燃氣發動機的爆震控制裝置的制作方法

專利名稱：燃氣發動機的爆震控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用天然氣或都市煤氣等氣體燃料為主燃料的往復式燃氣發動機的
爆震控制裝置。
背景技術：
已知使用于發電設備的燃氣發動機，在爆震出現與否的臨界狀態下的運行能夠繼 續時可得到高發電效率。另一方面，高強度的爆震可能損傷汽缸，因此要求盡可能不使其出 現。因此，例如專利文獻1的公報所述，公開了控制爆震的出現的燃氣發動機的爆震 控制裝置。該爆震控制裝置形成能夠在爆震出現率超過規定的閾值時為防止爆震的出現， 實施使提供給該汽缸的燃料供給量改變或變更點火正時的控制的結構。該出現率的計算每 經過規定的周期進行，根據這樣計算出的出現率與閾值之差值，每規定的周期決定改變燃 料供應量和點火正時用的修正值。特別是爆震出現率較大時，減少燃料供應量，以此抑制爆 震的出現。專利文獻1 日本特開2007 - 247569號公報。

發明內容
但是在燃氣發動機以上述狀態運行以得到高發電效率時，爆震的出現率變得不穩 定。也就是說，如果采用專利文獻1的裝置，則每經過規定的周期爆震出現率有很大的變化 時，燃料供給量與點火正時隨之在每規定的周期有很大的變化，發動機的運行難以穩定。而 且在為避免發生這樣的情況而將閾值設定得比較大的情況下，爆震出現率與閾值之差值變 小，結果爆震的出現被過小評價，不能夠充分抑制爆震。而且也存在減少燃料供應量抑制爆 震的出現時不能夠得到所希望的發動機輸出的問題。因此本發明的目的包括，不造成燃氣發動機運行不穩定，而能夠使發動機保持所 希望的輸出，而且能夠充分抑制爆震。本發明是鑒于上述情況而作出的，本發明的燃氣發動機的爆震控制裝置，具備對 提供給燃氣發動機的混合氣體點火用的點火裝置、檢測所述燃氣發動機的汽缸中的爆震的 爆震檢測裝置、檢測所述燃氣發動機的相位角的相位角檢測裝置、以及對所述點火裝置進 行驅動控制的控制部；所述控制部形成能夠計算出在經過規定的周期數的期間出現規定的 爆震的周期數相對于所述規定的周期數之比、即爆震出現率，根據對所述爆震出現率進行 延遲計算計算出的出現率延遲計算值與規定的出現率目標值之差值決定所述點火裝置的 點火正時的目標值，對所述點火裝置進行驅動控制，使點火正時為根據該目標值決定的指 令值的結構。由于采用這樣的結構，出現率延遲計算值成為包含過去的爆震出現率歷史的值。 因此即使是爆震出現率每經過規定的周期有很大變化，點火正時也不會因該變化而有很大 變化。從而，能夠抑制爆震的出現并確保燃氣發動機穩定運行。而且通過改變點火正時抑制爆震出現率，與改變燃料供應量的情況相比，更能夠保持所希望的發動機輸出。所述控制部也可以采用在所述出現率延遲計算值比所述出現率目標值大時使點 火正時延遲，在所述出現率延遲計算值比所述出現率目標值小時使點火正時提前的結構。 這時，最好是使點火正時延遲時的每單位期間的點火正時的延遲量大于使點火正時提前時 的每單位期間的點火正時的提前量。由于采用這樣的結構，在想要使點火正時延遲而降低 爆震出現率時能夠使其迅速實現，使點火正時提前而提高燃氣發動機的輸出效率時能夠使 其慢慢安全地實現。其結果是，能夠迅速抑制爆震的發生，也能夠實現爆震的有效控制。所述控制部也可以采用對所述點火裝置的點火正時的指令值進行延遲計算，以計 算出點火正時的基準值，將根據所述出現率延遲計算值與所述出現率目標值之差值決定的 修正值加在所述基準值上，以決定所述點火裝置的點火正時的目標值的結構。由于采用這 樣的結構，點火正時與爆震出現率一樣為考慮過去的數據的值，能夠使所決定的點火正時 的目標值穩定。還有，在這里所謂“修正值”是包含正數值和負數值的概念。也可以所述爆震檢測裝置根據爆震的強度將爆震分為多級進行檢測，所述控制部 采用在經過所述規定的周期數的期間出現規定強度以上的爆震的周期數超過閾值時，根據 該周期數計算所述點火裝置的點火正時的延遲量，將根據所述出現率延遲計算值與所述出 現率目標值之差值決定的修正值加在所述基準值上，而將算出來的所述點火裝置的點火正 時的目標值僅延遲所述延遲量的結構。由于采用這樣的結構，在延遲計算之外使點火正時 延遲，因此在使發動機負擔大的規定強度以上的爆震出現的情況下，能夠迅速抑制這樣的 爆震，避免其對燃氣發動機造成損傷。還有，也可以所述延遲計算是移動平均。又可以在所述燃氣發動機上設置被提供 混合氣體的主燃燒室和副燃燒室，所述點火裝置具備對提供給所述副燃燒室的混合氣體進 行火花點火的火花塞。本發明的上述目的、其他目的、特征以及優點從參照附圖對下述理想的實施形態 進行的詳細說明中能夠清楚了解到。如果采用本發明，則能夠使燃氣發動機保持所希望的輸出又不造成燃氣發動機的 運行不穩定，而且能夠抑制爆震，使爆震的出現率接近作為目標的出現率。


圖1是本發明的燃氣發動機的爆震控制裝置的結構圖2是圖1所示的爆震檢測裝置進行的燃燒狀態判定處理的說明圖； 圖3是圖1所示的主控制裝置進行的爆震出現率控制的說明圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發明的實施形態進行說明。圖1是表示本發明的實施形態的燃氣發動機的爆震控制裝置的結構的結構圖。圖 1所示的燃氣發動機1是以天然氣或都市煤氣等氣體燃料為主燃料的往復式多汽缸四沖程 發動機，作為例如發電設備的原動機使用。在圖1中，以燃氣發動機1的汽缸2中的一個為 代表表示，其他未圖示的汽缸也可以具有相同的結構。在汽缸2中可往復運動地插入活塞3，活塞3與作為燃氣發動機1的輸出軸的曲軸
4(未圖示)連結。在汽缸2中的活塞3的上方形成主燃燒室4。在主燃燒室4，通過進氣門5 連接進氣道6，通過排氣門7連接排氣道8。在進氣道6內設置噴射氣體燃料的主燃料供給 閥9。而且副燃燒室10與主燃燒室4鄰接。副燃燒室10借助于隔板11與主燃燒室4 區隔，通過形成于隔板11上的連通孔12與主燃燒室4連通。在該副燃燒室10設置噴射氣 體燃料的副燃料供給閥13、以及對混合氣體進行點火用的火花塞14。如果采用這種燃氣發動機1，則在進氣行程中，通過進氣道6對主燃燒室4提供包 含外部空氣與主燃料供給閥9噴射的氣體燃料的混合氣體，對副燃燒室10提供包含副燃料 供給閥13噴射的氣體燃料的混合氣體。在壓縮行程中將主燃燒室4與副燃燒室10內的混 合氣體被壓縮之后，火花塞14在規定的正時動作，而副燃燒室10內的混合氣體被點火。在 副燃燒室10內發生的火焰通過連通孔12傳播到主燃燒室4內，主燃燒室4內的混合氣體 被該火焰點著。借助于此，活塞3向下運動(膨脹行程)。然后，在排氣行程中，主燃燒室4 內的氣體通過排氣道8向外部排出。還有，連接于排氣道8的排氣通道15連接于未圖示的增壓器，在介入該排氣通道 15的旁通通道16上設置調整進氣壓力用的排氣旁通閥17。在進氣行程中，從未圖示的增 壓器來的高壓空氣也提供給進氣道6。燃氣發動機1將上述四個行程作為一個周期工作，在該一個周期中活塞3 二次往 復，曲軸旋轉2周，構成驅動進氣門5和排氣門7的氣門機構的凸輪軸(未圖示)轉動一周。 也就是說，可以將該一周期的動作中活塞3的位置、曲軸的旋轉角(曲軸角)或凸輪軸的旋轉 角等作為燃氣發動機1的相位角對待。如圖1所示，本發明的實施形態的燃氣發動機1的爆震控制裝置20具備CPU及具 有存儲器和輸入輸出接口的主控制裝置21。存儲器存儲下述爆震出現率控制的控制程序 等，利用CPU執行該程序。主控制裝置21連接于對作為電磁閥的主燃料供給閥9和副燃料供給閥13輸出驅 動信號的氣體閥控制裝置22，對該氣體閥控制裝置22輸出指令信號，對各燃料供給閥9、13 進行驅動控制。而主控制裝置21連接于對火花塞14輸出驅動信號的火花塞驅動器23。主 控制裝置21對該驅動器23輸出指令信號，對驅動器23和火花塞14進行驅動控制，借助于 此對混合氣體的點火正時進行控制。該火花塞14的驅動控制對于每一汽缸2獨立進行。爆震控制裝置20為控制燃料供給閥9、13的工作時間和火花塞14對混合氣體的 點火正時，具備檢測燃氣發動機1的相位角用的相位角檢測裝置24，將從相位角檢測裝置 24來的信號向主控制裝置21、氣體閥控制裝置22、以及火花塞驅動器23輸出。相位角檢測 裝置24也可以由電磁檢測頭、近接開關、或旋轉編碼器構成。爆震控制裝置20具備檢測爆震的出現的爆震檢測裝置25。該爆震檢測裝置25上 連接相位角檢測裝置24以及檢測汽缸2的內壓的缸內壓力傳感器26。爆震檢測裝置25根 據燃氣發動機1的相位角和汽缸2的內壓變動在每一周期判定汽缸2內的燃燒狀態是屬于 “正常”、“不點火”、“小爆震”、以及“大爆震”這4個狀態中的哪一個。缸內壓力傳感器26在 各汽缸2中分別設置，爆震檢測裝置25分別判定各汽缸2的燃燒狀態。對主控制裝置21 輸入該爆震檢測裝置25得到的判定結果。圖2是該爆震檢測裝置25進行的燃燒狀態判定處理的說明圖。如圖2所示，利用缸內壓力傳感器測量缸內壓力的波形時，爆震檢測裝置使該波形通過濾波器提取出高頻成 分。提取數據的范圍設定為活塞到達上止點后的規定時間(例如20毫秒)。然后將該時間 內的高頻成分取樣多個(N個)，計算取樣的各成分的平均值。在該平均值為第1閾值以上的 情況下，判定為汽缸的燃燒狀態是“大爆震”狀態，在該平均值未滿第1閾值而且在第2閾 值以上的情況下，判定為汽缸的燃燒狀態是“小爆震”狀態。“大爆震”和“小爆震”都根據 第2閾值表示在汽缸中發生爆震的狀態，但是“大爆震”表示發生以第1閾值為依據的規定 強度以上的爆震的狀態，“小爆震”表示發生以第1閾值為依據的低于規定強度的爆震的狀 態。而利用缸內壓力傳感器測定缸內壓力波形時，爆震檢測裝置比較上止點前后的缸 內壓力，判斷利用該比較得到的壓力差Δ P是否超過閾值。在壓力差Δ P未滿閾值的情況 下，判斷為汽缸的燃燒狀態為“不點火”狀態，壓力差Δ P在閾值以上，上述平均值未滿第2 閾值的情況下，判斷為汽缸的燃燒狀態為“正常”狀態。返回圖1，對主控制裝置21，此外還輸入發電機輸出、進氣壓力、進氣溫度、排氣溫 度。主控制裝置21對排氣旁通閥17的開度進行調節控制，以相對于發電機的輸出達到規 定的進氣壓力，以此將混合氣體的空燃比維持于與發電機輸出相應的規定值。又，主控制裝 置21實施使各汽缸2的排氣溫度均一的控制，以此形成各汽缸2分擔負荷。而氣體閥控制 裝置22調整氣體燃料的壓力，以使進氣壓力與氣體燃料的壓力之間的壓差為規定值，借助 于此，作為電磁閥的主燃料供給閥9能夠與進氣壓力的大小無關地進行穩定的開閉動作。下面參照圖1同時根據圖3對爆震控制裝置20的主控制裝置21執行的爆震出現 率控制進行說明。這種爆震出現率控制以使各汽缸2的爆震出現率SEV接近規定的目標值SEVset為 目的，其概要是，每當燃氣發動機1運轉規定的周期數N (例如50周)就更新各汽缸2的混 合氣體點火正時的目標值IGNset2，將根據該目標值IGNset2決定的指令值IGN輸出到火花塞 驅動器23對火花塞14進行驅動控制。如所周知，點火正時一旦延遲，爆震就不容易出現， 點火正時一旦提前，爆震就容易出現。如果采用這種控制內容，則主控制裝置21，作為其功能塊，具有爆震出現率運算部 31、出現率延遲運算部32、差值·修正值運算部33、基準值運算部34、一次目標值運算部35、 延遲量運算部36、二次目標值運算部37、以及變化率限制部38。下面對爆震出現率控制的內容進行具體說明。如圖3所示，對主控制裝置21，每一 周期輸入由爆震檢測裝置25判定的汽缸2的燃燒狀態。主控制裝置21的爆震出現率運算 部31根據從相位角檢測裝置25輸入的信號判定為燃氣發動機1運行規定的周期數N時， 計算該期間出現小爆震的周期數Nl相對于規定的周期數N的比例SEV (SEV = NL/N)。下 面將該比例SEV稱為“爆震出現率”進行說明。主控制裝置21的出現率延遲運算部32從最近追溯規定的期間(本說明書中為了 方便記為符號T)對爆震出現率SEV進行延遲計算。在這里，作為延遲計算的計算方法采用 移動平均，在該出現率延遲運算部32計算出出現率平均值SEVave。還有，移動平均可以是單 純移動平均，也可以是對離當前近的爆震出現率附加較大的權重的加權移動平均。而且該 延遲計算的計算方法也可以是一次延遲計算。在作為該延遲計算的計算范圍的規定的期間T設定相對于為取得爆震出現率SEV確保的上述規定的周期數N足夠長的期間(例如數分鐘)。因此，在主控制裝置21的存儲器， 從最近至少追溯該規定的期間T存儲過去的爆震出現率。又，主控制裝置21的存儲器中預先存儲著爆震出現率的目標值SEVset。在爆震出 現率為該出現率目標值SEVset的狀態下，燃氣發動機1繼續運行時，能夠實現高發電效率同 時不對燃氣發動機1造成大的損傷。這樣的出現率目標值SEVset是通過實驗或數值模擬得 到的數值。主控制裝置21的差值·修正值運算部33將出現率平均值SEVave與出現率目標值 SEVset加以比較計算出差值Δ SEV0在這里，計算差值Δ SEV時，以出現率目標值SEVset為 正值，以出現率平均值SEVave為負值(Δ SVE = SEVset 一 SEVave)0而且差值·修正值運算部 33通過將該差值Δ SEV乘以增益K1,計算出修正值Δ IGNsevCA IGNsev =Δ SEVXK1X差值 Δ SEV為正值時，也就是爆震出現率比目標值低的情況下，該修正值Δ IGNsev為正值，在其 相反的情況下，修正值Δ IGNsev為負值。主控制裝置21的一次目標值運算部35將該修正值Δ IGNsev與在基準值運算部34 計算出的基準值IGNave相力卩，以此計算出點火正時的一次目標值IGNseti (IGNseti = IGNave + Δ IGNsev)0修正值Δ IGNsev為正值時，一次目標值IGNseti為將基準值IGNave向提前側改變 修正值Δ IGNsev的數值，修正值Δ IGNsev為負值時則與其相反。主控制裝置21的基準值運算部34通過對點火正時的指令值IGN (與實際點火正 時實質上意義相同)繼續延遲計算，計算出上述基準值IGNave。這種延遲計算最好是使用與 計算上述出現率平均值SEVave時相同的計算方法，在這里通過計算從最近追溯上述規定的 期間T計算過去的指令值IGN的移動平均以計算出基準值IGNave。而在利用加權移動平均 計算出現率平均值SEVave的情況下，在計算出基準值IGNave時也考慮同樣的加權。主控制裝置21的二次目標值運算部37通過將該一次目標值IGNseti減去在延遲量 運算部36計算出的延遲量Δ IGNm，計算出點火正時的二次目標值IGNSET2(IGNSET2 = IGNseti 一 Δ IGNm, Δ IGNm 彡 0)。在主控制裝置21，為計算出該延遲量Δ IGNM，存儲經過規定的周期數N的期間出 現大爆震的周期數NM，并主控制裝置21的延遲量運算部36在該周期數Nm為規定的閾值M以 上的情況下，計算出與該周期數Nm相應的延遲量Δ IGNM。具體地說，延遲量運算部36從周期 數Nm中減去閾值M減1的值，將這樣得到的數值乘以增益K2,計算出延遲量Δ IGNmCA IGNm = {Νμ- (Μ- 1)} ΧΚ2)。但是在周期數Nm未滿閾值M的情況下，式中Nm —(Μ — 1)的數 值作為0處理。從而，周期數Nm在閾值以上的情況下，周期數Nm越大則延遲量Δ IGNm越大， 周期數Nm未滿閾值M的情況下，延遲量Δ IGNm為0。還有閾值M根據燃氣發動機1的規格 設定為適當的數值(例如M = 2)。主控制裝置21將考慮該延遲量Δ IGNm的二次目標值IGNset2更新為點火正時的最 終目標值。又，主控制裝置21形成能夠防止點火正時的指令值IGN從當前的指令值(實質上 與緊接更新前的二次目標值意義相同)立即變更為這次更新的二次目標值IGNset2的結構。具體地說，主控制裝置21的變化率限制部38，在這次更新的二次目標值IGNset2比 當前指令值大，有必要將點火正時的指令值提前時，將每單位期間的點火正時的提前量限 制于第1變化率(在本說明書中為了方便標以Δ IGNlimi)0還有，在這里為了說明簡單化將 “單位期間”定為一個周期，但是也可以是單位時間。
這時從二次目標值IGNset2更新后到點火正時的指令值達到該二次目標值IGNset2 的時間內至少要經過二次目標值IGNset2除以第1變化率Δ IGNlimi得到的整數部分所相當的 周期數，在該除法運算中有余數的情況下，在該周期數經過后的接著的周期使點火正時提 前相應于該余數的份額。換句話說，假定更新過的二次目標值IGNset2與即將更新時的指令 值之差值與第1變化率Δ IGNlimi相比足夠大，設二次目標值IGNset2更新后經過的周期數為 η，該周期數η經過后的點火正時的指令值IGN為相對于即將更新時的指令值(IGN’)提前 第1變化率Δ IGNlimi的η倍的數值(IGN = IGN' +Δ IGNUM1Xn)。由于主控制裝置21的 變化率限制部38這樣決定指令值IGN，點火正時不會發生急劇變化，能夠避免燃氣發動機1 的行為不穩定的情況發生。反之，在有必要使點火正時的指令值延遲的情況下，每單位期間的點火正時的延 遲量被限制于第2變化率(在本說明書中為了方便標以符號Δ IGNlim2)0從而，即使在延遲 時，在點火正時的指令值IGN達到二次目標值IGNset2之前的時間，要經過與提前時同樣的要 領要求的周期數。該第2變化率Δ IGNlim2的絕對值設定為比第1變化率Δ IGNlimi的絕對值大的數 值(I AIGNlim2 > I Δ IGNumiI )。也就是說，在使點火正時的指令值IGN延遲的情況下，與 提前的情況相比，點火正時的指令值IGN達到二次目標值IGNset2所需要的期間短。這樣，在 想要使爆震不容易出現的情況下，這種情況能夠比較迅速容易實現，能夠減小爆震對燃氣 發動機1的損傷。另一方面，在使點火正時的指令值IGN提前，使燃氣發動機1的輸出效率 提高時，這種情況能夠比較慢地穩定地實現。其結果是，能夠迅速地抑制爆震的發生并且有 效地控制爆震。這樣，主控制裝置21根據更新后的二次目標值IGNset2、該即將更新時的點火正時 的指令值、第1變化率Δ IGNlimi或第2變化率Δ IGNlim2,決定點火正時的指令值IGN，根據該 指令值IGN與相位角檢測裝置24來的輸入對火花塞驅動器23輸出控制信號。借助于此， 在與指令值IGN相應的點火正時對副燃燒室10內的混合氣體進行點火。主控制裝置21—旦將二次目標值IGNset2更新，在上述規定周期數N經過為止的時 間，根據該更新的二次目標值IGNset2決定點火正時的指令值IGN而對火花塞14進行驅動控 制。然后一旦經過該規定的周期數N，就按照上述步驟再度更新二次目標值IGNSET2。在本爆震控制裝置20中，示出功能塊31 33、35，根據出現率平均值SEVave與出 現率目標值SEVset之差Δ SEV計算出點火正時的目標值。這樣，考慮過去的爆震出現率，包 含爆震出現率的歷史計算點火正時的目標值，因此即使是最近的爆震出現率相對于過去的 爆震出現率有較大變化的情況，也能夠避免點火正時的目標值跟隨該變化發生大的變化。 從而，可以在燃氣發動機1的動作不會發生不穩定的情況下，使燃氣發動機1的爆震出現率 SEV接近出現率目標值SEVset。而且爆震出現率SEV的控制通過改變點火正時進行，與改變 燃料供給量的情況相比，發動機輸出不會有大的變化，能夠保持所希望的發動機輸出。如功能塊34所示，容易改變點火正時的目標值的基準值IGNave也通過對指令值 IGN進行延遲計算計算出。這樣，基準值IGNave也考慮過去的指令值IGN進行計算，因此據 此算出的點火正時的目標值也不會有大變動，能夠更加穩定地使燃氣發動機1運行。如功能塊36、37所示，使燃氣發動機1負擔大的大爆震出現的周期數Nm為規定閾 值M以上的情況下，根據該周期數Nm延遲點火正時的目標值。因此即使出現大爆震也能夠對其加以防止，能夠保護燃氣發動機1。如功能塊35、37所示，該延遲量Δ IGNm被作為改變根據出現率平均值SEVave與 出現率目標值SEVset的差值Δ SEV計算出的一次目標值IGNseti用的數值，用該一次目標值 IGNseti與延遲量Δ IGNm計算出的二次目標值IGNset2成為點火正時的最終目標值。這樣根 據出現大爆震的周期數Nm決定的延遲量Δ IGNM，不通過延遲計算處理就直接用于點火正時 的最終目標值的決定用的計算中，因此點火正時的最終目標值以及根據該值決定的點火正 時的指令值是在很大程度上反映該延遲量Δ IGNm的數值。從而，在大爆震的出現超過允許 范圍的情況下，能夠立即對應這樣的情況抑制大爆震的出現。以上是對本發明的燃氣發動機1的爆震控制裝置20的實施形態進行的說明，但是 只要上述結構不超過本發明的范圍，是可以適當變更的。例如，下面對考慮過去的爆震出現率用的延遲計算的計算方法，使用移動平均的 情況進行說明，但是此外也可以用例如一次延遲計算。在這樣改變計算方法的情況下，在功 能塊34計算點火正時的基準值用的計算方法最好也變更為同樣的方法。爆震出現率SEV定為出現小爆震的周期數Nl相對于規定的周期數N的比例(SEV =隊/N)，但是也可以定為出現小爆震和大爆震的周期數相對于規定的周期數N的比例 (SEV =(NL + NM)/N)。作為對混合氣體點火的方式采用利用火花塞14對副燃燒室10內的混合氣體進行 點火的所謂副燃燒室·火花點火方式，但是也可以采用其他方式。例如也可以具備噴射高 壓氣體燃料的引導燃料噴射閥，對燃燒室內的壓縮混合氣體利用引導燃料噴射閥噴射高壓 氣體燃料以將混合氣體點火的所謂引導燃料噴射方式。本燃氣發動機1的用途不限于發電設備的原動機，也可以作為其他設備和裝置的 原動機使用。根據上述說明，對于本行業的普通技術人員來說，本發明的許多改良和其他實施 形態是顯然的。從而上述說明只應該解釋為例示，其目的在于對本行業的普通技術人員示 教實施本發明的最佳形態。在不脫離本發明的精神的情況下，其結構以及/或功能的詳細 情況可以有實質性變更。工業應用性
本發明具有能夠盡可能使燃氣發動機的工作穩定并保持所希望的發動機輸出，而且使 爆震出現率接近目標值的優異效果，特別適合使用于作為發電設備的原動機使用的燃氣發 動機。符號說明
1燃氣發動機；2汽缸；4主燃燒室；10副燃燒室；14火花塞；20爆震控制裝置；21主控制裝置；24相位角檢測裝置
925爆震檢測裝置；31爆震出現率運算部；32出現率延遲運算部；33差值·修正值運算部34基準值運算部；35一次目標值運算部；36延遲量運算部；37二次目標值運算部；38變化率限制部；SEV爆震出現率；SEVave出現率平均值；SEVset出現率目標值；Δ SEV 差值；IGNave基準值；Δ IGNsev 修正值；IGNseti —次目標值；IGNset2 二次目標值；IGN指令值。
權利要求
1.一種燃氣發動機的爆震控制裝置，具備對提供給燃氣發動機的混合氣體點火用的點火裝置、檢測所述燃氣發動機的汽缸中的爆震的爆震檢測裝置、檢測所述燃氣發動機的相位角的相位角檢測裝置、以及對所述點火裝置進行驅動控制的控制部，所述控制部形成能夠計算出在經過規定的周期數的期間出現規定的爆震的周期數相 對于所述規定的周期數之比、即爆震出現率，根據對所述爆震出現率進行延遲計算計算出 的出現率延遲計算值與規定的出現率目標值之差值決定所述點火裝置的點火正時的目標 值，對所述點火裝置進行驅動控制，使點火正時為根據該目標值決定的指令值的結構。
2.根據權利要求1所述的燃氣發動機的爆震控制裝置，其特征在于，所述延遲計算是 移動平均。
3.根據權利要求1所述的燃氣發動機的爆震控制裝置，其特征在于，所述控制部采用 在所述出現率延遲計算值比所述出現率目標值大時使點火正時延遲，在所述出現率延遲計 算值比所述出現率目標值小時使點火正時提前的結構。
4.根據權利要求3所述的燃氣發動機的爆震控制裝置，其特征在于，使點火正時延遲 時的每單位期間的點火正時延遲量比使點火正時提前時的每單位期間的點火正時的提前 量大。
5.根據權利要求1所述的燃氣發動機的爆震控制裝置，其特征在于，所述控制部采用 對所述點火裝置的點火正時的指令值進行延遲計算，以計算出點火正時的基準值，將根據 所述出現率延遲計算值與所述出現率目標值之差值決定的修正值加在所述基準值上，以決 定所述點火裝置的點火正時的目標值的結構。
6.根據權利要求5所述的燃氣發動機的爆震控制裝置，其特征在于，所述爆震檢測裝置根據爆震的強度將爆震分為多級進行檢測，所述控制部采用在經過所述規定的周期數的期間出現規定強度以上的爆震的周期數 超過閾值時，計算出根據該出現周期數決定的所述點火裝置的點火正時的延遲量，將根據 所述出現率延遲計算值與所述出現率目標值之差值決定的點火正時的目標值延遲所述延 遲量的結構。
7.根據權利要求1所述的燃氣發動機的爆震控制裝置，其特征在于，在所述燃氣發動機上設置被提供混合氣體的主燃燒室和副燃燒室，所述點火裝置具備對提供給所述副燃燒室的混合氣體進行火花點火的火花塞。
全文摘要
本發明的燃氣發動機(1)的爆震控制裝置(20)中，控制部(21)計算出在經過規定的周期的期間出現規定的爆震的周期數相對于該規定的周期數的比例即爆震出現率(SEV)，根據對該爆震出現率(SEV)進行延遲計算算出的出現率延遲計算值(SEVAVE)與規定的出現率目標值(SEVSET)之差值(△SEV)，決定點火裝置的點火正時的目標值，對所述點火裝置進行驅動控制，以使點火正時為根據該目標值決定的指令值(IGN)。
文檔編號F02P5/153GK102124208SQ20098013187
公開日2011年7月13日 申請日期2009年9月17日 優先權日2008年10月1日
發明者今村司, 德岡哲夫, 杉本智彥, 石井宏佳 申請人:川崎重工業株式會社