JP2011122484A - エンジンの燃料供給装置及びエンジン発電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】空燃比を精度高く目標リーン空燃比に制御し得る装置を提供する。
【解決手段】ミキサ(9)と、制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を調整し得る空燃比調整器(15)と、排気酸素濃度検出センサ(22)と、このセンサ出力に基づいて空燃比が理論空燃比と一致するように空燃比調整器(15)に与える制御量をフィードバック制御する制御手段(21)と、空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき空燃比調整器(15)に与える制御量を保持する手段(21)と、空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするように空燃比が理論空燃比に落ち着いているときの制御量の保持値から所定量だけ異なる値へと変更する手段(21)とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】ミキサ(9)と、制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を調整し得る空燃比調整器(15)と、排気酸素濃度検出センサ(22)と、このセンサ出力に基づいて空燃比が理論空燃比と一致するように空燃比調整器(15)に与える制御量をフィードバック制御する制御手段(21)と、空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき空燃比調整器(15)に与える制御量を保持する手段(21)と、空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするように空燃比が理論空燃比に落ち着いているときの制御量の保持値から所定量だけ異なる値へと変更する手段(21)とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、エンジン(内燃機関)の燃料供給装置及びエンジン発電機、特にエンジンが気体燃料を用いてリーンバーンを行わせるものに関する。
ガス燃料エンジンにおいてO2センサ出力に基づいて空燃比を理論空燃比へとフィードバック制御するものがある(特許文献1参照)。
ところで、都市ガスやプロパンガスなどの気体燃料を利用するレシプロ式エンジンにおいて、そのエンジンの熱効率向上、排気浄化などを狙いにしてリーン空燃比の混合気での燃焼を行うことが知られている。リーン空燃比での燃焼においては、目標とするリーン空燃比に正確に制御されず、目標リーン空燃比よりリーン側に変動すれば、エンジンの失火を招きエンジンの安定な運転を行わせることができない。一方、目標リーン空燃比よりリッチ側に変動すれば、その分エンジンの熱効率が低下する。また、排気エミッションも悪化する。エンジンの量産時には、関連部品の品質管理幅を厳しくしても、多くの部品が空燃比制御に関わることに起因する空燃比の変動、ばらつきが発生しがちである。また、使用場所の環境条件の変動、使用過程での経時変化があるため、空燃比をどんな条件下にも目標リーン空燃比を中心とする一定許容幅内に維持することは、従来から困難であった。
そこで本発明は、空燃比を精度高く目標リーン空燃比に制御し得るエンジンの燃料供給装置を提供することを目的とするものである。
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
本発明は、ベンチュリ部(10)を有し液体状燃料または気体状燃料と吸入空気を所定の空燃比に混合するミキサ(9)と、制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を調整し得る空燃比調整器(15)と、排気の酸素濃度を検出する排気酸素濃度検出センサ(22)と、このセンサ出力に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように空燃比調整器(15)に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段(21)と、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき空燃比調整器(15)に与える制御量を保持する保持手段(21)と、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジンに供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするようにエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いているときの制御量の保持値から所定量だけ異なる値へと変更する制御量変更手段(21)とを備える。
また、本発明は、ベンチュリ部(10)を有し液体状燃料または気体状燃料と吸入空気を所定の空燃比に混合するミキサ(9)と、制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を調整し得る第1空燃比調整器(41)と、2値的な制御量に応じてエンジンに供
給する混合気の空燃比を、第1空燃比調整器(41)により定まる空燃比と同じ空燃比状態である第1の状態と、この第1の状態での空燃比とは異なる空燃比状態である第2の状態とに調整し得る第2空燃比調整器(52)と、排気の酸素濃度を検出する排気酸素濃度検出センサ(22)と、第2空燃比調整器(52)を第1の状態に保持した状態でこのセンサ出力に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように第1空燃比調整器(41)に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段(21)と、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき第1空燃比調整器(41)に与える制御量を保持する保持手段(21)と、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジンに供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするように第1空燃比調整器(41)に与える制御量を保持した状態で第2空燃比調整器(52)を第1の状態から第2の状態へと切換える切換手段(21)とを備える。
給する混合気の空燃比を、第1空燃比調整器(41)により定まる空燃比と同じ空燃比状態である第1の状態と、この第1の状態での空燃比とは異なる空燃比状態である第2の状態とに調整し得る第2空燃比調整器(52)と、排気の酸素濃度を検出する排気酸素濃度検出センサ(22)と、第2空燃比調整器(52)を第1の状態に保持した状態でこのセンサ出力に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように第1空燃比調整器(41)に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段(21)と、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき第1空燃比調整器(41)に与える制御量を保持する保持手段(21)と、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジンに供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするように第1空燃比調整器(41)に与える制御量を保持した状態で第2空燃比調整器(52)を第1の状態から第2の状態へと切換える切換手段(21)とを備える。
本発明によれば、まず、センサ出力に基づいた空燃比フィードバック制御を行い、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき、部品機能の変動、使用環境の変動、経時変化による変動による空燃比変動が全て補正されて、理論空燃比の混合気を達成できる。この理論空燃比の混合気を達成できている空燃比調整器の状態を基準として、この基準状態での制御量の保持値から所定量だけ異なる値へと変更するので、目標リーン空燃比の混合気を達成することができる。このように、目標リーン空燃比へと変更する前の段階で大半の変動要素による空燃比への影響が除去されているので、常に狙いの目標リーン空燃比を達成できる。目標リーン空燃比を達成できると、エンジンの熱効率を高めながら少ない燃料でエンジンを安定運転できる。
また、本発明によれば、まず、O2センサ出力に基づいた空燃比フィードバック制御を行い、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき、部品機能の変動、使用環境の変動、経時変化による変動による空燃比変動が全て補正されて、理論空燃比の混合気を達成できる。この理論空燃比の混合気を達成できている第1及び第2の空燃比調整器の状態を基準として、第2空燃比調整器を第1の状態から第2の状態へと切換えるので、目標リーン空燃比の混合気を達成することができる。このように、目標リーン空燃比へと変更する前の段階で大半の変動要素による空燃比への影響が除去されているので、常に狙いの目標リーン空燃比を達成できる。目標リーン空燃比を達成できると、エンジンの熱効率を高めながら少ない燃料でエンジンを安定的に運転できる。
図1は本発明の第1実施形態のエンジン発電機に用いられるエンジン全体の概略構成図、図2は第1実施形態のエンジンの燃料供給装置の概略構成図である。
図2において、都市ガスなどの燃料供給源5からの気体燃料(気体状燃料)は、燃料供給通路6に介装されている定圧弁8によりその圧力が所定レベル(一定)に保たれる。都市ガスはメタンが主成分でそのほかの気体を含むものである。都市ガスに限らず、家庭で燃料に使われるプロパンガスでもかまわない。これら都市ガスやプロパンガスのガス圧は低圧(大気圧より少しだけ高い圧力)である。例えば都市ガスは元圧で1.0kPa〜2.5kPa、プロパンガスは元圧で2.0kPa〜3.3kPaである。
定圧弁8は、ハウジング8a、ハウジング8a内を上室8bと下室8cに画成するダイアフラム8d、上室8b内の突出するバルブシート8e、このバルブシート8eを開閉すると共にダイアフラム8dと一体動するバルブ本体8f、このバルブ本体8fを鉛直上方(開弁方向)に付勢するスプリング8gからなる。
上室8bのバルブシート8eの下部に燃料ガス入口8hが、上室8bのバルブシート8eの上部に燃料ガス出口8iが開口し、下室8cに大気開放口8jが開口している。
いま、エンジンが停止している状態では、バルブ本体8fの重みでスプリング8gが鉛直下方に縮まりバルブ本体8fがバルブシート8eに当接し、これによって定圧弁8が閉じられている。エンジンがスタータモータにより運転し始め、ベンチュリ部10に発生す
る負圧が上室8bに作用すると、下室8cに導かれる大気圧力との合力で開弁力が発生し、さらに開弁方向に付勢するスプリング8gの付勢力とが、バルブ本体8fを上動させる方向に働く。このため、燃料ガスが流れ出す。ベンチュリ負圧と燃料ガスの流れにより生成された上室8bの圧力と下室8cに働く大気圧によるバルブ本体8fを押し上げる力、バルブ本体8fの自重、スプリング8gの付勢力が釣り合う位置までバルブ本体8fが上動してバルブシート8eを開き、燃料ガス出口8iの圧力が一定に保たれる。
る負圧が上室8bに作用すると、下室8cに導かれる大気圧力との合力で開弁力が発生し、さらに開弁方向に付勢するスプリング8gの付勢力とが、バルブ本体8fを上動させる方向に働く。このため、燃料ガスが流れ出す。ベンチュリ負圧と燃料ガスの流れにより生成された上室8bの圧力と下室8cに働く大気圧によるバルブ本体8fを押し上げる力、バルブ本体8fの自重、スプリング8gの付勢力が釣り合う位置までバルブ本体8fが上動してバルブシート8eを開き、燃料ガス出口8iの圧力が一定に保たれる。
定圧弁8の出口で圧力が一定に保たれた燃料ガスは、スロットル弁4の上流に設けられるミキサ9より吸気通路2に供給される。ミキサ9はベンチュリ部10と、燃料供給通路6に接続されると共にこのベンチュリ部10内に突出するジェット11とからなり、ジェット11に到達する燃料ガスが、ベンチュリ部10に生じる負圧によって吸気通路2内へと吸い出される。ベンチュリ部10から吸い出された燃料ガスは、ベンチュリ部10を通過する吸入空気と混じって混合気を形成する。このとき、形成される混合気の空燃比は、下流のスロットル弁4の開度に関係なくほぼ一定の空燃比となる。
スロットル弁4はエンジン1に供給される吸入空気量を調整するためのもので、ステップモータ4aにより駆動される。スロットル弁4が閉じているときには、吸入空気量は小さい。一方、スロットル弁4が開くと、スロットル弁4と吸気管壁との間の通路面積が大きくなり、エンジン1に供給される吸入空気量が大きくなる。
ミキサ9と定圧弁8との間の燃料供給通路6には、空燃比調整器15が介装されている。空燃比調整器15は、ハウジング16、ハウジング16の出口に設けられる計量オリフィス17、先細りの先端部がこの計量オリフィス17から出たり計量オリフィス17に入ったりすることにより計量オリフィス17の通路面積を増減するニードル弁18およびこのニードル弁18を駆動するアクチュエータ19から構成されている。ニードル弁18はアクチュエータ19によって軸方向に移動可能に構成され、ジェット11につながる燃料供給通路6の通路面積を変更調整することができる。
市販のニードル弁18は円錐状であり、机上検討してみると、ニードル弁位置の変化に対してベンチュリ部10の空燃比の変化が一定とならなかった。そこで、図3のようにニードル弁18の形状を新たに作成した。すなわち、ニードル弁18の軸心を通る断面でみたとき、図3(a)では、外側に膨らんだ曲線18aを有するようにニードル弁18の形状を作成している。また、図3(b)では、図3(a)の曲線を3つの直線18b、18c、18dの折れ線で近似している。
このように、ニードル弁18の形状を新たに作成した結果、図4に示したように、ニードル弁位置と空燃比(エンジン1に供給する混合気の空燃比)との間に直線の関係が得られることになった。すなわち、ニードル弁18を計量オリフィス17から図2で右方に引き出して計量オリフィス17とニードル弁18との間の間隔(通路面積)を大きくすると、供給燃料量が多くなり、エンジン1に供給する混合気の空燃比はリッチ側にシフトする。一方、ニードル弁18を計量オリフィス17から図2で左方に挿入して計量オリフィス17とニードル弁18の間の間隔(通路面積)を小さくすると、供給燃料量が少なくなり、エンジン1に供給する混合気の空燃比はリーン側にシフトする。
ここで、ニードル弁形状を検討したところを詳述する。ニードル弁18の製作の容易さからはニードル弁18を、図2に示したように円錐状とすることが最良である。しかしながら、机上計算してみると、円錐状のニードル弁18では、図26に示したようにニードル弁位置に対する空燃比の特性が下に膨らむ曲線となり、空燃比制御上扱いにくいものとなる。つまり、ニードル弁位置を一定量動かしたときの空燃比の変化量が開側と閉側とで大きく相違するため、ニードル弁18を駆動するアクチュエータ19に与える制御量の演
算方法が複雑になり、現実的でないのである。そこで、図4に示した空燃比特性が得られるように(つまりニードル弁位置に対する空燃比の特性が直線となるように)ニードル弁18の形状を求めてみると、図27に示す実線の特性が得られた。図27において縦軸はニードル弁相対半径(r/R)である。ニードル弁相対半径とは、ニードル弁18の軸心から計量オリフィス17までの最短距離をR、計量オリフィス17位置でのニードル弁18半径をrとしてrをRで除算した値である。
算方法が複雑になり、現実的でないのである。そこで、図4に示した空燃比特性が得られるように(つまりニードル弁位置に対する空燃比の特性が直線となるように)ニードル弁18の形状を求めてみると、図27に示す実線の特性が得られた。図27において縦軸はニードル弁相対半径(r/R)である。ニードル弁相対半径とは、ニードル弁18の軸心から計量オリフィス17までの最短距離をR、計量オリフィス17位置でのニードル弁18半径をrとしてrをRで除算した値である。
図27に示す実線から分かるように、ニードル弁18の先端(図で右側)で最も丸みがきつく、後端(図で左側)になるほどまるみが緩やかとなっている。ニードル弁相対半径の特性が図27に示す実線となるようにニードル弁18を加工すれば、ニードル弁位置に対して、エンジン1に供給する混合気の空燃比は図4に示したように直線的に変化する。しかしながら、図27に示す実線となるようにニードル弁18を加工することは実際には困難であるので、図27に実線で示した曲線を、図27に破線で示したように直線の折れ線で近似することとなる。このように直線の折れ線で近似しても実用上問題ない。このような考察に基づいて、図3(a)、図3(b)のようにニードル弁形状が選択されている。
上記のアクチュエータ19は、例えばステップモータなどの回転式アクチュエータで、ステップモータの回転移動量により、ニードル弁18の軸方向位置が定まる。アクチュエータ19は、電子制御ユニット(ECU)21からの制御信号により駆動される。つまり、アクチュエータ19への通電量(制御量)は、電子制御ユニット21により制御される。
図5は初期標準状態での空燃比調整器15の空燃比特性を示している。ここでは、ステップモータによりニードル弁位置を制御するので、横軸にはステップモータに与えるステップ数(制御量)を採っている。ニードル弁18と計量オリフィス17との間に形成される通路面積が最小のとき0ステップ、ニードル弁18と計量オリフィス17との間に形成される通路面積が最大のとき275ステップとなるよう設計されている。具体的な数値を挙げて説明するが、特に横軸の数値に限定されるものでない。
また、空燃比と空気過剰率λとの間には、
λ=空燃比/理論空燃比 …(1)
の関係があるので、縦軸には空気過剰率λを採っている。空燃比が理論空燃比と一致するとき、空気過剰率λは1.0である。
λ=空燃比/理論空燃比 …(1)
の関係があるので、縦軸には空気過剰率λを採っている。空燃比が理論空燃比と一致するとき、空気過剰率λは1.0である。
図5に示したように、ニードル弁位置を定めるステップ数(制御量)に応じて理論空燃比付近で変化する第1の空燃比動作範囲(以下単に「第1の空燃比動作範囲」という。)と、同じく目標リーン空燃比付近で変化する第2の空燃比動作範囲(以下単に「第1の空燃比動作範囲」という。)とを有し、これら2つの空燃比動作範囲の空燃比が、ニードル弁位置を定めるステップ数(制御量)に応じて、右肩下がりのほぼ同一の勾配で変化するようにニードル弁18の形状が選定されている。
電子制御ユニット21では、O2センサ出力を利用して、比例積分動作等の公知のフィードバック制御手法により、空燃比調整器15のニードル弁位置を調整して、理論空燃比状態(空気過剰率λ=1.0)を達成する。図5では、ニードル弁位置が225ステップに調整されている。空燃比調整器15によるこの動作状態を図5において(a)の丸印で示す。
この第1実施形態では、エンジン1は回転速度1500rpm、出力1.3kWのとき、理論空燃比での運転を行うことを前提として、第1実施形態ではさらに理論空燃比での
運転から目標リーン空燃比での運転へと移行させ、リーン空燃比での運転を行わせる。ここでは、例えば目標空気過剰率λmが1.65となるように、目標リーン空燃比(=1.65×理論空燃比)を設定する。空気過剰率を1.0より大きくしていくとNOx排出濃度が増加してピークを迎え、さらに空気過剰率を大きくしていくとNOx排出濃度が小さくなってゆく。その一方で、空気過剰率を1.0より大きくしていくほど燃焼が不安定となってゆく。従って、NOx濃度と燃焼安定性とがバランスするように目標空気過剰率λmを選定する。
運転から目標リーン空燃比での運転へと移行させ、リーン空燃比での運転を行わせる。ここでは、例えば目標空気過剰率λmが1.65となるように、目標リーン空燃比(=1.65×理論空燃比)を設定する。空気過剰率を1.0より大きくしていくとNOx排出濃度が増加してピークを迎え、さらに空気過剰率を大きくしていくとNOx排出濃度が小さくなってゆく。その一方で、空気過剰率を1.0より大きくしていくほど燃焼が不安定となってゆく。従って、NOx濃度と燃焼安定性とがバランスするように目標空気過剰率λmを選定する。
目標空気過剰率λmが1.65となるようにするには図5よりニードル弁位置が75ステップになるようにすればよい。そのためには、理論空燃比での運転状態とするためのステップ数である225ステップから所定量(=225−75)を減じたステップ数、つまり75ステップを空燃比調整器15のステップモータに送り、目標リーン空燃比(目標空気過剰率λm=1.65)での運転を実現する。空燃比調整器15によるこの動作状態を図5において(b)の丸印で示す。
上記所定量はリーンシフト量で、第1実施形態では225−75=150ステップで一定値である。このリーンシフト量のデータは電子制御ユニット21に記憶保存しておく。
本発明は、空燃比調整器15の特性が図5の特性のものでかつ目標空気過剰率λmが1.65となるようにするものに限定されるわけでない。空燃比調整器15の仕様が異なれば、図5の特性が相違するし、様々な目標リーン空燃比を設定することが考えられる。従って、空燃比調整器15の仕様と目標リーン空燃比とが定まれば、リーンシフト量が一義的に定まることとなる。
また、空燃比調整器15の空燃比特性が図5の特性のものであっても、運転条件毎に目標リーン空燃比を相違させることが考えられる。この場合には、運転条件毎に異なるリーンシフト量を電子制御ユニット21に記憶保存しておけばよい。
次に、エンジン1の使用環境の変化、燃料供給に関係するエンジン部品の特性の経時変化などにより、エンジン全体としての空燃比特性が変動した場合について図6を参照して説明する。図5の特性図、つまり初期標準状態での特性図に対して空燃比特性がリッチ側に変動した場合を図6に破線で示している。
初期標準状態とは、空燃比調整器15が新品で空燃比調整器15の各部品が仕様中心にあり、かつ大気圧、温度などの環境条件が一定の条件(標準の条件)にある状態のことを意味している。このため、環境条件が変化し、例えば大気温度が標準の温度より高くなると、そのぶん空気密度が低下するため吸入空気質量が減少してエンジン1に供給する混合気の空燃比が相対的にリッチ化する。経時劣化により、エンジン1の吸入系に設置されたエアクリーナが目詰まりを起こすと、エアクリーナ下流の吸入圧力が低下し、そのぶんベンチュリ部10の圧力が低下するため吸入空気質量が減少し、エンジン1に供給する混合気の空燃比が相対的にリッチ化する。
なお、ここでは、環境条件の変化や経時劣化で空燃比がリッチ側に変化した場合で説明するが、環境条件の変化や経時劣化で空燃比がリーン側に変化する場合も考え得る。この場合にも本発明の適用がある。
図6において空燃比特性が破線で示した状態になると、ニードル弁位置として225ステップを与えたとき、エンジン1に供給する混合気の空燃比は理論空燃比よりもリッチ側にずれる。空燃比特性が破線で示した状態となった場合に、O2センサ出力を用いた空燃比フィードバック制御を行わせると、リッチ側にずれた空燃比が理論空燃比へと戻るよう
にニードル弁位置を定めるステップ数が、減少する側に補正される。つまり、初期標準状態では225ステップであったニードル弁位置(図中A)が、225から25だけ減少した200ステップのニードル弁位置(図中B)に移行する。空燃比調整器15によるこの動作状態を図6において(c)の丸印で示す。
にニードル弁位置を定めるステップ数が、減少する側に補正される。つまり、初期標準状態では225ステップであったニードル弁位置(図中A)が、225から25だけ減少した200ステップのニードル弁位置(図中B)に移行する。空燃比調整器15によるこの動作状態を図6において(c)の丸印で示す。
理論空燃比での運転状態からのリーンシフト量として上記のように所定量150ステップが予め電子制御ユニット21に記憶されているので、目標リーン空燃比での運転への移行に際しては、理論混合比での運転が行われるニードル弁位置の200ステップから所定量150ステップを指し引いた50ステップが目標リーン空燃比での運転が行われるニードル弁位置になる。第1の空燃比動作範囲と、第2の空燃比動作範囲はともに初期標準状態での勾配とほぼ同一の勾配をもっているので、あらたな目標リーン空燃比での運転が行われるニードル弁位置の50ステップにおいても、目標空気過剰率λmである1.65を再現できている。空燃比調整器15によるこの動作状態を図6において(d)の丸印で示す。
この動作からわかるように、空燃比変動をもたらす要因はほとんどが、O2センサ出力に基づく空燃比フィードバック制御により解消できるとともに、その後の空燃比のリーン側への所定量の移動(リーンシフト)により、いかなる使用条件においても高精度に目標リーン空燃比を達成できるのである。
図1に戻り、ミキサ9からの空気と燃料の混合気は、燃焼室(図示しない)に供給され、所定の時期に点火プラグ31により着火される。この着火で燃焼し膨張した燃焼室内のガスがピストンを押し下げる仕事をし、排気弁が開いたときに排気通路3に燃焼ガスが排出される。
排気通路3には、O2センサ22(排気酸素濃度センサ)を備える。このO2センサ出力VO2は理論空燃比を境にして急変化する特性を有している。
このO2センサ出力は、クランク角センサ23からのクランクパルス、カムセンサ24からのカムパルスと共に、電子制御ユニット21に入力され、電子制御ユニット21ではこれらの信号を受けて、点火コイル31に点火信号を、スロットル弁4を駆動するステップモータ4aにステップモータ駆動信号を、アクチュエータ19としてのステップモータにステップモータ駆動信号(ニードル弁位置制御信号)をそれぞれ出力する。
このように構成されるエンジン1は、スタータモータを兼ねる発電機41(回転電機)に直結されている。発電機41のインバータ制御のためパワーコントロールユニット(図では「PCU」で略記。)42を備える。パワーコントロールユニット42と、電子制御ユニット21とは双方向通信43により連絡されている。つまり、エンジン1と発電機41とでエンジン発電機を構成している。エンジン発電機は定置されている。
エンジン発電機では、運転者は直接的にエンジン1を制御するのではなく、発電機制御の中で自動的にエンジン1が制御される。運転者の指令する操作パネルあるいはリモコン45があり、このリモコン45からの指令によりエンジン発電機が自動的に操作される。操作パネルあるいはリモコン45は室内または屋外にあり、エンジン発電機を操作するのにこのリモコン45が通常用いられる。リモコン45には、運転スイッチ46、スタンバイ発電スイッチ47、低レベル発電スイッチ48、標準発電スイッチ49を備える。運転スイッチ46をONにすると、エンジン1が自動的に起動されスタンバイ状態に自動的に移行する。ここではエンジン1と連れ回る発電機41によりいつでも発電可能な状態に維持される(発電はしない)。ここで低レベル発電スイッチ48をONにすると発電機41により低レベル発電出力が、標準発電スイッチ49をONにすると発電機48により標準
発電出力が得られる。つまり、2段階の発電出力が得られるようにしている。
発電出力が得られる。つまり、2段階の発電出力が得られるようにしている。
こうした2段階の発電出力に応じるため、図7に示したようにエンジン1が制御される。すなわち、1300rpmの目標回転速度でエンジン1を運転することで低レベル発電(図では「Lo発電」で略記。)出力が、また1500rpmの目標回転速度でエンジンを運転することで標準発電(図では「Med発電」で略記。)出力が得られる。また、スタンバイ発電時には1100rpmの目標回転速度でエンジンが運転される。エンジン回転速度を高めるには、スロットル弁4を開いて吸入空気量を多くする必要があり、スタンバイ発電制御時、低レベル発電制御時、標準発電制御時の順にスロットル弁開度Thが、小、中、大と大きくなっている。点火時期は、エンジン回転速度が高くなるほど、つまりスタンバイ発電制御時、低レベル発電制御時、標準発電制御時の順に進角される。エンジン1に供給する混合気の空燃比はスタンバイ発電制御時に理論空燃比より若干リッチな空燃比となるように制御される。低レベル発電制御時、標準発電制御時には最初にエンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比で運転され、理論空燃比に落ち着いた後には目標リーン空燃比へと移行される。
次に、電子制御ユニット21による発電機制御をフローチャートに従って説明する。
図8はエンジン発電機の全体制御のシーケンスを示すフローチャートである。図8においてA〜Fは各制御段のつながりポイントを意味している。ステップ1で運転スイッチ46がONになると、ステップ2で電子制御ユニット21および関連制御系要素からなるシステムが初期化される。ステップ3では、発電機41のモータ機能によりエンジン1が始動され、自力運転に移る。ステップ4ではエンジン発電運転制御が行われる。一方、運転スイッチ46がOFFにされると、ステップ5でエンジン1が自動的に運転停止され、ステップ6では電子制御ユニット21のECUがシャットダウンされる。
ステップ4のエンジン発電運転制御では、運転スイッチ46とコマンド(スイッチ47〜49からの指令)に従い、スタンバイ発電制御ステージ、低レベル発電制御ステージ、標準発電制御ステージの少なくとも一つを行う。
図9はスタンバイ発電制御ステージの制御を示すフローチャートである。このステージでは、発電はせず、エンジン1は始動直後の状態から移行して、安定した回転速度での運転を行う。
ステップ11では、発電機41を制御しているパワーコントロールユニット42に対して発電停止の指令を出す。
ステップ12では、エンジンの吸入、圧縮、膨張、排気行程の途中、吸入行程後の下死点で1回だけ検出されるパルス(このパルスを以下「BDC2パルス」という。)を入力する。クランクパルスは多数のパルスで構成されており、そのうちの吸入行程の下死点に対応するパルスがBDC2パルスである。このBDC2パルスによる割り込みで電子制御ユニット21のCPUが以降のプログラム処理を起動する。つまり、以下のステップ13〜22は、エンジン回転に伴いBDC2パルスが入力される毎に実行される。
ステップ13では、膨張行程終わりにある下死点で検出されるパルス(BDC1パルス)の入力からBDC2パルスの入力までのクランク角間隔に要する時間ME[ms]を計測し、エンジン回転速度NE[rpm]を、
NE=60000/ME …(2)
の式により算出する。
NE=60000/ME …(2)
の式により算出する。
ステップ14では点火前処理(図では「IG前処理」で略記。)サブルーティンを実行する。この点火前処理サブルーティンにおいてはスタンバイ発電制御時に最適な点火時期を算出する。
ステップ15ではエンジン回転速度のフィードバックサブルーティン(図では「NeFBサブルーティン」で略記。)を実行する。このエンジン回転速度フィードバックルーティンにおいては、エンジン回転速度をスタンバイ発電レベルに設定された目標エンジン回転速度(=1100rpm)になるよう、エンジンのスロットル弁4を駆動するステップモータ4aに対して比例積分方式によるフィードバック制御を行う。このエンジン回転速度のフィードバックに関するサブルーティンの詳細説明は省略する。
ステップ16〜18は運転スイッチ46とコマンド(スイッチ47〜49からの指令)から状態を仕分けする部分である。運転スイッチ46がONからOFFに切換わっていれば、図8のステップ5に進んでエンジン1を自動的に運転停止させる。なお、ここでは、コマンドを用いているが、スイッチ47〜49そのもののON、OFF信号を用いてもかまわない。
運転スイッチ46がONにありかつコマンドがスタンバイ発電にあれば、ステップ19に進んで点火信号出力(図では「IG出力」で略記。)ルーティンを実行する。この点火信号出力ルーティンにおいては、ステップ14で算出したスタンバイ発電制御時に最適な点火時期を用いて点火信号を作り、この点火信号を出力して点火プラグ31を発火させる。この点火に関するサブルーティンの詳細説明も省略する。この後はステップ12に戻る。
運転スイッチ46がONにありかつコマンドがスタンバイ発電でなく低レベル発電にあれば、ステップ20に進んで点火信号出力ルーティンを実行する。この点火信号出力ルーティンにおける処理は、ステップ19と同様である。この後は、図10A、図10Bの低レベル発電制御ステージに進む。
運転スイッチ46がONにありかつコマンドがスタンバイ発電でも低レベル発電でもなければ、ステップ21に進んでコマンドに標準発電を表す「Med」を入れる。ステップ22では点火信号出力ルーティンを実行する。この点火信号出力ルーティンにおける処理は、ステップ19と同様である。この後は、図12A、図12Bの標準発電制御ステージに進む。
図10A、図10Bは低レベル発電制御ステージを示すフローチャート、図12A、図12Bは標準発電制御ステージの制御を示すフローチャートである。低レベル発電と標準発電とでは主に発電出力が相違するだけで、制御の方法は同様である。図12A、図12Bにおいて、図10A、図10Bと相違する部分に異なるステップ番号を付している。
ここでは、低レベル発電制御を主に説明する。図10Aにおいて低レベル発電制御ステージに入ると、電子制御ユニット21はステップ31で発電機を制御しているパワーコントロールユニット42に低レベル発電出力として設定された所定レベルの発電出力をするようコマンド(指令)を出す。一方、標準発電制御ステージに入ったときには、パワーコントロールユニット42に標準発電出力として設定された所定レベルの発電出力をするようコマンド(指令)を出す(図12Aのステップ71)。
ステップ32では、反転回数カウンタNO2と所定回数NO2STBを比較する。初めてこのステージに入ってきたときには、反転回数カウンタNO2はゼロになっているので、ステップ34に進む。
ステップ34〜37は、図9のステップ12〜15と同様である。ステップ34ではBDC2パルスを入力する。ステップ35では、BDC1パルスの入力からBDC2パルスの入力までのクランク角間隔に要する時間MEを計測し、この時間MEからエンジン回転速度NEを上記(2)式により算出する。ステップ36では点火前処理サブルーティンを実行する。このIG点火前処理サブルーティンにおいては低レベル発電制御時に最適な点火時期を算出する。
ステップ37ではエンジン回転速度のフィードバックサブルーティンを実行する。このエンジン回転速度フィードバックサブルーティンにおいては、エンジン回転速度を低レベルレベルに設定された目標エンジン回転速度(=1300rpm)になるよう、エンジンのスロットル弁4を駆動するステップモータ4aに対して比例積分方式によるフィードバック制御を行う。一方、標準発電制御時にはエンジン回転速度を標準発電レベルに設定された目標エンジン回転速度(=1500rpm)になるよう制御を行う(図12Aのステップ72)。
ステップ38では、O2センサ出力に基づく空燃比フィードバックサブルーティンを実行する。このO2センサ出力に基づく空燃比フィードバックサブルーティンにおいては、O2センサ出力に基づき、空燃比調整器15のニードル弁位置を制御して、空燃比が理論空燃比になるよう比例積分方式によるフィードバック制御を行う。このO2センサ出力に基づく空燃比フィードバックサブルーティンについては図14により詳述する。一方、標準発電制御時にもO2センサ出力に基づく空燃比フィードバックサブルーティンを実行する(図12Aのステップ73)。このO2センサ出力に基づく空燃比フィードバックサブルーティンについては図15により説明する。
ステップ39〜45は図6のステップ16〜22と同様である。運転スイッチ46がONからOFFに切換わっていれば、図5のステップ5に進んでエンジン1を自動的に運転停止させる。運転スイッチ46がONにありかつコマンドがスタンバイ発電にあれば、ステップ42に進んでステップ36で算出された点火時期に基づき点火信号出力ルーティンを実行する。この後は図9のスタンバイ発電制御ステージに戻る。
運転スイッチ46がONにありかつコマンドがスタンバイ発電でなく低レベル発電にあれば、ステップ43に進んでステップ36で算出された点火時期に基づき点火信号出力ルーティンを実行する。この後は、図10Aのステップ32に戻る。
運転スイッチ46がONにありかつコマンドがスタンバイ発電でも低レベル発電でもなければ、ステップ44に進んでコマンドに標準発電を表す「Med」を入れる。ステップ45では点火信号出力ルーティンを実行する。この後は、図12Aに進む。
図14は低レベル発電制御時におけるO2センサ出力に基づく空燃比フィードバックサブルーティンの制御を示すフローチャート、図15は標準発電制御時におけるO2センサ出力に基づく空燃比フィードバックサブルーティンの制御を示すフローチャートである。ここでも、低レベル発電制御時で主に説明する。
ステップ91ではO2センサ出力VO2を計測する。ステップ92ではフラグFLGO2をみる。このフラグFLGO2はFLGO2=0のときO2センサ出力VO2に基づく空燃比フィードバックサブルーチンへの初エントリーを、FLGO2=1のときO2センサ出力VO2に基づく空燃比フィードバックサブルーチンの継続中をそれぞれ示すフラグである。フラグFLGO2=0であるときには初エントリー時であると判断し、ステップ93に進み反転回数NO2=0、ニードル弁位置の加重平均値NDLREFLOの初期値とし
て現在のニードル弁位置NDLを入れる。ステップ94ではフラグFLGO2=1としてこのサブルーティンを抜ける。一方、標準発電制御時のニードル弁位置の加重平均値は、低レベル発電制御時と区別するためNDLREFMDとしているので、標準発電制御時にもニードル弁位置の加重平均値NDLREFMDの初期値として現在のニードル弁位置NDLを入れる(図15ステップ111)。
て現在のニードル弁位置NDLを入れる。ステップ94ではフラグFLGO2=1としてこのサブルーティンを抜ける。一方、標準発電制御時のニードル弁位置の加重平均値は、低レベル発電制御時と区別するためNDLREFMDとしているので、標準発電制御時にもニードル弁位置の加重平均値NDLREFMDの初期値として現在のニードル弁位置NDLを入れる(図15ステップ111)。
ステップ94でのフラグFLGO2=1により次回のBDC2パルスの入力よりステップ95以降に進む。
ステップ95では今回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2と参照電圧値VREFを、ステップ96、97では前回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2と参照電圧値VREFを比較する。O2センサ出力VO2は、理論空燃比よりリッチ側で高レベル、理論空燃比よりリーン側で低レベルとなる2値型であるため、O2センサ出力VO2が参照電圧値VREF以上であるとき空燃比は理論空燃比よりリッチ側にあると、この逆にO2センサ出力VO2が参照電圧値VREF未満であるとき空燃比は理論空燃比よりリーン側にあると判断される。
今回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2が参照電圧値VREF以上でありかつ前回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2が参照電圧値VREF未満であるとき、つまり空燃比がリーン側よりリッチ側に反転したときにはステップ95、96よりステップ98に進み、空燃比をステップ的にリーン側に戻すため前回のニードル弁位置NDLから比例項PNDLを差し引いた値を今回のBDC2パルス入力時のニードル弁位置NDLとして、つまり
NDL=NDLz−PNDL …(3)
ただし、NDLz:NDLの前回値、
の式によりニードル弁位置NDLを更新する。(3)式はニードル弁位置NDLをステップ的に減少させるものであり、図3によればニードル弁位置NDLをステップ的に減少させることで空燃比は急激にリーン側に向かう。
NDL=NDLz−PNDL …(3)
ただし、NDLz:NDLの前回値、
の式によりニードル弁位置NDLを更新する。(3)式はニードル弁位置NDLをステップ的に減少させるものであり、図3によればニードル弁位置NDLをステップ的に減少させることで空燃比は急激にリーン側に向かう。
今回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2が参照電圧値VREF以上でありかつ前回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2も参照電圧値VREF以上であるとき、つまり空燃比がリッチ側を継続しているときにはステップ95、96よりステップ99に進み、空燃比を徐々にリーン側に戻すため前回のニードル弁位置NDLから積分項INDLを差し引いた値を今回のニードル弁位置NDLとして、つまり
NDL=NDLz−INDL …(4)
ただし、NDLz:NDLの前回値、
の式によりニードル弁位置NDLを更新する。(4)式はニードル弁位置NDLを徐々に減少させるものであり、図3によればニードル弁位置NDLを徐々に減少させることで空燃比はゆっくりとリーン側に向かう。
NDL=NDLz−INDL …(4)
ただし、NDLz:NDLの前回値、
の式によりニードル弁位置NDLを更新する。(4)式はニードル弁位置NDLを徐々に減少させるものであり、図3によればニードル弁位置NDLを徐々に減少させることで空燃比はゆっくりとリーン側に向かう。
一方、今回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2が参照電圧値VREF未満でありかつ前回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2が参照電圧値VREF以上であるとき、つまり空燃比がリッチ側よりリーン側に反転したときにはステップ95、97よりステップ100に進み、空燃比をステップ的にリッチ側に戻すため前回のニードル弁位置NDLに比例項PNDLを加算した値を今回のニードル弁位置NDLとして、つまり
NDL=NDLz+PNDL …(5)
ただし、NDLz:NDLの前回値、
の式によりニードル弁位置NDLを更新する。(5)式はニードル弁位置NDLをステップ的に増加させるものであり、図3によればニードル弁位置NDLをステップ的に増加させることで空燃比は急激にリッチ側に向かう。
NDL=NDLz+PNDL …(5)
ただし、NDLz:NDLの前回値、
の式によりニードル弁位置NDLを更新する。(5)式はニードル弁位置NDLをステップ的に増加させるものであり、図3によればニードル弁位置NDLをステップ的に増加させることで空燃比は急激にリッチ側に向かう。
今回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2が参照電圧値VREF未満でありかつ前回のBDC2パルス入力時のO2センサ出力VO2も参照電圧値VREF未満であるとき、つまり空燃比がリーン側を継続しているときにはステップ95、97よりステップ101に進み、空燃比を徐々にリッチ側に戻すため前回のニードル弁位置NDLに積分項INDLを加算した値を今回のニードル弁位置NDLとして、つまり
NDL=NDL(前回)+INDL …(6)
ただし、NDL(前回):NDLの前回値、
の式によりニードル弁位置NDLを更新する。(6)式はニードル弁位置NDLを徐々に増加させるものであり、図3によればニードル弁位置NDLを徐々に増加させることで空燃比はゆっくりとリッチ側に向かう。
NDL=NDL(前回)+INDL …(6)
ただし、NDL(前回):NDLの前回値、
の式によりニードル弁位置NDLを更新する。(6)式はニードル弁位置NDLを徐々に増加させるものであり、図3によればニードル弁位置NDLを徐々に増加させることで空燃比はゆっくりとリッチ側に向かう。
このように、O2センサ出力VO2と参照電圧値VREFとを比較することにより、排気の実際の空燃比がリッチ側にあるか、リーン側にあるかを判定し、O2センサ出力VO2がリッチ側からリーン側へとまたはリーン側からリッチ側へと反転するごとに比例項PNDLを付加し、これによって排気の空燃比が理論空燃比を中心とする所定幅に収まるようにニードル弁位置を制御する。
空燃比がリーン側からリッチ側に反転したタイミングで進んでくるステップ102では、ニードル弁位置の加重平均値NDLREFLOを、
NDLREFLO=NDL×FAI+NDLREFLOz×(1−FAI)
…(7)
ただし、FAI:加重平均係数(1未満の正の値)、
NDLREFLOz:NDLREFLOの前回値、
の式により算出する。
NDLREFLO=NDL×FAI+NDLREFLOz×(1−FAI)
…(7)
ただし、FAI:加重平均係数(1未満の正の値)、
NDLREFLOz:NDLREFLOの前回値、
の式により算出する。
一方、標準発電制御時に空燃比がリーン側からリッチ側に反転したタイミングで進んでくるステップ112では、ニードル弁位置の加重平均値NDLREFMDを、
NDLREFMD=NDL×FAI+NDLREFMD(前回)×(1−FAI)
…(8)
ただし、FAI:加重平均係数(1未満の正の値)、
NDLREFMD(前回):NDLREFMDの前回値、
の式により算出する。
NDLREFMD=NDL×FAI+NDLREFMD(前回)×(1−FAI)
…(8)
ただし、FAI:加重平均係数(1未満の正の値)、
NDLREFMD(前回):NDLREFMDの前回値、
の式により算出する。
ステップ103では、反転回数カウンタNO2と所定回数NO2STBを比較する。図14のルーティンに入った当初は反転回数カウンタNO2がゼロなので、ステップ104に進み、反転回数カウンタNO2をインクリメントする。
ステップ105〜107はステップ102〜104と同様である。すなわち、空燃比がリッチ側からリーン側に反転したタイミングで進んでくるステップ105においても上記(7)式によりニードル弁位置加重平均値NDLREFLOを算出する。ステップ106では、反転回数カウンタNO2と所定回数NO2STBを比較する。反転回数カウンタNO2が所定回数NO2STBより小さいときにはステップ107に進み、反転回数カウンタNO2をインクリメントする。
このようにして、空燃比が反転する度にそのときのニードル弁位置NDLを用いてニードル弁位置加重平均値NDLREFLOを算出してゆく。
一方、標準発電制御時に空燃比がリッチ側からリーン側に反転したタイミングで進んでくるステップ113においても上記(8)式によりニードル弁位置加重平均値NDLRE
FMDを算出する。
FMDを算出する。
ステップ108では、このようにして更新したニードル弁位置NDLをアクチュエータ19としてのステップモータに与えるステップ数に変換し、変換したステップ数をアクチュエータ19としてのステップモータへの信号に変えてステップモータに出力する。
図10Aに戻る。図14のステップ104、107で空燃比が反転するたびにインクリメントされている反転回数NO2がステップ32で所定回数NO2STBに一致したときには、排気の空燃比が理論空燃比付近に安定したと判断し、ステップ33に進む。所定回数NO2STBは、排気の空燃比が理論空燃比付近に安定したか否かを判定するためのクライテリアで、適合により予め設定しておく。
ステップ33ではエンジン回転速度の計測回数NNEと所定数NNESTBを比較する。エンジン回転速度のフィードバックサブルーティンではエンジン回転速度が低レベル発電制御ステージで定められた目標回転速度Nm(=1300rpm)へと制御している。この場合に、目標回転速度Nmの上下に許容幅を設け、目標回転速度Nmを中心とする許容幅内に実際のエンジン回転速度が収まっているか否かをBDC2パルスが入力される毎に判定しており、NNEは許容幅に収まっているときのみインクリメントされるカウンタである。所定数NNESTBは実際のエンジン回転速度が目標回転速度Nmを中心とする許容幅内に落ち着いたか否かを判定するためのクライテリアで、適合により予め設定しておく。エンジン回転速度の計測回数NNEが所定数NNESTBに到達していないときには、エンジン回転速度が目標回転速度Nmを中心とする許容幅内に落ち着いていないと判断しステップ34以降に進む。
一方、エンジン回転速度の計測回数NNEが所定数NNESTBに到達したときにはエンジン回転速度が目標回転速度Nmを中心とする許容幅内に落ち着いた(エンジン回転速度が安定した)と判断する。すなわち、排気の空燃比が理論空燃比付近で安定し、エンジン回転速度が目標回転速度Nmの付近で安定したらステップ46以降の空燃比のリーンシフト制御に移行する。
ステップ46では、空燃比のリーンシフト操作を行うための前準備を行う。すなわち、反転回数NO2が所定回数NO2STBに到達した後のニードル弁位置平均値NDLREFLOから電子制御ユニット21が記憶しているリーンシフト量NDLSFTLO(所定量)を差し引いた値をリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTとして、つまり、
NDLTGT=NDLREFLO−NDLSFTLO …(9)
の式によりリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTを算出する。また、反転回数NO2が所定回数NO2STBに到達した後のニードル弁位置平均値NDLREFMDをニードル弁位置の初期値としてニードル弁位置NDLにセットしておく。一方、標準発電制御時にも空燃比のリーンシフト操作を行うための前準備を行う。すなわち、反転回数NO2が所定回数NO2STBに到達した後のニードル弁位置平均値NDLREFMDから電子制御ユニット21が記憶しているリーンシフト量NDLSFTMDを差し引いた値をリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTとして、つまり、
NDLTGT=NDLREFMD−NDLSFTMD …(10)
の式によりリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTを算出する(図12Aのステップ72)。
NDLTGT=NDLREFLO−NDLSFTLO …(9)
の式によりリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTを算出する。また、反転回数NO2が所定回数NO2STBに到達した後のニードル弁位置平均値NDLREFMDをニードル弁位置の初期値としてニードル弁位置NDLにセットしておく。一方、標準発電制御時にも空燃比のリーンシフト操作を行うための前準備を行う。すなわち、反転回数NO2が所定回数NO2STBに到達した後のニードル弁位置平均値NDLREFMDから電子制御ユニット21が記憶しているリーンシフト量NDLSFTMDを差し引いた値をリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTとして、つまり、
NDLTGT=NDLREFMD−NDLSFTMD …(10)
の式によりリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTを算出する(図12Aのステップ72)。
この後は図10Bに進む。図10Bにおいてステップ47〜50、ステップ53〜59は、図10Aのステップ34〜37、ステップ39〜45と同様であるので、その説明を省略する。
ステップ51では、ニードル弁位置NDLと上記のリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTを比較する。ニードル弁位置NDLがリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTに到達していない場合には、ステップ52に進み、空燃比のリーンシフトサブルーティンを行う。一方、標準発電制御時にもニードル弁位置NDLがリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTに到達していない場合には、空燃比のリーンシフトサブルーティンを行う(図12Bのステップ51、74)。
図11は低レベル発電制御時の空燃比のリーンシフトサブルーティンの制御を示すフローチャート、図13は標準発電制御時の空燃比のリーンシフトサブルーティンの制御を示すフローチャートである。図13は図11と基本的に同じものである。
いずれの空燃比のリーンシフトサブルーティンともエンジン回転速度を目標回転速度Nmへと維持しつつ空燃比を目標リーン空燃比へと移行させるものである。ここでも低レベル発電制御の場合で主に説明する。
図11においてステップ61ではニードル弁位置NDLとリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTを比較する。ニードル弁位置NDLがリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTより小さいときには、ステップ62に進み、前回のニードル弁位置から一定数DNDLを差し引いた値を今回のニードル弁位置として、つまり
NDL=NDLz−DNDL …(11)
ただし、NDLz:NDLの前回値、
の式よりニードル弁位置NDLを更新する。ステップ63では空燃比制御フラグFLGLMD=1として低レベル発電制御時におけるリーンシフト中であることを表す。
NDL=NDLz−DNDL …(11)
ただし、NDLz:NDLの前回値、
の式よりニードル弁位置NDLを更新する。ステップ63では空燃比制御フラグFLGLMD=1として低レベル発電制御時におけるリーンシフト中であることを表す。
上記(11)式によれば、BDC2パルスの入力毎にニードル弁位置NDLが一定数DNDLずつ減じられる。ニードル弁位置NDLが小さくなっていくと、低レベル発電制御時の空燃比が理論空燃比より目標リーン空燃比へとリーン化される。
(11)式の一定数DNDLは低レベル発電制御時の目標リーン空燃比へのリーン化の速度を定める値であるので、この値が大きいと、低レベル発電制御時にエンジン1に供給する混合気の空燃比が急激に目標リーン空燃比へとリーン化するし、この値が小さいと低レベル発電制御時にエンジン1に供給する混合気の空燃比がゆっくりとしかリーン化しない。急激かつ大幅にエンジン1に供給する混合気の空燃比を理論空燃比より目標リーン空燃比へとリーン化すると燃焼が不安定となってエンジン回転速度の一時的な低下を避けることができないので、エンジン回転速度の一時的な低下が生じないように適合により一定数DNDLを定める。このように、大きい値の一定数DNDLを設定して急激かつ大幅にリーン化を行ったのではエンジン回転速度の一時的な低下が避けられないが、ニードル弁位置NDLが目標値(NDLTGT)に到達するまでの時間を一定数DNDLを最適に定めることによってコントロールしているので、円滑なエンジンの運転が維持されたまま低レベル発電制御時にエンジン1に供給する混合気の空燃比を理論空燃比より目標リーン空燃比へとリーン化することが可能となるのである。
ステップ62の操作を繰り返すことで、やがてニードル弁位置NDLがリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTと一致する。これによって低レベル発電制御時の空燃比が目標リーン空燃比に到達するので、低レベル発電制御時の空燃比のリーン化が完了する。このときにはステップ61よりステップ64に進んでニードル弁位置NDLにリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTを入れる。ステップ65では空燃比制御フラグFLGLMD=2として空燃比のリーン化を完了したことを表す。
ステップ66ではこのようにして更新したニードル弁位置NDLを、アクチュエータ1
9としてのステップモータに与えるステップ数に変換し、変換したステップ数をアクチュエータ19としてのステップモータへの信号に変えてステップモータに出力する。
9としてのステップモータに与えるステップ数に変換し、変換したステップ数をアクチュエータ19としてのステップモータへの信号に変えてステップモータに出力する。
一方、標準発電制御時には、図13においてニードル弁位置NDLがリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTより小さいときにステップ61よりステップ62に進み、前回のニードル弁位置から一定数DNDLを差し引いた値を今回のニードル弁位置として、つまり上記(11)式と同じ式によりニードル弁位置NDLを更新する。ステップ63では空燃比制御フラグFLGLMD=1としてリーンシフト中であることを表す。上記(11)式と同じ式によれば、標準発電制御時にエンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比より目標リーン空燃比へとリーン化される。
上記(11)式と同じ式における一定数DNDLは標準発電制御時の目標リーン空燃比へのリーン化の速度を定める値であるので、この値が大きいと、標準発電制御時にエンジン1に供給する混合気の空燃比が急激に目標リーン空燃比へとリーン化するし、この値が小さいと標準発電制御時にエンジン1に供給する混合気の空燃比がゆっくりとしかリーン化しない。急激かつ大幅にエンジン1に供給する混合気の空燃比を理論空燃比より目標リーン空燃比へとリーン化すると燃焼が不安定となってエンジン回転速度の一時的な低下を避けることができないので、エンジン回転速度の一時的な低下が生じないように適合により、上記(11)式と同じ式における一定数DNDLを定める。このように、ニードル弁位置NDLが目標値(NDLTGT)に到達するまでの時間を上記(11)式と同じ式における一定数DNDLを最適に定めることによってコントロールしているので、円滑なエンジンの運転が維持されたまま低レベル標準発電制御時にエンジン1に供給する混合気の空燃比を理論空燃比より目標リーン空燃比へとリーン化することが可能となるのである。なお、ここでは、低レベル発電制御時と標準発電制御時とで一定数DNDLを同じ値としているが、低レベル発電制御時と標準発電制御時とで一定数DNDLを相違させてもかまわない。
図13においてステップ62の操作を繰り返すことで、やがてニードル弁位置NDLがリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTと一致する。これによって標準発電制御時の空燃比が目標リーン空燃比に到達するので、標準発電制御時の空燃比のリーン化が完了する。このときにはステップ61よりステップ64に進んでニードル弁位置NDLにリーン化目標ニードル弁位置NDLTGTを入れる。ステップ65では空燃比制御フラグFLGLMD=2として標準発電制御時の空燃比のリーン化を完了したことを表す。
図13においてステップ66ではこのようにして更新したニードル弁位置NDLを、アクチュエータ19としてのステップモータに与えるステップ数に変換し、変換したステップ数をアクチュエータ19としてのステップモータへの信号に変えてステップモータに出力する。
このようにして、電子制御ユニット21は、低レベル発電制御時、標準発電制御時に先ずO2センサ出力に基づき理論空燃比が得られるようにニードル弁位置NDLをフィードバック制御することにより、エンジン使用環境の変化、エンジン部品の特性の経時変化などより、エンジン全体としての空燃比特性が変動した場合であっても理論空燃比を実現する。その際にはニードル弁位置の加重平均値NDLREFLO、NDLREFMDを算出し、理論空燃比を実現するときのニードル弁位置加重平均値NDLREFLO、NDLREFMDを基準にして次には所定のリーンシフト量NDLSFTLO、NDLSFTMDだけニードル弁位置NDLを移動し、目標リーン化空燃比を実現するのである。
ここで、第1実施形態の作用効果を説明する。
第1実施形態(請求項1、15に記載の発明)は、ベンチュリ部10を有し気体状燃料と吸入空気を所定の空燃比に混合するミキサ9と、制御量(アクチュエータ19としてのステップモータに与えるステップ数)に応じてエンジン1に供給する混合気の空燃比を調整し得る空燃比調整器15と、O2センサ22(排気酸素濃度検出センサ)と、このO2センサ出力に基づいてエンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように空燃比調整器15に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段(低レベル発電制御時:図10Aのステップ38、図14参照、標準発電制御時:図12Aのステップ73、図15参照)と、エンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき空燃比調整器15に与える制御量を保持する保持手段(低レベル発電制御時:図10Aのステップ32、46参照、標準発電制御時:図12Aのステップ32、72参照)と、エンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジン1に供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするようにエンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いているときの制御量の保持値から所定量だけ異なる値へと変更する制御量変更手段(低レベル発電制御時:図10Bのステップ47〜52、図11参照、標準発電制御時:図12Bのステップ47〜51、74、図13参照)とを備えている。すなわち、第1実施形態(請求項1、15に記載の発明)によれば、まず、O2センサ出力に基づいた空燃比フィードバック制御を行い、エンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき、部品機能の変動、使用環境の変動、経時変化による変動による空燃比変動が全て補正されて、理論空燃比の混合気を達成できる。この理論空燃比の混合気を達成できている空燃比調整器15の状態を基準として、この基準状態での制御量の保持値(図5に示す初期標準状態では225ステップ、図6に示すリッチ側に変動した場合には200ステップ)から所定量(150ステップ)だけ異なる値へと変更するので(図5、図6参照)、目標リーン空燃比の混合気を達成することができる。このように、目標リーン空燃比へと変更する前の段階で大半の変動要素による空燃比への影響が除去されているので、常に狙いの目標リーン空燃比を達成できる。目標リーン空燃比を達成できると、エンジンの熱効率を高めながら少ない燃料でエンジンを安定的に運転できる。
第1実施形態(請求項3に記載の発明)によれば、第1の空燃比動作範囲の空燃比特性及び第2の空燃比動作範囲の空燃比特性が初期標準状態より全体として一定量だけリッチ側にずれる場合に、所定量を一定値(150ステップ)で設定するので(図6参照)、空燃比制御に用いるメモリ容量を増やすことがない。
第1実施形態(請求項5に記載の発明)によれば、エンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、制御量を所定量だけ異なる値へと変更する際に、所定時間をかけて徐々に変更するので(低レベル発電制御時:図11のステップ61、62参照、標準発電制御時:図13のステップ61、62参照)、理論空燃比より目標リーン空燃比への切換時における燃焼不安定に伴うエンジン回転速度の一時的な低下を防止できる。
燃料噴射弁を備え、液体燃料(あるいは液体状燃料)を高圧ポンプで高圧にした状態で燃料噴射弁の噴孔から吸気通路に噴出させることにより液体燃料を微粒化して混合気を形成する燃料噴射装置(燃料供給装置)がある。こうした燃料噴射装置では、液体燃料を加圧する高圧ポンプが必要となりコストアップとなることが考えられるのであるが、第1実施形態(請求項6に記載の発明)によれば、空燃比調整器15は、ミキサ9への燃料供給通路6に介装される計量オリフィス17と、この計量オリフィス17内に出し入れされる先細り形状のニードル弁18と、このニードル弁18を駆動するアクチュエータ19とを含むので、高圧ポンプは不要であり、安価に燃料供給装置を構成できる。さらに、第1実施形態(請求項14に記載の発明)によれば、気体燃料は都市ガスまたはプロパンであるので、ミキサ9により容易に混合気が形成されることから、高価な気体用の加圧ポンプ
や燃料噴射弁は不要であり、安価に燃料供給装置を構成できる。
や燃料噴射弁は不要であり、安価に燃料供給装置を構成できる。
ニードル弁形状が円錐状では、図26に示したようにニードル弁位置に対する空燃比の特性が下に膨らむ曲線となり、ニードル弁18を駆動するアクチュエータ19に与える制御量(アクチュエータ19がステップモータであるときにはステップ数)の演算方法が複雑になるのであるが、第1実施形態(請求項7に記載の発明)によれば、第1の空燃比動作範囲の空燃比特性及び第2の空燃比動作範囲の空燃比の特性が直線となるようにニードル弁18の形状を作成するので(図3(a)、図3(b)参照)、ニードル弁18を駆動するアクチュエータ19に与える制御量の演算方法が容易となる。
第1実施形態(請求項9に記載の発明)によれば、ニードル弁形状は、ニードル弁18の軸を通る断面でみたときの曲線を直線の折れ線で近似した形状であるので(図27の破線参照)、ニードル弁18を簡易に作成することができる。
図16は第2実施形態のエンジン発電機に用いられるエンジン全体の概略構成図、図17は第2実施形態のエンジンの燃料供給装置の概略構成図である。図16、図17において図1、図2と同一部分には同一符号を付している。
第1実施形態は、ミキサ9と燃料供給源5との間に、定圧弁8と空燃比調整器15とを直列配置したものであったが、第2実施形態は、図17に示したように、ミキサ9と燃料供給源5との間に、第1空燃比調整器41と第2空燃比調整器51とを並列配置したものである。
まず、第1空燃比調整器41は、ジェット11につながる燃料供給通路6に設けられる第1計量オリフィス42、圧力制御比例型電磁弁(図では「比例型電磁弁」で略記。)43から構成されている。
圧力制御比例型電磁弁43は、ハウジング43a、ハウジング43a内を上室43bと下室43cに画成するダイアフラム43d、バルブシート43e、このバルブシート43eを開閉すると共にダイアフラム43dと一体動する皿形のバルブ本体43f、このバルブ本体43fを鉛直上方(開弁方向)に付勢するスプリング43g、バルブ本体43fと一体動する鉄心43h、電磁ソレノイド43iからなる。
上室43bのバルブシート43eの下部に燃料ガス入口43jが、上室43bのバルブシート43eの上部に燃料ガス出口43kが開口し、下室43cに大気開放口43lが開口している。
圧力制御比例型電磁弁43は、図18(a)に示したように圧力制御比例型電磁弁43への通電量の制御によって、ミキサ9に供給する燃料圧力を連続的比例的に調整できる機能をもっている。このため、圧力制御比例型電磁弁43単独では、圧力制御比例型電磁弁43への通電量に対する空燃比の特性は図18(b)のように通電量の平方根にほぼ反比例する特性となる。圧力制御比例型電磁弁43への通電量とは、具体的には電磁ソレノイド43iへの電流値のことである。電磁ソレノイド43iへの通電量はONデューティによって制御することができる。
詳述すると、圧力制御比例型電磁弁43は電磁ソレノイド43iが鉛直下方に、またバルブ本体43fが鉛直上方になるよう設置して使用される。電磁ソレノイド43iに通電していない状態では、バルブ本体43fがその自重でスプリング43gに抗して鉛直下方に移動し、これによってバルブシート43eに着座している。一方、電磁ソレノイド43iに通電すると、鉄心43hが鉛直上方に移動し、鉄心43hと一体動する皿型のバルブ
本体43fがバルブシート43eから離れる。このため、燃料ガス入口43jより上室43bに入った燃料ガスがバルブシート43eとバルブ本体43fとの間の隙間を通して燃料ガス出口43kの側へと流れる。このときの燃料ガス出口側圧力が、圧力制御比例型電磁弁43の仕様に記載されている通りの圧力(この圧力を「基準圧力」とする。)であったとする。
本体43fがバルブシート43eから離れる。このため、燃料ガス入口43jより上室43bに入った燃料ガスがバルブシート43eとバルブ本体43fとの間の隙間を通して燃料ガス出口43kの側へと流れる。このときの燃料ガス出口側圧力が、圧力制御比例型電磁弁43の仕様に記載されている通りの圧力(この圧力を「基準圧力」とする。)であったとする。
燃料ガス出口側の燃料ガス圧力が仮に基準圧力よりも上昇し過ぎると、バルブ本体43fに作用する鉛直下向きの力(燃料ガス圧力+バルブ本体重力)が鉛直上向きの力(電磁ソレノイド43iによる力+スプリング力+参照圧力)より多くなり、両者の差の力の分だけバルブ本体43fが鉛直下方(閉弁方向)に移動する。つまり、バルブ本体43fに作用する鉛直上向き力と鉛直下向き力とがバランスするようにガス出口側圧力が基準圧力へとコントロールされる。
電磁ソレノイドへ43iの通電量により燃料ガス出口側圧力が定まるので、電磁ソレノイド43iへの通電量に比例して、バルブシート43eとバルブ本体43fとの間の隙間を通して燃料ガス出口43kの側に流れる燃料ガス量が多くなる。燃料ガス量が多くなるほど燃料ガス出口側圧力が上昇する。つまり、電磁ソレノイド43iへの通電量に比例して、燃料ガス出口側圧力が上昇する。
バルブ本体43fの燃料ガス入口側面積とダイアフラム側面積とがほぼ等しくされているため、燃料ガス入口43j圧力が相違してもバルブ本体43fの動作に影響しない。つまり、燃料ガス入口側圧力が変動しても、燃料ガス出口43kの圧力は変動しない。
ダイアフラム43dの背面には参照圧が作用している。ここでは参照圧として大気圧を用いている。燃料ガス出口圧力は、参照圧(大気圧)を基準にして制御される。
第2空燃比調整器52は、第1計量オリフィス42をバイパスする通路51に設けられる第2計量オリフィス53、この第2計量オリフィス53を2値的に開閉する電磁開閉弁54から構成されている。
電磁開閉弁54は、ハウジング54a、第2計量オリフィス53を開閉するバルブ本体54b、このバルブ本体54bを閉弁方向(図で左方)に付勢するスプリング54c、バルブ本体54bと一体動する鉄心54d、電磁ソレノイド54eからなる。
電磁ソレノイド54eに通電していない状態では、スプリング54cの付勢力でバルブ本体が閉弁方向に移動しバルブ本体54bが第2計量オリフィス53を閉じているが、電磁ソレノイド54eに通電するとバルブ本体54bがスプリング54cの付勢力に抗して開弁方向(図で右方)に移動し第2計量オリフィス53を開くようになっている。つまり、第2計量オリフィス53が開かれて燃料ガスの通路面積が広がる分だけ、エンジン1に供給する混合気の空燃比がリッチ側にシフトする。この逆に、電磁ソレノイド54eに通電して電磁開閉弁54を開いている状態から電磁ソレノイド54eへの通電を止めると、第2計量オリフィス53が閉じられて燃料ガスの通路面積が狭まる分だけ、エンジン1に供給する混合気の空燃比がリーン側にシフトする。
電磁開閉弁54及び圧力制御比例型電磁弁43は、電子制御ユニット21からの制御信号により駆動される。つまり、電磁開閉弁54の2値的な開閉と圧力制御比例型電磁弁43iへの通電量とが電子制御ユニット21により制御される。
電磁開閉弁54及び圧力制御比例型電磁弁43は、電子制御ユニット21からの制御信号により駆動される。つまり、電磁開閉弁54の2値的な開閉と圧力制御比例型電磁弁43iへの通電量とが電子制御ユニット21により制御される。
図19は初期標準状態での2つの空燃比調整器41、52を組み合わせたものの空燃比特性を示している。すなわち、(1)の実線は、電磁開閉弁54(第2空燃比調整器52)に通電した状態における圧力制御比例型電磁弁43(第1空燃比調整器41)への通電
量(制御量)に対する空燃比の特性を表わしている。一方、(2)の実線は、電磁開閉弁54に通電していない状態における圧力制御比例型電磁弁43への通電量(制御量)に対する空燃比の特性を表わしている。
量(制御量)に対する空燃比の特性を表わしている。一方、(2)の実線は、電磁開閉弁54に通電していない状態における圧力制御比例型電磁弁43への通電量(制御量)に対する空燃比の特性を表わしている。
電子制御ユニット21では、まず電磁開閉弁54に通電した状態を保ちつつ、O2センサ出力を利用して、比例積分動作等の公知の空燃比フィードバック制御手法により、圧力制御比例型電磁弁43に通電し、供給燃料圧力を増減調整することにより、理論空燃比状態(空気過剰率λ=1.0)を達成する。このとき、圧力制御比例型電磁弁43への通電量は所定値Aである。第1、第2の空燃比調整器41、52によるこの動作状態を図19において(a)の丸印で示す。
理論空燃比が達成されたら、圧力制御比例型電磁弁43への通電量を所定値Aに保持する。そして、次には電磁開閉弁54への通電を遮断する。この通電遮断によって、第1計量オリフィス42に並列で設置されている第2計量オリフィス53が閉じられるので、ベンチュリ部10へ供給される燃料が、閉じられた第2計量オリフィス53の通路面積分だけ減少し、エンジン1に供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比となる。第1、第2の空燃比調整器41、52によるこの動作状態を図19において(b)の丸印で示す。
次に、エンジン使用環境の変化、エンジン部品の特性の経時変化などより、エンジン全体としての空燃比特性が変動した場合について図20を参照して説明する。図19に示した空燃比の特性図に対して、空燃比の特性がリッチ側(図で下方)に変動した場合を図20に破線で重ねて示している。
圧力制御比例型電磁弁43への通電量に対する空燃比の特性が破線で示した状態になると、圧力制御比例型電磁弁43への通電量として所定値Aを与えたとき、エンジン1に供給する混合気の空燃比は理論空燃比よりもリッチ側にずれる。このように空燃比特性が破線で示した状態となった場合に、電磁開閉弁54への通電状態を保ちつつ、O2センサ出力を用いた空燃比のフィードバック制御を行わせると、リッチ側にずれた空燃比が理論空燃比へと戻るように圧力制御比例型電磁弁43への通電量が減少する側に補正される。圧力制御比例型電磁弁43への通電量が減少補正されると、圧力制御比例型電磁弁43の出口の燃料圧力が低下し、その分ミキサ9に供給される燃料量が減りエンジン1に供給する混合気の空燃比がリーン側にシフトする。つまり、初期標準状態では所定値Aであった圧力制御比例型電磁弁43への通電量が所定値Bへと移行する。2つの空燃比調整器41、51の組合せによるこの動作状態を図20において(c)の丸印で示す。
このようにして理論空燃比での運転状態が達成されたら、圧力制御比例型電磁弁43への通電量を所定値Bに保持し、次には電磁開閉弁54への通電を遮断して非通電状態に切換える。この通電遮断によって、第1計量オリフィス42に並列で設置されている第2計量オリフィス53が閉じられるので、ベンチュリ部10に供給される燃料が、閉じられた第2計量オリフィス53の通路面積分だけ減少し、エンジン1に供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比となる。2つの空燃比調整器41、52の組合せによるこの動作状態を図14において(d)の丸印で示す。
さて、図19の場合にせよ図20の場合にせよ、急激かつ大幅にエンジン1に供給する混合気の空燃比を理論空燃比より目標リーン空燃比へとリーン化する場合には、実際のエンジン回転速度が目標回転速度と一致するようにフィードバック制御を行っていても燃焼不安定に伴いエンジン回転が不安定となり実際のエンジン回転速度の目標回転速度への維持が困難となることを避けられない。これについて図31を参照して説明すると、図31は理論空燃比での運転から目標リーン空燃比での運転への切換時に、スロットル弁開度Th、実際のエンジン回転速度、空気過剰率λ、圧力制御比例型電磁弁43への通電量、電
磁開閉弁54の作動状態がそれぞれどのように変化するのかをモデルで示したものである。
磁開閉弁54の作動状態がそれぞれどのように変化するのかをモデルで示したものである。
t1のタイミングで理論空燃比より目標リーン空燃比へのリーンシフトを開始しようと、電磁開閉弁54を通電状態から非通電状態へと2値的に切換えると、図31第3段目に実線で示したように空気過剰率が1.0(理論空燃比)より1.65(目標リーン空燃比)へとステップ的に変化する。つまり、t1のタイミングで急激かつ大幅に目標リーン空燃比へのリーンシフトを行うとエンジン回転が不安定となり、実際のエンジン回転速度が目標回転速度(=1300rpm)と一致するようにフィードバック制御を行っていても図31第2段目に実線で示したように実際のエンジン回転速度が一時的に低下する。
そこで、図31第4段目に一点鎖線で示したようにt1のタイミングで圧力制御比例型電磁弁43への通電量を理論空燃比運転時の保持値から所定値だけステップ的に増量補正し、その後は所定時間をかけて理論空燃比運転時の保持値へと戻すようにする。つまり、理論空燃比から目標リーン空燃比への切換時には、第1空燃比調整器41によって一時的に空燃比をリッチ化する補正を行うことにより、全体の空気過剰率が1.0より1.65へと滑らかに変化するようにするのである(図31第3段目の一点鎖線参照)。これによって、図31第2段目に一点鎖線で示したように理論空燃比から目標リーン空燃比への切換時の回転落ちを防止してエンジンの円滑な運転を維持することができる。
第2実施形態(請求項10、16に記載の発明)は、ベンチュリ部10を有し気体燃料と吸入空気を所定の空燃比に混合するミキサ9と、制御量(圧力制御比例型電磁弁43への通電量)に応じてエンジン1に供給する混合気の空燃比を調整し得る第1空燃比調整器41と、2値的な制御量(ONとOFF)に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を、第1空燃比調整器41と連動することにより定まる空燃比状態である第1の状態(電磁開閉弁54の通電状態)と、第1空燃比調整器41との連動を解いて前記第1空燃比調整器41だけで定まる空燃比状態である第2の状態(電磁開閉弁54の非通電状態)とに調整し得る第2空燃比調整器52と、O2センサ22(排気酸素濃度検出センサ)と、第2空燃比調整器52を前記第1の状態に保持した状態でこのO2センサ出力に基づいてエンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように第1空燃比調整器41に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、エンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき第1空燃比調整器41に与える制御量を保持する保持手段と、エンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジン1に供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするように第1空燃比調整器41に与える制御量を保持した状態で第2空燃比調整器52を前記第1の状態から前記第2の状態へと切換える切換手段とを備えている。すなわち、第2実施形態(請求項10、16に記載の発明)によれば、まず、O2センサ出力に基づいた空燃比フィードバック制御を行い、エンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき、部品機能の変動、使用環境の変動、経時変化による変動による空燃比変動が全て補正されて、理論空燃比の混合気を達成できる。この理論空燃比の混合気を達成できている第1及び第2の空燃比調整器41、52の状態を基準として、第2空燃比調整器52を第1の状態から第2の状態へと切換えるので(図19、図20参照)、目標リーン空燃比の混合気を達成することができる。このように、目標リーン空燃比へと変更する前の段階で大半の変動要素による空燃比への影響が除去されているので、常に狙いの目標リーン空燃比を達成できる。目標リーン空燃比を達成できると、エンジンの熱効率を高めながら少ない燃料でエンジンを安定的に運転できる。
第2実施形態(請求項11に記載の発明)によれば、第2空燃比調整器52を第1の状態(電磁開閉弁54の通電状態)から第2の状態(電磁開閉弁54の非通電状態)へ切換
える際に、エンジン1に供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へと徐々に切換わるように第1空燃比調整器41への制御量を補正するので(図31第4段目の一点鎖線参照)、目標リーン空燃比への切換時の燃焼不安定に伴うエンジン回転速度の一時的な低下を防止できる。
える際に、エンジン1に供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へと徐々に切換わるように第1空燃比調整器41への制御量を補正するので(図31第4段目の一点鎖線参照)、目標リーン空燃比への切換時の燃焼不安定に伴うエンジン回転速度の一時的な低下を防止できる。
第2実施形態(請求項13に記載の発明)によれば、第1空燃比調整器41は、ミキサ9への燃料供給通路6に介装される第1計量オリフィス42と、この第1計量オリフィス42に作用する燃料圧力を調整しうる圧力制御比例型電磁弁43とを含み、第2空燃比調整器52は、第1計量オリフィス42をバイパスする通路51に介装される第2計量オリフィス53と、この第2計量オリフィス53を2値的に開閉する電磁開閉弁54とを含むので、理論空燃比状態からの供給燃料の減少割合は、第1計量オリフィス42と第2計量オリフィス53の2つの通路面積の割合だけで決定されることとなる。すなわち、これら2つの通路面積以外の、例えば吸入エアクリーナの汚損やエンジン使用環境変化などを含むあらゆる空燃比変動要素に依存しないので、2つのオリフィスの通路面積の簡易な管理によって目標リーン空燃比への高精度な制御が可能となる。
図21、図23、図25は第3、第4、第5の実施形態のエンジンの燃料供給装置の概略構成図である。このうち、図21、図23に示す第3、第4の実施形態は第1実施形態の図2と置き換わるものである。一方、図25に示す第5実施形態は第2実施形態の図17と置き換わるものである。図21、図23、図25において第1、第2の実施形態の図2、図17と同一部分には同一の符号を付している。
図2に示す第1実施形態は空燃比調整器15により燃料量を直接制御するものであったが、図21に示す第3実施形態は空燃比調整器15により燃料を希釈する空気量を制御するものである。このため、第1実施形態ではニードル弁位置に対する空燃比の特性が図4に示したように右下がりの直線であったのに対して、第3実施形態ではニードル弁位置に対する空燃比の特性が図22に示したように右上がりの直線となる。詳細には、図21においてミキサ9と定圧弁8との間の燃料供給通路6に計量オリフィス61を備える。ミキサ9上流の吸気通路2から分岐するサブ吸気通路62がミキサ9と計量オリフィス61との間の燃料供給通路6に合流している。このサブ吸気通路62に空燃比調整器15が介装されている。
図23に示す第4実施形態は、ミキサ9により形成される混合気を、ミキサ9の下流で二次空気により希釈することによりエンジン1に供給する混合気の空燃比を制御するものである。詳細には、図23において、スロットル弁4の下流の吸気通路2に二次空気供給通路71を合流させ、この二次空気供給通路71に空燃比調整器15を介装している。第4実施形態では、ニードル弁位置に対する空燃比の特性が図24に示したように右上がりの直線となる。
図25に示す第5実施形態はむしろ図2に示す第1実施形態に近いものである。すなわち、図25に示す第5実施形態は定圧弁8と空燃比調整器15を直列に配置すると共に空燃比調整器15を改めて第1空燃比調整器15とし、2値的な制御量(ONとOFF)に応じてエンジン1に供給する混合気の空燃比を、第1空燃比調整器15と連動することにより定まる空燃比状態である第1の状態(電磁開閉弁54の通電状態)と、第1空燃比調整器15との連動を解いて第1空燃比調整器15だけで定まる空燃比状態である第2の状態(電磁開閉弁54の非通電状態)とに調整し得る第2空燃比調整器52を備えるものである。詳細には、図25においてミキサ10と計量オリフィス17との間の燃料供給通路6にも別の計量オリフィス81を追加して設け、この計量オリフィス81をバイパスする通路82にこのバイパス通路82を2値的に開閉する第2空燃比調整器52が介装されている。第5実施形態の作用効果は第2実施形態と同様である。
さて、第1、第2の実施形態では、エンジン使用環境の変化、エンジン部品の特性の経時変化などより、エンジン全体としての空燃比特性が変動するにしても、その変動が簡単な場合を扱ったのであるが、次のように他の形態の空燃比特性の変動も考え得る。
初期標準状態での空燃比特性を次の3つを満たすように設定できたとする。
〈1〉空燃比特性は理論空燃比ゾーン(第1の空燃比動作範囲のこと)とリーン空燃比ゾーン(第2の空燃比動作範囲のこと)を持つ。
〈2〉各ゾーンでの空燃比特性は直線であり、2つの直線は勾配が同じである。
〈3〉必ずしも同一直線の2つのゾーンでなくてもよい。
〈1〉空燃比特性は理論空燃比ゾーン(第1の空燃比動作範囲のこと)とリーン空燃比ゾーン(第2の空燃比動作範囲のこと)を持つ。
〈2〉各ゾーンでの空燃比特性は直線であり、2つの直線は勾配が同じである。
〈3〉必ずしも同一直線の2つのゾーンでなくてもよい。
図5で前述したように、初期標準状態での空燃比特性を、
〈ア〉目標リーン空燃比は空気過剰率表示で1.65、そのときの制御量(ニードル弁位置を定めるステップ数)xは75ステップである、
〈イ〉理論空燃比は空気過剰率表示で1.0、そのときの制御量(ニードル弁位置を定めるステップ数)xは225ステップである、
〈ウ〉リーンシフト量(所定量)は150ステップである(ただしx軸で−150)
とする。さらに、リーン空燃比ゾーンが理論空燃比ゾーンよりも所定値bだけリーン側にすれているとすると、初期標準状態での空燃比特性は図28に示したように描くことができる。図28において右側の太実線が理論空燃比ゾーン、左側の太実線がリーン空燃比ゾーンである。
〈ア〉目標リーン空燃比は空気過剰率表示で1.65、そのときの制御量(ニードル弁位置を定めるステップ数)xは75ステップである、
〈イ〉理論空燃比は空気過剰率表示で1.0、そのときの制御量(ニードル弁位置を定めるステップ数)xは225ステップである、
〈ウ〉リーンシフト量(所定量)は150ステップである(ただしx軸で−150)
とする。さらに、リーン空燃比ゾーンが理論空燃比ゾーンよりも所定値bだけリーン側にすれているとすると、初期標準状態での空燃比特性は図28に示したように描くことができる。図28において右側の太実線が理論空燃比ゾーン、左側の太実線がリーン空燃比ゾーンである。
図28に示したように理論空燃比ゾーンでの空燃比特性を、
y=a(x−225)+1.0 …(補1)
の一次式により、リーン空燃比ゾーンでの空燃比特性を、
y=a(x−225)+1.0+b …(補3)
の一次式により表すことができる。
y=a(x−225)+1.0 …(補1)
の一次式により、リーン空燃比ゾーンでの空燃比特性を、
y=a(x−225)+1.0+b …(補3)
の一次式により表すことができる。
ここで、(補1)式、(補3)式のaは2直線の勾配、bは2直線のずれ(yの正方向)である。このとき、勾配aは、
a=−(0.65−b)/150 …(補2)
の式で与えられる。
a=−(0.65−b)/150 …(補2)
の式で与えられる。
空燃比特性が初期標準状態から変動した場合を図6、図20の場合より広く検討する。空燃比特性の変動の形態は種々考えられるが、大幅な変動を除けば、その変動の形態は、〈a〉空燃比特性全体が一定量だけわずかに増減した(リッチ側またはリーン側にずれた)場合、
〈b〉空燃比特性全体が一定割合だけわずかに増減した(リッチ側またはリーン側にずれた)場合、
〈c〉〈a〉と〈b〉とが組合わさった場合
の3つの場合に集約される。
〈b〉空燃比特性全体が一定割合だけわずかに増減した(リッチ側またはリーン側にずれた)場合、
〈c〉〈a〉と〈b〉とが組合わさった場合
の3つの場合に集約される。
まず〈a〉の場合を図29を参照して考える。図29に一点鎖線で追加して示したように空燃比特性が初期標準状態での空燃比特性(太実線)に対して一定量δだけy軸の正方向(リーン側)にわずかに変動したときの理論空燃比ゾーンでの空燃比特性、リーン空燃比ゾーンでの空燃比特性をそれぞれ表す一次式は、
y=a(x−225)+1.0+δ …(補4)
y=a(x−225)+1.0+b+δ …(補5)
である。
y=a(x−225)+1.0+δ …(補4)
y=a(x−225)+1.0+b+δ …(補5)
である。
y=1を与えるxの値を制御量xs、y=1.65を与えるxの値を制御量xlとすると、まず制御量xsを求めるには(補4)式を用いて
1=a(xss−225)+1.0+δ
である。この式より、
xs=(−δ/a)+225
が得られる。同様に制御量xlを求めるには、(補5)式を用いて、
1.65=a(xl−225)+1.0+b+δ
である。この式より、
xl=((0.65−b−δ)/a)+225
が得られる。
1=a(xss−225)+1.0+δ
である。この式より、
xs=(−δ/a)+225
が得られる。同様に制御量xlを求めるには、(補5)式を用いて、
1.65=a(xl−225)+1.0+b+δ
である。この式より、
xl=((0.65−b−δ)/a)+225
が得られる。
リーンシフト量はxl−xsであるからこれを計算すると次のようになる。
xl−xs={(0.65−b−δ)/a+225}{(−δ/a)+225}
=(0.65−b)/a
=−150
すなわち、〈a〉の場合のリーンシフト量は、リーン側への変動量δによらず一定値(x軸の負方向に150ステップ)となり、しかも初期標準状態でのリーンシフト量と同じである。従って、〈a〉の場合のリーンシフト量は初期標準状態でのリーンシフト量と同じでよい。
=(0.65−b)/a
=−150
すなわち、〈a〉の場合のリーンシフト量は、リーン側への変動量δによらず一定値(x軸の負方向に150ステップ)となり、しかも初期標準状態でのリーンシフト量と同じである。従って、〈a〉の場合のリーンシフト量は初期標準状態でのリーンシフト量と同じでよい。
次に、〈b〉の場合を図30を参照して考える。図30に一点鎖線で追加して示したように空燃比特性が初期標準状態での空燃比特性(太実線)に対してy軸の正方向に一定割合(k倍)でリーン側にわずかに変動したときの理論空燃比ゾーンでの空燃比特性、リーン空燃比ゾーンでの空燃比特性をそれぞれ表す一次式は、
y=k{a(x−225)+1.0} …(補6)
y=k{a(x−225)+1.0+b} …(補7)
である。〈a〉の場合と同じに、制御量xs、xlを求める。まず、制御量xsは(補6)式から、
1.0=k{a(x−225)+1.0}
である。この式より、
xs=(1/k−1)/a+225 …(補8)
が得られる。一方、制御量xlは(補7)式から、
1.65=k{a(x−225)+1.0+b}
である。この式より、
xl=(1/k−1−b)/a+225 …(補9)
が得られる。リーンシフト量は、これら制御量xl、xsから
xl−xs=(0.65/k−b)/a …(補10)
となる。
y=k{a(x−225)+1.0} …(補6)
y=k{a(x−225)+1.0+b} …(補7)
である。〈a〉の場合と同じに、制御量xs、xlを求める。まず、制御量xsは(補6)式から、
1.0=k{a(x−225)+1.0}
である。この式より、
xs=(1/k−1)/a+225 …(補8)
が得られる。一方、制御量xlは(補7)式から、
1.65=k{a(x−225)+1.0+b}
である。この式より、
xl=(1/k−1−b)/a+225 …(補9)
が得られる。リーンシフト量は、これら制御量xl、xsから
xl−xs=(0.65/k−b)/a …(補10)
となる。
電子制御ユニット21のECUは制御量xsを計測できる。また、制御量xsの標準値(225)からのずれδxsをその方向と共に演算させることができる。上記(補8)式から、制御量xsの標準値からのずれδxsは
δxs=xs−225=(1/k−1)/a
であるので、
1/k=aδxs+1 …(補11)
が得られる。
δxs=xs−225=(1/k−1)/a
であるので、
1/k=aδxs+1 …(補11)
が得られる。
リーンシフト量xl−xsは、
xl−xs=(0.65/k−b)/a
={(aδxs+1)0.65−b}/a (∵(補11)式)
=0.65δxs+(0.65−b)/a …(補12)
となる。
xl−xs=(0.65/k−b)/a
={(aδxs+1)0.65−b}/a (∵(補11)式)
=0.65δxs+(0.65−b)/a …(補12)
となる。
(補2)式から勾配aは、
a=−(0.65−b)/150 …(補13)
である。この(補13)式を用いて(補12)式は、
xl−xs=0.65δxs−150 …(補14)
と変形される。この(補14)式は、一定割合kが分からなくても、リーンシフト量が得られることを表している。また、リーンシフト量は0.65δxs−150で与えられる。
a=−(0.65−b)/150 …(補13)
である。この(補13)式を用いて(補12)式は、
xl−xs=0.65δxs−150 …(補14)
と変形される。この(補14)式は、一定割合kが分からなくても、リーンシフト量が得られることを表している。また、リーンシフト量は0.65δxs−150で与えられる。
〈a〉の場合との差異は、一定項(−150ステップ)に対し0.65δxsだけ追加的な補正項が加わることである。具体的に考えてみる。今、空燃比特性が10%リーン側に変動したと仮定すると、一定割合k=1.1、制御量xs=225+21、制御量xsの標準値(225)からのずれδxs=21となる。このとき、リーンシフト量=−150+21×0.65=−150+14=−136となる。従って、〈b〉の場合のこの具体例では、目標リーン空燃比を得るために136ステップだけリーン方向にシフト(移動)すればよいことがわかる。
まとめると、空燃比特性の全体が一定量だけわずかに増減した場合(〈a〉の場合)のリーンシフト量は−150ステップ、空燃比特性の全体が一定割合でわずかに増減した場合(〈b〉の場合)のリーンシフト量は0.65×δxs−150ステップとなる。空燃比特性全体の実際の変動は〈a〉の場合と〈b〉の場合との組合せであるから、実際の制御に際しては一般的なリーンシフト量としてα×δxs−150ステップを採用し、最もありそうな空燃比特性の変動をよく表現するαを決めればよい。
このように、理論的考察(請求項4に記載の発明)によれば、理論空燃比ゾーン(第1の空燃比動作範囲)の空燃比特性及びリーン空燃比ゾーン(第2の空燃比動作範囲)の空燃比特性が初期標準状態より全体として一定割合kだけリーン側にずれる場合に、所定量を一定値(150ステップ)と、制御量のずれδxs(=0.65×δxs)及び方向(制御量が増える方向)とから設定するので、理論空燃比ゾーンの空燃比特性及びリーン空燃比ゾーンの空燃比特性が初期標準状態より全体として一定割合kだけリーン側にわずかにずれる場合にも目標リーン空燃比の付近の空燃比を実用上問題ない程度に達成できる。
実施形態では、気体燃料について説明したが、液体燃料(液体状燃料)に対しても本発明を適用可能である。この場合、気体燃料の圧力制御弁は、気化器のフロート室に対応する。
1 エンジン
9 ミキサ
10 ベンチュリ部
15 空燃比調整器
18 ニードル弁
21 電子制御ユニット
22 O2センサ(排気酸素濃度検出センサ)
41 第1空燃比調整器
42 第1計量オリフィス
43 圧力制御比例型電磁弁
52 第2空燃比調整器
53 第2計量オリフィス
54 電磁開閉弁
9 ミキサ
10 ベンチュリ部
15 空燃比調整器
18 ニードル弁
21 電子制御ユニット
22 O2センサ(排気酸素濃度検出センサ)
41 第1空燃比調整器
42 第1計量オリフィス
43 圧力制御比例型電磁弁
52 第2空燃比調整器
53 第2計量オリフィス
54 電磁開閉弁
Claims (16)
- ベンチュリ部を有し液体状燃料または気体状燃料と吸入空気を所定の空燃比に混合するミキサと、
制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を調整し得る空燃比調整器と、
排気の酸素濃度を検出する排気酸素濃度検出センサと、
このセンサ出力に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように前記空燃比調整器に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき前記空燃比調整器に与える制御量を保持する保持手段と、
エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジンに供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするようにエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いているときの制御量の保持値から所定量だけ異なる値へと変更する制御量変更手段と
を備えることを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 - 前記空燃比調整器は、前記制御量に応じて理論空燃比付近で変化する第1の空燃比動作範囲と、同じく前記制御量に応じて前記目標リーン空燃比付近で変化する第2の空燃比動作範囲とを有し、これら2つの空燃比動作範囲の空燃比が前記制御量に応じてほぼ同一の勾配で変化する特性を有することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記第1の空燃比動作範囲の空燃比特性及び前記第2の空燃比動作範囲の空燃比特性が初期標準状態よりリッチ側またはリーン側にずれる場合に、前記所定量を一定値で設定することを特徴とする請求項2に記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記第1の空燃比動作範囲の空燃比特性及び前記第2の空燃比動作範囲の空燃比特性が初期標準状態よりリッチ側またはリーン側にずれる場合に、前記所定量を一定値と、制御量のずれ及び方向とから設定することを特徴とする請求項2に記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記所定量だけ異なる値へと変更する際に、所定時間をかけて徐々に変更することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記空燃比調整器は、前記ミキサへの燃料供給通路に介装される計量オリフィスと、この計量オリフィス内に出し入れされる先細り形状のニードル弁と、このニードル弁を駆動するアクチュエータとを含むことを特徴とする請求項1から5までのいずれか一つに記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記第1の空燃比動作範囲の空燃比特性及び前記第2の空燃比動作範囲の空燃比の特性が直線となるように前記ニードル弁の形状を作成することを特徴とする請求項6に記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記ニードル弁形状は、先端が最も丸みがきつく後端になるほどまるみが緩やかとなる形状であることを特徴とする請求項6に記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記ニードル弁形状は、前記ニードル弁の軸を通る断面でみたときの曲線を直線の折れ線で近似した形状であることを特徴とする請求項6に記載のエンジンの燃料供給装置。
- ベンチュリ部を有し液体状燃料または気体状燃料と吸入空気を所定の空燃比に混合するミキサと、
制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を調整し得る第1空燃比調整器と、
2値的な制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を、前記第1空燃比調整器と連動することにより定まる空燃比状態である第1の状態と、前記第1空燃比調整器との連動を解いて前記第1空燃比調整器だけで定まる空燃比状態である第2の状態とに調整し得る第2空燃比調整器と、
排気の酸素濃度を検出する排気酸素濃度検出センサと、
前記第2空燃比調整器を前記第1の状態に保持した状態でこのセンサ出力に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように前記第1空燃比調整器に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき前記第1空燃比調整器に与える制御量を保持する保持手段と、
エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジンに供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするように前記第1空燃比調整器に与える制御量を保持した状態で前記第2空燃比調整器を前記第1の状態から前記第2の状態へと切換える切換手段と
を備えることを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 - 前記第2空燃比調整器を前記第1の状態から前記第2の状態へ切換える際に、エンジンに供給する混合気の空燃比が前記目標リーン空燃比へと徐々に切換わるように前記第1空燃比調整器への制御量を補正することを特徴とする請求項10に記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記第1空燃比調整器への制御量を大きくするとき、エンジンに供給する混合気の空燃比がリッチ側に向かう場合に、前記第1空燃比調整器への制御量の補正は、前記第2空燃比調整器を前記第1の状態から前記第2の状態へ切換える際に、エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いているときの前記第1空燃比調整器への制御量の保持値からステップ的に所定値増量補正し、その後に所定時間をかけて前記保持値に戻すことであることを特徴とする請求項11に記載のエンジンの燃料供給装置。
- 前記第1空燃比調整器は、前記ミキサへの燃料供給通路に介装される第1計量オリフィスと、この第1計量オリフィスに作用する燃料圧力を調整しうる圧力制御比例型電磁弁とを含み、
前記第2空燃比調整器は、前記第1計量オリフィスをバイパスする通路に介装される第2計量オリフィスと、この第2計量オリフィスを2値的に開閉する電磁開閉弁とを含むことを特徴とする請求項10に記載のエンジンの燃料供給装置。 - 前記気体状燃料は都市ガスまたはプロパンであることを特徴とする請求項1から13までのいずれか一つに記載のエンジンの燃料供給装置。
- エンジンにより回転電機を駆動して発電させるエンジン発電機において、
前記エンジンは、
ベンチュリ部を有し液体状燃料または気体状燃料と吸入空気を所定の空燃比に混合するミキサと、
制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を調整し得る空燃比調整器と、
排気の酸素濃度を検出する排気酸素濃度検出センサと、
このセンサ出力に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように前記空燃比調整器に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき前記空燃比調整器に与える制御量を保持する保持手段と、
エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジンに供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするようにエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いているときの制御量の保持値から所定量だけ異なる値へと変更する制御量変更手段と
を備えることを特徴とするエンジン発電機。 - エンジンにより回転電機を駆動して発電させるエンジン発電機において、
前記エンジンは、
ベンチュリ部を有し液体状燃料または気体状燃料と吸入空気を所定の空燃比に混合するミキサと、
制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を調整し得る第1空燃比調整器と、
2値的な制御量に応じてエンジンに供給する混合気の空燃比を、前記第1空燃比調整器と連動することにより定まる空燃比状態である第1の状態と、前記第1空燃比調整器との連動を解いて前記第1空燃比調整器だけで定まる空燃比状態である第2の状態とに調整し得る第2空燃比調整器と、
排気の酸素濃度を検出する排気酸素濃度検出センサと、
前記第2空燃比調整器を前記第1の状態に保持した状態でこのセンサ出力に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比と一致するように前記第1空燃比調整器に与える制御量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いたとき前記第1空燃比調整器に与える制御量を保持する保持手段と、
エンジンに供給する混合気の空燃比が理論空燃比に落ち着いた後に、エンジンに供給する混合気の空燃比が目標リーン空燃比へとシフトするように前記第1空燃比調整器に与える制御量を保持した状態で前記第2空燃比調整器を前記第1の状態から前記第2の状態へと切換える切換手段と
を備えることを特徴とするエンジン発電機。
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JP2009279256A JP2011122484A (ja) | 2009-12-09 | 2009-12-09 | エンジンの燃料供給装置及びエンジン発電機 |
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JP2009279256A JP2011122484A (ja) | 2009-12-09 | 2009-12-09 | エンジンの燃料供給装置及びエンジン発電機 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120228 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120731 |