JP6479330B2 - 内燃機関システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関システムに関するもので、より具体的には内燃機関の内部を流れる冷却水の温度に基づいて内燃機関の空燃比を補正できる内燃機関システムに関する。

複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、複数のシリンダの配列方向に沿って設けられ、複数のシリンダのそれぞれに空気を供給する給気通路と、複数のシリンダの配列方向に沿って設けられ、複数のシリンダのまわりに冷却水を供給する冷却水通路と、給気通路の入口側に設けられ、給気通路を通る空気の温度を計測する給気温度センサと、給気通路の入口側に設けられ、給気通路を通る空気の圧力を計測する給気圧力センサと、シリンダに供給する混合気の目標空燃比を設定する空燃比設定部と、給気温度センサで計測された空気の温度及び給気圧力センサで計測された空気の圧力を用いて実空燃比を算出し、空燃比設定部で設定された目標空燃比に制御する制御装置と、を備えた内燃機関システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２６２１３１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された内燃機関システムは、複数のシリンダの配列方向に沿って設けられるために、図８に示すように、給気通路の末端に設けられたシリンダに供給される空気の温度（給気温度）は入口に設けられたシリンダの給気温度よりも高くなる。これにより、給気通路の入口側の給気温度と給気圧力とに基づいて空気密度または空気量を求めて内燃機関を制御しても、給気通路の末端に設けられたシリンダでは適正な範囲の空燃比で内燃機関が運転されるとは限らない。
さらに、図８に示すように、冷却水通路を流れる冷却水の温度が上がると、給気通路の入口に設けられたシリンダの給気温度に対する末端に設けられたシリンダの給気温度の温度差が広がり、給気通路の末端に設けられたシリンダでは適正な範囲の空燃比で内燃機関が運転されないことがある。
本発明は、上記実情を鑑みたものであり、冷却水通路を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比で内燃機関を運転できる内燃機関システムを提供することを目的とする。

本発明は、複数のシリンダが設けられたシリンダブロックを備えるエンジンと、前記エンジンにより駆動される発電機と、前記複数のシリンダの配列方向に沿って設けられ、前記複数のシリンダのそれぞれに空気を供給する給気通路と、前記複数のシリンダのそれぞれに燃料を供給するための燃料供給管であって、前記給気通路とは別体に構成された燃料供給管と、前記複数のシリンダの配列方向に沿って設けられ、前記複数のシリンダのまわりに冷却水を供給する冷却水通路と、前記給気通路の所定の一箇所に設けられ、前記給気通路を通る空気の温度を計測する給気温度センサと、前記所定の一箇所に設けられ、前記給気通路を通る空気の圧力を計測する給気圧力センサと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記発電機から要求される要求出力に基づいて、前記複数のシリンダに供給される燃料量を制御するように構成された回転制御装置と、前記シリンダ内部の混合気が前記複数のシリンダに対して要求される目標空燃比の適正範囲で燃焼するような目標空気量を前記燃料量に基づいて設定する空燃比設定部と、前記給気温度センサで計測された空気の温度及び前記給気圧力センサで計測された空気の圧力に基づいて、前記空燃比設定部で設定された目標空気量となるように前記給気通路への空気量を制御する空燃比コントローラと、を備え、前記冷却水通路を通る冷却水の温度を計測する冷却水温度センサをさらに備え、前記制御装置は、前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて前記空燃比設定部で設定された目標空気量を補正する目標空燃比補正部を有することを特徴とする。

本発明によれば、冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて空燃比設定部で設定された目標空燃比を補正するので、冷却水通路を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比で内燃機関を運転できる。

本発明の一態様では、前記目標空燃比補正部は、前記冷却水の温度と、前記空気量に基づいて定まる空燃比を補正するための空燃比補正係数と、の関係を記憶した空燃比補正係数記憶部と、前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて前記空燃比補正係数記憶部に記憶された関係から空燃比補正係数を算出することで前記目標空気量を補正する空燃比補正係数算出部と、を含む。
このようにすれば、冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて空燃比補正係数記憶部に記憶された関係から空燃比補正係数を算出するので、冷却水通路を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比で内燃機関を運転できる。

本発明の一態様では、前記シリンダに供給された混合気に点火する目標点火時期を設定する点火時期設定部をさらに備え、前記制御装置は、前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて前記点火時期設定部で設定された目標点火時期を補正する目標点火時期補正部をさらに有する。
このようにすれば、冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて点火時期設定部で設定された目標点火時期を補正するので、冷却水通路を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の点火時期で内燃機関を運転できる。

本発明の一態様では、前記目標点火時期補正部は、前記冷却水の温度と点火時期補正係数との関係を記憶した点火時期補正係数記憶部と、前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて前記点火時期補正係数記憶部に記憶された関係から点火時期補正係数を算出する点火時期補正係数算出部と、を含む。
このようにすれば、冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて点火時期補正係数記憶部に記憶された関係から点火時期補正係数を算出するので、冷却水通路を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の点火時期で内燃機関を運転できる。

本発明の一態様では、前記複数のシリンダの配列方向に沿って設けられ、前記複数のシリンダのそれぞれに燃料を供給する燃料供給管と、ウェイストゲートバルブを有する過給器と、を備え、前記空燃比コントローラは、前記ウェイストゲートバルブの開度により前記給気通路に供給する空気量を制御する。
このようにすれば、給気通路に供給する空気量で目標空燃比に制御されるので、燃料量で回転数が制御される内燃機関に適用できる。

本発明の一態様では、前記給気温度センサは、前記給気通路の入口側に設けられる。
このようにすれば、給気通路の入口側を流れる空気の温度を計測できる。

本発明の一態様では、前記冷却水温度センサは、前記冷却水通路の出口側に設けられる。
このようにすれば、冷却水通路の出口側を流れる冷却水の温度を計測できるので、冷却水通路を流れることによる冷却水の温度変動に対応できる。
本発明の一態様では、前記複数のシリンダは、前記複数のシリンダの配列方向における前記給気通路の最も入口側に設けられた入口側シリンダと、前記複数のシリンダの配列方向における前記給気通路の最も末端側に設けられた末端側シリンダと、を備え、前記目標空燃比補正部は、前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて、前記末端側シリンダにおける空燃比が適正な範囲に収まるように、前記空燃比設定部で設定された目標空気量を補正するように構成される。
本発明の一態様では、前記給気通路は、前記複数のシリンダの配列方向に沿って前記シリンダブロックの内部に設けられているとともに、前記冷却水通路は、前記複数のシリンダの配列方向に沿って前記シリンダブロックの内部に設けられている。
本発明の一態様では、前記内燃機関システムは、前記エンジンにより駆動される発電機を備え、前記制御装置は、前記発電機から要求される出力に基づいて、前記複数のシリンダに供給される燃料量を制御するように構成されている。

以上説明したように、本発明によれば、冷却水通路を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比で内燃機関を運転できる。

本発明の実施の形態１に係るガスエンジンシステムの構成を示す図である。 図１に示したガスエンジンを示す図である。 図２に示したガスエンジンの断面模式図である。 空燃比補正係数記憶部に記憶された空燃比補正マップを示す図である。 点火時期補正係数記憶部に記憶された点火時期補正マップを示す図である。 図１に示したガスエンジンシステムの制御内容を示す概念図である。 本発明の実施の形態２に係るガスエンジンシステムの構成を示す図である。 ガスエンジンのシリンダ位置とシリンダの給気温度との関係を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る内燃機関システムに好適な実施の形態を詳細に説明する。ここでは、ガス燃料を燃料として発電機を稼働するガスエンジンシステムを例に説明するが、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るガスエンジンシステムの構成を示す図である。図２は、図１に示したガスエンジンを示す図であり、図３は、図２に示したガスエンジンの断面模式図である。

本発明の実施の形態１に係るガスエンジンシステム１は、ガスエンジンの回転数をガス燃料の量で制御するもので、空燃比は、ガスエンジン２に供給する空気量で制御される。

図１に示すように、本発明の実施の形態１に係るガスエンジンシステム１は、ガスエンジン２とガスエンジン２を制御する制御装置３とにより構成される。

図２及び図３に示すように、本発明の実施の形態１に係るガスエンジン２は、多気筒のＶ型エンジンであって、図３に示すように、Ｖ字型のシリンダブロック４を備える。Ｖ字型のシリンダブロック４には、複数のシリンダ４１（例えば、図２に示すように１８気筒のシリンダ４１）が左右交互に設けられ、左右二列のシリンダ列（バンク）が設けられる。シリンダ４１は、円筒形に形成され、その内部にはシリンダライナ４２が設けられる。そして、シリンダライナ４２の内部には、ピストン４３が斜め方向に往復運動可能に収容される。ピストン４３は、頭部が閉塞された円筒形に形成され、その胴部にはピストン４３を径方向に貫通するピン穴が設けられる。また、ピストン４３の胴部には、コネクティングロッド４５の一端（スモールエンド）が収容され、ピン穴を挿通するピストンピン４４によりコネクティングロッド４５の一端がピストン４３に連結される。

また、複数のシリンダ４１（例えば、図２に示すように１８気筒のシリンダ４１）の下方域には、これら複数のシリンダ４１に共通する一つのクランクシャフト４６が回転可能に支承される。クランクシャフト４６は、コネクティングロッド４５とともに、ピストン４３の往復運動（下降運動）を回転運動に変換するためのもので、クランクシャフト４６は、回転中心を通る軸線と平行にクランクピン４６１を有する。そして、クランクピン４６１には、コネクティングロッド４５の他端（ラージエンド）が連結される。これにより、ピストン４３の往復運動がクランクシャフト４６の回転運動に変換される。

また、図３に示すように、シリンダブロック４の内部には、給気通路４７が設けられる。給気通路４７は、各シリンダ４１に空気を供給するためのもので、一方のシリンダ列と他方のシリンダ列との間に設けられる。そして、図１に示すように、給気通路４７に供給された空気は各シリンダ４１に供給される。

また、図３に示すように、シリンダブロック４の内部には、冷却水通路４８が設けられる。冷却水通路４８は、シリンダ４１のまわりに冷却水を供給するためのもので、各シリンダ列の外側に供給経路４８１を構成する冷却水通路４８が設けられ、各シリンダ列の内側に回収経路４８２を構成する冷却水通路４８が設けられる。そして、図１に示すように、冷却水通路４８に供給された冷却水は供給経路４８１を構成する冷却水通路４８及び回収経路４８２を構成する冷却水通路４８を通り回収される。

また、図１に示すように、ガスエンジン２は、ガス供給管２１を備える。ガス供給管２１は、各シリンダ４１にガス燃料を供給するためのもので、本発明の実施の形態１に係るガス供給管２１は、一方のシリンダ列と他方のシリンダ列との間となる領域の上方域に設けられる。そして、ガス供給管２１には開閉バルブ２１１が設けられる。開閉バルブ２１１は、ガス供給管２１からシリンダ４１に供給するガス燃料の量を制御する燃料バルブであり、制御装置３（回転制御装置８）からの指令に基づいて所定の開度となるように制御される。そして、開閉バルブ２１１を通ったガス燃料は各シリンダ４１に供給される。

また、ガスエンジン２は、排気管２２を備える。排気管２２は、各シリンダ４１から排出された排ガスを回収するためのもので、本発明の実施の形態に係る排気管２２は、一方のシリンダ列と他方のシリンダ列との間となる領域の上方域に設けられる。そして、排ガスは、シリンダ列の一側（図１において右側）から他側（図１において左側）に向けて回収される。

また、本発明の実施の形態に係るガスエンジン２は、エアクリーナ５（図２参照）、ターボチャージャー６、インタークーラ７を備える。
エアクリーナ５は、ガスエンジン２の外部から導入した空気に含まれる粉塵等を分離し、清浄な空気とするためのもので、本発明の実施の形態に係るエアクリーナは５、給気通路４７の上流に設けられる。
ターボチャージャー６は、ガスエンジン２の熱効率を高めるための過給器であって、排気管２２から排出された排ガスの内部エネルギーを用いてタービン６１を高速回転させ、その回転力でコンプレッサ６２を駆動する。これにより、ターボチャージャー６は、コンプレッサ６２で圧縮された空気をインタークーラ７に送り込む。また、ターボチャージャー６には、ウェイストゲートバルブ６３が設けられる。ウェイストゲートバルブ６３は、制御装置３（統括制御装置９）からの指令に基づいて所定の開度となるように制御される。これにより、排ガスの一部が分流され、ターボチャージャー６の回転数が制御される。
インタークーラ７は、ターボチャージャー６が空気を圧縮することにより温度が上がった空気を冷却するための熱交換機（冷却器）であり、インタークーラ７で冷却された空気は、給気通路４７に供給される。

また、上述した給気通路４７の入口側には、給気温度センサ４７１と給気圧力センサ４７２とが設けられる。給気温度センサ４７１は、給気通路４７を通る空気の温度を計測するためのもので、給気通路４７の入口側に設けられることにより、インタークーラ７で冷却された空気の温度が計測される。給気圧力センサ４７２は、給気温度センサ４７１で計測する空気の圧力を計測するためのもので、給気温度センサ４７１と略同じ位置に設けられることにより、インタークーラ７で冷却された空気の圧力が計測される。

また、上述した冷却水通路４８の出口側には、冷却水温度センサ４８３が設けられる。冷却水温度センサ４８３は、冷却水通路４８を通る冷却水の温度を計測するためのもので、冷却水通路４８の出口側に設けられることにより、冷却水通路４８を通った冷却水の温度が計測される。

制御装置３は、上述したガスエンジン２を制御するためのもので、回転制御装置８と統括制御装置９とを備えて構成される。回転制御装置８は、発電機Ｇからの要求に基づいてガスエンジン２の出力や回転数を制御するためのもので、ガス供給管２１に設けられた開閉バルブ２１１に指令を与え、開閉バルブ２１１の開度を制御する。

統括制御装置９は、ガスエンジン２を統括的に制御するためのもので、本発明の実施の形態１に係る統括制御装置９は、少なくともガスエンジン２の空燃比と点火時期を制御する。本発明の実施の形態１に係る統括制御装置９は、空燃比設定部９１、目標空燃比補正部９２、空燃比コントローラ９３、点火時期設定部９４、目標点火時期補正部９５、点火時期コントローラ９６を備える。

空燃比設定部９１は、目標空燃比を設定するためのもので、目標空燃比はガスエンジン２に求められる出力や回転数に基づいて設定される。具体的には、回転制御装置８が要求する空燃比に設定される。

目標空燃比補正部９２は、空燃比設定部９１で設定された目標空燃比を補正するためのもので、空燃比補正係数記憶部９２１と空燃比補正係数算出部９２２とを備えている。空燃比補正係数記憶部９２１は、冷却水の温度と空燃比補正係数との関係が記憶されたもので、具体的には、図４に示すように、空燃比補正マップが記憶されている。空燃比補正マップは、図４に示すように、冷却水温度が９２．５°Ｃのときの空燃比補正係数を１とし、冷却水温度が１２０°Ｃのときの空燃比補正係数を１．２とする。空燃比補正係数算出部９２２は、空燃比補正係数を算出するためのもので、空燃比補正係数記憶部９２１に記憶された関係と冷却水温度センサ４８３で計測された温度とに基づいて空燃比補正係数を算出する。そして、目標空燃比補正部９２は、空燃比補正係数算出部９２２で算出された空燃比補正係数に基づいて空燃比設定部９１で設定された目標空燃比を補正する。

空燃比コントローラ９３は、目標空燃比補正部９２で補正された目標空燃比となるように、給気通路に供給する空気を制御するためのもので、本発明の実施の形態１に係る空燃比コントローラ９３は、ウェイストゲートバルブ６３の開度を制御することにより、給気通路４７に供給する空気量を制御する。

点火時期設定部９４は、目標点火時期を設定するためのもので、目標点火時期はガスエンジン２に求められる出力や回転数に基づいて設定される。具体的には、回転制御装置８が要求する点火時期に設定される。

目標点火時期補正部９５は、点火時期設定部９４で設定された目標点火時期を補正するためのもので、点火時期補正係数記憶部９５１と点火時期補正係数算出部９５２とを備えている。点火時期補正係数記憶部９５１は、冷却水と点火時期補正係数との関係が記憶されたもので、具体的には、図５に示すように、点火時期補正マップが記憶されている。点火時期補正マップは、図５に示すように、冷却水温度が９２．５°Ｃのときに点火時期補正係数を１とし、冷却水温度が１２０°Ｃのときの点火時期補正係数を０．９とする。点火時期補正係数算出部９５２は、点火時期補正係数を算出するためのもので、点火時期補正係数記憶部９５１に記憶された関係と冷却水温度センサ４８３で計測された温度とに基づいて点火時期補正係数を算出する。そして、目標点火時期補正部９５は、点火時期補正係数算出部９５２で算出された点火時期補正係数に基づいて点火時期設定部９４で設定された目標点火時期を補正する。

点火時期コントローラ９６は、目標点火時期補正部９５で補正された目標点火時期となるように、点火時期を制御するためのもので、本発明の実施の形態１に係る点火時期コントローラ９６は、点火装置（図示せず）を制御することにより、点火プラグの点火時期を制御する

図６は、図１に示したガスエンジンシステムの制御内容を示す概念図である。図６に示すように、本発明の実施の形態であるガスエンジンシステム１は、まず、回転制御装置８が発電機Ｇからの要求に基づいてガスエンジン２の出力や回転数を制御する。具体的には、ガス供給管２１に設けられた開閉バルブ２１１に指令を与える一方、統括制御装置９の空燃比設定部９１に目標空燃比を設定するとともに、点火時期設定部９４に目標点火時期を設定する。

一方、統括制御装置９は、目標空燃比補正部９２において空燃比補正係数算出部９２２が空燃比補正係数記憶部９２１に記憶された空燃比補正マップと冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度とに基づいて空燃比補正係数を算出する。つぎに、目標空燃比補正部９２は空燃比補正係数算出部９２２で算出された空燃比補正係数に基づいて空燃比設定部９１で設定された目標空燃比を補正する。そして、空燃比コントローラ９３は、目標空燃比補正部９２で補正された目標空燃比となるように、ウェイストゲートバルブ６３の開度を制御する。

また、統括制御装置９は、目標点火時期補正部９５において点火時期補正係数算出部９５２が点火時期補正係数記憶部９５１に記憶された点火時期補正マップと冷却水温度センサ４８３で計測された温度とに基づいて点火時期補正係数を算出する。つぎに、目標点火時期補正部９５は点火時期補正係数算出部９５２で算出された点火時期補正係数に基づいて点火時期設定部９４で設定された目標点火時期を補正する。そして、点火時期コントローラ９６は、目標点火時期補正部９５で補正された目標点火時期となるように、点火装置を制御する。

上述した本発明の実施の形態１に係るガスエンジンシステム１は、冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度に基づいて空燃比設定部９１で設定された目標空燃比を補正するので、冷却水通路４８を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比でガスエンジン２を運転できる。

また、冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度に基づいて空燃比補正係数記憶部９２１に記憶された関係から空燃比補正係数を算出するので、冷却水通路４８を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比でガスエンジン２を運転できる。

また、冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度に基づいて点火時期設定部９４で設定された目標点火時期を補正するので、冷却水通路４８を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の点火時期でガスエンジン２を運転できる。

また、冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度に基づいて点火時期補正係数記憶部９５１に記憶された関係から点火時期補正係数を算出するので、冷却水通路４８を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の点火時期でガスエンジン２を運転できる。

［実施の形態２］
つぎに、図７を参照し、本発明の実施の形態２であるエンジンシステムを説明する。尚、図７は、本発明の実施の形態２に係るエンジンシステムの構成を示す図である。尚、本発明の実施の形態２で説明するガスエンジン１２は、空気とガス燃料が予混合された混合気をガスエンジン２に供給する点を除いて本発明の実施の形態１で説明したガスエンジンシステム１と構成が共通するので、共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本発明の実施の形態２に係るガスエンジンシステム１１は、ガスエンジン２の回転数を混合気量で制御するもので、空燃比は、ガスエンジン２に供給する混合気に含まれるガス燃料の量で制御される。

図７に示すように、本発明の実施の形態２に係るガスエンジンシステム１１は、本発明の実施の形態１に係るガスエンジンシステム１と同様、ガスエンジン２とガスエンジン２を制御する制御装置１３とにより構成される。

図７に示すように、本発明の実施の形態２に係るガスエンジン２は、ガス供給管１２１を備える。ガス供給管１２１は、給気通路４７にガス燃料を供給するためのもので、本発明の実施の形態２に係るガス供給管１２１は、給気通路４７の上流において給気通路４７に合流するように設けられる。そして、ガス供給管１２１には開閉バルブ１２１１が設けられる。開閉バルブ１２１１は、給気通路４７に供給するガス燃料の量を制御する燃料バルブであり、制御装置１３（統括制御装置１９）からの指令に基づいて所定の開度となるように制御される。そして、開閉バルブ１２１１を通ったガス燃料は給気通路４７に供給され、給気通路４７を通る空気と混合される（予混合）。

また、本発明の実施の形態２に係るガスエンジン２は、給気通路４７の入口側に開閉バルブ１４７３を備える。開閉バルブ１４７３はシリンダ４１に供給される混合気の量を調整するためのもので、開閉バルブ１４７３は、制御装置１３（回転制御装置１８）からの指令に基づいて所定の開度となるように制御される。そして、開閉バルブ１４７３を通った混合気は各シリンダ４１に供給される。

制御装置１３は、上述したガスエンジン２を制御するためのもので、回転制御装置１８と統括制御装置１９とを備えて構成される。回転制御装置１８は、発電機Ｇからの要求に基づいてガスエンジン２の出力や回転数を制御するためのもので、給気通路４７に設けられた開閉バルブ１４７３に指令を与え、開閉バルブ１４７３の開度を制御するとともに、ウェイストゲートバルブ６３に指令を与え、ウェイストゲートバルブ６３の開度を制御する。

統括制御装置１９は、ガスエンジン２を統括的に制御するためのもので、本発明の実施の形態２に係る統括制御装置１９は、少なくともガスエンジン２の空燃比と点火時期を制御する。本発明の実施の形態２に係る統括制御装置１９は、空燃比設定部１９１、目標空燃比補正部１９２、空燃比コントローラ１９３、点火時期設定部１９４、目標点火時期補正部１９５、点火時期コントローラ１９６を備える。

空燃比設定部１９１は、目標空燃比を設定するためのもので、目標空燃比はガスエンジン２に求められる出力や回転数に基づいて設定される。具体的には、回転制御装置１８が要求する空燃比に設定される。

目標空燃比補正部１９２は、空燃比設定部で設定された目標空燃比を補正するためのもので、空燃比補正係数記憶部１９２１と空燃比補正係数算出部１９２２を備えている。空燃比補正係数記憶部１９２１は、冷却水の温度と空燃比補正係数との関係が記憶されたもので、上述した実施の形態１と同様、空燃比補正マップが記憶されている。空燃比補正係数算出部１９２２は、空燃比補正係数を算出するためのもので、空燃比補正係数記憶部１９２１に記憶された関係と冷却水温度センサ４８３で計測された温度とに基づいて空燃比補正係数を算出する。そして、目標空燃比補正部１９２は、空燃比補正係数算出部１９２２で算出された空燃比補正係数に基づいて空燃比設定部１９１で設定された目標空燃比を補正する。

空燃比コントローラ１９３は、目標空燃比補正部１９２で補正された目標空燃比となるように、給気通路４７に供給するガス燃料を制御するためのもので、本発明の実施の形態２に係る空燃比コントローラ１９３は、ガス供給管１２１に設けられた開閉バルブ１２１１の開度を制御することにより、給気通路４７に供給するガス燃料を制御する。

点火時期設定部１９４は、目標点火時期を設定するためのもので、目標点火時期はガスエンジン２に求められる出力や回転数に基づいて設定される。具体的には、回転制御装置１８が要求する点火時期に設定される。

目標点火時期補正部１９５は、点火時期設定部１９４で設定された目標点火時期を補正するためのもので、点火時期補正係数記憶部１９５１と点火時期補正係数算出部１９５２とを備えている。点火時期補正係数記憶部１９５１は、冷却水と点火時期補正係数との関係が記憶されたもので、上述した実施の形態１と同様、点火時期補正マップが記憶されている。点火時期補正係数算出部１９５２は、点火時期補正係数を算出するためのもので、点火時期補正係数記憶部１９５１に記憶された関係と冷却水温度センサ４８３で計測された温度とに基づいて点火時期補正係数を算出する。そして、目標点火時期補正部１９５は、点火時期補正係数算出部１９５２で算出された点火時期補正係数に基づいて点火時期設定部１９４で設定された目標点火時期を補正する。

点火時期コントローラ１９６は、目標点火時期補正部１９５で補正された目標点火時期となるように、点火時期を制御するためのもので、本発明の実施の形態２に係る点火時期コントローラ１９６は、点火装置（図示せず）を制御することにより、点火プラグの点火時期を制御する

本発明の実施の形態であるガスエンジンシステム１１は、上述した実施形態１と同様、まず、回転制御装置１８が発電機からの要求に基づいてガスエンジン２の出力や回転数を制御する。具体的には、給気通路４７に設けられた開閉バルブ１４７３とウェイストゲートバルブ６３とに指令を与える一方、統括制御装置１９の空燃比設定部１９１に目標空燃比を設定するとともに、点火時期設定部１９４に目標点火時期を設定する。

一方、統括制御装置１９は、目標空燃比補正部１９２において空燃比補正係数算出部１９２２が空燃比補正係数記憶部１９２１に記憶された空燃比補正マップと冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度とに基づいて空燃比補正係数を算出する。つぎに、目標空燃比補正部１９２は空燃比補正係数算出部１９２２で算出された空燃比補正係数に基づいて空燃比設定部１９１で設定された空燃比を補正する。そして、空燃比コントローラ１９３は、目標空燃比補正部１９２で補正された目標空燃比となるように、ガス供給管１２１に設けられた開閉バルブ１２１１の開度を制御する。

また、統括制御装置１９は、目標点火時期補正部１９５において点火時期補正係数算出部１９５２が点火時期補正係数記憶部１９５１に記憶された点火時期補正マップと冷却水温度センサ４８３で計測された温度とに基づいて点火時期補正係数を算出する。つぎに、目標点火時期補正部１９５は点火時期補正係数算出部１９５２で算出された点火時期補正係数に基づいて点火時期設定部１９４で設定された目標点火時期を補正する。そして、点火時期コントローラ１９６は、目標点火時期補正部１９５で補正された目標点火時期となるように、点火装置を制御する。

上述した本発明の実施の形態２に係るガスエンジンシステム１１は、冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度に基づいて空燃比設定部１９１で設定された空燃比を補正するので、冷却水通路４８を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比でガスエンジン２を運転できる。

また、冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度に基づいて空燃比補正係数記憶部１９２１に記憶された関係から空燃比補正係数を算出するので、冷却水通路４８を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比でガスエンジン２を運転できる。

また、冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度に基づいて点火時期設定部１９４で設定された目標点火時期を補正するので、冷却水通路４８を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の点火時期でガスエンジン２を運転できる。

また、冷却水温度センサ４８３で計測された冷却水の温度に基づいて点火時期補正係数記憶部１９５１に記憶された関係から点火時期補正係数を算出するので、冷却水通路４８を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の点火時期でガスエンジン２を運転できる。

以上説明したように、本発明に係る内燃機関システムは、冷却水通路を流れる冷却水の温度が変動しても適正な範囲の空燃比で内燃機関を運転できるので、複数のシリンダを有する多気筒のエンジンシステムに好適である。

１ ガスエンジンシステム
２ ガスエンジン
２１ ガス供給管
２１１ 開閉バルブ
２２ 排気管
３ 制御装置
４ シリンダブロック
４１ シリンダ
４７ 給気通路
４７１ 給気温度センサ
４７２ 給気圧力センサ
４８ 冷却水通路
４８３ 冷却水温度センサ
６ ターボチャージャー（過給機）
６１ タービン
６２ コンプレッサ
６３ ウェイストゲートバルブ
７ インタークーラ
８ 回転制御装置
９ 統括制御装置
９１ 空燃比設定部
９２ 目標空燃比補正部
９２１ 空燃比補正係数記憶部
９２２ 空燃比補正係数算出部
９３ 空燃比コントローラ
９４ 点火時期設定部
９５ 目標点火時期補正部
９５１ 点火時期補正係数記憶部
９５２ 点火時期補正係数算出部
９６ 点火時期コントローラ
Ｇ 発電機
１１ ガスエンジンシステム
１２ ガスエンジン
１２１ ガス供給管
１２１１ 開閉バルブ（燃料バルブ）
１３ 制御装置
１４７３ 開閉バルブ
１８ 回転制御装置
１９ 統括制御装置
１９１ 空燃比設定部
１９２ 目標空燃比補正部
１９２１ 空燃比補正係数記憶部
１９２２ 空燃比補正係数算出部
１９３ 空燃比コントローラ
１９４ 点火時期設定部
１９５ 目標点火時期補正部
１９５１ 点火時期補正係数記憶部
１９５２ 点火時期補正係数算出部
１９６ 点火時期コントローラ

Claims (9)

1. 複数のシリンダが設けられたシリンダブロックを備えるエンジンと、
   前記エンジンにより駆動される発電機と、
   前記複数のシリンダの配列方向に沿って設けられ、前記複数のシリンダのそれぞれに空気を供給する給気通路と、
   前記複数のシリンダのそれぞれに燃料を供給するための燃料供給管であって、前記給気通路とは別体に構成された燃料供給管と、
   前記複数のシリンダの配列方向に沿って設けられ、前記複数のシリンダのまわりに冷却水を供給する冷却水通路と、
   前記給気通路の所定の一箇所に設けられ、前記給気通路を通る空気の温度を計測する給気温度センサと、
   前記所定の一箇所に設けられ、前記給気通路を通る空気の圧力を計測する給気圧力センサと、
   制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記発電機から要求される要求出力に基づいて、前記複数のシリンダに供給される燃料量を制御するように構成された回転制御装置と、
   前記シリンダ内部の混合気が前記複数のシリンダに対して要求される目標空燃比の適正範囲で燃焼するような目標空気量を前記燃料量に基づいて設定する空燃比設定部と、
   前記給気温度センサで計測された空気の温度及び前記給気圧力センサで計測された空気の圧力に基づいて、前記空燃比設定部で設定された目標空気量となるように前記給気通路への空気量を制御する空燃比コントローラと、を備え、
   前記冷却水通路を通る冷却水の温度を計測する冷却水温度センサをさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて前記空燃比設定部で設定された目標空気量を補正する目標空燃比補正部を有することを特徴とする内燃機関システム。
2. 前記目標空燃比補正部は、
   前記冷却水の温度と、前記空気量に基づいて定まる空燃比を補正するための空燃比補正係数と、の関係を記憶した空燃比補正係数記憶部と、
   前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて前記空燃比補正係数記憶部に記憶された関係から空燃比補正係数を算出することで前記目標空気量を補正する空燃比補正係数算出部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関システム。
3. 前記シリンダに供給された混合気に点火する目標点火時期を設定する点火時期設定部をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて前記点火時期設定部で設定された目標点火時期を補正する目標点火時期補正部をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関システム。
4. 前記目標点火時期補正部は、
   前記冷却水の温度と点火時期補正係数との関係を記憶した点火時期補正係数記憶部と、
   前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて前記点火時期補正係数記憶部に記憶された関係から点火時期補正係数を算出する点火時期補正係数算出部と、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関システム。
5. 前記複数のシリンダの配列方向に沿って設けられ、前記複数のシリンダのそれぞれに燃料を供給する燃料供給管と、
   ウェイストゲートバルブを有する過給器と、
   を備え、
   前記空燃比コントローラは、
   前記ウェイストゲートバルブの開度により前記給気通路に供給する空気量を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関システム。
6. 前記給気温度センサは、前記給気通路の入口側に設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関システム。
7. 前記冷却水温度センサは、前記冷却水通路の出口側に設けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関システム。
8. 前記複数のシリンダは、前記複数のシリンダの配列方向における前記給気通路の最も入口側に設けられた入口側シリンダと、前記複数のシリンダの配列方向における前記給気通路の最も末端側に設けられた末端側シリンダと、を備え、
   前記目標空燃比補正部は、
   前記冷却水温度センサで計測された冷却水の温度に基づいて、前記末端側シリンダにおける空燃比が適正な範囲に収まるように、前記空燃比設定部で設定された目標空気量を補正するように構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関システム。
9. 前記給気通路は、前記複数のシリンダの配列方向に沿って前記シリンダブロックの内部に設けられているとともに、
   前記冷却水通路は、前記複数のシリンダの配列方向に沿って前記シリンダブロックの内部に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関システム。

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