(57)【要約】【課題】ガソリンの最大限界過給圧をＣＮＧのそれよりも低く設定して部品の強度不足等の不具合の発生を抑制する。【解決手段】ＣＮＧとガソリンを各々噴射するインジェクタと、ターボ過給機と、電子スロットルと、過給圧センサと、過給圧に基づいて排気バイパス通路を開閉するウエストゲートバルブとを備えたバイフューエルエンジンの過給制御装置であり、ＣＮＧ過給運転時に現過給圧が最大限界過給圧以上である場合は、最大限界過給圧を下回るまで上記バルブを開制御した後にＣＮＧ燃焼制御を実施し（ステップＳ１０否定、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６）、ガソリン過給運転時に現過給圧が、ＣＮＧの最大限界過給圧よりも低く設定されたガソリンの最大限界過給圧以上である場合は、これを下回るまで上記バルブを開制御した後にガソリン燃焼制御を実施する（Ｓ１０肯定、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）。【選択図】        図１
2006329165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、気体燃料を吸気ポートに噴射する気体燃料噴射弁と、
液体燃料を前記吸気ポートまたは筒内に噴射する液体燃料噴射弁と、
排気圧力を利用して吸入空気量を増大させるターボ過給機と、
スロットル開度を調整することにより前記吸入空気量を加減するスロットル弁と、
を備え、
運転モードに応じて前記気体燃料と前記液体燃料のいずれか一方を噴射可能に構成されたバイフューエルエンジンの過給制御装置において、
前記ターボ過給機へ流入する前記排気の量を調節する排気流入量調節手段と、
過給圧を検出する過給圧検出手段と、
を更に備え、
前記気体燃料での過給運転時に前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が所定の気体燃料過給圧限界値以上である場合には、前記過給圧が前記気体燃料過給圧限界値を下回るまで前記ターボ過給機へ流入する前記排気の量を前記排気流入量調節手段によって減少させた後に前記気体燃料での燃焼制御を実施する一方、
前記液体燃料での過給運転時に前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が、前記気体燃料過給圧限界値よりも低く設定された所定の液体燃料過給圧限界値以上である場合には、前記過給圧が前記液体燃料過給圧限界値を下回るまで、前記ターボ過給機へ流入する前記排気の量を前記排気流入量調節手段によって減少させ、または前記スロットル弁を閉じ側に制御した後に前記液体燃料での燃焼制御を実施することを特徴とするバイフューエルエンジンの過給制御装置。
【請求項２】
前記排気流入量調節手段は、排気通路における前記ターボ過給機のタービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路と、前記過給圧検出手段の検出値に基づいて前記排気バイパス通路を開閉する自動制御式ウエストゲートバルブとを備え、
前記液体燃料での過給運転時において前記排気流入量調節手段による過給圧制御時に判断される前記液体燃料過給圧限界値は、前記バイフューエルエンジンの回転数毎に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のバイフューエルエンジンの過給制御装置。
【請求項３】
前記排気流入量調節手段は、排気通路における前記ターボ過給機のタービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路と、所定の限界過給圧を閾値として前記排気バイパス通路を開閉する機械式ウエストゲートバルブとを備え、
前記スロットル弁は、前記過給圧検出手段の検出値に基づいて前記スロットル開度を電子制御可能に構成された電子スロットルであり、
前記液体燃料での過給運転時に前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が前記液体燃料過給圧限界値を下回っている場合において前記バイフューエルエンジンにノックが発生する場合には、前記電子スロットルを閉じ側に制御することを特徴とする請求項１に記載のバイフューエルエンジンの過給制御装置。
【請求項４】
前記バイフューエルエンジンの点火時期を所定時間遅らせる点火遅角制御手段を更に備え、
前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が無過給時の圧力とほぼ等しくなるまで前記電子スロットルを更に閉じ側に制御し、そのスロットル開度で固定してもなお前記バイフューエルエンジンに前記ノックが発生する場合には、前記点火遅角制御手段によって点火遅角制御を実施することを特徴とする請求項３に記載のバイフューエルエンジンの過給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バイフューエルエンジンの過給制御装置に関し、更に詳しくは、ガソリンエンジンの改造・小変更により製作されたバイフューエルエンジンに容易に適用でき、気体燃料使用時と液体燃料使用時とで異なる最大限界過給圧を設定して不具合の発生を抑制することができるバイフューエルエンジンの過給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー対策や環境対策等の観点から、ガソリン等の液体燃料に対する代替燃料として圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）等の気体燃料が注目されており、この液体燃料と気体燃料とを選択的に切り替え可能なバイフューエルエンジンが開発されている。
【０００３】
そして、燃費の向上や出力向上を図るべく、上記気体燃料を吸気ポートに噴射する一方、上記液体燃料を吸気ポートまたは筒内に噴射する種々の技術が提案されている。また、使用燃料が気体であるがために吸入空気量が不足し、トルク（出力）不足となることに対処すべく、排気圧力を利用して吸入空気量を増大させるターボ過給機を備えたバイフューエルエンジンが提供されている。
【０００４】
このような従来技術として、たとえば、プロパンまたは都市ガス等の気体燃料と軽油または重油等の液体燃料とを燃料として使用するバイフューエルエンジンに高圧および低圧ターボ過給機を直列に２個装備して２段過給とし、低圧ターボ過給機の給排気をそれぞれバイパスする給排気バイパス回路と、当該バイパス回路内にそれぞれ設けられた開閉弁とを有してなる２段ターボ過給機付きのバイフューエルエンジンが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。すなわち、このバイフューエルエンジンは、液体燃料噴射時は低圧および高圧の２段過給エンジンとして高過給圧運転し、気体燃料噴射時は高圧ターボ過給機のみの１段過給エンジンとして低過給圧運転するものである。
【０００５】
なお、関連する従来技術として、エンジン回転数が低回転の運転領域の場合は排気カット弁とウエストゲートバルブをともに全閉とし、スロットル開度が大きくかつエンジン回転数が高回転よりの運転領域の場合は排気カット弁を全開としてウエストゲートバルブで過給圧制御する一方、これら以外の運転領域の場合はウエストゲートバルブを全閉とし排気カット弁で過給圧制御するターボ過給機付きエンジンの制御装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、他の関連する従来技術として、内燃機関と組み合わせて構成され、排気ガス通路に設けられた過給機をバイパスする排気バイパス通路を用いて過給圧を制御する発電装置が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】実開昭６３−２２３４２号公報
【特許文献２】特開２００４−２０４７４１号公報
【特許文献３】特開２０００−２５７５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に係る従来技術にあっては、２段過給用のターボ過給機を備えなければならず、装置構成が複雑となり、高コストとなってしまうという課題があった。
【０００９】
そこで、装置構成を簡略にし、低コストで提供するために、バイフューエルエンジンを通常のガソリンエンジンの改造若しくは小変更により製作することが要請されていた。この場合、そのバイフューエルエンジンの耐久信頼性は、無過給時のガソリン燃料使用時の仕様がベースとなる。
【００１０】
このようなバイフューエルエンジンにおいて、気体燃料（たとえば、ＣＮＧ燃料）による全負荷運転時は、ガソリン燃料による無過給運転時並みの出力・トルクが過給により確保される。
【００１１】
しかしながら、ガソリン燃料による全負荷運転時に気体燃料運転時と同様の過給をすると、エンジンの部品に強度不足が生じたり、ノックによる出力ダウン等の不具合が生じる虞がある。
【００１２】
このような不具合が生じる理由は、ガソリンは液体燃料であるため、気体燃料による運転時よりも吸入空気量が多く、ガソリン燃料運転時に気体燃料運転時と同様の過給をすると、空気量が過大となり出力過多となるからである。
【００１３】
また、上記過給は、あくまでも気体燃料運転時のトルク不足に対応したものであり、上記バイフューエルエンジンは、ガソリンエンジンの改造・小変更により製作されるので、耐久信頼性は無過給時のガソリン燃料使用時の仕様がベースであって、ガソリン過給時のトルク（筒内圧）に耐えられないという理由からである。
【００１４】
このように、液体燃料と気体燃料とでは最大限界過給圧が異なり、適正な過給圧が異なるので、上記特許文献２に係る従来技術に開示されているような、同一の過給圧で制御するウエストゲートバルブ等の排気バイパス手段を、ガソリンエンジンの改造・小変更により製作されたバイフューエルエンジンにそのまま適用すると、上述のように装置の耐久性を損なったりノックの発生等の不具合が生じる虞がある。
【００１５】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガソリンエンジンの改造・小変更により製作されたバイフューエルエンジンに容易に適用でき、気体燃料使用時と液体燃料使用時とで異なる最大限界過給圧を設定して不具合の発生を抑制することができるバイフューエルエンジンの過給制御装置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】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項１に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置は、少なくとも、気体燃料を吸気ポートに噴射する気体燃料噴射弁と、液体燃料を前記吸気ポートまたは筒内に噴射する液体燃料噴射弁と、排気圧力を利用して吸入空気量を増大させるターボ過給機と、スロットル開度を調整することにより前記吸入空気量を加減するスロットル弁と、を備え、運転モードに応じて前記気体燃料と前記液体燃料のいずれか一方を噴射可能に構成されたバイフューエルエンジンの過給制御装置において、前記ターボ過給機へ流入する前記排気の量を調節する排気流入量調節手段と、過給圧を検出する過給圧検出手段と、を更に備え、前記気体燃料での過給運転時に前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が所定の気体燃料過給圧限界値以上である場合には、前記過給圧が前記気体燃料過給圧限界値を下回るまで前記ターボ過給機へ流入する前記排気の量を前記排気流入量調節手段によって減少させた後に前記気体燃料での燃焼制御を実施する一方、前記液体燃料での過給運転時に前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が、前記気体燃料過給圧限界値よりも低く設定された所定の液体燃料過給圧限界値以上である場合には、前記過給圧が前記液体燃料過給圧限界値を下回るまで、前記ターボ過給機へ流入する前記排気の量を前記排気流入量調節手段によって減少させ、または前記スロットル弁を閉じ側に制御した後に前記液体燃料での燃焼制御を実施することを特徴とするものである。
【００１７】
また、この発明の請求項２に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置は、請求項１に記載の発明において、前記排気流入量調節手段は、排気通路における前記ターボ過給機のタービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路と、前記過給圧検出手段の検出値に基づいて前記排気バイパス通路を開閉する自動制御式ウエストゲートバルブとを備え、前記液体燃料での過給運転時において前記排気流入量調節手段による過給圧制御時に判断される前記液体燃料過給圧限界値は、前記バイフューエルエンジンの回転数毎に設定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、この発明の請求項３に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置は、請求項１に記載の発明において、前記排気流入量調節手段は、排気通路における前記ターボ過給機のタービンの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路と、所定の限界過給圧を閾値として前記排気バイパス通路を開閉する機械式ウエストゲートバルブとを備え、前記スロットル弁は、前記過給圧検出手段の検出値に基づいて前記スロットル開度を電子制御可能に構成された電子スロットルであり、前記液体燃料での過給運転時に前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が前記液体燃料過給圧限界値を下回っている場合において前記バイフューエルエンジンにノックが発生する場合には、前記電子スロットルを閉じ側に制御することを特徴とするものである。
【００１９】
また、この発明の請求項４に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置は、請求項３に記載の発明において、前記バイフューエルエンジンの点火時期を所定時間遅らせる点火遅角制御手段を更に備え、前記過給圧検出手段によって検出された前記過給圧が無過給時の圧力とほぼ等しくなるまで前記電子スロットルを更に閉じ側に制御し、そのスロットル開度で固定してもなお前記バイフューエルエンジンに前記ノックが発生する場合には、前記点火遅角制御手段によって点火遅角制御を実施することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置（請求項１）によれば、過給圧が所定の気体燃料過給圧限界値を下回っている適正な状態で気体燃料運転ができる一方、過給圧が、気体燃料過給圧限界値よりも低く設定された所定の液体燃料過給圧限界値を下回っている適正な状態で液体燃料運転ができる。したがって、気体燃料過給圧限界値よりも低く設定された液体燃料過給圧限界値の許容範囲内で液体燃料での過給運転ができるので、ガソリンエンジンの改造・小変更により製作されたバイフューエルエンジンであっても、筒内圧過大（出力過多）による部品の強度不足や筒内温度上昇によるノック発生（出力ダウン）等の不具合の発生を回避することができる。
【００２１】
また、この発明に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置（請求項２）によれば、自動制御式ウエストゲートバルブの開閉によって運転状態に応じて過給圧を適正に制御できるとともに、液体燃料過給圧限界値がエンジン回転数毎に設定されているので、エンジン回転数に応じて異なるノックの発生をきめ細かく抑制することができる。
【００２２】
また、この発明に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置（請求項３）によれば、機械式ウエストゲートバルブと電子スロットルを制御することによって、ノック等の発生に対して予め過給圧の限度をマップ等により設定しなくても、運転時点での気象変化（温度や湿度）にも柔軟に対応し得る細かな制御を行うことができるので、気体燃料と液体燃料の両方の燃料に対する出力等の性能限界を追求することができる。また、通常のガソリンエンジンに使用される過給システムを、大きな設計変更等を要することなくバイフューエルエンジンに用いることができるので、過給システムを簡易な構成により低コストで構築することができる。更に、過給圧限界値１条件で開閉する機械式ウエストゲートバルブを用いているので、液体燃料時における回転毎の過給圧限界値設定等の適合を排除することができ、システムの開発期間やコスト低減を実現することができる。
【００２３】
また、この発明に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置（請求項４）によれば、電子スロットルをスロットル開度下限値まで絞ることにより、その後にノックが発生する場合であっても、そのノック発生条件を緩和してから、点火遅角制御を実施することができるので、無過給時よりも出力性能が低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、この発明に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
図２は、バイフューエルエンジンの概略構成を示す模式図である。図２に示すように、バイフューエルエンジン（以下、適宜、エンジンと略称する）１０は、ＣＮＧ噴射用インジェクタ（気体燃料噴射弁）２３によってＣＮＧ燃料（気体燃料）を吸気ポート１５に噴射するとともに、ガソリン噴射用インジェクタ（液体燃料噴射弁）２４によってガソリン燃料（液体燃料）を吸気ポート１５に噴射するように構成されている。なお、このエンジン１０は、ガソリン無過給でのエンジンを基本とし、これを改造・小変更することにより製作されている。また、図２中の符号１０ａは燃焼室を示し、１１はシリンダボアを示している。
【００２６】
ＣＮＧ燃料は、これを高圧で貯蔵するＣＮＧタンク３２から燃料供給経路３３およびデリバリパイプ３５を介してＣＮＧ噴射用インジェクタ２３に供給されるようになっている。この燃料供給経路３３には、ＣＮＧの圧力を検出する圧力センサ３２ａと、温度を検出する温度センサ３２ｂと、ＣＮＧの圧力を所定の噴射圧まで減圧するレギュレータ３４とが設けられている。また、デリバリパイプ３５には、ＣＮＧの噴射圧を検出する圧力センサ３５ａと、温度を検出する温度センサ３５ｂとが設けられている。
【００２７】
一方、ガソリン燃料は、ガソリンタンク３７からフィードポンプ４０によって燃料供給経路３８、デリバリパイプ３９を介してガソリン噴射用インジェクタ２４に所定圧力で供給されるようになっている。
【００２８】
また、吸気通路１４には、後述するコンプレッサ２８ａの上流側にエアクリーナ１６を備え、下流側には当該コンプレッサ２８ａによる過給圧を検出する過給圧センサ（過給圧検出手段）２８ｃと、当該コンプレッサ２８ａにより圧縮され高温になった吸入空気を冷却するインタクーラ１７と、スロットル開度を電子制御可能に構成された電子スロットル２０とを備えている。なお、図示例を省略するが、吸気通路１４には、吸入空気量を検出するエアフロメータ、吸気温度を検出する吸気温センサ等も設けられている。
【００２９】
また、エンジン１０は、排気圧力を利用して吸入空気量を増大させるターボ過給機２８を備えており、これによりＣＮＧ燃料使用時における性能不足をカバーしている。すなわち、このターボ過給機２８は、吸気通路１４内に配設されたコンプレッサ２８ａと、排気マニホルド１８に連通する排気通路１９内に配設されたタービン２８ｂとを備え、公知手段により構成されている。
【００３０】
また、排気通路１９は、ターボ過給機２８のタービン２８ｂの上流側と下流側とを連通する排気バイパス通路（排気流入量調節手段）１９ａと、排気を浄化する触媒４２とを備えている。この排気バイパス通路１９ａには、当該排気バイパス通路１９ａを流れる排気量を調節してタービン２８ｂを通過する排気量を調節することにより、コンプレッサ２８ａによる過給を調節するウエストゲートバルブ（排気流入量調節手段）４４が設けられている。
【００３１】
このウエストゲートバルブ（自動制御式ウエストゲートバルブ）４４は、図３に示すように、バルブ４４ｅを開閉することにより排気バイパス通路１９ａを流れる排気量を調節するものであり、自動制御式のアクチュエータ４４ａによってロッド４４ｃおよびリンク部４４ｄを動作させることによりバルブ４４ｅを開閉するように構成されている。
【００３２】
すなわち、このアクチュエータ４４ａは、過給圧センサ２８ｃによって検出された過給圧信号に基づいて電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）５０によって自動制御されるようになっている。ここで、図３は、自動制御式ウエストゲートバルブ４４の概略構成を示す断面図である。
【００３３】
以上のように構成されたエンジン１０の基本制御は、図示しないエンジン回転数センサ、スロットル開度センサ、エンジン冷却水温センサの各出力値、上記圧力センサ３２ａ，３５ａや温度センサ３２ｂ，３５ｂの各出力値等に基づいてＥＣＵ５０によって実行される。また、過給圧は、過給圧センサ２８ｃの出力値に基づいてＥＣＵ５０によってウエストゲートバルブ４４の開閉を調節することにより制御される。
【００３４】
ターボ過給機２８による最大限界過給圧は、エンジン１０やターボ過給機２８等に部品強度不足等の不具合が発生しないように設定された過給圧であり、この最大限界過給圧は、ガソリン燃料運転時よりもＣＮＧ燃料運転時の方が大きいので、通常は、ＣＮＧ燃料用の最大限界過給圧（気体燃料過給圧限界値）を上限として１つ設定されている。したがって、ガソリン燃料運転時における最大限界過給圧（液体燃料過給圧限界値）を、上記ＣＮＧ燃料用の最大限界過給圧として設定すると、つぎのようなシステム上の問題が発生する虞がある。
【００３５】
すなわち、ガソリン燃料運転時に、ＣＮＧ燃料の場合と同様の最大限界過給圧で過給すると、筒内圧過大（出力過多）により部品が強度不足となり、耐久性に問題が生じる虞がある。また、筒内温度上昇によりノックが発生し、出力ダウンの問題が生じる虞もある。
【００３６】
そこで、このような問題を解決すべく、本実施例１では、ガソリン燃料運転時の最大限界過給圧をＣＮＧ燃料運転時の場合よりも小さくなるように設定することとした。ノック発生等は、図４に示すように、エンジン１０の回転数によって異なるので、このガソリン燃料運転時の限界過給圧を設定する際には、図５のマップに示すように、エンジン１０の回転数毎にウエストゲートバルブ４４の制御により設定することが好ましい。ここで、図４は、エンジン性能を示す概念図、図５は、ガソリン燃料時におけるエンジン回転数毎の限界過給圧の一例を示すマップである。
【００３７】
なお、図４中において、太い実線はＣＮＧ無過給時の全負荷性能を示し、細い実線はガソリン無過給時の全負荷性能およびＣＮＧ過給時の全負荷性能限界を示している。また、一点鎖線は空気量からのみ予測できるガソリン過給時の全負荷性能を示し、二点鎖線は実際のガソリン過給時の全負荷性能限界を示している。また、斜線によるハッチング領域は、ノックによる制限領域を示し、点によるハッチング領域は、最大筒内圧による制限領域（ノック領域を含む）を示している。
【００３８】
以下、本実施例１に係る制御方法について図１に基づいて図２等を参照しつつ説明する。なお、バイフューエルエンジンとしてのエンジン１０の基本制御は、従来の基本制御と同様であるので詳細な説明を省略し、本実施例１に係る特徴的な制御方法について詳細に説明する。ここで、図１は、この発明の実施例１に係る制御方法を示すフローチャートである。以下の制御は、エンジン１０の回転毎にＥＣＵ５０によって実行される。
【００３９】
先ず、過給時の燃料がガソリンであるか否かを判断する（ステップＳ１０）。ガソリン燃料であるならば（ステップＳ１０肯定）、過給圧センサ２８ｃによって検出された現時点での過給圧がガソリン燃料での最大限界過給圧以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。このガソリン燃料での最大限界過給圧値は、予め最大筒内圧を考慮してＣＮＧ燃料の場合よりも低く設定された閾値であり、ＥＣＵ５０に記憶されている。
【００４０】
現時点での過給圧がガソリン燃料での最大限界過給圧以上であるならば（ステップＳ１１肯定）、ウエストゲートバルブ４４を開き側に制御して（ステップＳ１２）、過給圧を低下させ、図５のマップを参照して現エンジン回転数に対応する限界過給圧になるように設定する。これにより、筒内圧過大（出力過多）となり部品が強度不足となるのを回避することができるとともに、エンジン回転数に応じて異なる、筒内温度上昇によるノックの発生（出力ダウン）をきめ細かく抑制することができる。
【００４１】
一方、現時点での過給圧がガソリン燃料での最大限界過給圧以上でないならば（ステップＳ１１否定）、上記筒内圧過大や筒内温度上昇の問題は生じないので、公知技術に基づいたガソリン燃料での燃焼制御を実施する（ステップＳ１３）。
【００４２】
また、ステップＳ１０において、過給時の燃料がＣＮＧ燃料であるならば（ステップＳ１０否定）、過給圧センサ２８ｃによって検出された現時点での過給圧がＣＮＧ燃料での最大限界過給圧以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。
【００４３】
現時点での過給圧がＣＮＧ燃料での最大限界過給圧以上であるならば（ステップＳ１４肯定）、ウエストゲートバルブ４４を開き側に制御して（ステップＳ１５）、当該最大限界過給圧を下回るまで現過給圧を低下させ、エンジン１０の出力を低下させる。これにより、出力過多により部品が強度不足となるのを回避することができる。
【００４４】
一方、現時点での過給圧がＣＮＧ燃料での最大限界過給圧以上でないならば（ステップＳ１４否定）、上述した性能上の問題は生じないので、公知技術に基づいたＣＮＧ燃料での燃焼制御を実施する（ステップＳ１６）。
【００４５】
以上のように、この実施例１に係るバイフューエルエンジン１０の過給制御装置によれば、燃料の種類に応じて異なる最大過給圧となるようにウエストゲートバルブ４４を制御しているので、部品の強度不足やノック発生等の不具合が生じるのを抑制することができる。
【００４６】
なお、上記実施例１においては、ガソリン噴射用インジェクタ２４を吸気ポート１５噴射用に設けるものとして説明したが、これに限定されず、筒内噴射用に設けてもよく、その場合も上記と同様の効果を期待できる。
【００４７】
また、上記実施例１においては、スロットル弁として、電子制御式の電子スロットル２０を用いるものとして説明したが、これに限定されず、電子制御式でないスロットルを用いてもよい。
【００４８】
更に、上記実施例１においては、ウエストゲートバルブ４４を用いるものとして説明したが、排気バイパス通路１９ａを適宜開閉できる手段であれば、これに限定されず、その他のバルブ手段等であってもよい。
【実施例２】
【００４９】
本実施例２は、過給圧の制御を機械式ウエストゲートバルブ４４と電子スロットル２０との両方で実施するものである。図６は、この発明の実施例２に係るバイフューエルエンジンの概略構成を示す模式図、図７は、機械式ウエストゲートバルブ４４の概略構成を示す断面図、図８は、制御方法を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、すでに説明した部材またはステップ番号と同一若しくは相当するものには、同一の符号を付して重複説明を省略若しくは簡略化する。
【００５０】
本実施例２における構成では、図６および図７に示すように、過給圧センサ２８ｃからの過給圧信号に基づいてＥＣＵ５０によって制御される電子制御式の電子スロットル２０を用いている。
【００５１】
また、本実施例２で用いるウエストゲートバルブ（機械式ウエストゲートバルブ）４４は、上記実施例１で用いたような自動制御式である必要はなく、図７に示すように、最大限界過給圧１条件でアクチュエータ４４ａが動作することによりバルブ４４ｅが開く機械式のものでよい。
【００５２】
すなわち、このウエストゲートバルブ４４は、ＣＮＧ燃料での性能要件を考慮してその最大限界過給圧でバルブ４４ｅが開くように、アクチュエータ４４ａのスプリング４４ｂの荷重が設定されている（後述する図８のステップＳ１４，Ｓ１５参照）。
【００５３】
また、本実施例２における構成では、エンジン１０の点火時期を所定時間遅らせる公知の点火遅角制御手段を更に備えている。なお、その他の構成は、上記実施例１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００５４】
以下、本実施例２に係る制御方法について図８に基づいて図６等を参照しつつ説明する。先ず、過給時の燃料がガソリンであり（ステップＳ１０肯定）、現時点での過給圧がガソリン燃料での最大限界過給圧以上であるならば（ステップＳ１１肯定）、この最大限界過給圧を超えないように、電子スロットル２０を閉じ側に制御して吸入空気量を減らしていく（ステップＳ２０）。
【００５５】
ガソリン燃料使用時の上記最大限界過給圧（液体燃料過給圧限界値）は、最大筒内圧を考慮すると、ＣＮＧ燃料使用時の最大限界過給圧よりも低くなるので、この低い値を予めＥＣＵ５０に記憶しておけばよい。このように制御することで、筒内圧過大（出力過多）となり、部品が強度不足となるのを回避することができる。
【００５６】
また、過給時の燃料がガソリンでないならば（ステップＳ１０否定）、ステップＳ１４に移行する。現時点での過給圧がＣＮＧ燃料での最大限界過給圧以上であるならば（ステップＳ１４肯定）、機械式ウエストゲートバルブ４４は、スプリング４４ｂの荷重が上記のように設定されているので、自動的に開き（ステップＳ１５）、当該最大限界過給圧を下回るまで開き続ける。これにより、現過給圧が低下し、エンジン１０の出力が低下するので、出力過多により部品が強度不足となるのを回避することができる。
【００５７】
一方、現時点での過給圧がＣＮＧ燃料での最大限界過給圧以上でないならば（ステップＳ１４否定）、上述した性能上の問題は生じないので、公知技術に基づいたＣＮＧ燃料での燃焼制御を実施する（ステップＳ１６）。
【００５８】
また、上記ステップＳ１１において、現時点での過給圧がガソリン燃料での最大限界過給圧以上でないならば（ステップＳ１１否定）、ノックが発生しているか否かを判断する（ステップＳ２１）。ノックが発生していないならば（ステップＳ２１否定）、公知技術に基づいたガソリン燃料での燃焼制御を実施する（ステップＳ２８）。
【００５９】
ノックが発生しているならば（ステップＳ２１肯定）、電子スロットル２０を絞っていく（ステップＳ２２）。そして、再度、ノック発生の有無を判断し（ステップＳ２３）、ノックが発生していないならば（ステップＳ２３否定）、公知技術に基づいたガソリン燃料での燃焼制御を実施する（ステップＳ２８）。
【００６０】
一方、ノックが発生しているならば（ステップＳ２３肯定）、現時点の過給圧が、無過給時の圧力（大気圧：約１０１ｋＰａ）とほぼ等しくなるまで電子スロットル２０のスロットル開度を絞っていき（ステップＳ２４否定、ステップＳ２２）、その開度で固定する（ステップＳ２５）。
【００６１】
このように、電子スロットル２０をスロットル開度下限値まで絞ることにより、その後にノックが発生する場合であっても、そのノック発生条件を緩和してから、後述するＫＣＳ制御（点火遅角制御）を実施することができるので、無過給時よりも出力性能が低下するのを抑制することができる。
【００６２】
電子スロットル２０を上記スロットル開度で固定し（ステップＳ２５）、それでもなおノックが発生する場合には（ステップＳ２６肯定）、通常のＫＣＳ制御を実施し（ステップＳ２７）、ノック発生を抑制してから、公知技術に基づいたガソリン燃料での燃焼制御を実施する（ステップＳ２８）。
【００６３】
過給時に過給圧を絞らずにＫＣＳ制御のみを実施すると、ノック発生条件が厳しく、無過給時よりも性能が低下する場合が生じ得るが、上記のように制御することにより、このような性能低下を抑制することができる。
【００６４】
また、上記ステップＳ２６の判断において、ノックが発生しなくなった場合には（ステップＳ２６否定）、通常のとおり、公知技術に基づいたガソリン燃料での燃焼制御を実施すればよい（ステップＳ２８）。
【００６５】
以上のように、この実施例２に係るバイフューエルエンジン１０の過給制御装置によれば、ウエストゲートバルブ４４と電子スロットル２０とを制御することによって、ノック等の発生に対して予め過給圧の限度をマップ等により設定しなくても、運転時点での気象変化（温度や湿度）にも柔軟に対応し得る細かな制御を行うことができるので、ＣＮＧとガソリンの両方の燃料に対する出力等の性能限界を追求することができる。
【００６６】
また、通常のガソリンエンジンに使用される過給システムを大きな設計変更等を要することなくバイフューエルエンジン１０に用いているので、過給システムを簡易な構成により低コストで構築することができる。
【００６７】
更に、本実施例２では、最大過給圧１条件で開閉するウエストゲートバルブ４４を用いているので、ガソリン燃料時における回転毎の限界過給圧設定等の適合を排除することができ、システムの開発期間やコスト低減を実現することができる。
【００６８】
なお、上記実施例１および実施例２においては、液体燃料としてガソリンを使用し、気体燃料としてＣＮＧを使用するバイフューエルエンジンへの本発明の適用例について説明したが、たとえば、液体燃料としてアルコールや、ガソリンにアルコールを混合したものを使用し、気体燃料として液化石油ガス（ＬＰＧ）や水素、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）等を使用するバイフューエルエンジンに適用してもよく、またガソリンやこれらの液体燃料と、上記気体燃料とを任意に組み合わせて使用するバイフューエルエンジンに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、この発明に係るバイフューエルエンジンの過給制御装置は、ガソリンエンジンの改造・小変更により製作されたバイフューエルエンジンに有用であり、特に、気体燃料使用時と液体燃料使用時とで異なる最大限界過給圧を設定して不具合の発生を抑制することを目指すバイフューエルエンジンに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の実施例１に係る制御方法を示すフローチャートである。
【図２】バイフューエルエンジンの概略構成を示す模式図である。
【図３】自動制御式ウエストゲートバルブの概略構成を示す断面図である。
【図４】エンジン性能を示す概念図である。
【図５】ガソリン燃料時におけるエンジン回転数毎の限界過給圧の一例を示すマップである。
【図６】この発明の実施例２に係るバイフューエルエンジンの概略構成を示す模式図である。
【図７】機械式ウエストゲートバルブの概略構成を示す断面図である。
【図８】制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１０  エンジン（バイフューエルエンジン）
１５  吸気ポート
１９  排気通路
１９ａ  排気バイパス通路（排気流入量調節手段）
２０  電子スロットル
２３  ＣＮＧ噴射用インジェクタ（気体燃料噴射弁）
２４  ガソリン噴射用インジェクタ（液体燃料噴射弁）
２８  ターボ過給機
２８ｂ  タービン
２８ｃ  過給圧センサ（過給圧検出手段）
４４  ウエストゲートバルブ（排気流入量調節手段）
５０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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