질 끼임이 생겨도, 또한 체크 밸브(19)가 그 개폐를 동적으로 제어할 수 없는 이동 방식을 적용하고 있어도 이에 대응시켜 체크 밸브(19)의 실제 개방 시기(Tr1)와 실제 폐쇄 시기(Tr2)를 목표 개방 시기(Ti1)와 목표 폐쇄 시기(Ti2) 각각에 수렴시킬 수 있고, 부실(24) 안에 가스 연료를 적시 적량 계속 공급할 수 있다. 따라서 부실(24)에 대한 실제의 연료 공급 시작 시기, 연료 공급 종료 시기를 적절하게 제어할 수 있기 때문에, 부실(24)의 연소 상태를 정상적으로 유지하고, 나아가서는 주 연소실(23)의 연소 효율이나 배기가스 성분을 개선할 수가 있다.
또한, 현재 가동 중인 부실식 가스 엔진에 관해서도, 엔진 본체(예를 들면 실린더 헤드 주위)의 대폭적인 형상 변경을 수반하지 않고(즉, 밸브 상태 검출 장치(51)를 체크 밸브(19) 부근에 설치하고, 측정부(62), 목표 상태 설정부(63), 비교부(65) 및 설정값 결정부(66)를 실현하는 소프트웨어 요소를 제어 장치(60)에 추가하면), 이러한 작용을 거두는 연료 공급 제어 장치(100)를 제작할 수 있다. 본 실시예는, 이와 같이 용이하게 적용 가능한 점에 비추어 보아도 유익하다.
또한, 본 실시예에 따른 연료 공급 제어 장치(100)에서는, 실린더(4)에 개별 대응하는 복수의 부실 연료 공급 밸브(18) 각각에 작동 지령값을 구하여 각 부실 연료 공급 밸브(18)를 서로 독립적으로 구동 제어한다. 이 때문에, 부실 연료 공급 밸브(18)에 대한 체크 밸브(19)의 반응에 실린더(4) 사이에서 개수 차이가 있어도, 부실 연료 공급 밸브(18)의 개방 시기 및 폐쇄 시기의 보정에 의해 해당 개체 차이를 상쇄할 수 있다. 따라서 모든 실린더(4)에 있어서 가스 연료를 부실(24) 안으로 적시 적량 공급할 수 있고, 실린더(4)의 부하 부담을 균일화할 수 있다.
(적분값의 비교)
도 5로 돌아와서 작동 지령값의 보정 필요 여부 판정을 위한 및 보정 필요의 경우에 있어서 보정량 결정을 위한 단계(S21~S24,S31~S34) 후에, 측정부(62)가, 체크 밸브(19)의 이동량 추이의 실제 적분값(Sr)(도 9 참조)을 측정하고, 목표 상태 설정부(63)가, 체크 밸브(19)의 이동량 추이의 목표 적분값(Si)(도 9 참조)을 설정한다(단계(S41)). 다음으로, 비교부(65)가, 실제 적분값(Sr)을 목표 적분값(Si)과 비교하고, 실제 적분값(Sr)의 목표 적분값(Si)에 대한 비율 또는 편차가 허용 범위 내에 있는지 여부를 판정한다(단계(S42)). 예를 들어 비교부(65)는, 실제 적분값(Sr)이 목표 적분값(Si)의 소정 비율(α) 이상인지 여부(Sr≥Si×α, α＜100%)를 판정한다. 비율 또는 편차가 허용 범위 내에 있으면(S42: 예), 일련의 처리를 종료하고 다시 단계(S11)로 되돌아와서 다음번의 처리가 재개된다. 비율 또는 편차가 허용 범위 내에 없으면(S42: 아니오), 제어 장치(60)는 이상 신호를 출력한다(단계(S43)).
도 9는, 도 3에 도시된 체크 밸브(19)의 작동량 추이의 실제 적분값(Sr)의 일례와, 목표 적분값(Si)의 일례를 개념적으로 보여주는 그래프이다. 도 9에서는, 도 6과 마찬가지로, 실제 이동량 추이(Cr) 및 목표 이동량 추이(Ci)의 일례가, 가로축으로 회전각도를 취하고 세로축으로 리프트량(L)을 취한 이차원 직교 좌표계에서 리프트 커브로서 도시되어 있다.
실제 적분값(Sr)은, 실제 이동량 추이(Cr)를 보여주는 실제 리프트 커브의 시간 적분값이다(도 9의 우하향 해치 영역을 참조). 리프트량(L)은 작은 소정 제어 주기(ΔT)(예를 들어 5msec)마다 제어 장치(60)에 순차적으로 입력되는 것에 비추어 볼 때, 측정부(62)는, 리프트량(L)이 0에서 증가로 바뀐 시기(Trs)에서 리프트량(L)이 0으로 되돌아온 시기(Tre)까지의 기간(Dr) 내에 순차적으로 입력된 리프트량(L)을 총합계함으로써 산출할 수도 있다. 또한, 실제 적분값(Sr)은, 실제 리프트 커브를 보여주는 함수를 같은 기간(Dr) 내에서 적분함으로써 산출할 수도 있다. 또한, 개방 문턱값(L1)이 0이면, 실제 개방 시기(Tr1)가 상기 시기(Trs)와 같아져 적분 구간의 구간 하단이 된다. 폐쇄 문턱값(L2)이 0이면, 실제 폐쇄 시기(Tr2)가 상기 시기(Tre)와 같아져 적분 구간의 구간 상단이 된다. 본 실시예에서는, 밸브 상태 검출 장치(51)에 리프트량(L)을 검출하는 갭 센서를 적용하고 있기 때문에, 측정부(62)가 실제 적분값(Sr)을 측정할 수 있다.
이와 같이 측정부(62)가 실제 적분값(Sr)을 측정하기 때문에 제어 장치(60)(예를 들어, 목표 상태 저장부(64))는, 이동량 추이의 목표 적분값(Si)을 미리 저장하고 있다. 목표 적분값(Si)은, 목표 이동량 추이(Ci)를 보여주는 목표 리프트 커브의 시간 적분값이며(도 9의 좌하향 해치 영역을 참조), 목표 이동량 추이(Ci)를 정하면 취득 가능한 값이다.
이렇게 얻어진 적분값(Sr,Si)은, 체크 밸브(19)를 통과하여 부실(24)로 공급되는 가스 연료량과 양의 상관관계를 가지고 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 체크 밸브(19)의 실제 개방 시기(Tr1)와 실제 폐쇄 시기(Tr2)는 목표 개방 시기(Ti1)와 목표 폐쇄 시기(Ti2) 각각에 근접하도록 제어되고 있다. 이 때문에, 실제 적분값(Sr)이 목표 적분값(Si)에 대해 현저하게 작은 값일 때에는, 밸브 본체(41)가 정상적으로 이동할 수 없거나, 연료 원압(元壓)이 저하되어 있거나, 부실 연료 라인(13b) 중 부실 연료 공급 밸브(18) 및 체크 밸브(19) 사이에서 연료가 새는 등, 부실 연료 공급 밸브(18)의 작동 지령값을 보정하는 것만으로는 대처할 수 없는 어떤 이상이 발생하는 것으로 추정할 수 있다. 이와 같은 상황 하에 있으면, 부실(24) 안의 연소 상태를 정상적으로 유지하고 가스 엔진(1)을 계속 가동하는 것은 곤란하다. 본 실시예에서는 실제 적분값(Sr)의 목표 적분값(Si)에 대한 비율 또는 편차가 허용 범위 내에 없으면, 이상 신호가 출력된다. 요컨대, 제어 장치(60)는, 밸브 상태 검출 장치(51) 및 회전각도 검출 장치(56)로부터의 신호에 기초하여 회전각도와 대응하는 체크 밸브(19)의 밸브 본체(41)의 이동량에 대한 이동량 추이의 실제 적분값(Sr)을 측정하고, 이러한 실제 적분값(Sr)과 이동량 추이의 목표 적분값(Si)의 비교 결과에 따라 체크 밸브(19)가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 가스 엔진(1)은, 이러한 이상 신호에 기초하여 페일세이프 제어를 시작하거나 가스 엔진(1)의 운전을 정지하거나 할 수 있고, 상기와 같은 상황에도 알맞게 대처할 수 있다.
지금까지 실시예에 대해 설명했지만, 상기 구성은 일례에 지나지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절하게 변경, 삭제 및 추가할 수가 있다. 예를 들어, 상기 실시예에서는, 부실 연료 라인에 단일의 체크 밸브를 설치하고 있지만, 복수의 체크 밸브가 직렬로 정렬되게 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 최하류에 배치된 체크 밸브의 작동 상태를 상기와 같이 피드백 제어하면, 상기와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 부실식 가스 엔진에 효율적으로 적용할 수 있고, 본 발명을 적용한 부실식 가스 엔진은, 예를 들어 발전 설비 및 선박용 주기(主機) 등 다양한 용도의 원동기로서 이용된다.
1: 가스 엔진
2: 출력축(크랭크샤프트)
18: 부실 연료 공급 밸브
19: 체크 밸브
24: 부실
32: 연료구
41: 밸브 본체
51: 밸브 상태 검출 장치
55: 운전 상태 검출 장치
56: 회전각도 검출 장치
60: 제어 장치
100: 연료 공급 제어 장치
Tr1: 실제 개방 시기
Tr2: 실제 폐쇄 시기
Ti1: 목표 개방 시기
Ti2: 목표 폐쇄 시기
Cr: 실제 이동량 추이
Ci: 목표 이동량 추이
Sr: 실제 적분값
Si: 목표 적분값
L: 리프트량

Claims (6)

  1. 가스 연료를 부실(副室)에 공급하는 부실 연료 공급 밸브와,
    상기 부실 연료 공급 밸브와 상기 부실 사이에 배치되며, 상기 부실로부터의 역류를 방지하는 체크 밸브와,
    상기 체크 밸브의 작동 상태를 검출하는 밸브 상태 검출 장치와,
    크랭크샤프트의 회전각도 또는 캠 샤프트의 회전각도 중 하나 이상의 회전각도를 검출하는 회전각도 검출 장치와,
    상기 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 결정하는 제어 장치를 포함하며,
    상기 제어 장치는, 상기 밸브 상태 검출 장치와 상기 회전각도 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 회전각도와 대응하는 상기 체크 밸브의 실제 작동 상태를 측정하고, 해당 실제 작동 상태를 목표 작동 상태에 근접하도록 상기 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정하는 것을 특징으로 하는 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 가스 엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 장치를 더 포함하며,
    상기 제어 장치는, 상기 운전 상태 검출 장치로부터의 신호에 대응하여 상기 목표 작동 상태를 설정하는 것을 특징으로 하는 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 체크 밸브의 작동 상태에는, 상기 체크 밸브의 개방 시기가 포함되고,
    상기 제어 장치는, 상기 밸브 상태 검출 장치 및 상기 회전각도 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 회전각도와 대응하는 상기 체크 밸브의 실제 개방 시기를 측정하고, 해당 실제 개방 시기를 목표 개방 시기에 근접하도록 상기 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정하는 것을 특징으로 하는 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 실제 개방 시기가 허용 진각량을 초과하여 상기 목표 개방 시기보다 진각하고 있는 경우에, 상기 제어 장치는 상기 부실 연료 공급 밸브의 개방 시기를 지각 보정하고,
    상기 실제 개방 시기가 허용 지각량을 초과하여 상기 목표 개방 시기보다 지각하고 있는 경우에, 상기 제어 장치는 상기 부실 연료 공급 밸브의 개방 시기를 진각 보정하는 것을 특징으로 하는 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 체크 밸브의 작동 상태에는, 상기 체크 밸브의 폐쇄 시기가 포함되고,
    상기 제어 장치는, 상기 밸브 상태 검출 장치 및 상기 회전각도 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 회전각도와 대응하는 상기 체크 밸브의 실제 폐쇄 시기를 측정하고, 해당 실제 폐쇄 시기를 목표 폐쇄 시기에 근접하도록 상기 부실 연료 공급 밸브의 작동 지령값을 보정하는 것을 특징으로 하는 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 체크 밸브는, 상기 부실에 개구된 연료구를 폐쇄하는 폐쇄 위치와 상기 폐쇄 위치에서 떨어진 완전 개방 위치 사이에서 이동하는 밸브 본체를 가지며, 상기 밸브 본체가 상기 폐쇄 위치에서 상기 완전 개방 위치를 향해 이동함으로써 상기 연료구가 개방되어 상기 체크 밸브가 개방되고,
    상기 밸브 상태 검출 장치는, 상기 밸브 본체의 이동량을 검출 가능하며,
    상기 제어 장치는, 상기 밸브 상태 검출 장치 및 상기 회전각도 검출 장치로부터의 신호에 기초하여 상기 회전각도와 대응하는 상기 밸브 본체의 이동량에 대한 이동량 추이의 실제 적분값을 측정하고, 해당 실제 적분값과 상기 이동량 추이의 목표 적분값의 비교 결과에 따라 상기 체크 밸브가 정상인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치.
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