专利名称：车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置，特别是涉及一种在发动 机的加速、减速运转状态这样的过渡运转状态和发动机定速运转状态下的气体燃料的喷射 量控制，涉及一种与该控制所使用的进气管内压的计算方法相关地谋求提高燃料喷射量精 度的车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置。
背景技术：
用于供给CNG(压缩天然气体)等气体燃料的车辆用发动机的气体燃料喷射控制 装置利用调节器对从燃料容器供给的气体燃料进行减压，自燃料喷射阀喷射被减压至设定 压力的气体燃料。调节器进行调节，使得利用软管从进气岐管的稳压箱部导入的进气管内 压和燃料喷射阀上游侧的气压恒定。气体燃料喷射控制装置检测进气管内压和燃料喷射阀 上游的气压，利用与其压力差成反比的压力校正系数来控制燃料喷射时间。专利文献1 日本特开平7-189811号公报专利文献2 日本特开昭62-13766号公报但是，在以往的车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置中，在进气管内压值的处 理中，无论发动机在定速运转状态还是过渡运转状态时都进行相同的过滤(7 O々)处 理，因此存在以下问题。在定速运转时，在气体燃料喷射控制装置中检测的进气管内压和燃料喷射阀上游 的气压之间的压力差与调节器内部的压力差并没有很大的差别，但问题在于，在急加速运 转时、急减速运转时，由于调节器的响应性滞后导致在气体燃料喷射控制装置中检测的压 力差与调节器内部的压力差产生差别，所以无法适当地计算出压力校正系数。若作为对策，考虑到过渡运转时调节器的响应滞后而对进气管内压进行过滤处 理，则问题在于，在定速运转时无法检测进气管内压、气压的波动，无法适当地计算出压力 校正系数。另外，问题还在于，由于定速运转时和过渡运转时的过滤处理相同，因此，无法准 确地进行定速运转时的压力校正或过渡运转时的压力校正中的某一个校正，会产生燃料喷 射量过于不足而妨碍发动机运转。
发明内容
本发明的目的在于通过高精度地校正对从燃料喷射阀喷射的气体燃料喷射 量的 校正产生重大影响的进气管内压来提高气体燃料喷射控制的精度。本发明是一种汽车用发动机的气体燃料喷射控制装置，该装置设有用于根据规定 的控制周期检测进气管内部压力的进气管内压检测部件及用于检测燃料喷射阀上游的气 体燃料压力的气压检测部件，根据由检测到的进气管内压和气体燃料的气压求出的压力差 来校正控制气体燃料的喷射量，其特征在于，设有控制部件，该控制部件进行控制，使得预 先设定用于判定发动机的过渡运转状态的过渡判定用过滤值，利用该过渡判定用过滤值、前次检测到的进气管内压和本次检测到的进气管内压计算出过渡判定用进气管内压，在发 动机起动之后经过的时间大于规定值的情况下，由本次检测到的进气管内压和过渡判定用 进气管内压计算出过渡判定用进气管内压力差，根据该过渡判定用进气管内压力差设定进 气管内压过滤处理值，利用该进气管内压过滤处理值、本次检测到的进气管内压和用于前 次气体燃料喷射控制的进气管内压计算出用于本次气体燃料喷射控制的进气管内压。本发明的车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置通过在计算出过渡判定用进气 管内压之后计算出过渡判定用进气管内压力差来判断当前的运转状态，适当地进行之后的 过滤处理，因此，能够利用基于适当的过滤处理的进气管内压来提高燃料喷射控制的精度。另外，本发明的车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置通过在发动机的运转稳定 之后将运转状态细化，能够更适当地进行过滤处理，有助于提高度。
图1是气体燃料喷射控制装置的控制流程图。(实施例)图2是气体燃料喷射控制装置的控制时序图。(实施例)图3是气体燃料喷射控制装置的系统结构图。(实施例)
具体实施例方式下面，根据
本发明的实施例。实施例图1 图3表示本发明的实施例。在图3中，附图标记1是车辆用发动机(以下 记作“发动机”)。发动机1例如具有3个气缸，作为进气系统包括空气滤清器2、进气管3、 节气门体(throttle body)4、进气岐管5，将进气通路6连通于各气缸。在节气门区4的进 气通路6上设有节气门7。在进气岐管5上安装有与各气缸相对应的第1燃料喷射阀8 第3燃料喷射阀10。另外，发动机1中，作为排气系统包括排气岐管11、三元催化剂12、排 气管13、消声器14，将排气通路15连通于各气缸。发动机1被供给积存在第1燃料容器16、第2燃料容器17这两个燃料容器中的气 体燃料。第1、第2燃料容器16、17分别包括第1容器总阀18、第2容器总阀19，并用填充 连接管20将第1容器总阀18和第2容器总阀19连接起来。在第1燃料容器16上连接有 燃料填充管21的一端侧。在燃料填充管21的另一端侧设有气体燃料的填充口 22。从填充 口 22侧朝向第1燃料容器16，燃料填充管21按顺序设有用于将气体燃料填充于第1、第2 燃料容器16、17中的燃料填充阀23、及用于阻止气体燃料从第1、第2燃料容器16、17侧向 填充口 22侧逆流的止回阀24。在上述第2燃料容器17上连接有燃料供给管25的一端侧。燃料供给管25的另 一端侧与安装于进气岐管5的上述第1 第3燃料喷射阀8 10相连接。从第2燃料容 器17侧朝向第1 第3燃料喷射阀8 10侧，在燃料供给管25上按顺序设有用于在发动 机1停止时进行关闭动作从而切断燃料供给管25的主截止阀26、用于过滤气体燃料的气体 过滤器27、用于对高压的气体燃料进行减压而将流量调整为恒定的调节器28。在上述主截止阀26上设有作为能够检测燃料残留压力值的燃料残留压力检测部 件的残留量压力传感器29。在残留量压力传感器29上连接有数字燃料计30和模拟燃料残留量计31。上述第1 第3燃 料喷射阀8 10和主截止阀26连接于气体燃料喷射控制装置 32的控制部件33。在此，控制部件33例如是ECU (Electronic Control Unit:电子控制单 元)。在气体燃料喷射控制装置32的控制部件33上连接有进气温度传感器34、进气管内 压传感器35、氧传感器36、燃料温度传感器37、气压传感器38、点火开关39和水温传感器 40 ；上述进气温度传感器34作为进气温度检测部件，用于检测在进气管3内部的进气通路 6中流动的吸入空气的温度；上述进气管内压传感器35作为进气管内压检测部件，用于根 据规定的控制周期检测连通于进气管3的进气岐管5内部的压力；上述氧传感器36作为氧 浓度检测部件，用于检测在排气岐管11内部的排气通路15中流动的排气中的氧浓度；上述 燃料温度传感器37作为燃料温度检测部件，用于检测在第1 第3燃料喷射阀8 10上 游的、燃料供给管25的在第1 第3燃料喷射阀8 10与调节器28之间的气体燃料的温 度；上述气压传感器38作为气压检测部件，用于检测在第1 第3燃料喷射阀8 10上游 的、燃料供给管25的第1 第3燃料喷射阀8 10与调节器28之间的气体燃料的压力； 上述点火开关39用于检测发动机1是起动时还是起动之后；上述水温传感器40用于检测 发动机冷却水温度。气体燃料喷射控制装置32利用控制部件33，根据由利用进气管内压传感器35检 测到的进气管内压和利用气压传感器38检测到的气压求出的压力差来校正控制第1 第 3燃料喷射阀8 10的气体燃料的喷射量。该气体燃料喷射控制装置32利用控制部件33进行控制，从而预先设定用于判定 发动机1的过渡运转状态的过渡判定用过滤值，利用该过渡判定用过滤值、前次检测到的 进气管内压和本次检测到的进气管内压计算出过渡判定用进气管内压，在发动机1起动之 后经过的时间大于规定值的情况下，由本次检测到的进气管内压和过渡判定用进气管内压 计算出过渡判定用进气管内压力差，根据该过渡判定用进气管内压力差设定进气管内压过 滤处理值，利用该进气管内压过滤处理值、本次检测到的进气管内压和前次用于气体燃料 喷射控制的进气管内压计算出本次用于气体燃料喷射控制的进气管内压。上述控制部件33将过渡判定用进气管内压力差与两个规定的判定值相比较，将 发动机1的过渡运转状态判定为加速运转状态、定速运转状态和减速运转状态，设定与判 定出的加速运转状态、定速运转状态和减速运转状态相对应的互不相同的3个进气管内压 过滤处理值。在发动机1起动之后经过的时间为规定值以下的情况下，上述控制部件33设定与 3个进气管内压过滤处理值不同的第四进气管内压过滤处理值。接着，根据图1、图2说明气体燃料喷射控制装置32的控制。在图1中，气体燃料喷射控制装置32的控制部件33在控制开始时(SOl)，判断发 动机1是否为起动时(S02)。在该判断(S02)为是的情况下(起动时)，控制部件33将过渡判定用进气管内压 Pbtrn设为根据规定的控制周期检测到的进气管内压Pb(S03)，将该进气管内压Pb设定为 用于本次控制的进气管内压Pbsm[i] (S04)，结束控制(S05)。在上述判断(S02)为否的情况下(起动之后)，控制部件33由计算式
Pbtrn = Pbtrn (前次值)X (1-kNPBTRN) +Pb X kNPBTRN
(其中，kNPBTRN过渡判定用过滤值)求出过渡判定用进气管内压Pbtrn (S06)，判断发动机1起动之后经过的时间tl是 否大于规定值T1(S07)。在该判断(S07)为是的情况下(tl > Tl)，控制部件33由计算式dpbtrn = Pb-Pbtrn求出过渡判定用进气管内压力差dpbtrn(S08)，判断过渡判定用进气管内压力差 dpbtrn是否小于第一判定值a (S09)。在该判断(S09)为否的情况下(dpbtrn彡a)，控制部件33判断过渡判定用进气管 内压力差dpbtrn是否大于第二判定值b (SlO)。在该判断(SlO)为否的情况下(dpbtrn彡b)，控制部件33将进气管内 压过滤处理值npbsm 设定为与定速运转状态相对应的第一进气管内压过滤处理值 zO (Sll)，利用该第一进气管内压过滤处理值zO进行过滤处理，由计算式Pbsm[i]= Pbsm[i_l]X (1-npbsm)+Pb Xnpbsm(i-1 前次值，npbsm :z0)求出用于本次控制的进气管内压Pbsm[i] (S12)，结束控制(S05)。在上述判断(SlO)为是的情况下(dpbtrn > b)，控制部件33将进气管内 压过滤处理值npbsm设定为与加速运转状态相对应的第二进气管内压过滤处理值 zl (S13)，利用该第二进气管内压过滤处理值zl进行过滤处理，由计算式Pbsm[i]= Pbsm[i_l]X (1-npb sm)+Pb X npb sm(i-1 前次值，npbsm :zl)求出用于本次控制的进气管内压Pbsm[i] (S12)，结束控制(S05)。在上述判断(S09)为是的情况下(dpbtrn < a)，控制部件33将进气管内 压过滤处理值npbsm设定为与减速运转状态相对应的第三进气管内压过滤处理值 z2(S14)，利用该第三进气管内压过滤处理值z2进行过滤处理，由计算式Pbsm[i]= Pbsm[i_l]X (1-npb sm)+Pb X npb sm(i-1 前次值，npbsm :z2)求出用于本次控制的进气管内压Pbsm[i] (S12)，结束控制(S05)。另一方面，在上述判断(S07)为否的情况下(tl STl)，控制部件33将进气管内压 过滤处理值npbsm设定为与上述第一 第三进气管内压过滤处理值zO z2不同的第四进 气管内压过滤处理值z3(S15)，利用该第四进气管内压过滤处理值z3进行过滤处理，由计 算式 Pbsm[i] = Pbsm[i-1] X (1-npbsm) +PbXnpbsm(i-1 前次值，npbsm :z3)求出用于本次控制的进气管内压Pbsm[i] (S12)，结束控制(S05)。在上述(Sll)、(S13) (S14)中求得的进气管内压Pbsm[i]用于控制由第1 第 3燃料喷射阀8 10进行的气体燃料的喷射量。另外，用于判定经过时间tl的规定值Tl 是利用基于由水温传感器40检测到的起动时发动机冷却水温度的thwst表由插值法得到 的。另外，第一判定值a、第二判定值b、第二进气管内压过滤处理值zl、第三进气管内压过 滤处理值z2是利用ne表由插值法得到的。并且，第四进气管内压过滤处理值z3是利用基 于起动时发动机冷却水温度的thwst表由插值法得到的。
在此，用于设定Tl的thwst表设定成在发动机1中作为固有值的起动变得稳定的各时间即可。thwst表分成任意的温度间隔，针对各温度设定起动变得稳定的时间。通常， 温度越低，时间设定得越长。例如参照负荷变化来判断起动的稳定性即可。另外，在发动机转速较高的情况下，调节器的响应性滞后对由插值法从ne表计算 求得的各值、第一判定值a、第二判定值b、第二进气管内压过滤处理值zl、第三进气管内压 过滤处理值z2的影响均变小，因此，分为任意的发动机转速ne的间隔，针对发动机各转速 ne设定为减弱过滤执行条件和过滤值即可。具体地讲，例如第一判定值a设定为负值的数值kP。第二判定值b设定为正值的 数值kP。第一判定值a和第二判定值b均设定为绝对值随着发动机转速ne变大而变大的 数值。而且，第二进气管内压过滤处理值zl及第三进气管内压过滤处理值z2为无量纲的 值并设定1以下的系数。第二进气管内压过滤处理值zl设定为随着发动机转速ne变大而 变大的数值。第三进气管内压过滤处理值z2是大致恒定的值即可。另外，由插值法从thwst表计算求得的第四进气管内压过滤处理值z3是考虑到 利用气体燃料起动的情况下的目标起动性来设定的，作为无量纲的值设定1以下的系数即 可。具体地讲，例如在不重视起动性的情况下，该第四进气管内压过滤处理值z3以任意的 值设定为大致恒定的值即可。在考虑到起动性的情况下，水温越低使该第四进气管内压过 滤处理值z3的值越小即可。这样，气体燃料喷射控制装置32利用控制部件33进行控制，从而预先设定用于 判定发动机1的过渡运转状态的过渡判定用过滤值kNPBTRN，利用该过渡判定用过滤值 kNPBTRN、前次检测到的进气管内压Pb和本次检测到的进气管内压Pb计算出过渡判定用进 气管内压Pbtrn，在发动机1起动之后经过的时间tl大于规定值Tl的情况下，由本次检测 到的进气管内压Pb[i]和过渡判定用进气管内压Pbtrn计算出过渡判定用进气管内压力差 dpbtrn，根据该过渡判定用进气管内压力差dpbtrn设定进气管内压过滤处理值npbsm，利 用该进气管内压过滤处理值npbsm、本次检测到的进气管内压Pb和用于前次气体燃料喷射 控制的进气管内压Pbsm[i-1]计算出用于本次气体燃料喷射控制的进气管内压Pbsm[i]。由此，气体燃料喷射控制装置32通过在计算出过渡判定用进气管内压Pbtrn之后 计算出过渡判定用进气管内压力差dpbtrn，来判断当前的运转状态，从而适当地进行之后 的过滤处理，因此，如图2所示，能够不像以往那样过度校正而适当地进行校正，能够利用 基于适当的过滤处理的进气管内压Pbsm来提高燃料喷射控制的精度。另外，该气体燃料喷射控制装置32通过在发动机1的运转稳定之后将运转状态细 化，能够更适当地进行过滤处理，有助于提高精度。另外，气体燃料喷射控制装置32的控制部件33将过渡判定用进气管内压力差 dpbtrn与两个规定的判定值a、b (a < b)相比较，将发动机1的过渡运转状态判定为加速 运转状态、定速运转状态和减速运转状态，作为与判定出的加速运转状态、定速运转状态和 减速运转状态相对应的互不相同的3个进气管内压过滤处理值npbsm，设定有第一 第三 进气管内压过滤处理值z0 z2。由此，该气体燃料喷射控制装置32通过将发动机1的过渡运转状态分为响应性互 不相同的加速运转状态、定速运转状态和减速运转状态，能够更适当地进行过滤处理。该气 体燃料喷射控制装置32能够利用基于适当的过滤处理的进气管内压Pbsm来提高燃料喷射的控制精度。并且， 在发动机1起动之后经过的时间tl为规定值Tl以下的情况下，气体燃料喷 射控制装置32的控制部件33将与上述3个第一 第三进气管内压过滤处理值zO z2不 同的第四进气管内压过滤处理值z3设定为进气管内压过滤处理值npbsm。由此，该气体燃料喷射控制装置32通过在发动机1的运转状态稳定之前和稳定之 后将进气管内压过滤处理值npbsm细分化，从而能够分别更适当地进行过滤处理。该气体 燃料喷射控制装置32能够利用基于适当的过滤处理的进气管内压Pbsm来提高燃料喷射的 控制精度。本发明通过高精度地校正用于燃料喷射阀的气体燃料喷射控制的进气管内压来 提高燃料喷射控制精度，能够应用于被供给CNG(压缩天然气)等气体燃料的车辆用发动 机。
权利要求
1.一种车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置，该装置设有用于根据规定的控制周期 检测进气管内部的压力的进气管内压检测部件及用于检测燃料喷射阀上游的气体燃料的 压力的气压检测部件；该车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置根据由检测到的进气管内压和气压求出的 压力差来校正控制气体燃料的喷射量，其特征在于，上述车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置设有控制部件，该控制部件进行控制，使 得预先设定用于判定发动机的过渡运转状态的过渡判定用过滤值，利用该过渡判定用过滤 值、前次检测到的进气管内压和本次检测到的进气管内压计算出过渡判定用进气管内压， 在发动机起动之后经过的时间大于规定值的情况下，由本次检测到的进气管内压和过渡判 定用进气管内压计算出过渡判定用进气管内压力差，根据该过渡判定用进气管内压力差设 定进气管内压过滤处理值，利用该进气管内压过滤处理值、本次检测到的进气管内压和用 于前次气体燃料喷射控制的进气管内压计算出用于本次气体燃料喷射控制的进气管内压。
2.根据权利要求1所述的车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置，其特征在于，上述控制部件将过渡判定用进气管内压力差与两个规定的判定值相比较，将发动机的 过渡运转状态判定为加速运转状态、定速运转状态和减速运转状态；设定与判定出的加速运转状态、定速运转状态和减速运转状态相对应的互不相同的三 个进气管内压过滤处理值。
3.根据权利要求2所述的车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置，其特征在于，在发动机起动之后经过的时间为规定值以下的情况下，上述控制部件设定与上述三个 进气管内压过滤处理值不同的第四进气管内压过滤处理值。
全文摘要
本发明提供高精度地校正对从燃料喷射阀喷射的气体燃料的喷射量校正产生重大影响的进气管内压、提高气体燃料喷射控制的精度的车辆用发动机的气体燃料喷射控制装置。其设有进行控制的控制部件，使得预先设定用于判定发动机的过渡运转状态的过渡判定用过滤值，利用该过滤值、前次和本次分别检测到的进气管内压计算出过渡判定用进气管内压，在发动机起动之后经过的时间大于规定值时，由本次检测到的进气管内压和过渡判定用进气管内压计算出过渡判定用进气管内压力差，根据该压力差设定进气管内压过滤处理值，利用该进气管内压过滤处理值、本次检测到的进气管内压和用于前次气体燃料喷射控制的进气管内压计算出用于本次气体燃料喷射控制的进气管内压。
文档编号F02D19/02GK102146859SQ20111003381
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月28日 优先权日2010年2月4日
发明者佐佐木贵光 申请人:铃木株式会社