(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダと、前記各シリンダに対応してそれぞれ設けられ燃料を当該シリンダに供給する複数の電子燃料噴射弁と、前記各シリンダからの排気温度をそれぞれ計測してその排気温度信号を出力する排気温度計測手段と、エンジンの負荷率を検出して負荷信号を出力する負荷率計測手段と、
エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイトが設定され、前記排気温度計測手段からの各排気温度信号を所定時間ごとにサンプリングして前記複数のシリンダ全体の平均排気温度を演算し、該平均排気温度と各シリンダそれぞれの前記排気温度とを比較して得た偏差が現在の負荷率における設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行う制御手段とを有するエンジン。
【請求項２】
各電子燃料噴射弁によって燃料をそれぞれのシリンダに供給するエンジンの排気温度制御装置において、
前記各シリンダからの排気温度を計測してそれぞれの排気温度信号を出力する排気温度計測手段と、
エンジンの負荷率を検出して負荷信号を出力する負荷率計測手段と、
エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイトが設定され、前記排気温度計測手段からの各排気温度信号を所定時間ごとにサンプリングして複数の前記シリンダ全体の平均排気温度を演算し、該平均排気温度と各シリンダの前記排気温度とを比較して得た偏差が現在の負荷率における設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行う制御手段と、
を有するエンジンの排気温度制御装置。
【請求項３】
それぞれ設けられた電子燃料噴射弁によって燃料が供給される複数のシリンダを備えたエンジンの制御装置において、
前記各シリンダからの排気温度を計測して排気温度信号を出力する複数の排気温度計測手段と、
前記エンジンの負荷率を検出して負荷信号を出力する負荷率計測手段と、
前記エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイトが設定されるとともに、前記負荷率計測手段からの負荷信号により前記エンジンの現在の負荷率を判断し、前記各排気温度計測手段からの排気温度信号を所定時間ごとにサンプリングして複数の前記シリンダ全体の平均排気温度を演算し、該平均排気温度と各シリンダの前記排気温度とを比較して得た偏差が前記現在の負荷率における前記設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行う制御手段と、
を有するエンジンの排気温度制御装置。
【請求項４】
各電子燃料噴射弁によってそれぞれのシリンダに燃料が供給されるエンジンの制御方法において、
エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイトを予め設定しておき、
エンジンの負荷率を検出して負荷信号を出力し、
前記各シリンダの排気温度を所定時間ごとにそれぞれ排気温度信号として計測し、前記各排気温度信号から前記複数のシリンダ全体の平均排気温度を演算するとともに、該平均排気温度と各シリンダの前記排気温度とを比較して得た偏差が現在の負荷率における設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行うことを特徴とするエンジンの排気温度制御方法。
【請求項５】
複数のシリンダと、前記各シリンダごとに設けられて制御信号により開弁期間を制御できる電子燃料噴射弁と、前記各シリンダごとに設けられて排気温度を排気温度信号として出力する排気温度計測手段と、負荷率を検出して負荷信号を出力する負荷率計測手段とを有するエンジンを制御対象とするコンピュータを、
前記エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイトが設定され、前記負荷率計測手段からの負荷信号により前記エンジンの現在の負荷率を判断し、前記各排気温度計測手段からの排気温度信号を所定時間ごとにサンプリングして前記全シリンダの平均排気温度を演算し、該平均排気温度と各シリンダの前記排気温度とを比較して得た偏差が前記現在の負荷率における前記設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行う制御手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスエンジン等のエンジンにおいて電子燃料噴射弁を制御することにより各シリンダの排気温度を自動調整し、シリンダ間の排気温度のバラツキを改善する発明に係り、具体的にはそのようなエンジン、そのような制御を行いうるエンジンの排気温度制御装置及び制御方法、コンピュータをかかる排気温度制御手段として機能させるためのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多気筒のエンジンでは各気筒からの排気の温度が完全に一致することはなく、現状では商用エンジンにおいて各シリンダの排気温度のバラツキを１００％負荷において平均で±１５℃以内と規定している。排気温度がこの範囲から逸脱したシリンダに対しては、該当シリンダのガス調整バルブを手動調整することにより排気温度調整を行い、各シリンダ間のバランスをとっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のガス量調整バルブは１００％負荷において調整されているため、１００％負荷以外においては各シリンダ間で排気温度が大きくばらつくことがあり、また経年変化により１００％負荷においても初期の設定値から逸脱して度々ガス量調整バルブを手動調整することが必要になる場合がある。このような経年変化による初期設定値からの逸脱を放置しておくと、気筒間の排気温度のバラツキが更に大きくなって失火やノッキングの原因になり、これは例えばコージェネレーションシステムの運用において特に不利益となる。即ち、コージェネレーションシステムにおいてエンジンの失火やノッキングが発生した場合には、人的及び機器的安全措置としてエンジン出力（即ちシステムの発電量）をディレート（減少）させることを第１ステップとし、第２ステップではエンジンを停止させるからであり、このようなエンジン出力のディレートや運転の停止は、システムの運用主体が期待する電力を賄えなくなり経済性において不利になるばかりでなく、最悪の場合はデマンドオーバ（電力契約違反）による課金が発生して不利益となってしまうからである。
【０００４】
気筒間の排気温度のバラツキを自動的に制御することは、例えば上述したようにコージェネレーションシステムを安全かつ安定して運用する上でも重要な技術であり、エンジンの運転においてシリンダ排気温度の均一化を確実に達成しうる安定した技術が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明は、ガスエンジンなどのエンジンにおいて各シリンダの排気温度を所定範囲に収めて失火やノッキングの発生を防止しうる排気温度制御技術を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載されたエンジンは、複数のシリンダと、前記各シリンダに対応してそれぞれ設けられ燃料を供給する複数の電子燃料噴射弁（１）と、前記各シリンダからの排気温度をそれぞれ計測してその排気温度信号（１０）を出力する排気温度計測手段（４）と、エンジンの負荷率を検出して負荷信号を出力する負荷率計測手段（６）と、エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイトが設定され、前記排気温度計測手段からの各排気温度信号を所定時間ごとにサンプリングして前記複数のシリンダ全体の平均排気温度を演算し、該平均排気温度と各シリンダそれぞれの前記排気温度とを比較して得た偏差が現在の負荷率における設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、その出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行う制御手段（５）とを有している。
【０００７】
請求項２に記載された排気温度制御装置は、各電子燃料噴射弁（１）によって燃料をそれぞれのシリンダに供給するエンジンの排気温度制御装置において、前記各シリンダからの排気温度を計測してそれぞれの排気温度信号（１０）を出力する排気温度計測手段（４）と、エンジンの負荷率を検出して負荷信号を出力する負荷率計測手段（６）と、エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイトが設定され、前記排気温度計測手段からの各排気温度信号を所定時間ごとにサンプリングして複数の前記シリンダ全体の平均排気温度を演算し、該平均排気温度と各シリンダの前記排気温度とを比較して得た偏差が現在の負荷率における設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行う制御手段（５）とを有している。
【０００８】
請求項３に記載されたエンジンの排気温度制御装置は、それぞれ設けられた電子燃料噴射弁（１）によって燃料が供給される複数のシリンダを備えたエンジンの制御装置において、前記各シリンダからの排気温度を計測して排気温度信号（１０）を出力する複数の排気温度計測手段（４）と、前記エンジンの負荷率を検出して負荷信号（１２）を出力する負荷率計測手段（６）と、制御手段（５）を有している。そして、その制御手段（５）は、前記エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイト（制御信号１１）を設定されるとともに、前記負荷率計測手段からの負荷信号により前記エンジンの現在の負荷率を判断し、前記各排気温度計測手段からの排気温度信号を所定時間ごとにサンプリングして複数の前記シリンダ全体の平均排気温度を演算し、該平均排気温度と各シリンダの前記排気温度とを比較して得た偏差が前記現在の負荷率における前記設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行う。
【０００９】
請求項４に記載されたエンジンの排気温度制御方法は、各電子燃料噴射弁（１）によってそれぞれのシリンダに燃料が供給されるエンジンの制御方法において、エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイト（制御信号１１）を予め設定しておき、エンジンの負荷率を検出して負荷信号を出力し、前記各シリンダの排気温度を所定時間ごとにそれぞれ排気温度信号（１０）として計測し、前記各排気温度信号から前記複数のシリンダ全体の平均排気温度を演算するとともに、該平均排気温度と各シリンダの前記排気温度とを比較して得た偏差が現在の負荷率における設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行うことを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載されたプログラムは、複数のシリンダと、前記各シリンダごとに設けられて制御信号により開弁期間を制御できる電子燃料噴射弁（１）と、前記各シリンダごとに設けられて排気温度を排気温度信号（１０）として出力する排気温度計測手段（４）と、負荷率を検出して負荷信号（１２）を出力する負荷率計測手段（６）とを有するエンジンを制御対象とするコンピュータに書き込まれ、当該エンジンの構成と協働して技術的な効果を奏するものである。具体的には、前記エンジンの負荷率に対応した設定偏差及び前記電子燃料噴射弁の開弁期間の変化速度を示すディレーションレイトが設定され、前記負荷率計測手段からの負荷率信号により前記エンジンの現在の負荷率を判断し、前記各排気温度計測手段からの排気温度信号を所定時間ごとにサンプリングして前記全シリンダの平均排気温度を演算し、該平均排気温度と各シリンダの前記排気温度とを比較して得た偏差が前記現在の負荷率における前記設定偏差を越えていた場合に、前記現在の負荷率における前記ディレーションレイトを用いて前記電子燃料噴射弁の開弁期間の目標値を演算し、当該目標値に対応する出力信号を前記電子燃料噴射弁に与えて開弁期間を変化させる制御を、当該シリンダの前記偏差が前記設定偏差の範囲内にあるために当該シリンダの電子燃料噴射弁における燃料噴射期間の調整が不要であると判断されるまで行う制御手段として、前記コンピュータを機能させるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態の構成を模式的に示す図である。本例のガスエンジンは複数のシリンダを有している。各シリンダ毎に電子燃料噴射弁１がシリンダヘッド２に取り付けられている。電子燃料噴射弁１は燃料ガス配管３を介して図示しない燃料供給源に接続されており、シリンダ内の燃焼室にガス燃料を供給する。また、排気温度計測手段４が各シリンダ毎にシリンダヘッド２に取り付けられている。排気温度計測手段４は各シリンダからの出口付近での排気温度を計測して排気温度信号１０を出力する。本例では排気温度計測手段４としてパイロメータ等の温度計を用いることができる。なお、図１には１個の電子燃料噴射弁１と１個の排気温度計測手段４が図示されているが、これは１のシリンダに対応するものであり、実際には前述したように複数のシリンダの各々について電子燃料噴射弁１と排気温度計測手段４が設けられている。
【００１２】
本例のガスエンジンは、各シリンダからの排気温度を一定の範囲に収めるよう調整するために、図１に示すように、前記電子燃料噴射弁１の開弁期間を制御する排気温度制御手段５ (制御手段５）を有している。前記制御手段５は、前記排気温度計測手段４に接続されており、前記排気温度信号１０を入力される。また、制御手段５は、各電子燃料噴射弁１にも接続されており、排気温度が所定の範囲内に収まるように電子燃料噴射弁１に制御信号１１を与えて該電子燃料噴射弁１の開弁期間を変化させることができる。
【００１３】
具体的には、後述する所定の手順で情報の処理を行い、前記電子燃料噴射弁１の開弁期間の調整が行われるようなプログラムが書き込まれたコンピュータや、かかるコンピュータと同様の制御が行われるように設定されたガバナーが、前記制御手段５として機能することとなる。
【００１４】
図１に示すように、本例のガスエンジンは、負荷率計測手段６と回転数計測手段７を有している。これらは前記制御手段５に接続され、それぞれ負荷率信号１２と回転数信号１３を制御手段５に出力する。即ち、本例の制御手段５は、前記排気温度を制御すべく電子燃料噴射弁１の開弁期間を調整するため、他の必要な情報としてエンジンの負荷率と回転数を利用する。
【００１５】
本例のガスエンジンはコージェネレーション用原動機として用いられており、図示しない発電機を駆動している。よって、前述したエンジンの負荷とは発電した電力であり、負荷率とは電力率を意味する。具体的には、前記発電機が現在どれだけ発電しているかを示す信号を図示しない発電機盤に送り、該発電機盤から制御手段５にその信号が負荷率信号１２として出力される。即ち、発電機乃至発電機盤が負荷率計測手段６として機能する。
【００１６】
前記回転数計測手段７としては、エンジンの回転駆動部分に設けた光を用いた非接触式の回転数検出素子などが利用できる。
【００１７】
図１に示すように、本例のガスエンジンの制御手段５には、制御に必要な所定のデータを設定するための入力手段８が接続されている。制御に必要な所定のデータとしては、次の１）〜５）がある。
１）制御開始（終了）回転数［ｒｐｍ］
その値を越えた場合に制御を開始し、下回った場合に制御を終了するエンジンの回転数である。
２）サンプリング設定時間［ｓｅｃ］
排気温度信号をサンプリングする時間間隔であり、本例では０．１〜６０ｓｅｃの範囲内で設定できる。
３）設定負荷［％］
本例の制御における制御分岐点として設定する１以上の負荷値であり、本例ではＬ０〜Ｌ７まで８個の値を設定している。
４）ディレーションレイトＲdur ［ｄｅｇ・ＣｒａｎｋＡｎｇｌｅ／ｓｅｃ］設定負荷の各値における制御量の変化速度を意味する。ここで制御量とは、本例では制御手段５による直接の制御対象である燃料噴射弁の開弁期間（単位は［ｄｅｇＣＡ］）を示す量である。本例では、１秒間当たりの開弁期間の変化量をクランク角度で示し、例えば０．１ｄｅｇＣＡと設定すれば制御の際に１秒間に０．１ｄｅｇＣＡ、燃料噴射弁の開度が増加しまたは減少する。
５）設定偏差Ｔlimit ［℃］
各設定負荷において前記ディレーションレイトとは独立して設定され、そのサンプリングタイミングにおける実際の排気温度と、ガスエンジンの全シリンダの平均排気温度との偏差の許容範囲を定める値である。
【００１８】
図２は、本例のエンジンにおける排気温度の制御を模式的に表したものであり、この図を参照して本例における制御の手順又は前記制御手段５の機能について簡単に説明する。
制御手段５は、サンプリング設定時間（ｔsamp［ｓｅｃ］）をおいて定期的に排気温度を認識し、認識した各時刻においてエンジンの負荷をも認識し、この負荷に応じて設定偏差Ｔlimit ［℃］を定めると共に、本例の制御によれば、６シリンダ全体の平均排気温度Ｔave ［℃］を演算する。
図２における上限値および下限値は、それぞれ（平均排気温度Ｔave ＋設定偏差Ｔlimit ）［℃］および（平均排気温度Ｔave −設定偏差Ｔlimit ）［℃］を示す。６シリンダの内のあるシリンダが、図中破線で示すようにある時刻で設定偏差の範囲から逸脱しても、本例による排気温度制御によって、そのシリンダの排気温度は設定偏差の範囲内に（上限値と下限値の間に）入るように調整される。
【００１９】
すなわち、図２で示す制御においては、例えばサンプリング設定時間を０．１ｓｅｃとすれば０．１ｓｅｃ毎に取り込まれた排気温度信号を演算することとなり、６０ｓｅｃとすれば６０ｓｅｃ毎に取り込まれた排気温度信号を演算することとなる。本例では２ｓｅｃとした。
【００２０】
制御手段５による上記演算は、データサンプル毎に各シリンダのシリンダ出口排気温度を認識して排気温度の全シリンダ全体の平均値を算出し、このシリンダ全体の平均値と、各シリンダのシリンダ出口排気温度とを比較し、各シリンダの排気温度が設定偏差内に収まっているかを判断する。このように設定偏差とは、平均値に対するプラスマイナス（上限、下限）の偏差である。この設定偏差から逸脱しているシリンダについて電子燃料噴射弁１の制御が行われる。
【００２１】
電子燃料噴射弁１の制御には前記ディレーションレイトを用い、電子燃料噴射弁１の開弁期間を変化させて該当シリンダの排気温度が前記設定偏差内に収まるまで行う。なお、前述のように、設定偏差及びディレーションレイトは設定負荷毎に異なった値を設定することができる。
【００２２】
図３は、設定負荷（負荷率、横軸）とディレーションレイトＲdur ［ｄｅｇ・ＣｒａｎｋＡｎｇｌｅ／ｓｅｃ］（縦軸）の関係をイメージ例として示すものである。設定負荷はＬ０〜Ｌｎまで任意の個数設定できるが、本例ではｎ＝７であり計８個の設定負荷を設定できる。例えば、Ｌ０は０％、Ｌ１は２５％などと設定する。また、図３に示すように、設定負荷の各点（Ｌ０，Ｌ１，…）の間における設定偏差は各点間をリニアに結ぶよう設定されている。
【００２３】
図４は、設定負荷（負荷率、横軸）と設定偏差Ｔlimit ［℃］（縦軸）の関係を一例として示すものである。設定偏差についても、Ｌ０〜Ｌｎまでの任意個数の設定負荷を設定できるが、本例では前述したようにｎ＝７であり計８個の設定負荷を設定できる。なお、この時の設定負荷は、ディレーションレイトの設定負荷とは独立して設定できる。また、図４に示すように、設定負荷の各点（Ｌ０，Ｌ１，…）の間における設定偏差は各点間をリニアに結ぶよう設定されている。
【００２４】
また、設定偏差は例えば１０℃などと設定すると、シリンダ全体の出口平均排気温度に対してプラスマイナス１０℃以内が許容範囲となり、実際の排気温度と平均排気温度の差がこの範囲内にあれば制御は行わず、この範囲を逸脱すれば制御が行われる。
【００２５】
図５は、本例の制御手段５に書き込まれた制御プログラムによる排気温度の制御手順を表したフローチャートである。図中、Ｓ１〜Ｓ９はステップ１〜ステップ９に対応する。制御手段５とこれに書き込まれたプログラムが協働して行う制御の手順又は両者が協働することによって実現された前記制御手段５の制御機能について、この図を参照して説明する。
【００２６】
図５に示すように、エンジンの始動後、制御手段５の運転が始まると、ステップ１において制御手段５は、回転数計測手段７が出力した回転数信号１３を入力してエンジンの回転数を検知する。ここで、エンジンの回転数が、例えば９５０ｒｐｍ以上であれば制御動作を行うこととし、制御手順をステップ２に進める。９５０ｒｐｍ未満であれば制御動作を行うことなく、適当な間隔をおいてステップ１を繰り返す。なお、制御動作を行うべきエンジンの回転数は、入力手段から任意に設定可能である。
【００２７】
ステップ２において、制御手段５は、排気温度のサンプリングを開始する。すなわち、制御手段５は、前記排気温度計測手段４が出力する排気温度信号１０を、予め設定したサンプリング設定時間ｔsamp［ｓｅｃ］ごとに入力し、各シリンダの排気温度を検知する。
【００２８】
ステップ３において、制御手段５は、サンプリング設定時間ｔsamp［ｓｅｃ］ごとに入力した各シリンダの排気温度から、全シリンダ全体の平均排出温度Ｔave ［℃］を瞬時に算出する。
【００２９】
ステップ４において、制御手段５は、負荷率計測手段６が出力した負荷率信号１２からエンジンの負荷率を判断する。この負荷率から、図４に基づいて電子燃料噴射弁１の制御を行うか否かを判定するための設定偏差Ｔlimit ［℃］を算出するとともに、図３に基づいて電子燃料噴射弁１の制御をすると判定された場合に使用するディレーションレイトＲdur ［ｄｅｇＣＡ／ｓｅｃ］を算出する。さらに、制御手段５は、ステップ３で算出した平均排気温度Ｔave ［℃］と、各シリンダ（最大で１８シリンダ、最小で６シリンダ）の排気温度Ｔ(n) ［℃］とを比較して、その偏差ΔＴｎ［℃］を算出する。
【００３０】
ステップ５において、制御手段５は、各シリンダにおける上記偏差ΔＴｎ［℃］の絶対値｜ΔＴn ｜と、当該負荷率における設定偏差Ｔlimit ［℃］との大小を判定し、夫々各シリンダの電子燃料噴射弁１の制御を行うか否かの判定を行う。
｜ΔＴn ｜＞Ｔlimit の場合には、当該シリンダの排気温度偏差ΔＴｎ［℃］が設定偏差Ｔlimit ［℃］を越えているために制御が必要であり、次のステップ６に移行する（図５、ステップ５中、▲１▼式）。｜ΔＴn ｜≦Ｔlimit の場合には、当該シリンダの排気温度偏差ΔＴｎ［℃］が設定偏差Ｔlimit ［℃］の範囲内にあり、そのシリンダの電子燃料噴射弁１における燃料噴射期間の調整は不要であり、制御はステップ２に戻り同様の手順を繰り返す（図５、ステップ５中、▲２▼式）。
【００３１】
ステップ６において、制御手段５は、前記排気温度偏差ΔＴｎ［℃］の符号を調べ、当該シリンダの現在の排気温度Ｔ(n) ［℃］が高温側或いは低温側のどちらに逸脱しているか判定する。すなわち、ΔＴｎ＞０の場合（図５、ステップ６中の▲１▼式）には、排気温度Ｔ(n) ＜平均排気温度Ｔave であり、当該シリンダの現在の排気温度Ｔ(n) ［℃］が低温側に逸脱していると判定される。ΔＴｎ＜０の場合（図５、ステップ６中の▲２▼式）には、排気温度Ｔ(n) ＞平均排気温度Ｔave であり、当該シリンダの現在の排気温度Ｔ(n) ［℃］が高温側に逸脱していると判定される。
【００３２】
ステップ６において、当該シリンダの排気温度Ｔ(n) ＜平均排気温度Ｔave （すなわちΔＴｎ＞０）の場合、当該シリンダの現在の排気温度が前記下限値よりも低温側に逸脱しているので、ステップ７に進み、当該シリンダの排気温度を上昇させる。すなわち、制御手段５は、ステップ４において決定された当該シリンダの電子燃料噴射弁１の開弁期間の変化スピードであるディレーションレイトＲdur ［ｄｅｇ・ＣＡ／ｓｅｃ］を用いて、図６のように開弁期間の目標値を演算し、その出力信号１１を電子燃料噴射弁に与えて当該電子燃料噴射弁１の開弁期間を変化させる。具体的には、ステップ５において制御が必要と判断されてからステップＳ９，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…のループを経て最終的に再びステップ５で制御不要と判断され制御が停止するまでの経過時間をｔc とすると、開弁期間目標値の初期値Ｄ0 に対しての開弁期間の目標値は、次式で表される。
開弁期間の目標値［ｄｅｇＣＡ］＝Ｄ0 ＋Ｄc
ここで、Ｄc ［ｄｅｇＣＡ］＝Ｒdur ［ｄｅｇＣＡ／ｓｅｃ］×ｔc ［ｓｅｃ］
【００３３】
また、ステップ６において、当該シリンダの排気温度Ｔ(n) ＞平均排気温度Ｔave （すなわちΔＴｎ＜０）の場合、当該シリンダの現在の排気温度が前記上限値よりも高温側に逸脱しているので、ステップ８に進み、当該シリンダの排気温度を低下させる。すなわち、制御手段５は、ステップ４において決定された当該シリンダの電子燃料噴射弁１の開弁期間の変化スピードであるディレーションレイトＲdur ［ｄｅｇ・ＣＡ／ｓｅｃ］を用いて、図７のように開弁期間の目標値を演算し、その出力信号１１を電子燃料噴射弁に与えて当該電子燃料噴射弁１の開弁期間を変化させる。具体的には、ステップ５において制御が必要と判断されてからステップＳ９，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…のループを経て最終的に再びステップ５で制御不要と判断され制御が停止するまでの経過時間をｔc とすると、開弁期間目標値の初期値Ｄ0 に対しての開弁期間の目標値は、次式で表される。
開弁期間の目標値［ｄｅｇＣＡ］＝Ｄ0 −Ｄc
ここで、Ｄc ［ｄｅｇＣＡ］＝Ｒdur ［ｄｅｇＣＡ／ｓｅｃ］×ｔc ［ｓｅｃ］
【００３４】
このようにしてディレーションレイト制御、即ちステップ７またはステップ８で設定偏差内におさまるように燃料噴射弁の開弁期間が調整されて燃料噴射量の調整が行われた後、ステップ９において、制御手段５は、ステップ１と同様にエンジンの回転数を検知し、エンジンの回転数が例えば９５０ｒｐｍ以上であれば、制御手順をステップ２に戻し、前記ステップ２〜ステップ７，８の手順を繰り返す。これによって、設定した設定偏差を逸脱しているシリンダについては、エンジンの各負荷において設定されているディレーションレイトＲdur ［ｄｅｇＣＡ／ｓｅｃ］で電子燃料噴射弁１の開弁期間を増加又は減少させることにより、設定偏差以内に排気温度が収まるまで制御が続けられる。ステップ９で９５０ｒｐｍ以下であれば制御動作を停止する。なお、ステップ１と９における基準回転数は同一に設定する。
【００３５】
上記の制御において、排気温度のバラツキは一般的に低負荷ほど大きく、高負荷ほど小さくなる。低負荷において高負荷と同様にバラツキを抑えようとすると、無理な制御により排気温度が発散する（収束しなくなる）可能性がある。この対策としては、負荷に適した排気温度範囲に収まるように各負荷について設定偏差やディレーションレイトを変える。ディレーションレイトも負荷により適した調整量がある。高負荷においてディレーションレイト値が大きいと制御が発散する可能性がある。低負荷においてディレーションレイト値が小さいと制御スピードが遅いことがある。
従って、一般的に設定すべき設定偏差及びディレーションレイトは、低負荷ほど大きく、中高負荷ほど小さい傾向がある。設定偏差とディレーションレイトが独立していることにより、負荷に適した制御ができるメリットがある。
【００３６】
図８は、本例によるエンジンの制御の効果を示すグラフである。
ここで、エンジン運転状態は負荷率を５０％から８０％まで変化させ、さらに負荷率５０％に戻している。設定偏差Ｔlimit ［℃］はシリンダ全体の出口排気温度平均値のプラスマイナス１０℃と設定した。ディレーションレイトＲdur ［ｄｅｇＣＡ／ｓｅｃ］は負荷率５０％〜８０％において０．０５［ｄｅｇＣＡ／ｓｅｃ］と設定した。
【００３７】
図８において、負荷率が６５％程度のところで偏差上限及び偏差下限において排気温度が設定された設定偏差を逸脱しているシリンダがある。通常、本制御がなければ排気温度は復帰することなく、各シリンダは排気温度アンバランスのまま運転されることとなるが、本制御の効果により図８に示すように程なく排気温度は正常範囲内に復帰している。このように、排気温度がばらつく可能性がある状況においても、本制御によれば自動的にそのバラツキを補正することができ、シリンダ間の排気温度のアンバランスによるノッキングや失火を防ぐことができる。
【００３８】
以上説明した本例のエンジンは、シリンダ径２２０ｍｍの６シリンダエンジンであったが、これらシリンダ径やシリンダ数が変わっても本発明により同様の効果を得ることができる。また、ディレーションレイトと設定偏差は、全負荷を８個に分けているが、この個数は必要に応じて増減することができる。
【００３９】
本例はガスエンジンに関するものであったが、排気温度を制御するために電子燃料噴射弁の開弁時期を調整しうるエンジンであれば、ガスエンジン以外のものにも適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダの平均排気温度と排気温度の差が設定偏差から逸脱している場合に電子燃料噴射弁の開弁期間を制御するので、排気温度のバラツキを自動的に補正してノッキングや失火を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における排気温度の制御の概要を説明するための制御イメージ図である。
【図３】本発明の実施の形態において負荷率と設定偏差の間に一定の関係があることを示すためのイメージ図である。
【図４】本発明の実施の形態において負荷率とディレーションレイトの間に一定の関係があることを示すためのイメージ図である。
【図５】本発明の実施の形態における制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における電子燃料制御弁の開弁期間を増大させる場合の操作イメージ図である。
【図７】本発明の実施の形態における電子燃料制御弁の開弁期間を減少させる場合の操作イメージ図である。
【図８】本発明による制御を行ったエンジンの排気温度の時間変化を一例として示す図である。
【符号の説明】
１…電子燃料噴射弁、４…排気温度計測手段、５…制御手段、６…負荷率計測手段、７…回転数計測手段、８…入力手段、１０…排気温度信号、１１…制御信号、１２…負荷率信号、１３…回転数信号。
【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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