燃气发动机的制作方法

本公开涉及一种能够在气缸内燃烧气体燃料的燃气发动机。

背景技术：

1、在专利文献1中，作为燃气发动机的一例，公开了能够在气缸内燃烧氢气的氢发动机。具体而言，该专利文献1所公开的氢发动机具有气缸、与气缸连接的氢气供给管、打开、关闭该氢气供给管的供氢阀、以及设置在氢气供给管内的输出控制用的压力调节阀。根据所述专利文献1，通过对压力调节阀的调节等使氢气的供给量增减，能够控制氢发动机的输出。

2、在专利文献2中，作为燃气发动机的另一例，公开了能够燃烧燃料油及燃料气体两者或燃料气体的柴油机。具体而言，该专利文献2所公开的柴油机包括喷射燃料气体的燃料喷射阀、对从燃料喷射阀喷射的燃料气体进行蓄压的储压器、以及设置在将储压器和喷气阀连接起来的燃料气体供给管的中途的气体闸阀。根据所述专利文献2，通过打开气体闸阀，能够打开、关闭燃料气体供给管。

3、专利文献1：日本公开专利公报特开昭54-52203号公报

4、专利文献2：日本公开专利公报特开2015-14273号公报

5、-发明要解决的技术问题-

6、然而，众所周知，在所述专利文献1及专利文献2所公开的那样的燃气发动机中，通过在将气体燃料的压力(气体压力)调节为规定的目标压力的基础上，在规定的目标喷射期间向气缸内喷射气体燃料，由此实现所希望的转速。

7、但是，在实际的气体压力与所述目标压力背离的情况下，通常无法瞬间进行消除该背离的气体压力的调节。在该情况下，难以使燃气发动机的转速跟随控制目标。

8、因此，考虑改变气体燃料的喷射时间来替代调节气体燃料的气体压力。气体燃料的喷射期间与所述专利文献2所公开的那样的气体闸阀的开阀期间对应。因此，考虑通过改变气体闸阀的目标开阀期间来控制燃气发动机的转速。

9、但是，通常，由于气体闸阀的结构上的限制，有时会设定能够连续控制气体闸阀的开阀期间的下限值(以下，也称其为“最小开阀期间”)。例如，在改变后的目标开阀期间小于最小开阀期间的情况下，实现该目标开阀期间本身就变得困难。

10、因此，即使改变气体闸阀的目标开阀期间来替代调节气体燃料的气体压力，在该目标开阀期间过小的情况下，气体闸阀的开阀也不稳定，在使燃气发动机的转速跟随控制目标上，有可能产生妨碍。

11、这样的问题不仅在气体闸阀中，在所谓的喷气阀中也是共通的。也就是说，在喷气阀中，有时也会与气体闸阀同样地设定最小开阀期间。在该情况下，根据喷气阀的最小开阀期间与目标开阀期间的大小关系，喷气阀的开阀会不稳定，在使燃气发动机的转速跟随控制目标上，仍然有可能产生妨碍。

12、此处所公开的技术正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：使燃气发动机的转速稳定地跟随控制目标。

13、一用于解决技术问题的技术方案-

14、本公开的第一方面涉及一种燃气发动机，其能够在气缸内燃烧气体燃料。该燃气发动机包括喷气阀、储压器、供给压力传感器、排出机构、气体闸阀以及控制器，所述喷气阀喷射所述气体燃料，所述储压器对向所述喷气阀供给的所述气体燃料进行蓄压，所述供给压力传感器检测向所述储压器供给的所述气体燃料的压力，所述排出机构将所述储压器内的所述气体燃料向外部排出，所述气体闸阀打开、关闭连接所述储压器和所述喷气阀的供气管，所述控制器根据所述燃气发动机的目标转速，计算从所述储压器向所述喷气阀供给的所述气体燃料的目标压力、和所述气体闸阀的目标开阀期间，在所述气体闸阀的开阀期间内，设定作为能够连续调节该开阀期间的下限值的最小开阀期间。

15、而且，根据所述第一方面，所述控制器根据所述目标压力、所述目标开阀期间以及由所述供给压力传感器检测出的检测压力，判断第一条件和第二条件是否分别成立，其中，所述第一条件表示所述目标开阀期间比所述最小开阀期间长，所述第二条件表示所述检测压力相对于所述目标压力未过剩规定值以上，所述控制器在所述第一条件及所述第二条件两者都不成立的情况下，将所述目标开阀期间调节为与所述最小开阀期间一致，并且使所述排出机构工作以消除所述检测压力与所述目标压力的背离。

16、在第二条件不成立的情况下，检测压力相对于目标压力过剩规定值以上。在该情况下，为了不使燃气发动机的转速过剩，考虑例如缩短气体闸阀的目标开阀期间。但是，在除了第二条件以外，第一条件也不成立的情况下，无法进一步缩短气体闸阀的目标开阀期间。

17、因此，根据所述第一方面，在第一条件和第二条件两者都不成立的情况下，所述控制器使排出机构工作。通过使排出机构工作，能够对气体燃料进行减压。由此，有利于使燃气发动机的转速跟随控制目标。

18、而且，在第一条件和第二条件两者都不成立的情况下，所述控制器将气体闸阀的目标开阀期间设定为最小开阀期间。由此，能够抑制与开阀期间的扩大相伴随的燃气发动机的负荷的增大，并且能够保持能够调节气体闸阀的开阀期间的状态。由此，更有利于使燃气发动机的转速跟随控制目标。

19、此外，根据本公开的第二方面，也可以是，所述控制器在所述第一条件成立的情况下，通过将所述目标开阀期间调节在所述最小开阀期间以上的范围内并且使所述排出机构不工作，补偿所述检测压力与所述目标压力的背离。

20、在第一条件成立的情况下，气体闸阀的目标开阀期间有改变的余地。因此，所述第二方面所涉及的控制器通过调节目标开阀期间，消除检测压力与目标压力的背离。由此，能够在不使排出机构工作的情况下，使燃气发动机的转速跟随控制目标。通过使排出机构不工作，能够抑制气体燃料的排出量。这有助于降低燃气发动机的燃料消耗量。

21、此外，根据本公开的第三方面，也可以是，所述控制器在所述第一条件成立且所述第二条件不成立的情况下，缩短所述目标开阀期间，以除去所述检测压力相对于所述目标压力的过剩量，根据缩短后的所述目标开阀期间，再次判断所述第一条件是否成立，根据所述再次判断，决定是否使所述排出机构工作。

22、在第一条件成立的情况下，气体闸阀的目标开阀期间如上所述有改变的余地。但是，改变后的目标开阀期间必须在最小开阀期间以上。因此，在缩短了目标开阀期间的情况下，控制器100再次对第一条件进行判断。由此，能够将目标开阀期间保持在最小开阀期间以上。由此，更有利于使燃气发动机的转速跟随控制目标。

23、此外，根据本公开的第四方面，也可以是，所述气体闸阀是通过被供给工作油而工作的液压驱动式开闭阀，所述燃气发动机还包括液压回路和电磁阀，所述液压回路与所述气体闸阀连接，向该气体闸阀供给工作油，所述电磁阀打开、关闭所述液压回路，所述控制器利用所述电磁阀的开阀期间来调节所述目标开阀期间。

24、此外，本公开的第五方面涉及一种燃气发动机，其能够在气缸内燃烧气体燃料。该燃气发动机包括喷气阀、储压器、供给压力传感器、排出机构以及控制器，所述喷气阀喷射所述气体燃料，所述储压器对向所述喷气阀供给的所述气体燃料进行蓄压，所述供给压力传感器检测向所述储压器供给的所述气体燃料的压力，所述排出机构将所述储压器内的所述气体燃料向外部排出，所述控制器根据所述燃气发动机的目标转速，计算从所述储压器向所述喷气阀供给的所述气体燃料的目标压力、和所述喷气阀的目标开阀期间，在所述喷气阀的开阀期间内，设定作为能够连续调节该开阀期间的下限值的最小开阀期间。

25、并且，根据所述第五方面，所述控制器根据所述目标压力、所述目标开阀期间以及由所述供给压力传感器检测出的检测压力，判断第一条件和第二条件是否分别成立，其中，所述第一条件表示所述目标开阀期间比所述最小开阀期间长，所述第二条件表示所述检测压力相对于所述目标压力未过剩规定值以上，所述控制器在所述第一条件及所述第二条件两者都不成立的情况下，将所述目标开阀期间调节为与所述最小开阀期间一致，并且使所述排出机构工作以消除所述检测压力与所述目标压力的背离。

26、在第二条件不成立的情况下，检测压力相对于目标压力过剩规定值以上。在该情况下，为了避免燃气发动机的转速过剩，考虑例如缩短喷气阀的目标开阀期间。但是，在除了第二条件以外，第一条件也不成立的情况下，无法进一步缩短喷气阀的目标开阀期间。

27、因此，根据所述第五方面，在第一条件和第二条件两者都不成立的情况下，所述控制器使排出机构工作。通过使排出机构工作，能够对气体燃料进行减压。由此，有利于使燃气发动机的转速跟随控制目标。

28、而且，在第一条件和第二条件两者都不成立的情况下，所述控制器将喷气阀的目标开阀期间设定为最小开阀期间。由此，能够抑制与开阀期间的扩大相伴随的燃气发动机的负荷的增大，并且能够保持能够调节气体闸阀的开阀期间的状态。由此，更有利于使燃气发动机的转速跟随控制目标。

29、此外，根据本公开的第六方面，所述燃气发动机的所述气体燃料使用的是氢气。

30、-发明的效果-

31、如上说明所述，根据本公开，能够使燃气发动机的转速稳定地跟随控制目标。

技术实现思路