JPH11500203A

JPH11500203A - 三元触媒を用いたガスエンジンの最適化制御

Info

Publication number: JPH11500203A
Application number: JP8524857A
Authority: JP
Inventors: ヘンドリクボウマン，ウィレム
Original assignee: ガステックエヌ．ファウ．
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 1999-01-06
Also published as: AU4848396A; US5946905A; EP0809754A1; WO1996025594A1; NL9500318A

Abstract

(57)【要約】本発明は、１つ以上のλセンサと、三元触媒と、第１のλセンサの信号に基づいて制御要素を用いて燃料−空気比を調整する制御システムとが設けられたガスエンジンの燃料−空気比の制御方法に関し、該方法は、一定のエンジン負荷においてλ値を一定周期で段階的に調整することと、対応する触媒活性度を測定することと、対応するλセンサの測定信号を決定することと、触媒活性度が顕著に増大または低下する測定信号の値を決定すること、続いて、後者の測定信号に基づいて、所望の制御値として維持されるλセンサの制御信号の値を調整することとから成る。

Description

【発明の詳細な説明】三元触媒を用いたガスエンジンの最適化制御本発明は、三元触媒を用いたガスエンジンの最適化制御に関し、特に、λセンサと制御された三元触媒とが設けられたガスエンジンの運転中にそのような最適化制御を使用することに関する。ガスエンジンを有するトータルエネルギープラント（total energy plants）は、他の電力発生装置よりも多く有害成分を排気する。これらの排気物（窒素酸化物（ＮＯｘ）および不燃焼成分）を徹底的に低減するために、三元触媒を使用することができる。三元触媒を適切に機能させるためには、ガスエンジンに供給される混合気のガス−空気比は一定に保たれる必要がある。ガス−空気比は、空気係数（air factor）λによって表すとができる。 λ制御の目的は、制御閉回路を使用することによって、エンジンに供給される混合気(gas-air mixture)の組成を、三元触媒の最適動作点に極めて近い組成に保つことである。動作点からの最大偏差は、いわゆるλウインドウによって決定することができる。有害排ガス成分の排出量が該成分に対して定められた上限より低く保たれていることが適用されるλ値は、すべてこのウインドウ内にある。 λウインドウの下限および上限は、ある排ガス成分が、該下限より低いλ値または該上限より高いλ値において、当該成分に対して許容される最大排気量を越えるようにして決定される。適切に機能する三元触媒の場合、一酸化炭素（ＣＯ）の排出がλウインドウの下限を決定し、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出がλウインドウの上限を決定する。このことを図１に示す。以前の研究および実証プロジェクトによる経験から、λウインドウの範囲内に保つための既存の手法には問題があることが示された。センサの経年劣化や摩耗によって、空気係数が徐々に変化する。その結果、三元触媒は最適動作点で作動しなくなり、有害物質の排出量が許容範囲を越えて増加する。出願人は、この問題を解決するための研究を行った。この研究によって、三元触媒を適切に機能させるための燃料−空気比の最適値に対応するλ信号の値を周期的に制御する最適化方法を発明するに至った。オランダでは、他の国々、たとえばドイツ、オーストリア、スイスなどとは違って、三元触媒を備えるエンジンはあまり使われていない。より多く使われているのは、別のＮＯｘ制御方法から成るものであり、すなわち希薄混合気エンジンである。これらの希薄混合気の手法の効果は高いものの、将来的に排気の条件がより厳しくなれば、特に触媒浄化方法の使用が不可避になると思われる。最も早くに三元触媒の使用が予測される部門が温室園芸の部門である。この部門においては、発生した電力や熱だけでなく、トータルエネルギープラントの燃焼ガスもまた、有害物質を多く含んでいない場合には、ＣＯ₂豊富化(ＣＯ₂fertilization)のために使用することができる。このことは、エネルギーを節約するほかに、経済的にも有利である。ＣＯ₂ 豊富化のためには、ＮＯｘの排出量は、現行の法律上の要件である１４０ｇ／ＧＪよりも著しく低くなければならない。その上、限界値は他の有害物質にも強いられる。出願人の実験室においても、また実地においても実証されたように、三元触媒はここでは満足のいくものであったが、λセンサによる空気係数λの正確な制御が必要である。 λセンサは、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）によって安定化された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）から成るセラミック材料でできた小さなシートを有し、該シートの両面にはガス透過性のプラチナ電極が設けられる。これらの電極のうちの一方が排気ガスと接触する。この電極は小さな触媒として機能する。他方の電極は外気と接触し、酸素濃度に関しての基準電極として機能する。約３００℃以上の温度において、セラミック材料の電気抵抗が実際に使用する上で充分に低いかどうかを調べなければならない。しかしながら、この温度において、混合気内に変化が生じた瞬間からλ信号の変化の瞬間までの経過時間は、まだ秒単位である。この反応時間は温度に大きく依存する。６００℃の温度において、該経過時間は５０ｍｓにまで短縮される。三元触媒は、炭化水素、一酸化炭素、および、高度な、またはより高度な転換効率を有する窒素酸化物を、毒性を持たない、または毒性の少ない物質に転換する。ここで、エンジン内で燃焼される混合気は、１と殆ど変らない空気係数を持つ必要がある。したがって、実際に、排気ガスが三元触媒によって浄化されるようなエンジンはλ＝１エンジンと称される。この実質上理論的な混合気は、すべての動作条件における最適動作点として維持されなければならない。この厳しい要件は、フィードバック調整なしでは、最も発達した燃料システムによってすら満足されることはできない。したがって、いわゆるλ制御を用いる必要がある。実際には、λ制御は以下のようにして作動する。排気ガスの組成に基づいて、センサが信号を発生し、該信号に基づいて燃料−空気比が補正される。 λセンサは、すべての排気ガスが通過する排気ガスシステム内部に設置される。 λウインドウの幅は、三元触媒前の、ガスエンジンによる有害排気ガス成分の排出量（排出量が大きいほど、λウインドウは狭い）と、経年劣化の程度に大いに依存する（経年劣化が進んでいるほど、λウインドウは狭い）個々の有害成分に対する三元触媒の転換効率と、各成分に対して許容される最大排出量の限界（要件が厳しくなるほど、λウインドウは狭い）とによって決定される。 λウインドウが狭くなると、（なお）いっそう正確に調整を行う必要がある。 λウインドウが非常に狭くなった時には、ビットを少し増やし、時定数を大きくしたコンビュータ制御が好ましい。このようにして、行き過ぎを防止し、排出量を限界内に維持している。 λセンサと三元触媒はいずれも経年劣化の影響を受けやすいために、λ制御の最適化が必要である。三元触媒の経年劣化のためにλウインドウが変化し、λセンサの経年劣化のためにλ信号はλウインドウ内の所望のλ値にもはや対応しなくなる。より長時間にわたって有害成分の低い排出量を保証するために、最適化が必要である。 λセンサおよび三元触媒の経年劣化は、特定の用途、該用途における処理量、稼働時間数、触媒の種類、触媒の大きさ、センサの種類、エンジンの油消費などに依存する。したがって、経年劣化過程はそれぞれの状況によって異なったものとなる。 λセンサの経年劣化は、一定のガス−空気比および一定のエンジン状態においては、一般に、稼動時間数の増加に伴ってセンサ電圧が徐々に低下するというようにして現れる。過去に、出願人はこのλセンサの経年劣化挙動について研究した。一般に、ガスエンジン内で使用される場合には、λセンサは（１０，０００時間を越える）長時間の使用に耐える。触媒活性をもつセラミック材料の外層の熱損傷を防止するために、センサの温度はあまり高く上げない方がよい。より長時間の使用を可能とするためには、λセンサの最高温度は８００℃を越えないようにするとよい。より高い温度は、セラミック材料の触媒活性をもつ外表面に損傷を与えてしまい、その結果、経年劣化を加速させてしまう。他の経年劣化の原因としては、セラミック材料の外側の触媒面の汚染がある。 λ信号は経年劣化によって徐々に低下する。λ制御は、測定されたλの値を、所望の調整されたλ信号と等しく保つように設計される。したがって、λセンサの経年劣化のために、混合気はいっそう濃くなるように調整されることになる。このことは、図２に概略的に示されている。時間が経過するにつれて、実際のλ は、もはや三元触媒のλウインドウ内におさまらなくなる。したがっで、排気ガスの特定成分の排出量が多くなる。この経年劣化は、実地条件に関して図３で明確に示されている。一定のλにおいて、たとえば５５０１時間稼動後のλ信号は、６１９時間稼動後のλ信号よりも約５０ｍＶ低い。この違いは実質的にλ値には依存していない。λセンサの特性は、時間の経過に伴ってグラフ内の下方に徐々に平行移動する。λセンサの経年劣化に起因するこの電圧降下は、条件やセンサ毎に異なる。あるλセンサでは、使用開始直後、経年劣化の影響が徐々に生じる前の最初の稼働時間内にλ信号が上昇する現象が起ることもある。この状況においても最適化が必要である。図２は、センサが経年劣化しても、λセンサ信号４００ｍＶにおける燃料−空気比は実質的に変化しないことを示している。λ制御および三元触媒が備わったガソリン車においては、この点を基準点として用いる。この基準点は非常に規則的に見つけられるものであり、補正要素はより濃い混合気が形成されるように（時間に基づいて）制御される。ガスエンジンの場合、この基準点がλセンサ信号から非常に離れているので、排出量は減少する。非常に規則的に基準点を探すことによってＮＯｘ排出量が（極度に）高くなるため、この制御システムは定置ガスエンジン内で使用することができない。この制御システムは米国特許第４５２６００１号より公知である。上述したλセンサの経年劣化の場合のように、三元触媒の有効寿命は、燃料添加物の種類や濃度だけでなく、触媒中を支配する排気ガス温度（熱経年劣化過程）にも大きく依存する。触媒の経年劣化とは、触媒面の総面積が減少することを意味する。したがって、転換効率はすべての成分に対して低下する。その結果、新しい触媒の場合と比べて有害な排気ガス成分の排出量が増加する。したがって、コースの上限値に対する要件は不変のままで、有害な排気ガス成分の排出量が経年劣化に伴って増加するので、λウインドウはより狭くなる。より狭いλウインドウにはより正確なλの調整が要求される。図５は、異なる排気ガス成分に対する三元触媒の経年劣化の影響を示している。ＣｘＨｙ，ＣＯ，およびＮＯｘの排出量が増加すること、またさらに、転換が最適に行われるλ値が、濃い側に移動することが明確に示されている。上記のことは、実際の排出に関して、多かれ少なかれ連続的にλ信号を再調整または最適化するシステムが必要であることを明確に示している。本発明は、ガスエンジンに対する最適燃料−空気比の調整の誤りを、λセンサの信号に基づいて、触媒の活性度を用いて容易に補正することができるという驚くべき洞察に基づいている。したがって、本発明は、１つ以上のλセンサと、三元触媒と、第１のλセンサの信号に基づいて制御要素を用いて燃料−空気比を調整する制御システムとが設けられたガスエンジンの燃料−空気比の制御方法に関し、該方法は、エンジン負荷が一定の状態で、λ値を一定周期で調整することと、対応する触媒の活性度を測定することと、対応するλセンサの測定信号を決定することと、触媒の活性度が顕著に増大または低下するような測定信号の値を決定すること、続いて、後者の測定信号に基づいて、所望の制御値として維持されるλセンサの測定信号の値を調整することとから成る。また本発明は、ガスエンジンによって熱および／または電気を発生する方法に関し、該方法もまた上述の制御を含む。三元触媒における転換方法は、混合気の空気係数λに直接的に依存する。触媒は、λが約０．９９５である時にすべての有害成分に対して最も高い転換効率を示す。上述のように、λセンサのλ特性と三元触媒の最適λ値は、いずれも経年劣化による影響を受ける。最適化方法は、燃料−空気比の周期的な再調整に向けられており、三元触媒が、有害成分の転換に最適な動作点で作動できるように再調整が行われる。本発明に従う最適化は、センサおよび／または触媒の経年劣化にはほとんど依存しない一定の基準点に基づいて行う。最適化の実施中、システムはまず燃料が濃い範囲における平衡状態たとえばλ＝０．９８９にされ、次に、平衡状態を保ちながらλをたとえば０．００１より大きくない段階によって段階的に大きくしていく。最適範囲を越えてしまい、過剰の酸素がガス中に流入するやいなや、まず最初に触媒活性度の著しい増大がおこり、次にλ＞１，０００の範囲で触媒活性度が著しく低下する。触媒活性度が低下する前に、触媒後のλセンサの信号の電圧が急激に上昇する。この点を制御値を補正するための基準点としてもよい。しかしながら、触媒後のＮＯ含量またはＯ₂含量について制御を行うこともできる。ＮＯｘは主としてＮＯで構成されるので、制御値を補正するためにＮＯモニタ使用してもよい。簡潔化のために、触媒後のλセンサの信号に基づいた制御を好適に使用する。本発明の範囲において、温度が変化すると、０．００２のΔλにつき１０ｍＶ以上の大きな活性度の変化が見られた。以下の本発明の説明は、主に触媒後のλ信号の測定に基づいて行われているが、これらの制御は他の方法に基づいたものであってもよいことは明らかであろう。最適化実施中は、転換効率がすべての有害成分について最適となるように、λ 値を選択することに照準が定められる。高い転換効率は高い触媒温度に関係している。最適化方法は、最高触媒温度に基づいたものであってもよかった。実際には、触媒中または触媒後の最高温度に基づいた最適化は、常に信頼できる様式で進行するとは限らず、結果として触媒の最適動作点が見つけられないことが判明した。常に検出可能で、センサや触媒の経年劣化に伴って移動しないような一定の基準点を得ることが、最適化においては重要である。そのような点は、触媒後のλ センサの傾向（trend）を決定することによって見つけることができる。重要なのは信号が突然上昇したり低下したりする点である。図５は、試験的に配置したガスエンジンに関連するものである。この図において、触媒前と触媒後におけるλセンサの信号、およびＮＯｘ信号が、燃料−空気比（λ）に対してプロットされている。試験では燃料−空気比を小さい方から大きい方へと変化させる。λが小さい場合には、触媒後にはっきりとしたＣＯ排出が見られる（＞５００ｐｐｍ）。試験ではλを約０．００１ずつ段階的に大きくしていく。触媒後にＮＯｘ排出が見られる直前に、触媒中の活性度の増大が起る。その結果、触媒後のλセンサの信号が突如として顎著に上昇する。信号が低下すると、触媒後にＮＯｘ排出が見られるようになる。触媒後のセンサ信号が最高値に達する点は、触媒後に遊離酸素の排出が開始される点であり、また触媒後のＮＯｘ合量が増加し始める点である。 λセンサの信号の上昇を基準点として使用することができる。基準点は最大値、低下値（decreasing value）、あるいはそれらの組合せであってもよい。制御値を調整するために区切り点を用いることができる。ガスエンジンの燃料−空気比は、λセンサ後の信号において制御することができる。これは、たとえばセンサ信号の定められた上昇が起る直前に見つけられる値に基づいて行ってもよい。区切り点が検出されるときに、触媒前のセンサ信号を決定することもできる。これは測定値であってもよく、多数回の測定の平均値であってもよく、あるいは連続平均であってもよい。また必要であれば、補正後に制御されてもよい。２つのセンサを用いることの利点は、とりわけ、一方のセンサが損傷した場合に他方のセンサに切換えることができるという点である。これによって制御の信頼性が高められる。 λ信号の大きく揺らぐ性質のために、またセンサ特性の傾向を考慮する目的で、好適には瞬間的なλ信号を用いるのではなく、好適には少なくとも５つのλ信号の連続平均、より詳細には約１０の連続するλ信号の最適化値を用いる。信号の良好な履歴を得るために、制御弁によってλは濃い領域に送られる。続いて制御弁を定められた段階ごとに少しずつ制御することにより、触媒の活性度がまずかなり増大して、その後顕著に低下するまでの間、より希薄な混合気に移される。弁の制御と次の制御との間に、λの変化の影響が触媒活性上に現れるまでの待ち時間を設ける。この待ち時間は触媒の緩衝作用に依存し、数分間続くこともある。新しい所望のλ信号は、正確な制御値を得るために、一定ミリボルト数をλ信号に加えることによって、または該λ信号から減じることによって得られる。λ センサの経年劣化の研究からは、λウインドウ内のセンサ信号の特性は実質的に変化しないものの、全体として移動することが明らかになった。経年劣化したセンサと経年劣化していないセンサでは、ミリボルト数を加減すると同様のλ変動をみせる。今後の制御が行われることになる新しいλ信号は、重要排気ガス成分の排出量が最小となるような空気係数と一致しなければならない。この最適λ信号の決定は、最適化方法におけるλの段階間量を少なくすることによってより正確に実施できることは明らかであろう。必ずしも必要ではないだろうが、トータルエネルギープラントの電力が最適化の実施中に不変でありさえすれば、この最適化方法が機能することを調べておくべきである。電力の変調はガスエンジンからの排気ガスの温度に変化をもたらし、また三元触媒中にも同様の変化をもたらす。突然のガス圧の変化がガスエンジン内およびガスエンジン後のガスの組成を変化させる可能性もある。これが最適化方法を妨げる。センサが触媒の上流で定められた変化を観測すれば、最適化方法は中断される。定められた変化は、顕著に上昇または低下中のλ信号であってもよいし、あるいは、排気ガスの温度変化であってもよい。もちろん２つの最適化の間での変調は全く問題にならない。図６および図７に示されるように、ＮＯｘ排出量は、最適化方法実施中に非常に高い値まで増加する。これらの値はＣＯ₂豊富化に許容される最大値よりもはるかに高い。しかしながら、この最大値を決定する際には、農産物を永続的に該最大値にさらすことがあったとしても可能であることが想定されている。しかしながら、さらす時間が比較的短い（本実験では約１０分）場合には、農産物はより高い濃度にも耐えることができる。たとえば以下のようにしてＮＯ₂にさらすことができる。すなわち、農産物は１時間あたりに１．９ｐｐｍのＮＯ₂にさらすことができ、この１．９ｐｐｍのＮＯ₂は、理論ガスエンジンでは２２５ｐｐｍに相当し、温室中では８００ｐｐｍＣＯ₂に希釈される。最適化による短時間の排出量の増加は、温室雰囲気中において農産物が許容できないほどにまで有害物質の濃度を上昇させることはない。一般に、最適化には約３０分以上の時間を要さない。図８は、補正された触媒中の転換による顕著な温度上昇ならびに降下を示す。瞬間的なλセンサ信号とは対照的に、周期的に決定された連続平均は、いかなる揺らぎも示さない。燃料−空気比の制御は最適化方法に関係しており、該最適化方法は、λセンサおよび三元触媒の経年劣化にかかわらず、混合気の空気係数を常にλウインドウの範囲内に保つことを保証しなければならない。したがって、とりわけＣＯとＮＯｘの排出量が最大許容値以下に保たれる。排気ガスがＣＯ₂豊富化に利用される場合には、濃い側のλウインドウはＣＯ排出ではなくＮＨ₃排出によって決定される。これは新しい触媒において測定される。この場合も、最適化制御を用いることができ、ＣＯ，ＮＯｘ，ＮＨ₃，およびＣ₂Ｈ₄の高すぎる排出量は避けられる。好適には電力が変化するたびに最適化を行わなければならない。実際のところ、電力の変化は、たとえ燃料−空気比が変化しなくても、λ信号の変化に関係している。加熱されたλセンサを用いているにもかかわらず、以前に通過した排気ガスの温度が関係しているようである。その上、排気ガスシステム内の圧力に依存している可能性も否定できない。実際のところ、λセンサにおける酸素イオンの輸送は、何よりもλセンサのセラミック材料の温度によって決定される。電力が変化した後の最適化は、λウインドウが非常に狭くなっている経年劣化の進んだ触媒にとって特に重要である。一般に、一定負荷の状態では、最適化はいくつかの規則に従って実施されなければならないと言えよう。最適化の頻度は何よりもセンサの使用時間と、触媒の使用時間と、特定の用途とに依存する。新しいセンサの場合には、最適化はより頻繁に、たとえば１日に１度行わなければならない。１ヶ月経ってセンサが経年劣化してしまえば、１週間に１度最適化を行うだけで充分である。それほど重要でない用途である場合には、この頻度をさらに低くしてもよい。しかしながら、経年劣化した触媒と組合わせて使用する場合には、頻度を再び高くしなければならない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年２月２０日【補正内容】請求の範囲１．１つ以上のλセンサと、三元触媒と、触媒の上流に配置される第１のλセンサの信号に基づいて制御要素を用いて燃料−空気比を調整する制御システムとが設けられたガスエンジンの燃料−空気比の制御方法において、一定のエンジン負荷においてλ値を一定周期で段階的に調整することと、λセンサによって、または触媒後の圧力によって、あるいは触媒後のガスのＮＯｘ含量によって対応する触媒活性度を測定することと、対応するλセンサの測定信号を決定することと、触媒活性度が顕著に増大または低下する測定信号の値を決定すること、続いて、後者の測定信号に基づいて、所望の制御値として維持されるλセンサの制御信号の値を調整することとから成る制御方法。２．１つ以上のλセンサと、三元触媒と、触媒の上流に配置される第１のλセンサの信号に基づいて制御要素を用いて燃料−空気比を調整する制御システムとが設けられたガスエンジンを用いた、熱および／または電気および／または二酸化炭素を発生する方法において、一定のエンジン負荷においてλ値を一定周期で段階的に調整することと、λセンサによって、または触媒後の圧力によって、あるいは触媒後のガスのＮＯｘ含量によって対応する触媒活性度を測定することと、対応するλセンサの測定信号を決定することと、触媒活性度が顕著に増大または低下する測定信号の値を決定すること、続いて、後者の測定信号に基づいて、所望の制御値として維持されるλセンサの制御信号の値を調整することとから成る発生方法。３．調整は、５回以上の測定の平均に基づいて実施されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。４．燃料−空気比は、まず燃料が濃い範囲（λ＞０．９９５）の値に制御され、その後燃料が薄くなる範囲に段階的に制御されることを特徴とする請求項１〜３記載の方法。５．燃料−空気比は、まず０．９９０より小さい値に調整され、その後、１．０００より大きい値まで段階的に増加されることを特徴とする請求項４記載の方法。６．前記段階間の量は、０．００１を越えないことを特徴とする請求項５記載の方法。７．触媒の活性度が触媒後のλ信号によって決定され、該信号および／または該信号の傾向が、制御対象となる値を補正するために用いられることを特徴とする請求項１〜６記載の方法。８．ガスエンジンの排気ガスの少なくとも一部を温室園芸におけるＣＯ₂豊富化として送り込むことを含む請求項１〜７記載の方法。９．λセンサと、三元触媒と、触媒の上流に配置されるλセンサの信号に基づいて制御要素を用いて燃料−空気比を調整する制御システムと、λセンサによって、または触媒後の圧力によって、あるいは触媒後のガスのＮＯｘ含量によって触媒活性度を決定する手段と、λセンサの測定信号と前記触媒の活性度を決定する手段の信号とに基づいて、所望の制御値として維持されるλセンサの制御信号の値を調整する手段とを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法に使用されるガスエンジン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０１Ｆ 9/00 Ｇ０１Ｆ 9/00 ＧＧ０５Ｄ 11/13 Ｇ０５Ｄ 11/13 Ａ // Ａ０１Ｇ 7/02 Ａ０１Ｇ 7/02 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．１つ以上のλセンサと、三元触媒と、第１のλセンサの信号に基づいて制御要素を用いて燃料−空気比を調整する制御システムとが設けられたガスエンジンの燃料−空気比の制御方法において、一定のエンジン負荷においてλ値を一定周期で段階的に調整することと、対応する触媒活性度を測定することと、対応するλセンサの測定信号を決定することと、触媒活性度が顕著に増大または低下する測定信号の値を決定すること、続いて、後者の測定信号に基づいて、所望の制御値として維持されるλセンサの制御信号の値を調整することとから成る制御方法。２．１つ以上のλセンサと、三元触媒と、第１のλセンサの信号に基づいて制御要素を用いて燃料−空気比を調整する制御システムとが設けられたガスエンジンを用いた、熱および／または電気および／または二酸化炭素を発生する方法において、一定のエンジン負荷においてλ値を一定周期で段階的に調整することと、対応する触媒活性度を測定することと、対応するλセンサの測定信号を決定することと、触媒活性度が顕著に増大または低下する測定信号の値を決定すること、続いて、後者の測定信号に基づいて、所望の制御値として維持されるλセンサの制御信号の値を調整することとから成る発生方法。３．調整は、５回以上の測定の平均に基づいて実施されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。４．燃料−空気比は、まず燃料が濃い範囲（λ＞０．９５５）の値に制御され、その後燃料が薄くなる範囲に段階的に制御されることを特徴とする請求項１〜３記載の方法。５．燃料−空気比は、まず０．９９０より小さい値に調整され、その後、１．０００より大きい値まで段階的に増加されることを特徽とする請求項４記載の方法。６．前記段階間の量は、０．００１を越えないことを特徴とする請求項５記載の方法。７．触媒の活性度は、触媒後のλ信号によって、前記ガスの組成によって、あるいは触媒後の圧力によって決定されることを特徴とする請求項１〜６に記載の方法。８．触媒の活性度は、触媒後のガスのＮＯｘ含量によって決定されることを特徴とする請求項７記載の方法。９．触媒の活性度が触媒後のλ信号によって決定され、該信号および／または該信号の傾向が、制御対象となる値を補正するために用いられることを特徴とする請求項１〜７記載の方法。１０．ガスエンジンの排気ガスの少なくとも一部が温室園芸におけるＣＯ₂ 豊富化に用いられることを特徴とする請求項１〜９記載の方法。１１．λセンサと、三元触媒と、λセンサの信号に基づいて制御要素を用いて燃料−空気比を調整する制御システムと、触媒の活性度を決定する手段と、λセンサの測定信号と前記触媒の活性度を決定する手段の信号とに基づいて、所望の制御値として維持されるλセンサの制御信号の値を調整する手段とを有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法に使用されるガスエンジン。