(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群とを有するマルチフューエルエンジンであって、  前記低圧縮シリンダー群は、第１ガス燃料が供給され、前記第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専焼式シリンダーで構成され、  前記高圧縮シリンダー群は、前記低圧縮シリンダー群よりも圧縮比が高く、第２ガス燃料および軽油が供給され、前記燃焼室の圧縮熱着火で、前記第２ガス燃料を前記軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、  始動を含む低回転領域では、前記低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも前記高圧縮シリンダー群における燃焼を行うことを特徴とするマルチフューエルエンジン。
【請求項２】
前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群の燃焼を制御する制御手段を備え、  前記制御手段は、  前記エンジン回転数が第１所定回転数未満では、前記低圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第１運転モードを実行し、  前記エンジン回転数が前記第１所定回転数以上で前記第１所定回転数よりも高い第２所定回転数未満では、前記高圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第２運転モードを実行し、  前記エンジン回転数が前記第２所定回転数以上では、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群に燃焼を行わせる第３運転モードを実行する請求項１に記載のマルチフューエルエンジン。
【請求項３】
前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群の燃焼を制御する制御手段を備え、  前記制御手段は、  前記エンジン回転数が所定回転数未満では、前記低圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第１運転モードを実行し、  前記エンジン回転数が前記所定回転数以上では、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群に燃焼を行わせる運転モードを実行する請求項１に記載のマルチフューエルエンジン。
【請求項４】
前記第１ガス燃料および前記第２ガス燃料は同一ガス燃料である請求項１から３の何れかに記載のマルチフューエルエンジン。
【請求項５】
低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群とを有するマルチフューエルエンジンの制御方法であって、  前記低圧縮シリンダー群は、第１ガス燃料が供給され、前記第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専焼式シリンダーで構成され、  前記高圧縮シリンダー群は、前記低圧縮シリンダー群よりも圧縮比が高く、第２ガス燃料および軽油が供給され、前記燃焼室の圧縮熱着火で、前記第２ガス燃料を前記軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、  始動を含む低回転領域では、前記低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも前記高圧縮シリンダー群における燃焼を行うことを特徴とするマルチフューエルエンジンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、マルチフューエルエンジンおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  現在、世界的に自動車のエンジンは、オットーサイクルでガソリンを燃料とするガソリンエンジンと、ディーゼルサイクルで軽油を燃料とするディーゼルエンジンの２種類が主流である。ガソリンエンジンは自家用車などの小型自動車に主に採用され、ディーゼルエンジンはバス、トラックなどの中型・大型自動車に採用されている。いずれのエンジンも、石油燃料を使用するため、低環境性能自動車として改良改善が繰り返されてきた。【０００３】  その中でもディーゼルエンジンは、燃料となる軽油に高分子化合物が多く含まれており、ガソリンと比較して燃焼効率が低く、燃料を液体のまま燃焼室内に噴霧することとなるので燃焼残りが多く、また着火温度、燃焼温度がガソリンよりも低いため完全燃焼が困難である。その結果、ＣＯ（一酸化炭素）、ＰＭ（粒子状物質）、ＮＯＸ（窒素酸化物）、ＳＯＸ（硫黄酸化物）、ＨＣ（炭化水素）などの有害排気物質が発生する。特に、ＰＭは呼吸器系疾患や肺ガンと関連性があると指摘されている有害排気物質であるが、ディーゼルエンジンではこのＰＭが著しく発生するという問題がある。【０００４】  そこで、従来では、クリーンディーゼルなどの名称で知られているように、コモンレールなどを採用し、軽油を高圧で噴射することで噴射された軽油の粒径をより微細なものとし、ＰＭの発生を抑制する技術が提案されている。しかしながらディーゼルエンジンは、そもそも圧縮熱による低温燃焼であるため、ＰＭの発生を著しく抑制することは困難である。さらに、噴射された軽油の粒径が微細なものとなることで、微細、例えば、２．５μｍ以下、特に１μｍ以下のＰＭの発生量が増加する可能性がある。ＰＭは粒径が微細になればなるほど、吸い込むと肺や気管に沈着しやすくなり、人体への影響が大きくなると考えられている。【０００５】  また、ディーゼルエンジンを高環境性能のエンジンに改造する技術が普及し始めている。天然ガスを燃料とする天然ガス専焼式エンジンである。天然ガスは燃料中の不純物や高分子炭化水素の含有量が少ないため、燃焼時にＰＭがほとんど発生しない。また、燃料中の炭素分に対する水素分の比率が高いため、燃料燃焼時に発生する二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量をガソリンエンジンよりも２０〜３０％、ディーゼルエンジンよりも１５〜２０％、夫々低減することが可能である。【０００６】  天然ガス専焼式エンジンの多くは中型・大型自動車の場合において、ディーゼルエンジンをベースとして改造するもので、圧縮熱により軽油に着火燃焼させる方式から、点火プラグによってガスに着火させる方式に変更するものである。原理はガソリンエンジンと同じオットーサイクルである。燃料の着火温度が軽油の２５０℃から天然ガスの６５０℃に代わる為、ディーゼルエンジンの場合の圧縮熱３００℃による着火方式から、高温でガス燃料に着火させる方式、すなわち点火プラグ式（着火温度約８００℃）に変更しなければならない。そして同時に、圧縮比の違いを調節する必要がある。【０００７】  ディーゼルエンジンの圧縮比は副燃式で１４：１〜１６：１、直噴式で１８：１〜２０：１であり、ガス専焼式エンジンの圧縮比は天然ガスで１２：１〜１３：１である。しかし、この改造によってディ��ゼルエンジンを天然ガス専焼式エンジンとすると、環境性能の低い軽油から環境性能の高い天然ガスに燃料変更することで有害排気物質の抑制は可能になるものの、熱効率が、ベースのディーゼルエンジンに比較して３０％程度低下することになる。すなわち、燃費（一定距離走行時における燃料コスト）の低下である。そして、圧縮比の低下によりバス・トラック等、重負荷で走行する自動車にとって大切なトルクも低下してしまう。【０００８】  また、天然ガス専焼式エンジンを搭載した自動車である天然ガス専焼車は、天然ガスを、例えば２０ＭＰａに圧縮してガス燃料タンクに充填するものである。その為、液体燃料と異なり、燃料の消費が早くガス燃料タンクの数が多数必要で、自動車内の設置スペースに限りがある為に都市間移動の長距離走行には不向きである。そこで、天然ガス専焼車は、市内配達用自動車、市内路線バスなど、ガス燃料充填所を中心としての循環型自動車として使用されているのが現状である。【０００９】  一方、一般に「エコカー」と称されるエンジンとモーターのハイブリッド車にした場合、モーター走行を主としたのでは、特に高負荷で走行する大型自動車として必要なトルク（エンジン出力）を確保することが困難であり、そうかと言ってディーゼルエンジンを主として走行したのでは低環境性能が維持されることとなる。そこで、都市間移動の長距離走行を可能な自動車としてディーゼルエンジンの熱効率やトルクを維持しながら、上記有害排気物質およびＣＯ２を削減させることを目的として開発されたのが、天然ガス専焼式エンジンと同様の高環境性能のエンジンである二元燃料燃焼式（ＤＤＦ：ディーゼル・デュアル・フューエル）エンジンである（特許文献１参照）。【００１０】  ここで、そもそもなぜガソリンエンジンが中・大型自動車に搭載されなくなり、ほとんどがディーゼルエンジンとなったのかについて説明する。ガソリンエンジンは、オットーサイクルであり、予めガソリンと空気が混じった混合気を燃焼室に吸入するので、ピストン上死点付近で点火プラグにて着火され燃焼圧力が瞬間的に立ち上がるのに対し、ディーゼルエンジンは、ディーゼルサイクルであり、空気のみを燃焼室に吸入して圧縮行程終わりから膨張行程に移るときに燃料を噴射するのでピストンが下がり始めても燃料の噴射が続いて燃焼するため、燃焼圧力はしばらく一定である。これを線図にして確認すると、オットサイクルエンジンの方が理論熱効率は高いが現実問題として混合気を圧縮するので異常燃焼が発生しやすく圧縮比を高くすることが困難である。一方、ディーゼルエンジンは、空気のみを圧縮するので圧縮比を高くすることができ、熱効率の向上とともにトルクを高くすることができる。  ＤＤＦエンジンは、このディーゼルエンジンの原理をそのまま活用することで高熱効力を保持するとともに、高トルクを発生することができるので、高負荷で走行する自動車の長距離走行に向いているのである。併せて、ガス燃料タンクと軽油タンクの両方を装備することとなるので、天然ガス専焼車の概ね２倍の航続距離を確保することができる。【００１１】  また、ＤＤＦエンジンは、ディーゼルエンジンをベースとして、圧縮熱による軽油着火燃焼熱によってほぼ同時に噴���される環境性能の高い天然ガスを燃焼するものである。しかし、圧縮熱３００℃に対して軽油着火温度が２５０℃であるので、軽油の燃焼は円滑に行われるが、天然ガスは着火温度が６５０℃（液化石油ガスは５１０℃）であり、軽油が着火しても初期燃焼温度が５００℃程度であることから天然ガスの円滑な燃焼を同時に行うことが困難である。その為、天然ガスを軽油同様にエンジン始動時から噴射すると、不完全燃焼を起こしてノッキングを起こす。  従って、ＤＤＦエンジンは、例えば、エンジン回転数が１，０００ｒｐｍ未満までは軽油のみが噴射され、天然ガスは１，０００ｒｐｍ以上となると少量ずつ噴射され、最高回転時を最大となるように、エンジン回転数に合わせて噴射量（供給量）が増量される制御が行われている。その為、アイドリング運転や軽負荷で低回転領域での走行を長時間続けると、軽油燃焼による有害排気物質、特にＰＭやＮＯＸなどの抑制が困難であり、ＰＭ捕集フィルターであるＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）付きの自動車の場合であると、数十分ごとにエンジン停止を行い、ＤＰＦ内でＰＭが焼却されるまでエンジン始動が出来ないことがある。このロスタイムによって、ＤＰＦを搭載した自動車を運送、配達などの業務に採用する場合は、大きな支障を与えることがあった。これでは、ディーゼルエンジンの問題点を十分に解決できたとはいえない。【００１２】  ＤＤＦエンジンは、環境性能の低い軽油と環境性能の高い天然ガスを同時に燃焼させることで完全燃焼を促し、有害排気物質およびＣＯ２を減少させることを目的として開発されたものであるが、低回転領域では軽油のみの燃焼か、環境性能向上がさほど期待できない程度の天然ガス噴射しかできず、本来の高環境性能が期待できるのは高回転領域に限られる状況であった。従って、アイドリング運転、信号待ちの多い市内走行、高速道路であっても時間帯や時期によって渋滞が発生した場合は、軽油のみの燃焼となってＤＤＦエンジンの本来の目的を達成が困難で、低環境性能のディーゼルエンジンとして使用するしかなかった。近年、アイドリングストップシステムが開発されＤＤＦエンジンに取り入れている自動車もあるが、ノロノロ運転を余儀なくされる渋滞道路やエンジン停止間際と始動時の低回転領域での有害排気物質を抑制することは困難である。【００１３】  ところで近年、米国を中心とするシェール革命がクローズアップされ、日本においても既にカナダからの天然ガス輸入が開始され、２０１６年位には米国からの安価な天然ガス輸入が現実のものとなっていく中で、これまで高い価格で日本に天然ガスを供給してきたマレーシア、オーストラリア、インドネシアなどもシェールガスに対抗する為にガス価格を下げてくるのは必至である。これによって、ディーゼルエンジンに比較して熱効率の低下を補完できることが期待されている。しかし、せっかく天然ガス供給条件が整ってきているにもかかわらず、上述のようにＤＤＦエンジンが本来の目的を達成できないことから、新しい技術を考案しなければならない時期に来ている。【００１４】  ここで、上述の熱効率と燃費の関係について説明すると、現在、天然ガスの価格は日本が世界一高いと言われている。���体的に英国熱量単位で世界との価格を比較すると、２０１３年の日本の天然ガス価格は、１００万ＢＴＵ当たりＵＳ＄１７．３１である。これに比較してヨーロッパはＵＳ＄１１．２３、米国はＵＳ＄３．６８である。天然ガスの熱効率が軽油に比べて３０％低下しても、本来であれば燃費が良くなるはずである。ところが、日本が天然ガスを輸入し始めた１９９０年当初、日本の天然ガス価格の高さは同様であった。実際に自動車で使用する際の単位で比較すると、1立方メートル当たりの単価が、日本は１１０円程度、日本同様高く購入している韓国が７５円程度、中国が３０円程度、アメリカ１０円程度、アジア諸国にあってはタイ１０円程度、ミャンマー５円〜１０円と日本だけが飛びぬけて高額であり、環境性能が高くかつ安価であるはずの天然ガスの恩恵を日本だけが得られなかったのである。これが、本格的にアメリカからのシェールガス輸入が開始されると現行価格より３０〜４０％安価になると予想されている。こうなれば、日本においても本格的かつ積極的な天然ガス自動車の普及が取り入れられる社会となり、本格的な有害排気物質抑制の時代の到来が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−５１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】  上述のように、従来から、バス、トラックなどの中型、大型自動車において採用されるディーゼルサイクルのエンジンでは、有害排気物質を抑制する手段としてディーゼルサイクルからガス燃料が点火プラグによる点火で燃焼するオットーサイクルのガス専焼式エンジンに改造することや、ディーゼルサイクルのまま、軽油の圧縮熱着火で、ガス燃料を軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式（ＤＤＦ：ディーゼル・デュアル・フューエル）エンジンにする工夫が行われている。【００１７】  しかしながら、ガス専焼式エンジンを自動車に採用する場合は、上述のように、圧縮ガスタンクの搭載個数に制約があり、ガス燃料を圧縮ガスタンクに充填できるガス充填所が圧倒的に少ないため、都市間移動の長距離走行が困難であるという問題がある。また、ガス専焼式エンジンは、熱効率や発生するトルク（エンジン出力）がディーゼルサイクルのエンジンよりも、低下するという問題がある。【００１８】  一方、ＤＤＦエンジンを自動車に採用する場合は、上述のように、高回転領域であると、ガス燃料と軽油の同時燃焼による二元燃料燃焼式エンジンの利点により燃焼温度が上昇して完全燃焼を促進することから、有害排気物質の抑制を可能にするが、アイドリング運転や低回転領域では、ディーゼルサイクルの圧縮熱に対してガスの着火温度が高い為に不完全燃焼となりノッキングを起こす不具合が出るので、軽油の燃焼温度が燃焼ガスの着火温度を超えるようになる所定回転数に達するまでは軽油のみによる燃焼となり、有害排気物質の抑制が困難であるという問題がある。【００１９】  また、ディーゼルエンジンやＤＤＦエンジンは、軽油が従来のまま使用されることによって有害排気物質の抑制を行うには限界がある。しかも、触媒やＤＰＦなど有害排気物質の排出後に処理する方法に頼っていることにも大きな問題がある。ＤＰＦの弊害については上述したが、ＰＭが溜まるとそれを焼き切る為にＤＰＦの動作が始まり、それと同時にエンジン停止を行わなくてならず、その間数十分であるが、原則として自動車は走行できないという問題がある。  また、触媒やＤＰＦを含めて新車時には新品で一定の効果をもたらすものであっても、使用過程において性能が劣化、すなわち経年劣化が発生する。自動車は、新型自動車として認証を受ける際にはその時々に規制されているモード試験を実施する。しかし、以後の定期的な法定車検の際には、簡易排ガス測定を行うのみであり、モード試験を実施することはない。その為、ＤＰＦや触媒の性能劣化に気付かれず、規制値を超す有害排気物質を大気に放出している可能性もある。【００２０】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、有害排気物質発生の抑制と、エンジン出力の低下を抑制することができるマルチフューエルエンジンおよびその制御方法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】
【００２１】  上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群とを有するマルチフューエルエンジンであって、前記低圧縮シリンダー群は、第１ガス燃料が供給され、前記第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専焼式シリンダーで構成され、前記高圧縮シリンダー群は、前記低圧縮シリンダー群よりも圧縮比が高く、第２ガス燃料および軽油が供給され、前記燃焼室の圧縮熱着火で、前記第２ガス燃料を前記軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、始動を含む低回転領域では、前記低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも前記高圧縮シリンダー群における燃焼を行うことを特徴とする。【００２２】  本発明の好ましい一実施形態においては、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群の燃焼を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、エンジン回転数が第１所定回転数未満では、前記低圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第１運転モードを実行し、前記エンジン回転数が前記第１所定回転数以上で前記第１所定回転数よりも高い第２所定回転数未満では、前記高圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第２運転モードを実行し、前記エンジン回転数が前記第２所定回転数では、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群に燃焼を行わせる第３運転モードを実行するように構成される。【００２３】  本発明の好ましい他の実施形態においては、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群の燃焼を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、エンジン回転数が第１所定回転数未満では、前記低圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる運転モードを実行し、前記エンジン回転数が前記所定回転数以上では、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群に燃焼を行わせる運転モードを実行するように構成される。【００２４】  本発明の好ましい一実施形態においては、前記第１ガス燃料および前記第２ガス燃料は同一ガス燃料である。【００２５】  本発明の好ましい一実施形態においては、前記第１ガス燃料および前記第２ガス燃料はＣＮＧ（圧縮天然ガス）燃料である。【００２６】  本発明のマルチフューエルエンジンの制御方法は、低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群とを有するマルチフューエルエンジンの制御方法であって、  前記低圧縮シリンダー群は、第１ガス燃料が供給され、前記第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専焼式シリンダーで構成され、  前記高圧縮シリンダー群は、前記低圧縮シリンダー群よりも圧縮比が高く、第２ガス燃料および軽油が供給され、前記燃焼室の圧縮熱着火で、前記第２ガス燃料を前記軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、  始動を含む低回転領域では、前記低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも前記高圧縮シリンダー群における燃焼を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】  本発明に係るマルチフューエルエンジンは、始動を含む低回転領域では低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行うことで、始動を含む低回転領域において有害排気物質の発生を抑制することができる。一方、高回転領域、すなわち高圧縮シリンダー群において軽油よりも着火温度の高いガス燃料も圧縮熱で燃焼でき、完全燃焼が可能な領域では、高圧縮シリンダー群における燃焼を行う。従って、始動を含むすべての回転領域において有害排気物質の発生を抑制することができる。また、高回転領域では、少なくとも高圧縮シリンダー群における燃焼が行われるので、高回転領域で低圧縮シリンダー群における燃焼のみが行われる場合と比較して、エンジントルクを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るマルチフューエルエンジンの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１のエンジンにおける低圧縮シリンダーの構成を示す図である。
【図３】図３は、図１のエンジンにおける高圧縮シリンダーの構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るマルチフューエルエンジンの運転フローを示す図である。
【図５】図５は、割り込みルーチンを示す図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態に係るマルチフューエルエンジンの運転フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】  本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
【００３０】  〔実施形態〕  実施形態に係るマルチフューエルエンジンについて説明する。図１は、実施形態に係るマルチフューエルエンジンの構成を示す図である。図２は、低圧縮シリンダーの構成を示す図である。図３は、高圧縮シリンダーの構成を示す図である。なお、本実施形態では、マルチフューエルエンジンを自動車に搭載する場合について説明するが、鉄道車両、船舶や発電機用のエンジンとして使用することもできる。
【００３１】  図１に示すように、実施形態に係るマルチフューエルエンジン１は、エンジン本体２に形成された低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧと、第１ガスインジェクタユニット３と、第２ガスインジェクタユニット４と、軽油インジェクタユニット５と、ガス燃料タンク６と、軽油タンク７と、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）８とを含んで構成されている。マルチフューエルエンジン１は、図示しない吸気経路を介して吸入された空気とガス燃料、あるいは空気、軽油およびガス燃料を混合して燃焼させることで動力を発生し、排気経路を介して排気ガスを大気に排気する。
【００３２】  本実施形態におけるエンジン本体２は、Ｖ型８気筒であり、シリンダーＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から構成される第１バンク２１と、シリンダーＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８から構成される第２バンク２２とが、所定のバンク角で配置されている。各シリンダーＳ１〜Ｓ８のうち、第１バンク２１のシリンダーＳ２，Ｓ３および第２バンク２２のシリンダーＳ５，Ｓ８が低圧縮シリンダー群ＬＳＧ、第１バンク２１のシリンダーＳ１，Ｓ４および第２バンク２２のシリンダーＳ６，Ｓ７が高圧縮シリンダー群ＨＳＧをそれぞれ構成する。
【００３３】  低圧縮シリンダー群ＬＳＧは、図２に示すように、各シリンダーＳ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ８（以下、単に「低圧縮シリンダーＬＳ」と称する）の燃焼室２３Ｌに点火プラグ９がそれぞれ設けられている。各低圧縮シリンダーＬＳは、燃焼室２３Ｌに空気および第１ガス燃料が供給され、第１ガス燃料が点火プラグ９の点火で燃焼するものである。つまり、各低圧縮シリンダーＬＳは、オットーサイクルに基づいて第１ガス燃料を燃焼するガス専焼式シリンダーである。低圧縮シリンダーＬＳのピストンヘッド２５Ｌは高さＨ１を有する。
【００３４】  高圧縮シリンダー群ＨＳＧは、図３に示すように、各シリンダーＳ１，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７（以下、単に「高圧縮シリンダーＨＳ」と称する）の燃焼室２３Ｈに点火プラグ９が設けられていない。各高圧縮シリンダーＨＳは、燃焼室２３Ｈに空気、第２ガス燃料および軽油が供給され、燃焼室２３Ｈの圧縮熱着火で、第２ガス燃料を軽油とともに燃焼するものである。つまり、各高圧縮シリンダーＨＳは、ディーゼルサイクルに基づいて第２ガス燃料および軽油を燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーである。高圧縮シリンダー群ＨＳＧは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧよりも、圧縮比が高く形成されている。高圧縮シリンダー群ＨＳＧの圧縮比は、１８：１〜２２：１であり、低圧縮シリンダー群ＬＳＧの圧縮比は１１：１〜１３：１である。本実施形態においては、各燃焼室２３Ｈ，２３Ｌを構成するシリンダーヘッド２４の形状は同じであり、高圧縮シリンダーＨＳのピストンヘッド２５Ｈの高さＨ２が、低圧縮シリンダーＬＳのピストンヘッド２５Ｌの高さＨ１よりも高く形成されている（Ｈ２＞Ｈ１）。これにより、ピストンヘッド２５Ｈ，２５Ｌが上死点に位置した際における燃焼室２３Ｈの容積は、燃焼室２３Ｌの容積よりも小さくなり、高圧縮シリンダー群ＨＳＧの圧縮比を低圧縮シリンダー群ＬＳＧの圧縮比よりも高くすることができる。
【００３５】  ここで、第１ガス燃料および第２ガス燃料は、本実施形態では、圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｇａｓ）である。つまり、第１ガス燃料および第２ガス燃料は、同一ガス燃料である。従って、第１ガス燃料および第２ガス燃料をそれぞれ貯留するガス燃料タンク６が不要となり、１つのガス燃料タンク６で、低圧縮シリンダー群ＬＳＧと高圧縮シリンダー群ＨＳＧにガス燃料を供給することができる。これにより、マルチフューエルエンジン１に搭載した自動車に対するガス燃料タンク６の設置スペースを小さくすることができる。また、マルチフューエルエンジン１として使用される燃料が、１つのガス燃料および軽油の２種類とすることができるので、運転者が燃料の残量に注力する負担を軽減することができ、自動車への燃料供給が複雑化することを抑制することができる。
【００３６】  第１ガスインジェクタユニット３は、図１に示すように、第１ガス燃料を低圧縮シリンダー群ＬＳＧに供給するものである。第１ガスインジェクタユニット３は、各低圧縮シリンダーＬＳにそれぞれ対応してガスインジェクタ３ａを有し、ガス燃料タンク６に貯留されている天然ガスを第１ガス燃料として供給する。各ガスインジェクタ３ａは、本実施形態では、吸気経路のうち、各低圧縮シリンダーＬＳに対応する吸気ポート２６Ｌ（図２参照）に向けて天然ガスをそれぞれ噴射する。第１ガスインジェクタユニット３とガス燃料タンク６とを接続する第１ガス燃料ライン１０Ｌには、第１ソレノイドバルブ１１Ｌと、第１レギュレータ１２Ｌとを有する。第１ソレノイドバルブ１１Ｌは、開弁することでガス燃料タンク６と第１ガスインジェクタユニット３とを連通させ、閉弁することでガス燃料タンク６と第１ガスインジェクタユニット３との連通を遮断する。第１レギュレータ１２Ｌは、ガス燃料タンク６から第１ガスインジェクタユニット３に供給される天然ガスの圧力を調整する減圧弁である。第１ガスインジェクタユニット３および第１ソレノイドバルブ１１Ｌは、ＥＣＵ８と電気的に接続されており、ＥＣＵ８により、各低圧縮シリンダーＬＳに供給される天然ガスの供給量、供給タイミングが制御される。
【００３７】  第２ガスインジェクタユニット４は、第２ガス燃料を高圧縮シリンダー群ＨＳＧに供給するものである。第２ガスインジェクタユニット４は、各高圧縮シリンダーＨＳにそれぞれ対応してガスインジェクタ４ａを有し、ガス燃料タンク６に貯留されている天然ガスを第２ガス燃料として供給する。各ガスインジェクタ４ａは、本実施形態では、各燃焼室２３Ｈに向けて天然ガスをそれぞれ直接噴射する（図３参照）。第２ガスインジェクタユニット４とガス燃料タンク６とを接続する第２ガス燃料ライン１０Ｈには、第２ソレノイドバルブ１１Ｈと、第２レギュレータ１２Ｈとを有する。第２ソレノイドバルブ１１Ｈは、開弁することでガス燃料タンク６と第２ガスインジェクタユニット４とを連通させ、閉弁することでガス燃料タンク６と第２ガスインジェクタユニット４との連通を遮断する。第２レギュレータ１２Ｈは、ガス燃料タンク６から第２ガスインジェクタユニット４に供給される天然ガスの圧力を調整する減圧弁である。第２ガスインジェクタユニット４および第２レギュレータ１２Ｈは、ＥＣＵ８と電気的に接続されており、ＥＣＵ８により、各高圧縮シリンダーＨＳに供給される天然ガスの供給量、供給タイミングが制御される。
【００３８】  軽油インジェクタユニット５は、軽油を高圧縮シリンダー群ＨＳＧに供給するものである。軽油インジェクタユニット５は、各高圧縮シリンダーＨＳにそれぞれ対応して軽油インジェクタ５ａを有し、軽油タンク７に貯留されている軽油を供給する。各軽油インジェクタ５ａは、本実施形態では、各燃焼室２３Ｈに向けて軽油をそれぞれ直接噴射する（図３参照）。軽油インジェクタユニット５と軽油タンク７とを接続する軽油ライン１３には、燃料ポンプ１４と、軽油レギュレータ１５とを有する。燃料ポンプ１４は、軽油タンク７からの軽油を昇圧して、軽油インジェクタユニット５に供給するものである。軽油レギュレータ１５は、軽油タンク７から軽油インジェクタユニット５に供給される軽油の圧力を調整する減圧弁である。軽油インジェクタユニット５、燃料ポンプ１４は、ＥＣＵ８と電気的に接続されており、ＥＣＵ８により、各高圧縮シリンダーＨＳに供給される軽油の供給量、供給タイミングが制御される。
【００３９】  ＥＣＵ８は、制御手段であり、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの燃焼を制御するものである。ＥＣＵ８は、図示しない回転数センサにより検出されたエンジン回転数および図示しないアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出する検出器からのアクセルペダル踏み込み量情報に基づいて算出されたエンジン負荷に応じて、第１運転モード、第２運転モード、第３運転モードからマルチフューエルエンジン１の運転モードを選択して実行する。例えば同じ速度２０Ｋｍ／ｈの走行にしても、荷物を全く積載していない自重のみの場合と、荷物を積載した場合や登坂時とではエンジン負荷の状態が異なり、後者の場合は前者に比し、減速比を大きくしてトルクを稼ぐため、エンジン回転数は上昇することになる。なお、当然のことながら、後者の場合はアクセルペダルの踏み込み量が大きくなる。ＥＣＵ８はこのエンジン負荷に応じて運転モードを制御するものであるが、以下の説明ではエンジン回転数とエンジン負荷を同義として扱って説明する。
【００４０】第１運転モードは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧのみに燃焼を行わせる運転モードであり、ＥＣＵ８は第１運転モードでは、マルチフューエルエンジン１の全気筒Ｓ１〜Ｓ８のうち、高圧縮シリンダー群ＨＳＧを気筒休止する。第２運転モードは、高圧縮シリンダー群ＨＳＧのみに燃焼を行わせる運転モードであり、ＥＣＵ８は第２運転モードでは、マルチフューエルエンジン１の全気筒Ｓ１〜Ｓ８のうち、低圧縮シリンダー群ＬＳＧを気筒休止する。ここで、第２運転モードでは、軽油が天然ガスよりも先に高圧縮シリンダーＨＳに供給されるように、ＥＣＵ８によって制御される。第３運転モードは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧに燃焼を行わせる運転モードであり、ＥＣＵ８は第３運転モードでは、マルチフューエルエンジン１の全気筒Ｓ１〜Ｓ８に対して燃焼を行わせるため、他の運転モードと比較して大きなエンジン出力を得ることができる。ここで、第３運転モードでは、軽油と天然ガスとの噴射割合がエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいてＥＣＵ８によって制御される。
【００４１】ＥＣＵ８は、低負荷である、始動を含む低回転領域、本実施形態では、エンジン回転数が第１の所定回転数である１２００ｒｐｍ未満であると、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼のみを行う第１運転モードを実行する。一方、ＥＣＵ８は、比較的高負荷である高回転領域、本実施形態では、エンジン回転数が第１の所定回転数である１２００ｒｐｍ以上であると、少なくとも高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼を行う第２運転モードあるいは第３運転モードを実行する。すなわち、エンジン回転数１２００ｒｐｍ以上において、ＥＣＵ８は、エンジン負荷が中負荷、本実施形態では、エンジン負荷が、エンジン回転数１２００ｒｐｍに相当する所定負荷１よりも大である所定負荷２未満であると、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼のみを行う第２運転モードを実行する。一方、ＥＣＵ８は、例えば、登坂、貨物積載時などの高負荷時、本実施形態では、エンジン負荷が所定負荷２以上であると、全気筒Ｓ１〜Ｓ８における燃焼を行う第３運転モードを実行する。なお、ＥＣＵ８には、マルチフューエルエンジン１を運転するために要求される情報、例えば、水温、Ｏ２などが外部のセンサから入力される。また、上記第１の所定回転数１２００ｒｐｍは、一例であり、自動車の種類、マルチフューエルエンジン１の構成によって、適宜設定されるものである。
【００４２】  低圧縮シリンダー群ＬＳＧと高圧縮シリンダー群ＨＳＧとでは、圧縮比および着火方式が異なるため、各シリンダー群ＬＳＧ，ＨＳＧにより発生する動力の図示しないクランクシャフトへの伝達状態が異なるが、例えば、可変バルブやバランスシャフトの採用により、特に第３運転モード時において安定的にクランクシャフトに動力を伝達することができる。
【００４３】  次に、本実施形態に係るマルチフューエルエンジン１の運転方法について説明する。図４は、マルチフューエルエンジンの運転フローを示す図である。図５は、割り込みルーチンを示す図である。図４で、ＥＣＵ８はまず、運転者によりイグニッションがＯＮとされたか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。ここでは、例えば、車内に設けられた図示しないイグニッションスイッチが運転者により操作されたか否かを検出することで、マルチフューエルエンジン１が停止モードから待機モードに移行したか否かを判定する。
【００４４】  ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１１でイグニッションがＯＮとされたことを判定する（ステップＳＴ１１：Ｙｅｓ）と、エンジン始動の指示があったか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。ここで、ＥＣＵ８は、イグニッションがＯＮとなったことを判定すると判定信号をＯＮにし、マルチフューエルエンジン１を停止モードから待機モードに移行させる。判定信号がＯＮになったＥＣＵ８は、例えば、図示しないブレーキペダルが踏み込まれたことを検出した状態で、イグニッションスイッチが操作されたことを検出したか否かを判定する。なお、ＥＣＵ８は、イグニッションがＯＦＦとなっていることを判定する（ステップＳＴ１１：Ｎｏ）と、イグニッションがＯＮと判定されるまで、ステップＳＴ１１を繰り返す。
【００４５】  ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１２でエンジン始動の指示があったと判定する（ステップＳＴ１２：Ｙｅｓ）と、マルチフューエルエンジン１を始動し、アイドリング運転モードを実行する（ステップＳＴ１３）。ここでは、ＥＣＵ８は、図示しないセルモータによりクランクシャフトを回転させた状態で、低圧縮シリンダー群ＬＳＧに天然ガスを供給し、燃焼させることで、クランクシャフトを回転させる。つまり、ＥＣＵ８は、始動後は、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼のみを行う第１運転モードをアイドリング運転モードとして実行する。なお、ＥＣＵ８は、エンジン始動の指示がないと判定する（ステップＳＴ１２：Ｎｏ）と、エンジン始動の指示があったと判定されるまで、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１２を繰り返す。
【００４６】  次に、ＥＣＵ８は、マルチフューエルエンジン１のエンジン負荷が所定負荷１以上となったか否かを判定する。この判定は、エンジン１の回転数ｎが所定回転数（たとえば１２００ｒｐｍ）に達したかどうかを判定するとともに、エンジン回転数ｎが所定回転数以上となった場合にはその経過時間Ｔ１に基づいて行われる。  具体的には、ＥＣＵ８は、エンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満か否かを判定するとともに（ステップＳＴ１４）、エンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上となってからの経過時間Ｔ１が所定時間（たとえば、０〜３秒から選ばれる。ここでは、２秒）に達したか否かを判定する（ＳＴ２０）。つまり、ＥＣＵ８は、運転者がシフトレバーによりレンジを自動車が前進あるいは後進可能な走行レンジ、例えばＤレンジあるいはＲレンジに位置させ、マルチフューエルエンジン１のエンジン出力が図示しない動力伝達経路を介して車輪に伝達できる状態で、取得されたエンジン回転数ｎが高回転領域となったか否かを判定する。なお、ＥＣＵ８は、マルチフェーエルエンジン１の水温が所定温度、例えば４０℃以上にならなければ、シフトレンジがパーキングレンジあるいはニュートラルレンジから走行レンジに切り替えられても、モード移行を無視あるいは禁止するように構成してもよい。
【００４７】  ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満であると判定した場合（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）には、負荷が所定負荷１未満と判定し、第１運転モードを実行する（ステップＳＴ１５）。すなわち、ＥＣＵ８は、エンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満の場合は、低圧縮シリンダー群ＬＳＧのみを使用して、マルチフューエルエンジン１を運転する。ＥＣＵ８は、第１運転モードを維持させながら、エンジン回転数判定ステップＳＴ１４を繰り返す。なお、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であると判定しても、経過時間Ｔ１が２秒未満であると判定した場合（ステップＳＴ１４：Ｎｏ、ステップＳＴ２０：Ｎｏ）には、この状態、すなわち、第１運転モードを維持する。つまり、ＥＣＵ８は、始動からエンジン回転数ｎが２秒継続して１２００ｒｐｍ以上とならない限りは、第１運転モードを継続して実行することとなる。
【００４８】  一方、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であり、かつ、ステップＳＴ２０でエンジン回転数が１２００ｒｐｍ以上となってからの経過時間Ｔ１が２秒に達したと判定すると（ステップＳＴ１４：Ｎｏ、ステップＳＴ２０：Ｙｅｓ）、すなわちエンジン負荷が所定負荷１以上となったと判定すると、更にマルチフューエルエンジン１の負荷が所定負荷１よりも重い所定負荷２以上であるか否かを判定する。この判定は、エンジン１の回転数ｎが先の所定回転数１２００ｒｐｍよりも高い所定回転数（たとえば２５００ｒｐｍ）以上となったかを判定するとともに、当該所定回転数以上となった場合にはその経過時間Ｔ２に基づいて行われる（ステップＳＴ１６，ＳＴ２１）。
【００４９】  ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１６でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ未満の場合（ステップＳＴ１６：Ｙｅｓ）には、エンジン負荷は所定負荷１以上所定負荷２未満であると判定する。そして、次に、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ２５で現在の運転モードが第１運転モードであるか否かを判定する。ステップＳＴ２５で現在の運転モードが第１運転モードであれば（ステップＳＴ２５：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１７に移行して第３運転モードを実行する。第３運転モードでは、ＥＣＵ８は、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの双方を使用して、マルチフューエルエンジン１を運転する。一方、ステップＳＴ２５で現在の運転モードが第１運転モードでなければ（ステップＳＴ２５：ＮＯ）、ステップＳＴ１８に進み、第２運転モードを実行する。  なお、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ２５による現在の運転モードの判定のために、第１運転モード実行時にオン（またはオフ）となり、第２または第３運転モード実行時にリセットされるように構成された図示しないフラグ・メモリを具備し、ステップＳＴ２５ではこのメモリのフラグの状態を判別するように構成される。
【００５０】  ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１７に移行して第３運転モードを実行した場合は、その経過時間Ｔ３が所定時間（たとえば、０〜３秒から選ばれる。ここでは、２秒）に達したか否かを判定する（ステップＳＴ２４）。ＥＣＵ８は、経過時間Ｔ３が２秒未満である場合（ステップＳＴ２４：Ｎｏ）には、第３運転モードの実行を継続し、経過時間Ｔ３が２秒になると（ステップＳＴ２４：Ｙｅｓ）、第３運転モードから第２運転モードに移行する（ステップＳＴ１８）。第２運転モードでは、ＥＣＵ８は、高圧縮シリンダー群ＨＳＧのみを使用して、マルチフューエルエンジン１を運転する。つまり、ＥＣＵ８は、第１運転モードからは、第３運転モードにのみ移行することができる。このあとＥＣＵ８は、第２運転モードを実行しながら、所定負荷１判定モードであるステップＳＴ１４から始まる一連のステップを繰り返す。そしてＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満となった、すなわち負荷が所定負荷1未満となったと判定する（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）と、第２運転モードから第１運転モードに切り替える（ステップＳＴ１５）。
【００５１】  一方、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１６でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ以上であり、かつ、ステップＳＴ２１でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ以上の状態の経過時間Ｔ２が２秒未満であると判定した場合（ステップＳＴ１６：Ｎｏ、ステップＳＴ２１：Ｎｏ）には、ステップＳＴ１８による第２運転モードを維持するが、ステップＳＴ２１でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ以上の状態の経過時間Ｔ２が２秒となったと判定した場合（ステップＳＴ１６：Ｎｏ、ステップＳＴ２１：Ｙｅｓ）には、エンジン負荷が所定負荷２以上である、すなわち高負荷であると判定し、ステップＳＴ１９に移行して第３運転モードを実行する。第３運転モードでは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの双方を使用して、マルチフューエルエンジン１を運転する。このあとＥＣＵ８は、第３運転モードを維持させながら、ステップＳＴ１４から始まる一連のステップを繰り返す。そしてＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満となったと判定する（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）と、第３運転モードから第１運転モードに切り替える（ステップＳＴ１５）。勿論、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であると判定する（ステップＳＴ１４：Ｎｏ）と、ステップＳＴ２１を経てステップＳＴ１６でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ未満かどうかを判定し、エンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ未満であると判定した場合（ステップＳＴ１６：Ｙｅｓ）にはステップＳＴ２５, ステップＳＴ１７, ステップＳＴ２４を経て第３運転モードから第２運転モードに切り替える（ステップＳＴ１８）。
【００５２】  ここで、ＥＣＵ８は、常に、割り込み機能を用い、図５に示すように、イグニッションがＯＦＦとなることを常に検出しており（ステップＳＴ２２）、ＯＦＦを検出した場合は、直ちにイグニッションＯＦＦ判定信号を出力してマルチフューエルエンジン１を停止させる（ステップＳＴ２３）。
【００５３】  なお、ＥＣＵ８は、第２運転モードおよび第３運転モード時に、マルチフューエルエンジン１の異常を検出した場合は、第１運転モードに移行する。また、ＥＣＵ８は、第１運転モード時に同様に異常を検出した場合は、マルチフューエルエンジンを停止・待機モードに移行する。
【００５４】  また、第１運転モードと第２運転モードとの間では直接移行することができず、第３運転モードを介することとなる。これは、第１運転モードから第２運転モードに直接移行するようにすると、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼および高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼が同時に行われない状態が発生する可能性があるので、スムーズに遷移せず、マルチフューエルエンジン１の運転状態が不安定となることを抑制するためである。
【００５５】  以上のように、上記実施形態に係るマルチフューエルエンジン１は、始動を含む低回転領域では低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行う。高圧縮シリンダー群ＨＳＧでは、エンジン始動から軽油と天然ガスを燃焼させると、軽油と天然ガスとで着火温度が異なることに起因して天然ガスが不完全燃焼となりノッキングを起こすため、始動を含む低回転領域では使用が困難である。そのため、高圧縮シリンダー群ＨＳＧでエンジン始動から軽油のみを燃焼させると、ディーゼルエンジンと同様に有害排気物質が発生する。従って、始動を含む低回転領域では、高圧縮シリンダー群を休止させ、低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行うことで、始動から低回転領域までの有害排気物質の発生を抑制することができる。つまり、実施形態に係るマルチフューエルエンジン１は、二元燃料燃焼式エンジンと比較して、エンジン始動から低回転領域における有害排気物質の発生を著しく抑制することができる。一方、高回転領域では、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおいて軽油よりも着火温度の高いガス燃料も圧縮熱で燃焼できる領域であるため、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼開始から完全燃焼が促進され、有害排気物質の発生を抑制することができる。これらのことから、実施形態に係るマルチフューエルエンジン１は、ガス専焼式シリンダーで構成された低圧縮シリンダー群ＬＳＧと、二元燃料燃焼式シリンダーで構成された高圧縮シリンダー群を組み合わせることで、エンジン始動時から高回転領域まで、有害排気物質の発生を抑制することができる。従って、ＤＰＦの装着が不必要、あるいはＤＰＦに蓄積されるＰＭの一定期間あたりの量が著しく減少するので、定期的なＰＭの焼却が不要、あるいはＰＭの焼却間隔を著しく長くすることができるので、ＤＰＦを搭載したことによる自動車の走行停止時間を不要、あるいは著しく低減することができる。
【００５６】  また、高回転領域では、少なくとも高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼が行われる。高圧縮シリンダー群ＨＳＧは、高圧縮かつ高エンジン出力（トルク）のディーゼルエンジンと同様にディーゼルサイクルのエンジンであるため、高回転領域で低圧縮シリンダー群における燃焼のみが行われる場合と比較して、エンジン出力を向上することができる。
【００５７】  また、負荷状態に合わせて低圧縮シリンダー群のみの燃焼、高圧縮シリンダー群のみの燃焼、低圧縮シリンダー群および高圧縮シリンダー群の燃焼と、切り替えることができるので、低燃費化を図ることができる。
【００５８】  また、ガス燃料タンク６と軽油タンク７とを有するので、航続距離を長くすることができるため、ガス専焼式エンジンでは困難であった高負荷による都市間移動の長距離走行を実現することができる。
【００５９】  なお、本実施形態では、所定負荷１，２以上であるか否かを運転モードの切り替えとして用いたが、これに限定されるものではない。エンジン負荷関数、例えば、エンジンの回転数、アクセル開度、経過時間、勾配などのパラメータと、各運転モードとの対応関係を示したマップをＥＣＵ８に予め記憶しておき、上記パラメータとマップとに基づいて運転モードを決定してもよい。なお、ＥＣＵ８は、マップに該当する値がない場合は、隣接する値に基づいた線形補間により、運転モードを決定する。
【００６０】  また、本実施形態では、ガス燃料として圧縮天然ガスの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、エンジンの燃料として利用可能なガス燃料であればいずれであってもよい。ガス燃料は、天然ガスのほかに、例えば、ＬＰガス（液化石油ガス）、バイオガス、水素ガスなどであってもよく、さらにこれらのうち２種類以上を組み合わせてもよい。さらに、第１ガス燃料と第２ガス燃料とが、種類の異なるガス燃料であってもよい。
【００６１】  また、本実施形態では、第１ガス燃料と第２ガス燃料を同一ガス燃料としたがこれに限定されるものではなく、第１ガス燃料と第２ガス燃料とが異なるガス燃料であってもよい。この場合は、低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群の圧縮比を異ならせているので、新規ガス燃料が開発された場合でも、新規ガス燃料を第１ガス燃料として使用することができる。
【００６２】  また、本実施形態では、低圧縮シリンダー群ＬＳＧをシリンダーＳ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ８と、高圧縮シリンダー群ＨＳＧをシリンダーＳ１，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７としたが、マルチフューエルエンジン１における低圧縮シリンダーＬＳおよび高圧縮シリンダーＨＳの配置は任意である。例えば、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの各バンク２１，２２対する位置を入れ替えてもよく、各バンク２１，２２において交互に低圧縮シリンダーＬＳおよび高圧縮シリンダーＨＳを配置してもよい。また、マルチフューエルエンジン１における低圧縮シリンダーＬＳおよび高圧縮シリンダーＨＳの数は同数が好ましいが、低圧縮シリンダーＬＳが高圧縮シリンダーＨＳよりも多くても、高圧縮シリンダーＨＳが低圧縮シリンダーＬＳよりも多くてもよい。
【００６３】  また、本実施形態では、マルチフューエルエンジン１としてＶ型８気筒の場合について説明したが、Ｖ型のみならず直列型、Ｗ型などであってもよく、８気筒のみならず４気筒、６気筒、１０気筒、１２気筒１６気筒などであってもよい。
【００６４】  また、本実施形態では、ピストンヘッド２５Ｈ，２５Ｌの軸方向の高さを異ならせることで、高圧縮シリンダー群ＨＳＧの圧縮比を低圧縮シリンダー群ＬＳＧの圧縮比よりも高くしたが、これに限定されるものはない。例えば、ピストンヘッド２５Ｈ，２５Ｌが上死点に位置した際における燃焼室２３Ｈの容積が燃焼室２３Ｌの容積よりも小さくなるように、各燃焼室２３Ｈ，２３Ｌを構成するシリンダーヘッド２４の形状を異ならせてもよい。
【００６５】  また、本実施形態において、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼の許可・禁止を運転者が手動で選択できるようにしてもよい。例えば、車内に選択スイッチ（常時ＯＮ）を設け、選択スイッチをＯＦＦとすることで、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼を禁止する。つまり、ＥＣＵ８は、選択スイッチのＯＦＦを検出すると、第２運転モード、第３運転モードの実行を禁止、すなわち高圧縮シリンダー群ＨＳＧへの天然ガスおよび軽油の供給を禁止する。第３運転モードの実行時に禁止された場合は第１運転モードに移行し、第２運転モードの実行時に禁止された場合は第３運転モードを介して、第１運転モードに移行する。これにより、第１運転モードと、第２運転モードおよび第３運転モードとの移行が頻繁に行われる走行状態、例えば、高速道路における長い渋滞などでは、第１運転モードのみで走行することも可能となる。
【００６６】  また、本実施形態において、第２運転モードは、エンジン回転数が上記所定回転数よりも低い燃料選別回転数以下、例えば１０００ｒｐｍ以下と一時的になった場合に、第２ガスインジェクタユニット４から高圧縮シリンダー群ＨＳＧへの天然ガスの供給を停止し、軽油インジェクタユニット５から軽油のみを高圧縮シリンダー群ＨＳＧに供給して、燃焼させるようにしてもよい。
【００６７】  次に、上に説明した実施形態の一変形例である本発明の他の実施形態について図６を参照して説明する。この他の実施形態においては、ＥＣＵ８は、図６に示すように、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満である（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）、または、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であるが経過時間Ｔ１が２秒未満である場合（ステップＳＴ１４：Ｎｏ、ステップＳＴ２０：Ｎｏ）には、負荷が所定負荷１未満と判断し、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼のみを行う第１運転モードを実行する（ステップＳＴ１５）。  一方、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であり、かつ、ステップＳＴ２０でエンジン回転数が１２００ｒｐｍ以上となってからの経過時間Ｔ１が２秒に達した場合には、エンジン負荷が所定負荷１以上になったと判断し、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの全てにおける燃焼を行う第３運転モードを実行する（ステップＳＴ１９）するように構成される。  この他の実施形態においては、ＥＣＵ８は、所定負荷１以上、すなわち、エンジン回転数が１２００ｒｐｍ以上となった状態で、経過時間Ｔ１が２秒に達したと判定すると、負荷が所定負荷１よりも重い所定負荷２以上であるか否かを判定する（図４のステップＳＴ１６）ことなく、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの全てにおける燃焼を行う第３運転モードを実行する（ステップＳＴ１９）ため、マルチフューエルエンジン１の制御様式がシンプルなものとなり、ＥＣＵ８の内蔵プログラムや周辺センサ類の構成の複雑化を避けることができ、しかも高環境性能かつ高性能のエンジンを達成することができる。特に、所定負荷１以上、すなわち、負荷運転時は第３運転モードとなって、休止気筒が発生しない分、エンジン負荷として有利となる。
【００６８】  上述のように本発明は本発明に範囲内で種々の実施形態が可能である。
【符号の説明】
【００６９】  １  マルチフューエルエンジン  ２  エンジン本体  ２１  第１バンク  ２２  第２バンク  ２３Ｌ，２３Ｈ  燃焼室  ２４  シリンダーヘッド  ２５Ｌ，２５Ｈ  ピストンヘッド  ２６Ｌ，２６Ｈ  吸気ポート  ３  第１ガスインジェクタユニット  ３ａ  ガスインジェクタ  ４  第２ガスインジェクタユニット  ４ａ  ガスインジェクタ  ５  軽油インジェクタユニット  ５ａ  軽油インジェクタ  ６  ガス燃料タンク  ７  軽油タンク  ８  ＥＣＵ  ９  点火プラグ  １０Ｌ  第１ガス燃料ライン  １０Ｈ  第２ガス燃料ライン  １１Ｌ  第１ソレノイドバルブ  １１Ｈ  第２ソレノイドバルブ  １２Ｌ  第１レギュレータ  １２Ｈ  第２レギュレータ  １３  軽油ライン  １４  燃料ポンプ  １５  軽油レギュレータ  Ｓ１〜Ｓ８  シリンダー  ＬＳ  低圧縮シリンダー  ＬＳＧ  低圧縮シリンダー群  ＨＳ  高圧縮シリンダー  ＨＳＧ  高圧縮シリンダー群
【図１】
0006047798.tif 000002
【図２】
0006047798.tif 000003
【図３】
0006047798.tif 000004
【図４】
0006047798.tif 000005
【図５】
0006047798.tif 000006
【図６】
0006047798.tif 000007