(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに供給する燃料の流量を制御する燃料流量制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、
上記燃料流量制御手段が低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップと、この低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用した燃料流量制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する燃料流量制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用して燃料の流量が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記燃料流量制御マップを前記高出力に対応する燃料流量制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えた
ことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、
上記点火時期制御手段が低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップと、この低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用した点火時期制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する点火時期制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用して前記エンジンの点火時期が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記点火時期制御マップを前記高出力に対応する点火時期制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項３】
エンジンの回転数を制御する回転数制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、
上記回転数制御手段が低ＮＯｘに対応する回転数制御マップと、この低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用した回転数制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する回転数制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用して前記エンジンの回転数が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記回転数制御マップを前記高出力に対応する回転数制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項４】
エンジンに供給する燃料の流量を制御する燃料流量制御手段と、前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、エンジンの回転数を制御する回転数制御手段と、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、
上記各制御手段が低ＮＯｘに対応する制御マップと、この低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用した前記エンジンの制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用して前記エンジンの運転が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記制御マップのそれぞれを前記高出力に対応する制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項５】
冷凍サイクルを構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンとを備え、このエンジンに供給する燃料の流量を制御する燃料流量制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、
上記燃料流量制御手段が低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップと、この低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用した燃料流量制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する燃料流量制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用して燃料の流量が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記燃料流量制御マップを前記高出力に対応する燃料流量制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項６】
冷凍サイクルを構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンとを備え、このエンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、
上記点火時期制御手段が低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップと、この低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用した点火時期制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する点火時期制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用して前記エンジンの点火時期が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記点火時期制御マップを前記高出力に対応する点火時期制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項７】
冷凍サイクルを構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンとを備え、このエンジンの回転数を制御する回転数制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、
上記回転数制御手段が低ＮＯｘに対応する回転数制御マップと、この低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用した回転数制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する回転数制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用して前記エンジンの回転数が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記回転数制御マップを前記高出力に対応する回転数制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項８】
冷凍サイクルを構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンとを備え、このエンジンに供給する燃料の流量を制御する燃料流量制御手段と、前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、エンジンの回転数を制御する回転数制御手段と、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、
上記各制御手段が低ＮＯｘに対応する制御マップと、この低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用した前記エンジンの制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用して前記エンジンの運転が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記制御マップのそれぞれを前記高出力に対応する制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記エンジン負荷検出手段が冷媒の圧力を検出する圧力センサと冷媒の温度を検出する温度センサとを備えたことを特徴とする請求項５乃至８のうちいずれか一項記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン制御装置及びそれを用いたエンジン駆動式ヒートポンプ装置に関するものである
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機をエンジン駆動で行うガスヒートポンプ装置等のエンジンでは、高効率（低燃費）・低ＮＯｘの要求を満足させるため、超希薄燃焼による制御を行うことが望ましい。ここで超希薄燃焼による制御とは燃料の量に対する空気の量（空燃比）を通常より大きくした制御である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、超希薄燃焼による制御を行うと、負荷変動が大きい場合、その負荷に追従させて出力を確保することが困難になるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、超希薄燃焼による制御を行いつつ、大きな負荷変動が発生した場合であっても、その負荷変動に対応したエンジン出力を確保できるようにしたエンジン制御装置及びそれを用いたエンジン駆動式ヒートポンプ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、エンジンに供給する燃料の流量を制御する燃料流量制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、上記燃料流量制御手段が低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップと、この低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用した燃料流量制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する燃料流量制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用して燃料の流量が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記燃料流量制御マップを前記高出力に対応する燃料流量制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２記載の発明では、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、上記点火時期制御手段が低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップと、この低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用した点火時期制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する点火時期制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用して前記エンジンの点火時期が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記点火時期制御マップを前記高出力に対応する点火時期制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３記載の発明では、エンジンの回転数を制御する回転数制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、上記回転数制御手段が低ＮＯｘに対応する回転数制御マップと、この低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用した回転数制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する回転数制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用して前記エンジンの回転数が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記回転数制御マップを前記高出力に対応する回転数制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４記載の発明では、エンジンに供給する燃料の流量を制御する燃料流量制御手段と、前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、エンジンの回転数を制御する回転数制御手段と、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、上記各制御手段が低ＮＯｘに対応する制御マップと、この低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用した前記エンジンの制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用して前記エンジンの運転が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記制御マップのそれぞれを前記高出力に対応する制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５記載の発明では、冷凍サイクルを構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンとを備え、このエンジンに供給する燃料の流量を制御する燃料流量制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、上記燃料流量制御手段が低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップと、この低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用した燃料流量制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する燃料流量制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用して燃料の流量が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記燃料流量制御マップを前記高出力に対応する燃料流量制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項６記載の発明では、冷凍サイクルを構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンとを備え、このエンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、上記点火時期制御手段が低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップと、この低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用した点火時期制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する点火時期制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用して前記エンジンの点火時期が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記点火時期制御マップを前記高出力に対応する点火時期制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項７記載の発明は、冷凍サイクルを構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンとを備え、このエンジンの回転数を制御する回転数制御手段と、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、上記回転数制御手段が低ＮＯｘに対応する回転数制御マップと、この低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用した回転数制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する回転数制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用して前記エンジンの回転数が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する回転数制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記回転数制御マップを前記高出力に対応する回転数制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項８記載の発明は、冷凍サイクルを構成する圧縮機と、この圧縮機を駆動するエンジンとを備え、このエンジンに供給する燃料の流量を制御する燃料流量制御手段と、前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、エンジンの回転数を制御する回転数制御手段と、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを備え、上記各制御手段が低ＮＯｘに対応する制御マップと、この低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用した前記エンジンの制御時よりも高い前記エンジンの出力が可能な高出力に対応する制御マップとを有し、前記低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用して前記エンジンの運転が制御され、理論混合比よりも燃料に対する空気の割合を高めた超希薄燃焼では対応不能な負荷変動の有無を、前記エンジンの負荷から求めた単位時間あたりの負荷変化量、及び、現在の前記エンジンの負荷に基づいて予測し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測されない間は前記低ＮＯｘに対応する各制御マップを使用し、前記超希薄燃焼では対応不能な負荷変動が予測される場合には前記制御マップのそれぞれを前記高出力に対応する制御マップに切り替えて使用する切り替え手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項９記載の発明は、請求項５乃至８記載のものにおいて、前記エンジン負荷検出手段が冷媒の圧力を検出する圧力センサと冷媒の温度を検出する温度センサとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るエンジン制御装置の一実施の形態が適用されたエンジン駆動式ヒートポンプ装置における冷媒回路を示す回路図である。
【００１６】
この図１に示すように、冷凍装置としてのエンジン駆動式ヒートポンプ装置１０は、室外機１１、複数台（例えば２台）の室内機１２Ａ，１２Ｂ及び制御装置１３を有してなり、室外機１１の室外冷媒配管１４と室内機１２Ａ，１２Ｂの各室内冷媒配管１５Ａ，１５Ｂとが連結されている。
【００１７】
室外機１１は室外に設置され、室外冷媒配管１４には圧縮機１６が配設されるとともに、この圧縮機１６の吸込側にアキュムレータ１７が、吐出側に四方弁１８がそれぞれ配設され、この四方弁１８側に室外熱交換器１９、室外膨張弁２４、ドライコア２５が順次配設されて構成される。室外熱交換器１９には、この室外熱交換器１９へ向かって送風する室外ファン２０が隣接して配置されている。また、圧縮機１６は、フレキシブルカップリング２７等を介してガスエンジン３０に連結され、このガスエンジン３０により駆動される。更に、室外膨張弁２４をバイパスしてバイパス管２６が配設されている。
【００１８】
一方、室内機１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管１５Ａ，１５Ｂに室内熱交換器２１Ａ，２１Ｂが配設されるとともに、室内冷媒配管１５Ａ，１５Ｂのそれぞれにおいて室内熱交換器２１Ａ，２１Ｂの近傍に室内膨張弁２２Ａ，２２Ｂが配設されて構成される。上記室内熱交換器２１Ａ，２１Ｂには、これらの室内熱交換器２１Ａ，２１Ｂへ送風する室内ファン２３Ａ，２３Ｂが隣接して配置されている。
【００１９】
尚、図１中の符号２８はストレーナを示す。また、符号２９は、圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力を圧縮機１６の吸込側へ逃す安全弁である。
【００２０】
また、上記制御装置１３は室外機１１に設置され、室外機１１及び室内機１２Ａ，１２Ｂの運転を制御する。具体的には、制御装置１３は、室外機１１におけるガスエンジン３０（即ち圧縮機１６）、四方弁１８、室外ファン２０及び室外膨張弁２４、並びに室内機１２Ａ，１２Ｂにおける室内膨張弁２２Ａ，２２Ｂ、及び室内ファン２３Ａ，２３Ｂをそれぞれ制御する。
【００２１】
制御装置１３により四方弁１８が切り替えられることにより、空気調和装置１０が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、制御装置１３が四方弁１８を冷房側に切り替えたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器１９が凝縮器に、室内熱交換器２１Ａ，２１Ｂが蒸発器になって冷房運転状態となり、各室内熱交換器２１Ａ，２１Ｂが室内を冷房する。また、制御装置１３が四方弁１８を暖房側に切り替えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器２１Ａ，２１Ｂが凝縮器に、室外熱交換器１９が蒸発器になって暖房運転状態となり、各室内熱交換器２１Ａ，２１Ｂが室内を暖房する。
【００２２】
また、制御装置１３は、冷房運転時には、室内膨張弁２２Ａ，２２Ｂの弁開度を全開に制御し、暖房運転時には、室外膨張弁２４及び室内膨張弁２２Ａ，２２Ｂのそれぞれの弁開度を空調負荷に応じて制御する。
【００２３】
一方、圧縮機１６を駆動するガスエンジン３０の燃焼室には、エンジン燃料供給装置３１から燃料と空気との混合気が供給される。このエンジン燃料供給装置３１は、燃料供給配管３２に、燃料遮断弁３３、ゼロガバナ３４、燃料調整弁３５及びスロットルバルブ３６が順次配設され、このスロットルバルブ３６は、ガスエンジン３０の上記燃焼室に接続されている。
【００２４】
燃料遮断弁３３は、閉鎖型の燃料遮断弁機構を構成し、燃料遮断弁３３が全閉または全開し、燃料ガスの漏れのない遮断と連通とを択一に実施する。
【００２５】
ゼロガバナ３４は、燃料供給配管３２内における当該ゼロガバナ３４の前後の１次側燃料ガス圧力（一次圧ａ）と２次側燃料ガス圧力（二次圧ｂ）とのうち、一次圧ａの変動によっても二次圧ｂを一定の所定圧に調整して、ガスエンジン３０の運転を安定化させる。
【００２６】
ガスエンジン３０には、エンジンオイル供給装置３７が接続されている。このエンジンオイル供給装置３７は、オイル供給配管３８にオイル遮断弁３９及びオイル供給ポンプ４０等が配設されたものであり、ガスエンジン３０へエンジンオイルを適宜供給する。
【００２７】
また、ガスエンジン３０は、エンジン冷却装置４１内を循環するエンジン冷却水により冷却される。このエンジン冷却装置４１は、冷却水配管４２を備え、この冷却水配管４２には、ワックス三方弁４３、ラジエータ４６及び循環ポンプ４７が順次配設されて構成される。
【００２８】
上記循環ポンプ４７は、稼働時にエンジン冷却水を昇圧して、このエンジン冷却水を冷却水配管４２内で循環させる。
【００２９】
上記ワックス三方弁４３は、ガスエンジン３０を速やかに暖機させるためのものである。このワックス三方弁４３は、入口４３Ａが、冷却水配管４２におけるガスエンジン３０に付設の排ガス熱交換器側に接続され、低温側出口４３Ｂが、冷却水配管４２における循環ポンプ４７の吸込側に接続され、高温側出口４３Ｃが冷却水配管４２におけるラジエータ４６側に接続される。
【００３０】
さて、本実施形態では、ガスエンジン３０に対し高効率（低燃費）・低ＮＯｘの要求を満足させるため、超希薄燃焼による制御が実行される。
【００３１】
ここで超希薄燃焼による制御とは燃料の量に対する空気の量（空燃比）を通常より大きくした制御であり、具体的には、図３ａに示すように、低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップに従って、エンジンへ供給される燃料流量が制御され、図４ａに示すように、低ＮＯｘに対応する点火時期制御マップに従って、エンジンの点火時期が制御され、図５ａに示すように、低ＮＯｘに対応する回転数制御マップに従って、エンジンの回転数が制御される。なお、点火時期は、図１に示す点火時期制御器２００により制御される。
【００３２】
ただし、図３ａで、表中のＡ１，Ｂ１，Ｃ１，…Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１は、燃料流量調整弁３５の弁開度を示し、図４ａで、表中のＡ３，Ｂ３，Ｃ３，…Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３は、図示を省略したガスエンジン３０の点火時期を示し、図５ａで、表中のＡ５，Ｂ５，Ｃ５，…Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５は、スロットルバルブ３６の弁開度の変化量を示している。
【００３３】
上記超希薄燃焼による制御を行うと、負荷変動が大きい場合、その負荷に追従して出力を増大させることが困難になる。超希薄燃焼では、理論混合比で混合された燃料とガス（空気）との混合気を燃焼させた場合に比べて燃焼状態が不安定であるため、急激なエンジン出力増加に対応できないからである。
【００３４】
本実施形態では、上記各マップに従う超希薄燃焼による制御を行いつつ、大きな負荷変動が発生した場合、その負荷変動に対応したエンジン出力を確保できるように、図３ｂ、図４ｂ及び図５ｂに示す、高出力に対応する燃料流量制御マップ、点火時期制御マップ及び回転数制御マップが準備される。
【００３５】
なお、図３ｂで、表中のＡ２，Ｂ２，Ｃ２，…Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２は、燃料流量調整弁３５の弁開度を示し、図４ｂで、表中のＡ４，Ｂ４，Ｃ４，…Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４は、図示を省略したガスエンジン３０の点火時期を示し、図５ｂで、表中のＡ６，Ｂ６，Ｃ６，…Ｘ６，Ｙ６，Ｚ６は、スロットルバルブ３６の弁開度の変化量を示している。
【００３６】
つぎに、図２を参照し、エンジンの制御手順を説明する。
【００３７】
まず、エンジン起動後（Ｓ１）、単位時間あたりの負荷変化量が算出される（Ｓ２）。この負荷変化量は、エンジン負荷の変化量（エンジン負荷の増加率）である。ついで、負荷変化量が例えば２０％より小さいか否かが判定され（Ｓ３）、負荷変化量が２０％より小さい場合、現在のエンジン負荷が計算される（Ｓ４）。ついで現在のエンジン負荷と許容負荷（例えば最大出力の７０％）とが比較され（Ｓ５）、許容負荷よりも小さい場合、図３ａ、図４ａ及び図５ａに示す、低ＮＯｘに対応する燃料流量制御マップ、点火時期制御マップ及び回転数制御マップが採用され、各マップに従って、燃料流量、点火時期及び回転数が制御される。この間の制御では、高効率（低燃費）・低ＮＯｘの要求が満足される。
【００３８】
これに対し、Ｓ３で、負荷変化量が２０％より大きい場合、この空気調和装置では、急激な負荷変動が予測される。また、負荷変化量が２０％より小さいが、Ｓ５で、現在のエンジン負荷が許容負荷よりも大きい場合、この空気調和装置にでは、同じく急激な負荷変動が予測される。
【００３９】
この急激な負荷変動に対しては、上記のように、低ＮＯｘに対応する制御マップを使用する限り、追従が困難である。
【００４０】
本実施形態では、Ｓ３で、負荷変化量が２０％より大きい場合、或いは負荷変化量は２０％より小さいが、Ｓ５で、現在のエンジン負荷が許容負荷よりも大きい場合、その後に予測される負荷変動に確実に追従させるため、図３ｂ、図４ｂ及び図５ｂに示す、高出力に対応する燃料流量制御マップ、点火時期制御マップ及び回転数制御マップが採用され、各マップに従って、燃料流量、点火時期及び回転数が制御される（Ｓ７）。Ｓ６及びＳ７の制御は、エンジン停止がない限り、継続して行われる（Ｓ８）。
【００４１】
ついで、Ｓ２での負荷変化量の算出手順を説明する。
【００４２】
この負荷変化量は、例えば１秒間隔で検出される圧縮機１６の出入口における冷媒圧力及び温度からコンプレッサ動力（エンジン負荷）を計算し、１秒間の動力変化量を求める。ただし、これに限定されるものではなく、例えば複数回（例えば５回）に亘って圧縮機１６の出入口における冷媒圧力及び温度を検出し、１回目と５回目との圧縮機１６の吸込側及び吐出側における冷媒圧力及び温度からエンジン負荷を計算し、負荷変化量を求めてもよい。
【００４３】
上記冷媒圧力及び温度は、図１に示す圧縮機１６の冷媒吸込管１６ａに配設した圧力センサ２０１Ａ及び温度センサ２０１Ａと、冷媒吐出管１６ｂの圧力センサ２０１Ａ及び温度センサ２０２Ｂとで検出される。
【００４４】
まず、エンジンの負荷が（１）式に基づいて求められる。エンジン出力はエンジン負荷に相当し、圧縮機入力は圧縮機動力に相当する。
【００４５】
エンジン出力＝圧縮機入力
＝冷媒循環量[kg/h]×
（圧縮機出口エンタルピ[kJ/kg]−圧縮機入口エンタルピ[kJ/kg]）…（１）
ここで、冷媒循環量[kg/h]は（２）式に従って求められ、エンタルピ[kJ/kg]は（３）式に従って求められる。
【００４６】
0004201491.tif 000002
本実施形態では、高効率（低燃費）・低ＮＯｘの要求を満足させるため、低ＮＯｘに対応する制御マップを使用して、ガスエンジン３０に対し超希薄燃焼による制御を実行しつつ、急激な負荷変動が発生した場合、低ＮＯｘに対応する制御マップを、高出力に対応する制御マップに切り替えて、ガスエンジン３０を制御するため、急激な負荷変動にも対応できる。
【００４７】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、高効率（低燃費）・低ＮＯｘの要求を満足させるため、低ＮＯｘに対応する制御マップを使用して、エンジンに対し超希薄燃焼による制御を実行しつつ、急激な負荷変動が発生した場合、低ＮＯｘに対応する制御マップを、高出力に対応する制御マップに切り替えて、エンジン制御するため、急激な負荷変動にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン制御装置の一実施の形態が適用されたエンジン駆動式ヒートポンプ装置における冷媒回路を示す回路図である。
【図２】本発明に係るエンジン制御装置の制御フローチャート図である。
【図３】低ＮＯｘ及び高出力に対応する燃料流量制御マップである。
【図４】低ＮＯｘ及び高出力に対応する点火時期制御マップである。
【図５】低ＮＯｘ及び高出力に対応する回転数制御マップである。
【符号の説明】
１６  圧縮機
１６ａ  冷媒吸込管
１６ｂ  冷媒吐出管
１３  制御装置
３０  ガスエンジン
３５  燃料流量調整弁
３６  スロットルバルブ
２００  点火時期制御器
２０１Ａ  圧力センサ
２０１Ｂ  圧力センサ
２０２Ａ  温度センサ
２０２Ｂ  温度センサ
【図１】
0004201491.tif 000003
【図２】
0004201491.tif 000004
【図３】
0004201491.tif 000005
【図４】
0004201491.tif 000006
【図５】
0004201491.tif 000007