用于内燃发动机的控制系统和控制方法技术方案

在用于能使用包括压缩天然气的多种燃料的内燃发动机的控制系统中，本发明专利技术禁止在从CNG在内燃发动机的起动之后被首次使用时到判定为不需要学习CNG的性状时的期间或从CNG在内燃发动机的起动之后被首次使用时到学习CNG的性状的处理结束时的期间中进行从CNG向另一种燃料的切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于能使用包括压缩天然气(CNG)的多种燃料的内燃发动机的控制系统和控制方法。
技术介绍
近年来，已得知使用CNG作为燃料来运转的内燃发动机。在这种内燃发动机中，已提出在当内燃发动机在CNG的补给之后首次运转时空燃比反馈控制的修正量大于阈值的情况下判定为CNG的性状已改变并学习CNG的性状的技术(例如，参见WO 2013/076811)。
技术实现思路
顺便说一下，在能使用包括CNG和其它类型的燃料(例如，汽油、轻油等)的多种燃料的内燃发动机中，可在学习CNG的性状的同时做出向另一种燃料切换的要求。这种情况下，当容许从CNG向另一种燃料的切换时，当进行从该燃料再次向CNG的切换时混合物的空燃比可能偏离适合于CNG的性状的空燃比。结果，可能引起驾驶性能的恶化或排气排放性能的恶化。本专利技术的一个目的是，在用于能使用包括CNG的多种燃料的内燃发动机的控制系统和控制方法中，最大限度地抑制驾驶性能和排气排放性能由于CNG的性状变化而恶化。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于能使用包括压缩天然气的多种燃料的内燃发动机的控制系统。在该用于内燃发动机的控制系统中，在从压缩天然气在内燃发动机的起动之后被首次使用时到学习压缩天然气的
性状的处理结束时的期间中禁止进行从压缩天然气向另一种燃料的切换。更具体地，根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于能使用包括压缩天然气的多种燃料的内燃发动机的控制系统。该控制系统配备有判定装置、学习装置和禁止装置。所述判定装置判定是否需要学习所述压缩天然气的性状。所述学习装置在所述判定装置判定为需要学习所述压缩天然气的性状时执行学习所述压缩天然气的性状的学习处理。在从所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时到所述判定装置判定为不需要学习所述压缩天然气的性状时的期间中，或在从所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时到在所述判定装置判定为需要学习所述压缩天然气的性状之后所述学习处理完成时的期间中，所述禁止装置禁止进行从所述压缩天然气向另一种燃料的切换。压缩天然气(CNG)的性状不一定是一样的，并且可因CNG的补给场所(充填场所)而异。当燃料箱被补给(充填)CNG时，燃料箱中残留的CNG(以下称为“残留CNG”)和充填燃料箱的CNG(以下称为“充填CNG”)彼此相混合。在充填CNG的性状与残留CNG的性状不同的情况下，在燃料箱被充填以充填燃料之后从燃料箱供给到内燃发动机的CNG(作为充填CNG与残留CNG的混合物的CNG(以下称为“混合CNG”))的性状与残留CNG的性状不同。这里应当注意的是，CNG的性状变化对内燃发动机的运转状态的影响的例子包括理论空燃比的变化、沃泊指数(通过将CNG的总发热量除以CNG的比重的平方根而获得的值)的变化等。例如，当气态燃料中包含的惰性气体(例如，二氧化碳(CO2)或氮(N2))的浓度改变时，混合物中的CNG和氧以正确比例彼此反应的空燃比(理论空燃比)改变，并且沃泊指数改变。因此，当内燃发动机在通过混合CNG运转时基于残留CNG的性状而运转时，混合物的空燃比不会变成等于期望空燃比。结果，可能引起驾驶性能的恶化或排气排放性能的恶化。因此，在CNG的性状已改变的情况下，内燃发动机需要基于混合CNG的性状而运转。当补给CNG时，CNG的性状会改变。于是，CNG在内燃发动机的起动之前(在内燃发动机的运转停止期间)补给。因此，当CNG在内燃发动机的起动之后被首次使用时，CNG的性状可能改变。相比而言，根据本专利技术的第一方面的用于内燃发动机的控制系统在CNG在内燃发动机的起动之后被首次使用的情况下判定是否需要学习CNG的性状。换言之，根据本专利技术的用于内燃发动机的控制系统在CNG在内燃发动机的起动之后被首次使用的情况下判定CNG的性状是否已改变。当需要学习CNG的性状时，执行学习CNG的性状的处理(学习处理)。这里提到的“学习处理”例如是获得用于将与混合物的空燃比有关的控制参数(例如，燃料喷射量、进气量、EGR气体量等)修正为适合于CNG的性状的值的修正值或学习值的处理。顺便说一下，在关于是否需要学习CNG的性状的判定结束之前或在用于学习CNG的性状的学习处理结束之前可能作出从CNG向另一种燃料的切换要求。当在这种情况下容许从CNG向另一种燃料的切换时，在进行从该燃料再次向CNG的切换时混合物的空燃比不会变得等于期望空燃比。结果，引起了驾驶性能的恶化或排气排放性能的恶化。相比而言，根据本专利技术的第一方面的用于内燃发动机的控制系统禁止从压缩天然气向另一种燃料的切换在从压缩天然气在内燃发动机的起动之后被首次使用时到判定装置判定为不需要学习压缩天然气的性状时的期间或从压缩天然气在内燃发动机的起动之后被首次使用时到在判定装置判定为需要学习压缩天然气的性状之后学习处理完成时的期间中进行。根据此构型，从CNG向另一种燃料的切换在判定为不需要学习CNG的性状之后或在用于学习CNG的性状的学习处理结束之后进行。结果，能使混合物的空燃比在进行从CNG向另一种燃料的切换且然后进行从该燃料再次向CNG的切换时等于期望空燃比。结果，能抑制由于CNG的性状变化而引起驾驶性能的恶化或排气排放性能的恶化。所述用于内燃发动机的控制系统还可配备有用于检测从所述内燃发动
机排出的排气的空燃比的检测装置和用于基于通过所述检测装置检测出的空燃比与目标空燃比之差来执行燃料喷射量的反馈控制的控制装置。这种情况下，所述判定装置可在所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时通过所述反馈控制对所述燃料喷射量的修正量在阈值以下的情况下判定为不需要学习所述压缩天然气的性状，而在所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时所述修正量大于所述阈值的情况下判定为需要学习所述压缩天然气的性状。CNG的性状变化，换言之，CNG中的惰性气体的浓度的变化，由通过反馈控制对燃料喷射量的修正量反映。更具体地，当理论空燃比由于CNG的性状变化而改变时，排气的空燃比(氧浓度)相应改变。因此，当CNG的性状(惰性气体的浓度)由于CNG的补给而改变时，通过检测装置检测到的排气的空燃比改变，从而通过反馈装置获得的修正量也改变。例如，当补给了惰性气体的浓度比残留CNG高的充填CNG时，混合CNG中的惰性气体的浓度变得比残留CNG中的惰性气体的浓度高。这种情况下，混合CNG的理论空燃比变得比残留CNG的理论空燃比低(浓)。结果，通过检测装置检测出的排气的空燃比从目标空燃比偏向稀侧。因此，基于反馈控制的修正量变成用于增加燃料喷射量的值。修正量的大小变得比在CNG的性状恒定时该修正量可采取的最大值大。当补给了惰性气体的浓度比残留CNG低的充填CNG时，混合CNG中的惰性气体的浓度变得比残留CNG中的惰性气体的浓度低。这种情况下，混合CNG的理论空燃比变得比残留CNG的理论空燃比高(稀)。结果，通过检测装置检测出的排气的空燃比从目标空燃比偏向浓侧。因此，基于反馈控制的修正量变成用于减少燃料喷射量的值。燃料喷射量的大小变得比在CNG的性状恒定时该修正量采取的最大值大。因此，当基于反馈控制的修正量大于阈值时，能判定为CNG的性状已改变。顺便说一下，这里提到的“阈值”指通过将例如在CNG的性状恒定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于能使用包括压缩天然气的多种燃料的内燃发动机的控制系统，所述控制系统包括：判定装置，用于判定是否需要学习压缩天然气的性状；学习装置，用于在所述判定装置判定为需要学习所述压缩天然气的性状的情况下执行学习处理，所述学习处理是学习所述压缩天然气的性状的处理；禁止装置，用于禁止从所述压缩天然气向另一种燃料的切换在以下期间中进行：(i)从所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时到所述判定装置判定为不需要学习所述压缩天然气的性状时的期间，或(ii)从所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时到在所述判定装置判定为需要学习所述压缩天然气的性状之后执行的所述学习处理完成时的期间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.31 JP 2014-0169021.一种用于能使用包括压缩天然气的多种燃料的内燃发动机的控制系统，所述控制系统包括：判定装置，用于判定是否需要学习压缩天然气的性状；学习装置，用于在所述判定装置判定为需要学习所述压缩天然气的性状的情况下执行学习处理，所述学习处理是学习所述压缩天然气的性状的处理；禁止装置，用于禁止从所述压缩天然气向另一种燃料的切换在以下期间中进行：(i)从所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时到所述判定装置判定为不需要学习所述压缩天然气的性状时的期间，或(ii)从所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时到在所述判定装置判定为需要学习所述压缩天然气的性状之后执行的所述学习处理完成时的期间。2.根据权利要求1所述的控制系统，还包括：检测装置，用于检测从所述内燃发动机排出的排气的空燃比；控制装置，用于基于由所述检测装置检测出的空燃比与目标空燃比之差而执行燃料喷射量的反馈控制，其中所述判定装置在所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时在通过所述反馈控制对所述燃料喷射量的修正量在阈值以下的情况下判定为不需要学习所述压缩天然气的性状，并且在所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时在所述修正量大于所述阈值的情况下判定为需要学习所述压缩天然气的性状。3.根据权利要求2所述的控制系统，其中所述判定装置执行判定在上述内燃发动机的起动之前是否已补给所述压缩天然气的处理，所述判定装置在所述判定装置判定为在所述内燃发动机的起动之前已补给所述压缩天然气的情况下基于通过所述反馈控制对所述燃料喷射量的
\t修正量来判定是否需要学习所述压缩天然气的性状，并且所述判定装置在所述判定装置判定为在所述内燃发动机的起动之前尚未补给所述压缩天然气的情况下判定为不需要学习所述压缩天然气的性状。4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制系统，还包括：输入装置，所述输入装置允许由所述内燃发动机使用的所述燃料的切换要求输入到所述输入装置，其中当所述燃料的切换要求在两个期间中的一个期间的中途输入到所述输入装置时，所述禁止装置禁止在所述两个期间中的一个期间结束之前切换所述燃料，所述两个期间是(i)从所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时到所述判定装置判定为不需要学习所述压缩天然气的性状时的期间和(ii)从所述压缩天然气在所述内燃发动机的起动之后被首次使用时到在所述判定装置判定为需要学习所述压缩天然气的性状之后完成所述学习处理时的期间。5.一种用于能使用包括压缩天然气的多种燃料的内燃发动机的控制系统，所述控制系统包括：电子控制单元，所述电子控制单元配置成：(i)判定是否需要学习所述压缩天然气的性状；(ii)在所述电子控制单元判定为...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木直树，谷口聪，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP