(57)【要約】【課題】外気の温度が変動しても、混合気を適正な空燃比に制御することができるガスエンジン制御装置の提供を目的とする。【解決手段】負荷装置に投入された負荷Ｌｄからエンジン回転数指令値ＮｅＯを決定し、エンジン回転数Ｎｅとエンジン回転数指令値ＮｅＯとの偏差に基づいてスロットル弁の開度を制御するエンジン回転数制御部１１１ｂと、負荷Ｌｄ、およびエンジン回転数指令値ＮｅＯから混合気流量指令値ＱｍｉｘＯを決定し、混合気温度Ｔ１、および０℃における混合気粘度μ０に基づいて混合気粘度μＴ１を算出し、混合気温度Ｔ１、混合気粘度μＴ１、混合気圧力Ｐ１、エンジン回転数Ｎｅ、充填効率ηｃ、および行程容積Ｖｓに基づいて粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲを算出し、混合気流量指令値ＱｍｉｘＯと粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲとの偏差に基づいて燃料ガス制御弁の開度を制御する混合気流量制御部１１１ｃと、を具備する。【選択図】図１
2011127543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合気温度Ｔ１を検出する混合気温度検出手段と、
混合気圧力Ｐ１を検出する混合気圧力検出手段と、
エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段と、
エンジンに駆動される負荷装置に投入された負荷からエンジン回転数指令値を決定し、前記エンジン回転数Ｎｅと前記エンジン回転数指令値との偏差に基づいてスロットル弁の開度を制御するエンジン回転数制御手段と、
前記負荷、および前記エンジン回転数指令値から混合気流量指令値を決定し、前記混合気温度Ｔ１、および０℃における混合気粘度μ０に基づいて以下の数１に示す混合気粘度μＴ１を算出し、前記混合気温度Ｔ１、前記混合気粘度μＴ１、前記混合気圧力Ｐ１、前記エンジン回転数Ｎｅ、充填効率ηｃ、および行程容積Ｖｓに基づいて以下の数２に示す粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲを算出し、前記混合気流量指令値と前記粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲとの偏差に基づいて前記燃料ガス制御弁の開度を制御する混合気流量制御手段と、
を具備するガスエンジン制御装置。
【数１】
2011127543.tif 000010
【数２】
2011127543.tif 000011
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、天然ガス、都市ガス等の燃料ガスを用いて燃焼運転するガスエンジンは、ノッキングが発生したり失火したりしない最適な燃焼状態を維持し、排気ガスに含まれるＮＯｘ等を抑制するために、使用される燃料ガスの特性に応じて最適な外気（空気）の流量と燃料ガスの流量との割合（外気の流量／燃料ガスの流量）（以下、単に「空燃比」という）に調整するガスエンジン制御装置が知られている。
【０００３】
このような構成において、例えば特許文献１のように、ガスエンジンが目標とする回転数、および出力から決定される燃料ガスの流量（以下、単に「燃料ガス流量指令値」という）に、最適な空燃比で外気が混合された給気（以下、単に「混合気」という）の流量（以下、単に「混合気流量指令値）という）を算出し、混合気温度や混合気圧力から算出される混合気の流量（以下、単に「実混合気流量」という）と混合気流量指令値との偏差に基づいて、スロットルバルブの目標開度を設定する空燃比制御行程を備えるものがある。このガスエンジンにおいて、実混合気流量Ｑｍｉｘ（１／ｓｅｃ）は、給気温度（マニホールド温度）Ｔ１（Ｋ）、給気圧力（マニホールド圧力）Ｐ１（ｋＰａ）、充填効率ηｃ、行程容積Ｖｓ、およびエンジン回転数Ｎｅ（１／ｓｅｃ）に基づいて、以下の数３から算出される。
【０００４】
【数３】
2011127543.tif 000003
【０００５】
しかし、上記方法は、以下の問題を有する。
一般に、半径Ｒ、長さＬの円管内を流れる流体の流量Ｑは、流体粘度μＴ、圧力損失ΔＰに基づいて、ハーゲンポアズイユの法則によって導き出される以下の数４から算出される。ここで、流体粘度μＴは、０℃における流体粘度μ０、流体温度Ｔに基づいて、サザーランドの実験式によって導き出される以下の数５から算出される。従って、流体温度Ｔが変動すると、所定の円管内を流れる流量Ｑは、流体温度Ｔから算出される流体粘度μＴの影響により変動する。これにより、流体である混合気の流量は、混合気温度から算出される混合気粘度に影響されるという知見を得る。
【０００６】
一方、数３によって算出される実混合気流量Ｑｍｉｘは、混合気温度（マニホールド温度）Ｔ１によって定まる混合気粘度μＴ１の影響が考慮されていない。しかし、実際に供給されている混合気は、外気の温度によって混合気温度（マニホールド温度）Ｔ１が変動する。すなわち、混合気粘度μＴ１が変動するため、実混合気流量Ｑｍｉｘと実際に供給されている混合気流量との間に誤差が生じる。この結果、スロットル弁の開度を、実混合気流量Ｑｍｉｘと混合気流量指令値との偏差に基づいて設定された目標開度に設定しても、適正な空燃比の混合気を供給することができない問題があった。
【０００７】
【数４】
2011127543.tif 000004
【０００８】
【数５】
2011127543.tif 000005
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−５７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は係る課題を鑑みてなされたものであり、外気の温度が変動しても、混合気を適正な空燃比に制御することができるガスエンジン制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
即ち、請求項１の発明は、混合気温度Ｔ１を検出する混合気温度検出手段と、混合気圧力Ｐ１を検出する混合気圧力検出手段と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段と、エンジンに駆動される負荷装置に投入された負荷からエンジン回転数指令値を決定し、前記エンジン回転数Ｎｅと前記エンジン回転数指令値との偏差に基づいてスロットル弁の開度を制御するエンジン回転数制御手段と、前記負荷、および前記エンジン回転数指令値から混合気流量指令値を算出し、前記混合気温度Ｔ１、および０℃における混合気粘度μ０に基づいて以下の数１に示す混合気粘度μＴ１を算出し、前記混合気温度Ｔ１、前記混合気粘度μＴ１、前記混合気圧力Ｐ１、前記エンジン回転数Ｎｅ、充填効率ηｃ、および行程容積Ｖｓに基づいて以下の数２に示す粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲを算出し、前記混合気流量指令値と前記粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲとの偏差に基づいて前記燃料ガス制御弁の開度を制御する混合気流量制御手段と、を具備するものである。
【数１】
2011127543.tif 000006
【数２】
2011127543.tif 000007
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、エンジン制御装置が算出する混合気流量と実際に供給されている混合気流量との誤差を小さくすることができる。この結果、混合気を適正な空燃比に制御することができるため、外気の温度の変動によって外気に含まれるＯ２濃度が変動しても混合気に含まれるＯ２濃度は変動しない。すなわち、ガスエンジンから排出されるＮＯｘ濃度は、外気の温度に影響されない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスエンジンの構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係るガスエンジン制御装置の制御行程を示すフローチャート図。
【図３】本発明の一実施形態に係るガスエンジン制御装置の混合気流量制御行程を示すフローチャート図。
【図４】本発明の一実施形態に係るガスエンジン制御装置の混合気流量制御行程を示すフローチャート図。
【図５】本発明の一実施形態に係るガスエンジン制御装置の混合気流量制御行程による効果を表すグラフを示す図。
【図６】（ａ）本発明の一実施形態に係るガスエンジン制御装置による混合気に含まれるＯ２濃度を表すグラフを示す図。（ｂ）本発明の一実施形態に係るガスエンジン制御装置による排気に含まれるＮＯｘ濃度を表すグラフを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図１を用いて、本発明のガスエンジン制御装置の一実施形態に係るガスエンジン制御装置１００と、このガスエンジン制御装置１００を適用した内燃機関であるガスエンジン１とについて説明する。なお、本実施形態における「上流側」とは混合気の流れ方向における上流側を示し、「下流側」とは混合気の流れ方向における下流側を示す。またピストン１３が混合気を圧縮する方向を上方向として上下を規定する。
【００１７】
図１に示すように、ガスエンジン１は、単気筒エンジンまたは多気筒エンジンであり、天然ガス等の燃料ガスを用いて燃焼運転するものである。ガスエンジン１は、主にエンジン本体１０、給気経路２０、排気経路３０、燃料ガス供給経路４０、を具備する。ガスエンジン１は、その図示しない出力軸が負荷装置である発電機５０と連結され、発電機５０を稼動させるように構成される。なお、ガスエンジン１が稼動させる負荷装置は、本実施形態において、発電機５０に限定するものではない。
【００１８】
エンジン本体１０は、その主たる構成部材であるシリンダブロック１１の上部にシリンダヘッド１２が固設される。エンジン本体１０は、シリンダブロック１１に形成されるシリンダ１０ａ内にピストン１３が摺動自在に収納され、シリンダ内におけるピストン１３の上側方に燃焼室１４が構成される。シリンダヘッド１２には、給気経路２０と燃焼室１４とを連通又は遮断する給気バルブ１５、燃焼室１４に供給された混合気に着火する点火プラグ１６、および排気経路３０と燃焼室１４とを連通又は遮断する排気バルブ１７が具備される。また、エンジン本体１０には、ピストン１３とコンロッド１８を介して連結されるクランク軸１９が回動自在に支持される。エンジン本体１０は、クランク軸１９によってピストン１３の往復運動を回転運動に変換し、図示しない出力軸を介して発電機５０に出力可能に構成される。
【００１９】
給気経路２０は、エンジン本体１０に、外気（空気）と燃料ガスとの混合気を供給するものである。給気経路２０は、給気管２１、ベンチュリ２２、およびスロットル弁２３等を具備する。
【００２０】
給気管２１は、給気経路２０の主たる構造部材である。給気管２１は、一方が給気バルブ１５を介してエンジン本体１０の燃焼室１４と連通され、他方が大気解放される。よって、給気管２１は、外気を燃焼室１４内に供給可能に構成される。給気管２１には、その途中部に燃料ガス供給経路４０が接続される。
【００２１】
ベンチュリ２２は、燃料ガス供給経路４０内の燃料ガスと給気管２１内の空気との間に差圧を生じさせるものである。ベンチュリ２２は、給気管２１内の燃料ガス供給経路４０の接続部分に備えられる。ベンチュリ２２は、給気管２１内に生じさせた差圧によって燃料ガス供給経路４０内の燃料ガスを給気管２１内に供給可能に構成される。
【００２２】
スロットル弁２３は、混合気の流量を変更するものである。スロットル弁２３は、給気管２１内のベンチュリ２２の下流側方に備えられる。スロットル弁２３は、電動モータ等のアクチュエータにより開閉可能な自動弁から構成される。スロットル弁２３は、その開度を調整することで、エンジン本体１０に供給される混合気の流量を変更することができる。
【００２３】
排気経路３０は、エンジン本体１０から排出される排気を、ＮＯｘの還元処理等を施した後に、外部に排出するものである。排気経路３０は、排気管３１、図示しないフィルタ、および酸化触媒等を具備する。
【００２４】
排気管３１は、排気経路３０の主たる構造部材である。排気管３１は、一方が排気バルブ１７を介してエンジン本体１０の燃焼室１４と連通され、他方が図示しないフィルタ、および酸化触媒等を介して大気解放される。よって、排気管３１は、燃焼室１４内の排気を外部に排出可能に構成される。
【００２５】
燃料ガス供給経路４０は、給気経路２０に燃料ガスを供給するものである。燃料ガス供給経路４０は、燃料ガス供給管４１、燃料ガス制御弁４２等を具備する。
【００２６】
燃料ガス供給管４１は、給気経路２０の主たる構造部材である。燃料ガス供給管４１は、一方が給気経路２０の給気管２１に接続され、他方が燃料ガスを貯蔵している図示しない燃料ガスタンクに接続される。よって、燃料ガス供給管４１は、図示しない燃料ガスタンク内の燃料ガスを給気管２１内に供給可能に構成される。
【００２７】
燃料ガス制御弁４２は、燃料ガスを供給、または供給停止し、燃料ガスの供給量を変更するものである。燃料ガス制御弁４２は、燃料ガス供給管４１の途中部に備えられる。燃料ガス制御弁４２は、電動モータ等のアクチュエータにより開閉可能な自動弁から構成される。燃料ガス制御弁４２は、弁の開閉により給気経路２０に燃料ガスを供給、または供給停止し、弁の開度を調整することで供給される燃料ガスの流量を変更することができる。
【００２８】
図１に示すように、ガスエンジン制御装置１００は、ガスエンジン１の運転を制御するものである。ガスエンジン制御装置１００は、主としてＥＣＵ１１０、エンジン回転数検出手段であるエンジン回転数検出センサー１２０、混合気温度検出手段である温度検出センサー１３０、および混合気圧力検出手段である圧力検出センサー１４０を具備する。
【００２９】
ＥＣＵ１１０は、ガスエンジン１の制御を行うための種々のプログラムや空燃比マップＭ１、充填効率ηｃ、およびガスエンジン１の行程容積Ｖｓ等のデータが格納され、これらのプログラム等を展開することができ、これらのプログラム等に従って所定の演算を行うことができ、当該演算の結果等を記憶することができる。
【００３０】
ＥＣＵ１１０は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。本実施形態においては専用品で達成することも、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。ＥＣＵ１１０は、主として制御部１１１、入力部１１２、出力部１１３、等を具備する。
【００３１】
制御部１１１は、機能的には記憶部１１１ａ、エンジン回転数制御手段であるエンジン回転数制御部１１１ｂ、および混合気流量制御手段である混合気流量制御部１１１ｃを具備する。実体的には、制御部１１１が、記憶部１１１ａに格納されたプログラムに従って所定の演算等を行うことにより、記憶部１１１ａ、エンジン回転数制御部１１１ｂ、および混合気流量制御部１１１ｃとしての機能を果たす。
【００３２】
制御部１１１のうち、記憶部１１１ａ、およびエンジン回転数制御部１１１ｂが協働することにより、本発明に係るガスエンジン制御装置１００の実施の一形態を構成する各行程が行われる。制御部１１１のうち、記憶部１１１ａ、および混合気流量制御部１１１ｃが協働することにより、本発明に係るガスエンジン制御装置１００の実施の一形態を構成する各行程が行われる。
記憶部１１１ａ、エンジン回転数制御部１１１ｂ、および混合気流量制御部１１１ｃのそれぞれの具体的な機能については、後述する。
【００３３】
入力部１１２は、制御部１１１と接続され、制御部１１１にエンジン回転数検出センサー１２０、温度検出センサー１３０、圧力検出センサー１４０、および負荷装置である発電機５０からの信号や指令値等が入力されるものである。
【００３４】
出力部１１３は、制御部１１１と接続され、燃料ガス制御弁４２、およびスロットル弁２３、点火プラグ１６に対して制御部１１１からの信号を出力するものである。
【００３５】
エンジン回転数検出センサー１２０は、エンジン回転数Ｎｅを検出するものである。エンジン回転数検出センサー１２０は、ロータリーエンコーダ等から構成され、ガスエンジン１のクランク軸１９等に設けられる。なお、エンジン回転数検出センサー１２０は、本実施形態において、ロータリーエンコーダとしているが、これに特に限定するものではなく、エンジン回転数Ｎｅを検出することができるものであればよい。
【００３６】
温度検出センサー１３０は、混合気温度Ｔ１を検出するものである。温度検出センサー１３０は、給気管２１の途中部であってスロットル弁２３よりも下流側に配置される。なお、温度検出センサー１３０を配置する位置や温度検出センサー１３０の数は、本実施形態において、特に限定するものではなく、混合気温度Ｔ１を適宜検出することができる構成であればよい。
【００３７】
圧力検出センサー１４０は、混合気圧力Ｐ１を検出するものである。圧力検出センサー１４０は、給気管２１の途中部であって温度検出センサー１３０の近傍に配置される。なお、圧力検出センサー１４０を配置する位置や圧力検出センサー１４０の数は、本実施形態において、特に限定するものではなく、混合気圧力Ｐ１を適宜検出することができる構成であればよい。
【００３８】
図１に示すように、ＥＣＵ１１０の入力部１１２は、エンジン回転数検出センサー１２０と接続され、エンジン回転数検出センサー１２０が検出するエンジン回転数Ｎｅを取得することが可能である。
【００３９】
ＥＣＵ１１０の入力部１１２は、温度検出センサー１３０と接続され、温度検出センサー１３０が検出する混合気温度Ｔ１を取得することが可能である。
【００４０】
ＥＣＵ１１０の入力部１１２は、圧力検出センサー１４０と接続され、圧力検出センサー１４０が検出する混合気圧力Ｐ１を取得することが可能である。
【００４１】
ＥＣＵ１１０の入力部１１２は、負荷装置である発電機５０と接続され、発電機５０に投入された負荷Ｌｄを取得することが可能である。
【００４２】
ＥＣＵ１１０の出力部１１３は、図示しない点火装置を介して点火プラグ１６と接続され、点火プラグ１６の点火信号を送信することが可能である。
【００４３】
ＥＣＵ１１０の出力部１１３は、スロットル弁２３と接続され、スロットル弁２３の開度の設定信号を送信することが可能である。
【００４４】
ＥＣＵ１１０の出力部１１３は、燃料ガス制御弁４２と接続され、燃料ガス制御弁４２の開度の設定信号を送信することが可能である。
【００４５】
以下では、図２、図３、および図４を用いて、本発明に係るガスエンジン制御装置１００の制御態様について説明する。
【００４６】
図２に示すように、本発明に係るガスエンジン制御装置１００の制御態様は、エンジン回転数制御行程Ａ、混合気流量制御行程Ｂから構成される。
【００４７】
エンジン回転数制御行程Ａは、制御部１１１のうち、記憶部１１１ａ、およびエンジン回転数制御部１１１ｂが協働することにより、負荷Ｌｄからエンジン回転数指令値ＮｅＯを決定し、エンジン回転数Ｎｅとエンジン回転数指令値ＮｅＯとの偏差に基づいてスロットル弁２３の開度を制御する行程である。
【００４８】
混合気流量制御行程Ｂは、制御部１１１のうち、記憶部１１１ａ、および混合気流量制御部１１１ｃが協働することにより、負荷Ｌｄ、およびエンジン回転数指令値ＮｅＯから
混合気流量指令値ＱｍｉｘＯを決定する。次に、混合気温度Ｔ１、および０℃における混合気粘度μ０に基づいて以下の数１に示す混合気粘度μＴ１を算出する。さらに、算出した混合気粘度μＴ１、混合気温度Ｔ１、混合気圧力Ｐ１、エンジン回転数Ｎｅ、充填効率ηｃ、および行程容積Ｖｓに基づいて以下の数２に示す粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲを算出する。そして、混合気流量指令値ＱｍｉｘＯと粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲとの偏差に基づいて燃料ガス制御弁４２の開度を制御する行程である。
【数１】
2011127543.tif 000008
【数２】
2011127543.tif 000009
【００４９】
以下では、ＥＣＵ１１０によるスロットル弁２３と燃料ガス制御弁４２との制御態様について説明する。
【００５０】
ステップＳ１００において、ＥＣＵ１１０は、エンジン回転数制御行程Ａを開始して、制御段階をステップＳ１１０（図３参照）へ移行する。
【００５１】
図３に示すように、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１１０は、入力部１１２によって、負荷装置である発電機５０に投入された負荷Ｌｄ、およびエンジン回転数検出センサー１２０が検出するエンジン回転数Ｎｅを取得する。ＥＣＵ１１０は、入力部１１２が取得した負荷Ｌｄ、およびエンジン回転数Ｎｅを制御部１１１の記憶部１１１ａに記憶した後、制御段階をステップＳ１２０へ移行する。
【００５２】
ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１のエンジン回転数制御部１１１ｂによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶している負荷Ｌｄと空燃比マップＭ１とに基づいてエンジン回転数指令値ＮｅＯを決定する。ＥＣＵ１１０は、制御部１１１のエンジン回転数制御部１１１ｂが決定したエンジン回転数指令値ＮｅＯを制御部１１１の記憶部１１１ａに記憶した後、制御段階をステップＳ１３０へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１３０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１のエンジン回転数制御部１１１ｂによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶しているエンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数指令値ＮｅＯと等しいか否か判定する。
その結果、エンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数指令値ＮｅＯと等しいと判定した場合、ＥＣＵ１１０はエンジン回転数制御行程Ａを終了して、制御段階をステップＳ２００（図２参照）へ移行する。
また、エンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数指令値ＮｅＯと等しくないと判定した場合、ＥＣＵ１１０は制御段階をステップＳ１４０へ移行する。
【００５４】
ステップＳ１４０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１のエンジン回転数制御部１１１ｂによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶しているエンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数指令値ＮｅＯより大きいか否か判定する。
その結果、エンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数指令値ＮｅＯより大きいと判定した場合、ＥＣＵ１１０は制御段階をステップＳ１５０へ移行する。
また、エンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数指令値ＮｅＯより小さいと判定した場合、ＥＣＵ１１０は制御段階をステップＳ１６０へ移行する。
【００５５】
ステップＳ１５０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１のエンジン回転数制御部１１１ｂによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶しているエンジン回転数Ｎｅとエンジン回転数指令値ＮｅＯとの偏差に基づいてスロットル弁２３の開度補正量ＳｖＨを算出する。ＥＣＵ１１０は、制御部１１１のエンジン回転数制御部１１１ｂによって、出力部１１３を介してスロットル弁２３の開度を開度補正量ＳｖＨだけ減少するように制御した後、エンジン回転数制御行程Ａを終了して、制御段階をステップＳ２００（図２参照）へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１６０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１のエンジン回転数制御部１１１ｂによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶しているエンジン回転数Ｎｅとエンジン回転数指令値ＮｅＯとの偏差に基づいてスロットル弁２３の開度補正量ＳｖＨを算出する。ＥＣＵ１１０は、制御部１１１のエンジン回転数制御部１１１ｂによって、出力部１１３を介してスロットル弁２３の開度を開度補正量ＳｖＨだけ増加するように制御した後、エンジン回転数制御行程Ａを終了して、制御段階をステップＳ２００（図２参照）へ移行する。
【００５７】
図２に示すように、ステップＳ２００において、ＥＣＵ１１０は、混合気流量制御行程Ｂを開始して、制御段階をステップＳ２１０（図４参照）へ移行する。
【００５８】
図４に示すように、ステップＳ２１０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶している負荷Ｌｄとエンジン回転数指令値ＮｅＯと空燃比マップＭ１とに基づいて混合気流量指令値ＱｍｉｘＯを決定する。ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃが決定した混合気流量指令値ＱｍｉｘＯを制御部１１１の記憶部１１１ａに記憶した後、制御段階をステップＳ２２０へ移行する。
【００５９】
ステップＳ２２０において、ＥＣＵ１１０は、入力部１１２によって、エンジン回転数検出センサー１２０が検出するエンジン回転数Ｎｅ、温度検出センサー１３０が検出する混合気温度Ｔ１、および圧力検出センサー１４０が検出する混合気圧力Ｐ１を取得する。ＥＣＵ１１０は、入力部１１２が取得したエンジン回転数Ｎｅ、混合気温度Ｔ１、および混合気圧力Ｐ１を制御部１１１の記憶部１１１ａに記憶した後、制御段階をステップＳ２２０へ移行する。
【００６０】
ステップＳ２３０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶しているエンジン回転数Ｎｅ、混合気温度Ｔ１、および０℃における混合気粘度μ０に基づいて前述の数１に示す混合気粘度μＴ１を算出する。ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃが算出した混合気粘度μＴ１を制御部１１１の記憶部１１１ａに記憶した後、制御段階をステップＳ２４０へ移行する。
【００６１】
ステップＳ２４０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶している混合気粘度μＴ１、エンジン回転数Ｎｅ、混合気温度Ｔ１、混合気圧力Ｐ１、充填効率ηｃ、および行程容積Ｖｓに基づいて前述の数２に示す粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲを算出する。ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃが算出した粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲを制御部１１１の記憶部１１１ａに記憶した後、制御段階をステップＳ２５０へ移行する。
【００６２】
ステップＳ２５０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶している粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲが混合気流量指令値ＱｍｉｘＯと等しいか否か判定する。
その結果、粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲが混合気流量指令値ＱｍｉｘＯと等しいと判定した場合、ＥＣＵ１１０は混合気流量制御行程Ｂを終了して、制御段階をステップＳ１００（図２参照）へ繰り返し移行する。
また、粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲが混合気流量指令値ＱｍｉｘＯと等しくないと判定した場合、ＥＣＵ１１０は制御段階をステップＳ２６０へ移行する。
【００６３】
ステップＳ２６０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶している粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲが混合気流量指令値ＱｍｉｘＯより大きいか否か判定する。
その結果、粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲが混合気流量指令値ＱｍｉｘＯより大きいと判定した場合、すなわち、混合気を構成する燃料ガスの流量と外気（空気）の流量との割合（空燃比）が適正値に対して過少（リーン側）であり、必要な燃料ガスの流量を維持するために混合気流量が増加している場合、ＥＣＵ１１０は制御段階をステップＳ２７０へ移行する。
また、粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲが混合気流量指令値ＱｍｉｘＯより小さいと判定した場合、すなわち、混合気を構成する燃料ガスの流量と外気（空気）の流量との割合（空燃比）が適正値に対して過大（リッチ側）であり、必要な燃料ガスの流量を維持するために混合気流量が減少している場合、ＥＣＵ１１０は制御段階をステップＳ２８０へ移行する。
【００６４】
ステップＳ２７０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶している粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲと混合気流量指令値ＱｍｉｘＯとの偏差に基づいて燃料ガス制御弁４２の開度補正量ＦｖＨを算出する。ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、出力部１１３を介して燃料ガス制御弁４２の開度を開度補正量ＦｖＨだけ増加するように制御した後、混合気流量制御行程Ｂを終了して、制御段階をステップＳ１００（図２参照）へ繰り返し移行する。
【００６５】
ステップＳ２８０において、ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、制御部１１１の記憶部１１１ａが記憶している粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲと混合気流量指令値ＱｍｉｘＯとの偏差に基づいて燃料ガス制御弁４２の開度補正量ＦｖＨを算出する。ＥＣＵ１１０は、制御部１１１の混合気流量制御部１１１ｃによって、出力部１１３を介して燃料ガス制御弁４２の開度を開度補正量ＦｖＨだけ減少するように制御した後、混合気流量制御行程Ｂを終了して、制御段階をステップＳ１００（図２参照）へ繰り返し移行する。
【００６６】
上記の如く、本実施形態に係るガスエンジン制御装置１００によって、図５に示すように、実際に供給されている混合気流量（混合気流量実測値）と混合気粘度μＴ１を考慮した粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲとの誤差は、混合気流量実測値と実混合気流量Ｑｍｉｘ（補正無）との誤差よりも小さくすることができる。これにより、図６に示すように、各正味平均有効圧力（各エンジン出力）において、外気の温度の変動によって外気に含まれるＯ２濃度が変動しても、その変動に応じて燃料ガス量と混合気流量が変更されるので、ガスエンジン１から排出されるＮＯｘ濃度は変動しない。すなわち、ガスエンジン１から排出されるＮＯｘ濃度は、外気の温度に影響されることがない。
【００６７】
以上の如く、本実施形態に係るガスエンジン制御装置１００は、混合気温度Ｔ１を検出する混合気温度検出手段である温度検出センサー１３０と、混合気圧力Ｐ１を検出する混合気圧力検出手段である圧力検出センサー１４０と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段であるエンジン回転数検出センサー１２０と、ガスエンジン１に駆動される負荷装置である発電機５０に投入された負荷Ｌｄからエンジン回転数指令値ＮｅＯを決定し、エンジン回転数Ｎｅとエンジン回転数指令値ＮｅＯとの偏差に基づいてスロットル弁２３の開度を制御するエンジン回転数制御手段であるエンジン回転数制御部１１１ｂと、負荷Ｌｄ、およびエンジン回転数指令値ＮｅＯから混合気流量指令値ＱｍｉｘＯを決定し、混合気温度Ｔ１、および０℃における混合気粘度μ０に基づいて以下の数１に示す混合気粘度μＴ１を算出し、混合気温度Ｔ１、混合気粘度μＴ１、混合気圧力Ｐ１、エンジン回転数Ｎｅ、充填効率ηｃ、および行程容積Ｖｓに基づいて以下の数２に示す粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲを算出し、混合気流量指令値ＱｍｉｘＯと粘度補正実混合気流量ＱｍｉｘＲとの偏差に基づいて燃料ガス制御弁４２の開度を制御する混合気流量制御手段である混合気流量制御部１１１ｃと、を具備するものである。
【００６８】
このように構成することにより、ガスエンジン制御装置１００が算出する混合気流量と実際に供給されている混合気流量との誤差を小さくすることができる。この結果、混合気を適正な空燃比に維持することができるため、外気の温度の変動によって外気に含まれるＯ２濃度が変動しても混合気に含まれるのＯ２濃度は変動しない。すなわち、ガスエンジン１から排出されるＮＯｘ濃度は、外気の温度に影響されない。
【符号の説明】
【００６９】
１  ガスエンジン
２３  スロットル弁
４２  燃料ガス制御弁
５０  発電機
１２０  エンジン回転数検出センサー
１３０  混合気温度検出センサー
１４０  混合気圧力検出センサー
μ０  ０℃における混合気粘度
μＴ  流体粘度
Ｎｅ  エンジン回転数
Ｔ１  混合気温度
Ｐ１  混合気圧力
ηｃ  充填効率
Ｖｓ  行程容積
Ｌｄ  負荷
ＮｅＯ  エンジン回転数指令値
ＱｍｉｘＯ  混合気流量指令値
ＱｍｉｘＲ  粘度補正実混合気流量
【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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