JPH08121201A - Knocking control method and device for gas engine - Google Patents
Knocking control method and device for gas engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガスエンジンのノッキ
ング対策に関するものである。より詳細に述べれば、本
発明は、ガスエンジンのノッキングを未然に防止して、
ノッキングの発生に伴う各種不都合を防止するための方
法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a countermeasure for knocking a gas engine. More specifically, the present invention prevents knocking of a gas engine,
The present invention relates to a method and an apparatus for preventing various inconveniences caused by knocking.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスエンジンのノッキングは異常燃焼を
意味し、ＮＯｘの含有率の増加や、機関の破壊を招く。
そのため、ガスエンジンの運転制御に際して、ノッキン
グの発生は極力防止しなくてはならない。そして、ノッ
キングの発生を未然に防止することが出来る技術の提供
が望まれていた。2. Description of the Related Art Knocking of a gas engine means abnormal combustion, which leads to an increase in NOx content and destruction of the engine.
Therefore, when controlling the operation of the gas engine, it is necessary to prevent knocking as much as possible. It has been desired to provide a technique capable of preventing the occurrence of knocking.
【０００３】しかし、ガスエンジンの分野では、従来は
ノッキングの防止対策或いはノッキング制御は殆ど行わ
れていないのが現状である。ここで、ノッキングが発生
した場合の対応策としては点火時期の遅角或いは負荷の
減少等が提案されている。しかし、これ等の対応策は、
ノッキングが発生した後にそれを検知して行われるもの
であり、ノッキング自体を未然に防止するものではな
く、上述の要請に応えることは出来ない。However, in the field of gas engines, knocking prevention measures or knocking control have not been carried out until now. Here, as a countermeasure against the occurrence of knocking, it has been proposed to retard the ignition timing or reduce the load. However, these countermeasures are
It is performed by detecting the knocking after it has occurred, and it does not prevent the knocking itself and cannot meet the above-mentioned request.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した様
な要請に鑑みて提案されたもので、ガスエンジンのノッ
キングを未然に防止することが出来るガスエンジンのノ
ッキング制御方法及び装置の提供を目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-mentioned demands, and provides a knocking control method and apparatus for a gas engine capable of preventing knocking of the gas engine. Has an aim.
【０００５】[0005]
【知見】本発明者は種々研究の結果、エンジンに供給さ
れるガスの組成は変化するものであり、そのガス組成と
ノッキングの発生との間には、強い関連があることを見
いだした。すなわち、どのようなエンジンにおいては、
どのようなガス組成ならノッキングするかが明らかにな
っている。本発明は、この知見に基づいてなされたもの
である。[Discussion] As a result of various studies, the present inventor has found that the composition of the gas supplied to the engine changes, and there is a strong relationship between the gas composition and the occurrence of knocking. That is, in what engine
It has become clear what kind of gas composition causes knocking. The present invention has been made based on this finding.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のガスエンジンの
ノッキング制御方法は、ガスエンジンに供給される燃料
ガスの組成を分析する分析工程と、ガスエンジンの負荷
を検出する負荷検出工程と、前記分析工程により分析さ
れた燃料ガスの組成及び前記負荷検出工程で検出された
負荷に基づいてノッキングが発生するか否かの可能性を
予測する判定工程と、前記判定工程でノッキングが発生
する可能性があると判断された場合にノッキングが発生
し難い状態まで抑制する抑制工程、とを有している。A knocking control method for a gas engine according to the present invention comprises an analysis step of analyzing a composition of a fuel gas supplied to the gas engine, a load detection step of detecting a load of the gas engine, and A determination step of predicting the possibility of knocking based on the composition of the fuel gas analyzed in the analysis step and the load detected in the load detection step, and the possibility of knocking in the determination step If it is determined that there is a knocking, a suppressing step that suppresses knocking to a less likely state occurs.
【０００７】また、本発明のガスエンジンのノッキング
制御装置は、燃料ガス供給系の上流側に介装されてガス
エンジンへ供給される燃料ガスの組成を分析する連続ガ
ス分析計と、ガスエンジンの負荷を検出する負荷検出手
段と、前記連続ガス分析計で分析された燃料ガスの組成
及び前記負荷検出手段で検出された負荷に基づいてノッ
キングが発生するか否かの可能性を予測し、ノッキング
が発生する可能性があると判断した場合にノッキングが
発生し難い状態まで抑制するノッキング判定手段、とを
有している。Further, the knock control device for a gas engine of the present invention includes a continuous gas analyzer which is interposed upstream of the fuel gas supply system and analyzes the composition of the fuel gas supplied to the gas engine; A load detection means for detecting a load, a composition of the fuel gas analyzed by the continuous gas analyzer, and a possibility of occurrence of knocking based on the load detected by the load detection means are predicted, and knocking is performed. And a knocking determination means that suppresses knocking to a state in which knocking is unlikely to occur when it is determined that there is a possibility of occurrence of.
【０００８】本発明の実施に際して、前記分析工程を実
施するための連続ガス分析計は、５秒程度で分析結果が
出力されるタイプのものが好ましい。ガスクロマトグラ
フィの様な分析手段を用いた場合には、分析に長時間費
やされてしまい、燃料ガスの組成を参照してノッキング
の発生を予想することが出来なくなってしまうからであ
る。ここで、連続ガス分析計を配置する箇所は、該分析
計が燃料ガスの組成分析を行うのに必要な時間（例えば
５秒前後）に対応する距離だけ、燃料供給系においてガ
スエンジンよりも上流側であるのが好ましい。すなわ
ち、組成を分析された燃料ガスは、分析が完了した後に
ガスエンジンに供給されるので、該燃料ガス供給後にガ
スエンジンがノッキングを起こすか否かの予想が可能と
なる。これに加えて連続ガス分析計は、例えば圧力調整
弁をバイパスする様に配置されるのが好ましい。連続ガ
ス分析計で燃料ガスの組成を連続的に分析する際には、
該分析計の上流側と下流側との間に圧力差が存在し、該
圧力差により燃料ガスが連続分析計内を流過させる必要
があることによる。In carrying out the present invention, it is preferable that the continuous gas analyzer for carrying out the analysis step is of a type that outputs the analysis result in about 5 seconds. This is because when an analysis means such as gas chromatography is used, it takes a long time for analysis, and it becomes impossible to predict the occurrence of knocking by referring to the composition of the fuel gas. Here, the place where the continuous gas analyzer is arranged is located upstream of the gas engine in the fuel supply system by a distance corresponding to the time (for example, about 5 seconds) required for the analyzer to perform the composition analysis of the fuel gas. It is preferably on the side. That is, since the fuel gas whose composition has been analyzed is supplied to the gas engine after the analysis is completed, it is possible to predict whether or not the gas engine will knock after the fuel gas is supplied. In addition to this, the continuous gas analyzer is preferably arranged, for example, to bypass the pressure regulating valve. When continuously analyzing the composition of the fuel gas with a continuous gas analyzer,
This is because there is a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the analyzer, and the fuel gas needs to flow through the continuous analyzer due to the pressure difference.
【０００９】また、ガスエンジンの負荷としては特に限
定条件は無い。そして、例えばガスエンジンの負荷が発
電機である場合には、負荷を検出するためには発電出力
を計測すれば良い。There is no particular limitation on the load of the gas engine. Then, for example, when the load of the gas engine is a generator, the power generation output may be measured to detect the load.
【００１０】さらに、ノッキングを抑制するに際して
は、点火時期を遅角したり、負荷を減少したり、空燃比
をガスリーン側に変化したり、ＥＧＲ量を増加すれば良
い。換言すれば、本発明を実施するに際して、ノッキン
グを抑制する手段については、特に限定条件は存在しな
い。Further, in order to suppress knocking, the ignition timing may be retarded, the load may be reduced, the air-fuel ratio may be changed to the lean side, or the EGR amount may be increased. In other words, there is no particular limiting condition for the means for suppressing knocking when carrying out the present invention.
【００１１】これに加えて、前記ノッキング判定手段に
は、燃料ガスの組成及び負荷と、点火時期、負荷、空燃
比、或いはＥＧＲ量との関係を示すマップ、テーブル、
関数等が記憶されたメモリを備えており、該マップ、テ
ーブル、関数等を参照してノッキングの発生を予想する
のが好ましい。In addition to this, the knocking determination means includes a map, a table, which shows the relationship between the composition and load of the fuel gas and the ignition timing, the load, the air-fuel ratio, or the EGR amount.
It is preferable to provide a memory in which functions and the like are stored, and to predict the occurrence of knocking by referring to the maps, tables, functions and the like.
【００１２】本発明を実際のガスエンジンへ適用するに
際して、ノッキングマージンを実負荷に対して１０％程
度持っていることが望ましい。但し、ノッキングマージ
ンを１０％以上持っている場合は、効率が低下してしま
うので、過度のノッキングマージンを設定することは好
適ではない。When the present invention is applied to an actual gas engine, it is desirable to have a knocking margin of about 10% with respect to the actual load. However, if the knocking margin is 10% or more, the efficiency is lowered, and therefore it is not preferable to set an excessive knocking margin.
【００１３】[0013]
【作用】上述した様な構成を具備する本発明によれば、
前記連続ガス分析計により分析された燃料ガスの組成
と、負荷検出手段で検出された負荷とを参照して、ノッ
キング判定手段により、燃料ガスの組成及び負荷と、点
火時期、負荷、空燃比、或いはＥＧＲ量との関係を示す
マップ、テーブル、関数等を用いて、ノッキングが発生
するか否かの可能性を予測している。そして、ノッキン
グが発生する可能性があると判断された場合には、点火
時期、負荷、空燃比、或いはＥＧＲ量等を制御してノッ
キングを抑制する。すなわち、本発明によればノッキン
グが実際に発生する以前の段階でノッキング発生の可能
性を予想し、その可能性が所定値以上である場合にノッ
キングが起こり難い状態に抑制している。その結果、燃
料ガスの組成及びガスエンジンの負荷がノッキングを発
生し易い条件となった場合には、点火時期、負荷、空燃
比、或いはＥＧＲ量等は既にノッキングが発生し難い状
態に変化しているので、ノッキングの発生は未然に防止
される。According to the present invention having the above-mentioned structure,
With reference to the composition of the fuel gas analyzed by the continuous gas analyzer and the load detected by the load detection means, the knocking determination means, the composition and load of the fuel gas, the ignition timing, the load, the air-fuel ratio, Alternatively, the possibility of knocking occurring is predicted by using a map, a table, a function, or the like showing the relationship with the EGR amount. If it is determined that knocking may occur, the ignition timing, the load, the air-fuel ratio, the EGR amount, or the like is controlled to suppress knocking. That is, according to the present invention, the possibility of knocking occurring is predicted at a stage before the knocking actually occurs, and when the possibility is equal to or greater than a predetermined value, the state in which knocking hardly occurs is suppressed. As a result, when the composition of the fuel gas and the load of the gas engine are in conditions where knocking is likely to occur, the ignition timing, load, air-fuel ratio, EGR amount, etc. have already changed to a state in which knocking is less likely to occur. As a result, knocking is prevented from occurring.
【００１４】[0014]
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】図１において、負荷である例えば発電機２
を駆動するガスエンジン１の吸気通路３には、空気Ａと
燃料通路４からの燃料ガスＧとが供給される。その燃料
通路４には、空燃比制御手段５が設けられ、この制御手
段５の上流側には、圧力調整弁６と連続ガス分析計７と
が並列に設けられている。このガス分析計７には、５秒
程度で分析結果が出力されるタイプのものが好ましい。
したがって、ガス分析計７は、燃料ガスＧの組成分析を
行うのに必要な時間（例えば５秒程度）に対応する距離
だけガスエンジン１よりも上流側に位置させるのが好ま
しい。すなわち、組成を分析された燃料ガスＧは、分析
が完了した後にガスエンジン１に供給されるので、その
燃料ガス供給後に、ガスエンジン１がノッキングを起こ
すのか否かの予想が可能となる。In FIG. 1, a load such as a generator 2 is used.
Air A and fuel gas G from a fuel passage 4 are supplied to an intake passage 3 of a gas engine 1 that drives the engine. An air-fuel ratio control means 5 is provided in the fuel passage 4, and a pressure adjusting valve 6 and a continuous gas analyzer 7 are provided in parallel on the upstream side of the control means 5. The gas analyzer 7 is preferably of a type that outputs an analysis result in about 5 seconds.
Therefore, it is preferable that the gas analyzer 7 is located upstream of the gas engine 1 by a distance corresponding to the time required to analyze the composition of the fuel gas G (for example, about 5 seconds). That is, since the fuel gas G whose composition has been analyzed is supplied to the gas engine 1 after the analysis is completed, it is possible to predict whether or not the gas engine 1 will knock after the supply of the fuel gas.
【００１６】また、ＥＧＲ通路８には、ＥＧＲ制御手段
９が設けられ、エンジン１には、点火時期制御手段１０
及びエンジン負荷制御手段１１が設けられ、発電機２に
は、エンジン負荷検出手段１２が設けられている。そし
て、これら各手段５、９ないし１２は、それぞれノッキ
ング判定手段１３に接続され、この判定手段には、燃料
ガスＧの組成及び負荷と、点火時期、負荷、空燃比又は
ＥＧＲ量との関係を示すマップ、テーブル、関数等が記
憶されたメモリ１４が設けられている。The EGR passage 8 is provided with EGR control means 9 and the engine 1 is provided with ignition timing control means 10.
And engine load control means 11 are provided, and the generator 2 is provided with engine load detection means 12. Each of these means 5, 9 to 12 is connected to a knocking determination means 13, which determines the relationship between the composition and load of the fuel gas G and the ignition timing, load, air-fuel ratio or EGR amount. A memory 14 is provided in which the indicated maps, tables, functions, etc. are stored.
【００１７】次に、図２を参照して制御の態様を説明す
る。Next, the control mode will be described with reference to FIG.
【００１８】ノッキング判定手段１３は、連続ガス分析
計７からの信号に基づいてガスＧの組成を検出し（ステ
ップＳ１）、エンジン負荷検出手段１２からの信号に基
づいてエンジン負荷を検出する（ステップＳ２）。次い
で、検出したガス組成とエンジン負荷とに基づきメモリ
１４に記憶されたマップ、テーブル、関数等を参照し、
ノッキングが発生負荷を算出する（ステップＳ３）。こ
の負荷の現在のエンジン負荷の１．１倍と比較する（ノ
ッキングマージンを考慮するため、現在のエンジン負荷
を１．１倍する：ステップＳ４）。そして算出されたノ
ッキング発生負荷が現在のエンジン負荷の１．１倍より
も小さい場合（ステップＳ４がＮＯ）、すなわちノッキ
ングの発生が予想される場合は、運転条件を変更してノ
ッキング抑制制御を行い（ステップＳ５）、制御を終了
する。すなわち、空燃比制御手段５により空燃比をリー
ン側に変化したり、点火時期制御手段１０により点火時
期を遅角したり、ＥＧＲ制御手段９によりＥＧＲ量を増
加したり、エンジン負荷制御手段１１によりエンジン負
荷を減少したりしてノッキングを抑制する。The knocking determination means 13 detects the composition of the gas G based on the signal from the continuous gas analyzer 7 (step S1), and detects the engine load based on the signal from the engine load detection means 12 (step). S2). Then, referring to the map, table, function, etc. stored in the memory 14 based on the detected gas composition and engine load,
The load generated by knocking is calculated (step S3). This load is compared with 1.1 times the current engine load (in order to consider the knocking margin, the current engine load is increased by 1.1: step S4). When the calculated knocking generation load is smaller than 1.1 times the current engine load (NO in step S4), that is, when knocking is expected to occur, the operating condition is changed to perform knocking suppression control. (Step S5), the control ends. That is, the air-fuel ratio control means 5 changes the air-fuel ratio to the lean side, the ignition timing control means 10 retards the ignition timing, the EGR control means 9 increases the EGR amount, and the engine load control means 11 controls. Knocking is suppressed by reducing the engine load.
【００１９】ステップＳ４において、ノッキング発生算
出負荷が実エンジン負荷の１．１倍よりも大きい場合
（ステップＳ４がＹＥＳ）、すなわちノッキングの発生
が予想されない場合は、エンジンに要求されている負荷
と実際に発生している負荷を比較し（ステップＳ６）、
両負荷が同じ場合（ステップＳ６がＮＯ）は、制御を終
了する。ステップＳ６において、エンジンに要求されて
いる負荷が大きい場合（ＹＥＳの場合）には、運転条件
を変更して両負荷が同じになるように制御を行うが、有
害排気成分が基準内に収まるかどうかを判定し（ステッ
プＳ７）、収まらない場合（ステップＳ７がＮＯ）は制
御を終了する。また、有害排気成分の基準と照合し、収
まる場合（ステップＳ７がＹＥＳ）は運転条件を変更す
る（ステップＳ８）。すなわち、ノッキングマージンが
充分であれば、有害排気成分の条件がクリアである範囲
内で、点火時期を進めたり、負荷を増加したりする。In step S4, if the knocking occurrence calculation load is larger than 1.1 times the actual engine load (YES in step S4), that is, if knocking is not expected, the actual load required by the engine and the actual engine load are calculated. Are compared to each other (step S6),
If both loads are the same (NO in step S6), the control ends. In step S6, when the load required for the engine is large (in the case of YES), the operating conditions are changed to control so that both loads are the same, but whether harmful exhaust components fall within the standard Whether or not it is determined (step S7) and if it does not fit (step S7 is NO), the control ends. In addition, the operating conditions are changed (step S8) by comparing with the criteria of harmful exhaust components and if they are satisfied (YES in step S7). That is, if the knocking margin is sufficient, the ignition timing is advanced or the load is increased within a range where the condition of the harmful exhaust component is clear.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
スエンジンのノッキングが発生する以前にそれを予測
し、且つ未然に防止することができる。従って、ノッキ
ングによる弊害の無い円滑な運転が保証される。As described above, according to the present invention, it is possible to predict knocking of a gas engine before it occurs and prevent it from occurring. Therefore, a smooth operation that is free from the adverse effects of knocking is guaranteed.
【図１】本発明の一実施例を示す制御ブロック図。FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の制御フローチャート図。FIG. 2 is a control flowchart of FIG.
Ａ・・・空気 Ｂ・・・燃料ガス １・・・ガスエンジン ２・・・発電機 ３・・・吸気通路 ４・・・燃料通路 ５・・・空燃比制御手段 ６・・・圧力調整弁 ７・・・連続ガス分析計 ８・・・ＥＧＲ通路 ９・・・ＥＧＲ制御手段 １０・・・点火時期制御手段 １１・・・エンジン負荷制御手段 １２・・・エンジン負荷検出手段 １３・・・ノッキング判定手段 １４・・・メモリ A ... Air B ... Fuel gas 1 ... Gas engine 2 ... Generator 3 ... Intake passage 4 ... Fuel passage 5 ... Air-fuel ratio control means 6 ... Pressure adjusting valve 7 ... Continuous gas analyzer 8 ... EGR passage 9 ... EGR control means 10 ... Ignition timing control means 11 ... Engine load control means 12 ... Engine load detection means 13 ... Knocking Judgment means 14 ... Memory
Claims (2)
成を分析する分析工程と、ガスエンジンの負荷を検出す
る負荷検出工程と、前記分析工程により分析された燃料
ガスの組成及び前記負荷検出工程で検出された負荷に基
づいてノッキングが発生するか否かの可能性を予測する
判定工程と、前記判定工程でノッキングが発生する可能
性があると判断された場合にノッキングが発生し難い状
態まで抑制する抑制工程、とを有することを特徴とする
ガスエンジンのノッキング制御方法。1. An analyzing step of analyzing a composition of a fuel gas supplied to a gas engine, a load detecting step of detecting a load of the gas engine, a composition of the fuel gas analyzed by the analyzing step and the load detecting step. In the determination step of predicting the possibility of knocking based on the load detected in, and the state in which knocking is unlikely to occur when it is determined that knocking may occur in the determination step And a suppressing step of suppressing the knocking control method of the gas engine.
スエンジンへ供給される燃料ガスの組成を分析する連続
ガス分析計と、ガスエンジンの負荷を検出する負荷検出
手段と、前記連続ガス分析計で分析された燃料ガスの組
成及び前記負荷検出手段で検出された負荷に基づいてノ
ッキングが発生するか否かの可能性を予測し、ノッキン
グが発生する可能性があると判断した場合にノッキング
が発生し難い状態まで抑制するノッキング判定手段、と
を有することを特徴とするガスエンジンのノッキング制
御装置。2. A continuous gas analyzer for analyzing the composition of the fuel gas supplied to the gas engine via the upstream side of the fuel gas supply system, a load detecting means for detecting the load of the gas engine, and the continuous gas analyzer. When the possibility of knocking is predicted based on the composition of the fuel gas analyzed by the gas analyzer and the load detected by the load detecting means, and it is determined that knocking may occur. A knocking control device for a gas engine, comprising: a knocking determination means that suppresses knocking to a state in which knocking hardly occurs.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6263387A JPH08121201A (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Knocking control method and device for gas engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6263387A JPH08121201A (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Knocking control method and device for gas engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08121201A true JPH08121201A (en) | 1996-05-14 |
Family
ID=17388789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6263387A Pending JPH08121201A (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Knocking control method and device for gas engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08121201A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1994
- 1994-10-27 JP JP6263387A patent/JPH08121201A/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040705 |