[發明專利]氣體燃料內燃機及氣體燃料內燃機的控制方法

有效

• 申請號: 200680051780.6
• 申請日: 2006-12-28
• 公開（公告）號: CN101336339A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 品川知廣;鈴木誠
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D19/02
• 分類號: F02D19/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 馬江立;柴智敏

1.一種用氫氣作為氣態燃料工作的氣體燃料內燃機，包括：用于將所述氣態燃料直接噴射到燃燒室(10)內的缸內噴射閥(40)；沿著從所述缸內噴射閥(40)噴射的所述氣態燃料的噴流路徑設置的點火裝置(16；60；62；64；66)；以及控制單元(70)，所述控制單元用于控制所述點火裝置(16；60；62；64；66)的工作正時和所述缸內噴射閥(40)的工作正時，以使從所述缸內噴射閥噴射的所述氣態燃料的燃燒類型在預混合燃燒和擴散燃燒之間切換，所述氣體燃料內燃機的特征在于：

所述控制單元(70)基于氫供應量和進氣量來計算空氣過剩率；以及當所述內燃機在所述空氣過剩率能夠保持為等于或大于2的工作區域內工作時，所述控制單元(70)選擇用于使所述氣態燃料以稀空燃比預混合并燃燒的稀預混合燃燒工作作為所述內燃機的工作模式，而當所述內燃機在所述空氣過剩率不能保持為等于或大于2的工作區域內工作時，所述控制單元選擇用于使所述氣態燃料擴散燃燒的擴散燃燒工作作為所述內燃機的工作模式。

2.根據權利要求1所述的氣體燃料內燃機，還包括用于獲取空氣過剩率的裝置，

其中，在所述稀預混合燃燒工作期間，當所述空氣過剩率低于預定閾值時，所述控制單元(70)將所述內燃機的工作模式切換為所述擴散燃燒工作。

3.根據權利要求2所述的氣體燃料內燃機，還包括用于獲取缸內壓力上升率的裝置，

其中，在所述稀預混合燃燒工作期間，當所述缸內壓力上升率高于預定閾值時，所述控制單元(70)將所述內燃機的工作模式切換為所述擴散燃燒工作。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的氣體燃料內燃機，其中，在進行所述擴散燃燒工作期間，所述控制單元(70)在氣態燃料從所述缸內噴射閥(40)噴射的同時致動所述點火裝置(16)。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的氣體燃料內燃機，其中，在進行所述擴散燃燒工作期間，所述控制單元(70)將氣態燃料噴射的持續時間設定為從壓縮TDC之前的時間延續至壓縮TDC之后的時間的時間段，并且與所述氣態燃料噴射的開始同時致動所述點火裝置(16)。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的氣體燃料內燃機，其中，在進行所述擴散燃燒工作期間，所述控制單元(70)先行噴射一部分氣態燃料，并且在所述先行噴射的氣態燃料與空氣混合的氛圍中進行用于擴散燃燒的主噴射，其中，先行噴射的氣態燃料量是由所需的負載來決定的。

7.根據權利要求6所述的氣體燃料內燃機，其中，在進行所述先行噴射之后并且在所述主噴射之前，所述控制單元(70)致動所述點火裝置(16)。

8.根據權利要求6所述的氣體燃料內燃機，其中，在進行所述擴散燃燒工作的工作區域的高負載區域內，所述控制單元(70)進行所述先行噴射。

9.根據權利要求1至3中任一項所述的氣體燃料內燃機，其中，當進行所述擴散燃燒工作時，視氣態燃料噴射時間段而定，所述控制單元(70)在氣態燃料噴射過程中附加地致動所述點火裝置(16)。

10.根據權利要求9所述的氣體燃料內燃機，其中，視所述氣態燃料噴射時間段而定，所述控制單元(70)逐步增加所述點火裝置(16)的致動頻率。

11.根據權利要求1至3中任一項所述的氣體燃料內燃機，其中：

所述點火裝置(16)配置在所述燃燒室(10)的頂端處；并且

所述缸內噴射閥(40)配置在所述燃燒室(10)的側壁上，使得所述缸內噴射閥(40)的噴射孔定向為朝向所述點火裝置(16)噴射氣態燃料。

12.根據權利要求1至3中任一項所述的氣體燃料內燃機，其中：

所述點火裝置(16)和所述缸內噴射閥(40)都配置在所述燃燒室(10)的頂端處；并且

所述缸內噴射閥(40)的噴射孔定向為確保氣態燃料的噴流經過所述點火裝置(16)的末端。