燃气发动机的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种即使产生负荷变动也能抑制实际空燃比的变动的燃气发动机。一种燃气发动机(1)，对进气阀(5a)的开度和旁通阀(5b)的开度的至少一方的开度(D)进行校正以达到适当的目标空燃比(λt)，其中，基于实际负荷(L)的变动来计算出目标气压(Pgt)以及可燃气体的目标气体喷射时间(Tt)，基于目标气压(Pgt)对气压进行校正，并且基于目标气压(Pgt)和目标气体喷射时间(Tt)的变化量对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正。
【专利说明】
燃气发动机
技术领域
[0001]本发明涉及燃气发动机。
【背景技术】
[0002]以往，已知如下技术:在以天然气、城市煤气等可燃气体为燃料的燃气发动机中，为了维持适当的燃烧状态并抑制废气中所含的NOx等，根据所使用的可燃气体的特性，调整至撮合适的外部空气(进气)的流量和可燃气体的流量的比例(以下，简称为“空燃比”)。
[0003]在这样的燃气发动机中，计算出根据作为目标的转速以及输出功率所决定的目标可燃气体流量和基于最合适的空燃比所决定的目标进气量。然后，燃气发动机根据进气量计算出作为基准的进气阀的目标开度，基于目标进气量和实际进气量的偏差校正节流阀的目标开度。例如专利文献I。
[0004]专利文献I的技术中，为了将空燃比维持在适当的值，基于目标进气量和实际进气量的偏差校正节流阀的目标开度。因此，在产生了负荷变动的情况下，响应速度迟缓的进气供给量跟不上可燃气体的喷射量的增加，有时空燃比发生变动。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2009-57873号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的问题
[0009]本发明旨在解决如上的问题，目的在于提供一种即使产生负荷变动也能抑制空燃比的变动的燃气发动机。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]本发明所要解决的问题如上所述，接着，对用于解决该问题的方案进行说明。
[0012]在本发明中，提供一种燃气发动机，对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正，以达到适当的空燃比，其中，基于负荷的变动，计算出目标气压以及可燃气体的目标气体喷射时间，基于目标气压对气压进行校正，并且基于目标气压和目标气体喷射时间的变化量对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正。
[0013]在本发明中，提供一种燃气发动机，对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正，以达到适当的空燃比，其中，基于负荷的变动计算出目标气压，基于目标气压对气压进行校正，并且基于直至目前的规定期间内的负荷变动的方式计算出单位时间后的预测负荷，基于预测负荷对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正。
[0014]在本发明中，提供一种燃气发动机，对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正，以达到适当的空燃比，其中，基于直至目前的规定期间内的负荷变动的方式计算出单位时间后的预测负荷，基于预测负荷对目标进气压或目标空燃比进行校正。
[0015]在本发明中，基于目标进气压和实际进气压的压差或目标空燃比和实际空燃比的差，对所述进气阀的开度和所述旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正。
[0016]发明效果
[0017]本发明如以所述地构成，因此，实现了以下所示的效果。
[0018]根据本发明，基于响应速度快的可燃气体的目标气压以及目标气体喷射时间的变化量，对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正，因此改善进气压的响应速度。由此，能抑制与负荷率的变动相伴的空燃比的变动。
[0019]根据本发明，除了基于响应速度快的可燃气体的目标气压以及目标气体喷射时间的变化量的、进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度的校正之外，还基于所预测的将来的负荷变动对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正，因此改善进气压的响应速度。由此，能抑制与负荷的变动相伴的空燃比的变动。
[0020]根据本发明，基于所预测的将来的负荷变动来计算出进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度，因此能减少目标进气压和实际进气压的偏差。由此，能抑制与负荷的变动相伴的空燃比的变动。
【附图说明】
[0021 ]图1是表不搭载有本发明的一实施方式的燃气发动机的电力驱动船的构成的概略图。
[0022]图2是表示本发明的第一实施方式的燃气发动机和增压器的构成的概略图。
[0023]图3是示出表示本发明的第一实施方式的燃气发动机的空燃比控制的控制方式的框图的图。
[0024]图4是示出表示本发明的第一实施方式的燃气发动机的空燃比控制的控制方式的流程图的图。
[0025]图5是示出表示本发明的第二实施方式的燃气发动机的空燃比控制的控制方式的框图的图。
[0026]图6是示出表示本发明的第二实施方式的燃气发动机的空燃比控制的控制方式的流程图的图。
[0027]图7是示出表示本发明的第三实施方式的燃气发动机的空燃比控制的控制方式的框图的图。
[0028]图8是示出表示本发明的第三实施方式的燃气发动机的空燃比控制的控制方式的流程图的图。
【具体实施方式】
[0029]首先，使用图1对作为搭载有本发明的具备增压器的燃气发动机I的船舶的一实施方式的电力驱动船100进行说明。需要说明的是，在图1中，示意地表示电力驱动船100的构成。
[0030]如图1所示，电力驱动船100搭载本实施方式的燃气发动机I。电力驱动船100具备:LNG箱101、气化器102、燃气发动机1、发电机103、电力控制盘104、推进马达105、减速器106、可变螺距螺旋桨107。
[0031]在电力驱动船100中，蓄留于LNG箱101、101的可燃气体通过气化器102、102与空气混合，并被供给至燃气发动机1、1、I。然后，通过燃气发动机1、1、I来驱动发电机103、103、103，通过电力控制盘104向推进马达105、105以及船内负荷供给电力。推进马达105、105的驱动介由减速器106、106被传递至可变螺距螺旋桨107、107。
[0032]在此，燃气发动机I由作为以天然气等可燃气体作为燃料的燃气发动机的燃气发动机I构成。需要说明的是，在本实施方式中，虽然将电机驱动船的主发电机作为燃气发动机，但并不限定于此，在由发动机来驱动螺旋桨的船舶中，也可以使用燃气发动机来作为主机、辅机。
[0033]接着，使用图2对本发明的燃气发动机的第一实施方式的燃气发动机I进行说明。需要说明的是，本实施方式中的“上游侧”表示混合气的流动方向中的上游侧，“下游侧”表示混合气的流动方向中的下游侧。
[0034]如图2所示，燃气发动机I是单缸发动机或多缸发动机，以天然气等可燃气体作为燃料。本实施方式的燃气发动机I主要是具有六个气缸Ia的直列六缸发动机。需要说明的是，在本实施方式中，采用了具备一级增压器的直列六缸发动机，但并不限定于此，只要是具备一个以上增压器的多缸发动机即可。
[0035]燃气发动机I使外部的空气和可燃气体在各气缸Ia的内部混合并燃烧，从而旋转驱动输出轴。燃气发动机I具备:将外部空气吸入的吸气装置2、将排气排出至外部的排气装置11、以及作为控制装置的ECU14。燃气发动机I的未作图示的输出轴连结至作为负荷装置的发电机103(参照图1)。
[0036]吸气装置2具备:增压器3的压缩机部3a、进气管4a、进气阀5a、旁通阀5b、中间冷却器6、进气歧管7。
[0037]增压器3以排气的排气压作为驱动源对吸气进行加压压缩。增压器3具备压缩机部3a和涡轮部3b。
[0038]增压器3的压缩机部3a对吸气进行加压压缩。压缩机部3a通过连结轴3c与涡轮部3b连结。压缩机部3a构成为:来自涡轮部3b的旋转动力能介由连结轴3c进行传递。压缩机部3a介由进气管4a连接有中间冷却器6。以下，将由压缩机部3a进行加压压缩的加压后的吸气记作进气。
[0039]进气阀5a改变进气的流量(进气量)。进气阀5a设于进气管4a。进气阀5a设于增压器3的压缩机部3a的下游侧且中间冷却器6的上游侧的进气管4a。即，进气阀5a设于压缩机部3a和中间冷却器6之间。进气阀5a由可通过电动马达等驱动器进行开关的自动阀构成。进气阀5a通过调整其开度D，能改变供给至发动机I的进气量。
[0040]旁通阀5b减少进气量。旁通阀5b设于连接增压器3的压缩机部3a的上游侧和中间冷却器6的旁通管4b。即，进气阀5a能将供给至中间冷却器6的进气排出至压缩机部3a的上游侧。旁通阀5b由可通过电动马达等驱动器进行开关的自动阀构成。旁通阀5b通过调整其开度，能将进气从中间冷却器6排出，改变供给至发动机I的进气量。
[0041]中间冷却器6对经过加压的进气进行冷却。中间冷却器6通过在由未作图示的冷却水栗供给的冷却水和经过加压的进气之间进行热交换，从而对进气进行冷却。中间冷却器6连接有进气歧管7。
[0042]进气歧管7将进气分配给发动机I的各气缸la。进气歧管7介由进气口8……8连接于燃气发动机I的各气缸la。就是说，进气歧管7构成为:能将由中间冷却器6进行冷却的进气供给至燃气发动机I的各气缸la。此外，在进气歧管7设有感测实际进气压Pi的进气压传感器9。
[0043]在各进气口8分别设有喷射可燃气体的气体喷射器(gasinjector)8a。在将可燃气体供给至各气体喷射器8a的未作图示的可燃气体供给路设有作为控制燃料气压的压力调整阀的调压阀(r egu Iator) 1。
[0044]排气装置11将来自燃气发动机I的排气排出至外部。具备排气歧管12、增压器3的涡轮部3b。
[0045]排气歧管12汇集来自各气缸Ia的排气。排气歧管12介由排气口13……13连接于燃气发动机I的各气缸la。排气歧管12在另一侧端部连接有增压器3。此外，在排气歧管12设有对用于计算出实际空燃比λ的排气中的残氧量0(未图示)进行检测的未图示的空燃比传感器(氧传感器)。
[0046]增压器3的涡轮部3b通过排气的压力产生旋转动力。涡轮部3b通过连结轴3c与压缩机部3a连结，构成为能将旋转动力传递至压缩机部3a。涡轮部3b连接有排气歧管12。此夕卜，涡轮部3b介由未图示的净化装置等与外部连通。
[0047]根据以上所述，吸气装置2从上游侧(外部)开始依次连接有增压器3的压缩机部3a、进气管4a、中间冷却器6、进气歧管7。此外，排气装置11从上游侧(燃气发动机I)开始依次连接有排气歧管12、增压器3的涡轮部3b、未图示的排气管等。
[0048]作为控制装置的ECU14控制燃气发动机I的运转。ECU14储存有:用于进行燃气发动机I的控制的各种程序和目标转速映射图Ml(未图示)、目标进气压映射图M2、目标气压差映射图M3、基准开度映射图M4、第一开度校正映射图M5等数据。在此，所谓气压差是指实际进气压Pi和目标气压Pgt的压差。需要说明的是，在以下的实施方式中，虽然在ECU14储存有各种映射图，并为基于这些来进行控制的构成，但是并不限于此。例如，ECU14也可以是取代映射图而通过运算式计算出各数值的构成。E⑶14也可以是由总线(bus)连接CPU、ROM、RAM、HDD等的构成，或者也可以是由单片(one chip)的LSI等形成的构成。
[0049]E⑶14连接于进气阀5a和旁通阀5b，E⑶14能通过控制进气阀5a的开度D来改变实际进气压Pi。即，ECU14能通过控制进气阀5a的开度D(以及/或旁通阀5b的开度)来改变供给至燃气发动机I的进气量。
[0050]E⑶14连接于各气体喷射器8a，能改变气体喷射器8a的可燃气体喷射时间T。即，ECU14通过气体喷射器8a来改变可燃气体喷射时间，由此，能使燃气发动机I的工作停止或改变可燃气体量。
[0051]E⑶14连接于调压阀10，能改变调压阀10的燃料气压的设定压Pr。即，E⑶14能通过控制调压阀10的设定压Pr来改变供给至燃气发动机I的可燃气体量。
[0052]E⑶14连接于进气压传感器9，能取得进气压传感器9所检测的实际进气压Pi。
[0053]E⑶14连接于气压传感器15，能取得气压传感器15所检测的实际气压Pg(未图示)。
[0054]E⑶14连接于转速检测传感器16，能取得转速检测传感器16所检测的燃气发动机I的实际转速N。
[0055]ECU14连接于指令负荷投入的加速杆(accelerator lever) 17，能取得来自加速杆17的指令值C。
[0056]E⑶14连接于所述未图示的空燃比传感器，能取得该空燃比传感器所检测的排气中的残氧量O。
[0057]E⑶14连接于发电机103，能基于来自发电机103的发电电力信号取得实际负荷L。
[0058]ECU14能根据来自加速杆17的指令值C并基于目标转速映射图Ml计算出目标转速
Nt0
[0059]ECU14能基于所取得的实际负荷L、从未图示的润滑油温度传感器所取得的润滑油温度、从未图示的进气温度传感器所取得的进气温度等计算出目标进气压PU。
[0060]ECU14能根据所取得的实际负荷L并基于目标气压差映射图M3计算出目标气压差Pgdt0
[0061]ECU14能根据所取得的实际转速N和所计算出的目标转速Nt计算出气体喷射器8a的目标气体喷射时间Tt。
[0062]E⑶14能根据所取得的实际进气压Pi和所计算出的目标进气压Pit的偏差并基于基准开度映射图M4计算出进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的基准开度D0。
[0063]ECU14能根据所取得的目标气压差Pgdt和目标气体喷射时间Tt的变化量并基于第一开度校正映射图M5计算出进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的第一校正开度Δ Dl。
[0064]ECU14能根据所取得的实际进气压Pi和所计算出的目标气压差Pgdt计算出目标气压Pgt O
[0065]E⑶14能将气体喷射器8a的喷射时间T改变为所计算出的目标气体喷射时间Tt。
[0066]E⑶14能根据所取得的实际负荷L并基于未图示的目标空燃比映射图计算出目标空燃比At。
[0067]E⑶14能根据所取得的残氧量O计算出实际空燃比λ。
[0068]E⑶14能将调压阀10的目前的设定压Pr改变为所计算出的目标气压Pgt。
[0069]E⑶14能根据所计算出的基准开度DO和所计算出的第一校正开度ADl以D = DO+ΔDI的方式计算出进气阀5a (或旁通阀5b的至少一方)的开度D。
[0070]接着，使用图2对吸气装置2中的吸气的流动和排气装置11中的排气的流动进行说明。需要说明的是，在以下的实施方式中，虽然吸气装置2将基于目标进气压Pit和实际进气压Pi的压差来校正进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的开度的构成作为基本构成，但也可以采用基于目标空燃比At和实际空燃比λ的差来进行校正的构成。
[0071]如图2所示，在吸气装置2中，外部的空气(吸气)由增压器3的压缩机部3a吸入并且被加压压缩。此时，吸气因被加压压缩，由此产生压缩热，温度上升。由压缩机部3a进行加压压缩的进气从增压器3排出。
[0072]从增压器3排出的进气由进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)进行流量调整后介由进气管4a被供给至中间冷却器6 ο被供给至中间冷却器6的进气经过冷却后被供给至进气歧管7。此外，被供给至中间冷却器6的进气根据燃气发动机I的控制方式由旁通阀5b对其一部分进行流量调整后介由旁通管4b供给至增压器3。
[0073]被供给至进气歧管7的进气介由各进气口8供给至燃气发动机I的各气缸la。此时，可燃气体从设于各进气口 8的气体喷射器8a并基于目标进气压Pit被喷射。
[0074]在排气装置11中，来自燃气发动机I的排气介由排气歧管8和排气歧管12被供给至增压器3的涡轮部3b。涡轮部3b因排气而旋转。涡轮部3b的旋转动力介由连结轴3c传递至压缩机部3a。供给至涡轮部3b的排气介由未图示的净化装置等被排出至外部。
[0075]接着使用图3和图4，对由本发明的燃气发动机I的ECU14进行的空燃比控制进行说明。
[0076]如图3所示，E⑶14根据实际负荷L计算出目标进气压PU。接着，E⑶14根据目标进气压Pit和实际进气压Pi的偏差计算出基准开度D0。并行地，ECU14根据目标气压差Pgdt和目标气体喷射时间Tt的变化量计算出第一校正开度△ Dl。然后，ECU14根据基准开度DO和第一校正开度A Dl改变进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的开度D。即，E⑶14对进气量进行校正。另一方面，E⑶14将调压阀10的设定压Pr改变为目标气压Pgt，将气体喷射器8a的喷射时间T改变为目标气体喷射时间Tt。
[0077]以下，使用图4对由ECU14进行的空燃比控制的控制方式进行具体的说明。
[0078]如图4所示，在步骤SllO中，E⑶14取得进气压传感器9所检测的实际进气压P1、转速检测传感器16所检测的燃气发动机I的实际转速N、发电机103所检测的实际负荷L以及来自加速杆17的指令值C，使步骤移至步骤SI 20。
[0079]在步骤S120中，ECT14根据所取得的指令值C计算出目标转速Nt，使步骤移至步骤S130o
[0080]在步骤S130中，E⑶14根据所取得的实际负荷L计算出目标进气压PU，使步骤移至步骤S140。
[0081]在步骤S140中，E⑶14根据所取得的实际负荷L计算出目标气压差Pgdt，使步骤移至步骤S150。
[0082]在步骤S150中，ECU14根据所取得的实际转速N和所计算出的目标转速Nt计算出目标气体喷射时间Tt，使步骤移至步骤SI 60。
[0083]在步骤S160中，ECU14根据所取得的实际进气压Pi和所计算出的目标进气压Pit的偏差计算出基准开度DO，使步骤移至步骤SI 70。
[0084]在步骤S170中，ECT14根据所计算出的目标气压差Pgdt和所计算出的目标气体喷射时间Tt的变化量计算出第一校正开度△ Dl，使步骤移至步骤S180。
[0085]在步骤S180中，ECU14根据所取得的实际进气压Pi和所计算出的目标气压差Pgdt计算出目标气压Pgt，使步骤移至步骤S190。
[0086]在步骤S190中，E⑶14根据所计算出的基准开度DO和第一校正开度ADl将进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的开度D改变为D = DO+AD1，根据所计算出的目标气压Pgt将调压阀10的设定压Pr改变为目标气压Pgt，根据所计算出的目标气体喷射时间Tt将气体喷射器8a的喷射时间T改变为目标气体喷射时间Tt，使步骤移至步骤SllO
[0087]如以上那样构成的燃气发动机1，基于根据实际进气压Pi和目标进气压Pit的偏差所计算出的基准开度D0、以及根据目标气压差Pgdt和目标气体喷射时间Tt的变化量所计算出的第一校正开度A Dl来改变进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的开度D。就是说，燃气发动机I基于响应速度快的可燃气体的目标气压差Pgdt和目标气体喷射时间Tt的变化对进气阀的开度D、即进气量进行校正，因此，实际进气压Pi的响应速度得到改善。由此，能抑制与实际负荷L的变动相伴的实际空燃比λ的变动。
[0088]接着，使用图5和图6对作为本发明的燃气发动机的第二实施方式的燃气发动机19进行说明。需要说明的是，在以下的实施方式中，对于与已经说明过的实施方式相同的点，省略其具体说明，以不同的部分为中心进行说明。
[0089]ECU14储存有用于进行燃气发动机I的控制的各种程序和负荷预测映射图M6、预测目标喷射映射图M7、第二开度校正映射图M8等数据。
[0090]ECU14能根据所计算出的目标转速Nt和所计算出的实际负荷L的一定期间内的累积数据，基于由通过实验、测定而预设的多个负荷变动图案构成的负荷预测映射图M6来选择一个近似的负荷变动图案，并基于所选择的负荷变动图案计算出规定时间后的预测负荷Lp。需要说明的是，在本实施方式中采用的是从通过实验、测定而预设的多个的负荷变动图案中选择一个近似的负荷变动图案的构成，但并不限定于此。例如，ECU14也可以是根据实际负荷计算负荷图案，基于所计算的负荷变动图案计算出规定时间后的预测负荷Lp的构成。
[0091]ECU14能根据预测负荷Lp并基于预测目标喷射映射图M7计算出预测目标喷射时间Tp，并且，根据预测负荷Lp并基于目标气压差映射图M3计算出预测目标气压差Pgpdt，所述预测目标气压差Pgpdt是目标气压差Pgdt的基于预测负荷Lp的校正值。
[0092]E⑶14能根据所计算出的预测目标喷射时间Tp和预测目标气压差Pgpdt并基于第二开度校正映射图M8计算出考虑了规定时间后的假定的负荷变动的进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的第二校正开度AD2。
[0093]E⑶14能根据所计算出的基准开度DO和所计算出的第二校正开度AD2以D = DO+ΔD2的方式算出进气阀5a (或旁通阀5b的至少一方)的开度D。
[0094]接着，使用图5和图6对由本发明的燃气发动机19的ECU14进行的空燃比控制进行说明。
[0095]如图5所示，E⑶14根据实际负荷L计算出预测负荷Lp。与基准开度DO的算出并行地，ECU14根据预测目标喷射时间Tp和预测目标气压差Pgpdt计算出考虑了规定时间后所假定的负荷变动的第三校正开度A D3。然后，E⑶14根据基准开度DO和第二校正开度△ D2改变进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的开度D。
[0096]以下，使用图6对由ECU14进行的空燃比控制的控制方式进行具体的说明。
[0097]在步骤S150中，ECU14根据所取得的实际转速N和所计算出的目标转速Nt计算出目标气体喷射时间Tt，使步骤移至步骤SI 51。
[0098]在步骤S151中，E⑶14根据所取得的实际负荷L计算出预测负荷Lp，使步骤移至步骤SI52 ο
[0099]在步骤S152中，E⑶14根据所计算出的预测负荷Lp计算出预测目标喷射时间Tp，使步骤移至步骤SI 53。
[0100]在步骤S153中，E⑶14根据所计算出的预测负荷Lp计算出预测目标气压差Pgpdt，使步骤移至步骤S160。
[0101]在步骤S160中，ECU14根据所取得的实际进气压Pi和所计算出的目标进气压Pit的偏差计算出基准开度DO，使步骤移至步骤S171。
[0102]在步骤S171中，E⑶14根据所计算出的预测目标喷射时间Tp和预测目标气压差Pgpdt的变化量计算出考虑了规定时间后所假定的负荷变动的第二校正开度AD2，使步骤移至步骤S180。
[0103]在步骤S180中，ECU14根据所取得的实际进气压Pi和所计算出的目标气压差Pgdt计算出目标气压Pgt，使步骤移至步骤S191。
[0104]在步骤S191中，E⑶14根据所计算出的基准开度DO和第二校正开度AD2将进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的开度D改变为D = DO+AD2，根据所计算出的目标气压Pgt将调压阀10的设定压Pr改变为目标气压Pgt，根据所计算出的目标气体喷射时间Tt将气体喷射器8a的喷射时间T改变为目标气体喷射时间Tt，使步骤移至步骤S110。
[0105]如以上那样构成的燃气发动机19除了基准开度DO外，还基于根据预测目标喷射时间Tp和预测目标气压差Pgpdt的变化量考虑了规定时间后所假定的负荷变动的第二校正开度AD2来改变进气阀(或旁通阀5b的至少一方)的开度D。就是说，由于燃气发动机I考虑将来的负荷变动，并根据响应速度快的可燃气体的预测目标气压差Pgpdt和预测目标喷射时间Tp对进气阀的开度D、即进气量进行校正，因此实际进气压Pi的响应速度进一步得到改善。由此，能抑制与实际负荷L的变动相伴的实际空燃比λ的变动。
[0106]接着，使用图7和图8对作为本发明的燃气发动机的第三实施方式的燃气发动机20进行说明。需要说明的是，在以下的实施方式中，对于与已经说明过的实施方式相同的点，省略其具体说明，以不同的部分为中心进行说明。
[0107]ECU14能根据所取得的实际负荷L的在一定期间内的累积数据，基于负荷预测映射图Μ6选择负荷变动图案，并基于所选择的负荷变动图案计算出规定时间后的预测负荷Lp。然后，ECU14能根据所计算出的预测负荷Lp并基于目标进气压映射图M2计算出预测目标进气压Pipt，所述预测目标进气压Pipt是目标进气压Pit的基于预测负荷Lp的校正值。
[0108]接着，使用图7和图8对由本发明的燃气发动机19的ECU14进行的空燃比控制进行说明。
[0109]如图7所示，E⑶14根据实际负荷L计算出预测负荷Lp。接着，E⑶14根据预测负荷Lp计算出考虑了规定时间后所假定的负荷变动的目标进气压PU。接着，ECU14根据目标进气压Pit和实际进气压Pi的偏差计算出考虑了规定时间后所假定的负荷变动的基准开度D0。
[0110]以下，使用图8对由ECU14进行的空燃比控制的控制方式进行具体的说明。
[0111]在步骤S120中，ECT14根据所取得的指令值C计算出目标转速Nt，使步骤移至步骤S151o
[0112]在步骤S151中，E⑶14根据所计算出的实际负荷L计算出预测负荷Lp，使步骤移至步骤SI 54。
[0113]在步骤S154中，E⑶14根据所计算出的预测负荷Lp计算出预测目标进气压PiptJi步骤移至步骤S161。
[0114]在步骤S161中，ECU14根据所取得的实际进气压Pi和所计算出的预测目标进气压Pipt的偏差计算出基准开度DO，使步骤移至步骤S192。
[0115]在步骤S192中，E⑶14根据所计算出的基准开度DO将进气阀5a(或旁通阀5b的至少一方)的开度D改变为D = D0，使步骤移至步骤S110。
[0116]如以上那样构成的燃气发动机20基于基准开度DO改变进气阀的开度D，所述基准开度DO是通过根据预测负荷Lp考虑了规定时间后所假定的负荷变动的预测目标进气压Pipt与实际进气压Pi的偏差计算出的。就是说，由于燃气发动机I考虑将来的负荷变动而根据预测目标进气压Pipt对进气阀(或旁通阀5b的至少一方)的开度D、即进气量进行校正，因此实际进气压Pi的响应速度得到改善。由此，能抑制与实际负荷L的变动相伴的实际空燃比λ的变动。
[0117]需要说明的是，在本发明中，分别构成了作为第一实施方式的燃气发动机1、作为第二实施方式的燃气发动机19、作为第三实施方式的燃气发动机20，但也可以是根据负荷的状态来切换各实施方式中的控制方式的构成。
[0118]在燃气发动机的ECU储存有关于各实施方式中的控制方式的控制程序、映射图。然后，ECU构成为:能进行通过介由外部开关或通信等的手动实现的切换、伴随着各种传感器的故障感测的自动切换、基于负荷率和预测负荷荷率的瞬时误差或过去的误差的自动切换、基于从GPS取得的位置信息的自动切换。
[0119]产业上的可利用性
[0120]本发明能利用于燃气发动机的技术。
[0121]附图标记说明:
[0122]I 燃气发动机
[0123]5 进气阀
[0124]Pi 实际进气压
[0125]Pit目标进气压
[0126]Pgt目标气压
[0127]Tt 目标气体喷射时间
[0128]D 开度
[0129]At 目标空燃比
【主权项】
1.一种燃气发动机，对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正，以达到适当的空燃比，其中， 基于负荷的变动，计算出目标气压以及可燃气体的目标气体喷射时间， 基于目标气压对气压进行校正，并且基于目标气压和目标气体喷射时间的变化量对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正。2.—种燃气发动机，对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正，以达到适当的空燃比，其中， 基于负荷的变动计算出目标气压， 基于目标气压对气压进行校正，并且基于直至目前的规定期间内的负荷变动的方式计算出单位时间后的预测负荷，基于预测负荷对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正。3.—种燃气发动机，对进气阀的开度和旁通阀的开度的至少一方的开度进行校正，以达到适当的空燃比，其中， 基于直至目前的规定期间内的负荷变动的方式计算出单位时间后的预测负荷，基于预测负荷对目标进气压或目标空燃比进行校正。4.根据权利要求1?3中任一项所述的燃气发动机，其中， 基于目标进气压和实际进气压的压差或目标空燃比和实际空燃比的差，对所述进气阀的开度和所述旁通阀的至少一方的开度进行校正。
【文档编号】F02M69/00GK105934579SQ201580005663
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年1月15日
【发明人】大皿达郎, 松本圭司, 山岸修
【申请人】洋马株式会社, 般社团法人日本舶用工业会, 一般社团法人日本舶用工业会