WO2012144187A1 - ガスエンジン、ガスエンジンの制御装置及び制御方法 - Google Patents

ガスエンジン、ガスエンジンの制御装置及び制御方法 Download PDF

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洋平 中島
英和 岩▲崎▼
健二 吉村
能成 酒井
佳郎 徳永
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Definitions

  • the present invention relates to a gas engine control device and control method for executing control for suppressing knocking, and a gas engine including the control device.
  • Patent Document 1 discloses a knocking suppression device for a vehicular gasoline engine. According to this control device, water is injected toward the cylinder when the operating state of the engine is in the high load range. In this control, it is expected that the cylinder is cooled by latent heat of vaporization of water, thereby suppressing knocking.
  • the water injection amount is adjusted according to the throttle opening and the engine speed. Regardless of the actual combustion state, whether or not knocking has actually occurred, water is merely injected. That is, water is injected regardless of whether or not it is a situation that requires water injection in light of the actual combustion state. Since such a control method is adopted, the control device does not know how the combustion state has become as a result of injecting water. Therefore, the control device cannot reflect the combustion state as a result of the water injection in the subsequent control. Thus, according to the conventional control device, it is not possible to suppress knocking in a good manner corresponding to the actual combustion state, and control with a view to improving engine efficiency while suppressing knocking Can not run.
  • the present invention aims to suppress knocking in a good manner corresponding to the actual combustion state, and further to improve the efficiency of the gas engine while suppressing knocking.
  • a control device for a gas engine includes a water injection unit that injects water into a cylinder of the gas engine, a water injection control unit that controls a water injection amount from the water injection unit, and knocking in the cylinder.
  • Knocking appearance rate measuring means for measuring a measurement value of the appearance rate, and the water injection control means is configured to set a water injection amount toward the cylinder based on a deviation between the measured value and a target value.
  • the water injection means is controlled so as to be
  • the “knocking appearance rate” is an index that directly indicates the frequency or rate of occurrence of knocking and indicates the actual combustion state. For example, a predetermined number of engine cycles are traced back to the past from the present time. It can be calculated by dividing the total number of engine cycles in which knocking has occurred during the elapsed time by the predetermined number, and can change over time. Thus, the “knock appearance rate” does not evaluate, for example, a single measurement value obtained by a knocking sensor in a certain engine cycle, but in each of a plurality of engine cycles within a predetermined period from the past to the present. For example, a plurality of measured values obtained by a knocking sensor are evaluated.
  • the knocking appearance rate since the “knocking appearance rate” includes the past history, it has a characteristic that it can be handled as a stable evaluation index without steep fluctuations.
  • the knocking appearance rate may be calculated by a moving average method (simple moving average, weighted moving average, exponential weighted moving average).
  • a cycle that passes through the four strokes of an air supply stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke in the gas engine is referred to as one engine cycle.
  • the measured value of the knocking appearance rate having such characteristics is compared with the target value, and the water injection amount injected into the cylinder is set based on the deviation between the measured value and the target value. Is done.
  • water is not injected based on the operating parameters that do not directly indicate the occurrence of knocking, but the water injection amount is set based on the frequency of occurrence of knocking and the target value. That is, water is injected based on the actual combustion state. Then, the temperature in the cylinder is lowered by the latent heat of evaporation of water injected into the cylinder, and knocking is reduced without retarding the ignition timing.
  • the ignition timing advance amount (amount that can be advanced) within a range that can prevent the measured value of the knocking appearance rate from rising excessively. it can. For this reason, the efficiency of a gas engine can be improved.
  • the ignition control means determines whether the ignition timing is retarded from the appropriate value when the measured value is less than the target value, and the ignition timing is If it is retarded from the value, the ignition timing may be advanced. According to the above-described configuration, when the measured value is lowered to less than the target value due to water injection, the ignition timing is compared with an appropriate value, and if the ignition timing is retarded from the appropriate value, the ignition timing is The advance angle is corrected.
  • the efficiency of the gas engine can be improved while preventing the knocking appearance rate from becoming excessively high.
  • the execution time of the control is long, it is possible to make the ignition timing converge near the appropriate value and converge the measured value of the knocking appearance rate near the target value. .
  • the water injection control means sets a correction value for the water injection amount based on a deviation between the measured value and the target value, and reflects the correction amount in the water injection amount set in the previous engine cycle. There may be. According to the above configuration, since the correction amount is reflected in the water injection amount set in the previous engine cycle, the water injection amount does not greatly increase or decrease, and the measured value of the knocking appearance rate is appropriately brought close to the target value. Will be able to.
  • strong knocking detecting means for detecting strong knocking of a predetermined strength or more may be further provided, and the water injection control means may correct the increase in the water injection amount when the strong knocking is detected.
  • the temperature in the cylinder can be quickly lowered when strong knocking occurs. Therefore, when an event that may cause damage to the engine occurs while controlling the knocking appearance rate, the event can be promptly suppressed in response to this immediately.
  • a gas engine control method includes a measurement step of measuring a measured value of a knocking appearance rate in a cylinder of a gas engine, an appearance rate comparison step of comparing the measured value with a predetermined target value, and the measured value.
  • an ignition timing comparison step for comparing the ignition timing with an appropriate value of the ignition timing set for improving the efficiency of the gas engine, and when the ignition timing is lower than the appropriate value
  • An advance angle correction step for advancing the ignition timing when retarding may be further provided.
  • the water injection step includes a deviation calculation step for calculating a deviation between the measured value and the target value, a correction amount setting step for setting a correction amount for the water injection amount according to the deviation, and a previous engine cycle.
  • a water injection amount setting step for reflecting the correction amount in the set water injection amount may be included.
  • the gas engine according to the present invention is characterized by including the control device described above, and according to the gas engine, both suppression of knocking and improvement in efficiency can be achieved.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an example of a temporal change in the knocking appearance rate, the water injection amount, and the ignition timing when the processes shown in FIGS. 5 to 7 are executed.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a gas engine 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a gas engine 1 shown in FIG. 1 burns a mixture of gas fuel and supercharged air and generates a rotational output at an output shaft 2.
  • the output shaft 2 is connected to the AC generator 3, for example.
  • the output shaft 2 may be connected to the marine propulsion device in place of the AC generator 3.
  • the gas engine 1 according to the present embodiment can be suitably used as a drive source for the AC generator 3 or as a marine propulsion device.
  • the gas engine 1 is a reciprocating four-stroke engine and has a plurality of cylinders 4.
  • the arrangement of the cylinders 4 is not limited to the parallel type shown in FIG. 1 for convenience, and may be a V type.
  • the gas engine 1 has a large number (for example, 8 to 20) of cylinders to increase the size. Therefore, it is preferable that the cylinders are arranged in a V shape.
  • the gas engine 1 is provided with an air supply passage 5, an exhaust passage 6, and a supercharger (not shown).
  • the air supply passage 5 is a passage for supplying air supplied from the supercharger to the cylinder 4.
  • the air supply passage 5 includes a plurality of air supply ports 7 and an air supply pipe 8.
  • the air supply port 7 is provided for each cylinder 4 and is formed in the engine body.
  • the air supply port 7 opens to the corresponding cylinder 4 at the downstream end, and opens to the outer surface of the engine body at the upstream end.
  • the air supply pipe 8 has a common pipe portion 8a and a plurality of branch pipe portions 8b.
  • the common pipe portion 8a extends along the cylinder arrangement direction outside the engine body.
  • the branch pipe portion 8 b is provided for each cylinder 4 and connects the inside of the common pipe portion 8 a to the upstream end portion of the air supply port 7.
  • the exhaust passage 6 is a passage for sending the exhaust from the cylinder 4 to the outside through the supercharger.
  • the exhaust passage 6 includes an exhaust port 9 provided for each cylinder 4 and an exhaust pipe 10 connected to each exhaust port 9.
  • Each cylinder 4 is provided with a first fuel injection valve 11, a second fuel injection valve 12, an ignition plug (ignition means or ignition device) 13, and a water injection valve (water injection means or water injection device) 14.
  • the first fuel injection valve 11 and the second fuel injection valve 12 inject gas fuel sent along the fuel supply line 15 from the fuel supply source into the cylinder 4.
  • the spark plug 13 generates a spark at an appropriate ignition timing in order to ignite and burn the air-fuel mixture supplied into the cylinder 4.
  • the water injection valve 14 injects the water sent along the water supply line 16 from the water supply source toward the cylinder 4 in order to suppress knocking of the corresponding cylinder 4.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the control device 100 of the gas engine 1 according to the embodiment of the present invention.
  • a piston 21 is inserted into the cylinder 4 so as to be capable of reciprocating.
  • the piston 21 is connected to the output shaft 2 (see FIG. 1) via a connecting rod 22.
  • a space on the upper surface side of the piston 21 in the cylinder 4 forms a main combustion chamber 23.
  • the main combustion chamber 23 is partitioned through a sub-combustion chamber 24 and a partition wall 25, and communicates with the sub-combustion chamber 24 through a communication hole (not shown) formed in the partition wall 25.
  • the cylinder 4 is provided with an air supply valve 26 and an exhaust valve 27.
  • the air supply valve 26 opens and closes the downstream end of the air supply port 7.
  • the exhaust valve 27 opens and closes the upstream end of the exhaust port 9.
  • the first fuel injection valve 11 is provided such that the fuel injection port faces the air supply port 7.
  • the second fuel injection valve 12 is provided such that its fuel injection port faces the sub-combustion chamber 24.
  • the spark plug 13 is provided such that an electrode for generating a spark faces the sub-combustion chamber 24.
  • the air supply valve 26 opens the air supply port 7 and the first fuel injection valve 11 injects gas fuel.
  • the mixture of the supply air and the gas fuel flowing through the supply port 7 is supplied into the main combustion chamber 23.
  • the compression stroke in which the piston 21 moves upward the air-fuel mixture is compressed in the main combustion chamber 23 and the auxiliary combustion chamber 24.
  • the second fuel injection valve 12 injects gaseous fuel into the auxiliary combustion chamber 24 in the air supply stroke or the compression stroke.
  • the spark plug 13 generates a spark, and the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber 24 is ignited and burned.
  • the flame in the auxiliary combustion chamber 24 propagates into the main combustion chamber 23 through the communication hole, whereby the air-fuel mixture in the main combustion chamber 23 is combusted and the piston 21 moves downward.
  • the exhaust valve 27 opens the exhaust port 9, and the gas in the main combustion chamber 23 and the auxiliary combustion chamber 24 is discharged to the exhaust passage 6.
  • a cycle that passes through the four strokes of the above-described supply stroke, compression stroke, expansion stroke, and exhaust stroke in the gas engine 1 is referred to as one engine cycle.
  • the control device 100 of the gas engine 1 includes a spark plug 11, a water injection valve 14, a phase angle sensor 41, an in-cylinder pressure sensor 42, and a controller 50.
  • the controller 50 is, for example, a microcomputer mainly composed of a CPU, a ROM, a RAM, and an input / output interface.
  • the input side of the controller 50 is connected to the phase angle sensor 41 and the in-cylinder pressure sensor 42.
  • the phase angle sensor 41 detects the rotational phase angle of the output shaft 2 (see FIG. 1).
  • the in-cylinder pressure sensor 42 detects the internal pressure of the cylinder 4.
  • the output side of the controller 50 is connected to the spark plug 11 and the water injection valve 14.
  • the water injection valve 14 is provided so that the water injection port 14 a faces the air supply port 7.
  • the water injection valve 14 is a normally closed electromagnetic on-off valve that opens and closes the water injection port 14a.
  • the water injection valve 14 injects water sent along the water supply line 16 into the air supply port 7. . Since the pressure of the water sent to the water injection valve 14 (hereinafter referred to as “water supply pressure”) is substantially constant, the controller 50 controls the water injection valve 14 to open the water injection period. The amount can be controlled.
  • Water injected from the water injection valve 14 is supplied into the cylinder 4 with the supply air.
  • the timing for injecting water is set approximately during the air supply stroke, and the water supply pressure is set in the air supply port 7 against the air supply pressure. It is adjusted to a high enough value to inject water.
  • the control device 100 is arranged so that the knocking appearance rate of all the cylinders 4 approaches the target value regardless of individual cylinder differences, and the efficiency of all the cylinders 4 is optimized regardless of individual cylinder differences.
  • the water injection amount and ignition timing are controlled every four.
  • the controller 50 includes, as functional units for realizing such control, a knocking detection unit 51, a knocking appearance rate calculation unit 53, an appearance rate target value storage unit 54, a timing storage unit 55, a water injection control unit 56, and an ignition.
  • a control unit 57 is included.
  • An in-cylinder pressure sensor 42 is provided for each cylinder 4.
  • the phase angle sensor 41 is provided in common to all the cylinders 4.
  • the knocking detection unit 51 detects whether or not knocking has occurred for each cylinder 4 for each cylinder 4 based on the detection result of the in-cylinder pressure sensor 42.
  • the knocking appearance rate calculation unit 53 calculates a measured value of the knocking appearance rate for each cylinder 4 for each engine cycle based on the detection result of the knocking detection unit 51.
  • the in-cylinder pressure sensor 42, the knocking detection unit 51, and the knocking appearance rate calculating unit 53 constitute a knocking appearance rate measuring unit 45 for measuring the knocking appearance rate in the cylinder 4.
  • the “knocking appearance rate” is an index that directly indicates the frequency or rate of occurrence of knocking and that indicates the actual combustion state. For example, a predetermined number of engine cycles are traced back to the past from the present time. It is calculated by dividing the total number of engine cycles in which knocking occurred during the elapse of time by the predetermined number, and can change over time. Thus, the “knock appearance rate” does not evaluate a single measurement value obtained by the knocking detection unit 51 in a certain engine cycle, but in each of a plurality of engine cycles within a predetermined period from the past to the present. A plurality of measured values obtained by the knocking detection unit 51 are evaluated.
  • the knocking appearance rate includes the past history, it has a characteristic that it can be handled as a stable evaluation index without steep fluctuations.
  • the knocking appearance rate may be calculated by a moving average method (simple moving average, weighted moving average, exponential weighted moving average).
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of the knocking appearance rate measuring unit 45.
  • the knocking detection unit 51 includes a waveform measurement unit 61, an extraction unit 62, an average value calculation unit 63, a knock threshold comparison unit 64, an in-cylinder pressure comparison unit 65, a misfire threshold comparison unit 66, and a combustion state determination unit. 67 and a past value storage unit 68.
  • the waveform measuring unit 61 measures the waveform of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 42.
  • the extraction unit 62 passes through the in-cylinder pressure waveform data until a predetermined time elapses from the end of the compression stroke, and extracts the high-frequency component.
  • the average value calculation unit 63 samples a plurality of high frequency components within the predetermined time, and calculates an average value of the sampled high frequency components.
  • Knock threshold value comparing unit 64 compares the calculated average value with the first knock threshold value and the second knock threshold value.
  • the in-cylinder pressure comparison unit 65 calculates the in-cylinder pressure deviation ⁇ P before and after the end of the compression stroke based on the in-cylinder pressure waveform data.
  • the misfire threshold comparison unit 66 determines whether or not the calculated in-cylinder pressure deviation ⁇ P is greater than or equal to the misfire threshold.
  • the combustion state determination unit 67 is based on the comparison results of the knock threshold comparison unit 64 and the misfire threshold comparison unit 66, and the combustion state is any of the four states of “strong knock”, “light knock”, “normal”, and “misfire”. Is determined for each cylinder 4 for each engine cycle. That is, when the average value is equal to or greater than the first knock threshold, the combustion state is determined to be “strong knocking”. If the average value is less than the first knock threshold and greater than or equal to the second knock threshold, the combustion state is determined to be “light knock”. When the in-cylinder pressure deviation ⁇ P is less than the misfire threshold, the combustion state is determined as “misfire”.
  • the combustion state determination unit 67 functions as a strong knocking detection unit that detects strong knocking of a predetermined strength or more, or a light knocking detection unit that detects light knocking of less than a predetermined strength.
  • the past value storage unit 68 sequentially stores the determination result of the combustion state.
  • the knocking appearance rate calculation unit 53 reads the determination result of the combustion state stored in the past value storage unit 68, and light knocking or strong knocking occurs during a predetermined number of engine cycles from the present time to the past.
  • the measured value RM of the knocking appearance rate is obtained by dividing the total number of engine cycles determined to be by the predetermined number.
  • the appearance rate target value storage unit 54 stores a knocking appearance rate target value RT in advance. If the gas engine 1 is continuously operated in a state where the measured value RM of the knocking occurrence rate is close to the target value RT, the efficiency of the gas engine 1 can be improved without damaging the gas engine 1. .
  • the specific numerical value of the target value for obtaining such an action can be obtained through an operation test using a real machine or numerical analysis. In the present embodiment, it is assumed that the appearance rate target value storage unit 54 stores one target value RT common to all the cylinders 4.
  • the timing storage unit 55 stores an appropriate value TT and an initial value of the ignition timing.
  • the appropriate value TT is an ignition timing set for improving the efficiency of the gas engine 1.
  • a line A in FIG. 4 shows a correlation between the ignition timing in a certain cylinder and the efficiency of the gas engine 1.
  • Line A draws an upwardly convex curve in a two-dimensional orthogonal coordinate system with the horizontal axis as the ignition timing and the vertical axis as the efficiency. That is, if the ignition timing is advanced, the efficiency is improved until a certain time (MBT), while the efficiency is lowered even if the ignition timing is further advanced beyond the MBT.
  • MBT is an ignition timing at which efficiency increases and decreases when the tendency of increase / decrease in efficiency reverses.
  • the time storage unit 55 stores MBT or a value in the vicinity thereof as an appropriate value TT.
  • MBT has individual differences for each cylinder 4. For this reason, the time storage unit 55 stores an appropriate value TT for each cylinder 4.
  • the appropriate value TT may be adjustable and renewable according to the actual operating condition of the gas engine 1.
  • the MBT in each cylinder 4 can be obtained through an operation test using an actual machine. Note that the initial value of the ignition timing is a value delayed from the appropriate value TT, for example, the ignition timing at the origin of the graph of FIG.
  • the water injection control unit 56 includes a measured value RM of the knocking appearance rate, a target value RT of the knocking appearance rate, a signal indicating that strong knocking from the knocking detection unit 51 has occurred, and the water supply system Based on the state or the like, a command value for the water injection amount is obtained, and the water injection valve 14 is controlled so that the amount of water indicated by the command value is injected.
  • the ignition control unit 57 determines the ignition timing command value based on the measured value RM of the knocking appearance rate, the target value RT of the knocking appearance rate, the appropriate value TT of the ignition timing, the water injection stop signal from the water injection control unit 56, and the like.
  • the spark plug 11 is controlled so as to ignite at the timing indicated by the command value.
  • the water injection control unit 56 determines whether or not it is in a state where water can be suitably injected toward the cylinder 4 based on the state of the water supply system (step S1). For example, the water injection control unit 56 determines whether or not the water supply pressure is less than the required pressure and whether or not a trouble has occurred in the water supply source based on inputs from various sensors. If water can be suitably jetted (S1: YES), the knocking appearance rate measuring unit 45 measures the measured value RM of the knocking appearance rate (step S2).
  • the water injection control unit 56 and the ignition control unit 57 compare the measured value RM of the knocking appearance rate with the target value RT (step S3). If the measured value RM is equal to or greater than the target value RT (S3: YES), the flow proceeds to the flow shown in FIG. 6, and control for decreasing the measured value RM toward the target value RT is executed. If the measured value RM is less than the target value RT (S3: NO), the process proceeds to the flow shown in FIG. 7, and control for increasing the measured value RM toward the target value RT is executed.
  • the water injection control unit 56 calculates a deviation between the target value RT and the measured value RM (step S11). Next, the water injection control unit 56 calculates a first correction amount according to the calculated deviation (step S12). Next, the water injection control unit 56 sets a primary command value in the current engine cycle (step S13). The primary command value of the water injection amount is obtained by adding the first correction amount calculated in step S12 in the current engine cycle to the water injection amount command value calculated in step S13 in the previous engine cycle. .
  • the water injection control unit 56 determines whether or not the combustion state in the current engine cycle is strong knocking based on the detection result of the knocking detection unit 51 (step S14). If strong knocking has not occurred (S14: NO), the water injection control unit 56 sets the command value of the water injection amount in the next engine cycle to the primary command value calculated in step S13 (step S16). . If strong knocking has occurred (S14: YES), the water injection control unit 56 calculates the second correction amount, and the water injection amount command value in the current engine cycle (water injection amount at the immediately following water injection opportunity) Command value) is set to the second correction amount (step S15).
  • the second correction amount is a value larger than the primary command value calculated in step S13, and accordingly, the water injection amount is corrected to increase when strong knocking is detected.
  • the second correction amount may be set depending on the knocking strength, or may be set by adding a predetermined correction amount to the primary command value calculated in step S13.
  • the command value calculated in the current engine cycle is changed so as to decrease in the primary command value setting process in step S13 in the next engine cycle. As a result, even if the water injection amount is corrected to increase due to the occurrence of strong knocking, the command value of the water injection amount for the next and subsequent engine cycles is not disturbed.
  • the ignition control unit 57 determines whether or not the command value for the ignition timing of the previous engine cycle is less than the appropriate value TT (step S21). If the previous command value is less than the appropriate value TT (S21: YES), the ignition control unit 57 sets the command value of the ignition timing in the current engine cycle to the previous command value (step S22). If the previous command value is equal to or greater than the appropriate value TT (S21: NO), the ignition control unit 57 subtracts a predetermined retardation correction amount from the previous command value, and subtracts the command value of the ignition timing in the current engine cycle. A value is set (step S23).
  • the ignition timing command value may be a value obtained by correcting the advance by a small advance amount ⁇ (> 0) to the command value of the previous engine cycle, It may be a value obtained by correcting the retardation by a minute retardation amount ⁇ ( ⁇ 0).
  • step S25 the ignition timing command value is the same as the command value set in step S22 or S23.
  • the water injection control unit 56 supplies the amount of water indicated by the command value while referring to the input from the phase angle sensor 41.
  • the water injection valve 14 is controlled to be injected during the stroke.
  • the ignition control unit 57 controls the spark plug 13 to ignite at the timing indicated by the command value while referring to the input from the phase angle sensor 41. Then, the process in the next engine cycle restarts from step S1.
  • the water injection control unit 56 calculates a deviation between the target value RT and the measured value RM (step S31). Next, the water injection control unit 56 calculates a first correction amount according to the calculated deviation (step S32). Next, the water injection control unit 56 sets a primary command value in the current engine cycle (step S33). The primary command value of the water injection amount is obtained by subtracting the first correction amount calculated in step S32 in the current engine cycle from the water injection amount command value calculated in step S33 in the previous engine cycle. . In particular, in the period from the start of the gas engine 1 to the steady operation, the water injection control unit 56 may set the primary command value in the current engine cycle to the primary command value in the previous engine cycle.
  • step S34 it is determined whether strong knocking has occurred in the current engine cycle. If not generated (S34: NO), the water injection control unit 56 sets the command value of the water injection amount in the next engine cycle to the primary command value calculated in step S33 (step S36). If it has occurred (S34: YES), the command value of the water injection amount is set to the second correction amount (step S35). Note that the second correction amount is a value larger than the primary command value calculated in step S33, whereby the water injection amount is corrected to be increased when strong knocking is detected.
  • the second correction amount may be set according to the knocking strength, or may be set by adding a predetermined correction amount to the primary command value calculated in step S33.
  • the command value calculated in the current engine cycle is changed so as to decrease in the primary command value setting process in step S13 in the next engine cycle.
  • the ignition control unit 57 determines whether or not the command value for the ignition timing of the previous engine cycle is less than the appropriate value TT (step S41). If the previous command value is less than the appropriate value TT (S41: YES), the ignition control unit 57 adds a predetermined advance correction amount to the previous command value, and adds the command value of the ignition timing in the current engine cycle. A value is set (step S42). If the previous command value is equal to or greater than the appropriate value TT (S41: NO), the ignition control unit 57 subtracts a predetermined retardation correction amount from the previous command value, and subtracts the command value of the ignition timing in the current engine cycle. A value is set (step S43).
  • the ignition timing command value may be a value obtained by correcting the advance by a small advance amount ⁇ (> 0) to the command value of the previous engine cycle, It may be a value obtained by correcting the retardation by a minute retardation amount ⁇ ( ⁇ 0). Since the initial value of the ignition timing is a small value delayed from the appropriate value TT, the case where the control proceeds from step S41 to step S42 is dominant at the beginning of the execution of the control.
  • the ignition timing can be appropriately corrected in consideration of parallel execution of other controls (steps S44 and S45).
  • step S1 When the command values for the water injection amount and the ignition timing are thus set, the water injection valve 14 and the ignition plug 11 are controlled in the same manner as described above, and the process in the next engine cycle is restarted from step S1.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of a measured value of the knocking appearance rate, a water injection amount, and a time change of the ignition timing when the water injection and ignition control shown in FIGS. 5 to 7 are executed.
  • the ignition timing command value is set to an initial value stored in advance in the timing storage unit 55.
  • the command value for the water injection amount is set to zero.
  • the initial value of the ignition timing is retarded from an appropriate value.
  • step S42 the process shown in FIG. 5 is repeated through step S42.
  • the ignition timing is continuously advanced. Since the ignition timing is advanced without injecting water, the combustion temperature gradually rises, and the measured value of the knocking appearance rate rises toward the target value RM.
  • the process shown in FIG. 6 is executed.
  • the advance of the ignition timing stops, while the water injection amount continues to increase.
  • the in-cylinder temperature decreases due to the latent heat of vaporization of water, so the measured value of the knocking appearance rate decreases.
  • the efficiency is hardly lowered while the measured value of the knocking appearance rate is lowered.
  • the processing shown in FIG. Advance toward TT Thereby, the measured value of the knocking appearance rate rises again toward the target value. Thereafter, the water injection amount is increased and the ignition timing is advanced until the ignition timing reaches an appropriate value. For example, these are alternately repeated. After the ignition timing rises until reaching an appropriate value, the measured value of the knocking appearance rate converges near the target value, and the ignition timing converges near the appropriate value.
  • the measured value of the knocking appearance rate is compared with the target value, and water is injected into the cylinder. That is, the water injection amount is set based on the appearance frequency of the knocking and the target value, not on the basis of operation parameters that do not directly indicate the knocking occurrence state. Then, the in-cylinder temperature decreases due to the latent heat of evaporation of water injected into the cylinder, and knocking is reduced.
  • knocking is reduced, it is possible to secure an advance margin (amount that can be advanced) of the ignition timing within a range that can prevent an excessive increase in the measured value of the knocking appearance rate. For this reason, efficiency can be improved.
  • the water injection control unit 56 calculates a deviation between the measured value and the target value, and corrects the command value of the water injection amount by a correction amount calculated according to the deviation.
  • the measured value can be suitably brought close to the target value. Therefore, it is possible to make maximum use of the ignition timing advance amount (amount that can be advanced) secured to raise the measured value toward the target value while converging the knocking appearance rate to the vicinity of the target value.
  • the efficiency of the gas engine 1 can be improved satisfactorily.
  • the lines B and C in FIG. 4 indicate the correlation between the ignition timing and the NOx emission amount.
  • Line B shows the NOx emission amount with respect to the ignition timing when no water is injected.
  • Line C shows the NOx emission amount with respect to the ignition timing when the knocking appearance rate is maintained at the target value due to the effect of injecting water.
  • line B when the ignition timing is advanced without water injection, the combustion temperature rises, so the NOx emission amount also increases.
  • line C when the ignition timing is advanced with water injection, the rise in combustion temperature can be satisfactorily suppressed, so that the ignition timing is advanced to the vicinity of the appropriate value TT. Even when the vehicle is operated at, it is possible to satisfactorily suppress an increase in NOx emission.
  • the efficiency can be improved by the efficiency difference ⁇ corresponding to the ignition timing difference ⁇ T by executing the control to maintain the knocking appearance rate at the target value using water injection. It can be said that it can be done.
  • the knocking appearance rate is converged to the target value, the efficiency is optimized as much as possible in relation to the ignition timing, and the NOx emission amount is increased. It is possible to achieve both. It should be noted that, in order to measure the knocking appearance rate, a past value is required, but the ease of occurrence of knocking depends on engine load fluctuations. For this reason, if it applies to a gas engine with relatively small load fluctuations, such as a large-sized gas engine for power generation and a large-sized gas engine for ships, the above-mentioned compatibility effect becomes remarkable and is particularly beneficial.
  • the water injection amount is corrected to increase instantaneously in the next engine cycle, and the in-cylinder temperature can be quickly reduced. Therefore, while controlling data measured using the past value of knocking occurrence rate, if an event that may cause engine damage occurs suddenly, this event is immediately responded to and immediately suppressed You can also In order to realize such control, in the present embodiment, when a strong knocking occurs when the command value for the water injection amount is obtained, the second correction amount is calculated as the command value for the water injection amount. Further, the second correction amount may be set according to the knocking strength. At this time, the command value calculated in the current engine cycle is changed after the next time. As a result, even if the water injection amount is corrected to be increased due to the occurrence of strong knocking, the command value for the next and subsequent engine cycles is not disturbed.
  • the water injection control unit 56 sets the water injection amount command value to zero, etc.
  • the water injection valve 14 is controlled to stop the injection (step S51).
  • the ignition control unit 57 retards the ignition timing to a predetermined timing (step S52).
  • This predetermined timing is an ignition timing at which knocking is unlikely to occur even when water injection is stopped, and is, for example, an initial value or a timing delayed from the initial value.
  • the water injection valve 14 only needs to be able to inject water into the corresponding cylinder 4 and is provided so that the water injection port 14a faces the inside of the auxiliary combustion chamber 24 or the inside of the branch pipe portion 8b. Also good.
  • the water injection unit that is a means for injecting water into the cylinder is not limited to the water injection valve 14, and other devices such as a carburetor may be applied.
  • the present invention has an effect that it is possible to satisfactorily achieve both the suppression of knocking and the improvement of efficiency, and a multi-cylinder reciprocating gas engine, particularly a large gas engine for power generation or a large gas engine for ships. It is beneficial to use it.

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Abstract

　ガスエンジン（１）の制御装置（１００）が、ガスエンジン（１）の気筒（４）内に向けて水を噴射する水噴射手段（１４）と、水噴射手段（１４）を制御する水噴射制御手段（５６）と、気筒（４）におけるノッキング出現率の測定値（ＲＭ）を測定するノッキング出現率測定手段（４５）とを備える。水噴射制御手段（５６）は、測定値（ＲＭ）と目標値（ＲＴ）との偏差に基づき、気筒（４）内に向けての水噴射量が設定されるように水噴射手段（１４）を制御する。

Description

ガスエンジン、ガスエンジンの制御装置及び制御方法
　本発明は、ノッキングを抑制するための制御を実行するガスエンジンの制御装置及び制御方法、該制御装置を備えたガスエンジンに関する。
　近年、低燃費及び高発電効率を得るため、発電機の駆動源に大型レシプロガスエンジンを適用した発電プラントが提案されている。このような発電用ガスエンジンにおける混合気の点火方式として、点火プラグの電極間で発生する火花で混合気を点火する火花点火方式が知られている。ガスエンジンの効率を最適化して発電プラントの省エネ化を一層推進するためには、点火時期をいわゆるＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）まで進角させた状態にしてガスエンジンを稼動することが必要と考えられる。しかし、点火時期が進角すると、燃焼室内温度及び圧力が上昇するので、ノッキングが発生しやすくなるし、ＮＯｘの排出量が増加する。ノッキングの多発はエンジンが損傷する原因となり、ＮＯｘは大気汚染の原因となる。
　特許文献１は、車両用ガソリンエンジンのノッキング抑制装置を開示している。この制御装置によれば、エンジンの運転状態が高負荷域内にあるときに、水が気筒に向けて噴射される。この制御では、水の蒸発潜熱で気筒を冷却し、それによりノッキングを抑制することが期待されている。
特開平５－１０１６４号公報
　しかし、特許文献１に開示される制御装置によれば、スロットル開度やエンジン回転数に応じて水噴射量が調整される。ノッキングが実際に発生しているか否かという実際の燃焼状態とは関係なく、水が噴射されるに過ぎない。つまり、実際の燃焼状態に照らして水の噴射を必要とする状況であるか否かとは関係なく、水が噴射される。このような制御手法をとるので、制御装置は、水を噴射した結果として燃焼状態がどのようになったのかを関知することもない。それゆえに、制御装置は、水を噴射した結果として燃焼状態がどのようになっているかをその後の制御に反映することもできない。このように、従来の制御装置によれば、実際の燃焼状態に良好に対応してノッキングを抑制することができないし、ノッキングを抑制しつつエンジンの効率を向上させることにまで視野を入れた制御を実行することができない。
　そこで本発明は、実際の燃焼状態に良好に対応してノッキングを抑制し、さらには、ノッキングを抑制しつつガスエンジンの効率の向上を図ることを目的としている。
　本発明に係るガスエンジンの制御装置は、ガスエンジンの気筒内に向けて水を噴射する水噴射手段と、前記水噴射手段からの水噴射量を制御する水噴射制御手段と、前記気筒におけるノッキング出現率の測定値を測定するノッキング出現率測定手段と、を備え、前記水噴射制御手段は、前記測定値と目標値との偏差に基づき、前記気筒内に向けての水噴射量が設定されるように前記水噴射手段を制御する。
　ここで、「ノッキング出現率」は、ノッキングの出現頻度又は出現割合を直接的に示す指標であって実際の燃焼状態を示す指標であり、例えば、現時点から過去に遡って所定数のエンジンサイクルが経過する間にノッキングが発生したエンジンサイクルの総数を当該所定数で除算することによって算出され、時間変化しうる。このように「ノッキング出現率」は、ある１つのエンジンサイクルにおいて、例えばノッキングセンサによって得られる単一の測定値を評価するものではなく、過去から現在に至る所定期間内の複数のエンジンサイクルそれぞれにおいて、例えばノッキングセンサによって得られた複数の測定値を評価するものである。このように、「ノッキング出現率」は、過去の履歴を含んでいるため、急峻な変動のない安定した評価指標として取扱い可能であるとの特性を有する。また、ノッキング出現率は移動平均（単純移動平均、加重移動平均、指数加重移動平均）の手法によって算出されても良い。なお、本明細書では、ガスエンジンにおける給気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４つの行程を経るサイクルを、一のエンジンサイクルと称する。
　本発明によれば、このような特性を有したノッキング出現率の測定値が目標値と比較され、測定値と目標値との偏差に基づき、気筒内に向けて噴射される水噴射量が設定される。このように、やみくもに又はノッキングの発生状況を直接的に示さない運転パラメータに基づき水が噴射されるのではなく、ノッキングの出現頻度と目標値とに基づき、水噴射量が設定される。つまり、実際の燃焼状態に基づき水が噴射される。すると、気筒内に噴射された水の蒸発潜熱で気筒内温度が低下していき、点火時期を遅角することなく、ノッキングが低減される。点火時期の遅角なしにノッキングが低減されると、ノッキング出現率の測定値が過剰に上昇するのを防ぎ得る範囲内で点火時期の進角代（進角可能な量）を確保することができる。このため、ガスエンジンの効率の向上を図ることができる。
　前記気筒内に供給される混合気を点火する点火手段と、前記点火手段を制御する点火制御手段と、前記ガスエンジンの効率向上のために設定される点火時期の適値を記憶した適値記憶手段と、を更に備え、前記点火制御手段は、前記測定値が前記目標値未満であるときに、点火時期が前記適値よりも遅角しているか否かを判断し、点火時期が前記適値よりも遅角していれば点火時期を進角補正してもよい。前記構成によれば、水の噴射により測定値が目標値未満になるまで低下したような場合、点火時期が適値と比較され、点火時期が適値よりも遅角していれば点火時期が進角補正される。これにより、ノッキング出現率が過剰に高い値になるのを防ぎながら、ガスエンジンの効率を向上していくことができる。前述した水噴射の制御と相まって、制御の実行時間が長期に亘れば、点火時期を適値付近で収束させることと、ノッキング出現率の測定値を目標値付近で収束させることとが両立する。
　前記水噴射制御手段は、前記測定値と前記目標値との偏差に基づき前記水噴射量の補正値を設定し、前回のエンジンサイクルで設定された水噴射量に前記補正量を反映させるものであってもよい。前記構成によれば、前回のエンジンサイクルで設定された水噴射量に補正量を反映させるため、水噴射量が大きく増減することがなく、ノッキング出現率の測定値を目標値に好適に近づけることができるようになる。
　所定強度以上の強ノッキングを検出する強ノッキング検出手段を更に備え、前記水噴射制御手段は、前記強ノッキングが検出されたときに、前記水噴射量を増加補正してもよい。前記構成によれば、強ノッキングが発生したときに、気筒内温度を速やかに低下させることができる。よって、ノッキング出現率を制御しながら、エンジンの損傷が懸念されるような事象が発生した場合には、これに即座に対応して当該事象を速やかに抑制することもできる。
　本発明に係るガスエンジンの制御方法は、ガスエンジンの気筒におけるノッキング出現率の測定値を測定する測定ステップと、前記測定値を所定の目標値と比較する出現率比較ステップと、前記測定値と前記目標値との偏差に基づき、前記気筒内に向けての水噴射量を設定する水噴射ステップと、を備える。このような方法によっても、ノッキング出現率の測定値と目標値との偏差に基づき気筒内への水噴射量が設定されるようにしているので、ノッキングの抑制とガスエンジンの効率の向上とを両立させることができる。
　前記測定値が前記目標値未満であるときに、点火時期を前記ガスエンジンの効率向上のために設定される点火時期の適値と比較する点火時期比較ステップと、点火時期が前記適値よりも遅角しているときに、点火時期を進角補正する進角補正ステップと、を更に備えていてもよい。これにより、ノッキング出現率の測定値が目標値未満であり、点火時期が適値よりも遅角しているときには、点火時期が進角補正される。このため、ノッキング出現率を目標値に近づくように上昇させ、ガスエンジンの効率を向上させることができる。
　前記水噴射ステップが、前記測定値と前記目標値との偏差を演算する偏差演算ステップ、該偏差に応じて前記水噴射量の補正量を設定する補正量設定ステップ、及び、前回のエンジンサイクルで設定された前記水噴射量に前記補正量を反映させる水噴射量設定ステップを有していてもよい。これにより、前回のエンジンサイクルで設定された水噴射量に補正量を反映させるため、水噴射量が大きく増減することがなく、ノッキング出現率の測定値を目標値に好適に近づけることができるようになる。
　本発明に係るガスエンジンは、前述した制御装置を備えることを特徴としており、当該ガスエンジンによれば、ノッキングの抑制と効率向上との両立が図られる。
　本発明によれば、実際の燃焼状態に良好に対応してノッキングを抑制することと、ガスエンジンの効率を向上することとを両立することができる。
本発明の実施形態に係るガスエンジンの全体構成を示す概念図である。 本発明の実施形態に係るガスエンジンの制御装置の要部構成を示す概念図である。 図２に示すノッキング出現率測定部の構成を示すブロック線図である。 点火時期と効率との間の関係、点火時期とＮＯｘ排出量との間の関係、水噴射量とＮＯｘ排出量との間の関係を示すグラフである。 水噴射及び点火制御の処理の一部を示すフローチャートである。 水噴射及び点火制御の処理の一部を示すフローチャートであり、ノッキング出現率の測定値が目標値以上である場合の水噴射量の指令値及び点火時期の指令値を設定する処理を示すフローチャートである。 水噴射及び点火制御の処理の一部を示すフローチャートであり、ノッキング出現率の測定値が目標値未満である場合の水噴射量の指令値及び点火時期の指令値を設定する処理を示すフローチャートである。 図５～図７に示す処理を実行した場合のノッキング出現率、水噴射量及び点火時期の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一又は相当する要素には全ての図を通じて同一の符号を付し、重複する詳細説明を省略する。
　図１は、本発明の実施形態に係るガスエンジン１の全体構成を示す概念図である。図１に示すガスエンジン１は、ガス燃料及び過給されたエアの混合気を燃焼して出力軸２で回転出力を発生する。出力軸２は、例えば交流発電機３に接続される。出力軸２は、交流発電機３に替えて、舶用推進装置に接続されていてもよい。このように、本実施形態に係るガスエンジン１は、交流発電機３の駆動源として又は舶用推進装置として好適に利用することができる。
　ガスエンジン１は、レシプロ式４ストロークエンジンであり、複数の気筒４を有している。なお、気筒４の配列は、図１に便宜的に示されている並列型に限られず、Ｖ型であってもよい。特に、発電用又は舶用においては、ガスエンジン１が多数（例えば、８～２０）の気筒を有して大型化するので、気筒がＶ型に配列されると好適である。
　ガスエンジン１には、給気通路５、排気通路６及び過給機（図示せず）が設けられている。給気通路５は、過給機からの給気を気筒４に供給するための通路である。給気通路５は、複数の給気ポート７と、給気管８とにより構成される。給気ポート７は、気筒４毎に設けられ、エンジン本体内に形成される。給気ポート７は、下流端部で対応する気筒４に開口している一方、上流端部でエンジン本体の外面に開口している。給気管８は、共通管部８ａ及び複数の枝管部８ｂを有している。共通管部８ａは、エンジン本体の外部を気筒配列方向に沿って延びている。枝管部８ｂは、気筒４毎に設けられ、共通管部８ａの内部を給気ポート７の上流端部に接続している。排気通路６は、気筒４からの排気を過給機を介して外部に送るための通路である。排気通路６は、気筒４毎に設けられた排気ポート９と、各排気ポート９と接続される排気管１０とにより構成される。
　各気筒４には、第１燃料噴射弁１１、第２燃料噴射弁１２、点火プラグ（点火手段又は点火装置）１３及び水噴射弁（水噴射手段又は水噴射装置）１４が設けられている。第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１２は、燃料供給源から燃料供給ライン１５に沿って送られるガス燃料を気筒４内に向けて噴射する。点火プラグ１３は、気筒４内に供給される混合気を点火燃焼させるため、適宜点火時期で火花を発生する。水噴射弁１４は、対応する気筒４のノッキングを抑制するため、給水源から給水ライン１６に沿って送られる水を気筒４内に向けて噴射する。
　図２は、本発明の実施形態に係るガスエンジン１の制御装置１００の構成を示す概念図である。なお、図２では、１つの気筒４のみ示しているが、他の気筒も同様の構成を有している。図２に示すように、気筒４内には、ピストン２１が往復動可能に挿入されている。ピストン２１はコネクティングロッド２２を介して出力軸２（図１参照）に連結されている。気筒４のうちピストン２１の上面側の空間が、主燃焼室２３を成している。主燃焼室２３は、副燃焼室２４と隔壁２５を介して区画されている一方、隔壁２５に形成された連通孔（図示せず）を介して副燃焼室２４と連通している。気筒４には、給気弁２６及び排気弁２７が設けられている。給気弁２６は、給気ポート７の下流端部を開閉する。排気弁２７は、排気ポート９の上流端部を開閉する。第１燃料噴射弁１１は、その燃料噴射口が給気ポート７内に臨むようにして設けられている。第２燃料噴射弁１２は、その燃料噴射口が副燃焼室２４内に臨むようにして設けられている。点火プラグ１３は、火花を発生する電極が副燃焼室２４内に臨むようにして設けられている。
　ピストン２１が下動する給気行程では、給気弁２６が給気ポート７を開き、第１燃料噴射弁１１がガス燃料を噴射する。これにより、給気ポート７を流れる給気とガス燃料との混合気が主燃焼室２３内に供給される。ピストン２１が上動する圧縮行程では、混合気が主燃焼室２３内及び副燃焼室２４内で圧縮される。なお、第２燃料噴射弁１２は、給気行程又は圧縮行程において、副燃焼室２４内にガス燃料を噴射する。圧縮行程が終了する時期近傍で、点火プラグ１３が火花を発生し、これにより副燃焼室２４内の混合気が点火燃焼される。副燃焼室２４内の火炎は連通孔を介して主燃焼室２３内へと伝播し、それにより主燃焼室２３内の混合気が燃焼され、ピストン２１が下動する。この膨張行程後の排気行程では、排気弁２７が排気ポート９を開き、主燃焼室２３内及び副燃焼室２４内のガスが排気通路６へと排出される。なお、本明細書では、ガスエンジン１における上記の給気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の４つの行程を経るサイクルを、一のエンジンサイクルと称する。
　このガスエンジン１の制御装置１００は、点火プラグ１１、水噴射弁１４、位相角センサ４１、筒内圧センサ４２及び制御器５０を備えている。制御器５０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイスを主体にして構成されたマイクロコンピュータである。制御器５０の入力側は、位相角センサ４１及び筒内圧センサ４２と接続されている。位相角センサ４１は、出力軸２（図１参照）の回転位相角を検出する。筒内圧センサ４２は、気筒４の内圧を検出する。制御器５０の出力側は、点火プラグ１１及び水噴射弁１４と接続される。
　水噴射弁１４は、その水噴射口１４ａが給気ポート７内に臨むようにして設けられている。水噴射弁１４は、水噴射口１４ａを開閉する常閉電磁開閉弁であり、水噴射口１４ａを開けているときに、給水ライン１６に沿って送られる水を給気ポート７内に噴射する。水噴射弁１４に送られてくる水の圧力（以下、「給水圧」と称す）は略一定であるので、制御器５０は、水噴射弁１４の開弁期間を制御することによって、水噴射量を制御することができる。
　水噴射弁１４より噴射された水は、給気に乗って気筒４内へと供給される。水が気筒４内へと良好に供給されるようにするため、水を噴射する時期は、概ね給気行程の間に設定され、給水圧は、給気圧に対抗して給気ポート７内に水を噴射するために十分高い値に調整される。
　制御装置１００は、全ての気筒４のノッキング出現率が気筒個体差に関わらず目標値に近づくように、また、全ての気筒４の効率が気筒個体差に関わらず最適化されるように、気筒４毎に水噴射量及び点火時期を制御する。制御器５０は、このような制御を実現するための機能部として、ノッキング検出部５１、ノッキング出現率演算部５３、出現率目標値記憶部５４、時期記憶部５５、水噴射制御部５６及び点火制御部５７を有する。また、筒内圧センサ４２が、気筒４毎に設けられる。位相角センサ４１は、全ての気筒４に共通して設けられている。
　ノッキング検出部５１は、筒内圧センサ４２の検出結果に基づき、ノッキングが出現したか否かをエンジンサイクル毎に気筒４毎に検出する。ノッキング出現率演算部５３は、ノッキング検出部５１の検出結果に基づき、ノッキング出現率の測定値をエンジンサイクル毎に気筒４毎に演算する。このように、筒内圧センサ４２、ノッキング検出部５１及びノッキング出現率演算部５３は、気筒４におけるノッキング出現率を測定するためのノッキング出現率測定部４５を構成する。
　ここで、「ノッキング出現率」とは、ノッキングの出現頻度又は出現割合を直接的に示す指標であって実際の燃焼状態を示す指標であり、例えば、現時点から過去に遡って所定数のエンジンサイクルが経過する間にノッキングが発生したエンジンサイクルの総数を当該所定数で除算することによって算出され、時間変化しうるものである。このように「ノッキング出現率」は、ある１つのエンジンサイクルにおいてノッキング検出部５１によって得られる単一の測定値を評価するものではなく、過去から現在に至る所定期間内の複数のエンジンサイクルそれぞれにおいてノッキング検出部５１によって得られた複数の測定値を評価するものである。このように、「ノッキング出現率」は、過去の履歴を含んでいるため、急峻な変動のない安定した評価指標として取扱い可能であるとの特性を有する。また、ノッキング出現率は移動平均（単純移動平均、加重移動平均、指数加重移動平均）の手法によって算出されても良い。
　図３は、ノッキング出現率測定部４５の構成を示す概念図である。図３に示すように、ノッキング検出部５１は、波形計測部６１、抽出部６２、平均値算出部６３、ノック閾値比較部６４、筒内圧比較部６５、失火閾値比較部６６、燃焼状態判定部６７及び過去値記憶部６８を有している。
　波形計測部６１は、筒内圧センサ４２により検出される筒内圧の波形を計測する。抽出部６２は、圧縮行程終了時点から所定時間が経過するまでの筒内圧波形データをフィルタに通し、その高周波成分を抽出する。平均値算出部６３は、当該所定時間内における複数個の高周波成分をサンプリングし、サンプリングされた高周波成分の平均値を算出する。ノック閾値比較部６４は、算出された平均値を第１ノック閾値及び第２ノック閾値と比較する。筒内圧比較部６５は、筒内圧波形データに基づき、圧縮行程終了時点前後の筒内圧偏差ΔＰを算出する。失火閾値比較部６６は、算出された筒内圧偏差ΔＰが失火閾値以上であるか否かを判定する。
　燃焼状態判定部６７は、ノック閾値比較部６４及び失火閾値比較部６６の比較結果に基づき、燃焼状態が「強ノッキング」、「軽ノッキング」、「正常」及び「失火」の４つの状態のいずれに属するのかを、エンジンサイクル毎に気筒４毎に判定する。つまり、平均値が第１ノック閾値以上である場合には、燃焼状態が「強ノッキング」と判定される。平均値が第１ノック閾値未満且つ第２ノック閾値以上である場合には、燃焼状態が「軽ノッキング」と判定される。筒内圧偏差ΔＰが失火閾値未満である場合には、燃焼状態が「失火」と判定される。平均値が第２ノック閾値未満であり且つ筒内圧偏差ΔＰが失火閾値以上である場合には、燃焼状態が「正常」と判定される。なお、「強ノッキング」は、第１ノック閾値により規定される所定強度以上のノッキングが発生している状態であることを示す。「軽ノッキング」は、第１ノック閾値により規定される所定強度未満のノッキングが発生している状態であることを示す。よって、燃焼状態判定部６７は、所定強度以上の強ノッキングを検出する強ノッキング検出部、あるいは、所定強度未満の軽ノッキングを検出する軽ノッキング検出部として機能するとも言える。
　過去値記憶部６８は、燃焼状態の判定結果を逐次記憶する。ノッキング出現率演算部５３は、例えば、過去値記憶部６８に記憶されている燃焼状態の判定結果を読み出し、現時点から過去に遡って所定数のエンジンサイクルの間に軽ノッキング又は強ノッキングが発生していると判定されたエンジンサイクルの総数を、当該所定数で除算することによって、ノッキング出現率の測定値ＲＭを求める。
　図２に示すように、出現率目標値記憶部５４は、ノッキング出現率の目標値ＲＴを予め記憶している。ノッキング出現率の測定値ＲＭがこの目標値ＲＴに近い状態でガスエンジン１が継続して運転されると、ガスエンジン１に大きな損傷を与えることなく、ガスエンジン１の効率を向上できるようになる。なお、このような作用を得るための目標値の具体的数値は、実機を用いた運転試験又は数値解析などを通じて知得可能である。本実施形態では、出現率目標値記憶部５４が、全ての気筒４に共通する一つの目標値ＲＴを記憶しているものとする。
　時期記憶部５５は、点火時期の適値ＴＴ及び初期値を記憶している。適値ＴＴは、ガスエンジン１の効率向上のために設定される点火時期である。図４中の線Ａは、ある気筒における点火時期とガスエンジン１の効率との間の相関を示している。線Ａは、横軸を点火時期として縦軸を効率とする二次元直交座標系において、上に凸の曲線を描く。すなわち、点火時期が進角すれば、ある時期（ＭＢＴ）までは効率が向上していく一方、点火時期がＭＢＴを越えて更に進角しても、効率は低下していく。ＭＢＴは、効率の増減傾向が逆転して効率が最大値をとる点火時期である。時期記憶部５５は、ＭＢＴ又はその近傍の値を適値ＴＴとして記憶している。ＭＢＴは、気筒４毎に個体差がある。このため、時期記憶部５５は、適値ＴＴを気筒４毎に記憶している。適値ＴＴは、実際のガスエンジン１の運転状況に応じて調整及び更新可能であってもよい。各気筒４におけるＭＢＴは、実機を用いた運転試験などを通じて知得可能である。なお、点火時期の初期値は、適値ＴＴよりも遅角された値であり、例えば図４のグラフの原点における点火時期である。
　図２に示すように、水噴射制御部５６は、ノッキング出現率の測定値ＲＭ、ノッキング出現率の目標値ＲＴ、ノッキング検出部５１からの強ノッキングが発生している旨示す信号、給水系の状態などに基づき、水噴射量の指令値を求め、指令値が示す量の水が噴射されるように水噴射弁１４を制御する。点火制御部５７は、ノッキング出現率の測定値ＲＭ、ノッキング出現率の目標値ＲＴ、点火時期の適値ＴＴ、水噴射制御部５６からの水噴射停止信号などに基づき、点火時期の指令値を求め、指令値が示す時期に点火するように点火プラグ１１を制御する。
　図５～図７は、図２に示す制御器５０により実行される水噴射及び点火制御を示すフローチャートである。図５～図７に示す一連の処理は、例えば、ガスエンジン１の起動処理が終わってから、１エンジンサイクル毎に繰り返される。図５に示すように、水噴射制御部５６が、給水系の状態に基づいて、水を気筒４に向けて好適に噴射することができる状態であるか否かを判断する（ステップＳ１）。例えば、水噴射制御部５６は、各種センサからの入力に基づき、給水圧が必要圧未満であるか否か、給水源にトラブルが発生しているか否かを判断する。水を好適に噴射することができれば（Ｓ１：ＹＥＳ）、ノッキング出現率測定部４５が、ノッキング出現率の測定値ＲＭを測定する（ステップＳ２）。次に、水噴射制御部５６及び点火制御部５７が、ノッキング出現率の測定値ＲＭと目標値ＲＴとを比較する（ステップＳ３）。測定値ＲＭが目標値ＲＴ以上であれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、図６に示すフローに進み、測定値ＲＭを目標値ＲＴに向かって低下させるための制御が実行される。測定値ＲＭが目標値ＲＴ未満であれば（Ｓ３：ＮＯ）、図７に示すフローに進み、測定値ＲＭを目標値ＲＴに向かって上昇させるための制御が実行される。
　図６に示すように、測定値ＲＭが目標値ＲＴ以上であれば、水噴射制御部５６が、目標値ＲＴと測定値ＲＭとの間の偏差を算出する（ステップＳ１１）。次に、水噴射制御部５６が、算出された偏差に応じて、第１補正量を算出する（ステップＳ１２）。次に、水噴射制御部５６は、今回のエンジンサイクルにおける一次指令値を設定する（ステップＳ１３）。水噴射量の一次指令値は、前回のエンジンサイクルにおいてステップＳ１３で算出された水噴射量の指令値に、今回のエンジンサイクルにおいてステップＳ１２で算出された第１補正量を加算することによって求められる。
　次に、水噴射制御部５６は、ノッキング検出部５１の検出結果に基づき、今回のエンジンサイクルにおける燃焼状態が強ノッキングであるか否かを判断する（ステップＳ１４）。強ノッキングが発生していなければ（Ｓ１４：ＮＯ）、水噴射制御部５６は、次回のエンジンサイクルにおける水噴射量の指令値を、ステップＳ１３で算出された一次指令値に設定する（ステップＳ１６）。強ノッキングが発生していれば（Ｓ１４：ＹＥＳ）、水噴射制御部５６は、第２補正量を算出し、今回のエンジンサイクルにおける水噴射量の指令値（直後の水噴射機会における水噴射量の指令値）を第２補正量に設定する（ステップＳ１５）。なお、第２補正量は、ステップＳ１３で算出された一次指令値よりも大きい値であり、これにより強ノッキングが検出されたときに水噴射量が増加補正される。第２補正量は、ノッキング強度によって設定されてもよいし、ステップＳ１３で算出された一次指令値に予め定められた補正量を加算することによって設定されてもよい。このとき、今回のエンジンサイクルで算出された指令値は、次回のエンジンサイクルにおけるステップＳ１３での一次指令値設定処理で、減少するように変更される。これにより、強ノッキングの発生のため水噴射量を増加補正しても、次回以降のエンジンサイクルの水噴射量の指令値が乱されない。
　次に、点火制御部５７は、前回のエンジンサイクルの点火時期の指令値が、適値ＴＴ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。前回指令値が適値ＴＴ未満であれば（Ｓ２１：ＹＥＳ）、点火制御部５７は、今回のエンジンサイクルのおける点火時期の指令値を、前回指令値に設定する（ステップＳ２２）。前回指令値が適値ＴＴ以上であれば（Ｓ２１：ＮＯ）、点火制御部５７は、前回指令値に所定の遅角補正量を減算し、今回のエンジンサイクルにおける点火時期の指令値をこの減算値に設定する（ステップＳ２３）。なお、前回指令値と適値ＴＴが等しい場合は、点火時期の指令値は、前回のエンジンサイクルの指令値に微小な進角量α（＞０）だけ進角補正した値としてもよいし、微小な遅角量α（＜０）だけ遅角補正した値としてもよい。
　また、ノッキング出現率を制御すること以外の目的で点火時期を制御対象とした他の制御が並行実施される場合もある。このような他制御の並行実施があれば、当該他制御で設定された指令値を加味して、点火時期が補正される（ステップＳ２５）。このような他制御の並行実施がなければ（Ｓ２４：ＮＯ）、点火時期の指令値は、ステップＳ２２又はＳ２３で設定された指令値どおりとなる。
　このようにして、水噴射量及び点火時期の各指令値が設定されると、水噴射制御部５６は、位相角センサ４１からの入力を参照しながら、指令値が示す量の水が給気行程の間に噴射されるように水噴射弁１４を制御する。また、点火制御部５７は、位相角センサ４１からの入力を参照しながら、指令値が示す時期に点火させるように点火プラグ１３を制御する。そして、次回のエンジンサイクルにおける処理が、ステップＳ１から再開する。
　図７に示すように、測定値ＲＭが目標値ＲＴ未満であれば、水噴射制御部５６が、目標値ＲＴと測定値ＲＭとの間の偏差を算出する（ステップＳ３１）。次に、水噴射制御部５６が、算出された偏差に応じて、第１補正量を算出する（ステップＳ３２）。次に、水噴射制御部５６は、今回のエンジンサイクルにおける一次指令値を設定する（ステップＳ３３）。水噴射量の一次指令値は、前回のエンジンサイクルにおいてステップＳ３３で算出された水噴射量の指令値に、今回のエンジンサイクルにおいてステップＳ３２で算出された第１補正量を減算することによって求められる。また、特にガスエンジン１の起動時から定常運転に至るまでにおいては、水噴射制御部５６は、今回のエンジンサイクルにおける一次指令値を、前回のエンジンサイクルの一次指令値に設定してもよい。
　次に、水噴射制御部５６は、前述したステップＳ１４～Ｓ１６と同様の処理をする。つまり、今回のエンジンサイクルにおいて強ノッキングが発生しているか否かが判断される（ステップＳ３４）。発生していなければ（Ｓ３４：ＮＯ）、水噴射制御部５６は、次回のエンジンサイクルにおける水噴射量の指令値を、ステップＳ３３で算出された一次指令値に設定する（ステップＳ３６）。発生していれば（Ｓ３４：ＹＥＳ）、水噴射量の指令値が、第２補正量に設定される（ステップＳ３５）。なお、第２補正量は、ステップＳ３３で算出された一次指令値よりも大きい値であり、これにより強ノッキングが検出されたときに水噴射量が増加補正される。第２補正量は、ノッキング強度によって設定されてもよいし、ステップＳ３３で算出された一次指令値に予め定められた補正量を加算することによって設定されてもよい。このとき、今回のエンジンサイクルで算出された指令値は次回のエンジンサイクルにおけるステップＳ１３での一次指令値設定処理で、減少するように変更される。これにより、強ノッキングの発生のため水噴射量を増加補正しても、次回以降のエンジンサイクルの水噴射量の指令値が乱されない。
　また、測定値ＲＭが目標値ＲＴ未満であれば、点火制御部５７は、前回のエンジンサイクルの点火時期の指令値が、適値ＴＴ未満であるか否かを判断する（ステップＳ４１）。前回指令値が適値ＴＴ未満であれば（Ｓ４１：ＹＥＳ）、点火制御部５７は、前回指令値に所定の進角補正量を加算し、今回のエンジンサイクルにおける点火時期の指令値をこの加算値に設定する（ステップＳ４２）。前回指令値が適値ＴＴ以上であれば（Ｓ４１：ＮＯ）、点火制御部５７は、前回指令値に所定の遅角補正量を減算し、今回のエンジンサイクルにおける点火時期の指令値をこの減算値に設定する（ステップＳ４３）。なお、前回指令値と適値ＴＴが等しい場合は、点火時期の指令値は、前回のエンジンサイクルの指令値に微小な進角量α（＞０）だけ進角補正した値としてもよいし、微小な遅角量α（＜０）だけ遅角補正した値としてもよい。点火時期の初期値は適値ＴＴよりも遅角した小さな値であるので、当該制御の実施当初は、ステップＳ４１からステップＳ４２に進むケースが支配的となる。
　そして、前述したステップＳ２４，Ｓ２５と同様にして、他制御の並行実施を考慮した点火時期の補正が適宜行われ得る（ステップＳ４４，Ｓ４５）。
　このように水噴射量及び点火時期の各指令値が設定されると、前述同様にして水噴射弁１４及び点火プラグ１１が制御され、次回のエンジンサイクルにおける処理がステップＳ１から再開する。
　図８は、図５～図７に示す水噴射及び点火制御が実行された場合における、ノッキング出現率の測定値、水噴射量及び点火時期の時間変化の一例を示すフローチャートである。なお、ガスエンジン１の起動処理が終わった時点では、ノッキング出現率の測定値は、目標値未満であってゼロ付近の小さい値である。点火時期の指令値は、時期記憶部５５に予め記憶されている初期値に設定される。水噴射量の指令値は、ゼロに設定される。点火時期の初期値は、適値よりも遅角されている。
　したがって、図５に示す処理がステップＳ４２を経由するようにして繰り返される。これにより、水噴射量がゼロのままで推移する一方、点火時期は進角され続けていく。水を噴射することなく点火時期が進角していくので、燃焼温度が徐々に上昇して、ノッキング出現率の測定値が目標値ＲＭに向かって上昇していく。ノッキング出現率の測定値が目標値ＲＭを超えると、図６に示す処理が実行される。これにより、点火時期の進角が止まる一方、水噴射量が増加し続ける。これにより、気筒内温度が水の蒸発潜熱で低下していくので、ノッキング出現率の測定値は低下する。このとき、点火時期が遅角していないので、ノッキング出現率の測定値を低下させながらも、効率は殆ど低下しない。
　水噴射量を増加させた効果により、ノッキング出現率の測定値が目標値未満になるまで低下すると、図５に示す処理が実行され、水噴射量の増加が止まる一方、点火時期が再び適値ＴＴに向かって進角する。これにより、ノッキング出現率の測定値が、目標値に向けて再び上昇する。これ以降、点火時期が適値に達するまで、水噴射量の増加と点火時期の進角とが行われ、例えばこれらは交互に繰り返される。点火時期が適値に達するまで上昇した後は、ノッキング出現率の測定値が目標値付近で収束し、点火時期が適値付近で収束する。
　本実施形態に係るガスエンジン１の制御装置１００によれば、ノッキング出現率の測定値が目標値と比較され、水が気筒内に向けて噴射される。つまり、やみくもに又はノッキング発生状況を直接的に示さない運転パラメータに基づき水が噴射されるのではなく、ノッキングの出現頻度と目標値とに基づき、水噴射量が設定される。すると、気筒内に噴射された水の蒸発潜熱で気筒内温度が低下していき、ノッキングが低減される。ノッキングが低減されると、ノッキング出現率の測定値が過剰に上昇するのを防止しうる範囲内で点火時期の進角代（進角可能な量）を確保することができる。このため、効率の向上を図ることができる。
　特に、水噴射制御部５６は、測定値と目標値との偏差を演算し、該偏差に応じて算出された補正量だけ水噴射量の指令値を補正する。これにより、測定値を好適に目標値へと近づけることができるようになる。したがって、ノッキング出現率を目標値付近に収束させつつ、測定値を目標値に向けて上昇させるために確保された点火時期の進角代（進角可能な量）を最大限に活用することができ、ガスエンジン１の効率を良好に向上させることができる。
　図４中の線Ｂ及びＣは、点火時期とＮＯｘ排出量との間の相関を示している。線Ｂは、水が全く噴射されない場合における点火時期に対するＮＯｘ排出量を示している。線Ｃは、水を噴射した効果によりノッキング出現率が目標値に維持されている場合における点火時期に対するＮＯｘ排出量を示している。線Ｂが示すように、水の噴射を伴わずに点火時期が進角すると、燃焼温度が上昇するので、ＮＯｘ排出量も増加する。これに対し、線Ｃが示すように、水の噴射を伴って点火時期が進角すると、燃焼温度の上昇を良好に抑制することができるので、点火時期が適値ＴＴ付近まで進角した状態で運転していても、ＮＯｘ排出量が増加するのを良好に抑制することができる。ＮＯｘ排出量を基準にして考えれば、水噴射を利用してノッキング出現率を目標値に維持する制御を実行することにより、点火時期差分ΔＴに応じた効率差分Δεだけ、効率を向上させることができるとも言える。
　このように、本実施形態の制御装置１００によれば、ノッキング出現率を目標値に収束させることと、効率を点火時期との関係において最適化してできる限り高くすることと、ＮＯｘ排出量の増加を抑制することとを両立することができる。なお、ノッキング出現率を測定するには過去値を必要とする一方、ノッキングの発生しやすさはエンジンの負荷変動に依存する。このため、発電用大型ガスエンジンや舶用大型ガスエンジン等、負荷変動が相対的に小さいガスエンジンに適用されれば、上記の両立効果が顕著となり、特に有益である。
　また、強ノッキングが発生すれば、次回のエンジンサイクルにおいて水噴射量が瞬間的に増加補正され、気筒内温度を速やかに低下させることができる。よって、ノッキング出現率という過去値を用いて測定されるデータを制御しながらも、エンジンの損傷が懸念されるような事象が突発した場合に、これに即座に対応して当該事象を速やかに抑制することもできる。このような制御を実現するため、本実施形態では、水噴射量の指令値を求めるに際し、強ノッキングが発生すれば、第２補正量を水噴射量の指令値として算出するようにしている。また、第２補正量は、ノッキング強度によって設定されてもよい。このとき、今回のエンジンサイクルで算出された指令値は次回以降に変更される。これにより、強ノッキングの発生のため水噴射量を増加補正しても、次回以降のエンジンサイクルの指令値が乱されない。
　また、図５に示すように、水を好適に噴射することが困難になれば（Ｓ１：ＮＯ）、水噴射制御部５６は、水噴射量の指令値をゼロに設定するなどして、水噴射を停止するよう水噴射弁１４を制御する（ステップＳ５１）。点火制御部５７は、これを受けて、点火時期を所定時期まで遅角させる（ステップＳ５２）。この所定時期は、水の噴射を止めてもノッキングが発生しにくい点火時期であり、例えば初期値、または初期値よりも遅角された時期である。このような処理を組み込むことにより、水を好適に噴射し得ない状況下であっても、ノッキングが多発する事態を回避することができる。
　これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更可能である。例えば、水噴射弁１４は、対応する気筒４内に向けて水を噴射可能であればよく、水噴射口１４ａが副燃焼室２４の内部又は枝管部８ｂの内部に臨むようにして設けられていてもよい。気筒に水を噴射するための手段である水噴射部は、水噴射弁１４に限定されず、キャブレタ等の他の装置が適用されてもよい。
　本発明は、ノッキングを抑制することと、効率を向上させることとを良好に両立することができるとの作用効果を奏し、多気筒レシプロガスエンジン、特に、発電用大型ガスエンジン又は舶用大型ガスエンジンに利用すると有益である。
１　ガスエンジン
４　気筒
１３　点火プラグ
１４　水噴射弁
４２　筒内圧センサ
４５　ノッキング出現率測定部
５１　ノッキング検出部
５３　ノッキング出現率演算部
５４　出現率目標値記憶部
５５　時期記憶部
５６　水噴射制御部
５７　点火制御部
６７　燃焼状態判定部
１００　制御装置

Claims (8)

  1. 　ガスエンジンの気筒内に向けて水を噴射する水噴射手段と、
    　前記水噴射手段から噴射される水噴射量を制御する水噴射制御手段と、
    　前記気筒におけるノッキング出現率の測定値を測定するノッキング出現率測定手段と、を備え、
    　前記水噴射制御手段は、前記測定値と目標値との偏差に基づき、前記気筒内に向けての前記水噴射量が設定されるように前記水噴射手段を制御する、ガスエンジンの制御装置。
  2. 　前記気筒内に供給される混合気を点火する点火手段と、
    　前記点火手段を制御する点火制御手段と、
    　前記ガスエンジンの効率向上のために設定される点火時期の適値を記憶した時期記憶手段と、を更に備え、
    　前記点火制御手段は、前記測定値が前記目標値未満であるときに、点火時期が前記適値よりも遅角しているか否かを判断し、点火時期が前記適値よりも遅角していれば点火時期を進角補正する、請求項１に記載のガスエンジンの制御装置。
  3. 　前記水噴射制御手段は、前記測定値と前記目標値との偏差に基づき前記水噴射量の補正量を設定し、前回のエンジンサイクルで設定された水噴射量に前記補正量を反映させる、請求項１又は２に記載のガスエンジンの制御装置。
  4. 　所定強度以上の強ノッキングを検出する強ノッキング検出手段を更に備え、
    　前記水噴射制御手段は、前記強ノッキングが検出されたときに、前記水噴射量を増加補正する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガスエンジンの制御装置。
  5. 　ガスエンジンの気筒におけるノッキング出現率の測定値を測定する測定ステップと、
    　前記測定値を所定の目標値と比較する出現率比較ステップと、
    　前記測定値と前記目標値との偏差に基づき、前記気筒内に向けての水噴射量を設定する水噴射ステップと、を備える、ガスエンジンの制御方法。
  6. 　前記測定値が前記目標値未満であるときに、点火時期を前記ガスエンジンの効率向上のために設定される点火時期の適値と比較する点火時期比較ステップと、
    　点火時期が前記適値よりも遅角しているときに、点火時期を進角補正する進角補正ステップと、を更に備える、請求項５に記載のガスエンジンの制御方法。
  7. 　前記水噴射ステップが、前記測定値と前記目標値との偏差を演算する偏差演算ステップ、該偏差に応じて水噴射量の補正量を設定する補正量設定ステップ、及び、前回のエンジンサイクルで設定された前記水噴射量に前記補正量を反映させる水噴射量設定ステップを有する、請求項５又は６に記載のガスエンジンの制御方法。
  8. 　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置を備えたガスエンジン。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2789839A3 (de) * 2013-04-08 2014-11-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Brennkraftmaschine
EP3017167A1 (de) * 2013-04-11 2016-05-11 Silicon Fire AG Verfahren und vorrichtung zur leistungsregelung einer verbrennungskraftmaschine
WO2017073285A1 (ja) * 2015-10-30 2017-05-04 川崎重工業株式会社 ガスエンジンの制御方法
RU2684065C1 (ru) * 2016-12-19 2019-04-03 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ (варианты) и система для регулирования впрыска воды в двигатель
CN109779768A (zh) * 2017-11-13 2019-05-21 罗伯特·博世有限公司 用于运行内燃机的方法和装置

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9404407B2 (en) * 2014-01-23 2016-08-02 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
DE102014204509A1 (de) * 2014-03-12 2015-09-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wassereinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor
DE102014222474A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Anpassung der Fluidmenge des Systems zur Zusatzeinspritzung eines Verbrennungsmotors an das Signal der Klopfregelung
DE102015202218A1 (de) * 2015-02-09 2016-08-11 Robert Bosch Gmbh Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102015208359B4 (de) 2015-05-06 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine, Steuer- und/oder Regeleinrichtung sowie Computerprogramm
DE102015208476A1 (de) * 2015-05-07 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Einspritzung von Wasser für eine Brennkraftmaschine
DE102015208509A1 (de) * 2015-05-07 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Wassereinspritzung in eine Brennkraftmaschine
DE102015220721B4 (de) * 2015-10-23 2017-09-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Wassereinspritzung in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors
DE102015224402A1 (de) 2015-12-07 2017-06-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffzumessung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors
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
DE102016203027A1 (de) * 2016-02-26 2017-08-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
DE102016204632A1 (de) * 2016-03-21 2017-09-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor
DE102016205667A1 (de) * 2016-04-06 2017-10-12 Robert Bosch Gmbh Einspritzanordnung zur Einspritzung von Wasser und Kraftstoff
US10059325B2 (en) * 2016-07-21 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling water injection
US9976502B2 (en) 2016-08-02 2018-05-22 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for injecting water at different groups of cylinders of an engine
US10184429B2 (en) * 2016-08-02 2019-01-22 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for selecting a location for water injection in an engine
US9874163B1 (en) 2016-08-02 2018-01-23 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for adjusting engine operation based on evaporated and condensed portions of water injected at an engine
US10323605B2 (en) * 2016-09-07 2019-06-18 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine water injection
US10328772B2 (en) 2016-09-21 2019-06-25 Ford Global Technologies, Llc System and methods for extracting water from an electric air conditioning system for water injection
US10018155B2 (en) 2016-09-21 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc System and methods for extracting water from a mechanical air conditioning system for water injection
US10286755B2 (en) 2016-09-21 2019-05-14 Ford Global Technologies, Llc System and methods for extracting water from a HVAC system for water injection
US9957921B2 (en) 2016-10-04 2018-05-01 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling water injection
KR101807044B1 (ko) 2016-10-12 2017-12-08 현대자동차 주식회사 Cda 장치 및 물 펌프가 장착된 엔진 및 이를 제어하는 방법
US10267243B2 (en) 2016-12-19 2019-04-23 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pulsed engine water injection
US10190541B2 (en) 2016-12-19 2019-01-29 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine water injection
US10054036B2 (en) 2016-12-19 2018-08-21 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for water injection control
US10018156B1 (en) * 2016-12-19 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine water injection
US10167819B2 (en) 2016-12-19 2019-01-01 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine water injection
US10273906B2 (en) 2017-04-06 2019-04-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine exhaust catalyst operations
CN108060991A (zh) * 2017-09-07 2018-05-22 同济大学 一种缸内外冷水混合双喷射的汽油机结构
CN107905917B (zh) * 2017-09-07 2020-11-27 同济大学 一种缸内外冷水混合双喷射的天然气发动机结构
CN108049987A (zh) * 2017-09-07 2018-05-18 同济大学 一种缸外冷水缸内热水混合双喷射的天然气发动机结构
CN107989718A (zh) * 2017-09-07 2018-05-04 同济大学 一种缸内外冷水混合双喷射的柴油机结构
CN108049991A (zh) * 2017-09-07 2018-05-18 同济大学 一种缸外冷水缸内热水混合双喷射的柴油机结构
CN108060992B (zh) * 2017-09-11 2020-10-02 同济大学 一种利用缸内喷水控制内燃机均质压燃的系统及控制方法
CN108049990A (zh) * 2017-09-11 2018-05-18 同济大学 一种利用缸外喷水控制内燃机均质压燃的系统及控制方法
US10465632B2 (en) * 2017-10-24 2019-11-05 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a combustion engine
KR102391708B1 (ko) * 2017-11-28 2022-04-28 로베르트 보쉬 게엠베하 내연기관의 작동 방법 및 장치
KR101967458B1 (ko) * 2017-12-13 2019-04-09 현대오트론 주식회사 물분사 인젝터 고장진단 방법 및 이에 의해 운용되는 고장진단 장치
KR101927510B1 (ko) 2017-12-13 2018-12-11 현대오트론 주식회사 물분사 인젝터 제어방법 및 이에 의해 운용되는 엔진
KR101927508B1 (ko) * 2017-12-14 2019-03-12 현대오트론 주식회사 즉각적인 물분사를 위한 물분사 인젝터 제어방법 및 이에 의해 운용되는 엔진
KR101927506B1 (ko) 2017-12-14 2018-12-11 현대오트론 주식회사 물분사 인젝터 고장진단 방법 및 이에 의해 운용되는 고장진단 장치
KR101967463B1 (ko) * 2017-12-14 2019-08-13 현대오트론 주식회사 배기단 부품 손상 방지를 위한 물분사 인젝터 제어방법 및 이에 의해 운용되는 엔진
KR101967467B1 (ko) * 2017-12-14 2019-04-09 현대오트론 주식회사 배기가스 정화용 촉매 손상 방지를 위한 물분사 인젝터 제어방법 및 이에 의해 운용되는 엔진
JP6907973B2 (ja) * 2018-03-12 2021-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102018206076A1 (de) * 2018-04-20 2019-10-24 Robert Bosch Gmbh Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
EP3561286A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-30 Volvo Car Corporation Intake manifold with integrated water injection nozzle
KR102075075B1 (ko) * 2018-11-23 2020-03-02 현대오트론 주식회사 노킹 학습을 이용한 물 분사 제어 시스템 및 방법
DE102019110108B4 (de) * 2019-04-17 2021-01-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors sowie Motorsteuereinrichtung
DE102019130705B4 (de) * 2019-11-14 2023-08-31 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors sowie Motorsteuereinrichtung
CN113217181B (zh) * 2020-01-21 2022-06-17 长城汽车股份有限公司 一种发动机体的喷水控制方法、装置及车辆
EP4001628A1 (en) 2020-11-17 2022-05-25 Volvo Truck Corporation A method for controlling injection in a combustion engine
EP4001611B1 (en) 2020-11-17 2023-06-07 Volvo Truck Corporation A piston arrangement for a clean combustion engine
JP7517593B2 (ja) * 2021-03-29 2024-07-17 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
EP4116566B1 (en) 2021-07-06 2024-04-10 Volvo Truck Corporation A method for controlling hydrogen combustion in a hydrogen internal combustion engine
JP7524922B2 (ja) * 2022-03-25 2024-07-30 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置
JP7528976B2 (ja) * 2022-04-12 2024-08-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2024148458A (ja) * 2023-04-05 2024-10-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関、及び内燃機関の制御装置
JP2024175231A (ja) * 2023-06-06 2024-12-18 日産自動車株式会社 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0337029B2 (ja) * 1982-01-26 1991-06-04 Toyota Motor Co Ltd
JPH0510164A (ja) 1991-06-29 1993-01-19 Mazda Motor Corp エンジンのノツキング抑制装置
JP2002180909A (ja) * 2000-12-12 2002-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジン
JP2007247569A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ガスエンジンのノッキング制御装置
JP2010084681A (ja) * 2008-10-01 2010-04-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd ガスエンジンのノッキング制御装置
JP4573994B2 (ja) * 1999-11-10 2010-11-04 ヴェルトジィレ シュヴァイツ アクチェンゲゼルシャフト フォーストロークディーゼルエンジンを動作させるための方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5578168A (en) * 1978-12-07 1980-06-12 Nippon Soken Inc Feedback type ignition time control device for internal combustion engine
DE3142729A1 (de) 1981-10-28 1983-05-05 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur regelung einer brennkraftmaschine in abhaengigkeit des auftretens von klopfvorgaengen
EP0099846A1 (en) * 1982-07-20 1984-02-01 John Zervoudakis Improvements in diaper fastener tabs and tape stock for diaper fastener tabs
SE442043B (sv) * 1983-09-09 1985-11-25 Volvo Ab Turboladdad forbrenningsmotor med vatteninsprutning
JPS6116266A (ja) * 1984-06-30 1986-01-24 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の点火時期制御装置
US5125366A (en) * 1990-10-11 1992-06-30 Hobbs Cletus L Water introduction in internal combustion engines
US8434431B2 (en) * 2005-11-30 2013-05-07 Ford Global Technologies, Llc Control for alcohol/water/gasoline injection
US7730872B2 (en) * 2005-11-30 2010-06-08 Ford Global Technologies, Llc Engine with water and/or ethanol direct injection plus gas port fuel injectors
US7444236B2 (en) * 2006-09-26 2008-10-28 Gm Global Technology Operations, Inc. Discrete variable valve lift diagnostic control system
JP4858287B2 (ja) * 2007-04-20 2012-01-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CA2766395A1 (en) * 2008-06-26 2010-01-07 Cambrian Energy Development Llc Apparatus and method for operating an engine with non-fuel fluid injection
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
WO2010053857A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-14 Ethanol Boosting Systems, Llc Water based systems for direct injection knock prevention in spark ignition engines
US8857383B2 (en) * 2009-06-30 2014-10-14 Cummins Power Generation Ip, Inc. Apparatus, systems, and methods to address evaporative cooling and wet compression for engine thermal management
US8483937B2 (en) * 2010-07-29 2013-07-09 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling fuel usage
JP5234143B2 (ja) * 2011-06-28 2013-07-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の診断装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0337029B2 (ja) * 1982-01-26 1991-06-04 Toyota Motor Co Ltd
JPH0510164A (ja) 1991-06-29 1993-01-19 Mazda Motor Corp エンジンのノツキング抑制装置
JP4573994B2 (ja) * 1999-11-10 2010-11-04 ヴェルトジィレ シュヴァイツ アクチェンゲゼルシャフト フォーストロークディーゼルエンジンを動作させるための方法
JP2002180909A (ja) * 2000-12-12 2002-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジン
JP2007247569A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ガスエンジンのノッキング制御装置
JP2010084681A (ja) * 2008-10-01 2010-04-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd ガスエンジンのノッキング制御装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2789839A3 (de) * 2013-04-08 2014-11-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Brennkraftmaschine
EP3017167A1 (de) * 2013-04-11 2016-05-11 Silicon Fire AG Verfahren und vorrichtung zur leistungsregelung einer verbrennungskraftmaschine
WO2017073285A1 (ja) * 2015-10-30 2017-05-04 川崎重工業株式会社 ガスエンジンの制御方法
JP2017082729A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 川崎重工業株式会社 ガスエンジンの制御方法
RU2684065C1 (ru) * 2016-12-19 2019-04-03 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ (варианты) и система для регулирования впрыска воды в двигатель
CN109779768A (zh) * 2017-11-13 2019-05-21 罗伯特·博世有限公司 用于运行内燃机的方法和装置

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US20140102403A1 (en) 2014-04-17

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