多燃料内燃机的控制装置转让专利

申请号 : CN201180068532.3

文献号 : CN103415687B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 谷口聪增渊匡彦江藤宏

申请人 : 丰田自动车株式会社

摘要 :

本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的在于,在多种燃料内燃机中,更稳定地进行对混合气体的点火。在能够通过使多种燃料混合燃烧而运转多种燃料内燃机中,由混合比例控制单元控制多种燃料的混合比例并且由点火正时控制单元控制所述火花塞的点火正时,以使要求放电电压成为比向所述火花塞的施加电压低一定值的电压以下(S104,S108)。

权利要求 :

1.一种多燃料内燃机的控制装置,其能够通过使多种燃料混合燃烧而运转,并包括:

火花塞,所述火花塞对气缸内的混合气体进行点火;

混合比例控制部,所述混合比例控制部对多种燃料的混合比例进行控制;以及点火正时控制部,所述点火正时控制部基于多种燃料的混合比例来控制所述火花塞的点火正时;

其中,由所述混合比例控制部控制多种燃料的混合比例并且由所述点火正时控制部控制所述火花塞的点火正时,以使要求放电电压成为仅使多种燃料中的相对介电常数最高的燃料燃烧时的要求放电电压以下。

2.根据权利要求1所述的多燃料内燃机的控制装置,还包括点火不良检测部,所述点火不良检测部检测对气缸内的混合气体的点火不良,其中,在通过所述点火不良检测部检测到点火不良时,由所述混合比例控制部控制多种燃料的混合比例并且由所述点火正时控制部控制所述火花塞的点火正时,由此使要求放电电压降低至仅使多种燃料中的相对介电常数最高的燃料燃烧时的要求放电电压以下。

3.根据权利要求1或2所述的多燃料内燃机的控制装置,还包括劣化判别部,所述劣化判别部判别所述火花塞的劣化程度是否为规定的劣化程度以上,其中,在由所述劣化判别部判定为所述火花塞的劣化程度为所述规定的劣化程度以上的情况下,当多燃料内燃机的运转状态属于规定的高要求放电电压区域时,由所述混合比例控制部控制多种燃料的混合比例并且由所述点火正时控制部控制所述火花塞的点火正时,由此使要求放电电压降低至仅使多种燃料中的相对介电常数最高的燃料燃烧时的要求放电电压以下。

说明书 :

多燃料内燃机的控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及能够通过使多种燃料混合燃烧而运转的多燃料内燃机的控制装置。

背景技术

[0002] 一直以来,都在开发能够通过使多种燃料混合燃烧而运转的多燃料内燃机。例如,在专利文献1中公开了使用气体燃料作为主燃料,使用液体燃料作为点火辅助燃料的内燃机。在该专利文献1中,记载有如下技术:在要求放电电压超过火花塞的限制电压(设计电压)的情况下,除了气体燃料之外,将液体燃料作为点火辅助燃料提供给内燃机。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本专利文献特开2007-270750公报。

发明内容

[0006] 发明所要解决的问题
[0007] 在火花点火式的内燃机中,为了在火花塞中产生放电所需要的电压即要求放电电压根据该内燃机的运转状态而变化。另外,在多燃料内燃机中,要求放电电压也根据所使用的燃料的种类或混合比例而变化。但是,对火花塞的施加电压,在通常状态下,与内燃机的运转状态或使用的燃料的种类或混合比例无关地设定为满足要求放电电压、且能够产生放电而对混合气体的点火的值。此外,对火花塞的施加电压为设计值,不论内燃机的运转状态等如何,均为一定的值。
[0008] 但是,当火花塞的劣化程度变高、或者火花塞的电极上堆积有淀积物(deposit)时,在火花塞中难以产生放电。即,与通常状态时相比,要求放电电压上升。其结果是,根据所使用的燃料的种类或混合比例,要求放电电压成为对火花塞的施加电压附近的电压(包括略微低于施加电压的电压)以上,由火花塞对混合气体的点火有可能变得不稳定。当由火花塞对混合气体的点火变得不稳定时,有可能引起失火或燃烧变动的增大等的燃烧不良情况。
[0009] 本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的在于,在多燃料内燃机中,更加稳定地进行对混合气体的点火。
[0010] 用于解决问题的手段
[0011] 本发明在多燃料内燃机中,控制多种燃料的混合比例并且控制火花塞的点火正时,以使要求放电电压成为比对火花塞的施加电压低一定值的电压以下。
[0012] 更详细地说,本发明涉及的多燃料内燃机的控制装置,其能够通过使多种燃料混合燃烧而运转,包括:
[0013] 火花塞,所述火花塞对气缸内的混合气体进行点火;
[0014] 混合比例控制部,所述混合比例控制部对多种燃料的混合比例进行控制;以及[0015] 点火正时控制部,所述点火正时控制部基于多种燃料的混合比例来控制所述火花塞的点火正时;
[0016] 其中,由所述混合比例控制单元控制多种燃料的混合比例并且由所述点火正时控制单元控制所述火花塞的点火正时,以使要求放电电压成为比向所述火花塞的施加电压低一定值的电压以下。
[0017] 燃料的相对介电常数根据燃料种类而不同。在相同条件下,当燃料的相对介电常数越低时,要求放电电压越高。另外,在混合使用多种燃料时,在相同条件下,当相对介电常数相对较低的燃料的混合比例越大时,要求放电电压变得越高。
[0018] 另一方面,燃料的燃烧速度也根据其种类而不同。当使用的燃料的燃烧速度越低时,越能够使火花塞的点火正时相对于压缩冲程上止点提前。并且,当火花塞的点火正时相对于压缩冲程上止点越提前时,点火时的气缸内压力越降低。如果燃料的相对介电常数相同,则当气缸内压力越低时,要求放电电压变得越低。
[0019] 因此,在使相对介电常数相对较高且燃烧速度相对较快的燃料A(例如,液体燃料)、和相对介电常数相对较低且燃烧速度相对较慢的燃料B(例如,气体燃烧)混合燃烧的情况下,如果根据其混合比例变更火花塞的点火正时,则未必在相对介电常数高的燃料A的比例越大时要求放电电压变得越低。
[0020] 即,有时,与仅使用燃料A(即,燃料A的混合比例为100%)的情况相比,在混合燃料A和燃料B来提前火花塞的点火正时的情况下,要求放电电压变得更低。这是因为,有时,与因作为全体燃料的相对介电常数降低而对要求放电电压产生的影响(要求放电电压上升侧的影响)相比,因提前火花塞的点火正时而对要求放电电压产生的影响(要求放电电压降低侧的影响)更大。
[0021] 另一方面,有时,与仅使用燃料B(即,燃料B的混合比例为100%)的情况相比,在混合燃料A和燃料B来提前火花塞的点火正时的情况下,要求放电电压变得更低。这是因为,有时,与因提前火花塞的点火正时而对要求放电电压产生的影响(要求放电电压上升侧的影响)相比,因作为全体燃料的相对介电常数上升而对要求放电电压产生的影响(要求放电电压降低侧的影响)更大。
[0022] 在本发明中,考虑如上所述的各燃料的特性来调整要求放电电压。即,在本发明中,通过由混合比例控制单元控制多种燃料的混合比例并由点火正时控制单元控制火花塞的点火正时,来使要求放电电压成为比对火花塞的施加电压低一定值的电压以下。由此,在多燃料内燃机中,能够更稳定地进行对混合气体的点火。
[0023] 此外,即使要求放电电压为对火花塞的施加电压以下,但在要求放电电压是该施加电压附近的电压(包括略微低于施加电压的电压)时,对混合气体的点火也有可能不稳定。因此,在本发明中,控制多种燃料的混合比例及火花塞的点火正时,以使要求放电电压成为比对火花塞的施加电压低一定值的电压以下。这里的一定值是指:能够稳定进行对混合气体的点火的、与施加电压之间的电压差的值。
[0024] 本发明涉及的多燃料内燃机的控制装置还可以包括点火不良检测部,所述点火不良检测部检测对气缸内的混合气体的点火不良。在这种情况下,在通过点火不良检测部检测到点火不良时,也可以由混合比例控制单元控制多种燃料的混合比例并由点火正时控制单元控制火花塞的点火正时,由此使要求放电电压降低。由此,在发生了对混合气体的点火不良的情况下,能够消除该点火不良。
[0025] 本发明涉及的多燃料内燃机的控制装置还可以包括劣化判别部,所述劣化判别部判别所述火花塞的劣化程度是否为规定的劣化程度以上。在这种情况下,在由劣化判别部判定为火花塞的劣化程度为规定的劣化程度以上的情况下,当多燃料内燃机的运转状态属于规定的高要求放电电压区域时,由混合比例控制单元控制多种燃料的混合比例并由点火正时控制单元控制所述火花塞的点火正时,由此使要求放电电压降低。
[0026] 当火花塞的劣化程度越高时,火花塞中越难以产生放电。因此,一旦火花塞的劣化程度高至某个程度以上,则在多燃料内燃机的运转状态处于要求放电电压比较高的运转状态时,容易发生对气缸内的混合气体的点火不良。根据上述,能够抑制如上所述的点火不良的发生。
[0027] 此外,基于实验等将规定的劣化程度及规定的高要求放电电压区域预先确定为:在火花塞的劣化程度为该规定的劣化程度以上时,一旦多燃料内燃机的运转状态属于该规定的高要求放电电压区域,则能够判断为容易发生对混合气体的点火不良的劣化程度及运转区域。
[0028] 发明的效果
[0029] 根据本发明,能够在多燃料内燃机中,更稳定地进行对混合气体的点火。

附图说明

[0030] 图1是示出实施例1涉及的内燃机及其燃料系统和进气排气系统的简要构成的图;
[0031] 图2是示出实施例1涉及的要求放电电压Vde、提供给内燃机的全体燃料中的CNG的混合比例Rcng、以及火花塞的点火正时Tig之间的关系的图;
[0032] 图3是示出实施例1涉及的第一燃料混合比例和点火正时的控制流程的流程图;
[0033] 图4是示出实施例1涉及的第二燃料混合比例和点火正时的控制流程的程图;
[0034] 图5是示出实施例2涉及的燃料混合比例和点火正时的控制流程的流程图;
[0035] 图6是示出实施例2涉及的高负荷运转时的内燃机的发动机转速和要求放电电压之间的关系的图。

具体实施方式

[0036] 以下,基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。本实施例中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、及其相对配置等在没有特别指出的情况下,不表明发明的技术范围仅限定于那些。
[0037] <实施例1>
[0038] [简要构成]
[0039] 图1是示出本实施例涉及的内燃机及其燃料系统和进气排气系统的简要构成的图。内燃机1是将汽油和压缩天然气(以下称为CNG)作为燃料使用的车辆驱动用的火花点火式发动机。内燃机1是既可以通过仅燃烧汽油或仅燃烧CNG来运转、也可以通过使汽油和CNG混合燃烧而运转的多燃料内燃机。
[0040] 内燃机1具有四个气缸2。各气缸2中设置有火花塞3。从电池(未图示)对火花塞3施加规定的电压。由此,在向气缸2内的燃烧室突出的火花塞3的电极之间产生放电,进行对混合气体的点火。
[0041] 内燃机1中,连接有进气歧管4和排气歧管5。进气歧管4上连接有进气通路6。排气歧管5上连接有排气通路7。进气歧管4的四个支管分别与各气缸2连接。各支管上设置有喷射汽油的汽油喷嘴8和喷射CNG的CNG喷嘴9。另外,也可以将汽油喷嘴设置在各气缸,并向气缸内喷射汽油。另外,与此相同,也可以将CNG喷嘴设置在各气缸,并向气缸内喷射CNG。
[0042] 各汽油喷嘴8与汽油用输送管10连接。汽油用输送管10上连接有汽油供给通路12的一端,该汽油供给通路12的另一端连接在汽油箱13上。汽油供给通路12上设置有供油泵14。从汽油箱13经由汽油供给通路12向汽油用输送管10提供汽油,并从汽油用输送管10向各汽油喷嘴8提供汽油。
[0043] 各CNG喷嘴9与CNG用输送管11连接。CNG供给通路15的一端连接在CNG用输送管11上,CNG供给通路15的另一端连接在CNG箱16上。CNG供给通路15上设置有调节器17。从CNG箱16经由CNG供给通路15向CNG用输送管11供给CNG,并从CNG用输送管11向各CNG喷嘴9供给CNG。
[0044] 在CNG用输送管11上设置有检测该CNG用输送管11内的CNG的压力的压力传感器23及检测该CNG的温度的温度传感器24。另外,在CNG供给通路15中的比调节器17更靠上游侧也设置有检测该CNG供给通路15内的CNG的压力的压力传感器25及检测该CNG的温度的温度传感器26。
[0045] 在进气通路6上从上游侧依次设置有空气滤清器18、空气流量计22及节气阀19。在排气通路7上设置有检测排气的空燃比的空燃比传感器27以及由三效催化剂等构成的排气净化催化剂21。
[0046] 内燃机1上并列设置有电子控制单元(ECU)20。该ECU20是控制内燃机1的运转状态等的单元。ECU20上电连接有空气流量计22、压力传感器23、25、温度传感器24、26及空燃比传感器27。另外,ECU20上还电连接有检测内燃机1的曲轴转角的曲轴转角传感器28。各传感器的输出信号被输入到ECU20。ECU20基于曲轴转角传感器28的输出信号导出内燃机1的发动机转速。
[0047] 另外,ECU20上电连接有各汽油喷嘴8、各CNG喷嘴9、供油泵14、调节器17及节气阀19。并且,由ECU20控制这些装置。另外,ECU20上电连接有设置在搭载内燃机1的车辆上的警告显示部30。后面叙述该警告显示部30的功能。
[0048] [燃料的混合比例、要求放电电压、以及点火正时之间的关系]
[0049] 基于图2对本实施例涉及的要求放电电压、汽油与CNG的混合比例、以及火花塞的点火正时之间的关系进行说明。图2是示出本实施例涉及的要求放电电压Vde、供给给内燃机1的全体燃料中的CNG的混合比例Rcng、以及火花塞3的点火正时Tig之间的关系。
[0050] 图2中的横轴表示供给给内燃机1的全体燃料中的CNG的混合比例Rcng。CNG的混合比例Rcng为0%表示内燃机1仅通过汽油运转的情况,CNG的混合比例Rcng为100%表示内燃机1仅通过CNG运转的情况。另外,图2的上部分中的纵轴表示要求放电电压Vde。图2的下部分中的纵轴表示火花塞3的点火正时Tig。图2中,通过以压缩冲程上止点为基准的提前角度(BTDC:Before Top Dead Centre:在上死点)来表示火花塞3的点火正时Tig。
[0051] CNG的相对介电常数比汽油低。因此,在相同条件下下,仅向内燃机1供给CNG的情况与仅向内燃机1供给汽油的情况相比,要求放电电压Vde高。另外,在将汽油和CNG两者供给给内燃机1的情况下,在相同条件下,当CNG的混合比例越高时,要求放电电压Vde变得越高。
[0052] 另一方面,CNG的燃烧速度比汽油低。因此,向内燃机1供给的全体燃料中的CNG的混合比例Rcng高至规定比例α以上时,能够将火花塞3的点火正时Tig提前至MBT(Minimum Advance for Best Torque:最佳扭矩的最小提前角)。但是,向内燃机1供给的全体燃料中的CNG的混合比例Rcng低于规定比例α的情况下,当将火花塞3的点火正时Tig提前至MBT时,燃料的燃烧速度高,因此过早点火,发生爆震。因此,这种情况下,将火花塞3的点火正时Tig控制在比MBT更迟的正时且作为能够抑制爆震发生的点火正时的阈值的TK(Trace Knock:轻度爆震)点。
[0053] 在这里,当将火花塞3的点火正时Tig相对于压缩冲程上止点越提前时,点火时的气缸内压力越降低。当气缸内压力越低时,在火花塞3中越容易发生放电。即,如果供给给内燃机1的燃料的相对介电常数相同,则在越提前点火正时Tig时,要求放电电压Vde变得越低。
[0054] 因此,即使在将汽油和CNG两者提供给内燃机1的情况下,当根据其混合比例提前火花塞3的点火正时Tig时,如图2中斜线所示的部分所示,存在要求放电电压Vde为与仅向内燃机1供给汽油的情况同等以下的混合比例。
[0055] [燃料混合比例及点火正时的控制]
[0056] 本实施例中,对火花塞3的施加电压在通常的状态下与内燃机1的运转状态或CNG和汽油的混合比例无关地设定为满足要求放电电压、且能够放电产生而对混合气体点火的值。该施加电压是设计值,不论内燃机1的运转状态等如何,为一定的值。
[0057] 但是,在内燃机1中,存在如下情况:由于火花塞3的劣化程度变高、或者淀积物堆积在火花塞3的电极上等,而与通常状态时相比要求放电电压上升。在这种情况下,一旦要求放电电压成为对火花塞3的施加电压附近的电压以上,则火花塞对混合气体的点火变得不稳定,发生点火不良。
[0058] 因此,在本实施例中,在产生了点火不良的情况下,考虑上述特性,通过控制燃料混合比例及点火正时,来降低要求放电电压。图3是示出本实施例涉及的第一燃料混合比例以及点火正时的控制流程的流程图。本流程示出正在进行仅向内燃机1供给CNG的CNG燃烧时产生了点火不良的情况下的、燃料混合比例及点火正时的控制流程。本流程被预先存储在ECU20中,并通过ECU20以规定间隔反复执行。
[0059] 在本流程中,首先,在步骤S101中,判别是否正在进行CNG燃烧。在步骤S101中为否定判定的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在步骤S101中为肯定判定的情况下,在接下来的步骤S102中,判别是否发生了火花塞3对混合气体的点火不良。
[0060] 是否发生了点火不良的判别可以使用周知的任何方法进行。例如,也可以基于内燃机1的发动机转速的变动量,判别是否发生了点火不良。如果内燃机1的发动机转速的变动量大于规定的阈值,则能够判断为发生了点火不良。另外,在各气缸2设置了气缸内压传感器的情况下,能够基于该气缸内压传感器的检测值来判别是否发生了点火不良。如果原来的燃烧定时下的气缸内压小于规定的阈值,则能够判断为发生了点火不良。另外,基于作为与气缸2内的燃烧状态相关性高的参数的气缸2内的离子电流值、从内燃机1排出的排气的HC浓度或该排气的温度等,也能够判断是否发生了点火不良。
[0061] 在步骤S102中为否定判定的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在步骤S102中为肯定判定的情况下,在接下来的步骤S103中,基于当前的内燃机1的运转状态计算出第一规定混合比例R1和第一规定点火正时Tig1。
[0062] 在这里,第一规定混合比例R1以及第一规定点火正时Tig1为:要求放电电压与仅向内燃机1供给汽油的汽油燃烧时同等的CNG和汽油的混合比例以及火花塞3的点火正时。在本实施例中,如图2所示的示出要求放电电压Vde、CNG和汽油的混合比例(全体燃料中的CNG的混合比例Rcng)、以及火花塞3的点火正时Tig之间的关系的映射(map)与内燃机1的各运转状态对应地预先存储在ECU20中。但是,实际的要求放电电压根据火花塞3的劣化程度、火花塞3的电极上的淀积物的堆积量等而变化。因此,该映射示出假定火花塞3处于规定的状态(例如,初始状态)时的要求放电电压Vde、CNG和汽油的混合比例、以及火花塞3的点火正时Tig之间的关系。火花塞3处于规定的状态时的要求放电电压Vde、CNG和汽油的混合比例以及火花塞3的点火正时Tig之间的关系能够基于实验等而求出。在步骤S103中,基于该映射计算出第一规定混合比例R1及第一规定点火正时Tig1。
[0063] 接着,在步骤S104中,开始将CNG和汽油两者供给给内燃机1的混合燃烧。此时,CNG和汽油的混合比例被控制在第一规定混合比例R1,火花塞3的点火正时被控制在第一点火正时Tig1。由此,要求放电电压降低。并且,如果要求放电电压成为比对火花塞3的施加电压低一定值的电压以下,则点火不良被消除。此外,这里的一定值是指:能够稳定地进行对混合气体的点火的、与施加电压之间的电压差的值。
[0064] 接着,在步骤S105中,判别是否消除了点火不良。在步骤S105中为肯定判定时,本流程的执行暂时结束。另一方面,在步骤S105中为否定判定的情况下,接着在步骤S106中,判别CNG与汽油的混合比例是否达到了第二规定混合比例R2。这里,第二规定混合比例R2是:在上述的表示要求放电电压Vde、CNG和汽油的混合比例、以及火花塞3的点火正时Tig之间的关系的映射上,当要求放电电压Vde为最低值时的CNG和汽油的混合比例。
[0065] 在即使将CNG和汽油的混合比例控制为第二规定混合比例R2也没有消除点火不良的情况下,即使进一步改变CNG和汽油的混合比例及火花塞3的点火正时,也难以消除点火不良。在这种情况下,能够判断为发生了火花塞3的劣化程度非常大、或者大量的淀积物堆积在火花塞3的电极上等的不良情况。
[0066] 因此,在步骤S106中为肯定判定的情况下,接着在步骤S107中,在警告显示部30上显示用于促使搭载有内燃机1的车辆的驾驶员等进行火花塞3的更换、修理等的警告。
[0067] 另一方面,在步骤S106中为否定判定的情况下,接着在步骤S108中,变更CNG和汽油的混合比例。这里,将对内燃机1的CNG的供给比例减少规定比例X%,对内燃机1的汽油的供给比例增加该规定比例X%。另外,在步骤S108中,将火花塞3的点火正时滞后至与变更后的CNG和汽油的混合比例对应的点火正时(但是,如果在CNG和汽油的混合比例的变更前后与该混合比例对应的点火正时相同,则维持点火正时。)。即,在步骤S108中,CNG和汽油的混合比例及火花塞3的点火正时被向要求放电电压进一步降低的方向变更。之后,再次执行步骤S105的处理。
[0068] 根据上述流程,在CNG燃烧时,在产生了由火花塞3的劣化或淀积物堆积到火花塞3的电极等而引起的对混合气体的点火不良的情况下,能够降低要求放电电压。并且,通过使要求放电电压降低至比对火花塞3的施加电压低一定值的电压以下,能够消除点火不良。
[0069] 另外,在CNG燃烧时产生了点火不良的情况下,有时可以通过切换至汽油燃烧,使要求放电电压降低,由此能够消除点火不良。然而,通过上述流程,能够尽量将CNG作为燃料来使用并使要求放电电压降低。因此,与切换至汽油燃烧的情况相比,能够抑制汽油的消耗量。
[0070] 此外,在上述流程中,在检测到点火不良时,首先,将CNG和汽油的混合比例控制至第一规定混合比例R1,将火花塞3的点火正时控制至与该第一规定混合比例R1对应的第一规定点火正时Tig1。并且,在即使那样也没有消除点火不良的情况下,对于CNG和汽油的混合比例及火花塞3的点火正时,在CNG和汽油的混合比例达到第二规定混合比例R2为止的范围内进行反馈控制。但是,在检测到火花塞3的点火不良的情况下,可以从最初开始就将CNG和汽油的混合比例控制至第二规定混合比例R2。在这种情况下,也可以从最初开始就将火花塞3的点火正时控制至与该第二规定混合比例R2对应的第二规定点火正时。
[0071] 图4为示出本实施例涉及的第二燃料混合比例及点火正时的控制流程的流程图。本流程示出在进行仅将汽油供给给内燃机1的汽油燃烧时产生了点火不良的情况下的燃料混合比例及点火正时的控制流程。本流程被预先存储在ECU20中,并通过ECU20以规定的间隔反复执行。
[0072] 在本流程中,首先,在步骤S201中,判别是否正在进行汽油燃烧。在步骤S201中为否定判断的情况下,本流程的执行暂时结束。另外,在步骤S201中为肯定判定的情况下,接着在步骤S202中,判别是否发生了火花塞3对混合气体的点火不良。该步骤S202的处理内容与图3所示的流程图的步骤S102的处理内容相同。
[0073] 在步骤S202中为否定判定的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在步骤S202中为肯定判定的情况下,接着在步骤S203中,基于当前内燃机1的运转状态计算出第二规定混合比例R2及第二规定点火正时Tig2。如上述所述,第二规定混合比例R2是:在示出要求放电电压Vde、CNG和汽油的混合比例、以及火花塞3的点火正时Tig之间的关系的映射上,当要求放电电压Vde为最低值时的CNG和汽油的混合比例。另外,第二规定点火正时Tig2为与该第二规定混合比例对应的火花塞3的点火正时。
[0074] 在步骤S203中,与在图3所示的流程图的步骤S103中计算出第一规定混合比例R1及第一规定点火正时Tig1的情况同样地,基于存储在ECU20中的示出要求放电电压Vde、CNG和汽油的混合比例、以及火花塞3的点火正时Tig之间的关系的映射来计算出第二规定混合比例R2及第二规定点火正时Tig2。
[0075] 接着,在步骤S204中,开始将CNG和汽油两者供给给内燃机1的混合燃烧。此时,将CNG和汽油的混合比例控制至第二规定混合比例R2,将火花塞3的点火正时控制至第二点火正时Tig2。由此,要求放电电压降低。并且,如果要求放电电压成为比对火花塞3的施加电压低一定值的电压以下,则点火不良被消除。
[0076] 接着,在步骤S205中,判别是否消除了点火不良。该步骤S205的处理内容与图3所示的流程图的步骤S105的处理内容相同。在步骤S205中为肯定判定的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在步骤S205中为否定判定的情况下,接着在步骤S206中,在警告显示部30上显示用于促使搭载有内燃机1的车辆的驾驶员进行火花塞3的更换或修理等的警告。该步骤S206的处理内容与图3所示的流程图的步骤S107的处理内容相同。
[0077] 如上述所述,当将汽油和CNG的混合比例控制在某个比例、并将火花塞3的点火正时控制在与该混合比例对应的正时时,存在要求放电电压Vde变得比汽油燃烧时低的情况。根据上述流程,在汽油燃烧时中发生了点火不良的情况下,通过更换成混合燃烧,来使要求放电电压尽可能降低。由此,通过将要求放电电压降低至比对火花塞3的施加电压低一定值的电压以下,能够消除点火不良。
[0078] 此外,如上述各流程所示,不光在正在进行CNG燃烧或汽油燃烧时产生了点火不良的情况下,而且在正在进行混合燃烧时发生了点火不良的情况下,也通过控制CNG和汽油的混合比率及火花塞3的点火正时,由此使要求放电降低至比对电压火花塞3的施加电压低一定值的电压以下,从而能够消除点火不良。
[0079] 在本实施例中,执行图3所示的流程图的步骤S104及S108的处理的ECU20、或执行图4所示的流程图的步骤S204的处理的ECU20相当于本发明涉及的混合比例控制部及点火正时控制部。另外,执行图3所示的流程图的步骤S102的处理的ECU20、或执行图4所示的流程图的步骤S202的处理的ECU20相当于本发明涉及的点火不良检测部。
[0080] <实施例2>
[0081] [燃料混合比例以及点火正时的控制]
[0082] 本实施例涉及的内燃机及其燃料系统和进气排气系统的简要构成与实施例1涉及的内燃机及其燃料系统和进气排气系统的简要构成相同。在内燃机1中,即使是同一运转状态且同一燃料,也是在火花塞3的劣化程度越高时,要求放电电压变得越高,因此容易发生点火不良。因此,在本实施例中,一旦火花塞3的劣化程度高至某种程度以上,则在内燃机1的运转状态成为要求放电电压比较高的运转状态时,通过控制燃料混合比例以及点火正时,来使要求放电电压降低。
[0083] 图5是示出本实施例涉及的燃料混合比例以及点火正时的控制流程的流程图。本流程被预先存储在ECU20中,并通过ECU20以规定的间隔反复执行。
[0084] 在本流程中,首先,在步骤S301中,判别是否正进行CNG燃烧。在步骤S301中为否定判定的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在步骤S301中为肯定判定的情况下,接着在步骤S302中,判别火花塞3的劣化程度DL是否在规定的劣化程度DL0以上。
[0085] 可以基于与该劣化程度DL相关性高的参数的值是否在规定的阈值以上来判别火花塞3的劣化程度DL是否在规定的劣化程度DL0以上。作为与火花塞3的劣化程度DL相关性高的参数,可以例示CNG燃烧的累计时间、搭载有内燃机1的车辆的行驶距离、或高负荷运转时间的累计值等。
[0086] 在步骤S302中为否定判定的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在步骤S302中为肯定判定的情况下,接着在步骤S303中,判别当前的内燃机1的运转状态是否属于规定的高要求放电电压区域。
[0087] 图6是示出高负荷运转时的内燃机1的发动机转速和要求放电电压之间的关系的图。在图6中,横轴表示内燃机1的发动机转速Ne,纵轴表示要求放电电压Vde。如图6所示,当发动机转速越低时要求放电电压Vde越高。在图6中,斜线部分相当于规定的高要求放电电压区域。另外,要求放电电压也根据发动机负荷而变化。即,当发动机负荷越高时,要求放电电压越高。因此,实际上,规定的高要求放电电压区域被确定在以发动机转数及发动机负荷为参数的三维映射上。在步骤S303中,使用该映射,判别内燃机1的运转状态是否属于规定的高要求放电电压区域。
[0088] 此外,规定的劣化程度DL0(或关于与劣化程度DL相关性高的参数的规定的阈值)以及规定的高要求放电电压区域基于实验等被预先确定为:在火花塞3的劣化程度DL为该规定的劣化程度DL0以上时,一旦内燃机1的运转状态属于该规定的高要求放电电压区域时,就能够判断为容易发生对混合气体的点火不良的劣化程度以及运转区域,并被存储到ECU20中。
[0089] 在步骤S303中为否定判定的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在步骤S303中为肯定判定的情况下,接着在步骤S304中,基于当前的内燃机1的运转状态计算出第二规定混合比例R2以及第二规定点火正时Tig2。如上所述,第二规定混合比例R2是:在示出要求放电电压Vde、CNG和汽油的混合比例、以及火花塞3的点火正时Tig之间关系的映射上,当要求放电电压Vde为最低值时的CNG和汽油的混合比例。另外,第二规定点火正时Tig2是与该第二规定混合比例对应的火花塞3的点火正时。该步骤S304的处理内容与图4所示的流程图的步骤S203的处理内容相同。
[0090] 接着,在步骤S305中,开始将CNG和汽油这两者供给给内燃机1的混合燃烧。此时,将CNG和汽油的混合比例控制在第二规定混合比例R2,将火花塞3的点火正时控制在第二点火正时Tig2。由此,要求放电电压降低。该步骤S305的处理内容与图4所示的流程图的步骤S204的处理内容相同。
[0091] 根据上述流程,在容易发生点火不良时,使要求放电电压尽可能降低。因此能够尽可能地抑制点火不良的发生。
[0092] 此外,在上述流程中,在开始CNG和汽油的混合燃烧时,也可以将CNG和汽油的混合比例控制在第一规定混合比例R1,将火花塞3的点火正时控制在第一点火正时Tig1。如上所述,第一规定混合比例R1及第一规定点火正时Tig1是:要求放电电压与汽油燃烧时同等的CNG和汽油的混合比例以及火花塞3的点火正时。由于在如此控制的情况下,也能够使要求放电电压降低,因此能够抑制点火不良的发生。但是,将CNG和汽油的混合比例控制在第二规定混合比例R2,并将火花塞3的点火正时控制在第二点火正时Tig2,能够进一步降低要求放电电压,因此能够以更高的概率抑制点火不良。
[0093] 另外,与汽油燃烧时相比CNG燃烧时容易促进火花塞3的劣化程度。因此,在上述流程中,在CNG燃烧时,当火花塞3的劣化程度DL为规定的劣化程度DL0以上时,在内燃机1的运转状态属于高要求放电电压区域的情况下,开始了混合燃烧,降低了要求放电电压。
然而,也可以在汽油燃烧时火花塞3的劣化程度DL为规定的劣化程度DL0以上时,进行同样的控制。据此,能够尽可能地抑制汽油燃烧时的点火不良的发生。
[0094] 在本实施例中,执行图5所示的流程图的步骤S305的处理的ECU20相当于本发明涉及的混合比例控制部以及点火正时控制部。另外,执行图5所示的流程图的步骤S302的处理的ECU20相当于本发明涉及的劣化判别部。
[0095] [其他实施例]
[0096] 在上述实施例1和2中,将内燃机1的燃料设定成了CNG及汽油。但是,本发明也可以应用于使用其他燃料的多燃料内燃机。气体燃料与液体燃料相比,相对介电常数低且燃烧速度慢。因此,在使用CNG以外的气体燃料和汽油以外的液体燃料的多燃料内燃机中也可以应用本发明。作为CNG以外的气体燃料,可以例示氢气或LPG等。另外,作为汽油以外的液体燃料,可以例示甲醇或乙醇等。另外,除了气体燃料和液体燃料的组合之外,只要是组合相对介电常数及燃烧速度不同的燃料来使用的多燃料内燃机,就可以应用本发明。
[0097] 另外,也可以将上述实施例1和2进行组合。
[0098] 符号说明
[0099] 1···内燃机
[0100] 2···气缸
[0101] 3···火花塞
[0102] 8···汽油喷嘴
[0103] 9···CNG喷嘴
[0104] 10··汽油用输送管
[0105] 11··CNG用输送管
[0106] 15··CNG供给通路
[0107] 16··CNG箱
[0108] 20··ECU
[0109] 27··空燃比传感器
[0110] 28··曲轴转角传感器