[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明提供了一种技术，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。

本发明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。

在根据本发明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。

在根据本发明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。

本发明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。

在根据本发明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。