(57)【要約】  第１の燃料を燃料とする第１のモードと、第２の燃料または第１および第２の燃料の混合物を燃料とする第２のモードとを含むマルチモード・エンジン・システムであって、エンジンが、第１のモード中に第１の燃料の流れを制御する第１のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）と、検出した第１の変数の値に依存する第１の入力信号を発する複数の第１のセンサと、第２のＥＣＵとを備え、第１のＥＣＵが、第１の入力信号を受信する信号受信部と、第１の入力信号に依存し、エンジンへと供給される第１の燃料の量を決定する第１の出力信号を発する出力部とを備え、第２のＥＣＵが、第２のモード中に第１の出力信号を変更し、第２のモード中にエンジンへと供給される第１の燃料の量を決定する第１の変更信号と、第２のモード中にエンジンへと供給される第２の燃料の量を決定する第２の計算信号とを生成するように適合されている、マルチモード・エンジン・システム。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に完全に第１の燃料を燃料とする第１のモードと、実質的に完全に第２の燃料を、または前記第１の燃料および前記第２の燃料の混合物を燃料とする第２のモードと、を含む複数の異なるモードで動作するように適合されたエンジンを備えるマルチモード・エンジン・システムであって、
エンジンが、
前記エンジンが前記第１のモードで動作しているときに、前記エンジンへの前記第１の燃料の流れを制御する第１のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）と、
第１のＥＣＵへと動作可能に接続され、第１の変数を検出して、検出した前記第１の変数の値に依存する第１の入力信号を発するように各々が適合されている複数の第１のセンサと、
前記第１のＥＣＵへと動作可能に接続された第２のＥＣＵと、
を備えており、
前記第１のＥＣＵが、前記第１の入力信号を受信する信号受信部と、前記第１の入力信号に依存し、前記エンジンへと供給される前記第１の燃料の量を決定する第１の出力信号を発する出力部とを備えており、
前記第２のＥＣＵが、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記第１の出力信号を変更し、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへと供給される前記第１の燃料の量を決定する第１の変更信号と、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへと供給される前記第２の燃料の量を決定する第２の計算信号とを生成するように適合されていることを特徴とするマルチモード・エンジン・システム。
【請求項２】
前記第１のエンジン制御ユニットがマスタユニットであり、前記第２のＥＣＵが前記第１のＥＣＵによって制御されるスレーブユニットであることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード・エンジン・システム。
【請求項３】
前記第１のＥＣＵが、前記エンジンが前記第１のモードで動作しているときに前記エンジンへの前記第１の燃料の流れのタイミングを制御するように適合されており、前記第２のＥＣＵが、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへの前記第１の燃料および前記第２の燃料の両方の流れのタイミングを制御するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード・エンジン・システム。
【請求項４】
前記第１の燃料がディーゼルを含んでおり、前記第２の燃料が天然ガス（メタン）を含んでおり、前記第１のＥＣＵがディーゼルＥＣＵを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システムであって、
前記エンジンが、前記第１の燃料を前記エンジンへと噴射するための複数の第１のインジェクタと、前記第２の燃料を前記エンジンへと噴射するための複数の第２のインジェクタとを備えており、
前記第１のＥＣＵの前記出力部が、前記第１のインジェクタの別々の１つを制御するように各々が適合されている複数の前記第１の出力信号を発するように適合されており、
前記第２のＥＣＵが、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに複数の前記第１の出力信号の各々を変更して、複数の前記第１の変更信号および複数の前記第２の計算信号を生成するように適合されており、
複数の前記第１の変更信号の各々が、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記第１のインジェクタの別々の１つを制御するように適合されていることを特徴とするマルチモード・エンジン・システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システムであって、
前記エンジンが前記第１のモードで動作している場合に前記エンジンへと供給されると考えられる第１の量の第１の燃料の熱含有量と、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへと供給される第２の量の第１の燃料の熱含有量と、を計算するための計算器と、
前記第１の量の第１の燃料の熱含有量と前記第２の量の第１の燃料の熱含有量との差を比較するための比較器と、
をさらに備えており、
前記計算器が、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに、前記第２の量の第１の燃料および或る量の前記第２の燃料の合計の熱含有量が、前記第１の量の第１の燃料の熱含有量と実質的に同じであるように保証するために、前記エンジンへと供給される前記第２の燃料の必要量を計算するように適合されていることを特徴とするマルチモード・エンジン・システム。
【請求項７】
複数の前記第１のインジェクタおよび複数の前記第２のインジェクタを備える請求項６に記載のマルチモード・エンジン・システムであって、
前記計算器が、前記エンジンが前記第１のモードで動作している場合に前記第１のインジェクタによって前記エンジンへと噴射されると考えられる前記第１の量の第１の燃料の熱含有量と、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへと噴射される前記第２の量の第１の燃料の熱含有量とを計算し、さらに前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへと噴射される前記第２の燃料の必要量を計算するように適合されていることを特徴とするマルチモード・エンジン・システム。
【請求項８】
前記第２のＥＣＵが、前記エンジンが前記第１のモードまたは前記第２のモードのいずれかで動作しているときに前記第１の出力信号を前記第１のＥＣＵへと変更されていない形態で返すための信号戻し器を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システム。
【請求項９】
前記第２のＥＣＵへと動作可能に接続された複数の前記第２のセンサをさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システム。
【請求項１０】
前記エンジンから放出される排気ガス中に存在する酸素の量を測定するように適合されたλセンサを、閉ループにて前記第２のＥＣＵへと動作可能に接続してさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システム。
【請求項１１】
前記エンジンシステムの前記第１のモードから前記第２のモードへの切り換わりを生じさせる第１のトリガをさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システム。
【請求項１２】
前記エンジンシステムの前記第２のモードから前記第１のモードへの切り換わりを生じさせる第２のトリガをさらに備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システム。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のマルチモード・エンジン・システムの一部を形成することを特徴とする第２のＥＣＵ。
【請求項１４】
エンジンを、第１の燃料を燃料とする第１のモード、あるいは第２の燃料または前記第１の燃料および前記第２の燃料の混合物を燃料とする第２のモードのいずれかで動作させるための方法であって、
前記エンジンを最初は前記第１のモードで動作するようにプログラムするステップと、
複数の第１の変数の検出および検出された各々の第１の変数の測定値の取得を繰り返し、検出された各々の前記第１の変数の測定値に依存する第１の入力信号を発信するステップと、
前記エンジンへと供給される前記第１の燃料の量を制御するために、前記第１の入力信号に応じた第１の出力信号の発信を生じさせるステップと、
動作のモードを前記第２のモードへと切り換えるステップと、
前記第１の出力信号を変更して、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへと供給される前記第１の燃料の量を決定する第１の変更信号、および前記エンジンへと供給される前記第２の燃料の量を決定する第２の計算信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記エンジンが前記第１のモードで動作しているときに、前記第１の入力信号に応じて、前記エンジンへの前記第１の燃料の流れのタイミングを制御するステップと、
前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに、前記第１の変更信号および前記第２の計算信号にそれぞれ応じて、前記エンジンへの前記第１の燃料および前記第２の燃料の両方の流れのタイミングを制御するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記第１の燃料がディーゼルを含んでおり、前記第２の燃料が天然ガス（メタン）を含んでおり、前記第１のＥＣＵがディーゼルＥＣＵを備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法であって、
前記エンジンが、前記第１の燃料を前記エンジンへと噴射するための複数の第１のインジェクタと、前記第２の燃料を前記エンジンへと噴射するための複数の第２のインジェクタとを備えており、
前記第１の入力信号に応じた前記第１の出力信号の発信を生じさせるステップが、前記第１の入力信号に応じた複数の前記第１の出力信号の発信を生じさせるステップを含んでおり、
前記方法が、前記第１の出力信号に応じて前記第１のインジェクタの各々を制御するさらなるステップを含んでおり、
前記第１の出力信号を変更して前記第１の変更信号および前記第２の計算信号を生成するステップが、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに、前記第１の出力信号を変更して複数の前記第１の変更信号および複数の前記第２の計算信号を生成するステップを含んでおり、各々の前記第１の変更信号が、前記第１のインジェクタのうちの１つを制御し、各々の前記第２の計算信号が、前記第２のインジェクタのうちの１つを制御することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法であって、
前記エンジンが前記第１のモードで動作している場合に前記エンジンへと供給される第１の量の第１の燃料の熱含有量を計算するステップと、
前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへと供給される第２の量の第１の燃料の熱含有量を計算するステップと、
前記第１の量の第１の燃料の熱含有量と前記第２の量の第１の燃料の熱含有量とを比較し、エネルギーの不足分を計算するステップと、
前記エネルギーの不足分を補償するために、前記エンジンが前記第２のモードで動作しているときに前記エンジンへと供給すべき前記第２の燃料の必要量を計算するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記エンジンシステムが、第１のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）と、前記第１のＥＣＵへと動作可能に接続されたスレーブユニットを備える第２のＥＣＵとを備えており、前記第１の出力信号が、前記第１のＥＣＵによって発信され、
前記方法が、前記第１の入力信号の各々に対応する変更されていない形態で前記第１のＥＣＵへと信号を戻すステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記エンジンから排気される排気ガス中の酸素含有量を測定し、測定された前記酸素含有量に応じて、前記第１の変更信号または前記第２の計算信号あるいは前記第１の変更信号および前記第２の計算信号の両方をさらに変更するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
複数の第２の変数の検出および検出された各々の第２の変数の測定値の取得を繰り返し、検出された各々の前記第２の変数の測定値に依存する第２の入力信号を発信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
実質的に添付の図面を参照して上述したエンジンシステム。
【請求項２３】
実質的に添付の図面を参照して上述した方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチモードエンジンのためのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に関し、特に、これらに限られるわけではないが、デュアル燃料エンジンのためのＥＣＵ、およびそのようなＥＣＵを備えるマルチモードエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチモードエンジンは、複数の異なるモードで動作することができ、各々のモードが、異なる燃料の要件を有している。換言すると、マルチモードエンジンは、種々のモードにおいて種々の燃料または燃料の組み合わせによって運転される。
【０００３】
デュアル燃料エンジンは、２つのモードで動作するように適合されている。典型的には、第１のモードが、エンジンがディーゼル燃料のみを燃料とするディーゼルモードであり、第２のモードが、エンジンが天然ガス（メタン）などの気体燃料を主たる燃料とし、この気体燃料が比較的少量のディーゼルによって点火される気体燃料モードである。
【０００４】
デュアル燃料エンジンは、当然ながら他の種類の燃料でも動作することができる。第１の燃料が、例えば、バイオディーゼル燃料、合成燃料、またはいくつかある任意の代替燃料であってよい。同様に、第２の燃料は必ずしもメタンである必要はなく、いくつかを挙げるならば、例えば圧縮天然ガス、バイオメタン、エタノール、メタノール、または水素であってよい。
【０００５】
内燃機関などのエンジンを、ディーゼルなどの液体燃料とメタンなどの気体燃料との混合物で運転すると、エンジンの燃料経済性およびエンジン効率が向上すると同時に、望ましくない排気物質の水準が低く保たれる。多くの人々が、炭化水素燃料の消費が環境および気候に及ぼす破滅的な影響にますます気付くようになるにつれ、重量物運搬車などの車両からの炭素の排出の削減が、ますます求められるようになっている。これらの排出物を削減することができる１つのやり方は、そのような車両を、少なくとも一部の時間について例えばメタンを主たる燃料とするデュアル燃料エンジンで動作させることによる。
【０００６】
ディーゼルおよびメタンの両方で動作することができるエンジンシステムの製造が知られている一方で、経済的な理由で単純な置き換えが不可能である既存の従来のディーゼルエンジンが多数存在する。
【０００７】
したがって、例えばディーゼルで動作するように設計された既存の内燃機関を、ディーゼルまたはメタンあるいは２つ以上の燃料の組み合わせで動作することができるデュアル燃料エンジンへと転換できることが、必要とされている。
【０００８】
既存のエンジンの転換において直面される課題は、特にユニットインジェクタ式またはコモンレール式の既存のディーゼルエンジンが、電子ＥＣＵによって制御されている点にある。ディーゼルＥＣＵとして知られるこのＥＣＵが、エンジンへのディーゼルの噴射を制御している。ＥＣＵは、製造請負会社（ＯＥＭ）によって組み込まれる基本的に三次元のデータアレイであって、エンジンへと噴射すべきディーゼルの量および噴射のタイミングをディーゼルＥＣＵによって種々のパラメータに応じて決定できるようにするエンジンマップを備えている。エンジンへと噴射されるディーゼルの量が、現在の状況に鑑みて、エンジンに適切なエネルギーを供給する。
【０００９】
公知のエンジンシステムは、
アクセルペダル位置、
吸気マニホールド圧、
エンジン温度、
車両の速度、
エンジンの速度、
エンジンの位置、
油圧、および
燃料の圧
などといった複数の変数を測定する複数のセンサを備えている。
【００１０】
センサが、ＥＣＵに、これらのパラメータに関する情報を供給する。エンジンマッピングにより、ＥＣＵが、これらのパラメータにもとづき、さらには電子変速機制御部、電子ブレーキシステム、およびトラクション制御部などの車両上のＥＣＵを備える他のコンポーネントと連動して、必要とされる燃料噴射の水準を決定することができる。典型的には、コンポーネントのＥＣＵは、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）を介して情報を共有し、最終的に必要とされる燃料噴射の水準に影響を及ぼすことができる。
【００１１】
ディーゼルＥＣＵが、インジェクタへとパルス信号を送信することによって、エンジンの各々のインジェクタに対して、測定されたパラメータに応じて、所定の時点において所定の量のディーゼルをエンジンへと噴射するように指示する。インジェクタは、一般に、パルスの幅によって制御され、したがってパルス幅変調を、エンジンへと噴射される燃料の量を変えるために使用することができる。さらに、ディーゼルＥＣＵは、各々のインジェクタによるエンジンへのディーゼルの噴射のタイミングも制御する。
【００１２】
エンジンを、ディーゼルおよびメタンの混合物をエンジンの燃料として使用すべき第２のモードで動作するように適合すべき場合に、ＥＣＵは、エンジンが第２のモードで動作しているときには、エンジンへと噴射されるディーゼルを少なくするように各々ディーゼルインジェクタに指示するように適合しなければならない。エンジンが第２のモードで動作しているときに、ＥＣＵによって各々のインジェクタへと適切な指示を行うことができるために、ＥＣＵのエンジンマップを変更することが必要であると、これまでは考えられてきた。
【００１３】
換言すると、エンジンが第２のモードで動作しているとき、単位時間当たりにエンジンへと噴射しなければならないディーゼルの量は、エンジンがディーゼルのみで動作している場合に比べて少ない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、ＯＥＭは、通常は、ディーゼルＥＣＵのエンジンマップについての情報や、ディーゼルＥＣＵのエンジンマップへのアクセスを提供しておらず、したがって、既存のディーゼルＥＣＵの燃料マップにアクセスすることは、通常は不可能である。
【００１５】
たとえエンジンが第２のモードで動作しているときでも、ＥＣＵが他のエンジンコンポーネントの制御を続けることができるよう、ディーゼルＥＣＵを依然として有効にしておくことが必要である。したがって、組み込みの安全機能を維持するために、エンジンがどちらのモードで動作していても、ディーゼルＥＣＵの動作を継続しなければならず、ディーゼルＥＣＵを完全にバイパスしてしまうことは不可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様によれば、実質的に完全に第１の燃料を燃料とする第１のモードと、実質的に完全に第２の燃料を、または第１および第２の燃料の混合物を燃料とする第２のモードと、を含む複数の異なるモードで動作するように適合されたエンジンを備えているマルチモード・エンジン・システムであって、
エンジンが、
エンジンが第１のモードで動作しているときに、エンジンへの第１の燃料の流れを制御する第１のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）と、
第１のＥＣＵへと動作可能に接続され、第１の変数を検出して、検出した第１の変数の値に依存する第１の入力信号を発するように各々が適合されている複数の第１のセンサと、
第１のＥＣＵへと動作可能に接続された第２のＥＣＵと、
を備えており、
第１のＥＣＵが、第１の入力信号を受信する信号受信部と、第１の入力信号に依存し、エンジンへと供給される第１の燃料の量を決定する第１の出力信号を発する出力部とを備えており、
第２のＥＣＵが、エンジンが第２のモードで動作しているときに第１の出力信号を変更し、エンジンが第２のモードで動作しているときにエンジンへと供給される第１の燃料の量を決定する第１の変更信号と、エンジンが第２のモードで動作しているときにエンジンへと供給される第２の燃料の量を決定する第２の計算信号とを生成するように適合されている、マルチモード・エンジン・システムが提供される。
【００１７】
第１のＥＣＵからの第１の出力信号を変更するように適合される第２のＥＣＵのエミュレータの利点は、第１のＥＣＵの機能が、出力信号の変更による影響を受けない点にある。換言すると、第１のセンサから第１のＥＣＵへと送信される第１の入力信号は変更されないため、第１のＥＣＵが、どのような状況のもとでエンジンが動作中であるのかについての情報をセンサから受信し、エンジンがどちらのモードで動作しているかにかかわらず、ＯＥＭが意図したとおりの様相で、第１の入力信号に従い、エンジンシステムの他のすべての電気コンポーネントを制御することができる。
【００１８】
どのような手段によって、第１のＥＣＵがエンジンの他の電気コンポーネントに対する制御の作用を有するように適合されるかは、エンジンごとにさまざまであってよいが、典型的には、すべての電気コンポーネントが、ＣＡＮループ（コントローラ・エリア・ネットワーク・ループ）によって第１のＥＣＵへと接続される。ＣＡＮループは、エンジンシステムのコンポーネントが、必要な情報を入手するために他のコンポーネントからの信号にアクセスすることを可能にするバスシステムであり、アクセスによって信号に変化が生じることがなく、したがって別のコンポーネントも信号にアクセスすることが可能である。
【００１９】
第１のＥＣＵがＣＡＮループによってエンジンアセンブリの他のコンポーネントに接続され、それらのコンポーネントに対する制御の作用を有しているエンジンシステムにおいて、ＥＣＵによってＣＡＮループを介して他のコンポーネントへと送信される信号は、エンジンの動作のモードによって影響されることがない。
【００２０】
エンジンが第１のモードで動作しているとき、第１のＥＣＵは、エンジンが完全に第１の燃料を燃料としているため、ＯＥＭの意図したとおりに機能する。これは、第２のＥＣＵが、エンジンが第１のモードで動作しているときは第１の入力信号または第１の出力信号のいずれも変更しないからである。しかしながら、エンジンが第２のモードで動作しているときは、第１の変更信号により、エンジンへと流入する第１の燃料の量が、エンジンが同じ条件下で第１のモードで動作している場合にエンジンへと流入する第１の燃料の量に比べて少なくされる。しかしながら、第１のＥＣＵは、依然として変更されていない戻り信号を受信するため、信号が正しく機能していると判断する。このことは、エンジンアセンブリの一部を形成している診断システムに、エンジン故障が表示されることがないことを意味する。
【００２１】
加えて、エンジンが第２のモードで動作しているときは、第１のインジェクタによってエンジンへと噴射される第１の燃料の量を増補するために、第２の計算信号によって、所定の量の第２の燃料がエンジンへと流される。
【００２２】
好ましくは、第１のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）が、マスタユニットであり、第２のＥＣＵが、第１のＥＣＵによって制御されるスレーブユニットである。
【００２３】
好ましくは、第１のＥＣＵが、エンジンが第１のモードで動作しているときに、エンジンへの第１の燃料の流れのタイミングを制御するように適合され、第２のＥＣＵが、エンジンが第２のモードで動作しているときに、第１の燃料および第２の燃料の両方の流れのタイミングを制御するように適合される。
【００２４】
各々のモードにおける第１の燃料および第２の燃料の両方の流れのタイミングは、エンジンのサイクルの特定の時点において生じるように制御される。エンジンが第２のモードで動作しているとき、第１の燃料および第２の燃料の両方に使用される燃料の種類に応じて、第２の燃料のエンジンへの流入のタイミングは、第１の燃料のエンジンへの流入のタイミングと異なってよい。
【００２５】
好ましくは、第１の燃料が、ディーゼルを含んでおり、第２の燃料が、天然ガス（メタン）を含んでいる。
【００２６】
したがって、第１のＥＣＵが、ディーゼルＥＣＵであり、エンジンが第１のモードで動作しているときにエンジンへのディーゼルの流入を制御するように適合される。
【００２７】
好ましくは、エンジンが、第１の燃料をエンジンへと噴射するための複数の第１のインジェクタと、第２の燃料をエンジンへと噴射するための複数の第２のインジェクタとを備えており、第１のＥＣＵの出力部が、第１のインジェクタの別々の１つを制御するように各々が適合されている複数の第１の出力信号を発信するように適合されており、第２のＥＣＵが、エンジンが第２のモードで動作しているときに複数の第１の出力信号の各々を変更して、複数の第１の変更信号および複数の第２の計算信号を生成するように適合されており、複数の第１の変更信号の各々が、エンジンが第２のモードで動作しているときに第１のインジェクタの別々の１つを制御するように適合されている。
【００２８】
第２のＥＣＵによって生成される複数の第１の変更信号および第２の計算信号は、それぞれのインジェクタによって噴射される燃料の量だけでなく、燃料の噴射のタイミングも決定する。
【００２９】
第１の変更信号によって、エンジンへと噴射される第１の燃料の量は、エンジンが第１のモードで動作していると仮定した場合の量よりも少なくなる。
【００３０】
第２の計算信号が、第２のインジェクタへと送信され、エンジンへと噴射された第１の燃料の量の削減を増補するために、第２の燃料をエンジンへと噴射させる。
【００３１】
このように、第１のＥＣＵが、エンジンが第１のモードで動作しているときに公知のやり方でエンジンへと噴射される第１の燃料の量およびタイミングを制御するように適合される。さらに、第２のＥＣＵが、エンジンが第２のモードで動作しているときにエンジンへの第１の燃料および第２の燃料の両方の噴射の量およびタイミングを制御するように適合される。
【００３２】
好ましくは、エンジンは、ユニットインジェクタ式またはコモンレール式のディーゼルエンジンである。第２のＥＣＵは、第１のＥＣＵの一部である元々の備え付けのマッピング戦略の制御のもとで機能する。第１のインジェクタによる第１の燃料の噴射および第２のインジェクタによる第２の燃料の噴射の継続時間、ならびにこれらの噴射のタイミングは、好ましくはパルス幅変調（ＰＷＭ）制御によって変更される。このことは、第１のインジェクタまたは第２のインジェクタによってエンジンへと噴射される燃料のタイミングおよび量が、それぞれ第１の変更信号および第２の計算信号のパルス幅によって決定されることを意味する。
【００３３】
したがって、本発明によれば、既存のユニットインジェクション式またはコモンレール式のディーゼル・エンジン・アセンブリの転換が容易になる。第２のＥＣＵが、エンジンへの第１の燃料の噴射の元々の噴射時間を、ディーゼルがエンジンの圧縮行程において第１のインジェクタによって噴射される二段プロセスへと効果的に分割する。エンジンが第２のモードで動作しているとき、ディーゼルは、第２の燃料のためのパイロット点火源として機能し、第２の燃料は、ディーゼルインジェクタの点火順序によってトリガされるエンジンの吸入行程において、チャージシーケンシャル間接ポート噴射による計量吸入によってエンジンへと噴射される。
【００３４】
有利には、第２のＥＣＵが、エンジンが第１のモードで動作している場合にエンジンへと供給されると考えられる第１の量の第１の燃料の熱含有量および第２のモードで動作しているときにエンジンへと供給される第２の量の第１の燃料の熱含有量を計算するための計算器と、第１の量の第１の燃料の熱含有量と第２の量の第１の燃料の熱含有量との差を比較するための比較器と、をさらに備えており、さらに計算器が、エンジンが第２のモードで動作しているときに、第２の量の第１の燃料および或る量の第２の燃料の合計の熱含有量が第１の量の第１の燃料の熱含有量と実質的に同じであることを保証するために、エンジンへと供給される第２の燃料の必要量を計算するように適合されている。
【００３５】
エンジンシステムが複数の第１のインジェクタおよび複数の第２のインジェクタを備えている本発明の実施形態においては、計算器が、エンジンが第１のモードで動作している場合に第１のインジェクタによってエンジンへと噴射されると考えられる第１の量の第１の燃料の熱含有量と、エンジンが第２のモードで動作しているときにエンジンへと噴射される第２の量の第１の燃料の熱含有量とを計算し、さらにエンジンが第２のモードで動作しているときにエンジンへと噴射されるべき第２の燃料の必要量を計算するように適合される。
【００３６】
したがって、第２のＥＣＵが、各々の第１のインジェクタによってエンジンへと供給される第１の燃料を増補するために、エンジンへと噴射されるべき第２の燃料の必要量を継続的に計算できる。したがって、計算は、第１のセンサによって測定される変数の変化に起因するエンジンのエネルギー要件の変化を継続的に考慮することができる。
【００３７】
換言すると、エンジンが第１のモードで動作しているとき、第１のＥＣＵが、第１のセンサによって測定される変数の値に応じて、エンジンへと噴射すべき第１の燃料の必要量を計算する。エンジンが第１のモードで動作しているときにエンジンへと噴射すべき量は、第１のセンサによって測定される変数が変化する可能性があるため、エンジンの動作中に変化する可能性がある。
【００３８】
エンジンが第２のモードで動作しているとき、第２のＥＣＵは、第１の出力信号から、エンジンが第１のモードで動作している場合にエンジンへと噴射されるであろう第１の燃料の量を計算する。次いで、第２のＥＣＵは、第１の出力信号を変更し、エンジンが第１のモードで動作している場合のように完全に第１の燃料で動作している場合にエンジンへと噴射されるであろう第１の燃料の量に比べて、エンジンへと噴射すべき第１の燃料の量を少なくする第１の変更信号を生成する。次いで、第２のＥＣＵが、エンジンへと供給されるエネルギーについて、第１の燃料の量の低減による不足分を計算する。次いで、第２のＥＣＵは、エンジンが必要な量のエネルギーを受け取るよう、エネルギーの不足分をエンジンへと供給するためにエンジンへと噴射されなければならない第２の燃料の量を計算する。
【００３９】
有利には、第２のＥＣＵが、エンジンが第１のモードまたは第２のモードのいずれかで動作しているときに、第１の出力信号を第１のＥＣＵへと変更されていない形態で返すための信号戻し器（returner）を備えている。
【００４０】
これは、第１のＥＣＵが、エンジンが第１または第２のモードのいずれで動作しているかにかかわらず、エンジンが期待されるとおりに（すなわち、第１のモードで動作しているかのように）動作している旨を知らせる確認信号のようなものを第２のＥＣＵから受信することを意味する。
【００４１】
有利には、エンジンシステムが、第２のＥＣＵへと動作可能に接続された複数の第２のセンサを備える。これらは、第２の燃料の発熱量を正確に計算し、ディーゼルの噴射の削減分について正確なエネルギーの置換を実現するために、第２の燃料の温度および圧力を測定するために必要である。第２の燃料系は、ＯＥＭの系から独立しており、したがって別個に提供される必要がある。別途の吸気マニホールド圧センサおよびエンジン温度センサを、電子的な信号の衝突の可能性を回避するために、ＯＥＭのディーゼルセンサの代わりに使用することも可能である。
【００４２】
好ましくは、第２のセンサの各々が、測定された第２の変数に依存する第２の出力信号を第２のＥＣＵへと送信する。
【００４３】
第２のセンサは、マニホールド圧、冷却剤温度、ガス圧、およびガス温度などといった変数を測定する。これらの変数の各々の値に応じて、第２のＥＣＵは、第１のＥＣＵからの第１の入力信号から、これらの変数の値を考慮するように計算を行う。
【００４４】
有利には、エンジンシステムが、エンジンの排気系に配置されたλセンサをさらに備えており、このλセンサが、閉ループにおいて第２のＥＣＵへと動作可能に接続されている。好ましくは、λセンサは、広帯域の酸素センサを備えている。
【００４５】
λセンサは、エンジンから放出される排気ガス中の未燃焼の酸素の量を測定し、この量を表わす信号を第２のＥＣＵへと送信する。
【００４６】
第２のＥＣＵは、λセンサの信号に応答して、第１および第２の燃料の効率的な燃焼を保証すべく、エンジンへと流入する第１および第２の燃料の空気に対する比（すなわち、空気対燃料の比）を調節するために、第１の変更信号または第２の計算信号あるいは両方を変更するように適合されている。
【００４７】
好ましくは、エンジンシステムが、エンジンの第１のモードから第２のモードへの切り換わりを生じさせるトリガを備えている。
【００４８】
好都合なことに、エンジンシステムは、エンジンが最初に始動されるときは常に、第１のモードで動作するようにプログラムされる。その後に、エンジンシステムは、所定のレベルに到達する一以上のパラメータに応答して、第２のモードへと切り換わる。
【００４９】
有利には、エンジンシステムが、エンジンシステムの第２のモードから第１のモードへの切り換わりを生じさせる第２のトリガをさらに備えている。
【００５０】
有利には、エンジンシステムが、所定のレベルを超えて上昇し、または所定のレベルを下回って低下する一以上のパラメータに応答して、第２のモードから第１のモードへと切り換わる。
【００５１】
有利には、エンジンシステムが、エンジンシステムのオペレータが必要としたときに、エンジンシステムを第１のモードから第２のモードへと切り換え、あるいはこの反対に切り換えるための手動の上書きトリガをさらに備えている。
【００５２】
エンジンシステムが第１のモードで動作しているとき、第２のＥＣＵは部分的にのみ有効、すなわち休止状態にあり、単に第１の出力信号を変更することなく第１のインジェクタへと送信する。この第１のモードにおいて、ガスインジェクタはオフにされている。休止が存在しない場合、第２のＥＣＵは完全に有効であり、エンジンは第２のモードで動作する。
【００５３】
好ましくは、エンジンが第２のモードで動作しているとき、第１の出力信号または第１の燃料の流れ／噴射を制御するために第１のＥＣＵによって発せられる信号が、所定の最大出力信号と比較される。第１の出力信号のパルス長が、所定の限界出力信号のパルス長よりも長い場合、第２のＥＣＵが、第２の燃料の適切な噴射を生じさせるための適切な第２の信号を計算する。第１の変更信号が、第２のＥＣＵ内のマップへとプログラムされた所定の制限値の長さを有することができる。第１の変更信号の長さを、所定のアルゴリズムに従って第２のＥＣＵによって計算してもよい。第２の信号は、第２のセンサおよび広帯域の酸素センサ（λセンサ）から受信される情報に従い、第１の信号と第１の変更信号との間の差に２つの燃料の間のエネルギー値の差を掛けたものから計算される長さを有する。
【００５４】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様によるマルチモード・エンジン・システムの一部を形成する第２のＥＣＵが提供される。
【００５５】
いくつかの実施形態においては、噴射されるディーゼルの圧力ならびに信号の継続長さを減らすことが、燃料の量、したがって発熱量を減らすと考えられるため、有利であると考えられる。そのような実施形態においては、第２のＥＣＵが、エネルギーの要件の計算において、圧力の低減および信号の継続時間の低減を考慮に入れるであろう。これは、実務上は、ディーゼル圧センサ、ならびに第２のＥＣＵによって制御されエンジンパラメータに従って圧力を制限するバルブの追加を意味する。ディーゼル圧センサおよび制御バルブを、第２のＥＣＵにのみ接続することができ、デュアル燃料モードにおいてのみ動作させることができ、最大の燃料圧は、ディーゼルモードで利用可能である。
【００５６】
本発明の第３の態様によれば、第１の燃料を燃料とする第１のモード、あるいは第２の燃料または第１および第２の燃料の混合物を燃料とする第２のモードのいずれかでエンジンを動作させるための方法であって、
エンジンを最初は第１のモードで動作するようにプログラムするステップと、
複数の変数の検出および検出された各々の第１の変数の測定値の取得を繰り返し、検出された各々の第１の変数の測定値に依存する第１の入力信号を発信するステップと、
エンジンへと供給される第１の燃料の量を制御するために、第１の入力信号に応じた第１の出力信号の発信を生じさせるステップと、
動作のモードを第２のモードへと切り換えるステップと、
エンジンが第２のモードで動作しているときに、第１の出力信号を変更して、エンジンへと供給される第１の燃料の量を決定する第１の変更信号、およびエンジンへと供給される第２の燃料の量を決定する第２の計算信号を生成するステップと、
を含んでいる方法が提供される。
【００５７】
有利には、この方法が、エンジンが第２のモードで動作しているときに、第１の出力信号に応じて、エンジンへの第１の燃料および第２の燃料の両方の流れのタイミングを制御するステップをさらに含んでいる。
【００５８】
好ましくは、第１の燃料がディーゼルを含んでおり、第２の燃料がメタンを含んでおり、第１のＥＣＵがディーゼルＥＣＵを備えている。
【００５９】
有利には、エンジンが、第１の燃料をエンジンへと噴射するための複数の第１のインジェクタと、第２の燃料をエンジンへと噴射するための複数の第２のインジェクタとを備えており、第１の入力信号に応じた第１の出力信号の発信を生じさせるステップが、第１の入力信号に応じた複数の第１の出力信号の発信を生じさせるステップを含んでおり、当該方法が、第１の出力信号に応じて第１のインジェクタの各々を制御するさらなるステップを含んでおり、第１の出力信号を変更して第１の変更信号および第２の計算信号を生成するステップが、第１の出力信号を変更して複数の第１の変更信号および複数の第２の計算信号を生成するステップを含んでおり、エンジンが第２のモードで動作しているときに、各々の第１の変更信号が、第１のインジェクタのうちの１つを制御し、各々の第２の計算信号が、第２のインジェクタのうちの１つを制御する。
【００６０】
好ましくは、この方法が、
エンジンが第１のモードで動作している場合にエンジンへと供給されると考えられる第１の量の第１の燃料の熱含有量を計算するステップと、
エンジンが第２のモードで動作しているときにエンジンへと供給される第２の量の第１の燃料の熱含有量を計算するステップと、
第１の量の第１の燃料の熱含有量と第２の量の第１の燃料の熱含有量とを比較し、エネルギーの不足分を計算するステップと、
エネルギーの不足分を補償するために、エンジンが第２のモードで動作しているときにエンジンへと供給すべき第２の燃料の必要量を計算するステップと、
をさらに含んでいる。
【００６１】
好ましくは、第１のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）と、第１のＥＣＵへと動作可能に接続されたスレーブユニットを備える第２のＥＣＵとをエンジンが備えており、第１の出力信号が、第１のＥＣＵによって発信され、当該方法が、第１の入力信号の各々に対応する変更されていない形態で第１のＥＣＵへと信号を戻すステップをさらに含んでいる。
【００６２】
好都合なことに、この方法が、エンジンが第１のモードまたは第２のモードのいずれかで動作しているときに、信号を変更されていない形態で第１のＥＣＵへと戻すさらなるステップを備えている。
【００６３】
有利には、この方法が、エンジンから排気される排気ガス中の酸素含有量を測定して、測定された酸素含有量に応じ、第１の変更信号または第２の計算信号あるいは第１の変更信号および第２の計算信号の両方をさらに変更するステップをさらに含んでいる。
【００６４】
好都合なことに、この方法が、複数の第２の変数の検出および検出された各々の第２の変数の測定値の取得を繰り返し、検出された各々の第２の変数の測定値に依存する第２の入力信号を発信するステップをさらに含んでいる。
【００６５】
第２の入力信号を第１の入力信号と一緒に分析し、適切な時期にエンジンへと適切な量の第１および第２の燃料を噴射すべく、第１および第２のインジェクタをそれぞれ制御する第１の変更信号および第２の計算信号を生成することができる。
【００６６】
以下で、本発明を、添付の図面を参照して、あくまでも例としてさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】ディーゼルのみを燃料とするように設計された公知のエンジンの一部を形成するディーゼルＥＣＵの概略図である。
【図２】本発明の実施形態によるエンジンアセンブリの概略図であり、第１のモードでの動作が示されている。
【図３】第２のモードで動作している図２のエンジンアセンブリの概略図である。
【図４−１】図２および３のエンジンアセンブリの動作を示すフローチャートである。
【図４−２】図２および３のエンジンアセンブリの動作を示すフローチャートである。
【図５】さらなるエンジンシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
図１を参照すると、公知のディーゼル・エンジン・アセンブリが、参照符号２によって示されている。エンジンアセンブリは、エンジン６を制御するディーゼル制御ユニット（ＥＣＵ）４を備えている。ＥＣＵ４は、エンジン６の出力の要件および燃料の要件に影響しうる種々のパラメータを考慮に入れて、エンジン６をディーゼルによって可能な限り効率的に運転できるように、製造請負会社によって設計されている。エンジンは任意の適切な種類のエンジンであってよいが、この例では、エンジンが、６つのシリンダ８および６つのディーゼルインジェクタ１０を備えているコモンレール・インジェクタ・エンジンである。さらに、エンジン６は、吸気マニホールド１４および排気マニホールド１６を備えている。
【００６９】
この例において、エンジン６は、エンジンの性能を公知のやり方で高めるためのターボチャージャ１２をさらに備えている。エンジン６の動作の際に、ターボチャージャ１２からの圧縮空気が、吸気マニホールド１４を介してシリンダ８へとエンジンに引き込まれる。各々のインジェクタ１０が、シリンダへとディーゼルを噴射する。各々のインジェクタ１０によってエンジンへと噴射される燃料の量および各々のインジェクタによる燃料の噴射のタイミングが、ＥＣＵ４によって制御される。ディーゼルが、公知の様相で空気と混ざり合い、エンジン６の圧縮サイクルにおいて爆発し、エンジン６を動かす電力をもたらす。圧縮の後で、排気ガスが排気マニホールド１６に進入し、このガスが燃料および空気の混合物を含んでいる。排気ガスは、排気マニホールド１６によってサイレンサおよび後処理システム（図示せず）へと案内される。
【００７０】
ディーゼルＥＣＵ４は、ＥＣＵ４へと動作可能に接続された複数の第１のセンサ１８の動作を制御する。第１のセンサは、それぞれ、ペダル位置、マニホールド圧、冷却剤温度、エンジン位置、エンジン速度、燃料温度、燃料圧、吸気温度、車両速度、油圧、油温、などといった特定の変化するパラメータを検出する。
【００７１】
さらに、ディーゼルＥＣＵ４は、クルーズスピード、エンジン速度、トルクおよび車速制限などのパラメータを制御する複数のスイッチ２０に動作可能に接続されている。さらに、これらのスイッチは、個々の変数について設定される制限値にもとづいて、ディーゼルＥＣＵ４へと信号を送信する。
【００７２】
このように、ディーゼルＥＣＵ４が、マスタユニットを構成し、センサ１８、スイッチ２０、およびインジェクタ１０の各々が、マスタＥＣＵ４によって制御されるスレーブユニットである。
【００７３】
ディーゼルＥＣＵ４は、第１のセンサ１８およびスイッチ２０から第１の入力信号２２を受け取るための信号受信器（図示せず）を備えている。各々の第１の入力信号２２の値は検出対象の変数に依存して決まる。この例では、第１の入力信号２２が、パルス幅変調信号またはアナログ信号であり、パルスの幅または電圧のレベルが、検出対象の変数の値に依存する。ディーゼルＥＣＵ４は、入力信号２２を受信し、検出された各々の変数の値に応じて、第１の出力信号２４を各々のインジェクタ１０へと送信する。各々の第１の出力信号２４が、エンジン６へと噴射されるディーゼルの量を決定し、さらにディーゼルがエンジンへと噴射される時点を、エンジンのサイクルに対して決定する。
【００７４】
製造請負会社が、エンジンへと噴射すべき適切なディーゼルの量およびそのような噴射のタイミングを、測定されたすべてのパラメータに応じてディーゼルＥＣＵ４によって決定できるようにする、三次元のデータアレイであるエンジンマップを開発する。これが、エンジンが現在の状況に鑑みて可能な限り効率的に動作することを保証する。
【００７５】
さらに、ディーゼルＥＣＵは、エンジンアセンブリ２の他の電気コンポーネントへの制御入力を有している。この例では、車両システムＥＣＵ２６、電子ブレーキシステムＥＣＵ２７、自動変速機ＥＣＵ２８、サスペンション制御ユニット２９、およびタコグラフ３０をエンジンアセンブリがさらに備えている。これらのコンポーネントの各々が、この例では上述のようなＣＡＮループを備えているバスシステム３２によって、ディーゼルＥＣＵ４へと動作可能に接続されている。ユニット２６〜３０も、ディーゼルＥＣＵ４へと動作可能に接続された電子制御ユニットである。
【００７６】
ディーゼルＥＣＵ４は、センサ１８およびスイッチ２０によってディーゼルＥＣＵ４へと送信される第１の入力信号２２に応答して、ユニット２６〜３０への入力を有し、ユニット２６〜３０からの入力を受信する。
【００７７】
エンジン６へと噴射されるディーゼルのタイミングおよび量を制御するために、ディーゼルＥＣＵ４は、インジェクタ１０へと複数の第１の出力信号２４を送信し、各インジェクタが複数の第１の出力信号２４のうちの１つを受信する。各々のインジェクタ１０は、ひとたび第１の出力信号を受信したならば、ディーゼルＥＣＵ４へと戻り信号３４を送信する。これにより、インジェクタ１０が正しく作動している旨が、ディーゼルＥＣＵ４に伝えられる。
【００７８】
同様に、ディーゼルＥＣＵ４は、ＣＡＮループ・バス・システム３２を介して送信されるバス信号３６を送信することによるコンポーネント２６〜３０の動作への入力を有している。各々のユニット２６〜３０は、ディーゼルＥＣＵへと戻り信号３８を返し、システムが正しく動作していることを伝えるとともに、システムの要件に沿ってエンジンの電力の変更を要請するように適合されている。例えば、電子ブレーキシステムが、主車輪が他者と同期せずに空転している旨を検出した場合に、前記車輪の空転を防止するために電力を減らすように要請できる。
【００７９】
ここで、図２および３に目を向けると、本発明の第１の実施形態によるエンジンアセンブリの全体が、参照符号５０によって示されている。エンジンアセンブリが、図１に示して上述したとおりの公知のエンジンアセンブリ２のコンポーネントを備えており、それらのコンポーネントには、参照を容易にするために同じ参照符号が与えられている。
【００８０】
エンジンアセンブリ５０は、図１に示したディーゼルＥＣＵ４の形態の第１のＥＣＵを、複数の第１のセンサ１８およびスイッチ２０へと動作可能に接続して備えている。さらに、ディーゼルＥＣＵ４は、ディーゼルＥＣＵ４の制御のもとでディーゼルをエンジン６へと噴射するように適合された複数のディーゼルインジェクタ１０へと動作可能に接続されている。また、ディーゼルＥＣＵ４は、図１を参照して本明細書において上述したように、ＣＡＮバスシステム３２によるエンジンアセンブリ内のさらなるユニット２６〜３０への入力を有するように適合されている。
【００８１】
さらに、エンジンアセンブリ５０は、ディーゼルＥＣＵ４へと動作可能に接続されディーゼルＥＣＵ４からの制御入力を有している第２のＥＣＵ５４を備えている。この実施形態において、マニホールド圧、冷却剤温度、ガス圧、およびガス温度を測定するように適合された複数の第２のセンサ５６が、第２のＥＣＵ５４へと動作可能に接続されている。さらに、エンジンシステム５０は、複数のガスインジェクタ５８およびガス・インジェクタ・ドライバ６０を、いずれも第２のＥＣＵ５４へと動作可能に接続して備えている。
【００８２】
さらに、エンジンシステム５０は、閉ループの入力を形成すべく第２のＥＣＵ５４へと動作可能に接続されたλセンサ６２を備えている。λセンサ６２は、エンジンの排気ガス中の酸素含有量を測定するように適合された広帯域の酸素センサである。
【００８３】
第２のＥＣＵ５４によって、エンジンアセンブリ５０は、第１のディーゼルモードまたはエンジンがメタンおよびディーゼルを燃料とする第２のモードのいずれかで動作することができる。
【００８４】
図２が、第１のモードで動作するように設定されたエンジンシステム５０を示しており、図３が、第２のモードで動作するように設定されたエンジンアセンブリ５０を示している。
【００８５】
さらに、エンジンアセンブリ５０は、エンジンを第１のモードでの動作から第２のモードでの動作へと切り換えるトリガ（図２または３には示されていない）を備えうる。これは、図４を参照してさらに詳しく後述される。
【００８６】
エンジンアセンブリ５０が第１のモードで動作しているとき、エンジンのデュアル燃料の特徴は、休止中であると言える。これは、実際上は、第２のＥＣＵ５４が、やはりさらに詳しく後述されるとおり、エンジンアセンブリ５０の動作にいかなる影響も及ぼさないことを意味する。
【００８７】
最初に図２を参照すると、エンジンシステム５０が、第１のモードでの動作を可能にする設定で示されている。第１のモードでの動作時、エンジンアセンブリ５０は、図１に示して上述したエンジンアセンブリ２と同様のやり方で動作する。
【００８８】
第２のＥＣＵ５４が、ディーゼルＥＣＵ４によって発せられた第１の出力信号２４を、ディーゼルインジェクタ１０によって受信される前に受信するように適合されている。
【００８９】
エンジンシステム５０が第１のモードで動作し、第２のＥＣＵ５４が休止しているとき、第１の出力信号２４は、エンジンアセンブリ２の場合と同様に、変更されることなくインジェクタ１０へと送信される。さらに、第２のＥＣＵ５４は、ディーゼルＥＣＵ４によって発せられた第１の出力信号２４の各々について、戻り信号６４をディーゼルＥＣＵ４へと送信する。これにより、ディーゼルインジェクタが正しく動作している旨が、ディーゼルＥＣＵ４へと知らされる。
【００９０】
図３に示されるように、エンジンシステム５０が第２のモードで動作し、すなわちメタンおよびディーゼルの混合物で動作する場合、エンジンシステム５０は、ＥＣＵ５４の第２のモードでの動作を開始させる。その結果、第２のＥＣＵ５４が、ディーゼルＥＣＵ４からの第１の出力信号２４を変更し、第１の変更信号６６および第２の計算信号６８を生成する。次に、変更信号６６、６８の生成方法を、さらに詳しく説明する。第１の変更信号６６は、ディーゼルインジェクタ１０へと送信され、エンジン６へのディーゼルの噴射を制御する。第２の計算信号は、ガス・インジェクタ・ドライバ６０へと送信され、ガス・インジェクタ・ドライバ６０が、これらの信号を使用して、ガスインジェクタ５８によるエンジン６へのメタンの噴射を制御する。図示の実施形態においては、ガス・インジェクタ・ドライバ６０が、第２のＥＣＵ５４から分かれている。他の実施形態（図示せず）においては、ガス・インジェクタ・ドライバ６０が、第２のＥＣＵ５４の一体部分であってよい。
【００９１】
第２のＥＣＵ５４は、ディーゼルＥＣＵ４から第１の出力信号２４を受信するエミュレータ７０を備えている。図示の実施形態においては、エミュレータ７０が、第２のＥＣＵ５４の一体部分である。他の実施形態（図示せず）においては、エミュレータ７０が、第２のＥＣＵ５４から分かれていてもよい。
【００９２】
エミュレータ７０は、ディーゼルＥＣＵ４から受信される第１の入力信号２４の各々に対応して、ディーゼルＥＣＵ４へと戻り信号６４を送信する。戻り信号６４は、エンジンがあたかも第１のモードで動作しているかのような知らせを、ディーゼルＥＣＵへともたらす。したがって、ディーゼルＥＣＵ４の視点から見れば、エンジンが通常どおりに動作しており、ディーゼルＥＣＵ４は、エンジンが第１のモードで動作している場合と同じように、コンポーネント２２、２４、２６、２８、および３０と通信する。
【００９３】
第２のＥＣＵ５４は、第１の出力信号を受信すると、エンジン６を第１のモードで動作させるために必要と考えられるディーゼルの噴射の入力の目標継続時間を、第１の出力信号２４にもとづいて計算する。次いで、第２のＥＣＵ５４は、第１の出力信号２４を信号のパルス幅を減らすことによって変更し、第１の変更信号６６を生成する。次いで、パルス幅が減らされてなる第１の変更信号６６が、エミュレータ７０によってディーゼルインジェクタ１０へと送信される。このことは、エンジン６へと噴射されるディーゼルの量が、エンジンが完全にディーゼルで動作している場合にエンジン６へと噴射される量に比べて、減らされることを意味する。
【００９４】
次いで、第２のＥＣＵは、インジェクタ１０によって噴射されるディーゼルの量が減ることによって、エンジン６へと供給されるエネルギーがどれだけ減少するかを計算する。次いで、第２のＥＣＵは、エンジン６がエンジンへと噴射されるディーゼルおよびガスの両方から、エンジンが第１のモードで完全にディーゼルによって動作する場合と実質的に同じ量のエネルギーを受け取るように保証するために、エンジン６へと追加で噴射すべきメタンの量を計算する。
【００９５】
λセンサ（ラムダセンサ）６２が、エンジンの排気ガス中の未燃焼の酸素の量を測定し、測定された酸素含有量に依存する信号７６を第２のＥＣＵ５４へと送信する。
【００９６】
ガスインジェクタ５８を駆動するガス・インジェクタ・ドライバ６０へと送信される第２の変更信号６８を生成する前に、第２のＥＣＵ５４は、他の変数も考慮する。
【００９７】
そのような変数の１つは、λセンサ（ラムダセンサ）６２によって測定される排気ガス中の酸素含有量である。ラムダセンサをディーゼルエンジン制御システムの一部として含めることは、ＯＥＭにとって通常ではないが、デュアル燃料エンジンにおいては必要であると考えられる。
【００９８】
λセンサ６２が閉ループによって第２のＥＣＵへと接続されているため、第２のＥＣＵ５４は、排気ガスの酸素含有量を継続的に監視して、エンジン６の効率的な動作の保証を助けるように、エンジン６へと噴射されるディーゼルおよびガスの相対量を調節することができる。さらに、第２のＥＣＵ５４は、エンジンに入る空気の量を変化させることで、エンジンへと入る空気／燃料混合物の空気対燃料の比を変化させ、ディーゼルおよびガス燃料の効率的な燃焼をさらに保証するために、空気制御バルブを制御することができる。ガスは、エンジンのサイクルにおいてディーゼルとは異なる時点で噴射される。
【００９９】
さらに、第２のＥＣＵ５４は、やはり他のエンジンパラメータに応じた信号を送信する第２のセンサ５６へと動作可能に接続されている。
【０１００】
第２のセンサ５６の各々が、第２のＥＣＵ５４によって受信される第２の入力信号７４を発信する。第２の入力信号７４は、各々の第２のセンサ５６によって測定される各々の変数に依存する。
【０１０１】
このように、第２のＥＣＵは、第１の変更信号６６および第２の計算信号６８の長さを計算するときに、第１の入力信号２４、第２の入力信号７４、およびλセンサ６２からの信号７６を考慮する。第２の計算信号６８は、第２のＥＣＵ５４によってガス・インジェクタ・ドライバ６０へと送信され、ガス・インジェクタ・ドライバ６０が、第２の計算信号６８によって受信される指示に沿って各々のガスインジェクタ５８を制御する。
【０１０２】
本発明によれば、ディーゼルを燃料とする第１のモードおよびメタンまたはディーゼルとメタンの混合物を燃料とする第２のモードで動作することができる、本発明によるエンジンアセンブリ５０を生み出すために、第２のＥＣＵ５４、ガス・インジェクタ・ドライバ６０、λセンサ６２、および第２のセンサ５６を、ディーゼルのみを燃料とするように適合された既存のエンジンアセンブリ２へと後付けすることが可能である。
【０１０３】
次に、図４を参照し、エンジンの動作をフローチャート８０を参照して説明する。
【０１０４】
エンジンアセンブリ５０において、図２および３を参照して説明したエンジンシステムに一致する部分には、参照を容易にするために同じ参照符号が与えられている。
【０１０５】
開始８２においてエンジンが最初に始動されるとき、ディーゼルＥＣＵは、エンジンを完全にディーゼルを燃料とする第１のモードで動作させる。
【０１０６】
エンジン６が可能な限り効率的に動作するように保証するために、ディーゼルＥＣＵは、第１のセンサ１８、スイッチ２０、およびドライバ制御部８４から第１の入力信号２２を受信する。
【０１０７】
次いで、ディーゼルＥＣＵは、第１のセンサ１８、スイッチ２０、およびドライバ制御部８４から受信された入力信号２２にもとづいて、ディーゼルインジェクタ１０へと複数の第１の出力信号２４を送信する。
【０１０８】
このようにして、エンジンが第１のモードで動作し、第２のＥＣＵ５４は、事実上休止状態にある。エンジンが動作を続けるとき、第２のＥＣＵ５４は、エンジン温度８６、ガス蒸気温度８８、ガス蒸気圧９０、および手動休止スイッチ９２などといった特定のパラメータを監視する。これらのセンサの各々ならびにスイッチ９２は、第２のＥＣＵ５４へと動作可能に接続されている。この例では、第２のＥＣＵが、エンジン温度が所定の下限値よりも上か、あるいは下かを監視する。エンジン温度が所定の下限値よりも低い場合、第２のＥＣＵ５４は、休止状態のままであり、エンジンは第１のモードでの動作を続ける。
【０１０９】
エンジン温度が所定の下限値を上回る場合、第２のＥＣＵ５４は、ガス蒸気圧が所定の制限値の範囲内であるか否かを判断する。ガス温度が所定の制限値の範囲内にない場合、エンジンは第１のモードで動作を続ける。
【０１１０】
ガス蒸気温度が所定の制限値の範囲内にある場合、第２のＥＣＵ５４は、ガス蒸気圧が所定の制限値の範囲内であるか否かを判断する。ガス蒸気圧が所定の制限値の範囲内にない場合、エンジンは第１のモードで動作を続ける。
【０１１１】
ガス蒸気圧が所定の制限値の範囲内にある場合、第２のＥＣＵ５４は、手動休止スイッチ９２がオンまたはオフのどちらに切り換えられているか判断する。オンである場合には、センサ８６、８８、および９０によって測定される変数が所定の制限値の範囲内にあっても、あるいはエンジン温度が所定の下限値を上回っている場合でも、エンジンは第１のモードでの動作を続ける。しかしながら、休止スイッチ９２がオフである場合、エンジンシステムは、第２のモードでの動作を開始する。この場合、第２のＥＣＵが、上述のとおりエンジンが適切なエネルギーの入力を有することを保証するために、エンジンへと噴射されなければならない必要なガス／ディーゼルの比を計算すべく、エネルギーの計算を実行する。これにより、結果として、第１の変更信号６６が第２のＥＣＵ５４によって生成される。第１の変更信号６６が、ディーゼルインジェクタ１０を制御する。
【０１１２】
さらに、第２のＥＣＵは、この実施形態においてはマニホールドの絶対圧、ガス蒸気圧、ガス蒸気温度、エンジン温度、および空気対燃料の比を測定する第２のセンサ５６から信号を受信する。第２のセンサ５６によって測定される測定変数によって、第２のＥＣＵ５４が、ガスインジェクタ５８によってエンジンへと噴射しなければならないガスの量を計算し、ガス・インジェクタ・ドライバ６０へと発せられる第２の計算信号６８を生成し、ガス・インジェクタ・ドライバ６０がガスインジェクタ５８を駆動する。
【０１１３】
図５を参照すると、さらなるエンジンアセンブリの全体が、参照符号１００によって示されている。エンジンシステムにおいて、図２および３に示したエンジンシステムの各部に一致する部分には、参照を容易にするために同じ参照符号が与えられている。
【０１１４】
エンジンシステム１００が、ディーゼルＥＣＵ４、ディーゼルインジェクタ１０、ガス・インジェクタ・ドライバ６０、ガスインジェクタ５８、および空気制御バルブ１０２を備えている。ディーゼルＥＣＵ４が、図２および３を参照して上述したように、ディーゼルインジェクタ１０の動作を制御する。
【０１１５】
エンジンアセンブリ１００は、さらに第２のＥＣＵ１０４を備えている。さらに、エンジンアセンブリは、ディーゼルＥＣＵ４へと動作可能に接続された第１のセンサ１８と、第２のＥＣＵ１０４へと動作可能に接続された第２のセンサ１０６とを備えている。
【０１１６】
この構成において、第２のＥＣＵ１０４は、第１のセンサ１８が発する第１の入力信号２２を、第１のディーゼルＥＣＵ４によって受信される前に傍受する。
【０１１７】
次いで、第２のＥＣＵは、信号に変更を加え、変更信号をディーゼルＥＣＵ４へと戻す。次いで、ディーゼルＥＣＵ４が、変更信号に応じてディーゼルインジェクタ１０の動作を制御する。
【０１１８】
さらに、第２のＥＣＵ１０４は、エンジンが第２のモードで動作しているときのガスインジェクタ５８によるエンジンへのガスの噴射を、ガス・インジェクタ・ドライバ６０に制御させる出力信号１０８を発信する。また、第２のＥＣＵは、図２および３を参照して上述したやり方と同様のやり方で、第２のセンサ１０６から受信される信号も考慮する。
【０１１９】
エンジンシステム１００は、第２のＥＣＵが第１のセンサからの信号を第１のＥＣＵによって受信されるよりも前に傍受する点で、図２および３に示したエンジンシステムと相違する。次いで、変更信号が、第１のＥＣＵへと送信され、変更信号が、エンジンへと供給される第１のディーゼルの量の変更につながる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【国際調査報告】
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