特許 6837850 エンジン制御装置、エンジン、およびエンジン制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6837850

(24)【登録日】2021年2月15日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】エンジン制御装置、エンジン、およびエンジン制御方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 23/00 20060101AFI20210222BHJP

   F02B 37/18 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   F02D23/00 F

   F02D23/00 N

   F02D23/00 P

   F02B37/18

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-15937(P2017-15937)

(22)【出願日】2017年1月31日

(65)【公開番号】特開2018-123745(P2018-123745A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2019年10月8日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】佐瀬 遼

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０８４７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１７６３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５７８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６９６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１０８８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２６０２４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０６３５１７５６（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ２３／００

Ｆ０２Ｂ ３７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料と空気の混合気の流量を調整するスロットル弁と過給機のタービンへの排気のバイパス量を調整する排気バイパス弁とを具備するエンジンの負荷に応じて前記燃料の流量制御を行うエンジン制御装置であって、
空燃比が空燃比目標値と一致するように前記スロットル弁のフィードバック制御を行うとともに、
スロットル弁開度がスロットル弁目標開度と一致するように前記排気バイパス弁のフィードバック制御を行い、
前記負荷を入力とする前記スロットル弁目標開度のテーブルに基づき制御を行うエンジン制御装置。

【請求項2】

前記エンジンの前記負荷が低負荷から中負荷までの範囲の場合は、前記スロットル弁目標開度を０％から１０％の範囲の値とする請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記エンジンの前記負荷が中負荷から定格点の範囲の場合は、前記スロットル弁目標開度を９０％から１００％の範囲の値とする請求項１または２に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

前記スロットル弁目標開度のテーブルに基づき前記スロットル弁目標開度を設定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれかに記載のエンジン制御装置を備えたエンジン。

【請求項6】

燃料と空気の混合気の流量を調整するスロットル弁と過給機のタービンへの排気のバイパス量を調整する排気バイパス弁とを具備するエンジンの負荷に応じて前記燃料の流量制御を行うエンジン制御方法であって、
空燃比が空燃比目標値と一致するように前記スロットル弁のフィードバック制御を行うとともに、
スロットル弁開度がスロットル弁目標開度と一致するように前記排気バイパス弁のフィードバック制御を行い、
前記負荷を入力とする前記スロットル弁目標開度のテーブルに基づき制御を行うエンジン制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン制御装置、エンジン、およびエンジン制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、エンジン、特に発電用ガスエンジンにおいては、エンジンの燃焼状態を一定に保つために、燃料であるガスと空気の割合を示す空燃比を目標値に一致させるようにスロットル弁もしくは排気バイパス弁の開度を決める制御を行っている。

【0003】

スロットル弁による空燃比制御では、制御代（制御のために余分に必要な弁開度）を確保しておく必要があり、運転条件によっては定格点でもスロットル弁が全開とならない可能性がある。スロットル弁が全開とならない場合は、圧力損失が発生し、結果として発電効率が低下することとなる。

【0004】

圧力損失を低減し、発電効率を向上させるために、スロットル弁を廃止または全開とし、排気バイパス弁による空燃比制御を行うことが考えられる。しかし、排気バイパス弁はスロットル弁と比較すると応答性が悪いため、スロットル弁による空燃比制御に比べて負荷投入性能が悪化する。

【0005】

そこで、負荷投入性能と発電効率の向上を両立するために、スロットル弁と排気バイパス弁を組み合わせた制御が行われている。
例えば、特許文献１には、排気バイパス弁として機能するウエストゲート弁とスロットル弁とを組み合わせた制御を行うことが開示されている。また、特許文献２には、エンジン負荷に対応した排気バイパス弁の開度を記憶したデータテーブルを参照し、排気バイパス弁に対してマップ制御を行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４２６２２５１号公報

【特許文献2】特開２０１６−１１３９１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、シーケンス的にウエストゲート弁の弁開度を決定しているため、運用の柔軟性に欠けるという問題があった。
また、上記特許文献２に開示された発明においても、負荷によって排気バイパス弁の弁開度マップを参照して弁開度を決定しているため、運用の柔軟性に欠けるとともに負荷の変動や環境条件の変化などへの対応が困難であるという問題があった。

【0008】

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、簡易な構成により負荷投入性能と発電効率の向上を両立し柔軟性のある運用が可能なエンジン制御装置、エンジン、およびエンジン制御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】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明のエンジン制御装置、エンジン、およびエンジン制御方法は以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係るエンジン制御装置は、燃料と空気の混合気の流量を調整するスロットル弁と過給機のタービンへの排気のバイパス量を調整する排気バイパス弁とを具備するエンジンの負荷に応じて前記燃料の流量制御を行うエンジン制御装置であって、空燃比が空燃比目標値と一致するように前記スロットル弁のフィードバック制御を行うとともに、スロットル弁開度がスロットル弁目標開度と一致するように前記排気バイパス弁のフィードバック制御を行い、前記負荷を入力とする前記スロットル弁目標開度のテーブルに基づき制御を行う。

【0010】

エンジンにおいては、エンジンの燃焼状態を一定に保つために、燃料と空気の割合を示す空燃比を目標値に一致させるようにスロットル弁もしくは排気バイパス弁の開度を決める制御を行っている。
スロットル弁による空燃比制御では、制御代（制御のために余分に必要な弁開度）を確保しておく必要があり、運転条件によっては定格点でもスロットル弁が全開とならない可能性がある。スロットル弁が全開とならない場合は、圧力損失が発生し、結果として発電効率が低下することとなる。
圧力損失を低減し、発電効率を向上させるために、スロットル弁を廃止または全開とし、排気バイパス弁による空燃比制御を行うことが考えられる。しかし、排気バイパス弁はスロットル弁と比較すると応答性が悪いため、スロットル弁による空燃比制御に比べて負荷投入性能が悪化する。
本態様では、この制御において、スロットル弁及び排気バイパス弁のフィードバック制御を行うこととした。
これにより、本構成によれば、負荷投入性能の向上と発電効率の向上とを両立させることができる。
また、シーケンス処理や不連続な制御の切替を行うこと無く、単純な構成のみで実現が可能である。またシーケンス処理でないことから、負荷の変動や、環境条件の変化などに柔軟に対応することができる。
また本構成によれば、目標値をテーブル情報として設定することにより、任意の値を設定することが可能であり、負荷投入性能と効率とのバランスを調整することができる。また、負荷の変動や環境条件の変化などに柔軟に対応することができる。

【0011】

上記第一態様では、前記エンジンの前記負荷が低負荷から中負荷までの範囲の場合は、前記スロットル弁目標開度を０％から１０％の範囲の値とするとしてもよい。

【0012】

スロットル弁目標開度を０％から１０％の範囲の値とし、フィードバック制御を行うことから、排気バイパス弁はスロットル弁開度を０％から１０％の範囲の目標値に一致させるように空気流量を増やす方向に動作、すなわち排気バイパス弁は閉じる方向に動作する。
これにより、本構成によれば、スロットル弁により空燃比制御が行われ、排気バイパス弁は全閉またはほぼ全閉となることから、過給圧が上がり負荷投入性能を確保することができる。
ここで、低負荷とは０％の負荷を示し、中負荷とは５０％の負荷を示すものとする。

【0013】

上記第一態様では、前記エンジンの前記負荷が中負荷から定格点の範囲の場合は、前記スロットル弁目標開度を９０％から１００％の範囲の値とするとしてもよい。

【0014】

スロットル弁目標開度を９０％から１００％の範囲の値とし、フィードバック制御を行うことから、排気バイパス弁はスロットル弁開度を９０％から１００％の範囲の目標値に一致させるように空気流量を減らす方向に動作、すなわち排気バイパス弁が開いてスロットル弁が全開またはほぼ全開となる点で整定する。
これにより、本構成によれば、スロットル弁は全開またはほぼ全開となり、排気バイパス弁により空燃比制御が行われることから、圧力損失を低減し、発電効率の向上を図ることができる。
ここで、定格点とは１００％の負荷を示すものとする。

【0015】

また、上記第一態様では、前記スロットル弁目標開度のテーブルに基づき前記スロットル弁目標開度を設定するとしてもよい。

【0016】

本構成によれば、目標値をテーブル情報として設定することにより、任意の値を設定することが可能であり、負荷投入性能と効率とのバランスを調整することができる。また、負荷の変動や環境条件の変化などに柔軟に対応することができる。

【0017】

本発明の第二態様に係るエンジンは、上述のいずれかに記載のエンジン制御装置を備える。

【0018】

本発明の第三態様に係るエンジン制御方法は、燃料と空気の混合気の流量を調整するスロットル弁と過給機のタービンへの排気のバイパス量を調整する排気バイパス弁とを具備するエンジンの負荷に応じて前記燃料の流量制御を行うエンジン制御方法であって、空燃比が空燃比目標値と一致するように前記スロットル弁のフィードバック制御を行うとともに、スロットル弁開度がスロットル弁目標開度と一致するように前記排気バイパス弁のフィードバック制御を行い、前記負荷を入力とする前記スロットル弁目標開度のテーブルに基づき制御を行う。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、スロットル弁及び排気バイパス弁をフィードバック制御することから、簡易な構成で負荷投入性能と発電効率の向上を両立し、負荷や環境などの変化に柔軟に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係るエンジンを示した概略構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るガスエンジンの負荷投入性能と発電効率の両立に必要な制御を表す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るガスエンジン制御装置を示したブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るスロットル弁のスロットル弁目標開度を示したグラフである。

【図5】本発明の一実施形態に係るガスエンジンのエンジン回転数のシミュレーション例を示したタイムチャートである。

【図6】本発明の一実施形態に係るガスエンジンの負荷のシミュレーション例を示したタイムチャートである。

【図7】本発明の一実施形態に係るスロットル弁及び排気バイパス弁の弁開度のシミュレーション例を示したタイムチャートである。

【図8】本発明の一実施形態に係るガスエンジンの空燃比のシミュレーション例を示したタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、本発明に係るエンジン制御装置、エンジン、およびエンジン制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の一実施形態について、図１乃至８を用いて説明する。
図１には、本実施形態に係るエンジンが概略構成図に示されている。
このエンジンは、例えば発電用に用いられ、図示しない発電機を駆動するためのものであり、燃料をガスとする発電用ガスエンジンであるとする。

【0022】

このガスエンジン１は、内部でピストン２が摺動するシリンダ３に、吸気バルブ４で開閉される吸気ポート５と、排気バルブ６で開閉される排気ポート７とが繋がっている。シリンダ３とピストン２との間には燃焼室８が画成され、この燃焼室８に点火プラグ９が設けられている。

【0023】

吸気ポート５にはインテークマニホルド１１が接続され、その上流端に過給機１２のコンプレッサ１２ｃが接続されている。インテークマニホルド１１の中間部にはスロットル弁１４とインタークーラ１５が接続されている。また、コンプレッサ１２ｃに接続された吸気管１７の中間部に、ガス燃料を供給するガス流量調整弁１８が接続され、上流端にエアクリーナ１９が接続されている。
また、インテークマニホルド１１には、インテークマニホルド１１の圧力を計測するインテークマニホルド圧力センサ２０が設置されている。

【0024】

一方、排気ポート７にはエキゾーストマニホルド２２が接続され、その下流端に過給機１２のタービン１２ｔが接続されている。過給機１２のコンプレッサ１２ｃとタービン１２ｔとは回転軸１２ｓを介して一体に回転する。タービン１２ｔには排気管２４が接続され、この排気管２４とエキゾーストマニホルド２２とを結ぶ排気バイパス通路２５に排気バイパス弁２６が設けられている。

【0025】

このように構成されたガスエンジン１において、エアクリーナ１９から吸入された空気は、ガス流量調整弁１８においてガス燃料を噴射されて燃料混合気とされ、過給機１２のコンプレッサ１２ｃにより圧縮され、インテークマニホルド１１を経てシリンダ３に過給されてガスエンジン１を作動させる。燃料混合気は、インタークーラ１５により圧縮熱を冷却され、スロットル弁１４の弁開度を調節することにより流量を調整される。

【0026】

また、シリンダ３から排出された排ガスは、エキゾーストマニホルド２２を経て過給機１２のタービン１２ｔに供給され、タービン１２ｔを高速回転させる。この回転は回転軸１２ｓを介してコンプレッサ１２ｃを高速で駆動し、新気の圧縮および過給を継続させる。また、排気バイパス通路２５に設けられた排気バイパス弁２６の弁開度を調節することで、タービン１２ｔに流れる排ガス流量を調整して、コンプレッサ１２ｃにおける空気圧縮量を調整する。

【0027】

ガスエンジン制御装置（エンジン制御装置）５０は、ガス流量調整弁１８、スロットル弁１４、インテークマニホルド圧力センサ２０及び排気バイパス弁２６のそれぞれに接続され、インテークマニホルド圧力センサ２０からインテークマニホルド１１の計測圧力の値を取得するとともに、ガス流量調整弁１８、スロットル弁１４及び排気バイパス弁２６の制御を行う。

【0028】

ガスエンジン制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

【0029】

図２には、本実施形態に係るガスエンジンの負荷投入性能と発電効率の両立に必要な制御が図に示されている。
ガスエンジン１の負荷が低負荷から中負荷までの範囲の場合は、負荷投入性能を確保する必要がある。排気バイパス弁２６は、タービン１２ｔへの排気をバイパスさせるために作動していることから、例えば負荷投入性能を上げるためには、空気（排気）を増やすために排気バイパス弁２６を閉じる必要がある。これによりタービン１２ｔへの空気（排気）が増加するが、スロットル弁１４による空燃比制御と比較すると、応答が遅いことから負荷投入性能が悪化する。
そこで、低負荷から中負荷までの範囲の場合は、図２に示されるように排気バイパス弁２６は全閉とすることが望ましい。排気バイパス弁２６を全閉とすることにより、過給機１２の過給圧を上昇させ、負荷投入性能を確保することができる。よって、空燃比制御はスロットル弁１４で行うこととなる。

【0030】

これに対して、ガスエンジン１の負荷が中負荷から定格点の範囲の場合は、発電効率の向上を行う必要がある。ここで、スロットル弁１４は、空燃比制御を行う場合、負荷変動に備えてスロットルを絞り加減での運転とし、スロットル弁開度に余裕を持たせ、スロットル弁開度の制御代を確保している。定常運転時にスロットルを絞っているため、定格点においてもスロットル弁１４が全開とならない可能性があり、絞りによる圧力損失が増加し、ガスエンジン１の発電効率（燃費）が悪化する。
そこで、中負荷から定格点の範囲の場合は、図２に示されるようにスロットル弁１４は全開とすることが望ましい。スロットル弁１４を全開とすることにより、絞りによる圧力損失を低減し、発電効率の向上を図ることができる。よって、空燃比制御は排気バイパス弁２６で行うこととなる。
図２に示される制御を行うため、本実施形態ではスロットル弁１４と排気バイパス弁２６のフィードバック制御を行うものとする。

【0031】

図３には、本実施形態に係るガスエンジン制御装置がブロック図に示されている。
ガスエンジン制御装置５０は、スロットル弁フィードバック制御部５０５と、排ガスバイパス弁フィードバック制御部５１０とを主な構成として備えている。

【0032】

ガスエンジン１のガスエンジン制御装置５０は以下のように制御を行う。
減算器５０１において、ガスエンジン１の目標回転数（ｒｐｍ）から実回転数（ｒｐｍ）を減算し、回転数フィードバック制御部５０２においてガスエンジン１の回転数に対しＰＩ制御を行う。目標混合気量演算部５０３は、回転数フィードバック制御部５０２の出力値及び目標空燃比を入力値とし、目標混合気量を算出する。
また、実混合気量演算部５０７は、実回転数及びインテークマニホルド圧力センサ２０によって計測されたインテークマニホルド１１の圧力（インマニ圧）を入力値とし、実混合気量を算出する。

【0033】

減算器５０４において、目標混合気量から実混合気量を減算し、スロットル弁フィードバック制御部５０５において混合気量に対しＰＩ制御を行う。混合気量はすなわちスロットル弁１４の開度を表すことから、スロットル弁１４の開度が導出される。リミッタ５０６により０から１００％の間にスロットル弁１４の開度の値が制限され、スロットル弁開度指令が制御量（スロットル弁開度指令値）として出力される。ここで、スロットル弁１４は０％なら全閉、１００％なら全開とされる。
このように、空燃比が目標空燃比に一致するようにスロットル弁１４のフィードバック制御が行われる。

【0034】

一方、ガスエンジン１の負荷を入力値として、スロットル弁目標開度テーブル５０８はスロットル弁目標開度を設定する。本実施形態では、スロットル弁目標開度テーブル５０８は図４のグラフに示されるように設定されるものとする。図４において、縦軸はスロットル弁目標開度（％）、横軸はガスエンジン１の負荷率（％）である。負荷率が０％から５０％までの間は、スロットル弁目標開度には１０％が設定され、負荷率が５０％から１００％の間は、スロットル弁目標開度には１００％が設定される。

【0035】

図３の減算器５０９において、スロットル弁目標開度からスロットル弁フィードバック制御部５０５にて導出されたスロットル弁１４の開度（実開度）を減算し、排気バイパス弁フィードバック制御部５１０においてスロットル弁１４の開度に対しＰＩ制御を行う。このようにして、排気バイパス弁２６の開度が導出される。リミッタ５１１により０から１００％の間に排気バイパス弁２６の開度の値が制限され、排気バイパス弁開度指令が制御量（排気バイパス弁開度指令値）として出力される。ここで、排気バイパス弁２６は０％なら全閉、１００％なら全開とされる。また、排気バイパス弁フィードバック制御部５１０における時定数は、スロットル弁フィードバック制御部５０５における時定数よりも大きい値が設定されている。
このように、スロットル弁開度がスロットル弁目標開度に一致するように排気バイパス弁２６のフィードバック制御が行われる。

【0036】

次に、図３を用いてガスエンジン１の負荷が低負荷から中負荷までの範囲におけるガスエンジン制御装置５０の制御について説明する。
図３のスロットル弁フィードバック制御部５０５において、空燃比が目標空燃比に一致するようにスロットル弁１４をフィードバック制御する。ここで、例えばスロットル弁１４の開度の制御量が１５％であるとすると、減算器５０９においてスロットル弁目標開度テーブル５０８から出力されたスロットル弁目標開度からスロットル弁フィードバック制御部５０５の出力値１５％を減算する。ガスエンジン１の負荷が低負荷から中負荷までの範囲であることから、スロットル弁目標開度は図４より１０％であり、減算器５０９により算出されるスロットル弁１４の開度の偏差は−５％、すなわち負の値となる。負の値を入力値とする排気バイパス弁フィードバック制御部５１０によって、排気バイパス弁２６はスロットル弁１４の開度を１０％に一致させるように空気流量を増やす方向、すなわち排気バイパス弁２６を閉じる方向に制御される。
これにより、ガスエンジン１の負荷が低負荷から中負荷の範囲において、排気バイパス弁２６は全閉とされる。

【0037】

次に、図３を用いてガスエンジン１の負荷が中負荷から定格点の範囲におけるガスエンジン制御装置５０の制御について説明する。
図３のスロットル弁フィードバック制御部５０５において、空燃比が目標空燃比に一致するようにスロットル弁１４をフィードバック制御する。ここで、例えばスロットル弁１４の開度の制御量が８０％であるとすると、減算器５０９においてスロットル弁目標開度テーブル５０８から出力されたスロットル弁目標開度からスロットル弁フィードバック制御部５０５の出力値８０％を減算する。ガスエンジン１の負荷が中負荷から定格点の範囲であることから、スロットル弁目標開度は図４より１００％であり、減算器５０９により算出されるスロットル弁１４の開度の偏差は２０％、すなわち正の値となる。正の値を入力値とする排気バイパス弁フィードバック制御部５１０によって、排気バイパス弁２６はスロットル弁１４の開度を１００％（全開）に一致させるように空気流量を減らす方向、すなわち排気バイパス弁２６を開く方向に制御される。

【0038】

排気バイパス弁２６が開く方向に制御されると、スロットル弁１４が全開となる点で整定する。この時、図３のスロットル弁フィードバック制御部５０５にて導出されるスロットル弁１４の実開度は１００％となり、減算器５０９により算出される偏差は０となる。
また、スロットル弁１４が全開となっている時に、目標空燃比と実空燃比との間に偏差が生じる場合には、まずスロットル弁開度指令値が変化するため、スロットル弁１４の実開度とスロットル弁目標開度との間にも偏差が生じる。この場合、スロットル弁１４の開度の偏差を解消するように排気バイパス弁２６が動作し、結果としてスロットル弁１４の開度がスロットル弁目標開度となるように排気バイパス弁２６による空燃比制御が行われ、排気バイパス弁２６は整定する。

【0039】

次に、図５乃至８を用いて、本実施形態を使用したシミュレーション結果について説明する。
図５乃至８は各値の時間ｔ０からｔ１２までのタイムチャートであり、横軸は時間を示し、図５の縦軸はガスエンジン１のエンジン回転数、図６の縦軸はガスエンジン１の負荷、図７の縦軸はスロットル弁１４の開度及び排気バイパス弁２６の開度、図８の縦軸は実空燃比及び目標空燃比を示す。また、図７において、実線はスロットル弁１４の開度、破線は排気バイパス弁２６の開度を示し、図８において、実線は目標空燃比、破線は実空燃比を示す。

【0040】

図５に示されるように、ガスエンジン１は時間ｔ０とｔ４の直後に回転数を下げているが、通常の回転数は定格回転数となっている。
図６に示されるように、ガスエンジン１の負荷は、時間ｔ０からｔ４の間は４０％、時間ｔ４からｔ１２の間は６０％となっている。つまり、時間ｔ０からｔ４の間は低負荷から中負荷までの範囲であり、時間ｔ４からｔ１２の間は中負荷から定常点の範囲であるといえる。

【0041】

図７に示されるように、時間ｔ０からｔ４の低負荷から中負荷までの範囲の場合は、破線で示される排気バイパス弁２６の開度は０％となっている。また、スロットル弁１４の開度は、時間ｔ０からｔ４の期間において図８の破線に示される実空燃比が目標空燃比に一致するように、スロットル弁１４によって図７の実線で示されるように空燃比制御が行われる。

【0042】

また、図７の時間ｔ４からｔ１２の中負荷から定常点の範囲の場合は、破線で示される排気バイパス弁２６の開度はスロットル弁目標開度（１００％）となるように空気流量を減らす方向、すなわち排気バイパス弁２６を開く方向に制御される。これに応じて、図７の実線で示されるスロットル弁１４の開度は、時間ｔ１２において１００％に整定する。
また、時間ｔ４からｔ９の期間において図８の破線に示される実空燃比が目標空燃比に一致するように、排気バイパス弁２６によって図７の破線で示されるように空燃比制御が行われる。

【0043】

以上、説明してきたように、本実施形態に係るエンジン制御装置、エンジン、およびエンジン制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態によれば、スロットル弁及び排気バイパス弁のフィードバック制御を行うこととしたため、負荷投入性能の向上と発電効率の向上とを両立させることができる。
また、シーケンス処理や不連続な制御の切替を行うこと無く、単純な構成のみで実現が可能である。またシーケンス処理でないことから、負荷の変動や、環境条件の変化などに柔軟に対応することができる。

【0044】

また本実施形態によれば、ガスエンジン１の負荷が低負荷から中負荷までの範囲の場合は、スロットル弁１４により空燃比制御が行われ、排気バイパス弁２６は全閉またはほぼ全閉となることから、過給圧が上がり負荷投入性能を確保することができる。

【0045】

また本実施形態によれば、ガスエンジン１の負荷が中負荷から定格点の範囲の場合は、スロットル弁１４は全開またはほぼ全開となり、排気バイパス弁２６により空燃比制御が行われることから、圧力損失を低減し、発電効率の向上を図ることができる。

【0046】

また本実施形態によれば、スロットル弁開度の目標値をテーブル情報として設定することにより、任意の値を設定することが可能であり、負荷投入性能と効率とのバランスを調整することができる。また、負荷の変動や環境条件の変化などに柔軟に対応することができる。

【0047】

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。

【0048】

たとえば、上述した実施形態においてはスロットル弁目標開度には１０％または１００％を設定するとしたが、低負荷から中負荷までの範囲では０％とするなど、これに限らず任意の値を設定するとしてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１ ガスエンジン（エンジン）
３ シリンダ
１１ インテークマニホルド
１２ 過給機
１２ｃ コンプレッサ
１２ｔ タービン
１４ スロットル弁
２０ インテークマニホルド圧力センサ
２２ エキゾーストマニホルド
２４ 排気管
２５ 排気バイパス通路
２６ 排気バイパス弁
５０ ガスエンジン制御装置（エンジン制御装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】