(57)【要約】【課題】特に発熱量（カロリー）が変動する燃料ガスを用いるガスエンジンにおいて、エンジン始動時及び負荷運転時における過給機回転数変化に伴う給気系の応答性を改善して、エンジン回転の立ち上がり及び負荷運転時の安定燃焼を実現可能としたモータ駆動過給機付きガスエンジンを提供する。【解決手段】可変速モータ駆動過給機付きガスエンジンにおいて、エンジンに供給される燃料ガスの発熱量及びエンジンの始動時を含む運転時の最適熱量に対応する最適燃料ガス量を算出し、前記最適燃料ガス量と給気圧力検出値及び給気温度検出値に基づき算出された実空気量（実際の空気量）とに適合する過給機の最適回転数（最適過給機回転数）を算出し、該最適過給機回転数になるように電動モータを制御するモータコントローラを有してなることを特徴とする。【選択図】図２
2007218223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに給気を圧送するコンプレッサをそなえた過給機に該過給機を駆動する電動モータを連結してなるモータ駆動過給機付きガスエンジンにおいて、前記電動モータを可変速電動モータで構成するとともに、前記エンジンの給気圧力を検出する給気圧力センサ及び給気温度を検出する給気温度センサを設け、さらに、前記エンジンに供給される燃料ガスの発熱量及び該エンジンの始動時を含む運転時の最適熱量に対応する最適燃料ガス量を算出し、前記最適燃料ガス量と前記給気圧力センサ及び給気温度センサからの給気圧力検出値及び給気温度検出値に基づき算出された実際の空気量である実空気量とに適合する前記過給機の最適回転数である最適過給機回転数を算出し、該最適過給機回転数になるように前記電動モータを制御するモータコントローラを有してなることを特徴とするモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【請求項２】
前記モータコントローラは、前記燃料ガスの発熱量及び前記エンジンの始動時を含む運転時の最適熱量に対応する最適燃料ガス量がマップ状に設定された最適燃料ガス量設定手段、並びに、前記最適燃料ガス量及びエンジンの空気量に対応する最適過給機回転数がマップ状に設定された過給機回転数設定手段をそなえ、前記最適燃料ガス量設定手段から前記エンジンの使用燃料ガスの発熱量及び前記最適熱量に対応するエンジンの最適燃料ガス量を算出し、前記過給機回転数設定手段から前記最適燃料ガス量及びエンジンの実空気量に対応する前記最適過給機回転数を算出するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【請求項３】
前記モータコントローラは、前記燃料ガスの発熱量の低下に従い前記最適熱量に対応する最適燃料ガス量を増加し、該最適燃料ガス量の増加に従い前記最適過給機回転数を上昇させるように前記電動モータを制御することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【請求項４】
前記モータコントローラは、前記最適燃料ガス量と前記実空気量とにより該最適燃料ガス量に対応する実空燃比を算出し、該実空燃比と予め設定された基準空燃比との偏差により前記最適過給機回転数を補正するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載のモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【請求項５】
前記給気を予め燃料ガスと空気とを予混合した予混合気に生成して前記コンプレッサに送り込むように構成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載のモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【請求項６】
前記コンプレッサ入口の給気を空気で構成し、該コンプレッサ出口側で加圧空気に燃料ガスを混合させた給気をエンジンに供給するように構成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載のモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【請求項７】
エンジンに給気を圧送するコンプレッサをそなえた過給機に該過給機を駆動する電動モータを連結してなるモータ駆動過給機付きガスエンジンにおいて、前記電動モータを可変速電動モータで構成するとともに前記給気を燃料ガスで構成して前記コンプレッサに導入せしめ、前記エンジンの給気圧力を検出する給気圧力センサ及び給気温度を検出する給気温度センサを設け、さらに、前記燃料ガスの発熱量及び前記エンジンの始動時を含む運転時の最適熱量に対応する最適燃料ガス量である基準給気量を算出し、前記給気圧力センサ及び給気温度センサからの給気圧力検出値及び給気温度検出値に基づき実際の給気量である実給気量を算出し、前記実給気量と基準給気量との偏差により最適過給機回転数を補正し、この補正最適過給機回転数になるように電動モータを制御するモータコントローラを有してなることを特徴とするモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【請求項８】
前記過給機出口側の給気通路に前記燃料ガスとは別系統の追加燃料ガスを供給する追加燃料ガス供給手段を設け、前記モータコントローラは前記最適過給機回転数を前記追加燃料ガス供給量に対応する量だけ上昇せしめるように電動モータを制御することを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【請求項９】
前記過給機が、エンジンの排ガスにより駆動されるタービンに発電機を連結し、前記発電機の発電電力により前記コンプレッサに直結された電動モータを回転駆動するように構成された排気ターボ過給機からなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの項に記載のモータ駆動過給機付きガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付きガスエンジンにおいて、特に低発熱量の燃料ガスを用いるガスエンジンに適用され、エンジンに給気を圧送するコンプレッサをそなえた過給機に該過給機を駆動する電動モータを連結してなるモータ駆動過給機付きガスエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ターボ過給機をそなえたガスエンジンにおいて、廃棄物ガス等の組成や発熱量（以下カロリーという）が変動する燃料ガスを用いる場合、エンジンの燃焼状態が変動し、これにより排気エネルギーの変動によって排気ターボ過給機の過給機回転数が変動し、該過給機回転数の変動によってエンジンへの給気の圧力変動が発生し、この給気圧力変動およびこれに伴う給気量変動によって、エンジンの安定燃焼が行われなくなるという事態が発生し易くなる。
かかる問題に対処するため、過給機に通路面積調整用の排気バイパス弁付きの排気バイパス通路を設ける手段、給気通路に通路面積調整用の給気バイパス弁付きの給気バイパス通路を設ける手段等が提供されている。
【０００３】
また、特許文献１（特開２０００−４５８１２号公報）には、発電機とモータとに切り換え可能な回転電機を過給機のタービンとコンプレッサとの間に介装し、燃費最小の回転数から要求トルクを決定し、この要求トルクになるように回転電機を発電機あるいはモータとに切り換え、その容量を制御するモータ駆動過給機付きガスエンジンが示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４５８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の過給機に通路面積調整用の排気バイパス弁付きの排気バイパス通路を設ける手段、及び給気通路に通路面積調整用の給気バイパス弁付きの給気バイパス通路を設ける手段では、間接的に過給機回転数を制御することになるため、応答性が低く、急激なエンジンの負荷変動に対してはエンジンへの給気量が追従できず、安定燃焼が阻害される。
【０００６】
また、前記特許文献１には、過給機のタービンとコンプレッサとの間に発電機とモータとに切り換え可能な回転電機を介装して、燃費最小の回転数への要求トルクになるように回転電機を発電機あるいはモータとに切り換え、その容量を制御するモータ駆動過給機付きガスエンジンが示されているにとどまり、発熱量（カロリー）が変動する燃料ガスを用いる場合において、エンジンの燃焼状態の変動による排気ターボ過給機の過給機回転数の変動に伴うエンジンの給気圧力変動および給気量変動を回避し、特にエンジン始動時の安定燃焼を実現する手段については示されていない。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、特に発熱量（カロリー）が変動する燃料ガスを用いるガスエンジンにおいて、エンジン始動時及び負荷運転時における過給機回転数変化に伴う給気系の応答性を改善して、エンジン回転の立ち上がり及び負荷運転時の安定燃焼を実現可能としたモータ駆動過給機付きガスエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、エンジンに給気を圧送するコンプレッサをそなえた過給機に該過給機を駆動する電動モータを連結してなるモータ駆動過給機付きガスエンジンにおいて、前記電動モータを可変速電動モータで構成するとともに、前記エンジンの給気圧力を検出する給気圧力センサ及び給気温度を検出する給気温度センサを設け、さらに、前記エンジンに供給される燃料ガスの発熱量及び該エンジンの始動時を含む運転時の最適熱量に対応する最適燃料ガス量を算出し、前記最適燃料ガス量と前記給気圧力センサ及び給気温度センサからの給気圧力検出値及び給気温度検出値に基づき算出された実空気量（実際の空気量）とに適合する前記過給機の最適回転数（最適過給機回転数）を算出し、該最適過給機回転数になるように前記電動モータを制御するモータコントローラを有してなることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記モータコントローラは、前記燃料ガスの発熱量及び前記エンジンの始動時を含む運転時の最適熱量に対応する最適燃料ガス量がマップ状に設定された最適燃料ガス量設定手段、並びに、前記最適燃料ガス量及びエンジンの空気量に対応する最適過給機回転数がマップ状に設定された過給機回転数設定手段をそなえ、前記最適燃料ガス量設定手段から前記エンジンの使用燃料ガスの発熱量及び前記最適熱量に対応するエンジンの最適燃料ガス量を算出し、過給機回転数設定手段から前記最適燃料ガス量及びエンジンの実空気量に対応する前記最適過給機回転数を算出するように構成される（請求項２）。
【００１０】
（２）前記モータコントローラは、前記燃料ガスの発熱量の低下に従い前記最適熱量に対応する最適燃料ガス量を増加し、該最適燃料ガス量の増加に従い前記最適過給機回転数を上昇させるように前記電動モータを制御する（請求項３）。
【００１１】
（３）前記モータコントローラは、前記最適燃料ガス量と前記実空気量とにより該最適燃料ガス量に対応する実空燃比を算出し、該実空燃比と予め設定された基準空燃比との偏差により前記最適過給機回転数を補正するように構成されてなる（請求項４）。
【００１２】
また、かかる発明は、次のような燃料ガス及び空気の供給方式をそなえたモータ駆動過給機付きガスエンジンに適用できる。
（１）前記給気を予め燃料ガスと空気とを予混合した予混合気に生成して前記コンプレッサに送り込むように構成したモータ駆動過給機付きガスエンジン（請求項５）。
（２）前記コンプレッサ入口の給気を空気で構成し、該コンプレッサ出口側で加圧空気に燃料ガスを混合させた給気をエンジンに供給するように構成したモータ駆動過給機付きガスエンジン（請求項６）。
（３）前記電動モータを可変速電動モータで構成するとともに前記給気を燃料ガスで構成して前記コンプレッサに導入せしめ、前記エンジンの給気圧力を検出する給気圧力センサ及び給気温度を検出する給気温度センサを設け、さらに、前記燃料ガスの発熱量及び前記エンジンの始動時を含む運転時の最適熱量に対応する最適燃料ガス量である基準給気量（必要給気量）を算出し、前記給気圧力センサ及び給気温度センサからの給気圧力検出値及び給気温度検出値に基づき実給気量（実際の給気量）を算出し、前記実給気量と基準給気量との偏差により最適過給機回転数を補正し、この補正最適過給機回転数になるように電動モータを制御するモータコントローラを有してなるモータ駆動過給機付きガスエンジン（請求項７）。
（４）前記過給機出口側の給気通路に前記燃料ガスとは別系統の追加燃料ガスを供給する追加燃料ガス供給手段を設け、前記モータコントローラは前記最適過給機回転数を前記追加燃料ガス供給量に対応する量だけ上昇せしめるように電動モータを制御することを特徴とするモータ駆動過給機付きガスエンジン（請求項８）。
【００１３】
また、前記過給機を、エンジンの排ガスにより駆動されるタービンに発電機を連結し、前記発電機の発電電力により前記コンプレッサに直結された電動モータを回転駆動するようにされた排気ターボ過給機で構成するのが最も好適である（請求項９）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、可変速電動モータで過給機を直結駆動するモータ駆動過給機付きガスエンジンにおいて、モータコントローラによって、最適燃料ガス量設定手段にエンジンに供給される燃料ガスの発熱量及び該エンジンの始動時を含む運転時の最適熱量に対応する最適燃料ガス量をマップ状に設定するとともに、過給機回転数設定手段に前記最適燃料ガス量及びエンジンの空気量に対応する最適過給機回転数をマップ状に設定し、エンジンの使用燃料ガスの発熱量及び前記最適熱量に対応するエンジンの最適燃料ガス量を前記最適燃料ガス量設定手段から算出し、前記過給機回転数設定手段から前記最適燃料ガス量の算出値及びエンジンの実空気量検出値に対応する前記最適過給機回転数を算出して、前記可変速電動モータを過給機回転数が前記最適過給機回転数になるように制御するので、可変速電動モータによって、過給機の回転数を、使用燃料ガスの発熱量及び最適熱量から算出した最適燃料ガス量と実空気量とに対応した最適回転数に自在に変化させて運転することができる。
【００１５】
これにより、前記（１）〜（４）のいかなる燃料ガス−空気供給方式であっても、エンジンの始動時及び負荷運転時において、過給機の回転数を可変速電動モータによって燃料ガスの発熱量及び最適熱量に応じた最適回転数に迅速に変化させて保持できることとなり、低発熱量の燃料ガス（低カロリーガス）や発熱量が変動する燃料ガスの使用時においても、特にエンジンの始動時における回転の立ち上がりが迅速となり、エンジン始動時及び負荷運転時における過給機回転数変化に伴う給気系の応答性を改善でき、始動時及び負荷運転時の全運転域において安定燃焼を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１７】
図１は本発明の第１〜第５実施例に係る過給機付きガスエンジンの全体構成図（系統図）である。
図１において、１はエンジン（ガスエンジン）、２はピストン、３はクランク軸、４はシリンダ、７０は燃焼室、７は給気ポート、５は該給気ポート７と燃焼室７０との間を開閉する給気弁、８は排気ポート、６は該排気ポート８と燃焼室７０との間を開閉する排気弁である。１１はパイロット燃料ガスを燃焼室７０内に噴射して着火せしめる着火装置である。
【００１８】
４０は過給機で、エンジン１の排ガスにより駆動されるタービン４２にタービン発電機２０を連結するとともに、前記エンジン１に給気を圧送するコンプレッサ４１に該コンプレッサ４１を駆動する可変速電動モータからなる電動モータ２１を連結し、前記タービン発電機２０と電動モータ２１を電気的に接続し（２９は接続回線）、タービン発電機２０での発電電力で電動モータ２１を駆動するように構成している。
１０は前記排気ポート８と前記タービン４２のガス入口とを接続する排気管、９は前記コンプレッサ４１の給気出口と前記給気ポート７とを接続する給気管である。１７は空気管、１８は燃料ガス管、１９は該燃料ガス管１８のガス通路面積を調整するガス量調整弁、１５は前記空気管１７を通った空気と前記燃料ガス管１８を通った燃料ガスとを混合するガスミキサーである。１４は前記ガスミキサー１５と前記コンプレッサ４１の給気入口とを接続する給気管である。１３は前記タービン４２の排ガス出口に接続される排ガスの排出管である。
【００１９】
１００は後述する演算、制御を行ない、その結果により前記電動モータ２１を運転、制御するモータコントローラである。３２は前記給気ポート７における給気圧力を検出する給気圧力センサ、３３は前記給気ポート７における給気温度を検出する給気温度センサである。４６は前記燃料ガス管１８に取付けられて燃料ガス流量を計測する燃料流量計である。前記給気圧力センサ３２からの給気圧力の検出値、前記給気温度センサ３３からの給気温度の検出値、及び前記燃料流量計４６からの燃料ガス流量の計測値は前記モータコントローラ１００に入力される（尚、前記燃料流量計４６は省略してもよい）。
４７は使用燃料ガスの種類及び発熱量を前記モータコントローラ１００に入力する燃料種別入力手段である。
【００２０】
かかるガスエンジンの運転時において、前記ガスミキサー１５で予混合された空気と燃料ガスガスとの混合気（給気）は給気管１４と経て過給機４０のコンプレッサ４１に導入される。該コンプレッサ４１は前記電動モータ２１により後述するように回転数（過給機回転数）を制御されて前記混合気（給気）を所要の給気圧力に加圧する。この給気は給気管９及び給気ポート７を通って給気弁５に達し、該給気弁５が所定時期に開弁せしめられるのに伴い燃焼室７０内に導入され、前記ピストン２の圧縮及び着火装置１１からの着火動作（パイロット燃料ガスの噴射等）によって着火燃焼せしめられる。
該燃焼室２からの排ガスは、排気弁６の開弁によって排気ポート８及び排気管１０を通って過給機４０のタービン４２に導入されて該タービン４２を駆動した後、排出管１３を通って図示しない排ガス熱回収装置等に送り込まれる。
前記タービン４２によって前記タービン発電機２０が駆動され、発生電力が接続回線２９を介して前記電動モータ２１に電送され、該電動モータ２１が回転駆動される。
【実施例１】
【００２１】
次に、図２に基づき、本発明の第１実施例に係るモータ駆動過給機付きガスエンジンの制御動作を説明する。
図２は、本発明の第１実施例に係るモータ駆動過給機付きガスエンジンの制御ブロック図であり、図２において、前記給気圧力センサ３２からのエンジン１の記給気圧力の検出値及び前記給気温度センサ３３からのエンジン１の給気温度の検出値は、前記モータコントローラ１００の実空気量算出部１０１に入力される。該エンジン１の実際の空気量即ち実空気量は、給気圧力及び給気温度と比例関係にあり、実空気量算出部１０１においては前記給気圧力の検出値Ｐｓ及び給気温度の検出値Ｔｓとエンジンの行程容積Ｖｈとを用いて実空気量Ｗａを算出する。この実空気量Ｗａはコンプレッサ必要回転数算出部１０７に入力される。
【００２２】
また、前記燃料種別入力手段４７からの使用燃料ガスの種類及び発熱量は、前記モータコントローラ１００のウォームアップ熱量算出部１０２に入力される。１０３はウォームアップ熱量設定部で、燃料ガスの発熱量（ｑ）毎に前記エンジン１の始動時において所定回転数に達するまでの必要熱量即ちウォームアップ熱量が設定されている。
前記ウォームアップ熱量算出部１０２においては、前記燃料種別入力手段４７からの使用燃料ガスの種類及び発熱量に相当するウォームアップ熱量即ち最適熱量を算出し、燃料量算出部１０４に入力する。
【００２３】
１０５は燃料量設定部で、図３のように、ウォームアップの最適熱量Ｅ（ウォームアップ熱量）と該最適熱量Ｅに対応する最適燃料ガス量Ｗｆとの関係が、燃料ガスの発熱量ｑをパラメータにしてマップ状に設定されている。即ち、該燃料量設定部１０５においては、前記燃料ガスの発熱量ｑの低下Ｑｆ４→Ｑｆ３→Ｑｆ２→Ｑｆ１に従い前記最適熱量Eに対応する最適燃料ガス量Ｗｆを増加して、最適熱量Eを確保するように設定されている。
前記燃料量算出部１０４においては、前記燃料種別入力手段４７からの使用燃料ガスの燃料発熱量ｑとエンジンの最適熱量Ｅ（ウォームアップ熱量）とに対応する最適燃料ガス量Ｗｆを算出（抽出）して、コンプレッサ必要回転数算出部１０７に入力する。
【００２４】
１０８はコンプレッサ回転数／燃料、空気量設定部で、図４のように、エンジン１の空気量Ｗａと該空気量Ｗａに対応するコンプレッサ最適回転数Ｎｃとの関係が、前記最適燃料ガス量Ｗｆをパラメータにしてマップ状に設定されている。即ち、該コンプレッサ回転数／燃料、空気量設定部１０８においては、前記最適燃料ガス量Ｗｆの増加Ｗｆ１→Ｗｆ２→Ｗｆ３→Ｗｆ４に従い前記コンプレッサ最適回転数Ｎｃを上昇させて、給気量を増加するように設定されている。
前記コンプレッサ必要回転数算出部１０７においては、前記実空気量算出部１０１からの実給気量Ｗａと前記最適燃料ガス量Ｗｆとに対応するコンプレッサ最適回転数Ｎｃを算出（抽出）して、電動モータ２１の回転数を前記コンプレッサ最適回転数Ｎｃに制御する。
【００２５】
かかる第１実施例によれば、モータコントローラ１００によって、最適燃料ガス量設定手段を構成する燃料量設定部１０５に、エンジン１に供給される燃料ガスの発熱量ｑ及び該エンジン１の始動時を含む運転時の最適熱量Ｅに対応する最適燃料ガス量Ｗｆをマップ状に設定するとともに、過給機回転数設定手段を構成するコンプレッサ回転数／燃料、空気量設定部１０８に前記最適燃料ガス量Ｗｆ及びエンジンの実空気量Ｗａに対応する最適過給機回転数Ｎｃをマップ状に設定し、エンジン１の使用燃料ガスの発熱量ｑ及び前記最適熱量Ｅに対応するエンジンの最適燃料ガス量Ｗｆを前記最適燃料ガス量設定手段を構成する燃料量設定部１０５から算出し、前記過給機回転数設定手段を構成するコンプレッサ回転数／燃料、空気量設定部１０８から前記最適燃料ガス量Ｗｆの算出値及びエンジンの実空気量Ｗａ検出値に対応する前記最適過給機回転数Ｎｃを算出して、前記可変速の電動モータ２１を過給機回転数つまりコンプレッサ４１の回転数が前記最適過給機回転数Ｎｃになるように制御するので、前記可変速の電動モータ２１によって、過給機４０の回転数を、使用燃料ガスの発熱量ｑ及び最適熱量Ｅから算出した最適燃料ガス量Ｗｆと実空気量Ｗａとに対応した最適回転数に自在に変化させて運転することができる。
【００２６】
これにより、エンジン１の始動時及び負荷運転時において、過給機４０の回転数を可変速の電動モータ２１によって燃料ガスの発熱量ｑ及び最適熱量Eに応じた最適回転数Ｎｃに迅速に変化させて保持できることとなり、低発熱量の燃料ガス（低カロリーガス）や発熱量の変動の大きい燃料ガスの使用時においても、特にエンジン１の始動時における回転の立ち上がりが迅速となり、エンジン始動時及び負荷運転時における過給機回転数変化に伴う給気系の応答性を改善でき、始動時及び負荷運転時の全運転域において安定燃焼を実現できる。
【実施例２】
【００２７】
かかる第２実施例では、図２の制御ブロック図において、前記実空気量算出部１０１で算出された実空気量Ｗａ、及び前記燃料量算出部１０４で算出された最適燃料ガス量Ｗｆを空燃比算出部１０６に入力する。該空燃比算出部１０６においては、前記最適燃料ガス量Ｗｆと前記実空気量Ｗａとにより該最適燃料ガス量Ｗｆに対応する実空燃比を算出して空燃比偏差算出部１１０に入力する。
１１１は基準空燃比設定部で、前記エンジンの所要空燃比（基準空燃比）がエンジン負荷あるいはエンジン回転数毎に設定されている。
前記空燃比偏差算出部１１０においては、図示しないエンジン負荷あるいはエンジン回転数検出手段からのエンジン負荷あるいはエンジン回転数の検出信号を受けて、現運転時のエンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する基準空燃比（所要空燃比）を算出し、前記空燃比算出部１０６からの実空燃比の算出値と比較し、その空燃比偏差を補正コンプレッサ回転数算出部１０９に入力する。
【００２８】
補正コンプレッサ回転数算出部１０９においては、前記コンプレッサ必要回転数算出部
１０７からのコンプレッサ最適回転数Ｎｃを、前記空燃比偏差に基づき該空燃比偏差相当分だけ増減して補正する。即ち、前記実空燃比が基準空燃比よりも燃料リッチになっている場合には前記コンプレッサ最適回転数Ｎｃを上昇させて空気量を増加し、前記実空燃比が基準空燃比よりも燃料リーンになっている場合には前記コンプレッサ最適回転数Ｎｃを下降させて空気量を減少することにより、エンジン１の空燃比を前記基準空燃比になるように保持する。
前記補正コンプレッサ回転数算出部１０９は、前記のようにして補正された補正コンプレッサ回転数Ｎｃ１になるように、電動モータ２１の回転数を制御する。
【００２９】
かかる第３実施例によれば、コンプレッサ最適回転数Ｎｃを、さらに、実空燃比と基準空燃比（所要空燃比）との空燃比偏差で補正することによって、エンジン運転時の所要空燃比に適合したコンプレッサ回転数が得られ、コンプレッサ回転数の制御精度が向上する。
【実施例３】
【００３０】
この第３実施例においては、図１において、ガス量調整弁１９を備えた燃料ガス管１８を給気管９に接続し、コンプレッサ４１に空気のみを供給し、該コンプレッサ４１で圧縮された空気に該コンプレッサ４１出口側で燃料ガスを混合させた給気をエンジンに供給するように構成されたガスエンジンに本発明を適用している。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、第１実施例と同様な作用効果を奏する。
【実施例４】
【００３１】
この第４実施例においては、図１において、廃棄物ガス等の低発熱量ガスを燃料とするガスエンジンに適用され、ガス量調整弁１９を備えた燃料ガス管１８をコンプレッサ４１の吸入口に直接接続し、該低発熱量ガスをコンプレッサ４１で加圧してエンジンに供給するようにしたガスエンジンに本発明を適用している。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、第１実施例と同様な作用効果を奏する。
【実施例５】
【００３２】
この第５実施例においては、図１において、前記給気管９の途中で、追加燃料を供給する追加燃料供給手段４５を設け、前記第４実施例のように、燃料ガスとして低発熱量ガスを使用する場合に、給気中に都市ガス等の別系統からの燃料ガスを供給して低発熱量ガスの燃焼促進を図るようにしたガスエンジンに本発明を適用している。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、第１実施例と同様な作用効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、特に発熱量（カロリー）が変動する燃料ガスを用いるガスエンジンにおいて、エンジン始動時及び負荷運転時における過給機回転数変化に伴う給気系の応答性を改善して、エンジン回転の立ち上がり及び負荷運転時の安定燃焼を実現可能としたモータ駆動過給機付きガスエンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１〜第５実施例に係る過給機付きガスエンジンの全体構成図（系統図）である。
【図２】本発明の第１実施例に係るモータ駆動過給機付きガスエンジンの制御ブロック図である。
【図３】前記第１実施例における最適燃料ガス量の算出線図である。
【図４】前記第１実施例におけるコンプレッサ最適回転数の算出線図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      エンジン（ガスエンジン）
２      ピストン
３      クランク軸
４      シリンダ
５      給気弁
６      排気弁
７      給気ポート
８      排気ポート
９      給気管
１０    排気管
１１    着火装置
１５    ガスミキサー
１７    空気管
１８    燃料ガス管
１９    ガス量調整弁
２０    タービン発電機
２１    電動モータ
３２    給気圧力センサ
３３    給気温度センサ
４０    過給機（排気ターボ過給機）
４１    コンプレッサ
４２    タービン
４５    追加燃料供給手段
４６    燃料流量計
４７    燃料種別入力手段
７０    燃焼室
１００  モータコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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