(57)【要約】  本発明は、着火し易い第１燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制する技術を提供することを目的とする。本発明は、着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御装置であって、前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を取得する取得部と、前記取得部で判別された前記第２燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第１燃料及び前記第２燃料の供給量を決定する決定部と、を備えた。
2012157041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御装置であって、
前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記第２燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第１燃料及び前記第２燃料の供給量を決定する決定部と、
を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記決定部は、
前記取得部で取得された前記第２燃料の燃焼状態が良好な場合には、前記第１燃料の供給量を減量すると共に前記第２燃料の供給量を増量し、
前記取得部で取得された前記第２燃料の燃焼状態が悪化する場合には、前記第１燃料の供給量を増量すると共に前記第２燃料の供給量を減量する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記取得部は、前記内燃機関での燃焼時の発生熱量から、前記第１燃料の燃焼と前記第２燃料の燃焼とを区別して、前記第２燃料の燃焼状態を取得する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、前記第１燃料を気筒内でメイン噴射の前にパイロット噴射する機関であり、
前記取得部は、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量から、前記第２燃料の燃焼状態を取得する請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、前記第２燃料を前記第１燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する機関であり、
前記取得部は、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量を取得し、
前記決定部は、前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好であるとして、前記第１燃料を減量すると共に前記第２燃料を増量する請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記第１燃料の前記メイン噴射の供給量を減量すると共に、前記減量分での発生熱量に等しくなるように前記第２燃料の供給量を増量する請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記取得部は、前記内燃機関から排出される排気成分から、前記第２燃料の燃焼状態を取得する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記取得部及び前記決定部の処理は、前記内燃機関での燃焼が前記第１燃料を単独で燃焼させる場合から前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合へ移行する段階で実施される請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御方法であって、
取得部によって、前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を取得し、
決定部によって、前記取得部で判別された前記第２燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第１燃料及び前記第２燃料の供給量を決定する内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
着火し難いＣＮＧ（圧縮天然ガス）を主燃料とし、着火し易い軽油を補助燃料として用いる内燃機関が開示されている（例えば特許文献１参照）。この内燃機関では、内燃機関の運転状態が軽負荷時には、軽油のみを燃料として用い、中〜高負荷時には、ＣＮＧと軽油との両燃料を用いる。また、ＣＮＧと軽油との両燃料を用いる場合には、着火し易い補助燃料の軽油を着火に必要な量だけ用い、軽油に着火させることで着火し難い主燃料のＣＮＧを燃焼させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−１５８９８０号公報
【特許文献２】特開２００８−０５１１２１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３３３３７号公報
【特許文献４】特開平０８−２８４７０４号公報
【特許文献５】特開平１１−１４８３８２号公報
【特許文献６】特開２００３−３０７１４０号公報
【特許文献７】特開２００９−１３８６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の技術では、内燃機関の運転状態が軽負荷から中負荷に移行する段階で、軽油供給量を着火に必要な最小量となるまで急激に減少させる。これは、軽油の燃焼が、内燃機関の動力源としての役割からＣＮＧを燃焼させるための着火源としての役割へと、その役割を変えるためである。しかし、ＣＮＧの燃焼は、燃料性状によっても変化するため、上記特許文献１の技術のように軽油供給量を急激に減少させると、内燃機関が失火してしまい、ＣＮＧが未燃のまま排出されて排気エミッションの悪化が懸念される。【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、着火し易い第１燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御装置であって、
前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記第２燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第１燃料及び前記第２燃料の供給量を決定する決定部と、
を備えた内燃機関の制御装置である。【０００７】
本発明では、取得部によって第２燃料の燃焼状態を取得し、決定部によって第２燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の内燃機関に供給される第１燃料及び第２燃料の供給量を決定する。このため、第２燃料の燃焼状態が悪化する場合には、例えば、次回以降の内燃機関に供給される着火し易い第１燃料の供給量を増量することができる。これによって、第２燃料の燃焼状態が悪化する場合に着火し易い第１燃料の供給量を減量してしまい、内燃機関が失火してしまい、第２燃料が未燃のまま排出されて排気エミッションが悪化することを回避することができる。したがって、着火し易い第１燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。【０００８】
前記決定部は、
前記取得部で取得された前記第２燃料の燃焼状態が良好な場合には、前記第１燃料の供給量を減量すると共に前記第２燃料の供給量を増量し、
前記取得部で取得された前記第２燃料の燃焼状態が悪化する場合には、前記第１燃料の供給量を増量すると共に前記第２燃料の供給量を減量するとよい。【０００９】
本発明によると、第２燃料の燃焼状態が良好な場合には、第１燃料の供給量を減量して第１燃料の消費量を削減することができる。一方、第２燃料の燃焼状態が悪化する場合には、着火し易い第１燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせることができる。【００１０】
前記取得部は、前記内燃機関での燃焼時の発生熱量から、前記第１燃料の燃焼と前記第２燃料の燃焼とを区別して、前記第２燃料の燃焼状態を取得するとよい。【００１１】
内燃機関での燃焼時には、第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させるので、先ず第１燃料が燃焼して発生熱量が生じ、次に第２燃料が燃焼して発生熱量が生じる。このため、第１燃料の発生熱量と第２燃料の発生熱量とが異なる発生タイミングとなる。よって、内燃機関での燃焼時の発生熱量から、その発生タイミングで第１燃料の燃焼と第２燃料の燃焼とを区別することができ、区別した第２燃料の燃焼に基づいて第２燃料の燃焼状態を取得することができる。【００１２】
前記内燃機関は、前記第１燃料を気筒内でメイン噴射の前にパイロット噴射する機関であり、
前記取得部は、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量から、前記第２燃料の燃焼状態を取得するとよい。【００１３】
内燃機関での燃焼時には、パイロット噴射した第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させるので、先ずパイロット噴射した第１燃料が燃焼して発生熱量が生じ、次に第２燃料が燃焼して発生熱量が生じる。またその後にメイン噴射した第１燃料も燃焼して発生熱量が生じる。このため、パイロット噴射した第１燃料の発生熱量と第２燃料の発生熱量とが異なる発生タイミングとなり、パイロット噴射とメイン噴射との間には第２燃料のみが燃焼して生じる発生熱量が存在する。よって、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量から、その発生タイミングで第２燃料のみが燃焼して生じる発生熱量を特定することができ、特定した第２燃料の発生熱量に基づいて第２燃料の燃焼状態を取得することができる。【００１４】
前記内燃機関は、前記第２燃料を前記第１燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する機関であり、
前記取得部は、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量を取得し、
前記決定部は、前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好であるとして、前記第１燃料の供給量を減量すると共に前記第２燃料の供給量を増量するとよい。【００１５】
ここで、基準発生熱量とは、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量によって第２燃料の燃焼状態が良好であるか悪化しているかの判断の境界となる閾値である。本発明によると、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上であり第２燃料の燃焼状態が良好な場合に第１燃料の供給量を減量して第１燃料の消費量を削減することができる。【００１６】
前記決定部は、前記第１燃料の前記メイン噴射の供給量を減量すると共に、前記減量分での発生熱量に等しくなるように前記第２燃料の供給量を増量するとよい。【００１７】
本発明によると、第１燃料のパイロット噴射によって第２燃料を着火させつつ、主要な発生熱量を第２燃料から得ることができる。【００１８】
前記取得部は、前記内燃機関から排出される排気成分から、前記第２燃料の燃焼状態を取得するとよい。【００１９】
内燃機関での燃焼時には、第１燃料が燃焼することで排出される排気成分と、第２燃料が燃焼することで排出される排気成分とが異なる。よって、内燃機関から排出される排気成分中の、第２燃料が燃焼することで排出される排気成分の量に基づいて第２燃料の燃焼状態を取得することができる。【００２０】
前記取得部及び前記決定部の処理は、前記内燃機関での燃焼が前記第１燃料を単独で燃焼させる場合から前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合へ移行する段階で実施されるとよい。【００２１】
本発明によると、内燃機関での燃焼が第１燃料を単独で燃焼させる場合から第１燃料を着火することで第２燃料をも燃焼させる場合へ移行する段階で、着火し易い第１燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。【００２２】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御方法であって、
取得部によって、前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を取得し、
決定部によって、前記取得部で判別された前記第２燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第１燃料及び前記第２燃料の供給量を決定する内燃機関の制御方法である。【００２３】
本発明によっても、着火し易い第１燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、着火し易い第１燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の概略断面を示す図である。
【図２】実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図３】実施例１に係る軽油及びＣＮＧの混合燃焼時の時間に対する発生熱量を示す図である。
【図４】実施例１に係る軽油の単独燃焼時の時間に対する発生熱量を示す図である。
【図５】実施例１に係る移行時制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関の概略断面を示す図である。図２は、本実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。内燃機関１は、例えばディーゼル機関等の圧縮着火式内燃機関である。内燃機関１の燃料には、軽油、及び、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas：圧縮天然ガス）が使用される。軽油は、本発明の着火し易い第１燃料に対応する。着火し易い第１燃料は、軽油を用いることで、圧縮着火可能な燃料ともいえる。ＣＮＧは、本発明の着火し難い第２燃料に対応する。着火し難い第２燃料としては、ＣＮＧ以外にも、メタンを主成分とするガス燃料等、着火し難い燃料を用いることができる。内燃機関１は、軽油を単独で燃焼させることができる。また、内燃機関１は、着火し難いＣＮＧを主燃料とし、着火し易い軽油を補助燃料として両燃料を気筒２内に供給し、圧縮着火により軽油を着火させてそれを種火としてＣＮＧを燃焼させることができる。つまり、内燃機関１は、着火し易い軽油を単独で燃焼させる場合と、軽油を着火することで着火し難いＣＮＧをも燃焼させる場合と、を使い分ける。
【００２７】
内燃機関１の気筒２内上部は、気筒２の上壁及び内壁と不図示の下方のピストン頂面で燃焼室３が区画形成される。燃焼室３上部には、吸気ポート４及び排気ポート５が接続されている。吸気ポート４及び排気ポート５が接続された間の気筒２上部中心には、気筒２内に軽油を噴射する軽油噴射弁６が設けられている。軽油噴射弁６には、軽油タンク７に貯留された軽油が軽油供給系８を介して供給される。吸気ポート４の燃焼室３への開口部は吸気弁９によって開閉される。排気ポート５の燃焼室３への開口部は排気弁１０によって開閉される。また、気筒２には、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサ１１が配置される。筒内圧センサ１１の検出値によって、気筒２内に発生する発生熱量を取得することができる。筒内圧センサ１１が、本発明の取得部に対応する。
【００２８】
吸気ポート４の上流側に吸気管１２に通じるインテークマニフォルド１３が接続されている。インテークマニフォルド１３上部には、そこから吸気ポート４に通じる分配管１４を介して吸気ポート４内にＣＮＧを噴射するＣＮＧ噴射弁１５が設けられる。ＣＮＧ噴射弁１５には、ＣＮＧタンク１６に貯蔵されたＣＮＧがＣＮＧ供給系１７を介して供給される。なお、ＣＮＧ噴射弁１５は、気筒２内にＣＮＧを噴射するように設けられてもよい。吸気管１２には、上流側から、エアクリーナ１８、ターボチャージャ１９のコンプレッサ１９ａ、インタークーラ２０、スロットル弁２１が順に配置される。
【００２９】
吸気管１２に機外から取り込まれた吸気は、インテークマニフォルド１３を流通し、燃料にＣＮＧが使用される場合には吸気ポート４でＣＮＧ噴射弁１５によりＣＮＧが噴射され、気筒２内に吸入される。気筒２内に吸入された吸気には、圧縮行程等の適時のタイミングで軽油噴射弁６により軽油が噴射される。軽油の噴射は、パイロット噴射とメイン噴射とに分かれる。燃料に軽油が単独で使用される場合には、ピストンが圧縮上死点へ向けて上昇すると、まず、軽油が軽油噴射弁６からパイロット噴射されて軽油が吸気の圧縮により着火して燃焼して一旦気筒内を低温化し、次に軽油が軽油噴射弁６からメイン噴射されて吸気の圧縮により着火して燃焼する。一方、燃料に軽油及びＣＮＧが使用される場合には、ＣＮＧを軽油のパイロット噴射の前にＣＮＧ噴射弁１５から吸気に混合し、気筒２内にはＣＮＧを含ませた吸気を存在させる。そして、ピストンが圧縮上死点へ向けて上昇すると、軽油が軽油噴射弁６からパイロット噴射されて軽油が吸気の圧縮により着火して燃焼し、この軽油の燃焼を火種として着火し難いＣＮＧも燃焼することになる。なお、燃料に軽油及びＣＮＧが使用される場合には、燃焼を良好にするため軽油のメイン噴射も実施される場合もある。
【００３０】
内燃機関１の排気ポート５には、イグゾーストマニフォルド２２が接続される。イグゾーストマニフォルド２２と吸気管１２との間には、排気の一部であるＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ管２３が設けられている。ＥＧＲ管２３には、ＥＧＲ管２３を流通するＥＧＲガスの量を調整するＥＧＲ弁２４が配置される。イグゾーストマニフォルド２２の下流には、ターボチャージャ１９のタービン１９ｂを介して排気管２５が接続される。排気管２５には、排気を浄化する排気浄化装置２６が配置される。気筒２内で燃焼した後の排気は、排気ポート５からイグゾーストマニフォルド２２へ流出し、タービン１９ｂを駆動し、排気管２５の排気浄化装置２６で浄化されてから機外へ排出される。
【００３１】
内燃機関１には、内燃機関１を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）２７が併設されている。ＥＣＵ２７は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ２７には、アクセル開度センサ２８、及び、クランク角センサ２９等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ２７に入力される。一方、ＥＣＵ２７には、軽油噴射弁６、ＣＮＧ噴射弁１５、スロットル弁２１、及び、ＥＧＲ弁２４等が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ２７によりこれらの機器が制御される。
【００３２】
そして、ＥＣＵ２７は、燃料に軽油を単独で使用する場合には、軽油噴射弁６から軽油をパイロット噴射及びメイン噴射させる。一方、燃料に軽油及びＣＮＧを使用する場合には、ＣＮＧ噴射弁１５から着火し難いＣＮＧを主燃料として噴射させ、軽油噴射弁６から着火し易い軽油を補助燃料としてパイロット噴射させる。また、燃料に軽油を単独で使用する場合から燃料に軽油及びＣＮＧを使用する場合へ移行するときには、ＣＮＧ噴射弁１５から着火し難いＣＮＧを主燃料として噴射させ、軽油噴射弁６から着火し易い軽油を補助燃料としてパイロット噴射させるだけでなく、軽油噴射弁６から軽油をメイン噴射させる。
【００３３】
（移行時制御）
燃料に軽油を単独で使用する場合から燃料に軽油及びＣＮＧを使用する場合へ移行するときの制御について説明する。この使用燃料の切り替えは、内燃機関１が軽油及びＣＮＧの２燃料を搭載していることから、なるべく両燃料をバランスよく消費するために行われる。ここで、移行時に、軽油の燃焼が、内燃機関の動力源としての役割からＣＮＧを燃焼させるための着火源としての役割へと、その役割を変える。従来では、移行時に、軽油の供給量を着火に必要な最小量となるまで急激に減少させていた。そうすると、ＣＮＧの燃焼が、燃料性状によっても変化するため、軽油を着火源としてもＣＮＧが燃焼せず内燃機関１が失火してしまい、ＣＮＧが未燃のまま排出されて排気エミッションが悪化する場合があった。これに対し、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することが望まれた。
【００３４】
そこで、本実施例では、軽油を着火することでＣＮＧをも燃焼させる場合におけるＣＮＧの燃焼状態を取得し、取得されたＣＮＧの燃焼状態に基づいて、次回以降の内燃機関１に供給される軽油及びＣＮＧの供給量を決定するようにした。
【００３５】
ここで、本実施例において、軽油を着火することでＣＮＧをも燃焼させる場合におけるＣＮＧの燃焼状態を取得することは、筒内圧センサ１１を用いて行う。つまり、筒内圧センサ１１は、筒内圧から内燃機関１での軽油及びＣＮＧの混合燃焼時の発生熱量を検出し、この発生熱量から、軽油の燃焼とＣＮＧの燃焼とを区別して、ＣＮＧの燃焼状態を取得する。具体的には、筒内圧センサ１１は、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量から、ＣＮＧの燃焼状態を取得する。図３は、本実施例に係る軽油及びＣＮＧの混合燃焼時の時間に対する発生熱量を示す図である。内燃機関１での軽油及びＣＮＧの混合燃焼時には、パイロット噴射した軽油を着火することで着火し難いＣＮＧをも燃焼させるので、先ずパイロット噴射した軽油が燃焼して図３の実線で示す発生熱量が生じ、次にＣＮＧが燃焼して図３の破線で示す発生熱量が生じる。このため、パイロット噴射した軽油の発生熱量とＣＮＧの発生熱量とが異なる発生タイミングとなり、この場合には、燃焼ＴＤＣ付近の図３の破線で示すように、パイロット噴射とメイン噴射との間にはＣＮＧのみが燃焼して生じる発生熱量が存在する。図４は、本実施例に係る軽油の単独燃焼時の時間に対する発生熱量を示す図である。上記に対し、軽油のみを燃焼させる場合には、燃焼ＴＤＣ付近の図４の実線で示すように、パイロット噴射とメイン噴射との間には発生熱量が存在しない期間が存在する。よって、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量から、その発生タイミングでＣＮＧのみが燃焼して生じる発生熱量を特定することができ、特定したＣＮＧの発生熱量に基づいてＣＮＧの燃焼状態を取得することができる。
【００３６】
取得されたＣＮＧの燃焼状態に基づいて、次回以降の内燃機関１に供給される軽油及びＣＮＧの供給量を決定するＥＣＵ２７が、本発明の決定部に対応する。ＥＣＵ２７は、筒内圧センサ１１が取得したパイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、ＣＮＧの燃焼状態が良好であるとして、軽油のメイン噴射の供給量を減量すると共に、この減量分での発生熱量に等しくなるようにＣＮＧの供給量を増量する。また、ＥＣＵ２７は、筒内圧センサ１１が取得したパイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量よりも少ない場合に、ＣＮＧの燃焼状態が悪化しているとして、軽油のメイン噴射の供給量を増量すると共に、この増量分での発生熱量に等しくなるようにＣＮＧの供給量を減量する。これにより、軽油のパイロット噴射によってＣＮＧを着火させつつ、主要な発生熱量をＣＮＧから得ることができる。なお、ＥＣＵ２７は、筒内圧センサ１１が取得したパイロット噴射とメイン噴射との間に発生熱量が存在し、その発生熱量を含む１サイクルにおける全体の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、ＣＮＧの燃焼状態が良好であるとして、軽油のメイン噴射の供給量を減量すると共に、この減量分での発生熱量に等しくなるようにＣＮＧの供給量を増量するようにしてもよい。
【００３７】
ここで、基準発生熱量とは、それ以上であるとＣＮＧの燃焼状態が良好であると判断でき、それよりも少ないとＣＮＧの燃焼状態が悪化していると判断できる閾値である。
【００３８】
本実施例によると、ＣＮＧの燃焼状態が良好な場合には、軽油の供給量を減量して軽油の消費量を削減することができる。一方、ＣＮＧの燃焼状態が悪化する場合には、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせることができる。これによって、ＣＮＧの燃焼状態が悪化する場合に着火し易い軽油の供給量を減量してしまい、軽油を着火源としてもＣＮＧが燃焼せず内燃機関が失火してしまい、ＣＮＧが未燃のまま排出されて排気エミッションが悪化することを回避することができる。したがって、内燃機関１での燃焼が、軽油を単独で燃焼させる場合から軽油を着火することでＣＮＧをも燃焼させる場合へ移行する段階で、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００３９】
（移行時制御ルーチン）
図５は、本実施例に係る移行時制御ルーチンを示すフローチャートである。移行時制御ルーチンについて、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ２７によって実行される。
【００４０】
本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ１０１では、燃料に軽油を単独で使用する場合から燃料に軽油及びＣＮＧを使用する場合へ移行する条件が成立しているか否かを判別する。この移行条件が成立している場合としては、燃料に軽油を単独で使用して目標トルクまで運転し目標トルクに到達した場合や、前回本ルーチンが実行されてから所定時間経過した場合等である。Ｓ１０１で肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ１０１で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００４１】
Ｓ１０２では、軽油のメイン噴射の供給量を減量すると共に、この減量分での発生熱量に等しくなるようにＣＮＧの供給量を増量する。
【００４２】
Ｓ１０３では、筒内圧センサ１１でパイロット噴射とメイン噴射との間に発生熱量が生じているか否かを判別する。燃焼ＴＤＣ付近の図３の破線に示すようにパイロット噴射とメイン噴射との間に発生熱量が生じていれば、ＣＮＧが燃焼していることになる。Ｓ１０３で肯定判定された場合には、Ｓ１０４へ移行する。Ｓ１０３で否定判定された場合には、Ｓ１０７へ移行する。
【００４３】
Ｓ１０４では、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量を算出すると共に、基準発生熱量を設定する。パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量は、筒内圧センサ１１の出力値から算出される。基準発生熱量は、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量によってＣＮＧの燃焼状態が良好であるか悪化しているかの判断の境界となる閾値である。基準発生熱量は、軽油のメイン噴射の供給量やＣＮＧの供給量等と相関するマップ等を用いて導出される。Ｓ１０４の処理の後、Ｓ１０５へ移行する。
【００４４】
Ｓ１０５では、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上か否かを判別する。パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上であると、ＣＮＧの燃焼状態が良好であると判断できる。パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量よりも少ないと、ＣＮＧの燃焼状態が悪化していると判断できる。Ｓ１０５で肯定判定された場合には、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０５で否定判定された場合には、Ｓ１０７へ移行する。なお、本実施例では、Ｓ１０５での発生熱量と基準発生熱量との比較は、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量を採用している。しかし、本発明としてはこれに限られない。１サイクルにおける全体の発生熱量と基準発生熱量との比較を行ってもよい。つまり、パイロット噴射とメイン噴射との間に発生熱量が存在し、その発生熱量を含む１サイクルにおける全体の発生熱量が基準発生熱量以上か否かを判別し、その全体の発生熱量が基準発生熱量以上であると、ＣＮＧの燃焼状態が良好であると判断してもよい。
【００４５】
Ｓ１０６では、軽油のメイン噴射の供給量が零になったか否かを判別する。Ｓ１０６で肯定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。Ｓ１０６で否定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。
【００４６】
一方、Ｓ１０３やＳ１０５で移行するＳ１０７では、軽油のメイン噴射の供給量を増量すると共に、この増量分での発生熱量に等しくなるようにＣＮＧの供給量を減量する。Ｓ１０７での燃料の増減量は、Ｓ１０２での燃料の増減量よりも多くてもよい。Ｓ１０７の処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
【００４７】
以上説明した本ルーチンによると、ＣＮＧの燃焼状態が良好な場合には、軽油の供給量を減量して軽油の消費量を削減し、移行を完了することができる。一方、ＣＮＧの燃焼状態が悪化する場合には、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせることができる。
【００４８】
＜他の例＞
上記実施例では、取得部として筒内圧センサ１１を用いていた。しかし、本発明はこれに限られない。取得部として、内燃機関１から排出される排気成分中のメタン（ＣＨ４）を検出するメタンセンサを内燃機関１の排気通路に設けてもよい。内燃機関１での燃焼時には、軽油が燃焼することで排出される排気成分と、ＣＮＧが燃焼することで排出される排気成分とが異なる。ＣＮＧが燃焼することで排出される排気成分は、主成分であるメタン（ＣＨ４）が多く排出される。よって、内燃機関１から排出される排気成分中の、ＣＮＧが燃焼することで排出される排気成分の量、例えばメタン（ＣＨ４）の量に基づいてＣＮＧの燃焼状態を取得することができる。
【００４９】
＜その他＞
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上記実施例は、本発明に係る内燃機関の制御方法の実施例でもある。
【符号の説明】
【００５０】
１     内燃機関
２     気筒
３     燃焼室
４     吸気ポート
５     排気ポート
６     軽油噴射弁
７     軽油タンク
８     軽油供給系
９     吸気弁
１０   排気弁
１１   筒内圧センサ
１２   吸気管
１３   インテークマニフォルド
１４   分配管
１５   ＣＮＧ噴射弁
１６   ＣＮＧタンク
１７   ＣＮＧ供給系
１８   エアクリーナ
１９   ターボチャージャ
１９ａ コンプレッサ
１９ｂ タービン
２０   インタークーラ
２１   スロットル弁
２２   イグゾーストマニフォルド
２３   ＥＧＲ管
２４   ＥＧＲ弁
２５   排気管
２６   排気浄化装置
２７   ＥＣＵ
２８   アクセル開度センサ
２９   クランク角センサ
【図１】
2012157041.tif 000003
【図２】
2012157041.tif 000004
【図３】
2012157041.tif 000005
【図４】
2012157041.tif 000006
【図５】
2012157041.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月9日(2011.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分け、第１燃料をパイロット噴射とパイロット噴射の後に行われるメイン噴射との２回に分けて気筒内で噴射し、第２燃料を前記第１燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する内燃機関の制御装置であって、
前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を、前記第１燃料のパイロット噴射と前記第１燃料のメイン噴射との間の発生熱量から取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好であると判断して、前記第１燃料を減量すると共に前記第２燃料を増量し、前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量より小さい場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好でないと判断して、前記第１燃料の供給量を増量すると共に前記第２燃料の供給量を減量する決定部と、
を備える内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記第２燃料の燃焼状態が良好である場合に、前記第１燃料の前記メイン噴射の供給量を減量すると共に、前記減量分での発生熱量に等しくなるように前記第２燃料の供給量を増量する請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記取得部及び前記決定部の処理は、前記内燃機関での燃焼が前記第１燃料を単独で燃焼させる場合から前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合へ移行する段階で実施される請求項５又は６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分け、第１燃料をパイロット噴射とパイロット噴射の後に行われるメイン噴射との２回に分けて気筒内で噴射し、第２燃料を前記第１燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する内燃機関の制御方法であって、
前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を、前記第１燃料のパイロット噴射と前記第１燃料のメイン噴射との間の発生熱量から取得する工程と、
前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好であると判断して、前記第１燃料を減量すると共に前記第２燃料を増量し、前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量より小さい場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好でないと判断して、前記第１燃料の供給量を増量すると共に前記第２燃料の供給量を減量する工程と、
を有する内燃機関の制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月15日(2013.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分け、第１燃料をパイロット噴射とパイロット噴射の後に行われるメイン噴射との２回に分けて気筒内で噴射し、第２燃料を前記第１燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する内燃機関の制御装置であって、
前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を、前記第１燃料のパイロット噴射と前記第１燃料のメイン噴射との間の発生熱量から取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好であると判断して、前記第１燃料の供給量を減量すると共に前記第２燃料の供給量を増量し、前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量より小さい場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好でないと判断して、前記第１燃料の供給量を増量すると共に前記第２燃料の供給量を減量する決定部と、
を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記決定部は、前記第２燃料の燃焼状態が良好である場合に、前記第１燃料の前記メイン噴射の供給量を減量すると共に、前記減量分での発生熱量に等しくなるように前記第２燃料の供給量を増量する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記取得部及び前記決定部の処理は、前記内燃機関での燃焼が前記第１燃料を単独で燃焼させる場合から前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合へ移行する段階で実施される請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
着火し易い第１燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第１燃料を着火することで着火し難い第２燃料をも燃焼させる場合と、を使い分け、第１燃料をパイロット噴射とパイロット噴射の後に行われるメイン噴射との２回に分けて気筒内で噴射し、第２燃料を前記第１燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する内燃機関の制御方法であって、
前記第１燃料を着火することで前記第２燃料をも燃焼させる場合における前記第２燃料の燃焼状態を、前記第１燃料のパイロット噴射と前記第１燃料のメイン噴射との間の発生熱量から取得する工程と、
前記取得する工程で取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が
基準発生熱量以上の場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好であると判断して、前記第１燃料の供給量を減量すると共に前記第２燃料の供給量を増量し、前記取得する工程で取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量より小さい場合に、前記第２燃料の燃焼状態が良好でないと判断して、前記第１燃料の供給量を増量すると共に前記第２燃料の供給量を減量する工程と、
を有する内燃機関の制御方法。
【国際調査報告】
2012157041.tif 000008
2012157041.tif 000009
2012157041.tif 000010
2012157041.tif 000011