WO2009119480A1 - ガスエンジン制御装置 - Google Patents

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啓二 杉森
福田　健一
哉 中村
志郎 谷原
真吾 米倉
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ヤンマー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a gas engine control device, and more particularly to a technique of opening degree correction control for NOx reduction of a fuel gas supply amount adjusting means provided in a fuel gas supply path that joins an intake path.
  • a gas engine is known as an engine that supplies a mixture of air and fuel gas to a combustion chamber.
  • lean combustion control that realizes NOx reduction by controlling the air-fuel ratio of the gas engine to the lean limit is also known.
  • the fuel gas supply amount adjusting valve is a fuel gas supply amount adjusting means provided in the fuel gas supply path in order to control the air-fuel ratio.
  • the opening degree of the fuel gas supply amount adjusting valve is set so as to achieve lean combustion that does not misfire based on an exhaust pressure sensor provided in the exhaust gas path. To do.
  • the lean combustion control method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-131895 is disadvantageous in that it requires an expensive exhaust pressure sensor and increases the product cost.
  • the intake air flow rate of the gas engine is reduced due to deterioration over time such as clogging of an air cleaner.
  • the fuel gas supply amount adjustment valve needs to correct the opening of the fuel gas supply amount as the intake flow rate decreases.
  • the correction of the opening degree of the gas engine mounted on the engine-driven heat pump is appropriately performed even after the installation on site. Therefore, it is desirable to perform the opening degree correction of the fuel gas supply amount in a short time.
  • An object of the present invention is to provide a gas engine control device capable of accurately performing opening degree correction of a fuel gas supply amount adjusting valve for NOx reduction in a short time.
  • the gas engine control device is provided in an engine load detecting means for detecting an engine load, an engine speed detecting means for detecting the engine speed, and a fuel gas supply path that joins the intake path.
  • the fuel gas supply amount adjusting means for adjusting the fuel gas supply amount of the engine, and the combustion fluctuation value based on the difference in the engine speed between the instantaneous engine speed and the engine speed in the combustion stroke of each cylinder in one combustion cycle,
  • the opening correction means is based on an opening correction value based on an internal value obtained by multiplying a maximum value and a minimum value of the opening in the process of convergence to the target combustion fluctuation value by a weighting factor. Is preferably calculated.
  • the opening degree correction means detects the maximum value and the minimum value of the opening degree in the process of convergence to the target combustion fluctuation value twice, and these two maximum values and two minimum values are detected. It is preferable to calculate the opening correction value based on the value.
  • the opening degree correction of the fuel gas supply amount adjusting valve for reducing NOx can be performed in a short time and with high accuracy.
  • the block diagram which shows the structure of the gas engine control apparatus and gas engine of this invention The block diagram which shows the structure of the gas engine control apparatus of this invention.
  • the engine 2 is mounted on an engine-driven heat pump.
  • the engine 2 is a three-cylinder gas engine using a gaseous fuel gas such as natural gas, and includes three cylinders including the illustrated cylinder.
  • the engine 2 includes an intake path, a fuel gas supply path, an engine body, and an exhaust path.
  • the intake passage is configured by an intake pipe 11 that supplies mixed gas generated by mixing air and fuel gas taken from outside and a fuel gas, which will be described later, and an air cleaner 12 that removes dust and the like contained in the air. Yes.
  • the engine body supplies the combustion chamber 21a, which is a space for burning the mixed gas, and the intake valve 23, which opens or closes the intake pipe 11 and the combustion chamber 21a by performing an opening / closing operation in the cylinder head 21, and the combustion chamber 21a.
  • the spark plug 22 that generates sparks for burning the mixed gas, the mixed gas supplied to the combustion chamber 21a burns and expands, and the piston 25 slides in the vertical direction by expansion, and rotates by the reciprocating motion of the piston 25.
  • the moving crankshaft 26 and an exhaust valve 24 that opens or closes the exhaust pipe 13 and the combustion chamber 21a by performing an opening / closing operation in the cylinder head 21 are provided.
  • the exhaust path is configured by an exhaust pipe 13 that exhausts exhaust gas generated by combustion of the mixed gas in the combustion chamber 21 a to the outside of the engine 2.
  • the mixer 3 as the fuel gas supply path includes a first fuel gas supply pipe 31 that supplies the fuel gas into the intake pipe 11, and an open / close fuel valve 32 that temporarily increases the fuel gas from the first fuel gas supply pipe 31.
  • the second fuel supply pipe 34 connected to the first fuel supply pipe 31 by bypassing the open / close fuel valve 32, the amount of fuel gas passing through the second fuel supply pipe 34, that is, the amount of fuel gas contained in the mixed gas is adjusted.
  • a differential pressure is generated between the fuel gas and the intake air in the fuel gas supply amount adjusting valve 35 and the first fuel supply piping 31 as the fuel gas supply amount adjusting means, and the fuel gas is supplied from the first fuel supply piping 31.
  • a venturi 33 to be supplied to the intake pipe 11 and a throttle valve 36 for adjusting the supply amount of the mixed gas are provided.
  • the open / close fuel valve 32 is omitted when the control for temporarily increasing the fuel gas is not incorporated.
  • the gas engine control device 1 mainly includes a fuel gas supply amount adjustment valve 35, an engine speed sensor 132, a high pressure sensor 131, an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 150 for performing various calculations, and the like.
  • the engine speed sensor 132 as an engine speed detection means is a sensor that can measure a pulse signal for each predetermined angle of a gear that rotates in synchronization with the crankshaft 26.
  • the engine speed N is calculated based on the pulse number measurement time corresponding to one combustion cycle (two rotations of the crankshaft 26).
  • the instantaneous engine speeds n1, n2, and n3 of the cylinder are calculated based on the pulse number measurement time corresponding to the combustion stroke for each cylinder.
  • the high-pressure sensor 131 as engine load detecting means detects the discharge pressure (high-pressure HP) of the compressor of the engine-driven heat pump. And the adiabatic compression work of the refrigerant
  • the engine load detection means the engine coolant temperature, the engine lubricating oil temperature, and the pressure may be detected and calculated from the correlation between these and the load.
  • the ECU 150 includes a controller 100 having functions as an opening degree adjusting unit 200 and an opening degree correcting unit 300, which will be described later, and a storage unit 120.
  • the PIV map 50 representing the combustion fluctuation value will be described with reference to FIG.
  • the PIV map 50 is a plot of the target combustion fluctuation value PIVm corresponding to the target lean combustion region corresponding to the engine speed N and the engine load L.
  • the PIV map 50 is a map stored in advance in the storage unit 120 included in the ECU 150.
  • the closer the fuel supply amount of each cylinder is to the stoichiometric air-fuel ratio the smaller the difference in engine speed N between the engine speed N and the instantaneous engine speed n1, n2, n3 in the combustion stroke of that cylinder.
  • the target combustion fluctuation value PIVm is selected so as to correspond to a lean combustion region near the limit where no misfire occurs.
  • the controller 100 has a function of performing opening degree adjustment control of the fuel gas supply amount adjusting valve 35 as the opening degree adjusting means 200.
  • a target engine speed setting unit (Nm calculation unit) 102, a target combustion fluctuation value calculation unit (PIVm calculation unit) 103, an opening degree calculation unit (GVM calculation unit) 101, and a combustion fluctuation value calculation unit (PIV calculation unit) 105 These are the functions of the controller 100 as the opening degree adjusting means 200.
  • the Nm calculation unit 102 calculates the target engine speed Nm based on the engine load L that is the adiabatic compression work of the refrigerant in the compressor calculated based on the high pressure HP.
  • the PIVm calculation unit 103 calculates a target combustion fluctuation value PIVm from the PIV map 50 of the storage unit 120 based on the target engine speed Nm and the engine load L.
  • the PIV calculation unit 105 calculates an actual combustion fluctuation value PIV based on the difference in engine speed between the engine speed N and the instantaneous engine speed n1, n2, and n3 in the combustion stroke of each cylinder.
  • the GVM calculating unit 101 has a function of calculating a fuel gas supply amount adjusting valve opening GVM (hereinafter referred to as opening GVM) from the deviation ⁇ PIV.
  • opening GVM a fuel gas supply amount adjusting valve opening GVM
  • the opening correction control will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the controller 100 has a function of performing opening degree correction control of the fuel gas supply amount adjusting valve 35 as the opening degree correcting means 300.
  • the controller 100 determines whether or not the accumulated operation time sum_t of the engine 2 has reached a predetermined time t_int (S110).
  • the accumulated operation time sum_t is an accumulated operation time that is calculated after installation on site or after maintenance.
  • the controller 100 forcibly increases the opening degree GVM to the opening degree command value by the GVM calculating unit 101 by a predetermined amount d (S120), and the sampling number n and The setting of the number of extreme values m is 1 (S130).
  • the sampling number n represents the number of times the opening degree GVM is sampled from the start of the opening degree correction control. That is, GVM (n) is the opening degree GVM sampled by the controller 100 for the nth time.
  • the number of extreme values m represents the number of extreme values from the start of the opening degree correction control when the extreme value to be detected when the local maximum value and the local minimum value are combined into the extreme value.
  • the opening GVM is forcibly reduced by a predetermined amount d, that is, when the fuel gas is reduced and the initial value of the extreme number m is set to 1, the opening GVM is set when the extreme number m is an odd number. The maximum value appears, and when it is an even number, the minimum value of the opening degree GVM appears.
  • the controller 100 calculates the actual combustion fluctuation value PIV (S140) by the opening degree adjusting means 200 as described above, and calculates the opening degree GVM (n) so as to converge to the target combustion fluctuation value PIVm ( S150).
  • the horizontal axis represents time t (s)
  • the lower vertical axis represents the actual combustion fluctuation value PIV
  • the upper vertical axis represents the opening degree GVM.
  • the solid line represents the time series change of the opening degree GVM
  • the broken line represents the time series change of the actual combustion fluctuation value PIV and the target combustion fluctuation value PIVm.
  • the controller 100 decreases the opening degree GVM so as to return the actual combustion fluctuation value PIV that rapidly decreases to the target combustion fluctuation value PIVm. In this way, the opening degree GVM and the actual combustion fluctuation value PIV are repeatedly increased and decreased to converge toward the target combustion fluctuation value PIVm.
  • the opening correction control is a control that performs opening correction based on the maximum value and the minimum value of the opening GVM at this time.
  • S210 to S360 the controller 100 calculates two local maximum values GVMmax1 and GVMmax2 and local minimum values GVMmin1 and GVMmin2 for the opening GVM (n) after the opening GVM is forcibly increased by a predetermined amount d (FIG. 6).
  • S210 is a step of determining whether GVM (n) to be determined is a process toward a minimum value or a process toward a maximum value. As described above, if the extreme value number m is an odd number, the GVM (n) to be determined is a minimum value, and if the extreme value number m is an even number, it is a maximum value.
  • S220 is a step of determining whether GVM (n) is greater than GVM (n-1), that is, whether it is a minimum value.
  • S250 is a step of determining whether GVM (n) is smaller than GVM (n-1), that is, a maximum value.
  • S240 and S270 are steps for increasing the number of samplings n and returning to S140 again until GVM (n) reaches the minimum and maximum values.
  • S230 and 260 are steps for determining whether the maximum value (or minimum value) is first or second from the start of the opening degree correction control.
  • S310 and 320 are steps in which the current GVM (n) is set to the first minimum value GVMmin1 and the second minimum value GVMmin2.
  • S330 and 340 are steps in which the current GVM (n) is set to the first maximum value GVMmax1 and the second maximum value GVMmax2.
  • S350 is a step of increasing the number m of extreme values by 1 when a local maximum value (or local minimum value) is detected.
  • S360 is a step in which it is determined whether the number of extreme values m is greater than 4, and if it is greater than 4, the detection of extreme values is terminated, and the process proceeds to S410. That is, the extreme value detection step started from S130 is ended when the local minimum value and the local maximum value are detected twice.
  • the controller 100 calculates the average maximum value GVMmax from the average of the maximum values GVMmax1 and GVMmax2 (S410). At the same time, the controller 100 calculates the average minimum value GVMmin from the average of the minimum values GVMmin1 and GVMmin2 (S410). Next, the controller 100 calculates, as the opening update value GVM_rn, an internal value of W vs. 1-W of the average minimum value GVMmin and the average maximum value GVMmax using the weighting factor W (S420). Next, the controller 100 calculates an opening correction value GVM_rv obtained by subtracting the opening update value GVM_rn calculated in the previous opening correction control from the opening update value GVM_rn (S430). The opening update value GVM_rn is an absolute amount, and the difference from the previous update value is used as the current update value.
  • the maximum values GVMmax1 and GVMmax2 and the minimum values GVMmin1 and GVMmin2 of the opening degree GVM can be determined in a short time.
  • the calculation accuracy of the opening correction value GVM_rv can be improved. That is, the opening degree correction for maintaining the lean combustion of the fuel gas supply amount adjusting valve 35 can be performed in a short time and accurately without using an exhaust pressure sensor or the like. Further, since the actual combustion fluctuation value PIV can be converged to the target combustion fluctuation value PIVm regardless of the reduction of the intake flow rate due to the aging deterioration of the intake passage, the NOx generation amount can be reduced.
  • the present invention can be used for a gas engine.

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Abstract

ＮＯｘ低減のための燃料ガス供給量調整弁の開度補正を短時間でかつ精度良く行うことができるガスエンジン制御装置を提供することを課題とする。本発明のガスエンジン制御装置（１）は、１燃焼サイクルにおける各気筒の燃焼行程での瞬時エンジン回転数とエンジン回転数とのエンジン回転数差に基づく燃焼変動値（ＰＩＶ）を、エンジン負荷に基づく目標燃焼変動値（ＰＩＶｍ）に収束するように燃料ガス供給量調整弁（３５）を調整する開度調整手段と、を有するガスエンジン制御装置（１）において、所定時期（ｔ＿ｉｎｔ）において、燃料ガス供給量調整弁（３５）の開度（ＧＶＭ）を強制的に増加又は減少させ、目標燃焼変動値（ＰＩＶｍ）への収束過程における開度（ＧＶＭ）の極大値（ＧＶＭｍａｘ１、ＧＶＭｍａｘ２）及び極小値（ＧＶＭｍｉｎ１、ＧＶＭｍｉｎ２）に基づいて、開度補正値（ＧＶＭ＿ｒｖ）を算出する開度補正手段を備える。  

Description

ガスエンジン制御装置
　本発明は、ガスエンジン制御装置、詳しくは吸気経路へ合流する燃料ガス供給経路に設けられる燃料ガス供給量調整手段のＮＯｘ低減のための開度補正制御の技術に関する。
　従来、ガスエンジンは、空気と燃料ガスとの混合気を燃焼室に供給するエンジンとして公知である。また、ガスエンジンの空燃比を希薄限界に制御することによって、ＮＯｘ低減を実現する希薄燃焼制御も公知である。燃料ガス供給量調整弁は、空燃比を制御するため、燃料ガス供給経路に設けられる燃料ガス供給量調整手段である。
　特開平１０－１３１７９５号公報に開示される希薄燃焼制御方法は、排ガス経路中に設けた排気圧センサーに基づいて失火しない程度の希薄燃焼となるように燃料ガス供給量調整弁の開度を設定する。
　しかし、特開平１０－１３１７９５号公報に開示される希薄燃焼制御方法では、高価な排気圧センサーが必要であるため、製品コストが嵩む点で不利である。
　また、ガスエンジンの吸気経路は、例えばエアクリーナーの目詰まり等の経年劣化によって、吸気流量が低下する。そのため、燃料ガス供給量調整弁は、吸気流量の低下に伴う燃料ガス供給量の開度補正を行う必要がある。
　さらに、例えばエンジン駆動式ヒートポンプに搭載されるガスエンジンの開度補正は、現地設置後でも適宜に行われる。そのため、燃料ガス供給量の開度補正は、短時間で行うことが望まれる。
　本発明は、ＮＯｘ低減のための燃料ガス供給量調整弁の開度補正を短時間でかつ精度良く行うことができるガスエンジン制御装置を提供することを課題とする。
　本発明のガスエンジン制御装置は、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、吸気経路へ合流する燃料ガス供給経路に設けられ、該吸気経路への燃料ガス供給量を調整する燃料ガス供給量調整手段と、１燃焼サイクルにおける各気筒の燃焼行程での瞬時エンジン回転数とエンジン回転数とのエンジン回転数差に基づく燃焼変動値を、前記エンジン負荷に基づく目標燃焼変動値に収束するように前記燃料ガス供給量調整手段を調整する開度調整手段と、を有するガスエンジン制御装置において、所定時期において、前記燃料ガス供給量調整手段の開度を強制的に増加又は減少させ、前記目標燃焼変動値への収束過程における前記開度の極大値及び極小値に基づいて、開度補正値を算出する開度補正手段を備える。
　本発明のガスエンジン制御装置においては、前記開度補正手段は、目標燃焼変動値への収束過程の開度の極大値及び極小値について重み係数を乗じた内分値に基づいて開度補正値を算出することが好ましい。
　本発明のガスエンジン制御装置においては、前記開度補正手段は、目標燃焼変動値への収束過程の開度の極大値及び極小値を２回ずつ検出し、これら２つの極大値及び２つの極小値に基づいて開度補正値を算出するものであることが好ましい。
　本発明のガスエンジン制御装置によれば、ＮＯｘ低減のための燃料ガス供給量調整弁の開度補正を短時間でかつ精度良く行うことができる。
本発明のガスエンジン制御装置及びガスエンジンの構成を示す構成図。 本発明のガスエンジン制御装置の構成を示すブロック図。 本発明のＰＩＶマップを示すグラフ図。 本発明の開度調整制御を示すブロック図。 本発明の開度補正制御を示すフロー図。 本発明の開度補正制御の時系列変化を示すチャート図。
　図１を用いて、ガスエンジン制御装置１の制御対象であるエンジン２について説明する。
　本実施形態において、エンジン２は、エンジン駆動式ヒートポンプに搭載されるものとする。
　エンジン２は、天然ガス等の気体状の燃料ガスを用いる３気筒のガスエンジンであって、図示される気筒を含めて３つの気筒を備えている。
　エンジン２は、吸気経路、燃料ガス供給経路、エンジン本体、排気経路を備えて構成されている。
　吸気経路は、外部から取り込む空気と燃料ガスとを後述するミキサ３により混合して生成した混合ガスを供給する吸気配管１１及び空気中に含まれる塵挨等を除去するエアクリーナー１２によって構成されている。
　エンジン本体は、混合ガスを燃焼させるための空間である燃焼室２１ａ、シリンダヘッド２１において開閉動作を行うことにより吸気配管１１と燃焼室２１ａとを連通又は遮断する吸気バルブ２３、燃焼室２１ａに供給された混合ガスを燃焼させるために火花を発生する点火プラグ２２、燃焼室２１ａに供給された混合ガスが燃焼し、膨張することにより上下方向に摺動するピストン２５、ピストン２５の往復運動により回転運動するクランク軸２６、並びにシリンダヘッド２１において開閉動作を行うことにより排気配管１３と燃焼室２１ａとを連通または遮断する排気バルブ２４、を備えて構成されている。
　排気経路は、燃焼室２１ａで混合ガスが燃焼することにより生成する排気ガスをエンジン２の外部に排出する排気配管１３によって構成されている。
　燃料ガス供給経路としてのミキサ３は、燃料ガスを吸気配管１１の内部に供給する第一燃料ガス供給配管３１、第一燃料ガス供給配管３１から燃料ガスの一時的増量を行う開閉式燃料弁３２、開閉式燃料弁３２をバイパスして第一燃料供給配管３１に接続する第二燃料供給配管３４、第二燃料供給配管３４を通過する燃料ガス量すなわち混合ガスに含まれる燃料ガス量を調整する燃料ガス供給量調整手段としての燃料ガス供給量調整弁３５、第一燃料供給配管３１内の燃料ガスと吸気空気との間に差圧を生じさせ、該燃料ガスを第一燃料供給配管３１から吸気配管１１に供給するベンチュリ３３、並びに混合ガスの供給量を調整するスロットル弁３６、を備えて構成されている。なお、開閉式燃料弁３２は、燃料ガスを一時的に増量する制御を組み込まない場合には省略される。
　図１及び図２を用いて、ガスエンジン制御装置１について説明する。
　ガスエンジン制御装置１は、主に燃料ガス供給量調整弁３５、エンジン回転数センサー１３２、高圧センサー１３１、各種演算を行うＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ（以下ＥＣＵと称する）１５０等を含んで構成されている。エンジン回転数検出手段としてのエンジン回転数センサー１３２は、クランク軸
２６と同期回転する歯車の所定角度毎のパルス信号を計測可能なセンサーである。本実施形態では、１燃焼サイクル（クランク軸２６の２回転）相当のパルス数計測時間に基づいてエンジン回転数Ｎを算出している。一方で、気筒毎の燃焼行程相当のパルス数計測時間に基づいて当該気筒の瞬時エンジン回転数ｎ１、ｎ２、ｎ３を算出している。
　エンジン負荷検出手段としての高圧センサー１３１は、エンジン駆動式ヒートポンプの圧縮機の吐出圧力（高圧圧力ＨＰ）を検出する。そして、図示しない圧縮機による冷媒の断熱圧縮仕事を算出する。エンジン負荷検出手段としては、その他にエンジン冷却水温度やエンジン潤滑油温度、圧力を検出して、これらと負荷との相関関係から算出しても良い。
　ＥＣＵ１５０は、後述する開度調整手段２００及び開度補正手段３００としての機能を有するコントローラ１００、並びに記憶部１２０を含んで構成されている。
　図３を用いて、燃焼変動値を表すＰＩＶマップ５０について説明する。
　ＰＩＶマップ５０は、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｌに対応した目標希薄燃焼域に相当する目標燃焼変動値ＰＩＶｍをプロットしたものである。ここで、ＰＩＶマップ５０は、予めＥＣＵ１５０に含まれる記憶部１２０に記憶されているマップである。
　ここで、各気筒の燃料供給量が理論空燃比に近い程、エンジン回転数Ｎとその気筒の燃焼行程の瞬時エンジン回転数ｎ１、ｎ２、ｎ３との回転数差が小さく、希薄燃焼域では回転数差が大きくなるという、相関があり、この回転数差に基づく関数を燃焼変動値としている。
　すなわち、燃焼変動値が大きい程、希薄燃焼域でＮＯｘ発生量を低減でき（但し、失火し易い）、燃焼変動値が小さい程、理論空燃比に近く、ＮＯｘ発生量が増加（但し、失火し難い）する。目標燃焼変動値ＰＩＶｍは、失火しない限界近傍の希薄燃焼域に相当するように選定される。
　図４を用いて、開度調整制御について説明する。
　コントローラ１００は、開度調整手段２００として、燃料ガス供給量調整弁３５の開度調整制御を行う機能を有している。
　目標エンジン回転数設定部（Ｎｍ演算部）１０２、目標燃焼変動値算出部（ＰＩＶｍ算出部）１０３、開度演算部（ＧＶＭ演算部）１０１、及び燃焼変動値演算部（ＰＩＶ演算部）１０５は、開度調整手段２００としてのコントローラ１００のそれぞれの機能である。
　まず、Ｎｍ演算部１０２は、高圧圧力ＨＰに基づいて算出される圧縮機での冷媒の断熱圧縮仕事であるエンジン負荷Ｌに基づいて、目標エンジン回転数Ｎｍを算出する。次に、ＰＩＶｍ算出部１０３は、目標エンジン回転数Ｎｍ及びエンジン負荷Ｌに基づいて記憶部１２０のＰＩＶマップ５０より目標燃焼変動値ＰＩＶｍを算出する。一方、ＰＩＶ演算部１０５は、エンジン回転数Ｎと各気筒の燃焼行程での瞬時エンジン回転数ｎ１・ｎ２・ｎ３とのエンジン回転数差に基づく実燃焼変動値ＰＩＶを演算する。ここで、ＧＶＭ演算部１０１は、偏差ΔＰＩＶから、燃料ガス供給量調整弁開度ＧＶＭ（以下、開度ＧＶＭ）を演算する機能を有する。ここで、偏差ΔＰＩＶとは、目標燃焼変動値ＰＩＶｍと実燃焼変動値ＰＩＶとの偏差である。
　図５及び図６を用いて、開度補正制御について説明する。
　コントローラ１００は、開度補正手段３００として、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正制御を行う機能を有する。
　図５を用いて、Ｓ１１０～Ｓ１５０について説明する。なお、以下の開度補正制御において、エンジン回転数Ｎは所定回転数に固定される。
　まず、コントローラ１００は、エンジン２の積算運転時間ｓｕｍ＿ｔが所定時期ｔ＿ｉｎｔに到達したかどうかを判定する（Ｓ１１０）。ここで、積算運転時間ｓｕｍ＿ｔとは、現地設置後又はメンテナンス後から起算する積算運転時間である。
　次に、コントローラ１００は、積算運転時間ｓｕｍ＿ｔが所定時期ｔ＿ｉｎｔに到達したならば、開度ＧＶＭをＧＶＭ演算部１０１による開度指令値に所定量ｄだけ強制増加させ（Ｓ１２０）、サンプリング数ｎ及び極値数ｍの設定を１とする（Ｓ１３０）。ここで、サンプリング数ｎは、開度補正制御開始から開度ＧＶＭをサンプリングした回数を表している。つまり、ＧＶＭ（ｎ）は、コントローラ１００がｎ回目にサンプリングした開度ＧＶＭである。また、極値数ｍは、極大値及び極小値を併せて極値としたときに、現在検出しようとする極値が開度補正制御開始から何番目の極値であるかを表している。本実施形態のように制御当初に開度ＧＶＭを強制増加し、すなわち、燃料ガスを増加し、極値数ｍの初期値を１とする場合は、極値数ｍが奇数のときに開度ＧＶＭの極小値が出現し、偶数のときに開度ＧＶＭの極大値が出現する。
　なお、開度ＧＶＭを所定量ｄだけ強制減少させて、すなわち、燃料ガスを減少し、極値数ｍの初期値を１とする場合は、極値数ｍが奇数のときに開度ＧＶＭの極大値が出現し、偶数のときに開度ＧＶＭの極小値が出現する。
　次に、コントローラ１００は、上述したように開度調整手段２００によって、実燃焼変動値ＰＩＶ（Ｓ１４０）を算出し、目標燃焼変動値ＰＩＶｍに収束するように開度ＧＶＭ（ｎ）を算出する（Ｓ１５０）。
　図６を用いて、開度補正制御における開度ＧＶＭ及び実燃焼変動値ＰＩＶの時系列変化について説明する。
　図６は、横軸を時間ｔ（ｓ）、縦軸下側を実燃焼変動値ＰＩＶ並びに縦軸上側を開度ＧＶＭとして表されている。また、図６において、実線は開度ＧＶＭの時系列変化を表しており、破線は実燃焼変動値ＰＩＶの時系列変化及び目標燃焼変動値ＰＩＶｍを表している。Ｓ１２０において、開度ＧＶＭを所定量ｄを強制増加させたため、実燃焼変動値ＰＩＶは急激に減少する。コントローラ１００は、急激に減少する実燃焼変動値ＰＩＶを目標燃焼変動値ＰＩＶｍに復帰させようとして、開度ＧＶＭを減少させる。
　このようにして、開度ＧＶＭ及び実燃焼変動値ＰＩＶは、互いに増加及び減少を繰り返して目標燃焼変動値ＰＩＶｍに向かって収束する。開度補正制御は、このときの開度ＧＶＭの極大値及び極小値に基づいて、開度補正を行う制御である。
　次に、図５を用いて、Ｓ２１０～Ｓ３６０について、詳細に説明する。
　Ｓ２１０～Ｓ３６０において、コントローラ１００は、開度ＧＶＭを所定量ｄだけ強制増加させてからの開度ＧＶＭ（ｎ）について、それぞれ２つの極大値ＧＶＭｍａｘ１・ＧＶＭｍａｘ２及び極小値ＧＶＭｍｉｎ１・ＧＶＭｍｉｎ２を算出する（図６参照）。
　Ｓ２１０は、これから決定しようとするＧＶＭ（ｎ）が極小値に向かう過程であるか、極大値に向かう過程であるかを判断するステップである。上述したように、極値数ｍが奇数であれば、これから決定しようとするＧＶＭ（ｎ）は極小値であり、極値数ｍが偶数であれば、極大値である。
　Ｓ２２０は、ＧＶＭ（ｎ）がＧＶＭ（ｎ－１）より大きい、すなわち極小値であるかを判定するステップである。Ｓ２５０は、ＧＶＭ（ｎ）がＧＶＭ（ｎ－１）より小さい、すなわち極大値であるかを判定するステップである。
　Ｓ２４０、Ｓ２７０は、ＧＶＭ（ｎ）が極小値、極大値に到達するまで、サンプリング数ｎを増加して、再度Ｓ１４０に戻るためのステップである。
　Ｓ２３０及び２６０は、極大値（又は極小値）が、開度補正制御開始からそれぞれ１番目か２番目かを判定するステップである。
　Ｓ３１０、３２０は、現在のＧＶＭ（ｎ）を１番目の極小値ＧＶＭｍｉｎ１、２番目の極小値ＧＶＭｍｉｎ２とするステップである。他方、Ｓ３３０、３４０は、現在のＧＶＭ（ｎ）を１番目の極大値ＧＶＭｍａｘ１、２番目の極大値ＧＶＭｍａｘ２とするステップである。
　Ｓ３５０は、極大値（又は極小値）を検出したならば、極値数ｍを１増加するステップである。Ｓ３６０は、極値数ｍが４より大きいかを判定し、４より大きければ極値の検出を終了し、Ｓ４１０へ移行するステップである。すなわち、極小値、極大値をそれぞれ、２回ずつ検出した段階でＳ１３０から開始した極値検出ステップを終了する。
　図３を用いて、Ｓ４１０～Ｓ４３０について説明する。
　まず、コントローラ１００は、極大値ＧＶＭｍａｘ１・ＧＶＭｍａｘ２の平均より、平均極大値ＧＶＭｍａｘを算出する（Ｓ４１０）。同時に、コントローラ１００は、極小値ＧＶＭｍｉｎ１・ＧＶＭｍｉｎ２の平均より、平均極小値ＧＶＭｍｉｎを算出する（Ｓ４１０）。
　次に、コントローラ１００は、重み係数Ｗにより平均極小値ＧＶＭｍｉｎと平均極大値ＧＶＭｍａｘのＷ対１－Ｗの内分値を開度更新値ＧＶＭ＿ｒｎとして算出する（Ｓ４２０）。
　次に、コントローラ１００は、開度更新値ＧＶＭ＿ｒｎから前回の開度補正制御において算出した開度更新値ＧＶＭ＿ｒｎを差し引いた開度補正値ＧＶＭ＿ｒｖを算出する（Ｓ４３０）。開度更新値ＧＶＭ＿ｒｎは絶対量であり、前回更新値との差分を今回の更新値とするのである。
　このようにして、燃料ガス供給量調整弁３５の開度ＧＶＭを強制的に増加又は減少させることによって、開度ＧＶＭの極大値ＧＶＭｍａｘ１・ＧＶＭｍａｘ２と極小値ＧＶＭｍｉｎ１・ＧＶＭｍｉｎ２の見極めが短時間に行え、かつ開度補正値ＧＶＭ＿ｒｖの算出精度を向上することができる。つまり、排気圧センサー等を用いずに燃料ガス供給量調整弁３５の希薄燃焼維持のための開度補正を短時間でかつ精度良く行うことができる。
　また、実燃焼変動値ＰＩＶを吸気経路の経年劣化による吸気流量の低下に係らず目標燃焼変動値ＰＩＶｍに収束できるため、ＮＯｘ発生量の低減が可能となる。
　さらに、補正値算出に用いる極大値及び極小値をそれぞれ２回ずつまでの検出に留めることで、時間短縮と精度向上を両立する上で最適な制御を実行できる。
　さらに、平均極小値ＧＶＭｍｉｎ又は平均極大値ＧＶＭｍａｘに重み付けをすることで、平均極小値ＧＶＭｍｉｎに重みを付ける希薄燃焼重視、或いは平均極大値ＧＶＭｍａｘに重みを付ける失火防止重視の選択ができる。
　本発明は、ガスエンジンに利用可能である。

Claims (3)

  1. 　エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
    　エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
    　吸気経路へ合流する燃料ガス供給経路に設けられ、該吸気経路への燃料ガス供給量を調整する燃料ガス供給量調整手段と、
    　１燃焼サイクルにおける各気筒の燃焼行程での瞬時エンジン回転数とエンジン回転数と
    のエンジン回転数差に基づく燃焼変動値を、前記エンジン負荷に基づく目標燃焼変動値に収束するように前記燃料ガス供給量調整手段を調整する開度調整手段と、
    　を有するガスエンジン制御装置において、
    　所定時期において、前記燃料ガス供給量調整手段の開度を強制的に増加又は減少させ、前記目標燃焼変動値への収束過程における前記開度の極大値及び極小値に基づいて、開度補正値を算出する開度補正手段を備えることを特徴とするガスエンジン制御装置。
  2. 　請求項１記載のガスエンジン制御装置において、
    　前記開度補正手段は、目標燃焼変動値への収束過程の開度の極大値及び極小値について重み係数を乗じた内分値に基づいて開度補正値を算出することを特徴とするガスエンジン制御装置。
  3. 　請求項１又は２記載のガスエンジン制御装置において、
    　前記開度補正手段は、目標燃焼変動値への収束過程の開度の極大値及び極小値を２回ずつ検出し、これら２つの極大値及び２つの極小値に基づいて開度補正値を算出することを特徴とするガスエンジン制御装置。
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