(57)【要約】【課題】内燃機関の制御パラメータを簡易な処理により自動で調整することを目的とする。【解決手段】データ取得部４１は、複数の確認項目における計測値を得る。差分算出部４２は、確認項目毎に、計測値と許容上限値との第１差分、及び、該計測値と許容下限値との第２差分を算出する。記憶部４３には、第１差分及び前記第２差分を変数として含む、演算式が確認項目毎に格納されている。変化量範囲決定部４４は、各確認項目の演算式に、該確認項目に対応する第１差分及び第２差分を用いて、各制御パラメータの変化量範囲を確認項目毎に決定する。変化量決定部４５は、各制御パラメータの変化量範囲に基づいて、全ての確認項目に共通する共通変化量範囲を制御パラメータ毎に特定し、該共通変化量範囲から各制御パラメータの変化量を決定する。調整部４６は、決定された変化量に基づいて、制御パラメータを調整する。【選択図】図４
2013131061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御に関する複数の制御パラメータを調整する内燃機関の制御パラメータ調整装置であって、
内燃機関に関する複数の確認項目における計測値を得るデータ取得手段と、
前記確認項目毎に、前記計測値と予め設定されている許容上限値との第１差分、及び、該計測値と許容下限値との第２差分をそれぞれ算出する差分算出手段と、
前記確認項目毎に設けられ、前記第１差分及び前記第２差分を変数として含み、各前記計測値を許容範囲内にするための各前記制御パラメータの変化量範囲を決定するための演算式が格納されている記憶手段と、
前記記憶手段に格納されている各前記確認項目の演算式に、該確認項目に対応する前記第１差分及び前記第２差分を用いることにより、前記確認項目毎に、各前記制御パラメータの変化量範囲を決定する変化量範囲決定手段と、
前記変化量範囲決定手段によって決定された各前記制御パラメータの変化量範囲に基づいて、全ての前記確認項目に共通する共通変化量範囲を前記制御パラメータ毎に特定し、該共通変化量範囲から予め設定されている重要度の高い確認項目のマージンが多くなるように、各前記制御パラメータの変化量を決定する変化量決定手段と、
前記変化量決定手段で決定された変化量に基づいて、前記制御パラメータを調整する調整手段と
を具備し、
各前記確認項目に対応する各前記演算式は、
前記制御パラメータ毎に、該制御パラメータと前記確認項目との相関関数を示す相関係数と、該制御パラメータの変化量とを乗じた項を生成し、該項の総和を前記第１差分以下とする第１演算式と、
該項の総和を前記第２差分以上とする第２演算式と
を含む内燃機関の制御パラメータ調整装置。
【請求項２】
前記記憶手段には、前記確認項目毎に、前記相関係数と機関出力とを対応付けた情報が格納されており、
前記変化量範囲決定手段は、前記計測値が取得されたときの機関出力に対応する相関係数を前記情報から取得し、取得した前記相関関数を用いて各前記制御パラメータの変化量範囲を決定する請求項１に記載の内燃機関の制御パラメータ調整装置。
【請求項３】
前記データ取得手段は、前記調整手段によって各前記制御パラメータが調整された後における各前記確認項目の計測値を取得し、
前記制御パラメータの調整前後における計測値と各前記制御パラメータの変化量とを用いて、各前記相関係数を新たに算出し、前記記憶手段に格納されている前記相関係数を更新する情報更新手段を更に備える請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御パラメータ調整装置。
【請求項４】
複数の前記確認項目には優先順位が予め設定されており、
前記変化量決定手段は、全ての前記確認項目に共通する前記共通変化量範囲が特定できなかった場合に、優先順位の低い確認項目から順番に除外していくことで、残り全ての前記確認項目に共通する前記共通変化量範囲を特定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の制御パラメータ調整装置。
【請求項５】
少なくとも二つの前記確認項目が重要項目として登録されており、前記変化量決定手段は、前記重要項目である複数の前記確認項目に共通する前記共通変化量範囲が特定できなかった場合に、エラーを報知する請求項４に記載の内燃機関の制御パラメータ調整装置。
【請求項６】
複数の前記制御パラメータは、空燃比に関する制御パラメータ及び内燃機関の筒内圧力に関する制御パラメータを含んでいる請求項１から請求項５のいずれかに記載の内燃機関の制御パラメータ調整装置。
【請求項７】
内燃機関の制御に関する複数の制御パラメータを調整する内燃機関の制御パラメータ調整方法であって、
内燃機関に関する複数の確認項目における計測値を得るデータ取得過程と、
前記確認項目毎に、前記計測値と予め設定されている許容上限値との第１差分、及び、該計測値と許容下限値との第２差分をそれぞれ算出する差分算出過程と、
前記確認項目毎に設けられ、前記第１差分及び前記第２差分を変数として含み、各前記計測値を許容範囲内にするための各前記制御パラメータの変化量範囲を決定するための演算式を予め記憶しておき、各前記確認項目の演算式に、該確認項目に対応する前記第１差分及び前記第２差分を用いることにより、前記確認項目毎に、各前記制御パラメータの変化量範囲を決定する変化量範囲決定過程と、
前記変化量範囲決定過程によって決定された各前記制御パラメータの変化量範囲に基づいて、全ての前記確認項目に共通する共通変化量範囲を前記制御パラメータ毎に特定し、該共通変化量範囲から予め設定されている重要度の高い確認項目のマージンが多くなるように、各前記制御パラメータの変化量を決定する変化量決定過程と、
前記変化量決定過程で決定された変化量に基づいて、前記制御パラメータを調整する調整過程と
を具備し、
各前記確認項目に対応する各前記演算式は、
前記制御パラメータ毎に、該制御パラメータと前記確認項目との相関関数を示す相関係数と、該制御パラメータの変化量とを乗じた項を生成し、該項の総和を前記第１差分以下とする第１演算式と、
該項の総和を前記第２差分以上とする第２演算式と
を含む内燃機関の制御パラメータ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する制御パラメータを調整する内燃機関の制御パラメータ調整装置及びその調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、発電システムなどに利用される内燃機関は、現地に設置された後に、試運転を行って内燃機関の各確認項目における計測データを取得し、それら計測データが予め設定されているそれぞれの許容範囲内となるように、制御パラメータの合わせこみが現地において行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６５６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、上記制御パラメータの合わせこみは、現地に赴いた作業員によって手動で行われていたため、作業員の負担が大きい上、相当な時間を要していた。
また、特許文献１には、プラント全体の制御パラメータを自動で設定する方法が提案されているが、ファジー制御等を用いた煩雑な演算処理が必要であった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、内燃機関の制御パラメータを簡易な処理により自動で調整することのできる内燃機関の制御パラメータ調整装置及びその調整方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、内燃機関の制御に関する複数の制御パラメータを調整する内燃機関の制御パラメータ調整装置であって、内燃機関に関する複数の確認項目における計測値を得るデータ取得手段と、前記確認項目毎に、前記計測値と予め設定されている許容上限値との第１差分、及び、該計測値と許容下限値との第２差分をそれぞれ算出する差分算出手段と、前記確認項目毎に設けられ、前記第１差分及び前記第２差分を変数として含み、各前記計測値を許容範囲内にするための各前記制御パラメータの変化量範囲を決定するための演算式が格納されている記憶手段と、前記記憶手段に格納されている各前記確認項目の演算式に、該確認項目に対応する前記第１差分及び前記第２差分を用いることにより、前記確認項目毎に、各前記制御パラメータの変化量範囲を決定する変化量範囲決定手段と、前記変化量範囲決定手段によって決定された各前記制御パラメータの変化量範囲に基づいて、全ての前記確認項目に共通する共通変化量範囲を前記制御パラメータ毎に特定し、該共通変化量範囲から予め設定されている重要度の高い確認項目のマージンが多くなるように、各前記制御パラメータの変化量を決定する変化量決定手段と、前記変化量決定手段で決定された変化量に基づいて、前記制御パラメータを調整する調整手段とを具備し、各前記確認項目に対応する各前記演算式は、前記制御パラメータ毎に、該制御パラメータと前記確認項目との相関関数を示す相関係数と、該制御パラメータの変化量とを乗じた項を生成し、該項の総和を前記第１差分以下とする第１演算式と、該項の総和を前記第２差分以上とする第２演算式とを含む内燃機関の制御パラメータ調整装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、各制御パラメータをどの程度変化させたら各確認項目の計測値がどの程度変化するかといった経験上得られた相関関係に基づいて第１演算式と第２演算式が作成されている。この第１演算式と第２演算式とを用いて、各確認項目の計測値をそれぞれの許容範囲内とするための各制御パラメータの変化量の範囲が特定される。そして、確認項目毎に求められた各制御パラメータの変化量の範囲に基づいて、全ての確認項目に共通する各制御パラメータの変化量範囲である共通変化量範囲が求められ、この共通変化量範囲から予め設定されている重要度の高い確認項目のマージンが多くなるように、各制御パラメータの変化量が決定されることとなる。
これにより、ファジー制御などの煩雑な演算処理を行うことなく、全ての確認項目における計測値を許容範囲内とするための制御パラメータの変化量を自動で求めることが可能となる。これにより、作業員の労力を軽減でき、制御パラメータの調整に要していた時間も短縮することが可能となる。
【０００８】
上記内燃機関の制御パラメータ調整装置において、前記記憶手段には、前記確認項目毎に、前記相関係数と機関出力とを対応付けた情報が格納されており、前記変化量範囲決定手段は、前記計測値が取得されたときの機関出力に対応する相関係数を前記情報から取得し、取得した前記相関関数を用いて各前記制御パラメータの変化量範囲を決定することとしてもよい。
【０００９】
このように、機関出力に応じた相関係数を用いて制御パラメータの変化量を決定するので、内燃機関の制御パラメータの調整精度を向上させることができる。
【００１０】
上記内燃機関の制御パラメータ調整装置において、前記データ取得手段は、前記調整手段によって各前記制御パラメータが調整された後における各前記確認項目の計測値を取得し、前記制御パラメータの調整前後における計測値と各前記制御パラメータの変化量とを用いて、各前記相関係数を新たに算出し、前記記憶手段に格納されている前記相関係数を更新する情報更新手段を更に備えることとしてもよい。
【００１１】
このように、制御パラメータを調整した後において、制御パラメータの変化前後における測定値の変化に基づいて相関係数を新たに算出し、記憶手段に格納されている相関係数を更新するので、経年劣化などにより、内燃機関の挙動が変化した場合でも、その変化に応じて相関係数を更新することが可能となる。これにより、制御パラメータの調整精度を更に向上させることが可能となる。
【００１２】
上記内燃機関の制御パラメータ調整装置において、複数の前記確認項目には優先順位が予め設定されており、前記変化量決定手段は、全ての前記確認項目に共通する前記共通変化量範囲が特定できなかった場合に、優先順位の低い確認項目から順番に除外していくことで、残り全ての前記確認項目に共通する前記共通変化量範囲を特定することとしてもよい。
【００１３】
これにより、全ての確認項目に共通する共通変化量範囲が特定できなかった場合でも制御パラメータの調整を行うことが可能となる。また、優先順位の低い確認項目から除外していくので、重要な確認項目に対しては適切な制御パラメータとすることが可能となる。
【００１４】
上記内燃機関の制御パラメータ調整装置において、少なくとも二つの前記確認項目が重要項目として登録されており、前記変化量決定手段は、前記重要項目である複数の前記確認項目に共通する前記共通変化量範囲が特定できなかった場合に、エラーを報知することとしてもよい。
【００１５】
このように、重要項目である確認項目の間で共通変化量範囲が特定できなかった場合には、エラー報知することとしたので、作業員等の働きによって、適切な対応をとることが可能となる。
【００１６】
上記内燃機関の制御パラメータ調整装置において、複数の前記制御パラメータは、例えば、空燃比に関する制御パラメータ及び内燃機関の筒内圧力に関する制御パラメータ等である。
【００１７】
本発明は、内燃機関の制御に関する複数の制御パラメータを調整する内燃機関の制御パラメータ調整方法であって、内燃機関に関する複数の確認項目における計測値を得るデータ取得過程と、前記確認項目毎に、前記計測値と予め設定されている許容上限値との第１差分、及び、該計測値と許容下限値との第２差分をそれぞれ算出する差分算出過程と、前記確認項目毎に設けられ、前記第１差分及び前記第２差分を変数として含み、各前記計測値を許容範囲内にするための各前記制御パラメータの変化量範囲を決定するための演算式を予め記憶しておき、各前記確認項目の演算式に、該確認項目に対応する前記第１差分及び前記第２差分を用いることにより、前記確認項目毎に、各前記制御パラメータの変化量範囲を決定する変化量範囲決定過程と、前記変化量範囲決定過程によって決定された各前記制御パラメータの変化量範囲に基づいて、全ての前記確認項目に共通する共通変化量範囲を前記制御パラメータ毎に特定し、該共通変化量範囲から予め設定されている重要度の高い確認項目のマージンが多くなるように、各前記制御パラメータの変化量を決定する変化量決定過程と、前記変化量決定過程で決定された変化量に基づいて、前記制御パラメータを調整する調整過程とを具備し、各前記確認項目に対応する各前記演算式は、前記制御パラメータ毎に、該制御パラメータと前記確認項目との相関関数を示す相関係数と、該制御パラメータの変化量とを乗じた項を生成し、該項の総和を前記第１差分以下とする第１演算式と、該項の総和を前記第２差分以上とする第２演算式とを含む内燃機関の制御パラメータ調整方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
内燃機関の制御パラメータの調整を簡易な処理により自動で実施することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】発電システムにおいて、内燃機関及びその周辺の構成を概略的に示した模式図である。
【図２】内燃機関の内部構造を模式化して示した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る制御パラメータ調整装置のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。
【図４】図３に示した制御パラメータ調整装置の機能ブロック図である。
【図５】確認項目と、その確認項目の計測値を算出するのに用いられる各種センサの符号を示した図である。
【図６】係数テーブルの一例を示した図である。
【図７】制御パラメータの変化量範囲について説明するための図である。
【図８】制御パラメータにおける共通変化量範囲について説明するための図である。
【図９】燃焼制御ロジックの機能を説明するための図である。
【図１０】空燃比制御ロジックの機能を説明するための図である。
【図１１】制御パラメータ調整装置の各部によって実行される制御パラメータ調整方法の手順を示したフローチャートである。
【図１２】制御パラメータ調整装置の各部によって実行される制御パラメータ調整方法の手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る内燃機関の制御パラメータ調整装置及びその調整方法を発電システムに適用される内燃機関に適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。
また、本実施形態に係る内燃機関の制御パラメータ調整装置及びその調整方法は、内燃機関が現場に設置されたときに実施される制御パラメータの初期設定時に適用されるとともに、実際の運転が開始された後における制御パラメータの調整にも適用可能である。
【００２１】
図１は、発電システムにおいて、内燃機関１及びその周辺の構成を概略的に示した模式図である。図１に示すように、内燃機関１にはフライホイール２を介して発電機３が接続されている。本実施形態において、内燃機関１は、ガスエンジンである。フライホイール２には回転数Ｎ１を検出する回転数センサＳ１が設けられている。発電機３には、機関出力（発電機出力）Ｗを計測する電力センサＳ２が設けられている。
【００２２】
内燃機関１には燃料配管Ｌ１を介して燃料ガスが供給される。燃料配管Ｌ１には燃料ガス流量Ｃ１を計測する流量センサＳ３が設けられている。
内燃機関１に接続する給気配管Ｌ２には、過給タービン５が設けられている。過給タービン５には、過給タービン５の回転数Ｎ２を検出する回転数センサＳ４が設けられている。更に、給気配管Ｌ２には、過給タービン５よりも下流側にエアクーラ６が設けられるとともに、エアクーラ６とエンジン１との間に、給気圧力Ｐ１を計測する圧力センサＳ５、給気温度Ｔ１を計測する温度センサＳ６が設けられている。
【００２３】
内燃機関１からの排気ガスが流通する排気配管Ｌ３には、排気タービン７が設けられている。排気タービン７と過給タービン５とは一軸で連結されており、排気タービン７の動力が過給タービン５に伝達され、過給タービン５が回転させられる。更に、排気配管Ｌ３には、排気タービン７をバイパスするバイパス配管Ｌ４が設けられている。排気配管Ｌ３とバイパス配管Ｌ４との分岐点にはウェストゲートバルブ（Ｗ／Ｇバルブ）１０が設けられている。
【００２４】
ウェストゲートバルブ１０の開度が図２に示されるエンジン制御装置１４によって調整されることにより、バイパス配管Ｌ４へ逃がす排気ガス量が調整される。バイパス配管Ｌ４に流通する排気ガス量を少なくすると、排気タービン７へ流れる排気ガス量が増え、これにより、排気タービン７の回転数が増加する。この結果、過給タービン５の回転数も増加することにより、エンジン１への過給圧力を増加させることができる。
【００２５】
排気配管Ｌ３には、内燃機関１から排出されたタービン前排気ガス温度Ｔ２を計測する温度センサＳ７と、排気タービン７を通過した後のタービン後排気ガス温度Ｔ３を計測する温度センサＳ８とが設けられている。更に、排気配管Ｌ３とバイパス配管Ｌ４との接続部よりも下流側には、ＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘ濃度センサＳ９が設けられている。
【００２６】
図２は、内燃機関１の内部構造を模式化して示した図である。図２に示すように内燃機関１には、燃料配管Ｌ１から燃料ガスが供給され、給気配管Ｌ２から空気が供給される。燃料配管Ｌ１には、燃料ガスの供給量を調整するための流量調節バルブ１２が設けられている。
内燃機関１には、液体燃料噴射タイミングまたはスパーク点火タイミング、流量調節バルブ１２の開度、ウェストゲートバルブ１０の開度等を調整するためのエンジン制御装置１４が設けられている。
更に、内燃機関１には、筒内圧力Ｐ２を計測する圧力センサＳ１０及びシリンダから排出されたシリンダ後排気ガス温度Ｔ４を計測するための温度センサＳ１１が設けられている。内燃機関１において、流量調節バルブ１２、圧力センサＳ１０及び温度センサＳ１１は、各シリンダに対応してそれぞれ設けられている。
【００２７】
このような内燃機関１において、回転数センサＳ１、電力センサＳ２、流量センサＳ３、回転数センサＳ４、圧力センサＳ５、温度センサＳ６、温度センサＳ７、温度センサＳ８、ＮＯｘ濃度センサＳ９、圧力センサＳ１０、温度センサＳ１１によって計測された計測データが制御パラメータ調整装置２０（図３参照）に入力される。また、エンジン制御装置１４から内燃機関１に関する各種制御パラメータＸ、Ｙ、液体燃料噴射タイミング、流量調節バルブ１２の開度、ウェストゲートバルブ１０の開度等が入力される。
【００２８】
本実施形態において、第１制御パラメータＸは、内燃機関１の筒内圧力に関する制御パラメータであり、具体的には、筒内最高圧力と燃焼開始前の筒内圧力との比の閾値である。また、第２制御パラメータＹは、内燃機関の空燃比に関する制御パラメータであり、具体的には、要求給気密度である。
【００２９】
図３は、制御パラメータ調整装置２０のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。図３に示すように、制御パラメータ調整装置２０は、例えば、ＣＰＵ３１と、ＣＰＵ３１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、各プログラム実行時のワーク領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）３３と、大容量記憶装置としてのＨＤＤ（Hard Disk Drive）３４と、ネットワークに接続するための通信インターフェース３５と、外部記憶装置３６が装着されるアクセス部３７とを備えている。これら各部は、バス３８を介して接続されている。
【００３０】
また、制御パラメータ調整装置２０は、キーボードやマウス等からなる入力部、およびデータを表示する液晶表示装置等からなる表示部などを備えていてもよい。
【００３１】
なお、ＣＰＵ３１が実行するプログラム等を記憶するための記憶媒体は、ＲＯＭ３２に限られない。例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等の他の補助記憶装置であってもよい。
【００３２】
図４は、制御パラメータ調整装置２０が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図４に示した各部により実現される処理は、図３に示したＣＰＵ３１がＲＯＭ３２に記憶されているプログラムをＲＡＭ３３に読み出して実行することにより実現されるものである。
【００３３】
図４に示されるように、制御パラメータ調整装置２０は、データ取得部４１と、差分算出部４２と、記憶部４３と、変化量範囲決定部４４と、変化量決定部４５と、調整部４６と、情報更新部４７と、報知部４８とを有している。
【００３４】
データ取得部４１には、各種センサＳ１〜Ｓ１１によって計測された計測データが入力されるとともに、エンジン制御装置１４から制御パラメータＸ，Ｙの現在の設定値、液体燃料噴射タイミング、流量調節バルブ１２の開度、ウェストゲートバルブ１０の開度等が入力される。
データ取得部４１は、各種センサＳ１〜Ｓ１１により計測された計測データ等に基づいて、予め設定されている各確認項目の計測値を算出する。
図５に、確認項目と、その確認項目の計測値を算出するのに用いられる各種センサの符号を示す。図５に示すように、データ取得部４１は、フライホイール回転数Ｎ１、燃料ガス流量Ｃ１、タービン回転数Ｎ２、給気圧力Ｐ１、給気温度Ｔ１、タービン前排気ガス温度Ｔ２、タービン後排気ガス温度Ｔ３、ＮＯｘ濃度ＮＯｘに関しては、それぞれ対応する各センサによって計測された計測データの平均値を算出し、これら平均値をそれぞれの計測値とする。
【００３５】
また、筒内最高圧力の確認項目については、圧力センサＳ１０によって計測された各シリンダの筒内圧力データの最大値（筒内最高圧力）を算出し、更に、この筒内最高圧力のシリンダ間の最大値と平均値を抽出し、この両方の測定値を用いるものとする。すなわち、筒内最高圧力については、２つの測定値が後続の処理により用いられることとなる。
【００３６】
また、シリンダ後排気ガス温度Ｔ４については、温度センサＳ１１に計測された各シリンダの温度データの平均値を算出し、更に、この各シリンダ平均温度のシリンダ間の最大値と最小値を抽出し、この両方の測定値を用いるものとする。すなわち、シリンダ後排気ガス温度については、２つの測定値が後続の処理により用いられることとなる。
また、熱効率については、Ｎ分間の発電量、すなわち、電力センサＳ２によって計測された機関出力ＷをＮ分間積分した値を、流量センサＳ３によって計測された燃料ガス流量Ｃ１をＮ分間積分した値と燃料ガスの単位体積当りの発熱量との積により除算することにより算出する。なお、燃料ガスの単位体積当りの発熱量は、記憶部４３に格納されている。
【００３７】
差分算出部４２は、確認項目毎に、各確認項目の計測値と予め設定されている許容上限値との第１差分、及び、該計測データと許容下限値との第２差分をそれぞれ算出する。
ここで、許容上限値及び許容下限値は、確認項目毎にそれぞれ設けられており、記憶部４３に格納されている。換言すると、記憶部４３には、各確認項目に対応付けて許容上限値及び許容下限値がそれぞれ格納されている。差分算出部４２は、記憶部４３に格納されている許容上限値及び許容下限値を用いて、第１差分及び第２差分を算出する。
【００３８】
記憶部４３には、上述した燃料ガスの単位体積当りの発熱量、各確認項目における許容上限値と許容下限値とが格納されているほか、第１演算式及び第２演算式が各確認項目に関連付けられて格納されている。
第１演算式及び第２演算式は、各確認項目の計測値をその許容範囲内にするための各前記制御パラメータの変化量範囲を決定するための演算式である。
【００３９】
具体的には、第１演算式は以下の（１）式で、第２演算式は以下の（２）式で表わされる。
【００４０】
ＺＨｉ≧αｉΔＸ＋βｉΔＹ      （１）
ＺＬｉ≦αｉΔＸ＋βｉΔＹ      （２）
【００４１】
（１）式において、ＺＨｉは確認項目ｉ（本実施形態では、ｉ＝１〜１１）の第１差分、αｉは確認項目ｉと第１制御パラメータＸとの相関関係を示す相関係数、ΔＸは第１制御パラメータＸの変化量、βｉは確認項目ｉと第２制御パラメータＹとの相関関係を示す相関係数、ΔＹは第２制御パラメータＹの変化量である。
【００４２】
上記αｉ，βｉは、確認項目毎にそれぞれ設けられている。更に、各確認項目において、相関係数αｉ，βｉは、機関出力に応じて変化する値である。例えば、記憶部４３には、確認項目毎に、機関出力と相関係数αｉ，βｉとが関連付けられた情報（例えば、テーブルや演算式）が格納されている。
図６に、機関出力と相関係数αｉ、βｉとを関連付けた係数テーブルを一例として示す。記憶部４３には、例えば、図６に示した係数テーブルが各確認項目に対応付けられて格納されている。
【００４３】
変化量範囲決定部４４は、記憶部４３に格納されている各確認項目ｉの演算式に、確認項目ｉに対応する第１差分ＺＨｉ、第２差分ＺＬｉを用いることにより、確認項目ｉ毎に、各制御パラメータＸ，Ｙの変化量範囲を決定する。
【００４４】
例えば、確認項目ｉ＝ｋを想定すると、変化量範囲決定部４４は、記憶部４３から上述した第１演算式と第２演算式を読み出すとともに、確認項目ｉ＝ｋに対応する係数テーブル（図６参照）から、今回の計測値が得られたときの機関出力に対応する相関係数αｋ，βｋを取得する。
そして、この相関係数αｋ，βｋ及び差分算出部４２によって算出された第１差分ＺＨｋ，第２差分ＺＬｋを第１演算式及び第２演算式に用いて、以下のような（３）式及び（４）式を作成する。
【００４５】
ＺＨｋ≧αｋΔＸ＋βｋΔＹ      （３）
ＺＬｋ≦αｋΔＸ＋βｋΔＹ      （４）
【００４６】
そして、上記（３）式及び（４）式を充足するΔＸとΔＹの範囲をそれぞれ特定する。
これにより、例えば、図７に示すように、確認項目ｋの計測値が許容範囲を外れていた場合、この計測値を許容範囲内とするための第１制御パラメータＸの変化量範囲と第２制御パラメータＹの変化量範囲とが、上記（３）式及び（４）式からそれぞれ特定される。
そして、このようにして特定された各確認項目ｉにおけるΔＸ及びΔＹの範囲は、変化量決定部４５に出力される。
【００４７】
変化量決定部４５は、変化量範囲決定部４４によって決定された各制御パラメータの変化量範囲に基づいて、全ての確認項目ｉに共通する共通変化量範囲を制御パラメータ毎に特定し、該共通変化量範囲から各制御パラメータの変化量を決定する。
【００４８】
例えば、図８は、２つの確認項目におけるΔＸ、ΔＹの範囲の共通変化量範囲を示した図である。図８において、２つの確認項目における共通変化量範囲は、斜線で示される範囲となる。同様の論理により、全ての確認項目におけるΔＸ、ΔＹの変化量範囲から、全ての確認項目に共通の第１制御パラメータＸの変化量範囲と第２制御パラメータＹの変化量範囲とを特定することができる。
【００４９】
そして、全ての確認項目において共通するΔＸ，ΔＹの範囲（共通変化量範囲）が特定されると、変化量決定部４５はこれらの共通変化量範囲に含まれる任意のΔＸの値と、任意のΔＹの値とを決定する。ここで、確認項目については、内燃機関１の使用者の要望に応じ、重要度が設定されているとよい。この場合、重要度が高く設定されている確認項目については、マージンが大きくなるような変化量の組み合わせ（ΔＸ、ΔＹ）を選定することで、使用者の要望に応じた内燃機関１の制御を行うことが可能となる。
例えば、環境負荷を少なくするため、都市部で内燃機関１を使用する場合は、熱効率及びＮＯｘ濃度の確認項目について重要度が高く設定される。このような場合には、これらの確認項目のマージンが大きくなるようなΔＸ、ΔＹを選定するとよい。
【００５０】
なお、変化量決定部４５は、全ての確認項目に対して共通変化量範囲を特定することができない場合、すなわち、共通変化量範囲が存在しない場合には、報知部４８を作動させて、制御パラメータを適切な値に調整できない旨を通知する。報知部４８は例えばランプのようなものでもよいし、表示器であってもよい。また、通信媒体を介して発電システムの監視システムにアラーム信号を送信することにより、発電システムを監視している監視員に対してその旨を通知することとしてもよい。
【００５１】
調整部４６は、変化量決定部４５で変化量が決定された場合に、この変化量に基づいて、第１制御パラメータＸ及び第２制御パラメータＹを調整する。すなわち、第１制御パラメータＸにＸ＋ΔＸを設定するとともに、第２制御パラメータＹにＹ＋ΔＹを設定する。
【００５２】
情報更新部４７は、調整部４６において第１制御パラメータＸ及び第２制御パラメータＹが調整された場合に、調整前後における各確認項目の計測値と以下の（５）式及び（６）式に基づいて、各確認項目における相関係数αｉ´，βｉ´を再計算し、記憶部４３に格納されている各確認項目の相関係数を更新する。このとき、更新される相関係数は、この相関係数が算出されたときの機関出力に対応するもののみに限られる。
【００５３】
また、上記調整部４６によって調整された後の第１制御パラメータＸ＋ΔＸ及び第２制御パラメータＹ＋ΔＹは、エンジン制御装置１４に出力される。第１制御パラメータＸ＋ΔＸは、エンジン制御装置１４内における燃焼制御ロジックにおいて用いられ、第２制御パラメータＹ＋ΔＹは空燃比制御ロジックにおいて用いられる。
【００５４】
図９は燃焼制御ロジックの機能を説明するための図である。図９に示すように、燃焼制御ロジックでは、筒内最高圧力と燃焼開始前の筒内圧力の比(筒内圧力比)の閾値である制御パラメータＸがＸ＋ΔＸに設定される。すなわち、筒内圧力比の閾値ＸがΔＸ変化させられる。ここで、筒内圧力比の閾値は、機関出力に応じて異なるため、ここでの制御パラメータの調整は、制御パラメータの変化量ΔＸが求められたときの機関出力に対応する筒内圧力比の閾値に限られる。
燃焼制御ロジックでは、調整後の筒内圧力比の閾値Ｘ＋ΔＸと筒内圧力比とが比較され、筒内圧力比が閾値Ｘ＋ΔＸを超える場合には点火タイミングを遅らせる制御が行われる。
【００５５】
図１０は空燃比制御ロジックの機能を説明するための図である。図１０に示すように、空燃比制御ロジックでは、要求給気密度である制御パラメータＹがＹ＋ΔＹに変更される。すなわち、要求給気密度がΔＹ変化させられる。ここで、要求給気密度は、機関出力に応じて異なるため、ここでの要求給気密度の調整は、変化量ΔＹが求められたときの機関出力に対応する要求給気密度に限られる。
空燃比制御ロジックでは、調整後の要求給気密度Ｙ＋ΔＹと、給気圧力の実測値及び給気温度の実測値から算出される実給気密度とが比較され、この差分がゼロとなるように、ウェストゲートバルブ１０（図１参照）の開度が制御される。
【００５６】
次に、上述した制御パラメータ調整装置２０による制御パラメータ調整方法の一連の処理の流れについて図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１及び図１２は、制御パラメータ調整装置２０の各部によって実行される制御パラメータ調整方法の手順を示したフローチャートである。
【００５７】
まず、制御パラメータ調整装置２０は、上述した各種センサＳ１〜Ｓ１１によって計測された計測データ等が入力されると、取得した計測データに基づいて各確認項目の計測値を算出する（ステップＳＡ１）。
【００５８】
続いて、機関出力が安定しているか否かを判定する（ステップＳＡ２）。機関出力が安定しているか否かは、例えば、機関出力の変動率が予め設定されている許容範囲内であるか否かによって判定される。機関出力が安定していなければ、ステップＳＡ１に戻り、機関出力が安定するまで計測値の算出が繰り返し行われる。
【００５９】
一方、機関出力が安定している場合には、ステップＳＡ１で得られた全ての確認項目における計測値が、それぞれの確認項目に対応して設定されている許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＡ３）。
この結果、全ての確認項目における計測値がそれぞれの許容範囲内であれば、制御パラメータを調整する必要はないと判断して、ステップＳＡ１に戻る。
一方、計測値が許容範囲内に入っていない確認項目が存在した場合には、以降の処理による、制御パラメータの調整を行う。
【００６０】
まず、それぞれの確認項目について、許容上限値と計測値との第１差分ＺＨｉ、許容下限値と計測値との第２差分ＺＬｉを算出する（ステップＳＡ４）。
続いて、各確認項目において、上述の（１）式及び（２）式に示した各不等式を満足するΔＸの範囲及びΔＹの範囲を算出する（ステップＳＡ５）。
【００６１】
続いて、全ての確認項目に共通する共通変化量範囲が特定できるか否かを判定する（ステップＳＡ６）。この結果、共通変化量範囲が特定できない場合には、報知部４８を作動させて、エラーを報知する（ステップＳＡ１４）。
一方、ステップＳＡ６において、共通変化量範囲を特定できた場合には、その共通変化量範囲から各制御パラメータの変化量ΔＸ，ΔＹを決定する（ステップＳＡ７）。
【００６２】
次に、第１制御パラメータＸをΔＸ変化させる（ステップＳＡ８）。このとき、所定の変化レートが予め設定されており、変化量がこの変化レートを超えないように徐々に第１制御パラメータを変化させる。このように、変化レートを定めることで、制御パラメータが過剰に変化することに起因する燃焼状態の悪化を回避することが可能となる。
第１制御パラメータＸが変化させられることにより、エンジン制御装置１４による点火タイミングが変更され、内燃機関１の挙動が変化する。
【００６３】
そして、第１制御パラメータＸをΔＸ変化させてから所定期間経過することにより、内燃機関１の挙動が安定すると、各センサＳ１〜Ｓ１１等により計測された計測データに基づいて各確認項目における計測値を算出する（図１２のステップＳＡ９）。
【００６４】
次に、各確認項目に対応して記憶部４３に格納されている相関係数αｉを更新する（ステップＳＡ１０）。具体的には、以下の（５）式を用いて、第１制御パラメータＸの調整後における新たな相関係数αｉ´を、確認項目ｉ毎に算出する。
【００６５】
αｉ´＝ΔＤｉｘ／ΔＸ      （５）
【００６６】
（５）式において、αｉ´は、第１制御パラメータＸの変化後における新たな相関係数、ΔＤｉｘは、第１制御パラメータＸの調整前後における確認項目ｉの計測値の差分であり、例えば、ステップＳＡ９で得られた計測値とステップＳＡ１で得られた計測値との差分である。ΔＸはステップＳＡ７で決定されたΔＸの値である。
上記（５）式を用いて各確認項目の新たな相関係数αｉ´を算出すると、記憶部４３内の相関係数αｉをαｉ´に更新する。なお、このとき更新される相関係数αｉは、この相関係数αｉ´が得られたときの機関出力に対応する相関係数αｉに限られる。
【００６７】
続いて、第２制御パラメータＹをΔＹ変化させる（ステップＳＡ１１）。このとき、所定の変化レートが予め設定されており、変化量がこの変化レートを超えないように徐々に第２制御パラメータを変化させる。このように、変化レートを定めることで、制御パラメータが過剰に変化することに起因する燃焼状態の悪化を回避することが可能となる。
第２制御パラメータＹが変化させられることにより、エンジン制御装置１４によってウェストゲートバルブの開度が変更され、内燃機関１へ供給される給気圧力が変化し、内燃機関１の挙動が変化する。
【００６８】
そして、第２制御パラメータＹをΔＹ変化させてから所定期間経過することにより、内燃機関１の挙動が安定すると、各センサＳ１〜Ｓ１１等により計測された計測データに基づいて各確認項目における計測値を算出する（図１２のステップＳＡ１２）。
【００６９】
次に、各確認項目に対応して記憶部４３に格納されている相関係数βｉを更新する（ステップＳＡ１３）。具体的には、以下の（６）式を用いて、第２制御パラメータＹの調整後における新たな相関係数βｉ´を、確認項目ｉ毎に算出する。
【００７０】
βｉ´＝ΔＤｉｙ／ΔＹ      （６）
【００７１】
（６）式において、βｉ´は、第２制御パラメータＹの変化後における新たな相関係数、ΔＤｉｙは、第２制御パラメータＹの調整前後における確認項目ｉの計測値の差分であり、例えば、ステップＳＡ１２で得られた計測値とステップＳＡ９で得られた計測値との差分である。ΔＹはステップＳＡ７で決定されたΔＹの値である。
上記（６）式を用いて各確認項目の新たな相関係数βｉ´を算出すると、記憶部４３内の相関係数βｉをβｉ´に更新する。なお、このとき更新される相関係数βｉは、この相関係数βｉ´が得られたときの機関出力に対応する相関係数βｉに限られる。
【００７２】
このようにして、各確認項目ｉに対応する第２制御パラメータの相関関数βｉが更新されると、ステップＳＡ１に戻り、ステップＳＡ１以降の処理が繰り返し実行される。
【００７３】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る内燃機関の制御パラメータ調整装置２０及びその調整方法によれば、各制御パラメータをどの程度変化させたら各確認項目の計測値がどの程度変化するかといった経験上得られた相関関係に基づいて、第１演算式と第２演算式が作成され、この第１演算式と第２演算式とを用いて各確認項目の計測値をそれぞれの許容範囲内とするための各制御パラメータの変化量の範囲が特定される。
【００７４】
そして、確認項目毎に求められた各制御パラメータの変化量の範囲に基づいて、全ての確認項目に共通する各制御パラメータの変化量範囲である共通変化量範囲が求められ、この共通変化量範囲に基づいて各制御パラメータの変化量が決定されることとなる。
これにより、全ての確認項目における計測値を許容範囲内とするための制御パラメータの変化量を、ファジー制御などの煩雑な演算処理を行うことなく、自動で求めることが可能となる。これにより、作業員の労力を軽減でき、制御パラメータの調整に要していた時間も短縮することが可能となる。
【００７５】
なお、本実施形態においては、変化量決定部４５において共通変化量範囲が特定できない場合には、エラー報知を行うこととしていたが、これに代えて、以下のような態様をとることも可能である。
【００７６】
例えば、各確認項目に対して優先順位を予め設定しておき、変化量決定部４５は、全ての確認項目に共通する共通変化量範囲が特定できなかった場合に、優先順位の低い確認項目から順番に除外していくことで、残り全ての確認項目に共通する共通変化量範囲を特定する。
そして、残り全ての確認項目に共通する共通変化量範囲が特定できところで、その共通変化量範囲に基づいて、第１制御パラメータＸの変化量ΔＸ及び第２制御パラメータＹの変化量ΔＹを決定する。このようにして、変化量ΔＸ、ΔＹが決定された後の処理は、上述と同様である。なお、このように、いずれかの確認項目を除外して、制御パラメータの変化量ΔＸ，ΔＹを決定した場合には、報知部４８を作動させて、除外した確認項目が分かるようにしてもよい。例えば、報知部４８が表示部である場合には、除外した確認項目を表示するような態様をとることが可能である。
【００７７】
優先順位については、使用者の要望に応じ設定可能とする。例えば、熱効率、ＮＯｘ濃度、筒内最大圧力は上位３位に設定され、それ以外の確認項目については任意に設定することが可能である。
また、上記熱効率、ＮＯｘ濃度、筒内最大圧力については、重要な項目であるので、この３つの確認項目の間で共通の変化量範囲が特定できなかった場合には、報知部４８を作動させて、エラー報知することとしてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  内燃機関
１４  エンジン制御装置
２０  制御パラメータ調整装置
４１  データ取得部
４２  差分算出部
４３  記憶部
４４  変化量範囲決定部
４５  変化量決定部
４６  調整部
４７  情報更新部
４８  報知部
【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】
2013131061.tif 000009
【図８】
2013131061.tif 000010
【図９】
2013131061.tif 000011
【図１０】
2013131061.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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