副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置制造方法
【專利摘要】燃料供給控制裝置（100）具備：將氣體燃料供給至副室（24）內(nèi)的副室燃料供給閥（18）；介于副室燃料供給閥（18）及副室（24）之間，阻止來自于副室（24）的逆流的止回閥（19）；檢測止回閥（19）的動作狀態(tài)的閥狀態(tài)檢測裝置（51）；檢測發(fā)動機循環(huán)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置（56）；和決定副室燃料供給閥（18）的動作指令值的控制裝置（60）。控制裝置（60）基于來自于閥狀態(tài)檢測裝置（51）及旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置（56）的信號將止回閥（19）的實際動作狀態(tài)與旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)而得到止回閥（19）的實際動作狀態(tài)，并且以使該得到的實際動作狀態(tài)接近目標動作狀態(tài)的形式修正副室燃料供給閥（18）的動作指令值。
【專利說明】副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)用于具備主燃燒室及副室的副室式氣體發(fā)動機中的燃料供給控制
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]在副室式氣體發(fā)動機中，為了提高主燃燒室的燃燒效率而實現(xiàn)節(jié)能化，并且抑制排氣中的包含未燃碳氫化合物成分的不完全燃燒成分以實現(xiàn)清潔化，重要的是保持正常的副室的燃燒狀態(tài)。為了保持正常的副室的燃燒狀態(tài)，有效的是將適量的氣體燃料適時地供給至副室。因此，在現(xiàn)有的副室式氣體發(fā)動機中，將向副室供給氣體燃料的副室燃料供給閥形成為電磁式，并且根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速等的發(fā)動機運行狀態(tài)控制副室燃料供給閥的開閉。例如，將副室燃料供給閥的開閥時期或閉閥時期設(shè)定在分別適合燃料向副室的供給開始或供給結(jié)束的時期。
[0003]在副室式氣體發(fā)動機中，止回閥介于副室燃料供給閥和副室之間。止回閥在允許從副室燃料供給閥向副室的流動的同時阻止來自于副室的逆流，借助于此保護副室燃料供給閥以免受到來自于副室內(nèi)產(chǎn)生的火焰和燃燒氣體等的損傷，并且允許向副室的燃料供給。以往，關(guān)于副室式氣體發(fā)動機用的止回閥，例如彈簧式、磁鐵式及凸輪驅(qū)動式等的各種驅(qū)動氣門形式已被公開。
[0004]專利文獻I公開彈簧式的止回閥。該止回閥通過彈簧的彈力對閥體施力，以此使其處于常閉狀態(tài)。在電磁閥(副室燃料供給閥)開閥時，因通過了電磁閥的氣體燃料的壓力而閥體與彈力對抗地移動從而止回閥開閥。于是，氣體燃料通過止回閥后被供給至副室內(nèi)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻:
專利文獻:
專利文獻1:日本特開2011-149308號公報。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題:
止回閥(尤其是彈簧式或磁鐵式)存在因隨著時間劣化或異物咬入等而對副室燃料供給閥的動作的響應(yīng)性發(fā)生變化的情況。然而，現(xiàn)狀是例如在副室燃料供給閥開閥時止回閥立刻開閥這樣的預想下，控制副室燃料供給閥。即使在這樣的預想下繼續(xù)進行控制，也會導致向副室的實際的燃料供給開始時期、燃料供給結(jié)束時期及燃料供給期間隨著止回閥的響應(yīng)性的變化而偏離當初的預想，從而存在無法實現(xiàn)將氣體燃料適時地供給至副室的這樣的控制目的的擔憂。進而難以保持正常的副室的燃燒狀態(tài)、提高主燃燒室的燃燒效率、改善排氣中成分。
[0007]因此，本發(fā)明的目的是提供能夠?qū)怏w燃料更加適時地供給至副室的副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置。
[0008]解決問題手段: 根據(jù)本發(fā)明的副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置具備:將氣體燃料供給至副室內(nèi)的副室燃料供給閥；介于所述副室燃料供給閥及所述副室之間，阻止來自于所述副室的逆流的止回閥；檢測所述止回閥的動作狀態(tài)的閥狀態(tài)檢測裝置；檢測曲軸的旋轉(zhuǎn)角度或凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度中的至少一個的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置；和決定所述副室燃料供給閥的動作指令值的控制裝置；所述控制裝置基于來自于所述閥狀態(tài)檢測裝置及所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號而得到與所述旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的所述止回閥的實際動作狀態(tài)，并且以使該實際動作狀態(tài)接近目標動作狀態(tài)的形式修正所述副室燃料供給閥的動作指令值。
[0009]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，控制裝置使用來自于閥狀態(tài)檢測裝置及旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號掌握何時止回閥開閥、止回閥開閥多長時間或何時止回閥閉閥等的止回閥的動作狀態(tài)?？刂蒲b置以使該止回閥的實際動作狀態(tài)接近目標動作狀態(tài)的形式修正副室燃料供給閥的動作指令值。換而言之，控制裝置以使止回閥的動作狀態(tài)變成目標動作狀態(tài)的形式執(zhí)行反饋控制，并且在該反饋控制中操作副室燃料供給閥。
[0010]通過執(zhí)行這樣的控制，即使發(fā)生止回閥的響應(yīng)性的變化，也可以應(yīng)對該情況而使止回閥按照當初的預想工作，可以確保止回閥適時開閥的狀況。因此，可以適當?shù)乜刂葡蚋笔夜┙o燃料的實際的燃料供給開始時期、燃料供給結(jié)束時期及燃料供給期間，因此可以維持正常的副室的燃燒狀態(tài)，進而可以改善主燃燒室的燃燒效率和排氣成分等。又，控制裝置并不是操作止回閥本身，因此無需在止回閥中采用復雜的配氣方式。又，對于當前工作中的副室式氣體發(fā)動機，也可以在不進行發(fā)動機主體(例如汽缸蓋周圍)的大幅度的形狀變更的情況下，即可制作帶來前述的作用的燃料供給控制裝置。像這樣，在考慮到容易改裝這一點時也是有益處的。
[0011]也可以是具備檢測氣體發(fā)動機的運行狀態(tài)的運行狀態(tài)檢測裝置；所述控制裝置根據(jù)來自于所述運行狀態(tài)檢測裝置的信號設(shè)定所述目標動作狀態(tài)。
[0012]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，控制裝置以使實際動作狀態(tài)接近根據(jù)氣體發(fā)動機的運行狀態(tài)設(shè)定的目標動作狀態(tài)的形式執(zhí)行反饋控制，因此即使氣體發(fā)動機的運行狀態(tài)發(fā)生變化，也可以追隨其變化而使止回閥按照當初的預想繼續(xù)工作。
[0013]也可以是所述止回閥的動作狀態(tài)包括所述止回閥的開閥時期；所述控制裝置基于來自于所述閥狀態(tài)檢測裝置及所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號而得到與所述旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的所述止回閥的實際開閥時期，并且以使該實際開閥時期接近目標開閥時期的形式修正所述副室燃料供給閥的動作指令值。
[0014]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，控制裝置反饋控制止回閥的開閥時期，因此可以使止回閥適時開閥，借助于此可以確保適時的向副室供給燃料的燃料供給開始時期。又，控制裝置在執(zhí)行止回閥的開閥時期的反饋控制時修正副室燃料供給閥的動作指令值。該動作指令值以往在燃料供給控制中被利用，因此可以容易實現(xiàn)帶來前述作用的控制。
[0015]也可以是在所述實際開閥時期超過允許提前量而與所述目標開閥時期相比提前的情況下，所述控制裝置使所述副室燃料供給閥的開閥時期進行延遲修正；在所述實際開閥時期超過允許延遲量而與所述目標開閥時期相比延遲的情況下，所述控制裝置使所述副室燃料供給閥的開閥時期進行提前修正。
[0016]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，如果實際開閥時期與目標開閥時期相比提前，則使副室燃料供給閥的開閥時期進行延遲修正，因此可以與此相對應(yīng)地延遲實際開閥時期，可以使其接近目標開閥時期。在實際開閥時期與目標開閥時期相比提前時也與此相同。
[0017]也可以是所述止回閥的動作狀態(tài)包括所述止回閥的閉閥時期；所述控制裝置基于來自于所述閥狀態(tài)檢測裝置及所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號而得到與所述旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的所述止回閥的實際閉閥時期，并且以使該實際閉閥時期接近目標閉閥時期的形式修正所述副室燃料供給閥的動作指令值。
[0018]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，控制裝置反饋控制止回閥的閉閥時期，因此可以使止回閥的開閥期間保持為適當?shù)钠陂g，可以使止回閥適時閉閥，可以確保適時的向副室供給燃料的燃料供給的結(jié)束時期?？刂蒲b置在執(zhí)行止回閥的閉閥時期的反饋控制時修正副室燃料供給閥的動作指令值，此時該動作指令值以往在燃料供給控制中被利用，因此可以容易實現(xiàn)帶來前述的作用的控制。另外，在將閉閥期間與開閥時期一起進行反饋控制的情況下，能夠?qū)㈤_閥期間也維持為與當初的預想一致。借助于此，可以確保適當?shù)南蚋笔夜┙o燃料的燃料供給量及燃料供給期間。
[0019]也可以是所述止回閥具有被允許在封閉向所述副室開口的燃料口的封閉位置和遠離所述封閉位置的全開位置之間移動的閥體，通過使所述閥體從所述封閉位置向所述全開位置移動以此使所述燃料口開放而使所述止回閥開閥；所述閥狀態(tài)檢測裝置能夠檢測所述閥體的移動量；所述控制裝置基于來自于所述閥狀態(tài)檢測裝置及所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號而得到與對應(yīng)于所述旋轉(zhuǎn)角度的所述閥體的移動量相關(guān)的移動量變化的實際積分值，并且基于該得到的實際積分值與所述移動量變化的目標積分值的比較結(jié)果判斷所述止回閥是否正常。
[0020]在這里，如果考慮到控制裝置以防止止回閥的開閥時期和閉閥時期等脫離當初的預想的形式執(zhí)行反饋控制的這一點，則在止回閥的移動量過大或止回閥的移動量不足的情況下，目標積分值與實際積分值之間的偏差增大。像這樣，如果止回閥的移動量過大或過小，則通過止回閥的燃料量或燃料壓與當初的預想相比過大或過小，難以保持正常的副室內(nèi)的燃燒狀態(tài)。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，可以掌握這樣的狀況，從而判斷止回閥是否正常。
[0021]發(fā)明效果:
由以上說明可知，本發(fā)明可以提供能夠?qū)怏w燃料更加適時地供給至副室內(nèi)的副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是示出根據(jù)實施形態(tài)的氣體發(fā)動機的整體結(jié)構(gòu)的概念圖；
圖2是將應(yīng)用于圖1所示的氣體發(fā)動機中的燃料供給控制裝置的概要結(jié)構(gòu)與汽缸的周邊結(jié)構(gòu)一起示出的概念圖；
圖3是示出圖2所示的止回閥及閥狀態(tài)檢測裝置的結(jié)構(gòu)的一個示例的概念圖；
圖4是示出圖2所示的燃料供給控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；
圖5是示出通過圖4所示的控制裝置執(zhí)行的燃料供給控制的步驟的流程圖；
圖6是概念性地示出圖3所示的止回閥的實際動作狀態(tài)的一個示例和目標動作狀態(tài)的一個不例的圖表；
圖7中的圖7 (a)是概念性地示出使用于目標動作狀態(tài)的設(shè)定中的運行區(qū)域的一個示例的圖表，圖7 (b)是示出目標動作狀態(tài)的設(shè)定的一個示例的圖表，圖7 (c)是示出目標動作狀態(tài)的設(shè)定的另一示例的圖表；
圖8中的圖8 Ca)是示出實際開閥時期相對于目標開閥時期延遲、實際閉閥時期相對于目標閉閥時期提前的情況的一個示例的圖表，圖8 (b)是示出實際開閥時期相對于目標開閥時期提前、實際閉閥時期相對于目標閉閥時期延遲的情況的一個示例的圖表，圖8 (c)是示出實際動作狀態(tài)與目標動作狀態(tài)大致相符合的情況的一個示例的圖表；
圖9是概念性地示出圖3所示的止回閥的動作量變化的實際積分值的一個示例和目標積分值的一個不例的圖表。

【具體實施方式】
[0023]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】實施形態(tài)。對于相同或相應(yīng)的要素在所有附圖中標以相同的符號并省略重復的詳細說明。
[0024][氣體發(fā)動機的整體結(jié)構(gòu)]
圖1是示出根據(jù)實施形態(tài)的氣體發(fā)動機I的整體結(jié)構(gòu)的概念圖。圖1所示的氣體發(fā)動機I通過燃燒氣體燃料及進氣的混合氣而在輸出軸2中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)輸出。輸出軸2與交流發(fā)電機及船舶用推進器等的負荷3連接，根據(jù)本實施形態(tài)的氣體發(fā)動機I適合利用為發(fā)電機的驅(qū)動源及船舶用主機等。
[0025]氣體發(fā)動機I是副室式、往復式、四沖程式的發(fā)動機，在發(fā)動機主體內(nèi)具有多個汽缸4。汽缸4的排列方式不限于為了方便圖示而例示的并列型，也可以是V型。在氣體發(fā)動機I中設(shè)置有進氣通路5及排氣通路6。進氣通路5是用于將來自于增壓器的進氣供給至各汽缸4中的通路，包括與汽缸4分別對應(yīng)的多個進氣道7。排氣通路6是用于將來自于各汽缸4的排氣供給至增壓器中且/或排出至外氣的通路，包括與汽缸4分別對應(yīng)的多個排氣道9。
[0026]在氣體發(fā)動機I中，為了將來自于燃料供給源的氣體燃料供給至各汽缸4而設(shè)置有燃料管路11。燃料管路11包括從燃料供給源延伸的共通管路12、和與汽缸4分別對應(yīng)的多個分歧管路13，各分歧管路13包括主燃料管路13a和副室燃料管路13b。主燃料管路13a是將來自于燃料供給源的氣體燃料導入至對應(yīng)的汽缸4的進氣道7的系統(tǒng)，例如將共通管路12與該進氣道7連接。副室燃料管路13b是將來自于燃料供給源的氣體燃料導入至對應(yīng)的汽缸4的副室24 (參照圖2)的系統(tǒng)，例如將共通管路12與該副室24連接。
[0027]與汽缸4分別對應(yīng)地設(shè)置有主燃料供給閥16、副室燃料供給閥18、止回閥19及點火器20。主燃料供給閥16配置在對應(yīng)的主燃料管路13a上。副室燃料供給閥18及止回閥19配置在對應(yīng)的副室燃料管路13b上。點火器20點火對應(yīng)的副室24 (參照圖2)內(nèi)的混合氣。
[0028]圖2是將應(yīng)用于圖1所示的氣體發(fā)動機I中的燃料供給控制裝置100的概要結(jié)構(gòu)與汽缸4的周邊結(jié)構(gòu)一起示出的概念圖。首先，參照圖2說明汽缸4的周邊結(jié)構(gòu)。圖2僅圖示一個汽缸4，但是其他汽缸也是相同的。如圖2所示，在汽缸4內(nèi)可往復運動地插入有活塞21?；钊?1通過連桿22與輸出軸2連接。汽缸4中活塞21的上表面?zhèn)鹊目臻g構(gòu)成主燃燒室23。盡管主燃燒室23通過隔壁25與副室24隔開，但是另一方面通過形成于隔壁25的連通孔26與副室24連通。進氣道7及排氣道9在主燃燒室23的頂部開口。進氣門27開閉進氣道7，排氣門28開閉排氣道9。
[0029]隔壁25形成為在其上部開放的碗狀，副室24形成于其內(nèi)側(cè)。隔壁25通過其下部局部地構(gòu)成主燃燒室23的頂部，連通孔26貫通該下部。隔壁25被安裝件29從上方覆蓋，安裝件29通過其下部局部地構(gòu)成副室24的頂部。安裝件29具有容納點火器20的點火器孔30、構(gòu)成副室燃料管路13b的下游端部的燃料通路31。點火器孔30在安裝件29的下部開口。在圖2中，作為點火器20，例示以產(chǎn)生火花的電極從點火器孔30的開口向副室24內(nèi)突出的形式定位在點火器孔30內(nèi)的火花塞，但是點火器20也可以是先導燃料噴射閥。
[0030]在進氣行程中，進氣門27及主燃料供給閥16開閥。來自于燃料供給源的氣體燃料通過主燃料供給閥16，并且通過配置于主燃料管路13a的下游端的燃料噴嘴17噴射至進氣道7內(nèi)，與進氣同時供給至主燃燒室23內(nèi)。在壓縮行程中，混合氣在主燃燒室23內(nèi)被壓縮，壓縮的混合氣通過連通孔26還供給至副室24內(nèi)。點火器20在壓縮行程結(jié)束時期附近工作，使副室24內(nèi)的混合氣燃燒。在副室24內(nèi)產(chǎn)生的火焰通過連通孔26傳播至主燃燒室23內(nèi)，借助于此主燃燒室23內(nèi)的混合氣也燃燒。在膨脹行程后的排氣行程中，排氣門28打開排氣道9，主燃燒室23內(nèi)及副室24內(nèi)的燃燒氣體排出至排氣通路6。
[0031]燃料通路31具有形成于安裝件29的下部而在副室24的頂部開口的燃料口 32，副室燃料管路13b通過該燃料口 32與副室24連通。止回閥19位于副室燃料管路13b上且介于副室燃料供給閥18與副室24之間。止回閥19允許從副室燃料供給閥18 (以及燃料供給源)向副室24內(nèi)的氣體燃料的流動，另一方面阻止從副室24向副室燃料供給閥18的逆流。在本實施形態(tài)中，止回閥19安裝于安裝件29而容納于燃料通路31內(nèi)，并且開閉燃料通路31或燃料口 32。止回閥19通常在使燃料口 32封閉的閉閥狀態(tài)下阻止前述逆流，并且在使燃料口 32開放的開閥狀態(tài)下允許前述流動。
[0032]副室燃料供給閥18在進氣行程中的適當時機開閥而在壓縮行程或排氣行程中的適當時機閉閥。副室燃料供給閥18是電磁閥，具體而言是常閉閥，又是開閉閥。另外，在圖2中，例示將副室燃料供給閥18配置在安裝件29的外部的情況，但是副室燃料供給閥18也可以配置在安裝件29上或其內(nèi)部。在氣體發(fā)動機I中設(shè)置有控制電磁式的副室燃料供給閥18的控制裝置60?？刂蒲b置60決定副室燃料供給閥18的動作指令值(開閥時期、閉閥時期及開閥期間)，并且根據(jù)該動作指令值驅(qū)動副室燃料供給閥18。
[0033]在副室燃料供給閥18的開閥期間中，來自于燃料供給源的氣體燃料通過副室燃料供給閥18，并且被供給至燃料通路31內(nèi)。止回閥19以響應(yīng)副室燃料供給閥18的開閥的形式開閥，借助于此氣體燃料通過止回閥19，并且通過燃料口 32供給至副室24內(nèi)。在副室燃料供給閥18閉閥時，止回閥19也與此響應(yīng)地閉閥，從而氣體燃料向副室24的供給被停止。止回閥19在作為副室燃料供給閥18的閉閥期間中的膨脹行程及排氣行程中，阻止燃燒氣體從副室24沿著副室燃料管路13b逆流，借助于此保護電磁式的副室燃料供給閥18以免受到來自于燃燒氣體的損傷。
[0034]副室24內(nèi)的混合氣是在從主燃燒室23供給的混合氣中混合導入至副室燃料管路13b的氣體燃料而成的氣體，并且配制為與主燃燒室23內(nèi)的混合氣相比濃。以能夠?qū)⑹垢笔?4內(nèi)生成的混合氣的空氣過剩率達到所要值時所需的燃料量從燃料口 32供給至副室24內(nèi)的形式，根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)決定副室燃料供給閥18的開閥期間。燃料壓在共通管路12上大體上調(diào)節(jié)為保持恒定，因此可以通過開閥期間的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)通過副室燃料供給閥18的燃料量。以即使副室24的內(nèi)壓因壓縮行程的進行而處于上升途中也能夠與該內(nèi)壓對抗地將上述所需的燃料量從燃料口 32適當?shù)毓┙o至副室24內(nèi)的形式，又，以能夠?qū)娜剂峡?2供給的氣體燃料在點火時期之前均勻地遍布在副室24內(nèi)而使燃料濃度分布在副室24內(nèi)達到均一化的形式，根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)決定副室燃料供給閥18的開閥時期及閉閥時期。
[0035]副室燃料供給閥18根據(jù)這樣決定的動作指令值(開閥時期、閉閥時期及開閥期間)進行工作，以此將氣體燃料根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)適時適量地供給至副室24內(nèi)，謀求將副室24內(nèi)的混合氣的空氣過剩率及燃料濃度分布控制為目標值。借助于此，保持正常的副室24內(nèi)的燃燒狀態(tài)，而且將火焰適當?shù)貍鞑ブ林魅紵?3而保持正常的主燃燒室23內(nèi)的燃燒狀態(tài)，謀求提高汽缸4內(nèi)的燃燒效率、改善排氣成分。
[0036]通過了副室燃料供給閥18的氣體燃料如果不通過止回閥19則無法到達副室24內(nèi)，因此為了實現(xiàn)上述控制目的，而要求止回閥19對副室燃料供給閥18的開閉的響應(yīng)性與所預想的一致。因此，在該氣體發(fā)動機I中應(yīng)用到執(zhí)行用于將止回閥19的動作維持為與當初的預想一致的控制的燃料供給控制裝置100。根據(jù)該燃料供給控制裝置100，即使止回閥19產(chǎn)生劣化、咬入或個體差異等，又，即使止回閥19采用無法主動地控制開閉的配氣方式(例如，彈簧式及磁鐵式)，也可以使止回閥19的動作持續(xù)穩(wěn)定化。
[0037][燃料供給控制裝置]
燃料供給控制裝置100除了前述的副室燃料供給閥18、止回閥19及控制裝置60以外，還具備閥狀態(tài)檢測裝置51及旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56。副室燃料供給閥18、止回閥19及閥狀態(tài)檢測裝置51對每個汽缸4分別設(shè)置(參照圖1)。旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56及控制裝置60是單個的，且由多個汽缸4共用。旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56檢測輸出軸(曲軸)2的旋轉(zhuǎn)角度或未圖示的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度中的至少一個旋轉(zhuǎn)角度?？刂蒲b置60例如以CPU、ROM、RAM及輸入輸出接口為主體構(gòu)成?？刂蒲b置60的輸出側(cè)與對多個汽缸4分別設(shè)置的多個副室燃料供給閥18連接?？刂蒲b置60對于每個副室燃料供給閥18分別決定其動作指令值?？刂蒲b置60的輸出側(cè)也可以與主燃料供給閥16及點火器20連接。
[0038]控制裝置60的輸入側(cè)與多個閥狀態(tài)檢測裝置51及單個的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56連接。各閥狀態(tài)檢測裝置51檢測對應(yīng)的止回閥19的動作狀態(tài)。動作狀態(tài)包括止回閥19是否處于開閥狀態(tài)。又，如下所述，如果止回閥19為升降式止回閥，則動作狀態(tài)也可以包括止回閥19的升程量。而且，控制裝置60也可以參照升程量來測定是否處于開閥狀態(tài)。
[0039]圖3是示出圖2所示的止回閥19及閥狀態(tài)檢測裝置51的結(jié)構(gòu)的一個示例的概念圖。如圖3所示，止回閥19具有被允許在封閉向副室24開口的燃料口 32的封閉位置和遠離該封閉位置的全開位置之間移動的閥體41。閥體41從封閉位置向全開位置移動，以此開放燃料口 32。
[0040]在本實施形態(tài)中，止回閥19由采用通過燃料壓的作用使閥體41移動這樣的配氣方式的升降式止回閥構(gòu)成，是提升閥式。具體而言，閥桿42在燃料口 32內(nèi)可移動地容納于燃料通路31內(nèi)，并且通過其移動方向打開側(cè)(圖4紙面的下側(cè))的端部42a與高度低的圓錐形狀或蘑菇狀的閥體41的頂部41a連接。當副室燃料供給閥18閉閥時，停止向燃料通路31的燃料供給，閥體41及閥桿42因施力構(gòu)件43的施力而受到向移動方向關(guān)閉側(cè)(圖4的紙面的上側(cè))的施力，閥體41的表面部41b從副室24內(nèi)就坐于燃料口 32周圍的閥座32a上，閥體41及閥桿42停止在封閉位置上，燃料口 32被封閉，止回閥19處于閉閥狀態(tài)。當副室燃料供給閥18開閥時，在閥體41的表面部41b中面向燃料通路31內(nèi)的表面受到燃料壓，從而可以使閥體41及閥桿42與施力對抗地從封閉位置移動至移動方向打開側(cè)。借助于此，閥體41從閥座32a離開，燃料口 32被開放，止回閥19處于開閥狀態(tài)。全開位置從封閉位置向移動方向打開側(cè)僅相隔最大升程量LM。閥體41及閥桿42被允許向其移動方向(即，閥桿42的軸線方向、燃料口 32的法線方向且與閥座32a成直角的方向)打開側(cè)從封閉位置移動至全開位置。
[0041]在圖3中，作為施力構(gòu)件43例示將彈力作為前述的施力來發(fā)揮的彈簧，但是施力構(gòu)件43也可以是將磁力作為前述的施力來發(fā)揮的磁鐵(S卩，配氣方式不限于彈簧式，也可以是磁鐵式)。在圖3中，作為彈簧例示配置在閥桿42的外周側(cè)且在燃料通路31內(nèi)在閥桿42的移動方向上變形的線圈式，但是彈簧的配置及形狀可以適當變更。止回閥41不限于提升式，可以適當變更為針式和球式等的其他形式。
[0042]在本實施形態(tài)中，閥狀態(tài)檢測裝置51由間隙傳感器構(gòu)成。間隙傳感器以從閥桿42的移動方向關(guān)閉側(cè)(圖4的紙面的上側(cè))的端部42b向該關(guān)閉側(cè)相隔配置的形式安裝于安裝件29，檢測自身與閥桿42 (尤其是閥桿42的關(guān)閉側(cè)端部42b)之間的間隙G。間隙傳感器的檢測方式不特別限定，例如可以采用渦電流式、靜電容量式或超聲波式等。間隙G隨著閥體41及閥桿42的升程量L而變化。在間隙傳感器檢測到在本結(jié)構(gòu)中可檢測的間隙范圍中的最小值Gm時，閥體41及閥桿42的升程量為零，閥體41及閥桿42位于封閉位置。在間隙傳感器檢測到前述間隙范圍內(nèi)的最大值GM時，閥體41及閥桿42的升程量L為前述的最大升程量LM，閥體41及閥桿42處于全開位置。像這樣，間隙傳感器實質(zhì)上發(fā)揮作為檢測升程量L的升程量傳感器的功能。
[0043]圖4是示出圖2所示的燃料供給控制裝置100的結(jié)構(gòu)的框圖。旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56檢測由進氣、壓縮、膨脹及排氣的四行程構(gòu)成的一個發(fā)動機循環(huán)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度?！靶D(zhuǎn)角度”相當于一個發(fā)動機循環(huán)(即，活塞21往復兩次而輸出軸2旋轉(zhuǎn)兩周的期間)內(nèi)的活塞21的位置及曲軸角(輸出軸2的旋轉(zhuǎn)角)。另外，在圖2中，作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56，例示配置在輸出軸2附近而檢測曲軸角的曲軸角傳感器，但是也可以檢測如進排氣門27、28的驅(qū)動用凸輪軸那樣與輸出軸2聯(lián)動的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角。
[0044]控制裝置60可以基于來自于旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56的信號而得到發(fā)動機轉(zhuǎn)速(輸出軸2的角速度)。因此，旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56具有檢測作為發(fā)動機運行狀態(tài)的一個示例的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測裝置的功能，并且也是檢測發(fā)動機運行狀態(tài)的運行狀態(tài)檢測裝置55的一個示例。
[0045]控制裝置60的輸入側(cè)也與檢測發(fā)動機運行狀態(tài)的運行狀態(tài)檢測裝置55連接。運行狀態(tài)檢測裝置55也可以包括:檢測氣體發(fā)動機I的負荷或檢測控制裝置60執(zhí)行負荷的推定運算所需的參數(shù)的負荷檢測裝置；檢測冷卻水溫的水溫檢測裝置；檢測排氣溫度的排氣溫度檢測裝置；檢測增壓壓力的增壓壓力檢測裝置；檢測氣體燃料的性狀(例如源壓力或甲烷數(shù)量)或檢測控制裝置60執(zhí)行燃料性狀的推定運算所需的參數(shù)的燃料性狀檢測裝置等。即，發(fā)動機運行狀態(tài)也可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻水溫、排氣溫度、增壓壓力及燃料性狀。
[0046]控制裝置60將通過閥狀態(tài)檢測裝置51、旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56及運行狀態(tài)檢測裝置55檢測到的檢測值每隔微小的規(guī)定控制周期(例如5毫秒)依次輸入?？刂蒲b置60基于來自于閥狀態(tài)檢測裝置51及旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56的信號，使止回閥19的動作狀態(tài)與旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)而作為實際動作狀態(tài)，并且以使該得到的實際動作狀態(tài)接近目標動作狀態(tài)的形式修正副室燃料供給閥18的動作指令值，并且根據(jù)該動作指令值驅(qū)動副室燃料供給閥18。換而言之，控制裝置60在對止回閥19的動作狀態(tài)與旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)地執(zhí)行反饋控制時，操作副室燃料供給閥18。又，控制裝置60基于來自于運行狀態(tài)檢測裝置55的信號設(shè)定副室燃料供給閥18的修正前的動作指令值、和止回閥19的目標動作狀態(tài)。
[0047]控制裝置60具有作為用于執(zhí)行相關(guān)控制的功能模塊的、指令值設(shè)定部61、測定部62、目標狀態(tài)設(shè)定部63、目標狀態(tài)存儲部64、比較部65、指令值決定部66及驅(qū)動部67。指令值設(shè)定部61、測定部62、目標狀態(tài)設(shè)定部63、比較部65及指令值決定部66由控制裝置60的軟件要素(例如預先存儲在ROM中的程序)實現(xiàn)。目標狀態(tài)存儲部64由控制裝置60的硬件要素(例如ROM)實現(xiàn)，驅(qū)動部67由控制裝置60的硬件要素或與控制裝置60的輸出側(cè)連接的硬件要素(例如用于副室燃料供給閥18的驅(qū)動器)實現(xiàn)。
[0048]圖5是示出通過圖4所示的控制裝置60執(zhí)行的燃料供給控制的步驟的流程圖。以下，按照圖5所示的步驟說明圖4所示的模塊61?67的動作或作用，對于氣體發(fā)動機I及燃料供給控制裝置100的構(gòu)成要素適當標以圖1?圖4所標示的參考符號。圖5所示的一系列處理對于每一個發(fā)動機循環(huán)分別執(zhí)行。也可以是每當經(jīng)過規(guī)定的多個發(fā)動機循環(huán)時執(zhí)行一次，還可以是每當經(jīng)過規(guī)定的實際時間時執(zhí)行一次。
[0049]如圖5所示，首先，指令值設(shè)定部61根據(jù)來自于運行狀態(tài)檢測裝置55的信號設(shè)定副室燃料供給閥18的動作指令值(步驟S11)。目標狀態(tài)設(shè)定部63基于來自于運行狀態(tài)檢測裝置55的信號設(shè)定止回閥19的目標動作狀態(tài)(步驟S12)。測定部62基于來自于閥狀態(tài)檢測裝置51及旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56的信號，使止回閥19的動作狀態(tài)與旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)而得到止回閥19的動作狀態(tài)，從而得到止回閥19的實際動作狀態(tài)(步驟S13)。步驟Sll?S13的順序可以適當變更。
[0050](修正前動作指令值的設(shè)定)
在步驟Sll中，動作指令值包括副室燃料供給閥18的開閥時期、閉閥時期及開閥期間，但是在這三個中如果設(shè)定兩個，則自動決定剩余的一個。因此，指令值設(shè)定部61只要至少設(shè)定兩個動作指令值即可。在這里，為了方便說明，而作為動作指令值設(shè)定開閥時期及閉閥時期。
[0051]為了如上所述那樣將氣體燃料適時適量地供給至副室24內(nèi)，并且使在副室24內(nèi)生成的混合氣的空氣過剩率達到目標值且使燃料濃度分布在副室24內(nèi)均一化，而根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)決定動作指令值。盡管圖示省略，但是控制裝置60預先存儲與發(fā)動機運行狀態(tài)相對應(yīng)的動作指令值的對應(yīng)關(guān)系(例如映射圖或計算式)，指令值設(shè)定部61根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系決定動作指令值。
[0052](實際動作狀態(tài)的測定)
圖6是概念性地示出圖3所示的止回閥19的實際動作狀態(tài)的一個示例和目標動作狀態(tài)的一個示例的圖表。在圖6中，表示隨著旋轉(zhuǎn)角度進展而止回閥19的升程量L如何變化的移動量變化在以旋轉(zhuǎn)角度作為橫軸且以升程量L作為縱軸的二維直角坐標系中表示為直線和/或曲線。單點劃線表示實際移動量變化Cr的一個示例，該實際移動量變化Cr是使通過作為閥狀態(tài)檢測裝置51的一個示例的間隙傳感器檢測到的升程量與通過作為旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56的一個示例的曲軸角傳感器檢測到的曲軸角相對應(yīng)而得到的。實線表示控制裝置60預先存儲或根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)進行設(shè)定的目標移動量變化Ci的一個示例。在以下的說明中，也可以將在上述直角坐標系中顯示的直線和/或曲線稱為“升程曲線”。
[0053]在步驟S13中，作為與旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的止回閥19的實際動作狀態(tài)，測定部62測定作為止回閥19從閉閥狀態(tài)切換為開閥狀態(tài)的實際時期(旋轉(zhuǎn)角度)的實際開閥時期Trl、和作為止回閥19從開閥狀態(tài)切換為閉閥狀態(tài)的實際時期(旋轉(zhuǎn)角度)的實際閉閥時期Tr2。測定部62還測定表示實際移動量變化Cr的實際升程曲線的實際積分值Sr (參照圖9)，具體在后文詳述。
[0054]閥狀態(tài)檢測裝置51形成為檢測升程量L的結(jié)構(gòu)，因此控制裝置60可以測定實際移動量變化Cr的實際積分值Sr。相反地，盡管閥狀態(tài)檢測裝置51不是形成為直接檢測是否處于開閥狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，但是控制裝置60將與旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的升程量L與用于開閥判定的閾值LI和用于閉閥判定的閾值L2分別進行比較，以此可以測定狀態(tài)切換時期(實際開閥時期Trl及實際閉閥時期Tr2)。在圖6中，為了便于說明，作為兩個閾值L1、L2，例示不相同的大于零的一定值，但是閾值L1、L2可以設(shè)定為作為一定值的零(參照圖8)，也可以設(shè)定為相同值(參照圖8)，也可以隨著發(fā)動機運行狀態(tài)可變地進行設(shè)定(圖示省略)。
[0055]測定部62將有增加傾向的升程量L與開閥閾值LI相等或超過它的時期(旋轉(zhuǎn)角度)作為實際開閥時期Trl進行測定。又，測定部62將有減少傾向的升程量L與閉閥閾值L2相等或低于它的時期(旋轉(zhuǎn)角度)作為實際閉閥時期Tr2進行測定。例如，在開閥閾值LI為一定值的零的情況下(參照圖8)，測定部62將升程量L從零轉(zhuǎn)為增加而超過零的時期Trs (S卩，閥體41及閥桿42開始從封閉位置向打開側(cè)移動的時期)作為實際開閥時期Trl進行測定。例如，在閉閥閾值L2為一定值的零的情況下(參照圖8)，測定部62將升程量L從正值變?yōu)榈扔诹愕臅r期Tre(S卩，向關(guān)閉側(cè)移動的閥體41及閥桿42在封閉位置上停止的時期)作為實際閉閥時期Tr2進行測定。
[0056](目標動作狀態(tài)的設(shè)定)
在步驟S12中，目標狀態(tài)設(shè)定部63設(shè)定目標動作狀態(tài)，例如目標動作狀態(tài)包括目標開閥時期Til、目標閉閥時期Ti2及目標積分值Si (參照圖9)。
[0057]目標開閥時期Til是升程量L應(yīng)當滿足與在實際開閥時期Trl的測定中使用的條件相同的條件的目標時期。例如，如果開閥閾值LI為零，則目標開閥時期Til是升程量L應(yīng)當從零轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾佣^零的目標時期Tis (參照圖8)。目標閉閥時期Ti2是升程量應(yīng)當滿足與在實際閉閥時期Tr2的測定中使用的條件相同的條件的目標時期。例如，如果閉閥閾值L2為零，則目標閉閥時期Ti2是升程量應(yīng)當從正變?yōu)榈扔诹愕哪繕藭r期Tie (參照圖8)0
[0058]根據(jù)圖6所示的目標移動量變化Ci的一個示例，升程量L在從目標開閥時期Til開始的微小的期間內(nèi)由開閥閾值LI增加至最大升程量LM，在某個期間維持最大升程量LM，在副室燃料供給閥18閉閥后，響應(yīng)于此地在直至目標閉閥時期Ti2的微小期間內(nèi)由最大升程量LM減少至閉閥閾值L2。在圖6中，作為向最大升程量LM增加的傾向及從最大升程量減少的傾向，例示線形，但是這些傾向可以變更為非線形。
[0059]指令值設(shè)定部61在根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)設(shè)定副室燃料供給閥18的動作指令值時，使止回閥19的動作適當?shù)仨憫?yīng)于該副室燃料供給閥18的動作，因此目標狀態(tài)設(shè)定部63根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)設(shè)定目標開閥時期Til及目標閉閥時期Ti2。即，根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)(乃至副室燃料供給閥18的開閥時期、閉閥時期及開閥期間)變更目標移動量變化Ci的始期Tis及終期Tie。
[0060]例如，目標開閥時期Til是對根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)決定的副室燃料供給閥18的開閥時期加上所需的響應(yīng)性而成的時期，并且以成為與副室燃料供給閥18的開閥時期相同的時期或緊隨其后的適當時期的形式根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)進行設(shè)定。目標閉閥時期Ti2也相同，以成為與副室燃料供給閥18的閉閥時期相同的時期或緊隨其后的適當時期的形式根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)進行設(shè)定。
[0061]圖7 (a)是概念性地示出使用于目標動作狀態(tài)的設(shè)定中的運行區(qū)域的一個示例的圖表，圖7 (b)是示出目標動作狀態(tài)的設(shè)定的一個示例的圖表，圖7 (C)是示出目標動作狀態(tài)的設(shè)定的另一示例的圖表。目標狀態(tài)設(shè)定部63基于來自于運行狀態(tài)檢測裝置55的信號特別指定發(fā)動機的運行區(qū)域。如圖7 (a)所例示，運行區(qū)域也可以由發(fā)動機轉(zhuǎn)速的區(qū)域a?c和負荷的區(qū)域I?IV的組合(例如1-a、II_b等)構(gòu)成。也可以使用其他發(fā)動機運行狀態(tài)。
[0062]如圖7 (b)所示，目標狀態(tài)存儲部64也可以預先存儲與多個運行區(qū)域分別對應(yīng)的多個目標移動量變化Ci。在該情況下，目標狀態(tài)設(shè)定部63根據(jù)被特別指定的運行區(qū)域從多個目標移動量變化Ci中選擇設(shè)定一個目標移動量變化Ci。如圖7 (c)所示，目標狀態(tài)存儲部64也可以存儲單個的目標移動量變化Ci。在該情況下，目標狀態(tài)設(shè)定部63根據(jù)被特別指定的運行區(qū)域修正目標移動量變化Ci，借助于此設(shè)定與發(fā)動機運行區(qū)域相對應(yīng)的目標移動量變化Ci。例如，在運行區(qū)域為高負荷域或高旋轉(zhuǎn)域時，所需的燃料量比較多，因此將目標開閥期間設(shè)定為比較長。
[0063]另外，目標移動量變化Ci (目標升程曲線)是為了便于說明而圖示的。如果目標移動量變化Ci不被直接與實際移動量變化Cr進行比較，則目標狀態(tài)存儲部64也可以不存儲目標移動量變化Ci本身。如本實施形態(tài)那樣，在表示目標移動量變化Ci的目標升程曲線的目標積分值Ci成為實測值的比較對象的情況下，由于如果目標升程曲線已定則目標積分值Ci是能夠事先取得的值，因此只要存儲該目標積分值Ci即可。
[0064](動作指令值的修正)
返回至圖5，在步驟Sll?S13之后，比較部65將通過測定部62測定的實際動作狀態(tài)與通過目標狀態(tài)設(shè)定部63設(shè)定的目標動作狀態(tài)進行比較，并且基于比較結(jié)果修正副燃料噴射閥18的開閥時期及閉閥時期。
[0065]比較部65判定實際開閥時期Trl相對于目標開閥時期Til的偏差是否在允許范圍Λ Tpl (參照圖8)內(nèi)(步驟S21)，如果偏差不在允許范圍Λ Tpl內(nèi)(S21:否)，則判定實際開閥時期Trl是否相對于目標開閥時期Til提前(步驟S22)。該允許范圍Λ Tpl是包括零的概念，在步驟S21中，也可以判定實際開閥時期Trl是否與目標開閥時期Til 一致。在下述的步驟S31中也相同。
[0066]在實際開閥時期Trl相對于目標開閥時期Til超過允許范圍Λ Tpl且提前的情況下(S22:是)，指令值決定部66使通過指令值設(shè)定部61設(shè)定的副室燃料供給閥18的開閥時期進行延遲修正(步驟S23)。在實際開閥時期Trl相對于目標開閥時期Til超過允許范圍Δ Tpl且延遲的情況下(S22:否)，指令值決定部66使通過指令值設(shè)定部61設(shè)定的副室燃料供給閥18的開閥時期進行提前修正(步驟S24)。提前及延遲修正量可以是與偏差無關(guān)地預先設(shè)定的一定值，也可以是根據(jù)偏差按比例進行設(shè)定，在按比例設(shè)定時也可以規(guī)定修正量上限。在下述的步驟S33、S34中也相同。
[0067]在開閥時期的修正后進行步驟S31。又，在實際開閥時期Trl相對于目標開閥時期Til在允許范圍Λ Tpl內(nèi)時(S21:是)，指令值決定部66不修正通過指令值設(shè)定部61設(shè)定的開閥時期，而進行步驟S31。
[0068]比較部65判定實際閉閥時期Tr2相對于目標閉閥時期Ti2的偏差是否在允許范圍Λ Τρ2 (參照圖8)內(nèi)(步驟S31)，如果偏差不在允許范圍內(nèi)(S31:否)，則判定實際閉閥時期Tr2是否相對于目標閉閥時期Ti2提前(步驟S32)。
[0069]在實際閉閥時期Tr2相對于目標閉閥時期Ti2超過允許范圍Λ Τρ2且提前的情況下(步驟S32:是)，指令值決定部66使通過指令值設(shè)定部61設(shè)定的副室燃料供給閥18的閉閥時期進行延遲修正(步驟S33)。在實際閉閥時期Tr2相對于目標閉閥時期Ti2超過允許范圍Λ Τρ2且延遲的情況下(S32:否)，指令值決定部66使通過指令值設(shè)定部61設(shè)定的副室燃料供給閥18的閉閥時期進行提前修正(步驟S34)。
[0070]在閉閥時期的修正后進行步驟S41。又，在實際閉閥時期Tr2相對于目標閉閥時期Ti2在允許范圍Λ Τρ2內(nèi)時(S31:是)，指令值決定部66不修正通過指令值設(shè)定部61設(shè)定的閉閥時期，而進行步驟S41。
[0071]驅(qū)動部67以在通過指令值決定部66決定的開閥時期使副室燃料供給閥18開閥的形式，且以在通過指令值決定部66決定的閉閥時期使副室燃料供給閥18閉閥的形式驅(qū)動副室燃料供給閥18。另外，與開閥時期的修正相關(guān)的步驟S21?S24也可以在與閉閥時期的修正相關(guān)的步驟S31?S34之后執(zhí)行。
[0072]圖8 (a)是示出實際開閥時期Trl相對于目標開閥時期Til延遲且實際閉閥時期Tr2相對于目標閉閥時期Ti2提前的情況的一個示例的圖表，圖8 (b)是示出實際開閥時期Trl相對于目標開閥時期Til提前且實際閉閥時期Tr2相對于目標閉閥時期Ti2延遲的情況的一個示例的圖表，圖8 (c)是示出實際動作狀態(tài)大致符合目標動作狀態(tài)的情況的一個示例的圖表。
[0073]如圖8 (a)所示，在實際開閥時期Trl相對于目標開閥時期Til延遲的情況下，止回閥19的響應(yīng)性因某種原因而比當初的預想過于變差。根據(jù)上述控制，在這樣的狀況下，使副室燃料供給閥18的開閥時期進行提前修正(參照圖5的步驟S22、S24)，因此止回閥19的響應(yīng)性的變化被抵消，并且止回閥19的實際開閥時期Trl被修正為提前。借助于此，可以使止回閥19的實際開閥時期Trl接近目標開閥時期Til (參照圖8(C))。在實際閉閥時期Tr2相對于目標閉閥時期Ti2延遲的情況下也相同(參照圖5的步驟S32、S34、圖8 (b)及圖8 (C))。
[0074]如圖8 (b)所示，在實際開閥時期Trl相對于目標開閥時期Til提前的情況下，可以認為止回閥19的響應(yīng)性因某種原因而與當初的預想相比過于變好。根據(jù)上述控制，在這樣的狀況下，使副室燃料供給閥18的開閥時期進行延遲修正(參照圖5的步驟S22、S23)，因此止回閥19的響應(yīng)性的變化被抵消，并且止回閥19的實際開閥時期Trl被修正為延遲。借助于此，可以使止回閥19的實際開閥時期Trl接近目標開閥時期Til (參照圖8 (C))。在實際閉閥時期Tr2相對于目標閉閥時期Ti2提前的情況下也相同(參照圖5的步驟S32、S33、圖 8 (a)及圖 8 (C))。
[0075]如上所述在根據(jù)本實施形態(tài)的燃料供給控制裝置100中，執(zhí)行止回閥19的實際開閥時期Trl及實際閉閥時期Tr2的反饋控制，在該反饋控制中操作副室燃料供給閥18。隨著發(fā)動機循環(huán)的進行而該反饋控制多次重復。即使止回閥19隨著時間劣化或發(fā)生異物咬入等，又，即使止回閥19采用無法主動地控制其開閉的配氣方式，也可以應(yīng)對該情況而使止回閥19的實際開閥時期Trl及實際閉閥時期Tr2分別收斂于目標開閥時期Til及目標閉閥時期Ti2，從而可以向副室24內(nèi)適時適量地持續(xù)供給氣體燃料。因此，可以適當?shù)乜刂葡蚋笔?4供給燃料的實際燃料供給開始時期、實際燃料供給結(jié)束時期，因此可以維持正常的副室24的燃燒狀態(tài)，進而可以改善主燃燒室23的燃燒效率和排氣成分等。
[0076]又，關(guān)于當前工作中的副室式氣體發(fā)動機，也可以在不引起發(fā)動機主體(例如汽缸蓋周圍)的大幅度的形狀變更的情況下(即，將閥狀態(tài)檢測裝置51安裝于止回閥19附近，并且將實現(xiàn)測定部62、目標狀態(tài)設(shè)定部63、比較部65及設(shè)定值決定部66的軟件要素增加到控制裝置60)，制作帶來相關(guān)作用的燃料供給控制裝置100。本實施形態(tài)在考慮到像這樣可容易改裝的這一點時也是有利的。
[0077]又，在根據(jù)本實施形態(tài)的燃料供給控制裝置100中，對于與汽缸4分別對應(yīng)的多個副室燃料供給閥18分別求出動作指令值，并且相互獨立地驅(qū)動控制各副室燃料供給閥18。因此，即使止回閥19對副室燃料供給閥18的響應(yīng)性在汽缸4之間存在個體差異，也可以通過副室燃料供給閥18的開閥時期及閉閥時期的修正抵消該個體差異。因此，可以對于所有的汽缸4將氣體燃料適時適量地供給至副室24內(nèi)，從而可以使汽缸4所分擔的負荷均一化。
[0078](積分值的比較)
返回至圖5，在用于判定動作指令值的修正與否以及用于決定需要修正的情況下的修正量的步驟S21?S24、S31?S34之后，測定部62測定止回閥19的移動量變化的實際積分值Sr (參照圖9)，目標狀態(tài)設(shè)定部63設(shè)定止回閥19的移動量變化的目標積分值Si (參照圖9)(步驟S41)。接著，比較部65將實際積分值Sr與目標積分值Si進行比較，并且判定實際積分值Sr相對于目標積分值Si的比例或偏差是否在允許范圍內(nèi)(步驟S42)。例如比較部65判定實際積分值Sr是否為目標積分值Si的規(guī)定比例α以上(Sr多SiX α，α< 100%)O如果比例或偏差在允許范圍內(nèi)(S42:是)，則結(jié)束一系列處理，再次返回至步驟Sll而再次開始下一次的處理。如果比例或偏差不在允許范圍內(nèi)(S42:否)，則控制裝置60輸出異常信號(步驟S43)。
[0079]圖9是概念性地示出圖3所示的止回閥19的動作量變化的實際積分值Sr的一個不例、和目標積分值Si的一個不例的圖表。在圖9中，與圖6相同地實際移動量變化Cr及目標移動量變化Ci的一個示例在橫軸為旋轉(zhuǎn)角度且縱軸為升程量L的二維直角坐標系中表不為升程曲線。
[0080]實際積分值Sr是表示實際移動量變化Cr的實際升程曲線的時間積分值(參照圖9的朝向右下方的陰影線區(qū)域)?？紤]到升程量L每隔微小的規(guī)定控制周期Λ T (例如5毫秒)依次被輸入至控制裝置60，測定部62通過將在從升程量L由零轉(zhuǎn)為增加的時期Trs至升程量L恢復至零的時期Tre的期間Dr內(nèi)依次輸入的升程量L求出總和以此求出實際積分值Sr。又，也可以通過將表示實際升程曲線的函數(shù)在上述期間Dr內(nèi)進行積分以此求出實際積分值Sr。另外，如果開閥閾值LI為零，則實際開閥時期Trl與前述時期Trs相等而位于積分區(qū)間的區(qū)間下端。如果閉閥閾值L2為零，則實際閉閥時期Tr2與前述時期Tre相等而位于積分區(qū)間的區(qū)間上端。在本實施形態(tài)中，在閥狀態(tài)檢測裝置51中采用檢測升程量L的間隙傳感器，因此測定部62可以測定實際積分值Sr。
[0081]像這樣測定部62測定實際積分值Sr,因此控制裝置60(例如目標狀態(tài)存儲部64)預先存儲移動量變化的目標積分值Si。目標積分值Si是表示目標移動量變化Ci的目標升程曲線的時間積分值(參照圖9的朝向左下方的陰影線區(qū)域)，是設(shè)定目標移動量變化Ci即可得到的值。
[0082]這樣得到的積分值Sr、Si與通過止回閥19供給至副室24內(nèi)的氣體燃料量為正相關(guān)。另一方面，如上所述，以使止回閥19的實際開閥時期Trl及實際閉閥時期Tr2分別接近目標開閥時期Til及目標閉閥時期Ti2的形式進行控制。因此，在實際積分值Sr為顯著小于目標積分值Si的值時，可以推定處于閥體41無法正常移動、燃料源壓力降低、或者副室燃料管路13b中副室燃料供給閥18與止回閥19之間發(fā)生燃料泄漏等、發(fā)生了僅修正副室燃料供給閥18的動作指令值是無法應(yīng)對的某種異常的狀況之下。如果處于這樣的狀況之下，則難以維持正常的副室24內(nèi)的燃燒狀態(tài)以使氣體發(fā)動機I繼續(xù)工作。在本實施形態(tài)中，如果實際積分值Sr相對于目標積分值Si的比例或偏差不在允許范圍內(nèi)，則輸出異常信號。即，控制裝置60基于來自于閥狀態(tài)檢測裝置51及旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置56的信號而得到與對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)角度的止回閥19的閥體41的移動量相關(guān)的移動量變化的實際積分值Sr，并且基于該實際積分值Sr與移動量變化的目標積分值Si的比較結(jié)果判斷止回閥19是否正常工作。像這樣根據(jù)本實施形態(tài)的氣體發(fā)動機I可以基于該異常信號開始故障安全控制或停止氣體發(fā)動機I的運行，從而也可以較好地應(yīng)對如上述那樣的狀況。
[0083]以上說明了實施形態(tài)，但是上述結(jié)構(gòu)只是一個示例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以適當變更、刪除及增加。例如，在上述實施形態(tài)中，在副室燃料管路上設(shè)置單個止回閥，但是也可以串聯(lián)地排列設(shè)置多個止回閥。在該情況下，如果將配置在最下游的止回閥的動作狀態(tài)與上述相同地進行反饋控制，則可以得到與上述相同的作用效果。
[0084]工業(yè)應(yīng)用性:
本發(fā)明如果應(yīng)用于副室式氣體發(fā)動機則有益處，并且應(yīng)用本發(fā)明的副室氣體發(fā)動機可以例如發(fā)電設(shè)備及船用主機等各種用途作為原動機利用。
[0085]符號說明:
1氣體發(fā)動機；
2輸出軸(曲軸);
18副室燃料供給閥；
19止回閥；
24 副室；
32燃料口 ；
41 閥體；
51 閥狀態(tài)檢測裝置；
55運行狀態(tài)檢測裝置；
56旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置；
60 控制裝置；100燃料供給控制裝置；
Trl實際開閥時期；
Tr2實際閉閥時期；
Til目標開閥時期；
Τ?2目標閉閥時期；
Cr實際移動量變化；
Ci目標移動量變化；
Sr實際積分值；
Si目標積分值；
L升程量。
【權(quán)利要求】
1.一種副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置，具備: 將氣體燃料供給至副室內(nèi)的副室燃料供給閥； 介于所述副室燃料供給閥及所述副室之間，阻止來自于所述副室的逆流的止回閥； 檢測所述止回閥的動作狀態(tài)的閥狀態(tài)檢測裝置； 檢測曲軸的旋轉(zhuǎn)角度或凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度中的至少一個的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置；和 決定所述副室燃料供給閥的動作指令值的控制裝置； 所述控制裝置基于來自于所述閥狀態(tài)檢測裝置及所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號而得到與所述旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的所述止回閥的實際動作狀態(tài)，并且以使該實際動作狀態(tài)接近目標動作狀態(tài)的形式修正所述副室燃料供給閥的動作指令值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置，其特征在于， 具備檢測氣體發(fā)動機的運行狀態(tài)的運行狀態(tài)檢測裝置； 所述控制裝置根據(jù)來自于所述運行狀態(tài)檢測裝置的信號設(shè)定所述目標動作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置，其特征在于， 所述止回閥的動作狀態(tài)包括所述止回閥的開閥時期； 所述控制裝置基于來自于所述閥狀態(tài)檢測裝置及所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號而得到與所述旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的所述止回閥的實際開閥時期，并且以使該實際開閥時期接近目標開閥時期的形式修正所述副室燃料供給閥的動作指令值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置，其特征在于， 在所述實際開閥時期超過允許提前量而與所述目標開閥時期相比提前的情況下，所述控制裝置使所述副室燃料供給閥的開閥時期進行延遲修正； 在所述實際開閥時期超過允許延遲量而與所述目標開閥時期相比延遲的情況下，所述控制裝置使所述副室燃料供給閥的開閥時期進行提前修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置，其特征在于， 所述止回閥的動作狀態(tài)包括所述止回閥的閉閥時期； 所述控制裝置基于來自于所述閥狀態(tài)檢測裝置及所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號而得到與所述旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的所述止回閥的實際閉閥時期，并且以使該實際閉閥時期接近目標閉閥時期的形式修正所述副室燃料供給閥的動作指令值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的副室式氣體發(fā)動機的燃料供給控制裝置，其特征在于， 所述止回閥具有在封閉向所述副室開口的燃料口的封閉位置和遠離所述封閉位置的全開位置之間移動的閥體，通過使所述閥體從所述封閉位置向所述全開位置移動以此使所述燃料口開放而使所述止回閥開閥； 所述閥狀態(tài)檢測裝置能夠檢測所述閥體的移動量； 所述控制裝置基于來自于所述閥狀態(tài)檢測裝置及所述旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置的信號而得到與對應(yīng)于所述旋轉(zhuǎn)角度的所述閥體的移動量相關(guān)的移動量變化的實際積分值，并且基于該實際積分值與所述移動量變化的目標積分值的比較結(jié)果判斷所述止回閥是否正常。
【文檔編號】F02D19/02GK104508275SQ201480002036
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】宮本世界, 巖崎英和, 西村元彥, 野中洋輔 申請人:川崎重工業(yè)株式會社