(57)【要約】【課題】接続配管内に残留する気体燃料に起因するエミッションの悪化やドライバビリティの悪化を抑制する。【解決手段】エンジン１０は、燃料噴射弁として、気体燃料を噴射する第１噴射弁２１及び液体燃料を噴射する第２噴射弁２２を備え、第１噴射弁２１から噴射された燃料を、接続配管２３を介して吸気通路に供給する。制御部８０は、気体燃料を用いてのエンジン運転状態において第１噴射弁２１の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定の機関運転状態になったか否かを判定するし、該所定の機関運転状態になったと判定された場合に、接続配管２３内から吸気通路へ流出する気体燃料の燃料流出量に基づいて、燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）の燃料噴射弁として気体燃料を噴射する第１噴射弁（２１）及び液体燃料を噴射する第２噴射弁（２２）を備え、一端が前記第１噴射弁に接続されかつ他端が前記内燃機関の吸気通路（１２）に接続された接続配管（２３）を介して、前記第１噴射弁から噴射された燃料を前記吸気通路に供給する燃料供給システムを備える内燃機関に適用され、
前記気体燃料を用いての前記内燃機関の運転状態において前記第１噴射弁の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定の機関運転状態になったか否かを判定する運転状態判定手段と、
前記運転状態判定手段により前記所定の機関運転状態になったと判定された場合に、前記接続配管内から前記吸気通路へ流出する前記気体燃料の燃料流出量に基づいて、前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する燃料補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料補正手段は、前記接続配管内に残留する気体燃料量に基づいて、前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料補正手段は、前記運転状態判定手段により前記所定の機関運転状態になったと判定される直前の前記内燃機関の負荷に基づいて、前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料補正手段は、前記運転状態判定手段により前記所定の機関運転状態になったと判定された後の前記内燃機関の吸気管圧力に基づいて、前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料補正手段は、前記気体燃料の温度に基づいて、前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記運転状態判定手段は、前記内燃機関の運転に使用する燃料を前記気体燃料から前記液体燃料に切り替える燃料切替要求が生じた場合に前記所定の機関運転状態になったと判定し、
前記燃料補正手段は、前記燃料切替要求に伴い前記液体燃料に切り替えた後の前記第２噴射弁の燃料噴射量を減量補正する請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記運転状態判定手段は、前記気体燃料を用いての前記内燃機関の運転時において車両の減速要求が生じた場合に前記所定の機関運転状態になったと判定し、
前記燃料補正手段は、前記第１噴射弁から噴射する気体燃料の燃料量を減量補正する請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記運転状態判定手段は、前記気体燃料を用いての前記内燃機関の運転時に燃料カット要求が生じた場合に前記所定の機関運転状態になったと判定し、
前記燃料補正手段は、前記燃料カット要求後における前記第１噴射弁の燃料噴射量を減量補正する請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【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に関し、詳しくは気体燃料を内燃機関に供給する燃料供給システムを備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の気体燃料と、ガソリン等の液体燃料とを用い、これらの燃料を燃焼させて駆動する内燃機関を搭載した車両が実用化されている。こうしたバイフューエルエンジンでは、従来のガソリンエンジンをベースに、気体燃料用の燃料噴射弁を、インジェクタホースを介して吸気マニホールドに取り付ける場合がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の制御装置では、気体燃料用の燃料噴射弁が吸気マニホールドからインジェクタホース分だけ離隔していることに起因して、気体燃料の供給開始や供給停止のタイミングが遅延することを考慮し、気体燃料と液体燃料との切り替え時に、気体燃料と液体燃料の双方を噴射供給する操作を同時に行う重畳期間、及びその噴射操作を双方共に停止させる停止期間を設定している。また特に、特許文献１に記載のものでは、燃焼センサによって検出される内燃機関の燃焼状態に基づいて、液体燃料と気体燃料の重畳供給操作又は供給停止操作の設定期間を維持又は短縮する。これにより、燃料切り替え時の空燃比制御の適正化を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２４１９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
気体燃料用の燃料噴射弁が吸気マニホールドからインジェクタホース分だけ離隔している燃料供給システムでは、そのホース内に気体燃料が残留するケースがある。また、ホース内に残留する気体燃料が吸気通路へ流出することによって燃料過多になり、エミッションやドライバビリティに影響を及ぼすことが考えられる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、接続配管内に残留する気体燃料に起因するエミッションの悪化やドライバビリティの悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
本発明は、内燃機関（１０）の燃料噴射弁として気体燃料を噴射する第１噴射弁（２１）及び液体燃料を噴射する第２噴射弁（２２）を備え、一端が前記第１噴射弁に接続されかつ他端が前記内燃機関の吸気通路（１２）に接続された接続配管（２３）を介して、前記第１噴射弁から噴射された燃料を前記吸気通路に供給する燃料供給システムを備える内燃機関に適用される内燃機関の制御装置に関する。請求項１に記載の発明は、前記気体燃料を用いての前記内燃機関の運転状態において前記第１噴射弁の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定の機関運転状態になったか否かを判定する運転状態判定手段と、前記運転状態判定手段により前記所定の機関運転状態になったと判定された場合に、前記接続配管内から前記吸気通路へ流出する前記気体燃料の燃料流出量に基づいて、前記燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する燃料補正手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
第１噴射弁から噴射される気体燃料を用いての内燃機関の運転中に、第１噴射弁の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定の機関運転状態になった場合、接続配管内に残留している気体燃料が吸気通路に流出することが考えられる。また、接続配管内から流出した残留燃料が内燃機関の気筒内に導入されることで燃料過多となり、エミッションやドライバビリティが悪化することがある。ここで、接続配管内に残留する気体燃料の流出量は都度異なり、機関運転状態によって多いときもあれば、少ないときもある。こうした点に鑑み上記構成とすることにより、接続配管内に残留する気体燃料に起因するエミッションの悪化やドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジンの制御システムの全体概略構成図。
【図２】燃料補正処理の処理手順を示すフローチャート。
【図３】気体燃料から液体燃料への燃料切替時の残ガス補正を示すタイムチャート。
【図４】車両減速時の残ガス補正を示すタイムチャート。
【図５】燃料カット時の残ガス補正を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、気体燃料である圧縮天然ガス（ＣＮＧ）と液体燃料であるガソリンとを燃焼用の燃料として使用する、いわゆるバイフューエルタイプの車載エンジン（内燃機関）に適用されるエンジン制御システムとして具体化している。本システムの全体概略図を図１に示す。
【００１２】
図１に示すエンジン１０は、多気筒（例えば直列３気筒）の火花点火式エンジンである。エンジン１０の吸気ポートには吸気マニホールド１２を介して吸気管１１が接続されており、排気ポートには排気マニホールド１３を介して排気管１４が接続されている。吸気管１１には、空気量調整手段としてのスロットル弁１５が設けられている。スロットル弁１５は、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１５ａにより開度調節される電子制御式のスロットル弁として構成されている。スロットル弁１５の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１５ａに内蔵されたスロットル開度センサ１５ｂにより検出される。
【００１３】
排気管１４には、排気の成分を検出する排気センサと、排気を浄化する触媒１９とが設けられている。排気センサとしては、排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する酸素センサ１８ａ，１８ｂが、触媒１９の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。
【００１４】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、気筒内に導入される空気量を調整する機関バルブとしての吸気バルブ２５及び排気バルブ２６がそれぞれ設けられている。吸気バルブ２５の開動作により空気と燃料との混合気が気筒内に導入され、排気バルブ２６の開動作により燃焼後の排気が排気通路に排出される。
【００１５】
エンジン１０の各気筒には点火プラグ２０が設けられている。点火プラグ２０には、点火コイル等よりなる点火装置２０ａを通じて、所望とする点火時期に高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２０の対向電極間に火花放電が発生し、気筒内に導入した燃料が着火され燃焼に供される。
【００１６】
本システムには、エンジン１０の各気筒に対して燃料を噴射供給する燃料噴射弁として、気体燃料を噴射する第１噴射弁２１と、液体燃料を噴射する第２噴射弁２２とが設けられている。これら各噴射弁２１，２２は、吸気マニホールド１２に燃料を噴射する。
【００１７】
各噴射弁２１，２２は、電磁駆動部が電気的に駆動されることで弁体が閉位置から開位置にリフトされる開閉タイプの制御弁であり、制御部８０から入力されるオン／オフ式の開弁駆動信号によりそれぞれ開弁駆動される。これら各噴射弁２１，２２は、通電により開弁し、通電遮断により閉弁することにより、通電時間に応じた量の燃料を噴射する。本実施形態では、第１噴射弁２１の先端部に燃料導管２３が接続されている。第１噴射弁２１から噴射された気体燃料は、燃料導管２３を介して吸気マニホールド１２に放出される。なお、第２噴射弁２２について本実施形態ではポート噴射式としたが、エンジン１０の気筒内に直接燃料を噴射する直噴式としてもよい。
【００１８】
次に、第１噴射弁２１に対して気体燃料を供給する気体燃料供給部４０と、第２噴射弁２２に対して液体燃料を供給する液体燃料供給部７０とについて説明する。
【００１９】
気体燃料供給部４０には、気体燃料を高圧状態で貯留するガスタンク４２と、ガスタンク４２と第１噴射弁２１とを接続するガス配管４１とが設けられている。ガス配管４１の途中には、第１噴射弁２１に供給される気体燃料の圧力を減圧調整する機能を有する圧力調整手段としてのレギュレータ４３が設けられている。レギュレータ４３は、ガスタンク４２内に貯蔵された高圧状態（例えば最大２０ＭＰａ）の気体燃料を所定の設定圧（例えば０．２〜１．０ＭＰａの範囲内の一定圧）になるように減圧調整するものである。減圧調整後の気体燃料は、ガス配管４１を通って第１噴射弁２１に供給される。なお、レギュレータ４３は、第１噴射弁２１に供給する燃料の圧力を可変調整可能な可変燃圧式であってもよい。
【００２０】
ガス配管４１には更に、ガスタンク４２の燃料出口付近に配置されたタンク主止弁４４と、タンク主止弁４４よりも下流側であってレギュレータ４３の燃料入口付近に配置された遮断弁４５とが設けられている。これら各弁４４，４５によって、ガス配管４１における気体燃料の流通が許容及び遮断される。タンク主止弁４４及び遮断弁４５はいずれも電磁式の開閉弁であり、非通電時において気体燃料の流通が遮断され、通電時において気体燃料の流通が許容される常閉式である。また、ガス配管４１において、レギュレータ４３の上流側及び下流側には、燃料圧力を検出する圧力センサ４６，４７が設けられており、レギュレータ４３の下流側には、燃料温度を検出する温度センサ４８が設けられている。
【００２１】
液体燃料供給部７０には、液体燃料を貯留する燃料タンク７２が設けられており、燃料タンク７２が第２噴射弁２２に燃料配管７１を介して接続されている。燃料配管７１には、燃料タンク７２内の液体燃料を第２噴射弁２２に給送する燃料ポンプ７３が設けられている。燃料ポンプ７３により汲み上げられた液体燃料は、燃料配管７１を通って第２噴射弁２２に供給される。
【００２２】
制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等を備えており、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。具体的には、制御部８０は、上述した各種センサや、本システムに設けられたその他のセンサ類と電気的に接続されており、これらのセンサからの出力（検出信号）が入力される。その他のセンサ類としては、例えばエンジン回転速度を検出するクランク角センサ８１、吸気管圧力を検出する吸気圧センサ８２、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ８３、車速を検出する車速センサ等がある。また、制御部８０は、点火装置２０ａ、各噴射弁２１，２２等の駆動部と電気的に接続されており、駆動信号を各駆動部に向けて出力することにより各駆動部を制御する。
【００２３】
制御部８０は、エンジン運転状態やタンク内の燃料残量、図示しない燃料選択スイッチからの入力信号等に応じて、エンジン１０の運転に使用する燃料を選択的に切り替えている。具体的には、燃料選択スイッチにより気体燃料の使用が選択されている場合又はタンク７２内の液体燃料の残存量が所定値を下回った場合には、エンジン１０の運転モードとして、気体燃料供給部４０により気体燃料をエンジン１０に供給する気体燃料モードを選択する。一方、燃料選択スイッチにより液体燃料の使用が選択されている場合又はガスタンク４２内の気体燃料の残存量が所定値を下回った場合には、エンジン１０の運転モードとして、液体燃料供給部７０により液体燃料をエンジン１０に供給する液体燃料モードを選択する。
【００２４】
燃料噴射制御について制御部８０は、エンジン運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）に基づいて、目標空燃比（例えば理論空燃比）が得られるだけの燃料量として要求噴射量を算出し、その要求噴射量に対して各種補正を行うことにより最終の燃料噴射量（噴射量指令値）を算出する。各種補正としては、例えば暖機増量補正や加速時増量補正、空燃比フィードバック補正などがある。そして、その算出した燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁の開弁期間が調整される。これにより、都度のエンジン運転状態に応じた必要量の燃料がエンジン１０に供給される。
【００２５】
ここで、第１噴射弁２１から噴射された気体燃料を、燃料導管２３を介してエンジン１０の吸気通路に供給するシステムでは、気体燃料を用いてのエンジン運転中に、第１噴射弁２１の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定のエンジン運転状態になった場合に、燃料導管２３内に残留している気体燃料が吸気通路に流出することがある。また、燃料導管２３内に残留する気体燃料の流出量は、エンジン運転状態や気体燃料の状態等の種々のパラメータに応じて都度異なり、燃料導管２３内に残留する気体燃料の流出量が多いほど、エミッションやドライバビリティに及ぼす影響が大きくなる。
【００２６】
そこで本実施形態では、第１噴射弁２１の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定のエンジン運転状態になった場合には、燃料導管２３内から吸気通路へ流出する気体燃料の燃料流出量に基づいて、燃料噴射弁（第１噴射弁２１及び第２噴射弁２２）から噴射する燃料噴射量を減量補正することとしている。
【００２７】
具体的には、第１噴射弁２１の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定のエンジン運転状態になったか否かを判定する条件を、（１）気体燃料から液体燃料への燃料切替要求が生じたこと、（２）気体燃料を用いてのエンジン運転中に車両減速要求が生じたこと、及び（３）気体燃料を用いてのエンジン運転中に燃料カット要求が生じたこと、の３つとしており、これら３つの条件のいずれかが成立した場合に、燃料噴射量について、燃料導管２３内に残留する気体燃料の燃料流出量に基づく減量補正として残ガス補正を実施する。
【００２８】
次に、本実施形態の燃料補正処理について図２のフローチャートを用いて説明する。この処理は、制御部８０により所定周期毎に実行される。
【００２９】
図２において、ステップＳ１０１では、エンジン１０の燃焼に使用する燃料を気体燃料から液体燃料に切り替える燃料切替要求が生じたか否かを判定する。ここでは、気体燃料から液体燃料への燃料切替要求が生じた時点及びその切替要求直後の所定期間内である場合に肯定判定する。なお、所定期間は、燃料導管２３内に残留している気体燃料が吸気通路に放出され始めてからその放出がされなくなるまでに要する時間を考慮して設定してある。ステップＳ１０１で肯定判定された場合には、ステップＳ１０２へ進み、燃料導管２３内に残留する気体燃料の量（残留ガス量Ｑｉｎ）を算出する。
【００３０】
ここで、液体燃料への燃料切替要求が生じた時点において、燃料導管２３内にどれだけの気体燃料が残留しているかは、その燃料切替要求が生じる以前のエンジン負荷（吸入空気量Ａｉｒ）やエンジン回転速度Ｎｅ、気体燃料の温度（ガス温度）Ｔｍなどの各種パラメータに応じて異なる。具体的には、液体燃料への切替要求が生じる以前でのエンジン負荷が高負荷であるほど、つまり第１噴射弁２１による気体燃料の噴射量が多いほど、燃料の切替要求が生じた時点における残留ガス量Ｑｉｎが多くなる傾向にある。また、気体燃料の温度が高温であるほど、気体燃料の体積膨張によって燃料導管２３から吸気通路に燃料が放出されにくく、よって燃料の切替要求が生じた時点における残留ガス量Ｑｉｎが多くなる傾向にある。また、液体燃料への切替要求が生じる以前でのエンジン回転速度が高いほど、燃料噴射の時間間隔が短く、よって燃料の切替要求が生じた時点における残留ガス量Ｑｉｎが多くなる傾向にある。
【００３１】
こうした点に鑑み、本実施形態では、液体燃料への切替要求が生じる以前のエンジン負荷、エンジン回転速度Ｎｅ及びガス温度Ｔｍに基づいて、燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎを算出する。具体的には、エンジン負荷が高いほど、エンジン回転速度Ｎｅが高いほど、又はガス温度Ｔｍが高温であるほど、液体燃料への燃料切替要求が生じた時点の残留ガス量Ｑｉｎ（初期残留ガス量Ｑｏ）を大きい値に設定する。また、燃料切替要求が生じた時点よりも後では、燃料切替要求が発生してからの流出総量ΣＱを、初期残留ガス量Ｑｏから差し引いて求めた値を残留ガス量Ｑｉｎに設定する。流出総量ΣＱは、燃料導管２３内から吸気通路へ流出する残留燃料の単位時間あたりの流出量である残留ガス流出量Ｑｅｘを積算することにより求める。
【００３２】
なお、初期残留ガス量Ｑｏについて本実施形態では、エンジン負荷（吸入空気量Ａｉｒ）、エンジン回転速度Ｎｅ及びガス温度Ｔｍに対応する初期残留ガス量Ｑｏを規定したマップが予め制御部８０の記憶部に記憶してある。制御部８０は、そのマップを用いて、液体燃料への切替要求が生じる直前のエンジン負荷、エンジン回転速度Ｎｅ及びガス温度Ｔｍに対応する初期残留ガス量Ｑｏを読み出すことで初期残留ガス量Ｑｏを算出する。
【００３３】
続くステップＳ１０３では、燃料導管２３内からの残留ガス流出量Ｑｅｘを算出する。本実施形態では、燃料導管２３内の残留燃料の吸気通路への流出されやすさが、都度の残留ガス量Ｑｉｎ、ガス温度Ｔｍ及び吸気管圧力Ｐｉｎに応じて異なることに着目し、これらのパラメータに基づいて残留ガス流出量Ｑｅｘを算出する。具体的には、燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎが多いほど、ガス温度Ｔｍが低いほど、又は吸気管圧力Ｐｉｎが低いほど（負圧側であるほど）、燃料導管２３内の残留燃料が吸気通路に放出されやすく、よって残留ガス流出量Ｑｅｘを大きい値に設定する。本実施形態では、残留ガス量Ｑｉｎ、ガス温度Ｔｍ及び吸気管圧力Ｐｉｎに対する残留ガス流出量Ｑｅｘを規定したマップが予め制御部８０の記憶部に記憶してある。したがって、このステップＳ１０３では、そのマップを用いて、残留ガス量Ｑｉｎ、ガス温度Ｔｍ及び吸気管圧力Ｐｉｎの今回値に対応する残留ガス流出量Ｑｅｘを読み出す処理を行う。
【００３４】
続くステップＳ１０４では、算出した残留ガス流出量Ｑｅｘに基づいて、第２噴射弁２２から噴射する液体燃料の噴射量を減量補正することで、第２噴射弁２２の噴射量指令値を算出する。本実施形態では、エンジン運転状態に基づき算出した第２噴射弁２２の要求噴射量から残留ガス流出量Ｑｅｘ分だけ少なくする残ガス補正を実施するとともに、この残ガス補正以外のその他の各種補正（例えば、暖機増量補正や空燃比フィードバック補正など）を行うことにより、第２噴射弁２２の噴射量指令値を算出する。また、図示しない別ルーチンにより、算出した噴射量指令値に基づいて第２噴射弁２２を駆動制御する。
【００３５】
なお、残留ガス流出量Ｑｅｘに基づく減量補正は上記の態様に限らず、例えば、算出した残留ガス流出量Ｑｅｘの一部を要求噴射量から減算する構成としてもよい。
【００３６】
ステップＳ１０１で否定判定された場合にはステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、気体燃料を用いてのエンジン運転中か否かを判定する。液体燃料を用いてのエンジン運転中の場合にはそのまま本処理を終了する。
【００３７】
一方、気体燃料を用いてのエンジン運転中であれば、ステップＳ１０６へ進み、車両の減速要求か、又はエンジン１０の燃料カット要求が生じたか否かを判定する。ここでは、車両の減速要求が生じた時点及びその減速要求直後の所定期間内である場合、並びにエンジン１０の燃料カット要求が生じた時点及びその燃料カット要求直後の所定期間内である場合に肯定判定される。なお、所定期間については燃料切替要求が生じた場合と同様である。車両の減速要求が生じたか否かは、エンジン負荷（例えば吸入空気量）の単位時間あたりの減少側への変化量ΔＡ（＞０）が所定値よりも大きいか否かにより判定し、ΔＡ＞所定値の場合に車両の減速要求が生じたものと判定する。また、燃料カット要求が生じたか否かは、アクセル操作量がゼロであること、ブレーキ操作が行われていること、及び車速が所定値以下であること等の条件が成立しているか否かにより判定し、これら全ての条件が成立している場合に燃料カット要求が生じたものと判定する。
【００３８】
車両の減速要求及び燃料カット要求のいずれも生じていない場合には、そのまま本処理を終了する。一方、車両の減速要求及び燃料カット要求のいずれかが生じた場合には、ステップＳ１０７へ進み、燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎを算出する。残留ガス量Ｑｉｎの算出方法は、減速要求又は燃料カット要求が発生してからの流出総量ΣＱの算出に際し第１噴射弁２１の燃料噴射量を考慮する点以外はステップＳ１０２と同じであるため、ここでは省略する。また、ステップＳ１０８では、残留ガス量Ｑｉｎ、ガス温度Ｔｍ及び吸気管圧力Ｐｉｎに、更に第１噴射弁２１の燃料噴射量を加味することにより、残留ガス流出量Ｑｅｘを算出する。
【００３９】
続くステップＳ１０９では、算出した残留ガス流出量Ｑｅｘに基づいて、第１噴射弁２１から噴射する気体燃料の噴射量を減量補正することで、第１噴射弁２１の噴射量指令値を算出する。ここでは、エンジン運転状態に基づき算出した第１噴射弁２１の要求噴射量から残留ガス流出量Ｑｅｘ分だけ少なくする残ガス補正を実施するとともに、この残ガス補正以外のその他の各種補正（例えば空燃比フィードバック補正など）を行うことにより、第１噴射弁２１の噴射量指令値を算出する。また、図示しない別ルーチンにより、算出した噴射量指令値に基づき第１噴射弁２１を駆動制御する。
【００４０】
次に、本実施形態における燃料噴射量の残ガス補正について、図３〜図５のタイムチャートを用いて説明する。図３は気体燃料から液体燃料への燃料切替時について、図４は気体燃料を用いてのエンジン運転中における車両減速時について、図５は気体燃料を用いてのエンジン運転中における燃料カット時について、それぞれ示している。
【００４１】
まずは図３の燃料切替時について説明する。図３中、（ａ）はエンジン１０の燃焼に使用する燃料の推移、（ｂ）は燃料導管２３内の残留ガス量の推移、（ｃ）は暖機増量補正（ウェット補正）による補正量の推移、（ｄ）残ガス補正による補正量の推移、（ｅ）は第１噴射弁２１の燃料噴射量の推移、（ｆ）は第２噴射弁２２の燃料噴射量の推移、（ｇ）は点火時期の推移、（ｈ）はＯＢＤ制御の実施許可／停止の推移、をそれぞれ示している。なお、（ｅ）及び（ｆ）中の一点鎖線は要求噴射量を示し、実線は噴射量指令値を示す。（ｇ）中、二点鎖線は残留ガス流出量Ｑｅｘに基づく点火時期補正を実施しない場合、実線は残留ガス流出量Ｑｅｘに基づく点火時期補正を実施する場合を示している。
【００４２】
気体燃料を用いてのエンジン運転中に、使用燃料を気体燃料から液体燃料に切り替える燃料切替要求が生じた場合（時刻ｔ１１）、第１噴射弁２１からの気体燃料の噴射は停止されるが（図中（ｅ）参照）、第１噴射弁２１の噴射停止後において、燃料導管２３内に残留する気体燃料が、例えば吸気負圧などによって吸気通路内に流れ込む（図中（ｂ）参照）。本実施形態では、使用燃料を切り替えた時刻ｔ１１以降において、液体燃料の要求噴射量から、燃料導管２３内から流出する気体燃料の残留ガス流出量Ｑｅｘ分を減量補正することで噴射量指令値を算出する。なお、液体燃料への切り替え時には、エンジン１０の暖機状態に応じたウェット補正を行う。
【００４３】
また、気体燃料から液体燃料の切り替え直後の期間では、エンジン１０に供給される燃料の一部が気体燃料であることを考慮して、燃料導管２３内からの残留ガス流出量Ｑｅｘに基づく点火時期補正を行う。気体燃料の最適点火時期は液体燃料よりも進角側にあるため、使用燃料を気体燃料から液体燃料に切り替えた後では、通常、図３（ｇ）に二点鎖線で示すように、液体燃料の最適点火時期となるように点火時期を遅角側に変更する。このとき、燃料の残ガス補正を考慮せずに点火時期を遅角側に設定すると、エンジン１０が出力過多となり、ドライバビリティに影響を及ぼすことが考えられる。その点に鑑み、本実施形態では、気体燃料から液体燃料への燃料切り替え直後の所定期間内において、燃料導管２３内からの残留ガス流出量Ｑｅｘに基づいて点火時期補正を実施する。具体的には、残留ガス流出量Ｑｅｘが多いほど、点火時期を進角側に補正する。
【００４４】
さらに本実施形態では、気体燃料から液体燃料の切り替え直後の期間では、エンジン１０に供給される燃料が液体燃料と気体燃料との混合燃料となることを考慮して、燃料系の異常診断を停止することとしている（図３（ｈ）参照）。液体燃料とともに気体燃料がエンジン１０に供給されている状態で異常診断を実施した場合、診断精度が低下するおそれがあるからである。燃料系の異常診断としては、例えば空燃比フィードバック補正量に基づく異常診断等を含む。なお、異常診断を停止した場合、その診断停止以前の診断結果についてはそのまま保持してもよいし、リセットした後に再診断する構成としてもよい。
【００４５】
次に、気体燃料を用いてのエンジン運転中における車両減速時について図４を用いて説明する。図４中、（ａ）は使用燃料の推移、（ｂ）は車速の推移、（ｃ）はエンジン１０の吸入空気量の推移、（ｄ）は燃料導管２３内の残留ガス量の推移、（ｅ）は残ガス補正による補正量の推移、（ｆ）は気体燃料の燃料噴射量の推移、（ｇ）は空燃比の推移、をそれぞれ示している。なお、（ｆ）中の一点鎖線は要求噴射量を示し、実線は噴射量指令値を示す。（ｇ）中、破線は残ガス補正を実施しない場合を示し、実線は残ガス補正を実施する場合を示している。
【００４６】
気体燃料を用いてのエンジン運転中に、例えばアクセル操作量が少なくなる等、車両の減速要求が生じた場合（時刻ｔ２１）、スロットル弁１５を閉側駆動してエンジン１０の吸入空気量を少なくするとともに、気体燃料の要求噴射量を少なくする側に変更する。このとき、燃料導管２３内に残留する気体燃料の影響により、第１噴射弁２１から噴射する燃料量を少なくする側に変更しても、実際にエンジン１０に供給される燃料は直ちに少なくならない。本実施形態では、燃料導管２３内の残留ガスの流出を考慮し、気体燃料を用いてのエンジン運転時において車両減速要求が生じた場合には、その要求が生じた時刻ｔ２１以降の所定期間において、燃料導管２３内からの残留ガス流出量Ｑｅｘに対応する減量補正を行う。なお、こうした残ガス補正を実施しない場合には、車両減速の開始直後において、図４（ｇ）に示すように、燃料過多により空燃比リッチになる。
【００４７】
次に、気体燃料を用いてのエンジン運転中に燃料カットを実施する場合について、図５を用いて説明する。図５中、（ａ）使用燃料の推移、（ｂ）は燃料カット要求の有無の推移、（ｃ）は燃料カット実施の切り替えの推移、（ｄ）はエンジン１０の吸入空気量の推移、（ｅ）は燃料導管２３内の残留ガス量の推移、（ｆ）は残ガス補正による補正量の推移、（ｇ）は気体燃料の燃料噴射量の推移、（ｈ）は空燃比の推移、をそれぞれ示している。なお、（ｇ）中の一点鎖線は要求噴射量を示し、実線は噴射量指令値を示す。（ｈ）中、破線は残ガス補正を実施しない場合を示し、実線は残ガス補正を実施する場合を示している。
【００４８】
気体燃料を用いてのエンジン運転中に燃料カット要求が生じた場合（時刻ｔ３１）、ショック低減を図るべく、所定のディレイ時間が経過した後に実際に燃料カットが実施される（時刻ｔ３２）。そして、期間ｔ３１〜ｔ３２では、スロットル弁１５を閉側駆動してエンジン１０の吸入空気量を少なくするとともに、気体燃料の要求噴射量をゼロに近付けていく。このとき、燃料導管２３内に残留する気体燃料の影響により、燃料カットの開始直後において燃料過多に起因して空燃比リッチになることが考えられるが、時刻ｔ３１以降において残ガス補正を行うことにより空燃比のリッチ化が解消される。
【００４９】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００５０】
気体燃料を用いてのエンジン運転中に、第１噴射弁２１の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定のエンジン運転状態になった場合に、燃料導管２３内から吸気通路へ流出する気体燃料の燃料流出量に基づいて、燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する構成とした。燃料導管２３内に残留する気体燃料の流出量は、エンジン運転状態や気体燃料の温度等に応じて変化するが、こうした構成によれば、燃料導管２３内に残存する気体燃料に起因するエミッションの悪化やドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００５１】
燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎに基づいて残留ガス流出量Ｑｅｘを算出するとともに、その算出した残留ガス流出量Ｑｅｘによって、燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する構成とした。燃料導管２３内に残留する気体燃料が吸気通路へ流出する際の流出量（残留ガス流出量Ｑｅｘ）は、燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎに応じて異なり、残留ガス量Ｑｉｎが多いほど、燃料導管２３から吸気通路に流出する残留ガス流出量Ｑｅｘが多くなる傾向にある。その点に鑑み、上記構成とすることにより、残留ガス流出量Ｑｅｘの算出精度を高めることができ、ひいては燃料噴射量制御を精度良く実施することができる。
【００５２】
また、第１噴射弁２１の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定のエンジン運転状態になった時点の残留ガス量Ｑｉｎ（初期残留ガス量Ｑｏ）は、その直前までのエンジン負荷に応じて異なる。その点に鑑み、残ガス補正を実施するエンジン運転状態になる直前のエンジン負荷に基づいて、燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎを算出する構成とした。こうした構成によれば、エンジン運転状態に応じて都度変化する残留ガス量Ｑｉｎを正確に把握することができ、残留ガス流出量Ｑｅｘの算出精度が高まる。
【００５３】
第１噴射弁２１の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定のエンジン運転状態になった後の吸気管圧力Ｐｉｎに基づいて、燃料噴射量を減量補正する構成とした。燃料導管２３内の残留燃料における吸気通路への流出しやすさは、吸気管圧力Ｐｉｎに応じて異なり、吸気管圧力Ｐｉｎが負圧側であるほど、燃料導管２３内の残留燃料が吸気通路に流出されやすくなる。この点に鑑み、上記構成とすることにより、残留ガス流出量Ｑｅｘに応じた減量補正を精度良く実施することができる。
【００５４】
気体燃料の温度に基づいて、燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を減量補正する構成とした。燃料導管２３内に残留している気体燃料量（残留ガス量Ｑｉｎ）は、気体燃料の温度に応じても異なり、気体燃料の温度が高いほど、残留ガス量Ｑｉｎが多くなる傾向にある。また、燃料導管２３内の残留燃料の流出しやすさについても気体燃料の温度に応じて異なり、気体燃料の温度が低いほど、吸気通路へ流出されやすい傾向にある。これらの点を考慮し、気体燃料の温度に基づいて、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を減量補正する構成とした。こうした構成によれば、都度の気体燃料の温度に応じた燃料噴射量制御を実施することができる。
【００５５】
エンジン１０の燃焼に使用する燃料を気体燃料から液体燃料に切り替える燃料切替要求が生じた場合に、残ガス補正として、燃料切替要求後における第２噴射弁２２からの液体燃料の噴射量を減量補正する構成とした。燃料切替要求に伴い第１噴射弁２１による気体燃料の噴射を停止しても、その噴射停止後の暫くの間では、燃料導管２３内に残留する気体燃料が吸気通路内に流れ込み、エンジン１０に供給される。こうした場合、燃料過多に起因して、エミッションやドライバビリティに影響を及ぼすことが考えられる。この点に鑑み上記構成とすることにより、気体燃料から液体燃料への切り替え時において、燃料過多に起因するエミッションの悪化やドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００５６】
気体燃料を用いてのエンジン運転時において、車両減速要求又は燃料カット要求が生じた場合に、残ガス補正として、第１噴射弁２１の燃料噴射量を減量補正する構成とした。車両減速要求又は燃料カット要求が生じたことに伴い、第１噴射弁２１からの気体燃料の噴射量を少なくする場合、最初のうちは、燃料導管２３内に残留している気体燃料が吸気通路に流出することによって燃料過多になることが考えられる。また、その燃料過多の程度は、燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎなどの種々のパラメータに応じて異なる。その点に鑑み、上記構成とすることにより、気体燃料を用いてのエンジン運転中に車両減速要求又は燃料カット要求が生じた場合に、燃料過多になることを抑制することができ、ひいては空燃比のリッチ化を改善することができる。
【００５７】
燃料導管２３内の残留燃料に起因する燃料過多が生じることを予め見越して、燃料導管２３内からの残留ガス流出量Ｑｅｘに応じた燃料量補正を実施する構成とした。燃料導管２３内の残留燃料に起因する燃料過多が生じた場合、その燃料過多に伴う空燃比の乱れは空燃比フィードバック制御によっても解消可能ではあるが、解消するまでに時間がかかる。この点、本実施形態のようなフィードフォワード制御による構成によれば、燃料導管２３内の残留燃料に起因する空燃比の乱れを未然に防ぐようにすることができる。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００５９】
・燃料導管２３内の残留燃料の量は、エンジン１０の排気量や燃料導管２３の長さ及び断面積に応じても異なる。この点を考慮し、更にエンジン１０の排気量並びに燃料導管２３の長さ及び断面積の少なくともいずれかのパラメータに応じて、燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎを算出する構成としてよい。
【００６０】
・上記実施形態では、液体燃料への切替要求が生じる以前のエンジン負荷、エンジン回転速度Ｎｅ及びガス温度Ｔｍに基づいて、燃料導管２３内の残留ガス量Ｑｉｎを算出する構成としたが、これら３つのパラメータのうちの一部を用いて残留ガス量Ｑｉｎを算出する構成としてもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、残留ガス量Ｑｉｎ、ガス温度Ｔｍ及び吸気管圧力Ｐｉｎに基づいて残留ガス流出量Ｑｅｘを算出する構成としたが、これら３つ全てのパラメータを用いず、３つのうちの１つ又は２つのパラメータを用いて残留ガス流出量Ｑｅｘを算出する構成としてもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、（１）気体燃料から液体燃料への燃料切替要求が生じたこと、（２）気体燃料を用いてのエンジン運転中に車両減速要求が生じたこと、及び（３）気体燃料を用いてのエンジン運転中に燃料カット要求が生じたこと、のいずれかが成立した場合に、気体燃料を用いてのエンジン運転状態において第１噴射弁２１の燃料噴射量が少なくなる側に変更される所定の機関運転状態になったとして、燃料噴射量について残ガス補正を実施する構成とした。これを変更し、上記（１）〜（３）のうちの１つ又は２つの条件のみを残ガス補正の実施条件としていてもよい。
【００６３】
・上記実施形態では気体燃料をＣＮＧ燃料としたが、標準状態で気体状態の他の気体燃料を用いることもでき、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、ジメチルエーテルなどを主成分とする燃料を用いる構成としてもよい。また、液体燃料についてもガソリン燃料に限定しない。例えば燃焼用の燃料として軽油を用いるディーゼルエンジンに対して気体燃料の供給系を搭載したシステムに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０…エンジン（内燃機関）、２１…第１噴射弁、２２…第２噴射弁、２３…燃料導管（接続配管）、４０…気体燃料供給部、４１…ガス配管、４２…ガスタンク、４３…レギュレータ、７０…液体燃料供給部、８０…制御部（運転状態判定手段、燃料補正手段）。
【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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