CN111094731B - 发动机控制系统 - Google Patents

发动机控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111094731B
CN111094731B CN201880058025.3A CN201880058025A CN111094731B CN 111094731 B CN111094731 B CN 111094731B CN 201880058025 A CN201880058025 A CN 201880058025A CN 111094731 B CN111094731 B CN 111094731B
Authority
CN
China
Prior art keywords
timing
fuel gas
cylinder
combustion
autoignition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880058025.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111094731A (zh
Inventor
增田裕
青柳享秀
广濑孝行
山田敬之
中岛勇人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of CN111094731A publication Critical patent/CN111094731A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111094731B publication Critical patent/CN111094731B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/026—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/029—Determining density, viscosity, concentration or composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F02D35/024—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/025—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/025—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
    • F02D35/026—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P23/00—Other ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

发动机控制系统(200)具备：延迟推断部(232)，其基于包括燃料气体的组成的第一参数而推断自燃延迟；自燃预测部(234)，其基于自燃延迟而预测自燃时机；完成预测部(236)，其预测燃料气体的燃烧完成时机；以及运转控制部(238)(控制部)，其基于自燃时机与燃烧完成时机的比较结果而控制发动机。

Description

发动机控制系统
技术领域
本公开涉及根据燃料气体的组成来控制发动机的发动机控制系统。本申请主张基于在2017年9月6日提出的日本专利申请第2017-171003号的优先权的利益，其内容引用于本申请。
背景技术
一直以来，使作为气体燃料的燃料气体燃烧的发动机普及。在这样的发动机中，有必要抑制燃料气体的异常燃烧所导致的爆震。例如，在专利文献1中，公开了如下的技术：分析燃料气体的组成，基于燃料气体的组成和发动机的负荷而判定爆震发生的可能性的有无。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-121201号公报。
发明内容
发明要解决的课题
在上述的专利文献1所记载的发动机中，例如对于发动机的运转条件，即使直至爆震发生而存在足够的余量，也仅仅只判定为不存在发生爆震的可能性。
本公开鉴于这样的课题，其目的在于，提供能够掌握直至爆震的程度同时抑制爆震的发动机控制系统。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本公开的发动机控制系统具备：延迟推断部，其基于包括燃料气体的组成的第一参数而推断自燃延迟；自燃预测部，其基于自燃延迟而预测自燃时机；完成预测部，其预测燃料气体的燃烧完成时机；以及控制部，其基于自燃时机与燃烧完成时机的比较结果而控制发动机。
也可以是，延迟推断部对于从开始喷射燃料直到自燃的期间的多个时间点推断自燃延迟，自燃预测部将自燃延迟的倒数的累计值成为1以上的时间点预测为自燃时机。
也可以是，还具备作为第一参数而取得筒内压力、筒内温度的筒内变量取得部，延迟推断部推断与多个时间点下的筒内压力、筒内温度相应的自燃延迟。
也可以是，筒内变量取得部基于包括燃料气体的组成的第二参数而推断筒内压力、筒内温度。
也可以是，完成预测部基于燃料气体的燃烧速度和筒内压力的一个、以及燃料气体的喷射量而预测燃烧完成时机。
也可以是，控制部变更吸气温度、吸气压力、燃料气体的喷射量、燃料喷射时机、压缩比的至少一个。
发明的效果
依据本公开，能够掌握直至爆震的程度，同时抑制爆震。
附图说明
图1是示出燃气发动机(发动机)的概略构成的图。
图2是发动机控制系统的功能框图。
图3是示出筒内压力的变化的一个示例的图。
图4A是示出燃料气体的燃烧所导致的发热量的一个示例的图。
图4B是示出燃料气体的燃烧所导致的发热量的累计值的一个示例的图。
图5是用于说明运转控制部的处理的图。
图6是示出发动机控制处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，同时对本公开的一个实施方式详细地说明。实施方式所示出的尺寸、材料、其它具体数值等只不过是用于使理解变得容易的例示，除了特别阐明的情况以外，都不限定本公开。此外，在本说明书和附图中，通过对实质上具有相同的功能、构成的要素标记相同符号，从而省略重复说明。另外，与本公开无直接关系的要素省略图示。
图1是示出燃气发动机100(发动机)的概略构成的图。在图1中，在同一截面上图示吸气口104a、排气口104b以及燃料喷射喷嘴116。但是，吸气口104a、排气口104b以及燃料喷射喷嘴116也可以不位于同一截面上。
如图1所示，燃气发动机100具备气缸102、气缸头104以及活塞106。活塞106容纳于气缸102内。由气缸102、气缸头104以及活塞106形成燃烧室108。
在气缸头104，形成有吸气口104a和排气口104b。吸气口104a和排气口104b开口于燃烧室108。吸气阀110a将吸气口104a中的燃烧室108侧的开口开闭。排气阀110b将排气口104b中的燃烧室108侧的开口开闭。
吸气配管112a连接至吸气口104a。吸气被引导至吸气配管112a。吸气经由吸气配管112a和吸气口104a流入至燃烧室108。排气配管112b连接至排气口104b。从燃烧室108排出至排气口104b的排出气体经由排气配管112b排出至外部。
燃料气体配管114连接至未图示的燃料罐和燃料喷射喷嘴116。在燃料气体配管114，配有后述的气体组成传感器210。燃料喷射喷嘴116设于气缸头104。燃料喷射喷嘴116的顶端部突出至燃烧室108。燃料喷射喷嘴116通过燃料阀116a而开闭。燃料气体配管114经由燃料喷射喷嘴116与燃烧室108连通。燃料气体从燃料罐被引导至燃料气体配管114，如果燃料喷射喷嘴116通过燃料阀116a而打开，则燃料气体被喷射至燃烧室108。
在此，燃料气体为例如将LNG(液化天然气)气化而生成的气体。燃料气体不限于LNG，也能够适用例如将LPG(液化石油气)、轻油、重油等气化的气体。
燃气发动机100是例如四冲程发动机。在吸气行程中，吸气阀110a开阀，排气阀110b闭阀。活塞106移向下止点。吸气从吸气口104a流入至燃烧室108。在压缩行程中，吸气阀110a和排气阀110b闭阀。活塞106移向上止点，混合气体被压缩。燃料从燃料喷射喷嘴116喷射至燃烧室108。在燃烧行程中，燃料气体(混合气体)自燃。混合气体燃烧，活塞106向下止点侧被按压。在排气行程中，吸气阀110a闭阀，排气阀110b开阀。活塞106移向上止点。燃烧后的排出气体通过排气口104b从燃烧室108排出。
图2是发动机控制系统200的功能框图。如图2所示，发动机控制系统200具备气体组成传感器210、发动机控制装置220。
气体组成传感器210由例如基于气相色谱(gas chromatography)、红外分光传感器和氢传感器的复合传感器模块等构成，测定流通于燃料气体配管114的燃料气体的组成。气体组成传感器210的测定结果以例如一小时一次左右的频率输出。燃料气体的组成作为例如各成分的含有比率而示出。
发动机控制装置220由例如ECU(Engine Control Unit)构成。发动机控制装置220由中央处理装置(CPU)、储存有程序等的ROM、作为工作区的RAM等构成，控制燃气发动机100整体。另外，发动机控制装置220作为筒内变量取得部230、延迟推断部232、自燃预测部234、完成预测部236、运转控制部238而起作用。
筒内变量取得部230取得气缸102内部的压力(筒内压力)和气缸102内部的温度(筒内温度)。具体而言，筒内变量取得部230基于筒内取得用参数(第二参数)而导出筒内压力和筒内温度。在筒内取得用参数中，包括燃气发动机100的运转条件(吸气温度、吸气压力、燃料气体的喷射量(混合气体浓度)、燃料喷射时机、压缩比)和燃料气体的组成。但是，作为筒内取得用参数，至少包括燃料气体的组成即可。在此，吸气温度、吸气压力也可以是例如温度传感器或压力传感器的实测值。吸气温度、吸气压力也可以是例如基于压缩吸气的增压器(压缩机)或冷却吸气的冷却器的工作状态而推断的推断值。
在发动机控制装置220中，预先存储有燃烧速度的响应曲面。燃烧速度的响应曲面使燃料气体的燃烧速度与包括筒内压力、筒内温度、燃料气体的组成、燃料气体的喷射量(混合气体浓度)的多个参数相关联。对于燃料气体的组成，例如预先登记各成分的含有比率的组合的图案，基于所测定的燃料气体的组成而特别指定最接近的图案。
燃烧速度的响应曲面例如也可以是多个映射形式，也可以是函数模型。筒内变量取得部230通过燃烧速度的响应曲面和筒内取得用参数而导出(推断)燃料气体的燃烧速度。然后，筒内变量取得部230基于燃料气体的燃烧速度和燃气发动机100的运转条件而导出筒内压力和筒内温度。
图3是示出筒内压力的变化的一个示例的图。筒内变量取得部230例如在既定期间导出多个时间点的筒内压力和筒内温度。在此，既定期间是例如从吸气阀110a和排气阀110b闭阀后直至超过上止点(TDC)而排气阀110b打开的期间。多个时间点的间隔是例如按曲轴转角为0.1度等。压缩前的筒内压力和筒内温度的初始值分别设定上述的吸气压力、吸气温度。压缩后的筒内压力和筒内温度使用所设定的压缩比来导出。另外，通过包括所导出的着火时的筒内压力和筒内温度的筒内取得用参数、以及燃烧速度的响应曲面，导出燃烧速度。接着，通过所导出的燃烧速度而导出直到着火时的下一个时间点为止燃烧的燃料的燃烧量，从燃烧量导出着火时的下一个时间点的筒内压力。从所导出的筒内压力或燃烧量(发热量)导出筒内温度。通过包括所导出的筒内压力和筒内温度的筒内取得用参数、以及燃烧速度的响应曲面，导出着火时的下一个时间点的燃烧速度。这样，如果赋予初始值，则能够依次导出随后的筒内压力、筒内温度、燃烧速度。这样，筒内变量取得部230导出与曲轴转角相应的筒内压力和筒内温度的推移(筒内压力经历、筒内温度经历)。
延迟推断部232基于延迟参数(第一参数)而推断自燃延迟。在延迟参数中，包括筒内压力、筒内温度、燃料气体的喷射量(混合气体浓度)以及燃料气体的组成。自燃延迟是从开始喷射燃料直到自燃的时间。
在发动机控制装置220中，预先存储有自燃延迟的响应曲面。自燃延迟的响应曲面使自燃延迟与包括筒内压力、筒内温度、燃料气体的组成、燃料气体的喷射量(混合气体浓度)的多个参数相关联。对于燃料气体的组成，如上所述，例如预先登记各成分的含有比率的组合的图案，基于所测定的燃料气体的组成而特别指定最接近的图案。
自燃延迟的响应曲面例如也可以是多个映射形式，也可以是函数模型。延迟推断部232通过自燃延迟的响应曲面和延迟参数而导出(推断)自燃延迟。如上所述，通过筒内变量取得部230导出与曲轴转角相应的筒内压力和筒内温度的推移。延迟推断部232对于多个时间点(曲轴转角)，使用该时间点下的筒内压力和筒内温度来导出自燃延迟。
自燃预测部234按时间序列依次累计延迟推断部232所导出的自燃延迟的倒数。自燃预测部234将该累计值成为1以上的时间点作为自燃时机而预测。这样的自燃延迟的倒数的累计所导致的自燃时机的预测计算被称为Livengood-Wu积分，以下述的算式1表示。
[数1]
Figure DEST_PATH_IMAGE001
……(算式1)
在算式1中，时间是变量t，自燃时机是变量te，自燃延迟是变量τ，筒内压力是变量P，筒内温度是变量T。通过进行积分，直到积分值成为1，从而导出(预测)自燃时机(变量te)。
完成预测部236预测供给至燃烧室108的燃料气体燃烧完的、燃料气体的燃烧完成时机。具体而言，完成预测部236基于燃料气体的燃烧速度和燃料气体的喷射量而预测燃烧完成时机。
完成预测部236基于燃料气体的喷射量和筒内压力而推断燃料气体和吸气的混合气体的燃烧室108内的分布(体积)。完成预测部236基于燃料气体的燃烧速度而推断燃烧部分遍及混合气体整体的时刻，将此作为燃料气体的燃烧完成时机。
另外，完成预测部236也可以基于筒内压力和燃料气体的喷射量而预测燃烧完成时机。
图4A是示出燃料气体的燃烧所导致的发热量的一个示例的图。图4B是示出燃料气体的燃烧所导致的发热量的累计值的一个示例的图。如图4A所示，如果燃料气体燃烧，则伴随着燃烧而发热。该发热量能够基于气缸102内部的气体的能量收支而推断。完成预测部236基于筒内压力或筒内温度而导出每小时的伴随着燃料气体的燃烧的发热量。
如图4B所示，完成预测部236累计每小时的伴随着燃料气体的燃烧的发热量(累计发热量)。完成预测部236将累计发热量超过阈值的时间点作为燃烧完成时机。在此，阈值被设定成所喷射的燃料气体全部燃烧而产生的发热量的总量的95%等。
这样，完成预测部236也可以基于筒内压力和燃料气体的喷射量而预测燃烧完成时机。
运转控制部238比较由自燃预测部234预测的自燃时机和由完成预测部236预测的燃烧完成时机。运转控制部238基于该比较结果而控制燃气发动机100。运转控制部238变更燃气发动机100的运转条件。
运转控制部238例如作为运转条件而变更上述的吸气温度、吸气压力、燃料气体的喷射量(混合气体浓度)、燃料喷射时机、压缩比。具体而言，运转控制部238也可以控制冷却器而变更吸气温度。运转控制部238也可以控制增压器(压缩机)而变更吸气压力。运转控制部238也可以变更燃料阀116a的开闭时机而变更燃料气体的喷射量或燃料喷射时机，或变更点火时机。另外，运转控制部238也可以通过可变阀机构而变更吸气阀110a、排气阀110b的开闭时机。
在自燃时机为燃烧完成时机以后的情况下，推断为爆震不发生。在自燃时机为燃烧完成时机之前的情况下，推断为爆震发生。
另外，如果自燃时机为燃烧完成时机以后，自燃时机与燃烧完成时机的时间差大，则推断为直至爆震发生而存在余量。相反，如果自燃时机与燃烧完成时机的时间差小，则推断为直至爆震发生而不存在余量。运转控制部238根据自燃时机与燃烧完成时机的时间差，在爆震不发生的范围内，将运转条件向燃气发动机100的效率提高的方向变更。
例如，自燃时机为燃烧完成时机之前，自燃时机与燃烧完成时机的时间差大。在此情况下，如果未使运转条件大大地(向爆震难以发生的方向)缓和，则推断为不能避免爆震。相反，自燃时机与燃烧完成时机的时间差小。在此情况下，即使未使运转条件以那样的程度(向爆震难以发生的方向)缓和，也推断为能够避免爆震。运转控制部238根据自燃时机与燃烧完成时机的时间差，抑制燃气发动机100的效率的下降幅度，同时将运转条件向爆震难以发生的方向变更。
图5是用于说明运转控制部238的处理的图。如果自燃时机为燃烧完成时机以后，则运转控制部238进行效率提高控制。如果自燃时机为燃烧完成时机之前，则运转控制部238进行爆震抑制控制。
这样，在发动机控制系统200中，直到爆震发生的运转条件为止的余量程度作为自燃时机与燃烧完成时机的时间差而被导出。根据该时间差来控制运转条件。因此，无论是否存在燃气发动机100的效率提高的余地，都避免未进行运转条件的变更这一事态。能够掌握直至爆震的程度，同时抑制爆震。
图6是示出发动机控制处理的流程的流程图。图6所示的处理隔开既定的间隔(时间间隔)而重复执行。
(步骤300)
筒内变量取得部230和延迟推断部232取得气体组成传感器210最后测定的(最新的)燃料气体的组成的测定结果。
(步骤302)
筒内变量取得部230基于筒内取得用参数(燃气发动机100的运转条件(吸气温度、吸气压力、燃料气体的喷射量(混合气体浓度)、燃料喷射时机、压缩比)以及燃料气体的组成)而导出筒内压力和筒内温度。
(步骤304)
延迟推断部232基于延迟参数(筒内压力、筒内温度、燃料气体的喷射量(混合气体浓度)以及燃料气体的组成)而推断自燃延迟。
(步骤306)
自燃预测部234按时间序列依次进行累计延迟推断部232所导出的自燃延迟的倒数，将累计值成为1以上的时间点作为自燃时机而预测。
(步骤308)
完成预测部236基于燃料气体的燃烧速度和筒内压力的一个、以及燃料气体的喷射量而预测燃烧完成时机。
(步骤310)
运转控制部238比较由自燃预测部234预测的自燃时机和由完成预测部236预测的燃烧完成时机。运转控制部238判定自燃时机是否比燃烧完成时机更早。在自燃时机比燃烧完成时机更早的情况下，使处理转移至步骤312，在自燃时机为燃烧完成时机以后的情况下，使处理转移至步骤314。
(步骤312)
运转控制部238实行爆震抑制控制，结束该发动机控制处理。
(步骤314)
运转控制部238实行效率提高控制，结束该发动机控制处理。
以上，参照附图同时对一个实施方式进行了说明，但本公开当然不限定于所涉及的实施方式。只要是本领域技术人员，就了解到，显然能在权利要求书所记载的范畴内想到各种变更例或修正例，关于它们，当然也属于技术范围。
例如，在上述的实施方式中，对燃气发动机100为四冲程发动机的情况进行了说明。但是，燃气发动机100也可以是二冲程发动机。例如，燃气发动机100也可以是单流扫气式二冲程发动机。
另外，在上述的实施方式中，对筒内变量取得部230通过计算而导出(取得)筒内压力和筒内温度的情况进行了说明。在此情况下，在一个循环中，能够在爆震发生之前预测爆震。但是，也可以在气缸102设置压力传感器和温度传感器。在此情况下，筒内变量取得部230作为筒内压力和筒内温度而取得分别从压力传感器和温度传感器取得的输出值。在该构成中，例如能够使用前一个循环的值来预测对象的循环中的爆震。另外，能够将实测的筒内压力成为峰值的时间点作为燃烧完成时机。
产业上的可利用性
本公开能够利用于根据燃料气体的组成而控制发动机的发动机控制系统。
符号说明
100：燃气发动机(发动机)
200：发动机控制系统
230：筒内变量取得部
232：延迟推断部
234：自燃预测部
236：完成预测部
238：运转控制部(控制部)。

Claims (7)

1.一种发动机控制系统，具备：
延迟推断部，其基于包括燃料气体的组成的第一参数而推断自燃延迟；
自燃预测部，其基于所述自燃延迟而预测自燃时机；
完成预测部，其预测所述燃料气体的燃烧完成时机；以及
控制部，其基于所述自燃时机与所述燃烧完成时机的比较结果而控制发动机，如果所述自燃时机为所述燃烧完成时机以后，则进行效率提高控制，如果所述自燃时机为所述燃烧完成时机之前，则进行爆震抑制控制。
2.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其特征在于，
所述延迟推断部对于从开始喷射燃料直到自燃的期间的多个时间点，推断所述自燃延迟，
所述自燃预测部将所述自燃延迟的倒数的累计值成为1以上的时间点预测为所述自燃时机。
3.根据权利要求2所述的发动机控制系统，其特征在于，
还具备作为所述第一参数而取得筒内压力、筒内温度的筒内变量取得部，
所述延迟推断部推断与所述多个时间点下的所述筒内压力、所述筒内温度相应的所述自燃延迟。
4.根据权利要求3所述的发动机控制系统，其特征在于，
所述筒内变量取得部基于包括所述燃料气体的组成的第二参数而推断所述筒内压力、所述筒内温度。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的发动机控制系统，其特征在于，
所述完成预测部基于所述燃料气体的燃烧速度和所述筒内压力的一个、以及所述燃料气体的喷射量而预测所述燃烧完成时机。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的发动机控制系统，其特征在于，
所述控制部变更吸气温度、吸气压力、所述燃料气体的喷射量、燃料喷射时机、压缩比的至少一个。
7.根据权利要求5所述的发动机控制系统，其特征在于，
所述控制部变更吸气温度、吸气压力、所述燃料气体的喷射量、燃料喷射时机、压缩比的至少一个。
CN201880058025.3A 2017-09-06 2018-09-05 发动机控制系统 Active CN111094731B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-171003 2017-09-06
JP2017171003 2017-09-06
PCT/JP2018/032830 WO2019049878A1 (ja) 2017-09-06 2018-09-05 エンジン制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111094731A CN111094731A (zh) 2020-05-01
CN111094731B true CN111094731B (zh) 2022-04-26

Family

ID=65635172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880058025.3A Active CN111094731B (zh) 2017-09-06 2018-09-05 发动机控制系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11085380B2 (zh)
EP (1) EP3680477A4 (zh)
JP (1) JP6870745B2 (zh)
KR (1) KR102257750B1 (zh)
CN (1) CN111094731B (zh)
WO (1) WO2019049878A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102439468B1 (ko) 2020-04-01 2022-09-02 엘지전자 주식회사 블레이드 보호 커버 및 이를 포함하는 잔디 깎기 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315099A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Nissan Motor Co Ltd エンジンのノック制御装置
CN1735744A (zh) * 2003-01-14 2006-02-15 洋马株式会社 控制预先混合压缩自燃式内燃机的方法
JP2008151024A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Mazda Motor Corp エンジンの始動装置
JP2010281300A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Denso Corp 内燃機関の制御装置
DE102015210745A1 (de) * 2014-06-16 2015-12-17 Suzuki Motor Corporation System und verfahren zur vorhersage des zeitpunktes der verbrennung in einem motor mit homogener kompressionszündung
CN106996343A (zh) * 2016-01-25 2017-08-01 丰田自动车株式会社 内燃机

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS602235B2 (ja) 1980-06-03 1985-01-19 本田技研工業株式会社 自動二輪車のパワ−ユニツト懸架装置
US5036669A (en) * 1989-12-26 1991-08-06 Caterpillar Inc. Apparatus and method for controlling the air/fuel ratio of an internal combustion engine
JPH08121201A (ja) 1994-10-27 1996-05-14 Tokyo Gas Co Ltd ガスエンジンのノッキング制御方法及び装置
JP3331107B2 (ja) * 1996-01-08 2002-10-07 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関の点火時期制御装置
JP3998744B2 (ja) 1996-11-20 2007-10-31 富士重工業株式会社 圧縮天然ガスエンジンの燃料噴射制御装置及び点火時期制御装置
JP3873580B2 (ja) * 2000-06-15 2007-01-24 日産自動車株式会社 圧縮自己着火式内燃機関
EP1375890A4 (en) * 2001-03-30 2011-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd EXHAUST DIAGNOSIS / REGULATING DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR EXHAUST DIAGNOSIS / CONTROL
ATE472050T1 (de) * 2001-08-17 2010-07-15 Tiax Llc Verfahren zur regelung einer verbrennungskraftmaschine mit kompressionszündung und kraftstoff-luftvormischung
JP3969061B2 (ja) * 2001-11-09 2007-08-29 日産自動車株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
JP2003239836A (ja) 2002-02-15 2003-08-27 Osaka Gas Co Ltd エンジン及びその運転制御装置
JP2004028048A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Honda Motor Co Ltd 予混合圧縮着火内燃機関の制御方法
US6994077B2 (en) * 2002-09-09 2006-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engine
US6786200B2 (en) * 2002-11-15 2004-09-07 Woodware Governor Company Method and apparatus for controlling combustion quality in lean burn reciprocating engines
JP2004263662A (ja) * 2003-03-04 2004-09-24 Osaka Gas Co Ltd 予混合圧縮着火エンジン
JP4036138B2 (ja) * 2003-05-02 2008-01-23 日産自動車株式会社 火花点火式内燃機関の燃焼制御装置
JP4119796B2 (ja) * 2003-06-20 2008-07-16 三菱重工業株式会社 内燃機関の燃焼診断、燃焼制御方法及びその装置
JP4256767B2 (ja) 2003-12-22 2009-04-22 三菱重工業株式会社 ガスエンジンにおける燃焼制御方法及びその装置
EP1571331B1 (en) * 2004-02-20 2010-06-16 Nissan Motor Co., Ltd. Ignition timing control system for an internal combustion engine
JP4075818B2 (ja) * 2004-02-20 2008-04-16 日産自動車株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
EP1571333B1 (en) * 2004-02-20 2006-07-26 Nissan Motor Co., Ltd. Ignition timing control for internal combustion engine
EP1602814A3 (en) * 2004-06-04 2012-05-23 Nissan Motor Co., Ltd. Engine control device and control method
JP2006002637A (ja) 2004-06-16 2006-01-05 Denso Corp 圧縮自着火式内燃機関の制御装置
SE527774C2 (sv) * 2004-10-20 2006-06-07 Scania Cv Ab Arrangemang och förfarande för att styra en förbränningsmotor
US7184877B1 (en) * 2005-09-29 2007-02-27 International Engine Intellectual Property Company, Llc Model-based controller for auto-ignition optimization in a diesel engine
JP2008075633A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃焼制御装置
JP2008101591A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の着火時期制御装置
JP4882787B2 (ja) * 2007-02-19 2012-02-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4784868B2 (ja) * 2007-03-02 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4404101B2 (ja) 2007-03-12 2010-01-27 日産自動車株式会社 内燃機関の燃料性状判定装置
JP4793382B2 (ja) * 2007-12-07 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP4793381B2 (ja) * 2007-12-07 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
DE102008004361A1 (de) * 2008-01-15 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Regelung eines Verbrennungsmotors, Computerprogramm und Steuergerät
JP5287103B2 (ja) * 2008-09-30 2013-09-11 マツダ株式会社 火花点火式エンジンの異常燃焼予測方法ならびにエンジンの制御装置および制御方法
JP4772846B2 (ja) * 2008-10-01 2011-09-14 川崎重工業株式会社 ガスエンジンのノッキング制御装置
US8191532B2 (en) * 2009-03-27 2012-06-05 GM Global Technology Operations LLC Method and system for detecting and reducing engine auto-ignition
JP5439110B2 (ja) * 2009-10-06 2014-03-12 コスモ石油株式会社 圧縮自己着火内燃機関の燃焼時期予測方法、該圧縮自己着火内燃機関の制御方法及び圧縮自己着火内燃機関システム
JP2012002088A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Nippon Soken Inc 内燃機関の制御装置
EP2626540A1 (en) * 2010-10-06 2013-08-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for estimating ignition delay period of internal combustion engine and apparatus for controlling ignition period
EP2706213B1 (en) * 2011-05-02 2017-11-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Spark ignition internal combustion engine
US20130080030A1 (en) * 2011-09-25 2013-03-28 John N. Chi System and method for determining engine cylinder peak operating parameters
JP5817842B2 (ja) * 2011-11-22 2015-11-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
EP2871355B1 (en) * 2012-07-09 2022-04-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine ignition period control device
DE102012020137B4 (de) * 2012-10-15 2019-04-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Hubkolben-Verbrennungsmotors
JP5874686B2 (ja) * 2013-05-31 2016-03-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US10288031B2 (en) * 2013-11-14 2019-05-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller for internal combustion engine
JP6056743B2 (ja) * 2013-12-10 2017-01-11 株式会社デンソー 圧縮自着火式内燃機関の制御装置
EP2930336A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-14 Repsol, S.A. LPG direct injection engine
AT515769A3 (de) * 2014-05-09 2018-01-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verbrennungsmotor und Verfahren zum Betrieb desselben
EP2966284A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-13 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Method for controlling an internal combustion engine
EP2998547B1 (en) * 2014-09-19 2020-08-05 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Controlling an internal combustion engine operated on gaseous fuel
US9903287B2 (en) * 2015-02-17 2018-02-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
JP6295978B2 (ja) * 2015-02-17 2018-03-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102015207252A1 (de) * 2015-04-21 2016-10-27 Avl List Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur modellbasierten Optimierung einer technischen Einrichtung
JP6213525B2 (ja) * 2015-06-18 2017-10-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2017020382A (ja) * 2015-07-08 2017-01-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2017025777A (ja) * 2015-07-22 2017-02-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6350432B2 (ja) * 2015-07-28 2018-07-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6213532B2 (ja) * 2015-08-04 2017-10-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6365515B2 (ja) * 2015-11-23 2018-08-01 株式会社デンソー センサ故障診断装置
JP6130900B1 (ja) * 2015-12-28 2017-05-17 川崎重工業株式会社 ガスエンジンシステム
JP6670498B2 (ja) 2016-03-22 2020-03-25 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車体の側部構造
JP6414130B2 (ja) * 2016-04-27 2018-10-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6313814B2 (ja) * 2016-06-21 2018-04-18 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP6359594B2 (ja) * 2016-06-21 2018-07-18 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP6168231B2 (ja) 2016-12-16 2017-07-26 スズキ株式会社 予混合圧縮自着火式内燃機関の制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1735744A (zh) * 2003-01-14 2006-02-15 洋马株式会社 控制预先混合压缩自燃式内燃机的方法
JP2005315099A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Nissan Motor Co Ltd エンジンのノック制御装置
JP2008151024A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Mazda Motor Corp エンジンの始動装置
JP2010281300A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Denso Corp 内燃機関の制御装置
DE102015210745A1 (de) * 2014-06-16 2015-12-17 Suzuki Motor Corporation System und verfahren zur vorhersage des zeitpunktes der verbrennung in einem motor mit homogener kompressionszündung
JP2016003589A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 スズキ株式会社 予混合圧縮自着火式内燃機関の燃焼時期推定装置および燃焼時期推定方法
CN106996343A (zh) * 2016-01-25 2017-08-01 丰田自动车株式会社 内燃机

Also Published As

Publication number Publication date
EP3680477A1 (en) 2020-07-15
EP3680477A4 (en) 2021-06-23
KR102257750B1 (ko) 2021-05-27
US20200200104A1 (en) 2020-06-25
CN111094731A (zh) 2020-05-01
JP6870745B2 (ja) 2021-05-12
KR20200039799A (ko) 2020-04-16
JPWO2019049878A1 (ja) 2020-10-01
US11085380B2 (en) 2021-08-10
WO2019049878A1 (ja) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9151241B2 (en) Reactivity controlled compression ignition engine operating on a Miller cycle with low pressure loop exhaust gas recirculation system and method
US7400966B2 (en) Method for auto-ignition operation and computer readable storage device for use with an internal combustion engine
US7628145B2 (en) Control method of compression self ignition internal combustion engine
US9382856B2 (en) System for fuel injection control in an internal combustion engine
US10907559B2 (en) Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine
Duarte et al. Auto-ignition control in turbocharged internal combustion engines operating with gaseous fuels
US10221793B2 (en) Controller for internal combustion engine
US20190293012A1 (en) Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine
JP2022107648A (ja) 二元燃料大型ディーゼルエンジンの動作方法および二元燃料大型ディーゼルエンジン
CN111094731B (zh) 发动机控制系统
EP4050199A1 (en) Internal combustion engine control device
EP1435442B1 (en) Internal combustion engine, method for auto-ignition operation and computer readable storage device
JP5530338B2 (ja) 内燃機関システム
CN111712622B (zh) 操作活塞发动机的方法和活塞发动机
EP4144974A1 (en) A method for operating a large engine and a large engine
US8251041B2 (en) Accelerated compression ignition engine for HCCI
CN112031941A (zh) 运行大型发动机的方法和大型发动机
Chen et al. Intelligent coolant control–a potential technology to improve controlled auto ignition combustion
Michael et al. Identification of Suitable Ignition Conditions for Stable Switch from SI to HCCI of a Blowdown Supercharged Engine-Towards One-step SI-HCCI Combustion Mode Transition
Postrzednik et al. Analysis of the ignition control in the HCCI system using dose of monoatomic inert gas

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant