JP5338997B2

JP5338997B2 - 多種燃料内燃機関及びその制御方法

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Publication number: JP5338997B2
Application number: JP2012557717A
Authority: JP
Inventors: 匡彦増渕
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2013-11-13
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Description

本発明は、内燃機関であって、特に気体燃料と液体燃料の両方を使用可能な多種燃料内燃機関及びその制御方法に関する。

都市ガスや天然ガス等の気体燃料を吸気管から供給するとともに、軽油等の液体燃料を燃料噴射装置により燃焼室に噴射して運転する多種燃料内燃機関が公知である。このような多種燃料内燃機関において、運転時における燃焼特性を予めマッピングされた目標熱発生率となるように制御することで、より優れた機関性能とエミッションの抑制とを実現する発明が提案されている（特許文献１を参照。）。

しかしながら、上記の従来技術は、要求負荷の変化に対して、主に液体燃料としての軽油の噴射時期を制御して熱発生率を所望のパターンに制御するものであり、急激な要求負荷の変化に対する、気体燃料と空気の予混合気の応答遅れ等を考慮していない。すなわち、急激な要求負荷の変化に対して気体燃料の供給量で対応した場合は、吸入空気量、ＥＧＲ量、当量比等が高い応答性で目標値に変化しないという不都合があった。これにより、吸入空気量、ＥＧＲ量、当量比等のパラメータが目標値に落ち着くまでに燃焼の悪化やエミッションの悪化が生じ、あるいは、もたつきや減速感不良といった運転性能の悪化が生じる場合があった。

この原因としては、気体燃料は体積が大きいため、急激な要求負荷の変化に対応して気体燃料量を変化させると、吸入空気やＥＧＲガスの内燃機関への流入量に影響を与えてしまい、目標値へ収束するまでに時間を要する点や、気体燃料は圧縮性流体であり体積弾性率が低いので、平衡状態になるまでに時間を要する点が挙げられる。

また、運転中の気体燃料と液体燃料との流量および負荷（出力）を検知し、負荷に対応した気体燃料および液体燃料の流量を制御装置に予め入力されている制御マップにより演算・決定し、その流量になるように制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。しかしながら、この場合においても、気体燃料の供給量を変化させると、燃料の体積変化によって吸入空気量やＥＧＲ量に影響を与えるため、要求負荷の急変時に当量比等に応答遅れが発生し燃焼が悪化するなどの不都合があった。

特表２００７−５０７６４０号公報特開平１１−１６６４３３号公報

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気体燃料と液体燃料の両方を使用可能な多種燃料内燃機関において、要求負荷の変化が大きい場合にも、良好な運転性能及びエミッションを維持することが可能な技術を提供することである。

上記目的を達成するための本発明は、多種燃料内燃機関の燃料供給量の制御において、要求機関負荷の変化の速度が所定値以上の場合には、気体燃料の供給量を制限することを最大の特徴とする。

より詳しくは、気体燃料及び液体燃料を燃焼させて機関出力を得る多種燃料内燃機関であって、
運転者によって要求される機関負荷である要求機関負荷に応じて前記気体燃料及び前記液体燃料の供給量を決定する供給量決定処理を行う供給量決定手段と、
前記供給量決定手段によって決定された量の前記気体燃料及び前記液体燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、
前記要求機関負荷の変化の速度が規定値より大きいの場合は、前記供給量決定手段による決定に拘わらず、前記気体燃料の所定量以上の供給を禁止する気体燃料供給抑制手段と、
を備えることを特徴とする。

これによれば、気体燃料の供給量の変更に起因する吸入空気量やＥＧＲガス量の変化を抑制することができ、要求機関負荷が急激に変化しても内燃機関の運転性能やエミッションを良好に維持することが可能である。なお、上記において規定値とは、要求機関負荷の変化の速度がこれより大きい場合は、供給量決定処理によって決定された量の気体燃料を供給した際に、その体積の影響で運転性能またはエミッションが悪化する閾値としての変化速度である。また、上記において所定量とは、これ未満の気体燃料を供給したとしても、その体積の影響で運転性能またはエミッションが悪化しない閾値としての供給量であり、予め実験等により求めてもよい。

また、本発明においては、前記気体燃料供給抑制手段によって前記気体燃料の所定量以上の供給が禁止された場合に、前記液体燃料を増量させることで、変化後の前記要求機関負荷に相当する機関出力を発生可能としてもよい。これによれば、気体燃料供給抑制手段によって気体燃料の所定量以上の供給が禁止された場合でも、そのことによる熱量（出力）低減を液体燃料の増量で補うことができ、要求機関負荷に相当する出力を得ることが可能となる。

また、本発明においては、前記気体燃料の所定量以上の供給を禁止し、前記液体燃料を増量させた後に、気体燃料及び液体燃料の燃焼による合計熱量を維持しつつ、気体燃料を増量するとともに液体燃料を減量するようにしてもよい。

これによれば、気体燃料及び液体燃料の供給量を、変化後の要求機関負荷に対応すべく供給量決定手段により決定される供給量に徐々に近づけることができる。これにより、気体燃料の体積の影響による運転性能またはエミッションの悪化を抑制しつつ、気体燃料を使用する効果である熱効率、燃焼騒音、エミッション等の向上を図ることが可能となる。

また、本発明は、気体燃料及び液体燃料を燃焼させて機関出力を得る多種燃料内燃機関の制御方法であって、
運転者によって要求される機関負荷である要求機関負荷に応じて前記気体燃料及び前記液体燃料の供給量を決定する供給量決定処理を行う供給量決定工程と、
前記供給量決定工程で決定された量の前記気体燃料及び前記液体燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給工程と、を有し、
前記要求機関負荷の変化の速度が規定値より大きい場合は、前記供給量決定工程における決定に拘わらず、前記気体燃料の所定量以上の供給を禁止することを特徴とする多種燃料内燃機関の制御方法であってもよい。

また、上記の多種燃料内燃機関の制御方法において、前記気体燃料の所定量以上の供給が禁止された場合に、前記液体燃料を増量させることで、変化後の前記要求機関負荷に相当する機関出力を発生可能とすることとしてもよい。さらに、前記気体燃料の所定量以上の供給を禁止し、前記液体燃料を増量させた後に、気体燃料及び液体燃料の燃焼による合計熱量を維持しつつ、気体燃料を増量するとともに液体燃料を減量するようにしてもよい。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。

本発明にあっては、気体燃料と液体燃料の両方を使用可能な多種燃料内燃機関において、要求機関負荷の変化が大きい場合にも、良好な運転性能及びエミッションを維持することができる。

本発明の実施例１における内燃機関と、その吸排気系及び制御システムの概略構成を示す図である。本発明の実施例１における内燃機関の内部構造を示す断面図である。本発明の実施例１における過渡時噴射量決定ルーチンを示すフローチャートである。本発明の実施例１における過渡時噴射量決定ルーチンを実行させた際の、各パラメータの時間的変化を示すグラフである。本発明の実施例２における過渡時噴射量決定ルーチン２を示すフローチャートである。本発明の実施例２における過渡時噴射量決定ルーチン２を実行させた際の、各パラメータの時間的変化を示すグラフである。本発明の実施例２における要求機関負荷の変化率と軽油熱量割合との関係の例を示すグラフである。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。

〔実施例１〕
図１は本発明を適用する内燃機関及び吸排気系、制御系の概略構成を示す図である。内燃機関１には吸気マニホールド８が接続されており、吸気マニホールド８は図示しない吸気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通されている。吸気マニホールド８と吸気管９との接続部近傍には、吸気管９の流路断面積を変更可能なスロットル弁１２が設けられている。スロットル弁１２は電気配線を介して後述するＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御される事で、吸気管９を流れる吸気の流量を調節する事ができる。

スロットル弁１２より上流には、吸気管９を流れるガスを冷却するインタークーラ１３が設けられている。インタークーラ１３より上流には、排気のエネルギを駆動源として作動する遠心過給機１０のコンプレッサが格納されたコンプレッサハウジング６が設けられている。コンプレッサハウジング６のさらに上流側には吸気管９の流路断面積を変更可能な第２スロットル弁１７が設けられている。第２スロットル弁１７もＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいて吸気管９を流れる吸気の流量を調節する。

一方、内燃機関１には排気マニホールド１８が接続されており、排気マニホールド１８の各枝管は排気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通されている。排気マニホールド１８には集合管１６を介して遠心過給機１０のタービンが格納されたタービンハウジング７が接続されている。タービンハウジング７の排気が流出する開口部には排気管１９が接続されている。排気管１９には排気を浄化するための排気浄化装置２０が設けられている。

なお、排気浄化装置２０は、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタであっても良いし、排気中のＮＯｘを浄化する三元触媒の他、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒や尿素選択還元型ＮＯｘ触媒、又は排気中の未燃燃料等を酸化する酸化触媒、或いはこれらの適当な組み合わせであっても良い。これらの組合せとしては、フィルタの機能と吸蔵還元型ＮＯx触媒の機能を併せ持つＤＰＮＲなどを例示することができる。

また、排気マニホールド１８と吸気マニホールド８とはＥＧＲ通路１５によって連通されている。ＥＧＲ通路１５には、ＥＧＲ通路１５の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁２１が設けられている。ＥＧＲ弁２１は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、ＥＧＲ通路１５を流れる排気の量を調節する事ができる。

内燃機関１の気筒２には、軽油を気筒２内に噴射する液体燃料噴射弁３が設けられている。内燃機関１の液体燃料としての軽油は、液体燃料タンク３０に貯留されており、燃料ポンプ３２によって燃料圧送管３１を介してコモンレール３３に供給される。コモンレール３３に供給された軽油は、圧力を所定の均一な噴射圧に調整された上で、各々の液体燃料噴射弁３に供給されている。

また、内燃機関１の各気筒２の図示しない吸気ポートには、天然ガス（以下、ＣＮＧ）を噴射する気体燃料噴射弁４が設けられている。ＣＮＧは、約２０ＭＰａの高圧で圧縮された状態でＣＮＧタンク４０に封入されている。そして、レギュレータ４２によって減圧調整された後、気体燃料供給管４１で気体燃料噴射弁４に供給されている。なお、本実施例において燃料供給手段は、液体燃料噴射弁３及び気体燃料噴射弁４を含んで構成される。

内燃機関１には、内燃機関１を制御する電子制御コンピュータであるＥＣＵ２２が併設されている。ＥＣＵ２２は図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、入力ポート、出力ポート等を備え、図示しない各種センサによって検出される内燃機関１の運転状態や運転者による要求に応じて、液体燃料噴射弁３、気体燃料噴射弁４による燃料噴射の既知の制御を行うとともに、ＥＧＲ弁２１、スロットル弁１２、第２スロットル弁１７、に対して開度指令信号を出力する。また、上述の既知の制御を行うための噴射量決定プログラムや後述する過渡時噴射量決定ルーチンのプログラムは、ＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されておりＥＣＵ２２により実行される。

図２は、本実施例における内燃機関１の断面図を示している。内燃機関１の気筒２は、吸気ポート５を介して吸気マニホールド８に接続されるとともに、排気ポート６を介して図２に示されない排気マニホールドに接続されている。

内燃機関１には、気筒２内に臨む吸気ポート５の開口端を開閉する吸気弁２５と、気筒２内に臨む排気ポート６の開口端を開閉する排気弁２６が設けられている。吸気弁２５と排気弁２６は、吸気側カムシャフト２７と排気側カムシャフト２８によりそれぞれ開閉駆動される。気筒２の上部には、気筒２内に直接燃料を噴射する直噴式の液体燃料噴射弁３が配置されている。また、吸気ポート５には、気体燃料噴射弁４のノズルに接続された分配管４３の先端が配置されており、この分配管４３の先端から気体燃料であるＣＮＧが吸気ポート５中に噴射される。

さらに、気筒２内にはピストン３５が摺動自在に設けられている。ピストン３５はコネクティングロッド３６を介してクランクシャフト３７と接続されている。また、ピストン３５の頂面には凹状のキャビティ３５ａが形成されている。内燃機関１においては、吸気弁２５の開弁時に吸気ポート５にＣＮＧを噴射し、燃焼室内にＣＮＧの予混合気を形成する。そして、圧縮上死点付近において液体燃料噴射弁３より軽油を噴射することで、キャビティ３５ａ内のＣＮＧ予混合気を軽油拡散火炎によって多点着火し、通常の圧縮着火内燃機関と比較して、より高い熱効率を得るとともにエミッション、燃焼騒音の低減を図っている。また、このような内燃機関１により、安価にＣＮＧを入手可能な地域においては、トータル燃料コストの低減が可能になっている。

上述の内燃機関２において、従前は、ＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶された噴射量決定プログラムによって、運転者による要求機関負荷（以下、単に「要求負荷」ともいう。）に応じて、液体燃料である軽油と気体燃料であるＣＮＧの噴射量が各々決定され、液体燃料噴射弁３及び、気体燃料噴射弁４によって燃料噴射が行われていた。しかしながら、この方式では、例えば要求負荷が急激に増加した場合に、それに応じてＣＮＧの噴射量を急増させると、増量分のＣＮＧの体積によって吸入空気量やＥＧＲ量が変化してしまう場合があった。また、ＣＮＧ等の気体燃料は圧縮性流体であるために体積弾性率が低く平衡状態に安定するまでに時間を要し、要求負荷に応じた適正な当量比になるまでに応答遅れが生じる場合があった。

その結果、要求負荷の急変後の要求吸入空気量、要求ＥＧＲ量、要求当量比等が目標値に安定するまでの間に燃焼の悪化が発生し、エミッションが悪化する場合があった。また、もたつきや減速感不良といった応答性の悪化を招く場合があった。なお、ＥＣＵ２２及び噴射量決定プログラムは、本実施例において供給量決定手段に相当する。また、噴射量決定プログラムによって、液体燃料である軽油と気体燃料であるＣＮＧの噴射量が各々決定される処理は、本実施例における供給量決定工程に相当する。さらに、液体燃料噴射弁３及び、気体燃料噴射弁４によって燃料噴射が行われる処理は、本実施例における燃料供給工程に相当する。

それに対し、本実施例においては、要求負荷の変化率が規定値より大きい場合には、第一段階として、軽油のみの噴射で要求負荷に応答することとした。その後第二段階として、軽油とＣＮＧの燃焼による合計熱量を要求熱量（要求負荷に相当する出力を発生可能な燃焼熱量）に維持しながら、ＣＮＧの噴射量を徐々に増加するとともに軽油の噴射量を徐々に減少させ、噴射量決定プログラムで決定されるべきＣＮＧ噴射量まで徐々に変化させることとした。なお、以下の説明において、軽油とＣＮＧの燃焼による合計熱量に対する軽油の燃焼による熱量の比を軽油熱量割合、軽油とＣＮＧの燃焼による合計熱量に対するＣＮＧの燃焼による熱量の比をＣＮＧ熱量割合という。また、噴射量決定プログラムで決定されるべき軽油噴射量とＣＮＧ噴射量を噴射した場合の軽油、ＣＮＧ各々の熱量割合を要求割合と表現する。

図３には、本実施例における過渡時噴射量決定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンがＥＣＵ２２によって実行されると、まず、Ｓ１０１において、運転者による要求負荷変化率が予め定められた規定値より大きいか否かが判定される。ここで、要求負荷変化率とは、要求負荷が変化した場合における要求負荷の単位時間あたりの変化量を意味する。また、この要求負荷変化率は、本実施例において、要求機関負荷の変化の速度に相当する。また、規定値とは、要求負荷変化率がこれより大きい場合に、噴射量決定プログラムにより軽油及びＣＮＧの噴射量が決定された場合には、吸入空気量、ＥＧＲ量、当量比等の応答遅れにより運転性能またはエミッションが悪化すると判断される閾値である。この規定値は予め実験等によって定められる。Ｓ１０１において否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合にはＳ１０２に進む。

Ｓ１０２においては、軽油噴射量を、軽油１００％で要求負荷に対応可能な量に設定する。同時に、ＣＮＧ噴射量を０に設定する。換言すると、軽油熱量割合を１００％としＣＮＧ熱量割合を０％とする。Ｓ１０２において設定される各燃料の噴射量により、瞬間的には、内燃機関１は従来の軽油による圧縮着火内燃機関と同等の運転性能を発揮することとなる。従って、要求負荷の変化に対して充分な追従性を発揮することができる。また、その際、ＣＮＧは吸気ポートに供給されないため、吸入空気量やＥＧＲ量に対するＣＮＧの体積の影響が防止され、運転性能やエミッションの悪化が抑制される。Ｓ１０２の処理が終了するとＳ１０３に進む。

Ｓ１０３においては、ＣＮＧ熱量割合が、本来の噴射量決定プログラムで決定される要求割合となるまで、ＣＮＧの噴射量を徐々に増加させる。また、同時に、軽油とＣＮＧの燃焼による合計熱量を一定に維持したまま、軽油の噴射量を徐々に減量させ、最終的に本来の噴射量決定プログラムで決定される軽油熱量割合になるまで減量させる。Ｓ１０３の処理が終了すると、本ルーチンを一旦終了する。

図４には、運転者による要求負荷が変化した際に過渡時噴射量決定ルーチンを実行させた場合の、各パラメータの時間的変化を示している。図４（ａ）には、運転者による要求負荷の時間的変化を示す。ここで、実線で示すのは、要求負荷変化率が規定値以下の場合の要求負荷の変化である。この場合は、時点ｔ２において運転者による要求負荷が増加開始し、時点ｔ５まで比較的緩やかに要求負荷が増加している。また、破線で示すのは、要求負荷変化率が規定値より大きい場合の要求負荷の変化である。この場合は、時点ｔ１において運転者による要求負荷が増加開始し、時点ｔ４まで比較的急峻に要求負荷が増加している。

図４（ｂ）には、上記の２つの場合の要求負荷変化率の時間的変化を示す。図４（ｂ）からも判るように、実線で示す場合には、変化時の要求負荷変化率が規定値以下になっている。一方、破線で示す場合には、変化時の要求負荷変化率が規定値より大きくなっている。

図４（ｃ）には、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、要求負荷変化率が規定値より大きい場合（破線で示す場合）についての、軽油熱量割合とＣＮＧ熱量割合の時間的変化を示す。図中、破線で示すのはＣＮＧの熱量割合、実線で示すのは軽油の熱量割合である。時点ｔ１までは、軽油及びＣＮＧの噴射量は噴射量決定プログラムで決定されたとおりの値となっており、この場合は、ＣＮＧの熱量割合が軽油の熱量割合よりも大きくなるように設定されている。

そして、時点ｔ１に対して若干のタイムラグを伴った時点ｔ３において、軽油熱量割合は一旦１００％となり、ＣＮＧ熱量割合は一旦０％となる。そして、その後、軽油の熱量割合は徐々に減少して、噴射量決定プログラムで決定されるべき値に近づく。同様に、ＣＮＧの熱量割合は徐々に増加して、こちらも噴射量決定プログラムで決定されるべき値に近づく。

図４（ｄ）には、軽油とＣＮＧの燃焼による合計熱量の時間的変化を示す。運転者による要求負荷の変化に応答する時点ｔ３において、合計熱量が増加しているが、その後、軽油の熱量割合及びＣＮＧの熱量割合が変化しても、合計熱量は一定に維持されていることが分かる。

〔実施例２〕
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例においては、運転者による要求負荷変化率が規程値より大きい場合に設定される軽油の熱量割合及びＣＮＧの熱量割合を、１００％及び０％という一定の値でなく、要求負荷変化率の値に応じて変化させる例について説明する。

図５には、本実施例における過渡時噴射量決定ルーチン２のフローチャートを示す。本ルーチンと、実施例１で説明した過渡時噴射量決定ルーチンとの相違点は、Ｓ１０２の代わりにＳ２０１及びＳ２０２の処理が行われる点である。以下、本ルーチンと過渡時噴射量決定ルーチンとの相違点についてのみ説明する。本ルーチンのＳ１０１において要求負荷変化率が規定値より大きいと判定された場合に、Ｓ２０１において、その際の要求負荷変化率に応じた軽油の熱量割合Ｒ１と、ＣＮＧの熱量割合Ｒ２の値が導出される。そして、Ｓ２０２において、軽油の熱量割合がＲ１、ＣＮＧの熱量割合がＲ２に設定される。

図６には、運転者による要求負荷が変化した際に過渡時噴射量決定ルーチン２を実行させた場合の、各パラメータの時間的変化を示している。図４との相違点は、図６（ｃ）のみであるので、以下、図６（ｃ）についてのみ説明する。図６（ｃ）には、図６（ａ）及び図６（ｂ）において、要求負荷変化率が規定値より大きい場合についての、軽油の熱量割合とＣＮＧの熱量割合の時間的変化を示す。時点ｔ３において、軽油熱量割合は一旦Ｒ１となり、ＣＮＧ熱量割合は一旦Ｒ２となる（Ｒ１＋Ｒ２＝１００％）。そして、その後、軽油の熱量割合は徐々に減少して、噴射量決定プログラムで決定されるべき値に近づく。同様に、ＣＮＧの熱量割合は徐々に増加して、こちらも噴射量決定プログラムで決定されるべき値に近づく。

本実施例に置いて、Ｒ１及びＲ２は、ＣＮＧの体積の影響で運転性能やエミッションが著しく悪化しない範囲で、Ｒ１／Ｒ２が可及的に小さくなるように設定してもよい。そうすることで、Ｓ１０３の処理を迅速に完了させることが可能になる。また、Ｓ２０１においては、予め要求負荷変化率とＲ１、Ｒ２の関係を格納したマップを備え、当該マップより、その際の要求負荷変化率に対応するＲ１、Ｒ２の値を読み出すことで導出しても構わない。これにより、より簡単に、Ｒ１、Ｒ２の値を導出することが可能となる。

図７には、本実施例における、要求負荷変化率と、要求負荷変化に対応する際の軽油熱量割合Ｒ１の関係の例について示す。図７に示すように、要求負荷変化率が規定値以下である場合には、軽油熱量割合は、噴射量決定プログラムで決定されるべき値となる。また、要求負荷変化率は規定値より大きい場合には、要求負荷変化率が増加するに従って、ｔ３で設定されるべき軽油熱量割合が増加していき、所定の要求負荷変化率の値以上の範囲では軽油熱量割合を１００％とするような関係になっている。

こうすることにより、要求負荷変化率が規定値より大きくても、比較的小さい範囲では、少しでも気体燃料を噴射することで、Ｓ１０３の処理の終了を早めることができるとともに、気体燃料の効果である、熱効率の向上及び、燃焼騒音、エミッションの低減を図ることができる。また、要求負荷変化率がさらに大きい範囲では、時点ｔ３における軽油熱量割合を１００％として、気体燃料の体積の影響による運転性能やエミッションの悪化を抑制することができる。

なお、上記の実施例においては、要求機関負荷の変化の速度（＝変化率）が規定値より大きい場合に、軽油を増量しＣＮＧを減量する処理を行ったが、例えば、要求機関負荷の変化の大きさ（＝変化量）や要求機関負荷の変化の加速度を基準とし、これが規定値より大きい場合に、軽油を増量しＣＮＧを減量する処理を行うようにしてもよい。

また、上記の実施例では、気体燃料がＣＮＧである場合について説明したが、気体燃料が、他のメタンを主成分とするガス燃料、水素など他の気体である場合に本発明を適用してもよいことはもちろんである。

なお、上記の実施例において、ＥＣＵ２２及び、過渡時噴射量決定ルーチンまたは過渡時噴射量決定ルーチン２は気体燃料供給抑制手段を構成する。

１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・液体燃料噴射弁
４・・・気体燃料噴射弁
５・・・吸気ポート
６・・・排気ポート
８・・・吸気マニホールド
２２・・・ＥＣＵ
３０・・・液体燃料タンク
３１・・・燃料圧送管
３２・・・燃料ポンプ
３３・・・コモンレール
４０・・・ＣＮＧタンク
４１・・・気体燃料供給管
４２・・・レギュレータ
４３・・・分配管

Claims

気体燃料及び液体燃料を燃焼させて機関出力を得る多種燃料内燃機関であって、
運転者によって要求される機関負荷である要求機関負荷に応じて前記気体燃料及び前記液体燃料の供給量を決定する供給量決定処理を行う供給量決定手段と、
前記供給量決定手段によって決定された量の前記気体燃料及び前記液体燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、
前記要求機関負荷の変化の速度が規定値より大きい場合は、前記供給量決定手段による決定に拘わらず、前記気体燃料の所定量以上の供給を禁止する気体燃料供給抑制手段と、
を備えることを特徴とする多種燃料内燃機関。
前記気体燃料供給抑制手段によって前記気体燃料の所定量以上の供給が禁止された場合に、前記液体燃料を増量させることで、変化後の前記要求機関負荷に相当する機関出力を発生可能としたことを特徴とする請求項１に記載の多種燃料内燃機関。
前記気体燃料の所定量以上の供給を禁止し、前記液体燃料を増量させた後に、気体燃料及び液体燃料の燃焼による合計熱量を維持しつつ、気体燃料を増量するとともに液体燃料を減量することを特徴とする請求項２に記載の多種燃料内燃機関。
気体燃料及び液体燃料を燃焼させて機関出力を得る多種燃料内燃機関の制御方法であって、
運転者によって要求される機関負荷である要求機関負荷に応じて前記気体燃料及び前記液体燃料の供給量を決定する供給量決定処理を行う供給量決定工程と、
前記供給量決定工程で決定された量の前記気体燃料及び前記液体燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給工程と、を有し、
前記要求機関負荷の変化の速度が規定値より大きい場合は、前記供給量決定工程における決定に拘わらず、前記気体燃料の所定量以上の供給を禁止することを特徴とする多種燃料内燃機関の制御方法。
前記気体燃料の所定量以上の供給が禁止された場合に、前記液体燃料を増量させることで、変化後の前記要求機関負荷に相当する機関出力を発生可能とすることを特徴とする請求項４に記載の多種燃料内燃機関の制御方法。
前記気体燃料の所定量以上の供給を禁止し、前記液体燃料を増量させた後に、気体燃料及び液体燃料の燃焼による合計熱量を維持しつつ、気体燃料を増量するとともに液体燃料を減量することを特徴とする請求項５に記載の多種燃料内燃機関の制御方法。