用于内燃机的控制系统和用于压缩天然气的惰性气体浓度检测设备技术方案

在控制系统中，所述控制系统包括：向燃料喷射阀供应压缩天然气的压力蓄积部；以及调节器，所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为设定压力，所述调节器的阀件在向所述压力蓄积部供应压缩天然气时打开，并且在切断向所述压力蓄积部供应压缩天然气时关闭，在通过所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为所述设定压力时，基于所述阀件的开度从第一预定开度减小至第二预定开度(S102)的时段(Δtv)的时长，来控制涉及内燃机中的燃烧状态的控制参数(S105)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内燃机的控制系统和用于压缩天然气的惰性气体浓度检测设备
本专利技术涉及一种用于使用压缩天然气(CNG)作为燃料的内燃机的控制系统和一种用于CNG的惰性气体浓度检测设备。
技术介绍
公开号为2004-346911的日本专利申请(JP2004-346911A)介绍了一种用于在使用CNG作为燃料的内燃机中基于燃料性质校正燃料喷射量的技术。在JP2004-346911A中，基于测量气缸内压力的缸内压力传感器的测量值来识别燃料性质。基于识别的燃料性质来校正燃料喷射量。公开号为2004-346842的日本专利申请(JP2004-346842A)介绍了一种涉及在能够独立供应汽油和CNG作为燃料的双燃料发动机中的启动控制的技术。在内燃机中用作燃料的CNG的性质并非总是一致的。也就是说，CNG中包含的惰性气体(例如二氧化碳(CO2)和氮气(N2))的量可以根据例如CNG的加气站而有明显改变。由于在内燃机中用作燃料的CNG中的惰性气体浓度改变，CNG的燃烧状态可能不稳定或排气特性可能恶化。
技术实现思路
本专利技术提供了一种技术，即使在CNG中的惰性气体浓度在内燃机中改变时，所述技术也有助于使用CNG作为燃料的内燃机的正确操作。本专利技术的第一方面提供了一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机使用压缩天然气作为燃料。所述控制系统包括：压力蓄积部，所述压力蓄积部在将从内燃机的燃料喷射阀喷射的压缩天然气保持在设定压力的状态下储存压缩天然气，并且向所述燃料喷射阀供应压缩天然气；调节器，所述调节器包括阀件，所述阀件在向所述压力蓄积部供应压缩天然气时打开并且在切断向所述压力蓄积部供应压缩天然气时关闭，以使所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为所述设定压力；以及控制单元，所述控制单元在通过所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为所述设定压力时，基于所述阀件的开度从第一预定开度减小至第二预定开度的期间或与所述期间相关的参数，来控制涉及所述内燃机中的燃烧状态的控制参数。通过这种构造，可以将涉及所述内燃机中的燃烧状态的控制参数控制为与CNG中包含的、且在所述内燃机中实际经历燃烧的惰性气体的浓度相对应的值。因此，即使在CNG中包含的惰性气体的浓度已经由于例如新的CNG的加入而改变时，也可以正确地操作所述内燃机。在根据本专利技术的第一方面的控制系统中，所述调节器可以被设置在将压缩天然气引导至所述压力蓄积部的燃料供应通道中。在根据本专利技术的第一方面的控制系统中，所述控制单元除了可以基于所述调节器的所述阀件的开度从所述第一预定开度减小至所述第二预定开度的所述期间或与所述期间相关的参数以外，还可以基于所述调节器上游侧的CNG的压力或与所述调节器上游侧的CNG的压力相关的参数来控制涉及所述内燃机中的燃烧状态的控制参数。通过这种构造，可以正确地操作所述内燃机。本专利技术的第二方面提供了一种惰性气体浓度检测设备，所述惰性气体浓度检测设备在使用压缩天然气作为燃料的内燃机中检测压缩天然气中的惰性气体浓度。所述惰性气体浓度检测设备包括：压力蓄积部，所述压力蓄积部在将从内燃机的燃料喷射阀喷射的压缩天然气保持在设定压力的状态下储存压缩天然气，并且向所述燃料喷射阀供应压缩天然气；调节器，所述调节器包括阀件，所述阀件在向所述压力蓄积部供应压缩天然气时打开并且在切断向所述压力蓄积部供应压缩天然气时关闭，以使所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为所述设定压力；以及估算单元，所述估算单元在通过所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为所述设定压力时，基于所述阀件的开度从第一预定开度减小至第二预定开度的期间或与所述期间相关的参数，来估算压缩天然气中包含的惰性气体的浓度。通过这种构造，即使在CNG中包含的惰性气体的浓度已经由于例如新的CNG的加入而改变时，也可以检测CNG中包含的、且在所述内燃机中实际经历燃烧的惰性气体的浓度。另外，在内燃机启动时，可以在空气-燃料混合物被点燃之前的时间点(在从所述燃料喷射阀喷射CNG之前的时间点)检测CNG中包含的惰性气体的浓度。在根据本专利技术的第二方面的惰性气体浓度检测设备中，所述调节器可以被设置在将压缩天然气引导至压力蓄积部的燃料供应通道中。在根据本专利技术的第二方面的惰性气体浓度检测设备中，所述估算单元除了基于所述调节器的所述阀件的开度从所述第一预定开度减小至所述第二预定开度的所述期间或与所述期间相关的参数以外，还可以基于所述调节器上游侧的CNG的压力或与所述调节器上游侧的CNG的压力相关的参数来估算CNG中包含的惰性气体的浓度。通过这种构造，可以进一步高度准确地估算CNG中包含的惰性气体的浓度。本专利技术的第三方面提供了一种用于内燃机的控制系统。所述控制系统包括控制单元，所述控制单元基于压缩天然气中包含的惰性气体的浓度控制涉及内燃机中的燃烧状态的控制参数，所述惰性气体的浓度是由根据本专利技术的第二方面的惰性气体浓度检测设备中的估算单元估算的。根据本专利技术，正如在本专利技术的第一方面中的情况，可以将涉及内燃机中的燃烧状态的控制参数控制为与内燃机中实际经历燃烧的CNG中包含的惰性气体的浓度相对应的值。因此，即使在CNG中包含的惰性气体的浓度已经由于例如新的CNG的加入而改变时，也可以正确地操作所述内燃机。附图说明以下将参照附图介绍本专利技术的示范性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：图1是示出了机动车的示意性构造的视图，在机动车上装有根据第一实施例的使用CNG作为燃料的内燃机；图2是示出了根据第一实施例的调节器的示意性构造的第一视图；图3是示出了根据第一实施例的调节器的示意性构造的第二视图；图4是示出了CNG中的惰性气体浓度和化学计量的空燃比之间的相互关系的示图；图5是示出了CNG中的惰性气体浓度和CNG的密度之间的相互关系的示图；图6是示出了在根据第一实施例的内燃机启动时调节器的阀的开度变化和输送管中的压力变化的时序图；图7是示出了CNG中的惰性气体浓度和调节器的阀的打开时段的比值之间的相互关系的示图；图8是示出了根据第一实施例计算燃料喷射量的流程的流程图；图9是示出了根据第一实施例的调节器的阀的打开时段的时长Δtv和校正系数f(Δtv)之间的相互关系的示图；图10是示出了根据第二实施例计算燃料喷射量的流程的流程图；图11是示出了根据第二实施例的CNG中的惰性气体浓度Cig和校正系数f(Cig)之间的相互关系的示图；图12是示出了根据第三实施例计算燃料喷射量的流程的流程图；图13是示出了根据第三实施例的燃料箱中的压力Pu和校正系数g(Pu)之间的相互关系的示图；以及图14是示出了根据第四实施例计算燃料喷射量的流程的流程图。具体实施方式在下文中，将参照附图介绍本专利技术的实施例。除非另有具体说明，否则本专利技术的实施例中描述的部件的尺寸、材料、形状、相对设置等不是为了限制本专利技术的技术范围。将介绍本专利技术被应用于推进机动车所用的内燃机的一个示例。图1是示出了机动车的示意性构造的视图，在机动车上装有根据本实施例的使用CNG作为燃料的内燃机。如图1所示，内燃机1和燃料箱2被安装在机动车100上。内燃机1包括多个气缸3和分别向对应的气缸3中喷射燃料的燃料喷射阀4。进气通道5和排气通道6被连接至内燃机1。进气通道5是用于将取自大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机使用压缩天然气作为燃料，所述控制系统包括：压力蓄积部，所述压力蓄积部在将从内燃机的燃料喷射阀喷射的压缩天然气保持在设定压力的状态下储存压缩天然气，并且向所述燃料喷射阀供应压缩天然气；调节器，所述调节器包括阀件，所述阀件在向所述压力蓄积部供应压缩天然气时打开并且在切断向所述压力蓄积部供应压缩天然气时关闭，以使所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为所述设定压力；以及控制单元，所述控制单元在通过所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为所述设定压力时，基于所述阀件的开度从第一预定开度减小至第二预定开度的期间或与所述期间相关的参数，来控制涉及所述内燃机中的燃烧状态的控制参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 JP 2011-280320;2012.03.22 JP 2012-064981.一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机使用压缩天然气作为燃料，所述控制系统包括：压力蓄积部(18)，所述压力蓄积部在将从内燃机的燃料喷射阀(4)喷射的压缩天然气保持在设定压力的状态下储存压缩天然气，并且向所述燃料喷射阀供应压缩天然气；调节器(15)，所述调节器包括阀件(160)，所述阀件在向所述压力蓄积部(18)供应压缩天然气时打开并且在切断向所述压力蓄积部(18)供应压缩天然气时关闭，以使所述调节器(15)将所述压力蓄积部(18)中的压力调节为所述设定压力；以及控制单元(16)，其特征在于，所述控制单元在通过所述调节器将所述压力蓄积部中的压力调节为所述设定压力时，基于所述阀件(160)的开度从第一预定开度减小至第二预定开度的期间或与所述期间相关的参数，来控制涉及所述内燃机中的燃烧状态的控制参数，其中所述调节器(15)在点火开关切换至接通状态时开始调节所述压力蓄积部(18)中的压力。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中：所述调节器(15)被设置在将压缩天然气引导至所述压力蓄积部(18)的燃料供应通道(11)中。3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中：所述控制单元(16)除了基于所述调节器(15)的所述阀件(160)的开度从所述第一预定开度减小至所述第二预定开度的所述期间或与所述期间相关的参数以外，还基于所述调节器(15)上游侧的压缩天然气的压力或与所述调节器(15)上游侧的压缩天然气的压力相关的参数来控制涉及所述内燃机中的燃烧状态的控制参数。4.一种惰性气体浓度检测设备，所述惰性气体浓度检测设备在使用压缩天然气...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉山宏石，谷口聪，增渕匡彦，江藤宏，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，爱三工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP