(57)【要約】性状の異なる２種以上の燃料を内燃機関（１）に供給可能とし、内燃機関（１）の運転中にこれらの燃料を切り替えて供給する多種燃料切替制御を行う内燃機関（１）の燃料供給制御装置（５１）であって、吸入空気量に対して複数の燃料のそれぞれの燃料性状に応じた燃料供給量を設定し供給するとともに、いずれか一の燃料から別の燃料に切り替える際には、一の燃料の供給中に吸入空気量を所定量だけ増量してそれに応じた一の燃料の供給量とし、その後吸入空気量を増量したまま別の燃料に燃料切替を行って増量した吸入空気量に応じた別の燃料の供給量とする制御手段（５２）を備える。２種以上の燃料を使用する内燃機関について、燃料切替時の環境負荷の低減とエンジン回転数の安定性確保とのバランスをとった燃料切替を行うことができる。
2011136005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
性状の異なる２種以上の燃料を内燃機関に供給可能とし、内燃機関の運転中にこれらの燃料を切り替えて供給する多種燃料切替制御を行う内燃機関の燃料供給制御装置であって、
吸入空気量に対して複数の燃料のそれぞれの燃料性状に応じた燃料供給量を設定し供給するとともに、
いずれか一の燃料から別の燃料に切り替える際には、一の燃料の供給中に吸入空気量を所定量だけ増量してそれに応じた一の燃料の供給量とし、その後吸入空気量を増量したまま別の燃料に燃料切替を行って増量した吸入空気量に応じた別の燃料の供給量とする制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、燃料切替前後それぞれの所定時間にわたって保持する吸入空気量の増量値を設定するとともに、燃料切替後の吸入空気量の減衰量を設定し、
増量した吸入空気量の減衰に応じた別の燃料の供給量とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、燃料切替時の冷却水温度に基づいて、燃料切替時の吸入空気量の増量値および切替後の吸入空気量の減衰量を設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、一の燃料から別の燃料への切り替え時と別の燃料から一の燃料への切り替え時との吸入空気量を個別に設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の燃料供給制御装置に係り、特に、２種以上の燃料を使用する内燃機関について、燃料切替時の環境負荷の低減とエンジン始動の安定性確保とのバランスをとって燃料切替を行う内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関には、ガス状燃料を含み互いに性状の異なる２種以上の燃料を供給可能として、供給する燃料を切り替える制御、即ち、多種燃料切替制御を行う燃料供給制御装置を備えるものがある。多種燃料切替制御を行う燃料供給制御においては、燃料性状が異なると、それぞれの燃料制御に対して、基本制御や増量補正制御の制御量が互いに異なる。例えば、同じ空気量、同じエンジン回転数、同じ空燃比であっても、燃料の制御量だけでなく、エンジン出力が異なるということになる。
そして、それらの燃料を切り替える際には、基本的な制御量の違いに加え、エンジン出力を維持基準として切り替えるか、排気ガスの清浄化を維持基準として切り替えるか、などによっても燃料制御の制御量が異なるため、様々なバランスをとった最適値等に合せるように制御を行うことが望まれる。【０００３】
このような内燃機関の燃料供給制御装置としては、バイフューエル車において液体燃料から気体燃料に切替える際に、燃料切替スイッチのＯＮ後、空然比のオーバーリッチを防ぐため残った液体燃料を燃焼するタイマー時間を設け、その時間経過後、気体燃料の供給と同時にエンジン回転落ちを防止するために吸入空気量を増量させるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平３−４１６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１の制御方法では、燃料切替と吸入空気量の増量とを同時に行うため、燃料を切替える際に残りの液体燃料が想定より少ない場合や、タイマー時間が実際と合わなかった場合に、空然比のオーバーリッチまたはオーバーリーンが発生し、環境負荷を増大させ、エンジン回転数がストールする可能性がある。【０００６】
この発明は、２種以上の燃料を使用する内燃機関について、燃料切替時の環境負荷の低減とエンジン回転数の安定性確保とのバランスをとって燃料切替を行う内燃機関の燃料供給制御装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、性状の異なる２種以上の燃料を内燃機関に供給可能とし、内燃機関の運転中にこれらの燃料を切り替えて供給する多種燃料切替制御を行う内燃機関の燃料供給制御装置であって、吸入空気量に対して複数の燃料のそれぞれの燃料性状に応じた燃料供給量を設定し供給するとともに、いずれか一の燃料から別の燃料に切り替える際には、一の燃料の供給中に吸入空気量を所定量だけ増量してそれに応じた一の燃料の供給量とし、その後吸入空気量を増量したまま別の燃料に燃料切替を行って増量した吸入空気量に応じた別の燃料の供給量とする制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の内燃機関の燃料供給制御装置は、燃料を切り替える際に、増量した吸入空気量と先に使用中の燃料を用いて、予めエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数を安定させてから、次の燃料に切り替えることにより、エンジンストール、あるいは、大幅なエンジンストールを防ぐことができる。
このため、この発明の内燃機関の燃料供給制御装置は、燃料切替後に次の燃料と吸入空気量の増量でエンジン回転数の安定化を図る従来の制御よりも、安定化が容易であり、収束を早めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、内燃機関の燃料供給制御装置の制御フローチャートである。（実施例）
【図２】図２は、液体燃料から気体燃料への燃料切替時の燃料供給量と吸入空気量との関係を示すタイミングチャートである。（実施例）
【図３】図３は、内燃機関の燃料供給制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図３において、１は内燃機関、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はシリンダヘッドカバー、５はピストン、６は燃焼室、７は吸気ポート、８は排気ポート、９は吸気弁、１０は排気弁、１１は吸気カム軸、１２は排気カム軸である。
内燃機関１は、吸気系として、エアクリーナ１３と吸気管１４とスロットルボディ１５とサージタンク１６と吸気マニホルド１７とを順次に接続し、吸気ポート７に連通する吸気通路１８を設けている。スロットルボディ１５の吸気通路１８には、スロットルバルブ１９を設けている。また、内燃機関１は、排気系として、排気マニホルド２０と触媒コンバータ２１と排気管２２とを順次に接続し、排気ポート８に連通する排気通路２３を設けている。触媒コンバータ２１は、触媒２４を内蔵している。【００１２】
前記内燃機関１は、液体燃料と気体燃料との２種を供給される。内燃機関１は、液体燃料系として、液体燃料タンク２５を設け、液体燃料タンク２５内に液体燃料を圧送する液体燃料ポンプ２６を設け、この液体燃料ポンプ２６にフィルタ２７と圧力レギュレータ２８とを介して一端側が接続される液体燃料供給管２９を設けている。圧力レギュレータ２８には、液体燃料タンク２５内に開口した液体燃料戻り管３０を接続している。液体燃料供給管２９の他端側は、液体燃料分配管３１に接続している。液体燃料分配管３１には、吸気マニホルド１７に取り付けられた各気筒毎の液体燃料噴射弁３２を接続している。
前記液体燃料タンク２５には、２ウェイチェックバルブ３３を介してエバポ管３４の一端側を接続している。エバポ管３４は、他端側をキャニスタ３５に接続している。キャニスタ３５には、パージ管３６の一端側を接続している。パージ管３６は、他端側をスロットルボディ１５に設けたスロットルバルブ１９下流側の吸気通路１８に連通している。パージ管３６の途中には、パージ制御バルブ３７を設けている。
前記内燃機関１は、気体燃料系として、気体燃料タンク３８を設け、気体燃料タンク３８に一端側が接続される気体燃料供給管３９を設けている。気体燃料供給管３９の途中には、主止弁４０と減圧弁４１とを設けている。減圧弁４１は、圧力導入管４２によりスロットルバルブ１９下流側の吸気通路１８に連通している。減圧弁４１は、吸気通路１８の吸気圧力を導入して気体燃料を減圧する。気体燃料供給管３９の他端側は、気体燃料分配管４３に接続している。気体燃料分配管４３には、吸気マニホルド１７に取り付けられた各気筒毎の気体燃料噴射弁４４を接続している。気体燃料噴射弁４４は、前記液体燃料噴射弁３２に近接して吸気マニホルド１７に取り付けられている。【００１３】
前記内燃機関１は、点火系として、シリンダヘッドカバー４に各気筒毎のイグニションコイル４５を取り付けている。イグニションコイル４５は、各気筒の燃焼室６に臨ませた点火プラグに飛び火させる。
この内燃機関１には、シリンダヘッドカバー４内をＰＣＶバルブ４６を介してサージタンク１６の吸気通路１８に連通するタンク側ブローバイガス通路４７を設け、シリンダヘッドカバー４内をエアクリーナ１３内に連通するクリーナ側ブローバイガス通路４８を設けている。
また、内燃機関１は、スロットルバルブ１９を迂回して吸気通路１８を連通するバイパス空気通路４９を設け、このバイパス空気通路４９の途中にバイパス空気通路４９の空気量を調整するアイドル空気量制御バルブ５０を設けている。【００１４】
前記内燃機関１は、燃料供給制御装置５１を備えている。燃料供給制御装置５１は、性状の異なる２種以上の燃料として液体燃料と気体燃料とを内燃機関１に供給可能とし、内燃機関１の運転中にこれらの液体燃料と気体燃料とを切り替えて供給する多種燃料切替制御を行う制御手段５２を備えている。ここで制御手段５２は例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。この実施例の制御手段５２は、液体燃料系を制御する液体燃料制御部５３と気体燃料系を制御する気体燃料制御部５４とから構成される。
前記液体燃料制御部５３には、前記液体燃料ポンプ２６と、液体燃料噴射弁３２と、パージ制御バルブ３７と、イグニションコイル４５と、アイドル空気量制御バルブ５０とを接続している。また、液体燃料制御部５３には、吸気温度を検出する吸気温センサ５５と、スロットルバルブ１９のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ５６と、圧力導入管４２に導入されたスロットルバルブ１９下流側の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ５７と、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ５８と、排気ガスの酸素を検出する酸素センサ５９と、冷却水温度を検出する水温センサ６０と、ノッキングを検出するノッキングセンサ６１と、エンジン回転数を検出するためクランク角を検出するクランク角センサ６２と、吸気カム軸１１（排気カム軸１２）のカム角を検出するカム角センサ６３と、人為操作によりＯＮ・ＯＦＦされる燃料切替スイッチ６４とを接続し、メインスイッチ６５及びフューズ６６を介してバッテリ６７を接続している。
前記気体燃料制御部５４には、前記主止弁４０と、気体燃料噴射弁４４とを接続している。また、気体燃料制御部５４には、減圧弁４１で減圧された気体燃料の温度を検出する気体燃料温度センサ６８と、減圧弁４１で減圧された気体燃料の圧力を検出する気体燃料圧力センサ６９とを接続している。
制御手段５２は、液体燃料制御部５３と気体燃料制御部５４とを接続して相互に制御データを通信し、液体燃料供給量と気体燃料供給量と吸入空気量とを協調して制御する。【００１５】
燃料供給制御装置５１の制御手段５２は、吸入空気量に対して液体燃料と気体燃料とのそれぞれの燃料性状に応じた燃料供給量を設定し供給するとともに、いずれか一の燃料から別の燃料に切り替える際には、一の燃料の供給中に吸入空気量を所定量だけ増量してそれに応じた一の燃料の供給量とし、その後吸入空気量を増量したまま別の燃料に燃料切替を行って増量した吸入空気量に応じた別の燃料の供給量とする。
前記制御手段５２は、燃料切替前後それぞれの所定時間にわたって保持する吸入空気量の増量値を設定するとともに、燃料切替後の吸入空気量の減衰量を設定し、増量した吸入空気量の減衰に応じた別の燃料の供給量とする。
また、前記制御手段５２は、燃料切替時の冷却水温度に基づいて、燃料切替時の吸入空気量の増量値および切替後の吸入空気量の減衰量を設定する。【００１６】
次に、作用を説明する。
内燃機関１の燃料供給制御装置５１は、人為操作による燃料切替スイッチ６４の信号によって、液体燃料と気体燃料とのいずれか一の燃料から別の燃料に切り替える際に、燃料を切り替える前にあらかじめ吸入空気量を増量させてエンジン回転数を上げてから燃料の切替を行い、燃料の切替後に増量した吸入空気量の減衰を行うものである。吸入空気量の増量・減衰は、スロットルバルブ１９を迂回するバイパス空気通路４９に設けたアイドル空気量制御バルブ５０によって行う。
燃料供給制御装置５１の制御手段５２は、図１に示すように、制御のプログラムがスタートすると（Ｓ０１）、人為操作による燃料切替スイッチ６４のＯＮで燃料の切替信号が入力されたかを判断する（Ｓ０２）。
この判断（Ｓ０２）がＮＯの場合は、制御手段５２は、エンドにする（Ｓ１６）。この判断（Ｓ０２）がＹＥＳの場合は、制御手段５２は、経過時間Ｔ１、液体燃料から気体燃料に切り替える際の吸入空気量の増量値Ａ、液体燃料から気体燃料に切り替える際の吸入空気量の減衰量Ｂ、気体燃料から液体燃料に切り替える際の吸入空気量の増量値Ｃ、気体燃料から液体燃料に切り替える際の吸入空気量の減衰量Ｄを「０」に初期化する（Ｓ０３）。次に、制御手段５２は、現在の使用燃料が液体燃料であるかを判断する（Ｓ０４）。
この判断（Ｓ０４）がＹＥＳの場合は、制御手段５２は、（Ｓ０５）〜（Ｓ１５）の処理に移行する。この判断（Ｓ０４）がＮＯの場合は、制御手段５２は、（Ｓ１７）〜（Ｓ２７）の処理に移行する。【００１７】
前記判断（Ｓ０４）がＹＥＳ（現在の使用燃料が液体燃料）の場合は、制御手段５２は、内燃機関１の冷却水温度を読み取り（Ｓ０５）、液体燃料から気体燃料に切り替える際の吸入空気量の増量値Ａを冷却水温度に基づいて決定し（Ｓ０６）、液体燃料から気体燃料に切り替える際の吸入空気量の減衰量Ｂを冷却水温度に基づいて決定する（Ｓ０７）。次に、制御手段５２は、決定した増量値Ａによる吸入空気量の増量を開始（図２のｔ０）し（Ｓ０８）、増量した吸入空気量に応じて液体燃料の供給量を増量し、吸入空気量の増量開始からの経過時間Ｔ１を計時（Ｔ１＋１→Ｔ１）する（Ｓ０９）。次に、制御手段５２は、経過時間Ｔ１が第１の所定時間ｔ１を超えたか（Ｔ１＞ｔ１）を判断する（Ｓ１０）。
この判断（Ｓ１０）がＮＯの場合は、制御手段５２は、経過時間Ｔ１の計測（Ｓ０９）に戻る。この判断（Ｓ１０）がＹＥＳの場合は、制御手段５２は、液体燃料から気体燃料への燃料切替を実施（図２のｔ１）し（Ｓ１１）、増量した吸入空気量に応じて気体燃料の供給量を増量し、吸入空気量の増量開始（Ｓ０８）からの経過時間Ｔ１を計時（Ｔ１＋１→Ｔ１）する（Ｓ１２）。次に、制御手段５２は、経過時間Ｔ１が第２の所定時間ｔ２を超えたか（Ｔ１＞ｔ２）を判断する（Ｓ１３）。
この判断（Ｓ１３）がＮＯの場合は、制御手段５２は、経過時間Ｔ１の計時（Ｓ１２）に戻る。この判断（Ｓ１３）がＹＥＳの場合は、制御手段５２は、吸入空気量の増量値Ａから減衰量Ｂを引いて新たな吸入空気量の増量値Ａとする減衰（Ａ−Ｂ→Ａ）を開始（図２のｔ２）し（Ｓ１４）、吸入空気量の増量値Ａが０になったか（Ａ＝０）を判断する（Ｓ１５）。
この判断（Ｓ１５）がＮＯの場合は、制御手段５２は、吸入空気量の増量値Ａの減衰（Ｓ１４）に戻る。この判断（Ｓ１５）がＹＥＳの場合は、制御手段５２は、制御のプログラムをエンドにする（Ｓ１６）。【００１８】
一方、現在の使用燃料が気体燃料で、前記判断（Ｓ０４）がＮＯの場合は、制御手段５２は、内燃機関１の冷却水温度を読み取り（Ｓ１７）、気体燃料から液体燃料に切り替える際の吸入空気量の増量値Ｃを冷却水温度に基づいて決定し（Ｓ１８）、気体燃料から液体燃料に切り替える際の吸入空気量の減衰量Ｄを冷却水温度に基づいて決定する（Ｓ１９）。次に、制御手段５２は、決定した増量値Ｃによる吸入空気量の増量を開始し（Ｓ２０）、増量した吸入空気量に応じて気体燃料の供給量を増量し、吸入空気量の増量開始からの経過時間Ｔ１を計時（Ｔ１＋１→Ｔ１）する（Ｓ２１）。次に、制御手段５２は、経過時間Ｔ１が第３の所定時間ｔ３を超えたか（Ｔ１＞ｔ３）を判断する（Ｓ２２）。
この判断（Ｓ２２）がＮＯの場合は、制御手段５２は、経過時間Ｔ１の計測（Ｓ２１）に戻る。この判断（Ｓ２２）がＹＥＳの場合は、制御手段５２は、気体燃料から液体燃料への燃料切替を実施し（Ｓ２３）、増量した吸入空気量に応じて液体燃料の供給量を増量し、吸入空気量の増量開始（Ｓ２０）からの経過時間Ｔ１を計時（Ｔ１＋１→Ｔ１）する（Ｓ２４）。次に、制御手段５２は、経過時間Ｔ１が第４の所定時間ｔ４を超えたか（Ｔ１＞ｔ４）を判断する（Ｓ２５）。
この判断（Ｓ２５）がＮＯの場合は、制御手段５２は、経過時間Ｔ１の計時（Ｓ２４）に戻る。この判断（Ｓ２５）がＹＥＳの場合は、制御手段５２は、吸入空気量の増量値Ｃから減衰量Ｄを引いて新たな吸入空気量の増量値Ｃとする減衰（Ｃ−Ｄ→Ｃ）を開始し（Ｓ２６）、吸入空気量の増量値Ｃが０になったか（Ｃ＝０）を判断する（Ｓ２７）。
この判断（Ｓ２７）がＮＯの場合は、制御手段５２は、吸入空気量の増量値Ｃの減衰（Ｓ２６）に戻る。この判断（Ｓ２７）がＹＥＳの場合は、制御手段５２は、制御のプログラムをエンドにする（Ｓ１６）。【００１９】
この内燃機関１の燃料供給制御装置５１は、基本的に、選択されている燃料が液体燃料と気体燃料のいずれの燃料であっても、吸入空気量に対して供給する燃料の供給量を、空燃比が所望の空燃比となるように、例えば、理論空燃比（λ＝１）となるように、燃料制御している。吸入空気量の増量中も含めて、同じように制御している。フィードバック制御を行う際に、λ＝１を中心とした上下変動を伴う制御も、同様に含めて考えられる。
燃料供給制御装置５１は、吸入空気量の増量分を、内燃機関１の冷却水温度に基づいて決める。その増量補正は、冷却水温度が低くなるほど増加傾向、水温上昇に対して増量補正は減少傾向となる。
燃料供給制御装置５１は、液体燃料と気体燃料の２種の燃料に対してそれぞれに、また、切替前と切替後のそれぞれに、所定時間を設定している。すなわち、４つの所定時間ｔ１〜ｔ４を設定している。また、経過時間Ｔ１を計るカウンタのカウントアップ（計時）は、１回目（切替前）と２回目（切替後）について継続して行っている。【００２０】
そして、燃料供給制御装置５１は、図１における（Ｓ０５）〜（Ｓ１５）の処理での２回の所定時間ｔ１、ｔ２、また、図１における（Ｓ１７）〜（Ｓ２７）の処理での２回の所定時間ｔ３、ｔ４を、時間長的に、１回目の所定時間ｔ１、ｔ３に対し２回目の所定時間ｔ２、ｔ４を２倍として設定している。すなわち、２回目の所定時間ｔ２、ｔ４から１回目の所定時間ｔ１、ｔ３を引いた時間（差分）が、１回目の所定時間ｔ１、ｔ３とほぼ同じ位の時間となるようにしている。従って、燃料供給制御装置５１は、切替前の燃料の増量を行う時間（ｔ１とｔ３）と切替後の燃料の増量を行う時間（ｔ２とｔ４）とを、ほぼ同じ位の時間としつつ、時間計測を連続させて行うことが可能となるようにしている。
燃料供給制御装置５１は、図１における（Ｓ０５）〜（Ｓ１５）の処理、あるいは（Ｓ１７）〜（Ｓ２７）の処理に対して、１回目の所定時間ｔ１、ｔ３は燃料毎に別設定ができるようにし、冷却水温度に応じた燃料性状に最適な時間を設定できるようにしている。一方で、燃料供給制御装置５１は、吸入空気量の増量を冷却水温度に応じて設定して、安定性を確保しているので、制御のスリム化のために、１回目の所定時間ｔ１、ｔ３の設定判断値は同一の時間長として設定することができる。同様に、２回目の所定時間ｔ２、ｔ４は、燃料に関わらず、同一の設定判断値に設定できる。【００２１】
燃料については、切替前の燃料の増量補正の経過時間と、切替後の燃料の増量補正の経過時間とを、同じ位にしている。厳密にみれば、気体燃料と液体燃料では燃焼性に違いがあり、最適な所定時間も違い、それぞれ安定性が確保できる必要最小の時間がある。けれども、ここでは、それら個々の最適値の中で、長い方の時間に揃えることにより、燃料供給制御装置５１の制御手段５２の制御上の簡素化、共通化を図っている。燃料供給制御装置５１の制御手段５２にとっては、ハードや機能の面でメリットがあり、適用機種を増やすことができる。
また、燃料供給制御装置５１は、図１のフローチャートにおける（Ｓ０５）〜（Ｓ１５）の処理、あるいは（Ｓ１７）〜（Ｓ２７）の処理でみると、所定時間の判断が２回（ｔ１とｔ２、あるいは、ｔ３とｔ４）出てくるが、１回目の所定時間（ｔ１とｔ３）の判断と２回目の所定時間（ｔ３とｔ４）の判断では、増量する燃料種類が異なり、目的とする作用が異なる。増量分がエンジン回転数アップによる安定化に寄与し、この時間長については、一回目の所定時間（ｔ１とｔ３）は、空気量増量によるエンジン回転数の安定化が得られればよく、２回目の所定時間（ｔ２とｔ４）は、燃料切替時のエンジン回転数の安定化に必要な時間である。【００２２】
燃料供給制御装置５１は、燃焼も含めて、図１のフローチャートにおける（Ｓ０５）〜（Ｓ１５）に沿って燃料を切り替えた場合（液体燃料から気体燃料への切替例）に、内燃機関１の燃焼の安定度を端的に示す冷却水温度を用いて、切替前に一の燃料である液体燃料を用いた内燃機関１の運転状態を、エンジン回転数の若干高まった状態に変化させる。
このとき、燃料供給制御装置５１は、吸入空気量を、基となる吸入空気量に冷却水温度に応じた増量分を加えて増量した吸入空気量状態とするとともに、この増量した吸入空気量に応じた供給量の液体燃料を供給している。従って、エンジン回転数が高まり、出力も若干高まるとしても、燃焼状態は吸入空気量の増量前と同等の状態として、排気ガスの成分比は増量前後でほぼ等しい状態（λ＝１）である。
この状態で所定時間ｔ１が経過し安定した後、燃料供給制御装置５１は、一の燃料である液体燃料から別の燃料である気体燃料への燃料切替を行う。この瞬時的な切替は、既知の方法を利用すれば良い。そして、この切り替えの間も、経過時間Ｔ１の計時は継続している。燃料の切替を行う前後で吸入空気量の変更はなく、増量した吸入空気量状態のままとしているのに対し、この増量した吸入空気量に最適な別の燃料である気体燃料の供給量は、一の燃料である液体燃料の供給量とは異なる供給量となる。
この状態で所定時間ｔ２が経過し安定した後、燃料供給制御装置５１は、増量した吸入空気量を制御サイクルに従って当初に設定した減衰量ずつ変化させ、基本の吸入空気量に収束させる。この間も燃焼状態は吸入空気量の増量前と同等の状態として、排気ガスの成分比は増量前後でほぼ等しい状態（λ＝１）である。【００２３】
このように、燃料供給制御装置５１は、制御手段５２によって、燃料を切り替える際に、増量した吸入空気量と先に使用中の燃料とを用いて、予めエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数を安定させてから、次の燃料に切り替えることにより、エンジンストール、あるいは、大幅なエンジンストールを防ぐことができる。
このため、燃料供給制御装置５１は、燃料切替後の次の燃料と吸入空気量の増量でエンジン回転数の安定化を図る従来の制御よりも、安定化が容易であり、収束を早めることができる。また、燃料供給制御装置５１は、液体燃料から気体燃料への切り替えの際だけでなく、気体燃料から液体燃料への切り替えの際にも吸入空気量を増量することで、燃料切替時の燃焼不安定によるエンジンストールを回避できる。
また、燃料供給制御装置５１は、制御手段５２によって、燃料切替前後それぞれの所定時間（ｔ１・ｔ２、ｔ３・ｔ４）にわたって保持する吸入空気量の増量値（Ａ、Ｃ）を設定するとともに、燃料切替後の吸入空気量の減衰量（Ｂ、Ｄ）を設定し、増量した吸入空気量の減衰に応じた別の燃料の供給量としている。
このため、燃料供給制御装置５１は、液体燃料から気体燃料への切り替え時と気体燃料から液体燃料への切り替え時の吸入空気量を個別に設定することで、燃料切替時のエンジン回転数の制御性を最適化でき、燃料切替後の通常の吸入空気量に復帰するタイミングでのエンジン回転数急変をなくして、エンジン回転数の制御性を向上できる。
さらに、燃料供給制御装置５１は、制御手段５２によって、燃料切替時の冷却水温度に基づいて、燃料切替時の吸入空気量の増量値（Ａ、Ｃ）および切替後の吸入空気量の減衰量（Ｂ、Ｄ）を設定している。
このため、燃料供給制御装置５１は、吸入空気量の増量値および減衰量をエンジン回転数の安定性に影響の大きい内燃機関１の温度に応じて設定するので、始動直後から完全暖機までいずれの場合でも燃料切替を安定的に行うことができ、燃料切替時のエンジン回転数の上昇量、収束時間を調整することが可能となり、一時的なエンジン回転数アップから復帰するタイミングでの急変をなくしてドライバビリティを向上できる。【００２４】
なお、燃料供給制御装置５１は、燃料切替前の吸入空気量の増量および切替完了後の吸入空気量の減衰開始の遅延、減衰時間を任意に設定することにより、燃料切替時のエンジン回転数の上昇量、収束時間を調整することが可能となり、燃料切替時のドライバビリティ性能を向上できる。
また、燃料供給制御装置５１は、吸入空気量の増量・減衰をバイパス空気通路４９に設けたアイドル空気量制御バルブ５０によって行ったが、スロットルバルブ１９が電子制御式の場合は、スロットルバルブで行うこともできる。
さらに、液体燃料と気体燃料とに予め設定する所定時間ｔ１〜ｔ４は、１回目の所定時間（ｔ１、ｔ３）と２回目の所定時間（ｔ３、ｔ４）とのそれぞれの値をセット（ｔ１とｔ２、ｔ３とｔ４）にしておき、燃料切替パターンに対応させて設定してもよい。２種の燃料では、燃料切替パターンが２つとなるので、所定時間のセットは最小限２セット設けることになる。
また、吸入空気量の増量値や減衰量は、内燃機関１の冷却水温度に基づいて設定したが、燃料温度を用いて設定することもできる。燃料温度は、液体燃料タンク２５内の液体燃料ポンプ２６内部あるいは燃料供給経路の液体燃料供給管２９上に設けた燃料温度センサ（不図示）によって検出することができる。
さらに、上述実施例においては、人為操作による燃料切替スイッチ６４のＯＮによって燃料切替を行ったが、燃料の切り替えは、予め設定した切替条件が成立した時に、燃料切替スイッチ６４がＯＮとなるように制御することで、切替条件の成立に基づいて自動的な燃料切替を行うこともできる。切替条件としては、内燃機関１の冷却水温度が、内燃機関１の完全暖機状態であると判断できる設定温度以上であること、加減速が少ない部分負荷の運転状態であること、エンジン回転数変動の少ない定常運転状態であること、等とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
この発明は、２種以上の燃料を使用する内燃機関について、燃料切替時の燃焼不安定によるエンジンストールを回避できるものであり、気体燃料と液体燃料、燃料性状の異なる２種の気体燃料、あるいは燃料性状の異なる２種の液体燃料等の、燃料を切り換えて使用する内燃機関に応用することができる。
【図１】
2011136005.tif 000003
【図２】
2011136005.tif 000004
【図３】
2011136005.tif 000005
【国際調査報告】
2011136005.tif 000006
2011136005.tif 000007