(57)【要約】エンジンへの第１燃料及び第２燃料の供給を制御する方法であって、前記エンジンは，第１モードでは前記第１燃料のみで作動し、第２モードでは前記第１燃料と前記第２燃料からなる混合燃料で作動し、１）前記第１モードで作動する場合に前記エンジンによって要求される前記第１燃料の質量Ｍｄを算出する工程と、２）前記質量Ｍｄから、該質量Ｍｄの量が供給する燃料エネルギーＦｅを算出する工程と、３）前記第２モードで作動する場合に望ましいディーゼル燃料の最小の削減後量Ｆｄｍｉｎを特定する工程と、４）前記燃料エネルギーＦｅと等量の燃料エネルギーを前記ディーゼル燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎと共に供給する前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを算出する工程と、を備えることを特徴とする方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンへの第１燃料及び第２燃料の供給を制御する方法であって、前記エンジンは，第１モードでは前記第１燃料のみで作動し、第２モードでは前記第１燃料と前記第２燃料からなる混合燃料で作動し、
１）前記第１モードで作動する場合に前記エンジンによって要求される前記第１燃料の質量Ｍｄを算出する工程と、
２）前記質量Ｍｄから、該質量Ｍｄの量が供給する燃料エネルギーＦｅを算出する工程と、
３）前記第２モードで作動する場合に望ましいディーゼル燃料の最小の削減後量Ｆｄｍｉｎを特定する工程と、
４）前記燃料エネルギーＦｅと等量の燃料エネルギーを前記ディーゼル燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎと共に供給する前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを算出する工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記最小削減後量Ｆｄｍｉｎを特定する工程は、異なるＦｄｍｉｎの値毎にＦｅの値が対応付けられてメモリに記憶されたデータを参照する工程を備え、
前記対応付けは、前記エンジンの安全な作動を維持するために必要とされる第１燃料の最小量に基づき、予め定められた条件下で、配合量異なる第１燃料と第２燃料の混合燃料を複数用いて実験を行って、事前に決定されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第３工程において、前記第２モードでの作動可否を判定する工程を更に備えることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第３工程において、予め設定された最小置換限度又は前記第１燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎに対する上限を施行する工程を更に備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを算出する工程は、
前記第１燃料の質量Ｍｄの使用に基づいて、前記第１モードで前記エンジンを作動させるために必要な空燃比ＡＦＲｄを算出する工程と、
前記第２モードで前記エンジンを作動させる場合に、前記空燃比ＡＦＲｄで前記第１燃料の質量Ｍｄを用いる場合と同等の性能を提供するために必要な空燃比ＡＦＲｄｕａｌを特定する工程と、
前記燃料エネルギーＦｄｍｉｎとの組合せで前記ＡＦＲｄｕａｌを提供するために必要な前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを算出する工程と、
を備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記燃料エネルギーＦｅは前記算出された第１燃料及び第２燃料の必要量によって供給される前記燃料エネルギーと実質的に等量であるか否かを確認するための比較照合を行う工程を更に備えることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
エンジンの燃料噴射システムであって、
第１モードにおいて、前記エンジンが、第１電子制御ユニットの制御の下、第１燃料のみで作動するように、前記エンジンの複数のシリンダへ前記第１燃料を搬送する複数の主噴射装置を制御する前記第１電子制御ユニットを備え、
前記燃料噴射システムは、第２モードで前記エンジンを作動させ、
前記第２モードは、前記第１燃料と第２燃料の混合燃料を用いて前記エンジンを作動させるモードであり、
前記燃料噴射システムは、
前記エンジンに前記第２燃料を搬送する複数の副噴射装置を含み、
前記複数の副噴射装置の動作を制御する第２電子制御ユニットを更に備え、
前記第２電子制御ユニットは、
前記第１電子制御ユニットと動作可能に接続され、該第１電子制御ユニットから出力噴射装置制御信号を受信し、
前記複数の主噴射装置と接続可能であり、前記第２モードにおいて、前記複数の主噴射装置を作動させて前記第１燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎを供給させ、前記複数の副噴射装置を制御して前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを供給させて、前記エンジンの各爆発行程のための所定の混合燃料空燃比ＡＦＲｄｕａｌを提供することを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項８】
前記第２電子制御ユニットはマイクロプロセッサを含み、
前記マイクロプロセッサは、前記第１電子制御ユニットから受信する出力信号の持続時間に基づいて、前記第1燃料の量Ｍｄ及び前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを特定するようにプログラムされていることを特徴とする、請求項７に記載の燃料噴射システム。
【請求項９】
前記エンジンの所定の性能特性を探知するための複数のセンサを更に含み、
前記複数のセンサは、前記マイクロプロセッサに接続されて該マイクロプロセッサに前記性能特性を示す信号を供給し、
前記マイクロプロセッサは、前記Ｍｄの値及び前記Ｍｓｕｂの値を特定する際に、前記センサの信号に応じることを特徴とする、請求項８に記載の燃料噴射システム。
【請求項１０】
前記マイクロプロセッサはメモリを含み、
前記メモリは、前記マイクロプロセッサが前記Ｍｄの値及び前記Ｍｓｕｂの値を特定する際にアクセスする所定の性能特性に関するデータを記憶することを特徴とする、請求項９に記載の燃料噴射システム。
【請求項１１】
実質的に、添付図面を参照して本明細書に記載された請求項７に記載の燃料噴射システム。
【請求項１２】
エンジンの燃料噴射システムであって、
第１モードにおいて、前記エンジンが、第１電子制御ユニットの制御の下、第１燃料のみで作動するように、前記エンジンの複数のシリンダへ前記第１燃料を搬送する複数の主噴射装置を制御する前記第１電子制御ユニットと、
第２モードで前記エンジンを作動させることが可能な第２電子制御ユニットと、を備え、
前記第２モードは、前記第１燃料と第２燃料の混合燃料を用いて前記エンジンを作動させるモードであり、
前記燃料噴射システムは、
前記エンジンに前記第２燃料を搬送する複数の副噴射装置を更に備え、
前記第２電子制御ユニットは、
前記第１電子制御ユニットに動作可能に接続され、該第１電子制御ユニットから出力噴射装置制御信号を受信し、
前記出力噴射装置制御信号に応じて、前記複数の主噴射装置及び前記複数の副噴射装置の動作を制御して前記第１燃料の削減後量Ｍｄを供給させ、前記複数の副噴射装置を制御して前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを供給させて、前記エンジンの各爆発行程のための所定の混合燃料空燃比ＡＦＲｄｕａｌを提供することを特徴とする燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ燃料対応エンジンの燃料噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一以上の燃料を用いてエンジンを駆動することが知られている。例えば、第１モードでは、ディーゼル燃料のみでディーゼルエンジンを作動させ、第２モードでは、ディーゼル燃料とその他の燃料を組み合わせた混合燃料でディーゼルエンジンを作動させることが知られている。その他の燃料としては、例えば、天然ガスや、プロパンガスなどのＬＰＧ（液化石油ガス）がある。
【０００３】
このようなマルチ燃料対応エンジンの一例は、我々のＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＧＢ２００８／００３１８８に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マルチ燃料対応エンジンが混合燃料で作動している場合、エンジンがスムース且つ効率的に作動するように、各燃料を正確な量で関連するシリンダへ供給することが要求される。
【０００５】
本発明の一目的は、上記要求を満たすことを目指すマルチ燃料対応エンジンの燃料噴射システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によると、エンジンへの第１燃料及び第２燃料の供給を制御する方法であって、前記エンジンは，第１モードでは前記第１燃料のみで作動し、第２モードでは前記第１燃料と前記第２燃料からなる混合燃料で作動し、１）前記第１モードで作動する場合に前記エンジンによって要求される前記第１燃料の質量Ｍｄを算出する工程と、２）前記質量Ｍｄから、該質量Ｍｄの量が供給する燃料エネルギーＦｅを算出する工程と、３）前記第２モードで作動する場合に望ましいディーゼル燃料の最小の削減後量Ｆｄｍｉｎを特定する工程と、４）前記燃料エネルギーＦｅと等量の燃料エネルギーを前記ディーゼル燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎと共に供給する前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを算出する工程と、を備えることを特徴とする方法が提供される。
【０００７】
本発明によると、エンジンシステムのマッピングを行うことなく、第２モードでエンジンを作動中、第１燃料の削減量Ｍｄの代わりに適切な第２燃料の量Ｍｓｕｂを用いて、該削減量Ｍｄを補うことができる。
【０００８】
本発明の一実施形態において、前記最小削減後量Ｆｄｍｉｎを特定する工程は、異なるＦｄｍｉｎの値毎にＦｅの値が対応付けられてメモリに記憶されたデータを参照する工程を備え、前記対応付けは、前記エンジンの安全な作動を維持するために必要とされる第１燃料の最小量に基づき、予め定められた条件下で、配合量異なる第１燃料と第２燃料の混合燃料を複数用いて実験を行って、事前に決定されている。
【０００９】
Ｆｄｍｉｎはメモリに記憶済みのデータを用いて算出することができるため、エンジンシステムのマッピングを行う必要がない。このようなマッピング処理には非常に時間のかかる場合がある。
【００１０】
前記第３工程において、前記第２モードでの作動可否を判定する工程を更に備える。
【００１１】
この点に関し、第２モードでの作動を可能とするために必要な燃料エネルギーＦｅの最小値は、実験によって予め決定され、メモリに記憶されている。
【００１２】
算出された燃料エネルギーＦｅの値は、最小値と比較され、算出された燃料エネルギーＦｅの値が最小値以上であれば、エンジンを第２モードで作動させることが可能となる。
【００１３】
本発明の一実施形態において、前記第３工程において、予め設定された最小置換限度又は前記第１燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎに対する上限を施行する工程を更に備える。
【００１４】
例えば、極少量の第１燃料のみ第２燃料に置き換えたとしても、その利点は非常に少ないため、このような限度を施行することは好ましい。
【００１５】
本発明の一実施形態において、前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを算出する工程は、前記第１燃料の質量Ｍｄの使用に基づいて、前記第１モードで前記エンジンを作動させるために必要な空燃比ＡＦＲｄを算出する工程と、前記第２モードで前記エンジンを作動させる場合に、前記空燃比ＡＦＲｄで前記第１燃料の質量Ｍｄを用いる場合と同等の性能を提供するために必要な空燃比ＡＦＲｄｕａｌを特定する工程と、前記燃料エネルギーＦｄｍｉｎとの組合せで前記ＡＦＲｄｕａｌを提供するために必要な前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを算出する工程と、を備える。
【００１６】
本発明の複数の実施形態において、前記燃料エネルギーＦｅは前記算出された第１燃料及び第２燃料の必要量によって供給される前記燃料エネルギーと実質的に等量であるか否かを確認するための比較照合を行う工程を更に備える。
【００１７】
本発明の第２の側面によると、エンジンの燃料噴射システムであって、第１モードにおいて、前記エンジンが、第１電子制御ユニットの制御の下、第１燃料のみで作動するように、前記エンジンの複数のシリンダへ前記第１燃料を搬送する複数の主噴射装置を制御する前記第１電子制御ユニットを備え、前記燃料噴射システムは、第２モードで前記エンジンを作動させ、前記第２モードは、前記第１燃料と第２燃料の混合燃料を用いて前記エンジンを作動させるモードであり、前記燃料噴射システムは、前記エンジンに前記第２燃料を搬送する複数の副噴射装置を含み、前記複数の副噴射装置の動作を制御する第２電子制御ユニットを更に備え、前記第２電子制御ユニットは、前記第１電子制御ユニットと動作可能に接続され、該第１電子制御ユニットから出力噴射装置制御信号を受信し、前記複数の主噴射装置と接続可能であり、前記第２モードにおいて、前記複数の主噴射装置を作動させて前記第１燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎを供給させ、前記複数の副噴射装置を制御して前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを供給させて、前記エンジンの各爆発行程のための所定の混合燃料空燃比ＡＦＲｄｕａｌを提供することを特徴とする燃料噴射システムを提供する。
【００１８】
本発明の第３の側面によると、エンジンの燃料噴射システムであって、第１モードにおいて、前記エンジンが、第１電子制御ユニットの制御の下、第１燃料のみで作動するように、前記エンジンの複数のシリンダへ前記第１燃料を搬送する複数の主噴射装置を制御する前記第１電子制御ユニットと、第２モードで前記エンジンを作動させることが可能な第２電子制御ユニットと、を備え、前記第２モードは、前記第１燃料と第２燃料の混合燃料を用いて前記エンジンを作動させるモードであり、前記燃料噴射システムは、前記エンジンに前記第２燃料を搬送する複数の副噴射装置を更に備え、前記第２電子制御ユニットは、前記第１電子制御ユニットに動作可能に接続され、該第１電子制御ユニットから出力噴射装置制御信号を受信し、前記出力噴射装置制御信号に応じて、前記複数の主噴射装置及び前記複数の副噴射装置の動作を制御して前記第１燃料の削減後量Ｍｄを供給させ、前記複数の副噴射装置を制御して前記第２燃料の量Ｍｓｕｂを供給させて、前記エンジンの各爆発行程のための所定の混合燃料空燃比ＡＦＲｄｕａｌを提供することを特徴とする燃料噴射システムを提供する。  
【００１９】
本発明の第２の側面又は第３の側面によると、燃料噴射システムは、エンジンが第１モードで作動している場合であっても、第２モードで作動している場合であっても、制御信号が第２ＥＣＵを通過するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の多様な側面を説明する。
【図１−４】本発明の好ましい実施形態に応じて作動する４ストロークディーゼルエンジンの動作の多様な段階を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るシステムを示すブロック図である。
【図６】第１ＥＣＵと第２ＥＣＵがどのように相互接続するのかを示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るシステムの動作における段階を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示されるように、ディーゼルエンジンはシリンダ１２を備える。シリンダ１２の中に配置されたピストン１４は、矢印Ｒの方向に回転するクランクシャフト１６と接続する。
【００２２】
吸気ダクト２４は、吸気弁２２を介してシリンダ１２内に空気を供給するためのものである。排気ダクト２６は、排気弁２８を介してシリンダ１２の外に燃焼ガスを搬送するためのものである。
【００２３】
図１において、吸気弁２２、排気弁２８は共に閉じた状態で、ピストン１２は上死点を通過したところであり、ディーゼル燃料噴射装置１８はディーゼル燃料Ｆｄを噴射したところである。その結果、燃焼が開始され、ピストンは矢印Ｄｃの方向へ動く。これがエンジンの爆発行程である。
【００２４】
図２に示されるように、ピストン１４は、下死点通過後、矢印Ｕｅの方向へ上昇する。排気弁２８は開いた状態で、吸気弁２２は依然閉じた状態である。そのため、燃焼ガスは排気ダクト２６を通って排出される。（図２の矢印Ｅｆは、シリンダ１２から排出されるガスの流れを表す。）これがエンジンの排気行程である。
【００２５】
図３において、ピストン１４は上死点を通過したところであり、この後矢印Ｄｉの方向へ下降する。吸気弁２２は開いた状態であり、排気弁２８は閉じた状態である。そのため、ピストンが下降するにしたがって、空気がシリンダ１２内へ引き込まれる。（図３の矢印Ａｍは、シリンダ１２内への空気の流れを表す。）これがエンジンの吸入行程である。
【００２６】
本発明によると、吸入行程中、所定量の第２燃料３０が第２燃料噴射装置３１によってシリンダ１２内へと向かう空気流の中に導入される。
【００２７】
図4において、ピストン14は下死点を通過して矢印Ｕｃの方向へ上昇中である。吸気弁２２、排気弁２８は共に閉じた状態である。そのため、ピストンが矢印Ｕｃの方向へ上昇するにしたがって、シリンダ１２内に収容されている空気と第２燃料の混合物が圧縮される。これがエンジンの圧縮行程である。
【００２８】
ピストンが上死点を通過する時に、ディーゼル燃料噴射装置１８は、空気と第２燃料の混合物を燃焼させるために、所定量のディーゼル燃料Ｆｄを噴射する。これは図１に示されている。また、これによりエンジンのサイクルは完了する。
【００２９】
ディーゼル燃料のみでディーゼルエンジンが作動している場合、噴射装置１８は、エンジンの圧縮行程終了後に、噴射装置１８を通して正確な量のディーゼル燃料を噴射する。このディーゼル燃料の量は、オーイーエム（ＯＥＭ：Ｏｒｉｇｉｎａｌ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ）が供給する第１電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０によって特定される。ＥＣＵ６０は、エンジンの性能を監視し、エンジンが車両に取り付けられる場合は、当該車両のその他の性能特性についても監視するように、周知の方法でプログラムされている。
【００３０】
ＯＭＥ型ＥＣＵは、監視したエンジン及び車両の条件に応じて、所定の負荷／作動条件の下、所定の方法でエンジンが確実に作動するように、燃料の供給を制御する。この制御の実行は、ＯＥＭ型ＥＣＵ６０が、噴射装置制御信号を噴射装置１８へ出力して、噴射装置１８を所定期間開いた状態とし、噴射装置１８が燃料を噴射する持続時間を変更したり、燃料の噴射を開始するための噴射装置１８の開タイミングを変更したりすることにより明らかである。
【００３１】
図５は、本発明の一側面に係る第２電子制御ユニット５０を示す。第２ＥＣＵ５０はマルチ燃料対応ＥＣＵを備える。マルチ燃料対応ＥＣＵは、ＯＥＭ型ＥＣＵ６０によって発行される制御信号に応じて、ディーゼル燃料噴射装置１８へのディーゼル燃料の供給を制御する。また、圧縮行程の間、シリンダ内で所望の空燃比（ＡＦＲ）が得られるよう、第２燃料噴射装置３１への第２燃料の供給を制御し、爆発行程を開始させるための所望の量のディーゼル燃料を搬送する。
【００３２】
本発明の幾つかの実施形態において、第１ＥＣＵ６０と第２ＥＣＵ５０は相互接続している。この構成により、エンジンがどちらのモードで作動しているかに係らず、制御信号は第２ＥＣＵ５０を通過する。そのため、第２ＥＣＵ５０の作動の開始／停止の切替は不要である。図６は、このような構成の一例を模式的に示す。
【００３３】
以下でより詳細に説明するが、マルチ燃料対応ＥＣＵ５０は、多様なインプット及びセンサ（図５のボックス５１〜５５）と接続する。インプット及びセンサは、ＥＣＵ５０に可変性能特性を示す信号を供給する。この可変性能特性は、エンジンに所望の動作をさせるために所定のタイミングで噴射される必要のある、ディーゼル燃料と第２燃料の正確な量を特定する際に影響を与えるものである。
【００３４】
図５のボックス５１は、ディーゼル燃料の動作条件に関連するインプットを表す。（これらのインプットには、ＲＰＭ（エンジン速度）と（ＯＭＥ型ＥＣＵ６０によって供給される）ディーゼル燃料噴射装置のパルス幅が含まれる。）
【００３５】
ボックス５２は、吸気多岐管２４内の空気の動作条件を特定するために必要なセンサを表す。（これらのセンサには、吸気多岐管２４内の温度と圧力を監視する温度センサ及び圧力センサと、エンジン速度センサが含まれる。）本発明の他の実施形態（図示なし）において、エンジン速度センサは、温度センサ及び圧力センサから離れて設けられても良い。
【００３６】
ボックス５３は、第２燃料３０の動作条件を特定するために必要なセンサを表す。本実施形態において、第２燃料は気体の形態で噴射装置３１に供給される天然ガスである。したがって、ボックス５３によって表されるセンサには、噴射装置３１に供給中の燃料ガスの温度及び圧力を特定するためのセンサが含まれる。
【００３７】
ボックス５４は、エンジン速度（ＲＰＭ：毎分回転数）やクランクシャフト１６の角度などのエンジン性能を示す信号を供給するために必要なセンサを表す。
【００３８】
ボックス５５は、排気ダクト２６内に備えられ、燃焼効率など所望の性能特性を示すフィードバック信号を供給するセンサを表す。このようなセンサとしては、例えば、排気ダクト２６を流れる排気ガス内の未使用酸素量を探知するラムダセンサ２９（図1〜図４）がある。
【００３９】
更に、ＥＣＵ５０は、ディーゼル燃料及び第２燃料の必要量を特定するマイクロプロセッサ５６を備える。また、マイクロプロセッサ５６がこの特定を実行するために用いるメモリ５７も備える。メモリ５７には、所定の基準性能データが記憶されている。このデータには、例えば、噴射装置１６及び噴射装置３１の計量特性、ディーゼル燃料及び第２燃料の発熱量、配合量の異なる混合燃料毎に定められた空燃比のテーブルが含まれる。
【００４０】
図７は、本発明の好ましい実施形態に係るマルチ燃料対応ＥＣＵ５０の論理フローチャートを示す。フローチャート内に記載の算出は、マイクロプロセッサ５６によって実行される。
【００４１】
図６に示されるように、ステップ１において、第２ＥＣＵ５０がＯＥＭ型ＥＣＵ（第１ＥＣＵ）６０から制御信号を受信して爆発行程を開始することで、制御シーケンスが開始される。この制御信号は、ＯＥＭ型ＥＣＵ６０が要求する噴射装置１８の作動持続時間をマイクロプロセッサ５６に示す信号である。この作動持続時間は、エンジンを正しく作動させるため、シリンダ１２にディーゼル燃料のみを搬送する時間である。
【００４２】
次のステップ２において、マイクロプロセッサ５６は、ＥＣＵ６０の制御の下、燃焼行程のために噴射されるディーゼル燃料の質量Ｍｄを算出し、算出された質量Ｍｄから、該質量Ｍｄの量のディーゼル燃料が供給する燃料エネルギーＦｅ（すなわち、熱含有量）を算出する。
【００４３】
質量Ｍｄの特定において、マイクロプロセッサ５６はボックス５１を介して入力信号を受信する。入力信号は、ディーゼル燃料噴射装置の信号パルス幅及びＲＰＭに関する信号である。算出に必要なその他の基準はメモリ５７に記憶されている。その他の基準とは、例えば、ディーゼル燃料噴射装置１６の所定の校正が施された質量流量などである。
【００４４】
次のステップ３において、マイクロプロセッサ５６は、算出された燃料エネルギーＦｅの値を用いて、マルチ燃料モードで作動するに望ましいディーゼル燃料の最小の削減後量Ｆｄｍｉｎを特定する。
【００４５】
この特定は、マイクロプロセッサ５６がメモリ５７に記憶されたデータを参照することで実行される。このデータには、異なるＦｄｍｉｎの値毎に燃料エネルギーＦｅの値が対応付けられている。（この対応付けは、予め定められた条件の下、配合量の異なるディーゼル燃料と第２燃料の混合燃料を複数用いて、エンジンの安全な作動を維持するために必要とされるディーゼル燃料の最小量に基づいて、実験を行うことによって事前に決定されたものである。）
【００４６】
任意で、ステップ３において、マイクロプロセッサ５６は、デュアル燃料モードでの作動が可能か否かについての判定を行ってもよい。この点に関し、デュアル燃料による作動を可能とするために必要な燃料エネルギーＦｅの最小値は、実験によって予め決定され、メモリ５７に記憶されている。マイクロプロセッサ５６は、算出された燃料エネルギーＦｅの値と最小値を比較し、算出された燃料エネルギーＦｅの値が最小値以上である場合に、デュアル燃料供給を開始させる。
【００４７】
また、ステップ３において、マイクロプロセッサ５６は、予め設定された最小置換限度、すなわち、ディーゼル燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎに対する上限を施行してもよい。ディーゼル燃料の例えば１％だけを第２燃料に置き換えることの利点は非常に少ないため、このような限度を設けることは望ましい。また、第２燃料噴射装置３１は、第２燃料の極短時間の噴射が不可能な構成であってもよい。
【００４８】
次のステップ４において、マイクロプロセッサ５６は、ＥＣＵ６０からの作動指示に応じてエンジンを作動させるために（すなわち、ＥＣＵ６０によって実行される場合のエンジン作動要件を満たすために）必要な空燃比ＡＦＲｄを、ディーゼル燃料の質量Ｍｄ（ステップ2）の使用に基づいて算出する。  
【００４９】
この算出を行うために、マイクロプロセッサ５６は、ボックス５２で表されるセンサから入力信号を受信する。すなわち、マイクロプロセッサ５６は、エンジン速度と、吸気多岐管２４内の気圧及び気温を示す入力信号を受信する。
【００５０】
次のステップ５では、マイクロプロセッサ５６は、空燃比ＡＦＲｄｕａｌを特定する。空燃比ＡＦＲｄｕａｌとは、ディーゼル燃料と第２燃料の混合燃料を使用する場合に、同等の性能、すなわち、ＡＦＲｄでディーゼル燃料のみ（質量Ｍｄ）を用いて出力される動力を提供するために必要な空燃比である。
【００５１】
ステップ５の特定は、第２燃料の最大使用可能量（ステップ３より）と、ディーゼル燃料の必要量（Ｆｄｍｉｎ、ステップ３より）を知ることにより実行される。この特定は、算出又はマイクロプロセッサ５６がメモリ５７に記憶されたデータを参照することで実行される。
【００５２】
次のステップ６において、マイクロプロセッサ５６は、ステップ５で特定されたＡＦＲｄｕａｌを（ディーゼル燃料の最小値によって供給される燃料エネルギーＦｄｍｉｎとの組合せで）提供するために必要な第２燃料の量Ｍｓｕｂを算出する。
【００５３】
次のステップ７において、マイクロプロセッサ５６は、ディーゼル燃料の質量Ｍｄによって供給されるエネルギー（ステップ２）と、（ステップ３及びステップ６で特定された）ディーゼル燃料と第２燃料の混合燃料の量に対して算出される燃料エネルギーが同じであるか否かを確認するための比較照合を行う。このステップは任意であるが、ここまでの算出結果が正しいことを確認するための手段を提供するものである。また、エラーがあった場合には、エンジンの安全な作動を確実にするため、システムは直ちに１００％ディーゼル燃料へ戻すことができる。
【００５４】
次のステップ８において、マイクロプロセッサ５６は、第２燃料噴射装置３１の作動持続時間Ｔｏを算出する（すなわち、特定された第２燃料の量Ｍｓｕｂを搬送するために、噴射装置３１を開状態にしておく必要がある時間の長さを算出する。なお、特定された第２燃料の量Ｍｓｕｂとは、要求されるＡＦＲｄｕａｌを提供するために必要な第２燃料の量である。）
【００５５】
本実施形態において、第２燃料は噴射装置３１を介して気体の形態で噴射される天然ガスであるため、マイクロプロセッサ５６はその持続時間を気体条件に基づいて算出する。
【００５６】
そのため、ステップ８において、マイクロプロセッサ５６はボックス５３で表されるセンサから信号を受信するが、これらのセンサには、噴射装置３１へ供給中の第２燃料ガスのガス圧を示す信号を供給するセンサとガス温度を示す信号を供給するセンサ、さらに、吸気多岐管２４内の絶対圧を示す信号を供給するセンサが含まれる。また、（噴射持続時間の）算出に必要な周知の特性を示すデータがメモリに記憶されている。このデータは、例えば、噴射装置３１の質量流量やガス噴射システム効率などである。
【００５７】
なお、本明細書において、ガス噴射システム効率とは、噴射されるガス量に対し実際にシリンダ内に引き込まれるガス量に関する性能パラメータである。このような要素を考慮に入れることで、噴射システムの設計上の変更に備えられ、また、異なるシステム性能にも対応できる。
【００５８】
次のステップ９において、マイクロプロセッサ５６は、算出された第２燃料の量Ｍｓｕｂを噴射可能な持続時間Ｔｉを特定し、また、エンジンの作動に関連して持続時間Ｔｉのタイミングも特定する。
【００５９】
持続時間Ｔｉとそのタイミングの特定において、マイクロプロセッサ５６は、エンジンの性能を監視するボックス５４によって表されるセンサから信号を受信する。これらのセンサは、エンジンのＲＰＭやクランク角などを監視するセンサであり、例えば、吸気弁２２の開閉時間を示す信号を供給する。
【００６０】
次のステップ１０において、マイクロプロセッサ５６は、ＥＣＵ５０に出力信号Ｏｓを供給する。出力信号Ｏｓは、エンジンサイクルに関連して所望の時点で供給される。これにより、ＥＣＵ５０は、エンジンサイクルの吸入行程において、正確な時間に、特定された持続時間Ｔｉ第２燃料が噴射されるように、噴射装置３１を作動させる。
【００６１】
次のステップ１１において、マイクロプロセッサ５６は、ＥＣＵ５０に出力信号Ｏｄを供給する。これにより、ＥＣＵ５０は噴射装置１８を作動させて、算出されたディーゼル燃料の最小削減後量Ｆｄｍｉｎを搬送させ、第２燃料と空気の混合物が導入される吸入行程に引き続き、直ちに爆発行程を開始させる。
【００６２】
次のステップ１２において、マイクロプロセッサ５６は、ボックス５５で表されるセンサから信号を受信する。これらのセンサは、マイクロプロセッサ５６にフィードバックを提供する。これにより、マイクロプロセッサ５６は、エンジンの実際の燃焼性能を考慮に入れて、算出結果を修正することができる。このようなセンサとしては、燃焼効率を向上させるため、排気ガス内の未使用酸素量を監視し、マイクロプロセッサ５６に信号を送り返して、マイクロプロセッサ５６に算出されたＡＦＲｄｕａｌ値を修正させることのできるラムダセンサ２９が好ましい。
【００６３】
ラムダセンサ２９からのフィードバックは、対応する校正係数を用いて、ディーゼル燃料量又は天然ガス量、もしくは、両方の燃料の量を調整するために使用されても良い。校正係数は、噴射サイクル毎に用いられなくてもよく、複数サイクルの間に平均化されてもよい。
【００６４】
上述の実施形態においては、第２燃料は気体の形態で噴射装置３１を介して噴射される天然ガスである。第２燃料は液体の形態で噴射される燃料（石油など）であってもよく、それに伴って、マイクロプロセッサ５６はステップ８における算出を修正してプログラムされてもよい。
【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】
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【国際調査報告】
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