JP2003148187A - 内燃機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料組成が変化する際のノッキング、ＮＯｘ
発生抑制に効果的な内燃機関の制御装置及び制御方法の
提供。 【解決手段】 組成が変化する燃料が供給されるガスエ
ンジンの制御装置において、吸気系統（３０）に介装さ
れた燃料組成計測手段（３４）と、ガスエンジン（１
０）の負荷を計測する負荷計測手段（２６）と、エンジ
ン回転数を計測する回転数計測手段と、前記燃料組成計
測手段（３４）、負荷計測手段（２６）、回転数計測手
段（３２、４０、４２）の出力に応答してガスエンジン
の点火時期（Ｔ）及び空燃比（λ）を制御する制御手段
（ＥＣＵ２０）、とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御に
関するものであり、特に、組成が変化する燃料を使用し
た場合におけるノッキングの防止と窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）の抑制に効果的な制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ガスエンジンのような内燃機
関（以下、「ガスエンジン」という。）では、例えば都
市ガスのように、常にほぼ一定の組成になるよう調整さ
れた燃料ガスが使用されている。その際、エンジンの各
種制御パラメータ（例えば、ノッキングを回避するため
の点火時期）やＮＯｘ排出濃度を抑制するために用いら
れる空燃比等は、ほぼ一定組成の燃料ガスに対応するよ
うに設定されている。

【０００３】しかし、近年、燃料多様化の試みがなさ
れ、ガスエンジンに供給される燃料のガス組成が常に一
定ではなく、その時々において変化するケースが出てき
た。例えば、消化ガス発生設備で用いられるガスエンジ
ンでは、燃料ガスとして、消化ガスと都市ガスが適宜切
り替えて用いられたり、両ガスが非定常な割合で混合さ
れたガスが、燃料ガスとして用いられたりする場合であ
る。また、組成の違う天然ガスが混合されて用いられた
りする場合もある。このように燃料ガス組成が変化する
場合は、適切な制御パラメータ（例えば、点火時期）や
空燃比等も変化することになる。そこで、従来のよう
に、一定組成の燃料ガスに対応すべく、制御パラメータ
や空燃比等が出荷前、もしくは、初期調整により設定さ
れた場合、ガス組成が変化した際にノッキングが発生し
たり、ＮＯｘ排出濃度が急増したりしてしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、複数種類
の燃料ガスを混合した混合ガス燃料の様に、組成が変化
する燃料におけるノッキング防止、ＮＯｘ発生抑制に効
果的な内燃機関の制御装置及び制御方法の提供を目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の知見をも
とに、ノッキング防止、ＮＯｘ発生抑制を図るガスエン
ジンの制御装置及び制御方法を提案するものである。 （１） 燃料ガスの発熱量（Ｎ）、エンジン負荷
（Ｌ）、点火時期（Ｔ）、エンジン回転数（Ｒ）がわか
ると、ＮＯｘ排出濃度を抑制するための空燃比(λ)を決
めることができ、概空燃比に制御することでＮＯｘ排出
濃度が抑制される。 （２） 燃料ガスのメタン価（Ｍ）、エンジン負荷
（Ｌ）、エンジン回転数（Ｒ）、空燃比（λ）がわかる
と、ノッキングを防止するための点火時期を決めること
ができ、概点火時期に制御することでノッキングを防止
することができる。ここで、あるエンジン負荷（Ｌ）、
エンジン回転数（Ｒ）で、あるメタン価（Ｍ）、発熱量
（Ｎ）の燃料ガスを用いてエンジンが運転されている場
合に、上述の関係から適切な空燃比(λ)と点火時期
（Ｔ）の組み合わせを設定すれば、ＮＯｘ排出濃度の抑
制とノッキング防止が図れることがわかる。なお、ある
エンジン負荷（Ｌ）、エンジン回転数（Ｒ）で、あるメ
タン価（Ｍ）、発熱量（Ｎ）の燃料ガスを用いた際に、
点火時期を固定し空燃比を変化させエンジン特性を測定
した後、点火時期を変更し空燃比を同様に変化させ測定
を行い、これを繰り返すことで、ノッキングとＮＯｘ排
出濃度を抑制するための点火時期と空燃比の組み合わせ
を見つけることができる。従って、エンジン負荷
（Ｌ）、エンジン回転数（Ｒ）、メタン価（Ｍ）、発熱
量（Ｎ）の４つが決まれば、適切な空燃比（λ）と点火
時期（Ｔ）の組み合わせを決定できる。即ち、下式 ｆ（Ｌ，Ｒ，Ｍ，Ｎ）＝（λ，Ｔ） ・・・・・・（１） が成立する。当該１つのみ組み合わせ（λ，Ｔ）を制御
の目標値とすれば、組成が変化する燃料についても、Ｎ
Ｏｘの排出濃度を低く抑え、且つ、ノッキングを防止す
ることが出来るのである。

【０００６】本発明は係る知見に基づいて創作されてお
り、組成が変化する燃料が供給される内燃機関の制御装
置において、吸気系統に介装された燃料組成計測手段
（例えば、ガスクロ等のガス組成測定装置）と、内燃機
関の負荷を計測する負荷計測手段（例えば、ガスエンジ
ンに結合した発電機の発電量を計測する電力センサ）
と、内燃機関の回転数を計測する回転数計測手段（例え
ば、ガスエンジンの回転数センサ）と、空燃比を演算す
る空燃比演算手段と、前記燃料組成計測手段、負荷計測
手段、回転数計測手段、空燃比演算手段の出力に応答し
て内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段及び
空燃比を制御する空燃比制御手段、とを有することを特
徴としている（請求項１）。

【０００７】係る構成を有する本発明の内燃機関（例え
ばガスエンジン）の制御装置によれば、燃料組成計測手
段（ガス組成測定装置）により組成が変化する燃料のそ
の時点における組成が分析され、当該燃料のメタン価
（Ｍ）、発熱量（Ｎ）が分かる。そして負荷計測手段に
よりガスエンジンの負荷（Ｌ）が定まり、回転数計測手
段によりエンジン回転数が定まれば、上述した様に、空
燃比（λ：目標空燃比λｉ）と点火時期（Ｔ）の組み合
わせが定まる。そして、定まった点火時期（Ｔ）により
ガスエンジンの点火時期を制御すると共に、その時点に
おける空燃比演算手段により求められるガスエンジンの
空燃比（演算空燃比λｒ）を上述の（定まった）空燃比
（目標空燃比λｉ）を目標として制御する。その結果、
ガスエンジンの空燃比及び点火時期は、ノッキング及び
ＮＯｘについて、当該（組成の変化する）燃料について
最適なものとなる。そのため、ノッキングの発生が防止
され、ＮＯｘも抑制されるのである。

【０００８】また、本発明の内燃機関の制御装置は、組
成が変化する燃料が供給される内燃機関の制御装置にお
いて、吸気系統に介装された燃料組成計測手段（例え
ば、ガスクロ等のガス組成測定装置）と、内燃機関の負
荷を計測する負荷計測手段（例えば、ガスエンジンに結
合した発電機の発電量を計測する電力センサ）と、内燃
機関の回転数を計測する回転数計測手段（例えば、ガス
エンジンの回転数センサ）と、排ガス酸素濃度を計測す
る酸素濃度計測手段（例えば、酸素センサ）と、前記燃
料組成計測手段、負荷計測手段、回転数計測手段、酸素
濃度計測手段の出力に応答して内燃機関の点火時期を制
御する点火時期制御手段及び排ガスの酸素濃度により空
燃比を制御する空燃比制御手段、とを有することを特徴
としている（請求項２）。

【０００９】空燃比（λ）と排ガス中の酸素濃度とは、
燃料ガスの組成がわかれば一義的に求まる関係にある。
従って、燃料のメタン価（Ｍ）、発熱量（Ｎ）、ガスエ
ンジンの負荷（Ｌ）、エンジン回転数（Ｒ）から空燃比
（λ：目標空燃比λｉ）と点火時期（Ｔ）が定まるとい
うことは、同様に目標酸素濃度（Ｏ：目標酸素濃度Ｏ
ｉ）も定めることができるといえる。そこで、同様に点
火時期および排ガス中の酸素濃度にすべく空燃比を制御
すれば、ノッキングの発生が防止され、ＮＯｘも抑制さ
れるのである。

【００１０】本発明の実施に際して、前記空燃比演算手
段は、内燃機関（例えばガスエンジン）の吸気系（１
２）のミキサよりも上流の燃料（例えば燃料ガス）供給
ラインに介装された燃料流量計（例えばガス流量計）
と、ミキサ下流側に介装された吸気圧計測手段（吸気圧
センサ）及び内燃機関（例えばガスエンジン）の回転数
計測手段（回転数センサ）であり、前記制御手段（ＥＣ
Ｕ２０）は、前記燃料流量計の出力から燃料（例えば燃
料ガス）の流量を演算し、前記吸気圧計測手段（吸気圧
センサ）及び回転数計測手段（回転数センサ）の出力か
らは混合気流量（吸気流量）を演算し、演算された燃料
流量と混合気流量から空燃比を求める様に構成されてい
る（請求項３）。また、前記空燃比演算手段は、内燃機
関の吸気系のミキサよりも上流の燃料（例えば燃料ガ
ス）供給ラインに介装された燃料流量計（例えばガス流
量計）と、空気供給ラインに介装された空気流量計であ
り、前記制御手段は、前記燃料流量計の出力から燃料の
流量を演算し、前記空気流量計の出力から空気流量演算
し、演算された燃料流量と空気流量から空燃比を求める
よう構成されても良い（請求項４）。そして、求められ
た空燃比が制御目標空燃比となる様に、空燃比制御手段
にて制御する。その際には、例えば、燃料供給ラインに
バイパス弁を設け、概バイパス弁の開度を調整すること
により、空燃比が目標空燃比と成る様に制御を行う。こ
こで、燃料流量計（ガス流量計）の種類によっては、前
記燃料組成計測手段により計測された燃料組成（ガス組
成）に基いて、燃料流量計（ガス流量計）の値が補正さ
れるケースがある。

【００１１】本発明の内燃機関（例えばガスエンジン）
の制御方法は、組成が変化する燃料が供給される内燃機
関の制御方法において、吸気系統に介装された燃料組成
計測手段（例えば、ガスクロ等のガス組成測定装置）の
計測結果に基づいて前記燃料のメタン価（Ｍ）及び発熱
量（Ｎ）を算出する工程と、負荷計測手段（例えば、ガ
スエンジンに結合した発電機の発電量を計測する電力セ
ンサ）の計測結果を用いて内燃機関の負荷（Ｌ）を算出
する工程と、回転数計測手段（例えば、回転数センサ）
を用いて内燃機関の回転数（例えばエンジン回転数：
Ｒ）を算出する工程と、内燃機関運転中の空燃比（λ
ｒ）を演算する工程と、前記メタン価（Ｍ）、発熱量
（Ｎ）、内燃機関の負荷（Ｌ）、回転数（Ｒ）を用いて
目標点火時期（Ｔ）及び目標空燃比（λｉ）を決定する
工程と、点火時期を目標点火時期（Ｔ）に制御する工程
と、空燃比（λｒ）を目標空燃比（λｉ）に制御する工
程、とを有することを特徴としている（請求項５）。

【００１２】また本発明の内燃機関（例えばガスエンジ
ン）の制御方法は、組成が変化する燃料が供給される内
燃機関の制御方法において、吸気系統に介装された燃料
組成計測手段（例えば、ガスクロ等のガス組成測定装
置）の計測結果に基づいて前記燃料のメタン価（Ｍ）及
び発熱量（Ｎ）を算出する工程と、負荷計測手段（例え
ば、ガスエンジンに結合した発電機の発電量を計測する
電力センサ）の計測結果を用いて内燃機関の負荷（Ｌ）
を算出する工程と、回転数計測手段（例えば、回転数セ
ンサ）を用いて内燃機関の回転数（例えばエンジン回転
数：Ｒ）を算出する工程と、酸素濃度計測手段（例え
ば、酸素センサ）の値に基づいて排ガスの中の酸素濃度
（Ｏｒ）を演算する工程と、前記メタン価（Ｍ）、発熱
量（Ｎ）、内燃機関の負荷（Ｌ）、回転数（Ｒ）を用い
て目標点火時期（Ｔ）及び目標酸素濃度（Ｏｉ）を決定
する工程と、点火時期を目標点火時期（Ｔ）に制御する
工程と、空燃比を目標酸素濃度（Ｏｉ）となる様に制御
する工程、とを有することを特徴としている（請求項
６）。

【００１３】本発明において、前記空燃比を演算する工
程では、内燃機関の吸気系のミキサよりも上流の燃料供
給ラインに介装された燃料流量計の出力から燃料流量
（例えば燃料ガスの流量）を演算し、ミキサ下流側に介
装された吸気圧計測手段（例えば、吸気圧センサ）及び
回転数計測手段（例えば、回転数センサ）の出力から混
合気流量を演算し、演算された燃料流量と混合気流量か
ら空燃比（λｒ）を演算している（請求項７）。また本
発明において、前記空燃比を演算する工程では、内燃機
関の吸気系のミキサよりも上流の燃料供給ラインに介装
された燃料流量計の出力から燃料流量（例えば燃料ガス
の流量）を演算し、空気供給ラインに介装された空気流
量計の出力から空気流量を演算し、演算された燃料流量
と空気流量から空燃比（λｒ）を演算している（請求項
８）。ここで、燃料流量計、例えばガス流量計の種類に
よっては、前記燃料組成計測手段により計測されたガス
組成に基いて、ガス流量計の値が補正されるケースがあ
る。

【００１４】本発明の実施に際して、内燃機関負荷（エ
ンジン負荷：Ｌ）、メタン価（Ｍ）、発熱量（Ｎ）、内
燃機関の回転数（エンジン回転数：Ｒ）の４つから、空
燃比（λ）と点火時期（Ｔ）の組み合わせを一つ決定す
るためには、方程式を解く、特性曲線から求める等、種
々の手法が可能であり、例えばマップ制御により、空燃
比（λ）と点火時期（Ｔ）の組み合わせを求めるのが好
ましい（図２〜図９）。その際、マップは、エンジン負
荷（Ｌ）とエンジン回転数（Ｒ）から変数Ａを呼び出す
マップ（例えば、図１０：マップＡ）、メタン価（Ｍ）
と発熱量（Ｎ）から変数Ｂを呼び出すマップ（例えば、
図１０：マップＢ）、変数Ａと変数Ｂから点火時期
（Ｔ）と空燃比（λ）の一つの組み合わせを呼び出すマ
ップ（例えば、図１０：マップＣ）を用いると良い。内
燃機関負荷（エンジン負荷：Ｌ）、メタン価（Ｍ）、発
熱量（Ｎ）、内燃機関の回転数（エンジン回転数：Ｒ）
の４つから、酸素濃度（Ｏ）と点火時期（Ｔ）の組み合
わせを一つ決定する場合（図５、図６）についても同様
に、内燃機関負荷（エンジン負荷：Ｌ）と内燃機関の回
転数（エンジン回転数：Ｒ）から変数Ａを呼び出すマッ
プ、メタン価（Ｍ）と発熱量（Ｎ）から変数Ｂを呼び出
すマップ、変数Ａと変数Ｂから点火時期（Ｔ）と酸素濃
度（Ｏ）の一つの組み合わせを呼び出すマップを用いる
と良い。

【００１５】また、本発明の実施に際しては、リーンバ
ーンエンジンが基本となる。但し、ストイキエンジンで
も適用可能である。この場合、空燃比の目標値λｉは常
に１．０となる。目標酸素濃度は、用いられる三元触媒
に適した空燃比となる酸素濃度となる。

【００１６】本発明の実施に際して、燃料組成測定装置
としては、例えばガスクロマトグラフィー等、ガス燃料
の組成を分析できるものであれば、特に限定は無い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図９を参照して、本
発明の実施形態について説明する。

【００１８】図１は、本発明の実施形態を包括的に表現
している。図１において、リーンバーンタイプのガスエ
ンジン１０の吸気系１２には、複数種類（図１では３種
類）の燃料Ａ、Ｂ、Ｃの混合燃料ガスが供給されてい
る。吸気系１２に介装された燃料組成計測手段の燃料組
成測定装置１４は、信号伝達ラインＣＬ１を介して、当
該混合燃料の組成の分析データを制御手段（ＥＣＵ）２
０に伝達する。

【００１９】制御手段２０は、信号伝達ラインＣＬ２を
介して、ガスエンジン１０の所定の計測データ（詳細は
図２〜図１４を参照して後述する）を受信して、図２〜
図１４で述べる各実施形態に従って、ガスエンジン１０
について最適な空燃比（λ）及び点火時期（Ｔ）を決定
する。そして、最適な空燃比（λ）及び点火時期（Ｔ）
を実現するべく、信号伝達ラインＣＬ３を介して、ガス
エンジン１０に対して制御信号を出力するのである。

【００２０】次に、図２〜図９を参照しつつ、混合燃料
ガスの組成、ガスエンジン１０の所定の計測データに基
づいて、最適な空燃比（λ）及び点火時期（Ｔ）を決定
する実施形態の詳細を説明する。

【００２１】図２〜図４は本発明の第１実施形態を示
す。以下、図２に第1の実施形態の構成を示し、図３及
び図４において制御の態様を示している。図２で示す様
に、第１実施形態は、吸気系統３０と、ガスエンジン１
０と、吸気系統３０及びエンジン１０に最適な空燃比
（λ）および最適な点火時期（Ｔ）で運転するよう制御
する制御手段の制御装置ＥＣＵ２０、とで主要部が構成
されている。

【００２２】吸気系統３０は、混合燃料ガスＦｇを吸入
する吸気ラインＬ３１と、吸気ラインＬ３１に介装され
るガス流量計３２と、燃料組成計測手段のガス組成測定
装置３４と、ミキサ３６、とで主要部が構成されてい
る。ガス流量計３２は、外部のガス源から流入する混合
燃料ガスＦｇを計測する機能を有し、吸気ラインＬ３２
Ａによってガス組成測定装置３４に連通されている。

【００２３】ガス組成測定装置３４は、領域Ｌ３２を流
過する混合燃料ガスＦｇの組成を測定する公知のいわゆ
るガスクロマトグラフィー機能を有し、吸気ラインＬ３
４によってミキサ３６に連通されている。

【００２４】ミキサ３６は、混合燃料ガスＦｇに空気ラ
インＬａからの空気を加えて混合し、混合気にする機能
を有し、吸気ラインＬ３６によってエンジン１０に連通
されている。

【００２５】吸気ラインＬ３４〜Ｌ３６に、ミキサ３６
を挟む分岐部３０Ｂと合流部３０Ｇを連通するバイパス
ラインＬ３６Ｂが設けられ、バイパスラインＬ３６Ｂに
空燃比を調整する空燃比制御弁３８が設けられている。
吸気ラインＬ３６の合流部３０Ｇとエンジン１０の間
に、吸気圧センサ４０が介装されている。

【００２６】上記のガス流量計３２、ガス組成測定装置
３４、空燃比制御弁３８及び吸気圧センサ４０は、各信
号ラインＬ３２、Ｌ３４、Ｌ５６及びＬ４０によって制
御装置ＥＣＵ２０に連通されている。

【００２７】エンジン１０は、発電機２２を駆動して発
電するよう構成され、発電機２２は電気ラインＬ１００
を通して負荷１００に連通され、負荷１００は信号ライ
ンＬ２２によって制御盤２４に連通されている。エンジ
ン１０に、回転数を計測する回転数センサ４２が付設さ
れ、回転数センサ４２は信号ラインＬ４２によって制御
装置ＥＣＵ２０に連通されている。エンジン１０に、排
気系統として外部に連通する排気ラインＬ１６が設けら
れている。

【００２８】制御盤２４に発電機２２で発生している電
力を計測する負荷計測手段の電力センサ２６が付設さ
れ、電力センサ２６は信号ラインＬ２６によって制御盤
２４に連通されている。

【００２９】制御装置ＥＣＵ２０は、ガス組成測定装置
３４と電力計２６と回転数センサ４２の出力を受信し
て、ノッキングを回避し、窒素酸化物の排出を抑制する
ための点火時期及び空燃比を演算する機能を有して構成
されている。なお、空燃比制御においては、制御装置Ｅ
ＣＵ２０が、ガス流量計３２と回転数センサ４２と吸気
圧センサ４０の出力を受信して、エンジン１０が運転さ
れている空燃比を演算するよう構成されている。

【００３０】制御装置ＥＣＵ内には、信号ラインＬ３２
でガス流量計３２に連通するガス流量演算手段３２Ａ、
信号ラインＬ３４でガス組成測定装置３４に連通するガ
ス組成演算手段３４Ａ、信号ラインＬ４０で吸気圧セン
サ４０に連通する吸気圧演算手段４０Ａが設けられてい
る。また、信号ラインＬ４２で回転数センサ４２に連通
する回転数演算手段４２Ａが、信号ラインＬ２６で電力
センサ２６に連通する負荷演算手段２６Ａが設けられ、
概負荷演算手段２６でエンジン負荷が演算される。さら
に、信号ラインＬ５６で空燃比調整弁３８に連通する空
燃比制御弁調整手段５６、及び信号ラインＬ７０でエン
ジン１０の点火機構に連通する点火時期調整手段７０が
設けられている。ここで、混合気流量演算手段４８Ａ
は、信号ラインＬ４０Ａ、信号ラインＬ４２Ｃを通し
て、吸気圧演算手段４０Ａ、回転数演算手段４２Ａに連
通し、演算されたエンジンの回転数、吸気圧より吸入混
合気流量を演算する。

【００３１】ガス流量補正値演算手段３２Ｂは、信号ラ
インＬ３４Ｄ、信号ラインＬ３２Ａを通して、ガス組成
演算手段３４Ａ、ガス流量演算手段３２Ａと連通し、燃
料ガス組成による補正を行うことにより燃料ガス流量を
演算する。空燃比演算手段５０Ａは、信号ラインＬ３２
Ｂ、信号ラインＬ４８Ａ、信号ラインＬ３４Ｃを通し
て、ガス流量補正値演算手段３２Ｂ、混合気流量演算手
段４８Ａ、ガス組成演算手段３４Ａと連通し、エンジン
１０が運転されている空燃比を演算する。また、ガス組
成演算手段３４Ａは、信号ラインＬ３４Ｄを通して、目
標空燃比算出手段２８に連通している。

【００３２】ガス組成演算手段３４Ａの出力は、信号ラ
インＬ３４Ａを通してメタン価算出手段６０に送られ、
信号ラインＬ３４Ｂを通して発熱量算出手段６２に送ら
れ、燃料ガスのメタン価および発熱量が演算される。メ
タン価の演算結果は、信号ラインＬ６０Ａを通して点火
時期算出手段６８、Ｌ６０Ｂを通して目標空燃比算出手
段２８に送られる。発熱量の演算結果は、信号ラインＬ
６２Ａを通して点火時期算出手段６８、Ｌ６２Ｂを通し
て目標空燃比算出手段２８に送られる。また、エンジン
回転数の演算結果は、信号ラインＬ４２Ａを通して点火
時期算出手段６８、Ｌ４２Ｂを通して目標空燃比算出手
段２８に送られる。エンジン負荷の演算結果は、信号ラ
インＬ２６Ａを通して点火時期算出手段６８、Ｌ２６Ｂ
を通して目標空燃比算出手段２８に送られる。

【００３３】点火時期算出手段６８は、信号ラインＬＭ
２０Ａを通して得られる記憶手段Ｍ２０に蓄えられてい
るマップを使用して、燃料ガスのメタン価（Ｍ）および
発熱量（Ｎ）、エンジン負荷（Ｌ）、エンジン回転数
（Ｒ）の情報を基に、目標点火時期（Ｔｉ）を算出す
る。算出された目標点火時期（Ｔｉ）は、信号ラインＬ
６８を介して点火時期調整手段７０に送られ、該点火時
期調整手段７０によりエンジン１０の点火時期が目標点
火時期（Ｔｉ）に制御される。目標空燃比算出手段２８
は、信号ラインＬＭ２０Ｂを通して得られる記憶手段Ｍ
２０に蓄えられているマップを使用して、燃料ガスのメ
タン価（Ｍ）および発熱量（Ｎ）、エンジン負荷
（Ｌ）、エンジン回転数（Ｒ）の情報を基に、目標空燃
比（λｉ）を算出する。算出された目標空燃比（λｉ）
は、信号ラインＬ２８を介して空燃比制御弁開度調整手
段５４に送られ、該目標空燃比（λｉ）となる空燃比制
御弁３８の開度が算出され、信号ラインＬ５４を介して
送られた弁開度の値に基づき、空燃比制御弁調整手段５
６により空燃比制御弁３８の開度が制御される。ここ
で、実際の空燃比（λｒ）が該目標空燃比（λｉ）とな
ったかを知るために、空燃比演算手段５０Ａでもとめら
れた実際の空燃比（λｒ）の情報が、信号ラインＬ５４
を通して、空燃比制御弁開度演算手段に送られる。記憶
手段Ｍ２０は、「課題を解決するための手段」で説明し
た、エンジン負荷（Ｌ）、回転数（Ｒ）、混合燃料ガス
Ｆｇのメタン価（Ｍ）、発熱量（Ｎ）と、空燃比（λ）
及び点火時期（Ｔ）の関係を求めたマップを記憶し、エ
ンジン１０の運転状況に応じたデータを供給するよう構
成されている。

【００３４】上記構成のガスエンジンの制御作用を、図
３のフローチャートも参照しつつ、説明する。ステップ
Ｓ１において、ガス組成測定装置３４の出力を制御装置
ＥＣＵ２０で読み込む。ステップＳ２において、ガス組
成演算手段３４Ａによりガス組成を演算し、メタン価算
出手段６０および発熱量算出手段６２において、メタン
価（Ｍ）と発熱量（Ｎ）を算出する。ついで、ステップ
Ｓ５に進む。

【００３５】一方、ステップＳ３において、制御盤２４
に付設された電力センサ２６の出力を負荷演算手段２６
Ａで読込む。ついで、ステップＳ４に進む。ステップＳ
４において、負荷演算手段２６Ａでエンジン負荷を演算
してエンジン１０の負荷（Ｌ）を算出する。ついで、ス
テップＳ５に進む。また、ステップＳ８において、エン
ジン１０に付設された回転数センサ４２の出力を回転数
演算手段４２Ａで読込み、エンジン回転数（Ｒ）を算出
する。ついで、ステップＳ８に進む。ついで、ステップ
Ｓ５に進む。ステップＳ５において、上記ステップで得
られたメタン価（Ｍ）、発熱量（Ｎ）、負荷（Ｌ）、回
転数（Ｒ）から記憶装置ＥＣＵ２０の記憶するマップを
もとにして、目標空燃比算出手段２８によって最適な目
標空燃比（λｉ）を、点火時期算出手段６８によって最
適な点火時期（Ｔｉ）を決定し、ステップＳ６および図
４に示すフローＡに進む。このステップが、目標点火時
期及び目標空燃比を決定する工程である。ここで、マッ
プによる目標空燃比（λｉ）、目標点火時期（Ｔｉ）
は、例えば、「発明を解決する手段」で示したような図
８のマップを用いて行われる。ステップＳ６において、
上記の結果を制御に反映する。即ち、点火時期の遅、進
角調整をエンジン１０に指示して制御する。このステッ
プが、エンジンの点火時期を制御する工程である。

【００３６】図４は、上記図３のステップＳ５に続き、
空燃比制御を行うフローチャートを示している。ステッ
プＳ１１において、ガス流量計３２の値に基づきガス流
量を算出し、次にステップＳ１２において、先に求めた
燃料ガスの組成を基にガス流量を補正し、正確なガス流
量を算出する。また、ステップＳ１８において、吸気圧
センサ４０の値に基づき吸気圧を算出し、ステップＳ１
３で先に求めたエンジン回転数の値と吸気圧の関係から
混合気の流量を混合気流量演算手段４８Ａにて求める。
エンジン回転数一定の条件で吸気圧と混合気流量はほぼ
比例の関係にあり、また、吸気圧一定の条件でエンジン
回転数と混合気流量もほぼ比例の関係があることから、
予め吸気圧、エンジン回転数、混合気流の関係を測定し
ておけば、エンジン回転数、吸気圧の情報から混合気流
量を求めることができることは既に知られている。

【００３７】次に、ステップＳ１２およびステップＳ１
３からステップＳ１４に進む。ステップＳ１４におい
て、ステップＳ１２とステップＳ１３の結果によるガス
流量と混合気流量および先に求めたガス組成を用いて、
空燃比算出手段５０Ａによりエンジンが運転されている
空燃比（λｒ）を算出する。

【００３８】ステップＳ１５において、計測値から算出
された空燃比（λｒ）と、先に求めたエンジン負荷
（Ｌ）とエンジン回転数（Ｒ）とメタン価（Ｍ）と発熱
量（Ｎ）からの目標空燃比（λｉ）とを比較して、その
差が±Ｘ％以下か否かを確認する（Ｘは所定置で、エン
ジンの種類等により設定される値）。Ｘ％以下であれば
ステップＳ１６に進み、差が±Ｘ％以上であればステッ
プＳ１７に進む。

【００３９】ステップＳ１６において、空燃比制御弁３
８の弁開度をその状態に維持して、運転を継続する。ス
テップＳ１７においては、空燃比制御弁開度演算手段５
４の演算結果にしたがって、空燃比制御弁３８の弁開度
を変更調整する。エンジンが運転されている空燃比（λ
ｒ）が目標空燃比（λｉ）より小さければ、空燃比制御
弁３８の開度を所定量閉の方向に動かし、エンジンが運
転されている空燃比（λｒ）が目標空燃比（λｉ）より
大きければ、空燃比制御弁３８の開度を所定量開の方向
に動かす。そして、ステップＳ１７およびステップＳ１
８に戻る。なお、発電用のガスエンジンのように一定回
転で運転されないエンジンについては、ステップＳ１８
でもう一度エンジン回転数を算出する。このようにし
て、適切な点火時期および空燃比への調整をして、ノッ
キングと排気ガスＥｇ中の窒素酸価物を抑制する。

【００４０】図５および図６は、本発明の第２実施形態
を示している。第１実施形態で説明したのと同じ構成、
機能を有する装置、手段については、同じ名称、同じ符
号を使用している。図５で示す様に、第２実施形態は、
吸気系統３０と、ガスエンジン１０と、吸気系統３０及
びエンジン１０に最適な空燃比（λ）および最適な点火
時期（Ｔ）で運転するよう制御する制御手段である制御
装置ＥＣＵ２０、とで主要部が構成されている。

【００４１】吸気系統３０は、混合燃料ガスＦｇを吸入
する吸気ラインＬ３１と、吸気ラインＬ３１に介装され
るガス流量計３２と、燃料組成計測手段のガス組成測定
装置３４と、ミキサ３６、とで主要部が構成されてい
る。ガス流量計３２は、外部のガス源から流入する混合
燃料ガスＦｇを計測する機能を有し、吸気ラインＬ３２
Ａによってガス組成測定装置３４に連通されている。

【００４２】ガス組成測定装置３４は、領域Ｌ３２を流
過する混合燃料ガスＦｇの組成を測定する公知のいわゆ
るガスクロマトグラフィー機能を有し、吸気ラインＬ３
４によってミキサ３６に連通されている。

【００４３】ミキサ３６は、混合燃料ガスＦｇに空気ラ
インＬａからの空気を加えて混合し、混合気にする機能
を有し、吸気ラインＬ３６によってエンジン１０に連通
されている。

【００４４】吸気ラインＬ３４〜Ｌ３６に、ミキサ３６
を挟む分岐部３０Ｂと合流部３０Ｇを連通するバイパス
ラインＬ３６Ｂが設けられ、バイパスラインＬ３６Ｂに
空燃比を調整する空燃比制御弁３８が設けられている。
また、空気ラインＬａには、空気流量計８０が介装され
ている。

【００４５】上記のガス流量計３２、ガス組成測定装置
３４、空燃比制御弁３８及び空気流量計８０は、各信号
ラインＬ３２、Ｌ３４、Ｌ５６及びＬ８０によって制御
装置ＥＣＵ２０に連通されている。

【００４６】エンジン１０は、発電機２２を駆動して発
電するよう構成され、発電機２２は電気ラインＬ１００
を通して負荷１００に連通され、負荷１００は信号ライ
ンＬ２２によって制御盤２４に連通されている。エンジ
ン１０に、回転数を計測する回転数センサ４２が付設さ
れ、回転数センサ４２は信号ラインＬ４２によって制御
装置ＥＣＵ２０に連通されている。エンジン１０に、排
気系統として外部に連通する排気ラインＬ１６が設けら
れている。

【００４７】制御盤２４に発電機２２で発生している電
力を計測する負荷計測手段の電力センサ２６が付設さ
れ、電力センサ２６は信号ラインＬ２６によって制御盤
２４に連通されている。

【００４８】制御装置ＥＣＵ２０は、ガス組成測定装置
３４と電力計２６と回転数センサ４２の出力を受信し
て、ノッキングを回避し、窒素酸化物の排出を抑制する
ための点火時期及び空燃比を演算する機能を有して構成
されている。なお、空燃比制御においては、制御装置Ｅ
ＣＵ２０が、ガス流量計３２と回転数センサ４２と空気
流量計８０の出力を受信して、エンジン１０が運転され
ている空燃比を演算するよう構成されている。

【００４９】制御装置ＥＣＵ内には、信号ラインＬ３２
でガス流量計３２に連通するガス流量演算手段３２Ａ、
信号ラインＬ３４でガス組成測定装置３４に連通するガ
ス組成演算手段３４Ａ、信号ラインＬ８０で空気流量計
８０に連通する空気流量演算手段８０Ａが設けられてい
る。また、信号ラインＬ４２で回転数センサ４２に連通
する回転数演算手段４２Ａが、信号ラインＬ２６で電力
センサ２６に連通する負荷演算手段２６Ａが設けられ、
概負荷演算手段２６でエンジン負荷が演算される。さら
に、信号ラインＬ５６で空燃比調整弁３８に連通する空
燃比制御弁調整手段５６、及び信号ラインＬ７０でエン
ジン１０の点火機構に連通する点火時期調整手段７０が
設けられている。

【００５０】ガス流量補正値演算手段３２Ｂは、信号ラ
インＬ３４Ｄ、信号ラインＬ３２Ａを通して、ガス組成
演算手段３４Ａ、ガス流量演算手段３２Ａと連通し、燃
料ガス組成による補正を行うことにより燃料ガス流量を
演算する。空燃比演算手段５０Ａは、信号ラインＬ３２
Ｂ、信号ラインＬ８０Ａ、信号ラインＬ３４Ｃを通し
て、ガス流量補正値演算手段３２Ｂ、空気流量演算手段
８０Ａ、ガス組成演算手段３４Ａと連通し、エンジン１
０が運転されている空燃比を演算する。また、ガス組成
演算手段は、信号ラインＬ３４Ｄを通して目標空燃比算
出手段２８に連通している。

【００５１】ガス組成演算手段３４Ａの出力は、信号ラ
インＬ３４Ａを通してメタン価算出手段６０に送られ、
信号ラインＬ３４Ｂを通して発熱量算出手段６２に送ら
れ、燃料ガスのメタン価および発熱量が演算される。メ
タン価の演算結果は、信号ラインＬ６０Ａを通して点火
時期算出手段６８、Ｌ６０Ｂを通して目標空燃比算出手
段２８に送られる。発熱量の演算結果は、信号ラインＬ
６２Ａを通して点火時期算出手段６８、Ｌ６２Ｂを通し
て目標空燃比算出手段２８に送られる。また、エンジン
回転数の演算結果は、信号ラインＬ４２Ａを通して点火
時期算出手段６８、Ｌ４２Ｂを通して目標空燃比算出手
段２８に送られる。エンジン負荷の演算結果は、信号ラ
インＬ２６Ａを通して点火時期算出手段６８、Ｌ２６Ｂ
を通して目標空燃比算出手段２８に送られる。

【００５２】点火時期算出手段６８は、信号ラインＬＭ
２０Ａを通して得られる記憶手段Ｍ２０に蓄えられてい
るマップを使用して、燃料ガスのメタン価（Ｍ）および
発熱量（Ｎ）、エンジン負荷（Ｌ）、エンジン回転数
（Ｒ）の情報を基に、目標点火時期（Ｔｉ）を算出す
る。算出された目標点火時期（Ｔｉ）は、信号ラインＬ
６８を介して点火時期調整手段７０に送られ、該点火時
期調整手段７０によりエンジン１０の点火時期が目標点
火時期（Ｔｉ）に制御される。

【００５３】目標空燃比算出手段２８は、信号ラインＬ
Ｍ２０Ｂを通して得られる記憶手段Ｍ２０に蓄えられて
いるマップを使用して、燃料ガスのメタン価（Ｍ）およ
び発熱量（Ｎ）、エンジン負荷（Ｌ）、エンジン回転数
（Ｒ）の情報を基に、目標空燃比（λｉ）を算出する。
算出された目標空燃比（λｉ）は、信号ラインＬ２８を
介して空燃比制御弁開度調整手段５４に送られ、該目標
空燃比（λｉ）となる空燃比制御弁３８の開度が算出さ
れ、信号ラインＬ５４を介して送られた弁開度の値に基
づき、空燃比制御弁調整手段５６により空燃比制御弁３
８の開度が制御される。ここで、実際の空燃比（λｒ）
が該目標空燃比（λｉ）となったかを知るために、空燃
比演算手段５０Ａでもとめられた実際の空燃比（λｒ）
の情報が、信号ラインＬ５４を通して、空燃比制御弁開
度演算手段に送られる。記憶手段Ｍ２０は、「課題を解
決するための手段」で説明した、エンジン負荷（Ｌ）、
回転数（Ｒ）、混合燃料ガスＦｇのメタン価（Ｍ）、発
熱量（Ｎ）と、空燃比（λ）及び点火時期（Ｔ）の関係
を求めたマップを記憶し、エンジン１０の運転状況に応
じたデータを供給するよう構成されている。

【００５４】上記構成のガスエンジンの制御作用を、図
６のフローチャートによって説明する。なお、第１実施
形態で説明した図３の制御フローチャートは、第２実施
形態でも同じであるので、第１の実施形態における図４
に該当する制御については、図６のフローチャートで説
明する。

【００５５】ステップＳ３１において、ガス流量計３２
の値に基づきガス流量を算出し、次にステップＳ３２に
おいて、先に求めた燃料ガスの組成を基にガス流量を補
正し、正確なガス流量を算出する。また、ステップＳ３
３において、空気流量計８０の値に基づき空気流量を空
気流量演算手段８０Ａで算出する。次に、ステップＳ３
２およびステップＳ３３からステップＳ３４に進む。ス
テップＳ３４において、ステップＳ３２とステップＳ３
３の結果によるガス流量と空気流量および先に求めたガ
ス組成を用いて、空燃比算出手段５０Ａによりエンジン
が運転されている空燃比（λｒ）を算出する。

【００５６】ステップＳ３６において、計測値から算出
された空燃比（λｒ）と、先に求めたエンジン負荷
（Ｌ）とエンジン回転数（Ｒ）とメタン価（Ｍ）と発熱
量（Ｎ）からの目標空燃比（λｉ）とを比較して、その
差が±Ｘ％以下か否かを確認する（Ｘは所定置で、エン
ジンの種類等により設定される値）。Ｘ％以下であれば
ステップＳ３７に進み、差が±Ｘ％以上であればステッ
プＳ３８に進む。ステップＳ３７において、空燃比制御
弁３８の弁開度をその状態に維持して、運転を継続す
る。

【００５７】ステップＳ３８においては、空燃比制御弁
開度演算手段５４の演算結果にしたがって、空燃比制御
弁３８の弁開度を変更調整する。エンジンが運転されて
いる空燃比（λｒ）が目標空燃比（λｉ）より小さけれ
ば、空燃比制御弁３８の開度を所定量閉の方向に動か
し、エンジンが運転されている空燃比（λｒ）が目標空
燃比（λｉ）より大きければ、空燃比制御弁３８の開度
を所定量開の方向に動かす。そして、ステップＳ３１お
よびステップＳ３３に戻る。このようにして、適切な点
火時期および空燃比への調整をして、ノッキングと排気
ガスＥｇ中の窒素酸価物を抑制する。

【００５８】図７〜図９は、本発明の第３実施形態を示
している。図２〜図６で示した第１、第２実施形態にお
いて説明したのと同じ構成、機能を有する装置、手段に
ついては、同名称、同符号を使用している。図７におい
て、吸気系統３０と、ガスエンジン１０と、吸気系統３
０及びエンジン１０に最適な空燃比（λ）および最適な
点火時期（Ｔ）で運転するよう制御する制御手段の制御
装置ＥＣＵ２０、とで主要部が構成されている。

【００５９】吸気系統３０は、混合燃料ガスＦｇを吸入
する吸気ラインＬ３１と、吸気ラインＬ３１に介装され
る燃料組成計測手段のガス組成測定装置３４と、ミキサ
３６、とで主要部が構成されている。

【００６０】ガス組成測定装置３４は、領域Ｌ３２を流
過する混合燃料ガスＦｇの組成を測定する公知のいわゆ
るガスクロマトグラフィー機能を有し、吸気ラインＬ３
４によってミキサ３６に連通されている。

【００６１】ミキサ３６は、混合燃料ガスＦｇに空気ラ
インＬａからの空気を加えて混合し、混合気にする機能
を有し、吸気ラインＬ３６によってエンジン１０に連通
されている。

【００６２】吸気ラインＬ３４〜Ｌ３６に、ミキサ３６
を挟む分岐部３０Ｂと合流部３０Ｇを連通するバイパス
ラインＬ３６Ｂが設けられ、バイパスラインＬ３６Ｂに
空燃比を調整する空燃比制御弁３８が設けられている。

【００６３】上記のガス組成測定装置３４、空燃比制御
弁３８は、各信号ラインＬ３２、Ｌ５６によって制御装
置ＥＣＵ２０に連通されている。

【００６４】エンジン１０は、発電機２２を駆動して発
電するよう構成され、発電機２２は電気ラインＬ１００
を通して負荷１００に連通され、負荷１００は信号ライ
ンＬ２２によって制御盤２４に連通されている。エンジ
ン１０に、回転数を計測する回転数センサ４２が付設さ
れ、回転数センサ４２は信号ラインＬ４２によって制御
装置ＥＣＵ２０に連通されている。エンジン１０に、排
気系統として外部に連通する排気ラインＬ１６が設けら
れている。排気ラインＬ１６には、酸素センサ９０が介
装され、制御装置ＥＣＵ２０と信号ラインＬ９０で連通
されている。

【００６５】制御盤２４に発電機２２で発生している電
力を計測する負荷計測手段の電力センサ２６が付設さ
れ、電力センサ２６は信号ラインＬ２６によって制御盤
２４に連通されている。

【００６６】制御装置ＥＣＵ２０は、ガス組成測定装置
３４と電力計２６と回転数センサ４２の出力を受信し
て、ノッキングを回避し、窒素酸化物の排出を抑制する
ための点火時期及び空燃比を演算する機能を有して構成
されている。なお、空燃比制御においては、制御装置Ｅ
ＣＵ２０が、酸素センサ９０の出力を受信して、エンジ
ン１０が運転されている空燃比を演算するよう構成され
ている。

【００６７】制御装置ＥＣＵ内には、信号ラインＬ３４
でガス組成測定装置３４に連通するガス組成演算手段３
４Ａ、信号ラインＬ９０で酸素センサ９０に連通する酸
素濃度演算手段９０Ｂが設けられている。また、信号ラ
インＬ４２で回転数センサ４２に連通する回転数演算手
段４２Ａが、信号ラインＬ２６で電力センサ２６に連通
する負荷演算手段２６Ａが設けられ、該負荷演算手段２
６でエンジン負荷が演算される。さらに、信号ラインＬ
５６で空燃比調整弁３８に連通する空燃比制御弁調整手
段５６、及び信号ラインＬ７０でエンジン１０の点火機
構に連通する点火時期調整手段７０が設けられている。

【００６８】酸素濃度演算手段９０Ｂでは酸素濃度が演
算され、求められた酸素濃度は信号ラインＬ９０Ａを介
して、空燃比制御弁開度調整手段５４に送られる。

【００６９】ガス組成演算手段３４Ａの出力は、信号ラ
インＬ３４Ａを通してメタン価算出手段６０に送られ、
信号ラインＬ３４Ｂを通して発熱量算出手段６２に送ら
れ、燃料ガスのメタン価および発熱量が演算される。メ
タン価の演算結果は、信号ラインＬ６０Ａを通して点火
時期算出手段６８、Ｌ６０Ｃを通して目標酸素濃度算出
手段１１０に送られる。発熱量の演算結果は、信号ライ
ンＬ６２Ａを通して点火時期算出手段６８、Ｌ６２Ｃを
通して目標酸素濃度算出手段１００に送られる。

【００７０】また、エンジン回転数の演算結果は、信号
ラインＬ４２Ａを通して点火時期算出手段６８、Ｌ４２
Ｃを通して目標酸素濃度算出手段１００に送られる。エ
ンジン負荷の演算結果は、信号ラインＬ２６Ａを通して
点火時期算出手段６８、Ｌ２６Ｃを通して目標酸素濃度
算出手段１１０に送られる。

【００７１】点火時期算出手段６８は、信号ラインＬＭ
２０Ａを通して得られる記憶手段Ｍ２０に蓄えられてい
るマップを使用して、燃料ガスのメタン価（Ｍ）および
発熱量（Ｎ）、エンジン負荷（Ｌ）、エンジン回転数
（Ｒ）の情報を基に、目標点火時期（Ｔｉ）を算出す
る。算出された目標点火時期（Ｔｉ）は、信号ラインＬ
６８を介して点火時期調整手段７０に送られ、該点火時
期調整手段７０によりエンジン１０の点火時期が目標点
火時期（Ｔｉ）に制御される。

【００７２】目標酸素濃度算出手段１１０は、信号ライ
ンＬＭ２０Ｂを通して得られる記憶手段Ｍ２０に蓄えら
れているマップを使用して、燃料ガスのメタン価（Ｍ）
および発熱量（Ｎ）、エンジン負荷（Ｌ）、エンジン回
転数（Ｒ）の情報を基に、排ガス中の目標酸素濃度（Ｏ
ｉ）を算出する。算出された排ガス中の目標酸素濃度
（Ｏｉ）は、信号ラインＬ１１０を介して空燃比制御弁
開度調整手段５４に送られ、排ガス中の該目標酸素濃度
（Ｏｉ）となる空燃比制御弁３８の開度が算出され、信
号ラインＬ５４を介して送られた弁開度の値に基づき、
空燃比制御弁調整手段５６により空燃比制御弁３８の開
度が制御される。

【００７３】なお、マップには空燃比（λ）の情報が収
められているので、求めた燃料ガス組成と該空燃比
（λ）により、排ガス中の酸素濃度（Ｏ）を計算する。

【００７４】記憶手段Ｍ２０は、「課題を解決するため
の手段」で説明した、エンジン負荷（Ｌ）、回転数
（Ｒ）、混合燃料ガスＦｇのメタン価（Ｍ）、発熱量
（Ｎ）と空燃比（λ）及び点火時期（Ｔ）の関係を求め
たマップを記憶している。該点火時期（Ｔ）と、該空燃
比（λ）と求めたガス組成により計算された排ガス中の
酸素濃度（Ｏ）により、エンジン１０の運転状況に応じ
たデータを供給するよう構成されている。

【００７５】上記構成のガスエンジンの制御作用を、図
８のフローチャートによって概括的に説明する。ステッ
プＳ５１において、ガス組成測定装置３４の出力を制御
装置ＥＣＵ２０で読み込む。ステップＳ５２において、
ガス組成演算手段３４Ａによりガス組成を演算し、メタ
ン価算出手段６０および発熱量算出手段６２において、
メタン価（Ｍ）と発熱量（Ｎ）を算出する。ついで、ス
テップＳ５５に進む。

【００７６】一方、ステップＳ５３において、制御盤２
４に付設された電力センサ２６の出力を負荷演算手段２
６Ａで読込む。ついで、ステップＳ５４に進む。ステッ
プＳ５４において、負荷演算手段２６Ａでエンジン負荷
を演算してエンジン１０の負荷（Ｌ）を算出する。つい
で、ステップＳ５５に進む。

【００７７】また、ステップＳ５８において、エンジン
１０に付設された回転数センサ４２の出力を回転数演算
手段４２Ａで読込み、エンジン回転数（Ｒ）を算出す
る。ついで、ステップＳ５８に進む。

【００７８】ステップＳ５５において、上記ステップで
得られたメタン価（Ｍ）、発熱量（Ｎ）、負荷（Ｌ）、
回転数（Ｒ）から記憶装置ＥＣＵ２０の記憶するマップ
をもとにして、目標空燃比算出手段２８によって最適な
目標空燃比（λｉ）を、点火時期算出手段６８によって
最適な点火時期（Ｔｉ）を決定し、求めた燃料ガス組成
と目標空燃比（λｉ）から排ガス中の目標酸素濃度（Ｏ
ｉ）を決定する。そして、ステップＳ５６および図４に
示すフローＡ２に進む。このステップが、目標点火時期
及び排ガス中の目標酸素濃度を決定する工程である。こ
こで、マップによる目標空燃比（λｉ）、目標点火時期
（Ｔｉ）は、例えば、「発明を解決する手段」で示した
ような図１０のマップを用いて行われる。

【００７９】ステップＳ５６において、上記の結果を制
御に反映する。即ち、点火時期の遅、進角調整をエンジ
ン１０に指示して制御する。このステップが、エンジン
の点火時期を制御する工程である。

【００８０】図９は、上記図８のステップＳ５５に続
き、空燃比制御を行うフローチャートを示している。ス
テップＳ４１において、酸素センサ９０の出力を読み込
み、次にステップＳ４２において、排ガス中の酸素濃度
を算出する。

【００８１】ステップＳ４３において、算出された酸素
濃度（Ｏｒ）と、先に求めたエンジン負荷（Ｌ）とエン
ジン回転数（Ｒ）とメタン価（Ｍ）と発熱量（Ｎ）と目
標空燃比（λｉ）から求めた排ガス中の目標酸素濃度
（Ｏｉ）とを比較して、その差が±Ｚ％以下か否かを確
認する（Ｚは所定置で、エンジンの種類等により設定さ
れる値）。Ｚ％以下であればステップＳ４４に進み、差
が±Ｚ％以上であればステップＳ４５に進む。

【００８２】ステップＳ４４において、空燃比制御弁３
８の弁開度をその状態に維持して、運転を継続する。ス
テップＳ４５においては、排ガス中の酸素濃度（Ｏｒ）
が排ガス中の目標酸素濃度（Ｏｉ）より小さければ、空
燃比制御弁３８の開度を開の方向に所定量動かし、排ガ
ス中の酸素濃度（Ｏｒ）が排ガス中の目標酸素濃度（Ｏ
ｉ）よりより大きければ、空燃比制御弁３８の開度を所
定量閉の方向に動かす。そして、ステップＳ４１に戻
る。このようにして、適切な点火時期および空燃比への
調整をして、ノッキングと排気ガスＥｇ中の窒素酸価物
を抑制する。

【００８３】上記図示の各実施形態は、あくまでも例示
であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述では
ない。例えば、ガスエンジン１０はリーンバーンタイプ
のものとして説明していたが、ストイキタイプのガスエ
ンジンであっても良い。その場合、λ＝１．０として
（酸素センサで制御する場合は、センサ信号により空燃
比がストイキに制御される）、各種制御が行われる。

【００８４】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。 （１） 空燃比及び点火時期が、混合燃料の組成に対応
した最適な数値に制御されるので、ノッキングが抑制さ
れる。特に、燃料組成変動時におけるノッキングが効果
的に防止される。 （２） 同様な理由により、窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度
の上昇を抑制出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を包括的に表現するブロック
図。

【図２】本発明の第１実施形態を示すブロック図。

【図３】第１実施形態における制御を示すフローチャー
ト。

【図４】第１実施形態の制御において、図３とは別の段
階を示すフローチャート。

【図５】本発明の第２実施形態を示すブロック図。

【図６】第２実施形態における制御を示すフローチャー
ト。

【図７】本発明の第３実施形態を示すブロック図。

【図８】第３実施形態における制御を示すフローチャー
ト。

【図９】第３実施形態の制御において、図８とは別の段
階を示すフローチャート。

【図１０】本発明で用いられる制御マップの例を示す
図。

【符号の説明】

Ｆｇ・・・混合燃料ガス ＥＣＵ２０・・・制御装置 Ｍ２０・・・記憶装置 １０・・・ガスエンジン ２２・・・発電機 ２４・・・制御盤 ２６・・・電力センサ ３０・・・吸気系統 ３２・・・ガス流量計 ３４・・・ガス組成測定装置 ３６・・・ミキサ ３８・・・空燃比制御弁 ４０・・・吸気センサ ４２・・・回転数センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｅ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ｋ ３６８ ３６８Ｆ Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｌ ３０１ ３０１Ｑ ３１１ ３１１Ｅ Ｆターム(参考） 3G084 AA05 BA11 BA17 DA10 DA38 EB11 FA07 FA13 FA14 FA33 3G092 AA09 AB08 AB10 BA04 BA09 EC01 FA16 FA17 GA03 HA05Z HB05Z HE01Z 3G301 HA15 HA22 JA22 JA25 KA06 MA01 PA07Z PB02Z PD02Z PE01Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 組成が変化する燃料が供給される内燃機
   関の制御装置において、吸気系統に介装された燃料組成
   計測手段と、内燃機関の負荷を計測する負荷計測手段
   と、内燃機関の回転数を計測する回転数計測手段と、空
   燃比を演算する空燃比演算手段と、前記燃料組成計測手
   段、負荷計測手段、回転数計測手段、空燃比演算手段の
   出力に応答して内燃機関の点火時期を制御する点火時期
   制御手段及び空燃比を制御する空燃比制御手段、とを有
   することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】 組成が変化する燃料が供給される内燃機
   関の制御装置において、吸気系統に介装された燃料組成
   計測手段と、内燃機関の負荷を計測する負荷計測手段
   と、内燃機関の回転数を計測する回転数計測手段と、排
   ガス酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、前記燃料
   組成計測手段、負荷計測手段、回転数計測手段、酸素濃
   度計測手段の出力に応答して内燃機関の点火時期を制御
   する点火時期制御手段及び排ガスの酸素濃度により空燃
   比を制御する空燃比制御手段、とを有することを特徴と
   する内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】 前記空燃比演算手段は、内燃機関の吸気
   系のミキサよりも上流の燃料ガス供給ラインに介装され
   た燃料ガス流量計と、ミキサ下流側に介装された吸気圧
   計測手段及び回転数計測手段を用い、前記燃料ガス流量
   計の出力から燃料流量を演算し、前記吸気圧計測手段及
   び回転数計測手段の出力からは混合気流量を演算し、演
   算された燃料流量と混合気流量から空燃比を演算する様
   に構成されている請求項１の内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】 前記空燃比演算手段は、内燃機関の吸気
   系のミキサよりも上流の燃料供給ラインに介装された燃
   料流量計と空気供給ラインに介装された空気流量計を用
   い、前記燃料流量計の出力から燃料の流量を演算し、前
   記空気流量計の出力から空気流量を演算し、演算された
   燃料流量と空気流量から空燃比を演算する様に構成され
   ている請求項１の内燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】 組成が変化する燃料が供給される内燃機
   関の制御方法において、吸気系統に介装された燃料組成
   計測手段の計測結果に基づいて前記燃料のメタン価及び
   発熱量を算出する工程と、負荷計測手段の計測結果を用
   いて内燃機関の負荷を算出する工程と、回転数計測手段
   を用いて内燃機関の回転数を算出する工程と、内燃機関
   運転中の空燃比を演算する工程と、前記メタン価、発熱
   量、内燃機関の負荷、回転数を用いて目標点火時期及び
   目標空燃比を決定する工程と、点火時期を目標点火時期
   に制御する工程と、空燃比を目標空燃比に制御する工
   程、とを有することを特徴とする内燃機関の制御方法。
6. 【請求項６】 組成が変化する燃料が供給される内燃機
   関の制御方法において、吸気系統に介装された燃料組成
   計測手段の計測結果に基づいて前記燃料のメタン価及び
   発熱量を算出する工程と、負荷計測手段の計測結果を用
   いて内燃機関の負荷を算出する工程と、回転数計測手段
   を用いて内燃機関の回転数を算出する工程と、酸素濃度
   計測手段の値に基づいて排ガス中の酸素濃度を算出する
   工程と、前記メタン価、発熱量、内燃機関の負荷、回転
   数を用いて目標点火時期及び目標酸素濃度を決定する工
   程と、点火時期を目標点火時期に制御する工程と、空燃
   比が目標酸素濃度となる様に制御する工程、とを有する
   ことを特徴とする内燃機関の制御方法。
7. 【請求項７】 前記空燃比を演算する工程では、内燃機
   関の吸気系のミキサよりも上流の燃料供給ラインに介装
   された燃料流量計の出力から燃料流量を演算し、ミキサ
   下流側に介装された吸気圧計測手段及び回転数計測手段
   の出力から混合気流量を演算し、演算された燃料流量と
   混合気流量から空燃比を演算している請求項５の内燃機
   関の制御方法。
8. 【請求項８】 前記空燃比を演算する工程では、内燃機
   関の吸気系のミキサよりも上流の燃料供給ラインに介装
   された燃料流量計の出力から燃料流量を演算し、空気供
   給ラインに介装された空気流量計の出力から空気流量を
   演算し、演算された燃料流量と空気流量から空燃比を演
   算している請求項５の内燃機関の制御方法。