(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス燃料と液体燃料との少なくとも一方を燃焼室に供給可能なバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置において、アクセル開度に応じた目標トルクとなるように、スロットル開度と点火時期とを算出する目標トルク制御手段を備え、この目標トルク制御手段は、ガス燃料を使用した場合と、液体燃料を使用した場合とのそれぞれに対応するように設定され、切り換え後に選択される燃料が、切り換え直前に使用していた燃料と種類が異なると判断された時には、前記切り換え後に選択される燃料による目標トルクとなるようなスロットル開度と点火時期とを、前記切り換え直前に使用していた燃料による目標トルクとなるようなスロットル開度と点火時期とから、前記切り換え後に選択される燃料によるエンジン出力のトルクが目標トルクの値に徐々に近づくように変更する補正制御手段を備えていることを特徴とするバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置。
【請求項２】
ガス燃料と液体燃料との少なくとも一方を燃焼室に供給可能なバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置において、アクセル開度に応じた目標トルクとなるように、スロットル開度と点火時期とを算出する目標トルク制御手段を備え、この目標トルク制御手段は、ガス燃料を使用した場合と、液体燃料を使用した場合とのそれぞれに対応するように設定され、切り換え後に選択される燃料がガス燃料で、切り換え直前に使用していた燃料が液体燃料である場合で、かつ切り換え直前に使用していた液体燃料による目標トルクが、前記切り換え後に選択されるガス燃料の運転時における最大トルクを超えている場合には、スロットル開度を全開にした後、前記切り換え後に選択されるガス燃料によるエンジン出力のトルクが目標トルクの値に徐々に近づくように前記切り換え後に選択されるガス燃料の運転時におけるスロットル開度と点火時期とを変更する補正制御手段を備えていることを特徴とするバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置。
【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燃料選択制御装置に係り、特に、燃料切り換え時のエンジン出力のトルク差を抑えて、運転性を向上することができるバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンには、ガソリンや軽油等の液体燃料を使用するエンジンや、圧縮天然ガスや液化石油ガス（ＣＮＧ、ＬＰＧ）等のガス燃料を使用するエンジン、あるいは、ガス燃料と液体燃料との２種類の燃料を選択して使用を切り換える、いわゆるバイフューエルエンジンなどがある。
バイフューエルエンジンの燃料選択制御装置は、運転状況に応じてガス燃料と液体燃料とを選択して使用を切り換えることで、ガス燃料の使用により排気有害成分の低減に貢献でき、液体燃料の使用により高出力を満足することができる。
【０００３】
従来のバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置には、ガス燃料と液体燃料とを選択して使用を切り換える際に、切り換え前後の燃料に対応した点火時期補正等を行なうものがある。
【特許文献１】特開２００３−２９３８０７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガス燃料と液体燃料との少なくとも一方を燃焼室に供給可能なバイフューエルエンジンにおいては、燃料の種類をガス燃料から液体燃料へ切り換える際に、あるいは液体燃料からガス燃料へ切り換える際に、ガス燃料と液体燃料とによってエンジン出力のトルクが異なるため、運転者に違和感を生じさせる問題がある。
前記特許文献１・２に開示される燃料選択制御装置においては、燃料の切り換え時に、切り換え前後の燃料に対応した点火時期補正等を行なっているが、エンジン出力のトルク差は生じるため、運転者に違和感を生じさせる問題を、十分に解消することができない不都合がある。
【０００５】
この発明は、バイフューエルエンジンに使用される燃料が直前に選択された燃料と異なる場合の燃料の切り換え時において、燃料が異なることにより発生するトルク差を吸収することができ、これにより、使用燃料を変更してもスムーズな運転が可能となり、運転者に違和感を生じさせる問題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、ガス燃料と液体燃料との少なくとも一方を燃焼室に供給可能なバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置において、アクセル開度に応じた目標トルクとなるように、スロットル開度と点火時期とを算出する目標トルク制御手段を備え、この目標トルク制御手段は、ガス燃料を使用した場合と、液体燃料を使用した場合とのそれぞれに対応するように設定され、切り換え後に選択される燃料が、切り換え直前に使用していた燃料と種類が異なると判断された時には、前記切り換え後に選択される燃料による目標トルクとなるようなスロットル開度と点火時期とを、前記切り換え直前に使用していた燃料による目標トルクとなるようなスロットル開度と点火時期とから、前記切り換え後に選択される燃料によるエンジン出力のトルクが目標トルクの値に徐々に近づくように変更する補正制御手段を備えていることを特徴とするバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置は、バイフューエルエンジンに使用する燃料が直前に選択された燃料と異なる場合の燃料切り換え時において、燃料が異なることにより発生するトルク差を吸収することができ、使用燃料を変更してもスムーズな運転が可能となり、運転者に違和感を生じさせる問題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明のバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置は、バイフューエルエンジンに使用する燃料を変更しても、燃料切り換えにより発生するトルク差を吸収して、スムーズな運転を可能とするものである。
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】
【０００９】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図１はバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置の概略構成図、図２は燃料選択制御のフローチャート、図３は燃料選択制御のタイムチャートである。
図１に示すよう、車両に搭載されるバイフューエルエンジン（以下「エンジン」と記す。）１は、複数の燃焼室２にそれぞれ連通する吸気ポート３と排気ポート４とを設け、各燃焼室２にそれぞ点火プラグ５を設けている。エンジン１は、吸気系として、エアクリーナ６と吸気管７とスロットルボディ８とサージタンク９と吸気マニホルド１０の各分岐管１１とを順次に接続し、各吸気ポート３に連通する吸気通路１２を設けている。また、エンジン１は、排気系として、排気マニホルド１３の各分岐管１４と触媒コンバータ１５と排気管１６とを順次に接続し、各排気ポート４に連通する排気通路１７を設けている。
前記エンジン１は、スロットルボディ８の吸気通路１２にスロットルバルブ１８を設けている。このスロットルバルブ１８は、後述するアクセルペダル４８の操作量に応じてスロットルモータ１９により開閉動作される。また、エンジン１は、スロットルバルブ１８を迂回して吸気通路１２を連通するバイパス空気通路２０を設けている。バイパス空気通路２０の途中には、アイドル運転時のエンジン回転数が目標エンジン回転数になるようバイパス空気量を調整するアイドル空気量制御弁２１を設けている。
エンジン１は、圧縮天然ガスや液化石油ガス（ＣＮＧ、ＬＰＧ）等のガス燃料と、ガソリンや軽油等の液体燃料との、少なくとも一方を燃焼室２に供給される。
エンジン１は、ガス燃料を貯留するガス燃料容器２２を備えている。ガス燃料容器２２には、ガス燃料供給管２３の一端側を接続している。ガス燃料供給管２３は、他端側をガス燃料デリバリパイプ２４に接続している。ガス燃料デリバリパイプ２４には、吸気マニホルド１０の各分岐管１１に設けられたガス燃料噴射弁２５をそれぞれ接続している。ガス燃料供給管２３には、ガス燃料容器２２側から順次に、主止弁２６と調圧弁２７とガス燃料フィルタ２８とガス燃料圧力センサ２９とガス燃料温度センサ３０とを介装している。
前記主止弁２６は、エンジン１の停止時にガス燃料を遮断する。前記調圧弁２７は、ガス燃料を減圧して適正な圧力・流量に調整する。前記ガス燃料フィルタ２８は、ガス燃料を濾過する。前記ガス燃料圧力センサ２９は、ガス燃料の圧力を検出する。前記ガス燃料温度センサ３０は、ガス燃料の温度を検出する。
また、エンジン１は、液体燃料を貯留する液体燃料タンク３１を備えている。液体燃料タンク３１内には、液体燃料ポンプ３２を設けている。液体燃料ポンプ３２には、液体燃料供給管３３の一端側を接続している。液体燃料供給管３３は、他端側を液体燃料デリバリパイプ３４に接続している。液体燃料デリバリパイプ３４には、吸気マニホルド１０の各分岐管１１に設けられた液体燃料噴射弁３５をそれぞれ接続している。液体燃料供給管３３には、液体燃料フィルタ３６を介装している。
前記液体燃料デリバリパイプ３４には、プレッシャレギュレータ３７を接続している。プレッシャレギュレータ３７は、燃料戻り管３８により液体燃料タンク３１に接続されている。プレッシャレギュレータ３７は、液体燃料噴射弁３５に供給される液体燃料圧力を調整し、余剰の燃料を燃料戻り管３８により液体燃料タンク３１に戻す。
前記液体燃料タンク３１には、エバポ配管３９の一端側を接続している。エバポ配管３９は、他端側を蒸発液体燃料の吸着・放出を行うキャニスタ４０に接続している。キャニスタ４０には、パージ配管４１の一端側を接続している。パージ配管４１は、他端側を前記スロットルバルブ１８下流側の吸気通路１２に連通している。パージ配管４１には、パージ制御弁４２を設けている。パージ制御弁４２は、キャニスタ４０から吸気通路１２に供給される蒸発液体燃料量を調整する。
このエンジン１は、吸気通路１２の吸気温度を検出する吸気温センサ４３を吸気管７に設け、吸気通路１２の吸気流量を検出するエアフローメータ４４を吸気管７に設け、スロットルバルブ１８のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ４５をスロットルボディ８に設け、吸気通路１２の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ４６をサージタンク９に設け、排気通路１７の排気酸素濃度を検出するＯ２センサ４７を排気マニホルド１３に設け、アクセルペダル４８の踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ４９を設けている。
前記点火プラグ５、スロットルモータ１９、アイドル空気量制御弁２１、ガス燃料噴射弁２５、主止弁２６、ガス燃料圧力センサ２９、ガス燃料温度センサ３０、液体燃料ポンプ３２、液体燃料噴射弁３５、パージ制御弁４２、吸気温センサ４３、エアフローメータ４４、スロットル開度センサ４５、吸気圧力センサ４６、Ｏ２センサ４７、アクセル開度センサ４９は、ガス燃料と液体燃料との少なくとも一方を燃焼室２に供給可能なエンジン１の燃料選択制御装置５０を構成する制御部５１に接続されている。
【００１０】
燃料選択制御装置５０の制御部５０は、目標トルク制御手段５２と補正制御手段５３とスロットル制御手段５４と点火時期制御手段５５とを備えている。
前記目標トルク制御手段５２は、アクセル開度に応じた目標トルクとなるように、スロットル開度と点火時期とを算出する。この目標トルク制御手段５２は、算出されるスロットル開度と点火時期とを、ガス燃料を使用した場合と、液体燃料を使用した場合とのそれぞれに対応するように設定されている。
前記補正制御手段５３は、使用を選択された燃料が、直前に使用していた燃料と種類が異なる場合には、直前に使用していた燃料に応じた目標トルクを、選択された燃料による目標トルクの値に近づくように補正制御する。
また、補正制御手段５３は、使用を選択された燃料がガス燃料で、直前に使用していた燃料が液体燃料である場合で、かつ直前に使用していた液体燃料による目標トルクが、選択されたガス燃料の運転時における最大トルクを超えている場合には、ガス燃料による目標トルクの値を、最大トルク値としてから目標トルクの値に近づくように補正制御する。
前記スロットル制御手段５４は、目標トルク制御手段５２、補正制御手段５３により設定されたスロットル開度になるようにスロットルバルブ１８を開閉するスロットモータ１９を制御する。
前記点火時期制御手段５５は、目標トルク制御手段５２、補正制御手段５３により設定された点火時期になるように燃焼室２に飛び火させる点火プラグ５を制御する。
【００１１】
次に作用を説明する。
図２に示すように、エンジン１の燃料選択制御装置５０は、エンジン１の運転中に制御がスタートすると（Ａ１）、使用を選択された燃料が液体燃料であるか否かを判断する（Ａ２）。
この判断（Ａ２）がＹＥＳの場合は、直前に使用していた燃料が液体燃料であるか否かを判断する（Ａ３）。
この判断（Ａ３）がＹＥＳの場合は、切り換え前後の燃料がともに液体燃料であり、アクセル開度に応じた目標トルクとなるように液体燃料による運転時のスロットル開度と点火時期とを算出し、スロットルバルブ１８と点火プラグ５とを制御し（Ａ４）、プログラムをエンドにする（Ａ５）。
前記判断（Ａ３）がＮＯの場合は、切り換え前の燃料がガス燃料で選択された切り換え後の燃料が液体燃料であり、アクセル開度に応じた目標トルクとなるように液体燃料による運転条件下でのスロットル開度と点火時期とを算出する。但し、直前に使用していたガス燃料による目標トルクから選択された液体燃料による目標トルクへと徐変できるようにスロットル開度と点火時期とを徐々に変更してスロットルバルブ１８と点火プラグ５とを制御し（Ａ６）、プログラムをエンドにする（Ａ５）。
一方、前記使用を選択された燃料が液体燃料であるか否かを判断（Ａ２）において、ＮＯの場合は、直前に使用していた燃料が液体燃料であるか否かを判断する（Ａ７）。
この判断（Ａ７）がＹＥＳの場合は、切り換え前の燃料が液体燃料で選択された切り換え後の燃料がガス燃料であり、アクセル開度に応じた目標トルクとなるようにガス燃料による運転条件下でのスロットル開度と点火時期とを算出する。但し、直前に使用していた液体燃料による目標トルクから選択されたガス燃料による目標トルクへと徐変できるようにスロットル開度と点火時期とを徐々に変更してスロットルバルブ１８と点火プラグ５と制御する（Ａ８）。
このとき、切り換え前に使用していた液体燃料による運転時の目標トルクが、選択された切り換え後のガス燃料による運転時における最大トルクを超えている場合には、ガス燃料による目標トルクの値を、最大トルク値とするようにスロットル開度を全開としてから、アクセル開度に応じた目標トルクの値に近づくようにスロットル開度と点火時期とを変更してスロットルバルブ１８と点火プラグ５と制御し（Ａ８）、プログラムをエンドにする（Ａ５）。
前記判断（Ａ７）がＮＯの場合は、切り換え前後の燃料がともにガス燃料であり、アクセル開度に応じた目標トルクとなるようにガス燃料による運転時のスロットル開度と点火時期とを算出し、スロットルバルブ１８と点火プラグ５とを制御し（Ａ９）、プログラムをエンドにする（Ａ５）。
【００１２】
図３に示すように、このエンジン１の燃料選択制御装置５０は、液体燃料により運転している場合に、ｔ１においてガス燃料の使用が選択されて切り換えられると、アクセル開度に応じた目標トルクとなるように液体燃料による運転時のスロットル開度と点火時期とを算出し、燃料切り換え前の制御から補正によりスロットル開度を徐々に大きくして点火時期を徐々に進角させるように変更する。
このとき、燃料選択制御装置５０は、切り換え前の液体燃料による運転時の目標トルクが、切り換え後のガス燃料による運転時における最大トルクを超えている場合には、ガス燃料による目標トルクの値を、最大トルク値とするようにスロットル開度を全開としてから、アクセル開度に応じた目標トルクの値に近づくようにスロットル開度と点火時期とを変更する。
燃料選択制御装置５０は、切り換え後のガス燃料による運転時に、ｔ２においてアクセル開度が増大して加速が開始されると、ガス燃料による目標トルクの値を増大させて、スロットル開度を大きくするとともに点火時期を一旦遅角させてから進角させるように変更する。
【００１３】
このように、このエンジン１の燃料選択制御装置５０は、選択された燃料が、直前に使用していた燃料と種類が異なる場合には、直前に使用していた燃料に応じた目標トルクを、選択された燃料による目標トルクの値に近づくように補正制御することにより、エンジン１に使用する燃料が直前に選択された燃料と異なる場合の燃料切り換え時において、燃料が異なることにより発生するトルク差を吸収することができ、使用燃料を変更してもスムーズな運転が可能となり、運転者に違和感を生じさせる問題を解消することができる。
【００１４】
また、このエンジン１の燃料選択制御装置５０は、選択された燃料がガス燃料で、直前に使用していた燃料が液体燃料である場合で、かつ直前に使用していた液体燃料による目標トルクが、選択されたガス燃料の運転時における最大トルクを超えている場合には、ガス燃料による目標トルクの値を、最大トルク値としてから目標トルクの値に近づくように補正制御することにより、エンジン１の使用燃料が液体燃料からガス燃料に切り換えられた場合でも、燃料の違いにおけるトルク量の差を吸収することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
この発明のバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置は、バイフューエルエンジンに使用する燃料を変更しても、燃料切り換えにより発生するトルク差を吸収して、スムーズな運転を可能とするものであり、ガス燃料と液体燃料とを切り換えて使用するバイフューエルエンジンだけでなく、異なる液体燃料を切り換えて使用するバイフューエルエンジンや、異なるガス燃料を切り換えて使用するバイフューエルエンジンにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例を示すバイフューエルエンジンの燃料選択制御装置の概略構成図である。
【図２】燃料選択制御のフローチャートである。
【図３】燃料選択制御のタイムチャートである。
【００１７】
１  バイフューエルエンジン
２  燃焼室
１２  吸気通路
１７  排気通路
１８  スロットルバルブ
１９  スロットルモータ
２２  ガス燃料容器
２３  ガス燃料供給管
２５  ガス燃料噴射弁
２９  ガス燃料圧力センサ
３０  ガス燃料温度センサ
３１  液体燃料タンク
３３  液体燃料供給管
３５  液体燃料噴射弁
４３  吸気温センサ
４４  エアフローメータ
４５  スロットル開度センサ
４６  吸気圧力センサ
４７  Ｏ２センサ
４８  アクセルペダル
４９  アクセル開度センサ
５０  燃料選択制御装置
５１  制御部
５２  目標トルク制御手段
５３  補正制御手段
５４  スロットル制御手段
５５  点火時期制御手段
【図１】
0004788454.tif 000002
【図２】
0004788454.tif 000003
【図３】
0004788454.tif 000004