【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮天然ガス（Ｃ
ＮＧ）等の気体燃料とガソリン等の液体燃料を内燃機関に供給可能なバイフューエル車用内燃機関の燃料制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のバイフューエル車においては、ガソリンを時々使ってインジェクタや燃料ポンプ等のガソリン燃料系部品を時々駆動させないと、同部品の固着や劣化が生じてしまう。 これを防止するために、従来のバイフューエル車では、通常、始動時にガソリンを使用するのが一般的である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技術では、始動時にガソリンを使うので、次のような問題点がある。 【０００４】（１）ＣＮＧ等の気体燃料でエンジンを始動する場合と比較して、エミッションおよび燃費が悪化する。 すなわち、ガソリンは壁面に付着したりするために増量が必要になるので、ＣＮＧと比べエミッションが悪くなる。 これに対してＣＮＧの場合には。 気体なので増量が要らず、余分なエミッションも出ない。 このため、ガソリンでエンジンを始動する場合には、ＣＮＧと比べて燃費も悪くなる。 【０００５】（２）ＣＮＧに最適化された高圧縮比エンジン（高圧縮比ＣＮＧエンジン）に適用する場合、始動性の悪化が懸念される。 すなわち、エンジンを高圧縮比にすると、着火エネルギが余分にいる。 そのために、点火プラグのギャップを狭めるのが一般的であるが、このようにすると、ガソリンではいわゆるプラグのくすぶりが起きて始動できなくなったり、或いは始動後のエンジン回転数が不安定になったりする可能性がある。 このように、高圧縮比ＣＮＧエンジンでは、始動時にガソリンを使うと、始動性が悪化するおそれがある。 【０００６】本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、始動時のエミッション、燃費を悪化させずにガソリン燃料系部品の固着、劣化を防止でき、気体燃料に最適化された高圧縮比エンジンに適用可能で、さらに高負荷時の出力向上を図ったバイフューエル車用内燃機関の燃料制御装置を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。 請求項１に係る発明は、気体燃料と液体燃料を内燃機関に供給可能なバイフューエル車用内燃機関の燃料制御装置において、少なくとも始動時に気体燃料を内燃機関に供給するとともに、高負荷時に液体燃料を内燃機関に供給することを要旨とする。 【０００８】この構成によれば、始動時に気体燃料を内燃機関に供給するので、始動時のエミッションおよび燃費の悪化が避けられる。 また、高負荷時に液体燃料を内燃機関に供給するので、ガソリン燃料系部品の固着、劣化が防止される。 したがって、始動時のエミッション、
燃費を悪化させずにガソリン燃料系部品の固着、劣化を防止できる。 【０００９】また、始動時に液体燃料を使用せずに気体燃料を使用するので、気体燃料に最適化された高圧縮比エンジンにも、始動性を悪化させることなく適用することができる。 つまり、内燃機関を高圧縮比にしてプラグのギャップを狭めた場合でも、プラグのくすぶりが起きて始動できなくなったり、始動後の機関回転数が不安定になったりするのを防止できる。 【００１０】また、高負荷時に液体燃料を内燃機関に供給するので、その分気体燃料が減り空気量が増え、内燃機関の出力が高くなる。 これは、気体燃料は自身の占める体積が大きいため、その分吸入空気量が液体燃料と比較して減るからである。 これとともに、高負荷時に液体燃料の気化潜熱により吸入空気が冷やされて吸気密度が大になるので、吸気効率が向上して（吸入空気量が増えて）出力が向上する。 こうして、高負荷時に液体燃料を使うことによって、気化潜熱も使えるし、気体燃料が減る分だけ体積効率をかせげる。 結局、高負荷時に、体積効率が２つの要因により稼げるので、それだけ内燃機関の出力を向上させることができる。 また、上記の気化潜熱により燃焼室温度が低下し、信頼性が向上する。 また、排気温度も低下するため、触媒等の排気系部品の信頼性も向上する。 【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に記載のバイフューエル車用内燃機関の燃料制御装置において、
始動時を含めて常時気体燃料を内燃機関に供給することを要旨とする。 【００１２】実開平４−３２２４８号公報に開示された従来技術では、ガソリンの長期不使用による弊害を防止するためにガソリンを常時供給するようにしている。 すなわち、この従来技術では、ＬＰＧの気化が困難な低温時にはガソリンのみをエンジンに供給し、その気化が可能な通常時にはガソリンとＬＰＧをエンジンに供給するようにしている。 このため、クリーンな燃料であり、オクタン価が高くてノッキングが発生しにくいというＣＮ
Ｇ等の気体燃料の利点を十分に生かせない。 これに対して、請求項２に係る発明によれば、始動時を含めて常時気体燃料を内燃機関に供給するので、気体燃料の利点を十分に生かすことができる。 【００１３】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のバイフューエル車用内燃機関の燃料制御装置において、高負荷時に液体燃料を補助的に気体燃料と一緒に内燃機関に少量供給することを要旨とする。 【００１４】この構成によれば、高負荷時に液体燃料を補助的に気体燃料と一緒に内燃機関に少量供給するので、気体燃料の利点を十分に生かしつつガソリン燃料系部品の固着、劣化を防止することができる。 また、高負荷時に内燃機関に供給する液体燃料は少量であるので、
液体燃料を貯蔵するタンクを小型化できる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化したバイフューエル車用内燃機関の燃料制御装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。 【００１６】[ 一実施形態]図２は一実施形態に係る燃料制御装置の概略構成を示している。 図２において、１
はエンジン、２はピストン、３は燃焼室、４は吸気ポート、５は吸気弁、６は排気ポート、７は排気弁、８は燃焼室３内に配置された点火プラグをそれぞれ示す。 内燃機関としてのエンジン１は、気体燃料としてのＣＮＧに最適化された高圧縮比ＣＮＧエンジンである。 吸気ポート４は吸気マニホールド内の吸気通路９を介してサージタンク１０に接続され、サージタンク１０は同マニホールド内の吸気通路１１を介してエアクリーナ１２に接続されている。 吸気通路１１内にはスロットルバルブ１３
が配置されている。 一方、排気ポート６が接続されている排気マニホールド内の排気通路１４には、三元触媒１
５が配置されている。 【００１７】図２に示す燃料制御装置は、ＣＮＧ供給装置１７とガソリン供給装置１８とを具備している。 ＣＮ
Ｇ供給装置１７は吸気通路９内にＣＮＧを噴射するＣＮ
Ｇ噴射弁１７ａを具備している。 このＣＮＧ噴射弁１７
ａは、ＣＮＧ供給管１７ｂを介してＣＮＧボンベ１７ｃ
に接続されている。 なお、ＣＮＧ供給管１７ｂ内には図示しない燃料遮断弁およびレギュレータが配置される。
同様に、ガソリン供給装置１８は吸気通路９内にガソリンを噴射するガソリン噴射弁１８ａを具備している。 このガソリン噴射弁１８ａは、ガソリン供給管１８ｂを介してガソリンタンク１８ｃに接続されている。 なお、ガソリン供給管１８ｂ内には図示しない燃料ポンプが配置される。 これらＣＮＧ噴射弁１７ａおよびガソリン噴射弁１８ａは、それぞれ電子制御ユニット３０からの出力信号により制御される。 【００１８】電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０はマイクロコンピュータで構成されている。 このＥＣＵ３０は、
双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＯＭ３
２、ＲＡＭ３３、ＣＰＵ３４、バックアップＲＡＭ３
５、入力ポート３６、および出力ポート３７を具備している。 【００１９】サージタンク１０には、サージタンク１０
内の絶対圧（吸気圧Ｐｍ）に比例した出力電圧を発生する圧力センサ３８が取り付けられている。 排気通路１４
には、空燃比センサ３９が取り付けられている。 ＣＮＧ
供給管１７ｂ内には、ＣＮＧボンベ１７ｃ内の残存ＣＮ
Ｇ量に比例した出力電圧を発生するＣＮＧ量センサ４０
が配置されている。 また、ガソリンタンク１８ｃには、
ガソリンタンク１８ｃ内の残存ガソリン量に比例した出力電圧を発生するガソリン量センサ４１が配置されている。 これらセンサ３８，３９，４０，４１の各出力電圧は、それぞれ対応するＡＤ変換器４２を介して入力ポート３６に入力される。 また、入力ポート３６には、エンジン回転数Ｎｅを表す出力パルスを発生する回転数センサ４３が接続されている。 一方、出力ポート３７は、それぞれ対応する駆動回路４４を介して点火プラグ８、Ｃ
ＮＧ燃料噴射弁１７ａ、およびガソリン噴射弁１８ａに接続されている。 【００２０】また、ＥＣＵ３０のＲＯＭ３２には、燃料噴射量制御や点火時期制御等を実行するためのプログラムや演算用マップ等が記憶されている。 次に、ＥＣＵ３
０の実行する燃料噴射量制御を、図２のフローチャートに基づいて説明する。 【００２１】本処理は、所定の制御周期で繰返し実行される。 すなわち、エンジン１が４気筒エンジンであれば、本処理は１８０°クランク角度毎に繰返し実行される。 まず、ステップＳ１０では、ガソリン噴射領域（高負荷領域）か否か、即ち高負荷時か否かが判定される。
このステップで判定される「高負荷領域」は、前もって実験結果により決定される。 例えば、スロットルバルブ１３の全開状態（ＷＯＴ）が検出された時、燃料増量が要求される高負荷領域であると判定され、ステップＳ２
０に進む。 一方、スロットルバルブ１３が全開状態でない時には、高負荷領域でないと判定され、ステップＳ４
０に進む。 したがって、スロットルバルブ１３が全開状態にならないエンジン１の始動時および通常運転時には、ステップＳ１０の判定結果はＮＯになってステップＳ４０に進む。 【００２２】このステップＳ４０では、ＣＮＧの噴射量、即ちＣＮＧ基本噴射時間ＴＡＵ（ＣＮＧ）を、吸気圧Ｐｍとエンジン回転数Ｎｅの関数ｈ（Ｎｅ，Ｐｍ）としてＲＯＭ３２に記憶されたマップを参照して算出する。 このＣＮＧ基本噴射時間「ＴＡＵ（ＣＮＧ）は、エンジン１の運転状態、例えば吸気圧Ｐｍとエンジン回転数Ｎｅの関数ｈ（Ｎｅ，Ｐｍ）としてＲＯＭ３２に記憶されている。ステップＳ４０の実行後、本処理は一旦終了される。 【００２３】こうして、スロットルバルブ１３が全開状態にならないエンジン１の運転状態では、即ちエンジン１の始動時、および通常運転時（低負荷時および中負荷時）には、ＣＮＧのみがエンジン１に供給される。すなわち、エンジン１の各気筒には、ＣＮＧ噴射弁１７ａにより、ステップＳ４０で算出したＣＮＧ噴射のみの場合のＣＮＧ基本噴射時間ＴＡＵ（ＣＮＧ）に相当する噴射量だけＣＮＧのみが噴射される。 【００２４】このようにしてエンジン１の各気筒にＣＮ
Ｇのみが供給されている状態で、ステップＳ１０の判定結果がＹＥＳになると、ステップＳ２０に進む。 このステップＳ２０では、ガソリンがあるか否かが判定される。 ガソリン量センサ４１により検出される残存ガソリン量が所定のしきい値以下のときには、ガソリンタンク１８ｃに十分な量のガソリンがないと判定され、ステップＳ４０に進む。 また、ガソリン噴射領域であると判定された場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）でも、ガソリンタンク１８ｃに十分な量のガソリンがないと判定された場合（ステップＳ２０でＮＯ）には、ステップＳ４０に進みＣＮＧのみがエンジン１に供給される。 【００２５】一方、ガソリン量センサ４１により検出される残存ガソリン量が所定のしきい値以上のときには、
ガソリンタンク１８ｃに十分な量のガソリンがあると判定され（ステップＳ２０でＹＥＳ）、ステップＳ３０に進む。 【００２６】このステップＳ３０では、ＣＮＧとガソリンの各噴射量、すなわちガソリンが補助燃料として噴射されている場合のＣＮＧ基本噴射時間ＴＡＵ（ＣＮＧ）
とガソリン基本噴射時間ＴＡＵ（ガソリン）とを算出する。 ＣＮＧ基本噴射時間ＴＡＵ（ＣＮＧ）は、エンジン１の運転状態、例えば吸気圧Ｐｍとエンジン回転数Ｎｅ
の関数ｆ（Ｎｅ，Ｐｍ）としてＲＯＭ３２に記憶されたマップを参照して算出される。 一方、ガソリン基本噴射時間ＴＡＵ（ガソリン）は、エンジン１の運転状態、例えば吸気圧Ｐｍとエンジン回転数Ｎｅの関数ｇ（Ｎｅ，
Ｐｍ）としてＲＯＭ３２に記憶されたマップを参照して算出される。 ステップＳ３０の実行後、本処理は一旦終了される。 【００２７】こうして、高負荷領域であると判定されかつガソリンがあると判定されたとき（ステップＳ１０およびＳ２０の判定結果が共にＹＥＳのとき）、ＣＮＧとガソリンの両方がエンジン１に供給される。 すなわち、
ＣＮＧとガソリンが混じった混合気がエンジン１に供給される。 このとき、エンジン１に供給される燃料の大部分はＣＮＧであり、ガソリンはエンジン１に補助的に少量供給されるようになっている。 すなわち、ステップＳ
３０では、ガソリンがＣＮＧに対して補助的に少量噴射されるようなガソリン基本噴射時間ＴＡＵ（ガソリン）
が算出されるようになっている。 したがって、このときのＣＮＧの噴射量（ステップＳ３０で算出されるＴＡＵ
（ＣＮＧ））は、始動時および通常運転時でのＣＮＧの噴射量（ステップＳ４０で算出されるＴＡＵ（ＣＮ
Ｇ））よりも少ない。 【００２８】以上のように構成された一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。 （イ）始動時に気体燃料であるＣＮＧをエンジン１に供給するので（ステップＳ４０）、始動時のエミッションおよび燃費の悪化が避けられる。 また、高負荷時に液体燃料であるガソリンをエンジン１に供給するので（ステップＳ３０）、ガソリン噴射弁１８ａ等のガソリン燃料系部品の固着、劣化が防止される。 したがって、始動時のエミッション、燃費を悪化させずにガソリン燃料系部品の固着、劣化を防止することができる。 【００２９】（ロ）始動時にエンジン１にガソリンを供給せずにＣＮＧのみを供給するので、ＣＮＧに最適化された高圧縮比ＣＮＧエンジンにも、始動性を悪化させることなく適用することができる。 つまり、エンジン１を高圧縮比ＣＮＧエンジンにしてプラグのギャップを狭めた場合でも、プラグのくすぶりが起きて始動できなくなったり、始動後のエンジン回転数Ｎｅが不安定になったりするのを防止できる。 【００３０】（ハ）高負荷時にＣＮＧとガソリンの両方をエンジン１に供給するので（ステップＳ３０）、高負荷時にＣＮＧが減る分だけ空気量が増え、エンジン１の出力が高くなる。 これとともに、高負荷時にガソリンの気化潜熱により吸入空気が冷やされて吸気密度が大になるので、吸気効率が向上し（吸入空気量が増え）て出力が向上する。 こうして、高負荷時にガソリンを使うことによって、気化潜熱も使えるし、ＣＮＧが減る分だけ体積効率をかせげる。 結局、高負荷時に、体積効率が２つの要因により稼げるので、それだけエンジン１の出力を向上させることができる。 また、ガソリンの気化潜熱により、燃焼室温度、排気温度等が低下し、信頼性も向上する。 【００３１】（ニ）実開平４−３２２４８号公報に開示された上記従来技術では、ガソリンの長期不使用による弊害を防止するためにガソリンを常時供給するようにしている。 このため、クリーンな燃料であり、オクタン価が高くてノッキングが発生しにくいというＣＮＧの利点を十分に生かせない。 これに対して、本実施形態によれば、始動時を含めて常時ＣＮＧをエンジン１に供給するので（ステップＳ３０、４０）、ＣＮＧの利点を十分に生かすことができる。 【００３２】（ホ）高負荷時にガソリンをエンジン１に補助的に少量供給するので（ステップＳ３０）、ＣＮＧ
の利点を十分に生かしつつガソリン燃料系部品の固着、
劣化を防止することができる。 【００３３】（ヘ）現在一般的なバイフューエル車では、エンジンの圧縮比は通常のガソリン用エンジンとほぼ同じであり、圧縮比を高くしていないものが多い。 このようなバイフューエル車では、オクタン価が高いというＣＮＧの利点を生かせないので、燃費が悪くなったり出力が出なくなったりする。 これに対して、本実施形態によれば、ＣＮＧに最適化された高圧縮比ＣＮＧエンジンを用いているので、ＣＮＧの利点を生かすことができ、燃費および出力の向上を図ることができる。 しかも、高負荷時におけるガソリンの使用量はＣＮＧに比べて少量であるので、ガソリンタンク１８ｃとして例えば１０リットル程度の小さいものを使用できる。 【００３４】[ 変形例]なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。 ・上記一実施形態では、気体燃料としてＣＮＧを用い、
液体燃料としてガソリンを用いているが、本発明はこれに限定されない。 例えば、気体燃料として、液化石油ガス（ＬＰＧ）等の一次燃料である天然ガスおよび石油ガス、或いは二次燃料である石炭転換ガスおよび石油転換ガスを用いてもよい。 また、液体燃料としてイソオクタン、ヘキサン、ヘプタン、軽油、灯油のような炭化水素、或いは液体の状態で保存しうるブタン、プロパンのような炭化水素、或いはメタノールを用いてもよい。 【００３５】・上記一実施形態では、本発明を高圧縮比ＣＮＧエンジンに適用しているので、高負荷時にガソリンを補助的に少量噴射するようにしている（ステップＳ
３０）が、本発明はこれに限定されない。 エンジン１として、高圧縮比ＣＮＧエンジンに代えて、圧縮比が通常のガソリン用エンジンとほぼ同じエンジンを用いる場合には、高負荷時に噴射するガソリン量を多くしてもよい。 或いはＣＮＧの供給は止めてガソリンのみを供給するようにしてもよい。 【００３６】・上記一実施形態のステップＳ１０では、
スロットルバルブ１３の全開状態（ＷＯＴ）が検出された時、燃料増量が要求される高負荷領域であると判定されるように構成したが、本発明はこの構成に限定されない。 すなわち、他の条件が成立したときに高負荷領域であると判定するようにしてもよい。 例えば、スロットルバルブ１３が全開状態にならなような場合であっても、
触媒温度がある一定値以上になったときに、高負荷領域であると判定するようにしてもよい。 【００３７】・上記一実施形態において、ガソリン量センサ４１により検出される残存ガソリン量が所定のしきい値以下のときに、警告装置を作動させてガソリンの給油を行うべきことを乗員に知らせるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】 【図１】 一実施形態に係る燃料制御装置の電子制御ユニットが実行する処理を示すフローチャート。 【図２】 同燃料制御装置を示す概略構成図。 【符号の説明】 １…内燃機関としてのエンジン、１７…ＣＮＧ供給装置、１７ａ…ＣＮＧ噴射弁、１７ｃ…ＣＮＧボンベ、１
８…ガソリン供給装置、１８ａ…ガソリン噴射弁、１８
ｃ…ガソリンタンク。

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