JP2008232043A - バイフューエル車の燃料供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、主燃料供給制御手段の演算能力や演算機能に依存させた従燃料供給制御手段を設けて、制御上での冗長性を少なくでき、また、主燃料供給制御手段の演算能力や演算機能を高めて、その能力向上効果を従燃料供給制御手段が受けられるようにすることを目的とする。
【解決手段】この発明は、バイフューエル車の燃料制御装置において、燃料供給制御装置は、内燃機関に供給する二種以上の燃料のうちの一種の燃料に関する演算を行う主燃料供給制御手段に、一種と異なる他種の燃料に関する演算を行う従燃料供給制御手段を併設し、主燃料供給制御手段は、内燃機関に他種の燃料を供給する際に、一種の燃料に関する演算を行う一方、一種の燃料の供給を休止する機能を有し、従燃料供給制御手段は、主燃料供給制御手段による一種の燃料に関する演算結果を利用して他種の燃料に関する演算を行うとともに、他種の燃料の供給を実施することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明はバイフューエル車の燃料制御装置に係り、特に、内燃機関に、２種類あるいはそれ以上多種類の燃料を随時切り換えて供給する方式の燃料供給方法を採用する燃料制御システムと、それに用いられる燃料供給制御装置と、特定の燃料の供給量を算出する際の算出方法とを備えたバイフューエル車の燃料制御装置に関する。

車両には、ガソリン、軽油等の液体燃料と圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）等の気体燃料との２種類を切り換えて使用する内燃機関を搭載した、いわゆるバイフューエル車がある。バイフューエル車の燃料制御装置は、運転状況に応じて内燃機関に供給する液体燃料と気体燃料とを切り換えることで、気体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。

従来のバイフューエル車の燃料制御装置には、液体燃料と気体燃料との双方を同一の燃料噴射弁で供給するものがある。
特開平７−３４９１４号公報 特開２００４−１２４８９１号公報

ところで、従来のバイフューエル車の燃料制御装置において、燃料噴射量を選定する方法として、液体燃料（ガソリン）は液体燃料供給制御手段にて演算した噴射量を燃料噴射弁より供給しており、気体燃料（天然ガス）は吸気通路の吸気圧（負圧）から気化器（キャブレタ）により燃料流量を選定して供給していた。気体燃料における気化器では、今後益々厳しくなる排出ガス規制に対応することが難しく、気体燃料の供給も燃料噴射弁による緻密な燃料流量制御の必要性が高まってきた。
しかし、液体燃料用と気体燃料用との２仕様のために、燃料噴射量を算出するための燃料供給制御手段を液体燃料用と気体燃料用との夫々に設定することは、多大なコストアップを伴う問題がある。コストアップの要因として、ハード、ソフトの両面でそれぞれ液体燃料と気体燃料とに合わせた適合を必要とするために、単一の燃料で動く車両の倍以上の工数を伴うこととなる。
この場合に、前記特許文献１、２に開示されるように、液体燃料と気体燃料との双方を同一の燃料噴射弁で供給する構造とすることにより、ハードのコストアップの要因を回避するものがあるが、以下の問題点がある。
１）燃料の違いによる燃料要求容量が異なる（容積比で、気体：液体＝約６００：１）。
２）燃料供給圧力が異なる（ガソリン：天然ガス＝１：約３）。
液体燃料のガソリンを気体燃料の天然ガスに合わせて高圧化する場合、高圧用燃料ポンプを増設する必要がある。天然ガスをガソリンの燃料噴射圧力にした場合、１）の容積比の問題が生じる。
３）燃料噴射弁からの気体燃料漏れを防止する構造が必要となる。
この場合、金属によるメタルシール構造では気密性に問題あり、樹脂によるシールが考えられるが、樹脂シールとして場合はガソリンによる劣化が問題となる。
また、液体燃料用と気体燃料用との燃料噴射量を算出するための２種の燃料供給制御手段を設定し、液体燃料（一方の燃料）用に算出した燃料噴射量に気体燃料（他方の燃料）用に適する補正係数を積算することで、演算能力を抑えた燃料供給制御装置を採用することが考えられる。そして、液体燃料（一方の燃料）用に完成されたハードを用いて、システムを構築した場合に、液体燃料用の燃料供給制御手段からは様々な補正を含んだ出力値しか得られないため、１回の単純補正として液体燃料用に算出した燃料噴射量に気体燃料（他方の燃料）用に適する補正係数を積算する方法を採用した場合に、液体燃料と気体燃料との燃料特性によって加減速時に適正な噴射量を得られないことで、エンジンストールなどの運転に支障を来たす恐れがある。

この発明は、燃料を切り換えて使用する内燃機関を搭載したバイフューエル車の燃料制御装置において、燃料供給経路およびその制御系が異種燃料それぞれに対応し独立した燃料供給制御装置を併設してありかつ切り換えのみ協調動作する冗長なシステムとは異なる燃料制御システムを構築すること、燃料供給制御装置の各種の演算機能を充分に活用してそのシステム全体的な稼働効率を向上するように使用すること、各種の補正傾向が異なる燃料どうしの燃料種別に依ってレベル分け（主・従）し、常時駆動する主となる制御手段と間欠的に駆動する従となる制御手段とを協調駆動しエンジンを継続動作可能にすること、また、その協調駆動により従となる燃料の使用時期を例えば、部分負荷走行など所定の走行状態に限定したシステムとすること、また、異種燃料それぞれに対応し独立した燃料供給経路を備える一方で、従となる制御手段の機能を制限したコンパクトなものとすること、燃料の切り換えにともなって排気浄化装置の保護に配慮するよう制御すること等を目的とする。

この発明は、内燃機関と、この内燃機関に二種以上の燃料を供給する燃料供給装置と、前記内燃機関および車両に関する様々な駆動条件を検知する検知手段と、この検知手段により得られた条件に基づいて前記燃料供給装置を制御する燃料供給制御装置を備えたバイフューエル車の燃料制御装置において、前記燃料供給制御装置は、前記内燃機関に供給する二種以上の燃料のうちの一種の燃料に関する演算を行う主燃料供給制御手段に、一種と異なる他種の燃料に関する演算を行う従燃料供給制御手段を併設し、前記主燃料供給制御手段は、前記内燃機関に他種の燃料を供給する際に、一種の燃料に関する演算を行う一方、一種の燃料の供給を休止する機能を有し、前記従燃料供給制御手段は、前記主燃料供給制御手段による一種の燃料に関する演算結果を利用して他種の燃料に関する演算を行うとともに、他種の燃料の供給を実施することを特徴とする。

この発明は、燃料を切り換えて使用する内燃機関を搭載したバイフューエル車の燃料制御装置において、主燃料供給制御手段の演算能力や演算機能に依存させた従燃料供給制御手段を設けているので、制御上での冗長性を少なくできる。また、この発明のバイフューエル車の燃料制御装置は、主燃料供給制御手段の利用効率を高めることができ、主燃料供給制御手段の演算能力や演算機能を高めれば、その能力向上効果を従燃料供給制御手段が受けられる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。図１はバイフューエル車の燃料制御装置の概略構成図、図２はバイフューエル車の燃料制御装置のブロック図、図３は液体燃料の加速時補正係数とこの液体燃料の加速時補正係数の逆数を用いた気体燃料用の加速時補正係数との関係を示す図、図４は液体燃料の加速時補正係数の逆数を用いた気体燃料用の加速時補正係数と燃料噴射量の比率を示す図である。
図１において、１はバイフューエル車に搭載される複数の気筒を有する内燃機関、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はシリンダヘッドカバー、５はピストン、６は燃焼室、７は吸気ポート、８は排気ポートである。内燃機関１は、シリンダヘッド３に軸支した吸気カム軸９及び排気カム軸１０で夫々吸気弁１１及び排気弁１２を駆動し、各気筒の燃焼室６に連通する吸気ポート７及び排気ポート８を夫々開閉する。この内燃機関１は、吸気カム軸９に、バルブタイミング可変装置のバルブタイミング可変アクチュエータ１３を設けている。バルブタイミング可変アクチュエータ１３は、油圧制御バルブ１４により動作油圧を制御され、クランク軸に対する吸気カム軸９の位相を変化させる。
内燃機関１は、吸気装置として、エアクリーナ１５と吸気管１６とスロットルボディ１７とサージタンク１８と吸気マニホルド１９の各分岐管２０とを順次に接続し、各吸気ポート７に連通する吸気通路２１を設けている。スロットルボディ１７の吸気通路２１には、スロットルバルブ２２を設けている。また、内燃機関１は、排気装置として、排気マニホルド２３の各分岐管２４と触媒コンバータ２５と排気管２６とを順次に接続し、各排気ポート８に連通する排気通路２７を設けている。
この内燃機関１は、スロットルバルブ２２を迂回して吸気通路２１を連通するアイドル空気通路２８を設け、このアイドル空気通路２８の途中にアイドル空気量を調整するアイドル空気量制御バルブ２９を設けている。内燃機関１は、点火装置として、シリンダヘッドカバー４に各気筒毎のイグニションコイル３０を取り付けている。イグニションコイル３０は、各気筒の燃焼室６に臨ませた点火プラグに飛び火させる。また、内燃機関１には、シリンダヘッドカバー４内をＰＣＶバルブ３１を介してサージタンク１８の吸気通路２１に連通するサージタンク側ブローバイガス通路３２を設け、シリンダヘッドカバー４内をエアクリーナ１５内に連通するエアクリーナ側ブローバイガス通路３３を設けている。

この内燃機関１には、バイフューエル車の燃料制御装置３４を構成する二種以上の燃料を供給する燃料供給装置として、二種以上の燃料のうちの一種の燃料であるガソリンや軽油等の液体燃料を供給する液体燃料供給装置３５と、一種の燃料と異なる他種の燃料である圧縮天然ガスや液化石油ガス（ＣＮＧ、ＬＰＧ）等の気体燃料を供給する気体燃料供給装置３６とを設けている。
前記液体燃料供給装置３５は、一種の燃料である液体燃料を貯留する液体燃料タンク３７を備えている。液体燃料タンク３７内には、燃料を内燃機関１側に圧送する液体燃料ポンプ３８を設けている。液体燃料ポンプ３８には、フィルタ３９と圧力レギュレータ４０と介して液体燃料供給通路４１の一端側を接続している。液体燃料供給通路４１の他端側は、デリバリパイプ４２に接続している。デリバリパイプ４２には、吸気マニホルド１９の各分岐管２０に取り付けられた各気筒毎の液体燃料噴射弁４３を接続している。液体燃料噴射弁４３は、燃焼室６内に直接燃料を供給可能なように指向させて、かつシリンダヘッド３に近接させて、各分岐管２０の吸気通路２１に臨ませて設けている。前記圧力レギュレータ４０は、液体燃料噴射弁４３に供給される液体燃料圧力を調整し、余剰の燃料を液体燃料タンク３７に戻す。
前記液体燃料タンク３７には、２ウェイチェックバルブ４４を介してエバポ通路４５の一端側を接続している。エバポ通路４５の他端側は、キャニスタ４６に接続している。キャニスタ４６には、パージ通路４７の一端側を接続している。パージ通路４７の他端側は、スロットルバルブ２２よりも下流側の吸気通路２１に連通している。パージ通路４７の途中には、パージ制御バルブ４８を設けている。パージ制御弁４８は、キャニスタ４６から吸気通路２１に供給される蒸発液体燃料量を調整する。

前記気体燃料供給装置３６は、他種の燃料である気体燃料を貯留する気体燃料容器４９を備えている。気体燃料容器４９には、気体燃料供給管５０の一端側を接続している。気体燃料供給管５０は、他端側を気体燃料デリバリパイプ５１に接続している。気体燃料デリバリパイプ５１には、吸気マニホルド１９の各分岐管２０に取り付けられた各気筒毎の気体燃料噴射弁５２を接続している。各気体燃料噴射弁５２は、液体燃料噴射弁４３と比べ１燃焼当りの供給圧が高く、供給量（体積）も多いため、液体燃料噴射弁４３よりも上流側かつその近傍の各分岐管２０に取り付けられている。気体燃料噴射弁５２は、応答性を下げてしまう上流側であっても、完全暖機時に使用するため不都合をなくすことができる。
前記気体燃料供給管５０には、気体燃料容器４９側から順次に、主止弁５３と第１気体燃料圧力センサ５４と減圧弁５５と気体燃料温度センサ５６と第２気体燃料圧力センサ５７とを介装している。主止弁５３は、内燃機関１の停止時に気体燃料を遮断する。第１気体燃料圧力センサ５４は、主止弁５３と一体に設けられ、気体燃料の残量確認用に気体燃料容器４９の圧力を検出する。減圧弁５５は、減圧室５８とダイヤフラム室５９とを備え、ダイヤフラム室５９を導圧通路６０によりスロットルボディ１７のスロットルバルブ２２よりも下流側の吸気通路２１に連通している。減圧弁５５は、吸気通路２１からダイヤフラム室５９に作用する吸気圧力に対して減圧室５８の圧力が一定の圧力差を保つ構造となっており、気体燃料圧力を吸気圧力に対して一定の圧力差に減圧して適正な圧力・流量に調整する。気体燃料温度センサ５６は、気体燃料噴射弁５２に供給される気体燃料の温度を検出する。第２気体燃料圧力センサ５７は、気体燃料噴射弁５２に供給される気体燃料の圧力を検出する。

バイフューエル車の燃料制御装置３４には、内燃機関１および車両に関する様々な駆動条件を検知する検知手段として、前記第１気体燃料圧力センサ５４と気体燃料温度センサ５６と第２気体燃料圧力センサ５７とを設け、さらに、吸気通路２１の吸気温度を検出する吸気温度センサ６１を設け、スロットルバルブ２２のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ６２を設け、吸気通路２１の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ６３を設け、内燃機関１の冷却水温度を検出する水温センサ６４を設け、ノッキングを検出するノッキングセンサ６５を設け、排気通路２７の排気空燃比を検出する空燃比センサ６６を設け、排気通路２７の排気酸素濃度を検出するＯ２センサ６７を設け、エンジン回転数を検出するためのクランク角を検出するクランク角センサ６８を設け、気筒を判別するためのカム角を検出するカム角センサ６９を設けている。なお、図１において、符合７０はメインスイッチ、７１はフューズ、符合７２はバッテリである。

このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、検知手段である前記各センサ５４、５６、５７、６１〜６９により得られた条件に基づいて前記燃料供給装置である液体燃料供給装置３５と気体燃料供給装置３６とを制御する燃料供給制御装置として、主燃料供給制御手段７３に従燃料供給制御手段７４を併設している。
前記主燃料供給制御手段７３には、前記油圧制御バルブ１４、アイドル空気量制御バルブ２９、イグニションコイル３０、液体燃料ポンプ３８、液体燃料噴射弁４３、吸気温度センサ６１、スロットル開度センサ６２、吸気圧力センサ６３、水温センサ６４、ノッキングセンサ６５、空燃比センサ６６、Ｏ２センサ６７、クランク角センサ６８、カム角センサ６９を接続し、メインスイッチ７０及びフューズ７１を介してバッテリ７２を接続している。この主燃料供給制御手段７３は、図２に示すように、前記センサ６１〜６９に加えて、ＣＶＴ（無段変速機）制御手段７５、空調スイッチ７６、ＣＶＴのシフトスイッチ７７が接続されている。主燃料供給制御手段７３は、前記センサ６１〜６９、７５〜７７により得られた条件に基づいて内燃機関１に供給する二種以上の燃料のうちの一種の燃料である液体燃料に関する演算を行う。
主燃料供給制御手段７３は、図２に示すように、始動時基本噴射時間設定手段７８、基本噴射時間設定手段７９、補正手段８０、噴射時間設定手段８１を備えている。始動時基本噴射時間設定手段７８は、内燃機関１の始動時における始動時噴射制御において、冷却水温度により基本噴射時間を設定する。基本噴射時間設定手段７９は、内燃機関１の完全暖機後における始動後噴射制御において、エンジン回転数と吸気圧力とにより基本噴射時間を設定する。補正手段８０は、各種センサ・スイッチ６１〜７７からの信号による各種補正を設定する。噴射時間設定手段８１は、基本噴射時間に各種補正を加えて運転状態に応じた最適な噴射時間を設定する。液体燃料噴射弁４３は、噴射時間設定手段８１により設定された噴射時間で駆動され、液体燃料を噴射する。なお、主燃料供給制御手段７３は、フューエルカット制御において、液体燃料の噴射を停止する。
このように、主燃料供給制御手段７３は、内燃機関１の始動時における始動時噴射制御、内燃機関１の完全暖機後の始動後噴射制御において、夫々内燃機関１および車両に関する条件に応じて、液体燃料に関する演算を行い、基本噴射時間に各種補正を加えて噴射時間を求める。各種補正には、電圧補正、エンジン回転数補正、吸気温度補正、空燃比フィードバック補正、空燃比学習補正、暖機補正、大気圧補正、スロットル開度補正、パージ濃度補正、始動直後増量補正、加速補正がある。

この主燃料供給制御手段７３は、内燃機関１に一種の燃料である液体燃料を供給している状態から、内燃機関１に他種の燃料である気体燃料に切り換えて供給する場合は、一種の燃料である液体燃料に関する演算を行う一方、一種の燃料である液体燃料の供給を休止する機能を有している。
液体燃料の供給を休止する機能については、例えば、主燃料供給制御手段７３はフューエルカット制御により液体燃料のフューエルカット機能を有しているので、これを利用し、気体燃料使用を選択中には気体燃料使用フラグを立てて、この気体燃料使用フラグが立っている時はフューエルカット機能により液体燃料の供給を禁止する。この気体燃料の供給の禁止は、液体燃料噴射弁４３の駆動電流（信号）のキャンセルや、燃料遮断弁を追加付設した上での燃料遮断弁の遮断駆動などで実現することができる。ただし、気体燃料使用を選択中で、気体燃料の供給の休止中であっても、主燃料供給制御手段７３は駆動して液体燃料の噴射時間を演算する。
前記液体燃料から気体燃料への切り換えは、液体燃料による制御で内燃機関１が完全暖機後であって運転状態がアイドル運転時である。これは、内燃機関１が完全暖機状態でないと内燃機関負荷条件が一定でなく、液体燃料と比べて気体燃料はトルクが少なくなることからであり、内燃機関１が安定した完暖判定後のアイドル運転時に切り換える。また、運転条件としては、空調負荷が無い条件でアイドル運転時である。燃料噴射量を空燃比センサ６６、Ｏ２センサ６７によるフィードバック条件で、なおかつ、アイドル安定化を図る点火時期を主燃料供給制御手段７３に設定してあるので、燃料切り換えによるトルクの変化も感じることなく切り換えられる。エンジン回転数の上昇など僅かな回転変動はあるが、車両移動中でないので不具合となりにくい。なお、気体燃料が無くなり、液体燃料に残量が有る場合には、液体燃料で走行できるように、運転者の操作による切り換えも可能とする。
また、液体燃料から気体燃料への切り換えは、内燃機関１が完全暖機後であって運転状態がアイドル運転を一定時間保っているときである。つまり、液体燃料から気体燃料への切り換えは、切り換えに問題のない状況時に切り換えを許可し、切り換えに問題のある状況時は制限する。それぞれの燃料で通常走行していずれも問題がないように設定することが前提である。一定時間を置くのは、アイドル運転時における目標とするエンジン回転数になり、安定するまでに必要な時間を確保するためであり、また、アイドル運転移行後、即走行開始するなどの場合、トルクの変化が不具合となる場合を考慮して、一定時間を設ける必要がある。
全開走行後（高油温を判定していた場合）でのアイドル運転では、燃料を液体燃料から気体燃料に切り換えると、要求空気量が異なる点で触媒温度の上昇を招く恐れがある。例えば、液体燃料としてガソリンの空燃比：１４．５、気体燃料として圧縮天然ガスＣＮＧの空燃比：１６．８であり、ガソリンから圧縮天然ガスへの切り換えでは、希薄燃焼に切り換わるために、触媒温度が上昇する恐れがある。そのため、触媒温度の上昇を考慮して、アイドル運転に一定時間を設ける必要がある。燃料が切り換えられ、リッチやストイキ（理想的な濃度の混合気）からリーン（希薄燃焼）に切り換わると、切り換え前後でフィードバック制御での空燃比中心が変わるけれども、一方の燃料での補正は他方の制御ではキャンセルし続けることになるため、補正のずれが蓄積されることはない。誤学習等の防止をすれば、通常運転での排ガス浄化能力の問題はない。

前記従燃料供給制御手段７４には、図２に示すように、気体燃料噴射弁５２、第１気体燃料圧力センサ５４、気体燃料温度センサ５６、第２気体燃料圧力センサ５７を接続している。従燃料供給制御手段７４は、通信手段である車内通信網（ＣＡＮ）８２を介して主燃料供給制御手段７３と接続されている。主燃料供給制御手段７３は、演算結果である液体燃料の基本噴射時間に液体燃料の補正を含めた噴射時間と液体燃料の補正とを、車内通信網８２を介して従燃料供給制御手段７４に送信する。
従燃料供給制御手段７４は、取り込み手段８３、補正手段８４、噴射時間設定手段８５を備えている。取り込み手段８３は、主燃料供給制御手段７３の噴射時間設定手段８１から車内通信網８２を介して主燃料供給制御手段７３の演算結果である液体燃料の噴射時間を受信して取り込む。補正手段８４は、主燃料供給制御手段７３の補正設定手段８０から車内通信網８２を介して演算結果である液体燃料の補正を受信して取り込む一方、第１・第２気体燃料圧力センサ５４・５７、気体燃料温度センサ５６からの信号を取り込み、これら取り込んだ信号による各種補正を設定する。噴射時間設定手段８５は、受信した液体燃料の噴射時間に、液体燃料の補正を考慮した気体燃料の各種補正及び第１・第２気体燃料圧力、気体燃料温度による気体燃料の各種補正を加えて、運転状態に応じた最適な噴射時間を設定する。気体燃料噴射弁５２は、噴射時間設定手段８５により設定された噴射時間で駆動され、気体燃料を噴射する。
このように、一種の燃料と他種の燃料とは、内燃機関１の吸気通路２１に臨む液体燃料噴射弁４３・気体燃料噴射弁５２における供給圧力と供給体積とが互いに異なり、一種の燃料は液体燃料であり、他種の燃料は気体燃料である。吸気通路２１に臨む液体燃料噴射弁４３・気体燃料噴射弁５２は、液体燃料噴射弁４３よりも気体燃料用噴射弁５２を上流側とし、主燃料供給制御手段７３により液体燃料噴射弁４３を駆動制御し、従燃料供給制御手段７４により気体燃料噴射弁５２を駆動制御する。
これにより、従燃料供給制御手段７４は、受信した主燃料供給制御手段７３の演算結果である液体燃料の噴射時間と液体燃料の補正とを利用して、他種の燃料である気体燃料に関する演算を行うとともに、気体燃料の供給を実施する。

このように、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、内燃機関１に供給する液体燃料に関する演算を行う主燃料供給制御手段７３に、気体燃料に関する演算を行う従燃料供給制御手段７４を併設し、主燃料供給制御手段７３は、内燃機関１の完全暖機後であってアイドル運転を一定時間経過したときに、内燃機関１に供給している液体燃料を気体燃料に切り換えて供給する際に、液体燃料に関する演算を行う一方、液体燃料の供給を休止する機能を有し、従燃料供給制御手段７４は、主燃料供給制御手段７３からの液体燃料に関する演算結果を利用して気体燃料に関する演算を行うとともに、気体燃料の供給を実施するものである。
これにより、燃料を切り換えて使用する内燃機関１を搭載したバイフューエル車の燃料制御装置３４は、主燃料供給制御手段７３の演算能力や演算機能に依存させた従燃料供給制御手段７４を設けているので、制御上での冗長性を少なくできる。また、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、主燃料供給制御手段７３の利用効率を高めることができ、主燃料供給制御手段７３の演算能力や演算機能を高めれば、その能力向上効果を従燃料供給制御手段７４が受けることができる。
また、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、主燃料供給制御手段７３と従燃料供給制御手段７４とは通信手段である車内通信網８２を介してを介して接続され、主燃料供給制御手段７３は車内通信網８２を介して液体燃料の基本噴射時間に液体燃料の補正を含めた噴射時間と液体燃料の補正とを従燃料供給制御手段７４に送信し、従燃料供給制御手段７４は液体燃料の噴射時間と一種の燃料の補正とを受信する一方、気体燃料の燃料温度および燃料圧力による補正を行っている。従燃料供給制御手段７４は、始動時基本噴射時間の設定や始動後基本噴射時間の設定の機能を省略しているので、これらを設定するための各種センサ・スイッチ６１〜７７からの信号を入力部を簡略化することができる。
これにより、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、従燃料供給制御手段７４の演算機能や記憶容量を制限したシステムを構築でき、全体としてコンパクトなシステムとすることができる。また、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、従燃料供給制御手段７４に各種センサ・スイッチ６１〜７７からの信号を取り入れていず、液体燃料の噴射時間に気体燃料の補正を加えるため、通信量も小さくなり、制御上で、通信データを低減することにより、冗長性を少なくできる。
さらに、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、内燃機関１の吸気通路２１に臨む液体燃料噴射弁４３・気体燃料噴射弁５２における供給圧力と供給体積とが互いに異なる液体燃料と気体燃料との二種の燃料を用い、液体燃料噴射弁４３よりも気体燃料用噴射弁５２を上流側とし、主燃料供給制御手段７３により液体燃料噴射弁４３を駆動制御し、従燃料供給制御手段７４により気体燃料噴射弁５２を駆動制御している。
これにより、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、燃料性状の違いにより、特に過渡応答性について相関性のない燃料どうしにおいて、上記の液体燃料の基本噴射時間に液体燃料の補正を含めた噴射時間と液体燃料の補正とを利用して気体燃料を演算する制御が有効になる。

このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、液体燃料の基本噴射時間に液体燃料の補正を含めた噴射時間と液体燃料の補正とを利用して、気体燃料を演算している。液体燃料の各種補正には、前記のように、電圧補正、エンジン回転数補正、吸気温度補正、空燃比フィードバック補正、空燃比学習補正、暖機補正、大気圧補正、スロットル開度補正、パージ濃度補正、始動直後増量補正、加速補正がある。これら液体燃料の各種補正は、大部分が気体燃料の補正と相関性があるが、加速補正については気体燃料の加速補正と相関性がない。つまり、液体燃料は、液体から気体に変化するまでの遅れがあるために、加速時に燃料を増量する必要がある。これに対して、気体燃料は、気化することによる遅れが無いために、吸気圧力に追従した流量を確保することができ、加速時に燃料を増量する必要がない。
このため、内燃機関１に気体燃料を供給しているバイフューエル車の加速時に、液体燃料の加速補正を含んだ噴射時間を使用して気体燃料の噴射時間を演算した場合には、液体燃料と気体燃料との燃料特性の違いによって適正な噴射時間を求めることができず、運転性が損なわれる問題がある。

この問題に対して、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、前記のように、燃料供給制御装置として、内燃機関１に供給する液体燃料に関する演算を行う主燃料供給制御手段７３に、気体燃料に関する演算を行う従燃料供給制御手段７４を併設している。
前記主燃料供給制御手段７３は、内燃機関１に供給する燃料の種別に関わらず液体燃料に関する演算を行うとともに、内燃機関１の状態に応じた液体燃料の基本値（基本噴射時間）の演算に加速を含む運転条件に応じた補正（電圧補正、エンジン回転数補正、吸気温度補正、空燃比フィードバック補正、空燃比学習補正、暖機補正、大気圧補正、スロットル開度補正、パージ濃度補正、始動直後増量補正）を含めた演算結果を出力する一方、内燃機関１に気体燃料を供給する際には液体燃料の供給を休止する機能（フューエルカット機能による液体燃料噴射弁４３の駆動電流、燃料遮断弁を追加付設した上での燃料遮断弁の遮断駆動など）を有している。
前記従燃料供給制御手段７４は、図３・図４に示すように、内燃機関１に供給している液体燃料を気体燃料に切り換えて供給する際に、主燃料供給制御手段７３から受信した液体燃料の噴射時間に液体燃料の加速時補正係数の逆数（１／液体燃料の加速時補正係数）を気体燃料の加速時補正係数として掛けることで増量分を相殺（補正係数＝１となるようにする）し、液体燃料の加速補正をキャンセルした液体燃料の制御値を求め、この液体燃料の制御値に気体燃料の補正係数による再補正（気体燃料の燃料温度及び燃料圧力による補正）を実施して気体燃料の噴射時間を演算するものである。前記気体燃料噴射弁５２は、演算された気体燃料の噴射時間で駆動され、気体燃料を噴射する。

このように、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、バイフューエル車の加速時に、従燃料供給制御手段７４によって、主燃料供給制御手段７３からの液体燃料に関する演算結果を基に液体燃料の加速補正をキャンセルした液体燃料の制御値を求め、この液体燃料の制御値に気体燃料の補正係数による再補正を実施して気体燃料に関する演算を行うものである。
これにより、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、主燃料供給制御手段７３に対して主燃料供給制御手段７３の演算能力や演算機能に依存させた従燃料供給制御手段７４を並設しているので、制御上での冗長性を少なくできる。また、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、主燃料供給制御手段７３の利用効率を高めることができ、主燃料供給制御手段７３の演算能力や演算機能を高めれば、その能力向上効果を従燃料供給制御手段７４が受けることができる。さらに、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、液体燃料と気体燃料との互いに相関性のない燃料どうしで、液体燃料の噴射時間と補正とを利用して加速時の気体燃料の噴射時間を演算する際に、一方の加速補正をキャンセルする機能を従燃料供給制御手段７４に持たせており、相関性のない部分を排除して共用化を図るのに有効である。
また、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、気体燃料供給装置３６の減圧弁５５のダイヤフラム室５９に吸気圧力を導入し、ダイヤフラム室５９に作用する吸気圧力に対して減圧室５８の気体燃料圧力が一定の圧力差を保つ構造となっており、吸気圧力に対して常に一定の圧力差で気体燃料を噴射することで、加速時においても吸気圧力の変位に対応して一定の気体燃料を噴射することができ、安定した運転性を確保できる。
さらに、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、内燃機関１の吸気通路２１に臨む液体燃料噴射弁４３・気体燃料噴射弁５２における供給圧力と供給体積とが互いに異なる液体燃料と気体燃料との二種の燃料を用い、液体燃料噴射弁４３よりも気体燃料用噴射弁５２を上流側とし、主燃料供給制御手段７３により液体燃料噴射弁４３を駆動制御し、従燃料供給制御手段７４により気体燃料噴射弁５２を駆動制御している。
これにより、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、燃料性状の違いにより、特に過渡応答性について相関性のない燃料どうしにおいて、上記の液体燃料の基本噴射時間に液体燃料の補正を含めた噴射時間と液体燃料の補正とを利用して気体燃料を演算する制御が有効になる。また、液体燃料の加速補正をキャンセルする機能は、液体燃料の制御値について相関性のない部分を排除して共用化を図るのに重要である。ハード構成では、冗長性を持たせている。

図５・図６は、加速時補正の変形例を示すものである。
前述のバイフューエル車の燃料制御装置３４においては、加速時に要求される気体燃料の流量を得るために、液体燃料の加速時補正係数の逆数を気体燃料の加速時補正係数とし、液体燃料の加速時増量分を相殺している（補正係数＝１となるようにしている）。
これに対して、図５・図６に示す加速時補正においては、気体燃料専用の加速時補正係数を新たに数値設定し、この気体燃料専用の加速時補正係数を用いて液体燃料の加速補正をキャンセルした液体燃料の制御値を求め、この液体燃料の制御値に気体燃料の補正係数による再補正を実施して気体燃料に関する演算を行うものである。ただし、気体燃料専用の加速時補正係数は、液体燃料の加速時増量分を減量することが目的であるため、１以下の値を設定する。
これにより、このバイフューエル車の燃料制御装置３４は、前述実施例と同様に、液体燃料と気体燃料との互いに相関性のない燃料どうしで、液体燃料の噴射時間と補正とを利用して加速時の気体燃料の噴射時間を演算する際に、一方の加速補正をキャンセルする機能を従燃料供給制御手段７４に持たせており、相関性のない部分を排除して共用化を図るのに有効である。
なお、上述実施例においては、液体燃料としてガソリンや軽油、気体燃料として圧縮天然ガスや液化石油ガス（ＣＮＧ、ＬＰＧ）を例示したが、その他に、液体燃料としてはＤＭＥ（ジメチルエーテル）やメタノールなどがあり、気体燃料としては水素などがある。

この発明のバイフューエル車両の燃料制御装置は、ガソリン、軽油、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）、メタノールなどの液体燃料と圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）、水素などの気体燃料とを切り換えて内燃機関に供給するものであり、これら以外でも、液体燃料と気体燃料とを組み合わせて内燃機関に切り換えて供給する場合に適用することができる。

実施例を示すバイフューエル車の燃料制御装置の概略構成図である。 実施例を示すバイフューエル車の燃料制御装置のブロック図である。 実施例を示す液体燃料の加速時補正係数とこの液体燃料の加速時補正係数の逆数を用いた気体燃料用の加速時補正係数との関係を示す図である。 実施例を示す液体燃料の加速時補正係数の逆数を用いた気体燃料用の加速時補正係数と燃料噴射量の比率を示す図である。 変形例を示す気体燃料専用の加速時補正係数を示す図である。 変形例を示す気体燃料専用の加速時補正係数と燃料噴射量の比率を示す図である。

１ 内燃機関
６ 燃焼室
７ 吸気ポート
８ 排気ポート
２１ 吸気通路
２７ 排気通路
３４ 燃料制御装置
３５ 液体燃料供給装置
３６ 気体燃料供給装置
３７ 液体燃料タンク
４１ 液体燃料供給通路
４３ 液体燃料噴射弁
４９ 気体燃料容器
５０ 気体燃料供給管
５２ 気体燃料噴射弁
５４ 第１気体燃料圧力センサ
５６ 気体燃料温度センサ
５７ 第２気体燃料圧力センサ
６１ 吸気温度センサ
７３ 主燃料供給制御手段
７４ 従燃料供給制御手段

Claims (4)

1. 内燃機関と、この内燃機関に二種以上の燃料を供給する燃料供給装置と、前記内燃機関および車両に関する様々な駆動条件を検知する検知手段と、この検知手段により得られた条件に基づいて前記燃料供給装置を制御する燃料供給制御装置を備えたバイフューエル車の燃料制御装置において、前記燃料供給制御装置は、前記内燃機関に供給する二種以上の燃料のうちの一種の燃料に関する演算を行う主燃料供給制御手段に、一種と異なる他種の燃料に関する演算を行う従燃料供給制御手段を併設し、前記主燃料供給制御手段は、前記内燃機関に他種の燃料を供給する際に、一種の燃料に関する演算を行う一方、一種の燃料の供給を休止する機能を有し、前記従燃料供給制御手段は、前記主燃料供給制御手段による一種の燃料に関する演算結果を利用して他種の燃料に関する演算を行うとともに、他種の燃料の供給を実施することを特徴とするバイフューエル車の燃料制御装置。
2. 前記主燃料供給制御手段と従燃料供給制御手段とは通信手段を介して接続され、前記主燃料供給制御手段は、前記通信手段を介して一種の燃料の基本噴射時間に一種の燃料の補正を含めた噴射時間と一種の燃料の補正とを前記従燃料供給制御手段に送信し、前記従燃料供給制御手段は、一種の燃料の噴射時間と一種の燃料の補正とを受信する一方、他種の燃料の燃料温度および燃料圧力による補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のバイフューエル車の燃料制御装置。
3. 内燃機関と、この内燃機関に二種以上の燃料を供給する燃料供給装置と、前記内燃機関および車両に関する様々な駆動条件を検知する検知手段と、この検知手段により得られた条件に基づいて前記燃料供給装置を制御する燃料供給制御装置を備えたバイフューエル車の燃料制御装置において、前記燃料供給制御装置は、前記内燃機関に供給する二種以上の燃料のうちの一種の燃料に関する演算を行う主燃料供給制御手段に、一種と異なる他種の燃料に関する演算を行う従燃料供給制御手段を併設し、前記主燃料供給制御手段は、前記内燃機関に供給する燃料の種別に関わらず一種の燃料に関する演算を行うとともに、前記内燃機関の状態に応じた一種の燃料の基本値の演算に加速を含む運転条件に応じた補正を含めた演算結果を出力する一方、前記内燃機関に他種の燃料を供給する際には一種の燃料の供給を休止する機能を有し、前記従燃料供給制御手段は、前記主燃料供給制御手段からの一種の燃料に関する演算結果を基に一種の燃料の加速補正をキャンセルした一種の燃料の制御値を求め、この一種の燃料の制御値に他種の燃料の補正係数による再補正を実施して他種の燃料に関する演算を行うことを特徴とするバイフューエル車の燃料制御装置。
4. 一種の燃料と他種の燃料とは、前記内燃機関の吸気通路に臨む噴射弁における供給圧力と供給体積とが互いに異なり、一種の燃料は液体燃料であり、他種の燃料は気体燃料であり、前記吸気通路に臨む噴射弁は、液体燃料噴射弁より気体燃料用噴射弁を上流側とし、前記主燃料供給制御手段は液体燃料噴射弁を駆動制御し、前記従燃料供給制御手段は気体燃料噴射弁を駆動制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバイフューエル車の燃料制御装置。

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