(57)【要約】【課題】ガスエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関を安定して着火することができる内燃機関のバルブ制御装置を提供すること。【解決手段】１２気筒ガスエンジン１の通常状態では、燃料をシリンダＳＬ，ＳＲに供給若しくは遮断する開閉バルブＬ，Ｒの開順序を、Ｌ１→Ｒ１→Ｌ５→Ｒ５→Ｌ３→Ｒ３→Ｌ６→Ｒ６→Ｌ２→Ｒ２→Ｌ４→Ｒ４の順序で切換えて、燃焼室に燃料ガスを１タイミングだけ燃焼室へ供給して連続着火する。ガスエンジン１の起動時など非通常状態では、上記連続着火状態における開閉バルブＬ，Ｒの開順序を１個飛ばしにして、Ｌ１→Ｌ５→Ｌ３→Ｌ６→Ｌ２→Ｌ４→Ｒ１→Ｒ５→Ｒ３→Ｒ６→Ｒ２→Ｒ４→Ｌ１の順序にする。このように１個飛ばしにすることにより、燃焼ガスの濃さを２倍にアップすることができ、安定した着火を得ることができる。【選択図】　　　　　　図２
2004100610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気吸入手段と、空気吸入手段が吸入する空気を放出する放出弁と、複数の燃焼室を設けた燃焼室と、複数の燃焼室の各々に設けられ燃焼室に燃料を供給又は遮断する開閉バルブと、開閉バルブの開閉を制御するバルブ制御装置とを備えた内燃機関において、
上記バルブ制御装置は、
内燃機関の通常運転時では、複数の開閉バルブの各開閉バルブを予め定められたタイミング毎に切り換えて開状態とした開閉バルブの連続着火順序で燃焼室に燃料を供給するようにし、
内燃機関の非通常運転時では、前記複数の開閉バルブの着火順序を前記連続着火順序の１つ置きにかつ開閉バルブを２タイミング毎に切り換えて燃焼室に燃料を供給した後、残りの開閉バルブを順次に２タイミング毎に切り換えた不連続着火順序にて燃焼室に燃料を供給するようにしたことを特徴とする内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項２】
前記バルブ制御装置は、上記燃焼室の起動時に不連続着火制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の通常運転を内燃機関の回転数で判断するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の通常運転を内燃機関の放出弁の作動状態で判断するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項５】
複数の各燃焼室の各々に、燃焼室に燃料を供給する開閉バルブが設けられ、
内燃機関の通常運転時では、複数の開閉バルブの各開閉バルブを予め定められたタイミング毎に切り換えて開状態とした開閉バルブの連続着火順序で燃焼室に燃料を供給するようにし、
内燃機関の非通常運転時では、前記複数の開閉バルブの着火順序を前記連続着火順序の１つ置きにかつ開閉バルブを２タイミング毎に切り換えて燃焼室に燃料を供給した後、残りの開閉バルブを順次に２タイミング毎に切り換えた不連続着火順序にて燃焼室に燃料を供給するようにしたことを特徴とする内燃機関のバルブ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスエンジンなどの内燃機関の着火を容易に行うことができる内燃機関のバルブ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、１２気筒のＶ形のガスエンジン１を示す。
図に示すように、Ｖ形ガスエンジン１は、左側に６個のシリンダＳＬ１〜ＳＬ６（これらのシリンダを総称してＳＬとする）を設け、右側に６個のシリンダＳＲ１〜ＳＲ６（これらのシリンダを総称してＳＲとする）を設けている。Ｖ形ガスエンジン１の一方のシリンダＳＬ１〜ＳＬ６には、シリンダＳＬ１〜ＳＬ６に対応させて、末尾に同様の数字を付した開閉バルブＬ１〜Ｌ６（これらの開閉バルブの総称してＬとする）を、すなわちシリンダの１つにバルブの１つを対応させて配設している。
【０００３】
同様に、他方のシリンダＳＲ１〜ＳＲ６には、シリンダＳＲ１〜ＳＲ６に対応させて、末尾に同様に数字を付した開閉バルブＲ１〜Ｒ６（これらの開閉バルブを総称してＲとする）を、すなわちシリンダの１つにバルブの１つを対応させて配設している。
バルブＬ，Ｒは、シリンダＳＬ，ＳＲ内の燃焼室に燃料ガスを供給するものであり、各シリンダＳＬ，ＳＲを交互にかつ全てのシリンダについて、順次に燃料ガスを供給する。すなわち、エンジンの構造上、全てのシリンダの燃焼室に一度に燃料ガスを供給するのでなく、一つずつの燃焼室に定められた順序に従い順次、燃料ガスを供給するようにしている。
具体的には、１２気筒のシリンダＳＬ、ＳＲについては、開閉バルブＬ，Ｒを、Ｌ１→Ｒ１→Ｌ５→Ｒ５→Ｌ３→Ｒ３→Ｌ６→Ｒ６→Ｌ２→Ｒ２→Ｌ４→Ｒ４の順序にてバルブを開き、燃焼室を順次連続着火する。そして、１循環した後、再度同様の順序にて開閉バルブＬ１〜Ｒ４を開き、燃焼室の連続着火を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−１１３１７４号公報　（第２頁、左欄上段）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の４サイクル予混合機関では、燃焼室内の空気過剰率を制御するために、過給機で加圧された空気を放出弁でコントロールしていた。定格負荷運転時には燃料消費量が多いため空気を放出することで空気過剰率を一定にすることができる。
しかし、機関起動時では、燃料の消費量が少なく、空気は最低でも燃焼室の体積分だけ燃焼室に空気が吸い込まれるため、空気過多の状態となり失火する場合があった（特許文献１参照）。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ガスエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関を安定して着火することができる内燃機関のバルブ制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関の開閉バルブの制御装置は、上記目的を達成するために、空気吸入手段と、空気吸入手段が吸入する空気を放出する放出弁と、２組にグループ分けできる複数の燃焼室を設けた燃焼室と、複数の燃焼室の各々に設けられ燃焼室に燃料を供給する開閉バルブと、開閉バルブの開閉を制御するバルブ制御装置とを備えた内燃機関において、上記バルブ制御装置は、内燃機関の通常運転時では、複数の開閉バルブの各開閉バルブを循環させて、１タイミング毎に切り換えて開状態とした開閉バルブの連続着火順序で燃焼室に燃料を供給するようにし、
内燃機関の非通常運転時では、前記複数の開閉バルブの着火順序を連続着火順序の１つ置きにかつ開閉バルブを２タイミング毎に切り換えて燃焼室に燃料を供給した後、残りの開閉バルブを順次に２タイミング毎に切り換えた不連続着火順序にて燃焼室に燃料を供給するようにした。
その上記バルブ制御装置をさらに詳細に説明すると、内燃機関の通常運転時では、一方グループの燃焼室に含まれる開閉バルブと他方のグループの燃焼室に含まれる開閉バルブを交互に切り換え、かつ各々のグループ内に含まれる開閉バルブを順次に１タイミング毎に切り換えた連続着火制御で燃焼室に燃料を供給するようにし、内燃機関の非通常運転時では、前記開閉バルブの切り換え順序を１つ飛ばしにした結果、前記グループ分けした一方のグループに含まれる燃焼室の開閉バルブを順次に２タイミング毎に切り換えた不連続着火制御で燃焼室に燃料を供給した後、他方のグループに含まれる燃焼室の開閉バルブを順次に２タイミング毎に切り換えた不連続着火制御で燃焼室に燃料を供給するようにしている。
【０００７】
前記バルブ制御装置は、上記燃焼室の起動時に不連続着火制御することができる。また、前記バルブ制御装置は、前記内燃機関の通常運転を内燃機関の回転数で判断することができ、前記内燃機関の通常運転を内燃機関の放出弁の作動状態で判断することもできる。
【０００８】
本発明の内燃機関のバルブ制御方法は、複数の各燃焼室の各々に、燃焼室に燃料を供給する開閉バルブが設けられ、内燃機関の通常運転時では、複数の開閉バルブの各開閉バルブを循環させて、１タイミング毎に切り換えて開状態とした開閉バルブの連続着火順序で燃焼室に燃料を供給するようにし、
内燃機関の非通常運転時では、前記複数の開閉バルブの着火順序を連続着火順序の１つ置きにかつ開閉バルブを２タイミング毎に切り換えて燃焼室に燃料を供給した後、残りの開閉バルブを順次に２タイミング毎に切り換えた不連続着火順序にて燃焼室に燃料を供給するようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態における内燃機関のバルブ制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、従来の技術で説明した図１を用い同一の符号を付して説明する。
図２は、ガスエンジン部１の概略図である。ガスエンジン部１には、大気から空気を導入する過給機２を設け、過給機２には空気を冷却する空気冷却器３が管路を介して接続されている。空気冷却器３には管路を介してエンジン４が接続され、過給機２から導入された空気がエンジン４に導入される。また、空気冷却器３とエンジン４との間の管路には放出弁５が設けられている。放出弁５は、エンジン４に導入される空気過剰率を一定にするために、過給機２から導入された空気を放出する。エンジン４には、従来の技術で説明した図１に示すシリンダＳＬ，ＳＲが設けられている。
【００１０】
上述したようにエンジン４のシリンダＳＬ，ＳＲの燃焼室には、開閉バルブＬ，Ｒを介して燃料ガス供給源６が接続され、開閉バルブＬ，Ｒは、燃料ガス供給源６から供給される燃料ガスの開閉を行う。開閉バルブＬ，Ｒには、バルブ制御装置７が電気的に接続され、各々の開閉バルブＬ，Ｒの開閉を順次に行うことができる。
具体的には、バルブ制御装置７は、エンジン４の稼働時における通常時の連続着火状態では、開閉バルブＬ，Ｒの所定の一つのバルブを、一定時間だけ順次開状態に切換するように制御する。
一例として、開閉バルブＬ，Ｒの開閉順序を、Ｌ１→Ｒ１→Ｌ５→Ｒ５→Ｌ３→Ｒ３→Ｌ６→Ｒ６→Ｌ２→Ｒ２→Ｌ４→Ｒ４の順序で切換え、全ての開閉バルブＬ，Ｒに燃焼ガスを一定時間だけ燃焼室へ供給する。次いで、同様の順序で連続着火を繰り返す。
【００１１】
エンジン４の起動時では、不連続着火を行う。この不連続着火状態では、開閉バルブＬ，Ｒの開閉順序を、図１に示す連続着火状態における順序の１つ置きに行う。詳しくは、図３に示すように、連続着火状態の１順目の順序、Ｌ１→（Ｒ１）→Ｌ５→（Ｒ５）→Ｌ３→（Ｒ３）→Ｌ６→（Ｒ６）→Ｌ２→（Ｒ２）→Ｌ４→（Ｒ４）、２順目の順序（Ｌ１）→Ｒ１→（Ｌ５）→Ｒ５→（Ｌ３）→Ｒ３→（Ｌ６）→Ｒ６→（Ｌ２）→Ｒ２→（Ｌ４）→Ｒ４のうち、（　）で被った開閉バルブには燃焼室に燃料ガスを供給しない。よって、開閉バルブＬ，Ｒを、Ｌ１→Ｌ５→Ｌ３→Ｌ６→Ｌ２→Ｌ４→Ｒ１→Ｒ５→Ｒ３→Ｒ６→Ｒ２→Ｒ４の順序で切り替えて開状態にする。
すなわち、一方のシリンダＳＬ側の開閉バルブＬを順次開状態に切り替えた後、他方のシリンダＳＲ側の開閉バルブＲを順次開状態に切り替える。但し、各々の開閉バルブＬ、Ｒの開状態は、連続着火状態では１つのバルブの切り換えタイミングを１タイミングとすると、不連続状態では１つのバルブの切り換えタイミングを２タイミングとして設定する。なお、開閉バルブの切り換え時間は、その２タイミング中の全てを開状態にしてもよいが、１タイミング以上の任意の時間だけ開状態にしてもよい。
【００１２】
こうしたガスエンジン１は、図４に示すように、ガスエンジン１が起動する際に、機関制御盤１０から燃料ガス供給開始指令１１が出され、燃料ガスが燃料ガス供給源６から開閉バルブＬ，Ｒへ供給される。これと同時に、ガスエンジン１の通常運転確認検出部１２によって、ガスエンジン１が通常状態であるか否かが検出される。検出方法については、例えば回転数を検出する。具体的には、回転数が７００回転以下であれば通常運転でないとして、バルブ制御装置７は、不連続着火を行う。回転数が７００同転よりも高ければ、通常運転として連続着火が行われる。
【００１３】
不連続着火では上述したような順序で、開閉バルブＬ，Ｒを順次開状態にする。ここで、各開閉バルブＬ，Ｒの開状態を維持させる時間は、連続着火での各開閉バルブＬ，Ｒの２バルブ（２タイミング）分の切り換えタイミングとする。　　よって、ガスエンジン１の起動時において、放出弁５が作動していないような状態でかつ回転数が低い場合のように、燃料ガスが希薄になる状態であっても、燃料ガス濃度を２倍にすることができる。よって、失火のおそれが軽減する。
【００１４】
回転数が７００回転よりも高くなった場合では、通常運転としてバルブ制御装置７は、開閉バルブＬ，Ｒの連続着火を行う。連続着火では、上述した連続着火の順序により、開閉バルブＬ，Ｒを交互に開状態にする。このときの開閉バルブＬ，Ｒの切り換えタイミングは１タイミングである。
なお、エンジン通常運転確認検出部１２の通常運転検出方法は、エンジンの回転数のみならず、その他、放出弁５が作動している場合に通常運転とし、連続着火を行い、放出弁５が作動していない状態で非通常運転として、不連続着火を行うようにしてもよい。なお、放出弁が作動するのはエンジン定格負荷の３０〜４０％以上である。このようにエンジン通常運転確認検出部１２の通常運転検出方法は任意の種々の手段が考えられる。
【００１５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的思想に基づいて、勿論、本発明は種々の変形又は変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、ガスエンジン１をＶ形エンジンとしたが、Ｖ形以外の２列のシリンダや単列のシリンダについても、シリンダを２グループに分けて適用することができる。
また、上記実施の形態では、１２気筒のシリンダを例に挙げたが、図５に示すように、１４気筒のシリンダＳＬ１〜７，ＳＲ１〜７の開閉バルブＬ１〜７，Ｒ１〜７にも適用が可能であり、その他、１６気筒、１８気筒など複数シリンダに適用可能である。
さらには、ガスエンジンの他にディーゼルエンジンについても適用が可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の内燃機関のバルブ制御装置は、内燃機関の通常運転時では、複数の開閉バルブの各開閉バルブを循環させて、１タイミング毎に切り換えて開状態とした開閉バルブの連続着火順序で燃焼室に燃料を供給するようにし、内燃機関の非通常運転時では、前記複数の開閉バルブの着火順序を連続着火順序の１つ置きにかつ開閉バルブを２タイミング毎に切り換えて燃焼室に燃料を供給した後、残りの開閉バルブを順次に２タイミング毎に切り換えた不連続着火順序にて燃焼室に燃料を供給するようにしたので、燃料室へ供給する燃料濃度が濃くなり燃焼室の失火を防止することができるようになる。
前記バルブ制御装置は、上記燃焼室の起動時に制御するようにしたので、内燃機関の起動時に安定した着火を得ることができる。
また、前記内燃機関の通常運転を内燃機関の回転数で判断したり、放出弁の作動状態で判断することにより、連続着火と不連続着火の切り換えを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による内燃機関のバルブ制御装置を利用しているガスエンジンの概略図（ガスエンジンの通常状態）である。なお、従来技術例としても使用している。
【図２】本発明の実施の形態による内燃機関のバルブ制御装置を利用しているガスエンジン部の概略フロー図である。
【図３】本発明の実施の形態による内燃機関のバルブ制御装置を利用しているガスエンジンの概略図（ガスエンジンの非通常状態）である。
【図４】本発明の実施の形態による内燃機関のバルブ制御装置の開閉バルブの制御方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の変形例による内燃機関のバルブ制御装置を利用している１４、１６、１８気筒のシリンダを有するガスエンジンの概略図である。
【符号の説明】
１　ガスエンジン部
２　過給機
３　空気冷却器
４　エンジン
５　放出弁
６　燃料ガス供給弁
７　バルブ制御装置
１０　機関制御盤
１１　燃料ガス供給開始指令
１２　エンジンの通常運転確認検出部
Ｌ，Ｒ　開閉バルブ
ＳＬ，ＳＲ　シリンダ
【図１】
2004100610.tif 000003
【図２】
2004100610.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004100610.tif 000006
【図５】
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