(57)【要約】【課題】オットー型エンジンを駆動するための新規な方法を提供する。【解決手段】本発明に係るオットー型エンジンは燃料と空気の混合物を燃焼させるシリンダ(10)と、シリンダに供給すべき空気を圧縮するターボチャージャ(16)と、圧縮空気に燃料を混合するための燃料制御弁(15)を備え、第1の閉もしくは開ループ制御装置(21)によって弁(15)に対して制御信号(23)が決定され、それによってエンジンは、当該信号に応じて圧縮された空気に混合される燃料量を介して目標回転数および／または出力で駆動される。第1の閉もしくは開ループ制御装置は、第2の閉もしくは開ループ制御装置(22)の燃料制御弁のために制御信号を準備し、第2の閉もしくは開ループ制御装置は制御信号に応じてターボチャージャのための制御信号(24)を発生させ、それによってシリンダに対して燃料空気混合物が提供され、これによって所定空燃比でエンジンを駆動する。【選択図】図１
2010276011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オットー型エンジン、特にオットー型ガスエンジンを駆動するための方法であって、
当該エンジンは燃料と燃焼空気からなる混合物を燃焼させるためのシリンダ(１０)と、
当該シリンダに供給すべき燃焼空気を圧縮するためのターボチャージャ(１６)と、
当該圧縮された燃焼空気に燃料を混合するために前記個々のシリンダに配設された燃料制御弁(１５)と、を備えており、
前記エンジンの第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２１)によって前記燃料制御弁に対して制御信号が決定され、それによって前記エンジンは、当該制御信号に応じて前記圧縮された燃焼空気に混合される燃料の量を介して、所定の目標回転数および／または所定の目標出力で駆動される方法において、
前記第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置は第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２２)の前記燃料制御弁のために前記制御信号(２３)を準備し、当該第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置は、当該制御信号に応じて前記ターボチャージャのための制御信号(２４)を発生させ、それによって前記シリンダに対して燃料と燃焼空気からなる所定の混合物が提供され、これによって所定の空燃比で前記エンジンを駆動することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２２)は前記燃料制御弁に対して作り出された前記制御信号(２３)に応じて、前記ターボチャージャのための前記制御信号(２４)を発生させ、それによって前記ターボチャージャ(１６)によって圧縮された前記燃焼空気の圧力の大きさは、前記エンジンが前記所定の空燃比で駆動されるように決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２１)は、前記燃料制御弁に対する制御信号(２３)として、当該燃料制御弁の電流印加持続時間を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２２)は、前記ターボチャージャ(１６)に対する制御信号(２４)として、前記ターボチャージャ(１６)のタービン(１９)の調整可能なタービン翼に対する操作変数を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２２)は前記ターボチャージャ(１６)に対する制御信号(２４)として、前記ターボチャージャ(１６)のコンプレッサ(１７)の調整可能なバイパスに対する操作変数を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２２)は、前記第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２１)によって前記燃料制御弁に対して準備された前記制御信号(２３)を、補正値(Δ23)の分だけ補正し、前記第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２２)は、前記補正値(Δ23)の分だけ補正された前記制御信号(２３')に応じて前記ターボチャージャ(１６)に対する前記制御信号(２４)を発生させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記燃料制御弁に対して作り出された前記制御信号(２３)を補正するための前記補正値(Δ23)は、前記圧縮された燃焼空気の圧力と前記燃料の圧力との圧力差に応じて、および／または前記エンジンの点火時期に応じて、および／または前記燃料の温度に応じて、および／または前記燃料の燃焼値に応じて、および／または前記エンジンの効率に応じて、および／または前記燃料のメタン価もしくはオクタン価に応じて、および／またはノッキング積分回路の値に応じて検出されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２２)は、前記補正された制御信号(２３')に応じて作り出された制御信号(２４')を、前記ターボチャージャ(１６)に対する前記制御信号(２４)を準備するために、補正値(Δ24)の分だけ補正することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記補正された制御信号(２３')に応じて作り出された前記制御信号(２４')に対する前記補正値(Δ２４)は、燃焼空気の温度に応じて、および／または前記燃料のメタン価もしくは液状燃料の場合はオクタン価に応じて、および／またはノッキング積分回路の値に応じて、および／または前記エンジンの点火時期に応じて検出されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
オットー型エンジン、特にオットー型ガスエンジンであって、
当該エンジンは燃料と燃焼空気からなる混合物を燃焼させるためのシリンダ(１０)と、
当該シリンダに供給すべき燃焼空気を圧縮するためのターボチャージャ(１６)と、
当該圧縮された燃焼空気に燃料を混合するために前記個々のシリンダに配設された燃料制御弁(１５)と、
第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２１)と、を備えており、
当該第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置は、前記燃料制御弁(１５)に対する制御信号(２３)を決定し、それによって前記エンジンは、当該制御信号に応じて前記圧縮された燃焼空気に混合される燃料の量を介して、所定の目標回転数および／または所定の目標出力で駆動されるエンジンにおいて、
前記第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２１)は、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置(２２)の前記燃料制御弁(１５)のために前記制御信号(２３)を準備し、当該第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置は、前記ターボチャージャ(１６)のための制御信号(２４)を請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法で発生させることを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１のプリアンブルに記載のオットー型エンジンを駆動するための方法に関する。本発明はまた、請求項１０のプリアンブルに記載のオットー型エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
大型ガスエンジンとして構成されたオットー型エンジンは、燃料、すなわちガスと燃焼空気からなる混合物を燃焼させるための複数のシリンダを備えている。このような大型ガスエンジンは、典型的に、タービンとコンプレッサを含むターボチャージャを備えており、当該ターボチャージャのタービンにおいてエンジンの高温排ガスは膨張させられ、それによってターボチャージャのコンプレッサを駆動し、これによってエンジンのシリンダに供給すべき燃焼空気を圧縮する。大型ガスエンジンはまた、エンジンのシリンダに配設された燃料制御弁を備えており、当該燃料制御弁を介して圧縮された燃焼空気に燃料を添加することができ、それによって燃焼させるべき燃料と燃焼空気からなる混合物をシリンダに供給する。大型ガスエンジンにおいてガスとして形成された燃料は、圧縮後の燃焼空気に混ぜられるが、それは大型ガスエンジンにおいて燃料と燃焼空気からなる可燃混合物は危険すぎると見なされているためである。
【０００３】
実践から既に知られているように、エンジンのシリンダに配設されていると共に、圧縮された燃焼空気に燃料を添加するために用いられる燃料制御弁を、閉ループ制御もしくは開ループ制御による装置によって開放もしくは閉止し、このように燃料制御弁を用いて圧縮された燃焼空気に添加される燃料の量を介して、所定の目標出力および／または目標回転数でエンジンを運転することができる。
【０００４】
所定の目標出力および／または目標回転数でエンジンを運転するための燃料制御弁の調節に用いられている閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置は調速機とも表される。
【０００５】
オットー型エンジン、特に大型ガスエンジンを安全かつ円滑に運転することを保証するために必要なのは、エンジンが所定の目標出力および／または目標回転数で駆動されることだけでなく、むしろエンジンに対して燃料と燃焼空気からなる所定の混合物を提供し、それによって当該エンジンを所定の空燃比で駆動することが重要である。空燃比の制御もしくはシリンダに供給すべき燃料と燃焼空気からなる混合物の所定の組成の制御を行うために従来知られている方法は、当該方法が運転状態の変化に反応するのが緩慢であると共に、負荷の増大および負荷の減少を認識するのが遅れるという不利点を有している。空燃比の制御のための実践から知られている方法では、特に負荷の切り替えおよび負荷の遮断が不十分であることが判明している。その結果、エンジンのシリンダに供給される燃料と燃焼空気からなる混合物は希薄すぎたり、濃すぎたりし、それによってエンジンの運転中に望ましくないノッキングが生じ、排ガスが過剰になると共にエンジンの効率が低下する結果を招きかねない。
【０００６】
特許文献１および特許文献２から、それぞれ、ガスエンジンに供給すべき燃焼空気と燃料からなる混合物を制御するための方法が知られており、当該方法は燃焼空気とガスとの混合がコンプレッサの前で行われるようなガスエンジンに応用され得る。すなわち当該方法では、燃料と燃焼空気からなる可燃混合物がコンプレッサに供給される。これらの方法は、燃料がコンプレッサの下流において初めて、既に圧縮された燃焼空気に混合されるオットー型エンジンに応用するには適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第0 259 382号明細書
【特許文献２】欧州特許第1 158 149号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の点に鑑み、本発明はオットー型エンジンを駆動するための新規な方法と、空燃比が改善された新規なオットー型エンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は請求項１に記載の方法によって解決される。本発明では、燃料制御弁のための制御信号を発生させる第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置は、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置の制御信号を準備し、当該第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置は当該制御信号に応じてターボチャージャのための制御信号を発生させ、それによってシリンダに対して燃料と燃焼空気からなる所定の混合物が提供され、これによって所定の空燃比でエンジンを駆動する。
【００１０】
本発明に係る方法によって、燃料がコンプレッサの下流において初めて、すでに圧縮された燃焼空気に混合されるオットー型エンジンにおいて空燃比の制御を改善することができる。負荷の増大および負荷の減少などの運転状態の変化、特に負荷変動および負荷遮断に対して迅速に反応することができる。オットー型エンジンの運転時に望ましくないノッキングが生じ、排ガスが過剰になることが避けられる。オットー型エンジンは良好な効率で駆動され得る。
【００１１】
本発明に係るオットー型エンジンは、請求項１０に規定されている。
【００１２】
本発明の好適なさらなる形成は従属請求項および以下の詳細な説明に記載されている。本発明の実施形態を、図面を参照しながら以下により詳しく説明するが、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】オットー型エンジンの概略図である。
【図２】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするための図１に示すオットー型エンジンの細部のブロック図である。
【図３】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするための図である。
【図４】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするためのさらなる図である。
【図５】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするためのさらなる図である。
【図６】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするためのさらなる図である。
【図７】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするためのさらなる図である。
【図８】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするためのさらなる図である。
【図９】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするためのさらなる図である。
【図１０】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするためのさらなる図である。
【図１１】本発明に係るオットー型エンジンの駆動方法を明らかにするためのさらなる図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明はオットー型エンジン、好ましくは大型ガスエンジンとして形成されたオットー型ガスエンジンを駆動するための方法に関する。当該方法においては、ガス状の燃料が燃焼される。本発明は大型ガスエンジンの好適な応用例を参照しながら説明されるが、本発明は当該応用例に限定されるものではない。
【００１５】
それどころか本発明は、液状燃料を燃焼させるオットー型エンジンにも応用され得る。
【００１６】
図１は、大型ガスエンジンとして形成されたオットー型エンジンの概略ブロック図である。当該オットー型エンジンはシリンダ１０を含んでいる。当該シリンダ１０には、燃料１２、すなわちガスと燃焼空気１３からなる混合物１１が、当該混合物１１を燃焼させるために供給される。このとき、燃料１２と燃焼空気１３との混合は混合機１４において行われる。
【００１７】
燃料１２に混合される燃焼空気１３は、ターボチャージャ１６によって圧縮された圧縮燃焼空気１３である。ターボチャージャ１６はコンプレッサ１７を備えており、当該コンプレッサにおいて圧縮されていない燃焼空気１８は圧縮された燃焼空気１３になるように圧縮されるが、このときターボチャージャ１６のコンプレッサ１７は当該ターボチャージャのタービン１９によって駆動され、当該タービンにおいてエンジンの排ガス２０は膨張させられる。
【００１８】
既に述べた通り、燃料１２は圧縮された燃焼空気１３に混合されるが、このためにエンジンの個々のシリンダ１０には少なくとも一つの燃料制御弁１５が配設されている。当該燃料制御弁１５を介して圧縮された燃焼空気１３に混合される燃料１２の量を決定することができ、それによって最終的にエンジンのシリンダに対して、燃料１２と燃焼空気１３からなる所定の混合物１１を提供する。
【００１９】
図１に示す大型ガスエンジンとして形成されたオットー型エンジンは、二つの閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２１および２２を有している。すなわち、好適に調速機として形成されている第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２１と、好適にエンジン制御装置である独立もしくは独自の、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２である。
【００２０】
第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２１は、特に、燃料制御弁１５のための制御信号２３を提供するために用いられ、当該第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２１は燃料制御弁１５のための制御信号２３を決定し、それによってエンジンは、燃料制御弁１５に関する制御信号２３に応じて圧縮された燃焼空気１３に混合される燃料１２の量を介して、所定の目標回転数および／または所定の目標出力で駆動される。燃料制御弁１５は好適には電磁的に作動される燃料制御弁１５である。第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２１は燃料制御弁１５のための制御信号２３として好適に当該燃料制御弁の電流印加持続時間を準備し、当該電流印加持続時間に応じて燃料制御弁１５は所定の量の燃料１２を圧縮された燃焼空気１３に混合させる。
【００２１】
本発明において、第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２１は燃料制御弁１５のために発生させられた制御信号２３を燃料制御弁１５に対してのみならず、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２に対しても準備する。このとき第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２は当該制御信号２３に応じてターボチャージャ１６のための制御信号２４を発生させ、それによってシリンダ１０に対して燃料１２と燃焼空気１３からなる所定の混合物１１が提供され、これによって所定の空燃比でエンジンを駆動し、このようにしてエンジンに対して空燃比の制御を確立する。その際、ターボチャージャ１６のための制御信号２４が好適に発生させられ、それによってターボチャージャ１６によって圧縮された圧縮空気の圧力ｐ13の大きさは、混合物１１が所望の組成を有していると共にエンジンが所定の空燃比で駆動されるように設定される。
【００２２】
どのような型式のターボチャージャ１６が使用されるかによって、ターボチャージャ１６のための操作変数２４として、ターボチャージャ１６のタービン１９の調整可能なタービン翼に対する操作変数か、図１に示されていないターボチャージャ１６のコンプレッサ１７の調整可能なバイパスに対する操作変数のいずれかが検出される。
【００２３】
したがって本発明は、好適に電流印加持続時間として実現された燃料制御弁１５に対する制御信号２３を用いて、燃料１２と燃焼空気１３からなる混合物１１の組成の制御およびそれと共に空燃比の制御を確立するものであり、好適に燃料制御弁１５の電流印加持続時間として実現された制御信号２３に応じて、ターボチャージャ１６のための制御信号２４が発生させられ、それによって圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13を操作もしくは調整する。
【００２４】
したがってシリンダ１０内で燃焼される燃料の量の基準として、好適に電流印加持続時間として実現された燃料制御弁１５に対する制御信号２３が参照され、電流印加持続時間は第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２１によって、エンジンが所望の目標回転数および／または目標出力で駆動されるように決定される。燃料制御弁１５の電流印加持続時間が長いほど、シリンダ１０内で燃焼される燃料は多くなり、エンジンが発生する出力は大きくなる。制御信号２４を介してターボチャージャ１６を相応に調整することによって、圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13を適合させ、それによって燃焼空気１３の量を燃料１２の量に適合させ、これによって混合物１１における燃料１２と燃焼空気１３との所望の比率を実現し、このようにしてエンジンを所望の空燃比で駆動する。
【００２５】
エンジンの所望の目標出力Ｌsollに関して、燃料制御弁１５に対する制御信号２３として当該燃料制御弁の電流印加持続時間ｔ15が表されている図３から、目標出力Ｌsollが増大するにつれて燃料制御弁１５に対する電流印加持続時間ｔ15が増加されることが読み取れる。
【００２６】
燃料制御弁１５の電流印加持続時間ｔ15が増大するにつれて、ターボチャージャ１６に対する制御信号２４は、圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13が相応に適合されるように決定される。この点は図４から読み取れる。図４ではエンジンの目標出力Ｌsollに関して、圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13が示されている。
【００２７】
図３および図４から直接的に以下のような結論が得られる。すなわち、エンジンの目標出力Ｌsollが増大するにつれて燃料制御弁１５の電流印加持続時間ｔ15が増加される一方、ターボチャージャ１６に対する制御信号２４は、圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13が増加するように操作される。
【００２８】
第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２において、燃料制御弁１５の操作変数２３に応じてターボチャージャ１６に対する制御信号２４を決定する際、詳細には好適に、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２を示す図２のように、空燃比に影響を及ぼすファクター２６,２８もしくは変数が考慮される。
【００２９】
有利なさらなる構成によれば、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２において、第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２１によって供給される制御信号２３は補正値Δ23の分だけ補正され、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２はその後、補正値Δ23の分だけ補正された操作変数２３'に基づいてターボチャージャ１６に対する制御信号２４を発生させる。図２から読み取れるように、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２は、ターボチャージャ１６に対する制御信号２４を供給するために、補正された操作変数２３'に応じて装置２５において発生させられた信号２４'を、補正値Δ24の分だけ補正する。補正値Δ23およびΔ24を介して空燃比を操作するファクター２６,２８もしくは変数が考慮される。
【００３０】
図２によれば燃料制御弁１５に対して作り出された制御信号２３を補正するための補正値Δ23はファクター２６に基づいて装置２７において作り出される。このとき補正値Δ23は圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13と燃料１２の圧力ｐ12との圧力差Δｐに応じて、および／またはエンジンの点火時期ｔZに応じて、および／または燃料１２の燃料温度Ｔ12に応じて、および／またはエンジンの効率に応じて、および／または燃料１２のメタン価(もしくは液状燃料におけるオクタン価)に応じて、および／またはノッキング積分回路の値に応じて検出される。
【００３１】
図５、図６および図７はそれぞれ、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２における、補正値Δ23の決定に関する図である。従って図５では圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13と燃料１２の圧力ｐ12との圧力差Δｐに関する補正値Δ23が示されている。当該圧力差Δｐは所定の限界ΔｐMINとΔｐMAXの間で変化してよく、圧力差Δｐが目標値ΔｐSOLLに対して高くなる場合は負の補正値Δ23が作り出される。これに対して、圧力差Δｐが目標値ΔｐSOLLに対して偏差を有する場合は正の補正値Δ23が作り出される。
【００３２】
図６はエンジンの点火時期ｔZに応じて補正値Δ23を発生させることを示す図である。点火時期ｔZが相応の目標値ｔZ,SOLLに対して、過早点火時期の方向により多く進むように調整されるにつれて、上死点の前のクランク角度はより大きく増加し、それによってエンジンの効率は基本的に増大し、その結果、負の補正値Δ23が作り出される。これに対して点火時期に対する目標値ｔZ,SOLLに対して、エンジンの点火時期ｔZが遅延点火時期の方向に調整されると、制御信号２３に対して正の補正値Δ23が作り出される。
【００３３】
図７は燃料１２の温度Ｔ12に応じて補正値Δ23を発生させることを示す図である。このとき燃料１２の温度Ｔ12が目標値Ｔ12,SOLLに対して増加する場合は正の補正値Δ23が作り出され、それに対して燃料１２の温度Ｔ12が目標値Ｔ12,SOLLに対して減少する場合は負の補正値Δ23が作り出される。
【００３４】
燃料制御弁１５の操作変数２３に対して作り出された補正値Δ23は、実際に燃料制御弁１５を調整するために用いられる操作変数２３を適合させるために使用されるのではなく、補正値Δ23は第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２においてのみ用いられ、それによってターボチャージャ１６に対する制御信号２４の発生との関連において、燃料制御弁１５の操作変数２３を補正する。当該補正は、図５から図７を参照しながら既に説明したように、例えば圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13と燃料１２の圧力ｐ12との圧力差Δｐに応じて、および／またはエンジンの点火時期ｔZに応じて、および／または燃料１２の温度Ｔ12に応じて行われる。
【００３５】
付加的に、または代替的に、補正値Δ23は燃料１２の燃焼値に応じて、および／またはエンジンの効率に応じて、および／または燃料のメタン価(もしくは液状燃料におけるオクタン価)に応じて、および／またはノッキング積分回路の値に応じても検出され得るが、これらの場合に対しては図示されていない。
【００３６】
燃料１２の燃焼値に応じて補正値Δ23を決定することは以下のような認識に基づいて行われる。すなわちエンジンの出力が一定の状態で燃料１２の燃焼値が増大すると、必要とされる燃料も多くなるというものである。ガスとして実現されている燃料の燃焼値はガス分析によって決定され得る。その後、当該燃焼値に応じて補正値Δ23を決定する。ガス状燃料の燃焼値の分析にはガスクロマトグラフが使用され得る。
【００３７】
オットー型エンジンの効率に応じて補正値Δ23を決定することは以下のような認識に基づいて行われる。すなわち有効効率は運転時間にわたって変化し得るというものである。エンジンの出力が一定の状態で、燃料制御弁１５の電流印加持続時間によって決定される、必要となる燃料が変化すると、オットー型エンジンの効率の変化が推論され得る。その後、このようにして検出された新たな効率に応じて補正値Δ23が決定され得る。
【００３８】
図２から読み取れるように、第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置２２は操作変数２３を補正するための補正値Δ23のほかに、操作変数２４'を補正するための補正値Δ24を検出する。装置２５が補正された操作変数２３'に応じて操作変数２４'を発生させる。
【００３９】
補正された操作変数２３'とは補正された電流印加持続時間であり、当該補正された電流印加持続時間に基づいて、ターボチャージャ１６に対する操作変数２４'が決定され、それによって圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13は、操作変数２３に応じて燃料制御弁１５によって圧縮された燃焼空気１３に混合される燃料１２の量に適合する。ターボチャージャ１６に対する操作変数２４を決定する際、補正値Δ24を介して圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13を操作するファクター２８もしくは変数が考慮される。
【００４０】
制御信号２４'に対する補正値Δ24は好適に圧縮された燃焼空気１３の温度Ｔ13に応じて、および／または燃料１２のメタン価ＭＺ(もしくは液状燃料におけるオクタン価)に応じて、および／またはノッキング積分回路の値ＫＩＷに応じて、および／またはエンジンの点火時期ｔZに応じて検出される。
【００４１】
図８はエンジンの点火時期に応じて補正値Δ24を決定する際の経過を示している。図８においてはエンジンの点火時期ｔZに関して、圧縮された燃焼空気１３の圧力に対する変化Δｐ13が示されている。当該変化は補正値Δ24によって形成されるべきものである。点火時期ｔZが相応の目標値ｔZ,SOLLに対して増加する場合は、エンジンのノッキング勾配も高まり、それによって補正値Δ24は、正のΔｐ13が調整されるように決定される。相応の目標値ｔZ,SOLLに対して点火時期が遅延している場合は、Δｐ13に対して負の値が調整されるように補正値Δ24が決定される。
【００４２】
図９は圧縮された燃焼空気１３の温度Ｔ13に応じて補正値Δ24を決定する際の経過を示している。図９において圧縮された燃焼空気１３の温度Ｔ13が相応の目標値Ｔ13,SOLLに対して増加する場合は、圧縮された燃焼空気の圧力ｐ13が増大するように補正値Δ24が決定され、それによってΔｐ13に対して正の値が生じる。これに対して圧縮された燃焼空気１３の温度が相応の目標値Ｔ13,SOLLに対して減少する場合は、Δｐ13に対して負の値が調整されるように補正値Δ24が決定される。これによって圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13は減少する。
【００４３】
図１０においては変化する燃料１２のメタン価に応じて補正値Δ24を検出する際の関連が示されている。メタン価ＭＺが相応の目標値ＭＺSOLLに対して増加する場合は、Δｐ13に対して負の値が調整されるように補正値Δ24が決定され、すなわち圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13が減少することが、図１０から読み取れる。これに対して燃料１２のメタン価ＭＺが目標値ＭＺSOLLに対して減少する場合は、Δｐ13に対して正の値が調整され、すなわち圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13が増加するように補正値Δ24が決定される。このように補正値を決定することは、メタン価が減少するにつれてアンチノック性が低下するという認識に基づいている。
【００４４】
最終的に図１１はノッキング積分回路の値ＫＩＷに応じて補正値Δ24を決定する際の経過を示している。それによってエンジンにすでにノッキングが生じている場合、相応の補正値Δ24を介して空燃比の制御を適合させ、エンジンを再びノッキングのない運転に移行させる。ノッキング積分回路の値はアンチノック性(もしくは先行する燃焼サイクルにおけるノッキング頻度)の基準である。ノッキング積分回路の値ＫＩＷが高くなるほど、エンジンのノッキングは強くなる。ノッキング積分回路の値ＫＩＷが高くなるほど、補正値Δ24の適合はより強く行われ、それによってΔｐ13に対して正の値が生じる程度が強くなり、すなわちノッキング積分回路の値ＫＩＷが増大するにつれて圧縮された燃焼空気１３の圧力ｐ13が増大する。
【符号の説明】
【００４５】
１０  シリンダ
１１  混合物
１２  燃料
１３  圧縮された燃焼空気
１４  混合機
１５  燃料制御弁
１６  ターボチャージャ
１７  コンプレッサ
１８  圧縮されていない燃焼空気
１９  タービン
２０  排ガス
２１  第１の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置
２２  第２の閉ループ制御装置もしくは開ループ制御装置
２３  操作変数
２４  操作変数
２５  装置
２６  ファクター
２７  装置
２８  ファクター
２９  装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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