[发明专利]多种燃料内燃机的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及能够使用压缩天然气(CNG：Compressed Natural Gas)和液体燃料的多种燃料内燃机的控制技术。

背景技术

在能够使用CNG和液体燃料的多种燃料内燃机中，如下技术是已知的：在低负荷时，使用CNG使内燃机运转，在高负荷时使用液体燃料使内燃机运转(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-342689号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，作为内燃机的燃料而使用的CNG的性状并不一定相同。尤其是，CNG中含有的惰性气体(例如二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂))的量(浓度)有时根据CNG的补给场所等而显著不同。

若CNG的惰性气体浓度变化，则CNG燃烧时产生的热量变化。例如，在CNG的惰性气体浓度高时，与CNG的惰性气体浓度低时相比，热量减少。因此，若不论CNG的惰性气体浓度如何就设定CNG和液体燃料的切换条件，则有可能导致内燃机的产生转矩与要求转矩不同。

本发明是鉴于上述实情而作出的，其目的在于提供一种在能够使用CNG和液体燃料的多种燃料内燃机的控制系统中可以抑制内燃机的产生转矩和要求转矩的偏离的技术。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明在切换第一运转模式和第二运转模式的多种燃料内燃机的控制系统中，根据CNG的惰性气体浓度来变更第一运转模式和第二运转模式的切换条件，在所述第一运转模式中，仅使用压缩天然气(CNG)使内燃机运转，在所述第二运转模式中，至少使用CNG和液体燃料中的液体燃料使内燃机运转。

详细而言，在多种燃料内燃机的控制系统中，对仅使用CNG使内燃机运转的第一运转模式和至少使用CNG和液体燃料中的液体燃料使内燃机运转的第二运转模式进行切换，其特征在于，具有：检测机构，所述检测机构检测CNG中含有的惰性气体浓度；以及变更机构，所述变更机构根据由所述检测机构检测到的惰性气体浓度，变更所述第一运转模式和所述第二运转模式的切换条件。

在仅使用CNG使内燃机运转的情况下该内燃机可产生的最大转矩(以下称为“第一最大转矩”)存在比仅使用液体燃料使内燃机运转的情况下或使用液体燃料和CNG双方使内燃机运转的情况下该内燃机可产生的最大转矩(以下称为“第二最大转矩”)小的倾向。尤其是，在CNG被喷射到内燃机的进气通路(例如进气口)中的情况下，上述倾向变得显著。

于是，提出了如下方法：在内燃机的要求转矩为第一最大转矩以下时仅使用CNG使内燃机运转，在内燃机的要求转矩超过第一最大转矩时，至少使用CNG和液体燃料中的液体燃料使内燃机运转。

但是，CNG的性状并不一定相同，有时根据CNG的各补给场所(加注场所)而不同。在向燃料箱补给(加注)CNG时，残留在燃料箱内的CNG(以下称为“残留CNG”)与所加注的CNG(以下称为“加注CNG”)混合。在加注CNG和残留CNG的性状不同的情况下，在加注燃料被加注后从燃料箱向内燃机供给的CNG(加注CNG与残留CNG混合后得到的CNG(以下称为“混合CNG”))的性状与残留CNG的性状不同。

作为CNG的性状变化给内燃机的运转状态带来的影响，列举理论空燃比的变化、华白指数(CNG的总发热量除以CNG的比重的平方根后得到的值)的变化。详细而言，在CNG中含有的惰性气体的浓度(例如二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂))高时，与CNG中含有的惰性气体的浓度低时相比，混合气中的CNG与氧不多不少地进行反应的空燃比(理论空燃比)减小，并且华白指数减小。

在CNG的华白指数小时(惰性气体浓度高时)，与上述华白指数大时(惰性气体浓度低时)相比，第一最大转矩减小。因此，若不考虑CNG的惰性气体浓度地设定第一运转模式和第二运转模式的切换条件，则内燃机的产生转矩有可能从要求转矩偏离。

例如，在CNG的惰性气体浓度高时，若按照与CNG的惰性气体浓度低时相同的切换条件实施第一运转模式和第二运转模式的切换，则第一运转模式中的产生转矩变得比要求转矩小。因此，在从第一运转模式向第二运转模式切换了时，内燃机的产生转矩有可能快速增加。另外，在从第二运转模式向第一运转模式切换了时，内燃机的产生转矩有可能快速减小。如上所述，若在第一运转模式和第二运转模式的切换时内燃机的产生转矩变动，则有可能给车辆的驾驶员带来不适感并导致车辆的驾驶性能降低。