(57)【要約】【課題】炭鉱ガス等の燃料ガス濃度が変動しやすい燃料ガスを使用した場合においてもガス流量調整弁を効果的に制御することにより、短時間で安定したアイドリング回転数を得ると共に、異常燃焼、失火等の発生を容易に防止することを目的とする。【解決手段】ガスエンジン１の回転数を検出する回転数検出部５と、燃料ガスのガス濃度を検知するガス濃度検知手段７と、ガスエンジン１に燃料ガスを供給する燃料ガス管路３に設けられたガス流量調整弁４と、ガス流量調整弁４を操作するガバナアクチュエータ２１と、ガスエンジン１の起動時において、ガス濃度検知手段７によって検知された燃料ガスのガス濃度に応じてガバナアクチュエータ２１の操作量を演算する操作量演算部１５を備え、操作量演算部１５が演算した操作量に基づいてガバナアクチュエータ２１を動作させるガバナコントローラ１０とを有することを特徴とする。
2012131990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス濃度が変化する燃料ガスを用いるガスエンジンの制御装置であって、
前記ガスエンジンの回転数を検出する回転数検出部と、
前記燃料ガスのガス濃度を検知するガス濃度検知手段と、
前記ガスエンジンに前記燃料ガスを供給する燃料ガス管路に設けられたガス流量調整弁と、
前記ガス流量調整弁を操作するガバナアクチュエータと、
前記ガスエンジンの起動時において、前記ガス濃度検知手段によって検知された前記燃料ガスのガス濃度に応じて前記ガバナアクチュエータの操作量を演算する操作量演算部を備え、該操作量演算部が演算した操作量に基づいてガバナアクチュエータを動作させるガバナコントローラと
を有することを特徴とするガスエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記燃料ガスのガス濃度に応じて前記ガスエンジンの起動時における前記ガバナアクチュエータの操作量の増加率が規定された第１のマップを有し、
前記ガバナコントローラは、前記ガス濃度検知手段によって検知された前記燃料ガスのガス濃度に対応する前記ガバナアクチュエータの操作量の増加率を前記第１のマップから読み出すガバナ出力増加率設定部を備え、
前記操作量演算部は、前記増加率に基づいて前記ガバナアクチュエータの操作量を演算することを特徴とする請求項１に記載のガスエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記第１のマップは、前記ガスエンジンの回転数に応じて複数の増加率が規定され、
前記操作量演算部は、前記回転数検出部において検出された回転数に対応する前記増加率に基づいて前記ガバナアクチュエータの操作量を演算することを特徴とする請求項２に記載のガスエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記ガバナコントローラは、
前記燃料ガスのガス濃度と前記回転数検出部において検出された回転数とに応じて前記ガバナアクチュエータの操作量の上限値を設定する上限レベル設定部と、
前記操作量演算部で演算した操作量と、前記操作量の上限値とを比較し、前記操作量が該上限値以上の場合に、該上限値に基づいて前記ガバナアクチュエータを操作する判断部とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガスエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記燃料ガスのガス濃度と前記ガスエンジンの回転数とに応じて、前記操作量の上限値が規定された第2のマップを有し、
前記上限レベル設定部は、前記ガス濃度検知手段によって検知されたガス濃度に対応する上限値を前記第２のマップから読み出して、前記操作量の上限値を設定することを特徴とする請求項４に記載のガスエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記第2のマップは、前記主室ガスによる運転開始に対応する回転数とアイドリングに対応する回転数との間に前記上限値を有し、該回転数の増加に対応させて前記上限値を増加させる線図が規定されていることを特徴とする請求項５に記載のガスエンジンの制御装置。
【請求項７】
請求項1乃至６のいずれか1項に記載の制御装置を具えたガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ガバナを用いたガスエンジンの制御装置に係り、特にガス濃度が変動し易い炭鉱ガスその他の低濃度燃料ガスを使用する場合においても異常燃焼、失火等の発生を容易に防止しうるガスエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタン、プロパン等の可燃ガスを直接シリンダ（燃焼室）内に導入して燃焼させるガスエンジンは、エンジンへの燃料ガス通路に設けられたガス流量調整弁によって燃料ガスと空気との比率を変化させて、確実な着火、燃焼をなさしめると共に、エンジンの出力はガス流量調整弁と、該ガス流量調整弁を駆動するガバナアクチュエータとでガス流量を調整することにより変化させている。【０００３】
特許第３５０００４７号特許公報（特許文献１）には、燃料ガスの供給量を調整する技術が開示されている。添付の図８は従来技術の燃料制御等の概略を示すものである。図８において、０１はエンジン、０２は該エンジン０１のクランク軸、０３は燃料ガス管路、０４は該燃料ガス管路０３に設けられたガス流量調整弁、０２０は電子ガバナである。また、０１０は電子ガバナ０２０のガバナコントローラ、０２１は前記ガス流量調整弁０４を駆動するガバナアクチュエータである。
特許文献１によると、ガバナコントローラ０１０は、回転検出器０５から入力されるエンジン回転数の検出値と設定回転数とを比較してその回転数偏差に相当する燃料ガス流量を算出し、ガバナアクチュエータ０２１に出力する。該ガバナアクチュエータ０２１は、上記流量偏差に相当するだけガス流量調整弁０４を変化させる。これによって、前記ガスエンジン０１は設定回転数にて運転される。【０００４】
図９は従来技術のガスエンジン起動後におけるエンジン回転数の変化と、ガバナアクチュエータ出力の変化を示す線図である。エンジン０１における起動からアイドル回転数Ｎ２までの間の回転数において、ガス流量調整弁０４を制御するガバナアクチュエータ０２１の出力、つまり燃料制限値の増加率を変化させる回転数変移点Ｎ１が設定されている。
エンジン停止から前記回転数変移点Ｎ１までの間は、起動時における燃料ガス流量の初期制限値として設定されたガバナアクチュエータ出力Ｓ１に相当するａ点から回転数変移点Ｎ１におけるガバナアクチュエータ出力Ｓ２に相当するｂ点までのガバナアクチュエータ出力Ｓの増加率α１と、該回転数変移点Ｎ１からアイドル回転数Ｎ２のガバナアクチュエータ出力Ｓ３に相当するｃ点までのガバナアクチュエータ出力Ｓの増加率α２とが、α２＞α１の関係で設定されている。
そして、回転数変移点Ｎ１の燃料ガス流量制限値Ｓ２、アイドリング回転数Ｎ２の燃料ガス流量制限値Ｓ３とすることにより、アイドリング回転数Ｎ２までの間、燃料ガスの供給量を必要以上に上昇させないようにしている。【０００５】
従って、エンジンの起動時において、エンジン回転数の上昇に正しく追従してガバナアクチュエータからの燃料ガス流量制限値が変化するように制御することができるので、起動時に急激に燃料ガス流量が増大して燃焼室内でのガスが過濃となるような事態の発生を阻止することができ、起動後エンジン燃焼室には適量の燃料ガスが供給されることになり、失火やノッキングの発生の無い安定した起動が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５０００４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、メタン、プロパン等の可燃ガスを燃料とする、ガスエンジンは、特に、炭鉱等で発生する低濃度のメタンを燃料として利用する場合もある。
このような場合、炭鉱の坑内での採炭作業中に発生するメタンの排出を目的とした坑内換気を行い、坑外に排出したガスを貯溜してガスエンジンの燃料として使用している。
従って、貯溜されたメタンの濃度は常に一定ではなく変動しやすい。
一方、ガスエンジンの燃料として使用する場合、効率よい運転を得るには空気と燃料ガス（ＣＨ４）の比率が一定範囲内にあることが条件となる。
そのため、炭鉱等から排出される燃料ガスを使用する場合、濃度を考慮して燃料ガスをエンジンの燃焼室に供給する必要がある。【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、炭鉱ガス等の燃料ガス濃度が変動しやすい燃料ガスを使用した場合においてもガス流量調整弁を効果的に制御することにより、短時間で安定したアイドリング回転数を得ると共に、異常燃焼、失火等の発生を容易に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するため、ガス濃度が変化する燃料ガスを用いるガスエンジンの制御装置であって、前記ガスエンジンの回転数を検出する回転数検出部と、前記燃料ガスのガス濃度を検知するガス濃度検知手段と、前記ガスエンジンに前記燃料ガスを供給する燃料ガス管路に設けられたガス流量調整弁と、前記ガス流量調整弁を操作するガバナアクチュエータと、前記ガスエンジンの起動時において、前記ガス濃度検知手段によって検知された前記燃料ガスのガス濃度に応じて前記ガバナアクチュエータの操作量を演算する操作量演算部を備え、該操作量演算部が演算した操作量に基づいてガバナアクチュエータを動作させるガバナコントローラとを有することを特徴とする。【００１０】
このような構成により、燃料ガス濃度に応じてガバナアクチュエータを動作させることができるため、短時間で安定したアイドリング回転が得られる。また、異常燃焼、失火等の発生を容易に防止できる。【００１１】
また、本発明において好ましくは、前記燃料ガスのガス濃度に応じて前記ガスエンジンの起動時における前記ガバナアクチュエータの操作量の増加率が規定された第１のマップを有し、前記ガバナコントローラは、前記ガス濃度検知手段によって検知された前記燃料ガスのガス濃度に対応する前記ガバナアクチュエータの操作量の増加率を前記第１のマップから読み出すガバナ出力増加率設定部を備え、前記操作量演算部は、前記増加率に基づいて前記ガバナアクチュエータの操作量を演算することを特徴とする。
このような構成により、ガス流量の増加率を第１のマップにより設定するので、制御を迅速に行うことができ、短時間で安定したアイドリング回転が得られる。【００１２】
また、本発明において好ましくは、前記第１のマップは、前記ガスエンジンの回転数に応じて複数の増加率が規定され、前記操作量演算部は、前記回転数検出部において検出された回転数に対応する前記増加率に基づいて前記ガバナアクチュエータの操作量を演算することを特徴とする。
このような構成により、前記ガスエンジンの回転数に応じて複数の増加率が規定されるため、ガス流量が回転数の上昇に正しく追従して増加することとなる。このことによってエンジンの燃焼室へは適量の燃料ガスが供給され、失火やノッキングの発生を招くような事態の発生が回避される。【００１３】
また、本発明において好ましくは、前記ガバナコントローラは、前記燃料ガスのガス濃度と前記回転数検出部において検出された回転数とに応じて前記ガバナアクチュエータの操作量の上限値を設定する上限レベル設定部と、前記操作量演算部で演算した操作量と、前記操作量の上限値とを比較し、前記操作量が該上限値以上の場合に、該上限値に基づいて前記ガバナアクチュエータを操作する判断部とを備えたことを特徴とする。
前記アクチュエータの操作量は時間の経過と共に増加していくため、燃焼不十分などの理由によりエンジンの回転数が上昇していかなければ、エンジンの燃焼室の燃料ガス濃度が高くなり、異常燃焼または失火が発生する。本発明は上述の構成により、上記エンジン回転数に対応して上限値を選定することにより、このような異常燃焼または失火を防止することができる。【００１４】
例えば、エンジン回転数がアイドリング回転数以下の起動時においてガス濃度の変動等の燃料ガスの不安定化によりエンジン回転数が所望通りに上昇しない場合においても、ガバナアクチュエータの操作量は前記上限値以下に押さえることができる為に、失火等の発生を容易に防止できる。
一方、ガバナアクチュエータの操作量が前記上限値以下では、燃料ガス濃度に応じて、ガバナ出力増加率設定部が燃料ガス流量の増加率を制御するので、短時間で安定したアイドリング回転が得られる。【００１５】
また、本発明において好ましくは、前記燃料ガスのガス濃度と前記ガスエンジンの回転数とに応じて、前記操作量の上限値が規定された第2のマップを有し、前記上限レベル設定部は、前記ガス濃度検知手段によって検知されたガス濃度に対応する上限値を前記第２のマップから読み出して、前記操作量の上限値を設定することを特徴とする。
このような構成により、燃料ガス濃度に対応して前記ガバナアクチュエータの操作量の上限値をマップにより適切に設定するので、制御が迅速に行え、短時間で安定したアイドリング回転が得られる。
また、本発明において好ましくは、前記第2のマップは、前記主室ガスによる運転開始に対応する回転数とアイドリングに対応する回転数との間に前記上限値を有し、該回転数の増加に対応させて前記上限値を増加させる線図が規定されているとよい。【００１６】
このような構成により、エンジン停止からアイドリングまでの回転数の上昇にともなって緻密に前記上限値を設定でき、短時間で安定したアイドリング回転が得られるのみならず、こまかく制御するので、燃料の無駄も省ける効果を有している。【００１７】
また、以上説明したガス供給制御装置のいずれかを備えたガスエンジンを具えたことを特徴とするも本発明の特徴である。
【発明の効果】
【００１８】
以上記載したように本発明によれば、燃料ガス濃度に応じてガバナアクチュエータを動作させることができるため、短時間で安定したアイドリング回転が得られる。また、異常燃焼、失火等の発生を容易に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るガスエンジンの燃料制御系の概略図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るガスエンジンの燃料制御装置におけるガバナコントローラの制御ブロック図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る燃料制御装置の制御フロー図を示す。
【図４】本発明の実施形態に係るガスエンジン起動後におけるエンジン回転数の変化と、ガバナアクチュエータ出力の変化を示す線図である。
【図５】本発明の実施形態に係るガス濃度とエンジン回転数に対応したガバナ出力増加率の出力マップ概念図を示す。
【図６】本発明のエンジン回転数に対応した燃料ガス上限レベルの出力マップ概念図を示す。
【図７】本発明の実施形態に係るエンジン回転数に対するガバナアクチュエータの燃料ガス上限レベルの説明概念図を示す。
【図８】従来技術における燃料制御系の概略図を示す。
【図９】従来技術におけるガスエンジン起動後におけるエンジン回転数の変化と、ガバナアクチュエータ出力の変化を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係るガスエンジンの燃料制御系の概略図を示す。
図１において、１はガスエンジン（以後「エンジン」と略称する）、２は該エンジン１のクランク軸、３は燃料ガス供給部６に貯溜された燃料ガスをエンジン１に供給する燃料ガス管路、４は該燃料ガス管路３に設けられ、エンジン１への燃料ガス供給量を調整するガス流量調整弁、７は燃料ガス管路３に設けられ、且つ、ガス流量調整弁４の上流側で、燃料ガス供給部６との間に配設されたガス濃度検知手段であるガス濃度検知部、２０はエンジン１の回転数及び出力を制御する電子ガバナ、８はエンジン全体を制御するエンジンコントロールユニットＥＣＵ（以後「ＥＣＵ」と略称する）である。また、電子ガバナ２０内に配設されている１０はガバナコントローラ、２１は前記ガス流量調整弁４を駆動するガバナアクチュエータ、５はエンジンの回転数を検出して、検出信号をＥＣＵ８とガバナコントローラ１０に出力する回転数検出器である。
【００２２】
図２に示すように、ガバナコントローラ１０には、エンジン１の起動からアイドリング回転数までの間に時間と共に回転数を上昇させるための制御設定を行う変移点回転数設定部１２と、回転数検出器５からの検出値（エンジン回転数）と変移点回転数設定部１２で設定した回転数とを比較する回転数比較部１１と、ガバナ出力増加率を設定するガバナ出力増加率設定部１４と、回転数比較部１１の結果に基づいてガバナ出力を変更するガバナ出力増加率変更部１３と、ガバナ出力増加率変更部１３の結果に基づいて、ガバナアクチュエータ２１の操作量（操作量）を演算するアクチュエータ操作量演算部１５とを有している。
ＥＣＵ８の中には、ガス濃度検出部であるガス濃度検出器７の検出値及び、エンジン回転数を検出する回転検出器５とに基づいてガバナ出力増加率αを抽出するガバナ出力増加率マップ１６と、変移点回転数設定部１２において設定したエンジン回転数に対し、実回転数が上昇しない場合に、設定した変移点回転数に対応した燃料ガス上限レベルＳＬｉを抽出して、アクチュエータ操作量演算部１５に併設されている判断部１８に出力する燃料ガス上限レベルマップ１７が配設されている。
そして、燃料ガス上限レベルマップ１７から抽出された燃料ガス上限レベルＳＬｉは、アクチュエータ操作量演算部１５に配設されている判断部１８に出力される。判断部１８はアクチュエータ操作量演算部１５で演算した操作量が設定された回転数に対応した燃料ガス上限レベルを越えたか否かを判断し、超えた場合には判断部１８に配設されている上限レベル設定部１８１によってアクチュエータ操作量演算部１５の出力を制限する。超えない場合には、アクチュエータ操作量演算部１５の出力がガバナアクチュエータ２１に出力される。
【００２３】
アクチュエータ操作量演算部１５及び、上限レベル設定部１８の結果に基づいて、ガバナアクチュエータ２１が燃料ガス管路３に設けられたガス流量調整弁４を操作して、エンジン１への燃料ガス流量を制御するようになっている。
【００２４】
図４は、エンジン１における起動からアイドリング回転Ｎ３までの作動概要を示すもので、横軸に時間ｔ、縦軸は横軸を基準に上側がエンジン回転数Ｎ（ｒｐｍ）、下側がガバナアクチュエータ出力Ｓを示したものである。
本実施形態では、変移点回転数設定部１２によって起動からアイドリング回転数Ｎ３までに回転数変移点位置を２箇所（Ｎ１、Ｎ２）設定した場合を示す。
起動時、ある回転数位置ｔ０までは始動空気による回転数の上昇が行われる。
ｔ０の位置から主室ガス供給が開始（図４ａ点）される。ガバナアクチュエータ２１のａ点の出力Ｓ１からスタートして、ガバナアクチュエータ出力は時間とともにｂ点までガバナ出力増加率α１で増加する。時間（ｔ１−ｔ０）後（t0が起点）に回転数変移点Ｎ１位置において、ガバナアクチュエータ２１の出力がＳ１＋α１×（ｔ１−ｔ０）になり、エンジン回転数がＮ１に到達すると、ガバナアクチュエータの出力はガバナ出力増加率α２に変化する。
また、時間ｔ１のΔｔ１後のｔ２において、ガバナアクチュエータ２１の出力がＳ１＋α１×（ｔ１−ｔ０）＋α２Δｔ１となり、エンジン回転数がＮ２まで上昇する。Ｎ２に到達すると、ガバナアクチュエータ２１の出力はガバナ出力増加率α３に変化する。
ｔ３後にはガバナアクチュエータ２１の出力がＳ１＋α１×（ｔ１−ｔ０）＋α２Δｔ１＋α３Δｔ２となり、エンジン回転数ＮがＮ３となりアイドル回転数に到達する。
【００２５】
図５はガバナ出力増加率マップ１６であり、ガス濃度とエンジン回転数（回転数変移点）に対応したガバナ出力増加率αの出力マップ概念図を示し、ガス濃度が高いとガバナ出力増加率は低く、ガス濃度が低いとガバナ出力増加率は高くなっている。
図５においてガス濃度はβ３＞β２＞β１の順になっている。
このデータがガバナ出力増加率設定部１４に入力され、ガバナ出力増加率変更部１３、アクチュエータ操作量演算部１５をへて、ガバナアクチュエータ２１を操作して、ガス流量調整弁４がガス流量調整を実施する。
【００２６】
ところが、図４において、エンジン回転数Ｎがｔ１を経過しても、Ｎｅ以上に上昇しない場合が考えられる。原因としては不完全燃焼、燃料と吸入空気との空燃比が適正になっていない等の問題が発生することがある。
その場合、エンジン回転数はＮeの回転数を維持した状態で、ガバナアクチュエータの出力は時間経過によって、Ｓ１＋α１×（ｔ３−ｔ０）（ｔ３時点では）となりエンジン燃焼室に燃料ガスの供給が続けられる。その結果、燃焼室は燃料ガスの過濃化が進む。
【００２７】
例えば、起動時、始動空気による回転上昇Ｎ０（Ｎゼロ）後エンジン１の主室ガスによる運転が開始（ｔ０）後、時間ｔ１が経過（図４参照）してもエンジン回転数がＮｅから上昇しない場合、ガバナアクチュエータ出力はa点からｅ点（図７）まで出力はＳ１＋α１×（ｔ３−ｔ０）（ｔ３時点では）となり、エンジン燃焼室にガバナアクチュエータ出力（Ｓ１＋α１×（ｔ３−ｔ０））に比例して燃料ガスの供給の増加が続けられる。そこで本発明は図７に示すように、上限レベル設定値であるｅ点以上の出力をしないように出力制限値をアクチュエータ操作量演算部１５に配設した判断部１８の上限レベル設定部１８１にてアクチュエータ操作量演算部１５の操作量を制限する制御を実施する。
その判断部１８はＥＣＵ８内に配設された燃料ガス上限レベルマップ１７に基づいて制御する。
【００２８】
上限レベル設定値は、図６に示すように、燃料ガス濃度毎に、エンジン回転数Ｎ（回転数変移点）に対応した燃料ガス上限レベルＳＬｉを実験等により求め、燃料ガス上限レベルマップ１７を作成し、これをＥＣＵ８に格納している（図２参照）。
図６は燃料ガス上限レベルを決める燃料ガス上限レベルマップ１７の概念図を示し、エンジン回転数（回転数変移点）毎に、ガス濃度が高いと燃料ガス上限レベルは低く、ガス濃度が低いと燃料ガス上限レベルは高くなっている。
図６においてガス濃度はγ３＞γ２＞γ１の順になっている。
尚、燃料ガス上限レベル（破線）は異常燃焼、失火が発生する空燃比に対し、余裕を有した値としてある。
【００２９】
図７に本実施形態に係るエンジン回転数に対するガバナアクチュエータの燃料ガス上限レベルの説明概念図を示す。
起動時、始動空気による回転上昇Ｎ０（Ｎゼロ）後、エンジン１の主室ガスによる運転が開始（ｔ０）後、ガバナアクチュエータ２１の出力はａ点からｂ点までα１で進む。エンジン回転数がＮｅ以上上昇しない場合には、ガバナ燃料ガス上限レベルはＳ１とＳＬ１の間のＳＬｅまでとなり、それ以上の出力をしないようになっている。
そして、ａ点からｂ点までα１で順調にエンジン回転数Ｎが上昇したが、ｂ点からｃ点までの間で、エンジン回転数がＮ２に達せず、Ｎｆ以上に上昇しない場合には、ガバナ燃料ガス上限レベルはＳＬ１とＳＬ２の間のＳＬｆまでとなり、それ以上の出力をしないようになっている。
【００３０】
図２の説明ではガバナ出力増加率マップ１６、燃料ガス上限レベルマップ１７より夫々のガス濃度に対応した線図を取り出し、その後線図よりエンジン回転数に応じて増加率α、上限レベルＳＬを設定するよう説明したが、ガス濃度検出と回転数に基づいて前記マップより直接増加率α、上限レベルＳＬを抽出するようにしてもよい。（図３の制御フローではそのように説明している。）
【００３１】
図３は本実施形態の制御フロー図を示し、ステップＳ１からスタートして、ステップＳ２において、変移点回転数設定部１２にて増加率α及び上限レベルＳＬを段階的に変化させるための回転数変移点Ｎ１、Ｎ２…を前もって設定しておく。
その後ステップＳ３で燃料ガスのガス濃度（例えばメタン「ＣＨ４」）の濃度）を検出してＥＣＵ８に出力する。ステップＳ４にてエンジン回転数（ｒｐｍ）を検出してＥＣＵ８に出力する。（尚ステップＳ２、Ｓ３の順序は問わない）ステップＳ５にてガス濃度％とエンジン回転数Ｎとに基づいてガバナ出力増加率マップ１６にてガバナ出力増加率αを抽出して、ガバナ出力増加率設定部１４に出力する。ステップＳ６においてガバナ出力増加率設定部１４がガバナ出力増加率αを決定する。ステップＳ７にて、回転数変移点N1と実回転数とを比較する。回転数変移点Ｎ１＞実回転数の場合にはＹＥＳを選択してステップＳ８に進む。（実エンジン回転数が回転数変移点設定部１２で設定した区間（Ｎ０〜Ｎ１）に入っている場合）
また、回転数変移点Ｎ１＜実回転数の場合（実エンジン回転数が回転数変移点設定部１２で設定した区間（Ｎ０〜Ｎ１）→（Ｎ１〜Ｎ２）に移行している場合）にはＮＯを選択してステップＳ１４に進み、ステップＳ１４にてガバナ出力増加率をα１→α２に変更してステップＳ６に戻る。
【００３２】
回転数変移点Ｎ１＞実回転数の場合にステップＳ８ではアクチュエータ操作量演算部１５にてアクチュエータ操作量の演算を行う。ステップＳ９において、燃料ガス上限レベルと演算されたアクチュエータ操作量とを比較する。
燃料ガス上限レベルＳＬｉ（ここは、Ｓ１からＳＬ１の間で線形補間したＳＬｉとなる）＞演算された操作量の場合には、燃料ガス上限レベルＳＬｉに達していないと判断し、ＹＥＳを選択してステップＳ１０に進み、ステップＳ１０においては演算された操作量が選定される。
一方、燃料ガス上限レベルＳＬｉ＜演算された操作量の場合には、燃料ガス上限レベルＳＬｉに達していると判断し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１においては、これ以上の燃料ガス供給率を増加させることは失火、異常燃焼等を招くので、上限レベル設定部１８が作動して、燃料ガス制限値を選定される。
【００３３】
ステップＳ１２において、ステップＳ１０、又はステップＳ１１の結果に基づいて、ガバナアクチュエータ２１が作動し、ステップＳ１３にてガス流量調整弁４が操作されエンジン１への燃料ガス供給制御が行われる。
【００３４】
上述のようにすることで、エンジン起動からアイドリング回転数までの回転数変移点毎に、燃料ガスの濃度を検知して、その濃度に基づいてガバナ出力増加率を変化させると共に、回転数変移点毎に燃料ガス供給限界値を設けることで、燃焼室における燃料ガスの過濃又は、希薄を防止して、燃料ガスの異常燃焼又は失火等を防ぎ、エンジン起動からアイドリング回転数までの回転数上昇を速く且つ、確実に実施することができる。
また、炭鉱ガス等の燃料ガス濃度が変動しやすい燃料ガスを使用した場合においても、回転数変移点設定部１２で設定した区間（Ｎ０〜Ｎ１）、（Ｎ１〜Ｎ２）、（Ｎ２〜Ｎ３）毎に燃料ガス供給限界値を設けることで、メタンガス濃度の低下に起因する失火のみならず、無駄な燃料ガス排出が抑制されるので、省エネルギー、環境等に良い効果をもたらす。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
炭鉱等の坑内で発生するメタン等を燃料ガスとして直接シリンダ（燃焼室）内に導入し、導入する燃料ガスの濃度に基づいて燃料ガス導入量を変化させて、エンジンの起動からアイドリング回転数までの回転数上昇を確実に且つ、速く実施できるようにするガスエンジンの制御装置に用いられるとよい。
【符号の説明】
【００３６】
１      エンジン
３      燃料ガス管路
４      ガス流量調整弁
５      回転検出器
６      燃料ガス供給部
７      ガス濃度検知部
８      ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
１０    ガバナコントローラ
１２    回転数変移点設定部
１３    ガバナ出力増加率変更部
１４    ガバナ出力増加率設定部
１５    アクチュエータ操作量演算部
１６    ガバナ出力増加率マップ
１７    燃料ガス流量制限マップ
２１    ガバナアクチュエータ
【図１】
2012131990.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012131990.tif 000007
【図６】
2012131990.tif 000008
【図７】
2012131990.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2012131990.tif 000012
2012131990.tif 000013