エンジンの制御装置
【課題】エンジンの制御装置において、使用する燃料としての重油の性状がばらついても適正にエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制可能とする。
【解決手段】エンジン本体１１のシリンダボア１２の内面にシリンダライナ１３を固定し、ピストンリング１５がシリンダライナ１３の内面に対して摺動自在となるようにピストン１４をシリンダライナ１３の内側に軸心方向に移動自在に支持し、高圧インジェクタ２１により燃料としての重油を燃焼室１６に噴射可能に構成し、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御する。
【解決手段】エンジン本体１１のシリンダボア１２の内面にシリンダライナ１３を固定し、ピストンリング１５がシリンダライナ１３の内面に対して摺動自在となるようにピストン１４をシリンダライナ１３の内側に軸心方向に移動自在に支持し、高圧インジェクタ２１により燃料としての重油を燃焼室１６に噴射可能に構成し、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、重油を燃料として使用するディーゼルエンジンにおいて、エンジンの作動状態に応じたエンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、船舶に適用されるディーゼルエンジンは、主に燃料として重油が使用される。このディーゼルエンジンに使用される重油は、石油の精製過程で、軽油などの良質な油が精製されたあとに残るものであり、粘性が高いものとなっている。近年、この石油精製工程の進歩により石油残渣に近いＣ重油が取り出され、燃料として使用されるようになってきている。ところが、このＣ重油は、重油の中でも特に粘性が高いものであり、ディーゼルエンジンの燃料として使用すると、燃焼性がばらついてエンジンに対して大きな負荷が作用してしまう。すると、ピストンとシリンダライナとの間に焼き付きが発生するおそれがある。
【０００３】
なお、ディーゼルエンジンにて、ピストンとシリンダライナとの間の潤滑を行うものとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたリングライナ潤滑油保持装置は、ピストンのトップリングよりも上部でピストンを囲繞して金属ブラシを放射状に植設することで、オイル上りを防止して潤滑油消費量を減少するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１３７８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ディーゼルエンジンは、燃料として使用する重油の品質がばらつき、この重油の粗悪化が進んだ場合、燃焼性がばらついてエンジンに対して大きな負荷が作用し、ピストンとシリンダライナとの間に焼き付きが発生するおそれがある。この場合、上述した特許文献１のように、オイル上りを防止して潤滑油消費量を減少することも考えられるが、別部品の追加によりコスト増と信頼性の低下を招いてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、使用する燃料としての重油の性状がばらついても適正にエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制可能とするエンジンの制御装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明のエンジンの制御装置は、シリンダボアの内面に固定された円筒形状をなすシリンダライナと、該シリンダライナの内側に軸心方向に移動自在に支持されると共に外周部に装着されたピストンリングが前記シリンダライナの内面に対して摺動自在なピストンと、第１燃料タンクに貯留された燃料としての重油を燃焼室に供給可能な燃料供給装置と、を備えるエンジンにおいて、前記シリンダライナの状態に基づいて前記エンジンを制御する、ことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、燃料として使用する重油の品質により燃焼性がばらつくと、ピストンからシリンダライナに作用する応力が変動することから、このシリンダライナの状態に基づいてエンジンを制御することで、使用する燃料としての重油の性状がばらついても、適正にエンジンを制御することができ、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制することができる。
【０００９】
本発明のエンジンの制御装置では、前記ピストンリングと前記シリンダライナとの摺動音を検出する音響センサを設け、該音響センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴としている。
【００１０】
従って、エンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナの磨耗が進行することから、ピストンリングとシリンダライナとの摺動音に基づいてエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明のエンジンの制御装置では、前記ピストンリングと前記シリンダライナとの隙間を漏洩するガス音を検出する音響センサを設け、該音響センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴としている。
【００１２】
従って、エンジンの燃焼性がばらつくと、燃焼室の燃焼ガスが漏洩するおそれがあることから、ピストンリングとシリンダライナとの隙間を漏洩するガス音に基づいてエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００１３】
本発明のエンジンの制御装置では、前記シリンダライナの振動を検出する振動センサを設け、該振動センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴としている。
【００１４】
従って、エンジンの燃焼性がばらつくと、ピストンの異常な挙動を起こすおそれがあることから、シリンダライナの振動に基づいてエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００１５】
本発明のエンジンの制御装置では、前記シリンダライナの温度を検出する温度センサを設け、前記音響センサと前記振動センサの少なくともいずれか一つのセンサと前記温度センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴としている。
【００１６】
従って、エンジンの燃焼性がばらつくと、ピストンとシリンダライナとの間に大きな磨耗が発生するおそれがあることから、シリンダライナの温度に基づいてエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００１７】
本発明のエンジンの制御装置では、前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記エンジンの出力を低下させることを特徴としている。
【００１８】
従って、シリンダライナの正常動作と現在のシリンダライナの動作とを比較することで、適正にエンジンの異常を判定することができ、このときにエンジンの出力を低下させることで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを防止することができる。
【００１９】
本発明のエンジンの制御装置では、前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記ピストンリングと前記シリンダライナとの間の潤滑油量を増加させることを特徴としている。
【００２０】
従って、シリンダライナの正常動作と現在のシリンダライナの動作とを比較することで、適正にエンジンの異常を判定することができ、このときにピストンリングと前記シリンダライナとの間の潤滑油量を増加させることで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを防止することができる。
【００２１】
本発明のエンジンの制御装置では、燃焼性の良好な重油を貯留可能な第２燃料タンクを設け、前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記燃料供給装置は、前記第２燃料タンクの重油を前記燃焼室に供給することを特徴としている。
【００２２】
従って、シリンダライナの正常動作と現在のシリンダライナの動作とを比較することで、適正にエンジンの異常を判定することができ、このときに燃焼性の良好な重油を燃焼室に供給することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のエンジンの制御装置によれば、シリンダライナの状態に基づいてエンジンを制御するので、使用する燃料としての重油の性状がばらついても適正にエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施例２に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施例３に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図４】図４は、本発明の実施例４に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施例５に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施例６に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るエンジンの制御装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【００２７】
実施例１のディーゼルエンジンは、船舶に搭載されて航行用として使用されるものであり、燃料として重油を使用している。このディーゼルエンジンにおいて、図１に示すように、エンジン本体１１は、複数のシリンダボア１２が形成され、各シリンダボア１２の内面に円筒形状をなすシリンダライナ１３が装着されている。ピストン１４は、外周部に複数のピストンリング１５が装着されており、各シリンダボア１２（シリンダライナ１３）内に配設され、ピストンリング１５がシリンダライナ１３の内面に摺動して上下（軸心方向）に移動自在に支持されている。
【００２８】
燃焼室１６は、エンジン本体１１（シリンダライナ１３）とピストン１４の頂面とにより区画されて形成されている。この燃焼室１６は、上部に吸気ポート１７及び排気ポート１８が連通し、吸気弁１９及び排気弁２０の下端部が位置している。この吸気弁１９及び排気弁２０は、吸気ポート１７及び排気ポート１８を閉止する方向に付勢支持されており、図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの吸気カム及び排気カムがこの吸気弁１９及び排気弁２０に作用することで、吸気ポート１７及び排気ポート１８を開閉することができる。また、エンジン本体１１は、燃焼室１６の上部に、この燃焼室１６に高圧燃料を噴射可能な高圧インジェクタ２１が装着されている。
【００２９】
そして、エンジン本体１１は、吸気ポート１７にインテークマニホールドを介して吸気管（吸気通路）２２が連結される一方、排気ポート１８にエキゾーストマニホールドを介して排気管（排気通路）２３が連結されており、この排気管２３には排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害物質を浄化処理する触媒装置（図示略）が装着されている。
【００３０】
また、第１燃料タンク２４は、燃料としての重油を貯留可能であり、外部から重油を補充可能となっており、この第１燃料タンク２４の燃料をエンジン本体１１の燃焼室１６に供給可能な第１燃料供給系２５が設けられている。即ち、第１燃料タンク２４と高圧インジェクタ２１とが燃料供給管２６により連結され、この燃料供給管２６に燃料ポンプ２７が装着されている。従って、燃料ポンプ２７を駆動することで、第１燃料タンク２４内の燃料を加圧した後、燃料供給管２６を通して高圧インジェクタ２１まで輸送することができ、この高圧インジェクタ２１を駆動することで、高圧燃料を所定のタイミングで燃焼室１６に噴射することができる。
【００３１】
なお、燃料供給管２６は、内部に加熱装置としての蒸気管２８が同方向に沿って配置されており、この蒸気管２８内に所定量の加熱蒸気が所定の流速で流通しており、重油を加熱して粘度を低下させることで、燃料供給管２６内を流動可能としている。
【００３２】
車両には、ディーゼルエンジンを総合的に制御する制御装置３１が設けられている。即ち、制御装置３１は、図示しない各種センサが検出したエンジン回転数やアクセル開度などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量や燃料噴射時期などの最適値を演算し、高圧インジェクタ２１を制御可能となっている。
【００３３】
このように構成された本実施例のディーゼルエンジンにて、燃料として使用する重油の品質がばらついて粗悪化が進んだ場合、燃焼性がばらついてエンジンに対して大きな負荷が作用し、ピストン１４（ピストンリング１５）とシリンダライナ１３との間に焼き付きが発生するおそれがある。
【００３４】
そこで、実施例１のエンジンの制御装置では、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音を検出する音響センサとしてＡＥ（アコースティックエミッション）センサ３２を設け、制御装置３１は、このＡＥセンサ３２の検出結果に基づいてエンジンを制御する。
【００３５】
この場合、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときのＡＥセンサ３２が検出したピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音と、現在のピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。制御装置３１がディーゼルエンジンの出力を低下させる制御としては、高圧インジェクタ２１による燃料噴射量の減少、エンジン回転数の低下などがあり、その他の制御として燃料噴射タイミングの進角がある。
【００３６】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異音となる。このとき、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときのピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音と、現在のピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、例えば、高圧インジェクタ２１による燃料噴射量の減少したり、エンジン回転数を低下したりし、ディーゼルエンジンの出力を低下させる。すると、エンジン本体１１の燃焼室１６にて、燃焼温度が低下することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００３７】
このように実施例１のエンジンの制御装置にあっては、エンジン本体１１のシリンダボア１２の内面にシリンダライナ１３を固定し、ピストンリング１５がシリンダライナ１３の内面に対して摺動自在となるようにピストン１４をシリンダライナ１３の内側に軸心方向に移動自在に支持し、高圧インジェクタ２１により燃料としての重油を燃焼室１６に噴射可能に構成し、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御するようにしている。
【００３８】
従って、燃料として使用する重油の品質により燃焼性がばらつくと、ピストン１４からシリンダライナ１３に作用する応力が変動することから、このシリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、使用する燃料としての重油の性状がばらついても、適正にディーゼルエンジンを制御することができ、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを抑制することができる。即ち、ディーゼルエンジンの損傷をシリンダライナ１３の状態により事前に検出することができる。
【００３９】
また、実施例１のエンジンの制御装置では、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音を検出するＡＥセンサ３２を設け、ＡＥセンサ３２の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御する。従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００４０】
また、実施例１のエンジンの制御装置では、シリンダライナ１３の正常動作と現在のシリンダライナ１３の動作とを比較してディーゼルエンジンの異常を判定し、このディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。従って、シリンダライナ１３の正常動作と現在のシリンダライナ１３の動作とを比較することで、適正にディーゼルエンジンの異常を判定することができ、このときにエンジン出力を低下させることで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを防止することができる。
【実施例２】
【００４１】
図２は、本発明の実施例２に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
実施例２のエンジンの制御装置は、図２に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音を検出する音響センサとしての超音波センサ３３を設け、制御装置３１は、この超音波センサ３３の検出結果に基づいてエンジンを制御する。
【００４３】
この場合、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときの超音波センサ３３が検出したピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音と、現在のピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。
【００４４】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、燃焼室１６内の燃焼ガスがピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を通って下方（クランクシャフト側）へ漏洩しやすくなり、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音が異音となる。このとき、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときのガス音と現在のガス音とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの出力を低下させる。すると、エンジン本体１１の燃焼室１６にて、燃焼温度が低下することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００４５】
このように実施例２のエンジンの制御装置にあっては、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音を検出する超音波センサ３３を設け、この超音波センサ３３の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御するようにしている。
【００４６】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００４７】
なお、上述した実施例１、２では、音響センサとしてＡＥセンサ３２、超音波センサ３３を適用したが、これらのセンサに限定されるものではなく、検出した音を波形として取込み、比較することで異常を判定してもよい。
【実施例３】
【００４８】
図３は、本発明の実施例３に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
実施例３のエンジンの制御装置は、図３に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、シリンダライナ１３の振動を検出する振動センサ（例えば、加速度センサなど）３４を設け、制御装置３１は、この振動センサ３４の検出結果に基づいてエンジンを制御する。
【００５０】
この場合、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときの振動センサ３４が検出したシリンダライナ１３の振動と、現在のシリンダライナ１３の振動とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。
【００５１】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストン１４の挙動が不安定となって振動しやすくなり、異常な振動が発生する。このとき、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときの振動（波形や大きさなど）と現在の振動とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの出力を低下させる。すると、エンジン本体１１の燃焼室１６にて、燃焼温度が低下することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００５２】
このように実施例３のエンジンの制御装置にあっては、シリンダライナ１３の振動を検出する振動センサ３４を設け、この振動センサ３４の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御するようにしている。
【００５３】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行してピストン１４が異常な挙動を起こすおそれがあることから、この発生した振動に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【実施例４】
【００５４】
図４は、本発明の実施例４に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５５】
実施例４のエンジンの制御装置は、図４に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音を検出する音響センサとしてＡＥセンサ３２を設けると共に、シリンダライナ１３の温度を検出する温度センサ３５を設け、制御装置３１は、このＡＥセンサ３２と温度センサ３５の検出結果に基づいてエンジンを制御する。
【００５６】
この場合、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときの温度センサ３５が検出したシリンダライナ１３の温度と、現在のシリンダライナ１３の温度とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常判定を行う。そのため、制御装置３１は、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異常で、且つ、シリンダライナ１３の温度が異常であるときに、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。
【００５７】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異音となる。また、シリンダライナ１３の磨耗が進行すると、シリンダライナ１３の温度が上昇して異常範囲に入る。このとき、制御装置３１は、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異常で、且つ、シリンダライナ１３の温度が異常であるときに、ディーゼルエンジンが異常であると判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの出力を低下させる。すると、エンジン本体１１の燃焼室１６にて、燃焼温度が低下することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００５８】
このように実施例４のエンジンの制御装置にあっては、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音を検出するＡＥセンサ３２を設けると共に、シリンダライナ１３の温度を検出する温度センサ３５を設け、ＡＥセンサ３２と温度センサ３５の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御する。
【００５９】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音に加え、シリンダライナ１３の温度に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００６０】
なお、この実施例４では、ＡＥセンサ３２と温度センサ３５の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御したが、実施例２の超音波センサ３３と温度センサ３５の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御してもよい。また、全てのセンサ３２，３３，３４の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御してもよい。
【実施例５】
【００６１】
図５は、本発明の実施例５に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６２】
実施例５のエンジンの制御装置は、図５に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音を検出する音響センサとしてＡＥセンサ３２を設け、制御装置３１は、このＡＥセンサ３２の検出結果に基づいてピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の潤滑油量を増加させるようにしている。
【００６３】
即ち、エンジン本体１１には、ピストン１４の下方に位置してピストン１４（ピストンリング１５）とシリンダライナ１３との間に潤滑油を供給する噴射ノズル４１が設けられている。潤滑油タンク４２は、所定量の潤滑油を貯留可能であり、潤滑油供給管４３を介して噴射ノズル４１に連結されており、この潤滑油供給管４３に潤滑油ポンプ４４が装着されている。従って、潤滑油ポンプ４４を駆動することで、潤滑油タンク４２の潤滑油を潤滑油供給管４３を通して噴射ノズル４１に供給することができ、制御装置３１は、この噴射ノズル４１を駆動することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間に潤滑油を供給することができる。この噴射ノズル４１による潤滑油の供給は、所定のタイミングで行われる。
【００６４】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異音となる。このとき、制御装置３１は、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異常であるときに、ディーゼルエンジンが異常であると判定する。そして、制御装置３１は、噴射ノズル４１によるピストン１４とシリンダライナ１３との間への供給する潤滑油量を増加させる。すると、ピストン１４とシリンダライナ１３との摩擦抵抗が減少することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００６５】
このように実施例５のエンジンの制御装置にあっては、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音を検出するＡＥセンサ３２を設けると共に、ピストン１４（ピストンリング１５）とシリンダライナ１３との間に潤滑油を供給する噴射ノズル４１を設け、ＡＥセンサ３２の検出結果に基づいて噴射ノズル４１による潤滑油の供給量を調整する。
【００６６】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音に基づいてピストン１４とシリンダライナ１３との間に供給する潤滑油量を調整することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【実施例６】
【００６７】
図６は、本発明の実施例６に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
実施例６のディーゼルエンジンは、図６に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音を検出する音響センサとしてＡＥセンサ３２を設け、制御装置３１は、このＡＥセンサ３２の検出結果に基づいて燃焼性の良好な重油を燃焼室１６に供給するようにしている。
【００６９】
第１燃料タンク２４は、燃料としての重油を貯留可能であり、外部から重油を補充可能となっており、この第１燃料タンク２４の燃料をエンジン本体１１の燃焼室１６に供給可能な第１燃料供給系２５が設けられており、この第１燃料供給系２５として、燃料供給管２６、燃料ポンプ２７、高圧インジェクタ２１が配置されている。制御装置３１は、エンジン運転状態に基づいて燃料噴射量や燃料噴射時期などの最適値を演算し、高圧インジェクタ２１を制御可能となっている。
【００７０】
また、第２燃料タンク５１は、燃料としての良質な重油を貯留可能であり、外部から良質な重油を補充可能となっており、この第２燃料タンク５１の燃料を第１燃料供給系２５の燃料供給管２６に供給可能な第２燃料供給系５２が設けられている。即ち、第２燃料タンク５１と燃料供給管２６とが燃料供給管５３により連結され、この燃料供給管５３に燃料ポンプ５４及び開閉弁５５が装着されている。この場合、第２燃料タンク５１は、燃料性状が良好で燃焼性の良い良質な重油が貯留されている。
【００７１】
従って、燃料ポンプ５４を駆動すると共に開閉弁５５を開放することで、第２燃料タンク５１内の良質な燃料が加圧された後、燃料供給管５３を通して燃料供給管２６に供給することができる。
【００７２】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異音となる。このとき、制御装置３１は、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異常であるときに、ディーゼルエンジンが異常であると判定する。そして、制御装置３１は、燃料ポンプ５４を駆動すると共に開閉弁５５を開放し、第２燃料タンク５１内の良質な燃料を加圧してから燃料供給管５３を通して燃料供給管２６に供給する。すると、燃焼性が改善されることで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００７３】
なお、第２燃料タンク５１にある良質な燃料を燃料供給管２６に供給するときの供給量は、現在使用している重油の燃焼性、第１燃料タンク２４内の良質でない燃料量、第２燃料タンク５１内の良質な燃料量、新しい重油を充填することができるまでの時間などに基づいて設定される。この場合、各燃料タンク２４，５１にある燃料の割合を設定して開閉弁５５の開度を設定するが、第２燃料タンク５１にある良質な燃料だけを用いてエンジンを駆動してもよい。
【００７４】
このように実施例６のエンジンの制御装置にあっては、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音を検出するＡＥセンサ３２を設けると共に、第２燃料タンク５１に貯留された燃焼性の良好な重油を燃焼室１６に供給可能な第２燃料供給系５２を設け、ＡＥセンサ３２の検出結果に基づいて良好な重油を燃焼室１６に供給するようにしている。
【００７５】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音に基づいて第２燃料タンク５１の良好な重油を燃焼室１６に供給することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００７６】
なお、上述した実施例５、６にて、シリンダライナ１３の状態を検出するセンサとしてＡＥセンサ３２を適用したが、超音波センサ３３や振動センサ３４を適用してもよく、更に、温度センサ３５を加えてもよい。
【００７７】
また、上述した各実施例にて、本発明に係るエンジンの制御装置を船舶に搭載されて航行用としてのディーゼルエンジンに適用して説明したが、陸用ボイラなどに使用されているディーゼルエンジンに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係るエンジンの制御装置は、シリンダライナの状態に基づいてエンジンを制御することで、使用する燃料としての重油の性状がばらついても適正にエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制可能とするものであり、いずれのエンジンにも適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１１ エンジン本体
１２ シリンダボア
１３ シリンダライナ
１４ ピストン
１５ ピストンリング
１６ 燃焼室
２１ 高圧インジェクタ（燃料供給装置）
２４ 第１燃料タンク
２５ 第１燃料供給系
３１ 制御装置
３２ ＡＥセンサ（音響センサ）
３３ 超音波センサ（音響センサ）
３４ 振動センサ
３５ 温度センサ
５１ 第２燃料タンク
５２ 第２燃料供給系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、重油を燃料として使用するディーゼルエンジンにおいて、エンジンの作動状態に応じたエンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、船舶に適用されるディーゼルエンジンは、主に燃料として重油が使用される。このディーゼルエンジンに使用される重油は、石油の精製過程で、軽油などの良質な油が精製されたあとに残るものであり、粘性が高いものとなっている。近年、この石油精製工程の進歩により石油残渣に近いＣ重油が取り出され、燃料として使用されるようになってきている。ところが、このＣ重油は、重油の中でも特に粘性が高いものであり、ディーゼルエンジンの燃料として使用すると、燃焼性がばらついてエンジンに対して大きな負荷が作用してしまう。すると、ピストンとシリンダライナとの間に焼き付きが発生するおそれがある。
【０００３】
なお、ディーゼルエンジンにて、ピストンとシリンダライナとの間の潤滑を行うものとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたリングライナ潤滑油保持装置は、ピストンのトップリングよりも上部でピストンを囲繞して金属ブラシを放射状に植設することで、オイル上りを防止して潤滑油消費量を減少するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１３７８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ディーゼルエンジンは、燃料として使用する重油の品質がばらつき、この重油の粗悪化が進んだ場合、燃焼性がばらついてエンジンに対して大きな負荷が作用し、ピストンとシリンダライナとの間に焼き付きが発生するおそれがある。この場合、上述した特許文献１のように、オイル上りを防止して潤滑油消費量を減少することも考えられるが、別部品の追加によりコスト増と信頼性の低下を招いてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、使用する燃料としての重油の性状がばらついても適正にエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制可能とするエンジンの制御装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明のエンジンの制御装置は、シリンダボアの内面に固定された円筒形状をなすシリンダライナと、該シリンダライナの内側に軸心方向に移動自在に支持されると共に外周部に装着されたピストンリングが前記シリンダライナの内面に対して摺動自在なピストンと、第１燃料タンクに貯留された燃料としての重油を燃焼室に供給可能な燃料供給装置と、を備えるエンジンにおいて、前記シリンダライナの状態に基づいて前記エンジンを制御する、ことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、燃料として使用する重油の品質により燃焼性がばらつくと、ピストンからシリンダライナに作用する応力が変動することから、このシリンダライナの状態に基づいてエンジンを制御することで、使用する燃料としての重油の性状がばらついても、適正にエンジンを制御することができ、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制することができる。
【０００９】
本発明のエンジンの制御装置では、前記ピストンリングと前記シリンダライナとの摺動音を検出する音響センサを設け、該音響センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴としている。
【００１０】
従って、エンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナの磨耗が進行することから、ピストンリングとシリンダライナとの摺動音に基づいてエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明のエンジンの制御装置では、前記ピストンリングと前記シリンダライナとの隙間を漏洩するガス音を検出する音響センサを設け、該音響センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴としている。
【００１２】
従って、エンジンの燃焼性がばらつくと、燃焼室の燃焼ガスが漏洩するおそれがあることから、ピストンリングとシリンダライナとの隙間を漏洩するガス音に基づいてエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００１３】
本発明のエンジンの制御装置では、前記シリンダライナの振動を検出する振動センサを設け、該振動センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴としている。
【００１４】
従って、エンジンの燃焼性がばらつくと、ピストンの異常な挙動を起こすおそれがあることから、シリンダライナの振動に基づいてエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００１５】
本発明のエンジンの制御装置では、前記シリンダライナの温度を検出する温度センサを設け、前記音響センサと前記振動センサの少なくともいずれか一つのセンサと前記温度センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴としている。
【００１６】
従って、エンジンの燃焼性がばらつくと、ピストンとシリンダライナとの間に大きな磨耗が発生するおそれがあることから、シリンダライナの温度に基づいてエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００１７】
本発明のエンジンの制御装置では、前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記エンジンの出力を低下させることを特徴としている。
【００１８】
従って、シリンダライナの正常動作と現在のシリンダライナの動作とを比較することで、適正にエンジンの異常を判定することができ、このときにエンジンの出力を低下させることで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを防止することができる。
【００１９】
本発明のエンジンの制御装置では、前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記ピストンリングと前記シリンダライナとの間の潤滑油量を増加させることを特徴としている。
【００２０】
従って、シリンダライナの正常動作と現在のシリンダライナの動作とを比較することで、適正にエンジンの異常を判定することができ、このときにピストンリングと前記シリンダライナとの間の潤滑油量を増加させることで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを防止することができる。
【００２１】
本発明のエンジンの制御装置では、燃焼性の良好な重油を貯留可能な第２燃料タンクを設け、前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記燃料供給装置は、前記第２燃料タンクの重油を前記燃焼室に供給することを特徴としている。
【００２２】
従って、シリンダライナの正常動作と現在のシリンダライナの動作とを比較することで、適正にエンジンの異常を判定することができ、このときに燃焼性の良好な重油を燃焼室に供給することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のエンジンの制御装置によれば、シリンダライナの状態に基づいてエンジンを制御するので、使用する燃料としての重油の性状がばらついても適正にエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施例２に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施例３に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図４】図４は、本発明の実施例４に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施例５に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施例６に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るエンジンの制御装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。
【００２７】
実施例１のディーゼルエンジンは、船舶に搭載されて航行用として使用されるものであり、燃料として重油を使用している。このディーゼルエンジンにおいて、図１に示すように、エンジン本体１１は、複数のシリンダボア１２が形成され、各シリンダボア１２の内面に円筒形状をなすシリンダライナ１３が装着されている。ピストン１４は、外周部に複数のピストンリング１５が装着されており、各シリンダボア１２（シリンダライナ１３）内に配設され、ピストンリング１５がシリンダライナ１３の内面に摺動して上下（軸心方向）に移動自在に支持されている。
【００２８】
燃焼室１６は、エンジン本体１１（シリンダライナ１３）とピストン１４の頂面とにより区画されて形成されている。この燃焼室１６は、上部に吸気ポート１７及び排気ポート１８が連通し、吸気弁１９及び排気弁２０の下端部が位置している。この吸気弁１９及び排気弁２０は、吸気ポート１７及び排気ポート１８を閉止する方向に付勢支持されており、図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの吸気カム及び排気カムがこの吸気弁１９及び排気弁２０に作用することで、吸気ポート１７及び排気ポート１８を開閉することができる。また、エンジン本体１１は、燃焼室１６の上部に、この燃焼室１６に高圧燃料を噴射可能な高圧インジェクタ２１が装着されている。
【００２９】
そして、エンジン本体１１は、吸気ポート１７にインテークマニホールドを介して吸気管（吸気通路）２２が連結される一方、排気ポート１８にエキゾーストマニホールドを介して排気管（排気通路）２３が連結されており、この排気管２３には排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害物質を浄化処理する触媒装置（図示略）が装着されている。
【００３０】
また、第１燃料タンク２４は、燃料としての重油を貯留可能であり、外部から重油を補充可能となっており、この第１燃料タンク２４の燃料をエンジン本体１１の燃焼室１６に供給可能な第１燃料供給系２５が設けられている。即ち、第１燃料タンク２４と高圧インジェクタ２１とが燃料供給管２６により連結され、この燃料供給管２６に燃料ポンプ２７が装着されている。従って、燃料ポンプ２７を駆動することで、第１燃料タンク２４内の燃料を加圧した後、燃料供給管２６を通して高圧インジェクタ２１まで輸送することができ、この高圧インジェクタ２１を駆動することで、高圧燃料を所定のタイミングで燃焼室１６に噴射することができる。
【００３１】
なお、燃料供給管２６は、内部に加熱装置としての蒸気管２８が同方向に沿って配置されており、この蒸気管２８内に所定量の加熱蒸気が所定の流速で流通しており、重油を加熱して粘度を低下させることで、燃料供給管２６内を流動可能としている。
【００３２】
車両には、ディーゼルエンジンを総合的に制御する制御装置３１が設けられている。即ち、制御装置３１は、図示しない各種センサが検出したエンジン回転数やアクセル開度などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量や燃料噴射時期などの最適値を演算し、高圧インジェクタ２１を制御可能となっている。
【００３３】
このように構成された本実施例のディーゼルエンジンにて、燃料として使用する重油の品質がばらついて粗悪化が進んだ場合、燃焼性がばらついてエンジンに対して大きな負荷が作用し、ピストン１４（ピストンリング１５）とシリンダライナ１３との間に焼き付きが発生するおそれがある。
【００３４】
そこで、実施例１のエンジンの制御装置では、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音を検出する音響センサとしてＡＥ（アコースティックエミッション）センサ３２を設け、制御装置３１は、このＡＥセンサ３２の検出結果に基づいてエンジンを制御する。
【００３５】
この場合、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときのＡＥセンサ３２が検出したピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音と、現在のピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。制御装置３１がディーゼルエンジンの出力を低下させる制御としては、高圧インジェクタ２１による燃料噴射量の減少、エンジン回転数の低下などがあり、その他の制御として燃料噴射タイミングの進角がある。
【００３６】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異音となる。このとき、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときのピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音と、現在のピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、例えば、高圧インジェクタ２１による燃料噴射量の減少したり、エンジン回転数を低下したりし、ディーゼルエンジンの出力を低下させる。すると、エンジン本体１１の燃焼室１６にて、燃焼温度が低下することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００３７】
このように実施例１のエンジンの制御装置にあっては、エンジン本体１１のシリンダボア１２の内面にシリンダライナ１３を固定し、ピストンリング１５がシリンダライナ１３の内面に対して摺動自在となるようにピストン１４をシリンダライナ１３の内側に軸心方向に移動自在に支持し、高圧インジェクタ２１により燃料としての重油を燃焼室１６に噴射可能に構成し、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御するようにしている。
【００３８】
従って、燃料として使用する重油の品質により燃焼性がばらつくと、ピストン１４からシリンダライナ１３に作用する応力が変動することから、このシリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、使用する燃料としての重油の性状がばらついても、適正にディーゼルエンジンを制御することができ、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを抑制することができる。即ち、ディーゼルエンジンの損傷をシリンダライナ１３の状態により事前に検出することができる。
【００３９】
また、実施例１のエンジンの制御装置では、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音を検出するＡＥセンサ３２を設け、ＡＥセンサ３２の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御する。従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００４０】
また、実施例１のエンジンの制御装置では、シリンダライナ１３の正常動作と現在のシリンダライナ１３の動作とを比較してディーゼルエンジンの異常を判定し、このディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。従って、シリンダライナ１３の正常動作と現在のシリンダライナ１３の動作とを比較することで、適正にディーゼルエンジンの異常を判定することができ、このときにエンジン出力を低下させることで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを防止することができる。
【実施例２】
【００４１】
図２は、本発明の実施例２に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
実施例２のエンジンの制御装置は、図２に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音を検出する音響センサとしての超音波センサ３３を設け、制御装置３１は、この超音波センサ３３の検出結果に基づいてエンジンを制御する。
【００４３】
この場合、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときの超音波センサ３３が検出したピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音と、現在のピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。
【００４４】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、燃焼室１６内の燃焼ガスがピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を通って下方（クランクシャフト側）へ漏洩しやすくなり、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音が異音となる。このとき、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときのガス音と現在のガス音とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの出力を低下させる。すると、エンジン本体１１の燃焼室１６にて、燃焼温度が低下することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００４５】
このように実施例２のエンジンの制御装置にあっては、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音を検出する超音波センサ３３を設け、この超音波センサ３３の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御するようにしている。
【００４６】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との隙間を漏洩するガス音に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００４７】
なお、上述した実施例１、２では、音響センサとしてＡＥセンサ３２、超音波センサ３３を適用したが、これらのセンサに限定されるものではなく、検出した音を波形として取込み、比較することで異常を判定してもよい。
【実施例３】
【００４８】
図３は、本発明の実施例３に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
実施例３のエンジンの制御装置は、図３に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、シリンダライナ１３の振動を検出する振動センサ（例えば、加速度センサなど）３４を設け、制御装置３１は、この振動センサ３４の検出結果に基づいてエンジンを制御する。
【００５０】
この場合、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときの振動センサ３４が検出したシリンダライナ１３の振動と、現在のシリンダライナ１３の振動とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。
【００５１】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストン１４の挙動が不安定となって振動しやすくなり、異常な振動が発生する。このとき、制御装置３１は、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときの振動（波形や大きさなど）と現在の振動とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの出力を低下させる。すると、エンジン本体１１の燃焼室１６にて、燃焼温度が低下することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００５２】
このように実施例３のエンジンの制御装置にあっては、シリンダライナ１３の振動を検出する振動センサ３４を設け、この振動センサ３４の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御するようにしている。
【００５３】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行してピストン１４が異常な挙動を起こすおそれがあることから、この発生した振動に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【実施例４】
【００５４】
図４は、本発明の実施例４に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５５】
実施例４のエンジンの制御装置は、図４に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音を検出する音響センサとしてＡＥセンサ３２を設けると共に、シリンダライナ１３の温度を検出する温度センサ３５を設け、制御装置３１は、このＡＥセンサ３２と温度センサ３５の検出結果に基づいてエンジンを制御する。
【００５６】
この場合、ディーゼルエンジンが正常に駆動しているときの温度センサ３５が検出したシリンダライナ１３の温度と、現在のシリンダライナ１３の温度とを比較することで、ディーゼルエンジンの異常判定を行う。そのため、制御装置３１は、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異常で、且つ、シリンダライナ１３の温度が異常であるときに、ディーゼルエンジンの異常を判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの異常を判定したときには、ディーゼルエンジンの出力を低下させるようにしている。
【００５７】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異音となる。また、シリンダライナ１３の磨耗が進行すると、シリンダライナ１３の温度が上昇して異常範囲に入る。このとき、制御装置３１は、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異常で、且つ、シリンダライナ１３の温度が異常であるときに、ディーゼルエンジンが異常であると判定する。そして、制御装置３１は、ディーゼルエンジンの出力を低下させる。すると、エンジン本体１１の燃焼室１６にて、燃焼温度が低下することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００５８】
このように実施例４のエンジンの制御装置にあっては、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音を検出するＡＥセンサ３２を設けると共に、シリンダライナ１３の温度を検出する温度センサ３５を設け、ＡＥセンサ３２と温度センサ３５の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御する。
【００５９】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音に加え、シリンダライナ１３の温度に基づいてディーゼルエンジンを制御することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００６０】
なお、この実施例４では、ＡＥセンサ３２と温度センサ３５の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御したが、実施例２の超音波センサ３３と温度センサ３５の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御してもよい。また、全てのセンサ３２，３３，３４の検出結果に基づいてディーゼルエンジンを制御してもよい。
【実施例５】
【００６１】
図５は、本発明の実施例５に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６２】
実施例５のエンジンの制御装置は、図５に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音を検出する音響センサとしてＡＥセンサ３２を設け、制御装置３１は、このＡＥセンサ３２の検出結果に基づいてピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の潤滑油量を増加させるようにしている。
【００６３】
即ち、エンジン本体１１には、ピストン１４の下方に位置してピストン１４（ピストンリング１５）とシリンダライナ１３との間に潤滑油を供給する噴射ノズル４１が設けられている。潤滑油タンク４２は、所定量の潤滑油を貯留可能であり、潤滑油供給管４３を介して噴射ノズル４１に連結されており、この潤滑油供給管４３に潤滑油ポンプ４４が装着されている。従って、潤滑油ポンプ４４を駆動することで、潤滑油タンク４２の潤滑油を潤滑油供給管４３を通して噴射ノズル４１に供給することができ、制御装置３１は、この噴射ノズル４１を駆動することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間に潤滑油を供給することができる。この噴射ノズル４１による潤滑油の供給は、所定のタイミングで行われる。
【００６４】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異音となる。このとき、制御装置３１は、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異常であるときに、ディーゼルエンジンが異常であると判定する。そして、制御装置３１は、噴射ノズル４１によるピストン１４とシリンダライナ１３との間への供給する潤滑油量を増加させる。すると、ピストン１４とシリンダライナ１３との摩擦抵抗が減少することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００６５】
このように実施例５のエンジンの制御装置にあっては、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音を検出するＡＥセンサ３２を設けると共に、ピストン１４（ピストンリング１５）とシリンダライナ１３との間に潤滑油を供給する噴射ノズル４１を設け、ＡＥセンサ３２の検出結果に基づいて噴射ノズル４１による潤滑油の供給量を調整する。
【００６６】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音に基づいてピストン１４とシリンダライナ１３との間に供給する潤滑油量を調整することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【実施例６】
【００６７】
図６は、本発明の実施例６に係るエンジンの制御装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
実施例６のディーゼルエンジンは、図６に示すように、シリンダライナ１３の状態に基づいてディーゼルエンジンを制御している。具体的には、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音を検出する音響センサとしてＡＥセンサ３２を設け、制御装置３１は、このＡＥセンサ３２の検出結果に基づいて燃焼性の良好な重油を燃焼室１６に供給するようにしている。
【００６９】
第１燃料タンク２４は、燃料としての重油を貯留可能であり、外部から重油を補充可能となっており、この第１燃料タンク２４の燃料をエンジン本体１１の燃焼室１６に供給可能な第１燃料供給系２５が設けられており、この第１燃料供給系２５として、燃料供給管２６、燃料ポンプ２７、高圧インジェクタ２１が配置されている。制御装置３１は、エンジン運転状態に基づいて燃料噴射量や燃料噴射時期などの最適値を演算し、高圧インジェクタ２１を制御可能となっている。
【００７０】
また、第２燃料タンク５１は、燃料としての良質な重油を貯留可能であり、外部から良質な重油を補充可能となっており、この第２燃料タンク５１の燃料を第１燃料供給系２５の燃料供給管２６に供給可能な第２燃料供給系５２が設けられている。即ち、第２燃料タンク５１と燃料供給管２６とが燃料供給管５３により連結され、この燃料供給管５３に燃料ポンプ５４及び開閉弁５５が装着されている。この場合、第２燃料タンク５１は、燃料性状が良好で燃焼性の良い良質な重油が貯留されている。
【００７１】
従って、燃料ポンプ５４を駆動すると共に開閉弁５５を開放することで、第２燃料タンク５１内の良質な燃料が加圧された後、燃料供給管５３を通して燃料供給管２６に供給することができる。
【００７２】
従って、現在使用している重油の性状（品質）が良くなく、燃焼性が悪い重油であったとき、燃焼室での燃焼性が悪化してシリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異音となる。このとき、制御装置３１は、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との間の摺動音が異常であるときに、ディーゼルエンジンが異常であると判定する。そして、制御装置３１は、燃料ポンプ５４を駆動すると共に開閉弁５５を開放し、第２燃料タンク５１内の良質な燃料を加圧してから燃料供給管５３を通して燃料供給管２６に供給する。すると、燃焼性が改善されることで、ピストン１４とシリンダライナ１３との間の焼き付きが抑制される。
【００７３】
なお、第２燃料タンク５１にある良質な燃料を燃料供給管２６に供給するときの供給量は、現在使用している重油の燃焼性、第１燃料タンク２４内の良質でない燃料量、第２燃料タンク５１内の良質な燃料量、新しい重油を充填することができるまでの時間などに基づいて設定される。この場合、各燃料タンク２４，５１にある燃料の割合を設定して開閉弁５５の開度を設定するが、第２燃料タンク５１にある良質な燃料だけを用いてエンジンを駆動してもよい。
【００７４】
このように実施例６のエンジンの制御装置にあっては、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音を検出するＡＥセンサ３２を設けると共に、第２燃料タンク５１に貯留された燃焼性の良好な重油を燃焼室１６に供給可能な第２燃料供給系５２を設け、ＡＥセンサ３２の検出結果に基づいて良好な重油を燃焼室１６に供給するようにしている。
【００７５】
従って、ディーゼルエンジンの燃焼性がばらつくと、シリンダライナ１３の磨耗が進行することから、ピストンリング１５とシリンダライナ１３との摺動音に基づいて第２燃料タンク５１の良好な重油を燃焼室１６に供給することで、ピストン１４とシリンダライナ１３との焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００７６】
なお、上述した実施例５、６にて、シリンダライナ１３の状態を検出するセンサとしてＡＥセンサ３２を適用したが、超音波センサ３３や振動センサ３４を適用してもよく、更に、温度センサ３５を加えてもよい。
【００７７】
また、上述した各実施例にて、本発明に係るエンジンの制御装置を船舶に搭載されて航行用としてのディーゼルエンジンに適用して説明したが、陸用ボイラなどに使用されているディーゼルエンジンに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係るエンジンの制御装置は、シリンダライナの状態に基づいてエンジンを制御することで、使用する燃料としての重油の性状がばらついても適正にエンジンを制御することで、ピストンとシリンダライナとの焼き付きを抑制可能とするものであり、いずれのエンジンにも適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１１ エンジン本体
１２ シリンダボア
１３ シリンダライナ
１４ ピストン
１５ ピストンリング
１６ 燃焼室
２１ 高圧インジェクタ（燃料供給装置）
２４ 第１燃料タンク
２５ 第１燃料供給系
３１ 制御装置
３２ ＡＥセンサ（音響センサ）
３３ 超音波センサ（音響センサ）
３４ 振動センサ
３５ 温度センサ
５１ 第２燃料タンク
５２ 第２燃料供給系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボアの内面に固定された円筒形状をなすシリンダライナと、
該シリンダライナの内側に軸心方向に移動自在に支持されると共に外周部に装着されたピストンリングが前記シリンダライナの内面に対して摺動自在なピストンと、
第１燃料タンクに貯留された燃料としての重油を燃焼室に供給可能な燃料供給装置と、
を備えるエンジンにおいて、
前記シリンダライナの状態に基づいて前記エンジンを制御する、
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記ピストンリングと前記シリンダライナとの摺動音を検出する音響センサを設け、該音響センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記ピストンリングと前記シリンダライナとの隙間を漏洩するガス音を検出する音響センサを設け、該音響センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記シリンダライナの振動を検出する振動センサを設け、該振動センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記シリンダライナの温度を検出する温度センサを設け、前記音響センサと前記振動センサの少なくともいずれか一つのセンサと前記温度センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記エンジンの出力を低下させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記ピストンリングと前記シリンダライナとの間の潤滑油量を増加させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
燃焼性の良好な重油を貯留可能な第２燃料タンクを設け、前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記燃料供給装置は、前記第２燃料タンクの重油を前記燃焼室に供給することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１】
シリンダボアの内面に固定された円筒形状をなすシリンダライナと、
該シリンダライナの内側に軸心方向に移動自在に支持されると共に外周部に装着されたピストンリングが前記シリンダライナの内面に対して摺動自在なピストンと、
第１燃料タンクに貯留された燃料としての重油を燃焼室に供給可能な燃料供給装置と、
を備えるエンジンにおいて、
前記シリンダライナの状態に基づいて前記エンジンを制御する、
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記ピストンリングと前記シリンダライナとの摺動音を検出する音響センサを設け、該音響センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記ピストンリングと前記シリンダライナとの隙間を漏洩するガス音を検出する音響センサを設け、該音響センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記シリンダライナの振動を検出する振動センサを設け、該振動センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記シリンダライナの温度を検出する温度センサを設け、前記音響センサと前記振動センサの少なくともいずれか一つのセンサと前記温度センサの検出結果に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記エンジンの出力を低下させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記ピストンリングと前記シリンダライナとの間の潤滑油量を増加させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
燃焼性の良好な重油を貯留可能な第２燃料タンクを設け、前記シリンダライナの正常動作と現在の前記シリンダライナの動作とを比較して前記エンジンの異常を判定し、該エンジンの異常を判定したときには、前記燃料供給装置は、前記第２燃料タンクの重油を前記燃焼室に供給することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３２３４２（Ｐ２０１２−１３２３４２Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３８１３（Ｐ２０１０−２８３８１３）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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