燃气发动机制造技术

本发明专利技术提供一种能够与燃料气体的急剧的热量变化相对应地进行空燃比控制的燃气发动机。燃气发动机1构成为：具备A/F阀22以及电磁阀21，设置有利用电磁阀21进行扰动的控制部10，控制部10基于扰动控制时的规定次数的极大开度bl和极小开度bs而对平均开度bn进行计算，在平均开度bn小于预先规定的目标开度a的情况下，进行将A/F阀22关闭的控制，在平均开度bn为目标开度a以上的情况下，进行将A/F阀22打开的控制，其中，控制部10对电磁阀21的当前开度进行检测，在判定为该当前开度以规定次数连续地达到电磁阀21的上限开度bmax或下限开度bmin的情况下，将平均开度bn置换为上限开度bmax或下限开度bmin，并将其与目标开度a进行对比。

Gas engine

The present invention provides a gas engine capable of controlling the air fuel ratio relative to the rapid heat change of the fuel gas. The gas engine is constructed as follows: 1 with A/F and 22 valve solenoid valve 21 is provided with a control part 21 for disturbance by solenoid valve 10, the control part 10 when a specified number of disturbance control based on maximum and minimum opening BL opening BS of the average opening BN is calculated, the average in the opening BN in small the pre specified target opening a, the A/F control valve 22 is closed, the average opening aperture of BN a above the target, the control valve 22, A/F open the control part 10 of the current 21 solenoid valve opening was detected in the determination of the the opening to the specified number of times continuously reached the limit of electromagnetic valve opening of 21 Bmax or lower opening of the case of bmin, the average opening BN replacement for upper opening Bmax or lower opening bmin, and with the goal of opening a comparison.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃气发动机
本专利技术涉及能够应对燃料气体的热量变化的燃气发动机。
技术介绍
一般情况下，燃气发动机的空燃比的控制设定为与恒定组成的燃料气体相对应，但实际供给的燃料气体的组成并不恒定。因此，以往公开了如下结构：在将A/F阀和电磁阀设置于燃料路径、且以将电磁阀的平均开度控制为收敛至50％而使得热量发生变动的气体作为燃料的燃气发动机中，公开了进行化学计量燃烧的结构(例如，参照专利文献1)。专利文献专利文献1：日本特开2014-240616号公报
技术实现思路
然而，在上述现有的燃气发动机的情况下，构成为：作为电磁阀的平均开度而采用了基于最大值和最小值的中间值的规定次数的平均值，因此，在燃料气体的热量急剧变化的情况下，电磁阀达到上限开度或下限开度并固定为该状态，其结果，有时最大值和最小值未被更新而是固定为平均值，从而有可能导致空燃比控制变得无效。本专利技术是鉴于上述这样的实际情形而完成的，其目的在于提供一种燃气发动机，即使在燃料供给单元因燃料气体的急剧的热量变化而达到上限开度或下限开度并固定为该状态的情况下，也能够进行空燃比控制。用于解决上述课题的本专利技术所涉及的燃气发动机构成为：在燃料路径设置有第一阀、以及与所述第一阀相比而控制周期更长的第二阀，在废气路径设置有废气净化催化剂，在所述废气净化催化剂的入口侧设置有空燃比检测传感器，设置有发出针对所述第一阀以及所述第二阀的驱动信号的控制单元，所述控制单元针对所述第二阀而发出设定为规定开度的驱动信号、以及针对所述第一阀而发出基于所述空燃比检测传感器的检测信号而向燃料浓厚侧或燃料稀薄侧变动的驱动信号，将从燃料浓厚侧向燃料稀薄侧切换时的开度认定为极大开度、且将从燃料稀薄侧向燃料浓厚侧切换时的开度认定为极小开度，而且基于规定次数的所述极大开度和所述极小开度来计算出平均开度，在所述平均开度小于根据发动机转速以及输出而预先规定的目标开度的情况下，针对所述第二阀发出规定比例的进行关闭的驱动信号，并且，在所述平均开度为所述目标开度以上的情况下，针对所述第二阀发出规定比例的进行打开的驱动信号，其中，所述控制单元对所述第一阀的当前开度进行检测，在判定为所述当前开度以规定次数连续地达到上限开度或下限开度的情况下，将所述平均开度置换为所述上限开度或所述下限开度，并将其与所述目标开度进行对比。在上述燃气发动机中，控制部可以对第一阀的开度进行调整，以使得未将平均开度置换为上限开度或下限开度的情况下的该平均开度收敛为：具有幅度的目标开度。在上述燃气发动机中，第一阀以及第二阀可以针对各气缸盖而设置、或者针对多个气缸盖而设置。在上述燃气发动机中，第一阀以及/或者第二阀可以设置有多个。在上述燃气发动机中，控制部可以基于下述的空燃比，来对第一阀的开度以及第二阀的开度进行设定，即，该空燃比是：利用在燃气发动机的排气路径的催化剂上游侧设置的氧传感器或者整个区域传感器来进行测定而得到的空燃比。专利技术效果根据本专利技术，即使在因燃料气体的急剧的热量变化而使得燃料供给单元达到上限开度或下限开度并固定为该状态的情况下，也能够进行空燃比控制。附图说明图1是本专利技术所涉及的燃气发动机的整体结构的概要图。图2是示出了图1所示的燃气发动机中的燃料气体和吸入空气的混合部的结构的框图。图3是示出了扰动控制中的空气过剩率、电磁阀开度、传感器输出的各自随时间的变化的曲线图。图4是对平均开度的计算方法进行说明的曲线图，且是详细示出了基于电磁阀的扰动控制时的电磁阀开度随时间的变化的曲线图。图5是示出了因燃料气体的热量变化而变动的电磁阀以及A/F阀的燃料气体流量和吸入空气流量的关系的曲线图。图6是对考虑了燃料气体的热量变化时的控制部的控制进行说明的流程图。图7是对本专利技术的其他实施方式所涉及的、考虑了燃气发动机的燃料气体的热量变化时的控制部的控制进行说明的流程图。图8(a)是示出了进气部的其他结构的概要图，图8(b)是示出了另一其他结构的概要图。图9是示出混合部的其他结构的概要图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1示出了本专利技术所涉及的燃气发动机1的整体结构的概况，图2示出了该燃气发动机1的燃料气体和吸入空气的混合部2a，图3示出了该燃气发动机1的控制部10的扰动控制的状态，图4示出了对平均开度bn的计算方法进行说明的曲线图，图5示出了对电磁阀21以及A/F阀22的阀特性进行说明的曲线图，图6示出了考虑到了燃料气体的热量变化的控制部10的控制流程。该燃气发动机1具备电磁阀21以及A/F阀22，并具备进行基于上述电磁阀21和A/F阀22的扰动控制的控制部10，根据电磁阀21的规定次数的极大开度bl和极小开度bs而计算出的平均开度bn偏离了在该条件下由控制部10设定的电磁阀21的目标开度a，在这种情况下，该控制部10对A/F阀22的开度进行调整，以使得平均开度bn达到目标开度a，在判定为电磁阀21的极大开度bl或极小开度bs以规定次数连续地达到上限开度bmax或下限开度bmin的情况下，将平均开度bn置换为所述上限开度bmax或下限开度bmin，并与目标开度a进行对比。首先，对燃气发动机1的整体结构进行说明。燃气发动机1在与气缸盖11连接的进气路径12设置有对空气和燃料气体进行混合的混合部2a，在该混合部2a与气缸盖11之间设置有节流阀2b。由上述混合部2a以及节流阀2b构成进气部2，利用来自控制部10的信号对该进气部2进行控制。如图2所示，混合部2a的电磁阀21、A/F阀22、主喷嘴(mainjet)23以及调整螺钉24并列连接于调节器25与混合器26之间。为了对达到理论空燃比的空气过剩率(λ＝1)的化学计量运转进行控制，电磁阀21构成为：包括设计成能够对燃料气体所通过的开口面积进行调整的流量特性的阀。该电磁阀21构成为：利用电磁线圈能使下述的可动阀进行动作而打开至规定的开度，该可动阀是利用板簧或者弹簧等的作用力进行施力而将流路关闭的可动阀。例如，以25赫兹的速度对该电磁阀21进行开闭，通过对其开闭时的占空比进行变更而能够调整开度。此外，电磁阀21并不限定于25赫兹的频率，也可以是在这种扰动控制中所使用的各种频率的电磁阀21。根据该结构，电磁阀21的流量调整幅度V1虽然较小，但能够进行快速的流量调整。另外，构成电磁阀21的流量特性的阀可以由比例控制阀构成。A/F阀22由如下比例控制阀构成：为了对从达到理论空燃比的空气过剩率(λ＝1)的化学计量运转至变为稀薄燃烧的空气过剩率(λ＝1.4～1.6)的稀薄运转为止的范围进行控制，该比例控制阀的流量特性设计成能够对燃料气体的通过路径的开口面积进行调整。该A/F阀22构成为：能够通过步进马达的旋转而在每一阶段对可动阀的开度进行调整。根据该结构，A/F阀22构成为：虽然无法进行快速的流量调整，但可以将流量调整幅V2设为较大以便能够应对较大的空气过剩率的范围。主喷嘴23是构成为与电磁阀21以及A/F阀22一起对从调节器25向混合器26流动的燃料的量进行调整的阀，与上述的电磁阀21、A/F阀22不同，开度根据所使用的主喷嘴23的编号而固定。调整螺钉24是构成为以手动方式对燃料气体的量进行调整的阀，通常与上述主喷嘴23一起固定。调节器25对燃料气体的压力进行控制，以便能够始终以恒定的压力供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气发动机，其构成为：在燃料路径设置有第一阀、以及与所述第一阀相比而控制周期更长的第二阀，在废气路径设置有废气净化催化剂，在所述废气净化催化剂的入口侧设置有空燃比检测传感器，设置有发出针对所述第一阀以及所述第二阀的驱动信号的控制单元，所述控制单元针对所述第二阀而发出设定为规定开度的驱动信号、以及针对所述第一阀而发出基于所述空燃比检测传感器的检测信号而向燃料浓厚侧或燃料稀薄侧变动的驱动信号，将从燃料浓厚侧向燃料稀薄侧切换时的开度认定为极大开度，且将从燃料稀薄侧向燃料浓厚侧切换时的开度认定为极小开度，而且基于规定次数的所述极大开度和所述极小开度来计算出平均开度，在所述平均开度小于根据发动机转速及输出而预先规定的目标开度的情况下，针对所述第二阀发出规定比例的进行关闭的驱动信号，并且，在所述平均开度为所述目标开度以上的情况下，针对所述第二阀发出规定比例的进行打开的驱动信号，所述燃气发动机的特征在于，所述控制单元对所述第一阀的当前开度进行检测，在判定为该当前开度以规定次数连续地达到所述第一阀的上限开度或下限开度的情况下，将所述平均开度置换为所述上限开度或所述下限开度，并将其与所述目标开度进行对比。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.14 JP 2015-0988291.一种燃气发动机，其构成为：在燃料路径设置有第一阀、以及与所述第一阀相比而控制周期更长的第二阀，在废气路径设置有废气净化催化剂，在所述废气净化催化剂的入口侧设置有空燃比检测传感器，设置有发出针对所述第一阀以及所述第二阀的驱动信号的控制单元，所述控制单元针对所述第二阀而发出设定为规定开度的驱动信号、以及针对所述第一阀而发出基于所述空燃比检测传感器的检测信号而向燃料浓厚侧或燃料稀薄侧变动的驱动信号，将从燃料浓厚侧向燃料稀薄侧切换时的开度认定为极大开度，且将从燃料稀薄侧向燃料浓厚侧切换时的开度认定为极小开度，而且基于规定次数的所述极大开度和所述极小开度来计算出平均开度，在所述平均开度小于根据发动机转速及输出而预先规定的目标开度的情况下，针对所述第二阀发出规定比例的进行关闭的驱动信号，并且，在所述平均开度为所述目标开度以上的情况下，针对所述第二阀发...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸尾一真，大坪弘幸，水上喜纪，
申请(专利权)人：洋马株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP