(57)【要約】【課題】各気筒間の燃焼ばらつきを改善してエンジン性能の向上と長期連続運転を実現する。【解決手段】各気筒の排気温度が揃うように各気筒の燃料噴射期間を調整する燃料噴射期間調整手段と、気筒の燃焼期間が揃うように各気筒の点火時期を調整する点火時期補正手段とを設け、前記燃料噴射期間補正による各気筒の排気温度の補正を行って、あらかじめ各気筒の空燃比を揃えておき（ステップＳ１〜Ｓ８）、この排気温度補正では補正できなかった燃焼期間のばらつきを、点火時期の調整により補正することで（ステップＳ１０〜Ｓ２３）、補正時の燃焼ばらつきを収束させて各気筒間の燃焼ばらつきを更に改善する。【選択図】図３
2006105065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、その各気筒の燃焼室内に混合気を供給する吸気管内に燃料ガスを噴射するインジェクタとを備え、前記各インジェクタにより噴射された燃料ガスと空気との混合気を各気筒の燃焼室に供給する方式のガスエンジンにおいて、
前記各気筒の排気温度が揃うように各気筒の燃料噴射期間を調整する燃料噴射期間調整手段と、前記各気筒の燃焼期間が揃うように各気筒の点火時期を調整する点火時期補正手段とを備え、前記燃料噴射期間補正手段による排気温度補正と前記点火時期補正手段による点火時期補正とを組み合わせて各気筒の燃焼状態を制御するように構成されていることを特徴とするガスエンジン。
【請求項２】
前記燃料噴射期間調整手段による排気温度補正によって各気筒の空燃比を揃えた上で、前記点火時期補正手段による点火時期補正を実行することを特徴とする請求項１記載のガスエンジン。
【請求項３】
請求項１または２記載のガスエンジンにおいて、前記各気筒のノッキングマージングが揃うように前記各気筒の点火時期を調整するにあたり、前記ノッキングマージンを評価する方法として、各気筒の燃料噴射期間を変更して各気筒の燃料噴射量を増加させることによりノッキングを発生させ、燃料噴射期間の基準値からノッキングが発生し始める燃料噴射期間までの幅をノッキングマージンとして評価する方法を適用することを特徴とするガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多気筒のガスエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスエンジンの燃料供給方式としては、従来、ミキサで燃料ガスと空気とを混合し、この混合ガスを各気筒の燃焼室内に吸気ポートを介して吸入する方式が一般的であった。
【０００３】
また、最近では、多気筒機関において、各気筒の燃焼室内に混合気を供給する吸気管内に燃料ガスを噴射するインジェクタを設け、その各インジェクタにより噴射された燃料ガスと空気との混合気を各気筒の燃焼室に供給するマルチインジェクション方式のガスエンジンが開発されている。
【０００４】
マルチインジェクション方式の多気筒ガスエンジンにおいて、気筒間の燃焼ばらつきを少なくする方法として各気筒の空燃比を揃える方法がある。その一例として、各気筒の排気温度のばらつきが少なくなるように、各気筒の燃料噴射期間を調整して各気筒の空燃比を揃えることにより、ノッキングマージン（ノッキングに対する余裕度）のばらつきを少なくする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−０６１５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した特許文献１に記載の技術のように、各気筒の燃料噴射期間を調整して排気温度を揃えると、各気筒の空燃比を揃えることはできるが、燃焼期間については依然としてばらつきがあり、各気筒の燃焼を揃えるという点では不十分である。
【０００６】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、各気筒間の燃焼ばらつきをより一層改善することができ、エンジン性能の向上と長期連続運転を実現することが可能なガスエンジンの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の気筒と、その各気筒の燃焼室内に混合気を供給する吸気管内に燃料ガスを噴射するインジェクタとを備え、前記各インジェクタにより噴射された燃料ガスと空気との混合気を各気筒の燃焼室に供給する方式のガスエンジンにおいて、前記各気筒の排気温度が揃うように各気筒の燃料噴射期間を調整する燃料噴射期間調整手段と、前記各気筒の燃焼期間が揃うように各気筒の点火時期を調整する点火時期補正手段とを備え、前記燃料噴射期間補正手段による排気温度補正と前記点火時期補正手段による点火時期補正とを組み合わせて各気筒の燃焼状態を制御するように構成されていることによって特徴づけられる。
【０００８】
本発明によれば、燃料噴射期間補正と点火時期補正とを組み合わせて各気筒の燃焼状態を制御しているので、各気筒の空燃比に加えて、各気筒間の燃焼期間のばらつきを改善することが可能となり、各気筒間の燃焼ばらつきを更に少なくすることができる。これによってノッキングマージンのばらつきも少なくなり、エンジン全体でのノッキングマージンが増加する。
【０００９】
ここで、燃料噴射期間補正と点火時期補正とを組み合わせて各気筒の燃焼状態を制御するにあたり、排気温度を揃える前に、点火時期の変更を行うと各気筒の排気温度が大きく異なる場合がある。例えば、点火時期変更を行った後に燃焼噴射期間による排気温度を補正をかけると、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、燃焼ばらつき（１０−９０％燃焼期間のばらつき）が収束せずに発散する場合があり、各気筒間においてノックマージンに差が生じる。
【００１０】
そこで、本発明では、燃料噴射期間補正による各気筒の排気温度の補正を行って、あらかじめ各気筒の空燃比を揃えておき、この排気温度補正では補正できなかった燃焼期間のばらつきを、点火時期補正にて更に補正することで、補正時の燃焼ばらつきを収束させ（図９（Ａ），（Ｂ））、各気筒間の燃焼ばらつきを更に改善する。
【００１１】
−ノッキングマージンの評価について−
次に、本発明に用いるノッキングマージンの評価について説明する。
【００１２】
まず、本発明では、各気筒のノッキングマージングが揃うように各気筒の点火時期を補正して燃焼期間を調整している。そのノッキングマージンを評価する方法としては、一般に、各気筒の点火時期をノッキングが発生するまで進角することにより、基準点火時期からノッキング開始点火時期までの点火進角幅を求め、それをノッキングマージン（点火進角ノッキングマージン）として評価するという方法が採用されている。
【００１３】
しかしながら、エンジンやその運転状態によっては、点火時期を大幅に進角してもノッキングが起こらず、進角限界に至りノッキングマージンを正確に評価することができない場合がある（例えばエンジンが新品状態のとき）。そして、ノッキングマージンを正確に評価できないと、各気筒の燃焼ばらつきを改善することができなくなる。
【００１４】
そこで、本発明では、点火進角によるノッキングマージン評価とは別の方法として、空燃比に着目した方法を見出したものであり、具体的には、各気筒の燃料噴射期間を変更して各気筒の燃料噴射量を増加させ、各気筒の空燃比をリッチにする（燃料を濃くする）ことによりノッキングを発生させ、そのノッキングが起こる時期つまり燃料噴射期間の基準値からノッキングが発生し始める燃料噴射期間までの幅をノッキングマージン（空燃比ノッキングマージン）として評価するという方法を採用する。なお、空燃比ノッキングマージンを評価する際の燃料噴射期間の基準値は、点火時期補正の前に排気温度補正を実施している場合、排気温度補正後の噴射期間とする。
【００１５】
ここで、以上の空燃比ノッキングマージンと点火進角ノッキングマージンとの間には、図８に示すように強い相関があり、従って、点火進角によりノッキングマージンを評価できない場合には、点火進角ノッキングマージンに替えて、空燃比ノッキングマージンによる評価を実施し、得られた空燃比ノッキングマージンを点火進角ノッキングマージンに変換することで、エンジンや運転状態に関わらずノッキングマージンを評価することが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃料噴射期間補正と点火時期補正とを組み合わせて各気筒の燃焼状態を制御しているので、各気筒の空燃比に加えて、各気筒間の燃焼期間のばらつきを改善することが可能となり、各気筒間の燃焼ばらつきを更に少なくすることができる。これによってノッキングマージンのばらつきも少なくなり、エンジン全体でのノッキングマージンが増加する。その結果として、エンジンの性能が向上するとともに、エンジンの長期連続運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明のガスエンジンの一例の構成を示すブロック図である。
【００１９】
この例のガスエンジンは６気筒機関であって、６つの気筒１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆを備えている。各気筒１ａ〜１ｆのヘッド２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆには、それぞれ、吸気ポート３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ、及び、排気ポート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆが設けられている。
【００２０】
なお、この実施例において、各気筒１ａ〜１ｆについては、図１の左側から右側に向けて、順番に、第１（Ｎｏ．１）気筒１ａ、第２（Ｎｏ．２）気筒１ｂ、第３（Ｎｏ．３）気筒１ｃ、第４（Ｎｏ．４）気筒１ｄ、第５（Ｎｏ．５）気筒１ｅ、第６（Ｎｏ．６）気筒１ｆとする。また、各気筒１ａ〜１ｆは同じ構造であるので、以下、第１気筒１ａを代表として各部の構成を詳細に説明する。
【００２１】
第１気筒１ａには、ヘッド２ａ及びピストン９ａによって燃焼室１０ａが形成されている。燃焼室１０ａの吸気ポート３ａには、燃焼室１０ａと吸気管５ａとを連通または遮断する吸気弁７ａが設けられている。吸気弁７ａは、図示しない駆動機構によって駆動され、燃焼室１０ａと吸気管５ａとを連通または遮断する。
【００２２】
吸気管５ａには、過給機１９からの圧縮空気が吸気集合管５０を介して供給される。吸気管５ａの途中にはインジェクタ１５ａが配置されている。このインジェクタ１５ａの先端部は吸気ポート３ａ内に突出している。
【００２３】
インジェクタ１５ａには燃料ガス供給管１７を介して燃料ガスが供給される。燃料ガス供給管１７には流量制御弁１８が接続されている。流量制御弁１８は、ＣＰＵ３０からの制御信号に応じて開度を調整するように構成されており、この流量制御弁１８の開度調整により燃料ガス供給管１７内を流れる燃料ガスの量が調整され、吸気管５ａ内への燃料ガスの吐出量の増減を調整することができる。
【００２４】
図２に示すように、インジェクタ１５ａの先端には複数の噴射孔１６ａが設けられており、この噴射孔１６ａから吸気管５ａ内に燃料ガスが噴射され、吸気管５ａ内で空気と燃料ガスが混合して混合気が生成される。吸気管５ａ内で生成された混合気は、吸気弁７ａが開いたときに吸気ポート３ａから燃焼室１０ａ内に供給される。
【００２５】
インジェクタ１５ａは、ＣＰＵ３０からの制御信号を受け、その制御信号に応じて吸気管５ａ内に吐出する燃料ガスの量を制御するように構成されている。この吸気管５ａ内への燃料ガスの吐出量を増減することにより、燃焼室１０ａ内に供給する混合気の空燃比を調整することができる。
【００２６】
また、ＣＰＵ３０からの制御信号によりインジェクタ１５ａを制御し、単位時間あたりの噴射量は変更せずに燃料噴射期間を調整することにより、吸気管５ａ内に噴射する燃料ガスの噴射量を調整することが可能であり、この燃料ガスの噴射量調整によって空燃比を調整することができる。
【００２７】
一方、第１気筒１ａのヘッド２ａに設けられた排気ポート４ａには、燃焼室１０ａと排気管６ａとを連通または遮断する排気弁８ａが設けられている。排気管６ａは、排気集合管６０を介して過給機１９に接続されている。
【００２８】
排気弁８ａは、図示しない駆動機構により駆動され、燃焼室１０ａと排気管６ａとを連通または遮断するように構成されており、この排気弁８ａが開いたときに、燃焼室１０ａ内の燃焼ガスが、排気ポート４ａ、排気管６ａ及び排気集合管６０を介して過給機１９に供給され、この燃焼ガス（排気ガス）のエネルギによって過給機１９が作動する。過給機１９の作動により空気が圧縮され、その圧縮空気が吸気集合管５０を介して吸気管５ａに供給される。
【００２９】
そして、第１気筒１ａには着火装置１１ａが配置されている。着火装置１１ａは、点火プラグ１３ａを有する副室１２ａを備えており、その点火プラグ１３ａによって副室１２ａ内の燃料ガスに着火することにより、火炎ジェットがノズル１４ａから燃焼室１０ａ（主室）内へ噴出し、燃焼室１０ａ内において混合気が燃焼する。
【００３０】
次に、この例のガスエンジンの制御系について説明する。
【００３１】
図１に示すように、各気筒（第１気筒〜第６気筒）１ａ〜１ｆの吸気管５ａ〜５ｆと吸気集合管５０との接続部には、それぞれ、熱電対からなる吸気温度計２１ａ〜２１ｆが配置されている。各吸気温度計２１ａ〜２１ｆは吸気管５ａ〜５ｆを流れる空気の温度を計測する。各吸気温度計２１ａ〜２１ｆによる検出信号つまり各気筒（第１気筒〜第６気筒）１ａ〜１ｆの入口吸気温度の検出値はＣＰＵ３０に入力される。
【００３２】
また、各気筒（第１気筒〜第６気筒）１ａ〜１ｆの排気管６ａ〜６ｆと排気集合管６０との接続部にはそれぞれ熱電対からなる排気温度計２２ａ〜２２ｆが配置されている。各排気温度計２２ａ〜２２ｆはそれぞれ排気管６ａ〜６ｆを流れる排気ガスの温度を計測する。各排気温度計２２ａ〜２２ｆによる検出信号つまり各気筒（第１気筒〜第６気筒）１ａ〜１ｆの出口排気温度の検出値はＣＰＵ３０に入力される。ＣＰＵ３０は、吸気温度計２１ａ〜２１ｆの検出信号及び排気温度計２２ａ〜２２ｆの検出信号に基づいて、各気筒１ａ〜１ｆの排気温度を下記の（１）式にて算出する。
【００３３】
［各気筒排気温度］＝［各気筒出口排気温度］−［各気筒入口吸気温度］・・（１）
さらに、各気筒（第１気筒〜第６気筒）１ａ〜１ｆにはそれぞれノッキングセンサ２３ａ〜２３ｆが配置されており、これらノッキングセンサ２３ａ〜２３ｆの検出信号もＣＰＵ３０に入力される。また、ＣＰＵ３０には、図示しない機関回転数検出センサとクランク角度検出センサにより検出された検出信号が入力される。
【００３４】
ＣＰＵ３０はメモリ３１を備えている。メモリ３１には、あらかじめ実験により求められた種々のデータが記憶されている。そして、ＣＰＵ３０は、排気温度計２２ａ〜２２ｆ、ノッキングセンサ２３ａ〜２３ｆ、機関回転数検出センサ及びクランク角度検出センサの各検出信号、並びに、メモリ３１に記憶されたデータなどに基づいて、インジェクタ１５ａ〜１５ｆ及び着火装置１１ａ・・などのガスエンジンの各部を制御して、後述する燃料噴射期間補正（排気温度補正）、点火時期補正、点火進角ノックマージン評価、空燃比ノックマージン評価などの各種処理を実行する。
【００３５】
−燃焼ばらつき補正処理−
次に、ＣＰＵ３０において実行する燃焼ばらつき補正処理を図３及び図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３６】
まず、吸気温度計２１ａ〜２１ｆ及び排気温度計２２ａ〜２２ｆの各検出信号に基づいてガスエンジンの各気筒（第１気筒〜第６気筒）１ａ〜１ｆの排気温度：Ｔｅｉ（ｉ＝１，２，・・・，６）を算出する（ステップＳ１）。
【００３７】
次に、各気筒１ａ〜１ｆの排気温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの差（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）が許容範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ２）、許容範囲外であればステップＳ３に進み、許容範囲内であればステップＳ９に進む。なお、排気温度の許容範囲は、各気筒１ａ〜１ｆの燃焼ばらつきの許容範囲を考慮した値であり、あらかじめ実験等により求めておく。
【００３８】
ステップＳ３では平均排気温度Ｔａｖｅを算出する。その算出した平均排気温度Ｔａｖｅを用いて、各気筒１ａ〜１ｆの排気温度Ｔｅｉと平均排気温度Ｔａｖｅとの差：ΔＴｉ（ΔＴｉ＝Ｔｅｉ−Ｔａｖｅ）を算出し（ステップＳ４）、このΔＴｉ（排気温度のばらつき）が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５での判定結果が「Ｙｅｓ」である場合つまりΔＴｉが許容範囲内である場合はステップＳ１に戻る。
【００３９】
一方、ステップＳ５での判定結果が「Ｎｏ」である場合つまりΔＴｉが許容範囲外である場合、各気筒１ａ〜１ｆのΔＴｉが正の値であるか負の値であるかを判定する（ステップＳ６）。
【００４０】
ΔＴｉが負の値である場合（ステップＳ６での判定が「Ｙｅｓ」の場合）、その気筒（第ｉ気筒）の排気温度が平均排気温度Ｔａｖｅよりも低いので、空燃比をリッチ化する（燃料を濃くする）ために、第ｉ気筒のインジェクタ（１５ａ〜１５ｆ）を制御して燃料噴火期間の増加（ｔｆｉ＋α）を行う（ステップＳ７）。
【００４１】
また、ΔＴｉが正の値である場合（ステップＳ６での判定が「Ｎｏ」の場合）、その気筒（第ｉ気筒）の排気温度が平均排気温度Ｔａｖｅよりも高いので、空燃比をリーン化する（燃料を薄くする）ために、第ｉ気筒のインジェクタ（１５ａ〜１５ｆ）を制御して燃料噴火期間の減少（ｔｆｉ−α）を行う（ステップＳ８）。これらステップＳ７、ステップＳ８の各処理が完了した後にステップＳ１に戻る。なお、ΔＴｉに対する許容範囲は、各気筒１ａ〜１ｆの燃焼ばらつきの許容範囲を考慮した値であり、あらかじめ実験等により求めておく。
【００４２】
以上のステップＳ３〜ステップＳ８の燃料噴射期間調整による排気温度補正を、Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎが許容範囲内となるまで繰り返すことにより、各気筒１ａ〜１ｆの排気温度を揃えることができ、各気筒１ａ〜１ｆの空燃比を揃えることができる。
【００４３】
そして、上記したステップＳ２での判定結果が「Ｙｅｓ」つまりＴｍａｘ−Ｔｍｉｎが許容範囲内である場合、ステップＳ９において、各気筒１ａ〜１ｆの燃料噴射期間ｔｆｉを現状値に固定し、この「ｔｆｉ」を「ｔｄｅｆｉ」とする。
【００４４】
次に、全ての気筒（第１気筒〜第６気筒）１ａ〜１ｆについて、第１気筒１ａから順に各気筒１ａ〜１ｆごとに点火進角ノックマージン：Ｋθｉ（ｉ＝１，２，・・・，６）を確認する。
【００４５】
具体的には、ガスエンジンの第ｉ気筒のみの点火時期を進角（θｉ＋α）させながら（ステップＳ１０）、その第ｉ気筒のノッキングセンサ（２３ａ〜２３ｆ）の検出信号を監視し、ノッキングが発生した時点で（ステップＳ１１での判定が「Ｙｅｓ」）、その時点の点火時期θｉと基準点火時期θｄｅｆとの差を、点火進角ノッキングマージンＫθｉ（Ｋθｉ＝θｉ−θｄｅｆ）として評価してメモリ３１に記憶し、この処理後に、「θｉ」を「θｄｅｆ」に戻す（ステップＳ１２）。以上の点火進角ノッキングマージンの評価・記憶を全ての気筒１ａ〜１ｆについて完了した時点でステップＳ１６に進む（ステップＳ１３，Ｓ１４）。
【００４６】
以上のステップＳ１０〜ステップＳ１４の処理により、例えば、図５に示すように、各気筒１ａ〜１ｆごとの点火進角ノッキングマージンを確認することができる。この時点（空燃比を揃えた時点）では、各気筒１ａ〜１ｆ間において点火進角ノッキングマージンにばらつきがある。
【００４７】
ここで、点火進角ノッキングマージンの確認処理において、失火発生または進角限界が発生した場合（ステップＳ１５での判定が「Ｙｅｓ」の場合）は、点火進角ノッキングマージンを確認することができなくなるので、ステップＳ２３に移行して空燃比ノッキングマージンの確認処理を行う。その空燃比ノッキングマージンの確認処理については後述する。
【００４８】
以上の点火進角ノッキングマージンの確認処理が完了した後、ステップＳ１６に進んで各気筒１ａ〜１ｆの点火進角ノッキングマージンの最大値Ｋθｍａｘと最小値Ｋθｍｉｎとの差（Ｋθｍａｘ−Ｋθｍｉｎ）が許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲外であればステップＳ１８に進み、許容範囲内であればステップＳ２２に進む。なお、点火進角ノッキングマージンに関する許容範囲は、各気筒１ａ〜１ｆの燃焼ばらつきの許容範囲を考慮した値であり、あらかじめ実験等により求めておく。
【００４９】
ステップＳ１８では平均点火進角ノッキングマージンＫθａｖｅを算出する。次に、算出された平均点火進角ノッキングマージンＫθａｖｅを用いて、各気筒１ａ〜１ｆの点火進角ノッキングマージンＫθｉと平均点火進角ノッキングマージンＫθａｖｅとの差：ΔＫθｉ（ΔＫθｉ＝Ｋθｉ−Ｋθａｖｅ）を算出し（ステップＳ１９）、その算出したΔＫθｉ（点火進角ノッキングマージンのばらつき）が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０での判定結果が「Ｙｅｓ」の場合つまりΔＫθｉが許容範囲内である場合はステップＳ２２に進む。
【００５０】
ステップＳ２０での判定結果が「Ｎｏ」の場合つまりΔＫθｉが許容範囲外である場合は、ステップＳ２１に進んで、各気筒１ａ〜１ｆの点火時期をΔＫθｉだけ進角させる。このとき、ΔＫθｉが負の値である場合、ΔＫθｉだけ遅角させる。このステップＳ２１の処理が完了した後にステップＳ２２に進む。なお、ΔＫθｉに関する許容範囲は、各気筒１ａ〜１ｆの燃焼ばらつきの許容範囲を考慮した値であり、あらかじめ実験等により求めておく。
【００５１】
そして、ステップＳ２２において、現時点での吸気温度計２１ａ〜２１ｆ及び排気温度計２２ａ〜２２ｆの各検出信号に基づいてガスエンジンの各気筒１ａ〜１ｆの排気温度：Ｔｅｉ（ｉ＝１，２，・・・，６）を算出し、それら各気筒１ａ〜１ｆの排気温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの差（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）が許容範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ２３）、許容範囲内であれば処理を完了する。また、許容範囲外であればステップＳ３に戻り、上記したステップＳ３〜ステップＳ２３までの処理を、最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの差（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）が許容範囲内となるまで順次繰り返す。
【００５２】
以上の処理により、前記した図５において各気筒１ａ〜１ｆ間でばらついていた点火進角ノッキングマージンを、例えば図６に示すように、全ての気筒１ａ〜１ｆにおいて揃えることができる。
【００５３】
−空燃比ノッキングマージン−
前記したように、点火進角ノッキングマージンの確認処理において、失火発生または進角限界が発生した場合（ステップＳ１５での判定が「Ｙｅｓ」の場合）は、点火進角ノッキングマージンを確認することができなくなるのでステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では、各気筒１ａ〜１ｆの点火時期θｉを基準点火時期θｄｅｆに固定する。
【００５４】
次に、全ての気筒（第１気筒〜第６気筒）１ａ〜１ｆについて、第１気筒１ａから順に各気筒１ａ〜１ｆごとに空燃比ノックマージン：Ｋλｉ（ｉ＝１，２，・・・，６）を確認する。
【００５５】
具体的には、ガスエンジンの第ｉ気筒のインジェクタ（１５ａ〜１５ｆ）を制御し、第ｉ気筒のみの空燃比をリッチ化して、燃料噴射期間の増加（ｔｆｉ＋α）を行いながら、その第ｉ気筒のノッキングセンサ（２３ａ〜２３ｆ）の検出信号を監視し（ステップＳ２５，Ｓ２６）、ノッキングが発生した時点で（ステップＳ２６での判定が「Ｙｅｓ」の場合）、その時点の噴射期間ｔｆｉと排気温度補正後の噴射期間ｔｄｅｆｉとの差を、空燃比ノッキングマージンＫλｉ（Ｋλｉ＝ｔｆｉ−ｔｄｅｆｉ）と評価してメモリ３１に記憶し、この処理後に「ｔｆｉ」を「ｔｄｅｆｉ」に戻す（ステップＳ２７）。
【００５６】
以上の空燃比ノッキングマージンの評価・記憶を全ての気筒１ａ〜１ｆについて完了した時点（ステップＳ２８，Ｓ２９）でステップＳ３０に移行する（ステップ）。なお、各気筒１ａ〜１ｆの空燃比ノッキングマージンの一例を図７に示す。
【００５７】
ステップＳ３０では、以上の処理で求めた各気筒１ａ〜１ｆの空燃比ノッキングマージンを、点火進角ノッキングマージンＫθｉに換算する。その換算は、図８に示す［点火進角ノッキングマージン］−［空燃比ノッキングマージン］との相関関係を利用して行う。なお、［点火進角ノッキングマージン］−［空燃比ノッキングマージン］との相関は、あらかじめ実験等により求めておく。また、［点火進角ノッキングマージン］−［空燃比ノッキングマージン］の相関データは、例えばテーブル化してＣＰＵ３０のメモリ３１内に記憶しておいてもよい。
【００５８】
そして、以上のようして求めた各気筒１ａ〜１ｆの点火進角ノッキングマージン（換算値）を用いて、前記したステップＳ１６〜ステップＳ２３の処理を行って、各気筒１ａ〜１ｆの排気温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの差（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）が許容範囲内に入るようにすることで、各気筒１ａ〜１ｆの燃焼状態を揃えることができる。
【００５９】
以上の実施例によれば、燃料噴射期間補正により各気筒１ａ〜１ｆの排気温度の補正を行って、あらかじめ各気筒１ａ〜１ｆの空燃比を揃えておき、この排気温度補正では補正できなかった各気筒１ａ〜１ｆの燃焼期間のばらつきを、各気筒１ａ〜１ｆの点火時期を補正することにより改善しているので、燃焼ばらつきを揃えることができ、各気筒１ａ〜１ｆのノッキングマージンも揃えることができる。これにより、ガスエンジン全体でのノッキングマージンが増加するので、ガスエンジンの性能が向上するとともに、ガスエンジンの長期連続運転が可能となる。
【００６０】
しかも、ガスエンジンやその運転状態によって点火進角ノッキングマージンを正確に評価できない場合には、点火進角ノッキングマージンに替えて、空燃比ノッキングマージンによる評価を実施することができるので、エンジンや運転状態に関わらず各気筒１ａ〜１ｆの燃焼状態を精度良く揃えることが可能になる。
【００６１】
なお、本発明の空燃比ノッキングマージンの評価方法は、上述の点火時期制御のほか、エンジンの他の制御にも適用可能である。
【００６２】
また、以上の実施例では、６気筒のガスエンジンの例を説明したが、本発明はこれに限られることなく、２気筒以上の任意の数の気筒を有する多気筒ガスエンジンにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、多気筒ガスエンジンにおいて、各気筒間の燃焼ばらつきを改善して、エンジン性能の向上と長期連続運転を実現するのに有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明のガスエンジンの一例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のガスエンジンの気筒の要部断面図である。
【図３】図１のガスエンジンで実施する燃焼ばらつき補正の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】同じく燃焼ばらつき補正の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】各気筒の点火進角ノッキングマージンの評価の一例を示す図である。
【図６】各気筒の空燃比を揃えた後に、各気筒の点火時期の調整を行ったときの点火進角ノッキングマージンの一例を示す図である。
【図７】空燃比ノッキングマージンの一例を示す図である。
【図８】点火進角ノッキングマージンと空燃比ノッキングマージンとの関係を示すグラフである。
【図９】排気温度補正により各気筒の空燃比を揃えた上で、点火時期補正を行った場合の燃焼期間及び点火進角ノッキングマージンの一例を示す図である。
【図１０】排気温度補正を行う前に点火時期を変更した場合の燃焼期間及び点火進角ノッキングマージンの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ａ〜１ｆ  気筒（第１気筒〜第６気筒）
２ａ〜２ｆ  ヘッド
３ａ〜３ｆ  吸気ポート
４ａ〜４ｆ  排気ポート
５ａ〜５ｆ  吸気管
５０  吸気集合管
６ａ〜６ｆ  排気管
６０  排気集合管
７ａ  吸気弁
８ａ  排気弁
９ａ  ピストン
１０ａ  燃焼室
１１ａ  着火装置
１２ａ  副室
１３ａ  点火プラグ
１４ａ  ノズル
１５ａ〜１５ｆ  インジェクタ
１６ａ  噴射孔
１７  燃料ガス供給管
１８  流量制御弁
１９  過給機
２１ａ〜２１ｆ  吸気温度計
２２ａ〜２２ｆ  排気温度計
２３ａ〜２３ｆ  ノッキングセンサ
３０  ＣＰＵ
３１  メモリ
【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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