WO2018042828A1 - エンジン装置 - Google Patents

エンジン装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018042828A1
WO2018042828A1 PCT/JP2017/022382 JP2017022382W WO2018042828A1 WO 2018042828 A1 WO2018042828 A1 WO 2018042828A1 JP 2017022382 W JP2017022382 W JP 2017022382W WO 2018042828 A1 WO2018042828 A1 WO 2018042828A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
fuel
combustion mode
cylinder
pilot injection
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/022382
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正義 洞井
Original Assignee
ヤンマー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヤンマー株式会社 filed Critical ヤンマー株式会社
Priority to EP17845839.4A priority Critical patent/EP3508713B1/en
Priority to US16/330,232 priority patent/US10760505B2/en
Priority to KR1020187031796A priority patent/KR102234325B1/ko
Priority to CN201780047011.7A priority patent/CN109790792B/zh
Publication of WO2018042828A1 publication Critical patent/WO2018042828A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0613—Switch-over from one fuel to another
    • F02D19/0615—Switch-over from one fuel to another being initiated by automatic means, e.g. based on engine or vehicle operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0623—Failure diagnosis or prevention; Safety measures; Testing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/10—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/403—Multiple injections with pilot injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0689—Injectors for in-cylinder direct injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0692—Arrangement of multiple injectors per combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an engine device employing a multi-fuel that can handle both a gas fuel such as natural gas and a liquid fuel such as heavy oil.
  • 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 engines that can reduce the amount of harmful substances generated are becoming popular as engines that can replace diesel engines.
  • a so-called gas engine that generates power using fuel gas such as natural gas supplies a cylinder with a mixed gas in which fuel gas is mixed with air and burns it (see Patent Document 1). Furthermore, as an engine device that combines the characteristics of a diesel engine and the characteristics of a gas engine, a premixed combustion mode in which gas fuel (fuel gas) such as natural gas is mixed with air and supplied to the combustion chamber for combustion, There is provided a dual fuel engine that can be used in combination with a diffusion combustion mode in which liquid fuel such as heavy oil is injected into a combustion chamber and burned (see Patent Document 2).
  • JP 2003-262139 A Japanese Patent Laying-Open No. 2015-187405
  • a dual fuel engine described in Patent Document 2 includes a gas supply device that supplies gas fuel into a cylinder in a premixed combustion mode, a pilot injection device that injects liquid fuel into the cylinder in a premixed combustion mode, and a diffusion combustion mode And a main injection device for injecting liquid fuel into the cylinder.
  • the pilot injector injects liquid fuel for ignition during the premixed combustion mode. Therefore, if the pilot injection device does not operate during the premixed combustion mode, combustion itself cannot be performed, and detection of a failure of the pilot injection device is an important technical problem.
  • the present invention is compatible with both a premixed combustion mode in which a premixed fuel in which gas fuel is premixed with air is supplied into the cylinder for combustion and a diffusion combustion mode in which liquid fuel is injected into the cylinder for combustion.
  • An engine a gas supply device for supplying gas fuel into the cylinder in the premixed combustion mode, a pilot injection device for injecting liquid fuel into the cylinder in the premixed combustion mode, and the gas in the diffusion combustion mode
  • An engine device including a main injection device that injects liquid fuel into a cylinder, and in the diffusion combustion mode, by injecting liquid fuel from the main injection device and by injecting liquid fuel from the pilot injection device A failure of the pilot injection device is diagnosed.
  • the engine device of the present invention may increase the injection amount of the pilot injection device at the time of failure diagnosis of the pilot injection device.
  • the engine device of the present invention may advance the injection timing of the pilot injection device at the time of the failure diagnosis.
  • the engine device of the present invention may operate in the diffusion combustion mode without shifting to the premixed combustion mode when a failure of the pilot injection device is detected.
  • the engine device of the present invention may include a plurality of the cylinders, and the failure of the pilot injection device may be diagnosed for each of the cylinders.
  • the engine device of the present invention diagnoses a failure of the pilot injection device by injecting the liquid fuel from the main injection device and injecting the liquid fuel from the pilot injection device. Therefore, it is possible to detect a malfunction of the pilot injection device without separately providing a dedicated part.
  • the injection amount of the pilot injection device is increased during failure diagnosis of the pilot injection device, when the pilot injection device operates normally, the amount of liquid fuel injected into the cylinder increases.
  • the maximum in-cylinder pressure becomes high, and a malfunction of the pilot injection device can be detected by a change in the in-cylinder pressure before and after the increase in the injection amount of the pilot injection device.
  • the engine device makes it easy to increase the maximum in-cylinder pressure if the injection timing of the pilot injection device is advanced at the time of the above-mentioned failure diagnosis. it can.
  • the engine device according to the present invention can be configured to operate in the diffusion combustion mode without shifting to the premixed combustion mode when a failure of the pilot injection device is detected. Stopping and lowering the output can be prevented, and the engine device can be operated safely.
  • the engine of the present invention includes a plurality of cylinders, and by diagnosing a malfunction of the pilot injection device for each cylinder, it is possible to determine which pilot injection device is malfunctioning, and the malfunctioning pilot injection Maintainability is improved by replacing only the device.
  • 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 the schematic which shows the structure of the fuel supply path of the engine apparatus in embodiment of this invention. It is the schematic which shows the structure of the intake / exhaust path in the engine apparatus. It is a control block diagram of the engine device. It is a figure which shows the relationship between the supercharger pressure ratio and the air flow rate in the engine apparatus. It is a state transition diagram which shows the operation state of each cylinder in the engine apparatus comprised with 6 cylinders. It is a flowchart which shows the flow of one Embodiment of pilot injection apparatus check mode control. It is a flowchart which shows the flow of other embodiment of pilot injection apparatus check mode control. It is a flowchart which shows the flow of further another embodiment of pilot injection apparatus check mode control.
  • the ship 1 of this embodiment includes a hull 2, a cabin 3 (bridge) provided on the stern side of the hull 2, and a funnel 4 (chimney 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. 2) that divides the hull 2 in the left-right width direction. That is, in this 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 and power generation mechanisms 12, which serve both as a drive source for the propeller 5 and a power supply source for the ship 1, are distributed to the left and right across the hull center line CL.
  • Each propeller 5 is rotationally driven by the rotational power transmitted from each propulsion and power generation mechanism 12 to the propulsion shaft 9.
  • the interior of the engine room 11 is partitioned vertically by an upper deck 13, a second deck 14, a third deck 15 and an inner bottom plate 16.
  • Each propulsion and power generation mechanism 12 of this embodiment is installed on the inner bottom plate 16 at the lowest stage of the engine room 11.
  • the hold 10 is divided into a plurality of sections.
  • each propulsion and power generation mechanism 12 includes an engine device 21 (a dual fuel engine in the embodiment) that is a drive source of the propeller 5 and a speed reducer 22 that transmits the power of the engine device 21 to the propulsion shaft 9. And a shaft drive generator 23 that generates power using the power of the engine device 21.
  • the “low speed” engine is driven at a rotational speed of 500 rpm or less
  • the “medium speed” engine is driven at a rotational speed of about 500 to 1000 rpm
  • the “high speed” engine is 1000 rpm.
  • Drive at a rotational speed higher than the rotation speed.
  • 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 engine output shaft 24 extends in a direction along the longitudinal direction of the hull 2. That is, the engine device 21 is disposed in the engine room 11 in a state where the direction of the engine output shaft 24 is along the longitudinal direction of the hull 2.
  • the speed reducer 22 and the shaft drive generator 23 are disposed on the stern side of the engine device 21.
  • the rear end side of the engine output shaft 24 protrudes from the rear surface side of the engine device 21.
  • a reduction gear 22 is connected to the rear end side of the engine output shaft 24 so that power can be transmitted.
  • a shaft drive generator 23 is arranged on the side opposite to the engine device 21 with the speed reducer 22 interposed therebetween.
  • the engine device 21, the speed reducer 22, and the shaft drive generator 23 are arranged in this order from the front in the engine room 11.
  • the speed reducer 22 and the shaft drive generator 23 are disposed in or near the skeg 8 on the stern side. Therefore, it is possible to arrange the engine device 21 as close to the stern side as possible regardless of the restrictions of the badock line of the ship 1, which contributes to the downsizing of the engine room 11.
  • the propulsion shaft 9 is provided on the power transmission downstream side of the speed reducer 22.
  • the outer shape of the speed reducer 22 protrudes below the engine device 21 and the shaft drive generator 23.
  • the front end side of the propulsion shaft 9 is connected to the rear surface side of the overhanging portion so that power can be transmitted.
  • the engine output shaft 24 and the propulsion shaft 9 are positioned coaxially in plan view.
  • the propulsion shaft 9 extends in the longitudinal direction of the hull 2 in a state of being eccentric in the vertical direction with respect to the engine output shaft 24. In this case, the propulsion shaft 9 is placed at a position lower than the shaft drive generator 23 and the engine output shaft 24 (shaft core line) and close to the inner bottom plate 16 in a side view. That is, the shaft drive generator 23 and the propulsion shaft 9 are distributed vertically and do not interfere with each other. Therefore, each propulsion and power generation mechanism 12 can be made compact.
  • the constant speed power of the engine device 21 is branched and transmitted from the rear end side of the engine output shaft 24 to the shaft drive generator 23 and the propulsion shaft 9 via the speed reducer 22.
  • a part of the constant speed power of the engine device 21 is reduced to a rotational speed of, for example, about 100 to 120 revolutions per minute by the speed reducer 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.
  • a part of the constant speed power of the engine device 21 is increased to a rotational speed of, for example, about 1200 or 1800 revolutions per minute by the speed reducer 22 and transmitted to a PTO shaft that is rotatably supported by the speed reducer 22. Is done.
  • the rear end side of the PTO shaft of the speed reducer 22 is connected to the shaft drive generator 23 so as to be able to transmit power, and the shaft drive generator 23 is driven to generate power based on the rotational power from the speed reducer 22.
  • the generated power generated by driving the shaft drive generator 23 is supplied to the electrical system in the hull 2.
  • the engine device 21 is connected to an intake path for air intake (not shown) and an exhaust path for exhaust gas discharge (not shown).
  • the air taken in through the intake path is sent into each cylinder 36 (see FIG. 4) of the engine device 21.
  • Each exhaust path is connected to an extended path (not shown).
  • the extension path extends to the funnel 4 and is configured to communicate directly with the outside. Exhaust gas from each engine device 21 is discharged out of the ship 1 via each exhaust path and extension path.
  • a pair of propulsion and power generation mechanisms 12 combined with a shaft-driven generator 23 is provided, and the pair of propulsion and power generation mechanisms 12 are arranged in the engine room 11 in the hull 2 so as to be distributed to the left and right across the hull center line CL. Therefore, the engine installation space in the engine room 11 can be reduced as compared with the conventional structure in which a plurality of engines (main engine and auxiliary engine) are arranged in the engine room.
  • the engine room 11 can be configured compactly by shortening the longitudinal length of the engine room 11, and as a result, it is easy to secure a hold space (a space other than the engine room 11) in the hull 2.
  • the propulsion efficiency of the ship 1 can be improved by driving the two propellers 5.
  • the two engine devices 21 serving as the main engine are provided, even if one engine device 21 fails and cannot be driven, the other engine device 21 can be navigated, and the marine prime mover device. As a result, the redundancy of the ship 1 can be secured.
  • the propeller 5 can be rotationally driven and the shaft-driven generator 23 can be driven by the engine device 21, any one of the shaft-driven generators 23 can be reserved during normal navigation. Therefore, for example, when the power supply is stopped due to a failure of one engine device 21 or the shaft drive generator 23, the other shaft drive generator 23 is started, the frequency and voltage are established, and the power supply can be restored. That's fine. Further, when the engine device 21 is stopped at the time of navigation with only one engine device 21, the other stopped engine device 21, and thus the shaft drive generator 23 corresponding thereto, is started, and the frequency and What is necessary is just to establish voltage and to reset electric power feeding.
  • the dual fuel engine 21 (hereinafter simply referred to as the “engine device 21”) has a premixed combustion method in which fuel gas such as natural gas is mixed with air and burns, and liquid fuel (fuel oil) such as heavy oil is diffused. Select and drive the diffusion combustion method to burn.
  • FIG. 3 is a diagram showing a fuel system for the engine device 21
  • FIG. 4 is a diagram showing an intake / exhaust system in the engine device 21
  • FIG. 5 is a control block diagram in the engine device 21.
  • the engine device 21 is supplied with fuel from two fuel supply paths 30, 31.
  • a gas fuel tank 32 is connected to one fuel supply path 30, and the other A liquid fuel tank 33 is connected to the fuel supply path 31. That is, in the engine device 21, fuel gas is supplied from the fuel supply path 30 to the engine device 21, while fuel oil is supplied from the fuel supply path 31 to the engine device 21.
  • the fuel supply path 30 includes a gas fuel tank 32 that stores liquefied gas fuel, a vaporizer 34 that vaporizes liquefied fuel (fuel gas) in the gas fuel tank 32, and a fuel gas from the vaporizer 34 to the engine device 21. And a gas valve unit 35 for adjusting the supply amount. That is, the fuel supply path 30 is configured by sequentially arranging the vaporizer 34 and the gas valve unit 35 from the gas fuel tank 32 toward the engine device 21.
  • the engine device 21 has a configuration in which a plurality of cylinders 36 (six cylinders in the present embodiment) are arranged in series in a cylinder block.
  • Each cylinder 36 communicates with an intake manifold (intake passage) 67 configured in the cylinder block via an intake port 37.
  • Each cylinder 36 communicates with an exhaust manifold (exhaust flow path) 44 disposed above the cylinder head via an exhaust port 38.
  • a gas supply device 98 is disposed in the intake port 37 of each cylinder 36. Accordingly, 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 supply device 98 to the intake port 37, and the fuel gas is mixed with the air from the intake manifold 67, so that each cylinder 36 is supplied with a premixed gas.
  • 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 recirculating a part of the air discharged from the outlet of the compressor 49b to the inlet of the compressor 49b has an air inlet (new air inlet) side of the compressor 49b and an air outlet side of the intercooler 51. It is connected. That is, the air supply bypass passage 17 is connected to the connection portion between the intercooler 51 and the intake manifold 67 while being released to the outside air upstream of the air intake port of the compressor 49 b.
  • An air supply bypass valve V2 is disposed on the air supply bypass passage 17, and the flow rate of air flowing from the downstream side of the intercooler 51 to the intake manifold 67 is adjusted by adjusting the valve opening degree of the air supply bypass valve V2. To do.
  • An exhaust bypass passage 18 for bypassing the turbine 49 a connects the exhaust outlet side of the turbine 49 a and the exhaust outlet side of the exhaust manifold 44. That is, the exhaust bypass passage 18 is connected to a connection portion between the exhaust outlet of the turbine 49a and the exhaust inlet of the turbine 49a while being released to the outside air on the downstream side of the exhaust outlet of the turbine 49a.
  • An exhaust bypass valve V3 is disposed on the exhaust bypass passage 18, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the turbine 49a is adjusted by adjusting the valve opening degree of the exhaust bypass valve V3, so that the air compression in the compressor 49b is performed. Adjust the amount.
  • the engine device 21 includes a supercharger 49 that compresses air using exhaust gas from the exhaust manifold 44, and an intercooler 51 that cools the compressed air compressed by the supercharger 49 and supplies the compressed air to the intake manifold 67. ing.
  • the engine device 21 is provided with a main throttle valve V1 at a connection point between the supercharger 49 outlet and the intercooler 51 inlet.
  • the engine device 21 includes an exhaust bypass passage 18 that connects an outlet of the exhaust manifold 44 and an exhaust outlet of the supercharger 49, and an exhaust bypass valve V ⁇ b> 3 is disposed in the exhaust bypass passage 18.
  • the opening of the exhaust bypass valve V3 is controlled in accordance with the fluctuation of the engine load.
  • the fuel ratio can be realized. Therefore, when the load fluctuates, it is possible to prevent an excess or deficiency of the amount of air necessary for combustion, and the engine device 21 operates optimally in the premixed combustion mode with the supercharger 49 optimized in the diffusion combustion mode. To do.
  • the engine device 21 includes an air supply bypass passage 17 that bypasses the supercharger 49, and an air supply bypass valve V ⁇ b> 2 is disposed in the air supply bypass passage 17.
  • an air supply bypass valve V ⁇ b> 2 is disposed in the air supply bypass passage 17.
  • the engine device 21 connects the air supply bypass passage 17 at a position between the inlet of the intercooler 51 and the main throttle valve V1, and returns the compressed air discharged from the compressor 49b to the inlet of the compressor 49b.
  • the responsiveness of the flow control by the exhaust bypass valve V3 can be compensated by the supply air bypass valve V2, and at the same time, the control width of the supply air bypass valve V2 can be supplemented by the exhaust bypass valve V3. Therefore, the followability of the air-fuel ratio control in the premixed combustion mode can be improved at the time of load change or operation mode switching in marine applications.
  • the engine device 21 has an engine control device 73 that controls each part of the engine device 21.
  • the engine device 21 is provided with a pilot injection device 82, a fuel injection pump 89, and a gas supply device 98 for each cylinder 36.
  • the engine control device 73 gives control signals to the pilot injection device 82, the fuel injection pump 89, and the gas supply device 98, respectively, and pilot fuel injection by the pilot injection device 82, fuel oil supply by the fuel injection pump 89, and gas supply device.
  • Each of the gas fuel supply by 98 is controlled.
  • the engine control device 73 is a CPU (Central Processing Unit) that executes various arithmetic processes and controls, a ROM (Read Only Memory) as a storage device for storing control programs and data, and temporarily stores control programs and data.
  • RAM Random Access Memory
  • an input / output interface is provided.
  • the engine device 21 includes a camshaft 200 including an exhaust cam, an intake cam, and a fuel cam (not shown) for each cylinder 36.
  • the camshaft 200 transmits the rotational power from the engine output shaft 24 via a gear mechanism (not shown), thereby rotating the exhaust cam, the intake cam, and the fuel cam, and for each cylinder 36, the intake valve
  • the exhaust valve (not shown) is opened and closed, and the fuel injection pump 89 is driven.
  • the engine device 21 also includes a speed governor 201 that adjusts the rack position of the control rack 202 in the fuel injection pump 89.
  • the governor 201 measures the engine rotational speed of the engine device 21 from the rotational speed at the tip of the camshaft 200, sets the rack position of the control rack 202 in the fuel injection pump 89, and adjusts the fuel injection amount.
  • Each pilot injector 82 is connected to a pilot fuel supply pump 54 via a cylindrical common rail 47.
  • the common rail 47 is provided with a fuel pressure sensor 205 that detects the fuel pressure in the common rail 47.
  • the fuel pressure in the common rail 47 is monitored from the output of the fuel pressure sensor 205, and the fuel discharge amount of the pilot fuel supply pump 54 is adjusted while the liquid fuel tank 33 (see FIG. 3).
  • the fuel inside is pumped to the common rail 47 by the pilot fuel supply pump 54, and high-pressure fuel is stored in the common rail 47.
  • high-pressure fuel in the common rail 47 is injected from the pilot injectors 82 into the cylinders 36.
  • the engine control device 73 gives control signals to the main throttle valve V1, the supply air bypass valve V2, and the exhaust gas bypass valve V3, respectively, and adjusts the valve opening, respectively, so that the air pressure (intake manifold pressure) in the intake manifold 67 is adjusted. adjust.
  • the engine control device 73 receives the measurement signal from the 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 a measurement signal from the load measuring device 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 engine output shaft 24 and detects the engine rotation speed of the engine device 21.
  • the engine device 21 is provided with an in-cylinder pressure sensor 206 for detecting the internal pressure of each cylinder 36 for each cylinder 36. Further, an exhaust temperature sensor 207 for detecting the exhaust gas temperature in the exhaust port 38 is provided for each exhaust port 38. Outputs of the in-cylinder pressure sensors 206 and the exhaust temperature sensors 207 are input to the engine control device 73.
  • the engine control device 73 controls the opening and closing of the control valve in the fuel injection pump 89 to generate combustion in each cylinder 36 at a predetermined timing. That is, by opening the control valve of the fuel injection pump 89 in accordance with the injection timing of each cylinder 36, fuel oil is injected into each cylinder 36 through the main injection device 79 and ignited in the cylinder 36. Further, in the diffusion combustion mode, the engine control device 73 stops the supply of pilot fuel and fuel gas. Note that fuel oil may be injected from the pilot injection device 82 in the diffusion combustion mode.
  • the engine control device 73 determines the main injection device in each cylinder 36 based on the engine load (engine output) measured by the load measuring device 19 and the engine speed measured by the engine rotation sensor 20.
  • the injection timing 79 is feedback controlled.
  • the engine device 21 outputs the engine load required by the propulsion and power generation mechanism 12 and at the same time rotates at the engine speed corresponding to the propulsion speed of the ship.
  • the engine control device 73 controls the opening of the main throttle valve V1 based on the intake manifold pressure measured by the pressure sensor 39, so that the compressed air having an air flow rate corresponding to the required engine output is excessive.
  • the air is supplied from the feeder 49 to the intake manifold 67.
  • the engine control device 73 When operating the engine device 21 in the premixed combustion mode (gas mode), the engine control device 73 adjusts the valve opening in the gas supply device 98 to set the flow rate of fuel gas supplied into each cylinder 36. . Then, the engine control device 73 controls the pilot injection device 82 to open and close to generate combustion in each cylinder 36 at a predetermined timing. That is, the gas supply device 98 supplies fuel gas at 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.
  • the engine control device 73 determines the fuel gas flow rate by the gas supply device 98 based on the engine load measured by the load measuring device 19 and the engine rotational speed measured by the engine rotation sensor 20. Feedback control of the injection timing by the pilot injection device 82 in each cylinder 36 is performed. Further, the engine control device 73 adjusts the opening degrees of the main throttle valve V1, the supply air bypass valve V2, and the exhaust gas bypass valve V3 based on the intake manifold pressure measured by the pressure sensor 39. Thus, the intake manifold pressure can be adjusted to a pressure corresponding to the required engine output, and the air-fuel ratio with the fuel gas supplied from the gas supply device 98 can be adjusted to a value corresponding to the engine output.
  • the supercharger 49 has a capacity corresponding to the engine device 21 during the diffusion combustion mode operation. Therefore, when operating the engine device 21 in the premixed combustion mode, it is necessary to make the capacity of the supercharger 49 correspond to the engine device 21 during the premixed combustion mode operation in a pseudo manner.
  • FIG. 6 shows the relationship between the pressure ratio in the supercharger 49 (the ratio between the discharge pressure and the suction pressure of the compressor 49b) and the air flow rate (the discharge flow rate of the compressor 49b or the supply air flow rate to the intake manifold 67). As shown in FIG. 6, when the engine load is the same, the compression ratio and the air flow rate at the operation point P2 in the premixed combustion mode are lower than the operation point P1 in the diffusion combustion mode.
  • the supply air bypass valve V2 is opened, and the compressed air discharged from the compressor 49b is supplied to the supply air bypass channel 17.
  • the exhaust bypass valve V3 is opened to lower the rotational speed of the turbine 49a. That is, the compressed air of the compressor 49b is lowered as shown in FIG. 6 by allowing the compressed air to flow from the discharge port of the compressor 49b to the suction port by the air supply bypass passage 17. Therefore, the amount of decrease in the compression ratio of the compressor 49b due to the control of the exhaust bypass valve V3 can be reduced, and the switching time to the handling point to the premixed combustion mode can be shortened.
  • the engine device 21 of the present embodiment includes six cylinders 36.
  • the intake stroke and compression stroke shown in FIG. 7 are performed at a timing determined for each cylinder 36.
  • the state transitions in the order of the expansion stroke and the exhaust stroke. That is, as shown in FIG. 7, each of the six cylinders 36 (# 1 to # 6) has an intake stroke, a compression stroke, and # 3 in the order of # 1 ⁇ # 2 ⁇ # 4 ⁇ # 6 ⁇ # 5 ⁇ # 3. Transition to each state of the expansion stroke and the exhaust stroke.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of one embodiment of pilot injection device check mode control.
  • the engine control device 73 is in a state where the engine device 21 is operating in the diffusion combustion mode and the main clutch that transmits the power of the engine device 21 is in a disengaged state, that is, the check mode precondition is satisfied. Is confirmed (step S1). If the precondition is satisfied (step S1: Yes), it is determined whether or not the engine speed of the engine device 21 is within the normal idling range (step S2). In the idling normal range, for example, the lower limit is about 350 rotations per minute and the upper limit is about 450 rotations.
  • step S2 If the engine speed of the engine device 21 is within the normal idling range (step S2: Yes), for example, after a set delay time of about several seconds has elapsed (step S3: Yes), the pilot injectors for the six pilot injectors 82 are used. A failure diagnosis is performed every 82. First, when any one of the pilot injection devices 82 is subjected to failure diagnosis, the in-cylinder pressure of the cylinder 36 in which the pilot injection device 82 is disposed is detected by the in-cylinder pressure sensor 206, and the engine output shaft 24 rotates at least once. A maximum in-cylinder pressure value Pmax (i) 0 is obtained (step S4). At this time, the engine device 21 is in the idling operation state in the diffusion combustion mode. In this embodiment, the pilot injection device 82 injects a small amount of fuel at a predetermined injection timing in the diffusion combustion mode.
  • the fuel injection amount of the pilot injection device 82 subject to failure diagnosis is increased and the injection timing is advanced (step S5).
  • the injection increase amount of the pilot injection device 82 is an increase amount at which the increase in the maximum in-cylinder pressure due to the increase in the injection amount can be detected, for example, the maximum in-cylinder pressure increases by 5 bar (bar) or more.
  • the injection time of the pilot injection device 82 is lengthened and the injection amount of the pilot injection device 82 is increased by continuously injecting the pilot injection device 82.
  • the maximum in-cylinder pressure of the cylinder 36 is easily increased by advancing the injection timing of the pilot injection device 82 by, for example, about 5 degrees.
  • the engine control device 73 detects the in-cylinder pressure of the cylinder 36 in which the injection amount of the pilot injection device 82 is increased by the in-cylinder pressure sensor 206, and the maximum in-cylinder pressure value Pmax (i) when the engine output shaft 24 makes at least one rotation. N is obtained (step S6).
  • the maximum in-cylinder pressure value Pmax (i) n in the cylinder 36 is set to the idling operation due to the increase in the injection amount and the advance timing of the injection timing.
  • Maximum in-cylinder pressure value Pmax (i) at the time becomes higher than zero .
  • the engine control device 73 obtains a pressure difference between the maximum in-cylinder pressure value Pmax (i) n and the maximum in-cylinder pressure value Pmax (i) 0 , and is the pressure difference equal to or greater than a preset normal determination value (for example, 5 bar)? It is determined whether or not (step S7). When the pressure difference is not less than the normal determination value (step S7: Yes), the engine control device 73 continues the state in which the pressure difference is not less than the normal determination value for a preset time or more, for example, for about 5 to 20 seconds. It is determined whether or not it has been done (step S8).
  • a preset normal determination value for example, 5 bar
  • step S8: No the engine control device 73 calculates the maximum in-cylinder pressure Pmax (i) n and compares the pressure difference with the normal determination value (steps S6 and S7). .
  • step S8: Yes the engine control device 73 determines that the pilot injection device 82 to be diagnosed is operating normally, and the pilot injection device. The injection amount and injection timing of 82 are returned (step S9).
  • the engine control device 73 determines whether or not the failure check of the pilot injection device 82 has been performed for all the cylinders 36 (step S10). When there is an unchecked cylinder 36 (step S10: No), the process proceeds to a failure check of the next cylinder 36 (step S11), and a failure diagnosis process of the pilot injection device 82 is executed for the next cylinder 36 (step S4). To S9). When the failure check of the pilot injection device 82 is executed for all the cylinders 36 and it is determined that the pilot injection device 82 operates normally (step S10: Yes), the engine control device 73 shifts the engine device 21 to the premixed combustion mode (step S12). ).
  • step S7 When the pressure difference between the maximum in-cylinder pressure value Pmax (i) n and the maximum in-cylinder pressure value Pmax (i) 0 is less than the normal determination value for any pilot injection device 82 (step S7: No), the engine control device 73 determines that the pilot injector 82 is not operating normally. Then, the engine control device 73 issues a warning that the operation of the pilot injection device 82 is not normal, for example, by sounding an alarm buzzer (step S13), and ends the failure check of the pilot injection device 82. In this case, the engine device 21 is not shifted to the premixed combustion mode, and the operation in the diffusion combustion mode is maintained.
  • the premixed fuel mode in which the gas fuel is premixed in the air is supplied into the cylinder 36 and burned, and the diffusion combustion in which the liquid fuel is injected into the cylinder 36 and burned.
  • An engine device 21 that can handle both modes, a gas supply device 98 that supplies gas fuel into the cylinder 36 in the premixed combustion mode, and a pilot injector 82 that injects liquid fuel into the cylinder 36 in the premixed combustion mode.
  • a main injection device 79 that injects liquid fuel into the cylinder 36 in the diffusion combustion mode, and in the diffusion combustion mode, the liquid fuel is injected from the main injection device 79 and the liquid fuel is injected from the pilot injection device 82. Therefore, the failure of the pilot injection device 82 is diagnosed, so that a dedicated part for failure diagnosis of the pilot injection device 82 is not separately provided. It can detect a failure of the pilots injector 82.
  • this embodiment includes an in-cylinder pressure sensor 206 that detects the internal pressure of the cylinder 36, and increases the injection amount of the pilot injection device 82 at the time of failure diagnosis of the pilot injection device 82. Therefore, when the pilot injection device 82 operates normally The maximum in-cylinder pressure increases due to an increase in the amount of liquid fuel injected into the cylinder 36, and a failure of the pilot injection device 82 can be detected by a change in the in-cylinder pressure before and after the increase in the injection amount of the pilot injection device 82.
  • the injection timing of the pilot injection device 82 is advanced at the time of failure diagnosis of the pilot injection device 82, the maximum in-cylinder pressure is likely to increase, and the failure of the pilot injection device 82 is more reliably caused by the change in the in-cylinder pressure. Can be diagnosed.
  • this embodiment operates in the diffusion combustion mode without shifting to the premixed combustion mode when a failure of the pilot injection device 82 is detected, the engine device 21 is stopped due to the failure of the pilot injection device 82. A reduction in output can be prevented, and the engine device 21 can be operated safely.
  • this embodiment since this embodiment includes a plurality of cylinders 36 and diagnoses a failure of the pilot injection device 82 for each cylinder 36, it is possible to determine which pilot injection device 82 is in failure, and the failed pilot injection Maintenance is improved, for example, only the device 82 is replaced.
  • the malfunction of the pilot injection device 82 is diagnosed by measuring the exhaust temperature in the exhaust port 38 for each cylinder 36.
  • the engine control device 73 confirms that the check mode precondition is satisfied (step S21) in the same manner as in steps S1 to S3, and determines whether the engine speed of the engine device 21 is within the normal idling range. Whether or not the set delay time has elapsed (step S23). After the set delay time has elapsed (step S23: Yes), the engine control device 73 sets one of the pilot injection devices 82 as a failure diagnosis target, and an exhaust port 38 connected to the cylinder 36 in which the pilot injection device 82 is disposed. The exhaust gas temperature inside is detected by the exhaust gas temperature sensor 207. Then, the maximum exhaust temperature value Tmax (i) 0 when the engine output shaft 24 has made at least one rotation is obtained (step S24).
  • step S5 the fuel injection amount of the pilot injection device 82 to be diagnosed is increased and the injection timing is advanced (step S25). Thereafter, the engine control device 73 detects the exhaust gas temperature in the exhaust port 38 connected to the cylinder 36 where the injection amount of the pilot injection device 82 is increased by the exhaust temperature sensor 207, and the engine output shaft 24 has rotated at least once.
  • the maximum exhaust gas temperature value Tmax (i) n is obtained (step S26). At this time, if the pilot injection device 82 to be diagnosed is operating normally, the maximum exhaust temperature value Tmax (i) n in the exhaust port 38 is set to the idling operation due to the increase in the injection amount and the advancement of the injection timing. The maximum exhaust temperature value Tmax (i) at the time becomes higher than zero .
  • the engine control device 73 obtains a temperature difference between the maximum exhaust temperature value Tmax (i) n and the maximum exhaust temperature value Tmax (i) 0 , and determines whether or not the temperature difference is equal to or greater than a preset normal determination value. (Step S27). When the temperature difference is equal to or greater than the normal determination value (step S27: Yes), the engine control device 73 determines whether or not the state where the temperature difference is equal to or greater than the normal determination value continues as in step S8. (Step S28).
  • step S28 When the state where the temperature difference is equal to or higher than the normal determination value continues for the set time or longer (step S28: Yes), the engine control device 73 determines that the pilot injection device 82 to be diagnosed is operating normally, The injection amount and the injection timing of the pilot injection device 82 are returned (step S29).
  • step S30: No when there is an unchecked cylinder 36 (step S30: No), the engine control device 73 proceeds to a failure check of the next cylinder 36 (step S11), and the six cylinders 36 are selected.
  • the failure diagnosis process of the pilot injection device 82 is sequentially executed for (Steps S24 to S29).
  • step S30: Yes When the normal operation of all the pilot injection devices 82 is detected (step S30: Yes), the engine control device 73 shifts the engine device 21 to the premixed combustion mode (step S32).
  • step S27 When the temperature difference between the maximum exhaust temperature value Tmax (i) n and the maximum exhaust temperature value Tmax (i) 0 is less than the normal determination value for any pilot injection device 82 (step S27: No), the engine control device 73 A warning that the operation of the pilot injector 82 is not normal is notified (step S33), and the failure check of the pilot injector 82 is terminated.
  • this embodiment includes the exhaust temperature sensor 207 that detects the exhaust gas temperature in the exhaust port 38 connected to the cylinder 36, and increases the injection amount of the pilot injection device 82 at the time of failure diagnosis of the pilot injection device 82.
  • the pilot injector 82 operates normally, the maximum exhaust gas temperature in the exhaust port 38 increases due to the increase in the amount of liquid fuel injected into the cylinder 36, and the exhaust gas temperature before and after the increase in the injection amount of the pilot injector 82 The failure of the pilot injection device 82 can be detected by the change.
  • the injection amount is sequentially increased for the six pilot injectors 82, and a change in the rail internal pressure in the common rail 47 is detected to diagnose a failure of each pilot injector 82.
  • steps S41 to S43 are the same as steps S1 to S3 and S21 to S23.
  • the engine control device 73 sets one of the pilot injection devices 82 as a failure diagnosis target, and detects the rail internal pressure in the common rail 47 by the fuel pressure sensor 205. Then, the lowest rail pressure value Pmin (i) 0 when the engine output shaft 24 has made at least one rotation is obtained (step S44).
  • step S5 the fuel injection amount of the pilot injection device 82 subject to failure diagnosis is increased and the injection timing is advanced (step S45). Thereafter, the engine control device 73 obtains the lowest rail pressure value Pmin (i) n when the engine output shaft 24 has made at least one rotation based on the output of the fuel pressure sensor 205 (step S46). At this time, if the pilot injection device 82 subject to failure diagnosis is operating normally, the minimum rail pressure value Pmin (i) n is increased within the minimum rail during idling operation due to an increase in the injection amount of the pilot injection device 82. Pressure value Pmin (i) is lower than zero .
  • the engine control device 73 obtains a pressure difference between the lowest rail pressure value Pmin (i) 0 and the lowest rail pressure value Pmin (i) n , and whether or not the pressure difference is equal to or greater than a preset normal determination value. Is determined (step S47). When the state where the pressure difference is equal to or greater than the normal determination value continues for the set time or longer (step S48: Yes), the engine control device 73 determines that the pilot injection device 82 to be diagnosed is operating normally, The injection amount and the injection timing of the pilot injection device 82 are returned (step S49).
  • the engine control device 73 determines whether or not there is an unchecked cylinder 36 (step S50), shifts to a failure check for the next cylinder 36 (step S51), and premixes the engine device 21 as in steps S10 to S13. Transition to the combustion mode (step S52) and notification of an alarm that the operation of the pilot injector 82 is not normal (step S33) are appropriately performed.
  • this embodiment includes the fuel pressure sensor 205 that detects the fuel pressure in the common rail 47, and increases the injection amount of the pilot injection device 82 at the time of failure diagnosis of the pilot injection device 82.
  • the minimum rail pressure in the common rail 47 decreases due to an increase in the amount of liquid fuel injected into the cylinder 36, and the change in rail pressure before and after the increase in the injection amount of the pilot injection device 82 causes a change in the pilot injection device 82. A failure can be detected.
  • the fuel injection amount of the pilot injection device 82 to be diagnosed is increased and the injection timing is advanced.
  • the injection amount may be increased without the advance of the injection timing as compared with the idling operation state.
  • check mode preconditions in steps S1, S21, and S41 other conditions may be imposed in addition to (A) operating in the diffusion combustion mode and (B) disengaging the main clutch.
  • Good For example, (C) that a predetermined time has elapsed since the start of the engine device 21 is started, (D) that all the pilot injectors 82 are not determined to be normal in the failure diagnosis of the pilot injectors 82, (E) The pilot injection device 82 is not shut off, (F) the rail pressure of the common rail 47 is feedback controlled (PID control), and (G) the water jacket water temperature of the engine device 21 is equal to or higher than a predetermined value. Conditions such as (H) that the in-cylinder pressure sensor 206 is not abnormal and (I) that it is not in a state in which it should be operated in a diffusion combustion mode such as an emergency state may be imposed.
  • 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.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

燃料を空気に予め混合させた予混合燃料を気筒３６内に供給して燃焼させる予混合燃焼モード並びに液体燃料を気筒３６内に噴射して燃焼させる拡散燃焼モードの両方に対応可能なエンジン装置２１と、予混合燃焼モードで気筒３６内にガス燃料を供給するガス供給装置９８と、予混合燃焼モードで気筒３６内に液体燃料を噴射するパイロット噴射装置８２と、拡散燃焼モードで気筒３６内に液体燃料を噴射するメイン噴射装置７９とを備え、拡散燃焼モードでは、メイン噴射装置７９から液体燃料を噴射すると共にパイロット噴射装置８２から液体燃料を噴射することによって、パイロット噴射装置８２の故障を診断する。

Description

エンジン装置
　本願発明は、天然ガス等のガス燃料と重油等の液体燃料のいずれにも対応できる多種燃料採用型の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）。更には、ディーゼルエンジンの特性とガスエンジンの特性それぞれを組み合わせたエンジン装置として、天然ガス等のガス燃料（燃料ガス）を空気と混合させて燃焼室に供給して燃焼させる予混合燃焼モードと、重油等の液体燃料を燃焼室内に噴射して燃焼させる拡散燃焼モードとを併用できるデュアルフューエルエンジンが提供されている（特許文献２参照）。
特開２００３－２６２１３９号公報 特開２０１５－１８７４０５号公報
　特許文献２に記載のデュアルフューエルエンジンは、予混合燃焼モードで気筒内にガス燃料を供給するガス供給装置と、予混合燃焼モードで気筒内に液体燃料を噴射するパイロット噴射装置と、拡散燃焼モードで気筒内に液体燃料を噴射するメイン噴射装置を備えている。パイロット噴射装置は予混合燃焼モードの際に着火のために液体燃料を噴射する。したがって、予混合燃焼モードの際にパイロット噴射装置が作動しないと燃焼そのものが実施できなくなるため、パイロット噴射装置の故障検知は重要な技術課題である。
　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多種燃料採用型の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。
　本願発明は、ガス燃料を空気に予め混合させた予混合燃料を気筒内に供給して燃焼させる予混合燃焼モード並びに液体燃料を前記気筒内に噴射して燃焼させる拡散燃焼モードの両方に対応可能なエンジンと、前記予混合燃焼モードで前記気筒内にガス燃料を供給するガス供給装置と、前記予混合燃焼モードで前記気筒内に液体燃料を噴射するパイロット噴射装置と、前記拡散燃焼モードで前記気筒内に液体燃料を噴射するメイン噴射装置とを備えたエンジン装置であって、前記拡散燃焼モードでは、前記メイン噴射装置から液体燃料を噴射すると共に前記パイロット噴射装置から液体燃料を噴射することによって、前記パイロット噴射装置の故障を診断するものである。
　本願発明のエンジン装置は、前記パイロット噴射装置の故障診断時に前記パイロット噴射装置の噴射量を増加させるようにしてもよい。
　さらに、本願発明のエンジン装置は、前記故障診断時に前記パイロット噴射装置の噴射タイミングを進角させるようにしてもよい。
　また、本願発明のエンジン装置は、前記パイロット噴射装置の故障を検知したときは前記予混合燃焼モードへ移行せずに前記拡散燃焼モードで作動するようにしてもよい。
　また、本願発明のエンジン装置は、複数の前記気筒を備え、前記気筒ごとに前記パイロット噴射装置の故障を診断するようにしてもよい。
　本願発明のエンジン装置は、拡散燃焼モードでは、メイン噴射装置から液体燃料を噴射すると共にパイロット噴射装置から液体燃料を噴射することによって、パイロット噴射装置の故障を診断するので、パイロット噴射装置の故障診断用の専用部品を別途設けることなく、パイロット噴射装置の故障を検知できる。
　また、本願発明のエンジン装置は、パイロット噴射装置の故障診断時にパイロット噴射装置の噴射量を増加させるようにすれば、パイロット噴射装置が正常作動するときには気筒内に噴射される液体燃料量の増加により最高筒内圧が高くなり、パイロット噴射装置の噴射量の増加前後の筒内圧変化によりパイロット噴射装置の故障を検知できる。
　さらに、本願発明のエンジン装置は、上記故障診断時にパイロット噴射装置の噴射タイミングを進角させるようにすれば、最高筒内圧が上がりやすくなり、筒内圧変化によりパイロット噴射装置の故障をより確実に診断できる。
　また、本願発明のエンジン装置は、パイロット噴射装置の故障を検知したときは予混合燃焼モードへ移行せずに拡散燃焼モードで作動するようにすれば、パイロット噴射装置の故障に起因するエンジン装置の停止や出力低下を防止でき、エンジン装置を安全に作動できる。
　また、本願発明のエンジンは、複数の気筒を備え、気筒ごとにパイロット噴射装置の故障を診断するようにすれば、どのパイロット噴射装置が故障しているのかを判別でき、故障しているパイロット噴射装置のみを交換するなど、メンテナンス性が向上する。
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。 本発明の実施形態におけるエンジン装置の燃料供給路の構成を示す概略図である。 同エンジン装置における吸排気路の構成を示す概略図である。 同エンジン装置の制御ブロック図である。 同エンジン装置における過給機圧力比と空気流量の関係を示す図である。 ６気筒で構成するエンジン装置における各シリンダの動作状態を示す状態遷移図である。 パイロット噴射装置チェックモード制御の一実施形態の流れを示すフローチャートである。 パイロット噴射装置チェックモード制御の他の実施形態の流れを示すフローチャートである。 パイロット噴射装置チェックモード制御のさらに他の実施形態の流れを示すフローチャートである。
　以下に、本願発明を具体化した実施形態を、２基２軸方式の船舶に搭載される一対の推進兼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及び図２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２参照）を基準にして左右対称状に形成されている。すなわち、この実施形態では、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の駆動源と船舶１の電力供給源とを兼ねる推進兼発電機構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。各推進兼発電機構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の内部は、上甲板１３、第２甲板１４、第３甲板１５及び内底板１６にて上下に仕切られている。この実施形態の各推進兼発電機構１２は、機関室１１最下段の内底板１６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に示すように、各推進兼発電機構１２は、プロペラ５の駆動源であるエンジン装置２１（実施形態ではデュアルフューエルエンジン）と、エンジン装置２１の動力を推進軸９に伝達する減速機２２と、エンジン装置２１の動力にて発電する軸駆動発電機２３とを組み合わせたものである。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、「中速」のエンジンは毎分５００～１０００回転程度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。
　エンジン出力軸２４は、船体２の前後長さ方向に沿う向きに延びている。すなわち、エンジン装置２１は、エンジン出力軸２４の向きを船体２の前後長さ方向に沿わせた状態で機関室１１内に配置されている。減速機２２及び軸駆動発電機２３がエンジン装置２１よりも船尾側に配置されている。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の後端側に減速機２２が動力伝達可能に連結されている。減速機２２を挟んでエンジン装置２１と反対側に、軸駆動発電機２３が配置されている。機関室１１内の前方からエンジン装置２１、減速機２２、軸駆動発電機２３の順に並べて配置されている。この場合、船尾側にあるスケグ８内又はその近傍に減速機２２及び軸駆動発電機２３が配置されている。従って、船舶１のバドックラインの制約に拘らず、エンジン装置２１をできるだけ船尾側に寄せて配置することが可能になっていて、機関室１１のコンパクト化に寄与している。
　減速機２２の動力伝達下流側に推進軸９が設けられている。減速機２２の外形は、エンジン装置２１及び軸駆動発電機２３よりも下側に張り出している。当該張り出し部分の後面側に、推進軸９の前端側が動力伝達可能に連結されている。エンジン出力軸２４と推進軸９とは、平面視で同軸状に位置している。推進軸９は、エンジン出力軸２４に対して鉛直方向に異芯した状態で、船体２の前後長さ方向に延びている。この場合、推進軸９は、側面視で軸駆動発電機２３及びエンジン出力軸２４（軸芯線）よりも低く内底板１６に近い位置に置かれている。すなわち、軸駆動発電機２３と推進軸９とが上下に振り分けられ、互いに干渉しない。従って、各推進兼発電機構１２のコンパクト化が可能になる。
　エンジン装置２１の定速動力は、エンジン出力軸２４の後端側から減速機２２を介して、軸駆動発電機２３と推進軸９とに分岐して伝達される。エンジン装置２１の定速動力の一部は、減速機２２によって例えば毎分１００～１２０回転前後の回転速度に減速されて、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。また、エンジン装置２１の定速動力の一部は、減速機２２によって例えば毎分１２００か１８００回転程度の回転速度に増速されて、減速機２２に回転可能に軸支されたＰＴＯ軸に伝達される。この減速機２２のＰＴＯ軸の後端側が軸駆動発電機２３に動力伝達可能に連結されており、減速機２２からの回転動力に基づいて軸駆動発電機２３が発電駆動する。軸駆動発電機２３の駆動にて生じた発電電力が船体２内の電気系統に供給される。
　エンジン装置２１には、空気取り込み用の吸気経路（図示省略）と排気ガス排出用の排気経路（図示省略）とが接続されている。吸気経路を通じて取り込まれた空気は、エンジン装置２１の各気筒３６（図４参照）内に送られる。また、エンジン装置２１は２基あるため、排気経路は２本存在する。各排気経路はそれぞれ延長経路（図示省略）に接続されている。延長経路はファンネル４まで延びていて、外部に直接連通するように構成されている。各エンジン装置２１からの排気ガスは、各排気経路及び延長経路を経由して、船舶１外に放出される。
　以上の説明から明らかなように、エンジン装置２１と、船舶推進用のプロペラ５を回転駆動させる推進軸９にエンジン装置２１の動力を伝達する減速機２２と、エンジン装置２１の動力にて発電する軸駆動発電機２３とを組み合わせた推進兼発電機構１２を一対備えており、一対の推進兼発電機構１２は、船体２内の機関室１１に、船体中心線ＣＬを挟んだ左右に振り分けて配置されるから、複数台のエンジン（主機関及び補機関）を機関室内に配置する従来構造に比べて、機関室１１のエンジン設置スペースを縮小できる。このため、機関室１１の前後長を短縮して機関室１１をコンパクトに構成でき、ひいては、船体２における船倉スペース（機関室１１以外のスペース）の確保がし易い。２つのプロペラ５の駆動によって、船舶１の推進効率向上も図れる。
　しかも、主機関たるエンジン装置２１が２基備わるため、例えば１基のエンジン装置２１が故障して駆動不能になったとしても、もう１基のエンジン装置２１によって航行可能であり、船舶用原動機装置ひいては船舶１の冗長性を確保できる。その上、前述の通り、エンジン装置２１によってプロペラ５の回転駆動と軸駆動発電機２３の駆動とを行えるから、通常航行時は、いずれか一方の軸駆動発電機２３を予備にできる。従って、例えば１基のエンジン装置２１又は軸駆動発電機２３の故障によって電力供給が停止した場合、もう１基の軸駆動発電機２３を起動させ、周波数及び電圧を確立して給電を復帰させればよい。また、１基のエンジン装置２１だけでの航行時にエンジン装置２１を停止させた場合は、もう１基の停止中のエンジン装置２１、ひいてはこれに対応した軸駆動発電機２３を起動させ、周波数及び電圧を確立して給電を復帰させればよい。
　次に、上記船舶１における主機関として用いられるデュアルフューエルエンジン２１の概略構成について、図３～図５を参照して説明する。デュアルフューエルエンジン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と、重油等の液体燃料（燃料油）を拡散させて燃焼させる拡散燃焼方式とを択一的に選択して駆動する。図３は、エンジン装置２１に対する燃料系統を示す図であり、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、二系統の燃料供給経路３０，３１から燃料が供給されるものであって、一方の燃料供給経路３０にガス燃料タンク３２が接続されるとともに、他方の燃料供給経路３１に液体燃料タンク３３が接続される。即ち、エンジン装置２１は、燃料供給経路３０から燃料ガスがエンジン装置２１に供給される一方、燃料供給経路３１から燃料油がエンジン装置２１に供給される。燃料供給経路３０は、液化状態のガス燃料を貯蔵するガス燃料タンク３２と、ガス燃料タンク３２の液化燃料（燃料ガス）を気化させる気化装置３４と、気化装置３４からエンジン装置２１への燃料ガスの供給量を調整するガスバルブユニット３５とを備える。即ち、燃料供給経路３０は、ガス燃料タンク３２からエンジン装置２１に向かって、気化装置３４及びガスバルブユニット３５が順番に配置されて構成される。
　図４に示すように、エンジン装置２１は、シリンダブロックに複数の気筒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、シリンダヘッド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、ガス供給装置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からの排気ガスが、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。また、エンジン装置２１を予混合燃焼モードで運転している場合には、ガス供給装置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。
　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出口から排出される空気の一部をコンプレッサ４９ｂ入口に再循環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の空気排出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と吸気マニホールド６７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、インタークーラ５１下流側から吸気マニホールド６７へ流れる空気流量を調整する。
　タービン４９ａをバイパスさせる排気バイパス流路１８が、タービン４９ａの排気出口側と排気マニホールド４４の排気出口側とを連結している。すなわち、排気バイパス流路１８は、タービン４９ａの排気出口よりも下流側で外気に解放される一方で、タービン４９ａの排気出口とタービン４９ａの排気入口との接続部分に接続される。この排気バイパス流路１８上に、排気バイパス弁Ｖ３を配置しており、排気バイパス弁Ｖ３の弁開度を調節することで、タービン４９ａに流れる排気ガス流量を調整して、コンプレッサ４９ｂにおける空気圧縮量を調整する。
　エンジン装置２１は、排気マニホールド４４からの排気ガスにより空気を圧縮する過給機４９と、過給機４９で圧縮された圧縮空気を冷却して吸気マニホールド６７に供給するインタークーラ５１とを有している。エンジン装置２１は、過給機４９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。エンジン装置２１は、排気マニホールド４４出口と過給機４９の排気出口とを結ぶ排気バイパス流路１８を備えるとともに、排気バイパス流路１８に排気バイパス弁Ｖ３を配置する。過給機４９を拡散燃焼モード仕様に最適化した場合に、予混合燃焼モード時においても、エンジン負荷の変動に合わせて排気バイパス弁Ｖ３の開度を制御することで、エンジン負荷に最適な空燃比を実現できる。そのため、負荷変動時において、燃焼に必要な空気量の過不足を防止でき、エンジン装置２１は、拡散燃焼モードで最適化した過給機４９を使用した状態で、予混合燃焼モードでも最適に稼働する。
　エンジン装置２１は、過給機４９をバイパスする給気バイパス流路１７を備え、給気バイパス流路１７に給気バイパス弁Ｖ２を配置する。エンジン負荷の変動に合わせて給気バイパス弁Ｖ２の開度を制御することにより、燃料ガスの燃焼に必要な空燃比に合わせた空気をエンジンに供給できる。また、応答性の良い給気バイパス弁Ｖ２による制御動作を併用することで、予混合燃焼モードにおける負荷変動への応答速度を速めることができる。
　エンジン装置２１は、インタークーラ５１入口とメインスロットル弁Ｖ１との間となる位置に、給気バイパス流路１７を接続し、コンプレッサ４９ｂから吐出された圧縮空気をコンプレッサ４９ｂ入口に帰還させる。これにより、排気バイパス弁Ｖ３による流量制御の応答性を給気バイパス弁Ｖ２により補うと同時に、給気バイパス弁Ｖ２の制御幅を排気バイパス弁Ｖ３により補うことができる。従って、舶用用途での負荷変動や運転モードの切換時において、予混合燃焼モードにおける空燃比制御の追従性を良好なものとできる。
　エンジン装置２１は、図５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を有している。エンジン装置２１は、気筒３６毎に、パイロット噴射装置８２、燃料噴射ポンプ８９及びガス供給装置９８を設けている。エンジン制御装置７３は、パイロット噴射装置８２、燃料噴射ポンプ８９及びガス供給装置９８それぞれに制御信号を与えて、パイロット噴射装置８２によるパイロット燃料噴射、燃料噴射ポンプ８９による燃料油供給、及びガス供給装置９８によるガス燃料供給それぞれを制御する。エンジン制御装置７３は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）の他、制御プログラムやデータを記憶させる記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるためのＲＡＭ（Random Access Memory）、及び入出力インターフェイス等を備えている。
　また、エンジン装置２１は、図５に示すように、排気カム、吸気カム、及び燃料カム（図示省略）を気筒３６毎に備えたカム軸２００を備えている。カム軸２００は、ギア機構（図示省略）を介して、エンジン出力軸２４からの回転動力が伝達されることで、排気カム、吸気カム及び燃料カムを回転させて、気筒３６毎に、吸気弁及び排気弁（図示省略）を開閉させるとともに、燃料噴射ポンプ８９を駆動させる。また、エンジン装置２１は、燃料噴射ポンプ８９におけるコントロールラック２０２のラック位置を調整する調速機２０１を備えている。調速機２０１は、カム軸２００先端の回転数からエンジン装置２１のエンジン回転数を測定し、燃料噴射ポンプ８９におけるコントロールラック２０２のラック位置を設定し、燃料噴射量を調整する。
　各パイロット噴射装置８２は円筒状のコモンレール４７を介してパイロット用燃料供給ポンプ５４に接続されている。コモンレール４７には、コモンレール４７内の燃料圧力を検知する燃料圧力センサ２０５が設けられている。エンジン制御装置７３の制御により、燃料圧力センサ２０５の出力からコモンレール４７内の燃料圧力が監視されつつ、パイロット用燃料供給ポンプ５４の燃料吐出量が調整されながら、液体燃料タンク３３（図３参照）内の燃料がパイロット用燃料供給ポンプ５４によってコモンレール４７に圧送され、高圧の燃料がコモンレール４７に蓄えられる。各パイロット噴射装置８２の制御弁をそれぞれ開閉制御することによって、コモンレール４７内の高圧の燃料が各パイロット噴射装置８２から各気筒３６に噴射される。
　エンジン制御装置７３は、メインスロットル弁Ｖ１、給気バイパス弁Ｖ２、及び排気バイパス弁Ｖ３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、吸気マニホールド６７における空気圧力を測定する圧力センサ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、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、エンジン出力軸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。
　図４及び図５に示すように、エンジン装置２１には各気筒３６の内圧を検知する筒内圧センサ２０６が気筒３６ごとに設けられている。また、排気ポート３８内の排気ガス温度を検知する排気温度センサ２０７が排気ポート３８ごとに設けられている。各筒内圧センサ２０６及び各排気温度センサ２０７の出力はエンジン制御装置７３に入力される。
　拡散燃焼モード（ディーゼルモード）でエンジン装置２１を運転する場合、エンジン制御装置７３は、燃料噴射ポンプ８９における制御弁を開閉制御して、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、各気筒３６の噴射タイミングに合わせて、燃料噴射ポンプ８９の制御弁を開くことで、メイン噴射装置７９を通じて各気筒３６内に燃料油を噴射させ、気筒３６内で発火させる。また、拡散燃焼モードにおいて、エンジン制御装置７３は、パイロット燃料及び燃料ガスの供給を停止させている。なお、拡散燃焼モードにおいて、パイロット噴射装置８２から燃料油が噴射されてもよい。
　拡散燃焼モードにおいて、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（エンジン出力）と、エンジン回転センサ２０で測定されたエンジン回転数とに基づいて、各気筒３６におけるメイン噴射装置７９の噴射タイミングをフィードバック制御する。これにより、エンジン装置２１は、推進兼発電機構１２で必要とされるエンジン負荷を出力すると同時に、船舶の推進速度に応じたエンジン回転数で回転する。また、エンジン制御装置７３は、圧力センサ３９で測定された吸気マニホールド圧力に基づいて、メインスロットル弁Ｖ１の開度を制御することで、必要なエンジン出力に応じた空気流量となる圧縮空気を過給機４９から吸気マニホールド６７に供給させる。
　予混合燃焼モード（ガスモード）でエンジン装置２１を運転する場合は、エンジン制御装置７３は、ガス供給装置９８における弁開度を調節して、各気筒３６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、パイロット噴射装置８２を開閉制御して、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、ガス供給装置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、パイロット噴射装置８２の制御弁を開くことで、パイロット燃料の噴射による点火源を発生させ、予混合ガスを供給した気筒３６内で発火させる。また、予混合燃焼モードにおいて、エンジン制御装置７３は、メイン噴射装置７９による燃料油の供給を停止させている。
　予混合燃焼モードにおいて、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と、エンジン回転センサ２０で測定されたエンジン回転数とに基づいて、ガス供給装置９８による燃料ガス流量と、各気筒３６におけるパイロット噴射装置８２による噴射タイミングとをフィードバック制御する。また、エンジン制御装置７３は、圧力センサ３９で測定された吸気マニホールド圧力に基づいて、メインスロットル弁Ｖ１、給気バイパス弁Ｖ２、及び排気バイパス弁Ｖ３それぞれの開度を調節する。これにより、吸気マニホールド圧力を必要なエンジン出力に応じた圧力に調節し、ガス供給装置９８から供給される燃料ガスとの空燃比をエンジン出力に応じた値に調整できる。
　過給機４９は、拡散燃焼モード運転時におけるエンジン装置２１に対応させた容量を備えている。そのため、エンジン装置２１を予混合燃焼モードで運転する場合、過給機４９の容量を擬似的に予混合燃焼モード運転時におけるエンジン装置２１に対応させる必要がある。図６に、過給機４９における圧力比（コンプレッサ４９ｂの吐出圧力と吸入圧力の比）と空気流量（コンプレッサ４９ｂの吐出流量又は吸気マニホールド６７への給気流量）の関係を示す。図６に示すように、エンジン負荷を同一とした場合、予混合燃焼モードでの運転ポイントＰ２における圧縮比及び空気流量のそれぞれが、拡散燃焼モードでの運転ポイントＰ１よりも低くなる。
　エンジン装置２１が拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに運転を切り換えたとき、排気バイパス弁Ｖ３のみを制御して運転ポイントを変更する場合、排気バイパス弁Ｖ３を開くことで、タービン４９ａの回転数を低くして、コンプレッサ４９ｂの圧縮比及び空気流量を下げる。この場合、図６に示すように、拡散燃焼モード及び予混合燃焼モードそれぞれにおける運転ポイントＰ１，Ｐ２のベクトル量が大きく、予混合燃焼モードへの運転ポイントへの切換に時間を要する。
　それに対して、給気バイパス弁Ｖ２と排気バイパス弁Ｖ３を共に制御して運転ポイントを変更する場合、給気バイパス弁Ｖ２を開いて、コンプレッサ４９ｂから吐出される圧縮空気を給気バイパス流路１７を介してコンプレッサ４９ｂの吸入口にバイパスさせると同時に、排気バイパス弁Ｖ３を開いて、タービン４９ａの回転数を低くする。即ち、給気バイパス流路１７によりコンプレッサ４９ｂの吐出口から吸入口へ圧縮空気を期間させることにより、図６に示すように、コンプレッサ４９ｂの圧縮比を下げる。従って、排気バイパス弁Ｖ３の制御によるコンプレッサ４９ｂの圧縮比の低下量を少なくすることができ、予混合燃焼モードへの運手ポイントへの切換時間を短縮できる。
　図４に示すように、本実施形態のエンジン装置２１は、６気筒の気筒３６を備えており、各気筒３６において、気筒３６毎に決められたタイミングで、図７に示す吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の順で状態が遷移する。すなわち、６気筒の気筒３６（＃１～＃６）はそれぞれ、図７に示すように、＃１→＃２→＃４→＃６→＃５→＃３の順に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程それぞれの状態に遷移する。エンジン装置２１が予混合燃焼モード（ガスモード）で動作している際には、吸気行程におけるガス供給装置９８からの燃料ガス噴射、及び圧縮行程におけるパイロット噴射装置８２による着火をそれぞれ、＃１→＃２→＃４→＃６→＃５→＃３の順に実行する。同様に、エンジン装置２１が拡散燃焼モード（ディーゼルモード）で動作している際には、圧縮行程におけるメイン噴射装置７９からの燃料油噴射を、＃１→＃２→＃４→＃６→＃５→＃３の順に実行する。
　次に、拡散燃焼モードで運転中のエンジン装置２１を予混合燃焼モードによる運転に切り換える際の制御動作について、図８を参照して説明する。図８は、パイロット噴射装置チェックモード制御の一実施形態の流れを示すフローチャートである。
　エンジン制御装置７３は、エンジン装置２１が拡散燃焼モードで運転中であって、エンジン装置２１の動力を伝達するメインクラッチが脱状態であるか否か、すなわちチェックモード前提条件が成立していることを確認する（ステップＳ１）。当該前提条件が成立していれば（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、エンジン装置２１のエンジン回転数がアイドリング正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２）。当該アイドリング正常範囲は、例えば、下限が毎分３５０回転程度、上限が４５０回転程度である。
　エンジン装置２１のエンジン回転数がアイドリング正常範囲内であれば（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、例えば数秒程度の設定遅延時間が経過した後（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、６つのパイロット噴射装置８２についてパイロット噴射装置８２ごとに故障の診断を行う。まず、いずれかのパイロット噴射装置８２を故障診断対象とし、そのパイロット噴射装置８２が配置されている気筒３６の筒内圧を筒内圧センサ２０６により検知し、エンジン出力軸２４が少なくとも１回転したときの最高筒内圧値Ｐｍａｘ（ｉ）０を求める（ステップＳ４）。このとき、エンジン装置２１は拡散燃焼モードでアイドリング運転状態である。なお、この実施形態では、拡散燃焼モードにおいてパイロット噴射装置８２は所定噴射タイミングで少量の燃料を噴射している。
　故障診断対象のパイロット噴射装置８２の燃料噴射量を増加させ、かつ噴射タイミングを進角させる（ステップＳ５）。ここで、パイロット噴射装置８２の噴射増加量は、噴射量増加による最高筒内圧の上昇を検知可能な程度、例えば最高筒内圧が５ｂａｒ（バール）以上高くなる増加量である。なお、この実施形態では、例えばパイロット噴射装置８２の噴射時間を長くすると共に、パイロット噴射装置８２を連続的に噴射させることにより、パイロット噴射装置８２の噴射量を増加させる。また、パイロット噴射装置８２の噴射タイミングを例えば５度程度進角させることにより、気筒３６の最高筒内圧が上昇しやすくなる。
　エンジン制御装置７３は、パイロット噴射装置８２の噴射量が増加されている気筒３６の筒内圧を筒内圧センサ２０６により検知し、エンジン出力軸２４が少なくとも１回転したときの最高筒内圧値Ｐｍａｘ（ｉ）ｎを求める（ステップＳ６）。このとき、故障診断対象のパイロット噴射装置８２が正常に作動しているならば、噴射量の増加及び噴射タイミングの進角により、気筒３６内の最高筒内圧値Ｐｍａｘ（ｉ）ｎは、アイドリング運転時の最高筒内圧値Ｐｍａｘ（ｉ）０よりも高くなる。
　エンジン制御装置７３は、最高筒内圧値Ｐｍａｘ（ｉ）ｎと最高筒内圧値Ｐｍａｘ（ｉ）０の圧力差を求め、その圧力差が予め設定された正常判定値（例えば５ｂａｒ）以上であるか否かを判断する（ステップＳ７）。当該圧力差が正常判定値以上であるとき（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、当該圧力差が正常判定値以上である状態が予め設定された時間以上、例えば５～２０秒間程度継続したか否かを判断する（ステップＳ８）。当該設定時間が経過していないとき（ステップＳ８：Ｎｏ）、エンジン制御装置７３は最高筒内圧Ｐｍａｘ（ｉ）ｎの算出と、上記圧力差と正常判定値の比較を行う（ステップＳ６，Ｓ７）。上記圧力差が正常判定値以上である状態が継続したとき（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、故障診断対象のパイロット噴射装置８２が正常に作動していると判定し、パイロット噴射装置８２の噴射量及び噴射タイミングを戻す（ステップＳ９）。
　エンジン制御装置７３は、すべての気筒３６についてパイロット噴射装置８２の故障チェックを行ったか否かを判断する（ステップＳ１０）。未チェックの気筒３６があるとき（ステップＳ１０：Ｎｏ）、次の気筒３６の故障チェックへ移行し（ステップＳ１１）、次の気筒３６についてパイロット噴射装置８２の故障診断処理が実行される（ステップＳ４～Ｓ９）。すべての気筒３６についてパイロット噴射装置８２の故障チェックが実行され、かつ正常作動すると判定されたとき（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３はエンジン装置２１を予混合燃焼モードへ移行させる（ステップＳ１２）。
　なお、いずれかのパイロット噴射装置８２について最高筒内圧値Ｐｍａｘ（ｉ）ｎと最高筒内圧値Ｐｍａｘ（ｉ）０の圧力差が正常判定値未満であるとき（ステップＳ７：Ｎｏ）、エンジン制御装置７３はパイロット噴射装置８２が正常作動していないと判定する。そして、エンジン制御装置７３は、例えば警報ブザーを鳴動させるなど、パイロット噴射装置８２の作動が正常でない旨の警報を報知し（ステップＳ１３）、パイロット噴射装置８２の故障チェックを終了する。この場合、エンジン装置２１は予混合燃焼モードへ移行されずに、拡散燃焼モードでの作動が維持される。
　このように、この実施形態は、ガス燃料を空気に予め混合させた予混合燃料を気筒３６内に供給して燃焼させる予混合燃焼モード並びに液体燃料を気筒３６内に噴射して燃焼させる拡散燃焼モードの両方に対応可能なエンジン装置２１と、予混合燃焼モードで気筒３６内にガス燃料を供給するガス供給装置９８と、予混合燃焼モードで気筒３６内に液体燃料を噴射するパイロット噴射装置８２と、拡散燃焼モードで気筒３６内に液体燃料を噴射するメイン噴射装置７９とを備え、拡散燃焼モードでは、メイン噴射装置７９から液体燃料を噴射すると共にパイロット噴射装置８２から液体燃料を噴射することによって、パイロット噴射装置８２の故障を診断するので、パイロット噴射装置８２の故障診断用の専用部品を別途設けることなく、パイロット噴射装置８２の故障を検知できる。
　また、この実施形態は、気筒３６の内圧を検知する筒内圧センサ２０６を備え、パイロット噴射装置８２の故障診断時にパイロット噴射装置８２の噴射量を増加させるので、パイロット噴射装置８２が正常作動するときには気筒３６内に噴射される液体燃料量の増加により最高筒内圧が高くなり、パイロット噴射装置８２の噴射量の増加前後の筒内圧変化によりパイロット噴射装置８２の故障を検知できる。
　さらに、この実施形態は、パイロット噴射装置８２の故障診断時にパイロット噴射装置８２の噴射タイミングを進角させるので、最高筒内圧が上がりやすくなり、筒内圧変化によりパイロット噴射装置８２の故障をより確実に診断できる。
　また、この実施形態は、パイロット噴射装置８２の故障を検知したときは予混合燃焼モードへ移行せずに拡散燃焼モードで作動するので、パイロット噴射装置８２の故障に起因するエンジン装置２１の停止や出力低下を防止でき、エンジン装置２１を安全に作動できる。
　また、この実施形態は、複数の気筒３６を備え、気筒３６ごとにパイロット噴射装置８２の故障を診断するので、どのパイロット噴射装置８２が故障しているのかを判別でき、故障しているパイロット噴射装置８２のみを交換するなど、メンテナンス性が向上する。
　次に、図９を参照しながら、パイロット噴射装置チェックモード制御の他の実施形態の流れを説明する。この実施形態は、気筒３６ごとに排気ポート３８内の排気温度を測定してパイロット噴射装置８２の故障を診断する。
　エンジン制御装置７３は、上記ステップＳ１～Ｓ３と同様にして、チェックモード前提条件が成立していることを確認し（ステップＳ２１）、エンジン装置２１のエンジン回転数がアイドリング正常範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ２２）、設定遅延時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２３）。設定遅延時間が経過した後（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、いずれかのパイロット噴射装置８２を故障診断対象とし、そのパイロット噴射装置８２が配置されている気筒３６につながる排気ポート３８内の排気ガス温度を排気温度センサ２０７により検知する。そして、エンジン出力軸２４が少なくとも１回転したときの最高排気温度値Ｔｍａｘ（ｉ）０を求める（ステップＳ２４）。
　上記ステップＳ５と同様にして故障診断対象のパイロット噴射装置８２の燃料噴射量を増加させ、かつ噴射タイミングを進角させる（ステップＳ２５）。その後、エンジン制御装置７３は、パイロット噴射装置８２の噴射量が増加されている気筒３６につながる排気ポート３８内の排気ガス温度を排気温度センサ２０７により検知し、エンジン出力軸２４が少なくとも１回転したときの最高排気温度値Ｔｍａｘ（ｉ）ｎを求める（ステップＳ２６）。このとき、故障診断対象のパイロット噴射装置８２が正常に作動しているならば、噴射量の増加及び噴射タイミングの進角により、排気ポート３８内の最高排気温度値Ｔｍａｘ（ｉ）ｎはアイドリング運転時の最高排気温度値Ｔｍａｘ（ｉ）０よりも高くなる。
　エンジン制御装置７３は、最高排気温度値Ｔｍａｘ（ｉ）ｎと最高排気温度値Ｔｍａｘ（ｉ）０の温度差を求め、その温度差が予め設定された正常判定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２７）。当該温度差が正常判定値以上であるとき（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、上記ステップＳ８と同様に、当該温度差が正常判定値以上である状態が継続したか否かを判断する（ステップＳ２８）。当該温度差が正常判定値以上である状態が設定時間以上継続したとき（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、故障診断対象のパイロット噴射装置８２が正常に作動していると判定し、パイロット噴射装置８２の噴射量及び噴射タイミングを戻す（ステップＳ２９）。
　エンジン制御装置７３は、上記ステップＳ１０，Ｓ１１と同様に、未チェックの気筒３６があるときは（ステップＳ３０：Ｎｏ）、次の気筒３６の故障チェックへ移行し（ステップＳ１１）、６つの気筒３６についてパイロット噴射装置８２の故障診断処理を順に実行する（ステップＳ２４～Ｓ２９）。すべてのパイロット噴射装置８２の正常作動を検知したとき（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３はエンジン装置２１を予混合燃焼モードへ移行させる（ステップＳ３２）。いずれかのパイロット噴射装置８２について最高排気温度値Ｔｍａｘ（ｉ）ｎと最高排気温度値Ｔｍａｘ（ｉ）０の温度差が正常判定値未満であるとき（ステップＳ２７：Ｎｏ）、エンジン制御装置７３はパイロット噴射装置８２の作動が正常でない旨の警報を報知し（ステップＳ３３）、パイロット噴射装置８２の故障チェックを終了する。
　このように、この実施形態は、気筒３６につながる排気ポート３８内の排気ガス温度を検知する排気温度センサ２０７を備え、パイロット噴射装置８２の故障診断時にパイロット噴射装置８２の噴射量を増加させるので、パイロット噴射装置８２が正常作動するときには気筒３６内に噴射される液体燃料量の増加により排気ポート３８内の最高排気ガス温度が高くなり、パイロット噴射装置８２の噴射量の増加前後の排気ガス温度変化によりパイロット噴射装置８２の故障を検知できる。
　次に、図１０を参照しながら、パイロット噴射装置チェックモード制御のさらに他の実施形態の流れを説明する。この実施形態は、６つのパイロット噴射装置８２について噴射量を順に増加させ、コモンレール４７内のレール内圧力の変化を検知して各パイロット噴射装置８２の故障を診断する。
　この実施形態において、ステップＳ４１～ステップＳ４３は、上記ステップＳ１～Ｓ３，Ｓ２１～Ｓ２３と同様である。設定遅延時間の経過後（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、いずれかのパイロット噴射装置８２を故障診断対象とすると共に、コモンレール４７内のレール内圧力を燃料圧力センサ２０５により検知する。そして、エンジン出力軸２４が少なくとも１回転したときの最低レール内圧力値Ｐｍｉｎ（ｉ）０を求める（ステップＳ４４）。
　上記ステップＳ５と同様にして故障診断対象のパイロット噴射装置８２の燃料噴射量を増加させ、かつ噴射タイミングを進角させる（ステップＳ４５）。その後、エンジン制御装置７３は、燃料圧力センサ２０５の出力により、エンジン出力軸２４が少なくとも１回転したときの最低レール内圧力値Ｐｍｉｎ（ｉ）ｎを求める（ステップＳ４６）。このとき、故障診断対象のパイロット噴射装置８２が正常に作動しているならば、パイロット噴射装置８２の噴射量の増加により、最低レール内圧力値Ｐｍｉｎ（ｉ）ｎはアイドリング運転時の最低レール内圧力値Ｐｍｉｎ（ｉ）０よりも低くなる。
　エンジン制御装置７３は、最低レール内圧力値Ｐｍｉｎ（ｉ）０と最低レール内圧力値Ｐｍｉｎ（ｉ）ｎの圧力差を求め、その圧力差が予め設定された正常判定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。当該圧力差が正常判定値以上である状態が設定時間以上継続したとき（ステップＳ４８：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置７３は、故障診断対象のパイロット噴射装置８２が正常に作動していると判定し、パイロット噴射装置８２の噴射量及び噴射タイミングを戻す（ステップＳ４９）。
　エンジン制御装置７３は、上記ステップＳ１０～Ｓ１３と同様に、未チェックの気筒３６の有無の判定（ステップＳ５０）、次の気筒３６の故障チェックへの移行（ステップＳ５１）、エンジン装置２１の予混合燃焼モードへの移行（ステップＳ５２）、パイロット噴射装置８２の作動が正常でない旨の警報の報知（ステップＳ３３）を適宜行う。
　このように、この実施形態は、コモンレール４７内の燃料圧力を検知する燃料圧力センサ２０５を備え、パイロット噴射装置８２の故障診断時にパイロット噴射装置８２の噴射量を増加させるので、パイロット噴射装置８２が正常作動するときには気筒３６内に噴射される液体燃料量の増加によりコモンレール４７内の最低レール内圧力が低くなり、パイロット噴射装置８２の噴射量の増加前後のレール内圧力変化によりパイロット噴射装置８２の故障を検知できる。
　なお、図８～図１０を参照して説明した各実施形態では、ステップＳ５，Ｓ２５，Ｓ４５において、故障診断対象のパイロット噴射装置８２の燃料噴射量が増加され、かつ噴射タイミングが進角されているが、アイドリング運転状態と比較して噴射タイミングは進角されずに噴射量が増加されてもよい。
　また、ステップＳ１，Ｓ２１，Ｓ４１におけるチェックモード前提条件として、（Ａ）拡散燃焼モードで運転中であること、及び（Ｂ）メインクラッチ脱であることの他に、別の条件が課されてもよい。例えば、（Ｃ）エンジン装置２１の始動開始後から所定時間が経過していること、（Ｄ）パイロット噴射装置８２の故障診断で全てのパイロット噴射装置８２が正常であると判定されていないこと、（Ｅ）パイロット噴射装置８２が遮断されていないこと、（Ｆ）コモンレール４７のレール圧がフィードバック制御（ＰＩＤ制御）されていること、（Ｇ）エンジン装置２１のウォータージャケット水温が所定値以上であること、（Ｈ）筒内圧センサ２０６に異常がないこと、（Ｉ）緊急状態などの拡散燃焼モードで運転すべき状態でないことなどの条件が課されてもよい。
　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。
２１　エンジン装置
３６　気筒
７９　メイン噴射装置
８２　パイロット噴射装置
９８　ガス供給装置
２０６　筒内圧センサ

Claims (5)

  1. 　ガス燃料を空気に予め混合させた予混合燃料を気筒内に供給して燃焼させる予混合燃焼モード並びに液体燃料を前記気筒内に噴射して燃焼させる拡散燃焼モードの両方に対応可能なエンジンと、前記予混合燃焼モードで前記気筒内にガス燃料を供給するガス供給装置と、前記予混合燃焼モードで前記気筒内に液体燃料を噴射するパイロット噴射装置と、前記拡散燃焼モードで前記気筒内に液体燃料を噴射するメイン噴射装置とを備えたエンジン装置において、
    　前記拡散燃焼モードでは、前記メイン噴射装置から液体燃料を噴射すると共に前記パイロット噴射装置から液体燃料を噴射することによって、前記パイロット噴射装置の故障を診断する、
    エンジン装置。
  2. 　前記パイロット噴射装置の故障診断時に前記パイロット噴射装置の噴射量を増加させる、
    請求項１に記載のエンジン装置。
  3. 　前記故障診断時に前記パイロット噴射装置の噴射タイミングを進角させる、
    請求項２に記載のエンジン装置。
  4. 　前記パイロット噴射装置の故障を検知したときは前記予混合燃焼モードへ移行せずに前記拡散燃焼モードで作動する、
    請求項１に記載のエンジン装置。
  5. 　複数の前記気筒を備え、前記気筒ごとに前記パイロット噴射装置の故障を診断する、
    請求項１に記載のエンジン装置。
PCT/JP2017/022382 2016-09-05 2017-06-16 エンジン装置 WO2018042828A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17845839.4A EP3508713B1 (en) 2016-09-05 2017-06-16 Engine device
US16/330,232 US10760505B2 (en) 2016-09-05 2017-06-16 Engine device
KR1020187031796A KR102234325B1 (ko) 2016-09-05 2017-06-16 엔진 장치
CN201780047011.7A CN109790792B (zh) 2016-09-05 2017-06-16 发动机装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-172837 2016-09-05
JP2016172837A JP6625950B2 (ja) 2016-09-05 2016-09-05 エンジン装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018042828A1 true WO2018042828A1 (ja) 2018-03-08

Family

ID=61300405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/022382 WO2018042828A1 (ja) 2016-09-05 2017-06-16 エンジン装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10760505B2 (ja)
EP (1) EP3508713B1 (ja)
JP (1) JP6625950B2 (ja)
KR (1) KR102234325B1 (ja)
CN (1) CN109790792B (ja)
WO (1) WO2018042828A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116171349A (zh) 2020-09-24 2023-05-26 图拉技术公司 用于确定先导喷射质量的方法
US11821375B2 (en) * 2021-12-06 2023-11-21 Transportation Ip Holdings, Llc Methods and systems for skip fire in a multi fuel engine
CN114962044B (zh) * 2022-05-16 2023-11-17 潍柴动力股份有限公司 天然气发动机预喷量的控制方法、装置及天然气发动机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330945A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Denso Corp 燃料噴射装置
JP2015230000A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 ヤンマー株式会社 エンジン装置

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5038744A (en) * 1990-06-21 1991-08-13 Barrack Technology Limited Method and apparatus for controlling spark ignition in an internal combustion engine
US5387253A (en) * 1992-12-28 1995-02-07 Motorola, Inc. Spectral misfire detection system and method therefor
US5600070A (en) * 1993-07-01 1997-02-04 Wlodarczyk; Marek Fiber optic combustion pressure sensor with improved long-term reliability
US5831263A (en) * 1994-04-26 1998-11-03 Hitachi, Ltd. In-cylinder pressure sensing apparatus for multi-cylinder engine
US5666923A (en) * 1994-05-04 1997-09-16 University Of Central Florida Hydrogen enriched natural gas as a motor fuel with variable air fuel ratio and fuel mixture ratio control
US5559285A (en) * 1994-12-05 1996-09-24 Ford Motor Company Fuzzy logic method for detecting misfiers in internal combustion engines
US5492007A (en) * 1995-01-30 1996-02-20 Chrysler Corporation Misfire detection in a spark ignition engine
US5787864A (en) * 1995-04-25 1998-08-04 University Of Central Florida Hydrogen enriched natural gas as a motor fuel with variable air fuel ratio and fuel mixture ratio control
US5763769A (en) * 1995-10-16 1998-06-09 Kluzner; Michael Fiber optic misfire, knock and LPP detector for internal combustion engines
JP3482318B2 (ja) * 1997-04-04 2003-12-22 本田技研工業株式会社 内燃機関の失火状態判定装置
US5935189A (en) * 1997-12-31 1999-08-10 Kavlico Corporation System and method for monitoring engine performance characteristics
US6516774B2 (en) * 2000-05-08 2003-02-11 Cummins Inc. Premixed charge compression ignition engine with variable speed SOC control and method of operation
US6598584B2 (en) * 2001-02-23 2003-07-29 Clean Air Partners, Inc. Gas-fueled, compression ignition engine with maximized pilot ignition intensity
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
JP4591423B2 (ja) * 2006-08-09 2010-12-01 株式会社デンソー エンジンの燃料未燃分推定装置、排気浄化装置の温度推定装置
US7690353B2 (en) * 2007-11-30 2010-04-06 Caterpillar Inc. Synchronizing common rail pumping events with engine operation
DE102008004078A1 (de) 2008-01-12 2009-07-23 Man Diesel Se Prüfverfahren für Zündfluid-Injektoren
DE102008007325A1 (de) * 2008-02-02 2009-08-13 Man Diesel Se Prüfverfahren für Zündfluid-Injektoren
JP2010106709A (ja) * 2008-10-29 2010-05-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジンの電磁弁監視方法および装置
US8967502B2 (en) * 2011-05-11 2015-03-03 Caterpillar Inc. Dual fuel injector and engine using same
CA2773651C (en) * 2012-04-05 2013-04-09 Westport Power Inc. Method and apparatus for controlling fuel pressure in a gaseous fuelled internal combustion engine
EP2653706A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-23 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Monitoring the fuel injection system of dual fuel engines
US20130311066A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Leonardo da Mata Guimaraes Method and system for engine control
US9234452B2 (en) * 2012-05-17 2016-01-12 Caterpillar Inc. Direct injection gas engine and method
JP5861779B2 (ja) * 2012-06-26 2016-02-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US9234472B2 (en) * 2012-08-08 2016-01-12 Caterpillar Inc. Dual fuel engine and evaporated natural gas system
JP5758862B2 (ja) * 2012-10-16 2015-08-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の筒内圧検出装置
US9488114B2 (en) * 2012-11-15 2016-11-08 Caterpillar Inc. Control strategy for dual gaseous and liquid fuel internal combustion engine
JP5993293B2 (ja) * 2012-12-03 2016-09-14 ボルボトラックコーポレーション 異常診断装置
JP6025640B2 (ja) * 2013-03-28 2016-11-16 三菱重工業株式会社 エンジンの失火時負荷制御方法およびその失火時負荷制御システム
US9777646B2 (en) * 2013-05-07 2017-10-03 Ford Global Technologies, Llc Direct injection of diluents or secondary fuels in gaseous fuel engines
JP6018015B2 (ja) * 2013-05-16 2016-11-02 愛三工業株式会社 車両制御装置及び車両制御方法
US9079489B2 (en) * 2013-05-29 2015-07-14 Mcalister Technologies, Llc Methods for fuel tank recycling and net hydrogen fuel and carbon goods production along with associated apparatus and systems
CA2819966C (en) * 2013-07-05 2014-07-08 Westport Power Inc. Apparatus and method of improving volumetric efficiency in an internal combustion engine
US9823233B2 (en) * 2013-10-25 2017-11-21 Chad Alan Michaelis Determining the knock rating of liquid spark-ignition engine fuels
KR101819627B1 (ko) * 2013-10-28 2018-01-17 얀마 가부시키가이샤 엔진 장치
US9797327B2 (en) * 2013-12-18 2017-10-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
US20150192497A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-09 Caterpillar Inc. System and method for detecting fault in ignition system
JP5949787B2 (ja) * 2014-01-09 2016-07-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼状態検出装置
JP2015187405A (ja) 2014-03-26 2015-10-29 ヤンマー株式会社 デュアルフューエルエンジンの燃料噴射システム
JP6298689B2 (ja) * 2014-04-02 2018-03-20 本田技研工業株式会社 内燃機関の筒内圧検出装置
JP6265837B2 (ja) * 2014-06-06 2018-01-24 ヤンマー株式会社 エンジン装置
US9926904B2 (en) * 2014-10-03 2018-03-27 Cummins, Inc. Variable ignition energy management
AT516251B1 (de) * 2015-01-07 2016-04-15 Hoerbiger Kompressortech Hold Brenngaszuführungs- und Zündvorrichtung für einen Gasmotor
AT516250B1 (de) * 2015-01-07 2016-04-15 Hoerbiger Kompressortech Hold Brenngaszuführungs- und Zündvorrichtung für einen Gasmotor
US9790869B2 (en) * 2015-03-26 2017-10-17 General Electric Company Method and systems for a multi-fuel engine
US9964057B2 (en) * 2015-10-19 2018-05-08 General Electric Company Method and system for adjusting engine cylinder operation
EP3279453B1 (en) * 2016-08-05 2019-09-18 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Method for testing an ignition device of an internal combustion engine
US10519877B2 (en) * 2016-11-18 2019-12-31 Caterpillar Inc. Mitigation of intermittent cylinder misfire on dual fuel engines

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330945A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Denso Corp 燃料噴射装置
JP2015230000A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 ヤンマー株式会社 エンジン装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018040262A (ja) 2018-03-15
EP3508713B1 (en) 2020-12-30
US20190211755A1 (en) 2019-07-11
EP3508713A4 (en) 2019-09-11
JP6625950B2 (ja) 2019-12-25
CN109790792A (zh) 2019-05-21
EP3508713A1 (en) 2019-07-10
KR20180125014A (ko) 2018-11-21
US10760505B2 (en) 2020-09-01
CN109790792B (zh) 2021-12-03
KR102234325B1 (ko) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6594714B2 (ja) エンジン装置
KR102004663B1 (ko) 엔진 장치
JP2023055818A (ja) エンジン
KR102521706B1 (ko) 엔진
KR101967591B1 (ko) 엔진 장치
US20160363065A1 (en) Engine device
WO2018042828A1 (ja) エンジン装置
KR101912513B1 (ko) 엔진 장치
JP6226775B2 (ja) エンジン装置
JP6343232B2 (ja) エンジン装置
JP2015161201A (ja) エンジン装置
JP6391253B2 (ja) エンジン装置

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187031796

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17845839

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017845839

Country of ref document: EP