JPH0627824Y2 - ガス焚き内燃機関のパイロツト燃料噴射弁作動不良検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ガス焚き内燃機関におけるパイロット燃料噴
射弁の作動状態を監視するためのパイロット燃料噴射弁
作動不良検出装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ガス焚き内燃機関においては、燃料として可燃
性ガスの他に同ガスの着火を助ける目的から燃料油（パ
イロット燃料）をパイロット燃料噴射弁からシリンダ内
に噴射している。

このようなパイロット燃料噴射弁の主なトラブルとして
次の２つが挙げられる。

(1)パイロット燃料噴射弁内の針弁がリフト途中でステ
ィック状態となって、パイロット燃料流路が開のままに
なり、パイロット燃料が噴射弁から流出しつづけ、パイ
ロット燃料の圧力が低下して噴霧の状態が著しく悪化す
る場合。

(2)パイロット燃料を噴射弁に供給するための噴射ポン
プのスティックトラブル，あるいはポンプラック位置制
御のトラブル等により、パイロット燃料がシリンダ内に
噴射されない場合。

上述のいずれのトラブルが生じた場合でも、失火して可
燃性ガスが未着火のままシリンダ外へ排出され排気集合
管に達することがある。この場合、他のシリンダから排
気集合管に放出される火粉等が火種となり、上記未着火
の可燃性ガスが排気集合管内で爆発を起こし、機関の構
成部材に著しい損傷を与える危険性がある。

そこで、このような不具合を防止する手段として、従
来、シリンダ出口管における排気ガス中の未燃ガスの検
知，排気ガス温度の監視あるいはパイロット燃料油圧の
監視等を行なって、パイロット燃料噴射弁のトラブルを
検出する手段が提案され行なわれている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の従来のガス焚き内燃機関のパイロ
ット燃料噴射弁作動不良検出手段では、パイロット燃料
噴射弁の作動不良を間接的な現象でしか検出することが
できないので、検出感度の設定が難しく、作動不良発生
時から点検を行なうまでに時間がかかるとともに、作動
不良の検出を確実に行なえないという問題点がある。

本考案は、このような問題点の解決をはかろうとするも
ので、パイロット燃料噴射弁の作動不良を同噴射弁の針
弁の作動状態から直接検出できるようにして、パイロッ
ト燃料噴射弁におけるトラブルを迅速かつ確実に報知
し、ガス焚き内燃機関の作動中における安全性の向上を
はかれるようにした、ガス焚き内燃機関のパイロット燃
料噴射弁作動不良検出装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本考案のガス焚き内燃機関のパイロット燃料
噴射弁作動不良検出装置は、パイロット燃料噴射弁を有
するガス焚き内燃機関において、同機関のクランク角度
と同期するパルス信号を発生するパルスジェネレータ
と、上記パイロット燃料噴射弁の針弁のリフト量を検知
するリフトセンサと、上記パルスジェネレータからパル
ス信号を受けるとともに上記リフトセンサから針弁リフ
ト検知信号を受ける演算器とをそなえ、同演算器が上記
パイロット燃料噴射弁の噴射期間の前後での上記リフト
センサからの針弁リフト検知信号および同期間中の最大
リフト量を比較して上記パイロット燃料噴射弁の作動不
良を検出する機能を設定されるとともに、同演算器から
の検出信号を受けて作動する安全機構が設けられたこと
を特徴としている。

〔作用〕

上述の本考案のガス焚き内燃機関のパイロット燃料噴射
弁作動不良検出装置では、パイロット燃料噴射弁がステ
ィックを起こした場合、同噴射弁の噴射期間前後でリフ
トセンサにより検知される針弁のリフト量が異なり、そ
の差を演算器において比較検出することによって上記パ
イロット燃料噴射弁の作動不良が検出され、上記演算器
からの検出信号を受けて安全機構が作動する。

また、上記パイロット燃料噴射弁が作動しない場合、同
噴射弁の噴射期間前の針弁のリフト量と、噴射期間中の
最大リフト量とが一致し、このリフト量の一致を上記演
算器において比較検出することによって上記パイロット
燃料噴射弁の作動不良が検出され、上記演算器からの検
出信号を受けて上記安全機構が作動する。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の一実施例としてのガス焚き内
燃機関のパイロット燃料噴射弁作動不良検出装置につい
て説明すると、第１図はその模式的なブロック線図、第
２図はパイロット燃料噴射弁がスティック等の作動不良
を生じた場合における本装置の作用を説明するためのグ
ラフ、第３図はパイロット燃料噴射系のトラブルにより
パイロット燃料が噴射されない場合における本装置の作
用を説明するためのグラフである。

第１図に示すように、パイロット燃料噴射弁１を有する
ガス焚き内燃機関において、このパイロット燃料噴射弁
１のパイロット燃料の噴射を制御する針弁1aに、同針弁
1aのリフト量を検知するリフトセンサ２が取り付けられ
るとともに、このリフトセンサ２は、同リフトセンサ２
からの検知信号を増幅する増幅器３およびＡ／Ｄ変換器
４を介して、演算器としてのＣＰＵ５に接続される。

一方、機関のクランク角度に同期したパルス信号を発生
するパルスジェネレータ６が機関にそなえられ、同パル
スジェネレータ６も、そのパルス信号をＣＰＵ５に出力
すべく、ＣＰＵ５に接続されている。

なお、パルスジェネレータ６は、第２，３図に示すごと
く、１サイクルのうちのパイロット燃料噴射弁１の噴射
期間Ｔ中に、間隔Δｔごとに数波（Ｔ／Δｔ）のパルス
信号を発生するように（約１〜２クランク角度ごとにパ
ルス信号を出力するように）、タイミングを調整されて
いる。

そして、ＣＰＵ５は、パイロット燃料噴射弁１の噴射期
間Ｔの最初および最後のパルス信号発生時（t₁および
t₂，あるいはt₃およびt₄）に、リフトセンサ２で検知さ
れた針弁1aのリフト量検知信号を、それぞれ記憶部７に
おけるメモリＡおよびＢに転送し記憶させる。これと同
時に、ＣＰＵ５は、パルス信号が発生している噴射期間
Ｔ中に、リフトセンサ２で検知される針弁1aの最大リフ
ト量を検出して、記憶部７におけるメモリＣに転送し記
憶させる。

その後、直ちに、ＣＰＵ５は、メモリＡとＢとの記憶信
号の大きさを比較し、その差が設定値よりも大きい場合
にアラーム信号を安全機構８（燃料ガスの遮断等を行な
う機構）に伝達する一方、メモリＡとＣとの記憶信号の
大きさを比較し、その差が設定値以下の場合にアラーム
信号を安全機構８に伝達するようになっている。

なお、比較後、毎サイクル、メモリＣにおける記憶信号
はリセットされる。

本考案の一実施例としてのガス焚き内燃機関のパイロッ
ト燃料噴射弁作動不良検出装置は上述のごとく構成され
ているので、パイロット燃料噴射弁１がスティック等の
作動不良を起こした場合に、本装置が作動不良を検出す
る過程を説明すると、第２図に示すように、同第２図中
で１サイクル目では針弁1aの動きは正常であり、アラー
ム信号は発生しないが、２サイクル目で針弁1aが着座す
る途中でスティック現象が発生している。

これにより、メモリA,Bの記憶信号の大きさが異なり、
この差が、ＣＰＵ５により、検出され設定値以上である
ことが検知されると、このトラブルの起きたサイクル中
にアラーム信号を安全機構８に出力する。

一方、パイロット燃料系（噴射ポンプ等）のトラブルに
よりパイロット燃料が噴射されない場合に、本装置が無
噴射を検出する過程を説明すると、第３図に示すよう
に、同第３図中で１サイクル目では針弁1aの動きは正常
であり、アラーム信号は発生しない。そして、１サイク
ル目のメモリA,Cの比較検知後、メモリＣにおいて、そ
の記憶信号はリセットされ、同メモリＣは次サイクルに
そなえた状態となる。

２サイクル目では、パイロット燃料噴射弁１は作動せ
ず、メモリＡとメモリＣとの記憶値はともに同一である
ことから、ＣＰＵ５における比較検知の結果差が設定値
以下であり、ＣＰＵ５からアラーム信号５が安全機構８
に出力される。

そして、アラーム信号を受けた安全機構８により、燃料
ガスの遮断等の機関停止操作が行なわれる。

なお、第２，３図中のＴＤＣは上死点時間を示す。

このように、本装置によれば、パイロット燃料噴射弁１
の噴射期間Ｔの前後での針弁1aのリフトセンサ２の検出
信号および同期間Ｔ中の最大リフト量を比較検知して、
パイロット燃料噴射弁１の作動不良を検出するため、リ
フトセンサ２の零点出力は温度等によるドリフトの影響
を受けることはなく、検出感度の設定が容易に行なえ
る。

また、パイロット燃料噴射弁１の作動不良の検出を針弁
1aで直接的に行なえるので、その応答は他の手段（ガス
センサ，排気温度の監視等）に比べて極めて速く、シリ
ンダ内の異常燃焼等の２次トラブルにより効果的かつ迅
速に対応できる。

さらに、針弁1aのリフトセンサ２の信号を数サイクルに
わたって平均化する等の処置がなく、１サイクル内の信
号のみでＣＰＵ５により判断が行なわれるので、機関の
起動直後からの作動不良監視が可能である。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案のガス焚き内燃機関のパイ
ロット燃料噴射弁作動不良検出装置によれば、パイロッ
ト燃料噴射弁を有するガス焚き内燃機関において、同機
関のクランク角度と同期するパルス信号を発生するパル
スジェネレータと、上記パイロット燃料噴射弁の針弁の
リフト量を検知するリフトセンサと、上記パルスジェネ
レータからパルス信号を受けるとともに上記リフトセン
サから針弁リフト検知信号を受ける演算器とをそなえ、
同演算器が上記パイロット燃料噴射弁の噴射期間の前後
での上記リフトセンサからの針弁リフト検知信号および
同期間中の最大リフト量を比較して上記パイロット燃料
噴射弁の作動不良を検出する機能を設定されるととも
に、同演算器からの検出信号を受けて作動する安全機構
が設けられるという簡素な構成で、機関の起動直後か
ら、パイロット燃料噴射弁の作動不良の監視を迅速かつ
確実に行なえるようになり、事前に安全機構により機関
を停止して、未燃ガスが機関内に充填されついには爆発
する等の事故が防止されるので、ガス焚き内燃機関の作
動中における信頼性や安全性を確保できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案の一実施例としてのガス焚き内燃機
関のパイロット燃料噴射弁作動不良検出装置を示すもの
で、第１図はその模式的なブロック線図、第２図はパイ
ロット燃料噴射弁がスティック等の作動不良を生じた場
合における本装置の作用を説明するためのグラフ、第３
図はパイロット燃料噴射弁のトラブルによりパイロット
燃料が噴射されない場合における本装置の作用を説明す
るためのグラフである。 １……パイロット燃料噴射弁、1a……針弁、２……リフ
トセンサ、３……増幅器、４……Ａ／Ｄ変換器、５……
演算器としてのＣＰＵ、６……パルスジェネレータ、７
……記憶部、８……安全機構、A,B,C……メモリ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パイロット燃料噴射弁を有するガス焚き内
   燃機関において、同機関のクランク角度と同期するパル
   ス信号を発生するパルスジェネレータと、上記パイロッ
   ト燃料噴射弁の針弁のリフト量を検知するリフトセンサ
   と、上記パルスジェネレータからパルス信号を受けると
   ともに上記リフトセンサから針弁リフト検知信号を受け
   る演算器とをそなえ、同演算器が上記パイロット燃料噴
   射弁の噴射期間の前後での上記リフトセンサからの針弁
   リフト検知信号および同期間中の最大リフト量を比較し
   て上記パイロット燃料噴射弁の作動不良を検出する機能
   を設定されるとともに、同演算器からの検出信号を受け
   て作動する安全機構が設けられたことを特徴とする、ガ
   ス焚き内燃機関のパイロット燃料噴射弁作動不良検出装
   置。