JP2016084812A - 二元燃料エンジンの制御方法 - Google Patents

二元燃料エンジンの制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2016084812A
JP2016084812A JP2015206184A JP2015206184A JP2016084812A JP 2016084812 A JP2016084812 A JP 2016084812A JP 2015206184 A JP2015206184 A JP 2015206184A JP 2015206184 A JP2015206184 A JP 2015206184A JP 2016084812 A JP2016084812 A JP 2016084812A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
amount
combustion chamber
knock
engine
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.)
Granted
Application number
JP2015206184A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6684492B2 (ja
Inventor
イムホフ ディノ
Imhof Dino
イムホフ ディノ
ショームベルガー ヘルベルト
Schaumberger Herbert
ショームベルガー ヘルベルト
ジェームス レンケ マーク
James Lemke Mark
ジェームス レンケ マーク
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.)
Innio Jenbacher GmbH and Co OG
Original Assignee
GE Jenbacher GmbH and Co OHG
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 GE Jenbacher GmbH and Co OHG filed Critical GE Jenbacher GmbH and Co OHG
Publication of JP2016084812A publication Critical patent/JP2016084812A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6684492B2 publication Critical patent/JP6684492B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/10—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous
    • 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
    • F02D19/06—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/061—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • 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
    • F02D19/06—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • 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
    • F02D19/06—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
    • 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
    • F02D19/06—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/10—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous
    • F02D19/105—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 pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous operating in a special mode, e.g. in a liquid fuel only mode for starting
    • 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
    • F02D35/027—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • 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
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • F02D41/3041—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode with means for triggering compression ignition, e.g. spark plug
    • F02D41/3047—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode with means for triggering compression ignition, e.g. spark plug said means being a secondary injection of fuel
    • 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
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • 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)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (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

【課題】ノックの発生に反応する二元燃料エンジンを提供する。
【解決手段】本発明の方法は、第一の気体状の燃料、および第二の自己着火の特に液体状の燃料の形態の動力が、エンジンの少なくとも一つの燃料室（４）に供給され、燃焼室（４）の代表的ノック信号が検出される二元燃料エンジン（１）を制御する方法であって、少なくとも第一の強度のノックを示すノック信号の発生時に、エンジン（１）の燃焼室（４）に供給される前記第一の燃料の量を増加させ、第一の燃料の量の増加に伴う増加した動力の燃焼室（４）への導入を、対応する第二の燃料の動力の寄与の削減により補償する。さらに、第一の強度よりも大きい、少なくとも第二の強度のノックを示すノック信号の発生時、少なくとも一つの燃焼室（４）に供給される前記第一の燃料の量を削減することを特徴とする方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分の特徴を有する二元燃料エンジン（デュアルフューエルエンジン、二系統燃料のエンジン）の制御方法、および、請求項１０の前提部分の特徴を有する二元燃料エンジンに関する。
一般的な種類として示されるエンジンは、純粋なディーゼル油または重油モード、または、いわゆる二元燃料モードで運転されてもよく、この二元燃料モードでは、普及している種類の燃料はガスであり、ディーゼル油または重油は点火を補助するためだけに使用される。この種類の内燃エンジンは、米国特許第８，６７１，９１１号で見ることができる。
この公報はノックセンサの配置構造を提供し、この配置構造によってノックの発生が検出できる。制御ユニットは、検出信号に依存して、内燃エンジンの燃焼室への気体燃料および液体燃料の量を制御できる。
これまでの最新技術の欠点は、ノック検出に対する反応として、点火遅延が必ずしも発生するわけではない点にある。この制御戦略は、ノックは様々な理由から発生する可能性があるという事実を考慮していないため、常に目的にかなうわけではない。したがって、多くの場合、米国特許第８，６７１，９１１号に記述されているように、追加的な対策（導入されるガス量を減らすこと）を取ることが必要であろう。
米国特許第８，６７１，９１１号
本発明の目的は、一般的な種類の二元燃焼エンジンを制御する方法を提供することと、より差別化された方法で、ノックの発生に反応する二元燃料エンジンを提供することである。
この目的は、請求項１の特徴を有する方法と、請求項１０の特徴を有する二元燃料エンジンによって達成される。
これまでの最新技術の状況とは異なり、エンジンの燃焼室に供給される第１の気体燃料の量はノックが発生するとすぐに減じられることはない。それどころか、本発明では、（二元燃料エンジンの動作サイクルに関連して）第１の気体燃料の量を（場合によっては、より高い閾値を超えるか、またはノックが消滅するまで）最初に、増加させる。本開示に関して、第１の燃料の気体凝集状態（ｇａｓｅｏｕｓ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｓｔａｔｅ）は、燃焼時、最初に発生しなければならないことに留意すべきである。
動作サイクルの間、燃焼室の総出力出力を一定に保つために、第２の燃料によって生じた動力の寄与（ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）は、例えば、導入される第２の燃料の量の削減、および／または第２の燃料を導入する時点の遅延、および／または第２の燃料の噴射特性の変更、の実施によって、相応に削減される。導入される第２の燃料の量は、準備的な量（口火の量、ｐｉｌｏｔ ａｍｏｕｎｔ）で、導入されるエネルギー量に関して、パイロット量は燃料の形式で導入されるエネルギー総量の５％以下である。
言い換えると、少なくとも１つの燃焼室での燃焼は、許容限界でのノック量を保つために抑制される。従って、動作点におけるエンジンは、可能な最大比率の第１の燃料で動作することが許容される。これは一方で経済的な配慮の点で望ましく、他方、排出技術の利点でもある。
有利な実施形態は、従属する請求項で定義される。
ノック信号の強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、ノック事象の頻度、およびノック事象の激しさ（ｓｔｒｅｎｇｔｈ）から決定される。高強度のノックは、例えば、高い頻度のライトノックおよび低い頻度のヘビーノックと同様に発生する可能性がある。
噴射特性という用語は、時間に依存した、噴射された燃料の質量流量の分布図（ｐｒｏｆｉｌｅ、分析結果、特徴）の輪郭形状を表すために使用される。分布図の下側の領域は、噴射された燃料の総量に対応しており、たとえば分布図の輪郭形状の変更といった事項によって必ずしも変更する必要はない。噴射特性の変更は、第２の燃料の量の大部分の噴射を後に行うようなものであってもよい。「後に、後で（ｌａｔｅｒ）」という用語は、噴射事象の中の、後の時点を意味するために使用される。噴射特性のばらつきは、当業者に知られている。
噴射特性は、場合によっては、質量流量の分布図の輪郭を変化させることなく、噴射開始が後に起こるように、さらに変更されてもよい。言い換えると、噴射事象全体が後に行われる。
第１の燃料は、少なくとも１つの燃焼室に導入される前に、空気と混合されることがとりわけ好ましい。代替的には、第１の燃料と空気の混合は、実際の燃焼の前に、少なくとも１つの燃焼室で行われてもよい。
少なくとも１つの燃焼室の前に、第１の燃料と空気の予混合が行われる場合、少なくとも１つの燃焼室に供給される第１の燃料の量は、例えば、圧力（チャージ圧力）の変化を発生させることなく、空気および第１の燃料の混合物の温度を低下させるような方法によって、増加させることができる。当然、供給される第１の燃料の量の増加は、圧力（チャージ圧力）の増加によって行うこともまたできる。
さらに、（少なくとも１つの燃焼室の前で）第１の燃料が空気と混合され、第１の燃料の量を増加させるために、第１の燃料と空気の比率を増加させてもよい。この手段は、（ポート噴射バルブを用いた）ポート噴射エンジンの場合、および（ガス計量装置を用いた）混合給気エンジンの両方で実行できる。
第１の気体燃料は、例えばメタン主体（ｍｅｔｈａｎｅ−ｄｏｍｉｎａｔｅｄ）の燃料（例えば天然ガス）、バイオガス、プロパンガス（ＬＰＧ）、気化した液化天然ガス（ＬＮＧ）、気化した液化ガス、または気化したガソリンなどであってもよい。第２の燃料は、例えばディーゼル、植物油、または重油であってもよい。
本発明では、それ自体が、複数回噴射（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）を含むディーゼルまたは重油の導入で知られるこれまでの最新技術の概念が、噴射特性の制御に使用されてもよい。この場合、第２の燃料は複数の間隔で噴射される。好ましくは、ノック信号が発生した場合にこの概念が採用され、ノック信号は、第１の強度および第２の強度の間の強度のノックを示す。
上記のとおり、本発明に従って、燃焼室の全体の動力は、二元燃料エンジンの動作サイクル中、一定に保たれなければならない。それゆえ、第２の燃料によって生じた動力の寄与は、二元燃料エンジンの動作サイクルを通して、適切に削減され、統合される。ただし、全ての動力の寄与が十分に低いことが保証される限りは、例えば、相応に低効率の燃焼で、残りの噴射量を適切に後で導入することで、より多くの第２の燃料がより早いクランクシャフト角で噴射されてもよい。
本発明のさらなる詳細は、以下の図面を参照して、例示の目的で論じられる。
図１は概略的なフロー図で、第１の実施形態の方法を示している。 図２は概略的フロー図で、更なる実施形態の方法を示している。 図３は置換率に関連するラムダについてのグラフを示している。 図４は二元燃焼エンジンの概略図である。
図１は概略的なフロー図の形式で、第１の実施形態の方法を示している。ノックが発生する場合の２つの分岐の間の違いが描かれている。左側の分岐では、ノック強度は第１の閾値よりも明らかに大きいが（つまり、第１の強度よりも大きいノックを示しているノック信号が検出される）、第２の閾値よりも小さい（つまり、第２の強度よりも小さいノックを示しているノック信号が検出される）。その結果、燃焼室に供給される第１の燃料の量が増やされる。続いて、第１の燃料の量の増加によって引き起こされる動力の供給増加は、第２の燃料の動力の寄与の削減により相殺される。
第２の燃料の動力の寄与を削減するために発生する可能な調整（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）は、例えば（個別に、または組み合わせにより）、第２の燃料の量の削減、第２の燃料の噴射時間の遅延、第２の燃料の噴射率の変化、および第２の燃料の複数回の噴射などである。さらに、シリンダ充填（ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｃｈａｒｇｅ）の温度の低下、またはチャージ圧力の増加などの、第２の燃料の動力の寄与に間接的に影響を与えるために可能な方法もまた存在する。
ノック強度が第２の閾値を超える場合、少なくとも１つの燃焼室に供給される第１の燃料の量の削減により影響を打ち消される（ｃｏｕｎｔｅｒａｃｔ）。このことは、図１の右方向の分岐に示されている。続いて、両方の分岐は、ノック検出ユニットへ再度戻る。ノックが検出されない場合、エンジンの管理は、これまでの最新技術に対応する通常の動力制御器によって支配されるため、ここに殊更に詳述される必要はない。本実施形態によれば、それゆえ動力制御器は、ノック制御回路と並列に配置される。ノック制御回路は、ノックが検出された場合のみ、動作を始める。
代替的な実施形態が、図２に示されている。本実施形態では、動力制御回路がノック制御回路に直列に接続されている。これは、図１を参照して記載される制御の調整の実行後、ノックが発生する場合に、このループが動力制御器へ直接導くことを意味する。よって、ノック検出は、動力制御器の一部としてみなされる。動力制御器は、ノックが検出された場合のみ、動作状態となる。ノック信号が発生しない場合、図１の「開始」点と同様の制御が実行される。
図１および図２において、動力制御回路はこれまでの最新技術に準じて設計される。（例えば発電セットの）定置二元燃料エンジンの場合、例えば、トルクや回転速度のような形式で、動力のプリセット（ｐｏｗｅｒ ｐｒｅｓｅｔｔｉｎｇ）を実行することができる。自動車の二元燃料エンジンの場合、動力プリセットは例えば速度要求の形式で行われる。
図３は、第２の燃料の割合に依存した、空燃比ラムダを図示したグラフで、動力の寄与に対する百分率で表されている。グラフの原点で、第２の燃料は「ゼロ」である。異なるチャージ圧力用にセットとなった曲線が２組示されている。実線および点線で構成される下方の曲線の組はより低いチャージ圧力の場合を、上方の曲線の組はより高いチャージ圧力の場合を表す。
実線は、全体のラムダ（ｇｌｏｂａｌ ｌａｍｂｄａ）、つまり、両方の燃料に関する空気の比率を表す。第１の燃料に関するラムダは点線で示される。より大きなラムダは希薄な混合気を表す。第２の燃料の動力の寄与における変更があったとしても、全体のラムダ、すなわち全体の混合気組成は、燃焼空気に対する理論混合比（ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ ｒａｔｉｏ、ストイキ比）に関する限り一定を保つ。これは、第２の燃料の割合を増加させると共に、（点線で示される）第１の燃料のラムダを増加させることで実現される。実際のところ、ラムダの増加は、より高い割合での希釈、すなわち、混合気の希薄化（ｗｅａｋｅｎｉｎｇ）を示す。このグラフは、第２の燃料の割合が変化したとしても、どのようにして全体の空燃比を一定に保つことが可能かを明確に図示している。
図４は、本発明に準じた二元燃料エンジン１の燃焼室を概略的に示している。燃焼室は吸気側および排気側を有する。給気マニホールド２（インテークマニホールド２）を経由して、燃料のＱ１ｓｔｆｕｅｌ量が単位時間内に燃焼室４に供給される。これはすなわち、第１の燃料（１ｓｔ ｆｕｅｌ）の「Ｑ点」、
である。化学エネルギーとしての動力である、単位で表されたものが、単位時間内に導入される。空気の質量流量（時間当たりの質量）もまた、燃焼室に導入され、図中では、これは、
で識別される。燃料のそれぞれの動力の寄与は、本出願に関連して極めて重要であるため、燃料の動力の寄与のために、典型的には容量分析または重量測定法で計測された最終的な供給燃料の量だけでは適正でないことをここで強調すべきである。それ自体が公知の方法により、燃焼室の燃料供給量の動力展開（ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）は変化してもよい。ひとつの例は点火時間の変更である。噴射特性の変更などの別の方法は、明細書で論じられている。このように、供給量は、対応する動力の寄与と等しくされているわけではなく、むしろ動力展開を変更するために可能性がある実施される方法も、同様に考慮される。
第１の燃料と空気の、給気マニホールド２への供給は、黒色の矢印で明確に示されている。図はさらに、噴射ユニット５を示しており、それを経由して第２の燃料（２ｎｄ ｆｕｅｌ）は燃焼室に導入されることが可能である。単位時間当たりの第２の燃料の量は、
として図で特定されている。さらに、第２の燃料の供給は黒い矢印で示されている。また、図はノックセンサ６を示し、これにより少なくとも１つの燃焼室４の代表的なノック信号（ｎｏｃｋ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ）が二元燃料エンジン１の開ループまたは閉ループ制御装置７に供給されることが可能である。
１ 二元燃料エンジン
２ 給気マニホールド
３ 排気マニホールド
４ 燃焼室
５ 噴射ユニット
６ ノックセンサ
７ 開ループまたは閉ループ制御装置
λ 空燃比 ラムダ

Claims (10)

  1. 気体状の第一の燃料及び自己着火の特に液体状の第二の燃料の動力が、エンジンの少なくとも一つの燃料室（４）に供給されることを特徴とし、且つ前記少なくとも一つの燃焼室（４）の代表的なノック信号が検出されることを特徴とする二元燃料エンジン（１）を制御する方法であって、
    − 少なくとも第一の強度のノックを示すノック信号の発生時に、前記エンジン（１）の前記少なくとも一つの燃焼室（４）に供給される前記第一の燃料の量を増加させ、前記第一の燃料の量の増加に伴う増加した動力の前記燃焼室（４）への導入を、対応する前記第二の燃料の動力の寄与の削減により補償し、
    および、
    − 前記第一の強度よりも大きい、少なくとも第二の強度のノックを示すノック信号の発生時に、前記少なくとも一つの燃焼室（４）に供給される前記第一の燃料の量が削減されることを特徴とする方法。
  2. 前記第二の燃料の前記動力の寄与の削減は、導入される前記第二の燃料の量の削減、および／または前記第二の燃料を導入する時点の遅延、および／または前記第二の燃料の噴射特性の変更によって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記第一の燃料は空気と混合され、前記第一の燃料の量を増加させるために、前記空気と前記第一の燃料との混合気の温度を低下させることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記第一の燃料の量を増加させるために、前記第一の燃料のチャージ圧力を増加させることを特徴とする請求項１から３の少なくとも１項に記載の方法。
  5. 前記第一の燃料は空気と混合され、前記第一の燃料の量を増加させるために、第一の燃料と空気の比率を増加させることを特徴とする請求項１から４のすくなくとも１項に記載の方法。
  6. 前記第一の燃料の量の増加の程度は、前記ノック信号の強度の大きさに依存しており、好ましくは前記ノック信号の強度に比例して増やされることを特徴とする請求項１から５の少なくとも１項に記載の方法。
  7. 前記噴射特性は、前記第二の燃料の噴射量の大部分を、後に噴射するように変更することを特徴とする請求項２から６の少なくとも１項に記載の方法。
  8. 前記噴射特性は、場合によっては分布図の輪郭を変更させることなく、噴射開始が後にに起こるように変更することを請求項２から７の少なくとも１項に記載の方法。
  9. 前記第二の燃料は複数の間隔で噴射されることを特徴とする請求項１から８の少なくとも１項に記載の方法。
  10. 動力が、気体状の第一の燃料及び自己着火の特に液体状の第二の燃料で供給される少なくとも一つの燃焼室を有する二元燃料エンジン（１）であって、ノックセンサ（６）が提供されており、当該ノックセンサ（６）によって前記少なくとも一つの燃焼室（４）の代表的なノック信号が、前記エンジンの開ループ制御または閉ループ制御の制御装置（７）に供給されることを特徴とし、
    前記開ループ制御または閉ループ制御の制御装置（７）が、
    − 少なくとも第一の強度のノックを示すノック信号の発生時に、前記エンジン（１）の前記少なくとも一つの燃焼室（４）に供給される第一の燃料の量を増加させ、前記第一の燃料の量の増加に伴う増加した動力の前記燃焼室（４）への導入を、対応する前記第二の燃料の動力の寄与の削減により補償し、
    − 前記第一の強度よりも大きい、少なくとも第二の強度のノックを示すノック信号の発生時に、前記少なくとも一つの燃焼室（４）に供給される前記第一の燃料の量を削減するように構成されていることを特徴とする二元燃料エンジン。
JP2015206184A 2014-10-28 2015-10-20 二元燃料エンジンおよび制御方法 Expired - Fee Related JP6684492B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA789/2014A AT516426B1 (de) 2014-10-28 2014-10-28 Verfahren zur Regelung eines Dual-Fuel-Motors
ATA789/2014 2014-10-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016084812A true JP2016084812A (ja) 2016-05-19
JP6684492B2 JP6684492B2 (ja) 2020-04-22

Family

ID=54266346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015206184A Expired - Fee Related JP6684492B2 (ja) 2014-10-28 2015-10-20 二元燃料エンジンおよび制御方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10018129B2 (ja)
EP (1) EP3015687B1 (ja)
JP (1) JP6684492B2 (ja)
KR (1) KR101818687B1 (ja)
CN (1) CN105545500A (ja)
AT (1) AT516426B1 (ja)
BR (1) BR102015025571A2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022107648A (ja) * 2016-07-05 2022-07-22 ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル アーゲー 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
WO2023189299A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 川崎重工業株式会社 内燃機関

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11952935B2 (en) * 2011-12-16 2024-04-09 Transportation Ip Holdings, Llc Systems and method for controlling auto-ignition
US11092094B2 (en) 2018-05-11 2021-08-17 Transportation Ip Holdings, Llc Methods and systems for engine control
DK2998547T3 (da) * 2014-09-19 2020-10-26 Caterpillar Motoren Gmbh & Co Styring af en intern forbrændingsmotor, der drives på gasformigt brændstof
US10227934B2 (en) * 2015-09-29 2019-03-12 Cummins Inc. Dual-fuel engine combustion mode transition controls
KR101807042B1 (ko) 2016-05-24 2018-01-10 현대자동차 주식회사 가솔린-디젤 혼합 연소 엔진의 제어 장치 및 방법
US9945308B2 (en) * 2016-09-13 2018-04-17 Caterpillar Inc. Automatic calibration system and method for a dual fuel internal combustion engine
DE102016224833B4 (de) * 2016-12-13 2023-07-27 Rolls-Royce Solutions GmbH Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
US10927776B2 (en) 2019-05-13 2021-02-23 Caterpillar Inc. Transient controller and method for dual fuel engine
EP3872330A1 (de) * 2020-02-25 2021-09-01 Winterthur Gas & Diesel AG Verfahren zum betreiben eines grossdieselmotors, sowie grossdieselmotor
US11982246B2 (en) * 2020-11-23 2024-05-14 Transportation Ip Holdings, Llc Methods and systems for engine
CN116357490B (zh) * 2023-05-26 2023-09-15 潍柴动力股份有限公司 爆震抑制方法及相关装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0968061A (ja) * 1995-08-30 1997-03-11 Nippon Soken Inc 燃料供給方法及び燃料供給装置
JP2007529676A (ja) * 2004-03-15 2007-10-25 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア 適応型負荷バランスシステム
JP2011140882A (ja) * 2010-01-05 2011-07-21 Toyota Motor Corp 圧縮着火式多種燃料エンジン
JP2012057470A (ja) * 2010-09-03 2012-03-22 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2012159048A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の燃焼診断装置及び内燃機関の制御装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6675748B2 (en) * 2000-02-11 2004-01-13 Westport Research Inc. Method and apparatus for fuel injection into an internal combustion engine
WO2001086127A2 (en) * 2000-05-08 2001-11-15 Cummins, Inc. Internal combustion engine operable in pcci mode with post-ignition injection and method of operation
US6598584B2 (en) * 2001-02-23 2003-07-29 Clean Air Partners, Inc. Gas-fueled, compression ignition engine with maximized pilot ignition intensity
US6550430B2 (en) * 2001-02-27 2003-04-22 Clint D. J. Gray Method of operating a dual fuel internal
US6863034B2 (en) * 2003-01-17 2005-03-08 Robert D. Kern Method of controlling a bi-fuel generator set
US7533634B2 (en) * 2004-03-10 2009-05-19 Tgi, Inc. Process for use with dual-fuel systems
US6947830B1 (en) * 2004-08-31 2005-09-20 Walt Froloff Adaptive variable fuel internal combustion engine
JP5035088B2 (ja) 2007-08-06 2012-09-26 日産自動車株式会社 エンジン
US7546834B1 (en) * 2008-04-29 2009-06-16 Ford Global Technologies, Llc Selectably fueling with natural gas or direct injection ethanol
JP4684327B2 (ja) 2008-10-02 2011-05-18 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
GB2479567A (en) * 2010-04-15 2011-10-19 T Baden Hardstaff Ltd Engine system having first and second fuel type modes
CA2816214A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Afv Alternative Fuel Vehicle Dual fuel engine system
CN104066960B (zh) * 2011-11-22 2018-05-11 西港能源有限公司 一种给柔性燃料内燃机添加燃料的设备及方法
DE102011089292A1 (de) 2011-12-20 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine
FI123477B (en) 2012-03-15 2013-05-31 Waertsilae Finland Oy Method and device for knock control
US20130311066A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Leonardo da Mata Guimaraes Method and system for engine control
US9334813B2 (en) * 2013-01-31 2016-05-10 Electro-Motive Diesel, Inc. Control system for a dual-fuel engine
US9371789B2 (en) * 2013-06-20 2016-06-21 Cummins Inc. System and method for a self-adjusting dual fuel gas control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0968061A (ja) * 1995-08-30 1997-03-11 Nippon Soken Inc 燃料供給方法及び燃料供給装置
JP2007529676A (ja) * 2004-03-15 2007-10-25 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア 適応型負荷バランスシステム
JP2011140882A (ja) * 2010-01-05 2011-07-21 Toyota Motor Corp 圧縮着火式多種燃料エンジン
JP2012057470A (ja) * 2010-09-03 2012-03-22 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2012159048A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の燃焼診断装置及び内燃機関の制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022107648A (ja) * 2016-07-05 2022-07-22 ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル アーゲー 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
WO2023189299A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 川崎重工業株式会社 内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
BR102015025571A2 (pt) 2016-07-19
JP6684492B2 (ja) 2020-04-22
EP3015687B1 (de) 2020-12-30
KR101818687B1 (ko) 2018-01-16
US20160115882A1 (en) 2016-04-28
AT516426B1 (de) 2019-08-15
KR20160049990A (ko) 2016-05-10
US10018129B2 (en) 2018-07-10
EP3015687A1 (de) 2016-05-04
CN105545500A (zh) 2016-05-04
AT516426A1 (de) 2016-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6684492B2 (ja) 二元燃料エンジンおよび制御方法
US8534237B2 (en) Control system of internal combustion engine
US9822727B2 (en) Method and systems for adjusting engine cylinder operation based on a knock sensor output
US10774773B2 (en) Autonomous operation of electronically controlled internal combustion engines on a variety of fuels and/or other variabilities using ion current and/or other combustion sensors
US9909514B2 (en) Direct injection of diluents or secondary fuels in gaseous fuel engines
US10358971B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP5729467B2 (ja) 内燃機関の制御装置及び方法
JP6669124B2 (ja) 内燃機関
RU151310U1 (ru) Система для управления двигателем
US10180110B2 (en) Method for operating an internal combustion engine based on a characteristic value determined from a lamda value, and internal combustion engine
CN109983213B (zh) 在气体模式下操作活塞发动机的方法和活塞发动机
US9334812B2 (en) Fuel supply control system for multi-fuel internal combustion engine
CN105697174B (zh) 用于增加燃料变化容忍度的系统和方法
JP5783036B2 (ja) 内燃機関
JP2007285195A (ja) 内燃機関の着火時期制御システム
WO2011000043A1 (en) Fuel injector gain compensation for sub-sonic flow
US9534555B2 (en) Control device and method for internal combustion engine
JP4968206B2 (ja) 内燃機関及び内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2006052686A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010084616A (ja) 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
JP2008050954A (ja) ガス燃料内燃機関
JP6485129B2 (ja) 天然ガスエンジン及びその運転方法
JP6148601B2 (ja) 副室式ガスエンジン
JP2012215160A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2016166566A (ja) 天然ガスエンジン及びその運転方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161004

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20161205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161220

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170606

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170831

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180611

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190509

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20200106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20200106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200323

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6684492

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees