JP2006077740A

JP2006077740A - 多種燃料機関

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Publication number: JP2006077740A
Application number: JP2004265834A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Taniguchi; 聡谷口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: JP4356075B2

Abstract

【課題】多種燃料機関において、通常制御による被毒回復の利用により、被毒回復制御の実行を抑制する。
【解決手段】所定の選択基準に基づけばＣＮＧが選択されるべき場合であっても、ＣＮＧによる通常制御中における硫黄脱離能力が低く、且つガソリンによる通常制御中の硫黄脱離が可能な所定の運転領域IIでは、ガソリンを燃料として選択する。ガソリンによる通常制御での被毒回復を利用することによって、ＣＮＧについての被毒回復制御（未燃成分増量制御）の実行を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数種類の燃料を切替えて動作する多種燃料機関に関し、特に燃料に含まれる硫黄成分の処理が考慮されたものに関する。

近年、自動車等においては、エミッションの改善および省資源の観点から、ガソリンや軽油等の液体燃料に代わるものとして、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas；圧縮天然ガス）、ＬＰＧ（Liquid Petrol Gas；液体石油ガス）等の気体燃料が注目されている。しかし、気体燃料は、液体燃料に比べてそのエネルギー密度が小さいので、気体燃料を使用するエンジンを搭載した車両は、液体燃料を使用するエンジンを搭載した車両に比べて航続距離が短い。また、インフラ整備の遅れから、気体燃料の充填ステーションの数は十分ではなく、長距離の移動に不安が残っている。そこで、かかる気体燃料と液体燃料とを共通の燃焼室に供給可能な多種燃料機関、すなわちバイフュエルエンジンが提案されている。

かかるバイフュエルエンジンでは、一般的には、通常制御時は機関に気体燃料を供給すると共に液体燃料の供給を停止し、残存気体燃料量が下限しきい値よりも少なくなったときに、機関に液体燃料を供給すると共に気体燃料の供給を停止することが想定されている（例えば特許文献１参照）。また、始動時の付着燃料による未燃ガスの排出を抑制する目的で始動時に気体燃料を供給する場合（例えば特許文献２参照）や、液体燃料が出力特性に優れる点に着目して高負荷時に液体燃料を供給する場合（例えば特許文献３参照）もある。

ところで近年、リーン空燃比での運転中にＮＯｘを吸蔵し、リッチ空燃比の際にＮＯｘを還元するＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒（以下、リーンＮＯｘ触媒という）が提案されている。このようなリーンＮＯｘ触媒では、燃料中の硫黄の影響を受けて浄化率が下がる場合があるため、定期的に被毒回復制御を実施しなければならない。この被毒回復制御は、触媒をリッチ雰囲気下に置いて高温を保持するものである（例えば特許文献４参照）。しかし、このような被毒回復制御の実行は燃費悪化と触媒劣化とを促進することになるため、その実行時間や実行回数は抑制することが望ましい。

特開平１１−２９４２１２号公報特開２０００−２１３３９４号公報特開２００３−２０６７７２号公報特開２００４−７６６８６号公報

他方、高回転かつ高負荷の運転条件では、被毒回復制御を行わない通常制御であっても被毒回復制御と同等のリッチ空燃比が実現されるため、通常制御の実行によりリーンＮＯｘ触媒から硫黄が放出され、いわば成り行きで被毒回復が実現されることになる。

そこで本発明の目的は、多種燃料機関において、通常制御による被毒回復の利用により、被毒回復制御の実行を抑制することにある。

第１の本発明は、第１の燃料と第２の燃料とを切替えて動作する多種燃料機関であって、所定の選択基準に基づいて前記第１および第２の燃料のうちいずれかを選択する選択手段と、所定の増量条件が成立している場合に触媒装置の硫黄脱離のために前記第１の燃料の未燃成分を増量する未燃成分増量手段と、を備えた多種燃料機関において、前記選択手段は、前記所定の選択基準に基づけば前記第１の燃料が選択されるべき場合であっても、前記第１の燃料による通常制御中における硫黄脱離能力が低く且つ前記第２の燃料による通常制御中の硫黄脱離が可能な所定の運転領域では、前記第２の燃料を選択することを特徴とする多種燃料機関である。

第１の本発明では、選択手段は、所定の選択基準に基づけば第１の燃料が選択されるべき場合であっても、第１の燃料による通常制御中における硫黄脱離能力が低く且つ第２の燃料による通常制御中の硫黄脱離が可能な所定の運転領域では、第２の燃料を選択する。したがって第１の本発明では、第２の燃料による通常制御での被毒回復を利用することによって、第１の燃料についての未燃成分増量手段による硫黄脱離（被毒回復）制御の実行を抑制することができる。なお、本発明にいう多種燃料機関とは、ガス燃料と液体燃料との組合せに限らず、異種のガス燃料同士の組合せ、および異種の液体燃料同士の組合せを含む。

第１の本発明における所定の運転領域は、第２の本発明のように回転数と要求負荷とによって定められることとすれば、簡易な構成によって本発明に所期の効果を実現することができる。

本発明における燃料には、通常制御中における硫黄脱離能力の異なる複数種類の燃料の任意の組合せを利用できるが、第１の燃料はＣＮＧまたはＬＰＧとするのが特に好適である。また第２の燃料はガソリンとするのが特に好適である。

以下に、本発明の実施形態につき添付図面を参照しつつ説明する。

まず、図１を参照して、本発明が適用されるバイフュエルエンジン１００の概要を説明する。１０１はエンジン本体、１０２はシリンダブロック、１０３はシリンダヘッド、１０４はピストン、１０５は燃焼室、１０６は吸気ポート、１０７は排気ポート、１０９は燃焼室１０５内の頂部に配置された点火栓をそれぞれ示している。吸気ポート１０６は吸気マニフォルド１１０を介してサージタンク１１１に接続され、サージタンク１１１は吸気ダクト１１２を介してエアクリーナ１１３に接続されている。吸気ダクト１１２内にはステップモータ１１４により駆動されるスロットル弁１１５が配置されている。

図１のエンジン１００は、気体燃料供給系と液体燃料供給系とを具備しており、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。気体燃料供給系は、筒内の燃焼室１０５に噴射可能に配置されたＣＮＧ筒内噴射弁１２０を具備し、このＣＮＧ筒内噴射弁１２０は、ＣＮＧ供給ライン１２２を介してＣＮＧボンベ１２４に接続されている。なお、ＣＮＧ供給ライン１２２内には、図示しない燃料遮断弁および高圧レギュレータ１２６が配置されている。

ＣＮＧボンベ１２４内に、充填圧力ＰＦ（例えば、２０ＭＰa）で充填されているＣＮＧは、高圧レギュレータ１２６により一定の高調節圧ＰＨ（例えば、０．５ＭＰa）まで減圧され、通常のエンジン制御状態では、この高調節圧ＰＨでもってＣＮＧ筒内噴射弁１２０から筒内に圧縮行程で噴射される。この高調節圧ＰＨは、運転状態にかかわらず常に圧縮行程で筒内噴射が可能な圧力である。

同様に、液体燃料供給系は、吸気マニフォルド１１０内の吸気通路に噴射可能に配置されたガソリン噴射弁１３０を具備し、このガソリン噴射弁１３０は、ガソリン供給ライン１３２を介し車載された液体燃料容器としてのガソリンタンク１３４に接続されている。さらに、ガソリン供給ライン１３２内には、燃料ポンプ１３３が配置されている。これらのＣＮＧ筒内噴射弁１２０およびガソリン噴射弁１３０は、それぞれ、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）３００からの出力信号に基づいて制御される。

排気ポート１０７は、排気マニフォルド１４６を介して触媒装置１４７に接続され、触媒装置１４７の排気側は不図示の消音器を介して外部に開放している。

触媒装置１４７は、リーン空燃比での運転中にＮＯｘを吸蔵し、リッチ空燃比の際にＮＯｘを還元するＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒（リーンＮＯｘ触媒）である。この触媒装置１４７は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのような貴金属とが担持されている。

触媒装置１４７は、流入する排気ガスの平均空燃比がリーンのときにはＮＯｘを蓄え、流入する排気ガスの空燃比が低下したときに排気ガス中に還元剤が含まれていると、蓄えているＮＯｘを還元して蓄えているＮＯｘの量を減少させる蓄積還元作用を行う。

リーンＮＯｘ触媒の蓄積還元作用の詳細なメカニズムについては、完全には明らかにされていない。しかしながら、現在考えられているメカニズムを、担体上に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって簡単に説明すると次のようになる。

即ち、リーンＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると、流入する排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素Ｏ_２がＯ_２ ⁻又はＯ^２−の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入する排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面に付着し白金Ｐｔの表面上でＯ_２ ⁻又はＯ^２−と反応し、ＮＯ_２となる（ＮＯ＋Ｏ_２→ＮＯ_２＋Ｏ^＊、ここでＯ^＊は活性酸素）。次いで生成されたＮＯ_２の一部は白金Ｐｔ上でさらに酸化されつつ触媒内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硝酸イオンＮＯ_３ ⁻の形で触媒内に拡散する。このようにしてＮＯｘが触媒内に蓄えられる。

これに対し、リーンＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガス中の酸素濃度が低下してＮＯ_２の生成量が低下し、反応が逆方向（ＮＯ_３ ⁻→ＮＯ＋２Ｏ^＊）に進み、斯くして触媒内の硝酸イオンＮＯ_３ ⁻がＮＯの形で触媒から放出される。この放出されたＮＯｘは排気ガス中に還元剤即ちＨＣ，ＣＯが含まれているとこれらＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯｘが存在しなくなると触媒から次から次へとＮＯｘが放出されて還元され、触媒内に蓄えられているＮＯｘの量が次第に減少する。

なお、硝酸塩を形成することなくＮＯｘを蓄え、ＮＯｘを放出することなくＮＯｘを還元することも可能である。また、活性酸素Ｏ^＊に着目すれば、リーンＮＯｘ触媒はＮＯｘの蓄積及び放出に伴って活性酸素Ｏ^＊を生成する活性酸素生成触媒と見ることもできる。

ＥＣＵ３００はデジタルコンピュータからなり、周知の如く、双方向性バスを介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、常時電源に接続されているＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）、入力ポート、および出力ポート等を具備している。

また、吸気マニフォルド１１０に接続されたサージタンク１１１には、サージタンク１１１内の絶対圧に比例した出力電圧を発生する圧力センサ１４０が取り付けられている。ＣＮＧボンベ１２４の出口のＣＮＧ供給ライン１２２内には、ＣＮＧボンベ１２４内の残存ＣＮＧ量、すなわち、残圧に比例した出力電圧を発生するＣＮＧ残圧センサ１４１および燃料温度（高圧）センサ１５１が配置され、ガソリンタンク１３４には、ガソリンタンク１３４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残量センサ１４２が配置されている。また、ＣＮＧ供給ライン１２２の高圧レギュレータ１２６の下流には、燃料圧力（低圧）センサ１５２、燃料温度（低圧）センサ１５３が配置され、これらによって正確な燃料量が算出される。

また車室内には、使用する燃料の種類を運転者の操作により選択するためのマニュアルスイッチ１６０が設置されており、このマニュアルスイッチ１６０からはその「ＣＮＧ」または「ガソリン」の操作位置に応じた信号が出力される。センサ１４０、１４１、１４２、１５０、１５１、１５２、１５３およびスイッチ１６０の出力電圧は、それぞれ、対応するＡＤ変換器を介してＥＣＵ３００の入力ポートに入力される。

さらに、入力ポートには、エンジン回転数Ｎを表す出力パルスを発生する回転数センサ１４３、スロットル弁１１５の回動角度を検出するスロットル開度センサ１４４、アクセルペダルの踏み込み量（要求負荷Ｌに対応する）を検出するアクセル開度センサ１４５、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ１５０等が、それぞれ対応するＡＤ変換器を介して接続されている。一方、ＥＣＵ３００の出力ポートは、それぞれ、対応するＤＡ変換器および駆動回路を介して、点火栓１０９、ステップモータ１１４、ＣＮＧ筒内噴射弁１２０、ガソリン噴射弁１３０および燃料ポンプ１３３等に接続されている。

本実施形態ではＣＮＧとガソリンのそれぞれについて、通常制御として、エンジン回転数Ｎ、要求負荷Ｌなどから、触媒装置１４７の硫黄脱離を考慮せずに決定される燃料噴射量、噴射タイミングによる運転制御が行われる。なお本実施形態は、後述するとおり、通常制御において概ね高回転かつ高負荷の領域で実現されるリッチ空燃比での運転を、触媒の硫黄脱離に利用するものである。

本実施形態では、図２に示されるように、エンジン回転数Ｎと要求負荷Ｌとにより定められるエンジン運転領域が、エンジン回転数Ｎの関数として予め定められる設定負荷Ｌ１（Ｎ），Ｌ２（Ｎ）を境界として、三つの領域に分割されている。設定負荷Ｌ１（Ｎ）は、それより高回転または高負荷側でガソリンでの通常制御で硫黄脱離可能であることを示す境界を画成する。設定負荷Ｌ２は、それより高回転または高負荷側でＣＮＧでの通常制御で硫黄脱離可能であることを示す境界を画成する。すなわち、設定負荷Ｌ１（Ｎ），Ｌ２（Ｎ）によって分割されている三つの領域のうち、最も低負荷側の第一領域Ｉでは、ガソリンとＣＮＧとのいずれによっても通常制御中の硫黄脱離が不可能または硫黄脱離能力がきわめて低く、また最も高負荷側の第三領域IIIでは、ガソリンとＣＮＧとのいずれによっても硫黄脱離が可能または硫黄脱離能力が十分に高い。そして、これら第一領域Iと第三領域IIIの間の領域である第二領域IIでは、ＣＮＧによる通常制御中における硫黄脱離が不可能または硫黄脱離能力がきわめて低く且つガソリンによる通常制御中の硫黄脱離が可能または硫黄脱離能力が十分に高い。硫黄脱離能力は例えば単位時間・ガス供給量あたりの硫黄減少率に基づいて実験的に特定することができる。これらの運転領域の設定は、テーブル形式のデータファイルである運転領域マップとして、予めＥＣＵ３００のＲＯＭの所定領域に記憶されている。

以上のとおり構成された本実施形態の動作の一例について説明する。図３は、本実施形態のＥＣＵ３００において実行される燃料選択処理ルーチンを示す。この処理ルーチンは、イグニッションスイッチがＯＮされ、且つスタータの作動によりクランキングが開始されたことを条件に、予め定められた設定クランク角毎の割込みによって繰り返し実行される。

まず、各センサの検出値が読み込まれると（Ｓ１０）、次に、ＣＮＧ運転条件が成立中かが判断される（Ｓ２０）。このＣＮＧ運転条件としては任意の条件を使用することができ、例えばＣＮＧ燃料の残存量が所定の下限しきい値を上回っていることや、マニュアルスイッチ１６０においてＣＮＧが選択されていることを条件として、ＣＮＧ燃料の残存量に余裕があるうちは運転者の意志に従った燃料が選択され、ＣＮＧ残量が少なくなると、ガソリンが強制的に選択されるようにしてもよい。

ステップＳ２０で否定の場合には、ガソリンでの通常制御が行われる（Ｓ１４０）。また、その時の空燃比に応じて触媒装置１４７への硫黄の供給量、および触媒装置１４７からの硫黄の排出量の推定演算が行われると共に、触媒装置１４７の硫黄堆積量Ａに対する減算または加算が行われる（Ｓ１５０）。

なお、ステップＳ１４０におけるガソリンでの通常制御において、硫黄堆積量Ａが所定の脱離開始しきい値Ａt1以上となった場合には、燃料噴射量に所定の足し込み値を加算することで触媒装置１４７をリッチ雰囲気下に置いて高温を保持する被毒回復制御が行われる。この被毒回復制御では、別途の処理ルーチンに従い、吸入空気量の増大とこれに応じた燃料噴射量の増大、および点火タイミングの遅角が行われる。吸入空気量の増大は、予めマップで持たせたエンジン水温等から求められる増量スロットル開度を、スロットル弁１１５のベース開度に反映させる処理によって行われる。この吸入空気量の増大に応答して、また別途の処理である通常の燃料噴射制御、すなわち吸入空気量に応じた燃料噴射量を実現すべくガソリン噴射弁１３０を駆動する一連の制御により、燃料噴射量が増大される。点火タイミングの遅角は、予めマップで持たせた増量遅角量、すなわちエンジン回転速度、空気量、バルブタイミング量、エンジン水温等から求められる増量遅角量を、点火栓１０９のベース点火時期に反映させる処理によって行われる。これらの処理の結果、燃焼室１０５からの排気ガスにおける未燃ＨＣが、これら燃料噴射量の増大および点火タイミングの遅角を行わない場合に比して増量されることになる。

ステップＳ２０で肯定、すなわちＣＮＧ運転条件が成立している場合には、次に、ＣＮＧリーン制御条件が成立しているかが判断される（Ｓ３０）。ここでのＣＮＧリーン制御条件は、現在のエンジン回転数Ｎにおける要求負荷Ｌが所定の設定負荷を下回っており、かつ触媒装置１４７の硫黄堆積量Ａが所定値以下であることである。ＣＮＧリーン制御条件が成立している場合には、ＣＮＧでのリーン制御が行われる（Ｓ４０）。また、その時の空燃比に応じた触媒装置１４７への硫黄の供給量、および触媒装置１４７からの硫黄の排出量の推定演算に基づいて、両者の差分である硫黄増加量が触媒装置１４７の硫黄堆積量Ａに対し加算される（Ｓ５０）。

ステップＳ３０で否定、すなわちＣＮＧリーン制御条件が成立していない場合には、次に、ＣＮＧでの通常制御で硫黄脱離可能な運転領域かが判断される（Ｓ６０）。この判断は、エンジン回転数Ｎおよび要求負荷Ｌを用いた運転領域テーブルの参照により、現在のエンジン回転数Ｎにおける要求負荷Ｌが設定負荷Ｌ２を上回っているかの判定によって行われる。ステップＳ６０で肯定、すなわちＣＮＧでの通常制御によって硫黄脱離可能な運転領域である場合には、その時の空燃比に応じた触媒装置１４７への硫黄の供給量、および触媒装置１４７からの硫黄の排出量の推定演算に基づいて、触媒装置１４７の硫黄堆積量Ａからの減算が行われる（Ｓ１２０）。また、ＣＮＧでの通常制御が行われる（Ｓ１３０）。

なお、ステップＳ１３０で行われるＣＮＧでの通常制御において、硫黄堆積量Ａが所定の脱離開始しきい値Ａt1以上となった場合には、触媒装置１４７をリッチ雰囲気下に置いて高温を保持する被毒回復制御（未燃成分増量制御）が行われる。この被毒回復制御では、別途の処理ルーチンに従い、吸入空気量の増大とこれに応じた燃料噴射量の増大、および点火タイミングの遅角が行われる。吸入空気量の増大は、予めマップで持たせたエンジン水温等から求められる増量スロットル開度を、スロットル弁１１５のベース開度に反映させる処理によって行われる。この吸入空気量の増大に応答して、また別途の処理である通常の燃料噴射制御、すなわち吸入空気量に応じた燃料噴射量を実現すべくＣＮＧ噴射弁１２０を駆動する一連の制御により、燃料噴射量が増大される。点火タイミングの遅角は、予めマップで持たせた増量遅角量、すなわちエンジン回転速度、空気量、バルブタイミング量、エンジン水温等から求められる増量遅角量を、点火栓１０９のベース点火時期に反映させる処理によって行われる。これらの処理の結果、燃焼室１０５からの排気ガスにおける未燃ＨＣが、これら燃料噴射量の増大および点火タイミングの遅角を行わない場合に比して増量されることになる。

ステップＳ６０で否定の場合、次に、ガソリンでの通常制御で硫黄脱離可能な運転領域かが判断される（Ｓ７０）。この判断は、エンジン回転数Ｎおよび要求負荷Ｌを用いた運転領域テーブルの参照により、現在のエンジン回転数Ｎにおける要求負荷Ｌが設定負荷Ｌ１を上回っているかの判定によって行われる。ステップＳ７０で否定、すなわちガソリンでの通常制御によって硫黄脱離が不可能または硫黄脱離能力がきわめて低い運転領域である場合には、ＣＮＧでの通常制御が行われる（Ｓ１３０）。

そしてステップＳ７０で肯定の場合には、次に触媒装置１４７の硫黄堆積量Ａに基づいて、現在の硫黄堆積量Ａが所定の脱離開始しきい値Ａt1以上であるかが判断される（Ｓ８０）。この脱離開始しきい値Ａt1は、触媒装置１４７における硫黄堆積量Ａがこれを下回る場合には硫黄被毒による触媒性能への影響が実用上無視できるような値（例えば、限界堆積量の１０％）に、予め実験的に定めるものとする。硫黄堆積量Ａが脱離開始しきい値Ａt1未満の場合には、ＣＮＧでの通常運転が行われる（Ｓ１３０）。なお、ステップＳ７０またはＳ８０で否定された場合には、もとよりＣＮＧでの通常制御によっては硫黄脱離が不可能または硫黄脱離能力がきわめて低いため、ＣＮＧでの通常運転（Ｓ１３０）が行われても、硫黄堆積量Ａに対する減算（Ｓ１２０）はスキップされることになる。

そして、ステップＳ８０で肯定の場合、つまり、ステップＳ２０における所定の選択基準に基づけばＣＮＧが選択されるべき場合であって、ＣＮＧによる通常制御中における硫黄脱離が不可能または硫黄脱離能力がきわめて低く（Ｓ６０）、且つガソリンによる通常制御中の硫黄脱離が可能（Ｓ７０）な所定の運転領域では、ガソリンが燃料として選択される。具体的には、ガソリンでの通常制御が行われる（Ｓ９０）と共に、その時の空燃比に応じた触媒装置１４７の硫黄堆積量Ａからの減算が行われる（Ｓ１００）。

このようなガソリンでの通常制御（Ｓ９０）と硫黄堆積量Ａの減算（Ｓ１００）とは、硫黄堆積量Ａが所定の脱離終了しきい値Ａt2以下になるまで（Ｓ１１０）、繰り返し実行される。この脱離終了しきい値Ａt2は、硫黄堆積量Ａが上述した脱離開始しきい値Ａt1の近傍で上下し続ける事態を避けるために、脱離開始しきい値Ａt1よりも十分に小さい値（例えば、限界堆積量の０％から所定の誤差範囲内）に、予め実験的に定めるものとする。そして、硫黄堆積量Ａが脱離終了しきい値Ａt2以下になったことを条件に処理がリターンされ、以後硫黄堆積量Ａが再び脱離開始しきい値Ａt1以上になるまでの間、ＣＮＧ運転条件の成立中におけるガソリンの選択による硫黄脱離は行われない。

以上のとおり、本実施形態では、ステップＳ２０における所定の選択基準に基づけばＣＮＧが選択されるべき場合であって、ＣＮＧによる通常制御中における硫黄脱離能力が低く（Ｓ６０）、且つガソリンによる通常制御中の硫黄脱離が可能（Ｓ７０）な所定の運転領域では、ガソリンが燃料として選択される。したがって本実施形態では、ガソリンによる通常制御での被毒回復を利用することによって、ＣＮＧについての被毒回復制御（未燃成分増量制御）の実行を抑制することができる。

また本実施形態では、上記所定の運転領域をエンジン回転数Ｎと要求負荷Ｌとによって定められることとしたので、簡易な構成によって本発明に所期の効果を実現することができる。

なお、上記実施形態では、各燃料による通常制御中における硫黄脱離能力を、エンジン回転数Ｎおよび要求負荷Ｌに基づいて推定することとしたが、本発明における硫黄脱離能力の推定にはこれらのパラメータに加え、あるいはこれらのパラメータに代えて、水温センサ１５０、触媒装置１４７の近傍に設置された触媒温度センサ、エンジンのオイルパンなどに設置された油温センサ、あるいは排気管に設置された排気温度センサ等の検出値を用いてもよい。

また、上記実施形態では第１の燃料としてＣＮＧを用い、第２の燃料としてガソリンを用いた例につき説明した。しかしながら、本発明は通常制御中における硫黄脱離能力に差のある複数種類の燃料を用いる場合に広く適用でき、ガソリンや軽油のほかイソオクタン、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、或いはメタノールなどの液体燃料、さらには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、水素、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）等の気体燃料のうちの複数種類からなる組合せを用いることができる。また触媒物質としては各種の三元触媒のほか酸化触媒など、通常制御中の硫黄脱離が可能な各種の物質を選択することができる。

また、上記各実施形態ではＣＮＧ燃料につき筒内直噴式とする一方でガソリンにつき所謂ポート噴射式としたが、本発明では各燃料の供給方式はいずれも任意であって、液体・気体の双方を筒内直噴式あるいはポート噴射式としたり、さらには少なくともいずれか一方をキャブレター式やミキサ式とすることも可能である。

本発明が適用されるバイフュエルエンジンの概要と実施形態を示す全体線図である。運転領域マップの構成例を示すグラフである。本発明の実施形態における燃料選択処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００バイフュエルエンジン
１２０ＣＮＧ筒内噴射弁
１２４ＣＮＧボンベ
１３０ガソリン噴射弁
１３４ガソリンタンク
１４７触媒装置
１５０水温センサ
３００電子制御ユニット
Ｌ１，Ｌ２設定負荷
Ｉ，II，III 運転領域

Claims

第１の燃料と第２の燃料とを切替えて動作する多種燃料機関であって、所定の選択基準に基づいて前記第１および第２の燃料のうちいずれかを選択する選択手段と、所定の増量条件が成立している場合に触媒装置の硫黄脱離のために前記第１の燃料の未燃成分を増量する未燃成分増量手段と、を備えた多種燃料機関において、
前記選択手段は、前記所定の選択基準に基づけば前記第１の燃料が選択されるべき場合であっても、前記第１の燃料による通常制御中における硫黄脱離能力が低く且つ前記第２の燃料による通常制御中の硫黄脱離が可能な所定の運転領域では、前記第２の燃料を選択することを特徴とする多種燃料機関。
請求項１に記載の多種燃料機関であって、
前記所定の運転領域が機関回転数と要求負荷とによって定められることを特徴とする多種燃料機関。
請求項１または２に記載の多種燃料機関であって、
前記第１の燃料がＣＮＧまたはＬＰＧであることを特徴とする多種燃料機関。
請求項１ないし３のいずれかに記載の多種燃料機関であって、
前記第２の燃料がガソリンであることを特徴とする多種燃料機関。