[发明专利]燃气发动机的燃烧控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够以低成本的技术方案对每个气缸设定爆震临界点火正时、并能够提高发动机输出、燃料消耗性能的燃气发动机的燃烧控制装置。

背景技术

对于燃气发动机来说，由于在气体燃料与空气的混合气体之中传输火焰，因此与燃料的喷射和点火几乎同时发生的柴油发动机相比，容易发生爆震。为了提高燃气发动机的输出、燃料消耗性能，需要点火正时的提前角，但点火正时的提前角受到爆震的限制。即，如图5所示，虽然点火正时的提前角越是提前，热效率越提高，但是点火正时的提前角受到爆震的限制。

另外，图6所示，由于输出、转速越大，越容易产生爆震，因此提前角可能的区域较窄。图7示出进气温度越高、爆震频率越高。因此，为了避免爆震频率超过阈值，需要使进气温度下降而推迟点火正时的推迟角。另一方面，由于每个气缸的燃烧状态、产生爆震的容易程度不同，因此需要与产生爆震的容易程度相应地对每个气缸设定，不产生爆震而能够以最大限度提前角的爆震临界点火正时。

在专利文献1中公开了，在具备多个气缸的内燃机中，调整点火正时从而对各气缸进行防爆震控制的方案。该方案的爆震的检测方法利用检测气缸的振动状态的爆震传感器而检测。

在专利文献2中公开了如下方案：在压缩比可变型发动机中利用缸内压传感器检测出爆震的产生，控制压缩比以及点火正时而防止爆震，并且提高热效率、驱动性能。在专利文献3中公开了如下方案：为了在具备多个气缸的燃气机中避免发生爆震并获得规定以上的热效率，利用设于所有气缸的爆震传感器(例如缸内压传感器)测量缸内压波形，从而检测每个气缸不同的爆震的状态(强度、频率)，并基于这些检测值而改变空燃比以及点火正时。

例如考虑图8所示的结构的燃烧控制装置，该燃烧控制装置在具备多个气缸的燃气发动机中，所有气缸中设置缸内压传感器而检测出缸内压波形，并设定爆震临界点火正时。在图8中，在燃气发动机100的发动机体102中设有一列六个缸体104a～f。在缸体104a～f中分别设有缸内压传感器106。自空气冷却器108经由进气歧管110向缸体104a～f输送进气a。在缸体104a～f中燃烧后的排气e分别经由排气歧管112而聚集于排气管114，并自排气管114排出。

在设于发动机体102的曲柄轴上设有旋转传感器116，该旋转传感器116用于检测包含上止点以及下止点的曲柄角。自缸内压传感器106以及旋转传感器116检测出与曲柄角相对应的缸内压波形P。根据每个周期的缸内压的变化，导出爆震产生频率和爆震临界点火正时。若在所有气缸中做成相同的点火正时，则爆震的产生状况将会在每个气缸中不同。通过检测出所有气缸的缸内压，对容易产生爆震的气缸推迟点火正时的推迟角，对难以产生爆震的气缸提前点火正时的提前角，从而抑制所有气缸的爆震并且将点火正时提前到最大限度提前角。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2011－12569号公报

专利文献2：(日本)特开平1－100328号公报

专利文献3：(日本)特开2002－61524号公报

发明内容

本发明解决的问题

但是，缸内压传感器价格较高，在气缸数量为多个的情况下，若将缸内压传感器附带设置于所有气缸，则会导致高成本。另外，存在缸内压传感器的故障、误操作的概率也较高的问题。

本发明的技术方案

本发明鉴于该现有技术的课题，目的在于在具备多个气缸的燃气发动机中以简易并且低成本的方案抑制所有气缸的爆震，并且使点火正时在每个气缸中提前为最大限度提前角，从而提高燃气发动机的输出以及热效率。

为了实现该目的，本发明的燃气发动机的燃烧控制装置的特征在于，该燃气发动机的燃烧控制装置包括：缸内压传感器，其检测自多个气缸之中选择的代表气缸的缸内压；第1计算构件，其根据由缸内压传感器检测出的代表气缸的缸内压波形计算出代表气缸的爆震临界点火正时；第2计算构件，其根据包含除缸内压波形以外的运转状态量、发动机基本规格以及校正系数的算式计算出代表气缸的爆震临界点火正时；第3计算构件，其比较由第1计算构件计算出的代表气缸的爆震临界点火正时和由第2计算构件计算出的代表气缸的爆震临界点火正时，求出校正系数；第4计算构件，其将求出的校正系数、运转状态量以及发动机基本规格代入算式，计算出除代表气缸以外的气缸的爆震临界点火正时；以及点火正时设定部件，其基于由第1计算构件以及第4计算构件计算出的所有气缸的爆震临界点火正时设定各气缸的爆震临界点火正时。