(57)【要約】【課題】複数の電子制御装置間で確実に同期して燃料切替制御を行なうことができる複数種類の燃料を使用可能なエンジン制御システムを提供する。【解決手段】燃料種類に応じた燃料噴射量に基づいて燃料噴射信号を出力する第１ＥＣＵ１と、燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタ或いは第２インジェクタに燃料噴射信号を出力する第２ＥＣＵ２とがシリアル通信線で接続されるとともに、双方に気筒判別信号が入力され、所定のクランク角度に同期して、一方から他方のＥＣＵにシリアル通信線を介して燃料切替同期信号を送信し、当該燃料切替同期信号に同期して、第１ＥＣＵは切替後の燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力し、第２ＥＣＵは第１ＥＣＵから出力された燃料噴射信号を入力し、切替後の燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタ或いは第２インジェクタに燃料噴射信号を出力する。【選択図】図２
2011099412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システムであって、
エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１電子制御装置と、
前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタまたは第２インジェクタの何れかに燃料噴射信号を出力する第２電子制御装置とを備え、
前記第１電子制御装置と第２電子制御装置とは、制御情報を送受信する通信線で接続されるとともに、双方に気筒判別信号が入力され、
所定の燃料切替条件が成立すると、気筒判別信号に基づく所定のクランク角度に同期して、一方の電子制御装置から他方の電子制御装置に前記通信線を介して燃料切替同期信号を送信し、当該燃料切替同期信号に同期して、前記第１電子制御装置は切替後の燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力し、前記第２電子制御装置は前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、切替後の燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタまたは第２インジェクタの何れかに燃料噴射信号を出力するエンジン制御システム。
【請求項２】
所定の燃料切替条件が成立すると、一方の電子制御装置は、気筒判別信号に基づく所定のクランク角度に同期して、他方の電子制御装置に前記通信線を介して燃料切替要求信号を送信し、他方の電子制御装置から前記通信線を介して返信される燃料切替容認信号を確認した後に、当該燃料切替同期信号を送信する請求項１記載のエンジン制御システム。
【請求項３】
前記第１電子制御装置は、当該燃料切替同期信号の直後に燃料噴射時期を迎える気筒から、切替後の燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する請求項１または２記載のエンジン制御システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載のエンジン制御システムに組み込まれ、エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する電子制御装置であって、
前記第２電子制御装置から、前記通信線を介して燃料切替同期信号が送信されると、当該燃料切替同期信号に同期して、切替後の燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を前記第２電子制御装置に出力する電子制御装置。
【請求項５】
複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンへの供給燃料がガソリンと圧縮天然ガスであり、ガソリンに対して燃料噴射量を算出する第１燃料噴射量算出処理と、前記通信線を介して前記第２電子制御装置から送信される圧縮天然ガス供給系統の温度及び圧力に基づいて前記第１燃料噴射量算出処理で算出された燃料噴射量を補正し、前記通信線を介した通信が途絶すると、通信途絶前に受信した直近の温度及び圧力に基づいて前記第１燃料噴射量算出処理で算出された燃料噴射量を補正する第２燃料噴射量算出処理を実行する請求項４記載の電子制御装置。
【請求項６】
請求項１から３の何れかに記載のエンジン制御システムに組み込まれ、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタまたは第２インジェクタの何れかに燃料噴射信号を出力する電子制御装置であって、
前記通信線を介して燃料切替同期信号を送信し、当該燃料切替同期信号に同期して、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を、切替後の燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタまたは第２インジェクタの何れかに燃料噴射信号を出力する電子制御装置。
【請求項７】
複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンへの供給燃料がガソリンと圧縮天然ガスであり、エンジンの停止状態で前記通信線を介した通信が途絶した場合に、前記第１電子制御装置から燃料噴射信号が所定回数連続して入力されると、当該燃料噴射信号をガソリン用のインジェクタに中継出力し、エンジンの駆動状態で前記通信線を介した通信が途絶した場合に、前記第１電子制御装置から燃料噴射信号が入力されなければエンジンを停止させる請求項６記載の電子制御装置。
【請求項８】
気体燃料を含む複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システムであって、
エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１電子制御装置と、
前記エンジンに使用される燃料が気体燃料である場合に、前記第１電子制御装置と制御情報を送受信する通信線で接続され、前記通信線を介して前記第１電子制御装置から送信される遮断弁開要求信号に基づいて、気体燃料の遮断弁を開弁制御するとともに、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、各気筒に備えたインジェクタに燃料噴射信号を出力する第２電子制御装置とを備え、
前記第２電子制御装置は、前記遮断弁開要求信号を受信する前に前記通信線を介した通信の途絶を検知する場合に、スタータ信号の入力を検知すると、前記遮断弁開要求信号の未受信にかかわらず前記遮断弁を開弁制御するエンジン制御システム。
【請求項９】
気体燃料を含む複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システムであって、
エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１電子制御装置と、
前記エンジンに使用される燃料が気体燃料である場合に、前記第１電子制御装置と制御情報を送受信する通信線で接続され、前記通信線を介して前記第１電子制御装置から送信される遮断弁開要求信号に基づいて、気体燃料の遮断弁を開弁制御するとともに、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、各気筒に備えたインジェクタに燃料噴射信号を出力し、前記通信線を介して前記第１電子制御装置から送信される遮断弁閉要求信号に基づいて、気体燃料の遮断弁を閉弁制御する第２電子制御装置とを備え、
前記第２電子制御装置は、エンジンの停止中に前記通信線を介した通信の途絶を検知する場合に、前記第１電子制御装置から出力される所定回数の燃料噴射信号を検知すると、前記遮断弁開要求信号の未受信にかかわらず前記遮断弁を開弁制御し、エンジンの駆動中に前記通信線を介した通信の途絶を検知する場合に、前記第１電子制御装置から出力される燃料噴射信号が所定時間検知されないと、前記遮断弁閉要求信号の未受信にかかわらず前記遮断弁を閉弁制御するエンジン制御システム。
【請求項１０】
気体燃料を含む複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システムであって、
エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１電子制御装置と、
前記エンジンに使用される燃料が気体燃料である場合に、前記第１電子制御装置と制御情報を送受信する通信線で接続され、前記通信線を介して前記第１電子制御装置から送信される遮断弁開要求信号に基づいて、気体燃料の遮断弁を開弁制御するとともに、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、各気筒に備えたインジェクタに燃料噴射信号を出力する第２電子制御装置とを備え、
前記第１電子制御装置は、前記第２電子制御装置により検知され、前記通信線を介して送信される燃料ガスの温度及び圧力に基づいて燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を前記第２電子制御装置に出力するように構成され、
前記第２電子制御装置は、エンジンの駆動中に前記通信線を介した通信の途絶を検知する場合に、前記第１電子制御装置から出力される燃料噴射信号を、と絶後に検知した燃料ガスの温度及び圧力に基づいて補正し、補正後の燃料噴射信号を各気筒に備えたインジェクタに出力するように構成されているエンジン制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイフューエルエンジン等の複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システム及び当該エンジン制御システムに組み込まれる電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用燃料を切り替えて作動可能なエンジン、いわゆるバイフューエルエンジンが知られている。特許文献１には、液体燃料であるガソリンと、気体燃料であるＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas；液化石油ガス）またはＣＮＧ（Compressed Natural Gas;圧縮天然ガス）とで使用燃料を切り替えるバイフューエルエンジンのエンジン制御システムが開示されている。
【０００３】
当該エンジン制御システムは、ガソリンエンジン用の電子制御装置として開発され、エンジン回転速度や吸入空気量等のエンジン運転状況を検出する各種センサ類の検出信号に基づいて、ガソリン用インジェクタからのガソリン噴射量（１噴射当たりのインジェクタの開弁時間）を算出し、算出した噴射量に対応する燃料噴射信号をサブ電子制御装置に出力するメイン電子制御装置と、ガソリン噴射時には、メイン電子制御装置から入力された燃料噴射信号をそのままガソリン用インジェクタに出力し、気体燃料噴射時には、メイン電子制御装置から入力された燃料噴射信号を気体燃料用の燃料噴射信号に換算して、気体燃料用インジェクタに出力するサブ電子制御装置を備えている。
【０００４】
また、特許文献２には、ＬＰＧをガソリンの代替燃料として使用するエンジンシステムに関する技術が提案されている。ガソリン用エンジンを制御するために開発されたガソリン用電子制御装置に、ＬＰＧ用電子制御装置を接続し、ガソリン用電子制御装置から出力される燃料噴射信号を、ＬＰＧ用電子制御装置によりＬＰＧへの適合のために補正してＬＰＧ噴射信号としてＬＰＧ噴射用燃料系デバイスに出力するＬＰＧエンジンシステムである。
【０００５】
これらのエンジン制御システムは、ガソリンエンジン用に開発されたメイン電子制御装置を大幅に設計変更することなく、気体燃料用の電子制御装置として有効に活用するために、メイン電子制御装置に気体燃料用の燃料噴射制御を行なうサブ電子制御装置を組み込むことにより実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９７３２６号公報
【特許文献２】特開２００８−１２１５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したバイフューエルエンジンを制御するエンジン制御システムでは、液体燃料及び気体燃料に対応する燃料噴射制御のための演算処理の双方をメイン電子制御装置で実行することにより、気体燃料に対応する燃料噴射制御の精度を向上させることが可能になる。
【０００８】
この場合、サブ電子制御装置は、メイン電子制御装置から出力される燃料噴射信号を中継して、ガソリン用インジェクタに出力するか、気体燃料用インジェクタに出力するかを切替制御することになるが、ガソリン用に生成された燃料噴射信号を誤って気体燃料用インジェクタに出力し、或いは、気体燃料用に生成された燃料噴射信号を誤ってガソリン用インジェクタに出力することがないように、燃料切替時にメイン電子制御装置とサブ電子制御装置との間で同期を取る必要がある。
【０００９】
そのため、サブ電子制御装置にリレー回路または論理回路等のハードウェア回路で構成される信号切替回路を設けて、メイン電子制御装置から出力される燃料切替信号により信号切替回路を制御することにより、メイン電子制御装置から出力される燃料噴射信号をガソリン用インジェクタに出力するか、気体燃料用インジェクタに出力するかを切り替えるように構成すると、サブ電子制御装置のハードウェアコストが嵩むという問題が生じる。
【００１０】
そこで、ハードウェアによる信号切替回路を設けることなく、サブ電子制御装置が、メイン電子制御装置から燃料噴射信号及び燃料切替信号を入力して、燃料切替信号に基づいて燃料噴射信号をガソリン用インジェクタに出力するか、気体燃料用インジェクタに出力するかをソフトウェアで切替制御するように構成すると、燃料切替信号及び燃料噴射信号双方の入力タイミングによっては、適正に同期が取れず、ガソリン用に生成された燃料噴射信号を誤って気体燃料用インジェクタに出力し、或いは、気体燃料用に生成された燃料噴射信号を誤ってガソリン用インジェクタに出力する虞が生じる。
【００１１】
また、エンジン制御に必要なセンサ信号等全ての信号をメイン電子制御装置に入力すると、メイン電子制御装置で実行する入力処理等の制御負荷が大きくなるため、例えば圧力センサや温度センサ等の気体燃料供給系の制御データの入力処理等をサブ電子制御装置で分担すると、メイン電子制御装置とサブ電子制御装置間の信号線が増加するという問題もあった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した問題に鑑み、ハードウェアコストを低減しながらも、複数の電子制御装置間で確実に同期して燃料切替制御を行なうことができるエンジン制御システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明によるエンジン制御システムの特徴構成は、複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システムであって、
エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１電子制御装置と、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタまたは第２インジェクタの何れかに燃料噴射信号を出力する第２電子制御装置とを備え、前記第１電子制御装置と第２電子制御装置とは、制御情報を送受信する通信線で接続されるとともに、双方に気筒判別信号が入力され、  所定の燃料切替条件が成立すると、気筒判別信号に基づく所定のクランク角度に同期して、一方の電子制御装置から他方の電子制御装置に前記通信線を介して燃料切替同期信号を送信し、当該燃料切替同期信号に同期して、前記第１電子制御装置は切替後の燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力し、前記第２電子制御装置は前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、切替後の燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタまたは第２インジェクタの何れかに燃料噴射信号を出力する点にある。
【００１４】
上述の構成によれば、クランク角度に同期して、一方の電子制御装置から他方の電子制御装置に通信線を介して送信される燃料同期信号に基づいて、第１電子制御装置により切替後の燃料種類に応じて算出された燃料噴射量に対応する燃料噴射信号が第２電子制御装置に出力され、第２電子制御装置により当該燃料噴射信号に基づいて切替後の燃焼種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタまたは第２インジェクタの制御が実行されるので、第１電子制御装置及び第２電子制御装置がクランク角度に同期した適切なタイミングで燃料種類の切替を実行することができるようになり、また、通信線を介して制御に必要な情報が授受されるため、切替機構などの複雑なハードウェア構成が不要となり、コストを低減することができるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明した通り、本発明によれば、ハードウェアコストを低減しながらも、複数の電子制御装置間で確実に同期して燃料切替制御を行なうことができるエンジン制御システムを提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一実施形態による概略構成図
【図２】第一実施形態による第１ＥＣＵ及び第２ＥＣＵの説明図
【図３】第一実施形態によるエンジン始動処理を説明するフローチャート
【図４】第一実施形態による燃料切替同期処理を説明するフローチャート
【図５】第一実施形態による燃料噴射処理を説明するフローチャート
【図６】第一実施形態による燃料切替シーケンスのタイムチャート
【図７】別実施形態による概略構成図
【図８】別実施形態による第１ＥＣＵ及び第２ＥＣＵの説明図
【図９】別実施形態による通信途絶時制御処理のフローチャート
【図１０】別実施形態による通信途絶時制御処理のフローチャート
【図１１】ＣＮＧに対する燃料噴射量の補正量を説明するための表
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明によるエンジン制御システムを、４気筒４サイクル型エンジンに適用した第一実施形態を説明する。尚、本発明が適用されるエンジンは４気筒に限るものでないことはいうまでもない。
【００１８】
図１に示すように、４気筒４サイクル型エンジンは、第１気筒＃１から第４気筒＃４の四つの気筒を備えたエンジン本体３と、各気筒の燃焼室３０に燃料と空気の混合気を供給する吸気経路４と、各燃焼室から燃焼済ガスを排気する排気経路５を備えている。
【００１９】
吸気経路４は、空気の流れ方向に沿って上流側からエアクリーナ４１、エアフローメータ４２、スロットルバルブ４３が配置された吸気管４０と、吸気管４０の下流側に連設され、各気筒の吸気ポートに分岐接続された吸気マニホールド４４を備えている。
【００２０】
吸気マニホールド４４のブランチ部には、各気筒に燃料を供給する第１インジェクタ６と、第２インジェクタ７の二種類のインジェクタが取り付けられている。第１インジェクタ６はガソリン用インジェクタであり、第２インジェクタ７はＣＮＧ（Compressed Natural Gas）用インジェクタである。
【００２１】
ガソリンタンク６０に貯蔵されたガソリンは、燃料ポンプ６１により汲み上げられてデリバリパイプ６２に圧送され、デリバリパイプ６２を介して各第１インジェクタ６に分配供給される。デリバリパイプ６２の燃圧は、プレッシャレギュレータ６３により一定に保持されている。
【００２２】
ＣＮＧボンベ７０に貯蔵されたＣＮＧは、降圧レギュレータ７１により一定圧力に調整された後にデリバリパイプ７２に供給され、デリバリパイプ７２を介して各第２インジェクタ７に分配供給される。ＣＮＧボンベ７０のガス流出部、降圧レギュレータ７１、デリバリパイプ７２にはそれぞれガスの供給を遮断する遮断弁７３，７４，７５が設けられている。
【００２３】
排気経路５は、各気筒の燃焼室３０に接続された排気マニホールド５０と、排気マニホールド５０の集合部に接続された排気管５１を備え、排気管５１の上流側に三元触媒を備えた触媒装置５３が配置され、その下流側に消音装置が配置されている。また、触媒装置５３の上流側には、各気筒から排出された排気ガスの酸素分圧に応じた電圧信号を出力する酸素センサ５２が設けられている。
【００２４】
吸気管４に吸入された空気は、エアクリーナ４１で浄化され、第１インジェクタ６または第２インジェクタ７の何れかから噴射された燃料と混合されて、各気筒の燃焼室３０に供給されて燃焼される。燃焼室３０での燃焼により生じた排気ガスは、排気マニホールド５０に排出され、排気管５１に備えた触媒装置５３により浄化された後に大気に排出される。
【００２５】
各気筒＃１〜＃４は、それぞれ１／４サイクルずれ、第１気筒＃１と第４気筒＃４、第２気筒＃２と第３気筒＃３がそれぞれ同時に上死点となるように１／２サイクルずれるように駆動され、＃１→＃３→＃４→＃２→＃１の順に吸気、圧縮、膨張、排気の各行程が実行される。
【００２６】
即ち、上述した４気筒４サイクル型エンジンは、複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンとしての一例であるガソリン燃料またはＣＮＧ燃料の何れかにより駆動されるバイフューエルエンジンとして構成されている。
【００２７】
図２に示すように、バイフューエルエンジンを制御するエンジン制御システムは、エンジン全体を制御するメイン電子制御装置としての第１電子制御装置１と、主に第１インジェクタ６及び第２インジェクタ７を制御するサブ電子制御装置としての第２電子制御装置２を備えている。
【００２８】
第１電子制御装置１は、マイクロコンピュータ１１と、Ｉ／Ｏインタフェース回路１２等の周辺回路を備えて構成され、マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵ１０１と、ＣＰＵ１０１で実行される制御プログラムや制御データが格納されたＲＯＭ１０２と、ＣＰＵ１０１のワーキング領域や、入出力データの記憶領域となるＲＡＭ１０３と、重要な制御データをバックアップするＥＥＰＲＯＭ１０４と、入出力ポート１０５、ＣＡＮ（Controller Area Network）−ＩＦ１０６等が組み込まれている。
【００２９】
第２電子制御装置２も同様に、マイクロコンピュータ２１と、Ｉ／Ｏインタフェース回路２２等の周辺回路を備えて構成され、マイクロコンピュータ２１は、ＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１で実行される制御プログラムや制御データが格納されたＲＯＭ２０２と、ＣＰＵ２０１のワーキング領域や、入出力データの記憶領域となるＲＡＭ２０３と、重要な制御データをバックアップするＥＥＰＲＯＭ２０４と、入出力ポート２０５、ＣＡＮ−ＩＦ２０６等が組み込まれている。
【００３０】
尚、両マイクロコンピュータ１１，２１にはＥＥＰＲＯＭが組み込まれているが、外部拡張バスを介して外部にＥＥＰＲＯＭや、電池バックアップされたＲＡＭが接続され、当該外部ＥＥＰＲＯＭやＲＡＭに重要な制御データをバックアップするように構成されていてもよい。尚、以下の説明では、電子制御装置をＥＣＵ（Electric Control Unit）と略記する。
【００３１】
第１ＥＣＵ１のＩ／Ｏインタフェース回路１２には、システムを起動するイグニッションスイッチＩＧＳＷの接点信号、スタータ信号、気筒判別するとともに各気筒に対する燃料噴射時期や点火時期を算出するクランク角センサ及びカム角センサでなる気筒判別センサからの信号、アクセルペダルの踏込み量に基づいてスロットルバルブ４３の開度を制御し、適正な燃料噴射量を算出するために必要な各種のセンサからの信号が入力されてＡ／Ｄ変換される。例えば、エアフローメータ４２、エンジン水温センサ、アクセル踏込み量センサ、スロットルポジションセンサ、車速センサ、酸素センサ５２等の信号である。
【００３２】
また、第１ＥＣＵ１のＩ／Ｏインタフェース回路１２からは、スロットルバルブ駆動信号、各気筒に対する点火信号、各インジェクタに対する燃料噴射信号等の制御信号が出力される。
【００３３】
第２ＥＣＵ２のＩ／Ｏインタフェース回路２２には、スタータ信号、気筒判別センサからの信号、水温センサからの信号の他、ＣＮＧボンベ７０に備えた温度センサＴ１、圧力センサＰ１、デリバリパイプ７２に備えた温度センサＴ２、圧力センサＰ２からの信号が入力され、さらに、ガソリンからＣＮＧへまたはＣＮＧからガソリンへとエンジン３への供給燃料を切り替えるための操作信号、つまり、運転者により操作される燃料切替スイッチの信号が入力される。
【００３４】
温度センサＴ１，Ｔ２及び圧力センサＰ１，Ｐ２などのＩ／Ｏインタフェース回路２２に入力されたアナログ信号は、Ｉ／Ｏインタフェース回路２２でＡ／Ｄ変換されて入出力ポート２０５に入力される。尚、ＣＮＧボンベ７０に備えた温度センサＴ１及び圧力センサＰ１から出力される各検出値に基づいて、ＣＮＧボンベ７０内の燃料残量が計測され、デリバリパイプ７２に備えた温度センサＴ２、圧力センサＰ２から出力される各検出値に基づいて、ＣＮＧに対する燃料噴射量が算出される。
【００３５】
さらに、第２ＥＣＵ２のＩ／Ｏインタフェース回路２２から遮断弁７３，７４，７５に対する制御信号や、第１インジェクタ６または第２インジェクタ７に対する燃料噴射信号が出力される。
【００３６】
第２ＥＣＵ２は、第１ＥＣＵ１のＩ／Ｏインタフェース回路１２から出力される各気筒に対する４本の燃料噴射信号をＩ／Ｏインタフェース回路２２を介して取り込み、Ｉ／Ｏインタフェース回路２２から４本の第１インジェクタ６または４本の第２インジェクタ７の何れかに中継出力する。
【００３７】
マイクロコンピュータ１１には２系統のＣＡＮ−ＩＦ１０６が設けられ、１系統は、ミッションＥＣＵやブレーキＥＣＵ等の車両を走行制御するための他のＥＣＵと接続され、他の１系統は、本発明の通信線として、第２ＥＣＵ２のマイクロコンピュータ２１との間で制御情報を送受信するために接続されている。共にＣＡＮプロトコルＩＳＯ１１８９８に準拠した通常のＣＡＮプロトコルに基づいて、マルチマスタ方式により各ＥＣＵ間で制御情報の送受信が行なわれるように使用される。尚、図２には後者の１系統のみ示されている。
【００３８】
第１ＥＣＵ１は、車両の走行システム全体を制御するＥＣＵであり、第２ＥＣＵ２は、主に燃料供給系を制御するＥＣＵである。第１ＥＣＵ１と第２ＥＣＵ２は、ＣＡＮ通信を介して所定インタバルで制御データを送受信するように構成されている。例えば、第１ＥＣＵ１から第２ＥＣＵ２へは、エンジン始動信号、エンジン運転中信号、エンジン停止信号、異常信号等が送信され、第２ＥＣＵ２から第１ＥＣＵ１へは、ＣＮＧ燃料供給系のガス圧力信号、温度信号、ＣＮＧ燃料供給系の異常信号等が送信される。
【００３９】
つまり、エンジン制御システムは、エンジン３の運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１ＥＣＵ１と、第１ＥＣＵ１から出力された燃料噴射信号を入力し、燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタ６または第２インジェクタ７の何れかに燃料噴射信号を中継出力する第２ＥＣＵ２とが制御情報を送受信するシリアル通信線（ＣＡＮ通信線）で接続されるとともに、双方に気筒判別信号が入力されている。
【００４０】
クランクシャフトには、周囲に所定間隔で歯部が形成され、一部に欠歯部を備えたクランクロータが設けられ、クランクシャフトの２回転で１回転するカムシャフトには、周囲に一つの歯部が形成されたカムロータが設けられている。
【００４１】
上述したクランク角センサはクランクロータの歯部を検知する電磁ピックアップ式のセンサで構成され、カム角センサはカムロータの歯部を検知する電磁ピックアップ式のセンサで構成されている。
【００４２】
第１ＥＣＵ１及び第２ＥＣＵ２は、スタータモータが起動されると、クランク角センサにより検知される欠歯部の位相とカム角センサにより検知される歯部の位相に基づいて気筒判別し、その後、クランク角センサからのパルス信号に基づいて、ともにクランク角度及びエンジン回転速度ＮＥを捕捉するように構成されている。
【００４３】
第１ＥＣＵ１は、エンジンをガソリン燃料で駆動する場合には、ガソリンの燃料噴射量を算出して、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を第２ＥＣＵ２に出力し、エンジン３をＣＮＧ燃料で駆動する場合には、ＣＮＧの燃料噴射量を算出して、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を第２ＥＣＵ２に出力する。
【００４４】
第１ＥＣＵ１は、エンジン始動時にはガソリン燃料でエンジンを駆動し、その後第２ＥＣＵ２からＣＡＮ通信により燃料切替要求が入力され、所定条件を満たしていると判断すると、ＣＮＧ燃料でエンジンを駆動するように切り替える。
【００４５】
エンジンをガソリン燃料で駆動する場合に、第１ＥＣＵ１は、第１燃料噴射量算出処理を実行する。先ず、以下の演算式に基づいて、エンジン回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡに応じて予めＲＯＭ１０２に記憶された演算マップを参照して、基本噴射時間ＴＰを算出し、基本噴射時間ＴＰに対して、空燃比フィードバック補正等の各種補正を行ない、ガソリン噴射時間の最終値である最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］を算出する。尚、ここでは、最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］は燃料噴射量に対応する値として説明している。
【００４６】
ＴＲ［ｇａｓ］  ＝  ＴＰ・λ・ｃｏｅｆ
ここで係数「λ」は空燃比フィードバック補正係数、係数「ｃｏｅｆ」はその他の補正係数（例えば冷却水温度ｔｈｗに基づく水温補正係数や加速時補正係数、始動時補正係数等）を示している。最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］は、エンジン運転状況に応じたガソリンの噴射時間、即ち１噴射当たりの第１インジェクタ６の開弁時間つまり燃料噴射信号のパルス幅である。
【００４７】
第１ＥＣＵ１は、酸素センサ５２の検出信号ＸＯに基づいて、予め設定された比較電圧を基準として空燃比がリーンまたはリッチの何れであるか判定する。検出信号ＸＯの電圧が比較電圧よりも高いときには、燃焼された混合気の空燃比がリッチであると判定し、比較電圧よりも低いときには、リーンであると判定する。
【００４８】
そして、第１ＥＣＵ１は、リーンからリッチへ空燃比の切り替わりが確認されたときには、空燃比補正係数λを所定値ΔＩだけ減少させ、リッチからリーンへ空燃比の切り替わりが確認されたときには、空燃比補正係数λを所定値ΔＩだけ増大させる。そして、リーン判定が継続されている間は、空燃比補正係数λを所定時間毎に所定値ΔＰずつ加増させ、リッチ判定が継続されている間は、空燃比補正係数λを所定時間毎に所定値ΔＰずつ減少させる。
【００４９】
第１ＥＣＵ１は、エンジン運転中、最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］の算出を所定時間周期で繰り返し行ない、算出された最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］に応じたインジェクタ制御信号を気筒毎に定めた所定のクランク角度で出力する。
【００５０】
エンジンをＣＮＧ燃料で駆動する場合に、第１ＥＣＵ１は、第２燃料噴射量算出処理を実行する。以下の演算式に基づいて、上述したガソリン用の最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］に、第２ＥＣＵ２からＣＡＮ通信で送信されたＣＮＧのガス温度及びガス圧力に基づく補正処理を実行して、ＣＮＧ用の最終噴射時間ＴＲ［ｃｎｇ］を算出する。ガス温度及びガス圧力は、第２ＥＣＵ２からＣＡＮ通信により第１ＥＣＵ１に送信される値である。
【００５１】
最終噴射時間ＴＲ［ｃｎｇ］  ＝  ＴＲ［ｇａｓ］・Ｃｔ・Ｃｐ
ここで、係数「Ｃｔ」はＣＮＧガスの温度補正係数であり、ＣＮＧガスの温度に基づいて予めＲＯＭ１０２に記憶された演算マップを参照して得られ、「Ｃｐ」はＣＮＧガスの圧力補正係数であり、ＣＮＧガスの圧力に基づいて予めＲＯＭ１０２に記憶された演算マップを参照して得られる値である。
【００５２】
つまり、第２燃料噴射量算出処理とは、第１燃料噴射量算出処理で算出された燃料噴射量を、ＣＮＧ供給系統の温度及び圧力に基づいて補正する処理である。
【００５３】
尚、上述した最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］，ＴＲ［ｃｎｇ］を算出するための演算式は均質燃焼モードで制御する場合の一例であり、それぞれの燃料噴射量の演算は燃焼モードにより異なり、このような演算式に制限されるものではない。また、運転条件によっては成層燃焼モードに適した最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］，ＴＲ［ｃｎｇ］を算出することも可能である。ＣＮＧの燃料噴射時間は、降圧レギュレータ７１で調整された設定圧の下で、要求量だけＣＮＧを気筒内に噴射させるのに必要な時間として算出され、ガソリンの噴射時間は、燃料ポンプ６１で昇圧された一定圧の下で、要求量だけガソリンを気筒内に噴射させるのに必要な時間として算出されるものである。
【００５４】
第２ＥＣＵ２は、燃料切替時に気筒判別信号に基づく所定のクランク角度に同期して、第１ＥＣＵ１にＣＡＮ通信により燃料切替同期信号を送信し、当該燃料切替同期信号に同期して、第１ＥＣＵ１は切替後の燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する。
【００５５】
第２ＥＣＵ２は、第１ＥＣＵ１から出力された燃料噴射信号を入力し、切替後の燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタ６または第２インジェクタ７の何れかに燃料噴射信号を中継出力する。
【００５６】
つまり、第１ＥＣＵ１は、気筒判別信号に基づいて捕捉される所定のクランク角度に同期して送受信される燃料切替同期信号をトリガーとして、その後に噴射時期を迎える気筒に対して切替後の燃料に対応した燃料噴射信号を出力し、第２ＥＣＵ２は、当該燃料噴射信号を入力して、切替後の燃料に対応したインジェクタに燃料噴射信号を中継出力する。
【００５７】
以下、エンジン制御システムにより実行される燃料切替制御について詳述する。
図３に示すように、第１ＥＣＵ１は、イグニッションスイッチＩＧＳＷがオンされ、スタータ信号が入力されると、ＣＡＮ通信により第２ＥＣＵ２にエンジン始動信号を出力し（ＳＡ１）、セルモータにより駆動されるクランクシャフトに同期して入力される気筒判別信号に基づいて気筒を判別する（ＳＡ２）。
【００５８】
気筒判別後、クランクパルス信号に基づいてクランク角度を捕捉するためのクランクカウンタを初期設定する（ＳＡ３）。例えば、クランクロータの歯部が３０度刻みで形成されている場合には、クランクカウンタにより、３０度ＣＡ刻みで０から１２までの計数が繰り返される。尚、欠歯部に相当する位置は、例えば直前の複数のパルス幅の平均値等に基づいて補完される。
【００５９】
第１ＥＣＵ１は、始動時の燃料噴射量を算出して（ＳＡ４）、所定の燃料噴射時期に相当するクランク角度で対応する気筒に順次燃料噴射信号を出力するとともに、圧縮上死点で点火信号を出力することによりエンジン３を始動する（ＳＡ５）。尚、エンジン始動時の燃料はガソリンが選択されている。
【００６０】
第２ＥＣＵ２は、スタータ信号が入力され、第１ＥＣＵ１からエンジン始動信号を受信すると（ＳＢ１）、同様に気筒判別後、クランクパルス信号に基づいてクランク角度を捕捉するためのクランクカウンタを初期設定する（ＳＢ２）。さらに、第２インジェクタ７にＣＮＧガスを供給する前準備として遮断弁７３，７４，７５を開放し（ＳＢ３）、第１ＥＣＵ１から燃料噴射信号が入力されると（ＳＢ４）、当該燃料噴射信号を対応する気筒の第１インジェクタに中継出力する（ＳＢ５）。
【００６１】
尚、第２ＥＣＵ２については、クランクカウンタを生成するための信号として、クランクパルス信号等を用いる以外に、第１ＥＣＵ１から出力される燃料噴射信号を用いてもよい。
【００６２】
以下、同様のエンジン始動処理が繰り返されてエンジンが暖機されると、第１ＥＣＵ１は、上述した均質燃焼のための燃料噴射量演算を行なって、第２ＥＣＵに燃料噴射信号を出力する。
【００６３】
図４に基づいて燃料切替同期処理について説明する。運転者により操作された燃料切替スイッチからの切替信号が第２ＥＣＵ２に入力されると、ＣＡＮ通信により第１ＥＣＵ１に燃料切替スイッチの操作信号を送信する（ＳＣ１）。そして、第２ＥＣＵ２は、所定の燃料切替条件が成立するか否かを判断し、条件が成立していると（ＳＣ２）、クランクカウンタの値が「０」に更新されるタイミングで（ＳＣ３）、ＣＡＮ通信により第１ＥＣＵ１に燃料切替要求信号を出力して（ＳＣ４）、第１ＥＣＵ１からＣＡＮ通信により燃料切替容認信号が送信されるまで待機する（ＳＣ５）。
【００６４】
第２ＥＣＵ２で判断される所定の燃料切替条件とは、ガソリンからＣＮＧへ切り替える場合には、ＣＮＧボンベ７０の圧力からＣＮＧガスが十分に残存していると判断できること、エンジンの回転数が所定回転数以上（例えば２０００ｒｐｍ以上）であること等である。
【００６５】
第１ＥＣＵ１は、第２ＥＣＵ２から燃料切替スイッチの操作信号を受信すると、ＣＡＮ通信による燃料切替要求信号の受信を待ち、燃料切替要求信号を受信すると（ＳＤ１）、所定の燃料切替条件が成立するか否かを判断し、条件が成立していると（ＳＤ２）、クランクカウンタの値が「６」に更新されるタイミングで（ＳＤ３）、ＣＡＮ通信により第２ＥＣＵ２に燃料切替容認信号を出力して（ＳＤ４）、第２ＥＣＵ２からＣＡＮ通信により燃料切替同期信号が送信されるまで待機する（ＳＤ５）。
【００６６】
第１ＥＣＵ１で判断される所定の燃料切替条件とは、ガソリンからＣＮＧへ切り替える場合には、エンジン冷却水の水温が所定温度以上（例えば８０℃以上）であること等であり、ＣＮＧからガソリンに切り替える場合には、ガソリンタンクの残量が所定量あること、ガソリンの燃料供給系統に異常が発生していない等である。
【００６７】
第２ＥＣＵ２は、ＣＡＮ通信により燃料切替容認信号を受信すると（ＳＣ５）、クランクカウンタの値が「０」に更新されるタイミングで（ＳＣ６）、ＣＡＮ通信により第１ＥＣＵ１に燃料切替同期信号を出力して（ＳＣ７）、燃料をＣＮＧに切り替える場合にはＣＮＧ２フラグをセットし（ＳＣ８，ＳＣ９）、燃料をガソリンに切り替える場合にはＣＮＧ２フラグをリセットする（ＳＣ８，ＳＣ１０）。
【００６８】
尚、第２ＥＣＵ２は、クランクカウンタの値「６」でＣＡＮ通信により燃料切替容認信号を受信できなかった場合には、再度クランクカウンタの値が「０」に更新されるタイミングで、ＣＡＮ通信により第１ＥＣＵ１に燃料切替要求信号を出力するように構成されている。
【００６９】
尚、切替タイミングとして説明したクランクカウンタ「０」,「６」に関しては、この値に限るものではなく、燃料切替の同期が取れるタイミングの値であれば適宜設定すればよい。
【００７０】
第１ＥＣＵ１は、第２ＥＣＵ２からＣＡＮ通信により燃料切替同期信号が送信されると（ＳＤ５）、燃料をＣＮＧに切り替える場合にはＣＮＧ１フラグをセットし（ＳＤ６，ＳＤ７）、燃料をガソリンに切り替える場合にはＣＮＧ１フラグをリセットする（ＳＤ６，ＳＤ８）。
【００７１】
図５に基づいて燃料噴射処理について説明すると、第１ＥＣＵ１は、ＣＮＧ１フラグがセットされていると（ＳＥ１）、ＣＮＧに対する燃料噴射量を算出し（ＳＥ２）、ＣＮＧ１フラグがリセットされていると（ＳＥ１）、ガソリンに対する燃料噴射量を算出する（ＳＥ３）。そして直近の噴射時期を迎える気筒に対するクランク角度になると燃料噴射信号を出力し（ＳＥ４，ＳＥ５）、以後、同様の動作を繰り返す。
【００７２】
第２ＥＣＵ２は、第１ＥＣＵ１から燃料噴射信号を入力すると（ＳＦ１）、ＣＮＧ２フラグがセットされている場合には、対応する気筒の第２インジェクタ７に燃料噴射信号を出力し（ＳＦ２，ＳＦ３）、ＣＮＧ２フラグがリセットされている場合には、対応する気筒の第１インジェクタ６に燃料噴射信号を出力し（ＳＦ２，ＳＦ４）、以後、同様の動作を繰り返す。
【００７３】
つまり、第１ＥＣＵ１は、当該燃料切替同期信号の直後に燃料噴射時期を迎える気筒から、切替後の燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する。
【００７４】
尚、第１ＥＣＵ１は、運転者によるアクセルペダルの操作を検知して、スロットルバルブ４３の開度を制御し、そのときに得られる吸入空気量ＧＡに基づいて上述した燃料噴射量算出処理を実行するのであるが、燃料切替時にはアクセルペダルの操作量の変化にかかわらず、所定噴射回数（例えば、クランクシャフトの回転が数十回転するのに要する噴射回数）の間、スロットルバルブ４３の開度を固定することにより、エンジン３のトルク変動を抑制することが好ましい。
【００７５】
また、第２燃料噴射量算出処理では、基本的にトルク変動を来たさないように第１燃料噴射量算出処理で算出された燃料噴射量を補正するのであるが、ＣＮＧのガス圧力や温度によってはトルク変動を招く場合がある。そこで、燃料切替の前後でエンジン３のトルクが変動する虞がある場合には、燃料切替の前後でスロットルバルブ４３の開度を調整することにより、トルク変動を抑制することが好ましい。例えば、ＣＮＧに切り替えることによりトルクが低下する虞があると、燃料切替前に予めスロットルバルブの開度を小さくした後に、燃料切替容認信号を送信して、燃料切替を行なうのである。
【００７６】
さらに、トルク、車速、スロットルバルブの開度に基づいて適正な変速比に自動切替する自動変速機構を備えている場合に、燃料切替の前後に変速比を切り替える制御ポイント付近にトルク、車速、スロットルバルブの開度があれば、所定時間（例えば、５秒程度）変速比の切替を回避するように制御することが好ましい。
【００７７】
図６には、上述した燃料切替シーケンスのタイムチャートが示されている。第２ＥＣＵ２から第１ＥＣＵ１にＣＡＮ通信により送信される燃料切替要求信号、燃料切替同期信号の送信タイミングは、双方のクランクカウンタの値が「０」に更新されるタイミングであり、第１ＥＣＵ１から第２ＥＣＵ２にＣＡＮ通信により送信される燃料切替容認信号の送信タイミングは、双方のクランクカウンタの値が「６」に更新されるタイミングである。
【００７８】
このタイミングは、第１ＥＣＵ１が燃料切替同期信号を受信した後に燃料噴射タイミングを迎える直近の気筒に対して、切替燃料による燃料噴射量の演算を実行するための時間的余裕を持たせたタイミングに基づいて予め設定されたタイミングであり、このような値に制限されるものではなく、切替燃料による燃料噴射量の演算を実行するための時間的余裕を持たせることが可能であれば、システムに応じて適宜設定すればよい。
【００７９】
また、予め燃料切替要求信号、燃料切替同期信号、燃料切替容認信号の送信タイミングが規定されているため、燃料切替スイッチの操作信号を送信或いは受信した後には、これらの送信或いは受信タイミングで他の制御データの送信を回避するように通信制御することが可能となり、適正に同期して燃料を切り替えることができるようになる。
【００８０】
上述した燃料切替シーケンスによれば、第１ＥＣＵ１及び第２ＥＣＵ２がクランク角度に同期した適切なタイミングで燃料種類の切替を実行することができるようになり、また、シリアル通信線を介して情報が授受されるため、切替機構などの複雑なハードウェア構成が不要となり、コストを低減することができるようになる。
【００８１】
上述したように、第１ＥＣＵ１は、第２ＥＣＵ２からＣＡＮ通信により送信されるＣＮＧの圧力、温度に基づいてＣＮＧ用の燃料噴射量の補正演算処理、つまり第２燃料噴射量算出処理を実行するのであるが、ＣＡＮ通信線を介した通信が途絶すると、通信途絶前に受信し、ＲＡＭ１０３に記憶した直近の温度及び圧力に基づいて第１燃料噴射量算出処理で算出された燃料噴射量を補正する第２燃料噴射量算出処理を実行することにより、エンジン３の運転状態が急激に変化するような事態を回避することができる。
【００８２】
尚、ＣＡＮ通信線が断線し、或いは、断線していないが通信エラーの回数が所定値に達する場合には、エラーの生じた通信ラインがネットワークから切り離されたバスオフ状態となる。このようなＣＡＮ通信を介した制御データの受信が所定期間されない場合には、各ＥＣＵ１，２はＣＡＮ通信が途絶していると判定する。
【００８３】
また、第２ＥＣＵ２は、エンジンの停止状態で前記シリアル通信線を介した通信が途絶した場合に、第１ＥＣＵ１から燃料噴射信号が所定回数連続して入力されると、当該燃料噴射信号をガソリン用のインジェクタに中継出力し、エンジンの駆動状態でシリアル通信線を介した通信が途絶した場合に、第１ＥＣＵ１から燃料噴射信号が入力されなければエンジン３を停止させるようにフェールセーフ処理を実行するように構成することが好ましい。
【００８４】
上述した実施形態では、第２ＥＣＵ２は、スタータ信号が入力され、第１ＥＣＵ１からエンジン始動信号を受信すると、第２インジェクタ７にＣＮＧガスを供給する前準備として遮断弁７３，７４，７５を開放する例を説明したが、燃料切替スイッチによりガソリンからＣＮＧに切替操作され、燃料切替要求信号を送信するまでの間に遮断弁７３，７４，７５を開放制御してもよい。
【００８５】
上述した実施形態では、第２ＥＣＵ２に燃料切替スイッチの操作信号が入力される場合を説明したが、第１ＥＣＵ１に燃料切替スイッチの操作信号が入力されるように構成されてもよい。
【００８６】
つまり、本発明によるエンジン制御システムは、所定の燃料切替条件が成立すると、気筒判別信号に基づく所定のクランク角度に同期して、一方の電子制御装置から他方の電子制御装置に通信線を介して燃料切替同期信号を送信し、当該燃料切替同期信号に同期して、第１電子制御装置は切替後の燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力し、第２電子制御装置は第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、切替後の燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタまたは第２インジェクタの何れかに燃料噴射信号を出力するように構成されていればよい。
【００８７】
また、所定の燃料切替条件が成立すると、一方の電子制御装置は、気筒判別信号に基づく所定のクランク角度に同期して、他方の電子制御装置に通信線を介して燃料切替要求信号を送信し、他方の電子制御装置から通信線を介して返信される燃料切替容認信号を確認した後に、当該燃料切替同期信号を送信することが好ましい。
【００８８】
上述した実施形態では、複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンの例として、液体燃料としてガソリン燃料、気体燃料としてＣＮＧを用いる場合を説明したが、燃料の種類はこれに限定されるものではなく、例えば気体燃料がＬＰＧである場合も基本的に同様である。また、３種類以上の燃料を切り替えてエンジンに供給するエンジンにも本発明を適用することが可能である。
【００８９】
以下、他の実施形態を説明する。
上述では、ガソリンまたはＣＮＧに応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１ＥＣＵ１と、第１ＥＣＵ１から出力された燃料噴射信号を入力し、燃料種類に応じて各気筒に備えた第１インジェクタ６または第２インジェクタ７の何れかに燃料噴射信号を中継出力する第２ＥＣＵ２とを備え、第１ＥＣＵ１と第２ＥＣＵとが制御情報を送受信するシリアル通信線（ＣＡＮ通信線）で接続され、バイフューエルエンジンを制御するエンジン制御システムを説明したが、以下では、第２インジェクタ７のみを備えたエンジン制御システムを説明する。
【００９０】
図７に示すように、吸気マニホールド４４のブランチ部には、各気筒に燃料を供給する第２インジェクタ７のみが取り付けられている。第２インジェクタ７はＣＮＧ（Compressed Natural Gas）用インジェクタである。
【００９１】
図８に示すように、本実施形態のエンジン制御システムは、エンジン全体を制御するメイン電子制御装置としての第１電子制御装置１と、第２インジェクタ７を制御するサブ電子制御装置としての第２電子制御装置２を備えている。
【００９２】
エンジン制御システムの基本的な構成は、先に説明したバイフューエルエンジンを制御するエンジン制御システムと同様であり、相違点のみに絞って説明する。
【００９３】
第１ＥＣＵ１は、基本的にガソリンエンジンを制御する電子制御装置として開発され、第２ＥＣＵ２を付加することにより、ＣＮＧエンジンとして制御可能に構成されている。
【００９４】
第１ＥＣＵ１は、先の実施形態と同様、第１燃料噴射量算出処理で算出された燃料噴射量を、ＣＮＧ供給系統の温度及び圧力に基づいて補正する第２燃料噴射量算出処理を実行し、ＣＮＧに対応する燃料噴射信号を第２ＥＣＵ２に出力し、第２ＥＣＵ２は、第１ＥＣＵ１から出力された燃料噴射信号を中継して第２インジェクタ７に出力するように構成されている。
【００９５】
尚、第１ＥＣＵ１は、ガソリンエンジン車両と共用され、ガソリンエンジン車両に搭載される場合には、図８に破線で示された燃料噴射信号が、第２ＥＣＵ２を介さずにガソリン用のインジェクタに入力される。
【００９６】
先の実施形態と異なり、第２ＥＣＵ２のＩ／Ｏインタフェース回路２２には、気筒判別信号は入力されず、スタータ信号、ＣＮＧボンベ７０に備えた温度センサＴ１、圧力センサＰ１、デリバリパイプ７２に備えた温度センサＴ２、圧力センサＰ２からの信号、補機バッテリ（例えば、１２Ｖ）の電圧を検知する電圧センサの出力信号が入力される。
【００９７】
第２ＥＣＵ２のＩ／Ｏインタフェース回路２２から遮断弁７３，７４，７５に対する制御信号や、第２インジェクタ７に対する燃料噴射信号が出力される。
【００９８】
イグニッションスイッチＩＧＳＷがオンされ、補機バッテリから制御用電力が給電されると、第１ＥＣＵ１及び第２ＥＣＵ２は起動する。その後、第１ＥＣＵ１にスタータ信号が入力されると、第１ＥＣＵ１からＣＡＮ通信を介して第２ＥＣＵ２にエンジン始動信号としての遮断弁開要求信号が送信される。第２ＥＣＵ２は遮断弁開要求信号を受信すると、遮断弁７３，７４，７５を開弁して燃料噴射可能な状態に移行し、第１ＥＣＵ１から出力される燃料噴射信号を第２インジェクタ７に中継出力する。
【００９９】
第２ＥＣＵ２は、ＣＮＧ燃料供給系のガス圧力信号、温度信号、ＣＮＧ燃料供給系の異常信号等をＣＡＮ通信を介して第１ＥＣＵ１へ送信し、第１ＥＣＵ１は、受信したガス圧力信号、温度信号に基づいて第２燃料噴射量算出処理を実行する。
【０１００】
第１ＥＣＵ１は、エンジン駆動中にイグニッションスイッチＩＧＳＷがオフされると、ＣＡＮ通信を介して第２ＥＣＵ２にエンジン停止信号としての遮断弁閉要求信号を送信し、第２ＥＣＵ２は、遮断弁閉要求信号を受信すると遮断弁７３，７４，７５を閉弁してエンジンを停止させる。
【０１０１】
このように、第１ＥＣＵ１と第２ＥＣＵ２は、ＣＡＮ通信を介してエンジンの始動、停止、燃料噴射量を算出するためのガス圧力信号、温度信号等を送受信して、エンジンを所定の状態に駆動制御するように構成されているため、通信線の短絡や断線、通信インタフェース回路の故障等の何らかの原因でＣＡＮ通信が途絶すると、エンジンを適切に駆動制御できなくなる虞がある。尚、ＣＡＮ通信では、通信線にノイズが重畳して正常に送受信できない場合等に、通信インタフェース１０６，２０６でフレームエラー等の各種の通信エラー処理が実行されるように構成されており、短期的な通信エラーであれば通信の回復により適正な状態に復帰するが、上述した通信線の短絡や断線等が生じると、適正にエンジンを制御できなくなるのである。
【０１０２】
そこで、本実施形態のエンジン制御システムでは、ＣＡＮ通信の途絶に備えて所定のフェールセーフ機構が備わっている。以下、具体的に説明する。
【０１０３】
イグニッションスイッチがオンされ、その後スタータスイッチがオンされると、ＣＡＮ通信を介して第１ＥＣＵ１から第２ＥＣＵ２に遮断弁開要求信号が出力され、同時に第１ＥＣＵ１を介さずに、或いは第１ＥＣＵ１を介してセルモータが駆動される。
【０１０４】
このとき、補機バッテリの容量が低下していると、セルモータへの給電により補機バッテリの出力電圧が低下して、第１ＥＣＵ１のマイクロコンピュータのリセット回路が作動し、第２ＥＣＵ２に遮断弁開要求信号が出力されず、遮断弁７３，７４，７５を開弁できない異常な状態が発生する。このような場合、クランクシャフトを駆動するセルモータの周期的なトルク変動により、電圧の低下が周期的に繰り返され、第１ＥＣＵ１のマイクロコンピュータに周期的にリセット信号が入力されるため、第１ＥＣＵ１は起動、停止を繰り返すことになる。
【０１０５】
このような場合であっても、エンジンが始動できると、その後発電機の出力により各ＥＣＵに適正な制御電圧が印加され、適正にエンジンを駆動制御できるようになる。
【０１０６】
そこで、セルモータへの給電により補機バッテリの出力電圧が低下しても、第２ＥＣＵ２が正常に作動している場合には、以下の制御処理によりエンジンを始動できるような第１のフェールセーフ機構が組み込まれている。
【０１０７】
図９に示すように、第２ＥＣＵ２は、ＣＡＮ通信が途絶し（ＳＧ１）、第１ＥＣＵ１からＣＡＮ通信の途絶前に遮断弁開要求信号が入力されていない状態で（ＳＧ２）、Ｉ／Ｏインタフェース回路２２に入力されるスタータ信号が入力されていれば（ＳＧ３）、運転者によるエンジン始動意思があると判断して遮断弁７３，７４，７５を開弁して燃料が供給可能な状態に移行する（ＳＧ４）。
【０１０８】
ＣＡＮ通信が途絶する前に、既に第１ＥＣＵ１から遮断弁開要求信号が受信されている状態であれば（ＳＧ２）、Ｉ／Ｏインタフェース回路２２に入力される補機バッテリの出力電圧をモニタして、検出した電圧値が所定値未満に低下していれば（ＳＧ５）、セルモータの駆動に起因する補機バッテリの一時的な電圧低下が発生していると判定して、遮断弁７３，７４，７５を開弁して燃料が供給可能な状態に移行する（ＳＧ４）。尚、所定値は適宜設定される値で、通常ＤＣ１２Ｖの出力電圧を示す補機バッテリであれば、例えばＤＣ８Ｖ程度に設定することができる。
【０１０９】
第２ＥＣＵ２は、補機バッテリの電圧値が所定値以上であると判定すると（ＳＧ５）、エンジン始動前であれば遮断弁７３，７４，７５を閉弁した状態でＣＡＮ通信が正常に復帰するまで待機する。尚、遮断弁７３，７４，７５を開弁して、エンジンが駆動された状態で通信途絶が発生した場合については後述する。
【０１１０】
つまり、エンジンの始動性を向上させるため、第２ＥＣＵ２は遮断弁開要求信号を受信していないエンジン始動前に通信途絶を検知すると、スタータ信号がオンしていれば、遮断弁７３，７４，７５を開弁するように構成され、また、遮断弁開要求信号を受信後に通信途絶を検知すると、補機バッテリの出力電圧が一時的に低下していると判定できる場合に、遮断弁７３，７４，７５を開弁するように構成されている。
【０１１１】
即ち、気体燃料を含む複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システムであって、エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１電子制御装置と、前記エンジンに使用される燃料が気体燃料である場合に、前記第１電子制御装置と制御情報を送受信する通信線で接続され、前記通信線を介して前記第１電子制御装置から送信される遮断弁開要求信号に基づいて、気体燃料の遮断弁を開弁制御するとともに、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、各気筒に備えたインジェクタに燃料噴射信号を出力する第２電子制御装置とを備え、前記第２電子制御装置は、前記遮断弁開要求信号を受信する前に前記通信線を介した通信の途絶を検知する場合に、スタータ信号の入力を検知すると、前記遮断弁開要求信号の未受信にかかわらず前記遮断弁を開弁制御するエンジン制御システムが構築されている。
【０１１２】
次に、第２ＥＣＵ２に組み込まれた第２のフェールセーフ機構を説明する。
図１０に示すように、第２ＥＣＵ２は、ＣＡＮ通信線を介した通信が途絶すると（ＳＨ１）、第１ＥＣＵ１から通信途絶前に受信した遮断弁開要求信号または遮断弁閉要求信号に基づいて、エンジンが停止状態であると判定する場合に（ＳＨ２）、第１ＥＣＵ１から所定回数連続して燃料噴射信号が入力されたことを検知すると（ＳＨ３）、第１ＥＣＵ１から遮断弁開要求信号が出力されていると判定して（ＳＨ４）、遮断弁７３，７４，７５を開弁して燃料が供給可能な状態に移行する（ＳＨ５）。尚、所定回数とは、所定時間内に連続して検知される燃料噴射信号の回数で、適宜設定される値であり、例えば８回に設定することができる。
【０１１３】
ステップＳＨ２で、第２ＥＣＵ２は、エンジンが停止状態であると判定する場合に（ＳＨ２）、第１ＥＣＵ１から所定時間連続して燃料噴射信号が入力されなければ（ＳＨ６）、第１ＥＣＵ１から遮断弁閉要求信号が出力されていると判定して（ＳＨ７）、遮断弁７３，７４，７５を閉弁する（ＳＨ８）。尚、所定時間の値は適宜設定すればよく、例えば、エンジンストールか否かを判定するための回転数６０ｒｐｍ．を基準とすれば、５００ｍｓｅｃ程度の値に設定することができる。
【０１１４】
第１のフェールセーフ機構で、遮断弁７３，７４，７５を開弁して、エンジンが駆動された状態で通信途絶が発生した場合の対処として、上述したステップＳＨ２，ＳＨ６〜ＳＨ８の処理を実行すればよい。
【０１１５】
つまり、第２ＥＣＵ２は遮断弁開要求信号を受信していないエンジン始動前に通信途絶を検知したときに、燃料噴射信号が所定回数入力されていれば、遮断弁７３，７４，７５を開弁するように構成され、エンジン始動後に通信途絶を検知したときに、燃料噴射信号が所定時間継続して入力されていれば、遮断弁７３，７４，７５を閉弁するように構成されている。
【０１１６】
第２ＥＣＵ２は、このようなフェールセーフ機構を作動させた場合には、同時にインスツルメントパネルに異常情報を表示させるように構成されている。第２ＥＣＵ２に、通信途絶に対するフェールセーフ機構が組み込まれることにより、エンジンの始動性を向上させ、また走行中にエンジンストールが発生することを回避でき、さらに、衝突事故等が発生しても速やかに燃料供給を停止することができる。
【０１１７】
即ち、気体燃料を含む複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システムであって、エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１電子制御装置と、前記エンジンに使用される燃料が気体燃料である場合に、前記第１電子制御装置と制御情報を送受信する通信線で接続され、前記通信線を介して前記第１電子制御装置から送信される遮断弁開要求信号に基づいて、気体燃料の遮断弁を開弁制御するとともに、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、各気筒に備えたインジェクタに燃料噴射信号を出力し、前記通信線を介して前記第１電子制御装置から送信される遮断弁閉要求信号に基づいて、気体燃料の遮断弁を閉弁制御する第２電子制御装置とを備え、前記第２電子制御装置は、エンジンの停止中に前記通信線を介した通信の途絶を検知する場合に、前記第１電子制御装置から出力される所定回数の燃料噴射信号を検知すると、前記遮断弁開要求信号の未受信にかかわらず前記遮断弁を開弁制御し、エンジンの駆動中に前記通信線を介した通信の途絶を検知する場合に、前記第１電子制御装置から出力される燃料噴射信号が所定時間検知されないと、前記遮断弁閉要求信号の未受信にかかわらず前記遮断弁を閉弁制御するエンジン制御システムが構築されている。
【０１１８】
また、エンジン駆動中に通信途絶が発生すると、第１ＥＣＵ１で実行される第２燃料噴射量算出処理の精度が低下する虞がある。通信途絶により第２ＥＣＵ２からＣＮＧボンベ７０に備えた温度センサＴ１、圧力センサＰ１、デリバリパイプ７２に備えた温度センサＴ２、圧力センサＰ２からの最新の信号が受信できなくなるためである。
【０１１９】
そこで、第１ＥＣＵ１には、第２燃料噴射量算出処理の精度の低下を回避する第３のフェールセーフ処理が組み込まれている。
【０１２０】
第１ＥＣＵ１は、通信途絶が発生する直前に受信した温度センサＴ１、圧力センサＰ１、デリバリパイプ７２に備えた温度センサＴ２、圧力センサＰ２の信号を常にＲＡＭ１０３に更新記憶するように構成され、ＲＡＭ１０３に記憶された直近の温度及び圧力に基づいて、正常時と同様に、以下に示す演算式によりＣＮＧに対する燃料噴射量（ＣＮＧ用の最終噴射時間）ＴＲ［ｃｎｇ］を算出して、燃料噴射信号を出力するように構成されている。
【０１２１】
最終噴射時間ＴＲ［ｃｎｇ］  ＝  ＴＲ［ｇａｓ］・Ｃｔ・Ｃｐ
ここで、ＴＲ［ｇａｓ］は、エンジン運転状況に応じたガソリンの噴射時間（最終噴射時間）であり、係数「Ｃｔ」はＣＮＧガスの温度補正係数であり、ＣＮＧガスの温度に基づいて予めＲＯＭ１０２に記憶された演算マップを参照して得られ、「Ｃｐ」はＣＮＧガスの圧力補正係数であり、ＣＮＧガスの圧力に基づいて予めＲＯＭ１０２に記憶された演算マップを参照して得られる値である。
【０１２２】
第１ＥＣＵ１は、上述した演算マップに代えて、ＣＮＧの温度及び圧力に基づいた補正係数を規定したマップを用いて最終噴射時間ＴＲ［ｃｎｇ］を算出してもよい。
【０１２３】
ＣＮＧの密度は、温度が高くなるほど小さくなり、圧力が高くなるほど大きくなるという傾向がある。ＣＮＧの密度が低下すると、ＣＮＧに対する燃料噴射量を増加する必要がある。
【０１２４】
図１１に示すように、ＣＮＧの温度及び圧力に基づいた演算マップは、ＣＮＧ供給系統の圧力が高く且つ温度が低いほど補正量が小さくなり、ＣＮＧ供給系統の圧力が低く且つ温度が高いほど補正量が大きくなるように設定されている。尚、補正量の設定は、システムの構成に合わせて適宜設定すればよい。
【０１２５】
この場合、第１ＥＣＵ１は、例えば、以下の演算式に基づいて、ガソリン用の最終燃料噴射時間ＴＲ[ｇａｓ]に、通信途絶前に第２ＥＣＵ２からＣＡＮ通信を介して送信された直近のガス温度及びガス圧力に基づく補正処理を実行して、ＣＮＧ用の最終噴射時間ＴＲ［ｃｎｇ］を算出するように構成すればよい。
【０１２６】
ＴＲ［ｃｎｇ］  ＝  ＴＲ［ｇａｓ］・Ｃｔｐ
ここで、係数「Ｃｔｐ」はＣＮＧガスの温度圧力補正係数であり、ＣＮＧガスの温度及び圧力に基づいて予めＲＯＭ１０２に記憶された演算マップを参照して得られる値である。
【０１２７】
第１ＥＣＵ１は、エンジン始動後に通信途絶した場合、イグニッションスイッチがオフされると、燃料噴射信号の出力を停止することにより、上述した第２フェールセーフ処理を実行する第２ＥＣＵ２によりエンジンを停止させる。
【０１２８】
そして、第１ＥＣＵ１は、ＲＡＭ１０３に記憶された通信途絶前の直近の温度及び圧力をバッテリバックアップされたＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに退避させる。
【０１２９】
次に、第１ＥＣＵ１は、スタータ信号が入力されると、バッテリバックアップされたＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに退避させた温度及び圧力をＲＡＭ１０３に復帰させ、当該温度及び圧力に基づいて第２燃料噴射量演算処理を実行して、第２ＥＣＵ２に燃料噴射信号を出力する。第２ＥＣＵは、上述した第１または第２フェールセーフ処理を実行して、エンジンを始動する。
【０１３０】
従って、エンジン停止後の経過時間が長くない場合には、比較的精度のよい燃料噴射信号を出力できるようになる。
【０１３１】
以上の説明では、通信途絶後も、第１ＥＣＵ１が第２燃料噴射量演算処理を実行する例を説明したが、通信途絶後でも第２ＥＣＵ２によりＣＮＧガスの温度や圧力が検知されているため、通信途絶後には第２燃料噴射量演算処理を第２ＥＣＵ２で実行するように構成してもよい。
【０１３２】
例えば、第１ＥＣＵ１及び第２ＥＣＵの双方が通信途絶が発生する直前のＣＮＧガスの温度や圧力をＲＡＭに記憶しておき、第３フェールセーフ処理を行なう第１ＥＣＵから出力される燃料噴射信号のパルス幅に対して、第２ＥＣＵ２がパルス幅の補正演算を実行してＣＮＧ用インジェクタ７に出力するように構成してもよい。
【０１３３】
つまり、第２ＥＣＵ２は、第一ＥＣＵ１から出力された燃料噴射信号を、ＲＡＭに記憶された通信途絶前のＣＮＧガスの温度や圧力と、現在検知したＣＮＧガスの温度や圧力との差分に対応する値だけ補正するのである。第１ＥＣＵは、以下の数式に基づいて最終噴射時間ＴＲを算出して第２ＥＣＵ２に出力する。
【０１３４】
最終噴射時間ＴＲ［ｃｎｇ］  ＝  ＴＲ［ｇａｓ］・Ｃｔ・Ｃｐ
ここに、Ｃｔ・Ｃｐは、通信途絶直前のＣＮＧガスの温度、圧力に基づく補正係数である。
【０１３５】
第二ＥＣＵ２は、最終噴射時間ＴＲ［ｃｎｇ］を以下の演算式で補正した補正後の最終噴射時間をＣＮＧ用インジェクタ７に出力する。
【０１３６】
補正後最終噴射時間ＴＲＡ［ｃｎｇ］  ＝  ＴＲ［ｃｎｇ］・Ｃｔａ・Ｃｐａ
ここで、Ｃｔａ・Ｃｐａは、それぞれ通信途絶前のＣＮＧガスの温度や圧力と、現在検知したＣＮＧガスの温度や圧力との差分に対応する温度、圧力補正係数であり、第２ＥＣＵ２のＲＯＭ２０２に予め記憶された演算マップを参照して得られる値である。
【０１３７】
このような第２ＥＣＵ２で実行される燃料噴射量の補正演算の他の実施形態として、通信途絶が発生すると第１ＥＣＵ１でＣＮＧ用の補正演算を実行することなく、ガソリン噴射時間の最終値である最終噴射時間ＴＲ［ｇａｓ］に対応する燃料噴射信号を第２ＥＣＵ２に出力して、第２ＥＣＵ２でその時点のＣＮＧガスの温度や圧力に基づいて、第２燃料噴射量演算を実行するように構成してもよい。
【０１３８】
この場合、第１ＥＣＵ１からは、以下の数式に基づいてガソリン用の燃料噴射信号が出力される。
ＴＲ［ｇａｓ］  ＝  ＴＰ・λ・ｃｏｅｆ
尚、係数は、第一の実施形態で説明した通りである。
【０１３９】
第２ＥＣＵ２は、以下の数式に基づいてＣＮＧ用の燃料噴射信号を生成して第２インジェクタ７に出力する。
最終噴射時間ＴＲ［ｃｎｇ］  ＝  ＴＲ［ｇａｓ］・Ｃｔ・Ｃｐ
ここで、係数「Ｃｔ」はＣＮＧガスの温度補正係数であり、ＣＮＧガスの温度に基づいて予めＲＯＭ２０２に記憶された演算マップを参照して得られ、「Ｃｐ」はＣＮＧガスの圧力補正係数であり、ＣＮＧガスの圧力に基づいて予めＲＯＭ２０２に記憶された演算マップを参照して得られる値である。
【０１４０】
尚、演算マップとして、上述したＣＮＧのガス温度及びガス圧力に基づいて温度補正係数及び圧力補正係数を求める演算マップであってもよいし、図１１に示したガス温度及びガス圧力に基づいて温度圧力補正係数を得られる演算マップであってもよい。
【０１４１】
即ち、気体燃料を含む複数種類の燃料を使用することが可能なエンジンを制御するエンジン制御システムであって、エンジンの運転状態に基づいて何れかの燃料種類に応じた燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を出力する第１電子制御装置と、前記エンジンに使用される燃料が気体燃料である場合に、前記第１電子制御装置と制御情報を送受信する通信線で接続され、前記通信線を介して前記第１電子制御装置から送信される遮断弁開要求信号に基づいて、気体燃料の遮断弁を開弁制御するとともに、前記第１電子制御装置から出力された燃料噴射信号を入力し、各気筒に備えたインジェクタに燃料噴射信号を出力する第２電子制御装置とを備え、前記第１電子制御装置は、前記第２電子制御装置により検知され、前記通信線を介して送信される燃料ガスの温度及び圧力に基づいて燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応する燃料噴射信号を前記第２電子制御装置に出力するように構成され、前記第２電子制御装置は、エンジンの駆動中に前記通信線を介した通信の途絶を検知する場合に、前記第１電子制御装置から出力される燃料噴射信号を、と絶後に検知した燃料ガスの温度及び圧力に基づいて補正し、補正後の燃料噴射信号を各気筒に備えたインジェクタに出力するように構成されているエンジン制御システムが構築されている。
【０１４２】
上述した一連の実施形態では、ＣＮＧを気体燃料とする場合の制御構成について説明したが、液化石油ガス（ＬＰＧ）を気体燃料とする場合でも同様の制御を実現することができる。
【０１４３】
上述した一連の実施形態では、第１ＥＣＵ１と第２ＥＣＵを接続する通信線がＣＡＮ通信線で構成される例を説明したが、シリアル通信線はＣＡＮ通信線に限るものではなく、ＵＡＲＴ等適宜公知のシリアル通信線を使用することができる。尚、通信線としてデータ送受信用の線数が少ないシリアル通信線を用いる構成が好ましいが、データ送受信用の線数が複数本のパラレル通信線を用いることも可能である。
【０１４４】
尚、上述した各実施形態は本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等を適宜変更設計できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１４５】
１：第１電子制御装置（第１ＥＣＵ）
２：第２電子制御装置（第２ＥＣＵ）
３：エンジン
６：第１インジェクタ
７：第２インジェクタ
６０：ガソリンタンク
７０：ＣＮＧボンベ
７３，７４，７５：遮断弁
１０６，２０６：ＣＡＮ−ＩＦ
ＣＮＧ：圧縮天然ガス
【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】
2011099412.tif 000009
【図８】
2011099412.tif 000010
【図９】
2011099412.tif 000011
【図１０】
2011099412.tif 000012
【図１１】
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