JPH08121201A - ガスエンジンのノッキング制御方法及び装置 - Google Patents

ガスエンジンのノッキング制御方法及び装置

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JPH08121201A
JPH08121201A JP6263387A JP26338794A JPH08121201A JP H08121201 A JPH08121201 A JP H08121201A JP 6263387 A JP6263387 A JP 6263387A JP 26338794 A JP26338794 A JP 26338794A JP H08121201 A JPH08121201 A JP H08121201A
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JP
Japan
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knocking
gas
load
engine
composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP6263387A
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English (en)
Inventor
Shigeo Sakonji
樹生 左近司
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.)
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
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    • 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

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスエンジンのノッキングを未然に防止す
る。 【構成】 ノッキング判定手段(13)で、連続ガス分
析計(7)、エンジン負荷検出手段(12)からの信号
に基づきガス組成、エンジン負荷を検出し、これらとマ
ップとによりノッキングが発生するか否を判定し、発生
が予想される場合は、空燃比、点火時期等を変えてノッ
キングの発生を未然に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0017】次に、図2を参照して制御の態様を説明す
る。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す制御ブロック図。
【図2】図1の制御フローチャート図。
【符号の説明】
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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。
  2. 【請求項2】 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。
JP6263387A 1994-10-27 1994-10-27 ガスエンジンのノッキング制御方法及び装置 Pending JPH08121201A (ja)

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Cited By (6)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040705