(57)【要約】【課題】給気量の計算に用いる気体定数を前サイクルの空気過剰率λや種々のパラメータの計測結果から逐次計算することにより、λ制御を高精度化し、これによって、排ガス性状が悪化しやすい過度応答時においても排ガス性状を改善できるようにする。【解決手段】排気ガスの一部をシリンダの吸気側に再循環させるように構成したエンジン１の空気過剰率λを制御する方法において、エンジン１の仕様、運転条件と吸入空気量、燃料流量Ｇｆとから前サイクルの空気過剰率λを算出すると共に、該空気過剰率からシリンダ２に吸入される再循環ガスｅ１を含む混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数Ｒを算出し、該気体定数Ｒを用いて現サイクルの空気過剰率λを算出し、現サイクルの空気過剰率λを予め設定された目標空気過剰率マップＭから導いた目標空気過剰率に近づけるように制御する。【選択図】図１
2009185793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの一部をシリンダの吸気側に再循環させるように構成したエンジンの空気過剰率を制御する方法において、
エンジンの仕様、運転条件と吸入空気量、燃料流量とから前サイクルの空気過剰率を算出すると共に、該空気過剰率からシリンダに吸入される再循環ガスを含む吸入混合気体の気体定数を算出し、
該気体定数を用いて現サイクルの空気過剰率を算出し、現サイクルの空気過剰率を予め設定された目標空気過剰率マップから導いた目標空気過剰率に近づけるように制御することを特徴とするエンジンの空気過剰率管理方法。
【請求項２】
吸入空気路に介設された絞り弁又は排気ガスの一部をシリンダに戻す再循環ガス路に介設された流量調整弁の開度を制御することにより、空気過剰率を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの空気過剰率管理方法。
【請求項３】
エンジンの仕様及び運転条件と、シリンダに吸入される混合気体の気体定数、温度及び圧力とから、該吸入混合気体の流量を算出し、
該吸入混合気体流量と吸入空気路から吸入される吸入空気量とから再循環ガス量を算出し、
該吸入空気量と、燃料供給量から算出された再循環ガス中の空気量とから、前サイクルの空気過剰率を算出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの空気過剰率管理方法。
【請求項４】
エンジンから排出される排気ガスの一部をシリンダの吸気側に再循環させるように構成したエンジンの空気過剰率を制御する装置において、
エンジンの仕様、運転条件と吸入空気量、燃料流量とから前サイクルの空気過剰率を算出する手段と、該空気過剰率からシリンダに吸入される再循環ガスを含む吸入混合気体の気体定数を算出する手段と、該気体定数を用いて現サイクルの空気過剰率を算出する手段と、を備え、
現サイクルの空気過剰率を予め設定された目標空気過剰率マップから導いた目標空気過剰率に近づけるように制御することを特徴とするエンジンの空気過剰率管理装置。
【請求項５】
吸入空気路に介設された絞り弁及び排気ガスの一部をシリンダに戻す再循環ガス路に介設された流量調整弁を備え、
該絞り弁又は該流量調整弁の開度を制御することにより空気過剰率を制御するように構成したことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの空気過剰率管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排出される排気ガスの一部をシリンダの吸気側に再循環させるようにしたＥＧＲ方式のエンジンにおいて、空気過剰率制御を高精度化することにより、特に、再循環ガス量等の運転条件が急変する過度応答時においても、スモークやＰＭ、ＮＯｘ等の排出量を低く維持でき、環境を悪化させないようにした空気過剰率管理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のエンジンの排気ガス規制の強化傾向に伴い、空気過剰率制御の高精度化は重要な開発課題となっている。ＥＧＲ方式のエンジンにおいては、再循環排気ガス量等が急変する過度応答時において、前記有害成分の排出量が多くなる。
エンジンの空気過剰率（λ）を制御するには、リアルタイムで空気過剰率を監視する必要があり、その方法には、主に排気ガス中のＯ２をＯ２センサで計測して空気過剰率を算出する方法と、シリンダへの給気側の運転条件を基に空気過剰率を推定する方法がある。
【０００３】
ディーゼルエンジンや希薄ガスエンジンにおいては、Ｏ２センサ等の信頼性の問題から、後者の給気条件を基に空気過剰率を推定する方法が主流である。
特許文献１（特開平１０−３１８０４７号公報）には、後者の方法が開示されている。
特許文献１に開示された方法は、吸入空気量、燃料噴射量及び再循環排気ガス量に基づいて実際の空気過剰率を演算し、また、運転状態に応じて目標空気過剰率を設定し、この目標空気過剰率と実空気過剰率とが一致するように再循環ガス制御弁の開度を制御するものである。
【０００４】
また、従来、空気過剰率を推定する場合に、まず、エンジンの仕様（シリンダの行程容積、堆積効率）、運転条件（主に回転数）、及び気体定数、給気温度、給気圧力から算出するそのときの給気密度から、シリンダに吸入される給気量を算出し、該給気量と燃料噴射量とから、空気過剰率を推定し、この推定空気過剰率を基に空気過剰率を制御するようにしている。ここで、給気密度の算出に用いる気体定数は、一般に空気の値が用いられている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１８０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、排ガス再循環方式を適用したエンジンや、過給機前予混合方式のガスエンジンでは、給気は、空気、再循環ガス及び燃料ガスの混合体であり、気体定数は、これらの成分ガスの混合比によって変化する。
【０００７】
このため、空気の気体定数を用いて給気量及び空気過剰率を算出した場合、実際の給気量及び空気過剰率と計算によって求められた給気量及び空気過剰率との間に乖離が生じ、空気過剰率が適正にならずに、排気ガス中に含まれる有害成分の低減できない可能性がある。エンジンの負荷が高いほど、再循環ガス量が多くなり、従って、実際の給気量及び空気過剰率と計算によって求められた給気量及び空気過剰率との間の乖離が大きくなる。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、給気量の計算に用いる気体定数を前サイクルで算出された空気過剰率や種々のパラメータの計測結果から逐次計算することにより、空気過剰率制御を実情に合わせて高精度化し、これによって、排ガス性状が悪化しやすい過度応答時においても排ガス性状の悪化を防止可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明のエンジンの空気過剰率管理方法は、
排気ガスの一部をシリンダの吸気側に再循環させるように構成したエンジンの空気過剰率を制御する方法において、
エンジンの仕様、運転条件と吸入空気量、燃料流量とから前サイクルの空気過剰率を算出すると共に、該空気過剰率からシリンダに吸入される再循環ガスを含む吸入混合気体の気体定数を算出し、
該気体定数を用いて現サイクルの空気過剰率を算出し、現サイクルの空気過剰率を予め設定された目標空気過剰率マップから導いた目標空気過剰率に近づけるように制御するようにしたものである。
【００１０】
シリンダに吸入される給気の気体定数、温度及び圧力から給気の密度を算出する場合、給気密度の計算に用いられる気体定数は、ＥＧＲ方式のエンジンの場合、空気と異なる気体定数となり、空気の気体定数を用いると、給気量の算出に影響を及ぼすことが予想される。そこで、本発明方法では、前サイクルで算出した空気過剰率から気体定数を算出し、この気体定数を用いて現サイクルの空気過剰率を算出するようにしたものである。
【００１１】
このように、前サイクルで算出した気体定数を次のサイクルの給気量算出に用いることにより、空気過剰率の推定精度が向上し、ＥＧＲ方式を適用した場合でも、排気ガス中の有害物質を低減させることができるようになる。
このため、エンジンの運転条件が急変する負荷変動時等でも、リアルタイムで高精度な空気過剰率推定ができ、過度応答時に排ガス中に含まれる有害成分を低減することができる。
【００１２】
本発明方法において、空気過剰率制御を行なうための具体的な操作として、吸入空気路に介設された絞り弁又は再循環ガス路に介設された流量調整弁の開度を制御するとよい。
【００１３】
また、本発明方法において、前サイクルでの空気過剰率の算出方法として、エンジンの仕様及び運転条件と、シリンダに吸入される混合気体の気体定数、温度及び圧力とから、該混合気体の流量を算出し、該吸入混合気体流量と吸入空気路から吸入される吸入空気量とから再循環ガス量を算出し、該吸入空気量と、燃料供給量から算出された再循環ガス中の空気量とから、前サイクルの空気過剰率を算出するようにするとよい。
【００１４】
これによって、前サイクルの空気過剰率から、前サイクルの再循環ガスの気体定数を算出し、該気体定数からシリンダに吸入される混合気体の気体定数を算出することができる。このように、前サイクルの空気過剰率から逐次計算で算出した混合気体の気体定数を用いることにより、実際の運転状態に合った現サイクルのシリンダ給気量を算出することができる。
【００１５】
また、前記本発明方法を実施するための本発明のエンジンの空気過剰率管理装置は、
エンジンから排出される排気ガスの一部をシリンダの吸気側に再循環させるように構成したエンジンの空気過剰率を制御する装置において、
エンジンの仕様、運転条件と吸入空気量、燃料流量とから前サイクルの空気過剰率を算出する手段と、該空気過剰率からシリンダに吸入される再循環ガスを含む吸入混合気体の気体定数を算出する手段と、該気体定数を用いて現サイクルの空気過剰率を算出する手段と、を備え、
現サイクルの空気過剰率を予め設定された目標空気過剰率マップから導いた目標空気過剰率に近づけるように制御するようにしたものである。
【００１６】
本発明装置において、空気過剰率制御を行なうための具体的な手段として、吸入空気路に介設された絞り弁又は排気ガスの一部をシリンダに戻す再循環ガス通路に介設された流量調整弁を備え、該絞り弁又は該流量調整弁の開度を制御することにより空燃比を制御するように構成するとよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明方法によれば、排気ガスの一部をシリンダの吸気側に再循環させるように構成したエンジンの空気過剰率を制御する方法において、エンジンの仕様、運転条件と吸入空気量、燃料流量から前サイクルの空気過剰率を算出すると共に、該空気過剰率からシリンダに吸入される再循環ガスを含む吸入混合気体の気体定数を算出し、該気体定数を用いて現サイクルの空気過剰率を算出すると共に、現サイクルの空気過剰率を予め設定された目標空気過剰率マップから導いた目標空気過剰率に近づけるように制御し、前サイクルで算出した気体定数を次のサイクルの給気量算出に用いることにより、空気過剰率の推定精度が向上し、ＥＧＲ方式を適用した場合でも、排気ガス中の有害物質を低減させることができるようになる。
【００１８】
このため、エンジンの運転条件が急変する負荷変動時等でも、リアルタイムで高精度な空気過剰率推定ができ、過度応答時の排ガス性状を改善することができる。
【００１９】
また、本発明装置によれば、エンジンから排出される排気ガスの一部をシリンダの吸気側に再循環させるように構成したエンジンの空気過剰率を制御する装置において、エンジンの仕様、運転条件と吸入空気量、燃料流量とから前サイクルの空気過剰率を算出する手段と、該空気過剰率からシリンダに吸入される再循環ガスを含む吸入混合気体の気体定数を算出する手段と、該気体定数を用いて現サイクルの空気過剰率を算出する手段と、を備え、現サイクルの空気過剰率を予め設定された目標空気過剰率マップから導いた目標空気過剰率に近づけるように制御することにより、本発明方法による前記作用効果と同等の作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態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、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２１】
本発明に係る一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るガスエンジンの空気過剰率管理装置の系統図である。図１において、ガスエンジン１を構成するシリンダ２の頂部には、吸入空気路３と排気路４とが接続されている。シリンダ２内を摺動するピストン５によって、吸入空気ａが吸入空気路３を通り、吸入弁１５を介してシリンダ２内に吸入されると共に、排気ガスｅが排気弁１６を介してシリンダ２から排出され、排気路４を通って外部に排出される。
【００２２】
ピストン５は、ピストンロッド６及びクランク軸７を介して駆動モータ８に接続され、駆動モータ８の駆動力によって駆動される。吸入空気路３及び排気路４に跨って過給機１１が配設されている。過給機１１を構成する一方のコンプレッサ羽根１１ａが空気吸入路３に設けられ、他方のタービン羽根１１ｂが排気路４に設けられ、コンプレッサ羽根１１ａとタービン羽根１１ｂとは軸１１ｃで接続されている。タービン１１ｂは排気路４を流れる排気ガスｅにより回転され、タービン羽根１１ｂに連動するコンプレッサ羽根１１ｂにより吸入空気ａをシリンダ２内に過給する。
【００２３】
吸入空気路３には、給気スロットル弁１２が設けられ、吸入空気路３と排気路４間はＥＧＲガス路１３で接続されている。ＥＧＲガス路１３にはＥＧＲ弁１４が介設されている。排気ガスｅの一部をＥＧＲガス路１３を介して吸入空気路３に還流することによって、燃焼温度や圧力を下げ、排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減できる。このように、シリンダ２には、吸入空気ａとＥＧＲガス（再循環ガス）ｅ１とからなる混合気体（ａ＋ｅ１）が吸入されることになる。
【００２４】
過給機１１より上流側の吸入空気路３には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２１が取り付けられ、過給機１１より下流側の吸入空気路３には、吸入空気ａの温度を検出する温度センサ２２、及び吸入空気ａの圧力を検出する圧力センサ２３が取り付けられている。これらセンサ２１〜２３の検出信号はλ推定手段３０に送信される。また、駆動モータ８には、駆動モータ８の回転数を検出する検出器２４が設けられ、その検出信号がλ推定手段３０に送信される。
【００２５】
これらの検出信号のほかに、λ推定手段３０には、別途計測される燃料ガス流量Ｇｆや、体積効率マップＶから導き出される現運転条件における体積効率値や、また、初期値として空気の気体定数Ｒが入力される。
【００２６】
従来は、給気の気体定数Ｒとして、空気の値を用いていたが、実際には、図２に示すように、混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数ＲはＥＧＲ率により変化し、ＥＧＲ率の増加と共に上昇する。従って、高ＥＧＲ率の領域では、空気過剰率λの推定精度が低下し、適切な空気過剰率制御を行なうことができない。
【００２７】
図３はλ推定手段３０の構成を示す。図３に基づいて、λ推定手段３０の構成を説明する。図３において、まず、ガスエンジン１の仕様（シリンダ２の工程容積、体積効率マップＶから導き出された現運転条件における体積効率値等）、気体定数Ｒの初期値としての空気の気体定数、及び運転条件（回転数等）が吸入混合気量算出手段３１に入力される。入力されたこれらのパラメータから、吸入混合気量算出手段３１でシリンダ２に吸入される混合吸入気量が算出される。
【００２８】
次に、ＥＧＲ量算出手段３２に、吸入混合気量算出手段３１で算出された混合吸入気量と、エアフローセンサ２１で検出された吸入空気量が入力され、これらの入力値からＥＧＲ量算出手段３２でＥＧＲガス量が算出される。ＥＧＲ量算出手段３２で算出されたＥＧＲガス量は、ＥＧＲガス中の空気量算出手段３３に入力され、ここでＥＧＲガス中の空気量が算出される。ここで算出されたＥＧＲガス中の空気量と、エアフローセンサ２１で検出された吸入空気量と、別途計測された燃料流量Ｇｆとが、λ算出手段３４に入力され、λ算出手段３４で空気過剰率λが算出される。
【００２９】
λ算出手段３４で算出された空気過剰率λｎは、比較手段３５で、予め作成された目標空燃比マップＭから導き出された現運転条件に最適の目標空燃比λ０と比較され、その差分Δλがλ制御装置２５に送られる。λ制御装置２５では、差分Δλがゼロになるように、即ち、空気過剰率λｎが目標空気過剰率λ０に近づくように、給気スロットル弁１２及びＥＧＲ弁１４を制御する。
【００３０】
また、λ算出手段３４で算出された空気過剰率λｎは、ＥＧＲガス中の空気量算出手段３３にフィードバックされて、次サイクル（即ち現サイクル）のＥＧＲガス中の空気量算出に用いられる。さらに、空燃比λｎはＥＧＲガスの気体定数算出手段３６に入力される。ここで前サイクルのＥＧＲガスの気体定数Ｒが算出される。ここで算出されたＥＧＲガスの気体定数Ｒは、給気の気体定数算出手段３７に入力され、前サイクルでシリンダ２に吸入された混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数Ｒが算出される。
【００３１】
給気の気体定数算出手段３７で算出された混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数Ｒは、吸入混合気量算出手段３１に入力されて、先に入力された空気の気体定数Ｒと置き換わる。そして、現サイクルでは、置き換わった気体定数Ｒにより、空気過剰率λｎが算出され、算出された空気過剰率λｎが現運転条件における目標空気過剰率λ０に近づくように制御される。このように、エンジン１の１サイクル毎に、前サイクルの空気過剰率λｎから逐次算出した混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数を基に現サイクルの空気過剰率λｎが算出される。
【００３２】
次に、混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数Ｒの算出法を説明する。この場合、算出方法を簡素化するため、次の条件を課した。即ち、
・燃料はＨＣ化合物とする（即ち、０，Ｓ分を含まないものとする。）
・エンジン１内では完全燃焼する。即ち、未燃分（ＣＯ，ＨＣ）は発生しないものとする。
・ＮＯｘ等の微量分は発生しないものとする。
【００３３】
シリンダ２に吸入される給気は、空気ａとＥＧＲガスｅ１とがある比率で混合した混合気体（ａ＋ｅ１）である。図４（ａ）にその模式図を示す。図４（ａ）で、Ｇａは含有空気量（ｋｇ／ｓ）、Ｇegrは含有排気ガス量（ｋｇ／ｓ）を示す。このうち、ＥＧＲガスｅ１は前サイクルの排気ガスｅであるから、その内訳は定常状態では排気ガスに等しい。排気ガスｅの内訳は次のとおりである。
【００３４】
・未燃の空気                  ；Ｇａ−Ｌth・Ｇｆ（ｋｇ／ｓ）
（Ｌthは燃料の理論燃焼空気量ｋｇ／ｋｇである。）
・燃焼ガス（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｎ２）；（Ｌth＋１）・Ｇｆ（ｋｇ／ｓ）
・前サイクルのＥＧＲガス      ；Ｇegr（ｋｇ／ｓ）
合計              ；Ｇａ＋Ｇｆ＋Ｇegr（ｋｇ／ｓ）
この内訳を図４（ｂ）に模式的に示す。
【００３５】
ここで、混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数Ｒは次式で算出される。
2009185793.tif 000003
ここで、Ｒｉ；各気体成分の気体定数（ｋＪ／ｋｇＫ）
ｇｉ；各気体成分の質量比（ｋｇ／ｋｇ）
【００３６】
（１）式より、シリンダ２の給気（混合気体（ａ＋ｅ１））の気体定数Ｒmixは、次の式の逐次計算で求められる。
【数１】
2009185793.tif 000004
ここで、Ｒａ；空気の気体定数（ｋＪ／ｋｇＫ）
Ｒegr；排気ガスの気体定数（ｋＪ／ｋｇＫ）
Ｒburnt；排気ガス中の完全燃焼したガスの気体定数（ｋＪ／ｋｇＫ）
但し、符号「_n」は現サイクルの値であり、符号「_n−1」は前サイクルの値を表す。
【００３７】
空気の気体定数Ｒａは既知であり、排気ガスの気体定数Ｒegrは、上記式により逐次計算で算出できるので、Ｒburntがわかれば、混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数Ｒmixが算出できる。次に、気体定数Ｒburntの算出方法を説明する。
【００３８】
燃料油中のＣ、Ｈ原子の重量比を夫々ｇｃ、ｇＨとすると、理論燃焼空気量Ｌthは、次式で求められる。
【数２】
2009185793.tif 000005
【００３９】
燃料１ｋｇを理論空燃比で完全燃焼させたときの生成排ガス量は、次式で求められる。
ＣＯ２生成量；ＧＣＯ２＝３．６６４・ｇＣ（ｋｇ）            （５）
Ｈ２Ｏ生成量；ＧＨ２Ｏ＝８．９３７・ｇＨ（ｋｇ）            （６）
Ｎ２        ；ＧＮ２  ＝０．７６８・Ｌth（ｋｇ）            （７）
【００４０】
このとき、排気ガス中の燃料ガスの気体定数Ｒburntは、次式で求められる。
【数３】
2009185793.tif 000006
以上の（２）式、（３）式及び（８）式の逐次計算により、混合気体（ａ＋ｅ１）のＲmixが算出される。
【００４１】
本実施形態によれば、前サイクルで算出した空気過剰率から混合気体（ａ＋ｅ１）の気体定数Ｒmixを算出し、これを現サイクルの空気過剰率算出に用いることにより、空気過剰率の推定精度を向上させることができる。従って、ＥＧＲ方式を適用した場合でも、排気ガス中の有害物質を低減させることができる。
特に、ガスエンジン１の運転条件が急変する場合（負荷変動時等）でも、リアルタイムで高精度な空気過剰率の推定が可能になり、過度応答時の排ガス性状を改善させることができる。
【００４２】
エンジンの排気ガスにおいて，問題となるのは、主にＮＯｘ（窒素酸化物）とＨＣ（炭化水素）である。図５に示すように、一般的に、ＮＯｘは理論空燃比付近で最大となり、それより希薄でも過濃でも排出量は減少する。一方、ＨＣは該理論空燃比付近で最小となり、それより過濃でも希薄でもＨＣ排出量は増加する傾向にある。このため、運用上ＮＯｘとＨＣのバランスからある最適な空気過剰率λを決め、そこに合わせるような制御を行なう。例えば、最適λは、ディーゼルエンジンの場合２．４〜３．２であり、ガスエンジンの場合、約１．８〜２．３となる。
【００４３】
このとき、空気過剰率λの推定精度が低いと、運転ポイントが最適点からずれてしまい、排ガス性状が悪化する。即ち、過濃であればＮＯｘが増加し、希薄であれば、ＨＣが増加する。
【００４４】
次に、図６に、本実施形態における空気過剰率λを制御するための給気スロットル弁１２及びＥＧＲ弁１４の操作方法の一例を示す。図６において、この操作方法は、一時に給気スロットル弁１２又はＥＧＲ弁１４のどちらか一方のみを操作することにより、空気過剰率λの制御を容易にした方法である。即ち、空気過剰率λを小から大に制御する場合には、まず、ＥＧＲ弁１４を全開にしておき、給気スロットル弁１２の開度を徐々に大きくする。
【００４５】
そして、給気スロットル弁１２が全開になったら、次に、ＥＧＲ弁１４の開度を徐々に小さくすることにより、空気過剰率λを小から大に制御する。このような操作で空気過剰率λを小から大に容易に制御することができる。空気過剰率λを大から小にする場合は、前記操作の順序を逆に行えばよい。
【００４６】
次に、数値シミュレーションにより、本発明と従来方式との間で気体定数の補正有無により生じる推定λ精度の差異について検証した結果を説明する。
図７は、ガスエンジンの出力がステップ状に変動する過度応答時の状態を示し、縦軸は負荷（具体的には燃料流量（ｋｇ／ｓｅｃ））を示し、横軸は時間（秒）を示す。このような過度応答時において、本発明により給気の気体定数を逐次補正していく場合と、従来方式で空気の気体定数を用いた場合の、シリンダへの給気量推定値又はλ推定値の乖離を図８又は図９に示す。
【００４７】
図８は、給気量推定値の乖離状態を示し、縦軸は、本発明による気体定数Ｒの補正ありの場合と、従来方式の補正なしの場合の比（Ｒ補正あり／Ｒ補正なし）を示し、横軸は時間（秒）を示す。また、図８は、空気過剰率λの乖離状態を示し、縦軸は本発明による気体定数の補正ありの場合と従来方式の補正なしの場合の比（Ｒ補正あり／Ｒ補正なし）を示し、横軸は時間（秒）を示す。
【００４８】
検証の結果、本発明方式と従来方式とで、給気量推定値に最大０．５５％程度の乖離が生じ、空気過剰率λで最大０．１５％程度の乖離が生じることが明らかとなった。このことから、本発明の適用により空気過剰率λの推定精度は０．１５％程度向上し、排ガス性状を改善できることが見込まれる。
【００４９】
なお、前記実施形態では、給気スロットル弁１２とＥＧＲ弁１４とを操作して、空気過剰率λを制御したが、ＶＧターボを用いる場合には、前記弁に加えて、タービン入口ノズルの開度を制御することにより、空気過剰率λを制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、給気量の計算に用いる気体定数を前サイクルの空気過剰率や種々のパラメータの計測結果から逐次計算して逐次更新することにより、空気過剰率制御を高精度化し、これによって、排ガス性状が悪化しやすい過度応答時においても、排ガス中の有害成分を低減することができ、ディーゼルエンジンやガスエンジン等に適用されて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスエンジンの空気過剰率制御装置の系統図である。
【図２】気体定数ＲとＥＧＲ率との関係を示す線図である。
【図３】前記実施形態のλ推定手段３０のブロック線図である。
【図４】（ａ）はエンジン給気の内訳を示す模式図であり、（ｂ）はエンジン排気ガスの内訳を示す模式図である。
【図５】エンジンの空気過剰率λと排気ガス性状との関係を示す線図である。
【図６】空気過剰率λの制御方法を示す線図である。
【図７】エンジン負荷変動時を示す線図である。
【図８】エンジン負荷変動時の本発明方式と従方式との給気量推定値の乖離状態を示す線図である。
【図９】エンジン負荷変動時の本発明方式と従方式との空気過剰率λの乖離状態を示す線図である。
【符号の説明】
【００５２】
１          ガスエンジン
２          シリンダ
３          吸入空気路
４          排気路
１１        過給機
１２        給気スロットル弁
１３        ＥＧＲガス路
１４        ＥＧＲ弁
２５        λ制御装置
３０        λ推定手段
３１        吸入混合気量算出手段
３２        ＥＧＲ量算出手段
３３        ＥＧＲガス中の空気量算出手段
３４        λ算出手段
３６        ＥＧＲガスの気体定数算出手段
３７        給気の気体定数算出手段
Ｍ          目標空気過剰率マップ
Ｒ          気体定数
λ          空気過剰率
【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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【図９】
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