(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、前記シリンダ内に収納され往復運動するピストンと、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸と、前記シリンダのヘッドに設けられた副室と、前記シリンダのヘッド内面上部と前記ピストンの上面との空間に形成された主室と、前記副室に供給する燃料ガス量を調整する副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁とを備えた副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室の副室内ガス圧力を検出する副室圧力検出器と、
前記副室内ガス圧力に基づき前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御する副室ガス供給コントローラとを備え、
前記副室ガス供給コントローラは、
前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の着火直後における前記副室内ガス圧力のピーク値と上死点経過後における前記副室内ガス圧力のピーク値との２つの前記副室内ガス圧力のピーク値の内の着火直後における前記副室内ガス圧力のピーク値を選出し、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲外のときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量変化させるものであることを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項２】
シリンダと、前記シリンダ内に収納され往復運動するピストンと、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸と、前記シリンダのヘッドに設けられた副室と、前記シリンダのヘッド内面上部と前記ピストンの上面との空間に形成された主室と、前記副室に供給する燃料ガス量を調整する副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁とを備えた副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室の副室内ガス圧力を検出する副室圧力検出器と、
前記主室の主室内ガス圧力を検出する主室圧力検出器と、
前記副室内ガス圧力及び前記主室内ガス圧力に基づき前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御する副室ガス供給コントローラとを備え、
前記副室ガス供給コントローラは、
前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の着火直後と上死点経過後とに２つのピークを有する前記副室内ガス圧力と、前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の上死点経過後にピークを有する前記主室内ガス圧力との差のピーク値を選出し、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲外のときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量変化させるものであることを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項３】
前記副室ガス供給コントローラは、
着火時の前記副室内の燃料ガスの当量比が常時１より小さくなるように前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御すると共に、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲より大きいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量狭め、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲より小さいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量広げるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項４】
前記副室ガス供給コントローラは、
着火時の前記副室内の燃料ガスの当量比が常時１より大きくなるように前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御すると共に、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲より大きいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量広げ、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲より小さいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量狭めるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項５】
シリンダと、前記シリンダ内に収納され往復運動するピストンと、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸と、前記シリンダのヘッドに設けられた副室と、前記シリンダのヘッド内面上部と前記ピストンの上面との空間に形成された主室と、前記副室に供給する燃料ガス量を調整する副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁とを備えた副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室の副室内ガス圧力を検出する副室圧力検出器と、
前記副室内ガス圧力に基づき前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御する副室ガス供給コントローラとを備え、
前記副室ガス供給コントローラは、
前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の着火直後における前記副室内ガス圧力のピーク値と上死点経過後における前記副室内ガス圧力のピーク値との２つの前記副室内ガス圧力のピーク値の内の着火直後の演算対象期間における前記副室内ガス圧力を積分して圧力積分値を演算し、
前記積分値が目標圧力の許容範囲外のときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量変化させるものであることを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項６】
シリンダと、前記シリンダ内に収納され往復運動するピストンと、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸と、前記シリンダのヘッドに設けられた副室と、前記シリンダのヘッド内面上部と前記ピストンの上面との空間に形成された主室と、前記副室に供給する燃料ガス量を調整する副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁とを備えた副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室の副室内ガス圧力を検出する副室圧力検出器と、
前記主室の主室内ガス圧力を検出する主室圧力検出器と、
前記副室内ガス圧力及び前記主室内ガス圧力に基づき前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御する副室ガス供給コントローラとを備え、
前記副室ガス供給コントローラは、
前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の着火直後と上死点経過後とに２つのピークを有する前記副室内ガス圧力と、前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の上死点経過後にピークを有する前記主室内ガス圧力との圧力差を積分して圧力差積分値を演算し、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲外のときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量変化させるものであることを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項７】
前記副室ガス供給コントローラは、
着火時の前記副室内の燃料ガスの当量比が常時１より小さくなるように前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御すると共に、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲より大きいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量狭め、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲より小さいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量広げるものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項８】
前記副室ガス供給コントローラは、
着火時の前記副室内の燃料ガスの当量比が常時１より大きくなるように前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御すると共に、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲より大きいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量広げ、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲より小さいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量狭めるものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の前記副室式ガスエンジンを複数台備えると共に、前記副室ガス供給コントローラを中央監視制御室に備えたことを特徴とする発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、副室内に燃料ガスの一部を供給し着火装置により着火を行い、副室内で着火した燃焼ガスが副室噴孔を介して主燃焼室に噴出することで主燃焼室の混合気を燃焼させる、副室式ガスエンジン及び発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、気薄混合ガス燃料をエンジンの主室に導入し、主室に隣接して設けられた副室内に、ガス燃料及び主室内の気薄混合ガス燃料を着火しやすい濃度になるように導入して混合し、副室内で混合ガス燃料を着火し、複数の噴孔から噴出する火炎により主室に向けてトーチを形成して、主室内の気薄混合ガス燃料を燃焼させる副室式ガスエンジンが知られている。
この副室式ガスエンジンにおいては、出力向上や熱効率向上を図る上でノッキングや失火の発生が問題となる。
【０００３】
そして、本願の出願人は、ノッキング、失火、消炎、及び主室の筒内圧力の過昇等の燃焼診断を行うべく、主室の筒内圧力検出器から入力される筒内圧力検出値及びクランク軸角度検出器から入力されるクランク角検出値に基づき、燃焼診断装置によって、主室の筒内圧力の検出値と吸気圧力を含む圧縮始め以前の基準圧力との差圧をクランク角に対応させて算出し、各クランク角における前記差圧と圧縮行程における一又は複数の任意点の差圧との筒内圧力比を用いて主室内における筒内圧力状態等の燃焼状態の診断を行うものを提案した（例えば、特許文献１。）。
【０００４】
ノッキング、失火、消炎を防止するためには、主室内の状態を検出し適正に制御する必要があるが、副室内の状態を検出し適正に制御することも必要である。
そして、特許文献１に記載のものは、ガスエンジンの全行程において、基本的な主室の筒内圧力検出器の有無を判断し制御できるものの、副室については言及していなかった。
【０００５】
また、副室内の状態を検出すべく、本願の出願人は、副燃焼室に導かれたトーチ点火用燃料ガスに点火プラグによって着火、燃焼せしめ、この燃料トーチを主燃焼室内の混合気中に噴出して、これを燃焼するようにしたガスエンジンにおいて、副燃焼室内の燃料ガス濃度あるいは酸素濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段にて検出された燃料ガス濃度、あるいは検出された酸素濃度に基づき算出された燃料ガス濃度に基づいて前記副燃焼室へのトーチ用燃料ガスの圧力を制御するガス圧力制御手段とを備えるとともに、前記濃度検出手段が、前記副燃焼室内に入射したレーザ光を受光して光学的計測を行なう手段を備えて構成されるものを提案した（例えば、特許文献２）。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載のものでは、ガス濃度を算出するに当たり検出器としてレーザー光を使用しており、検出装置が高価になるという問題があった。
更に、適正ガス濃度との比較及び副室ガス圧力の調整についての具体的な構成については何等記載されていない。
【０００７】
また、本願の出願人は、副室式ガスエンジンにおける副室内の失火を検知する失火検知手段と、該失火検知手段からの信号に基づいて副室燃料ガスの供給量を調整する副室燃料ガス供給量調整手段とを備え、失火検知手段が、副室式ガスエンジンのシリンダ（主室）内の圧力に基づいて失火を検知するもの、或いは、失火検知手段が、副室内の失火を光学センサにて検知するものを提案した（例えば、特許文献３。）。
【０００８】
しかしながら、特許文献３に記載のものは、副室内の失火を光学センサにて検知するに留まっており、副室内の着火状況を的確に把握していないという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１７０４０５号公報
【特許文献２】特開平１０−２６６８８０号公報
【特許文献３】特開２０００−３２０３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の従来の各特許文献に記載のものが有していた問題を解決しようとするものであり、副室内の燃焼状態を安価な圧力検出器により検知し、副室内に供給する燃料ガス供給量を適正に制御するようにした副室式ガスエンジン及び発電設備を提供することを目的とする。
また、別の発明は、主室にも安価な圧力検出器を設け、副室内の圧力と主室内の圧力との圧力差に基づき副室内の燃焼状態を検知し、副室内に供給する燃料ガス供給量を適正に制御するようにした副室式ガスエンジン及び発電設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の問題点に対し本発明は、以下の各手段を以って課題の解決を図る。
【００１２】
第１の手段の副室式ガスエンジンは、シリンダと、前記シリンダ内に収納され往復運動するピストンと、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸と、前記シリンダのヘッドに設けられた副室と、前記シリンダのヘッド内面上部と前記ピストンの上面との空間に形成された主室と、前記副室に供給する燃料ガス量を調整する副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁とを備えた副室式ガスエンジンにおいて、前記副室の副室内ガス圧力を検出する副室圧力検出器と、前記副室内ガス圧力に基づき前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御する副室ガス供給コントローラとを備え、前記副室ガス供給コントローラは、前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の着火直後における前記副室内ガス圧力のピーク値と上死点経過後における前記副室内ガス圧力のピーク値との２つの前記副室内ガス圧力のピーク値の内の着火直後における前記副室内ガス圧力のピーク値を選出し、前記ピーク値が目標圧力の許容範囲外のときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量変化させるものであることを特徴とする。 
【００１３】
第２の手段の副室式ガスエンジンは、シリンダと、前記シリンダ内に収納され往復運動するピストンと、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸と、前記シリンダのヘッドに設けられた副室と、前記シリンダのヘッド内面上部と前記ピストンの上面との空間に形成された主室と、前記副室に供給する燃料ガス量を調整する副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁とを備えた副室式ガスエンジンにおいて、前記副室の副室内ガス圧力を検出する副室圧力検出器と、前記主室の主室内ガス圧力を検出する主室圧力検出器と、前記副室内ガス圧力及び前記主室内ガス圧力に基づき前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御する副室ガス供給コントローラとを備え、前記副室ガス供給コントローラは、前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の着火直後と上死点経過後とに２つのピークを有する前記副室内ガス圧力と、前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の上死点経過後にピークを有する前記主室内ガス圧力との差のピーク値を選出し、前記ピーク値が目標圧力の許容範囲外のときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量変化させるものであることを特徴とする。
【００１４】
第３の手段は、第１又は２の手段の副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室ガス供給コントローラは、
着火時の前記副室内の燃料ガスの当量比が常時１より小さくなるように前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御すると共に、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲より大きいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量狭め、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲より小さいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量広げるものであることを特徴とする。
【００１５】
第４の手段は、第１又は２の手段の副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室ガス供給コントローラは、
着火時の前記副室内の燃料ガスの当量比が常時１より大きくなるように前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御すると共に、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲より大きいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量広げ、
前記ピーク値が目標圧力の許容範囲より小さいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量狭めるものであることを特徴とする。
【００１６】
第５の手段の副室式ガスエンジンは、シリンダと、前記シリンダ内に収納され往復運動するピストンと、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸と、前記シリンダのヘッドに設けられた副室と、前記シリンダのヘッド内面上部と前記ピストンの上面との空間に形成された主室と、前記副室に供給する燃料ガス量を調整する副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁とを備えた副室式ガスエンジンにおいて、前記副室の副室内ガス圧力を検出する副室圧力検出器と、前記副室内ガス圧力に基づき前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御する副室ガス供給コントローラとを備え、前記副室ガス供給コントローラは、前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の着火直後における前記副室内ガス圧力のピーク値と上死点経過後における前記副室内ガス圧力のピーク値との２つの前記副室内ガス圧力のピーク値の内の着火直後の演算対象期間における前記副室内ガス圧力を積分して圧力積分値を演算し、前記積分値が目標圧力の許容範囲外のときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量変化させるものであることを特徴とする。
【００１７】
第６の手段の副室式ガスエンジンは、シリンダと、前記シリンダ内に収納され往復運動するピストンと、前記ピストンにより回転駆動されるクランク軸と、前記シリンダのヘッドに設けられた副室と、前記シリンダのヘッド内面上部と前記ピストンの上面との空間に形成された主室と、前記副室に供給する燃料ガス量を調整する副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁とを備えた副室式ガスエンジンにおいて、前記副室の副室内ガス圧力を検出する副室圧力検出器と、前記主室の主室内ガス圧力を検出する主室圧力検出器と、前記副室内ガス圧力及び前記主室内ガス圧力に基づき前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御する副室ガス供給コントローラとを備え、前記副室ガス供給コントローラは、前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の着火直後と上死点経過後とに２つのピークを有する前記副室内ガス圧力と、前記副室式ガスエンジンの圧縮工程の上死点経過後にピークを有する前記主室内ガス圧力との圧力差を積分して圧力差積分値を演算し、前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲外のときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量変化させるものであることを特徴とする。
【００１８】
第７の手段は、第５又は６の手段の副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室ガス供給コントローラは、
着火時の前記副室内の燃料ガスの当量比が常時１より小さくなるように前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御すると共に、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲より大きいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量狭め、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲より小さいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量広げるものであることを特徴とする。
【００１９】
第８の手段は、第５又は６の手段の副室式ガスエンジンにおいて、
前記副室ガス供給コントローラは、
着火時の前記副室内の燃料ガスの当量比が常時１より大きくなるように前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を制御すると共に、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲より大きいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量広げ、
前記圧力差積分値が目標圧力の許容範囲より小さいときに前記副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を所定量狭めるものであることを特徴とする。
【００２０】
第９の手段の発電設備は、第１乃至８のいずれかの手段の前記副室式ガスエンジンを複数台備えると共に、前記副室ガス供給コントローラを中央監視制御室に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の各手段を採用しており、以下の効果を奏する。
【００２２】
第１〜４の手段の副室付ガスエンジンによれば、副室圧力検出器により、副室内の燃焼状態を表す副室圧力のピーク値を含む所定の演算対象期間中の副室内ガス圧力を検出し、副室ガス供給コントローラにより、着火後における副室圧力のピーク値を選出し、このピーク値を元に、副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を増減して副室に供給する燃料ガス量を調整することで、副室内の燃料ガス濃度を常に適正濃度に保ち、副室内での燃焼のばらつきを押さえ安定燃焼を可能とする。
【００２３】
また、第５〜８の手段の副室付ガスエンジンによれば、副室圧力検出器により、副室内の燃焼状態を表す副室圧力のピーク値を含む所定の演算対象期間中の副室内ガス圧力を検出し、副室ガス供給コントローラにより、圧力の積分値を演算し、この圧力の積分値を元に、副室ガス圧力調整弁又は副室ガス流量調整弁の開度を増減して副室に供給する燃料ガス量を調整することで、副室内の燃料ガス濃度を常に適正濃度に保ち、副室内での燃焼のばらつきを押さえ安定燃焼を可能とする。
【００２４】
また、第２、６の手段の副室付ガスエンジンによれば、副室の圧力と主室の圧力の差圧を演算することで、副室圧力検出器及び主室圧力検出器のドリフトの影響を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の各実施の形態に係る副室式ガスエンジン副室式ガスエンジン及び発電設備につき説明する。
＜＜本発明の第１の実施の形態＞＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンの構成図、図２は、図１の変形例を示す構成図である。
図３は、図１及び図２における副室の検出圧力値推移図、図４は、図１及び図２における副室内燃料ガス濃度と着火直後の副室圧力ピーク値との関係を示す図である。
図５は、図１及び図２におけるピーク圧力に基づく薄濃度着火制御の場合の制御フローチャート、図６は、図１及び図２におけるピーク圧力に基づく高濃度着火制御の場合の制御フローチャート、図７は、図１及び図２における圧力積分値に基づく薄濃度着火制御の場合の制御フローチャート、図８は、図１及び図２における圧力積分値に基づく高濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【００２６】
先ず、図１に基づき、本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンの構成につき説明する。
図１に示すように、副室式ガスエンジンは、シリンダ１と、シリンダ１内に収納され往復運動するピストン２と、シリンダ１のシリンダヘッドの周囲に接続された給気ポート４及び排気ポート５と、給気ポート４を開閉する給気弁と、排気ポート５を開閉する排気弁とを備えている。
そして、シリンダ１のヘッド内面上部とピストン２の上面との空間に、燃焼室である主室６が形成されている。
【００２７】
シリンダ１のシリンダヘッドの中央のエンジンブロック（シリンダヘッド）７には、副室８が設けられており、主室６と副室８とは、複数個（例えば４〜１０個）の副室噴孔により連通されている。
副室８の上部には、副室８内の混合気を火花点火するための着火装置としての点火プラグ９ａが設けられ、副室８内に燃料ガスを供給するためのトーチガス導入通路（点火用補助ガス通路）１１が接続されている。
【００２８】
なお、副室８の下端部はシリンダ１のヘッド内面上部より下方に突出しており、ピストン２の上面中央には凹部が形成されている。
ピストン２の上面中央に凹部を形成することで、圧縮工程の上死点において、ピストン２の上面周囲はシリンダ１のヘッド内面上部の周囲に近接する。
従って、主室６は、ほぼピストン２の上面中央の凹部のみなり、圧縮率を高めると共に、燃焼率を向上させている。
【００２９】
この副室式エンジンは吸気行程、圧縮行程、燃焼・膨張行程、排気行程を行う４サイクルエンジンであり、吸気行程においては、給気弁を開いて希薄燃料ガスが主室６内に給気される。
このとき、希薄燃料ガスは、この希薄燃料ガスのみでは点火プラグ９ａにより燃焼させることは難しい。
そこで、副室式エンジンでは、副室８を設け、圧縮行程において、主室６から複数個の副室噴孔を経由して流入した希薄燃料ガスにトーチガス導入通路１１から燃料ガスを噴出し混合して、点火プラグ９ａにより着火可能な濃度になるようにしている。
【００３０】
給気ポート４には、主室ガス供給弁２２及び主室ガス圧力調整弁２３が介装された燃料ガス供給管が接続されている。
そして、図示略の過給機から供給された空気と主室ガス供給弁２２及び主室ガス圧力調整弁２３により流量及び／又は圧力が調整された燃料ガスが給気ポート４内で混合され、混合された希薄燃料ガスは主室６内に給気されるようになっている。
また、トーチガス導入通路１１には、副室ガス供給弁２０及び副室ガス圧力調整弁２１（或いは、副室ガス流量調整弁）が介装された燃料ガス供給管が接続されている。
そして、副室ガス供給弁２０及び副室ガス圧力調整弁２１により流量及び／又は圧力が調整された燃料ガスは副室８内に給気されるようになっている。
【００３１】
副室８には、副室８内の圧力を検出する副室圧力検出器２５が設けられている。
副室圧力検出器２５により検出された副室内ガス圧力Ｐｓは、後述する副室ガス供給コントローラ３２ａに送信されるようになっている。
また、ピストン２により回転駆動されるクランク軸３には、クランク軸３のクランク角度θを検出するクランク軸角度検出器２４が設けられている。
クランク軸角度検出器２４により検出されたクランク角度θは、後述する主室ガス供給コントローラ３１及び副室ガス供給コントローラ３２ａに送信されるようになっている。
【００３２】
そして、例えば、複数台の発電用の副室式ガスエンジン、各種の周辺機器を備えた発電設備の中央監視制御室には、各副室式ガスエンジンを制御監視するためのガスエンジン制御監視盤３０（或いは、発電設備中央制御監視盤）が備えられている。
ガスエンジン制御監視盤３０は、各副室式ガスエンジン毎に、各シリンダの、主室ガス供給弁２２及び主室ガス圧力調整弁２３を制御する主室ガス供給コントローラ３１と、副室ガス圧力調整弁２１及び副室ガス供給弁２０を制御する副室ガス供給コントローラ３２ａと、点火コイル１０ａを介して点火プラグ９ａを制御する点火コントローラ３３とを備えている。
【００３３】
ガスエンジン制御監視盤３０は大型コンピュータを備えており、主室ガス供給コントローラ３１、副室ガス供給コントローラ３２ａ、点火コントローラ３３、演算器、設定器等は、各弁類等を制御するためのサブプログラム（シーケンス）の形態をなしている。
しかしながら、上記の形態に限定されるものではなく、主室ガス供給コントローラ３１、副室ガス供給コントローラ３２ａ及び点火コントローラ３３、演算器、設定器等を、個々の分散型の小型コンピュータ或いは電子制御回路により構成するようにしても良い。
即ち、本発明及び各実施の形態において、コントローラ、演算器、設定器等とは、（サブ）プログラム、シーケンサー、個々の分散型の小型コンピュータ或いは電子制御回路等、各種の形態のものを意味するものとする。
【００３４】
また、着火装置としては、図１に図示の点火プラグ９ａ、点火コイル１０ａに代えて、図２に示すように、レーザ光照射器９ｂ及びレーザ光発信器１０ｂを採用しても良い。
【００３５】
次に、図３に基づき、副室式ガスエンジンの圧縮工程における副室８内の混合ガスの圧力推移につき説明する。
図３に示すように、圧縮工程において、ピストンの上昇、圧縮に伴い、主室６内の主室内ガス圧力Ｐｍ（点線で図示）及び副室８内の副室内ガス圧力Ｐｓ（実線で図示）は上昇する。
そして、着火装置により副室８内の混合ガスが燃焼を開始すると、図３中の斜線或いは網線の部分のように副室８内の副室内ガス圧力Ｐｓは急上昇する。
【００３６】
副室内ガス圧力Ｐｓの上昇に伴い、副室８内の燃焼ガスは、複数個の副室噴孔から主室６内に火炎ジェットとして噴出される。
このとき、副室内ガス圧力Ｐｓは、副室圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）に達した後、急低下する。
その後、主室内ガス圧力Ｐｍ及び副室８内の副室内ガス圧力Ｐｓは、上昇し、膨張行程において降下する。
【００３７】
なお、図３において、副室圧力のピーク値Ｐ１とは、副室圧力検出器２５からの副室内ガス圧力Ｐｓそのもの（副室圧力検出器２５に、補正値が設定されている場合は、その補正値を減じた値）におけるピーク値である。
また、副室圧力のピーク値Ｐ２とは、着火時期付近の演算開始クランク角度θｓにおける計測圧力を圧力補正値Ｐｃとし、演算対象期間Ｔ２中の副室内ガス圧力Ｐｓから圧力補正値Ｐｃを減じた差圧におけるピーク値である。
【００３８】
なお、演算対象期間Ｔ１、Ｔ２は、予め設定された一定の固定の期間としても良く、負荷等に応じて変化させるようにしても良い。
また、演算開始クランク角度θｓは、予め設定された所定の固定の着火開始前のクランク角度としても良く、点火コントローラ３３から着火を開始したという信号（着火開始信号）を受信したときのクランク角度としても良い。
更には、クランク軸角度検出器２４からのクランク角度θを微分し、或いは、主室ガス供給コントローラ３１から副室式ガスエンジンの負荷率を受信し、着火期間の変化（タイミング）に応じて着火開始前の演算開始クランク角度θｓを演算するようにしても良い。
このように、演算開始クランク角度θｓは任意に設定することができるが、演算開始クランク角度θｓを上記の圧力最大値に近いようにすれば、副室内ガス圧力Ｐｓに発生するノイズを除くことができると共に正確な圧力最大値を得ることができるものの、演算が複雑になる。
【００３９】
副室式ガスエンジンにおいて、ノッキングや失火の発生を防止するためには、副室８内の着火直後の副室圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）を所定の目標圧力の範囲内（目標下限値Ｐｍｉｎ〜目標上限値Ｐｍａｘ）とする必要がある。
本実施の形態においては、圧縮工程において、副室圧力検出器２５により副室内ガス圧力Ｐｓを連続的に計測し、副室内の燃焼状態を検知するようにしている。
そして、副室８内の着火直後の副室圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）が所定の目標圧力の範囲内（目標下限値Ｐｍｉｎ〜目標上限値Ｐｍａｘ）となるように、副室８内に供給する燃料ガス供給量を適正に制御する。
【００４０】
なお、副室８内における着火状態は、図４に示すように、副室８内の燃料ガス濃度によって変化する。
着火直後の副室８内の圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）が最も高くなる濃度（過燃焼領域）は、燃料ガスの組成によって異なるが、通常は当量比１（燃料が完全燃焼する空燃比）付近の濃度である。
【００４１】
着火直後の副室８内の圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）が最も高くなる濃度に設定すると、副室６内各部の温度が上昇し、点火プラグ９ａ等の寿命短縮、部材高温部での表面着火、またはトーチ火炎が強すぎることによるノッキング等が発生する可能性が高くなる。
そのため、特に高出力、高効率を狙う副室式ガスエンジンにおいては、一般的に、燃料ガスの濃度を、図３の点ａ或いは点ｂのように、着火直後の副室８内の圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）が最も高くなる濃度からずらした濃度に設定される。
以下、過燃焼の領域（当量比が１）より常時少ない濃度（点ａ）を基準として制御するものを薄濃度着火制御と称し、常時濃い濃度（点ｂ）を基準として制御するものを高濃度着火制御と称する。
【００４２】
また、以下に、各圧力の計測、各演算、処理、副室ガス圧力調整弁２１の増減制御を、副室式ガスエンジンの１サイクル毎に行う場合について説明する。
しかしながら、これに限定されるものではなく、圧縮工程において、各圧力及びクランク角度を連続的に計測、記憶しておき、圧縮工程が終了した時点で、各演算（各目標値の演算、演算対象期間Ｔ１、Ｔ２の設定も含む）、処理、記憶を行い、数サイクル以降において、副室ガス圧力調整弁２１の増減制御を行う場合も含むものである。
【００４３】
＜ピーク圧力に基づく薄濃度着火制御＞
次に、図３、図５に基づき、副室ガス供給コントローラ３２ａによる副室内のピーク圧力に基づく薄濃度着火制御につき説明する。
先ず、制御スタート（ステップＳ１）後、クランク軸角度検出器２４からクランク角度θを受信する（ステップＳ２）。
次に、目標値設定器４０において、主室ガス供給コントローラ３１等から、副室式ガスエンジンの負荷率（稼動率）を入手し、この負荷率に応じた副室圧力目標値を演算する（ステップＳ３）。
そして、副室圧力目標値を基準として、所定の目標圧力の許容範囲（目標上限値Ｐｍａｘ及び目標下限値Ｐｍｉｎ）を演算する（ステップＳ４）。
なお、基準の圧力目標値、目標圧力の許容範囲（目標上限値Ｐｍａｘ及び目標下限値Ｐｍｉｎ）は予め設定された固定の値としても良い。
【００４４】
また、演算開始クランク角度θｓ及び演算対象期間Ｔ１（又はＴ２）も設定する。
演算開始クランク角度θｓ及び演算対象期間Ｔ１（又はＴ２）は、予め設定された固定の期間としても良く、負荷等に応じて変化させるようにしても良い。
演算対象期間Ｔ１の開始点は、演算開始クランク角度θｓが圧縮工程開始時である。
演算対象期間Ｔ２の開始点は、演算開始クランク角度θｓが着火開始時点（或いは、近傍）である。
また、演算対象期間Ｔ１、Ｔ２の終了点は、主室圧力がピークに達する前（例えば、上死点）とすることができる。
【００４５】
次に、ピーク値演算器４１において、副室圧力検出器２５から副室内ガス圧力Ｐｓを受信する（ステップＳ５ａ）。
そして、主室ガス供給コントローラ３１等から圧縮工程であるとの信号を受信後、演算開始クランク角度θｓから演算対象期間Ｔ１中における副室内ガス圧力Ｐｓを監視し、その中の最大値のものを副室圧力のピーク値Ｐ１として選出する（ステップＳ６ａ）。
【００４６】
或いは、主室ガス供給コントローラ３１等から圧縮工程であるとの情報を受信後、演算開始クランク角度θｓから演算対象期間Ｔ２中における副室内ガス圧力Ｐｓを監視し、着火時期付近の演算開始クランク角度θｓにおける計測圧力（初期値）を圧力補正値Ｐｃとし、これらの演算対象期間Ｔ２中の副室内ガス圧力Ｐｓから圧力補正値Ｐｃを減じることにより差圧を演算して、その差圧の中の最大値のものを副室圧力のピーク値Ｐ２として選出する（ステップＳ６ａ）。
このように、着火時期付近からピーク値Ｐ１（Ｐ２）の選出を開始することにより、下死点から演算開始クランク角度θｓ迄の間に発生する副室内ガス圧力Ｐｓの外乱（ノイズ）を排除することができる。
【００４７】
次に、副室ガス量増減器４２において、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＞目標上限値Ｐｍａｘか否かを判定する（ステップＳ７ａ）。
副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ａを基準とする薄濃度着火制御の場合、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＞目標上限値Ｐｍａｘと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量減少させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量（例えば、数％）狭め（ステップＳ８）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００４８】
副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＞目標上限値Ｐｍａｘではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ９ａ）。
そして、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量増加させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量（例えば、数％）広げ（ステップＳ１０）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
なお、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室ガス圧力調整弁２１の開度を増減させることなく現状を維持し（ステップＳ１１）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００４９】
なお、副室ガス圧力調整弁２１を狭め或いは広げる開度の所定量（例えば、数％）とは、固定の一定の値であり、ピーク値Ｐ１（或いはＰ２）と目標上限値Ｐｍａｘ或いは目標下限値Ｐｍｉｎとの差に応じてこの所定量を変化させる必要はない。
即ち、１回目のステップ１〜ステップ１２の処理で納まらなくても、数回繰り返す内に目標値の許容範囲内に納まるようになるからである。
しかしながら、上記の差に応じてこの所定量を変化させるようにすることも可能である。
【００５０】
上記のピーク圧力に基づく薄濃度着火制御を行う本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンによれば、副室圧力検出器２５により、副室８内の燃焼状態を表す副室圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）を含む所定の演算対象期間Ｔ２（又はＴ１）中の副室内ガス圧力Ｐｓを検出し、副室ガス供給コントローラ３２ａのピーク値演算器４１により、着火後における副室圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）を選出し、副室ガス量増減器４２により、このピーク値Ｐ１（又はＰ２）を元に、副室ガス圧力調整弁２１又は副室ガス流量調整弁の開度を増減して副室８に供給する燃料ガス量を調整することで、副室８内の燃料ガス濃度を常に適正濃度に保ち、副室８内での燃焼のばらつきを押さえ安定燃焼を可能とする。
【００５１】
＜ピーク圧力に基づく高濃度着火制御＞
次に、図３、図６に基づき、副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ｂを基準とする高濃度着火制御の場合につき説明する。
図６において、目標値設定器４０及びピーク値演算器４１における、ステップＳ１〜ステップＳ６ａの演算・処理は、図５に示すものと同一である。
【００５２】
ピーク値演算器４１において、ステップＳ６ａにて副室圧力のピーク値Ｐ１（又はＰ２）を選出した後、副室ガス量増減器４２において、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＞目標上限値Ｐｍａｘか否かを判定する（ステップＳ７ａ）。
副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ｂを基準とする高濃度着火制御の場合、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＞目標上限値Ｐｍａｘと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量増加させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量広げ（ステップＳ１０）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００５３】
副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＞目標上限値Ｐｍａｘではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ９ａ）。
そして、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量減少させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量狭め（ステップＳ８）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
なお、副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＮＯ）には、副室ガス圧力調整弁２１の開度を増減させることなく現状を維持し（ステップＳ１１）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００５４】
上記のピーク圧力に基づく高濃度着火制御を行う本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンによれば、上記のピーク圧力に基づく薄濃度着火制御を行う本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンと同様の作用効果を奏する。
【００５５】
＜圧力積分値に基づく薄濃度着火制御＞
次に、図３、図７に基づき、副室ガス供給コントローラ３２ａによる副室内圧力積分値に基づく薄濃度着火制御につき説明する。
なお、図５、６に示すものは、着火付近における副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）そのものを選出するものであるが、図７に示すものは、ピーク値演算器４１において、着火後の副室圧力のピークＰ２を含む演算対象期間Ｔ２中の副室内ガス圧力Ｐｓを積分することにより、実質的（或いは間接的）にピーク値を選出し、演算、処理を行うものである。
【００５６】
先ず、制御スタート（ステップＳ１）後、クランク軸角度検出器２４からクランク角度θを受信する（ステップＳ２）。
次に、目標値設定器４０において、主室ガス供給コントローラ３１等から、副室式ガスエンジンの負荷率（稼動率）を入手し、この負荷率に応じた副室圧力目標値を演算する（ステップＳ３）。
そして、副室圧力目標値に基づき演算対象期間Ｔ２中における、所定の目標積分値の範囲（目標上限値Ｐｍａｘ及び目標下限値Ｐｍｉｎ）を演算する（ステップＳ４）。
【００５７】
次に、副室圧力検出器２５から副室内ガス圧力Ｐｓを受信する（ステップＳ５ａ）。
そして、主室ガス供給コントローラ３１等から圧縮工程であるとの信号を受信後、演算開始クランク角度θｓから演算対象期間Ｔ２中における副室内ガス圧力Ｐｓを受信して、図３に図示の圧力の積分値Ｐｓ１（Ｐ１の範囲）を演算する（ステップＳ６ｂ）。
【００５８】
或いは、主室ガス供給コントローラ３１等から圧縮工程であるとの情報を受信後、演算開始クランク角度θｓから予め設定された演算対象期間Ｔ２中における副室内ガス圧力Ｐｓを受信し、着火時期付近の演算開始クランク角度θｓにおける計測圧力（初期値）を圧力補正値Ｐｃとし、これらの演算対象期間Ｔ２中の副室内ガス圧力Ｐｓから圧力補正値Ｐｃを減じることにより差圧を演算して、その差圧を積分して、図３に図示の圧力の積分値Ｐｓ２（Ｐ２の範囲）を演算する（ステップＳ６ｂ）。
このように、積分値を演算することにより、多少の副室内ガス圧力Ｐｓの外乱（ノイズ）による影響を低減することができる。
【００５９】
次に、副室ガス量増減器４２において、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＞目標上限値Ｐｍａｘか否かを判定する（ステップＳ７ｂ）。
副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ａを基準とする薄濃度着火制御の場合、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＞目標上限値Ｐｍａｘと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量減少させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量狭めて（ステップＳ８）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００６０】
圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＞目標上限値Ｐｍａｘではないと判定された場合（ＮＯ）には、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ９ｂ）。
そして、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量増加させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量広げ（ステップＳ１０）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
なお、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室ガス圧力調整弁２１の開度を増減させることなく現状を維持し（ステップＳ１１）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００６１】
上記の圧力積分値に基づく薄濃度着火制御を行う本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンによれば、副室圧力検出器２５により、副室８内の燃焼状態を表す副室圧力のピーク値を含む所定の演算対象期間Ｔ２中の副室内ガス圧力Ｐｓを検出し、副室ガス供給コントローラ３２ａのピーク値演算器４１により、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）を演算することにより実質的（或いは間接的）にピーク値を選出し、副室ガス量増減器４２により、この圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）を元に、副室ガス圧力調整弁２１又は副室ガス流量調整弁の開度を増減して副室８に供給する燃料ガス量を調整することで、副室８内の燃料ガス濃度を常に適正濃度に保ち、副室８内での燃焼のばらつきを押さえ安定燃焼を可能とする。
【００６２】
更に、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）を演算することにより、副室圧力検出器２５のノイズによる影響を低減することが可能となる。
【００６３】
＜圧力積分値に基づく高濃度着火制御＞
次に、図３、図８に基づき、副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ｂを基準とする高濃度着火制御の場合につき説明する。
図８において、目標値設定器４０及びピーク値演算器４１におけるステップＳ１〜ステップＳ６ｂの演算・処理は、図７に示すものと同一である。
【００６４】
なお、図５、６に示すものは、着火付近における副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）そのものを選出するものであるが、図８に示すものも、ピーク値演算器４１において、着火後の副室圧力のピーク値Ｐ１（或いはＰ２）を含む演算対象期間Ｔ２、Ｔ１の副室内ガス圧力Ｐｓを積分することにより、実質的（或いは間接的）にピーク値を選出し、演算、処理を行うものである。
【００６５】
ピーク値演算器４１において、ステップＳ６ｂで圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）を演算した後、副室ガス量増減器４２において、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＞目標上限値Ｐｍａｘか否かを判定する（ステップＳ７ｂ）。
副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ｂを基準とする高濃度着火制御の場合、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＞目標上限値Ｐｍａｘと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量増加させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量広げ（ステップＳ１０）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００６６】
圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＞目標上限値Ｐｍａｘではないと判定された場合（ＮＯ）には、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ９ｂ）。
そして、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量減少させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量狭め（ステップＳ８）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
なお、圧力の積分値Ｐｓ１（或いはＰｓ２）＜目標下限値Ｐｍｉｎではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室ガス圧力調整弁２１の開度を増減させることなく現状を維持し（ステップＳ１１）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００６７】
上記の圧力積分値に基づく高濃度着火制御を行う本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンによれば、上記の圧力積分値に基づく薄濃度着火制御を行う本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンと同様の作用効果を奏する。
【００６８】
＜＜本発明の第２の実施の形態＞＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る副室式ガスエンジンにつき説明する。
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンの構成図、図１０は、図９の変形例を示す構成図である。
図１１は、図９及び図１０における副室の検出圧力積分値推移図である。
図１２は、図９及び図１０におけるピーク圧力に基づく薄濃度着火制御の場合の制御フローチャート、図１３は、図９及び図１０におけるピーク圧力に基づく高濃度着火制御の場合の制御フローチャート、図１４は、図９及び図１０における圧力積分値に基づく薄濃度着火制御の場合の制御フローチャート、図１５は、図９及び図１０における圧力積分値に基づく高濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【００６９】
先ず、図９、図１０に基づき、本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンの構成につき説明する。
本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンは、図１、図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンに対し、更に、主室６の圧力を検出する主室圧力検出器２６が設けられている。
【００７０】
その他の構成である、シリンダ１、ピストン２、クランク軸３、給気ポート４、排気ポート５、主室６、エンジンブロック７、副室８、着火装置、トーチガス導入通路１１、副室ガス供給弁２０、副室ガス圧力調整弁２１、主室ガス供給弁２２、主室ガス圧力調整弁２３、クランク軸角度検出器２４、副室圧力検出器２５、ガスエンジン制御監視盤３０、主室ガス供給コントローラ３１、副室ガス供給コントローラ３２ｂ、点火コントローラ３３等は、本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンと同様に設けられている。
そして、副室ガス供給コントローラ３２ｂは、副室圧力検出器２５から受信した副室内ガス圧力Ｐｓと、主室圧力検出器２６から受信した主室内ガス圧力Ｐｍとに基づき演算処理を行うようになっている。
【００７１】
次に、図１１に基づき、副室式ガスエンジンの圧縮工程における副室８内の混合ガスの圧力と主室６内の希薄燃料ガスの圧力との圧力差の推移につき説明する。
図１１に示すように、圧縮工程において、着火前における副室８内の混合ガスの圧力と主室６内の希薄燃料ガスの圧力との圧力差（Ｐｓ−Ｐｍ）はほぼ０（ゼロ）である。
また、着火し、複数個（例えば４〜１０個）の副室噴孔から、主室６に火炎は噴出し終わった以降もこの圧力差（Ｐｓ−Ｐｍ）はほぼ０（ゼロ）である。
【００７２】
しなしながら、着火前後の所定の期間においては、副室８内の副室内ガス圧力Ｐｓは主室６内の主室内ガス圧力Ｐｍよりも大きく、この圧力差（Ｐｓ−Ｐｍ）は、図３に示すものと同様に、急激に上昇する。
副室内ガス圧力Ｐｓの上昇に伴い、副室８内の燃焼ガスは、複数個の副室噴孔から主室６内に火炎ジェットとして噴出される。
このとき、圧力差（Ｐｓ−Ｐｍ）は、ピーク値Ｐ３に達するが、副室８内の燃焼ガスが主室６内に噴出されることにより、急激に低下する。
【００７３】
＜圧力差のピーク圧力に基づく薄濃度着火制御＞
次に、図１１、図１２に基づき、副室ガス供給コントローラ３２ｂによる圧力差のピーク圧力に基づく薄濃度着火制御につき説明する。
先ず、制御スタート（ステップＳ１）後、クランク軸角度検出器２４からクランク角度θを受信する（ステップＳ２）。
次に、目標値設定器４０において、主室ガス供給コントローラ３１等から、副室式ガスエンジンの負荷率（稼動率）を入手し、この負荷率に応じた副室圧力目標値、主室圧力目標値及び圧力差目標値を演算する（ステップＳ３）。
そして、圧力差目標値を基準として、所定の目標圧力の許容範囲（目標上限値Ｐｍａｘ及び目標下限値Ｐｍｉｎ）を演算する（ステップＳ４）。
なお、基準の圧力差目標値、目標圧力の許容範囲（目標上限値Ｐｍａｘ及び目標下限値Ｐｍｉｎ）は予め設定された固定の値としても良い。
【００７４】
次に、ピーク値演算器４１において、副室圧力検出器２５から副室内ガス圧力Ｐｓを受信する（ステップＳ５ａ）。
また、主室圧力検出器２６から主室内ガス圧力Ｐｍを受信する（ステップＳ５ｂ）。
そして、主室ガス供給コントローラ３１等から圧縮工程であるとの信号を受信後、演算開始クランク角度θｓから演算対象期間Ｔ１（或いはＴ２）中における副室内ガス圧力Ｐｓ及び主室内ガス圧力Ｐｍを受信し、圧力差（Ｐｓ−Ｐｍ）を演算する（ステップＳ５ｃ）。
その中の最大値のものを圧力差のピーク値Ｐ３として選出する（ステップＳ６ｃ）。
なお、本実施の形態においては、副室内ガス圧力Ｐｓと主室内ガス圧力Ｐｍとの圧力差に基づくものであるため、演算対象期間Ｔ１（或いはＴ２）は、圧縮工程の全期間（下死点から上死点まで）としても良い。
【００７５】
次に、副室ガス量増減器４２において、圧力差のピーク値Ｐ３＞目標上限値Ｐｍａｘか否かを判定する（ステップＳ７ａ）。
副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ａを基準とする薄濃度着火制御の場合、圧力差のピーク値Ｐ３＞目標上限値Ｐｍａｘと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量減少させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量狭め（ステップＳ８）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００７６】
圧力差のピーク値Ｐ３＞目標上限値Ｐｍａｘではないと判定された場合（ＮＯ）には、圧力差のピーク値Ｐ３＜目標下限値Ｐｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ９ｃ）。
そして、圧力差のピーク値Ｐ３＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量増加させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量広げ（ステップＳ１０）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
なお、圧力差のピーク値Ｐ３＜目標下限値Ｐｍｉｎではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室ガス圧力調整弁２１の開度を増減させることなく現状を維持し（ステップＳ１１）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００７７】
上記の圧力差のピーク圧力に基づく薄濃度着火制御を行う本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンによれば、副室圧力検出器２５及び主室圧力検出器２６により、副室８内の燃焼状態を表す副室圧力のピーク値Ｐ３を含む所定の演算対象期間Ｔ１（或いはＴ２）中の副室内ガス圧力Ｐｓ及び主室内ガス圧力Ｐｍを検出し、副室ガス供給コントローラ３２ｂのピーク値演算器４１により、副室内ガス圧力Ｐｓと主室内ガス圧力Ｐｍとの差に基づき着火直後の圧力差ピーク値Ｐ３を選出し、副室ガス量増減器４２により、この圧力差ピーク値Ｐ３を元に、副室ガス圧力調整弁２１又は副室ガス流量調整弁の開度を増減して副室８に供給する燃料ガス量を調整することで、副室８内の燃料ガス濃度を常に適正濃度に保ち、副室８内での燃焼のばらつきを押さえ安定燃焼を可能とする。
【００７８】
また、圧縮工程において副室８の圧力と主室６の圧力の差圧を演算することで、副室圧力検出器２５及び主室圧力検出器２６のドリフトの影響を排除することができる。
【００７９】
＜圧力差のピーク圧力に基づく高濃度着火制御＞
次に、図１１、図１３に基づき、副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ｂを基準とする高濃度着火制御の場合につき説明する。
図１３において、目標値設定器４０及びピーク値演算器４１における、ステップＳ１〜ステップＳ６ｃの演算・処理は、図１２に示すものと同一である。
【００８０】
ピーク値演算器４１において、ステップＳ６ｃにて圧力差のピーク値Ｐ３を選出した後、副室ガス量増減器４２において、圧力差のピーク値Ｐ３＞目標上限値Ｐｍａｘか否かを判定する（ステップＳ７ｃ）。
副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ｂを基準とする高濃度着火制御の場合、圧力差のピーク値Ｐ３＞目標上限値Ｐｍａｘと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量増加させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量広げ（ステップＳ１０）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００８１】
圧力差のピーク値Ｐ３＞目標上限値Ｐｍａｘではないと判定された場合（ＮＯ）には、圧力差のピーク値Ｐ３＜目標下限値Ｐｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ９ｃ）。
そして、圧力差のピーク値Ｐ３＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量減少させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量狭め（ステップＳ８）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
なお、圧力差のピーク値Ｐ３＜目標下限値Ｐｍｉｎではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室ガス圧力調整弁２１の開度を増減させることなく現状を維持し（ステップＳ１１）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００８２】
上記の圧力差のピーク圧力に基づく高濃度着火制御を行う本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンによれば、上記の圧力差のピーク圧力Ｐ３に基づく薄濃度着火制御を行う本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンと同様の作用効果を奏する。
【００８３】
＜圧力差の圧力積分値に基づく薄濃度着火制御＞
次に、図１１、図１４に基づき、副室ガス供給コントローラ３２ｂによる圧力差の圧力積分値に基づく薄濃度着火制御につき説明する。
なお、図１２、１３に示すものは、着火付近における圧力差のピーク値Ｐ３そのものを選出するものであるが、図１４に示すものは、ピーク値演算器４１において、着火後の圧力差のピーク値Ｐ３を含む演算対象期間Ｔ１（又はＴ２）の圧力差（Ｐｓ−Ｐｍ）を積分することにより、実質的（或いは間接的）にピーク値を選出し、演算、処理を行うものである。
【００８４】
先ず、制御スタート（ステップＳ１）後、クランク軸角度検出器２４からクランク角度θを受信する（ステップＳ２）。
次に、目標値設定器４０において、主室ガス供給コントローラ３１等から、副室式ガスエンジンの負荷率（稼動率）を入手し、この負荷率に応じた副室圧力目標値、主室圧力目標値及び圧力差目標値を演算する（ステップＳ３）。
そして、圧力差目標値に基づき演算対象期間Ｔ１（又はＴ２）中における、所定の目標積分値の範囲（目標上限値Ｐｍａｘ及び目標下限値Ｐｍｉｎ）を演算する（ステップＳ４）。
なお、基準の圧力差目標値、目標上限値Ｐｍａｘ及び目標下限値Ｐｍｉｎは予め設定された固定の値としても良い。
【００８５】
次に、副室圧力検出器２５から副室内ガス圧力Ｐｓを受信する（ステップＳ５ａ）。
また、主室圧力検出器２６から主室内ガス圧力Ｐｍを受信する（ステップＳ５ｂ）。
そして、主室ガス供給コントローラ３１等から圧縮工程であるとの信号を受信後、演算開始クランク角度θｓから演算対象期間Ｔ１（又はＴ２）中における副室内ガス圧力Ｐｓ及び主室内ガス圧力Ｐｍに基づき、圧力差（Ｐｓ−Ｐｍ）を演算する（ステップＳ５ｃ）。
【００８６】
そして、主室ガス供給コントローラ３１等から圧縮工程であるとの信号を受信後、演算開始クランク角度θｓから演算対象期間Ｔ１（又はＴ２）中における図１１に図示の圧力差の積分値Ｐｓ３（Ｐ３の範囲）を演算する（ステップＳ６ｄ）。
【００８７】
次に、副室ガス量増減器４２において、圧力差の積分値Ｐｓ３＞目標上限値Ｐｍａｘか否かを判定する（ステップＳ７ｄ）。
副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ａを基準とする薄濃度着火制御の場合、圧力差の積分値Ｐｓ３＞目標上限値Ｐｍａｘと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量減少させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量狭め（ステップＳ８）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００８８】
圧力差の積分値Ｐｓ３＞目標上限値Ｐｍａｘではないと判定された場合（ＮＯ）には、圧力差の積分値Ｐｓ３＜目標下限値Ｐｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ９ｄ）。
そして、圧力差の積分値Ｐｓ３＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量増加させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量広げ（ステップＳ１０）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
なお、圧力差の積分値Ｐｓ３＜目標下限値Ｐｍｉｎではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室ガス圧力調整弁２１の開度を増減させることなく現状を維持し（ステップＳ１１）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００８９】
上記の圧力差の圧力積分値に基づく薄濃度着火制御を行う本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンによれば、副室圧力検出器２５及び主室圧力検出器２６により、副室８内の燃焼状態を表す副室圧力のピーク値Ｐ３を含む所定の演算対象期間Ｔ２（又はＴ１）の副室内ガス圧力Ｐｓ及び主室内ガス圧力Ｐｍを検出し、副室ガス供給コントローラ３２ｂのピーク値演算器４１により、副室内ガス圧力Ｐｓと主室内ガス圧力Ｐｍとの圧力差（Ｐｓ−Ｐｍ）を積分して差圧の積分値Ｐｓ３を演算し、副室ガス量増減器４２により、この差圧の積分値Ｐｓ３を元に、副室ガス圧力調整弁２１又は副室ガス流量調整弁の開度を増減して副室８に供給する燃料ガス量を調整することで、副室８内の燃料ガス濃度を常に適正濃度に保ち、副室８内での燃焼のばらつきを押さえ安定燃焼を可能とする。
【００９０】
また、圧縮工程において副室８の圧力と主室６の圧力の差圧を演算することで、副室圧力検出器２５及び主室圧力検出器２６のドリフトの影響を排除することができる。
更に、差圧の積分値Ｐｓ３を演算することにより、副室圧力検出器２５のノイズによる影響を低減することが可能となる。
【００９１】
＜圧力差の圧力積分値に基づく高濃度着火制御＞
次に、図１１、図１５に基づき、副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ｂを基準とする圧力差の圧力積分値に基づく高濃度着火制御の場合につき説明する。
図１５において、目標値設定器４０及びピーク値演算器４１におけるステップＳ１〜ステップＳ６ｄの演算・処理は、図１４に示すものと同一である。
【００９２】
ピーク値演算器４１において、ステップＳ６ｄで圧力差の積分値Ｐｓ３を演算した後、副室ガス量増減器４２において、圧力差の積分値Ｐｓ３＞目標上限値Ｐｍａｘか否かを判定する（ステップＳ７ｄ）。
副室式ガスエンジンが、図４に示す副室内燃料ガス濃度点ｂを基準とする高濃度着火制御の場合、圧力差の積分値Ｐｓ３＞目標上限値Ｐｍａｘと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量増加させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量広げ（ステップＳ１０）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００９３】
圧力差の積分値Ｐｓ３＞目標上限値Ｐｍａｘではないと判定された場合（ＮＯ）には、圧力差の積分値Ｐｓ３＜目標下限値Ｐｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ９ｄ）。
そして、圧力差の積分値Ｐｓ３＜目標下限値Ｐｍｉｎと判定された場合（ＹＥＳ）には、副室ガス量を所定量減少させるべく副室ガス圧力調整弁２１の開度を所定量狭め（ステップＳ８）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
なお、圧力差の積分値Ｐｓ３＜目標下限値Ｐｍｉｎではないと判定された場合（ＮＯ）には、副室ガス圧力調整弁２１の開度を増減させることなく現状を維持し（ステップＳ１１）、終了（リターン）する（ステップＳ１２）。
【００９４】
上記の圧力差の圧力積分値Ｐｓ３に基づく高濃度着火制御を行う本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンによれば、上記の圧力差の圧力積分値に基づく薄濃度着火制御を行う本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンと同様の作用効果を奏する。
【００９５】
＜＜その他の実施の形態＞＞
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、本発明の各実施の形態のものを組み合わせても良く、更には、本発明の範囲内で種々の変更を加えても良いことは言うまでもない。
【００９６】
例えば、目標値設定器４０において目標値、及び目標圧力の許容範囲として目標上限値Ｐｍａｘ、目標下限値Ｐｍｉｎを設定し、副室ガス量増減器４２において計測値（ピーク値、積分値）と目標上限値Ｐｍａｘ或いは目標下限値Ｐｍｉｎとの差を判断するのに代えて、目標値設定器４０において目標値と、目標圧力の許容範囲として増減値（±α）を設定し、計測値（ピーク値、積分値）が目標値−α〜目標値＋αの範囲にあるか否かを判定するようにしても良い。
【００９７】
また、各圧力及びクランク角度を連続的に計測、記憶しておき、圧縮工程が終了した時点で、各演算（各目標値の演算、演算対象期間Ｔ１、Ｔ２の設定も含む）、処理、記憶を行い、数サイクル以降において、副室ガス圧力調整弁２１の増減制御を行う場合には、次のように処理される。
即ち、副室内ガス圧力Ｐｓ、主室内ガス圧力Ｐｍを、計測時のクランク角度θと共に全工程について常時計測し、例えば、０．１秒間隔で、メモリーに記憶しておく。
そして、圧縮工程において上死点に達した後に、図５〜図８、図１２〜図１５の演算処理を行う。
この場合、ステップＳ５ａ、Ｓ５ｂの「検出圧力Ｐｓ（Ｐｍ）受信」は、「（メモリーから）検出圧力Ｐｓ（Ｐｍ）抽出」と読み替える或いは置き換えるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る副室付ガスエンジンの構成図である。
【図２】図１の変形例を示す構成図である。
【図３】図１及び図２における副室の検出圧力値推移図である。
【図４】図１及び図２における副室内燃料ガス濃度と着火直後の副室圧力ピーク値との関係を示す図である。
【図５】図１及び図２におけるピーク圧力に基づく薄濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【図６】図１及び図２におけるピーク圧力に基づく高濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【図７】図１及び図２における圧力積分値に基づく薄濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【図８】図１及び図２における圧力積分値に基づく高濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る副室付ガスエンジンの構成図である。
【図１０】図９の変形例を示す構成図である。
【図１１】図９及び図１０における副室の検出圧力積分値推移図である。
【図１２】図９及び図１０におけるピーク圧力に基づく薄濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【図１３】図９及び図１０におけるピーク圧力に基づく高濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【図１４】図９及び図１０における圧力積分値に基づく薄濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【図１５】図９及び図１０における圧力積分値に基づく高濃度着火制御の場合の制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１      シリンダ
２      ピストン
３      クランク軸
４      給気ポート
５      排気ポート
６      主室
７      エンジンブロック（シリンダヘッド）
８      副室
９ａ    点火プラグ（着火装置）
９ｂ    レーザ光照射器（着火装置）
１０ａ  点火コイル
１０ｂ  レーザ光発信器
１１    トーチガス導入通路（点火用補助ガス通路）
２０    副室ガス供給弁
２１    副室ガス圧力調整弁
２２    主室ガス供給弁
２３    主室ガス圧力調整弁
２４    クランク軸角度検出器
２５    副室圧力検出器
２６    主室圧力検出器
３０    ガスエンジン制御監視盤
３１    主室ガス供給コントローラ
３２ａ、３２ｂ    副室ガス供給コントローラ
３３    点火コントローラ
４０    目標値設定器
４１    ピーク値演算器
４２    副室ガス量増減器
Ｐｓ    副室内ガス圧力
Ｐｍ    主室内ガス圧力
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３        ピーク値
Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３  積分値
Ｐｍａｘ    目標上限値
Ｐｍｉｎ    目標下限値
Ｐｃ    圧力補正値
Ｔ１、Ｔ２  演算対象期間
θ      クランク角度
θｓ    演算開始クランク角度
【図１】
0005055164.tif 000002
【図２】
0005055164.tif 000003
【図３】
0005055164.tif 000004
【図４】
0005055164.tif 000005
【図５】
0005055164.tif 000006
【図６】
0005055164.tif 000007
【図７】
0005055164.tif 000008
【図８】
0005055164.tif 000009
【図９】
0005055164.tif 000010
【図１０】
0005055164.tif 000011
【図１１】
0005055164.tif 000012
【図１２】
0005055164.tif 000013
【図１３】
0005055164.tif 000014
【図１４】
0005055164.tif 000015
【図１５】
0005055164.tif 000016