JP5074255B2 - Gas engine control device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a gas engine control device, and more particularly to a technique for opening 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.
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。 Conventionally, a gas engine is known as an engine that supplies a mixture of air and fuel gas to a combustion chamber. Further, 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. For example, Patent Document 1 discloses a lean combustion control method in a gas engine control device that adjusts the opening of a fuel gas supply amount adjustment valve so that the variation of the combustion fluctuation value converges to the target fuel fluctuation value.
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。
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。 However, the opening degree correction described above is performed in a predetermined engine operating region (engine speed and engine load). Here, since the air-fuel ratio characteristic varies depending on the engine operation region, the control accuracy of the air-fuel ratio may be poor in the engine operation region other than the representative point where the opening degree correction is performed. Therefore, the problem to be solved is that, in the opening correction of the fuel gas supply amount adjustment valve, the opening correction value is developed for each engine operating region based on the air-fuel ratio characteristic for each engine operating region, and the opening correction accuracy Is to improve.
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。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
請求項1においては、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段(131)と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段(132)と、吸気経路へ合流する燃料ガス供給経路(3)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(35)と、前記エンジン回転数検出手段(132)を介して、1燃焼サイクル相当のパルス数計測時間に基づいてエンジン回転数(N)を算出するとともに、1燃焼サイクルにおける各気筒毎の燃焼行程相当のパルス数計測時間に基づいて瞬時エンジン回転数(n1、n2、n3)を算出し、前記エンジン回転数(N)と瞬時エンジン回転数(n1、n2、n3)との回転数差に基づく実燃焼変動値(PIV)を、前記エンジン負荷に基づく目標燃焼変動値(PIVm)に収束するように前記燃料ガス供給量調整手段(35)を調整する開度調整手段(200)と、所定時期において、前記燃料ガス供給量調整手段(35)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(PIVm)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(GVM_rv)を算出する開度補正手段(300)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(ε)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(η)とし、前記開度補正値(GVM_rv)に対し、所定補正回数未満までは前記定格補正係数(ε)を乗じ、前記所定補正回数以降は前記経時補正係数(η)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)を備えるものである。 The engine load detecting means (131) for detecting the engine load, the engine speed detecting means (132) for detecting the engine speed, and the fuel gas supply path (3) for joining the intake path. The fuel gas supply amount adjusting means (35) for adjusting the fuel gas supply amount to the intake passage and the engine speed detection means (132) are provided for a pulse number measurement time corresponding to one combustion cycle. The engine speed (N) is calculated based on the engine speed, and the instantaneous engine speed (n1, n2, n3) is calculated based on the pulse number measurement time corresponding to the combustion stroke for each cylinder in one combustion cycle. the number (N) and the instantaneous engine speed actual combustion variation value based on the rotational speed difference between the (n1, n2, n3) and (PIV), a target combustion variation value based on the engine load ( Opening degree adjusting means (200) for adjusting the fuel gas supply amount adjusting means (35) so as to converge to IVm), and forcibly setting the opening degree of the fuel gas supply amount adjusting means (35) at a predetermined time. An opening correction means (300) that increases or decreases and calculates an opening correction value (GVM_rv) based on the maximum and minimum values of the opening in the process of convergence to the target combustion fluctuation value (PIVm); The correction coefficient based on the air-fuel ratio characteristic for each engine operating region is a rated correction coefficient (ε), and the correction coefficient based on the air-fuel ratio characteristic due to aging deterioration of each engine operating region and the intake passage A correction coefficient (η) is used, and the opening correction value (GVM_rv) is multiplied by the rated correction coefficient (ε) until the number of corrections is less than a predetermined number of corrections. Multiplied by the positive coefficient (eta), those comprising correcting expansion means for expanding each engine operating region (400).
請求項2においては、請求項1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(133)を備え、前記経時補正係数(η)は、前記吸気負圧に基づいて算出されるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the gas engine control device according to the first aspect of the present invention, the gas engine control device includes an intake negative pressure detecting means (133) provided in the intake path for detecting an intake negative pressure in the intake path, and the time correction coefficient ( η) is calculated based on the intake negative pressure .
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
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。 According to the first aspect, since the opening correction value is developed for each engine operation region based on the air-fuel ratio characteristic for each engine operation region, the opening correction accuracy of the fuel gas supply amount adjusting valve can be improved.
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。 In addition, since the opening correction value is developed for each engine operating region based on the air-fuel ratio characteristics due to the aging deterioration of the intake passage for each engine operating region, the opening correction accuracy of the fuel gas supply amount adjustment valve can be improved. it can.
また、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。 In addition, since the correction coefficient is properly used according to the usage progress of the gas engine, the opening degree correction accuracy of the fuel gas supply amount adjusting valve can be improved.
請求項2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。 According to the second aspect of the present invention, since it is possible to actually measure a decrease in the air flow rate due to aged deterioration of the intake passage, it is possible to improve the opening degree correction accuracy of the fuel gas supply amount adjusting valve.
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。 Next, embodiments of the invention will be described. 1 is a block diagram showing the configuration of a gas engine control device and a gas engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the gas engine control device, and FIG. 3 is a graph showing the PIV map. is there.
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。 4 is a block diagram showing the opening adjustment control, FIG. 5 is a flowchart showing the opening correction control, and FIG. 6 is a chart showing the time series change of the opening correction control.
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、図10は吸気負圧マップを示すテーブル図である。 FIG. 7 is a graph showing a rating correction map, FIG. 8 is a graph showing the correlation between engine output, air-fuel ratio characteristics and aging of the air cleaner, FIG. 9 is a graph showing a time-dependent correction map, and FIG. It is a table figure which shows a pressure map.
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。 First, the engine 2 that is a control target of the gas engine control device 1 of the present invention will be briefly described with reference to FIG. In this embodiment, the engine 2 is mounted on an engine-driven heat pump. The engine 2 of the present embodiment is a three-cylinder gas engine that uses gaseous fuel 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 for supplying mixed gas generated by mixing air and fuel taken from outside and fuel by a mixer 3 described later, and an air cleaner 12 for removing dust and the like contained in the air. Yes. The engine main body opens and closes the combustion chamber 21a, which is a space for burning the mixed gas, and the cylinder head 21, thereby connecting the intake pipe 11 and the combustion chamber 21a to the intake valve 23 and the combustion chamber 21a. The spark plug 22 that generates sparks to burn the supplied mixed gas, the mixed gas supplied to the combustion chamber 21a burns and expands, and the piston 25 slides in the vertical direction by the reciprocating motion of the piston 25. A crankshaft 26 that rotates 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 the exhaust gas generated by the combustion of the mixed gas in the combustion chamber 21 a to the outside of the engine 2.
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。 The mixer 3 as a fuel gas supply path includes a first fuel supply pipe 31 that supplies fuel gas into the intake pipe 11, an open / close fuel valve 32 that temporarily increases the fuel gas from the first fuel supply pipe 31, and an open / close Gas for adjusting the amount of fuel gas passing through the second fuel supply line 34, that is, the amount of fuel gas contained in the mixed gas, bypassing the fuel valve 32 and connected to the first fuel supply line 31 A differential pressure is generated between the fuel gas and the intake air in the fuel gas supply amount adjustment valve 35 and the first fuel supply pipe 31 as the supply amount adjusting means, and the fuel gas is supplied from the first fuel supply pipe 31 to the intake pipe. 11 and a throttle valve 36 that adjusts the supply amount of the mixed gas. Note that the open / close fuel valve 32 is omitted when the control for temporarily increasing the fuel gas is not incorporated.
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。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。
Next, the gas engine control device 1 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIGS. 1 and 2, 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 intake negative pressure sensor 133, and an Electronic Control Unit that performs various calculations. (Hereinafter referred to as ECU) 150 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. In the present invention, the engine speed N is calculated based on the pulse number measurement time corresponding to one combustion cycle (two rotations of the crankshaft 26). On the other hand, 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 | coolant by the compressor which is not shown in figure is calculated. As 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 intake negative pressure sensor 133 as an intake negative pressure detection means is a sensor that is provided between the air cleaner 12 and the venturi 33 in the intake path and detects the intake negative pressure P in the intake path. The ECU 150 includes a controller 100 having functions as an opening degree adjusting unit 200, an opening degree correcting unit 300, and a correction expanding unit 400, which will be described later, and a storage unit 120.
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。 The PIV map 50 representing the combustion fluctuation value will be described in detail 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. Here, the PIV map 50 is a map stored in advance in the storage unit 120 included in the ECU 150. Here, 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. There is a correlation that the number difference becomes large, and a function based on this rotational speed difference is used as a combustion fluctuation value. That is, as the combustion fluctuation value is larger, the NOx generation amount can be reduced in the lean combustion region (however, misfire is likely to occur), and as the combustion fluctuation value is smaller, the NOx generation amount is closer to the stoichiometric air-fuel ratio. It ’s difficult. The target combustion fluctuation value PIVm is selected so as to correspond to a lean combustion region near the limit where no misfire occurs.
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。 Here, the opening adjustment control will be described in detail with reference to FIG. 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. First, 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. Next, 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. On the other hand, 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. Here, 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 ΔPIV. Here, the deviation ΔPIV is a deviation between the target combustion fluctuation value PIVm and the actual combustion fluctuation value PIV.
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。 Here, the opening degree correction control will be described in detail 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.
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)。 First, S110 to S150 will be described in detail with reference to FIG. In the following opening degree correction control, the engine speed N is fixed at a predetermined speed. First, the controller 100 determines whether or not the accumulated operation time of the engine 2 has reached a predetermined time t_int (S110). Here, the predetermined time t_int is an accumulated operation time that is calculated from the installation on site or after the maintenance. Next, when the integrated operation time reaches the predetermined timing t_int, the controller 100 forcibly increases the opening degree GVM by a predetermined amount to the opening degree command value by the GVM calculation unit 101 (S120), and the number of samplings n and the number of extreme values The setting of m is set to 1 (S130). Here, 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. Further, 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. When the opening degree GVM is forcibly increased at the beginning of the control as in this embodiment, that is, when the fuel gas is increased and the initial value of the extreme value number m is set to 1, the opening degree is obtained when the extreme value number m is an odd number. A minimum value of GVM appears, and a maximum value of opening degree GVM appears when the value is even. When the opening GVM is forcibly reduced by a predetermined amount, that is, when the fuel gas is reduced and the initial value of the extreme value m is set to 1, the maximum value of the opening GVM is obtained when the extreme value m is an odd number. Appears, and when it is an even number, the minimum value of the opening degree GVM appears. Next, 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).
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。 Here, the time series change of the opening degree GVM and the actual combustion fluctuation value PIV in the opening degree correction control will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis below the actual combustion fluctuation value PIV, and the vertical axis above the opening GVM. In FIG. 6, the solid line represents the time series change of the opening degree GVM, and the broken line represents the time series change of the actual combustion fluctuation value PIV and the target combustion fluctuation value PIVm. In S120, since the opening degree GVM is forcibly increased by a predetermined amount, the actual combustion fluctuation value PIV rapidly decreases. 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.
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。 Next, S210 to S360 will be described in detail with reference to FIG. In 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 (see 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. On the other hand, 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.
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。 Next, S410 to S430 will be described in detail with reference to FIG. First, 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 the internal value of W vs. 1-W of the average minimum value GVMmin and the average maximum value GVMmax as the opening degree update value GVM_rn 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.
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。 In this way, by forcibly increasing or decreasing the opening degree GVM of the fuel gas supply amount adjustment valve 35, 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. In addition, 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. Furthermore, by limiting the maximum value and the minimum value used for calculating the correction value to detection twice each, optimal control can be executed in order to achieve both time reduction and accuracy improvement. Further, by weighting the average minimum value GVMmin or the average maximum value GVMmax, it is possible to select lean combustion emphasis that weights the average minimum value GVMmin or misfire prevention importance that weights the average maximum value GVMmax.
<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。
<About correction development control>
Hereinafter, the correction development control will be described in detail with reference to FIGS. The controller 100 has a function of performing the correction expansion control that expands the above-described opening correction value GVM_rv for each engine operation region based on the air-fuel ratio characteristics as the correction expansion means 400.
<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)における各定格補正係数εの個別値については特に限定してない。
<Rated correction map>
First, a rating correction map f (N, L, ε) as a rating correction coefficient will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the rating correction map f (N, L, ε) is a three-dimensional map of the engine speed N, the engine load L, and the rating correction coefficient ε. FIG. 7 shows rated correction coefficients ε1,..., Ε4 (hereinafter simply referred to as ε) for each engine operating region, with the horizontal axis representing the engine speed N and the vertical axis representing the engine load L. PIVpoint in FIG. 7 is a predetermined engine speed and a predetermined engine load at which the above-described opening correction control is performed. Here, the air-fuel ratio characteristic of the engine 2 varies depending on the engine speed N and the engine load L, which are engine operating ranges. Therefore, if the opening correction value GMV_rv calculated by PIVpoint is developed in the entire engine operation region, an error such as a large or small correction value occurs depending on the engine operation region. Therefore, it is necessary to multiply the opening correction value GMV_rv by the rated correction coefficient ε based on the air-fuel ratio characteristic for each engine operating region of the engine 2 and develop it for each engine operating region. The rating correction coefficient ε is obtained in advance by experiments, and the rating correction map f (N, L, ε) is stored in the storage unit 120 in advance. In the present embodiment, the individual value of each rating correction coefficient ε in the rating correction map f (N, L, ε) is not particularly limited.
<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。
<Aging and O2 concentration>
Here, the correlation between the aging of the air cleaner 12 and the air-fuel ratio characteristic will be described with reference to FIG. Note that the aging deterioration of the air cleaner 12 is a main factor of the aging deterioration of the intake passage. In addition, aged deterioration of the intake path is a factor of a decrease in intake flow rate. In FIG. 8, a solid line A represents a new air cleaner 12A, a broken line B represents an air-fuel ratio characteristic due to an output of the aged air cleaner 12B, and an alternate long and short dash line C represents an air-fuel ratio characteristic due to an output of the aged air cleaner 12C. It is assumed that the air cleaner 12C is significantly deteriorated over time than the air cleaner 12B. FIG. 8 shows the result of measuring the O2 concentration contained in the exhaust gas in each case with an exhaust gas analyzer with the horizontal axis as the output and the vertical axis as the O2 concentration difference, with the air cleaners 12A, 12B, and 12C attached to the engine 2. It is. The engine output represents the engine output of the engine 2 to which the air cleaner is attached. The O2 concentration difference is a difference in O2 concentration between the air cleaners 12B and 12C and the air cleaner 12A. As is apparent from FIG. 8, when the engine output is small, the O2 concentration becomes light if the air cleaner 12 deteriorates over time. On the other hand, when the engine output is large, the O2 concentration increases as the air cleaner 12 deteriorates over time. That is, the air-fuel ratio characteristic due to aging of the air cleaner 12 and the engine output have a correlation.
<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。
<Time correction map>
Here, the temporal correction map f (N, L, η) as the temporal correction coefficient will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the temporal correction map f (N, L, η) is a three-dimensional map of the engine speed N, the engine load L, and the temporal correction coefficient η. FIG. 9 shows time-dependent correction coefficients η1,..., Η4 (hereinafter simply referred to as η) with the engine speed N as the horizontal axis and the engine load L as the vertical axis. Here, as described above, the air-fuel ratio characteristic of the engine 2 varies depending on the engine operating region. Further, as described in the explanation of FIG. 8, the air-fuel ratio characteristic for each engine operation region varies depending on the aging of the air cleaner 12. Therefore, when the opening correction value GMV_rv at PIVpoint is developed in the entire engine operation region, an error such as a large or small correction value occurs depending on the engine operation region. Therefore, it is necessary to multiply the opening correction value GMV_rv for each engine operation region by each engine operation region and for each engine operation region by multiplying the opening correction value GMV_rv by the time correction coefficient η based on the air-fuel ratio characteristic due to the aging of the air cleaner 12. The temporal correction coefficient η is obtained in advance by experiments, and the temporal correction map f (N, L, η) is stored in the storage unit 120 in advance. In the present embodiment, the individual value of each temporal correction coefficient η in the temporal correction map f (N, L, η) is not particularly limited.
<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。
<Correction development control>
Here, the correction development control using the above-described rated correction map f (N, L, ε) and the temporal correction map f (N, L, η) will be described. For easy understanding, the opening degree adjustment control by the opening degree adjusting means 200 is defined as an opening degree map f (N, L, GVM). That is, the opening degree GVM is calculated from the opening degree map f (N, L, GVM) based on the engine speed N and the engine load L. Here, in the opening degree correction control described above, the opening degree map f (N, L, GVM) corrected for the r-th time is set as an updated opening degree map f (N, L, GMV_rn (r)), and up to the r-th time. If the total opening correction amount is a total correction amount map f (N, L, GMV_rv (r)), the relationship between these maps can be expressed as follows.
f (N, L, GMV_rn (r)) = f (N, L, GVM) + f (N, L, GMV_rv (r))
Here, the total opening degree correction amount map f (N, L, GMV_rv (r)) uses the above-described rated correction map f (N, L, ε) and the temporal correction map f (N, L, η), It can be expressed as follows:
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)
That is, for the first opening correction value GMV_rv (1), the rated correction map f (N, L, ε) is used for the second and subsequent opening correction values GMV_rv (2) to GMV_rv (r). Multiply by the time correction map f (N, L, η) and the total opening correction amount map f (N, L, GMV_rv (r)), and develop each engine operation region. Note that the timing at which the time-dependent correction map f (N, L, η) is multiplied is not particularly limited to the present embodiment. In this way, the fuel gas supply amount adjustment is performed in order to develop the opening correction value GMV_rv for each engine operating region by multiplying the rated correction map f (N, L, ε) based on the air-fuel ratio characteristics for each engine operating region. The opening degree correction accuracy of the valve 35 can be improved. Further, the fuel gas is used to develop the opening correction value GMV_rv for each engine operating region by multiplying the time-dependent correction map f (N, L, η) based on the air-fuel ratio characteristic due to the aging deterioration of the intake passage for each engine operating region. The opening degree correction accuracy of the supply amount adjusting valve 35 can be improved. Further, in the first and second and subsequent correction development controls, the rated correction map f (N, L, ε) or the temporal correction map f (N, L, η) is used properly according to the usage progress of the engine 2. The opening degree correction accuracy of the fuel gas supply amount adjusting valve 35 can be improved.
<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。
<Intake negative pressure map>
Further, another control example of the correction development control will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, the intake negative pressure map f (P, f (N, L, η)) is an air cleaner for each intake negative pressure P1,. 12 is a two-dimensional map including a plurality of temporal correction maps f1 (N, L, η),..., Fm (N, L, η) corresponding to twelve aging degradations. The intake negative pressure map f (P, f (N, L, η)) is stored in the storage unit 120 in advance. Here, the intake negative pressure P represents the aging deterioration of the intake passage mainly due to the aging deterioration of the air cleaner 12. Therefore, in this control, the time-dependent correction map fm (N, L, η) corresponding to the intake negative pressure P from the intake negative pressure map f (P, f (N, L, η)) based on the current intake negative pressure P. ) Can be calculated. In this way, since the intake negative pressure sensor 133 can actually measure a decrease in the air flow rate in the intake path due to the deterioration of the air cleaner 12 over time, the opening degree correction accuracy of the fuel gas supply amount adjustment valve 35 can be improved.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas engine control apparatus 2 Engine 3 Mixer 12 Air cleaner 35 Fuel gas supply amount adjustment valve 50 PIV map 100 Controller 120 Memory | storage part 150 Electronic Control Unit (ECU)
200 Opening adjustment means 300 Opening correction means N Engine speed L Engine load PIV Actual combustion fluctuation value PIVm Target combustion fluctuation value GVM Fuel gas supply amount adjustment valve opening degree (opening degree)
n Number of samplings m Number of extreme values P Intake negative pressure GVMmax1 Maximum value GVMmax2 Maximum value GVMmax Average maximum value GVMmin1 Minimum value GVMmin2 Minimum value GVMmin Average minimum value W Weighting factor GVM_rn Opening correction value GVM_r Opening value correction value GVM_r N, L, ε) Rated correction map η Temporal correction coefficient f (N, L, η) Temporal correction map f (N, L, GVM) Opening map f (N, L, GVM_rn (r) Update opening map f (N, L, GMV_rv (r)) Total correction amount map f (P, f (N, L, η)) Intake negative pressure map
Claims (2)
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段(132)と、
吸気経路へ合流する燃料ガス供給経路(3)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(35)と、
前記エンジン回転数検出手段(132)を介して、1燃焼サイクル相当のパルス数計測時間に基づいてエンジン回転数(N)を算出するとともに、1燃焼サイクルにおける各気筒毎の燃焼行程相当のパルス数計測時間に基づいて瞬時エンジン回転数(n1、n2、n3)を算出し、前記エンジン回転数(N)と瞬時エンジン回転数(n1、n2、n3)との回転数差に基づく実燃焼変動値(PIV)を、前記エンジン負荷に基づく目標燃焼変動値(PIVm)に収束するように前記燃料ガス供給量調整手段(35)を調整する開度調整手段(200)と、
所定時期において、前記燃料ガス供給量調整手段(35)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(PIVm)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(GVM_rv)を算出する開度補正手段(300)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(ε)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(η)とし、前記開度補正値(GVM_rv)に対し、所定補正回数未満までは前記定格補正係数(ε)を乗じ、前記所定補正回数以降は前記経時補正係数(η)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
ことを特徴とするガスエンジン制御装置。 Engine load detecting means (131) for detecting engine load;
Engine speed detecting means (132) for detecting the engine speed;
A fuel gas supply amount adjusting means (35) that is provided in the fuel gas supply route (3) that joins the intake passage and adjusts the fuel gas supply amount to the intake passage;
The engine speed (N) is calculated based on the pulse number measurement time corresponding to one combustion cycle via the engine speed detecting means (132), and the number of pulses corresponding to the combustion stroke for each cylinder in one combustion cycle. Based on the measured time, the instantaneous engine speed (n1, n2, n3) is calculated, and the actual combustion fluctuation value based on the speed difference between the engine speed (N) and the instantaneous engine speed (n1, n2, n3). An opening degree adjusting means (200) for adjusting the fuel gas supply amount adjusting means (35) so as to converge (PIV) to a target combustion fluctuation value (PIVm) based on the engine load;
At a predetermined time, the opening degree of the fuel gas supply amount adjusting means (35) is forcibly increased or decreased, and based on the maximum value and the minimum value of the opening degree in the process of convergence to the target combustion fluctuation value (PIVm). An opening correction means (300) for calculating an opening correction value (GVM_rv);
In a gas engine control device having
The correction coefficient based on the air-fuel ratio characteristics for each engine operating region is set as a rated correction coefficient (ε), the correction coefficient based on the air-fuel ratio characteristics due to aging of the engine operating region and the intake passage is set as a time-dependent correction coefficient (η), The opening correction value (GVM_rv) is multiplied by the rated correction coefficient (ε) until less than the predetermined number of corrections, and is multiplied by the time-dependent correction coefficient (η) after the predetermined number of corrections to be developed for each engine operating region. A gas engine control device comprising correction expansion means (400) .
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