WO2015129369A1 - エンジン装置 - Google Patents

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WO2015129369A1
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air
load
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throttle valve
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良一 萩原
修 山岸
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ヤンマー株式会社
一般社団法人日本舶用工業会
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Definitions

  • the present invention relates to an engine device serving as a drive source, and more particularly to an engine device that rotates an output shaft based on combustion by fuel gas.
  • a diesel engine is used as a driving source.
  • exhaust gas from a diesel engine is rich in nitrogen oxides, sulfur oxides, particulate matter, and the like that are harmful substances that hinder environmental conservation. Therefore, in recent years, gas engine devices that can reduce the amount of harmful substances generated are becoming widespread as engines that can replace diesel engines.
  • a so-called gas engine device that generates power using fuel gas such as natural gas supplies a cylinder with a mixed gas obtained by mixing a fuel gas with air and burns it (see Patent Document 1).
  • fuel gas is mixed with air compressed by a supercharger and supplied to a cylinder.
  • there is one that adjusts an air-fuel ratio by providing a throttle valve between an intake manifold that sucks into a cylinder and a supercharger and controlling the opening of the throttle valve.
  • the increase timing of the intake air inflow amount based on the throttle valve opening control is delayed with respect to the increase timing of the fuel gas injection amount by the gas injector. For this reason, even when the load is applied to a high load, the air flow rate control based on the throttle valve opening control is poorly responsive, resulting in a shortage in the intake air flow rate. May cause combustion.
  • an intake manifold that supplies air into the cylinder, an exhaust manifold that exhausts exhaust gas from the cylinder, and a fuel gas mixed with the air supplied from the intake manifold to intake air into the cylinder.
  • an intercooler that cools the compressed air compressed by the supercharger and supplies the compressed air to the intake manifold.
  • a main throttle valve is provided at a connection point between the air outlet of the supercharger and the intercooler inlet, and an air supply bypass passage connecting the air inlet of the supercharger and the intercooler inlet
  • a bypass valve is disposed in the supply air bypass flow path so that the engine load is at a predetermined threshold value.
  • the opening of the main throttle valve is controlled to set the air flow rate in accordance with the engine load.
  • the main throttle valve is opened to the predetermined opening.
  • the air flow rate is set in accordance with the engine load by controlling the opening degree of the bypass valve.
  • a pressure sensor that measures an air pressure in the intake manifold, a load detection sensor that detects a load of the engine, the main throttle valve, and the bypass
  • An engine control unit that controls the opening degree of each valve, and the engine control unit includes a target air pressure based on the engine load detected by the load detection sensor and a measured pressure detected by the pressure sensor.
  • the opening of the main throttle valve or the bypass valve is set according to the difference between the two.
  • the engine device further includes an engine rotational speed sensor that measures the rotational speed of the engine, and the engine control unit is detected by the engine rotational speed sensor.
  • the fuel injection amount from the gas injector is set based on the engine speed, and the opening of the main throttle valve or the bypass valve is set based on the set fuel injection amount and the air-fuel ratio determined by the engine load. It is to do.
  • the opening control of the main throttle valve when the engine load increases, the opening control of the main throttle valve is executed when the engine load is lower than a first threshold value.
  • the opening degree control of the main throttle valve is switched to the opening degree control of the bypass valve, while the engine load is reduced to the first threshold value when the engine load decreases.
  • the opening control of the bypass valve is executed, and when the engine load falls below the second threshold value, the opening degree of the main throttle valve is controlled from the opening control of the bypass valve. Switching to control.
  • an intake manifold that supplies air into the cylinder, an exhaust manifold that exhausts exhaust gas from the cylinder, and a gas that mixes fuel gas with the air supplied from the intake manifold and intakes the cylinder
  • an engine apparatus comprising: an injector; a supercharger that compresses air using exhaust gas from the exhaust manifold; and an intercooler that cools compressed air compressed by the supercharger and supplies the compressed air to the intake manifold.
  • a main throttle valve is provided at a connection point between the air discharge port of the supercharger and the intercooler inlet, and a supply air bypass passage connecting the air inlet of the supercharger and the intercooler inlet is provided.
  • a bypass valve is disposed in the supply air bypass flow path, and the engine load is greater than a predetermined threshold value.
  • the opening of the main throttle valve is controlled to set the air flow rate in accordance with the engine load.
  • the main throttle valve is opened to the predetermined opening.
  • the air flow rate is set in accordance with the engine load by controlling the opening degree of the bypass valve. Therefore, the intake manifold has the structure including the main throttle valve and the bypass valve. Therefore, the air flow rate can be controlled with high responsiveness to load fluctuations.
  • the bypass valve control with good responsiveness is executed in a high load region where the influence of the load change is large, the air flow rate is less excessive and insufficient with respect to the load change, and the optimum air-fuel ratio can be set.
  • a pressure sensor that measures the air pressure in the intake manifold, a load detection sensor that detects a load of the engine, and an engine control unit that controls the opening degree of each of the main throttle valve and the bypass valve.
  • the engine control unit may determine whether the main throttle valve or the bypass valve is open according to a difference between a target air pressure based on the engine load detected by the load detection sensor and a measured pressure detected by the pressure sensor. Since the target pressure is set according to the detected load and the valve opening degree is controlled by feedback control, an appropriate air flow rate can be provided for the actual load. Therefore, the optimum air-fuel ratio can be set with good responsiveness to load fluctuations.
  • the air flow rate that passes through the main throttle valve can be optimally controlled by setting the air flow rate that is supplied to the intake manifold, it is possible to prevent shortage of the air flow rate that is supplied to the intake manifold. .
  • the air flow rate can be controlled with high responsiveness even when the load suddenly increases, so that an appropriate air-fuel ratio can be provided, and the operation of the engine device can be stabilized.
  • the engine control unit sets the air flow rate supplied from the intake manifold by controlling the opening degree of the bypass valve when the load of the engine decreases.
  • the bypass valve is controlled simultaneously with the main throttle valve, so that the air pressure at the air inlet / outlet in the supercharger can be stabilized and the occurrence of surging can be prevented.
  • the opening control of the main throttle valve when the engine load increases, when the engine load is lower than a first threshold value, the opening control of the main throttle valve is executed, and the engine load exceeds the first threshold value. If the engine load exceeds the second throttle threshold when the engine load decreases while switching from the main throttle valve opening control to the bypass valve opening control, The opening control of the bypass valve is executed, and when the engine load falls below the second threshold, the opening control of the bypass valve is switched to the opening control of the main throttle valve.
  • the air flow rate of the intake manifold can be controlled with higher accuracy, so that the load fluctuation Even against, can be further controlled with good response air flow rate.
  • control switching can be performed smoothly.
  • FIG. 1 is an overall side view of a ship according to an embodiment of the present invention. It is plane explanatory drawing of an engine room. It is plane explanatory drawing of an engine room. It is the schematic which shows the structure of the intake / exhaust path of the engine apparatus in embodiment of this invention.
  • FIG. 2 is a schematic view schematically showing the inside of a cylinder head in the engine device. It is a control block diagram of the engine device. It is a side view of the engine device. It is a top view of the engine apparatus. It is an expansion perspective view of the engine device. It is a flowchart which shows the operation
  • a ship 1 As shown in FIGS. 1 to 3, a ship 1 according to this embodiment includes a hull 2, a cabin 3 (bridge) provided on the stern side of the hull 2, and a funnel 4 (chimney) disposed behind the cabin 3. ) And a pair of propellers 5 and a rudder 6 provided at the lower rear part of the hull 2.
  • a pair of skegs 8 are integrally formed on the stern side bottom 7.
  • a propeller shaft 9 that rotates the propeller 5 is supported on each skeg 8.
  • Each skeg 8 is formed symmetrically with respect to a hull center line CL (see FIG. 3) that divides the hull 2 in the left-right width direction. That is, in the first embodiment, twin skeg is adopted as the stern shape of the hull 2.
  • a hull 10 is provided on the bow side and the center of the hull 2, and an engine room 11 is provided on the stern side of the hull 2.
  • a pair of propulsion mechanisms 12 serving as a driving source for the propeller 5 are arranged on the left and right sides of the hull center line CL.
  • Each propeller 5 is rotationally driven by the rotational power transmitted from each propulsion mechanism 12 to the propulsion shaft 9.
  • the engine room 11 includes a power control panel 13 that controls power supply to each propulsion mechanism 12 and the like, and a plurality of (three in this embodiment) power generation mechanisms 14 that generate power to be supplied through the power control panel 13. Is provided.
  • the interior of the engine room 11 is partitioned vertically by a deck and an inner bottom plate.
  • the propulsion mechanism 12, the power control plate 13, the power generation mechanism 14, and the engine room 11 of the first embodiment are installed on the innermost bottom plate.
  • the hold 10 is divided into a plurality of sections.
  • the propulsion mechanism 12 is a propulsion motor device 15 (dual fuel engine in the embodiment) that is a drive source of the propeller 5 and a deceleration that transmits the power of the propulsion motor device 15 to the propulsion shaft 9.
  • the machine 22 is combined.
  • the power generation mechanism 14 is a combination of a generator 23 that generates electric power to be supplied and a medium-speed engine device 21 that is a drive source of the generator 23.
  • the “medium speed” engine means one that is driven at a rotational speed of about 500 to 1000 revolutions per minute.
  • a “low speed” engine is driven at a rotational speed of 500 revolutions per minute
  • a “high speed” engine is driven at a rotational speed of 1000 revolutions per minute.
  • the engine device 21 of the embodiment is configured to be driven at a constant speed within a medium speed range (about 700 to 750 revolutions per minute).
  • the rear end side of the engine output shaft 24 protrudes from the rear side of the engine device 21.
  • a generator 23 is connected to the rear end side of the engine output shaft 24 so that power can be transmitted.
  • the generator 23 transmits the generated power to the power control panel 13 by rotating the generator 23 with the engine device 21.
  • the power control panel 13 supplies a part of the electric power transmitted from each generator 23 to the propulsion motor device 15 to drive the propulsion motor device 15 to rotate.
  • the power control panel 13 also supplies the power generated by each generator 23 to the electrical system in the hull 2 other than the propulsion motor device 15.
  • the power of the propulsion motor device 15 that is rotationally driven based on the electric power from the power control panel 13 is transmitted from the rear end side of the motor output shaft 16 to the propulsion shaft 9 via the speed reducer 22.
  • the Part of the power of the propulsion motor device 15 is decelerated by the reduction gear 22 and transmitted to the propulsion shaft 9.
  • the propeller 5 is rotationally driven by the deceleration power from the speed reducer 22.
  • the propeller 5 employs a variable pitch propeller capable of adjusting the ship speed by changing the blade angle of the propeller blades.
  • the gas engine device 21 (hereinafter simply referred to as “engine device 21”) is driven by a premixed combustion method in which a fuel gas such as natural gas is mixed with air and burned.
  • 4 is a diagram showing an intake / exhaust system in the engine device 21
  • FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the inside of a cylinder head in the engine device 21
  • FIG. 6 is a control block diagram in the engine device 21. It is.
  • the engine device 21 is connected to a gas fuel tank 32 provided in the ship 2 via a vaporizer 34 and a gas valve unit 35, and constitutes a fuel gas supply path.
  • the gas fuel tank 32 stores a liquefied fuel gas obtained by liquefying a gaseous fuel gas.
  • the vaporizer 34 vaporizes the liquefied fuel (fuel gas) in the gas fuel tank 32 and sends it to the engine device 21 via the gas valve unit 35.
  • the gas valve unit 35 a part of the fuel gas returning from the engine device 21 is collected, and a gas leak or the like is confirmed by detecting the gas pressure in the unit.
  • the engine device 21 is connected to the gas valve unit 35 through a main fuel gas passage 30 and a sub fuel gas passage 31.
  • the main fuel gas flow path 30 includes a main fuel gas pressure regulator 110, and the main fuel gas pressure regulator 110 adjusts the gas pressure of the fuel gas supplied from the gas valve unit 35 to the engine device 21. .
  • the main fuel gas flow path 30 includes a main fuel gas pressure regulator 110, and the main fuel gas pressure regulator 110 moves from a gas injector 98 (see FIG. 4) described later to the main chamber M (see FIG. 6). The gas pressure of the supplied fuel gas is adjusted.
  • the auxiliary fuel gas flow path 31 includes an auxiliary fuel gas pressure regulator 111, and the auxiliary fuel gas pressure regulator 110 is connected to the auxiliary chamber S (see FIG. 6) from a check valve 89 (see FIG. 6) described later. The gas pressure of the fuel gas supplied to) is adjusted.
  • the engine device 21 has a configuration in which a plurality of cylinders (cylinders) 36 (6 cylinders in the present embodiment) are arranged in series on a cylinder block 25 described later.
  • Each cylinder 36 communicates with an intake manifold (intake passage) 67 configured in the cylinder block 25 via an intake port 37.
  • Each cylinder 36 communicates with an exhaust manifold (exhaust flow path) 44 disposed above a cylinder head 26 described later via an exhaust port 38.
  • a gas injector 98 is disposed in the intake port 37 of each cylinder 36.
  • air from the intake manifold 67 is supplied to each cylinder 36 via the intake port 37, while exhaust gas from each cylinder 36 is discharged to the exhaust manifold 44 via the exhaust port 38.
  • the fuel gas is supplied from the gas injector 98 to the intake port 37, the fuel gas is mixed with the air from the intake manifold 67, and the premixed gas is supplied to each cylinder 36.
  • the intake manifold 67 is provided with an intake manifold pressure sensor 39 that measures the air pressure in the intake manifold 67.
  • the amount of air in the intake manifold 67 is determined by the intake manifold pressure, but is not limited to this.
  • the flow rate of air supplied to the intake manifold 67 may be detected by a mass flow meter or an orifice flow meter, and the detected air flow rate may be used as the air amount of the intake manifold 67.
  • the exhaust inlet of the turbine 49a of the supercharger 49 is connected to the exhaust outlet side of the exhaust manifold 44, and the air outlet (new air) of the intercooler 51 is connected to the air inlet side (new air inlet side) of the intake manifold 67. Outlet) is connected.
  • the air discharge port (fresh air outlet) of the compressor 49 b of the supercharger 49 is connected to the air intake port (fresh air inlet) of the intercooler 51.
  • a main throttle valve V1 is arranged between the compressor 49b and the intercooler 51, and the flow rate of air supplied to the intake manifold 67 is adjusted by adjusting the valve opening degree of the main throttle valve V1.
  • An air supply bypass passage 17 for bypassing the compressor 49b connects the air inlet (fresh air inlet) side of the compressor 49b and the air inlet side of the intercooler 51. That is, the air supply bypass passage 17 is connected to the connection portion between the intercooler 51 and the main throttle valve V1 while being released to the outside air upstream of the air intake port of the compressor 49b.
  • An air supply bypass valve V2 is disposed on the air supply bypass flow path 17, and the valve opening degree of the air supply bypass valve V2 is adjusted to pass through the air supply bypass flow path 17 from the downstream side of the main throttle valve V1. Adjust the flow rate of air flowing to the outside air.
  • the intake system of the engine device 21 includes the intake manifold 67, the intercooler 51, the main throttle valve V1, the compressor 49b, and the air supply bypass valve V2.
  • an intercooler 51, a main throttle valve V1, and a compressor 49b are sequentially arranged from the intake manifold 67 toward the upstream side of the air flow.
  • the air supply bypass valve V2 is provided on the air supply bypass passage 17 which is a bypass path that bypasses the compressor 49b.
  • the exhaust system of the engine device 21 includes an exhaust manifold 44 and a turbine 49a. The turbine 49a is disposed from the exhaust manifold 44 toward the downstream side of the exhaust gas flow.
  • the engine device 21 has a cylinder 36 installed in the cylinder block 25, and a piston 78 is slidably accommodated in the cylinder 36.
  • a cylinder head 26 is disposed above the cylinder block 25, and an ignition device 79 is inserted into the cylinder head 26.
  • An intake valve 80 and an exhaust valve 81 are slidably installed on the outer peripheral side of the ignition device 79.
  • a sub chamber S is formed on the lower end side of the ignition device 79 in the ignition device 79.
  • a spark plug 82 and a check valve 89 are inserted into the ignition device 79 so that each tip is positioned above the sub chamber S.
  • a main chamber M surrounded by the lower side of the cylinder block 25 and the top of the piston 78 is formed.
  • a cylindrical cylinder 36 is inserted into the cylinder block 25, and the piston 78 reciprocates in the vertical direction in the cylinder 36, thereby rotating the engine output shaft 24 below the cylinder 36.
  • an ignition device 79 loaded with a spark plug 82 and a check valve 89 is inserted into the cylinder 36 with its tip directed.
  • the ignition device 79 has a tip disposed at the center position of the upper end surface of the cylinder 36, and a check valve 89 is connected to the auxiliary fuel gas passage 31.
  • the fuel gas injected from the check valve 89 in the sub chamber S of the ignition device 79 is ignited by the spark of the spark plug 82, and an ignition flame is formed at the center position of the main chamber M in the cylinder 36. (Combustion gas) is generated.
  • a gas injector 89 is disposed in the intake port 37, and a gas injection nozzle of the gas injector 89 is inserted into an air flow path in the intake port 37.
  • a gas injector 89 is connected to the main fuel gas flow path 30.
  • the fuel gas injected from the gas injection nozzle 103 is mixed with the air flowing in from the intake manifold 67. Therefore, when the intake valve 80 is opened, the premixed gas in which the fuel gas from the gas injector 89 is mixed with the air from the intake manifold 67 flows into the main chamber M.
  • the intake port 37 is opened and closed by moving the intake valve 80 up and down
  • the exhaust port 38 is opened and closed by moving the intake valve 80 up and down. That is, when the intake valve 80 is opened, the air from the intake manifold 67 is sucked into the main combustion chamber in the cylinder 36 through the intake port 37, while the exhaust valve 81 is opened so that the air in the cylinder 36 is opened through the exhaust port 38.
  • the combustion gas (exhaust gas) in the main combustion chamber is exhausted to the exhaust manifold 44. Therefore, when the engine device 21 is driven, an ignition flame (combustion gas) is generated by the ignition device 79, so that the premixed gas supplied to the main chamber M in the cylinder 36 via the intake valve 80 reacts. Generate premixed combustion.
  • the gas injector 98 injects fuel gas into the intake port 37. Therefore, in the intake port 37, the fuel gas injected from the gas injector 98 is mixed with the air flowing from the intake manifold 67. The mixed gas obtained by mixing the fuel gas with the air flows toward the intake valve 80 through the intake port 37. At this time, by opening the intake valve 80, the mixed gas is sucked into the main chamber M in the cylinder 36. Then, after closing the intake valve 80 and sliding the piston 78 to compress the mixed gas in the main chamber M, an ignition flame 79 is jetted into the main chamber M by the ignition device 79, and the mixed gas in the main chamber M is discharged. To burn. Thereafter, by opening the exhaust valve 81, the combustion gas (exhaust gas) in the main chamber M is exhausted to the exhaust manifold 44 through the exhaust port 38 in the cylinder head 26.
  • the main fuel gas flow path 30 is provided with a main fuel gas pressure sensor 112 and a main fuel gas temperature sensor 113 for measuring the gas pressure and gas temperature of the fuel gas in the flow path. Based on the measurement result of the main fuel gas pressure sensor 112, the flow rate of the fuel gas supplied from the gas injector 98 to the intake port 37 is measured. Further, the temperature of the fuel gas supplied from the gas injector 89 is measured by the main fuel gas temperature sensor 113.
  • An auxiliary fuel gas pressure sensor 114 that measures the gas pressure of the fuel gas in the passage is installed in the auxiliary fuel gas channel 31, and based on the measurement result of the auxiliary fuel gas pressure sensor 114, a check valve 89 is provided. The flow rate of the supplied fuel gas is measured.
  • the engine device 21 has an engine control device 73 that controls each part of the engine device 21, and a spark plug 82 and a gas injector 98 are provided for each cylinder 36.
  • the engine control device 73 gives control signals to the spark plug 82 and the gas injector 98 to control ignition by the spark plug 82 and gas fuel supply by the gas injector 98.
  • the engine control device 73 controls the main fuel gas pressure regulator 110 and the sub fuel gas pressure regulator 111 to control the gas pressure (gas flow rate) of the fuel gas supplied from the main fuel gas passage 30 and the sub fuel gas passage 31. ).
  • the engine control device 73 gives control signals to the main throttle valve V1 and the supply air bypass valve V2, respectively, and adjusts the valve opening degree to adjust the air pressure (intake manifold pressure) in the intake manifold 67.
  • the engine control device 73 receives a measurement signal from a load measuring device (load detection sensor) 19 such as a watt transducer or a torque sensor, and calculates a load applied to the engine device 21.
  • the engine control device 73 receives a measurement signal from the engine rotation sensor 20 such as a pulse sensor that measures the rotation speed of the crankshaft 24 and detects the engine rotation speed of the engine device 21.
  • the engine control device 73 receives the measurement signal from the intake manifold pressure sensor (pressure sensor) 39 that measures the air pressure in the intake manifold 67 and detects the intake manifold pressure.
  • the engine control device 73 receives the measurement signal from the lubricating oil temperature sensor 53 and detects the lubricating oil temperature Tj of the lubricating oil circulating in the engine device 21.
  • the engine control device 73 includes a main fuel gas pressure sensor 112 that detects a main chamber fuel gas pressure Pm, a main fuel gas temperature sensor 113 that detects a main fuel gas temperature Tm, and a sub fuel gas pressure Ps as a sub chamber fuel flow rate. A measurement signal is received from the sub fuel gas pressure sensor 114 to be detected.
  • the engine control device 73 drives and controls the main fuel gas pressure regulator 110 based on the measurement signals from the main fuel gas pressure sensor 112 and the main fuel gas temperature sensor 113, and supplies them to the gas injectors 98 of the intake ports 37. Adjust the main fuel gas flow rate.
  • the engine control device 73 drives and controls the auxiliary fuel gas pressure regulator 111 based on the measurement signal from the auxiliary fuel gas pressure sensor 114 to adjust the flow rate of the auxiliary fuel gas supplied to the check valve 89 of each ignition device 79. .
  • the engine control device 73 adjusts the valve opening degree in the gas injector 98 to set the flow rate of the fuel gas supplied into the main chamber M of each cylinder 36. Then, the engine control device 73 controls the ignition operation of the spark plug 82 to generate combustion in each cylinder 36 at a predetermined timing. That is, the gas injector 98 supplies fuel gas having a flow rate corresponding to the valve opening degree to the intake port 37, mixes it with air from the intake manifold 67, and supplies premixed fuel to the cylinder 36. Then, the sub fuel gas supplied from the check valve 89 is ignited in the sub chamber S of the ignition device 79 by the spark plug 82 in accordance with the injection timing of each cylinder 36. The combustion gas generated in the ignition device 79 is injected into the main chamber M and ignited in the cylinder 36 to which the premixed gas is supplied.
  • the external configuration of the gas engine device 21 (engine device 21) will be described with reference to FIGS.
  • the front / rear / left / right positional relationship in the configuration of the engine device 21 is designated with the connection side with the generator 23 as the rear side.
  • the engine device 21 includes an engine output shaft 24 in a cylinder block 25 placed on a base table 27, and a cylinder head 26 in which a plurality of head covers 40 are arranged in a line in the front-rear direction. It is mounted on the block 25.
  • the engine device 21 has a main fuel gas pipe 41, which is a part of the main fuel gas passage 30, extended in parallel to the head cover 40 row on the right side surface of the cylinder head 26, while A sub fuel gas pipe 42, which is a part of the fuel gas flow path 31, extends in parallel with the head cover 40 row.
  • an exhaust manifold (exhaust flow path) 44 extends in parallel with the head cover 40 row, and the outer periphery of the exhaust manifold 44 is covered with a heat shield cover 45.
  • the heat shield cover 45 is configured to cover the outer peripheral surface and the rear end of the exhaust manifold 44. Since the air layer formed between the heat insulating cover 45 and the exhaust manifold 44 functions as a heat insulating layer, the influence of the surroundings due to exhaust heat from the exhaust manifold 44 is reduced.
  • a side cover 43 that covers the auxiliary fuel gas pipe 42 is disposed on the left side surface of the cylinder block 25.
  • the front end (exhaust outlet side) of the exhaust manifold 44 is connected to the supercharger 49 via the exhaust relay pipe 48. Therefore, the exhaust gas exhausted through the exhaust manifold 44 flows into the turbine 49a of the supercharger 49 through the exhaust relay pipe 48, whereby the turbine 49a rotates and the compressor 49b that is coaxial with the turbine 49a is rotated. Rotate.
  • the supercharger 49 is disposed on the upper side of the front end of the engine device 21, and includes a turbine 49a on the right side and a compressor 49b on the left side.
  • the exhaust outlet pipe 50 is arranged on the right side of the supercharger 49 and is connected to the exhaust outlet of the turbine 49a to exhaust the exhaust gas from the turbine 49a.
  • An intercooler 51 that cools the compressed air by the compressor 49b of the supercharger 49 is disposed below the supercharger 49. That is, the intercooler 51 is installed on the front end side of the cylinder block 25, and the supercharger 49 is placed on the intercooler 51.
  • An air discharge port of the compressor 49b is provided in the left and right middle layer position of the supercharger 49 so as to open toward the rear (cylinder block 25 side).
  • the upper surface of the intercooler 51 is provided with an air suction port that opens upward, and the compressed air discharged from the compressor 49b flows into the intercooler 51 through the air suction port.
  • the air discharge port of the compressor 49b and the air intake port of the intercooler 51 are communicated with each other by an air supply relay pipe 52 connected at one end.
  • a main throttle valve V1 is pivotally supported in the air supply relay pipe 52.
  • the turbocharger 49 coaxially supports a compressor 49b and a turbine 49a that are arranged separately on the left and right, and the compressor 49b rotates based on the rotation of the turbine 49a introduced from the exhaust manifold 44 through the exhaust relay pipe 49.
  • the supercharger 49 includes an intake filter 63 that removes outside air to be introduced, and a fresh air passage pipe 64 that connects the intake filter 63 and the compressor 49b on the left side of the compressor 49b on the fresh air intake side.
  • the compressor 49 b rotates in synchronization with the turbine 49 a, so that outside air (air) sucked by the intake filter 63 is introduced into the compressor 49 b through the supercharger 49.
  • the compressor 49b compresses the air sucked from the left side and discharges the compressed air to the air supply relay pipe 52 installed on the rear side.
  • the air supply relay pipe 52 is opened at the upper front and connected to the discharge port behind the compressor 49b, while the lower side is opened and connected to the intake port on the upper surface of the intercooler 51.
  • the intercooler 51 is connected to one end of the air supply bypass pipe 66 (the air supply bypass passage 17) at a branch port provided in the front air passage, and a part of the compressed air cooled by the intercooler 51. Is discharged to the air supply bypass pipe 66.
  • the other end of the supply air bypass pipe 66 is connected to a branch port provided in front of the new air passage pipe 64, and a part of the compressed air cooled by the intercooler 51 passes through the supply air bypass pipe 66. It circulates in the pipe 64 and merges with the outside air from the air supply filter 63. Further, the air supply bypass pipe 66 pivotally supports an air supply bypass valve V2 in the middle thereof.
  • the intercooler 51 cools the compressed air based on the heat exchange action with the cooling water supplied from the water supply pipe 62 when the compressed air from the compressor 49b flows from the left rear side through the air supply relay pipe 52. Inside the intercooler 51, the compressed air cooled in the left chamber flows through the front ventilation path and is introduced into the right chamber, and then, through the discharge port provided in the rear of the right chamber, the intake manifold 67 (see FIG. 4). Discharged.
  • the turbine 49 a of the supercharger 49 has a rear suction port connected to the exhaust relay pipe 48 and a right discharge port connected to the exhaust outlet pipe 50.
  • the supercharger 49 introduces exhaust gas from the exhaust manifold 44 into the turbine 49a via the exhaust relay pipe 48, rotates the turbine 49a and simultaneously rotates the compressor 49b, and sends the exhaust gas to the exhaust outlet pipe. Exhaust from 50.
  • the exhaust relay pipe 48 is opened at the rear and connected to the discharge port of the exhaust manifold 44, while the front is opened and connected to the suction port at the rear of the turbine 49a.
  • an engine control device 73 that controls the operation of each part of the engine device 21 is fixed to the rear end surface of the cylinder block 25 via a support stay (support member) 74.
  • a flywheel 76 that is connected to the generator 23 and rotated is installed, and an engine control device 73 is disposed on the flywheel housing 76a that covers the flywheel 76.
  • the engine control device 73 is electrically connected to sensors (pressure sensors and temperature sensors) in each part of the engine device 21 to collect temperature data, pressure data, and the like of each part of the engine device 21, and electromagnetics in each part of the engine device 21.
  • a signal is given to the valve or the like to control various operations of the engine device 21 (plug ignition, gas pressure adjustment, valve opening adjustment, gas injection, cooling water temperature adjustment, etc.).
  • the engine device 21 of the present embodiment is provided with the main throttle valve V1 at the connection point between the air outlet of the supercharger 49 and the inlet of the intercooler 51.
  • the engine device 21 includes an air supply bypass passage 66 that connects the air inlet of the supercharger 49 and the inlet of the intercooler 51, and an air supply bypass valve V ⁇ b> 2 is disposed in the air supply bypass passage 66. .
  • the air flow rate of the intake manifold 67 can be controlled with high accuracy, so that the air flow rate can be controlled with high responsiveness even to load fluctuations.
  • the air supply bypass flow path 66 functions as a buffer flow path for the compressor 49b and the intake manifold 67 of the supercharger 49, by controlling the opening degree of the air supply bypass valve V2, the air is optimally adjusted in accordance with the increase or decrease of the load.
  • the response speed for setting the flow rate can be increased.
  • the engine control device 73 sets the air flow rate to be supplied to the intake manifold 67 by executing the opening degree control of the air supply bypass valve V2 when the engine load increases.
  • the air flow rate that passes through the main throttle valve V1 can be optimally controlled, so that the shortage of the air flow rate supplied to the intake manifold 67 can be prevented.
  • the air flow rate can be controlled with high responsiveness even in response to a sudden increase in load, so that an appropriate air-fuel ratio can be provided, and the operation of the engine device 21 can be stabilized.
  • the engine control device 73 sets the air flow rate supplied to the intake manifold 67 by executing the opening degree control of the air supply bypass valve V2 when the engine load decreases.
  • the air flow rate suddenly decreases on the outlet side of the compressor 49b of the supercharger 49, and surging occurs in which the air in the compressor 49b reverses.
  • the air pressure at the inlet / outlet of the compressor 49b can be stabilized, and the occurrence of surging can be prevented.
  • the engine control device 73 performs opening degree control on the main throttle valve V1 when the engine load is in a low load range.
  • the engine control device 73 sets the main throttle valve V1 to a predetermined opening when the engine load is in the middle / high load region, and performs opening control on the supply air bypass valve V2. Since the bypass valve control with good responsiveness is executed in the middle and high load region where the influence of the load fluctuation is large, the engine device 21 can be operated smoothly by suppressing the excess or deficiency of the air flow rate against the load fluctuation.
  • the engine control device 73 when receiving a measurement signal from the load measuring device (load detection sensor) 19 (STEP 1), the engine control device 73 executes the opening degree control (bypass valve control) of the supply air bypass valve V2. (STEP 2).
  • the engine control device 73 compares the engine load Ac with a predetermined load (first threshold) Ac1 based on the measurement signal received in STEP 1 (STEP 3).
  • the engine control device 73 sets the engine load Ac to a predetermined load (second threshold) Ac2 (0 ⁇ Ac2 ⁇ ) based on the measurement signal received in STEP1. Compare with Ac1) (STEP 4).
  • the engine control device 73 assumes that the engine load Ac is in a low load range, and performs feedback control (PID) on the valve opening of the main throttle valve V1. Control) (STEP 5). At this time, the engine control device 73 sets a target value (target pressure) of the intake manifold pressure corresponding to the engine load. The engine control device 73 receives the measurement signal from the pressure sensor 39, confirms the measured value (measured pressure) of the intake manifold pressure, and obtains the difference from the target pressure.
  • PID feedback control
  • the engine control device 73 performs PID control of the valve opening degree of the main throttle valve V1 based on the difference value between the target pressure and the measured pressure, and brings the air pressure of the intake manifold 67 closer to the target pressure.
  • the opening control of the main throttle valve V1 is referred to as “main valve control”.
  • the engine control device 73 assumes that the engine load Ac is in the middle / high load range, and sets the valve opening of the main throttle valve V1 to the predetermined opening. (STEP 6). And the engine control apparatus 73 performs feedback control (PID control) with respect to the valve opening degree of the air supply bypass valve V2 (STEP 7). At this time, as in the case of the main valve control, the engine control device 73 receives the measurement signal from the pressure sensor 39, and based on the difference value between the target pressure and the measured pressure, PID control of the valve opening degree of the air supply bypass valve V2 And the air pressure of the intake manifold 67 is brought close to the target pressure.
  • PID control feedback control
  • the engine control device 73 switches from main valve control to bypass valve control as pressure control of the intake manifold pressure. Further, in this embodiment, when the predetermined load Ac1 is exceeded when the load increases, in STEP 4, the engine control device 73 fully opens the main throttle valve V1 and controls the opening of the supply bypass valve V2, thereby controlling the supply air bypass flow. The air flow rate in the passage 17 is controlled to adjust the supply manifold pressure. Since the bypass valve control with good responsiveness is executed in the middle and high load region where the influence of the load fluctuation is large, it is possible to suppress the excess or deficiency of the air flow rate with respect to the load fluctuation and set the optimum air-fuel ratio.
  • the engine control device 73 switches from main valve control to bypass valve control as pressure control of the intake manifold pressure.
  • the switching operation of the intake manifold pressure can be smoothly performed by giving hysteresis to the respective threshold values when the load is increased and when the load is decreased.
  • the engine control device 73 determines that the opening degree of the main throttle valve V1 when the engine load Ac is lower than the first threshold value Ac1 when the engine load Ac increases. When the control is executed and the engine load Ac exceeds the first threshold value Ac1, the opening degree control of the main throttle valve is switched to the opening degree control of the supply air bypass valve V2. On the other hand, when the engine load Ac decreases, the engine control device 73 executes the opening degree control of the supply air bypass valve V2 when the engine load Ac is equal to or higher than the second threshold value Ac2 lower than the first threshold value Ac1. When the engine load Ac falls below the second threshold Ac2, the opening control of the supply air bypass valve V2 is switched to the opening control of the main throttle valve V1.
  • the air flow rate of the intake manifold 67 can be controlled with high accuracy by adopting a structure including the main throttle valve V1 and the air supply bypass valve V2, the air flow rate can be controlled with high responsiveness to load fluctuations.
  • the bypass valve control with good responsiveness is executed in a high load region where the influence of the load change is large, the air flow is not excessive or insufficient with respect to the load change, and the operation can be stably performed.
  • control switching can be executed smoothly.
  • the engine control device 73 stores a fuel injection amount map M1, and determines the main fuel gas flow rate to be injected from the gas injector 42 based on the fuel injection amount map M1.
  • the fuel injection amount map M1 represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the command fuel injection amount Q as the fuel flow rate, and the command fuel for the engine speed Ne and the engine load Ac.
  • the injection amount Q is determined.
  • the engine control device 73 Upon receiving the engine load Ac measured by the load measuring device (load detection sensor) 19 and the engine speed Ne measured by the engine rotation sensor 20, the engine control device 73 refers to the fuel injection amount map M1. The command fuel injection amount Q is determined. Then, the engine control device 73 uses the first correction amount ⁇ Qp based on the main chamber fuel gas pressure Pm, the second correction amount ⁇ Qt based on the main fuel gas temperature Pt, or the lubricating oil temperature Tj on the determined command fuel injection amount Q. A correction calculation using the third correction amount ⁇ Qtj is executed to calculate a corrected injection amount Q1. Accordingly, the flow rate of the main fuel gas injected from the gas injector 42 is controlled so as to be the corrected injection amount Q1 determined by the engine control device 73.
  • the engine control device 73 when the main fuel gas pressure Pm is increased, the density of the main fuel gas is increased, and the fuel injection amount required to cope with the same engine load Ac at a predetermined engine speed Ne is reduced. Therefore, when the engine control device 73 receives the main fuel gas pressure Pm measured by the main fuel gas pressure sensor 112, the engine control device 73 makes it proportional to the increase in the main fuel gas pressure Pm in the correction calculation for calculating the corrected injection amount Q1.
  • the corrected fuel injection amount Q1 is calculated by reducing the command fuel injection amount Q by the first correction amount ⁇ Qp. That is, the first correction amount ⁇ Qp is a correction amount that decreases in proportion to the increase in the main fuel gas pressure Pm.
  • the engine control device 73 when the main fuel gas temperature Tm rises, the density of the main fuel gas decreases, and the amount of fuel injection necessary to cope with the same engine load Ac increases at a predetermined engine speed Ne. Therefore, when the engine control device 73 receives the main fuel gas temperature Tm measured by the main fuel gas temperature sensor 113, the engine control device 73 makes it proportional to the increase in the main fuel gas temperature Pt in the correction calculation for calculating the corrected injection amount Q1.
  • the command fuel injection amount Q is increased by the second correction amount ⁇ Qt to calculate the correction injection amount Q1. That is, the second correction amount ⁇ Qt is a correction amount that increases in proportion to the increase in the main chamber fuel gas temperature Pt.
  • the engine control device 73 when the lubricating oil temperature Tj rises, the viscosity of the lubricating oil decreases, and the amount of fuel injection necessary to cope with the same engine load Ac at a predetermined engine speed Ne decreases. Therefore, when the engine control device 73 receives the lubricating oil temperature Tj measured by the lubricating oil temperature sensor 115, the engine control device 73 makes a third proportional to the increase in the lubricating oil temperature Tj in the correction calculation for calculating the corrected injection amount Q1.
  • the command fuel injection amount Q is decreased by the correction amount ⁇ Qtj to calculate the correction injection amount Q1. That is, the third correction amount ⁇ Qtj is a correction amount that decreases in proportion to an increase in the lubricating oil temperature Tj.
  • the engine control device 73 sets the target value (target pressure) Pim of the intake manifold pressure corresponding to the engine load when executing the above-described main valve control or bypass valve control. At this time, the engine control device 73 refers to the stored target intake manifold pressure map M2 to determine the target pressure Pim.
  • the target intake manifold pressure map M2 represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the target pressure Pim, and determines the target pressure Pim with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. .
  • the engine control device 73 rewrites the stored contents of the target intake manifold pressure map M2 when a fuel injection amount equal to or greater than the determined fuel injection amount is required. That is, the engine control device 73 determines whether or not the fuel injection amount from the gas injector 98 is insufficient based on the engine load Ac measured by the load measuring device 19 and the engine speed Ne measured by the engine rotation sensor 20. (STEP 101). If it is determined that the fuel injection amount from the gas injector 98 is insufficient (Yes in STEP 101), the engine control device 73 corrects the target pressure Pim in the target intake manifold pressure map M2 to be small ( Rewrite and store (STEP 102).
  • the case where the fuel injection amount from the gas injector 98 is required to be larger than the set fuel injection amount is, for example, that the target engine speed Nem is not reached with respect to the engine load Ac at the set fuel injection amount, or a predetermined amount This is a case where a larger fuel injection amount than the fuel injection amount Q calculated by the fuel injection amount map is required at the engine speed Ne and the predetermined engine load Ac.
  • the storage element in the target intake manifold pressure map M2 is rewritten so that the target pressure Pim in the target intake manifold pressure map M2 becomes smaller. Therefore, even when the fuel injection amount becomes insufficient, the air-fuel ratio can be obtained such that the required combustion effect can be obtained by reducing the intake manifold pressure at the predetermined engine speed Ne and the predetermined engine load Ac. That is, when fuel gas having a different composition is supplied to the engine device 21, the amount of heat generated by the fuel gas having a different composition is low. At this time, by correcting the target pressure Pim to be small, an appropriate excess air ratio can be realized, and deterioration of fuel consumption can be prevented.
  • the engine control device 78 performs a correction operation on the target pressure Pim determined based on the target intake manifold pressure map M2 with a correction amount ⁇ Ptj based on the lubricating oil temperature Tj, so that the corrected target pressure Pim1 is calculated. Therefore, the engine control device 78 performs PID control on the valve opening degree of the main throttle valve V1 or the supply air bypass valve V2 based on the difference between the measured pressure from the pressure sensor 39 and the corrected target pressure Pim1.
  • the engine control device 73 receives the lubricating oil temperature Tj measured by the lubricating oil temperature sensor 115, the correction amount proportional to the decrease in the lubricating oil temperature Tj in the correction calculation for calculating the corrected target pressure Pim1.
  • the corrected target pressure Pim1 is calculated by increasing the target pressure Pim by ⁇ Ptj.
  • the engine control device 73 sets the target value (target pressure) Pim of the intake manifold pressure corresponding to the engine load when executing the above-described main valve control or bypass valve control. At this time, the engine control device 73 refers to the stored target intake manifold pressure map M2 to determine the target pressure Pim.
  • the target intake manifold pressure map M2 represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the target pressure Pim, and determines the target pressure Pim with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. .
  • the engine control device 73 when receiving the engine load Ac measured by the load measuring device 19 and the engine speed Ne measured by the engine speed sensor 20, the engine control device 73 receives the target auxiliary fuel gas pressure map M3.
  • the target auxiliary fuel gas pressure Psm is determined with reference to FIG.
  • the target sub fuel gas pressure map M3 represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the target sub fuel gas pressure Psm, and the target sub fuel gas pressure Psm with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. Is to determine.
  • the engine control device 73 rewrites the stored contents of the target auxiliary fuel gas pressure map M3 when a fuel injection amount greater than the determined fuel injection amount is required. That is, the engine control device 73 performs fuel injection from the gas injector 98 based on the engine load Ac measured by the load measuring device 19 and the engine rotational speed Ne measured by the engine rotation sensor 20 as in STEP 101 of FIG. It is determined whether or not the amount is insufficient (STEP 201). When it is determined that the fuel injection amount from the gas injector 98 is insufficient (YES in STEP 201), the engine control device 73 increases the target sub fuel gas pressure Psm in the target sub fuel gas pressure map M3. It is corrected (rewritten) and stored (STEP 202).
  • the engine control device 73 determines that the fuel injection amount from the gas injector 98 is insufficient, the engine control device 73 corrects the target auxiliary fuel gas pressure Psm to increase. That is, when fuel gas having a different composition is supplied to the engine device 21, the amount of heat generated by the fuel gas having a different composition is low. At this time, by correcting the target auxiliary fuel gas pressure Psm so as to increase, an appropriate air-fuel ratio can be realized, and deterioration of fuel consumption can be prevented.
  • the engine control device 73 increases the fuel injection amount from the gas injector 98 after the intake manifold pressure of the intake manifold 67 reaches the target pressure Pim when transitioning from the low load operation state to the high load operation state.
  • the control operation will be described by taking as an example a case where the engine control device 73 performs opening degree control (main valve control) on the main throttle valve V1 when a load is applied.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the control operation when the engine control device 73 applies a load.
  • FIG. 17 is a time chart showing the control operation when the engine control device 73 applies a load.
  • the engine control device 73 is operated with the engine load Ac measured by the load measuring device 19 being equal to or less than a predetermined load Ac10, receives a load input command from the outside, and is commanded. It is confirmed whether the applied load is equal to or higher than a predetermined load application rate rAc1 (STEP 301).
  • the load input rate rAc is the ratio of the input load to the engine rated load.
  • the load application command is input to the engine control device 73 by, for example, an accelerator lever.
  • the engine control device 73 When the engine control device 73 confirms that the conditions in STEP 301 are satisfied (Yes), the engine control device 73 increases the opening D of the main throttle valve V1 by a predetermined opening ⁇ D (STEP 302).
  • the engine control device 73 determines the predetermined opening degree ⁇ D based on the engine speed Ne measured by the engine speed sensor 20 and the load application rate rAc input from the outside. Then, the engine control device 73 checks whether or not the intake manifold pressure (measured pressure) Pi measured by the pressure sensor 39 is equal to or higher than the target intake manifold pressure (target pressure) Pim (STEP 303).
  • STEP 303 when the measured pressure Pi becomes equal to or higher than the target pressure Pim (Yes), the engine control device 73 increases the fuel injection amount from the gas injector 98 and injects it (STEP 304). Actually, when the load is applied and the engine speed Ne decreases, the injection amount of the main fuel gas from the gas injector 98 increases. Instead of the control operation of STEP 303 for confirming the state of the measured pressure Pi, it is possible to wait for a predetermined time after increasing the main throttle valve V1 by the predetermined opening ⁇ D in STEP 302.
  • the engine control device 73 controls each part according to the flowchart of FIG. 16 and a load input command is input from the outside by an accelerator lever or the like, as shown in the time chart of FIG. 17, first, the main throttle valve V1. Is increased by ⁇ D.
  • the engine control device 73 confirms that the intake manifold pressure Pi has reached the target intake manifold pressure Pim after executing the main valve control, the injection quantity Q of the main fuel gas from the gas injector 98 is increased.
  • the example in which the pressure of the intake manifold 67 is adjusted by the main valve control when the load is applied has been described.
  • the main throttle valve V1 or the supply pressure is adjusted.
  • the fuel injection amount from the gas injector 98 may be increased after the measured pressure becomes equal to or higher than the target pressure after receiving the load input command.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an opening control operation for the main throttle valve V1 by the engine control device 73
  • FIG. 19 is a time chart showing a control operation when the load is reduced by the engine control device 73.
  • the engine control device 73 receives a load reduction command for reducing the opening D of the main throttle valve V1 to the target opening Dm (STEP 401).
  • the opening degree D is decreased stepwise toward the target opening degree Dm (STEP 402).
  • reducing the opening degree D of the main throttle valve V1 stepwise means that the opening degree D is reduced at a speed of 10% / s.
  • the speed of 10% / s in this example is a speed at which the opening degree D is decreased by an opening degree of 10% when the full opening is 100% in one second.
  • the engine control device 73 receives the load reduction command after the load is reduced by, for example, an accelerator lever.
  • the engine control device 73 checks whether or not the intake manifold pressure (measured pressure) Pi measured by the pressure sensor 39 has become equal to or less than a predetermined pressure value Pi1. (STEP403). When it is confirmed that the measured pressure Pi in the intake manhold 67 has decreased to the predetermined pressure value Pi1 (YES in STEP 403), the engine control device 73 ends the opening degree control for the main throttle valve V1.
  • the main throttle valve V1 is opened. Close the degree step by step.
  • the engine control device 73 confirms that the intake manifold pressure Pi has gradually decreased to reach the predetermined pressure value Pi1, the opening of the main throttle valve V1 is fixed and the opening relative to the main throttle valve V1 is fixed. End control. As described above, by gradually closing the opening of the main throttle valve V1 when the load is reduced, the flow rate of air passing through the compressor 49b is reduced stepwise, so that surging in the supercharger 49 can be prevented.
  • each unit is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the engine device of the present embodiment can also be applied to configurations other than the propulsion and power generation mechanism described above, such as a power generation device for supplying power to the electrical system in the hull and a drive source in a power generation facility on land. It is.

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Abstract

　過給機を有するエンジン装置において、負荷変動に対して応答性よく空気流量制御を実行できるエンジン装置を提供することを目的とする。本願発明のエンジン装置２１は、エンジン負荷が低負荷域となるとき、メインスロットル弁Ｖ１に対して開度制御を実行する。一方、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷が中高負荷域となるとき、メインスロットル弁Ｖ１を所定開度とするとともに、給気バイパス弁Ｖ２に対して開度制御を実行する。負荷変動による影響の大きい中高負荷領域において、応答性の良いバイパスバルブ制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足を抑え、エンジン装置２１を円滑に運転できる。

Description

エンジン装置
　本願発明は、駆動源となるエンジン装置に関するもので、特に、燃料ガスによる燃焼に基づき出力軸を回転させるエンジン装置に関するものである。
　従来より、例えばタンカーや輸送船等の船舶や陸上の発電施設においては、その駆動源としてディーゼルエンジンが利用されている。しかしながら、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、環境保全の妨げになる有害物質となる、窒素酸化物、硫黄酸化物及び粒子状物質等が多く含まれている。そのため、近年では、ディーゼルエンジンの代替となるエンジンとして、有害物質の発生量を低減できるガスエンジン装置などが普及されつつある。
　天然ガスといった燃料ガスを用いて動力を発生させるいわゆるガスエンジン装置は、空気に燃料ガスを混合した混合ガスをシリンダに供給して燃焼させる（特許文献１参照）。特許文献１のガスエンジン装置は、過給機で圧縮された空気に燃料ガスを混合させてシリンダに供給させている。このようなガスエンジン装置において、シリンダへ吸気させる吸気マニホールドと過給機との間にスロットル弁を設けて、スロットル弁の開度を制御することで、空燃比を調整するものがある。
特開２００３－２６２１３９号公報
　ところで、この種のガスエンジン装置では、例えば何らかの要因でガスエンジンが無負荷状態になって出力が急減した場合、これに伴いスロットル弁の開度が急減する（スロットル弁が急激に閉じ作動する）。そうすると、過給機におけるコンプレッサの過給圧が異常上昇して、部分的な逆流によって過給機にサージング（脈動）が発生する。当該サージングの発生は、コンプレッサの圧力バランスを崩して、燃料質量に対する吸気質量の比である空燃比に異常（リッチ化）をきたし、ガスエンジンの異常燃焼を招来することになる。
　また、低負荷から高負荷に負荷投入された場合、ガスインジェクタによる燃料ガス噴射量の増加タイミングに対して、スロットル弁の開度制御に基づく吸気流入量の増加タイミングに遅れが生じる。そのため、高負荷への負荷投入時においても、スロットル弁の開度制御に基づく空気流量制御の応答性が悪いことから、吸気流入量に不足が生じることとなり、空燃比異常（リッチ化）による異常燃焼を発生させる恐れがある。
　そこで、本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題とするものである。
　請求項１の発明は、シリンダ内へ空気を供給させる吸気マニホールドと、前記シリンダからの排気ガスを排気させる排気マニホールドと、前記吸気マニホールドから供給される空気に燃料ガスを混合させて前記シリンダに吸気するガスインジェクタと、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過給器と、該過給器で圧縮された圧縮空気を冷却して前記吸気マニホールドに供給するインタークーラとを、備えたエンジン装置において、前記過給器の空気排出口と前記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ており、前記過給器の空気流入口と前記インタークーラ入口とを結ぶ給気バイパス流路を備えるとともに、前記給気バイパス流路にバイパス弁を配置しており、前記エンジンの負荷が所定閾値より低いときは、前記メインスロットル弁の開度を制御して、前記エンジン負荷に合わせて空気流量を設定する一方、前記エンジンの負荷が所定閾値以上となるときは、前記メインスロットル弁を所定開度とするとともに、前記バイパス弁の開度を制御して、前記エンジン負荷に合わせて空気流量を設定するというものである。
　請求項２の発明は、請求項１に記載したエンジン装置において、前記吸気マニホールド内の空気圧力を測定する圧力センサと、前記エンジンの負荷を検出する負荷検出センサと、前記メインスロットル弁及び前記バイパス弁それぞれの開度を制御するエンジン制御部とを更に有し、前記エンジン制御部は、前記負荷検出センサで検出された前記エンジン負荷に基づく目標空気圧力と該圧力センサで検出された測定圧力との差によって、前記メインスロットル弁又は前記バイパス弁の開度を設定するというものである。
　請求項３の発明は、請求項２に記載したエンジン装置において、前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサを有しており、前記エンジン制御部は、前記エンジン回転数センサで検出された前記エンジン回転数に基づいて前記ガスインジェクタからの燃料噴射量を設定するとともに、設定した燃料噴射量と前記エンジン負荷により決定される空燃比とにより前記メインスロットル弁又は前記バイパス弁の開度を設定するというものである。
　請求項４の発明は、請求項１に記載したエンジン装置において、前記エンジンの負荷が増加するとき、前記エンジン負荷が第１閾値より低い場合に、前記メインスロットル弁の開度制御を実行しており、前記エンジン負荷が第１閾値を超えると、前記メインスロットル弁の開度制御から前記バイパス弁の開度制御に切り換える一方、前記エンジンの負荷が減少するとき、前記エンジン負荷が前記第１閾値より低い第２閾値以上である場合は、前記バイパス弁の開度制御を実行しており、前記エンジン負荷が第２閾値を下回ると、前記バイパス弁の開度制御から前記メインスロットル弁の開度制御に切り換えるというものである。
　本願発明によると、シリンダ内へ空気を供給させる吸気マニホールドと、前記シリンダからの排気ガスを排気させる排気マニホールドと、前記吸気マニホールドから供給される空気に燃料ガスを混合させて前記シリンダに吸気するガスインジェクタと、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過給器と、該過給器で圧縮された圧縮空気を冷却して前記吸気マニホールドに供給するインタークーラとを、備えたエンジン装置において、前記過給器の空気排出口と前記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ており、前記過給器の空気流入口と前記インタークーラ入口とを結ぶ給気バイパス流路を備えるとともに、前記給気バイパス流路にバイパス弁を配置しており、前記エンジンの負荷が所定閾値より低いときは、前記メインスロットル弁の開度を制御して、前記エンジン負荷に合わせて空気流量を設定する一方、前記エンジンの負荷が所定閾値以上となるときは、前記メインスロットル弁を所定開度とするとともに、前記バイパス弁の開度を制御して、前記エンジン負荷に合わせて空気流量を設定するというものであるので、前記メインスロットル弁と前記バイパス弁とを備えた構造として、前記吸気マニホールドの空気流量を高精度に制御できるため、負荷変動に対しても、応答性よく空気流量を制御できる。前記給気バイパス流路が前記過給器と前記吸気マニホールドに対する緩衝流路として機能するため、前記バイパス弁を開度制御することで、負荷の増減にあわせて最適に空気流量を設定する応答速度を速めることができる。特に、負荷変動による影響の大きい高負荷領域において、応答性の良いバイパス弁制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足が少なく、最適な空燃比を設定できる。
　また、前記吸気マニホールド内の空気圧力を測定する圧力センサと、前記エンジンの負荷を検出する負荷検出センサと、前記メインスロットル弁及び前記バイパス弁それぞれの開度を制御するエンジン制御部とを更に有し、前記エンジン制御部は、前記負荷検出センサで検出された前記エンジン負荷に基づく目標空気圧力と該圧力センサで検出された測定圧力との差によって、前記メインスロットル弁又は前記バイパス弁の開度を設定することで、検出した負荷に応じて目標圧力を設定し、フィードバック制御によるバルブ開度を制御するため、実負荷に対して適正な空気流量を提供することが可能となる。従って、負荷変動に対しても応答性よく最適な空燃比を設定できる。
　また、本発明によれば、前記吸気マニホールドに供給する空気流量を設定することにより前記メインスロットル弁を通過させる空気流量を最適に制御できるため、前記吸気マニホールドに供給する空気流量の不足を防止できる。これにより、負荷の急上昇に対しても応答性よく空気流量を制御できるため、適正な空燃比を提供することが可能となり、前記エンジン装置の運転を安定なものとできる。
　また、本発明によれば、前記エンジン制御部は、前記エンジンの負荷が減少したときに、前記バイパス弁の開度を制御することで、前記吸気マニホールドから供給する空気流量を設定するものとすることで、負荷減少時において、前記メインスロットル弁とともに前記バイパス弁も同時に制御することで、前記過給器における空気出入口の空気圧力を安定させることができ、サージングの発生を防止できる。
　特に、本発明によると、前記エンジンの負荷が増加するとき、前記エンジン負荷が第１閾値より低い場合に、前記メインスロットル弁の開度制御を実行しており、前記エンジン負荷が第１閾値を超えると、前記メインスロットル弁の開度制御から前記バイパス弁の開度制御に切り換える一方、前記エンジンの負荷が減少するとき、前記エンジン負荷が前記第１閾値より低い第２閾値以上である場合は、前記バイパス弁の開度制御を実行しており、前記エンジン負荷が第２閾値を下回ると、前記バイパス弁の開度制御から前記メインスロットル弁の開度制御に切り換えるというものであるので、前記メインスロットル弁と前記バイパス弁とを備えた構造として、前記吸気マニホールドの空気流量をより一層高精度に制御できるため、負荷変動に対しても、更に応答性よく空気流量を制御できる。その上、制御切換のための閾値にヒステリシスを設けることにより、制御切換を円滑に実行できる。
本発明の実施形態における船舶の全体側面図である。 機関室の平面説明図である。 機関室の平面説明図である。 本発明の実施形態におけるエンジン装置の吸排気路の構成を示す概略図である。 同エンジン装置におけるシリンダヘッド内の模式的に表した概略図である。 同エンジン装置の制御ブロック図である。 同エンジン装置の側面図である。 同エンジン装置の平面図である。 同エンジン装置の拡大斜視図である。 同エンジン装置における空気流量制御の動作を示すフローチャートである。 同エンジン装置における空気流量制御の動作を示すタイムチャートである。 燃料ガス噴射量制御の動作を示す模式図である。 目標吸気マニホールド圧力マップ補正制御の動作を示すフローチャートである。 目標吸気マニホールド圧力マップ補正制御の動作を示す模式図である。 目標副燃料ガス圧マップ補正制御の動作を示すフローチャートである。 エンジン制御装置による負荷投入時の制御動作フローチャートである。 同タイムチャートである。 負荷減少時のメインスロットル弁に対する開度制御動作を示すフローチャートである。 同タイムチャートである。
　以下に、本願発明を具体化した実施形態を、電気推進船に搭載される発電機構に適用した場合の図面に基づいて説明する。
　まず始めに、船舶の概要について説明する。図１～図３に示すように、本実施形態の船舶１は、船体２と、船体２の船尾側に設けられたキャビン３（船橋）と、キャビン３の後方に配置されたファンネル４（煙突）と、船体２の後方下部に設けられた一対のプロペラ５及び舵６とを備えている。この場合、船尾側の船底７に一対のスケグ８が一体形成されている。各スケグ８には、プロペラ５を回転駆動させる推進軸９が軸支される。各スケグ８は、船体２の左右幅方向を分割する船体中心線ＣＬ（図３参照）を基準にして左右対称状に形成されている。すなわち、第１実施形態では、船体２の船尾形状としてツインスケグが採用されている。
　船体２内の船首側及び中央部には船倉１０が設けられており、船体２内の船尾側には機関室１１が設けられている。機関室１１には、プロペラ５の駆動源なる推進機構１２が船体中心線ＣＬを挟んだ左右に振り分けて一対配置されている。各推進機構１２から推進軸９に伝達された回転動力にて、各プロペラ５は回転駆動する。機関室１１には、各推進機構１２等への電力供給を制御する電力制御盤１３と、電力制御盤１３を通じて供給する電力を発生させる複数基（本実施形態では３基）の発電機構１４とが設けられている。機関室１１の内部は、甲板及び内底板にて上下に仕切られている。第１実施形態の推進機構１２、電力制御板１３、及び発電機構１４、機関室１１最下段の内底板上に設置されている。なお、詳細は図示していないが、船倉１０は複数の区画に分割されている。
　図２及び図３に示すように、推進機構１２は、プロペラ５の駆動源である推進モータ装置１５（実施形態ではデュアルフューエルエンジン）と、推進モータ装置１５の動力を推進軸９に伝達する減速機２２とを組み合わせたものである。また、発電機構１４は、供給する電力を発電する発電機２３と、発電機２３の駆動源である中速エンジン装置２１とを組み合わせたものである。ここで、「中速」のエンジンとは、毎分５００～１０００回転程度の回転速度で駆動するものを意味している。ちなみに、「低速」のエンジンは毎分５００回転以下の回転速度で駆動し、「高速」のエンジンは毎分１０００回転以上の回転速度で駆動する。実施形態のエンジン装置２１は中速の範囲内（毎分７００～７５０回転程度）で定速駆動するように構成されている。
　エンジン装置２１の後面側からエンジン出力軸２４の後端側が突出している。エンジン出力軸２４の後端側に発電機２３が動力伝達可能に連結されている。発電機構１４では、エンジン装置２１により発電機２３を回転駆動することで、発電機２３が発電電力を電力制御盤１３に送電する。電力制御盤１３は、各発電機２３から送電された電力の一部を、推進モータ装置１５に供給し、推進モータ装置１５を回転駆動させる。また、電力制御盤１３は、各発電機２３による発電電力を、推進モータ装置１５以外の船体２内の電気系統にも供給する。
　推進モータ装置１５は、電力制御盤１３からの電力に基づいて、回転駆動する推進モータ装置１５の動力は、モータ出力軸１６の後端側から減速機２２を介して、推進軸９に伝達される。推進モータ装置１５の動力の一部は、減速機２２によって減速されて、推進軸９に伝達される。減速機２２からの減速動力にてプロペラ５が回転駆動する。なお、プロペラ５には、プロペラ羽根の翼角変更によって船速を調節可能な可変ピッチプロペラが採用されている。
　次に、上記船舶１における発電機構１４として用いられるエンジン装置であるガスエンジン装置の構成について、図３～図９を参照して説明する。ガスエンジン装置２１（以下、単に「エンジン装置２１」と呼ぶ）は、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により駆動する。図４は、エンジン装置２１における吸排気系統を示す図であり、図５は、エンジン装置２１におけるシリンダヘッド内の模式的に表した概略図であり、図６は、エンジン装置２１における制御ブロック図である。
　図３に示すように、エンジン装置２１は、船舶２に設けられたガス燃料タンク３２と気化装置３４及びガスバルブユニット３５を介して接続しており、燃料ガス供給路を構成している。ガス燃料タンク３２は、気体である燃料ガスを液化させた液化燃料ガスを貯蔵している。気化装置３４は、ガス燃料タンク３２の液化燃料（燃料ガス）を気化させ、ガスバルブユニット３５を介してエンジン装置２１に送る。なお、ガスバルブユニット３５では、エンジン装置２１から戻る一部の燃料ガスを回収しており、ユニット内のガス圧を検出することで、ガス漏れなどを確認している。
　エンジン装置２１は、主燃料ガス流路３０及び副燃料ガス流路３１によりガスバルブユニット３５と接続している。主燃料ガス流路３０は、主燃料ガス圧力調整器１１０を具備しており、主燃料ガス圧力調整器１１０で、ガスバルブユニット３５からエンジン装置２１に供給する燃料ガスのガス圧を調整している。主燃料ガス流路３０は、主燃料ガス圧力調整器１１０を具備しており、主燃料ガス圧力調整器１１０で、後述のガスインジェクタ９８（図４参照）より主室Ｍ（図６参照）に供給する燃料ガスのガス圧を調整している。また、副燃料ガス流路３１は、副燃料ガス圧力調整器１１１を具備しており、副燃料ガス圧力調整器１１０で、後述のチェックバルブ８９（図６参照）より副室Ｓ（図６参照）に供給する燃料ガスのガス圧を調整している。
　エンジン装置２１は、図４に示すように、後述のシリンダブロック２５に複数の気筒（シリンダ）３６（本実施形態では６気筒）を直列に並べた構成を有している。各気筒３６は、シリンダブロック２５内に構成される吸気マニホールド（吸気流路）６７と吸気ポート３７を介して連通している。各気筒３６は、後述のシリンダヘッド２６上方に配置される排気マニホールド（排気流路）４４と排気ポート３８を介して連通している。各気筒３６における吸気ポート３７に、ガスインジェクタ９８を配置する。
　従って、吸気マニホールド６７からの空気が、吸気ポート３７を介して各気筒３６に供給される一方、各気筒３６からの排ガスが、排気ポート３８を介して排気マニホールド４４に吐出される。ガスインジェクタ９８から燃料ガスを吸気ポート３７に供給し、吸気マニホールド６７からの空気に燃料ガスを混合して、各気筒３６に予混合ガスを供給する。また、吸気マニホールド６７には、吸気マニホールド６７内の空気圧力を測定する吸気マニホールド圧力センサ３９を配置している。
　なお、本実施形態では、吸気マニホールド６７における空気量を吸気マニホールド圧力によるものとするが、これに限定されるものではない。例えば、吸気マニホールド６７に供給される空気流量をマスフローメータ又はオリフィス流量計によって検知し、検知した空気流量を吸気マニホールド６７の空気量としても良い。
　排気マニホールド４４の排気出口側に、過給機４９のタービン４９ａの排気入口を接続しており、吸気マニホールド６７の空気入口側（新気入口側）に、インタークーラ５１の空気吐出口（新気出口）を接続している。インタークーラ５１の空気吸入口（新気入口）に、過給機４９のコンプレッサ４９ｂの空気吐出口（新気出口）を接続している。コンプレッサ４９ｂ及びインタークーラ５１の間に、メインスロットル弁Ｖ１を配置しており、メインスロットル弁Ｖ１の弁開度を調節して、吸気マニホールド６７に供給する空気流量を調整する。
　コンプレッサ４９ｂをバイパスさせる給気バイパス流路１７が、コンプレッサ４９ｂの空気吸入口（新気入口）側とインタークーラ５１の空気吸入口側とを連結している。すなわち、給気バイパス流路１７は、コンプレッサ４９ｂの空気吸入口よりも上流側で外気に解放される一方で、インタークーラ５１とメインスロットル弁Ｖ１との接続部分に接続される。この給気バイパス流路１７上に、給気バイパス弁Ｖ２を配置しており、給気バイパス弁Ｖ２の弁開度を調節して、メインスロットル弁Ｖ１下流側から給気バイパス流路１７を介して外気へ流れる空気流量を調整する。
　上記のように、エンジン装置２１の吸気系統は、吸気マニホールド６７と、インタークーラ５１と、メインスロットル弁Ｖ１と、コンプレッサ４９ｂと、給気バイパス弁Ｖ２とを具備している。エンジン装置２１の吸気系統では、吸気マニホールド６７から空気の流れの上流側に向かって、インタークーラ５１と、メインスロットル弁Ｖ１と、コンプレッサ４９ｂと、が順に配置されている。給気バイパス弁Ｖ２は、コンプレッサ４９ｂをバイパスするバイパス経路である給気バイパス流路１７上に設けられている。また、エンジン装置２１の排気系統は、排気マニホールド４４と、タービン４９ａとを具備しており、排気マニホールド４４から排気ガス流れの下流側に向かって、タービン４９ａが配置されている。
　エンジン装置２１は、図６に示すように、シリンダブロック２５内に気筒３６を設置しており、気筒３６内にピストン７８を摺動可能に収納している。シリンダブロック２５上部にシリンダヘッド２６を配置し、シリンダヘッド２６には、着火装置７９を挿入しており、着火装置７９の外周側に吸気弁８０及び排気バルブ８１を摺動可能に設置している。そして、着火装置７９内における、着火装置７９下端側に副室Ｓを形成している。また、着火装置７９に、スパークプラグ８２及びチェックバルブ８９を、各先端が副室Ｓの上方に位置するように挿入している。気筒３６内には、シリンダブロック２５下側とピストン７８頂部で囲まれる主室Ｍを形成する。
　すなわち、シリンダブロック２５内には、円筒形状の気筒３６が挿入されており、気筒３６内を上下方向にピストン７８が往復動することで、気筒３６下側のエンジン出力軸２４を回転させる。シリンダブロック２５上のシリンダヘッド２６それぞれには、スパークプラグ８２及びチェックバルブ８９を装填している着火装置７９が、気筒３６に先端を向けて挿入されている。この着火装置７９は、気筒３６の上端面の中心位置に先端を配置しており、チェックバルブ８９が副燃料ガス流路３１と接続されている。従って、エンジン装置２１が駆動するとき、着火装置７９の副室Ｓでチェックバルブ８９から噴射される燃料ガスをスパークプラグ８２の火花で引火させ、気筒３６内の主室Ｍの中心位置に着火火炎（燃焼ガス）を発生させる。
　吸気ポート３７には、ガスインジェクタ８９を配置しており、吸気ポート３７内の空気流路にガスインジェクタ８９のガス噴射ノズルが挿入されている。また、ガスインジェクタ８９が主燃料ガス流路３０と接続されている。吸気ポート３７内の空気流路では、ガス噴射ノズル１０３から噴射された燃料ガスが、吸気マニホールド６７から流入する空気に混合される。従って、吸気弁８０を開いたとき、吸気マニホールド６７からの空気にガスインジェクタ８９からの燃料ガスを混合した予混合ガスを、主室Ｍに流入させる。
　各シリンダヘッド２６において、吸気弁８０を上下動させることで、吸気ポート３７を開閉し、吸気弁８０を上下動させることで、排気ポート３８を開閉する。すなわち、吸気弁８０が開くことで、吸気ポート３７を通じて吸気マニホールド６７からの空気を気筒３６内の主燃焼室に吸気させる一方で、排気弁８１が開くことで、排気ポート３８を通じて気筒３６内の主燃焼室での燃焼ガス（排気ガス）を排気マニホールド４４へ排気させる。従って、エンジン装置２１が駆動するとき、着火装置７９による着火火炎（燃焼ガス）が発生することで、吸気弁８０を介して気筒３６内の主室Ｍに供給される予混合ガスが反応し、予混合燃焼を発生させる。
　すなわち、エンジン装置２１が駆動しているとき、ガスインジェクタ９８が燃料ガスを吸気ポート３７内に噴射する。そのため、吸気ポート３７内では、ガスインジェクタ９８から噴射された燃料ガスが、吸気マニホールド６７から流入する空気に混合される。そして、この空気に燃料ガス混合させた混合ガスは、吸気ポート３７を通じて吸気弁８０に向かって流れることとなる。このとき、吸気弁８０を開くことで、気筒３６内の主室Ｍに混合ガスを吸気させる。そして、吸気弁８０を閉じるとともにピストン７８をスライドさせて主室Ｍ内の混合ガスを圧縮させた後、着火装置７９により着火火炎を主室Ｍ内に噴出させて、主室Ｍ内で混合ガスを燃焼させる。その後、排気弁８１を開くことで、主室Ｍ内の燃焼ガス（排ガス）をシリンダヘッド２６内の排気ポート３８を通じて排気マニホールド４４に排気する。
　主燃料ガス流路３０には、流路内の燃料ガスのガス圧力及びガス温度を測定する主燃料ガス圧センサ１１２及び主燃料ガス温度センサ１１３が設置されている。主燃料ガス圧センサ１１２の測定結果に基づいて、ガスインジェクタ９８から吸気ポート３７に供給される燃料ガスの流量が計測される。また、主燃料ガス温度センサ１１３により、ガスインジェクタ８９から供給する燃料ガスの温度が測定される。副燃料ガス流路３１には、流路内の燃料ガスのガス圧力を測定する副燃料ガス圧センサ１１４が設置されており、副燃料ガス圧センサ１１４の測定結果に基づいて、チェックバルブ８９に供給される燃料ガスの流量が計測される。
　エンジン装置２１は、図６に示すように、エンジン装置２１の各部を制御するエンジン制御装置７３を有し、気筒３６毎に、スパークプラグ８２及びガスインジェクタ９８を設けている。エンジン制御装置７３は、スパークプラグ８２及びガスインジェクタ９８に制御信号を与えて、スパークプラグ８２による点火、及びガスインジェクタ９８によるガス燃料供給を制御する。
　エンジン制御装置７３は、主燃料ガス圧力調整器１１０及び副燃料ガス圧力調整器１１１を制御して、主燃料ガス流路３０及び副燃料ガス流路３１から供給する燃料ガスのガス圧力（ガス流量）を調整する。エンジン制御装置７３は、メインスロットル弁Ｖ１及び給気バイパス弁Ｖ２それぞれに制御信号を与えて、それぞれ弁開度を調節し、吸気マニホールド６７における空気圧力（吸気マニホールド圧力）を調整する。
　エンジン制御装置７３は、ワットトランスデューサやトルクセンサなどの負荷測定器（負荷検出センサ）１９による測定信号を受け、エンジン装置２１にかかる負荷を算出する。エンジン制御装置７３は、クランク軸２４の回転数を測定するパルスセンサなどのエンジン回転センサ２０による測定信号を受け、エンジン装置２１のエンジン回転数を検知する。エンジン制御装置７３は、吸気マニホールド６７における空気圧力を測定する吸気マニホールド圧力センサ（圧力センサ）３９より測定信号を受け、吸気マニホールド圧力を検知する。エンジン制御装置７３は、潤滑油温度センサ５３より測定信号を受け、エンジン装置２１内を循環させる潤滑油の潤滑油温度Ｔｊを検知する。
　エンジン制御装置７３は、主室燃料ガス圧力Ｐｍを検知する主燃料ガス圧センサ１１２、主燃料ガス温度Ｔｍを検知する主燃料ガス温度センサ１１３、及び副室燃料流量としての副燃料ガス圧力Ｐｓを検知する副燃料ガス圧センサ１１４から測定信号を受ける。エンジン制御装置７３は、主燃料ガス圧センサ１１２及び主燃料ガス温度センサ１１３それぞれからの測定信号に基づいて、主燃料ガス圧力調整器１１０を駆動制御し、各吸気ポート３７のガスインジェクタ９８に供給する主燃料ガス流量を調整する。エンジン制御装置７３は、副燃料ガス圧センサ１１４からの測定信号に基づいて、副燃料ガス圧力調整器１１１を駆動制御し、各着火装置７９のチェックバルブ８９に供給する副燃料ガス流量を調整する。
　エンジン制御装置７３は、ガスインジェクタ９８における弁開度を調節して、各気筒３６の主室Ｍ内に供給する燃料ガス流量を設定する。そして、エンジン制御装置７３は、スパークプラグ８２の点火動作を制御して、各気筒３６における燃焼を所定タイミングで発生させる。すなわち、ガスインジェクタ９８が、弁開度に応じた流量の燃料ガスを吸気ポート３７に供給して、吸気マニホールド６７からの空気に混合して、予混合燃料を気筒３６に供給させる。そして、各気筒３６の噴射タイミングに合わせて、スパークプラグ８２により、着火装置７９における副室Ｓ内にチェックバルブ８９から供給される副燃料ガスを着火させる。この着火装置７９で発生した燃焼ガスが主室Ｍ内に噴射され、予混合ガスを供給した気筒３６内で発火させる。
　次に、ガスエンジン装置２１（エンジン装置２１）の外観構成について、図７～図９を参照して説明する。以下の説明において、発電機２３との接続側を後側として、エンジン装置２１の構成における前後左右の位置関係を指定するものとする。
　エンジン装置２１は、図７及び図８に示すように、ベース台２７上に据置されるシリンダブロック２５にエンジン出力軸２４を備え、複数のヘッドカバー４０が前後一列に配列されたシリンダヘッド２６をシリンダブロック２５上に搭載している。エンジン装置２１は、シリンダヘッド２６の右側面に、主燃料ガス流路３０の一部である主燃料ガス配管４１をヘッドカバー４０列と平行に延設する一方、シリンダブロック２５の左側面に、副燃料ガス流路３１の一部である副燃料ガス配管４２をヘッドカバー４０列と平行に延設している。
　主燃料ガス配管４１の上側において、排気マニホールド（排気流路）４４がヘッドカバー４０列と平行に延設されており、この排気マニホールド４４の外周が遮熱カバー４５で覆われている。遮熱カバー４５は、排気マニホールド４４の外周面及び後端を覆うように構成されている。この遮熱カバー４５と排気マニホールド４４との間に形成される空気層が断熱層として機能するため、排気マニホールド４４からの排熱による周囲の影響を低減させる。また、シリンダブロック２５の左側面に、副燃料ガス配管４２を覆うサイドカバー４３を配置している。
　図７～図９に示すように、排気マニホールド４４の前端（排気出口側）は、排気中継管４８を介して、過給機４９と接続されている。従って、排気マニホールド４４を通じて排気される排気ガスが、排気中継管４８を介して、過給機４９のタービン４９ａに流入することで、タービン４９ａが回転して、タービン４９ａと同軸となるコンプレッサ４９ｂを回転させる。過給機４９は、エンジン装置２１の前端上側に配置されており、その右側にタービン４９ａを、その左側にコンプレッサ４９ｂをそれぞれ有する。そして、排気出口管５０が、過給機４９の右側に配置されるとともに、タービン４９ａの排気出口と連結し、タービン４９ａからの排気ガスを排気させる。
　過給機４９の下側には、過給機４９のコンプレッサ４９ｂで圧縮空気を冷却させるインタークーラ５１が配置されている。即ち、シリンダブロック２５の前端側に、インタークーラ５１が設置されるとともに、このインタークーラ５１の上部に過給機４９が載置される。過給機４９の左右中層位置には、コンプレッサ４９ｂの空気吐出口が、後方（シリンダブロック２５側）に向かって開口するようにして設けられている。一方、インタークーラ５１上面には、上方に向かって開口した空気吸入口が設けられており、この空気吸入口を通じて、コンプレッサ４９ｂから吐出される圧縮空気が、インタークーラ５１内部に流入する。そして、コンプレッサ４９ｂの空気吐出口とインタークーラ５１の空気吸入口とは、一端が接続されている給気中継管５２により連通される。この給気中継管５２内部には、メインスロットル弁Ｖ１を軸支している。
　過給機４９は、左右それぞれに振り分けて配置されたコンプレッサ４９ｂ及びタービン４９ａを同軸で軸支し、排気中継管４９を通じて排気マニホールド４４から導入されるタービン４９ａの回転に基づき、コンプレッサ４９ｂが回転する。また、過給機４９は、新気取り入れ側となるコンプレッサ４９ｂの左側に、導入する外気を除塵する吸気フィルタ６３と、吸気フィルタ６３とコンプレッサ４９ｂとを接続する新気通路管６４とを備える。これにより、タービン４９ａと同期してコンプレッサ４９ｂが回転することにより、吸気フィルタ６３により吸引された外気（空気）は、過給機４９を通じてコンプレッサ４９ｂに導入される。そして、コンプレッサ４９ｂは、左側から吸引した空気を圧縮して、後側に設置されている給気中継管５２に圧縮空気を吐出する。
　給気中継管５２は、その上部前方を開口させて、コンプレッサ４９ｂ後方の吐出口と接続している一方で、その下側を開口させて、インタークーラ５１上面の吸気口と接続している。また、インタークーラ５１は、前面の通気路に設けた分岐口において、給気バイパス管６６（給気バイパス流路１７）の一端と接続しており、インタークーラ５１で冷却した圧縮空気の一部を給気バイパス管６６に吐出する。給気バイパス管６６の他端が、新気通路管６４の前面に設けた分岐口に接続して、インタークーラ５１で冷却された圧縮空気の一部が、給気バイパス管６６を通じて新気通路管６４に環流し、給気フィルタ６３からの外気と合流する。また、給気バイパス管６６は、その中途部に、給気バイパス弁Ｖ２を軸支している。
　インタークーラ５１は、給気中継管５２を通じてコンプレッサ４９ｂからの圧縮空気を左側後方から流入させると、給水配管６２から給水される冷却水との熱交換作用に基づいて、圧縮空気を冷却させる。インタークーラ５１内部において、左室で冷却された圧縮空気は、前方の通気路を流れて右室に導入された後、右室後方に設けられた吐出口を通じて、吸気マニホールド６７（図４参照）に吐出される。
　また、過給機４９のタービン４９ａは、後方の吸込口を排気中継管４８と接続させており、右側の吐出口を排気出口管５０と接続させている。これにより、過給機４９は、排気中継管４８を介して排気マニホールド４４から排気ガスをタービン４９ａ内部に導入させて、タービン４９ａを回転させると同時にコンプレッサ４９ｂを回転させ、排気ガスを排気出口管５０から排気する。排気中継管４８は、その後方を開口させて、排気マニホールド４４の吐出口と接続している一方で、その前方を開口させて、タービン４９ａ後方の吸込口と接続している。
　また、エンジン装置２１各部の動作を制御するエンジン制御装置７３が、支持ステー（支持部材）７４を介して、シリンダブロック２５の後端面に固定される。シリンダブロック２５の後端側には、発電機２３と連結して回転させるフライホイール７６が設置されており、フライホイール７６を覆うフライホイールハウジング７６ａの上部に、エンジン制御装置７３が配置されている。このエンジン制御装置７３は、エンジン装置２１各部におけるセンサ（圧力センサや温度センサ）と電気的に接続して、エンジン装置２１各部の温度データや圧力データ等を収集するとともに、エンジン装置２１各部における電磁弁等に信号を与え、エンジン装置２１の各種動作（プラグ点火、ガス圧調整、弁開度調整、ガス噴射、冷却水温度調整など）を制御する。
　上述したように、本実施形態のエンジン装置２１は、過給器４９の空気排出口とインタークーラ５１入口との接続箇所にメインスロットル弁Ｖ１を設けている。また、エンジン装置２１は、過給器４９の空気流入口とインタークーラ５１入口とを結ぶ給気バイパス流路６６を備えるとともに、給気バイパス流路６６に給気バイパス弁Ｖ２を配置している。メインスロットル弁Ｖ１と給気バイパス弁Ｖ２とを備えた構造とすることで、吸気マニホールド６７の空気流量を高精度に制御できるため、負荷変動に対しても、応答性よく空気流量を制御できる。給気バイパス流路６６が過給器４９のコンプレッサ４９ｂと吸気マニホールド６７に対する緩衝流路として機能するため、給気バイパス弁Ｖ２の開度を制御することで、負荷の増減にあわせて最適に空気流量を設定する応答速度を速めることができる。
　エンジン制御装置７３は、エンジン負荷が増加したときに、給気バイパス弁Ｖ２の開度制御を実行することで、吸気マニホールド６７に供給する空気流量を設定する。負荷が高いときに、バイパス弁制御を実行することで、メインスロットル弁Ｖ１を通過させる空気流量を最適に制御できるため、吸気マニホールド６７に供給する空気流量の不足を防止できる。これにより、負荷の急上昇に対しても応答性よく空気流量を制御できるため、適正な空燃比を提供することが可能となり、エンジン装置２１の運転を安定なものとできる。
　エンジン制御装置７３は、エンジン負荷が減少したときに、給気バイパス弁Ｖ２の開度制御を実行することで、吸気マニホールド６７に供給する空気流量を設定する。低負荷時においてメインスロットル弁Ｖ１のみで制御する場合、過給機４９のコンプレッサ４９ｂ出口側で急激に空気流量が減少することとなり、コンプレッサ４９ｂ内の空気が逆行するサージングが生じるが、給気バイパス弁Ｖ２も同時に制御することで、コンプレッサ４９ｂ出入口の空気圧力を安定させることができ、サージングの発生を防止できる。
　また、本実施形態のエンジン装置２１において、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷が低負荷域となるとき、メインスロットル弁Ｖ１に対して開度制御を実行する。一方、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷が中高負荷域となるとき、メインスロットル弁Ｖ１を所定開度とするとともに、給気バイパス弁Ｖ２に対して開度制御を実行する。負荷変動による影響の大きい中高負荷領域において、応答性の良いバイパスバルブ制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足を抑え、エンジン装置２１を円滑に運転できる。
　上記エンジン制御装置７３による吸気マニホールド圧力制御の詳細について、図１０のフローチャートを参照して以下に説明する。
　エンジン制御装置７３は、図１０に示すように、負荷測定器（負荷検出センサ）１９による測定信号を受けると（ＳＴＥＰ１）、給気バイパス弁Ｖ２の開度制御（バイパス弁制御）を実行しているか否かを確認する（ＳＴＥＰ２）。バイパス弁制御を実行していない場合（ＳＴＥＰ２でＮｏ）、エンジン制御装置７３は、ＳＴＥＰ１で受けた測定信号に基づいて、エンジン負荷Ａｃを所定負荷（第１閾値）Ａｃ１と比較する（ＳＴＥＰ３）。一方、バイパス弁制御を実行している場合（ＳＴＥＰ２でＹｅｓ）、エンジン制御装置７３は、ＳＴＥＰ１で受けた測定信号に基づいて、エンジン負荷Ａｃを所定負荷（第２閾値）Ａｃ２（０＜Ａｃ２＜Ａｃ１）と比較する（ＳＴＥＰ４）。
　ＳＴＥＰ３において、エンジン負荷Ａｃが所定負荷Ａｃ１以下の場合（Ｎｏ）、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷Ａｃが低負荷域であるものとし、メインスロットル弁Ｖ１の弁開度に対してフィードバック制御（ＰＩＤ制御）を行う（ＳＴＥＰ５）。このとき、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷に応じた吸気マニホールド圧力の目標値（目標圧力）を設定する。そして、エンジン制御装置７３は、圧力センサ３９からの測定信号を受け、吸気マニホールド圧力の測定値（測定圧力）を確認し、目標圧力との差分を求める。これにより、エンジン制御装置７３は、目標圧力と測定圧力の差分値に基づき、メインスロットル弁Ｖ１の弁開度のＰＩＤ制御を実行し、吸気マニホールド６７の空気圧力を目標圧力に近づける。以下、メインスロットル弁Ｖ１の開度制御を「メイン弁制御」と呼ぶ。
　一方、ＳＴＥＰ３において、エンジン負荷Ａｃが所定負荷Ａｃ１を超えた場合（Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷Ａｃが中高負荷域であるものとし、メインスロットル弁Ｖ１の弁開度を所定開度に固定する（ＳＴＥＰ６）。そして、エンジン制御装置７３は、給気バイパス弁Ｖ２の弁開度に対してフィードバック制御（ＰＩＤ制御）を行う（ＳＴＥＰ７）。このとき、エンジン制御装置７３は、メイン弁制御の場合と同様、圧力センサ３９からの測定信号を受け、目標圧力と測定圧力の差分値に基づき、給気バイパス弁Ｖ２の弁開度のＰＩＤ制御を実行し、吸気マニホールド６７の空気圧力を目標圧力に近づける。
　すなわち、エンジン負荷Ａｃが上昇している場合において、所定負荷Ａｃ１を超えたときには、エンジン制御装置７３は、吸気マニホールド圧力の圧力制御として、メイン弁制御からバイパス弁制御に切り換える。また、本実施形態では、負荷上昇時に所定負荷Ａｃ１を超えたとき、ＳＴＥＰ４において、エンジン制御装置７３は、メインスロットル弁Ｖ１を全開とし、給気バイパス弁Ｖ２の開度制御により、給気バイパス流路１７の空気流量を制御して、給気マニホールド圧力を調整する。負荷変動による影響の大きい中高負荷領域において、応答性の良いバイパス弁制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足を抑え、最適な空燃比を設定できる。
　ＳＴＥＰ４において、エンジン負荷Ａｃが所定負荷Ａｃ２以上の場合（Ｎｏ）、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷Ａｃが中高負荷域であるものとし、給気バイパス弁Ｖ２の弁開度に対するフィードバック制御（バイパス弁制御）を継続させる（ＳＴＥＰ８）。一方、ＳＴＥＰ４において、エンジン負荷Ａｃが所定負荷Ａｃ２を下回った場合（Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷Ａｃが低負荷域であるものとし、給気バイパス弁Ｖ２の弁開度を所定開度に固定する（ＳＴＥＰ９）。そして、エンジン制御装置７３は、メインスロットル弁Ｖ１の弁開度に対してフィードバック制御（メイン弁制御）を行う（ＳＴＥＰ１０）。
　すなわち、エンジン負荷Ｌが下降している場合において、所定負荷Ａｃ１より高い所定負荷Ａｃ２を下回ったときには、エンジン制御装置７３は、吸気マニホールド圧力の圧力制御として、メイン弁制御からバイパス弁制御に切り換える。このように、吸気マニホールド圧力の圧力制御の切換について、負荷上昇時と負荷下降時それぞれの閾値にヒステリシスを与えることで、切換動作を円滑に実行できる。
　図１１に示すように、本実施形態のエンジン装置２１において、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷Ａｃが増加するとき、エンジン負荷Ａｃが第１閾値Ａｃ１より低い場合に、メインスロットル弁Ｖ１の開度制御を実行しており、エンジン負荷Ａｃが第１閾値Ａｃ１を超えると、メインスロットル弁の開度制御から給気バイパス弁Ｖ２の開度制御に切り換える。一方、エンジン制御装置７３は、エンジン負荷Ａｃが減少するとき、エンジン負荷Ａｃが第１閾値Ａｃ１より低い第２閾値Ａｃ２以上である場合は、給気バイパス弁Ｖ２の開度制御を実行しており、エンジン負荷Ａｃが第２閾値Ａｃ２を下回ると、給気バイパス弁Ｖ２の開度制御からメインスロットル弁Ｖ１の開度制御に切り換える。
　メインスロットル弁Ｖ１と給気バイパス弁Ｖ２とを備えた構造とすることで、吸気マニホールド６７の空気流量を高精度に制御できるため、負荷変動に対しても、応答性よく空気流量を制御できる。また、負荷変動による影響の大きい高負荷領域において、応答性の良いバイパス弁制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足が少なく、安定して運転できる。更に、制御切換のための閾値にヒステリシスを設けることにより、制御切換を円滑に実行できる。
　次に、エンジン制御装置７３による燃料噴射量（主燃料ガス噴射量）制御について、以下に説明する。エンジン制御装置７３は、図１２に示すように、燃料噴射量マップＭ１を記憶しており、この燃料噴射量マップＭ１に基づいて、ガスインジェクタ４２より噴射させる主燃料ガス流量を決定する。なお、燃料噴射量マップＭ１は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃと燃料流量としての指令燃料噴射量Ｑとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ａｃに対して指令燃料噴射量Ｑを決定するものである。
　エンジン制御装置７３は、負荷測定器（負荷検出センサ）１９で測定されたエンジン負荷Ａｃと、エンジン回転センサ２０で測定されたエンジン回転数Ｎｅとを受けると、燃料噴射量マップＭ１を参照して、指令燃料噴射量Ｑを決定する。そして、エンジン制御装置７３は、決定した指令燃料噴射量Ｑに対して、主室燃料ガス圧力Ｐｍによる第１補正量ΔＱｐ、主燃料ガス温度Ｐｔによる第２補正量ΔＱｔ、又は潤滑油温度Ｔｊによる第３補正量ΔＱｔｊによる補正演算を実行し、補正噴射量Ｑ１を算出する。従って、ガスインジェクタ４２から噴射される主燃料ガス流量が、エンジン制御装置７３により決定された補正噴射量Ｑ１となるように流量制御される。
　エンジン装置２１は、主燃料ガス圧力Ｐｍが上昇すると、主燃料ガスの密度が上昇し、所定エンジン回転数Ｎｅで同じエンジン負荷Ａｃに対応するための必要な燃料噴射量が減少する。そのため、エンジン制御装置７３は、主燃料ガス圧センサ１１２で測定された主燃料ガス圧力Ｐｍを受けると、上記補正噴射量Ｑ１算出のための補正演算において、主燃料ガス圧力Ｐｍの上昇に比例させた第一補正量ΔＱｐによって指令燃料噴射量Ｑを減少させて、補正噴射量Ｑ１を算出する。すなわち、第一補正量ΔＱｐは、主燃料ガス圧力Ｐｍの上昇に比例して減少する補正量である。
　エンジン装置２１は、主燃料ガス温度Ｔｍが上昇すると、主燃料ガスの密度が低下し、所定エンジン回転数Ｎｅで同じエンジン負荷Ａｃに対応するための必要な燃料噴射量が増加する。そのため、エンジン制御装置７３は、主燃料ガス温度センサ１１３で測定された主燃料ガス温度Ｔｍを受けると、上記補正噴射量Ｑ１算出のための補正演算において、主燃料ガス温度Ｐｔの上昇に比例させた第二補正量ΔＱｔによって指令燃料噴射量Ｑを増加させて、補正噴射量Ｑ１を算出する。つまり、第二補正量ΔＱｔは、主室燃料ガス温度Ｐｔの上昇に比例して増加する補正量である。
　エンジン装置２１は、潤滑油温度Ｔｊが上昇すると、潤滑油の粘度が低下して、所定エンジン回転数Ｎｅで同じエンジン負荷Ａｃに対応するための必要な燃料噴射量が減少する。そのため、エンジン制御装置７３は、潤滑油温度センサ１１５で測定された潤滑油温度Ｔｊを受けると、上記補正噴射量Ｑ１算出のための補正演算において、潤滑油温度Ｔｊの上昇に比例させた第三補正量ΔＱｔｊによって指令燃料噴射量Ｑを減少させて、補正噴射量Ｑ１を算出する。つまり、第三補正量ΔＱｔｊは、潤滑油温度Ｔｊの上昇に比例して減少する補正量である。
　エンジン制御装置７３は、上述のメイン弁制御又はバイパス弁制御を実行する際に、エンジン負荷に応じた吸気マニホールド圧力の目標値（目標圧力）Ｐｉｍを設定する。このとき、エンジン制御装置７３は、記憶している目標吸気マニホールド圧力マップＭ２を参照し、目標圧力Ｐｉｍを決定する。目標吸気マニホールド圧力マップＭ２は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃと目標圧力Ｐｉｍとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ａｃに対して目標圧力Ｐｉｍを決定するものである。
　また、エンジン制御装置７３は、図１３に示すように、決定した燃料噴射量以上の燃料噴射量が必要とされる場合に、目標吸気マニホールド圧力マップＭ２の記憶内容を書き換える。すなわち、エンジン制御装置７３は、負荷測定器１９で測定されたエンジン負荷Ａｃと、エンジン回転センサ２０で測定されたエンジン回転数Ｎｅとにより、ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量が不足しているか否かを判定する（ＳＴＥＰ１０１）。そして、ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量が不足していると判定した場合（ＳＴＥＰ１０１でＹｅｓ）、エンジン制御装置７３は、目標吸気マニホールド圧力マップＭ２における目標圧力Ｐｉｍが小さくなるように補正して（書き換えて）記憶する（ＳＴＥＰ１０２）。
　ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量が設定した燃料噴射量に対して多く必要な場合とは、例えば、設定した燃料噴射量ではエンジン負荷Ａｃに対して目標エンジン回転数Ｎｅｍに到達しない、或いは、所定のエンジン回転数Ｎｅと所定のエンジン負荷Ａｃにおいて、燃料噴射量マップによって算出された燃料噴射量Ｑよりも多くの燃料噴射量が必要とされる等の場合である。
　このような場合に、目標吸気マニホールド圧力マップＭ２における目標圧力Ｐｉｍが小さくなるように、目標吸気マニホールド圧力マップＭ２内の記憶要素を書き換える。従って、燃料噴射量不足となった場合でも、所定のエンジン回転数Ｎｅと所定のエンジン負荷Ａｃにおける吸気マニホールド圧力を低下させて、必要な燃焼効果が得られる空燃比とできる。すなわち、エンジン装置２１に組成の異なる燃料ガスが供給されると、組成の異なる燃料ガスの発熱量が低いため、通常よりも燃料噴射量が多く必要となる。このとき、目標圧力Ｐｉｍが小さくなるように補正することによって、適正な空気過剰率を実現し、燃料消費の悪化を防止できる。
　また、エンジン制御装置７８は、図１４に示すように、目標吸気マニホールド圧力マップＭ２に基づいて決定した目標圧力Ｐｉｍを、潤滑油温度Ｔｊに基づく補正量ΔＰｔｊにより補正演算を実行し、補正目標圧力Ｐｉｍ１を算出する。従って、エンジン制御装置７８は、圧力センサ３９からの測定圧力と補正目標圧力Ｐｉｍ１との差分により、メインスロットル弁Ｖ１又は給気バイパス弁Ｖ２の弁開度に対してＰＩＤ制御を実行する。
　エンジン装置２１は、潤滑油温度Ｔｊが上昇すると、冷態（潤滑油温度Ｔｊが低下している状態）では、空気過剰率がリッチ側にシフトするため、燃焼が不安定となって、調速制御ができなくなってエンジンストールに至るおそれがある。そのため、エンジン制御装置７３は、潤滑油温度センサ１１５で測定された潤滑油温度Ｔｊを受けると、上記補正目標圧力Ｐｉｍ１算出のための補正演算において、潤滑油温度Ｔｊの下降に比例させた補正量ΔＰｔｊによって目標圧力Ｐｉｍを増加させて、補正目標圧力Ｐｉｍ１を算出する。この補正目標圧力Ｐｉｍ１に基づき吸気マニホールド６７の圧力制御を実行することで、冷態時であっても適正な空気過剰率を維持できる。
　エンジン制御装置７３は、上述のメイン弁制御又はバイパス弁制御を実行する際に、エンジン負荷に応じた吸気マニホールド圧力の目標値（目標圧力）Ｐｉｍを設定する。このとき、エンジン制御装置７３は、記憶している目標吸気マニホールド圧力マップＭ２を参照し、目標圧力Ｐｉｍを決定する。目標吸気マニホールド圧力マップＭ２は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃと目標圧力Ｐｉｍとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ａｃに対して目標圧力Ｐｉｍを決定するものである。
　エンジン制御装置７３は、図１５に示すように、負荷測定器１９で測定されたエンジン負荷Ａｃと、エンジン回転センサ２０で測定されたエンジン回転数Ｎｅとを受けると、目標副燃料ガス圧マップＭ３を参照して、目標副燃料ガス圧Ｐｓｍを決定する。目標副燃料ガス圧マップＭ３は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ａｃと目標副燃料ガス圧Ｐｓｍとの相関を表すものであり、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ａｃに対して目標副燃料ガス圧Ｐｓｍを決定するものである。
　また、エンジン制御装置７３は、図１５に示すように、決定した燃料噴射量以上の燃料噴射量が必要とされる場合に、目標副燃料ガス圧マップＭ３の記憶内容を書き換える。すなわち、エンジン制御装置７３は、図１３のＳＴＥＰ１０１と同様、負荷測定器１９で測定されたエンジン負荷Ａｃと、エンジン回転センサ２０で測定されたエンジン回転数Ｎｅとにより、ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量が不足しているか否かを判定する（ＳＴＥＰ２０１）。そして、ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量が不足していると判定した場合（ＳＴＥＰ２０１でＹｅｓ）、エンジン制御装置７３は、目標副燃料ガス圧マップＭ３における目標副燃料ガス圧Ｐｓｍが大きくなるように補正して（書き換えて）記憶する（ＳＴＥＰ２０２）。
　エンジン制御装置７３は、ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量の不足を判定したときに、目標副燃料ガス圧Ｐｓｍを増加させるように補正する。すなわち、エンジン装置２１に組成の異なる燃料ガスが供給されると、組成の異なる燃料ガスの発熱量が低いため、通常よりも燃料噴射量が多く必要となる。このとき、目標副燃料ガス圧Ｐｓｍが大きくなるように補正することによって、適正な空燃比を実現し、燃料消費の悪化を防止することができる。
　エンジン制御装置７３は、低負荷運転状態から高負荷運転状態に遷移する場合に、吸気マニホールド６７の吸気マニホールド圧力が目標圧力Ｐｉｍに達した後に、ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量を増加させる。以下では、エンジン制御装置７３が、負荷投入時において、メインスロットル弁Ｖ１に対する開度制御（メイン弁制御）を実行する場合を例に挙げて、制御動作について説明する。図１６は、エンジン制御装置７３による負荷投入時の制御動作を示すフローチャートであり、図１７は、エンジン制御装置７３による負荷投入時の制御動作を示すタイムチャートである。
　エンジン制御装置７３は、図１６に示すように、負荷測定器１９で測定されたエンジン負荷Ａｃが所定負荷Ａｃ１０以下で運転しており、かつ、外部より負荷投入指令を受信し、かつ、指令された負荷投入が所定負荷投入率ｒＡｃ１以上であるかを確認する（ＳＴＥＰ３０１）。なお、負荷投入率ｒＡｃとは、エンジン定格負荷に対する投入された負荷の割合である。また、負荷投入指令は、例えば、アクセルレバーなどによりエンジン制御装置７３に入力される。
　エンジン制御装置７３は、ＳＴＥＰ３０１における条件が成立したことを確認すると（Ｙｅｓ）、メインスロットル弁Ｖ１の開度Ｄを所定開度ΔＤだけ増加させる（ＳＴＥＰ３０２）。なお、エンジン制御装置７３は、エンジン回転センサ２０で測定されたエンジン回転数Ｎｅと、外部から入力される負荷投入率ｒＡｃとによって、所定開度ΔＤを決定する。そして、エンジン制御装置７３は、圧力センサ３９により測定した吸気マニホールド圧力（測定圧力）Ｐｉが目標吸気マニホールド圧力（目標圧力）Ｐｉｍ以上となったか否かを確認する（ＳＴＥＰ３０３）。
　ＳＴＥＰ３０３において、測定圧力Ｐｉが目標圧力Ｐｉｍ以上となると（Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量を増加させて、噴射させる（ＳＴＥＰ３０４）。実際には、負荷が投入されて、エンジン回転数Ｎｅが低下することにより、ガスインジェクタ９８からの主燃料ガスの噴射量が増加することとなる。なお、測定圧力Ｐｉの状態を確認するＳＴＥＰ３０３の制御動作に代わりに、ＳＴＥＰ３０２において、メインスロットル弁Ｖ１を所定開度ΔＤだけ増加させた後に、所定時間だけ待機させるものとしても構わない。
　エンジン制御装置７３が、図１６のフローチャートに従って各部を制御することで、図１７のタイムチャートに示すように、アクセルレバーなどにより、外部から負荷投入指令が入力されると、まず、メインスロットル弁Ｖ１の開度をΔＤだけ増加させる。そして、エンジン制御装置７３が、メイン弁制御を実行した後に、吸気マニホールド圧力Ｐｉが目標吸気マニホールド圧力Ｐｉｍに到達したことを確認すると、ガスインジェクタ９８からの主燃料ガスの噴射量Ｑを増加させる。
　なお、説明を簡単にするために、負荷投入時にメイン弁制御により吸気マニホールド６７の圧力が調整される例をあげて説明したが、吸気マニホールド６７の圧力調整のために、メインスロットル弁Ｖ１又は給気バイパス弁Ｖ２を制御する場合であっても、負荷投入指令を受けてから測定圧力が目標圧力以上となった後に、ガスインジェクタ９８からの燃料噴射量を増加させるものとすればよい。
　エンジン制御装置７３は、負荷を減少したときにメインスロットル弁Ｖ１の開度を閉じる場合に、メインスロットル弁Ｖ１の開度を段階的に閉じるようにして、メインスロットル弁Ｖ１に対する開度制御を実行する。図１８は、エンジン制御装置７３によるメインスロットル弁Ｖ１に対する開度制御動作を示すフローチャートであり、図１９は、エンジン制御装置７３による負荷低下時の制御動作を示すタイムチャートである。
　エンジン制御装置７３は、図１８に示すように、メイン弁制御時において、メインスロットル弁Ｖ１の開度Ｄを目標開度Ｄｍまで減少させる負荷低下指令を受けると（ＳＴＥＰ４０１）、メインスロットル弁Ｖ１の開度Ｄを目標開度Ｄｍに向けて段階的に減少させる（ＳＴＥＰ４０２）。例えば、メインスロットル弁Ｖ１の開度Ｄを段階的に減少させるとは、開度Ｄを１０％／ｓの速度で減少させるものとする。なお、本例における１０％／ｓの速度とは、１秒間に全開を１００％としたとき１０％の開度だけ開度Ｄを減少させる速さである。また、ＳＴＥＰ４０１において、エンジン制御装置７３は、例えば、アクセルレバーによって負荷が軽減され、上記負荷低下指令を受信する。
　エンジン制御装置７３は、メインスロットル弁Ｖ１の開度Ｄを段階的に減少させると、圧力センサ３９により測定した吸気マニホールド圧力（測定圧力）Ｐｉが所定圧力値Ｐｉ１以下となったか否かを確認する（ＳＴＥＰ４０３）。そして、吸気マンホールド６７における測定圧力Ｐｉが所定圧力値Ｐｉ１まで低下したことを確認すると（ＳＴＥＰ４０３でＹｅｓ）、エンジン制御装置７３は、メインスロットル弁Ｖ１に対する開度制御を終了する。
　エンジン制御装置７３が、図１８のフローチャートに従って各部を制御することで、図１９のタイムチャートに示すように、アクセルレバーなどにより、外部から負荷低下指令が入力されると、メインスロットル弁Ｖ１の開度を段階的に閉じていく。そして、エンジン制御装置７３は、吸気マニホールド圧力Ｐｉが徐々に低下して、所定圧力値Ｐｉ１に到達したことを確認すると、メインスロットル弁Ｖ１の開度を固定して、メインスロットル弁Ｖ１に対する開度制御を終了する。このように、負荷低下時にメインスロットル弁Ｖ１の開度を徐々に閉じることで、コンプレッサ４９ｂにおける空気の通過流量を段階的に減少させるため、過給機４９におけるサージングの発生を防止できる。
　その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。また、本実施形態のエンジン装置は、船体内の電気系統に電力を供給するための発電装置や陸上の発電施設における駆動源として構成するなど、上述の推進兼発電機構以外の構成においても適用可能である。
１　船舶
２　船体
４　ファンネル
５　プロペラ
９　推進軸
１１　機関室
１２　推進兼発電機構
１７　給気バイパス流路
１９　負荷測定器
２０　エンジン回転センサ
２１　エンジン装置（ガスエンジン装置）
２２　減速機
２３　発電機
２４　出力軸（クランク軸）
２５　シリンダブロック
２６　シリンダヘッド
３０　主燃料ガス流路
３１　副燃料ガス流路
３６　気筒
３７　吸気ポート
３８　排気ポート
３９　圧力センサ
４０　ヘッドカバー
４１　主燃料ガス配管
４２　副燃料ガス配管
４３　サイドカバー
４４　排気マニホールド
４５　遮熱カバー
４８　排気中継管
４９　過給機
４９ａ　タービン
４９ｂ　コンプレッサ
５１　インタークーラ
６３　吸気フィルタ
６４　新気通路管
６６　給気バイパス管
６７　吸気マニホールド
７３　エンジン制御装置
７９　着火装置
８０　吸気弁
８１　排気弁
８２　スパークプラグ
８９　チェックバルブ
９８　ガスインジェクタ
１１０　主燃料ガス圧力調整器
１１１　副燃料ガス圧力調整器
１１２　主燃料ガス圧センサ
１１３　主燃料ガス温度センサ
１１４　副燃料ガス圧センサ
１１５　潤滑油温度センサ
Ｖ１　吸気スロットル弁
Ｖ２　給気バイパス弁
Ｖ３　排気バイパス弁

Claims (4)

  1. 　シリンダ内へ空気を供給させる吸気マニホールドと、前記シリンダからの排気ガスを排気させる排気マニホールドと、前記吸気マニホールドから供給される空気に燃料ガスを混合させて前記シリンダに吸気するガスインジェクタと、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過給器と、該過給器で圧縮された圧縮空気を冷却して前記吸気マニホールドに供給するインタークーラとを、備えたエンジン装置において、
    　前記過給器の空気排出口と前記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ており、
    　前記過給器の空気流入口と前記インタークーラ入口とを結ぶ給気バイパス流路を備えるとともに、前記給気バイパス流路にバイパス弁を配置しており、
    　前記エンジンの負荷が所定閾値より低いときは、前記メインスロットル弁の開度を制御して、前記エンジン負荷に合わせて空気流量を設定する一方、
    　前記エンジンの負荷が所定閾値以上となるときは、前記メインスロットル弁を所定開度とするとともに、前記バイパス弁の開度を制御して、前記エンジン負荷に合わせて空気流量を設定することを特徴とするエンジン装置。
  2. 　前記吸気マニホールド内の空気圧力を測定する圧力センサと、前記エンジンの負荷を検出する負荷検出センサと、前記メインスロットル弁及び前記バイパス弁それぞれの開度を制御するエンジン制御部とを更に有し、
    　前記エンジン制御部は、前記負荷検出センサで検出された前記エンジン負荷に基づく目標空気圧力と該圧力センサで検出された測定圧力との差によって、前記メインスロットル弁又は前記バイパス弁の開度を設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
  3. 　前記エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサを有しており、
    　前記エンジン制御部は、前記エンジン回転数センサで検出された前記エンジン回転数に基づいて前記ガスインジェクタからの燃料噴射量を設定するとともに、設定した燃料噴射量と前記エンジン負荷により決定される空燃比とにより前記メインスロットル弁又は前記バイパス弁の開度を設定することを特徴とする請求項２に記載のエンジン装置。
  4. 　前記エンジンの負荷が増加するとき、前記エンジン負荷が第１閾値より低い場合に、前記メインスロットル弁の開度制御を実行しており、前記エンジン負荷が第１閾値を超えると、前記メインスロットル弁の開度制御から前記バイパス弁の開度制御に切り換える一方、
    　前記エンジンの負荷が減少するとき、前記エンジン負荷が前記第１閾値より低い第２閾値以上である場合は、前記バイパス弁の開度制御を実行しており、前記エンジン負荷が第２閾値を下回ると、前記バイパス弁の開度制御から前記メインスロットル弁の開度制御に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161202A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 ヤンマー株式会社 エンジン装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109425480A (zh) * 2017-08-23 2019-03-05 北京汽车动力总成有限公司 一种发动机活塞冷却喷嘴试验台
CN110056440B (zh) * 2019-04-09 2024-04-12 潍柴西港新能源动力有限公司 低压燃气发电机组高效瞬态响应装置及其响应控制方法
CN111120127A (zh) * 2019-11-12 2020-05-08 安庆中船柴油机有限公司 一种船用减少柴油机冒黑烟系统及其方法
CN112267963A (zh) * 2020-11-12 2021-01-26 湖南省力宇燃气动力有限公司 进气系统、燃气发动机及进气方法
CN113404599B (zh) * 2021-06-28 2022-08-05 山西兰花大宁发电有限公司 一种燃气内燃机组的控制方法
US12065230B1 (en) 2022-02-15 2024-08-20 Brunswick Corporation Marine propulsion control system and method with rear and lateral marine drives
CN114658531B (zh) * 2022-02-24 2023-03-21 潍柴动力股份有限公司 一种预燃室气体发动机、工作方法及车辆、发电系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04321719A (ja) * 1991-04-19 1992-11-11 Yanmar Diesel Engine Co Ltd ガス機関における過給機のサージング防止装置
JP2007071136A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Mazda Motor Corp エンジンの過給装置
JP2014156857A (ja) * 2013-01-18 2014-08-28 Osaka Gas Co Ltd ターボ過給式エンジン及びその負荷投入方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2847709A1 (de) * 1978-11-03 1980-05-14 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zum steuern der zusammensetzung des betriebsgemisches bei brennkraftmaschinen
JPS56113014A (en) * 1980-02-13 1981-09-05 Nippon Soken Inc Control method and device for internal combustion engine with supercharger
US4466414A (en) * 1981-07-07 1984-08-21 Nippondenso Co., Ltd. Supercharged internal combustion engine
US4498429A (en) * 1981-09-07 1985-02-12 Mazda Motor Corporation Fuel intake system for supercharged engine
JPS59134325A (ja) * 1983-01-24 1984-08-02 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の過給機制御装置
US4774812A (en) * 1985-04-08 1988-10-04 Mazda Motor Corporation Turbocharged engine
JP2779828B2 (ja) * 1989-04-05 1998-07-23 マツダ株式会社 機械式過給機付エンジンの制御装置
JPH03194136A (ja) * 1989-12-20 1991-08-23 Mazda Motor Corp 過給機付エンジンの制御装置
JP2595797B2 (ja) * 1990-09-29 1997-04-02 トヨタ自動車株式会社 エンジンの過給圧制御装置
JP2000145516A (ja) * 1998-11-09 2000-05-26 Fuji Heavy Ind Ltd エンジン制御装置
JP4246431B2 (ja) * 2001-12-26 2009-04-02 株式会社日立製作所 エンジンの燃料制御装置
JP2003262139A (ja) 2002-03-08 2003-09-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジンの空燃比制御方法及びその装置
JP2004346776A (ja) * 2003-05-20 2004-12-09 Komatsu Ltd 給気バイパス制御装置を備えた内燃機関
JP4109588B2 (ja) 2003-08-25 2008-07-02 ヤンマー株式会社 予混合圧縮自着火式ガスエンジン
US6990814B2 (en) * 2003-12-18 2006-01-31 Caterpillar Inc. Engine turbocharger control management system
JP4506564B2 (ja) * 2005-05-30 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4595701B2 (ja) * 2005-06-21 2010-12-08 トヨタ自動車株式会社 電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置
JP2008215130A (ja) 2007-03-01 2008-09-18 Nikki Co Ltd ガスエンジンのインジェクタ制御装置
DE102007039209A1 (de) * 2007-08-20 2009-02-26 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US8215293B2 (en) * 2008-04-22 2012-07-10 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a supercharged engine with inlet and port throttle
US20100077993A1 (en) * 2008-09-28 2010-04-01 Satterfield John R Carburetor With Electronic Jets
JP2010090860A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 低カロリーガス燃料を用いたガスエンジン
JP5936369B2 (ja) * 2012-01-24 2016-06-22 三菱重工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP2015143473A (ja) * 2012-05-01 2015-08-06 日産自動車株式会社 過給式エンジンの制御装置及び制御方法
US9027343B2 (en) * 2012-06-14 2015-05-12 Ford Global Technologies, Llc Approach for supplying vacuum via a supercharger
JP2014062498A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04321719A (ja) * 1991-04-19 1992-11-11 Yanmar Diesel Engine Co Ltd ガス機関における過給機のサージング防止装置
JP2007071136A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Mazda Motor Corp エンジンの過給装置
JP2014156857A (ja) * 2013-01-18 2014-08-28 Osaka Gas Co Ltd ターボ過給式エンジン及びその負荷投入方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161202A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 ヤンマー株式会社 エンジン装置

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