JP2009228574A - ガスエンジン制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料ガス供給量調整弁の開度補正において、エンジン運転領域毎の空燃比特性に基づいて開度補正値を算出し、開度補正精度を向上する。
【解決手段】実燃焼変動値ＰＩＶをエンジン負荷Ｌ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の開度ＧＶＭを調整する開度調整手段２００と、所定時期ｔ＿ｉｎｔにおいて、前記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、前記目標燃焼変動値ＰＩＶｍへの収束過程における前記開度ＧＶＭの極大値及び極小値に基づいて、開度補正値ＧＶＭ＿ｒｖを算出する開度補正手段３００と、を備えるガスエンジン制御装置１において、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく補正係数を定格補正係数εとし、前記開度補正値ＧＶＭに対し前記定格補正係数εを乗じてエンジン運転領域毎に展開する補正展開手段４００を備える。
【選択図】図２
【解決手段】実燃焼変動値ＰＩＶをエンジン負荷Ｌ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の開度ＧＶＭを調整する開度調整手段２００と、所定時期ｔ＿ｉｎｔにおいて、前記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、前記目標燃焼変動値ＰＩＶｍへの収束過程における前記開度ＧＶＭの極大値及び極小値に基づいて、開度補正値ＧＶＭ＿ｒｖを算出する開度補正手段３００と、を備えるガスエンジン制御装置１において、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく補正係数を定格補正係数εとし、前記開度補正値ＧＶＭに対し前記定格補正係数εを乗じてエンジン運転領域毎に展開する補正展開手段４００を備える。
【選択図】図２
Description
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低減化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。例えば、特許文献１は、ガスエンジン制御装置において、燃焼変動値のばらつきを目標燃料変動値に収束するように燃料ガス供給量調整弁の開度を調整する希薄燃焼制御方法を開示している。
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。
そこで、発明者らは、所定時期において、燃料ガス供給量調整弁の開度を強制的に増加又は減少させ、目標燃焼変動値への収束過程における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を行っていた。
特開１１−２００９１５号公報
そこで、発明者らは、所定時期において、燃料ガス供給量調整弁の開度を強制的に増加又は減少させ、目標燃焼変動値への収束過程における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を行っていた。
しかし、上述した開度補正は、所定のエンジン運転領域（エンジン回転数及びエンジン負荷）において行われるものである。
ここで、空燃比特性は、エンジン運転領域毎によって異なるため、開度補正が行われた代表点以外のエンジン運転領域では、空燃比の制御精度が劣る場合が生じる。
そこで、解決しようとする課題は、燃料ガス供給量調整弁の開度補正において、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づいて、開度補正値をエンジン運転領域毎に展開し、開度補正精度を向上することである。
ここで、空燃比特性は、エンジン運転領域毎によって異なるため、開度補正が行われた代表点以外のエンジン運転領域では、空燃比の制御精度が劣る場合が生じる。
そこで、解決しようとする課題は、燃料ガス供給量調整弁の開度補正において、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づいて、開度補正値をエンジン運転領域毎に展開し、開度補正精度を向上することである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、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、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と、を有するガスエンジン制御装置において、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく補正係数を定格補正係数とし、前記開度補正値に対し該定格補正係数を乗じてエンジン運転領域毎に展開する補正展開手段を備えるものである。
請求項２においては、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、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と、を有するガスエンジン制御装置において、エンジン運転領域毎及び前記吸気経路の経年劣化による空燃比特性に基づく補正係数を経時補正係数とし、前記開度補正値に対し該経時補正係数を乗じてエンジン運転領域毎に展開する補正展開手段を備えるものである。
請求項３においては、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、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と、を有するガスエンジン制御装置において、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく補正係数を定格補正係数とし、エンジン運転領域毎及び前記吸気経路の経年劣化による空燃比特性に基づく補正係数を経時補正係数とし、前記開度補正値に対し、所定補正回数未満までは前記定格補正係数を乗じ、該所定補正回数以降は前記経時補正係数を乗じてエンジン運転領域毎に展開する補正展開手段を備えるものである。
請求項４においては、請求項２又は３記載のガスエンジン制御装置において、前記吸気経路に設けられ、該吸気経路の吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段を備え、前記経時補正係数は、前記吸気負圧に基づいて算出されるものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項１においては、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づいて、開度補正値をエンジン運転領域毎に展開するため、燃料ガス供給量調整弁の開度補正精度を向上することができる。
請求項２においては、エンジン運転領域毎及び吸気経路の経年劣化による空燃比特性に基づいて、開度補正値をエンジン運転領域毎に展開するため、燃料ガス供給量調整弁の開度補正精度を向上することができる。
請求項３においては、ガスエンジンの使用経過に応じて補正係数を使い分けるため、燃料ガス供給量調整弁の開度補正精度を向上することができる。
請求項４においては、吸気経路の経年劣化に伴う空気流量低下を実測できるため、燃料ガス供給量調整弁の開度補正精度を向上することができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る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、図２は同じくガスエンジン制御装置の構成を示すブロック図、図３は同じくＰＩＶマップを示すグラフ図である。
図４は同じく開度調整制御を示すブロック図、図５は同じく開度補正制御を示すフロー図、図６は同じく開度補正制御の時系列変化を示すチャート図である。
図７は定格補正マップを示すグラフ図、図８はエンジン出力と空燃比特性とエアクリーナーの経年劣化との相関を示すグラフ図、図９は経時補正マップを示すグラフ図である。
図１０は吸気負圧マップを示すテーブル図である。
図１は本発明の実施例に係る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、図２は同じくガスエンジン制御装置の構成を示すブロック図、図３は同じくＰＩＶマップを示すグラフ図である。
図４は同じく開度調整制御を示すブロック図、図５は同じく開度補正制御を示すフロー図、図６は同じく開度補正制御の時系列変化を示すチャート図である。
図７は定格補正マップを示すグラフ図、図８はエンジン出力と空燃比特性とエアクリーナーの経年劣化との相関を示すグラフ図、図９は経時補正マップを示すグラフ図である。
図１０は吸気負圧マップを示すテーブル図である。
まず、図１を用いて、本発明の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、簡単に説明する。
本実施例において、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。
本実施例のエンジン２は、天然ガス等の気体状の燃料を用いる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。
本実施例において、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。
本実施例のエンジン２は、天然ガス等の気体状の燃料を用いる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供給配管３１、第一燃料供給配管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。
次に、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、詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、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、吸気負圧センサー１３３、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。本発明においては、１燃料サイクル（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。
吸気負圧検出手段としての吸気負圧センサー１３３は、吸気経路においてエアクリーナー１２からベンチュリ３３までの間に設けられ、吸気経路の吸気負圧Ｐを検出するセンサーである。
ＥＣＵ１５０は、後述する開度調整手段２００、開度補正手段３００、及び補正展開手段４００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１及び図２に示すように、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、吸気負圧センサー１３３、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。本発明においては、１燃料サイクル（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。
吸気負圧検出手段としての吸気負圧センサー１３３は、吸気経路においてエアクリーナー１２からベンチュリ３３までの間に設けられ、吸気経路の吸気負圧Ｐを検出するセンサーである。
ＥＣＵ１５０は、後述する開度調整手段２００、開度補正手段３００、及び補正展開手段４００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。
また、図３を用いて、燃焼変動値を表すＰＩＶマップ５０について、詳細に説明する。
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。
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。
ここで、図４を用いて、開度調整制御について、詳細に説明する。
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。
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。
ここで、図５及び図６を用いて、開度補正制御について、詳細に説明する。
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。
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。
まず、図５を用いて、Ｓ１１０〜Ｓ１５０について、詳細に説明する。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、所定時期ｔ＿ｉｎｔ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。本実施例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）。
まず、コントローラ１００は、エンジン２の積算運転時間が所定時期ｔ＿ｉｎｔに到達したかどうかを判定する（Ｓ１１０）。ここで、所定時期ｔ＿ｉｎｔ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。本実施例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）。
ここで、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、詳細に説明する。
図６は、横軸を時間（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。
図６は、横軸を時間（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。
Ｓ２１０〜Ｓ３６０において、コントローラ１００は、開度ＧＶＭを所定量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。
次に、図３を用いて、Ｓ４１０〜Ｓ４３０について、詳細に説明する。
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。
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。
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。
＜補正展開制御について＞
以下に、図７乃至図１０を用いて、補正展開制御について、詳細に説明する。
コントローラ１００は、補正展開手段４００として、上述した開度補正値ＧＶＭ＿ｒｖを空燃比特性に基づいてエンジン運転領域毎に展開する補正展開制御を行う機能を有している。
以下に、図７乃至図１０を用いて、補正展開制御について、詳細に説明する。
コントローラ１００は、補正展開手段４００として、上述した開度補正値ＧＶＭ＿ｒｖを空燃比特性に基づいてエンジン運転領域毎に展開する補正展開制御を行う機能を有している。
＜定格補正マップ＞
まず、図７を用いて、定格補正係数としての定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）について説明する。
図７に示すように、定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）は、エンジン回転数Ｎ、エンジン負荷Ｌ、及び定格補正係数εの３次元マップである。図７は、横軸をエンジン回転数Ｎ、縦軸をエンジン負荷Ｌとして、エンジン運転領域毎に定格補正係数ε１、・・・、ε４（以下、単にε）が表されている。図７におけるＰＩＶｐｏｉｎｔは、上述した開度補正制御が実施される所定エンジン回転数及び所定エンジン負荷である。
ここで、エンジン２の空燃比特性は、エンジン運転領域であるエンジン回転数Ｎ及びエンジン負荷Ｌによって異なるものである。そのため、ＰＩＶｐｏｉｎｔで算出された開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖを全エンジン運転領域に展開すると、エンジン運転領域によっては補正値が大きい又は小さいといった誤差が生じることになる。そこで、開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖに対し、エンジン２のエンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく定格補正係数εを乗じ、エンジン運転領域毎に展開する必要がある。この定格補正係数εは予め実験によって求められ、定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）は記憶部１２０に予め記憶されている。なお、本実施例では、定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）における各経時補正係数εの個別値については特に限定してない。
まず、図７を用いて、定格補正係数としての定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）について説明する。
図７に示すように、定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）は、エンジン回転数Ｎ、エンジン負荷Ｌ、及び定格補正係数εの３次元マップである。図７は、横軸をエンジン回転数Ｎ、縦軸をエンジン負荷Ｌとして、エンジン運転領域毎に定格補正係数ε１、・・・、ε４（以下、単にε）が表されている。図７におけるＰＩＶｐｏｉｎｔは、上述した開度補正制御が実施される所定エンジン回転数及び所定エンジン負荷である。
ここで、エンジン２の空燃比特性は、エンジン運転領域であるエンジン回転数Ｎ及びエンジン負荷Ｌによって異なるものである。そのため、ＰＩＶｐｏｉｎｔで算出された開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖを全エンジン運転領域に展開すると、エンジン運転領域によっては補正値が大きい又は小さいといった誤差が生じることになる。そこで、開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖに対し、エンジン２のエンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく定格補正係数εを乗じ、エンジン運転領域毎に展開する必要がある。この定格補正係数εは予め実験によって求められ、定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）は記憶部１２０に予め記憶されている。なお、本実施例では、定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）における各経時補正係数εの個別値については特に限定してない。
＜経年劣化とＯ２濃度＞
ここで、図８を用いて、エアクリーナー１２の経年劣化と空燃比特性の相関について説明する。なお、エアクリーナー１２が経年劣化とは、吸気経路の経年劣化の主要因である。また、吸気経路の経年劣化とは、吸気流量の低下の要因である。
図８において、実線Ａは新品のエアクリーナー１２Ａ、破線Ｂは経年劣化したエアクリーナー１２Ｂ、一点鎖線Ｃはさらに経年劣化したエアクリーナー１２Ｃの出力による空燃比特性を表している。なお、エアクリーナー１２Ｃは、エアクリーナー１２Ｂより経年劣化が著しいものとする。図８は、横軸を出力、縦軸をＯ２濃度差として、エアクリーナー１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｃをエンジン２に取り付け、それぞれの場合の排気ガスに含まれるＯ２濃度を排気ガス分析計で測定した結果である。
エンジン出力とは、エアクリーナーが取り付けられたエンジン２のエンジン出力を表している。Ｏ２濃度差とは、エアクリーナー１２Ｂ・１２Ｃとエアクリーナー１２ＡとのＯ２濃度の差である。
図８から明らかなように、エンジン出力が小さい場合には、エアクリーナー１２が経年劣化すればＯ２濃度が薄くなる。逆に、エンジン出力が大きい場合は、エアクリーナー１２が経年劣化すればＯ２濃度が濃くなる。つまり、エアクリーナー１２の経年劣化による空燃比特性と、エンジン出力とは相関がある。
ここで、図８を用いて、エアクリーナー１２の経年劣化と空燃比特性の相関について説明する。なお、エアクリーナー１２が経年劣化とは、吸気経路の経年劣化の主要因である。また、吸気経路の経年劣化とは、吸気流量の低下の要因である。
図８において、実線Ａは新品のエアクリーナー１２Ａ、破線Ｂは経年劣化したエアクリーナー１２Ｂ、一点鎖線Ｃはさらに経年劣化したエアクリーナー１２Ｃの出力による空燃比特性を表している。なお、エアクリーナー１２Ｃは、エアクリーナー１２Ｂより経年劣化が著しいものとする。図８は、横軸を出力、縦軸をＯ２濃度差として、エアクリーナー１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｃをエンジン２に取り付け、それぞれの場合の排気ガスに含まれるＯ２濃度を排気ガス分析計で測定した結果である。
エンジン出力とは、エアクリーナーが取り付けられたエンジン２のエンジン出力を表している。Ｏ２濃度差とは、エアクリーナー１２Ｂ・１２Ｃとエアクリーナー１２ＡとのＯ２濃度の差である。
図８から明らかなように、エンジン出力が小さい場合には、エアクリーナー１２が経年劣化すればＯ２濃度が薄くなる。逆に、エンジン出力が大きい場合は、エアクリーナー１２が経年劣化すればＯ２濃度が濃くなる。つまり、エアクリーナー１２の経年劣化による空燃比特性と、エンジン出力とは相関がある。
＜経時補正マップ＞
ここで、図９を用いて、経時補正係数としての経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）について説明する。
図９に示すように、経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）は、エンジン回転数Ｎ、エンジン負荷Ｌ、及び経時補正係数ηの３次元マップである。図９は、横軸をエンジン回転数Ｎ、縦軸をエンジン負荷Ｌとして、経時補正係数η１、・・・、η４（以下、単にη）が表されている。
ここで、上述したように、エンジン２の空燃比特性は、エンジン運転領域によって異なるものである。さらに、図８の説明で述べたように、エンジン運転領域毎の空燃比特性は、エアクリーナー１２の経年劣化によっても異なるものである。そのため、ＰＩＶｐｏｉｎｔでの開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖを全エンジン運転領域に展開すると、エンジン運転領域によっては補正値が大きい又は小さいといった誤差が生じることになる。そこで、開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖに対し、エンジン運転領域毎並びにエアクリーナー１２の経年劣化による空燃比特性に基づく経時補正係数ηを乗じ、エンジン運転領域毎に展開する必要がある。この経時補正係数ηは予め実験によって求められ、経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）は記憶部１２０に予め記憶されている。なお、本実施例では、経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）における各経時補正係数ηの個別値については特に限定してない。
ここで、図９を用いて、経時補正係数としての経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）について説明する。
図９に示すように、経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）は、エンジン回転数Ｎ、エンジン負荷Ｌ、及び経時補正係数ηの３次元マップである。図９は、横軸をエンジン回転数Ｎ、縦軸をエンジン負荷Ｌとして、経時補正係数η１、・・・、η４（以下、単にη）が表されている。
ここで、上述したように、エンジン２の空燃比特性は、エンジン運転領域によって異なるものである。さらに、図８の説明で述べたように、エンジン運転領域毎の空燃比特性は、エアクリーナー１２の経年劣化によっても異なるものである。そのため、ＰＩＶｐｏｉｎｔでの開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖを全エンジン運転領域に展開すると、エンジン運転領域によっては補正値が大きい又は小さいといった誤差が生じることになる。そこで、開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖに対し、エンジン運転領域毎並びにエアクリーナー１２の経年劣化による空燃比特性に基づく経時補正係数ηを乗じ、エンジン運転領域毎に展開する必要がある。この経時補正係数ηは予め実験によって求められ、経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）は記憶部１２０に予め記憶されている。なお、本実施例では、経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）における各経時補正係数ηの個別値については特に限定してない。
＜補正展開制御＞
ここで、上述した定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）及び経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を用いる補正展開制御について説明する。なお、説明を分かり易くするため、上述した開度調整手段２００による開度調整制御を開度マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ）として定義する。
すなわち、開度ＧＶＭは、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｌとに基づいて、開度マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ）より算出される。
ここで、上述した開度補正制御において、ｒ回目に補正された開度マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ）を更新開度マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｎ（ｒ））とし、ｒ回目までの開度総補正量を総補正量マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））とすると、これらのマップの関係は、以下のように表すことができる。
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｎ（ｒ））＝ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ）＋ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））
ここで、開度総補正量マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））は上述した定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）及び経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を用いて、以下のように表すことができる。
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））＝ＧＭＶ＿ｒｖ（１）×ｆ（Ｎ、Ｌ、ε）＋ｆ（Ｎ、Ｌ、η）×ＧＭＶ＿ｒｖ（２）＋・・・＋ｆ（Ｎ、Ｌ、η）×ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ）
つまり、初回の開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖ（１）に対しては定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）を、２回目以降の開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖ（２）〜ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ）に対しては経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を乗じて開度総補正量マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））を乗じ、エンジン運転領域毎に展開している。なお、経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）をどのタイミングにて乗じるかについては、特に本実施例に限定されることはない。
このようにして、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）を乗じて、開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖをエンジン運転領域毎に展開するため、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正精度を向上することができる。
また、エンジン運転領域毎及び吸気経路の経年劣化による空燃比特性に基づく経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を乗じて、開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖをエンジン運転領域毎に展開するため、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正精度を向上することができる。
さらに、１回目と、２回目以降の補正展開制御では、エンジン２の使用経過に応じて定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）又は経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を使い分けるため、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正精度を向上することができる。
ここで、上述した定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）及び経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を用いる補正展開制御について説明する。なお、説明を分かり易くするため、上述した開度調整手段２００による開度調整制御を開度マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ）として定義する。
すなわち、開度ＧＶＭは、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｌとに基づいて、開度マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ）より算出される。
ここで、上述した開度補正制御において、ｒ回目に補正された開度マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ）を更新開度マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｎ（ｒ））とし、ｒ回目までの開度総補正量を総補正量マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））とすると、これらのマップの関係は、以下のように表すことができる。
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｎ（ｒ））＝ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ）＋ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））
ここで、開度総補正量マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））は上述した定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）及び経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を用いて、以下のように表すことができる。
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））＝ＧＭＶ＿ｒｖ（１）×ｆ（Ｎ、Ｌ、ε）＋ｆ（Ｎ、Ｌ、η）×ＧＭＶ＿ｒｖ（２）＋・・・＋ｆ（Ｎ、Ｌ、η）×ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ）
つまり、初回の開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖ（１）に対しては定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）を、２回目以降の開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖ（２）〜ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ）に対しては経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を乗じて開度総補正量マップｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ））を乗じ、エンジン運転領域毎に展開している。なお、経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）をどのタイミングにて乗じるかについては、特に本実施例に限定されることはない。
このようにして、エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）を乗じて、開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖをエンジン運転領域毎に展開するため、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正精度を向上することができる。
また、エンジン運転領域毎及び吸気経路の経年劣化による空燃比特性に基づく経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を乗じて、開度補正値ＧＭＶ＿ｒｖをエンジン運転領域毎に展開するため、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正精度を向上することができる。
さらに、１回目と、２回目以降の補正展開制御では、エンジン２の使用経過に応じて定格補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、ε）又は経時補正マップｆ（Ｎ、Ｌ、η）を使い分けるため、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正精度を向上することができる。
＜吸気負圧マップ＞
また、図１０を用いて、補正展開制御の別制御例について説明する。
図１０に示すように、吸気負圧マップｆ（Ｐ、ｆ（Ｎ、Ｌ、η））は、上述した吸気負圧Ｐについてそれぞれの吸気負圧Ｐ１、・・・・、Ｐｍ毎にエアクリーナー１２の経年劣化に対応する複数の経時補正マップｆ１（Ｎ、Ｌ、η）、・・・・、ｆｍ（Ｎ、Ｌ、η）を備える２次元マップである。吸気負圧マップｆ（Ｐ、ｆ（Ｎ、Ｌ、η））は、記憶部１２０に予め記憶されている。
ここで、吸気負圧Ｐは、エアクリーナー１２の経年劣化を主要因とする吸気経路の経年劣化を表している。そこで、本制御では、現在の吸気負圧Ｐに基づいて吸気負圧マップｆ（Ｐ、ｆ（Ｎ、Ｌ、η））より吸気負圧Ｐに対応する経時補正マップｆｍ（Ｎ、Ｌ、η）を算出することができる。
このようにして、エアクリーナー１２の経年劣化に伴う吸気経路の空気流量低下を吸気負圧センサー１３３によって実測できるため、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正精度を向上することができる。
また、図１０を用いて、補正展開制御の別制御例について説明する。
図１０に示すように、吸気負圧マップｆ（Ｐ、ｆ（Ｎ、Ｌ、η））は、上述した吸気負圧Ｐについてそれぞれの吸気負圧Ｐ１、・・・・、Ｐｍ毎にエアクリーナー１２の経年劣化に対応する複数の経時補正マップｆ１（Ｎ、Ｌ、η）、・・・・、ｆｍ（Ｎ、Ｌ、η）を備える２次元マップである。吸気負圧マップｆ（Ｐ、ｆ（Ｎ、Ｌ、η））は、記憶部１２０に予め記憶されている。
ここで、吸気負圧Ｐは、エアクリーナー１２の経年劣化を主要因とする吸気経路の経年劣化を表している。そこで、本制御では、現在の吸気負圧Ｐに基づいて吸気負圧マップｆ（Ｐ、ｆ（Ｎ、Ｌ、η））より吸気負圧Ｐに対応する経時補正マップｆｍ（Ｎ、Ｌ、η）を算出することができる。
このようにして、エアクリーナー１２の経年劣化に伴う吸気経路の空気流量低下を吸気負圧センサー１３３によって実測できるため、燃料ガス供給量調整弁３５の開度補正精度を向上することができる。
１ ガスエンジン制御装置
２ エンジン
３ ミキサ
１２ エアクリーナー
３５ 燃料ガス供給量調整弁
５０ ＰＩＶマップ
１００ コントローラ
１２０ 記憶部
１５０ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ（ＥＣＵ）
２００ 開度調整手段
３００ 開度補正手段
Ｎ エンジン回転数
Ｌ エンジン負荷
ＰＩＶ 実燃焼変動値
ＰＩＶｍ 目標燃焼変動値
ＧＶＭ 燃料ガス供給量調整弁開度（開度）
ｎ サンプリング数
ｍ 極値数
Ｐ 吸気負圧
ＧＶＭｍａｘ１ 極大値
ＧＶＭｍａｘ２ 極大値
ＧＶＭｍａｘ 平均極大値
ＧＶＭｍｉｎ１ 極小値
ＧＶＭｍｉｎ２ 極小値
ＧＶＭｍｉｎ 平均極小値
Ｗ 重み係数
ＧＶＭ＿ｒｎ 開度更新値
ＧＶＭ＿ｒｖ 開度補正値
ε 定格補正係数
ｆ（Ｎ、Ｌ、ε） 定格補正マップ
η 経時補正係数
ｆ（Ｎ、Ｌ、η） 経時補正マップ
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ） 開度マップ
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ＿ｒｎ（ｒ） 更新開度マップ
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ）） 総補正量マップ
ｆ（Ｐ、ｆ（Ｎ、Ｌ、η）） 吸気負圧マップ
２ エンジン
３ ミキサ
１２ エアクリーナー
３５ 燃料ガス供給量調整弁
５０ ＰＩＶマップ
１００ コントローラ
１２０ 記憶部
１５０ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ（ＥＣＵ）
２００ 開度調整手段
３００ 開度補正手段
Ｎ エンジン回転数
Ｌ エンジン負荷
ＰＩＶ 実燃焼変動値
ＰＩＶｍ 目標燃焼変動値
ＧＶＭ 燃料ガス供給量調整弁開度（開度）
ｎ サンプリング数
ｍ 極値数
Ｐ 吸気負圧
ＧＶＭｍａｘ１ 極大値
ＧＶＭｍａｘ２ 極大値
ＧＶＭｍａｘ 平均極大値
ＧＶＭｍｉｎ１ 極小値
ＧＶＭｍｉｎ２ 極小値
ＧＶＭｍｉｎ 平均極小値
Ｗ 重み係数
ＧＶＭ＿ｒｎ 開度更新値
ＧＶＭ＿ｒｖ 開度補正値
ε 定格補正係数
ｆ（Ｎ、Ｌ、ε） 定格補正マップ
η 経時補正係数
ｆ（Ｎ、Ｌ、η） 経時補正マップ
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ） 開度マップ
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＶＭ＿ｒｎ（ｒ） 更新開度マップ
ｆ（Ｎ、Ｌ、ＧＭＶ＿ｒｖ（ｒ）） 総補正量マップ
ｆ（Ｐ、ｆ（Ｎ、Ｌ、η）） 吸気負圧マップ
Claims (4)
- 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、
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と、
を有するガスエンジン制御装置において、
エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく補正係数を定格補正係数とし、前記開度補正値に対し該定格補正係数を乗じてエンジン運転領域毎に展開する補正展開手段を備えることを特徴とするガスエンジン制御装置。 - 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、
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と、
を有するガスエンジン制御装置において、
エンジン運転領域毎及び前記吸気経路の経年劣化による空燃比特性に基づく補正係数を経時補正係数とし、前記開度補正値に対し該経時補正係数を乗じてエンジン運転領域毎に展開する補正展開手段を備えることを特徴とするガスエンジン制御装置。 - 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、
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と、
を有するガスエンジン制御装置において、
エンジン運転領域毎による空燃比特性に基づく補正係数を定格補正係数とし、エンジン運転領域毎及び前記吸気経路の経年劣化による空燃比特性に基づく補正係数を経時補正係数とし、前記開度補正値に対し、所定補正回数未満までは前記定格補正係数を乗じ、該所定補正回数以降は前記経時補正係数を乗じてエンジン運転領域毎に展開する補正展開手段を備えることを特徴とするガスエンジン制御装置。 - 請求項２又は３記載のガスエンジン制御装置において、
前記吸気経路に設けられ、該吸気経路の吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段を備え、
前記経時補正係数は、前記吸気負圧に基づいて算出されることを特徴とするガスエンジン制御装置。
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-
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- 2008-03-24 JP JP2008075785A patent/JP5074255B2/ja not_active Expired - Fee Related
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