WO2021090749A1 - ガスエンジンの再着火処理装置、再着火方法およびプログラム - Google Patents
ガスエンジンの再着火処理装置、再着火方法およびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021090749A1 WO2021090749A1 PCT/JP2020/040529 JP2020040529W WO2021090749A1 WO 2021090749 A1 WO2021090749 A1 WO 2021090749A1 JP 2020040529 W JP2020040529 W JP 2020040529W WO 2021090749 A1 WO2021090749 A1 WO 2021090749A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- reignition
- cylinder
- gas
- misfire
- gas engine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 197
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 171
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 82
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 290
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 73
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 66
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 18
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—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 gaseous fuels
-
- 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
- F02D19/02—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 gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
- F02D19/024—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
-
- 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
- F02D19/02—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 gaseous fuels
- F02D19/025—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
- 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
- F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
- F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
-
- 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
- F02D41/008—Controlling each cylinder individually
- F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
-
- 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
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating 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
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
- F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
- F02P5/1522—Digital data processing dependent on pinking with particular means concerning an individual cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
- F02D2200/1015—Engines misfires
-
- 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
Definitions
- the present disclosure relates to a gas engine including a plurality of cylinders, and more particularly to a technique of individually reigniting a misfired cylinder without stopping the operation of the gas engine.
- a gas engine is equipped with a plurality of cylinders and is used for applications such as power generation.
- This type of gas engine is usually of the sub-chamber type, and communicates to the main chamber (main combustion chamber) defined by the piston sliding inside the cylinder and the cylinder head, respectively, via a nozzle.
- the main chamber main combustion chamber
- sub-chambers sub-combustion chambers
- a dilute air-fuel mixture in which fuel gas and air are premixed is sent to each main chamber of a plurality of cylinders, and the main chamber is a combustion flame (torch) generated by an ignition device having a sub chamber provided in each main chamber. Ignite and burn the lean air-fuel mixture in the chamber.
- a pilot ignition method in which liquid fuel (pilot fuel) is injected into the sub-chamber to ignite the fuel gas in the sub-chamber, and a spark ignition method in which the fuel gas in the sub-chamber is ignited by an ignition plug are known. ..
- the misfire occurrence cylinder in which the misfire occurs without stopping the operation of the gas engine (hereinafter referred to as the misfire occurrence cylinder) is used again.
- a method for igniting is disclosed. Specifically, when the occurrence of a misfire is detected in a pilot ignition type gas engine, the ignition condition is adjusted by adjusting the injection amount and injection timing of the pilot fuel into the sub-chamber after confirming the soundness of the misfire occurrence cylinder. Ask for. After that, the excess air ratio of the air-fuel mixture in the main chamber is adjusted while changing the setting of the injection amount of the gas fuel, and reignition is performed.
- Patent Document 2 discloses that the occurrence of a misfire is determined for each cylinder, the supply of fuel gas to the misfire occurring cylinder is stopped, and the gas engine is stopped when a misfire occurs in a plurality of cylinders at the same time. ing.
- misfire is not transient and is caused by some abnormality (malfunction) that constantly occurs in the gas engine, repeated reignition may lead to engine damage. Further, in such a case, the execution of the reignition process of the misfire-occurring cylinder may induce misfire or abnormal combustion of other cylinders, and the engine output must be further reduced or the engine must be stopped urgently. There is a possibility that the operating condition of the gas engine may be deteriorated.
- At least one embodiment of the present invention aims to provide a reignition processing device for a gas engine that reignites when the cause of misfire is determined to be transient. ..
- the gas engine reignition processing device is A gas engine reignition processing device that executes cylinder reignition processing during operation of a gas engine having a plurality of cylinders.
- a control device that executes combustion control and combustion diagnosis of the gas engine as a result of damage diagnosis based on the in-cylinder pressure of the misfire-occurring cylinder in which the misfire has occurred.
- An execution permission unit configured to determine permission to execute the reignition process for the misfire occurrence cylinder based on the presence or absence of an abnormality, an operation history of the misfire occurrence cylinder, and an operating state of the gas engine.
- the reignition execution unit is configured to execute the reignition process for the misfire occurrence cylinder for which the reignition process is permitted to be executed by the permission determination.
- the method for reigniting a gas engine is as follows.
- a method for reigniting a gas engine that executes a cylinder reignition process during operation of a gas engine having a plurality of cylinders.
- a control device that executes combustion control and combustion diagnosis of the gas engine as a result of damage diagnosis based on the in-cylinder pressure of the misfire-occurring cylinder in which the misfire has occurred.
- a step of determining permission to execute the reignition process for the misfire occurrence cylinder includes a step of executing the reignition process for the misfire occurrence cylinder when the execution of the reignition process is permitted by the permission determination.
- the gas engine reignition program according to at least one embodiment of the present invention.
- a gas engine reignition program that executes a cylinder reignition process while a gas engine with multiple cylinders is in operation.
- On the computer When a misfire occurs in at least one of the plurality of cylinders, a control device that executes combustion control and combustion diagnosis of the gas engine as a result of damage diagnosis based on the in-cylinder pressure of the misfire-occurring cylinder in which the misfire has occurred.
- An execution permission unit configured to determine permission to execute the reignition process for the misfire occurrence cylinder based on the presence or absence of an abnormality, an operation history of the misfire occurrence cylinder, and an operating state of the gas engine. It is a program for realizing the re-ignition execution unit configured to execute the re-ignition process for the misfire occurrence cylinder when the execution of the re-ignition process is permitted by the permission determination.
- a gas engine reignition processing device that reignites when the cause of misfire is determined to be transient.
- FIG. 1 It is a schematic diagram which shows schematic structure of the gas engine which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows schematic the control device of the gas engine which concerns on one Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows schematic function of the reignition processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the execution sequence of the reignition process which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the time transition of the flow rate of the fuel gas supplied to the main chamber by the re-ignition process of the cylinder which concerns on one Embodiment of this invention.
- FIG. 5A It is a figure which shows the time transition of the flow rate of the fuel gas supplied to the sub chamber by the re-ignition process which concerns on one Embodiment of this invention, and the time axis corresponds to FIG. 5A. It is a block diagram which shows generally the other function of the reignition processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the reignition method of the gas engine which concerns on one Embodiment of this invention.
- expressions such as “same”, “equal”, and “homogeneous” that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
- an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or chamfering within a range in which the same effect can be obtained.
- the shape including the part and the like shall also be represented.
- the expressions “equipped”, “equipped”, “equipped”, “included”, or “have” one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.
- FIG. 1 is a schematic view schematically showing a configuration of a gas engine 6 according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram schematically showing a control device 8 of a gas engine 6 according to an embodiment of the present invention.
- the gas engine 6 is for executing combustion control and the like in each of the engine main body 7 which is a four-cycle reciprocating engine using fuel gas G as fuel and a plurality of cylinders 71. It includes a control device 8.
- the above engine body 7 has a plurality of cylinders 71 formed inside the engine body 7. Further, as shown in FIG. 2, the engine body 7 has a plurality of main chambers 7 m (main combustion) defined by an upper surface of a piston 72 slidably installed inside each cylinder 71 and a lower surface of a cylinder head 73. A chamber) and an ignition device 76 provided for each main chamber 7 m (cylinder 71). In each main chamber 7 m, an air-fuel mixture (dilute air-fuel mixture) of fuel gas G and air supply (air A) passes through an air supply passage formed inside an air supply pipe 75i connected to the engine body 7. It is supplied and configured to be ignited and burned by the ignition device 76.
- the air supply pipe 75i air supply passage
- the air supply pipe 75i is in the middle (FIG. 1) so that the air supply passage is individually connected to the main chamber 7 m of each of the plurality of cylinders 71.
- the number of branches is the same as the number of the plurality of cylinders 71.
- Each of the plurality of branch pipes branched from the air supply pipe 75i has a main chamber gas supply pipe 96 m branched from the fuel supply main pipe 96 for guiding the fuel gas G of the fuel gas G supply source (not shown) for the main chamber. It is connected via a gas supply solenoid valve 91 (regulating valve).
- the valve opening degree of the main chamber gas supply solenoid valve 91 By controlling the valve opening degree of the main chamber gas supply solenoid valve 91 by the control device 8, the flow rate of the fuel gas G supplied to each main chamber 7 m is adjusted. Then, the fuel gas G supplied from the gas supply solenoid valve 91 for the main chamber to the air supply passage and the air A flowing from the upstream side of the main chamber gas supply pipe 96 m in the air supply passage toward the main chamber 7 m are mixed. It is supplied to the main room 7m.
- the gas engine 6 independently increases the flow rate of the fuel gas G supplied to each of the plurality of main chambers 7 m included in the engine main body 7. It can be adjusted individually.
- each ignition device 76 is installed in the cylinder head 73 so that the injection port 7h that communicates the inside and the outside (inside the main chamber 7m) of the sub chamber 7s is located in the central portion of the main chamber 7m. Then, the fuel gas G supplied into the sub chamber 7s is ignited by the control by the control device 8, and the combustion flame generated in the sub chamber 7s is injected into the main chamber 7m from the injection port 7h to enter the main chamber 7m. The air-fuel mixture within 7 m is burned. This makes it possible to reliably ignite and burn even a dilute air-fuel mixture (mixed gas).
- the ignition device 76 is a spark ignition system, and an ignition plug 76p equipped with an ignition coil 76c is attached to ignite the fuel gas G supplied into the sub chamber 7s. (See FIG. 2), and the spark plug 76p emits a spark in response to the ignition signal from the control device 8. Further, each ignition device 76 is connected to a sub-chamber gas supply pipe 96s branched from the above fuel supply main pipe 96, and a sub-chamber gas supply solenoid valve installed in each sub-chamber gas supply pipe 96s. The fuel gas G having a flow rate individually adjusted by 92 is supplied to the sub chamber 7s. The valve opening degree of the auxiliary chamber gas supply solenoid valve 92 is controlled by the control device 8.
- the cylinder head 73 is formed by an air supply valve 74i for controlling the communication state between the main chamber 7m and the air supply passage, an exhaust pipe 75e connected to the cylinder head 73, and the like.
- An exhaust valve 74e is provided to control the communication state between the exhaust passage and the main chamber 7 m.
- a regulator (not shown) for adjusting the pressure of the fuel gas G supplied to the cylinder 71 to a predetermined pressure is arranged on the fuel supply main pipe 96.
- the fuel supply main pipe 96 is provided with a shutoff valve 94 capable of stopping the supply of the fuel gas G to the engine body 7.
- the gas engine 6 may be provided with a supercharger 77 (exhaust turbocharger).
- the supercharger 77 is composed of a turbine 77t driven by exhaust gas E introduced through an exhaust passage and a compressor 77c for air compression coaxial with the turbine 77t. ..
- An exhaust outlet pipe 78 is connected to the exhaust outlet of the turbine 77t, and a bypass pipe 77b branched from the exhaust inlet side of the turbine 77t in the exhaust pipe 75e is connected to the exhaust outlet pipe 78 so as to bypass the turbine 77t. Has been done.
- the bypass pipe 77b is provided with an exhaust bypass valve 77v that adjusts the flow rate of the exhaust gas E flowing to the turbine 77t. Further, on the downstream side of the supercharger 77 (compressor 77c) in the air supply pipe 75i, an air cooler 79 for cooling the compressed air discharged from the compressor 77c is provided.
- the air cooler 79 has a supply air temperature adjusting valve 79v for adjusting the flow rate of the cooling water flowing by bypassing the air cooler 79, and the cooling capacity of the air cooler 79 is determined by the valve opening degree. Can be adjusted.
- the present invention is not limited to the present embodiment.
- the engine body 7 has four cylinders 71, but the number of cylinders 71 may be a plurality, for example, including 10 or more cylinders 71.
- the ignition device 76 is provided with a fuel injection valve in the sub chamber 7s, and injects a liquid fuel such as light oil into the air flow formed inside the sub chamber 7s from the fuel injection valve to inject the liquid fuel.
- a pilot ignition method may be used in which a combustion flame is ejected from the injection port 7h.
- the drive target of the gas engine 6 is a generator 6t interlocked with a crankshaft 6s that converts the reciprocating motion of a plurality of pistons 72 into rotation, but in some other embodiments, power is generated. It may be other than the machine 6t.
- the control device 8 includes a gas supply controller 81 that controls the supply and cutoff of the fuel gas G to each of the main chamber 7m and each of the sub chambers 7s, and further controls the supply amount of the fuel gas G.
- the combustion state in the main chamber 7 m based on the detection values of the ignition control controller 82 that controls the ignition in the sub chamber 7s by controlling the ignition device 76 described above and various sensors installed in the gas engine 6.
- An engine that outputs an operation command for each cylinder 71 to the gas supply controller 81 and the ignition control controller 82 while referring to the combustion diagnosis unit 83 for diagnosing the gas and the combustion diagnosis result of each cylinder 71 by the combustion diagnosis unit 83. It is configured to include a controller 84. All of these configurations may be realized by the same device, or at least a part of them may be realized by other devices.
- the above-mentioned combustion diagnosis unit 83 diagnoses the above-mentioned combustion state by detecting the presence or absence of misfire in each cylinder 71 and the presence or absence of abnormal combustion such as knocking. This diagnosis may be made by a well-known method. A method of detecting abnormal combustion based on the in-cylinder pressure P or the like is known. Further, for example, the detection of the occurrence of a misfire in each cylinder 71 is a rotation speed detector 95N capable of detecting the fluctuation value of the load value L detected by the load detector 95L that detects the load of the generator 6t and the rotation speed of the gas engine 6.
- the fluctuation value of the rotation speed N detected in 1 or the cylinder detected by the in-cylinder pressure detector 95P which is installed in each cylinder 71 (see FIG. 1) and can detect the set in-cylinder pressure P of the cylinder 71. This may be performed based on the rate of increase in the internal pressure P or the fluctuation value. Alternatively, the detection of the occurrence of misfire in each cylinder 71 is based on the detection value of the in-cylinder pressure P input from the in-cylinder pressure detector 95P and the detection value of the crank angle input from the crank angle detector (not shown). You may go there.
- the engine controller 84 tells the gas supply controller 81 that the main chamber 7 m of the cylinder 71 (hereinafter referred to as the misfire occurrence cylinder 71t) in which the misfire is detected and the main chamber 7 m. It is instructed to stop the fuel supply (cylinder cut) to the sub chamber 7s inside the ignition device 76 provided corresponding to the main chamber 7 m. Further, the engine controller 84 stops the ignition operation (spark generation, pilot fuel injection) of the ignition device 76 for burning the air-fuel mixture in the main chamber 7 m of the misfire occurrence cylinder 71t with respect to the ignition control controller 82. You may instruct. For example, in the case of the spark ignition type, the ignition operation of the ignition device 76 may be continued.
- misfire occurrence cylinder 71t combustion in the main chamber 7m and the sub chamber 7s is stopped by stopping the fuel supply, but the operation of the gas engine 6 by the remaining cylinder 71 in which the misfire has not occurred continues. As long as it is done (during cylinder reduction operation), the crankshaft 6s is rotated. Therefore, the piston 72 of the misfire occurrence cylinder 71t is in a state of being reciprocated by the crankshaft 6s.
- the combustion diagnosis unit 83 inputs the diagnosis result of the presence or absence of misfire and the diagnosis result of abnormal combustion such as knocking other than misfire to the engine controller 84.
- the engine controller 84 executes combustion control based on the result of the combustion diagnosis result M.
- the combustion diagnosis result M and the control contents performed based on the combustion diagnosis result are stored as history information H in the storage unit 8 m provided in the control device 8 together with the time information. Specifically, when abnormal combustion is detected and the fuel supply to the cylinder 71 in which the abnormal combustion is detected is stopped, this control content is stored as history information H.
- control device 8 has a hardware or software abnormality of the own device (81 to 84, etc.) that can be detected by the own device, or an abnormality of various sensors (95P, 95L, 95N, etc.) such as the in-cylinder pressure detector 95P.
- the alarm information such as the above is stored in the storage unit 8m as the history information H together with the time information.
- control device 8 has information reflecting the operating state Dd of the gas engine 6 such as the load value L detected by the load detector 95L and the rotation speed N of the gas engine 6 detected by the rotation speed detector 95N. Is also input, and necessary information among these information is stored in the storage unit 8m as history information H together with time information.
- the history information H can be referred to from the engine controller 84, the reignition processing device 1 described later, and the like.
- the gas engine 6 having the above-described configuration further includes a reignition processing device 1 that reignites the cylinder 71 in which the misfire has occurred (hereinafter referred to as the misfire occurrence cylinder 71t).
- the reignition processing device 1 constitutes a part of the control device 8 and diagnoses the presence or absence of misfire input from the combustion diagnosis unit 83.
- a reignition process for reigniting the misfire occurrence cylinder 71t is performed as described below. After determining whether or not the execution of the sequence) can be executed, the execution is started.
- FIG. 3 is a block diagram schematically showing the function of the reignition processing device 1 according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a diagram showing an execution sequence of the cylinder reignition process S according to the embodiment of the present invention.
- the reignition processing device 1 of the gas engine 6 (hereinafter, simply, the reignition processing device 1) is a cylinder for reigniting the cylinder 71 in which a misfire has occurred during the operation of the gas engine 6 having a plurality of cylinders 71. It is a device that executes the reignition process S (hereinafter, simply reignition process S). As shown in FIG. 3 (the same applies to FIG. 6 described later), the reignition processing device 1 includes an execution permission unit 2 and a reignition execution unit 3. Each of the functional units included in the reignition processing device 1 will be described.
- the reignition processing device 1 may be composed of a computer, and includes a CPU (processor) (not shown) and a storage unit 12 such as a ROM or RAM. Then, the CPU operates (data calculation, etc.) according to the instruction of the program (reignition program) loaded in the memory (main storage device) to realize each of the above functional units.
- the above program is software for realizing each functional unit described later in a computer, and may be stored in a storage medium that can be read by the computer.
- the execution permission unit 2 When a misfire occurs in at least one of the plurality of cylinders 71, the execution permission unit 2 causes a damage diagnosis result Da based on the in-cylinder pressure P of the misfire-occurring cylinder 71t, and combustion control of the gas engine 6. Based on the presence / absence of an abnormality in the control device 8 that executes the combustion diagnosis, the operation history Dc regarding the misfire occurrence cylinder 71t, and the operation state Dd of the gas engine 6, the permission determination for executing the reignition process S for the misfire occurrence cylinder 71t is determined. It is a functional part configured to perform.
- the execution permission unit 2 has no reason to disallow the reignition process S.
- the execution of the reignition process S is permitted if the permission condition is satisfied, and the execution of the reignition process S is not permitted otherwise. For example, when there are a plurality of misfire occurrence cylinders 71t, permission determination for execution of the reignition process S is made for each of them. It may be executed sequentially or in parallel.
- the reignition process S is executed for the misfire occurrence cylinder 71t for which the reignition process S is permitted to be executed, and the reignition process S is not executed for the misfire occurrence cylinder 71t for which the execution of the reignition process S is not permitted.
- the damage diagnosis based on the in-cylinder pressure P stops the fuel supply to the main chamber 7m and the sub chamber 7s of the misfire occurrence cylinder 71t, and the ignition operation by the ignition device 76 (FIGS. 1 to 1 to 1).
- the generation of sparks may be executed.
- unintended combustion explosion
- damage to the gas engine 6 such as an abnormality in the fuel supply system can be detected. It is possible to diagnose the presence or absence of.
- the above damage diagnosis may be performed in a state where both the fuel supply to the main chamber 7m and the sub chamber 7s of the misfire occurrence cylinder 71t and the ignition operation by the ignition device 76 are stopped.
- an abnormality such as a decrease in the compression pressure due to the reciprocating motion of the piston 72, and whether or not the engine body 7 and the ignition device 76 are physically damaged.
- Etc. can be diagnosed. Both of these methods may be sequentially performed as damage diagnosis, or other well-known damage diagnosis methods may be applied in place of or in addition to the above methods. Then, if the damage diagnosis result Da is not normal, the execution of the reignition process S is disallowed for this reason.
- the permission condition may be that the above-mentioned history information H does not have a predetermined specific alarm information. Then, if the history information H contains the above-mentioned specific alarm information, it is determined that the control device 8 has an abnormality, and the execution of the reignition process S is disallowed for this reason.
- the permission determination based on the operation history Dc regarding the misfire occurrence cylinder 71t may be performed based on, for example, whether or not the operation history Dc has a history indicating that the reignition process S has been executed in the past.
- the permission condition based on the operation history Dc in this case may be that the reignition process S has not been executed in the past, or the number of times the reignition process S has been executed is equal to or less than a predetermined number of times. ..
- the operation history Dc may be stored in the storage unit 12 included in the own device by the reignition processing device 1.
- the permission determination based on the operating state Dd of the gas engine 6 is that the load of the gas engine 6 at the time of misfire is constant, or the load of the gas engine 6 at the time of executing the reignition process is constant. At least one of them may be a permission condition. If the cylinder 71 misfires when the load is not constant, it is possible that this misfire was caused by a problem caused by load fluctuations. Further, if the reignition process S is executed when the load is not constant, the reignition process S may fail due to the load fluctuation. Therefore, this permission condition makes it possible to prevent interference with problems caused by such load fluctuations.
- the load value L at the time of misfire may be acquired from the history information H described above. Further, the load value L at the time of executing the reignition process may be acquired by a prediction based on an operation plan, a past history, or the like.
- the permission condition may be that the total number of misfire occurrence cylinders 71t that are misfired at the same time is equal to or less than the threshold value (for example, 1 or less, 2 or less, etc.).
- the gas engine 6 needs to be temporarily stopped when a misfire occurs at the same time in the specified number of cylinders 71, but the above threshold value is smaller than the above-mentioned specified number in which the gas engine 6 needs to be stopped (restarted). You may set it.
- the gas engine 6 can be prevented from stopping.
- the control device 8 includes a damage diagnosis unit 85 that executes a damage diagnosis based on the in-cylinder pressure P described above, and the damage diagnosis result Da by the damage diagnosis unit 85 is reignited. It is designed to be input to the processing device 1. Further, the permission determination based on each of the presence / absence of abnormality in the control device 8 and the operating state Dd is determined based on the information stored in the storage unit 8m of the control device 8.
- the reignition execution unit 3 is a functional unit configured to execute the reignition process S for the misfire occurrence cylinder 71t for which the reignition process S is permitted to be executed by the permission determination performed by the execution permission unit 2 described above. ..
- the reignition execution unit 3 executes the reignition process S by issuing a command to the gas supply controller 81 and the ignition control controller 82 according to the execution sequence of the reignition process S by using the function of the engine controller 84. You may. Alternatively, the reignition execution unit 3 may execute the reignition process S by directly issuing the above command to the gas supply controller 81 and the ignition control controller 82 without going through the engine controller 84. Further, when the reignition processing S is permitted to be executed for the plurality of misfire occurrence cylinders 71t, it may be executed sequentially or in parallel.
- This reignition process S may be executed according to the flow shown in FIG. 4, for example.
- the fuel supply to the main chamber 7m of the misfire occurrence cylinder 71t and its sub chamber 7s is stopped (cylinder cut) by the detection of the misfire. Further, it is assumed that the ignition by the spark plug 76p is also stopped.
- step S41 of FIG. 4 the ignition device 76 of the misfire occurrence cylinder 71t is operated.
- the ignition operation by the ignition device 76 is started by starting the ignition by the spark plug 76p. Even during a misfire, the ignition operation by the ignition device 76 may be continued. In this case, step S41 may be omitted.
- step S42 the reignition execution unit 3 determines the flow rate of the fuel gas G to be supplied to the main chamber 7m and the sub chamber 7s of the misfire occurrence cylinder 71t, respectively.
- the flow rate of the fuel gas G supplied to the main chamber 7 m may be determined, for example, as described later.
- the flow rate of the fuel gas supplied to the sub chamber 7s may be determined according to the operating state of the gas engine 6, or may be determined, for example, as described later.
- step S43 the supply of the fuel gas G at the flow rate determined in step S42 to the main chamber 7m and the sub chamber 7s of the misfire occurrence cylinder 71t is started.
- step S44 the in-cylinder pressure P of the misfire occurrence cylinder 71t is monitored, and the presence or absence of reignition is determined based on the change in the in-cylinder pressure P.
- step S46 the flow rate of the target main chamber gas Gt is returned to the amount under normal control according to the operating state of the gas engine 6, and the air-fuel ratio is restored.
- the set value, ignition timing, etc. of are gradually returned to normal control (see time t4 and later in FIG. 5A, which will be described later).
- the reignition process S has failed, and the cylinder cut of the misfire occurrence cylinder 71t is executed in step S47.
- step S41 and step S42 may be reversed.
- the fuel gas G may be supplied to the main chamber 7m and the sub chamber 7s of the misfire occurrence cylinder 71t at the same time, or the fuel gas G may be supplied to the sub chamber 7s at the same time. It may be executed earlier by a predetermined cycle, for example, 1 to 2 cycles (see FIGS. 5A to 5B described later). Since the ignition in the main chamber 7 m is performed by the combustion flame generated in the sub chamber 7s, it is possible to reduce the unburned gas flowing out to the exhaust passage.
- the reignition execution unit 3 is connected to the execution permission unit 2, and when the permission notification In of the reignition processing S is input from the execution permission unit 2, the engine controller By issuing the above command to 84, the reignition process S is executed.
- the reignition process S for reigniting the misfire cylinder 71 is not unconditionally performed after the misfire occurs, but the reignition process S is executed. It is executed when it is determined to be transient through the determination of whether or not the cause of the misfire is transient by the permission determination.
- the presence or absence of hardware problems such as the main chamber 7m of the misfire occurrence cylinder 71t and its sub chamber 7s, the combustion control of the gas engine 6, the judgment of misfire, and the combustion such as abnormal combustion Problems specific to the misfire cylinder 71t due to other problems due to the operation history, such as the presence or absence of soft problems in the diagnostic function (soft / logic) and the execution of the past reignition process S for the misfire cylinder 71t.
- the load condition of the gas engine 6 at the time of misfire or execution of the reignition process S and the operating state such as the number of cylinders 71 of the simultaneous misfire.
- the misfire occurrence cylinder 71t can be reignited more reliably without repeating the reignition process S for the misfire occurrence cylinder 71t. Therefore, when a misfire occurs due to a non-transient constant problem (failure) that occurs in the gas engine 6, engine damage or engine damage due to repeated reignition processing S for the misfire occurrence cylinder 71t. It is possible to prevent deterioration of the operating state such as a decrease in engine output and an emergency stop due to a misfire or abnormal combustion of another cylinder 71.
- the reignition processing device 1 receives an execution instruction Ce of the reignition processing S for the misfire occurrence cylinder 71t from the outside.
- the configured receiving unit 4 may be further provided.
- the execution permission unit 2 described above makes the above-mentioned permission determination based on the presence or absence of reception of the execution instruction Ce. That is, if the execution instruction Ce from the operator is not received, the execution of the reignition process S is not permitted even if the other permission conditions as described above are satisfied. As a result, it is possible to prevent an unexpected situation from occurring in the gas engine 6.
- the receiving unit 4 is communicably connected to the terminal 14 operated by the operator and is also connected to the execution permission unit 2. Then, when the execution instruction Ce is input from the terminal 14, the receiving unit 4 notifies the execution permission unit 2 to that effect.
- FIG. 5A is a diagram showing a time transition of the flow rate of the fuel gas G supplied to the main chamber 7 m by the reignition treatment S according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 5B is a diagram showing a time transition of the flow rate of the fuel gas G supplied to the sub chamber 7s by the reignition treatment S according to the embodiment of the present invention, and the time axis corresponds to FIG. 5A.
- the reignition execution unit 3 described above is the fuel gas G supplied to the main chamber 7m of the misfire occurrence cylinder 71t at the start of the reignition process S (hereinafter referred to as the target main).
- the flow rate of the chamber gas Gt) may be determined based on the flow rate of the fuel gas G (hereinafter referred to as the reference main chamber gas) supplied to the main chamber 7 m of the remaining cylinder 71 in which no misfire has occurred.
- the reignition execution unit 3 is configured to determine the flow rate of the target main chamber gas Gt based on the flow rate of the reference main chamber gas of the remaining cylinder 71 in which no misfire has occurred. It has a fuel amount determination unit 31.
- the reignition execution unit 3 supplies the flow rate of the target main chamber gas Gt to the main chamber 7 m of the remaining cylinder 71 in which no misfire has occurred.
- the amount may be determined to be less than the average value of the flow rate of the reference main chamber gas.
- the flow rate of the target main chamber gas Gt may be determined by multiplying the average value of the flow rates of the reference main chamber gas described above by a predetermined ratio (for example, 90%).
- the flow rate of the fuel gas G (target main chamber gas Gt) supplied to the main chamber of the misfire occurrence cylinder 71t, which is restarted at the start of the reignition process S (amount of fuel gas G per unit time). Is determined based on the flow rate of the fuel gas G (reference main chamber gas) supplied to the remaining cylinders 71 during the cylinder reduction operation in which no misfire has occurred.
- the flow rate of the target main chamber gas Gt can be set to an optimum value according to the operating conditions (including fluctuations in gas properties) of the gas engine 6.
- the above-mentioned reignition execution unit 3 sets the valve opening degree corresponding to the flow rate of the target main chamber gas Gt determined by the above-mentioned fuel amount determination unit 31.
- a valve opening command unit 32 configured to transmit to the adjusting valve (main chamber gas supply solenoid valve 91 of FIGS. 1 to 2) may be further provided.
- the valve opening command unit 32 is connected to the fuel amount determination unit 31. Then, the valve opening degree (set valve opening degree Vt) required for the flow rate of the target main chamber gas Gt input from the fuel amount determination unit 31 is calculated, and the calculated set valve opening degree Vt is used as the misfire occurrence cylinder. It is configured to transmit to the 71t main chamber gas supply solenoid valve 91.
- the valve opening command unit 32 gas the set valve opening Vt and the valve opening setting command Iv that specifies the main chamber gas supply solenoid valve 91 to which the set valve opening Vt is set. It is transmitted to the supply controller 81.
- the gas supply controller 81 receives the valve opening setting command Iv, it sends a signal to the main chamber gas supply solenoid valve 91 specified by the valve opening setting command Iv, and sets the valve opening Vt. Set to the shortest time.
- the valve opening degree of the gas supply solenoid valve 91 for the main chamber is set to the set valve opening degree Vt, so that the flow rate corresponding to the set set valve opening degree Vt is misfired. It is immediately supplied to the main chamber 7m of the generation cylinder 71t.
- the horizontal axis of the graph in FIG. 5A is time, and the vertical axis is the flow rate of fuel gas G (the same applies to FIG. 5B).
- the target main chamber gas Gt also changes to the determined flow rate at once.
- the gas supply solenoid valve 92 for the sub chamber is also set to the valve opening corresponding to the determined flow rate in the shortest time, so that the fuel supplied to the sub chamber 7s is as shown in FIG. 5B.
- the flow rate of the gas G also changes at once to the determined flow rate.
- the air-fuel ratio in the sub chamber 7s reaches a value suitable for ignition in a short time, and ignition is performed quickly at time t3.
- the time t2 which is the time when the fuel gas G is started to be supplied to the main chamber 7 m of the misfire occurrence cylinder 71t, is 1 more than the time t1 which is the time when the fuel gas G is started to be supplied to the sub chamber 7s. It is delayed by ⁇ 2 cycles (t1 ⁇ t2 ⁇ t3 ⁇ t4).
- the valve opening of the adjusting valve for adjusting the flow rate of the target main chamber gas Gt to the main chamber of the misfire occurrence cylinder 71t is changed from the closed state.
- the determined flow rate of the target main chamber gas Gt is set to the valve opening degree (set valve opening degree Vt) that can be supplied to the main chamber. That is, the valve opening degree of the adjusting valve is not gradually opened up to the set valve opening degree Vt by control, but the set valve opening degree Vt is set immediately.
- the present inventors can charge a certain amount of fuel gas G into the main chamber 7 m by immediately reflecting the determined flow rate of the target main chamber gas Gt in the regulating valve, and the flow rate will be gradually increased over time.
- the target main chamber gas Gt can be reignited promptly after the injection, rather than increasing the number of gas Gt. By promptly reigniting in this way, it is possible to prevent the target main chamber gas Gt from flowing out to the exhaust passage as unburned gas without igniting, due to the outflow of unburned gas such as a flue explosion. The problem can be prevented.
- the reignition execution unit 3 described above is a fuel gas G (hereinafter, hereinafter, fuel gas G) supplied to the sub chamber 7s of the misfire occurrence cylinder 71t at the start of the reignition process S.
- the flow rate of the target sub-chamber gas Gs) may be determined based on the flow rate of the fuel gas G (hereinafter referred to as the sub-chamber gas) supplied to the sub-chamber 7s of the remaining cylinder 71 in which no misfire has occurred. ..
- the reignition execution unit 3 determines the amount of fuel so as to determine the flow rate of the target sub-chamber gas Gs based on the flow rate of the reference sub-chamber gas of the remaining cylinder 71 in which no misfire has occurred. It has a part 31.
- the fuel amount determination unit 31 determines the flow rate of the target main chamber gas Gt and the flow rate of the target sub chamber gas Gs, respectively.
- the reignition execution unit 3 supplies the flow rate of the target sub-chamber gas Gs to the sub-chamber 7s of the remaining cylinder 71 in which misfire has not occurred.
- the amount may be determined to be less than the average value of the flow rate of the reference sub-chamber gas.
- the flow rate of the target sub-chamber gas Gs may be determined by multiplying the average value of the flow rates of the reference sub-chamber gas described above by a predetermined ratio (for example, 90%).
- the flow rate of the fuel gas G (target sub-chamber gas Gs) supplied to the sub-chamber 7s of the misfire occurrence cylinder 71t, which is restarted at the start of the re-ignition process S (amount of fuel gas G per unit time). ) Is determined based on the flow rate of the fuel gas G (reference sub-chamber gas) supplied to the sub-chamber 7s of the remaining cylinder 71 during the cylinder reduction operation in which no misfire has occurred.
- the flow rate of the target sub-chamber gas Gs can be set to an optimum value according to the operating conditions (including fluctuations in gas properties) of the gas engine 6.
- the above-mentioned reignition execution unit 3 sets the valve opening degree corresponding to the flow rate of the target sub-chamber gas Gs determined by the above-mentioned fuel amount determination unit 31.
- a valve opening command unit 32 configured to transmit to the adjusting valve (gas supply solenoid valve 92 for the auxiliary chamber of FIGS. 1 to 2) may be further provided. Specifically, the valve opening command unit 32 is connected to the fuel amount determination unit 31. Then, the valve opening degree (set valve opening degree Vs) required for the flow rate of the target sub-chamber gas Gs input from the fuel amount determination unit 31 is calculated, and the calculated set valve opening degree Vs is used as the misfire occurrence cylinder.
- valve opening command unit 32 transmits the set valve opening (Vt, Vs) to the main chamber gas supply solenoid valve 91 and the sub chamber gas supply solenoid valve 92, respectively. It has become like.
- valve opening command unit 32 specifies the set valve opening Vs and the valve opening setting command Iv (Vs) that specifies the gas supply solenoid valve 92 for the auxiliary chamber to which the set valve opening Vs is set. ) Is transmitted to the gas supply controller 81.
- the gas supply controller 81 receives the valve opening setting command Iv, it sends a signal to the auxiliary chamber gas supply solenoid valve 92 specified by the valve opening setting command Iv, and sets the valve opening Vs. Set to the shortest time. As a result, as shown in FIG.
- valve opening degree of the auxiliary chamber gas supply solenoid valve 92 is set to the set valve opening degree Vs, so that the flow rate corresponding to the set set valve opening degree Vs is misfired. It is immediately supplied to the sub chamber 7s of the generation cylinder 71t (see FIG. 5B).
- the horizontal axis of the graph in FIG. 5B is time, and the vertical axis is the flow rate of fuel gas G.
- the valve opening of the adjusting valve for adjusting the flow rate of the target sub chamber gas Gs to the sub chamber 7s of the misfire occurrence cylinder 71t is changed from the closed state.
- the determined flow rate of the target sub-chamber gas Gs is set to the valve opening degree (set valve opening Vs) that can be supplied to the sub-chamber 7s. That is, the valve opening degree of the adjusting valve is not gradually opened up to the set valve opening degree Vs by control, but the set valve opening degree Vs is set immediately.
- the present inventors can charge a certain amount of fuel gas G into the sub chamber 7s by immediately reflecting the determined flow rate of the target sub chamber gas Gs in the regulating valve, so that the flow rate can be gradually increased over time. It has been found that reignition can be performed promptly after the target sub-chamber gas Gs is introduced, rather than increasing the number of gases. By promptly reigniting in this way, it is possible to prevent the target sub-chamber gas Gs from flowing out to the exhaust passage as unburned gas without igniting, due to the outflow of unburned gas such as a flue explosion. The problem can be prevented.
- FIG. 6 is a block diagram schematically showing another function of the reignition processing device 1 according to the embodiment of the present invention. Note that FIG. 6 shows only the functional part of the reignition processing device 1 related to the description, and omits other descriptions.
- the re-ignition processing device 1 cancels the re-ignition processing S during execution when a predetermined stop condition is satisfied during the execution of the re-ignition processing S by the re-ignition execution unit 3 described above.
- an execution stop unit 51 configured to cause the execution may be provided.
- the execution history is recorded in the operation history Dc of the cylinder 71 which was the target of the reignition process S of the stop in the middle. It has become.
- the execution permission unit 2 described above may be configured to permit the reignition process S when the operation history Dc does not include the execution history indicating that the reignition process S has been stopped.
- the above stop condition may include at least one of the conditions when abnormal combustion occurs in the misfire occurrence cylinder 71t in which the reignition process S is executed, or when an abnormality in the control device 8 is detected.
- the above-mentioned method for detecting the presence or absence of abnormal combustion and the presence or absence of abnormality in the control device 8 is the same as described above, and will be omitted.
- the execution stop unit 51 may be configured to stop the reignition process S during execution, which is determined according to the stop condition.
- the permission determination for executing the reignition process S described above is made for each of the misfire occurrence cylinders 71t.
- the above-mentioned abnormal combustion may occur due to the individual cause of the cylinder 71. Therefore, in the case of the individual cause of the cylinder 71, only the reignition process S of the misfire occurrence cylinder 71t in which the abnormal combustion has occurred is stopped. Is also good.
- the abnormality of the control device 8 affects the individual reignition process S
- only the reignition process S which affects the reignition process S is stopped, and when the abnormality affects all the reignition process S, all the reignition process S is performed. May be canceled.
- the reignition process S scheduled to be executed after the canceled reignition process S may not be executed.
- the other reignition processes S are canceled without confirming the cancellation conditions when the cancellation is decided by one reignition process S. You may let me.
- the result of the combustion diagnosis result M by the combustion diagnosis unit 83 and the alarm information generated during the execution of the reignition process S are input to the execution stop unit 51.
- the execution stop unit 51 is configured to monitor the above two conditions as the stop conditions. Further, the execution stop unit 51 is connected to the reignition execution unit 3. Then, when the stop condition is satisfied, the stop command Is is transmitted to the reignition execution unit 3, and that fact is recorded in the operation history Dc of the cylinder 71 that has been the execution target of the canceled reignition process S.
- the execution permission unit 2 makes a permission determination for the misfire occurrence cylinder 71t that occurs thereafter, it is possible to determine whether or not the reignition process S has been tried in the past by checking the operation history Dc. become.
- the reignition execution unit 3 when the reignition execution unit 3 receives the stop command Is from the execution stop unit 51, the reignition execution unit 3 cancels the reignition process S.
- the reignition execution unit 3 may execute the cylinder cut for the misfire occurrence cylinder 71t at the same time as the reignition processing S is stopped, and this may be performed by the misfire occurrence cylinder that was the target of the canceled reignition processing S. It may be executed only when 71t is not reignited.
- the execution permission unit 2 described above has a cylinder in which a misfire has occurred in the past and the reignition process S has been stopped during the execution of the reignition process S. Even if a misfire is detected, the execution of the reignition process S is not permitted. As a result, when the gas engine has a problem that cannot be detected even by the above-mentioned permission determination of the reignition process S, it is possible to suppress the spread of damage due to repeated execution (retry) of the reignition process S. ..
- the reignition processing device 1 is configured to detect the reignition of the misfire occurrence cylinder 71t in which the reignition processing S is executed by the reignition execution unit 3.
- the control device 8 is directed to the misfire occurrence cylinder 71t in which the reignition processing S is stopped.
- An instruction unit 53 configured to instruct the maintenance of the combustion control condition when the reignition process S is stopped may be further provided.
- the above instruction (maintenance command Ic) by the instruction unit 53 is executed.
- the control device 8 receives the instruction from the indicator 53, the control device 8 receives the instruction from the indicator 53, and at that time, the flow rate of the fuel gas G supplied to the misfire occurrence cylinder 71t executing the reignition process S, the ignition timing, the air-fuel ratio, and the load. Continue operation at the upper limit. Further, the presence or absence of reignition may be determined based on the change in the in-cylinder pressure P of the misfire occurrence cylinder 71t.
- the instruction unit 53 is connected to the execution stop unit 51 and the reignition detection unit 52 described above, respectively. Then, the stop command Is of the reignition processing S is input from the execution stop unit 51 to the instruction unit 53, and the detection result of the presence or absence of reignition (reignition detection result R) is input from the reignition detection unit 52. It has become like. Then, the instruction unit 53 sends the reignition to the engine controller 84 when the reignition is completed when the discontinuation command Is is received, based on the presence / absence of the input of the discontinuation command Is of the reignition process S and the reignition detection result R. The maintenance command Ic is to be transmitted.
- the reignition detection unit 52 may detect the presence or absence of reignition by inputting the in-cylinder pressure P, or the combustion diagnosis unit 83 may detect the presence or absence of misfire by inputting the diagnosis result. The presence or absence of reignition may be detected.
- the operating state when the discontinuation condition is satisfied is maintained. Specifically, the supply of the target main chamber gas is not actively stopped (cylinder cut), and the state in which the air-fuel ratio and the like are not completely restored is maintained. As a result, the operation of the gas engine 6 including the misfire occurrence cylinder 71t in the reignited state can be continued, so that the risk of output reduction such as demand over during power generation can be reduced.
- FIG. 7 is a diagram showing a method of reigniting a gas engine according to an embodiment of the present invention.
- the reignition method of the gas engine 6 is a method of executing a reignition process S for reigniting the cylinder 71 in which a misfire has occurred during the operation of the gas engine 6 having a plurality of cylinders 71.
- the reignition method of the gas engine 6 includes an execution permission step (S1) and a reignition execution step (S2). These steps will be described.
- the execution permission step (S1) when a misfire occurs in at least one of the plurality of cylinders 71, the misfire occurs. It is a step of determining permission to execute the reignition process S for the misfire occurrence cylinder 71t based on the presence / absence, the operation history Dc regarding the misfire occurrence cylinder 71t, and the operation state Dd of the gas engine 6. Since the execution permission step is the same as the processing content executed by the execution permission unit 2 described above, the details will be omitted.
- the reignition execution step (S2) is a step of executing the reignition process S for the misfire occurrence cylinder 71t whose execution of the reignition process S is permitted by the permission determination performed by the execution permission step described above. Since the reignition execution step is the same as the processing content executed by the reignition execution unit 3 described above, the details will be omitted.
- the execution permission step is executed in step S1, and when the execution permission is granted (Yes in step S2), the reignition execution step is executed.
- the execution permission step is configured to perform the above-mentioned permission determination even if the execution instruction Ce is received from the operator, but when all the other permission conditions are satisfied, the execution permission determination is performed. You may confirm with the operator whether or not the execution instruction Ce can be executed, and execute step S2 when the execution instruction Ce is received. Further, the reignition execution step is performed according to FIG. 4 already described.
- the misfire causes the flow rate of at least one of the target main chamber gas Gt and the target sub chamber gas Gs of the misfire occurrence cylinder 71t. It may have a fuel amount determination step (not shown) that is determined based on the flow rate of the reference main chamber gas supplied to the main chamber 7 m of the remaining cylinder 71 that has not been generated. Further, in some embodiments, the reignition execution step adjusts the valve opening degree corresponding to the determined flow rates of the target main chamber gas Gt and the target sub chamber gas Gs (for the main chamber of FIGS. 1 to 2).
- valve opening command step (not shown) to be transmitted to the gas supply solenoid valve 91 and the auxiliary chamber gas supply solenoid valve 92), whereby the valve opening degree is set to the adjusting valve as it is.
- these embodiments may be combined. Since the fuel amount determination step and the valve opening command step are the same as the processing contents executed by the fuel amount determination unit 31 and the valve opening command unit 32, respectively, the details will be omitted.
- the reignition method suspends the reignition process S being executed when a predetermined stop condition is satisfied during the reignition process S by the reignition execution step described above.
- An execution stop step (not shown) may be further provided.
- the reignition method includes a reignition detection step (not shown) for detecting reignition of the misfire occurrence cylinder 71t in which the reignition process S is executed by the reignition execution step (S2).
- the reignition process S for the misfire occurrence cylinder 71t for which the reignition process S is stopped is stopped for the control device 8.
- An instruction step (not shown) for instructing the maintenance of the combustion control conditions may be further provided.
- the execution stop step, the reignition detection step, and the instruction step are the same as the processing contents executed by the execution stop unit 51, the reignition detection unit 52, and the instruction unit 53, respectively, and thus the details will be omitted.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modified form of the above-described embodiment and a combination of these embodiments as appropriate. (Additional note)
- the reignition treatment device (1) of the gas engine (6) is A reignition processing device (1) of a gas engine (6) that executes a reignition processing (S) of a cylinder (71t) during operation of a gas engine (6) having a plurality of cylinders (71).
- a misfire occurs in at least one of the plurality of cylinders (71)
- the damage diagnosis result (Da) based on the in-cylinder pressure (P) of the misfire-occurring cylinder (71t) in which the misfire has occurred.
- the execution permission unit (2) configured to determine the permission to execute the reignition process (S) for the misfire occurrence cylinder (71t).
- a reignition execution unit (3) configured to execute the reignition process (S) on the misfire occurrence cylinder (71t) whose execution of the reignition process (S) is permitted by the permission determination is provided. ..
- the reignition process (S) for reigniting the cylinder (71t) in which the misfire has occurred is not unconditionally performed after the misfire occurs, but the reignition process (S) is performed. It is executed when it is determined to be transient through the determination of whether or not the cause of the misfire is transient by the execution permission determination. Specifically, by executing the permission judgment, the presence or absence of hardware problems such as the main chamber (7 m) of the misfire occurrence cylinder (71t) and its sub chamber (7s), the combustion control of the gas engine (6), and the misfire.
- the above is based on the operation history such as the presence or absence of soft problems in the function (soft / logic) for performing combustion diagnosis such as judgment and abnormal combustion, and the presence or absence of past reignition processing (S) for the misfire occurrence cylinder (71t). Whether or not there is a problem peculiar to the misfire occurrence cylinder (71t) other than the above, the load condition of the gas engine (6) at the time of misfire or execution of the reignition process (S), and the number of cylinders (71) that are simultaneously misfired. Whether or not there is a problem due to load fluctuation is determined from the operating conditions such as.
- the misfire occurrence cylinder (71t) can be reignited more reliably without repeating the reignition process (S) for the misfire occurrence cylinder (71t). Therefore, when a misfire occurs due to a non-transient constant problem (failure) that occurs in the gas engine (6), the reignition process (S) is repeated for the misfire occurrence cylinder (71t). It is possible to prevent engine damage due to being damaged, and deterioration of the operating state such as a decrease in engine output and an emergency stop due to induction of misfire or abnormal combustion of another cylinder (71).
- a receiving unit (4) configured to receive an execution instruction (Ce) of the reignition process (S) for the misfire occurrence cylinder (71t) from the outside is further provided.
- the execution permission unit (2) makes the permission determination based on the presence or absence of reception of the execution instruction (Ce).
- the permission determination is executed based on the presence or absence of the execution instruction (Ce) from the operator. That is, if the execution instruction (Ce) from the operator is not received, the execution of the reignition process (S) is not permitted even if other permission conditions are satisfied. As a result, it is possible to prevent an unexpected situation from occurring in the gas engine (6).
- the gas engine (6) has a plurality of main chambers (7 m) defined by a cylinder head (73) and a piston (72) slidably installed inside each of the plurality of cylinders (71).
- Each of the plurality of main chambers (7 m) has a sub chamber (7s) communicating with each other via a nozzle.
- the supply of fuel gas (G) to the main chamber (7 m) of the misfire occurrence cylinder (71 t) and the sub chamber (7s) communicating with the main chamber (7 m) is configured to be stopped.
- the reignition execution unit (3) is a target main chamber gas which is the fuel gas (G) supplied to the main chamber (7 m) of the misfire occurrence cylinder (71t) at the start of the reignition treatment (S).
- the flow rate of (Gt) is determined based on the flow rate of the reference main chamber gas, which is the fuel gas (G) supplied to the main chamber (7 m) of the remaining cylinder (71) in which the misfire has not occurred. It has a fuel amount determination unit (31) configured to do so.
- the amount of gas (G)) is determined based on the flow rate of the fuel gas (G) (reference main chamber gas) supplied to the remaining cylinders (71) during the cylinder reduction operation in which no misfire has occurred. ..
- the flow rate of the target main chamber gas (Gt) can be set to an optimum value according to the operating conditions (including fluctuations in gas properties) of the gas engine (6).
- the fuel amount determination unit (31) determines the flow rate of the target main chamber gas (Gt) to be less than the average value of the flow rates of the reference main chamber gas.
- the flow rate of the target main chamber gas (Gt) at the start of the reignition treatment (S) is made smaller than the normal flow rate.
- the gas engine (6) is configured so that the flow rate of the fuel gas (G) supplied to each of the plurality of main chambers (7 m) can be adjusted by adjusting valves (91, 92).
- the reignition execution unit (3) is a valve opening command unit (32) configured to transmit a valve opening corresponding to the determined flow rate of the target main chamber gas (Gt) to the adjusting valve (91). ).
- valve opening of the valve is set to the valve opening (Vt) capable of supplying the determined flow rate of the target main chamber gas (Gt) to the main chamber (7 m) from the closed state. That is, the valve opening degree of the adjusting valve is not opened stepwise to the set valve opening degree (Vt) by control, but the set valve opening degree (Vt) is set immediately.
- the present inventors can take more time by injecting a certain amount of fuel gas (G) into the main chamber (7 m) by immediately reflecting the determined flow rate of the target main chamber gas (Gt) in the regulating valve. It has been found that reignition can be performed promptly after the target main chamber gas (Gt) is charged, rather than increasing the flow rate step by step. By promptly reigniting in this way, it is possible to prevent the target main chamber gas (Gt) from flowing out into the exhaust passage as unburned gas without igniting, and it is possible to prevent unburned gas such as a flue explosion. It is possible to prevent problems caused by spillage.
- the gas engine (6) has a plurality of main chambers (7 m) defined by a cylinder head (73) and a piston (72) slidably installed inside each of the plurality of cylinders (71).
- Each of the plurality of main chambers (7 m) has a sub chamber (7s) communicating with each other via a nozzle.
- the supply of fuel gas (G) to the main chamber (7 m) of the misfire occurrence cylinder (71 t) and the sub chamber (7s) communicating with the main chamber (7 m) is configured to be stopped.
- the re-ignition execution unit (3) is a target sub-chamber gas (G) which is a fuel gas (G) supplied to the sub-chamber (7s) of the misfire occurrence cylinder (71t) at the start of the re-ignition process (S).
- the flow rate of (Gs) is determined based on the flow rate of the reference sub-chamber gas, which is the fuel gas (G), supplied to the sub-chamber (7s) of the remaining cylinder (71) in which the misfire has not occurred. It has a fuel amount determination unit (31) configured to do so.
- the amount of gas (G)) is determined based on the flow rate of the fuel gas (G) (reference sub-chamber gas) supplied to the remaining cylinders (71) during the cylinder reduction operation in which no misfire has occurred. ..
- the flow rate of the target sub-chamber gas (Gs) can be set to an optimum value according to the operating conditions (including fluctuations in gas properties) of the gas engine (6).
- the fuel amount determination unit (31) determines the flow rate of the target sub-chamber gas (Gs) to be less than the average value of the flow rates of the reference sub-chamber gas.
- the amount of fuel gas G) is based on the flow rate of the fuel gas (reference sub-chamber gas) supplied to the sub-chambers (7s) of the remaining cylinders (71) during the cylinder reduction operation in which no misfire has occurred. decide.
- the flow rate of the target sub-chamber gas (Gs) can be set to an optimum value according to the operating conditions (including fluctuations in gas properties) of the gas engine 6.
- the gas engine (6) is configured so that the flow rate of the fuel gas (G) supplied to each of the plurality of sub chambers (7s) can be adjusted by adjusting valves (91, 92).
- the reignition execution unit (3) is a valve opening command unit (32) configured to transmit a valve opening corresponding to the determined flow rate of the target sub-chamber gas (Gs) to the adjusting valve (92). ).
- the valve opening degree is set to the valve opening degree (set valve opening degree Vs) capable of supplying the determined target sub-chamber gas (Gs) flow rate to the sub-chamber (7s) from the valve closed state. That is, the valve opening degree of the adjusting valve (92) is not gradually opened to the set valve opening degree (Vs) by control, but the set valve opening degree (Vs) is set immediately.
- the present inventors can take more time by injecting a certain amount of fuel gas (G) into the sub chamber (7s) by immediately reflecting the determined flow rate of the target sub chamber gas (Gs) in the regulating valve. It has been found that reignition can be performed promptly after the target sub-chamber gas (Gs) is charged, rather than increasing the flow rate step by step. By promptly reigniting in this way, it is possible to prevent the target sub-chamber gas (Gs) from flowing out into the exhaust passage as unburned gas without igniting, and it is possible to prevent unburned gas such as a flue explosion. It is possible to prevent problems caused by spillage.
- the execution stop unit (S) configured to stop the re-ignition process (S) being executed, which is determined according to the stop condition. 51) further equipped,
- the execution permission unit (2) is configured to permit the reignition process (S) when the operation history does not include an execution history indicating that the reignition process (S) has been stopped. Has been done.
- a reignition detection unit (52) configured to detect reignition of the misfire occurrence cylinder (71t) in which the reignition process (S) is executed, and a reignition detection unit (52).
- the reignition process for the misfire occurrence cylinder (71t) is performed on the control device (8).
- an instruction unit (53) configured to instruct the maintenance of the combustion control condition when the (S) is stopped is further provided.
- the combustion control state when the stop condition is satisfied is maintained. .. Specifically, the supply of the target main chamber gas (Gt) is not actively stopped (cylinder cut), and the air-fuel ratio and the like are not completely restored. As a result, the operation of the gas engine (6) including the reignited cylinder (71) can be continued, so that the risk of output reduction such as demand over during power generation can be reduced.
- the reignition method of the gas engine (6) is as follows.
- the damage diagnosis result (Da) based on the in-cylinder pressure (P) of the misfire-occurring cylinder (71t) in which the misfire has occurred.
- the control device (8) that executes combustion control and combustion diagnosis of the gas engine (6), the operation history of the misfire occurrence cylinder (71t), and the operating state of the gas engine (6).
- the reignition program of the gas engine (6) is A reignition program for a gas engine (6) that executes a cylinder reignition process (S) during operation of a gas engine (6) having a plurality of cylinders (71).
- S cylinder reignition process
- On the computer When a misfire occurs in at least one of the plurality of cylinders (71), the damage diagnosis result (Da) based on the in-cylinder pressure (P) of the misfire-occurring cylinder (71t) in which the misfire has occurred.
- the control device (8) that executes combustion control and combustion diagnosis of the gas engine (6), the operation history of the misfire occurrence cylinder (71t), and the operating state of the gas engine (6).
- the execution permission unit (2) configured to determine the permission to execute the reignition process (S) for the misfire occurrence cylinder (71t).
- the reignition execution unit (3) configured to execute the reignition process (S) for the misfire occurrence cylinder (71t) when the reignition process (S) is permitted by the permission determination. , Is a program to realize.
- Reignition processing device 12 Storage unit 14 Terminal 2 Execution permission unit 3 Reignition execution unit 31 Fuel amount determination unit 32 Valve opening command unit 4 Reception unit 51 Execution stop unit 52 Reignition detection unit 53 Indicator unit 6 Gas engine 6s Crank Shaft 6t Generator 7 Engine body 7h Injection port 7m Main chamber 7s Sub chamber 71 Cylinder 71t Misfire occurrence cylinder 72 Piston 73 Cylinder head 74e Exhaust valve 74i Air supply valve 75e Exhaust pipe 75i Air supply pipe 76 Ignition device 76c Ignition coil 76p Ignition plug 77 Supplyer 77b Bypass pipe 77c Compressor 77t Turbine 77v Exhaust bypass valve 78 Exhaust outlet pipe 79 Air cooler 79v Air supply temperature control valve 8 Control device 81 Gas supply controller 82 Ignition control controller 83 Combustion diagnosis unit 84 Engine controller 85 Damage diagnosis unit 91 Main room gas supply electromagnetic valve 92 Sub-chamber gas supply electromagnetic valve 94 Shutoff
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
再着火処理装置は、複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火処理装置であって、複数のシリンダのうちの少なくとも1つのシリンダで失火が発生すると、失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、失火発生シリンダに関する運転履歴、および、ガスエンジンの運転状態に基づいて、失火発生シリンダに対する再着火処理の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部と、許可判定によって再着火処理の実行が許可された失火発生シリンダに対する再着火処理を実行するよう構成された再着火実行部と、を備える。
Description
本開示は、複数のシリンダを備えるガスエンジンに関し、特に、ガスエンジンの運転を停止させることなく、失火が生じたシリンダを個別に再着火する技術に関する。
一般に、ガスエンジンは複数のシリンダを備えており、例えば発電などの用途で使用される。この種のガスエンジンは通常は副室式であり、シリンダの内部を摺動するピストンと、シリンダヘッドとでそれぞれ画定される主室(主燃焼室)と、この主室に噴口を介して連通する副室(副燃焼室)とを、シリンダの数だけ備える。そして、複数のシリンダの各々の主室に燃料ガスと空気とを予混合した希薄混合気を送り込み、各主室にそれぞれ設けられた副室を有する着火装置で生成した燃焼火炎(トーチ)によって主室の希薄混合気を着火燃焼させる。なお、着火装置は、副室内に液体燃料(パイロット燃料)を噴射し副室内の燃料ガスを着火するパイロット着火方式、および点火プラグにより副室内の燃料ガスを着火する火花点火方式が知られている。
このようにガスエンジンは希薄混合気燃焼であることから、ディーゼルエンジン等に比べて失火や燃焼不良(異常燃焼)が発生する可能性が高い。ガスエンジンで失火が発生すると、燃焼不良によるエンジン出力の低下や、回転変動の増大による運動部分の故障等の不具合を誘発する。ところが、例えば発電用途などのガスエンジンでは電力供給のために運転を継続する必要があり、一つないし複数のシリンダで失火が発生したとしてもガスエンジンの運転を停止するのは容易ではない。一方、失火が発生した状態で運転を継続するためには、稼働しているシリンダの過負荷を抑制するために機関出力を下げる必要があるため、ガスエンジンの運転停止が次に行われ再度全筒着火するまでの間は、デマンドオーバーに至るリスクを抱えて運転を継続することになる。
このような課題に対して、例えば特許文献1では、失火発生を検知すると共に、その検知後にガスエンジンの運転を停止することなく失火が発生しているシリンダ(以下、失火発生シリンダ)で再度の着火を行う手法が開示されている。具体的には、パイロット着火方式のガスエンジンにおいて失火の発生を検知すると、失火発生シリンダの健全性を確認した後、副室内へのパイロット燃料の噴射量と噴射タイミングを調整することでその着火条件を求める。その後、ガス燃料の噴射量の設定を変えながら主室の混合気の空気過剰率を調整し、再着火を行う。上記の空気過剰率の調整は、ガスエンジンの回転数と負荷とによって設定される正規運転時のガス燃料の投入量よりも少量のガス燃料噴射量(噴射期間)を初期値とすることが記載されている。これによって、燃焼を確認できる空気過剰率を設定することが可能とされる。また、特許文献2には、シリンダ毎に失火の発生を判定し、失火発生シリンダへの燃料ガスの供給停止を行い、複数シリンダで同時に失火が生じた場合にガスエンジンを停止させることが開示されている。
しかしながら、失火が一過性のものではなく、ガスエンジンに定常的に生じた何らかの異常(故障)が原因である場合には、再着火を繰返し行うと、機関損傷につながる可能性がある。また、このような場合には、失火発生シリンダの再着火処理の実行が、他のシリンダの失火や異常燃焼を誘発する可能性もあり、さらなるエンジン出力低下や危急停止をせざるを得ない事態になるなど、ガスエンジンの稼働状態を悪化させる可能性もある。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、失火の原因が一過性のものと判定される場合に再着火を行うガスエンジンの再着火処理装置を提供することを目的とする。
本発明の少なくとも一実施形態に係るガスエンジンの再着火処理装置は、
複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火処理装置であって、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部と、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するよう構成された再着火実行部と、を備える。
複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火処理装置であって、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部と、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するよう構成された再着火実行部と、を備える。
本発明の少なくとも一実施形態に係るガスエンジンの再着火方法は、
複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火方法であって、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うステップと、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するステップと、を備える。
複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火方法であって、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うステップと、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するステップと、を備える。
本発明の少なくとも一実施形態に係るガスエンジンの再着火プログラムは、
複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火プログラムであって、
コンピュータに、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部と、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するよう構成された再着火実行部と、を実現させるためのプログラムである。
複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火プログラムであって、
コンピュータに、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部と、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するよう構成された再着火実行部と、を実現させるためのプログラムである。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、失火の原因が一過性のものと判定される場合に再着火を行うガスエンジンの再着火処理装置が提供される。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1は、本発明の一実施形態に係るガスエンジン6の構成を概略的に示す模式図である。図2は、本発明の一実施形態に係るガスエンジン6の制御装置8を概略的に示す図である。
図1~図2に示すように、ガスエンジン6は、燃料ガスGを燃料とする4サイクルの往復動機関であるエンジン本体7と、複数のシリンダ71の各々における燃焼制御などを実行するための制御装置8と、を備える。
図1~図2に示すように、ガスエンジン6は、燃料ガスGを燃料とする4サイクルの往復動機関であるエンジン本体7と、複数のシリンダ71の各々における燃焼制御などを実行するための制御装置8と、を備える。
上記のエンジン本体7は、その内部に形成された複数のシリンダ71を有している。また、図2に示すように、エンジン本体7は、各シリンダ71の内部に摺動可能に設置されたピストン72の上面とシリンダヘッド73の下面とによって画定される複数の主室7m(主燃焼室)と、各主室7m(シリンダ71)に対してそれぞれ設けられる着火装置76とを備えている。各主室7mには、エンジン本体7に接続された給気管75iの内部に形成された給気通路を通って、燃料ガスGと給気(空気A)との混合気(希薄混合気)が供給され、着火装置76によって着火燃焼されるように構成される。
より詳細には、図1に示すように、給気管75i(給気通路)は、複数のシリンダ71の各々の主室7mに個別に給気通路が接続されるように、その途中(図1では空気冷却器79の下流)から、複数のシリンダ71の数と同数の数だけ分岐している。この給気管75iから分岐した複数の分岐管には、それぞれ、燃料ガスGの供給源(不図示)の燃料ガスGを導く燃料供給主管96から分岐された主室ガス供給管96mが主室用ガス供給電磁弁91(調整弁)を介して接続されている。この主室用ガス供給電磁弁91の弁開度が制御装置8により制御されることで、各主室7mへ供給される燃料ガスGの流量が調整される。そして、主室用ガス供給電磁弁91から給気通路に供給された燃料ガスGと、給気通路における主室ガス供給管96mの上流側から主室7mに向けて流れる空気Aとが混合されて、主室7mに供給される。このように主室用ガス供給電磁弁91がシリンダ71毎に設けられることで、ガスエンジン6は、エンジン本体7が備える複数の主室7mにそれぞれ供給される燃料ガスGの流量を独立して個別に調整可能となっている。
他方、各着火装置76の内部には副室7sが形成されている。また、各着火装置76は、副室7sの内部と外部(主室7m内)とを連通させる噴口7hが主室7mの中央部に位置するように、シリンダヘッド73に設置されている。そして、制御装置8による制御によって、副室7s内に供給された燃料ガスGが着火されることで、副室7sで生じた燃焼火炎が噴口7hから主室7m内に噴射されて、主室7m内の混合気を燃焼させる。これによって、希薄な混合気(混合ガス)に対しても確実に着火して燃焼させることが可能とされる。
図1~図2に示す実施形態では、着火装置76は火花点火方式であり、副室7s内に供給された燃料ガスGを着火するために、点火コイル76cが装着された点火プラグ76pが取り付けられており(図2参照)、制御装置8からの点火信号に応じて点火プラグ76pが火花を発するようになっている。また、各着火装置76には、上記の燃料供給主管96から分岐された副室ガス供給管96sが接続されており、各副室ガス供給管96sにそれぞれ設置された副室用ガス供給電磁弁92により個別に調整された流量の燃料ガスGが副室7sに供給されるようになっている。この副室用ガス供給電磁弁92の弁開度は、制御装置8によって制御されるようになっている。
なお、図2に示すように、シリンダヘッド73には、主室7mと給気通路との連通状態を制御するための給気弁74iと、シリンダヘッド73に接続される排気管75eなどにより形成される排気通路と主室7mとの連通状態を制御するための排気弁74eが設けられている。また、燃料供給主管96上には、シリンダ71へ供給される燃料ガスGを所定の圧力に調圧するレギュレータ(図示略)が配設されている。さらに、燃料供給主管96には燃料ガスGのエンジン本体7への供給を停止可能な遮断弁94が設置されている。
また、図1~図2に示すように、ガスエンジン6は、過給機77(排気ターボ過給機)を備えても良い。図1~図2に示す実施形態では、過給機77は、排気通路を通って導入される排ガスEによって駆動されるタービン77t及び該タービン77tと同軸の空気圧縮用のコンプレッサ77cで構成される。このタービン77tの排気出口には排気出口管78が接続されており、排気管75eにおけるタービン77tの排気入口側から分岐したバイパス管77bが、タービン77tを迂回するようにして排気出口管78に接続されている。このバイパス管77bには、タービン77tへ流れる排ガスEの流量を調整する排気バイパス弁77vが設けられている。また、給気管75iにおける過給機77(コンプレッサ77c)の下流側には、コンプレッサ77cから排出された圧縮空気を冷却するための空気冷却器79が設けられている。この空気冷却器79には、空気冷却器79をバイパスして流れる冷却水の流量を調整するための給気温度調整弁79vを有しており、その弁開度によって空気冷却器79の冷却能力を調整可能になっている。
ただし、本実施形態に本発明が限定されない。本実施形態では、エンジン本体7は4つのシリンダ71を有しているが、例えば10以上のシリンダ71を備えるなど、シリンダ71の数は複数であれば良い。また、着火装置76は、副室7sに燃料噴射弁を設けて、該燃料噴射弁から副室7sの内部に形成された空気流の中に軽油等の液体燃料を噴射して該液体燃料を着火燃焼させることで、噴口7hから燃焼火炎を噴出するパイロット着火方式としても良い。また、本実施形態では、ガスエンジン6の駆動対象は、複数のピストン72の往復動を回転に変換するクランク軸6sに連動される発電機6tであるが、他の幾つかの実施形態では発電機6t以外であっても良い。
一方、制御装置8は、図2に示すように、各主室7mおよび各副室7sの各々に対する燃料ガスGの供給および遮断、さらには燃料ガスGの供給量を制御するガス供給コントローラ81と、上述した着火装置76を制御することによって副室7s内の着火を制御する着火制御コントローラ82と、ガスエンジン6に設置された各種のセンサの検出値に基づいて、主室7m内における燃焼状態を診断する燃焼診断部83と、この燃焼診断部83による各シリンダ71の燃焼診断結果を参照しつつ、ガス供給コントローラ81および着火制御コントローラ82に対して、各シリンダ71に対する運転指令を出力するエンジンコントローラ84と、を有して構成されている。これらの構成は、全てが同一の装置で実現されても良いし、少なくとも一部が他の装置で実現されても良い。
より詳細には、上記の燃焼診断部83は、各シリンダ71における失火の発生の有無や、ノッキング等の異常燃焼の発生の有無を検知することで、上記の燃焼状態を診断する。この診断は、周知な手法により行えば良い。異常燃焼は、筒内圧力Pなどに基づいて検出する手法が知られている。また、例えば各シリンダ71における失火発生の検出は、発電機6tの負荷を検出する負荷検出器95Lで検出した負荷値Lの変動値、ガスエンジン6の回転数を検出可能な回転数検出器95Nで検出した回転数Nの変動値、または、各シリンダ71にそれぞれ設置されて(図1参照)、設定されたシリンダ71の筒内圧力Pを検出可能な筒内圧力検出器95Pで検出した筒内圧力Pの上昇率や変動値に基づいて行っても良い。あるいは、各シリンダ71における失火発生の検出は、筒内圧力検出器95Pから入力される筒内圧力Pの検出値と、不図示のクランク角検出器から入力されるクランク角の検出値とに基づいて行っても良い。
そして、燃焼診断部83によって失火の発生が判定されると、エンジンコントローラ84は、ガス供給コントローラ81に対して、失火が検出されたシリンダ71(以下、失火発生シリンダ71t)の主室7mおよび、その主室7mに対応して設けられた着火装置76の内部の副室7sへの燃料供給の停止(シリンダカット)を指示する。また、エンジンコントローラ84は、着火制御コントローラ82対して、失火発生シリンダ71tの主室7m内の混合気を燃焼させるための着火装置76の着火動作(火花の生成、パイロット燃料の噴射)の停止を指示しても良い。例えば火花点火式の場合には、着火装置76の着火動作を継続させていても良い。
なお、失火発生シリンダ71tにおいては、燃料供給の停止によってその主室7mおよび副室7sにおける燃焼は停止されるが、失火が発生していない残りのシリンダ71によるガスエンジン6の運転が継続して行われている限り(減筒運転時)、クランク軸6sは回される。このため、失火発生シリンダ71tのピストン72は、クランク軸6sによって往復運動させられた状態となる。
図1~図2に示す実施形態では、燃焼診断部83は、失火発生の有無の診断結果や、失火以外のノッキング等の異常燃焼の診断結果をエンジンコントローラ84に入力するようになっており、エンジンコントローラ84は燃焼診断結果Mの結果に基づいて燃焼制御を実行するようになっている。また、これらの燃焼診断結果Mおよび燃焼診断結果に基づいて行った制御内容は、時刻情報と共に制御装置8が備える記憶部8mに履歴情報Hとして記憶するようになっている。具体的には、異常燃焼を検出した際に、その異常燃焼が検出されたシリンダ71への燃料供給を停止した場合には、この制御内容が履歴情報Hとして記憶される。
また、制御装置8は、自装置で検出可能な、例えば自装置(81~84など)のハードやソフト異常や、筒内圧力検出器95Pなどの各種センサ(95P、95L、95Nなど)の異常などのアラーム情報を、時刻情報と共に履歴情報Hとして記憶部8mに記憶するようになっている。このさらに、制御装置8には、上述した負荷検出器95Lで検出した負荷値L、回転数検出器95Nで検出したガスエンジン6の回転数Nなどのガスエンジン6の運転状態Ddを反映した情報も入力されるようになっており、これらの情報のうちの必要なものが、時刻情報と共に履歴情報Hとして記憶部8mに記憶されるようになっている。そして、この履歴情報Hは、エンジンコントローラ84や後述する再着火処理装置1などから参照可能になっている。
上述した構成を備えるガスエンジン6は、失火が発生したシリンダ71(以下、失火発生シリンダ71t)の再着火を実行する再着火処理装置1をさらに備えている。図1~図2に示す実施形態では、図2に示すように、再着火処理装置1は制御装置8の一部を構成しており、燃焼診断部83から入力される失火発生の有無の診断結果に基づいて、複数のシリンダ71のうちの少なくとも1つのシリンダ71で失火が発生したのを検知すると、次に説明するように、失火発生シリンダ71tを再着火するための再着火処理(再着火シーケンス)の実行の可否の判定を経て、その実行を開始する。
以下、ガスエンジン6の再着火処理装置1について、図3~図6を用いて説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る再着火処理装置1の機能を概略的に示すブロック図である。また、図4は、本発明の一実施形態に係るシリンダの再着火処理Sの実行シーケンスを示す図である。
ガスエンジン6の再着火処理装置1(以下、単に、再着火処理装置1)は、複数のシリンダ71を有するガスエンジン6の運転中に、失火が発生したシリンダ71を再着火させるためのシリンダの再着火処理S(以下、単に再着火処理S)を実行する装置である。図3(後述する図6も同様)に示すように、再着火処理装置1は、実行許可部2と、再着火実行部3と、を備える。
再着火処理装置1が備える機能部について、それぞれ説明する。
再着火処理装置1が備える機能部について、それぞれ説明する。
なお、再着火処理装置1は、コンピュータで構成されていても良く、図示しないCPU(プロセッサ)や、ROMやRAMなどの記憶部12を備えている。そして、メモリ(主記憶装置)にロードされたプログラム(再着火プログラム)の命令に従ってCPUが動作(データの演算など)することで、上記の各機能部を実現する。換言すれば、上記のプログラムは、コンピュータに後述する各機能部を実現させるためのソフトウェアであり、コンピュータによる読み込みが可能な記憶媒体に記憶されても良い。
実行許可部2は、複数のシリンダ71のうちの少なくとも1つのシリンダ71で失火が発生すると、失火が発生した失火発生シリンダ71tの筒内圧力Pに基づく損傷診断結果Da、ガスエンジン6の燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置8の異常の有無、失火発生シリンダ71tに関する運転履歴Dc、および、ガスエンジン6の運転状態Ddに基づいて、失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sの実行の許可判定を行うよう構成された機能部である。
つまり、実行許可部2は、損傷診断結果Daが正常で、制御装置8に異常がなく、かつ、運転履歴Dcおよび運転状態Ddに再着火処理Sを不許可にすべき理由がない場合には、許可条件が満たされたとして再着火処理Sの実行を許可し、そうでない場合には再着火処理Sの実行を許可しない。例えば失火発生シリンダ71tが複数ある場合には、その各々毎に再着火処理Sの実行の許可判定がなされる。シーケンシャルに実行しても良いし、並列に実行しても良い。そして、再着火処理Sの実行が許可された失火発生シリンダ71tに対して再着火処理Sが実行され、再着火処理Sの実行が許可されない失火発生シリンダ71tには再着火処理Sが実行されない。
より詳細には、上記の筒内圧力Pに基づく損傷診断は、失火発生シリンダ71tの主室7m、副室7sへの燃料供給を停止させ、かつ、その着火装置76による着火動作(図1~図2では火花の発生)を実行させた状態で行っても良い。この状態で筒内圧力Pの変化を監視することで、燃料供給の停止中にもかかわらず生じるような意図しない燃焼(爆発)を検知でき、燃料供給系統での異常など、ガスエンジン6の損傷の有無の診断が可能となる。また、上記の損傷診断は、失火発生シリンダ71tの主室7m、副室7sへの燃料供給、および、その着火装置76による着火動作の両方を停止させた状態で行っても良い。この状態で筒内圧力Pの変化を監視することで、ピストン72の往復運動に伴う圧縮圧力の低下等の異常の検出が可能であり、エンジン本体7や着火装置76の物理的な損傷の有無などの診断が可能となる。これらの手法の両方を損傷診断として順次に実行しても良いし、上記の手法に代えて、あるいは上記の手法に加えて、他の周知な損傷診断の手法を適用しても良い。そして、損傷診断結果Daが正常でない場合には、これを理由に再着火処理Sの実行を不許可にする。
また、上記の制御装置8の異常の有無については、上述した履歴情報Hに、予め定めた特定のアラーム情報がないことを許可条件としても良い。そして、履歴情報Hに上記の特定アラーム情報があれば制御装置8に異常が有りと判定し、これを理由に再着火処理Sの実行を不許可にする。
上記の失火発生シリンダ71tに関する運転履歴Dcによる許可判定は、例えばその運転履歴Dcに、過去に再着火処理Sが実行されたことを示す履歴の有無に基づいて行っても良い。具体的には、この場合の運転履歴Dcに基づく許可条件は、過去に再着火処理Sが実行されていない、あるいは再着火処理Sの実行回数が所定回数以下であることを許可条件としても良い。この場合には、失火発生シリンダ71tの運転履歴Dcに再着火処理Sの実行の履歴があれば、あるいは所定回数よりも多ければ、これを理由に再着火処理Sの実行を不許可にする。この運転履歴Dcは、再着火処理装置1が、自装置が備える記憶部12に記憶しても良い。
上記のガスエンジン6の運転状態Ddに基づく許可判定は、失火時のガスエンジン6の負荷が一定であったこと、あるいは、再着火処理の実行時のガスエンジン6の負荷が一定であることの少なくとも一方を許可条件としても良い。負荷が一定でない場合にシリンダ71の失火が生じた場合には、この失火が負荷変動に起因する問題により生じた可能性がある。また、負荷が一定でない場合に再着火処理Sを実行すると、負荷変動が原因で再着火処理Sが失敗する可能性がある。よって、この許可条件によって、このような負荷変動に起因する問題との干渉の防止が可能となる。この場合には、シリンダ71の失火時に負荷が変化していなかった場合、または再着火処理Sの実行中に負荷変動があると予想される場合に、これを理由に再着火処理Sの実行を不許可にする。なお、失火時の負荷値Lは、上述した履歴情報Hから取得しても良い。また、再着火処理の実行時の負荷値Lについては、運転計画や過去の履歴などに基づく予測などによって取得しても良い。
また、上記のガスエンジン6の運転状態Ddに基づく許可判定では、同時に失火している失火発生シリンダ71tの総数が閾値以下(例えば1以下、2以下など)であることを許可条件としても良い。ガスエンジン6は、規定数のシリンダ71で同時に失火が発生すると一旦停止する必要があるが、上記の閾値は、ガスエンジン6の停止(再起動)が必要な上記の規定数よりも小さな数を設定しても良い。これによって、失火発生シリンダ71tの再着火処理Sの実行により他のシリンダ71の失火が生じた場合でも、ガスエンジン6が停止する状況に陥ることのないように図れる。
なお、上述した失火発生シリンダ71tに関する運転履歴Dcに基づく許可判定、および、ガスエンジン6の運転状態Ddに基づく許可判定は、それぞれが含む確認すべき許可条件のうちの少なくとも1つの許可条件が満たされない場合には、これを理由に再着火処理Sの実行を不許可にする。
図1~図3に示す実施形態では、制御装置8は、上述した筒内圧力Pに基づく損傷診断を実行する損傷診断部85を備えており、損傷診断部85による損傷診断結果Daが再着火処理装置1に入力されるようになっている。また、制御装置8の異常の有無、運転状態Ddの各々に基づくに基づく許可判定は、制御装置8の記憶部8mに記憶された情報に基づいて判定するようになっている。
再着火実行部3は、上述した実行許可部2によって行われた許可判定によって再着火処理Sの実行が許可された失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sを実行するよう構成された機能部である。再着火実行部3は、エンジンコントローラ84の機能を用いて、ガス供給コントローラ81および着火制御コントローラ82に対して、再着火処理Sの実行シーケンスに従って指令を行うことで、再着火処理Sを実行しても良い。あるいは、再着火実行部3は、エンジンコントローラ84を介することなく、ガス供給コントローラ81および着火制御コントローラ82に対して上記の指令を直接行うことで、再着火処理Sを実行しても良い。また、複数の失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sの実行が許可されている場合には、シーケンシャルに実行しても良いし、並列に実行しても良い。
この再着火処理Sは、例えば図4に示すフローに従って実行しても良い。なお、本実施形態では、失火の検知により、失火発生シリンダ71tの主室7mおよびその副室7sへの燃料供給の停止(シリンダカット)されている。また、点火プラグ76pによる点火も停止されているものとする。
図4のステップS41において、失火発生シリンダ71tの着火装置76を作動させる。図1~図2に示す実施形態では、点火プラグ76pによる点火を開始することで、着火装置76による着火動作が開始される。なお、失火中でも、着火装置76による着火動作は継続されていても良い。この場合には、ステップS41を省略しても良い。
ステップS42において、再着火実行部3は、失火発生シリンダ71tの主室7mおよび副室7sにそれぞれ供給する燃料ガスGの流量を決定する。具体的には、主室7mに供給する燃料ガスGの流量については例えば後述するように決定しても良い。また、副室7sに供給する燃料ガスの流量については、ガスエンジン6の運転状態に応じて決定しても良いし、例えば後述するように決定しても良い。
ステップS43において、失火発生シリンダ71tの主室7mおよび副室7sへの、ステップS42で決定した流量の燃料ガスGの供給を開始する。ステップS44において、失火発生シリンダ71tの筒内圧力Pを監視し、その筒内圧力Pの変化に基づいて再着火の有無を判定する。そして、再着火を確認した場合(ステップS45のYes)には、ステップS46において、対象主室ガスGtの流量を、ガスエンジン6の運転状態に応じた通常制御による量に復帰させると共に、空燃比の設定値および点火時期等も徐々に通常制御に復帰させる(後述する図5Aの時刻t4以降参照)。逆に、ステップS45において、規定時間内などで再着火を確認できない場合には、再着火処理Sが失敗したとして、ステップS47において失火発生シリンダ71tのシリンダカットを実行するようになっている。
なお、ステップS41とステップS42との順番は逆であっても良い。また、失火発生シリンダ71tの主室7mおよび副室7sへの燃料ガスGの供給タイミングは、同時であっても良いし、副室7sへの燃料ガスGの供給開始を、主室7mのものよりも、例えば1~2サイクルなど所定サイクルだけ早く実行しても良い(後述する図5A~図5B参照)。主室7mでの着火は、副室7sで生じた燃焼火炎により行われることから、排気通路に流出する未燃ガスの低減化を図ることが可能となる。
また、図1~図3に示す実施形態では、再着火実行部3は実行許可部2に接続されており、実行許可部2から再着火処理Sの許可通知Inが入力されると、エンジンコントローラ84に上記の指令を行うことで、再着火処理Sを実行するようになっている。
上記の構成によれば、失火が発生したシリンダ71(失火発生シリンダ71t)を再着火させるための再着火処理Sを、失火の発生後に無条件に行うのではなく、再着火処理Sの実行の許可判定により失火の原因が一過性のものであるか否かの判定などを通して、一過性と判定された場合に実行する。具体的は、許可判定を実行することで、失火発生シリンダ71tの主室7mやその副室7sなどのハード的な問題の有無、ガスエンジン6の燃焼制御および失火の判定や異常燃焼などの燃焼診断を行う機能(ソフト/ロジック)のソフト的な問題の有無、失火発生シリンダ71tに関する過去の再着火処理Sの実行の有無などの運転履歴による上記以外の問題の失火発生シリンダ71tに固有の問題の有無、および、失火時あるいは再着火処理Sの実行時のガスエンジン6の負荷条件や、同時失火のシリンダ71数などの運転状態から、負荷変動に起因する問題の有無をそれぞれ判定する。
これによって、失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sを繰り返すことなく、より確実に、失火発生シリンダ71tを再着火させることができる。よって、ガスエンジン6に生じた一過性ではない定常的な問題(故障)により失火が発生している場合に、失火発生シリンダ71tに対して再着火処理Sが繰返し行われることによる機関損傷や、他のシリンダ71の失火や異常燃焼を誘発するなどに伴うエンジン出力低下や危急停止などの稼働状態の悪化の防止を図ることができる。
また、幾つかの実施形態では、図3(後述する図6も同様)に示すように、再着火処理装置1は、失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sの実行指示Ceを外部から受信するよう構成された受信部4を、さらに備えても良い。この場合、上述した実行許可部2は、上記の実行指示Ceの受信の有無に基づいて、上述した許可判定を行う。つまり、オペレータからの実行指示Ceが受信されなければ、上述したような他の許可条件が満たされる場合であっても再着火処理Sの実行が許可されない。これによって、ガスエンジン6に不測の事態が生じないように図ることができる。
図3に示す実施形態では、受信部4は、オペレータが操作する端末14に通信可能に接続されると共に、実行許可部2に接続されている。そして、受信部4は、端末14から実行指示Ceが入力されると、その旨を実行許可部2に通知するようになっている。
次に、上述した再着火処理Sに関する幾つかの実施形態について、図5A~図5Bを用いて説明する。図5Aは、本発明の一実施形態に係る再着火処理Sによって主室7mに供給される燃料ガスGの流量の時間推移を示す図である。図5Bは、本発明の一実施形態に係る再着火処理Sによって副室7sに供給される燃料ガスGの流量の時間推移を示す図であり、時間軸は図5Aに対応する。
幾つかの実施形態では、図3に示すように、上述した再着火実行部3は、再着火処理Sの開始時に失火発生シリンダ71tの主室7mに供給される燃料ガスG(以下、対象主室ガスGt)の流量を、失火が発生していない残りのシリンダ71の主室7mにそれぞれ供給される燃料ガスG(以下、参照主室ガス)の流量に基づいて決定しても良い。図3に示す実施形態では、再着火実行部3は、対象主室ガスGtの流量を、失火が発生していない残りのシリンダ71の参照主室ガスの流量に基づいて決定するよう構成された燃料量決定部31を有している。
例えば、幾つかの実施形態では、再着火実行部3(燃料量決定部31)は、対象主室ガスGtの流量を、失火が発生していない残りのシリンダ71の主室7mにそれぞれ供給される参照主室ガスの流量の平均値よりも少ない量に決定しても良い。具体的には、例えば、対象主室ガスGtの流量を、上記の参照主室ガスの流量の平均値に所定の割合(例えば90%)などを乗算した値に決定しても良い。これによって、上記の再着火処理Sの許可判定によっても検知できない問題をガスエンジン6が有している場合において、再着火処理Sの実行による異常燃焼が発生した場合であっても、機関への影響(ダメージ)を低減することができる。
上記の構成によれば、再着火処理Sの開始時に再開する、失火発生シリンダ71tの主室に供給する燃料ガスG(対象主室ガスGt)の流量(単位時間当たりの燃料ガスGの量)を、失火が発生していない減筒運転中の残りのシリンダ71にそれぞれ供給されている燃料ガスG(参照主室ガス)の流量に基づいて決定する。これによって、対象主室ガスGtの流量を、ガスエンジン6の運転条件(ガス性状変動も含む)に応じて最適値に設定することができる。
また、幾つかの実施形態では、図3に示すように、上述した再着火実行部3は、上記の燃料量決定部31によって決定された対象主室ガスGtの流量に対応する弁開度を調整弁(図1~図2の主室用ガス供給電磁弁91)に送信するよう構成された弁開度指令部32を、さらに有しても良い。図3に示す実施形態では、弁開度指令部32は、燃料量決定部31に接続されている。そして、燃料量決定部31から入力された対象主室ガスGtの流量となるのに必要な弁開度(設定弁開度Vt)を算出し、算出した設定弁開度Vtを、失火発生シリンダ71tの主室用ガス供給電磁弁91に送信するように構成されている。
より詳細には、弁開度指令部32は、設定弁開度Vt、およびこの設定弁開度Vtの設定先となる主室用ガス供給電磁弁91を指定した弁開度設定指令Ivをガス供給コントローラ81に送信する。ガス供給コントローラ81は、弁開度設定指令Ivを受信すると、弁開度設定指令Ivで指定されている主室用ガス供給電磁弁91に信号を送り、その弁開度を設定弁開度Vtに最短時間で設定する。これによって、図5Aに示すように、主室用ガス供給電磁弁91の弁開度が設定弁開度Vtに設定されることで、設定された設定弁開度Vtに応じた流量が、失火発生シリンダ71tの主室7mに即座に供給される。
図5Aのグラフの横軸は時間であり、縦軸は燃料ガスGの流量である(図5Bも同様)。弁開度を設定弁開度Vtに段状に一気に設定することで、対象主室ガスGtも決定した流量に一気に変化している。これと同様に、副室用ガス供給電磁弁92についても決定された流量に対応する弁開度に最短時間で設定されることで、図5Bに示すように、副室7sへ供給される燃料ガスGの流量も決定した流量に一気に変化する。これによって、副室7s内の空燃比が着火に適した値に短時間に到達し、時刻t3において着火も迅速に行われている。なお、失火発生シリンダ71tの主室7mに燃料ガスGの供給が開始された時刻である時刻t2は、その副室7sに燃料ガスGの供給が開始された時刻である時刻t1よりも、1~2サイクルだけ遅くなっている(t1<t2<t3<t4)。
上記の構成によれば、再着火処理Sの開始時において、失火発生シリンダ71tの主室への対象主室ガスGtの流量を調整するための調整弁の弁開度を、閉弁状態から、決定された対象主室ガスGtの流量を主室に供給可能な弁開度(設定弁開度Vt)に設定する。つまり、上記の調整弁の弁開度を、制御により段階的に設定弁開度Vtまで開弁していくのではなく、設定弁開度Vtを即座に設定する。本発明者らは、決定された対象主室ガスGtの流量を即座に調整弁に反映させることによって一定量の燃料ガスGを主室7mに投入すれば、より時間をかけて段階的に流量を増やしていくよりも、対象主室ガスGtの投入後に速やかに再着火できることを見出している。このように速やかに再着火を行うことで、対象主室ガスGtが着火せずに未燃ガスとして排気通路に流出するのを抑制することができ、煙道爆発などの未燃ガスの流出による問題の防止を図ることができる。
また、幾つかの実施形態では、図3に示すように、上述した再着火実行部3は、再着火処理Sの開始時に失火発生シリンダ71tの副室7sに供給される燃料ガスG(以下、対象副室ガスGs)の流量を、失火が発生していない残りのシリンダ71の副室7sにそれぞれ供給される燃料ガスG(以下、参照副室ガス)の流量に基づいて決定しても良い。具体的には、再着火実行部3は、対象副室ガスGsの流量を、失火が発生していない残りのシリンダ71の参照副室ガスの流量に基づいて決定するよう構成された燃料量決定部31を有している。図3に示す実施形態では、燃料量決定部31は、対象主室ガスGtの流量および対象副室ガスGsの流量をそれぞれ決定するようになっている。
例えば、幾つかの実施形態では、再着火実行部3(燃料量決定部31)は、対象副室ガスGsの流量を、失火が発生していない残りのシリンダ71の副室7sにそれぞれ供給される参照副室ガスの流量の平均値よりも少ない量に決定しても良い。具体的には、例えば、対象副室ガスGsの流量を、上記の参照副室ガスの流量の平均値に所定の割合(例えば90%)などを乗算した値に決定しても良い。これによって、上記の再着火処理Sの許可判定によっても検知できない問題をガスエンジン6が有している場合において、再着火処理Sの実行による異常燃焼が発生した場合であっても、機関への影響(ダメージ)を低減することができる。
上記の構成によれば、再着火処理Sの開始時に再開する、失火発生シリンダ71tの副室7sに供給する燃料ガスG(対象副室ガスGs)の流量(単位時間当たりの燃料ガスGの量)を、失火が発生していない減筒運転中の残りのシリンダ71の副室7sにそれぞれ供給されている燃料ガスG(参照副室ガス)の流量に基づいて決定する。これによって、対象副室ガスGsの流量を、ガスエンジン6の運転条件(ガス性状変動も含む)に応じて最適値に設定することができる。
また、幾つかの実施形態では、図3に示すように、上述した再着火実行部3は、上記の燃料量決定部31によって決定された対象副室ガスGsの流量に対応する弁開度を調整弁(図1~図2の副室用ガス供給電磁弁92)に送信するよう構成された弁開度指令部32を、さらに有しても良い。具体的には、弁開度指令部32は、燃料量決定部31に接続されている。そして、燃料量決定部31から入力された対象副室ガスGsの流量となるのに必要な弁開度(設定弁開度Vs)を算出し、算出した設定弁開度Vsを、失火発生シリンダ71tの副室用ガス供給電磁弁92に送信するように構成されている。図3に示す実施形態では、弁開度指令部32は、主室用ガス供給電磁弁91および副室用ガス供給電磁弁92に対して、設定弁開度(Vt、Vs)をそれぞれ送信するようになっている。
より詳細には、弁開度指令部32は、設定弁開度Vs、およびこの設定弁開度Vsの設定先となる副室用ガス供給電磁弁92を指定した弁開度設定指令Iv(Vs)をガス供給コントローラ81に送信する。ガス供給コントローラ81は、弁開度設定指令Ivを受信すると、弁開度設定指令Ivで指定されている副室用ガス供給電磁弁92に信号を送り、その弁開度を設定弁開度Vsに最短時間で設定する。これによって、図5Bに示すように、副室用ガス供給電磁弁92の弁開度が設定弁開度Vsに設定されることで、設定された設定弁開度Vsに応じた流量が、失火発生シリンダ71tの副室7sに即座に供給される(図5B参照)。
図5Bのグラフの横軸は時間であり、縦軸は燃料ガスGの流量である。弁開度を設定弁開度Vsに段状に一気に設定することで、図5Bに示すように、副室7sへ供給される燃料ガスGの流量も決定した流量に一気に変化する。これによって、副室7s内の空燃比が着火に適した値に短時間に到達し、時刻t3において着火も迅速に行われている。
上記の構成によれば、再着火処理Sの開始時において、失火発生シリンダ71tの副室7sへの対象副室ガスGsの流量を調整するための調整弁の弁開度を、閉弁状態から、決定された対象副室ガスGsの流量を副室7sに供給可能な弁開度(設定弁開度Vs)に設定する。つまり、上記の調整弁の弁開度を、制御により段階的に設定弁開度Vsまで開弁してくのではなく、設定弁開度Vsを即座に設定する。本発明者らは、決定された対象副室ガスGsの流量を即座に調整弁に反映させることによって一定量の燃料ガスGを副室7sに投入すれば、より時間をかけて段階的に流量を増やしていくよりも、対象副室ガスGsの投入後に速やかに再着火できることを見出している。このように速やかに再着火を行うことで、対象副室ガスGsが着火せずに未燃ガスとして排気通路に流出するのを抑制することができ、煙道爆発などの未燃ガスの流出による問題の防止を図ることができる。
次に、再着火処理装置1に関するその他の実施形態について、図6を用いて説明する。図6は、本発明の一実施形態に係る再着火処理装置1の他の機能を概略的に示すブロック図である。なお、図6には、説明に関連する再着火処理装置1の機能部のみ記載し、それ以外の記載は省略している。
幾つかの実施形態では、再着火処理装置1は、上述し再着火実行部3による再着火処理Sの実行中に所定の中止条件が満たされた場合に、実行中の再着火処理Sを中止させるよう構成された実行中止部51をさらに備えても良い。この実行中止部51によって再着火処理Sが途中で停止された場合には、その実行履歴が、その途中停止の再着火処理Sの対象であったシリンダ71の運転履歴Dcに記録されるようになっている。そして、上述した実行許可部2は、運転履歴Dcに再着火処理Sが中止されたことを示す実行履歴が含まれていない場合に、再着火処理Sを許可するように構成されても良い。
上記の中止条件は、再着火処理Sが実行されている失火発生シリンダ71tに異常燃焼が生じた場合、あるいは、制御装置8の異常が検出された場合の少なくとも一方の条件を含んでも良い。上記の異常燃焼の発生の有無、制御装置8に異常の有無の検出手法は既に述べたのと同様であり、省略する。
より詳細には、上記の実行中止部51は、中止条件に応じて定まる実行中の再着火処理Sを中止させるよう構成されても良い。複数のシリンダ71で同時に失火が生じた場合には、その各々の失火発生シリンダ71t毎に上述した再着火処理Sの実行の許可判定がなされる。この際、上記の異常燃焼は、シリンダ71の個別の原因によって生じ得るので、シリンダ71の個別の原因による場合には、異常燃焼が生じた失火発生シリンダ71tの再着火処理Sのみを中止しても良い。また、制御装置8の異常が、個別の再着火処理Sに影響する場合には影響する再着火処理Sのみ中止し、全ての再着火処理Sに影響する場合には、全ての再着火処理Sを中止しても良い。後者の場合において、複数の再着火処理Sを順次に実行する場合には、中止された再着火処理Sの後に実行が予定されている再着火処理Sの実行を行わないようにしても良い。複数の再着火処理Sを並行に実行する場合には、1つの再着火処理Sで中止が決定されたことを契機に、他の再着火処理Sを、中止条件の確認をすることなしに中止させても良い。
図6に示す実施形態では、実行中止部51には、燃焼診断部83による燃焼診断結果Mの結果や、再着火処理Sの実行中に生じたアラーム情報が入力されるようになっている。そして、実行中止部51は、中止条件として上記の2つの条件を監視するように構成されている。また、実行中止部51は、再着火実行部3に接続されている。そして、中止条件が満たされると、再着火実行部3に中止指令Isを送信すると共に、中止された再着火処理Sの実行対象となっていたシリンダ71に関する運転履歴Dcにその旨を記録する。これによって、その後に生じた失火発生シリンダ71tについて実行許可部2が許可判定をする際には、運転履歴Dcを確認することで、再着火処理Sが過去にトライされたか否かを判別できるようになる。
他方、再着火実行部3は、実行中止部51から中止指令Isを受信すると、再着火処理Sを中止する。例えば、再着火実行部3は、再着火処理Sの中止と共に、その失火発生シリンダ71tに対するシリンダカットを実行しても良く、これを、中止された再着火処理Sの対象であった失火発生シリンダ71tが再着火されていない場合にのみ実行しても良い。
上記の構成によれば、上述した実行許可部2は、過去に失火が生じたことがあり、かつ、再着火処理Sの実行中に再着火処理Sが中止されたことのあるシリンダについては、失火が検知されても再着火処理Sの実行を許可しない。これによって、上記の再着火処理Sの許可判定によっても検知できない問題をガスエンジンが有している場合において、再着火処理Sの実行が繰り返し実行(リトライ)されることによる損傷の拡大を抑制できる。
また、幾つかの実施形態では、図6に示すように、再着火処理装置1は、再着火実行部3により再着火処理Sが実行されている失火発生シリンダ71tの再着火を検出するよう構成された再着火検出部52と、失火発生シリンダ71tが再着火した後に再着火処理Sが中止された場合には、制御装置8に対して、再着火処理Sが中止された失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sの中止時の燃焼制御の条件の維持を指示するよう構成される指示部53と、をさらに備えても良い。
例えば、図4のステップS45のYes以降であって、ステップS46が完了する前に中止条件が満たされるのを検出すると、指示部53による上記の指示(維持指令Ic)が実行される。制御装置8は、指示部53からの指示を受信すると、その際に再着火処理Sを実行している失火発生シリンダ71tへ供給している燃料ガスGの流量や、点火時期、空燃比、負荷上限で運転を継続する。また、再着火の有無は、失火発生シリンダ71tの筒内圧力Pの変化に基づいて判定しても良い。
図6に示す実施形態では、指示部53は、上述した実行中止部51および再着火検出部52にそれぞれ接続されている。そして、指示部53には、実行中止部51から再着火処理Sの中止指令Isが入力され、再着火検出部52からは再着火の有無の検出結果(再着火検出結果R)が入力されるようになっている。そして、指示部53は、再着火処理Sの中止指令Isの入力の有無および再着火検出結果Rに基づいて、中止指令Isが受信された際に再着火済みである場合に、エンジンコントローラ84へ維持指令Icを送信するようになっている。
なお、再着火検出部52は、筒内圧力Pが入力されることで、再着火の有無を検出しても良いし、燃焼診断部83の失火の有無の診断結果が入力されることで、再着火の有無を検出しても良い。
上記の構成によれば、失火発生シリンダ71tの再着火できた後に中止条件が満たされた場合には、中止条件が満たされた際の運転状態を維持する。具体的には、積極的には対象主室ガスの供給停止(シリンダカット)を行わず、空燃比等を完全には復帰させない状態をキープする。これによって、再着火された状態の失火発生シリンダ71tを含めたガスエンジン6の運転を継続できるので、発電用途時のデマンドオーバーといった出力低下によるリスクを低減できる。
以下、上述した再着火処理装置1による処理に対応する再着火方法を、図7を用いて説明する。図7は、本発明の一実施形態に係るガスエンジンの再着火方法を示す図である。
ガスエンジン6の再着火方法は、複数のシリンダ71を有するガスエンジン6の運転中に、失火が発生したシリンダ71を再着火させるための再着火処理Sを実行する方法である。図7に示すように、ガスエンジン6の再着火方法は、実行許可ステップ(S1)と、再着火実行ステップ(S2)と、を備える。これらのステップについて説明する。
ガスエンジン6の再着火方法は、複数のシリンダ71を有するガスエンジン6の運転中に、失火が発生したシリンダ71を再着火させるための再着火処理Sを実行する方法である。図7に示すように、ガスエンジン6の再着火方法は、実行許可ステップ(S1)と、再着火実行ステップ(S2)と、を備える。これらのステップについて説明する。
実行許可ステップ(S1)は、複数のシリンダ71のうちの少なくとも1つのシリンダ71で失火が発生すると、失火が発生した失火発生シリンダ71tの上述した損傷診断結果Da、上述した制御装置8の異常の有無、失火発生シリンダ71tに関する運転履歴Dc、および、ガスエンジン6の運転状態Ddに基づいて、失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sの実行の許可判定を行うステップである。実行許可ステップは、既に説明した実行許可部2が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
再着火実行ステップ(S2)は、上述した実行許可ステップによって行われた許可判定によって再着火処理Sの実行が許可された失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sを実行するステップである。再着火実行ステップは、既に説明した再着火実行部3が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
つまり、ステップS1において実行許可ステップを実行し、実行許可がなされた場合(ステップS2でYes)に、再着火実行ステップを実行するようになっている。図7に示す実施形態では、実行許可ステップは、オペレータから実行指示Ceが受信の有無に基づいても、上述した許可判定を行うようになっているが、他の許可条件を全て満たす場合に、オペレータに実行指示Ceの実行の可否を確認し、実行指示Ceが受信された場合に、ステップS2を実行しても良い。また、再着火実行ステップは、既に説明した図4に従って行うようになっている。
この際、幾つかの実施形態では、上述した再着火実行ステップは、再着火処理Sの開始時に失火発生シリンダ71tの対象主室ガスGtおよび対象副室ガスGsの少なくとも一方の流量を、失火が発生していない残りのシリンダ71の主室7mにそれぞれ供給される参照主室ガスの流量に基づいて決定する燃料量決定ステップ(不図示)を有しても良い。また、幾つかの実施形態では、再着火実行ステップは、決定された対象主室ガスGtおよび対象副室ガスGsの流量に対応する弁開度を調整弁(図1~図2の主室用ガス供給電磁弁91および副室用ガス供給電磁弁92)に送信する弁開度指令ステップ(不図示)を有しても良く、これによって、この弁開度がそのまま調整弁に設定される。幾つかの実施形態では、これらの実施形態を組み合わせても良い。これらの燃料量決定ステップ、弁開度指令ステップは、それぞれ、既に説明した燃料量決定部31、弁開度指令部32が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
また、幾つかの実施形態では、再着火方法は、上述した再着火実行ステップによる再着火処理Sの実行中に所定の中止条件が満たされた場合に、実行中の再着火処理Sを中止させる実行中止ステップ(不図示)をさらに備えても良い。また、幾つかの実施形態では、再着火方法は、再着火実行ステップ(S2)により再着火処理Sが実行されている失火発生シリンダ71tの再着火を検出する再着火検出ステップ(不図示)と、失火発生シリンダ71tが再着火した後に再着火処理Sが中止された場合には、制御装置8に対して、再着火処理Sが中止された失火発生シリンダ71tに対する再着火処理Sの中止時の燃焼制御の条件の維持を指示する指示ステップ(不図示)と、をさらに備えても良い。これらの実行中止ステップ、再着火検出ステップ、指示ステップは、それぞれ、既に説明した実行中止部51、再着火検出部52、指示部53が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
(付記)
(付記)
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスエンジン(6)の再着火処理装置(1)は、
複数のシリンダ(71)を有するガスエンジン(6)の運転中にシリンダ(71t)の再着火処理(S)を実行するガスエンジン(6)の再着火処理装置(1)であって、
前記複数のシリンダ(71)のうちの少なくとも1つの前記シリンダ(71)で失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダ(71t)の筒内圧力(P)に基づく損傷診断結果(Da)、前記ガスエンジン(6)の燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置(8)の異常の有無、前記失火発生シリンダ(71t)に関する運転履歴、および、前記ガスエンジン(6)の運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部(2)と、
前記許可判定によって前記再着火処理(S)の実行が許可された前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)を実行するよう構成された再着火実行部(3)と、を備える。
複数のシリンダ(71)を有するガスエンジン(6)の運転中にシリンダ(71t)の再着火処理(S)を実行するガスエンジン(6)の再着火処理装置(1)であって、
前記複数のシリンダ(71)のうちの少なくとも1つの前記シリンダ(71)で失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダ(71t)の筒内圧力(P)に基づく損傷診断結果(Da)、前記ガスエンジン(6)の燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置(8)の異常の有無、前記失火発生シリンダ(71t)に関する運転履歴、および、前記ガスエンジン(6)の運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部(2)と、
前記許可判定によって前記再着火処理(S)の実行が許可された前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)を実行するよう構成された再着火実行部(3)と、を備える。
上記(1)の構成によれば、失火が発生したシリンダ(71t)を再着火させるための再着火処理(S)を、失火の発生後に無条件に行うではなく、再着火処理(S)の実行の許可判定により失火の原因が一過性のものであるか否かの判定などを通して、一過性と判定された場合に実行する。具体的は、許可判定を実行することで、失火発生シリンダ(71t)の主室(7m)やその副室(7s)などのハード的な問題の有無、ガスエンジン(6)の燃焼制御および失火の判定や異常燃焼などの燃焼診断を行う機能(ソフト/ロジック)のソフト的な問題の有無、失火発生シリンダ(71t)に関する過去の再着火処理(S)の実行の有無などの運転履歴による上記以外の問題の失火発生シリンダ(71t)に固有の問題の有無、および、失火時あるいは再着火処理(S)の実行時のガスエンジン(6)の負荷条件や、同時失火のシリンダ(71)数などの運転状態から、負荷変動に起因する問題の有無をそれぞれ判定する。
これによって、失火発生シリンダ(71t)に対する再着火処理(S)を繰り返すことなく、より確実に、失火発生シリンダ(71t)を再着火させることができる。よって、ガスエンジン(6)に生じた一過性ではない定常的な問題(故障)により失火が発生している場合に、失火発生シリンダ(71t)に対して再着火処理(S)が繰返し行われることによる機関損傷や、他のシリンダ(71)の失火や異常燃焼を誘発するなどに伴うエンジン出力低下や危急停止などの稼働状態の悪化の防止を図ることができる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の実行指示(Ce)を外部から受信するよう構成された受信部(4)を、さらに備え、
前記実行許可部(2)は、前記実行指示(Ce)の受信の有無に基づいて、前記許可判定を行う。
前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の実行指示(Ce)を外部から受信するよう構成された受信部(4)を、さらに備え、
前記実行許可部(2)は、前記実行指示(Ce)の受信の有無に基づいて、前記許可判定を行う。
上記(2)の構成によれば、オペレータからの実行指示(Ce)の有無に基づいて、許可判定が実行される。つまり、オペレータからの実行指示(Ce)が受信されなければ、他の許可条件が満たされる場合であっても再着火処理(S)の実行が許可されない。これによって、ガスエンジン(6)に不測の事態が生じないように図ることができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)~(2)の構成において、
前記ガスエンジン(6)は、シリンダヘッド(73)と前記複数のシリンダ(71)の各々の内部に摺動自在に設置されるピストン(72)とで画定される複数の主室(7m)と、前記複数の主室(7m)の各々毎に噴口を介して連通する副室(7s)とを有しており、
前記失火発生シリンダ(71t)の前記主室(7m)、および該主室(7m)に連通される前記副室(7s)への燃料ガス(G)の供給は停止されるように構成されており、
前記再着火実行部(3)は、前記再着火処理(S)の開始時に前記失火発生シリンダ(71t)の前記主室(7m)に供給される前記燃料ガス(G)である対象主室ガス(Gt)の流量を、前記失火が発生していない残りのシリンダ(71)の前記主室(7m)にそれぞれ供給される前記燃料ガス(G)である参照主室ガスの流量に基づいて決定するよう構成された燃料量決定部(31)を有する。
前記ガスエンジン(6)は、シリンダヘッド(73)と前記複数のシリンダ(71)の各々の内部に摺動自在に設置されるピストン(72)とで画定される複数の主室(7m)と、前記複数の主室(7m)の各々毎に噴口を介して連通する副室(7s)とを有しており、
前記失火発生シリンダ(71t)の前記主室(7m)、および該主室(7m)に連通される前記副室(7s)への燃料ガス(G)の供給は停止されるように構成されており、
前記再着火実行部(3)は、前記再着火処理(S)の開始時に前記失火発生シリンダ(71t)の前記主室(7m)に供給される前記燃料ガス(G)である対象主室ガス(Gt)の流量を、前記失火が発生していない残りのシリンダ(71)の前記主室(7m)にそれぞれ供給される前記燃料ガス(G)である参照主室ガスの流量に基づいて決定するよう構成された燃料量決定部(31)を有する。
上記(3)の構成によれば、再着火処理(S)の開始時に再開する、失火発生シリンダ(71t)の主室(7m)に供給する燃料ガス(Gt)の流量(単位時間当たりの燃料ガス(G)の量)を、失火が発生していない減筒運転中の残りのシリンダ(71)にそれぞれ供給されている燃料ガス(G)(参照主室ガス)の流量に基づいて決定する。これによって、対象主室ガス(Gt)の流量を、ガスエンジン(6)の運転条件(ガス性状変動も含む)に応じて最適値に設定することができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(3)の構成において、
前記燃料量決定部(31)は、前記対象主室ガス(Gt)の流量を、前記参照主室ガスの流量の平均値よりも少ない量に決定する。
前記燃料量決定部(31)は、前記対象主室ガス(Gt)の流量を、前記参照主室ガスの流量の平均値よりも少ない量に決定する。
上記(4)の構成によれば、再着火処理(S)の開始時の対象主室ガス(Gt)の流量を、通常時よりも少なくする。これによって、上記の再着火処理(S)の許可判定によっても検知できない問題をガスエンジン(6)が有している場合において、再着火処理(S)の実行による異常燃焼が発生した場合であっても、機関への影響(ダメージ)を低減することができる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(3)~(4)の構成において、
前記ガスエンジン(6)は、前記複数の主室(7m)にそれぞれ供給される前記燃料ガス(G)の流量を調整弁(91、92)によって調整可能に構成されており、
前記再着火実行部(3)は、決定された前記対象主室ガス(Gt)の流量に対応する弁開度を前記調整弁(91)に送信するよう構成された弁開度指令部(32)を、さらに有する。
前記ガスエンジン(6)は、前記複数の主室(7m)にそれぞれ供給される前記燃料ガス(G)の流量を調整弁(91、92)によって調整可能に構成されており、
前記再着火実行部(3)は、決定された前記対象主室ガス(Gt)の流量に対応する弁開度を前記調整弁(91)に送信するよう構成された弁開度指令部(32)を、さらに有する。
上記(5)の構成によれば、再着火処理(S)の開始時において、失火発生シリンダ(71t)の主室(7m)への対象主室ガス(Gt)の流量を調整するための調整弁の弁開度を、閉弁状態から、決定された対象主室ガス(Gt)の流量を主室(7m)に供給可能な弁開度(Vt)に設定する。つまり、上記の調整弁の弁開度を、制御により段階的に設定弁開度(Vt)まで開弁してくのではなく、設定弁開度(Vt)を即座に設定する。本発明者らは、決定された対象主室ガス(Gt)の流量を即座に調整弁に反映させることによって一定量の燃料ガス(G)を主室(7m)に投入すれば、より時間をかけて段階的に流量を増やしていくよりも、対象主室ガス(Gt)の投入後に速やかに再着火できることを見出している。このように速やかに再着火を行うことで、対象主室ガス(Gt)が着火せずに未燃ガスとして排気通路に流出するのを抑制することができ、煙道爆発などの未燃ガスの流出による問題の防止を図ることができる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)~(5)の構成において、
前記ガスエンジン(6)は、シリンダヘッド(73)と前記複数のシリンダ(71)の各々の内部に摺動自在に設置されるピストン(72)とで画定される複数の主室(7m)と、前記複数の主室(7m)の各々毎に噴口を介して連通する副室(7s)とを有しており、
前記失火発生シリンダ(71t)の前記主室(7m)、および該主室(7m)に連通される前記副室(7s)への燃料ガス(G)の供給は停止されるように構成されており、
前記再着火実行部(3)は、前記再着火処理(S)の開始時に前記失火発生シリンダ(71t)の前記副室(7s)に供給される前記燃料ガス(G)である対象副室ガス(Gs)の流量を、前記失火が発生していない残りのシリンダ(71)の前記副室(7s)にそれぞれ供給される前記燃料ガス(G)である参照副室ガスの流量に基づいて決定するよう構成された燃料量決定部(31)を有する。
前記ガスエンジン(6)は、シリンダヘッド(73)と前記複数のシリンダ(71)の各々の内部に摺動自在に設置されるピストン(72)とで画定される複数の主室(7m)と、前記複数の主室(7m)の各々毎に噴口を介して連通する副室(7s)とを有しており、
前記失火発生シリンダ(71t)の前記主室(7m)、および該主室(7m)に連通される前記副室(7s)への燃料ガス(G)の供給は停止されるように構成されており、
前記再着火実行部(3)は、前記再着火処理(S)の開始時に前記失火発生シリンダ(71t)の前記副室(7s)に供給される前記燃料ガス(G)である対象副室ガス(Gs)の流量を、前記失火が発生していない残りのシリンダ(71)の前記副室(7s)にそれぞれ供給される前記燃料ガス(G)である参照副室ガスの流量に基づいて決定するよう構成された燃料量決定部(31)を有する。
上記(6)の構成によれば、再着火処理(S)の開始時に再開する、失火発生シリンダ(71t)の副室(7s)に供給する燃料ガス(Gs)の流量(単位時間当たりの燃料ガス(G)の量)を、失火が発生していない減筒運転中の残りのシリンダ(71)にそれぞれ供給されている燃料ガス(G)(参照副室ガス)の流量に基づいて決定する。これによって、対象副室ガス(Gs)の流量を、ガスエンジン(6)の運転条件(ガス性状変動も含む)に応じて最適値に設定することができる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(6)の構成において、
前記燃料量決定部(31)は、前記対象副室ガス(Gs)の流量を、前記参照副室ガスの流量の平均値よりも少ない量に決定する。
前記燃料量決定部(31)は、前記対象副室ガス(Gs)の流量を、前記参照副室ガスの流量の平均値よりも少ない量に決定する。
上記の構成によれば、再着火処理(S)の開始時に再開する、失火発生シリンダ(71t)の副室(7s)に供給する燃料ガス(対象副室ガスGs)の流量(単位時間当たりの燃料ガスGの量)を、失火が発生していない減筒運転中の残りのシリンダ(71)の副室(7s)にそれぞれ供給されている燃料ガス(参照副室ガス)の流量に基づいて決定する。これによって、対象副室ガス(Gs)の流量を、ガスエンジン6の運転条件(ガス性状変動も含む)に応じて最適値に設定することができる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(6)~(7)の構成において、
前記ガスエンジン(6)は、前記複数の副室(7s)にそれぞれ供給される前記燃料ガス(G)の流量を調整弁(91、92)によって調整可能に構成されており、
前記再着火実行部(3)は、決定された前記対象副室ガス(Gs)の流量に対応する弁開度を前記調整弁(92)に送信するよう構成された弁開度指令部(32)を、さらに有する。
前記ガスエンジン(6)は、前記複数の副室(7s)にそれぞれ供給される前記燃料ガス(G)の流量を調整弁(91、92)によって調整可能に構成されており、
前記再着火実行部(3)は、決定された前記対象副室ガス(Gs)の流量に対応する弁開度を前記調整弁(92)に送信するよう構成された弁開度指令部(32)を、さらに有する。
上記の構成によれば、再着火処理(S)の開始時において、失火発生シリンダ(71t)の副室7sへの対象副室ガス(Gs)の流量を調整するための調整弁(92)の弁開度を、閉弁状態から、決定された対象副室ガス(Gs)の流量を副室(7s)に供給可能な弁開度(設定弁開度Vs)に設定する。つまり、上記の調整弁(92)の弁開度を、制御により段階的に設定弁開度(Vs)まで開弁してくのではなく、設定弁開度(Vs)を即座に設定する。本発明者らは、決定された対象副室ガス(Gs)の流量を即座に調整弁に反映させることによって一定量の燃料ガス(G)を副室(7s)に投入すれば、より時間をかけて段階的に流量を増やしていくよりも、対象副室ガス(Gs)の投入後に速やかに再着火できることを見出している。このように速やかに再着火を行うことで、対象副室ガス(Gs)が着火せずに未燃ガスとして排気通路に流出するのを抑制することができ、煙道爆発などの未燃ガスの流出による問題の防止を図ることができる。
(9)幾つかの実施形態では、上記(1)~(8)の構成において、
前記再着火処理(S)の実行中に所定の中止条件が満たされた場合に、前記中止条件に応じて定まる実行中の前記再着火処理(S)を中止させるよう構成された実行中止部(51)をさらに備え、
前記実行許可部(2)は、前記運転履歴に前記再着火処理(S)が中止されたことを示す実行履歴が含まれていない場合に、前記再着火処理(S)を許可するように構成されている。
前記再着火処理(S)の実行中に所定の中止条件が満たされた場合に、前記中止条件に応じて定まる実行中の前記再着火処理(S)を中止させるよう構成された実行中止部(51)をさらに備え、
前記実行許可部(2)は、前記運転履歴に前記再着火処理(S)が中止されたことを示す実行履歴が含まれていない場合に、前記再着火処理(S)を許可するように構成されている。
上記(9)の構成によれば、上述した実行許可部(2)は、過去に失火が生じたことがあり、かつ、再着火処理(S)の実行中に再着火処理(S)が中止されたことのあるシリンダ(71)については、失火が検知されても再着火処理(S)の実行を許可しない。これによって、上記の再着火処理(S)の許可判定によっても検知できない問題をガスエンジン(6)が有している場合において、再着火処理(S)の実行が繰り返し実行(リトライ)されることによる損傷の拡大を抑制できる。
(10)幾つかの実施形態では、上記(9)の構成において、
前記再着火処理(S)が実行されている前記失火発生シリンダ(71t)の再着火を検出するよう構成された再着火検出部(52)と、
前記失火発生シリンダ(71t)が前記再着火した後に前記再着火処理(S)が中止された場合には、前記制御装置(8)に対して、該失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の中止時の前記燃焼制御の条件の維持を指示するよう構成される指示部(53)と、をさらに備える。
前記再着火処理(S)が実行されている前記失火発生シリンダ(71t)の再着火を検出するよう構成された再着火検出部(52)と、
前記失火発生シリンダ(71t)が前記再着火した後に前記再着火処理(S)が中止された場合には、前記制御装置(8)に対して、該失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の中止時の前記燃焼制御の条件の維持を指示するよう構成される指示部(53)と、をさらに備える。
上記(10)の構成によれば、失火発生シリンダ(71t)の再着火できた後に再着火処理(S)が中止された場合には、中止条件が満たされた際の燃焼制御状態を維持する。具体的には、積極的には対象主室ガス(Gt)の供給停止(シリンダカット)を行わず、空燃比等を完全には復帰させない状態をキープする。これによって、再着火された状態のシリンダ(71)を含めたガスエンジン(6)の運転を継続できるので、発電用途時のデマンドオーバーといった出力低下によるリスクを低減できる。
(11)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスエンジン(6)の再着火方法は、
複数のシリンダ(71)を有するガスエンジン(6)の運転中にシリンダの再着火処理(S)を実行するガスエンジン(6)の再着火方法であって、
前記複数のシリンダ(71)のうちの少なくとも1つの前記シリンダ(71)で失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダ(71t)の筒内圧力(P)に基づく損傷診断結果(Da)、前記ガスエンジン(6)の燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置(8)の異常の有無、前記失火発生シリンダ(71t)に関する運転履歴、および、前記ガスエンジン(6)の運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の実行の許可判定を行うステップと、
前記許可判定によって前記再着火処理(S)の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)を実行するステップと、を備える。
複数のシリンダ(71)を有するガスエンジン(6)の運転中にシリンダの再着火処理(S)を実行するガスエンジン(6)の再着火方法であって、
前記複数のシリンダ(71)のうちの少なくとも1つの前記シリンダ(71)で失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダ(71t)の筒内圧力(P)に基づく損傷診断結果(Da)、前記ガスエンジン(6)の燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置(8)の異常の有無、前記失火発生シリンダ(71t)に関する運転履歴、および、前記ガスエンジン(6)の運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の実行の許可判定を行うステップと、
前記許可判定によって前記再着火処理(S)の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)を実行するステップと、を備える。
上記(11)の構成によれば、上記(1)と同様の効果を奏する。
(12)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスエンジン(6)の再着火プログラムは、
複数のシリンダ(71)を有するガスエンジン(6)の運転中にシリンダの再着火処理(S)を実行するガスエンジン(6)の再着火プログラムであって、
コンピュータに、
前記複数のシリンダ(71)のうちの少なくとも1つの前記シリンダ(71)で失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダ(71t)の筒内圧力(P)に基づく損傷診断結果(Da)、前記ガスエンジン(6)の燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置(8)の異常の有無、前記失火発生シリンダ(71t)に関する運転履歴、および、前記ガスエンジン(6)の運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部(2)と、
前記許可判定によって前記再着火処理(S)の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)を実行するよう構成された再着火実行部(3)と、を実現させるためのプログラムである。
複数のシリンダ(71)を有するガスエンジン(6)の運転中にシリンダの再着火処理(S)を実行するガスエンジン(6)の再着火プログラムであって、
コンピュータに、
前記複数のシリンダ(71)のうちの少なくとも1つの前記シリンダ(71)で失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダ(71t)の筒内圧力(P)に基づく損傷診断結果(Da)、前記ガスエンジン(6)の燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置(8)の異常の有無、前記失火発生シリンダ(71t)に関する運転履歴、および、前記ガスエンジン(6)の運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部(2)と、
前記許可判定によって前記再着火処理(S)の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダ(71t)に対する前記再着火処理(S)を実行するよう構成された再着火実行部(3)と、を実現させるためのプログラムである。
上記(12)の構成によれば、上記(1)と同様の効果を奏する。
1 再着火処理装置
12 記憶部
14 端末
2 実行許可部
3 再着火実行部
31 燃料量決定部
32 弁開度指令部
4 受信部
51 実行中止部
52 再着火検出部
53 指示部
6 ガスエンジン
6s クランク軸
6t 発電機
7 エンジン本体
7h 噴口
7m 主室
7s 副室
71 シリンダ
71t 失火発生シリンダ
72 ピストン
73 シリンダヘッド
74e 排気弁
74i 給気弁
75e 排気管
75i 給気管
76 着火装置
76c 点火コイル
76p 点火プラグ
77 過給機
77b バイパス管
77c コンプレッサ
77t タービン
77v 排気バイパス弁
78 排気出口管
79 空気冷却器
79v 給気温度調整弁
8 制御装置
81 ガス供給コントローラ
82 着火制御コントローラ
83 燃焼診断部
84 エンジンコントローラ
85 損傷診断部
91 主室用ガス供給電磁弁
92 副室用ガス供給電磁弁
94 遮断弁
95L 負荷検出器
95N 回転数検出器
95P 筒内圧力検出器
96 燃料供給主管
96m 主室ガス供給管
96s 副室ガス供給管
A 空気
Ce 実行指示
M 燃焼診断結果
E 排ガス
G 燃料ガス
Gt 対象主室ガス
Gs 対象副室ガス
H 履歴情報
Da 損傷診断結果
Dc 失火発生シリンダの運転履歴
Dd ガスエンジンの運転状態
In 許可通知
Is 中止指令
Ic 維持指令
Iv 弁開度設定指令
L 負荷値
M 燃焼診断結果
N 回転数
P 筒内圧力
S 再着火処理
Vt 設定弁開度(主室用ガス供給電磁弁の弁開度)
Vs 設定弁開度(副室用ガス供給電磁弁の弁開度)
12 記憶部
14 端末
2 実行許可部
3 再着火実行部
31 燃料量決定部
32 弁開度指令部
4 受信部
51 実行中止部
52 再着火検出部
53 指示部
6 ガスエンジン
6s クランク軸
6t 発電機
7 エンジン本体
7h 噴口
7m 主室
7s 副室
71 シリンダ
71t 失火発生シリンダ
72 ピストン
73 シリンダヘッド
74e 排気弁
74i 給気弁
75e 排気管
75i 給気管
76 着火装置
76c 点火コイル
76p 点火プラグ
77 過給機
77b バイパス管
77c コンプレッサ
77t タービン
77v 排気バイパス弁
78 排気出口管
79 空気冷却器
79v 給気温度調整弁
8 制御装置
81 ガス供給コントローラ
82 着火制御コントローラ
83 燃焼診断部
84 エンジンコントローラ
85 損傷診断部
91 主室用ガス供給電磁弁
92 副室用ガス供給電磁弁
94 遮断弁
95L 負荷検出器
95N 回転数検出器
95P 筒内圧力検出器
96 燃料供給主管
96m 主室ガス供給管
96s 副室ガス供給管
A 空気
Ce 実行指示
M 燃焼診断結果
E 排ガス
G 燃料ガス
Gt 対象主室ガス
Gs 対象副室ガス
H 履歴情報
Da 損傷診断結果
Dc 失火発生シリンダの運転履歴
Dd ガスエンジンの運転状態
In 許可通知
Is 中止指令
Ic 維持指令
Iv 弁開度設定指令
L 負荷値
M 燃焼診断結果
N 回転数
P 筒内圧力
S 再着火処理
Vt 設定弁開度(主室用ガス供給電磁弁の弁開度)
Vs 設定弁開度(副室用ガス供給電磁弁の弁開度)
Claims (12)
- 複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火処理装置であって、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部と、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するよう構成された再着火実行部と、を備えるガスエンジンの再着火処理装置。 - 前記失火発生シリンダでの前記再着火処理の実行指示を外部から受信するよう構成された受信部を、さらに備え、
前記実行許可部は、前記実行指示の受信の有無に基づいて、前記許可判定を行う請求項1に記載のガスエンジンの再着火処理装置。 - 前記ガスエンジンは、シリンダヘッドと前記複数のシリンダの各々の内部に摺動自在に設置されるピストンとで画定される複数の主室と、前記複数の主室の各々毎に噴口を介して連通する副室とを有しており、
前記失火発生シリンダの前記主室、および該主室に連通される前記副室への燃料ガスの供給は停止されるように構成されており、
前記再着火実行部は、前記再着火処理の開始時に前記失火発生シリンダの前記主室に供給される前記燃料ガスである対象主室ガスの流量を、前記失火が発生していない残りのシリンダの前記主室にそれぞれ供給される前記燃料ガスである参照主室ガスの流量に基づいて決定するよう構成された燃料量決定部を有する請求項1または2に記載のガスエンジンの再着火処理装置。 - 前記燃料量決定部は、前記対象主室ガスの流量を、前記参照主室ガスの流量の平均値よりも少ない量に決定する請求項3に記載のガスエンジンの再着火処理装置。
- 前記ガスエンジンは、前記複数の主室にそれぞれ供給される前記燃料ガスの流量を調整弁によって調整可能に構成されており、
前記再着火実行部は、決定された前記対象主室ガスの流量に対応する弁開度を前記調整弁に送信するよう構成された弁開度指令部を、さらに有する請求項3または4に記載のガスエンジンの再着火処理装置。 - 前記ガスエンジンは、シリンダヘッドと前記複数のシリンダの各々の内部に摺動自在に設置されるピストンとで画定される複数の主室と、前記複数の主室の各々毎に噴口を介して連通する副室とを有しており、
前記失火発生シリンダの前記主室、および該主室に連通される前記副室への燃料ガスの供給は停止されるように構成されており、
前記再着火実行部は、前記再着火処理の開始時に前記失火発生シリンダの前記副室に供給される前記燃料ガスである対象副室ガスの流量を、前記失火が発生していない残りのシリンダの前記副室にそれぞれ供給される前記燃料ガスである参照副室ガスの流量に基づいて決定するよう構成された燃料量決定部を有する請求項1~5のいずれか1項に記載のガスエンジンの再着火処理装置。 - 前記燃料量決定部は、前記対象副室ガスの流量を、前記参照副室ガスの流量の平均値よりも少ない量に決定する請求項6に記載のガスエンジンの再着火処理装置。
- 前記ガスエンジンは、前記複数の副室にそれぞれ供給される前記燃料ガスの流量を調整弁によって調整可能に構成されており、
前記再着火実行部は、決定された前記対象副室ガスの流量に対応する弁開度を前記調整弁に送信するよう構成された弁開度指令部を、さらに有する請求項6または7に記載のガスエンジンの再着火処理装置。 - 前記再着火処理の実行中に所定の中止条件が満たされた場合に、前記中止条件に応じて定まる実行中の前記再着火処理を中止させるよう構成された実行中止部をさらに備え、
前記実行許可部は、前記運転履歴に前記再着火処理が中止されたことを示す実行履歴が含まれていない場合に、前記再着火処理を許可するように構成されている請求項1~8のいずれか1項に記載のガスエンジンの再着火処理装置。 - 前記再着火処理が実行されている前記失火発生シリンダの再着火を検出するよう構成された再着火検出部と、
前記失火発生シリンダが前記再着火した後に前記再着火処理が中止された場合には、前記制御装置に対して、該失火発生シリンダに対する前記再着火処理の中止時の前記燃焼制御の条件の維持を指示するよう構成される指示部と、をさらに備える請求項9に記載のガスエンジンの再着火処理装置。 - 複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火方法であって、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うステップと、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するステップと、を備えるガスエンジンの再着火方法。 - 複数のシリンダを有するガスエンジンの運転中にシリンダの再着火処理を実行するガスエンジンの再着火プログラムであって、
コンピュータに、
前記複数のシリンダのうちの少なくとも1つの前記シリンダで失火が発生すると、前記失火が発生した失火発生シリンダの筒内圧力に基づく損傷診断結果、前記ガスエンジンの燃焼制御および燃焼診断を実行する制御装置の異常の有無、前記失火発生シリンダに関する運転履歴、および、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理の実行の許可判定を行うよう構成された実行許可部と、
前記許可判定によって前記再着火処理の実行が許可された場合に、前記失火発生シリンダに対する前記再着火処理を実行するよう構成された再着火実行部と、を実現させるための再着火プログラム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202080070596.6A CN114502830B (zh) | 2019-11-05 | 2020-10-28 | 燃气发动机的再点火处理装置、再点火方法以及程序 |
EP20884494.4A EP4036394A4 (en) | 2019-11-05 | 2020-10-28 | REFIRING PROCESSING DEVICE, REFIRING METHOD AND PROGRAM FOR A GAS ENGINE |
KR1020227011357A KR102610388B1 (ko) | 2019-11-05 | 2020-10-28 | 가스 엔진의 재착화 처리 장치, 재착화 방법 및 프로그램 |
US17/771,931 US11808229B2 (en) | 2019-11-05 | 2020-10-28 | Reignition processing device, reignition method, and program for gas engine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019201065A JP2021076029A (ja) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | ガスエンジンの再着火処理装置、再着火方法およびプログラム |
JP2019-201065 | 2019-11-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2021090749A1 true WO2021090749A1 (ja) | 2021-05-14 |
Family
ID=75849749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/040529 WO2021090749A1 (ja) | 2019-11-05 | 2020-10-28 | ガスエンジンの再着火処理装置、再着火方法およびプログラム |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11808229B2 (ja) |
EP (1) | EP4036394A4 (ja) |
JP (1) | JP2021076029A (ja) |
KR (1) | KR102610388B1 (ja) |
CN (1) | CN114502830B (ja) |
WO (1) | WO2021090749A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4823103B1 (ja) | 1970-05-19 | 1973-07-11 | ||
JP2008208804A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジン及びこれの失火発生時運転方法 |
JP2013174146A (ja) | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジンの制御装置および方法 |
Family Cites Families (10)
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 |
US5460129A (en) * | 1994-10-03 | 1995-10-24 | Ford Motor Company | Method to reduce engine emissions due to misfire |
EP1375890A4 (en) * | 2001-03-30 | 2011-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | EXHAUST DIAGNOSIS / REGULATING DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR EXHAUST DIAGNOSIS / CONTROL |
JP2002310049A (ja) * | 2001-04-10 | 2002-10-23 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP4738306B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2011-08-03 | 三菱重工業株式会社 | エンジンの異常燃焼時運転方法及び運転制御装置 |
US8560210B2 (en) | 2010-01-20 | 2013-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
JP6002234B2 (ja) * | 2012-10-05 | 2016-10-05 | 川崎重工業株式会社 | 副室式ガスエンジン用の燃焼安定化装置 |
JP5951537B2 (ja) | 2013-03-19 | 2016-07-13 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジンの燃焼制御装置 |
JP2015137579A (ja) | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
US10519877B2 (en) * | 2016-11-18 | 2019-12-31 | Caterpillar Inc. | Mitigation of intermittent cylinder misfire on dual fuel engines |
-
2019
- 2019-11-05 JP JP2019201065A patent/JP2021076029A/ja active Pending
-
2020
- 2020-10-28 US US17/771,931 patent/US11808229B2/en active Active
- 2020-10-28 WO PCT/JP2020/040529 patent/WO2021090749A1/ja unknown
- 2020-10-28 CN CN202080070596.6A patent/CN114502830B/zh active Active
- 2020-10-28 EP EP20884494.4A patent/EP4036394A4/en active Pending
- 2020-10-28 KR KR1020227011357A patent/KR102610388B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4823103B1 (ja) | 1970-05-19 | 1973-07-11 | ||
JP2008208804A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジン及びこれの失火発生時運転方法 |
JP2013174146A (ja) | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジンの制御装置および方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP4036394A4 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021076029A (ja) | 2021-05-20 |
CN114502830B (zh) | 2024-06-18 |
EP4036394A4 (en) | 2022-11-30 |
EP4036394A1 (en) | 2022-08-03 |
US20220372928A1 (en) | 2022-11-24 |
KR20220054432A (ko) | 2022-05-02 |
US11808229B2 (en) | 2023-11-07 |
KR102610388B1 (ko) | 2023-12-05 |
CN114502830A (zh) | 2022-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5705765B2 (ja) | ガスエンジンの制御装置および方法 | |
CN105257416B (zh) | 用于内燃机的控制方法 | |
EP2907993B1 (en) | Method for balancing cylinders of an internal combustion engine | |
KR20150065898A (ko) | 부실식 가스 엔진의 연료 공급 제어 장치 | |
JP6373578B2 (ja) | 気体燃料供給システム及び気体燃料供給システムの異常検出方法 | |
KR102206923B1 (ko) | 이중 연료 엔진의 기체 연료 모드의 종료 방법 | |
EP3306075A1 (en) | Spark plug monitoring in an internal combustion engine | |
US10961930B2 (en) | Control system for variable displacement engine | |
EP2806145B1 (en) | Method of operating a gas or dual fuel engine | |
WO2012132629A1 (ja) | エンジンの燃焼診断信号異常時のパイロット噴射タイミング制御方法および装置 | |
JP2009203883A (ja) | 内燃機関の故障原因推定方法および装置 | |
WO2021090749A1 (ja) | ガスエンジンの再着火処理装置、再着火方法およびプログラム | |
KR102581651B1 (ko) | 대형 2행정 터보차지 유니플로 스캐빈지 내부 연소 엔진 및 엔진 작동 방법 | |
US10767581B2 (en) | Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle, and a system for an internal combustion engine | |
JP6618863B2 (ja) | エンジン | |
JP2009133284A (ja) | 内燃機関の燃焼診断方法および燃焼診断装置 | |
WO2024154596A1 (ja) | 内燃機関の失火判定方法、内燃機関の制御方法および内燃機関の制御装置 | |
EP3282112B1 (en) | Engine control for operations with deactivated cylinders | |
JP2009191664A (ja) | ガスエンジンの異常診断方法及び装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20884494 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 20227011357 Country of ref document: KR Kind code of ref document: A |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020884494 Country of ref document: EP Effective date: 20220428 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |