JPH06317199A - Air-fuel ratio controlling method/equipment for lean-burn engine - Google Patents

Air-fuel ratio controlling method/equipment for lean-burn engine

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JPH06317199A
JPH06317199A JP5156684A JP15668493A JPH06317199A JP H06317199 A JPH06317199 A JP H06317199A JP 5156684 A JP5156684 A JP 5156684A JP 15668493 A JP15668493 A JP 15668493A JP H06317199 A JPH06317199 A JP H06317199A
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JP
Japan
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gas engine
air
lean
fuel ratio
control
Prior art date
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Pending
Application number
JP5156684A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Okamoto
和久 岡本
Fujio Shoji
不二雄 庄司
Shinichi Kagiya
慎一 鍵屋
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the concentration of oxides of nitrogen by detecting the number of revolutions of a lean-burn engine, calculating the rotational variation based on this detection value in order to judge whether or not the rotational variation lies within the tolerance, and controlling air-fuel ratio to a lean side when the rotational variation lies within the tolerance but to a rich side when it is out of the tolerance. CONSTITUTION:This gas engine 1 is supplied with a mixture of fuel gas and air via an air supplying passage 3, fuel supplying passage 4, a mixer 5, and a mixture supplying passage 6. A by-path passage 7 is branched off from the fuel supplying passage 4, and this by-path passage 7 and the mixture supplying passage 6 meet via a by-path valve 8. The opening of the by-path valve 8 is determined by a CPU 10, or a controlling means. The CPU 10 detects the number of revolutions of a gas engine in order to calculate the rotational variation. When the rotational variation lies within the tolerance, the air-fuel ratio is controlled to a lean side, while, when the variation is out of the tolerance, the ratio is controlled to a rich side. Thus, the concentration of oxides of nitrigen can be restricted to the limit.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発電機或いはヒートポ
ンプと組み合わされた希薄燃焼ガスエンジンの空燃比を
制御するための方法及び装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to a method and apparatus for controlling the air-fuel ratio of a lean burn gas engine in combination with a generator or heat pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】希薄燃焼ガスエンジンの空燃比を制御す
るために、予め空燃比を所定値にセットしておくオープ
ン制御が従来から最も良く用いられている。また、絶対
数は極めて少量であるが、所謂「λセンサ」を用いた制
御も行われている。
2. Description of the Related Art In order to control the air-fuel ratio of a lean burn gas engine, open control in which the air-fuel ratio is set to a predetermined value in advance has been most often used. Further, although the absolute number is extremely small, control using a so-called “λ sensor” is also performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、オープン制御
を採用した場合には、量産されたエンジンの個々のばら
つきや環境条件等(希薄燃焼ガスエンジンの窒素酸化物
濃度においては、特に湿度による影響が大きい)の差異
に対応できるようにするため、空燃比を運転限界(発電
機セットと組合された場合、電力の周波数変動許容値)
よりも相当リッチ側にセットせざるを得ない。そのた
め、窒素酸化物濃度を十分に低減する事が出来なかっ
た。
However, when the open control is adopted, individual variations of mass-produced engines, environmental conditions, and the like (in the nitrogen oxide concentration of a lean burn gas engine, the influence of humidity is particularly noticeable). (To be large), so that the air-fuel ratio can be adjusted to the operating limit (when combined with the generator set, the allowable frequency fluctuation of the electric power)
I have no choice but to set it on the rich side. Therefore, it was not possible to sufficiently reduce the nitrogen oxide concentration.

【0004】一方、λセンサを用いた場合には、λセン
サそのものが高価であるためコスト高になるという問題
が存在する。また、λセンサを用いた空燃比制御システ
ムのばらつき、環境条件等によりエンジンの燃焼状態が
変化するために、運転限界付近での制御は困難であり、
常に制御目標のλを小さ目にして余裕を持って設定せざ
るを得ない。その結果、空燃比はリッチ側にセットされ
る事となり、やはり窒素酸化物濃度の低減には不十分で
あった。
On the other hand, when the λ sensor is used, there is a problem that the λ sensor itself is expensive and the cost is high. Further, since the combustion state of the engine changes due to variations in the air-fuel ratio control system using the λ sensor and environmental conditions, it is difficult to control near the operating limit.
Inevitably, the control target λ must be set small and set with a margin. As a result, the air-fuel ratio was set to the rich side, which was still insufficient for reducing the nitrogen oxide concentration.

【0005】一方、希薄燃焼ガスエンジンを発電機と組
み合わせた場合には、発電機からの電力の質、すなわち
電力周波数が均一で変動が少ない事、が重要である。稀
薄燃焼ガスエンジンをヒートポンプと組み合わせて所謂
ガスエンジンヒートポンプ(GHP)を構成する場合で
は、熱的負荷に応答してエンジンの設定回転数が変化す
るが、それぞれの設定回転数において回転数変動が少な
い事が要求される。
On the other hand, when the lean-burn gas engine is combined with a generator, it is important that the quality of the electric power from the generator, that is, the power frequency is uniform and the fluctuation is small. When a so-called gas engine heat pump (GHP) is configured by combining a lean burn gas engine with a heat pump, the engine speed changes in response to a thermal load, but there is little fluctuation in the engine speed at each engine speed. Things are required.

【0006】本発明は従来技術の問題点に鑑みて提案さ
れたもので、窒素酸化物濃度を可能な限り低減させる事
が出来て、しかも発電機或いはガスエンジンと組み合わ
せた場合に発生する、例えば電力周波数の変動のような
好ましくない各種の変動が許容値以内となる様な、希薄
燃焼ガスエンジンの空燃比を制御するための方法及び装
置の提供を目的としている。
The present invention has been proposed in view of the problems of the prior art, and it is possible to reduce the nitrogen oxide concentration as much as possible, and moreover, it occurs when combined with a generator or a gas engine, for example, It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for controlling the air-fuel ratio of a lean-burn gas engine so that various undesired fluctuations such as fluctuations in power frequency are within allowable values.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】発明者は各種研究開発の
結果、図1で示すように、希薄燃焼ガスエンジンと組み
合わされた発電機からの電力の周波数の変動(図1の上
半分において示された特性)は、そのガスエンジンにお
ける回転数の変動(図1の下半分において示された特
性)に、そのまま表れる事に着目した。同時に発明者
は、図2で示す様に、ガスエンジンは空燃比(λ)が大
きくなればその回転数における変動も増大する事にも着
目した。ここで、発電機と組合された希薄燃焼ガスエン
ジンの運転限界は電力の周波数変動の許容値を満たす空
燃比となる。
As a result of various researches and developments, the inventor has shown, as shown in FIG. 1, fluctuations in frequency of electric power from a generator combined with a lean burn gas engine (shown in the upper half of FIG. 1). It has been noted that the characteristics (shown in FIG. 1) directly appear in the fluctuations in the rotational speed of the gas engine (the characteristics shown in the lower half of FIG. 1). At the same time, the inventor also noticed that, as shown in FIG. 2, the fluctuation in the rotational speed of the gas engine increases as the air-fuel ratio (λ) increases. Here, the operation limit of the lean burn gas engine combined with the generator is an air-fuel ratio that satisfies the allowable value of the frequency fluctuation of the electric power.

【0008】上記したことは、稀薄燃焼ガスエンジンと
ヒートポンプとを組み合わせた場合にも同様である。す
なわち、ヒートポンプと稀薄燃焼ガスエンジンとの組み
合わせにより構成されたガスエンジンヒートポンプの制
御を行うに際しても、ガスエンジンの回転数を検知し
て、その回転数に対応する回転数変動の許容値を演算す
る必要がある。
The above is the same when the lean burn gas engine and the heat pump are combined. That is, even when controlling a gas engine heat pump configured by combining a heat pump and a lean burn gas engine, the rotational speed of the gas engine is detected, and an allowable value of rotational speed fluctuation corresponding to the rotational speed is calculated. There is a need.

【0009】上述した様な知見に基づく本発明の希薄燃
焼ガスエンジンの空燃比制御方法は、希薄燃焼ガスエン
ジンの回転数を検出する工程と、検出された回転数から
回転変動値を演算して該回転変動値が許容範囲内にある
か否かを判定する工程と、回転変動値が許容範囲内にあ
る場合には空燃比をリーン側に制御し許容範囲外であれ
ばリッチ側に制御する工程、とを含んでいる。
The air-fuel ratio control method for a lean-burn gas engine according to the present invention based on the above-mentioned findings includes a step of detecting the rotational speed of the lean-burn gas engine, and a rotational fluctuation value calculated from the detected rotational speed. A step of determining whether the rotational fluctuation value is within the allowable range, and if the rotational fluctuation value is within the allowable range, the air-fuel ratio is controlled to the lean side, and if it is outside the allowable range, the rich side is controlled. The process includes and.

【0010】また本発明の希薄燃焼ガスエンジンの空燃
比制御装置は、希薄燃焼ガスエンジンの回転数を検出す
る検出手段と、検出された回転数から回転変動値を演算
して該回転変動値が許容範囲内にあるか否かを判定する
判断手段と、回転変動値が許容範囲内にある場合には空
燃比をリーン側に制御し許容範囲外であればリッチ側に
制御する空燃比制御手段、とを含んでいる。
Further, the air-fuel ratio control apparatus for the lean burn gas engine of the present invention detects the rotational speed of the lean burn gas engine and a rotational fluctuation value from the detected rotational speed to calculate the rotational fluctuation value. Judgment means for judging whether or not it is within the permissible range, and air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio to the lean side when the rotational fluctuation value is within the permissible range and to the rich side if it is outside the permissible range. , And are included.

【0011】ここで、上記した稀薄燃焼ガスエンジン
は、発電機と組み合わされるか、或いはヒートポンプと
組み合わされてガスエンジンヒートポンプを構成するの
が好ましい。
Here, it is preferable that the above lean burn gas engine is combined with a generator or with a heat pump to form a gas engine heat pump.

【0012】[0012]

【作用】上述した様な構成を具備する本発明の希薄燃焼
ガスエンジンの空燃比制御方法及び装置によれば、発電
機と組み合わされた希薄燃焼ガスエンジンの回転数を検
出し、検出された回転数から回転変動値を演算して該回
転変動値が許容範囲内にあるか否かを判定し、回転変動
値が許容範囲内にある場合には空燃比がリーン側にシフ
トする様に制御し、許容範囲外であればリッチ側にシフ
トする様に制御する。換言すれば、回転変動値が許容範
囲内にある限り制御はリーン側にシフト或いはステップ
するので、従来の制御の様に必要以上にリッチ側で制御
を行う事が無くなる。そして、可能な限りリーン側で制
御が行われるので、窒素酸化物濃度が可能な限り低減す
るのである。
According to the air-fuel ratio control method and apparatus for a lean burn gas engine of the present invention having the above-described structure, the rotational speed of the lean burn gas engine combined with the generator is detected, and the detected rotation is detected. The rotational fluctuation value is calculated from the number to determine whether the rotational fluctuation value is within the allowable range, and when the rotational fluctuation value is within the allowable range, the air-fuel ratio is controlled to shift to the lean side. If it is outside the allowable range, control is performed so as to shift to the rich side. In other words, since the control shifts to the lean side or steps as long as the rotation fluctuation value is within the allowable range, it is not necessary to perform the control on the rich side more than necessary unlike the conventional control. Since the lean side is controlled as much as possible, the nitrogen oxide concentration is reduced as much as possible.

【0013】ここで、制御がリーン側にシフト或いはス
テップするほど回転数の変動が大きくなるが、本発明に
よれば、制御がリーン側に行き過ぎて回転数の変動値が
所定範囲を越えた場合にはリッチ側にステップされる。
図2でも示されている様に、制御がリッチ側にステップ
すればガスエンジンの回転数変動が低減される。そして
図1から明らかな様に、ガスエンジンの回転数変動が所
定範囲内に収まっていれば、該ガスエンジンと組み合わ
された発電機からの電力の周波数の変動値も一定の範囲
に収まっている。
Here, as the control shifts or steps to the lean side, the fluctuation of the rotation speed increases, but according to the present invention, when the control goes too far to the lean side and the fluctuation value of the rotation speed exceeds a predetermined range. Is stepped to the rich side.
As shown in FIG. 2, if the control is stepped to the rich side, fluctuations in the rotational speed of the gas engine are reduced. As is apparent from FIG. 1, if the fluctuation of the rotational speed of the gas engine is within the predetermined range, the fluctuation value of the frequency of the electric power from the generator combined with the gas engine is also within the predetermined range. .

【0014】この様に、本発明によれば供給される電力
の周波数変動が一定範囲に収まっている状態において、
可能な限りリーン側へステップした制御が行われる。そ
のため、周波数が均一な所謂「質の良い」電力を得る事
が出来ると同時に、リーン側にステップした制御の下で
窒素酸化物濃度を出来る限り低減する事が出来るのであ
る。
As described above, according to the present invention, when the frequency fluctuation of the supplied electric power is within a certain range,
The control stepped to the lean side is performed as much as possible. Therefore, it is possible to obtain so-called "good quality" electric power having a uniform frequency, and at the same time, it is possible to reduce the nitrogen oxide concentration as much as possible under the control stepped to the lean side.

【0015】また、稀薄燃焼ガスエンジンとヒートポン
プとを組み合わせてガスエンジンヒートポンプを構成す
る場合には、冷房或いは暖房負荷(熱的負荷)に応答し
てガスエンジンの設定回転数が変り、その変化した設定
回転数に応答して回転数変動の許容値が決定される。そ
れ以外の作用については、発電機とガスエンジンとを組
み合わせた場合と同様である。
Further, when a gas engine heat pump is constructed by combining a lean burn gas engine and a heat pump, the set rotational speed of the gas engine changes in response to a cooling or heating load (thermal load), and the change occurs. The permissible value of the rotational speed fluctuation is determined in response to the set rotational speed. The other actions are similar to those in the case where the generator and the gas engine are combined.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図3以下を参照しつつ、本発明の実施
例について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0017】図3は、本発明を適用した希薄燃焼ガスエ
ンジン1と、それと組み合わせた発電機2とを示してい
る。このガスエンジン1には、空気供給通路3、燃料供
給通路4、ミキサ5、混合気供給通路6を介して燃料ガ
スと空気との混合気が供給される。燃料供給通路4から
はバイパス通路7が分岐しており、このバイパス通路7
はバイパス弁8を介して混合気供給通路6と合流してい
る。換言すれば、バイパス通路7はミキサ5をバイパス
している。
FIG. 3 shows a lean burn gas engine 1 to which the present invention is applied and a generator 2 combined with it. A mixture of fuel gas and air is supplied to the gas engine 1 through an air supply passage 3, a fuel supply passage 4, a mixer 5, and a mixture supply passage 6. A bypass passage 7 branches off from the fuel supply passage 4, and the bypass passage 7
Merges with the mixture supply passage 6 via the bypass valve 8. In other words, the bypass passage 7 bypasses the mixer 5.

【0018】バイパス弁8は、例えばステッピングモー
タから成るアクチュエータ9により開閉され、その開度
は制御手段であるCPU10により決定される。そして
CPU10には、ガスエンジン1の回転数を検出する回
転ピックアップ11からの検出信号と、発電機2の負荷
を検出する負荷センサ12の検出信号とが入力される。
なお、回転ピックアップ11の出力は、混合気供給通路
6に介装されたスロットル弁13を制御するスロットル
弁制御手段14にも送出されている。
The bypass valve 8 is opened and closed by an actuator 9 composed of, for example, a stepping motor, and its opening is determined by a CPU 10 which is a control means. Then, a detection signal from the rotary pickup 11 that detects the rotation speed of the gas engine 1 and a detection signal of the load sensor 12 that detects the load of the generator 2 are input to the CPU 10.
The output of the rotary pickup 11 is also sent to the throttle valve control means 14 that controls the throttle valve 13 provided in the mixture supply passage 6.

【0019】ガスエンジン1の空燃比は、バイパス弁8
の開度調節により行われる。図3で示す実施例におい
て、バイパス弁8の開度制御は図4で示す様なフローチ
ャートに沿ってCPU10及びアクチュエータ9により
行われるが、図4のフローチャートで示す制御を説明す
る前に、先ず、図5で示す空燃比制御のメインルーチン
について説明する。
The air-fuel ratio of the gas engine 1 depends on the bypass valve 8
It is performed by adjusting the opening degree of. In the embodiment shown in FIG. 3, the opening degree control of the bypass valve 8 is performed by the CPU 10 and the actuator 9 according to the flowchart shown in FIG. 4, but before explaining the control shown in the flowchart of FIG. The main routine of the air-fuel ratio control shown in FIG. 5 will be described.

【0020】図5において、ガスエンジン1及び発電機
2の運転を開始すると(ステップS1及びS2)、負荷
センサ12により発電機2の負荷を検出し、その検出結
果をCPU10により判定する(ステップS3)。そし
て、まず、定常運転時であるか否かが判断される(ステ
ップS4)。
In FIG. 5, when the operation of the gas engine 1 and the generator 2 is started (steps S1 and S2), the load of the generator 2 is detected by the load sensor 12, and the detection result is determined by the CPU 10 (step S3). ). Then, first, it is determined whether or not the steady operation is being performed (step S4).

【0021】非定常運転時であれば(ステップS4がN
O)負荷変動、始動停止時制御が為され(ステップS
5)、定常運転であれば(ステップS4がYES)、ス
テップS3にて判定した負荷に応じてガスエンジン1の
回転数についてどの程度の範囲までの変動を許容するの
か、すなわち回転変動許容値を決定する(ステップS
6)。そして、回転ピックアップ11の検出結果から回
転変動値を演算或いは決定し(ステップS7)、その回
転変動値の演算(決定)結果を用いてバイパス弁8の開
度制御を行う(ステップS8)。なお、ステップS7に
ついては図6を参照して後述し、また、ステップS8の
詳細については図4を参照して後述する。
During unsteady operation (step S4 is N
O) Load fluctuation, start / stop control is performed (step S
5) If it is a steady operation (YES in step S4), to what extent the fluctuation of the rotation speed of the gas engine 1 is allowed according to the load determined in step S3, that is, the rotation fluctuation allowable value is set to Determine (Step S
6). Then, the rotation variation value is calculated or determined from the detection result of the rotary pickup 11 (step S7), and the opening degree of the bypass valve 8 is controlled using the calculation (determination) result of the rotation variation value (step S8). Note that step S7 will be described later with reference to FIG. 6, and details of step S8 will be described later with reference to FIG.

【0022】バイパス弁8の開度制御を行った後、ガス
エンジン1の燃焼状態及び発電機2の運転状態が変化す
るのに必要な期間だけ待機する(ステップS9)。そし
て、再び発電機2の負荷を判定する(ステップS3)。
After controlling the opening degree of the bypass valve 8, the system waits for a period necessary for changing the combustion state of the gas engine 1 and the operating state of the generator 2 (step S9). Then, the load of the generator 2 is determined again (step S3).

【0023】前述した回転変動値の演算或いは決定工程
(図5のステップS7)について、図6を参照しつつ説
明する。先ず、回転ピックアップ11からの出力を所定
回数(例えばn個)読み込む(ステップS10及びステ
ップS11がNOのループ)。所定回数の読み込みが完
了したならば(ステップS11がYES)、読み込まれ
たn個のデータを用いて回転変動値の演算或いは決定を
行う。ここで、回転変動値について「演算或いは決定」
という文言を用いたのは、回転ピックアップ11の出力
から回転変動値を求める手法については演算処理(多種
類存在する)のみならず、多岐に亘る手法が存在するた
め、既存の手法であれば特に限定されない事を明らかに
するためである。
The above-described calculation or determination process of the rotation fluctuation value (step S7 in FIG. 5) will be described with reference to FIG. First, the output from the rotary pickup 11 is read a predetermined number of times (for example, n) (NO in steps S10 and S11). If the reading of a predetermined number of times is completed (YES in step S11), the n variation data is used to calculate or determine the rotation fluctuation value. Here, "calculation or determination" of the rotation fluctuation value
The phrase "is used" means that the method of obtaining the rotation fluctuation value from the output of the rotary pickup 11 is not limited to arithmetic processing (there are many types), but there are various methods. This is to clarify that there is no limitation.

【0024】回転変動値が演算或いは決定されたなら
ば、その数値を記憶し(ステップS13)、最初の段階
に戻る(ステップS14)。
When the rotation fluctuation value is calculated or determined, the numerical value is stored (step S13) and the process returns to the initial stage (step S14).

【0025】この様にして演算或いは決定された回転変
動値を用いてバイパス弁8の開度を制御する工程(図5
のステップS8)について、図4を参照して説明する。
バイパス弁の開度を制御するに際して、先ず、図5のス
テップS6で求めた回転変動許容値を読み込む(ステッ
プS20)。次に図6を参照して上述した工程、図5の
ステップS7、で求めた回転変動値を読み込む(ステッ
プS21)。そして、回転変動値が回転変動許容値の範
囲内に入っているかいないかを判断する(ステップS2
2)。
A step of controlling the opening degree of the bypass valve 8 using the rotation fluctuation value calculated or determined in this way (FIG. 5).
Step S8) will be described with reference to FIG.
When controlling the opening degree of the bypass valve, first, the rotation fluctuation allowable value obtained in step S6 of FIG. 5 is read (step S20). Next, the rotation fluctuation value obtained in the step described above with reference to FIG. 6 and step S7 in FIG. 5 is read (step S21). Then, it is determined whether or not the rotation fluctuation value is within the range of the rotation fluctuation allowable value (step S2).
2).

【0026】図3で示す実施例においては、バイパス弁
8の開度を制御するアクチュエータ9はステッピングモ
ータで構成されている。そして、ステップ22における
判定結果に基づいて、バイパス弁8の開度を減少して空
燃比を高める場合にはリーン側にステップし、空燃比を
低くする場合にはリッチ側にステップする様に構成され
ている。すなわち、回転変動値が回転変動許容値の範囲
内に入っている場合は(ステップS22がYES)、制
御をよりリーン側にして窒素酸化物濃度がより低減する
様に、CPU10はステッピングモータに制御信号を送
出してリーン側にステップさせる。そのため、ステップ
位置を算出し(ステップS23)、ステップ速度を算出
し(ステップS24)、その後にリーン側へステップす
るのである(ステップS25及びS26)。
In the embodiment shown in FIG. 3, the actuator 9 for controlling the opening degree of the bypass valve 8 is composed of a stepping motor. Then, based on the determination result in step 22, when the opening degree of the bypass valve 8 is decreased to increase the air-fuel ratio, the lean side is stepped, and when the air-fuel ratio is decreased, the rich side is stepped. Has been done. That is, when the rotation fluctuation value is within the rotation fluctuation allowable value range (YES in step S22), the CPU 10 controls the stepping motor so that the control is made leaner and the nitrogen oxide concentration is further reduced. Send a signal to step to the lean side. Therefore, the step position is calculated (step S23), the step speed is calculated (step S24), and then the lean side is stepped (steps S25 and S26).

【0027】一方、回転変動値が回転変動許容値の範囲
を越えている場合(ステップS22がNO)は、空燃比
を高くし過ぎて発電機2からの電力の周波数変動が多少
増大したものと判断する。そして、空燃比を低くして制
御をリッチ側にするべく必要な処理が為される。すなわ
ち、ステップ位置を算出し(ステップS27)、ステッ
プ速度を算出し(ステップS28)、その後にリッチ側
へステップするのである(ステップS29及びS3
0)。
On the other hand, when the rotational fluctuation value exceeds the allowable rotational fluctuation value range (NO in step S22), the air-fuel ratio is set too high and the frequency fluctuation of the electric power from the generator 2 is somewhat increased. to decide. Then, necessary processing is performed to reduce the air-fuel ratio and make the control rich. That is, the step position is calculated (step S27), the step speed is calculated (step S28), and then the rich side is stepped (steps S29 and S3).
0).

【0028】ステップS22の判定結果に基づいて必要
な処理が行われた後、制御は最初の段階に戻される(ス
テップS31)。
After the necessary processing is performed based on the determination result of step S22, the control is returned to the initial stage (step S31).

【0029】以上の実施例は稀薄燃焼ガスエンジンと発
電機との組み合わせについて述べたが、本発明はガスエ
ンジンとヒートポンプとの組み合わせにも適用可能であ
る。図7は、ガスエンジン1とヒートポンプ22とを組
み合わせて構成したガスエンジンヒートポンプ20を示
しており、このヒートポンプ22は、凝縮器24と蒸発
器26とを含んでいる。その他の構成については、図7
で示す実施例と図3で示す実施例とでは概略同様である
ため、重複説明は省略する。
Although the above embodiments describe the combination of the lean burn gas engine and the generator, the present invention is also applicable to the combination of the gas engine and the heat pump. FIG. 7 shows a gas engine heat pump 20 configured by combining the gas engine 1 and the heat pump 22, and the heat pump 22 includes a condenser 24 and an evaporator 26. For other configurations, see FIG.
Since the embodiment shown by 1 and the embodiment shown in FIG. 3 are substantially the same, duplicate description will be omitted.

【0030】図7で示す実施例の作動についても、図3
で示す実施例と略々同一である。しかし、図5で示す空
燃比制御のメインルーチンにおいては、定常運転である
と判断した後に(ステップS4がYESであると判断し
た後)直ちに回転変動許容値を決定しているが、図7で
示す実施例の空燃比制御メインルーチン(図8)ではそ
の様にはしていない。図8で示す制御ルーチンにおいて
は、定常運転であると判断した後に(ステップS4がY
ESであると判断した後)、冷房負荷或いは暖房負荷
(熱的負荷)を検出する検出手段(センサ:図示せず)
の検出結果に基づいてガスエンジン1の回転数を決定し
(図8のステップS40)、ステップS40で決定した
ガスエンジンの回転数に基づいて回転変動許容値が決定
される(ステップS42)。但し、ステップS42にお
ける回転変動許容値を決定するプロセス或いはアルゴリ
ズムについては、個々のケースによって異なるので、詳
細については省略する。
The operation of the embodiment shown in FIG. 7 is also shown in FIG.
It is almost the same as the embodiment shown by. However, in the main routine of the air-fuel ratio control shown in FIG. 5, the rotation fluctuation allowable value is determined immediately after it is determined that the operation is steady (after determining that step S4 is YES). This is not done in the air-fuel ratio control main routine (FIG. 8) of the embodiment shown. In the control routine shown in FIG. 8, after it is determined that the operation is steady (step S4 is Y
Detection means (sensor: not shown) for detecting a cooling load or a heating load (thermal load) after determining that it is ES)
The number of revolutions of the gas engine 1 is determined based on the detection result of (1) (step S40 in FIG. 8), and the rotation fluctuation allowable value is determined based on the number of revolutions of the gas engine determined in step S40 (step S42). However, the process or algorithm for determining the rotation fluctuation allowable value in step S42 differs depending on each case, and thus detailed description thereof will be omitted.

【0031】その他の構成、作用効果については、ガス
エンジンヒートポンプ20と組み合わせた実施例は、発
電機2と組み合わせた実施例と概略同様である。そのた
め、重複説明は省略する。
With respect to other configurations and effects, the embodiment combined with the gas engine heat pump 20 is substantially the same as the embodiment combined with the generator 2. Therefore, duplicate description will be omitted.

【0032】なお、図示の実施例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ものでない事
を付記する。
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example and is not intended to limit the technical scope of the present invention.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。The effects of the present invention are listed below.

【0034】(1) 回転ピックアップによりエンジン
本体から情報を得るため、エンジン性能やセンサ、或い
はそれ等のバラツキによる影響を受けない。
(1) Since information is obtained from the engine body by the rotary pickup, it is not affected by engine performance, sensors, or variations in them.

【0035】(2) ガスエンジンの回転数に関連した
パラメータである回転数変動に基づいて制御を行うた
め、湿度等の環境条件の変化の影響を受けない。
(2) Since the control is performed on the basis of the fluctuation of the rotational speed which is a parameter related to the rotational speed of the gas engine, it is not affected by changes in environmental conditions such as humidity.

【0036】(3) 従来の制御の様に必要以上にリッ
チ側で制御を行わなくても良い。
(3) It is not necessary to perform control on the rich side more than necessary as in conventional control.

【0037】(4) 可能な限りリーン側で制御が行わ
れるので、運転限界付近で制御する事が出来て、窒素酸
化物濃度を限界まで抑える事が可能となる。
(4) Since control is performed on the lean side as much as possible, control can be performed near the operating limit, and the nitrogen oxide concentration can be suppressed to the limit.

【0038】(5) 制御系の簡素化が図れるため、信
頼性、耐久性の向上、コストの低減が可能となる。
(5) Since the control system can be simplified, reliability and durability can be improved and cost can be reduced.

【0039】(6) 回転数変動に基づいて制御を行う
ので、発電機からの電力の質を直接に評価する事にな
る。
(6) Since the control is performed on the basis of the fluctuation of the rotation speed, the quality of the electric power from the generator is directly evaluated.

【0040】(7) 希薄燃焼ガスエンジンと組み合わ
された発電機からの電力の周波数の変動値を一定の範囲
に収める事ができる。
(7) The fluctuation value of the frequency of the electric power from the generator combined with the lean burn gas engine can be kept within a certain range.

【0041】(8) 周波数が均一な所謂「質の良い」
電力を得る事が出来ると同時に、リーン側にステップし
た制御の下で窒素酸化物濃度を出来る限り低減する事が
出来る。
(8) So-called "good quality" with uniform frequency
Electric power can be obtained, and at the same time, the nitrogen oxide concentration can be reduced as much as possible under the control stepped to the lean side.

【0042】(9) 回転数変動に基づいて制御を行う
ので、ガスエンジンヒートポンプの運転性を直接に評価
する事になる。
(9) Since the control is performed on the basis of the fluctuation of the rotational speed, the operability of the gas engine heat pump is directly evaluated.

【0043】(10) 希薄燃焼ガスエンジンと組み合
わされたガスエンジンヒートポンプの運転変動を一定の
範囲に収める事ができる。
(10) The fluctuation of the operation of the gas engine heat pump combined with the lean burn gas engine can be kept within a certain range.

【0044】(11) ガスエンジンヒートポンプの好
適な運転が出来ると同時に、リーン側にステップした制
御の下で窒素酸化物濃度を出来る限り低減する事が出来
る。
(11) The nitrogen oxide concentration can be reduced as much as possible under the lean step control while the gas engine heat pump can be operated appropriately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】発電機からの電力の周波数変動特性と希薄燃焼
ガスエンジンの回転変動との関連を示す特性図。
FIG. 1 is a characteristic diagram showing a relationship between a frequency fluctuation characteristic of electric power from a generator and a rotation fluctuation of a lean burn gas engine.

【図2】希薄燃焼ガスエンジンの回転変動と空燃比との
関連を示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation fluctuation of the lean burn gas engine and the air-fuel ratio.

【図3】本発明の1実施例に係る希薄燃焼ガスエンジン
と発電機との組み合わせを示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a combination of a lean burn gas engine and a generator according to an embodiment of the present invention.

【図4】バイパス弁の開度制御ルーチンのフローチャー
トを示す図。
FIG. 4 is a view showing a flowchart of a bypass valve opening control routine.

【図5】図3で示す実施例のメインフローチャートを示
す図。
5 is a diagram showing a main flowchart of the embodiment shown in FIG.

【図6】回転変動値を演算或いは決定する制御ルーチン
のフローチャートを示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a flowchart of a control routine for calculating or determining a rotation fluctuation value.

【図7】本発明の1実施例に係る希薄燃焼ガスエンジン
とヒートポンプとの組み合わせを示すブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing a combination of a lean burn gas engine and a heat pump according to an embodiment of the present invention.

【図8】図7で示す実施例のメインフローチャートを示
す図。
FIG. 8 is a diagram showing a main flowchart of the embodiment shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・希薄燃焼ガスエンジン 2・・・発電機 3・・・空気供給通路 4・・・燃料供給通路 5・・・ミキサ 6・・・混合気供給通路 7・・・バイパス通路 8・・・バイパス弁 9・・・アクチュエータ 10・・・CPU 11・・・回転ピックアップ 12・・・負荷センサ 13・・・スロットル弁 14・・・スロットル弁制御手段 20・・・ガスエンジンヒートポンプ 22・・・ヒートポンプ 24・・・コンデンサ 26・・・蒸発器 1 ... Lean combustion gas engine 2 ... Generator 3 ... Air supply passage 4 ... Fuel supply passage 5 ... Mixer 6 ... Mixture supply passage 7 ... Bypass passage 8 ... -Bypass valve 9 ... Actuator 10 ... CPU 11 ... Rotation pickup 12 ... Load sensor 13 ... Throttle valve 14 ... Throttle valve control means 20 ... Gas engine heat pump 22 ... Heat pump 24 ... Condenser 26 ... Evaporator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 21/02 311 E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location F02M 21/02 311 E

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希薄燃焼ガスエンジンの回転数を検出す
る工程と、検出された回転数から回転変動値を演算して
該回転変動値が許容範囲内にあるか否かを判定する工程
と、回転変動値が許容範囲内にある場合には空燃比をリ
ーン側に制御し許容範囲外であればリッチ側に制御する
工程、とを含む事を特徴とする希薄燃焼ガスエンジンの
空燃比制御方法。
1. A step of detecting the rotational speed of a lean burn gas engine, a step of calculating a rotational fluctuation value from the detected rotational speed to determine whether the rotational fluctuation value is within an allowable range, A method of controlling the air-fuel ratio of a lean-burn gas engine, comprising the step of controlling the air-fuel ratio to the lean side when the rotational fluctuation value is within the permissible range, and controlling it to the rich side if outside the permissible range. .
【請求項2】 希薄燃焼ガスエンジンの回転数を検出す
る検出手段と、検出された回転数から回転変動値を演算
して該回転変動値が許容範囲内にあるか否かを判定する
判断手段と、回転変動値が許容範囲内にある場合には空
燃比をリーン側に制御し許容範囲外であればリッチ側に
制御する空燃比制御手段、とを含む事を特徴とする希薄
燃焼ガスエンジンの空燃比制御装置。
2. A detecting means for detecting the rotational speed of the lean burn gas engine, and a judging means for calculating a rotational fluctuation value from the detected rotational speed to judge whether or not the rotational fluctuation value is within an allowable range. And a lean-burn gas engine that controls the air-fuel ratio to the lean side when the rotational fluctuation value is within the allowable range and to the rich side when the rotational fluctuation value is outside the allowable range. Air-fuel ratio controller.
JP5156684A 1993-03-09 1993-06-28 Air-fuel ratio controlling method/equipment for lean-burn engine Pending JPH06317199A (en)

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