[发明专利]燃气发动机的爆震控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用天然气或都市煤气等气体燃料为主燃料的往复式燃气发动机的爆震控制装置。

背景技术

已知使用于发电设备的燃气发动机，在爆震出现与否的临界状态下的运行能够继续时可得到高发电效率。另一方面，高强度的爆震可能损伤汽缸，因此要求尽可能不使其出现。

因此，例如专利文献1的公报所述，公开了控制爆震的出现的燃气发动机的爆震控制装置。该爆震控制装置形成能够在爆震出现率超过规定的阈值时为防止爆震的出现，实施使提供给该汽缸的燃料供给量改变或变更点火正时的控制的结构。该出现率的计算每经过规定的周期进行，根据这样计算出的出现率与阈值之差值，每规定的周期决定改变燃料供应量和点火正时用的修正值。特别是爆震出现率较大时，减少燃料供应量，以此抑制爆震的出现。

专利文献1：日本特开2007－247569号公报。

发明内容

但是在燃气发动机以上述状态运行以得到高发电效率时，爆震的出现率变得不稳定。也就是说，如果采用专利文献1的装置，则每经过规定的周期爆震出现率有很大的变化时，燃料供给量与点火正时随之在每规定的周期有很大的变化，发动机的运行难以稳定。而且在为避免发生这样的情况而将阈值设定得比较大的情况下，爆震出现率与阈值之差值变小，结果爆震的出现被过小评价，不能够充分抑制爆震。而且也存在减少燃料供应量抑制爆震的出现时不能够得到所希望的发动机输出的问题。

因此本发明的目的包括，不造成燃气发动机运行不稳定，而能够使发动机保持所希望的输出，而且能够充分抑制爆震。

本发明是鉴于上述情况而作出的，本发明的燃气发动机的爆震控制装置，具备对提供给燃气发动机的混合气体点火用的点火装置、检测所述燃气发动机的汽缸中的爆震的爆震检测装置、检测所述燃气发动机的相位角的相位角检测装置、以及对所述点火装置进行驱动控制的控制部；所述控制部形成能够计算出在经过规定的周期数的期间出现规定的爆震的周期数相对于所述规定的周期数之比、即爆震出现率，根据对所述爆震出现率进行延迟计算计算出的出现率延迟计算值与规定的出现率目标值之差值决定所述点火装置的点火正时的目标值，对所述点火装置进行驱动控制，使点火正时为根据该目标值决定的指令值的结构。

由于采用这样的结构，出现率延迟计算值成为包含过去的爆震出现率历史的值。因此即使是爆震出现率每经过规定的周期有很大变化，点火正时也不会因该变化而有很大变化。从而，能够抑制爆震的出现并确保燃气发动机稳定运行。而且通过改变点火正时抑制爆震出现率，与改变燃料供应量的情况相比，更能够保持所希望的发动机输出。

所述控制部也可以采用在所述出现率延迟计算值比所述出现率目标值大时使点火正时延迟，在所述出现率延迟计算值比所述出现率目标值小时使点火正时提前的结构。这时，最好是使点火正时延迟时的每单位期间的点火正时的延迟量大于使点火正时提前时的每单位期间的点火正时的提前量。由于采用这样的结构，在想要使点火正时延迟而降低爆震出现率时能够使其迅速实现，使点火正时提前而提高燃气发动机的输出效率时能够使其慢慢安全地实现。其结果是，能够迅速抑制爆震的发生，也能够实现爆震的有效控制。

所述控制部也可以采用对所述点火装置的点火正时的指令值进行延迟计算，以计算出点火正时的基准值，将根据所述出现率延迟计算值与所述出现率目标值之差值决定的修正值加在所述基准值上，以决定所述点火装置的点火正时的目标值的结构。由于采用这样的结构，点火正时与爆震出现率一样为考虑过去的数据的值，能够使所决定的点火正时的目标值稳定。还有，在这里所谓“修正值”是包含正数值和负数值的概念。

也可以所述爆震检测装置根据爆震的强度将爆震分为多级进行检测，所述控制部采用在经过所述规定的周期数的期间出现规定强度以上的爆震的周期数超过阈值时，根据该周期数计算所述点火装置的点火正时的延迟量，将根据所述出现率延迟计算值与所述出现率目标值之差值决定的修正值加在所述基准值上，而将算出来的所述点火装置的点火正时的目标值仅延迟所述延迟量的结构。由于采用这样的结构，在延迟计算之外使点火正时延迟，因此在使发动机负担大的规定强度以上的爆震出现的情况下，能够迅速抑制这样的爆震，避免其对燃气发动机造成损伤。

还有，也可以所述延迟计算是移动平均。又可以在所述燃气发动机上设置被提供混合气体的主燃烧室和副燃烧室，所述点火装置具备对提供给所述副燃烧室的混合气体进行火花点火的火花塞。

本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点从参照附图对下述理想的实施形态进行的详细说明中能够清楚了解到。