JP5364409B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却するための冷却装置を備える内燃機関の制御装置に関する。

従来、この種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、内燃機関を冷却するための冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）が検出されるとともに、検出されたエンジン水温が所定の作動温度よりも高いときに、内燃機関の冷却用のラジエータファンを作動させる。また、制御装置では、内燃機関におけるノッキングの発生を防止するために、次のような制御動作が行われる。すなわち、ノックセンサによってノッキングの発生の有無を判定するとともに、ノッキングが発生していると判定されたときには、内燃機関の点火プラグによる点火時期を遅角側に補正する。また、点火時期の遅角補正量が所定値よりも大きくなったときに、それ以外の通常時よりも、上記の作動温度を低い値に設定し、それにより、エンジン水温がより低いときにラジエータファンを作動させることによって、ノッキングの発生を防止するようにしている。

特開２００１−１９３５４７号公報

また、従来、気体燃料および液体燃料を選択的に供給することによって運転される内燃機関が知られている。一般に、気体燃料の供給中は、液体燃料の供給中よりも、ノッキングが発生しにくく、ノッキングが発生するような燃焼室の温度が高い。これに対して、上述した従来の制御装置では、ラジエータファンを作動させるための作動温度を、供給される燃料の種類にかかわらず、点火時期の遅角補正量に応じて設定しているにすぎない。このため、従来の制御装置では、気体燃料の供給中において、エンジン水温が、ノッキングが発生するようなノッキング温度よりも低く、内燃機関を冷却する必要がないときでも、ラジエータファンを作動させる場合があり、その場合には、内燃機関が不要に冷却される結果、燃費が悪化してしまう。このような不具合を防止するために、上記の作動温度を低めに設定した場合には、液体燃料の供給中において、エンジン水温が、ノッキング温度以上になり、内燃機関を冷却する必要があるときでも、ラジエータファンを作動させない場合があり、その場合には、ノッキングが発生してしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、気体燃料の供給中および液体燃料の供給中のいずれにおいても、内燃機関を過不足なく冷却することができ、それにより、燃費の向上とノッキングの防止の双方を達成することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、特許請求の範囲に記載された請求項１に係る発明は、気体燃料および液体燃料が選択的に供給されることによって運転される内燃機関３の制御装置１であって、内燃機関３を冷却するための冷却装置（冷却ファン１５）と、内燃機関３の温度を表す機関温度パラメータ（エンジン水温ＴＷ）を検出する機関温度パラメータ検出手段（水温センサ２２）と、検出された機関温度パラメータにより表される内燃機関３の温度が所定の作動温度（目標温度Ｔ＿ＦＡＮ）よりも高いときに、冷却装置を作動させる冷却制御手段（ＥＣＵ２、ステップ２７、２８）と、気体燃料および液体燃料のいずれかが内燃機関３に供給されているかを判別する燃料判別手段（ＦＳ・ＳＷ２１、ＥＣＵ２、ステップ２１、２３）と、燃料判別手段によって気体燃料の供給中と判別されているときに、液体燃料の供給中と判別されているときよりも、作動温度を高い値に設定する作動温度設定手段（ＥＣＵ２、ステップ２２、２４）と、内燃機関３に供給される燃料を液体燃料に切り換える要求の有無を判定する切換要求判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１、８）と、切換要求判定手段により液体燃料への切換が要求されていると判定されたときに、その後、内燃機関３のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されるまで、液体燃料への切換を禁止する燃料切換禁止手段（ＥＣＵ２、ステップ１１、４６、１２、７、１３、５）と、を備え、冷却制御手段は、燃料切換禁止手段による液体燃料への切換の禁止中（ステップ２６：ＹＥＳ）に、冷却装置を作動させる（ステップ２８）ことを特徴とする。

この構成によれば、気体燃料および液体燃料のいずれかが内燃機関に供給されているかが、燃料判別手段によって判別され、内燃機関の温度を表す機関温度パラメータが、機関温度パラメータ検出手段によって検出される。また、検出された機関温度パラメータで表される内燃機関の温度が所定の作動温度よりも高いときに、冷却制御手段が、内燃機関を冷却するための冷却装置を作動させる。さらに、内燃機関への気体燃料の供給中と判別されているときに、作動温度が、液体燃料の供給中と判別されているときよりも高い値に、作動温度設定手段によって設定される。

前述したように、気体燃料の供給中は、液体燃料の供給中よりも、ノッキングが発生するような内燃機関の温度が高い。したがって、気体燃料の供給中において、上述したように作動温度を液体燃料の供給中よりも高い値に設定することによって、前述した従来の場合と異なり、内燃機関の温度が、ノッキングが発生するような温度に達したときに、冷却装置を作動させ、それにより、内燃機関を過不足なく冷却することができる。これにより、気体燃料の供給中、燃費を向上させることができるとともに、ノッキングの発生を防止することができる。また、液体燃料の供給中において、上記とは逆に作動温度を気体燃料の供給中よりも低い値に設定することによって、上述した気体燃料の供給中の場合と同様、内燃機関の温度が、ノッキングが発生するような温度に達したときに、冷却装置を作動させ、内燃機関を過不足なく冷却でき、それにより、燃費の向上とノッキングの防止の双方を達成することができる。
また、前述した構成によれば、内燃機関に供給される燃料を液体燃料に切り換える要求の有無が、切換要求判定手段によって判定され、切換要求判定手段により液体燃料への切換が要求されていると判定されたときに、その後、内燃機関のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されるまで、液体燃料への切換が、燃料切換禁止手段によって禁止される。また、冷却制御手段は、燃料切換禁止手段による液体燃料への切換の禁止中に、冷却装置を作動させる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１において、冷却制御手段は、燃料切換禁止手段による液体燃料への切換の禁止中（ステップ２６：ＹＥＳ）に、冷却装置を、冷却装置による内燃機関３の冷却度合が禁止中以外のときよりも高くなるように制御する（ステップ２８）ことを特徴とする。

この構成によれば、液体燃料への切換の禁止中に、冷却装置が、内燃機関の冷却度合が禁止中以外のときよりも高くなるように制御される。このように、液体燃料への切換の禁止中に限って、冷却装置による冷却度合を高めることにより、冷却装置の消費エネルギを全体として抑えることができ、ひいては、内燃機関の良好な燃費を確保することができる。また、後述する請求項３の作用で述べるように、液体燃料への切換要求時、内燃機関の温度が切換温度以下になるまで、この切換を禁止する場合に、上述した冷却装置の制御により、内燃機関の温度を切換温度に迅速に低下させることができるので、液体燃料への切換に伴うノッキングの発生を防止しながら、この切換を早期に行うことができる。さらに、請求項４の作用で述べるように液体燃料への切換を禁止時間が経過するまで禁止する場合に、この禁止時間を上述した冷却装置の制御に応じてより短い時間に設定することが可能になり、それにより、液体燃料への切換に伴うノッキングの発生を防止しながら、この切換を早期に行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関３の制御装置１において、機関温度パラメータにより表される内燃機関３の温度が所定の切換温度（第１目標温度ＴＧＯＢＪ）以下であるときに、内燃機関３のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されることを特徴とする。

前述した気体燃料および液体燃料とノッキングが発生するような内燃機関の温度との関係から明らかなように、内燃機関の温度が比較的高い状態で、内燃機関に供給される燃料が液体燃料に切り換えられたときには、ノッキングが発生するおそれがある。上述した構成によれば、内燃機関に供給される燃料を液体燃料に切り換える要求の有無が、切換要求判定手段によって判定されるとともに、液体燃料への切換が要求されていると判定されたときに、その後、機関温度パラメータにより表される内燃機関の温度が所定の切換温度以下であることで内燃機関のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されるまで、液体燃料への切換が燃料切換禁止手段によって禁止される。また、この液体燃料への切換の禁止中、冷却装置を作動させ、それにより、内燃機関が冷却される。このため、例えば、上記の切換温度を、液体燃料の供給中にノッキングが発生しないような温度に設定することによって、液体燃料への切換に伴ってノッキングが発生するのを防止することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関３の制御装置１において、切換要求判定手段により液体燃料への切換が要求されていると判定されたときに検出された機関温度パラメータに基づいて設定された禁止時間ＴＮＧＴが経過したときに、内燃機関３のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されることを特徴とする。

前述したように、内燃機関の温度が比較的高い状態で、内燃機関に供給される燃料が液体燃料に切り換えられたときには、ノッキングが発生するおそれがある。上述した構成によれば、内燃機関に供給される燃料を液体燃料に切り換える要求の有無が、切換要求判定手段によって判定されるとともに、液体燃料への切換が要求されていると判定されたときに、その後、禁止時間が経過したことで内燃機関のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されるまで、液体燃料への切換が燃料切換禁止手段によって禁止される。また、この液体燃料への切換の禁止中、冷却装置を作動させ、それにより、内燃機関が冷却される。
さらに、上記の禁止時間が、液体燃料への切換が要求されていると判定されたときに検出された機関温度パラメータに基づいて設定される。これにより、禁止時間を、液体燃料への切換要求時における実際の内燃機関の温度に見合った長さに設定でき、それにより、この禁止時間に基づく上述した液体燃料への切換の禁止を、内燃機関の温度が十分に低下するまで行うことができるので、この切換に伴ってノッキングが発生するのを防止することができる。同じ理由から、液体燃料への切換の禁止が不要に長時間、行われることがなくなる。

第１実施形態による制御装置を、これを適用した内燃機関とともに概略的に示す図である。 図１に示す内燃機関に供給される燃料を設定するための処理を示すフローチャートである。 図１に示す冷却装置を制御するための処理を示すフローチャートである。 第２実施形態による、内燃機関に供給される燃料を設定するための処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関の制御装置１を、これを適用した内燃機関３とともに概略的に示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）用の４サイクルタイプのものであり、エンジン３には、液体燃料であるガソリンと、気体燃料であるＣＮＧ（Compressed Natural Gas）が選択的に供給される。

エンジン３の吸気管４には、液体燃料用の燃料噴射弁（以下「ガソリン噴射弁」という）５および気体燃料用の燃料噴射弁（以下「ＣＮＧ噴射弁」という）６が、別個に設けられており、両燃料噴射弁５，６はいずれも、吸気ポートに臨むように配置されている。また、ガソリン噴射弁５は、第１レギュレータや高圧ポンプなどを介して、ガソリンタンク（いずれも図示せず）に接続されている。ガソリンタンクには、液体燃料が貯留されており、この液体燃料は、高圧ポンプにより昇圧された状態で第１レギュレータに送られ、第１レギュレータで調圧された後、ガソリン噴射弁５に供給される。供給された液体燃料は、ガソリン噴射弁５の開弁に伴って噴射される。

また、上記のＣＮＧ噴射弁６は、第２レギュレータを介してＣＮＧタンク（いずれも図示せず）に接続されている。ＣＮＧタンクには、気体燃料が充填されており、この気体燃料は、第２レギュレータで調圧された後、ＣＮＧ噴射弁６に供給される。供給された気体燃料は、ＣＮＧ噴射弁６の開弁に伴って噴射される。さらに、ガソリン噴射弁５およびＣＮＧ噴射弁６は、後述するＥＣＵ２に接続されており、両噴射弁５，６の開弁時間すなわち燃料噴射量、および開弁時期すなわち燃料噴射時期は、ＥＣＵ２によって制御される。

また、車両には、液体燃料または気体燃料を選択するために運転者に押し操作される燃料選択スイッチ（以下「ＦＳ・ＳＷ」という）２１が、設けられている。このＦＳ・ＳＷ２１は、燃料選択信号として、気体燃料を要求する運転者によりＯＮ操作されるのに応じてＯＮ信号を、液体燃料を要求する運転者によりＯＦＦ操作されるのに応じてＯＦＦ信号を、それぞれＥＣＵ２に出力する。

さらに、ＣＮＧタンクには、ＣＮＧタンク内圧センサ２２が設けられており、このＣＮＧタンク内圧センサ２２は、ＣＮＧタンクの内圧を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出されたＣＮＧタンクの内圧に基づいて、ＣＮＧタンク内の気体燃料の量（以下「ＣＮＧ量」という）ＱＦＣＮＧを算出する。

また、エンジン３には、これを冷却するための冷却装置１１が設けられている。この冷却装置１１は、エンジン３のシリンダヘッドおよびシリンダブロック（図示せず）に冷却水を供給するための冷却水通路１２と、この冷却水通路１２内に冷却水を循環させるためのポンプ１３と、大気との熱交換によって冷却水を冷却するためのラジエータ１４と、冷却ファン１５を備えている。

冷却水通路１２は、エンジン３の外部に設けられた第１通路１２ａと、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部に設けられた第２通路１２ｂを一体に有しており、環状に形成されている。上記のポンプ１３およびラジエータ１４は、この第１通路１２ａに設けられている。また、ポンプ１３は、エンジン３のクランク軸に連結されており、エンジン３の動力で駆動されることによって、冷却水通路１２内に冷却水を循環させる。なお、図１における冷却水通路１２中の矢印は、冷却水の流れを示している。

また、冷却ファン１５は、羽根車１５ａと、この羽根車１５ａに連結されたファンモータ１５ｂを有する電動式のものである。このファンモータ１５ｂに電力を供給するバッテリ（図示せず）は、エンジン３の動力の一部を電力に変換するオルタネータ（図示せず）によって充電される。また、ファンモータ１５ｂの動作はＥＣＵ２で制御され、それにより、冷却ファン１５によるラジエータ１４への送風動作が制御されることで、ラジエータ１４における冷却水の冷却度合が制御される。

さらに、第１通路１２ａのラジエータ１４よりも上流側および下流側にはそれぞれ、バイパス通路１６の一端部および他端部が、ラジエータ１４をバイパスするように接続されている。また、第１通路１２ａのラジエータ１４よりも上流側とバイパス通路１６との接続部分には、サーモスタット１７が設けられている。このサーモスタット１７は、機械式の開閉弁で構成されており、冷却水の流路を、冷却水通路１２を流れる冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）が所定温度（例えば８０℃）よりも高いときには、ラジエータ１４側に切り換える一方、この所定温度以下のときには、バイパス通路１６側に切り換える。

以上の構成により、例えば、エンジン３の始動時であり、それにより、エンジン水温が比較的低いときには、冷却水は、ラジエータ１４への流入が阻止され、第１通路１２ａ、バイパス通路１６および第２通路１２ｂを循環する。その結果、ラジエータ１４による冷却水の冷却が阻止され、ひいては、エンジン３の暖機が促進される。一方、例えば、エンジン３の始動後の運転中であり、それにより、エンジン水温が比較的高いときには、冷却水は、ラジエータ１４に流入するとともに、ラジエータ１４で冷却される。そして、この冷却された冷却水が第１通路１２ａを介して第２通路１２ｂに流入することによって、エンジン３が冷却される。

また、エンジン３には、水温センサ２３および回転数センサ２４が設けられており、両センサ２３および２４は、エンジン水温ＴＷおよびエンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥをそれぞれ検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２５から、車両のアクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから成るマイクロコンピュータで構成されており、前述したＦＳ・ＳＷ２１からの燃料選択信号や、各種のセンサ２２〜２５からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３に供給される供給燃料の設定や、冷却装置１１の動作などを含むエンジン３の動作を制御する。

上記の供給燃料の設定は、次のように行われる。すなわち、エンジン３の始動時には、供給燃料は、運転者によるＦＳ・ＳＷ２１の操作にかかわらず、液体燃料に設定され、エンジン３の暖機が完了すると、一旦、気体燃料に設定される。そして、その後のエンジン３の運転中、基本的には、運転者によるＦＳ・ＳＷ２１の操作に応じて、気体燃料または液体燃料に設定される。具体的には、供給燃料は、ＦＳ・ＳＷ２１からの燃料選択信号としてＯＮ信号が出力されていて、気体燃料が要求されているときには、気体燃料に設定される一方、ＯＦＦ信号が出力されていて、液体燃料が要求されているときには、液体燃料に設定される。

以下、エンジン３の暖機後の運転中における供給燃料を設定するための処理（以下「供給燃料設定処理」という）について、図２を参照しながら説明する。本処理は、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。また、供給燃料設定処理では、液体燃料への供給燃料の切換要求時、ノッキングが発生するのを防止するために、この切換が、検出されたエンジン水温ＴＷに基づいて、後述するように禁止される。

まず、図２のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、燃料選択信号がＯＦＦであるか否かを判別する。この答がＮＯで、燃料選択信号がＯＮのとき、すなわち、気体燃料がエンジン３に供給されているとき、または、気体燃料への供給燃料の切換が要求されているときには、後述する切換禁止フラグＦ＿ＧＮＧを「０」にリセットする（ステップ２）。次いで、前述したように算出されたＣＮＧ量ＱＦＣＮＧが所定値ＱＦＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ３）とともに、要求トルクＴＲＥＱが所定値ＴＣＮＧＨ以下であるか否かを判別する（ステップ４）。この要求トルクＴＲＥＱは、エンジン３に要求されるトルクであり、図示しない処理により、検出されたエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて算出される。

これらのステップ３および４の答のいずれかがＮＯのときには、供給燃料を液体燃料に設定すべきとして、そのことを表すために、燃料ステータスＳ＿ＦＵＥＬを「１」にセットし（ステップ５）、本処理を終了する。これにより、ガソリン噴射弁５が制御されることによって、液体燃料がエンジン３に供給される。以上のように、気体燃料の供給中や、気体燃料への供給燃料の切換要求時において、ＣＮＧ量ＱＦＣＮＧが所定値ＱＦＲＥＦ以下で、気体燃料の残量が少ないとき、または、要求トルクＴＲＥＱが所定値ＴＣＮＧＨよりも大きく、気体燃料を用いて出力可能なエンジン３のトルクを超えているときには、気体燃料をそれ以上、供給せずに、液体燃料に供給燃料を強制的に切り換える。あるいは、気体燃料への供給燃料の切換要求に応じることなく、液体燃料の供給を強制的に継続する。

一方、ステップ３および４の答がいずれもＹＥＳのときには、燃料ステータスＳ＿ＦＵＥＬが「１」であるか否かを判別する（ステップ６）。この答がＹＥＳのとき、すなわち、供給燃料を、それまで供給されていた液体燃料から気体燃料に切り換えるように要求されているときには、気体燃料に設定すべきとして、そのことを表すために、燃料ステータスＳ＿ＦＵＥＬを「０」にセットし（ステップ７）、本処理を終了する。これにより、ＣＮＧ噴射弁６が制御されることによって、気体燃料がエンジン３に供給される。一方、上記ステップ６の答がＮＯのとき、すなわち、気体燃料の供給中で、かつ気体燃料が依然として要求されているときには、そのまま本処理を終了し、気体燃料の供給を継続する。

一方、前記ステップ１の答がＹＥＳで、燃料選択信号がＯＦＦのとき、すなわち、液体燃料がエンジン３に供給されているとき、または、液体燃料への供給燃料の切換が要求されているときには、燃料ステータスＳ＿ＦＵＥＬが「０」であるか否かを判別する（ステップ８）。この答がＮＯのとき、すなわち、液体燃料の供給中で、かつ液体燃料が依然として要求されているときには、そのまま本処理を終了し、液体燃料の供給を継続する。

一方、上記ステップ８の答がＹＥＳのとき、すなわち、それまで供給されていた液体燃料から気体燃料に供給燃料を切り換えるように要求されているときには、前記ステップ３および４と同様、ステップ９および１０においてそれぞれ、ＣＮＧ量ＱＦＣＮＧが所定値ＱＦＲＥＦよりも大きいか否か、および、要求トルクＴＲＥＱが所定値ＴＣＮＧＨ以下であるか否かを判別する。これらのステップ９および１０の答がいずれもＹＥＳのときには、検出されたエンジン水温ＴＷが所定の第１目標温度ＴＧＯＢＪ以下であるか否かを判別する（ステップ１１）。この第１目標温度ＴＧＯＢＪは、液体燃料の供給中にノッキングが発生しないようなエンジン水温ＴＷの上限値、例えば８５℃に設定されており、前述したサーモスタット１７によって冷却水の流路が切り換えられる所定温度よりも若干高い値に設定されている。

このステップ１１の答がＮＯで、ＴＷ＞ＴＧＯＢＪのときには、エンジン３の温度が比較的高いため、それにより、液体燃料に供給燃料を切り換えると、ノッキングが発生するおそれがあるので、この切換を禁止すべきと判定する。そして、液体燃料への供給燃料の切換禁止中であることを表すために、切換禁止フラグＦ＿ＧＮＧを「１」にセットする（ステップ１２）とともに、前記ステップ７を実行することによって、気体燃料の供給を強制的に継続し、本処理を終了する。

一方、ステップ１１の答がＹＥＳになり、エンジン水温ＴＷが第１目標温度ＴＧＯＢＪ以下になったときには、液体燃料への供給燃料の切換禁止を解除すべきと判定し、切換禁止フラグＦ＿ＧＮＧを「０」にリセットする（ステップ１３）とともに、前記ステップ５を実行することによって、エンジン３に液体燃料を供給し、本処理を終了する。

一方、前記ステップ９および１０の答のいずれかがＮＯのときには、上記ステップ１３以降を実行する。

次に、図３を参照しながら、前述した冷却装置１１の動作を制御するための冷却制御処理について説明する。なお、本処理は、上述した供給燃料設定処理と同様、所定時間ごとに実行され、供給燃料設定処理と併行して実行される。まず、図３のステップ２１では、燃料選択信号がＯＦＦであるか否かを判別する。この答がＹＥＳで、液体燃料の供給中、または、液体燃料への供給燃料の切換要求時には、目標温度Ｔ＿ＦＡＮを前述した第１目標温度ＴＧＯＢＪに設定する（ステップ２２）とともに、ステップ２５に進む。

一方、ステップ２１の答がＮＯで、気体燃料の供給中、または、気体燃料への供給燃料の切換要求時には、燃料ステータスＳ＿ＦＵＥＬが「０」であるか否かを判別する（ステップ２３）。この答がＮＯで、供給燃料が気体燃料に切り換えられておらず、液体燃料がエンジン３に供給されているときには、上記ステップ２２以降を実行する。一方、上記ステップ２３の答がＹＥＳで、気体燃料の供給中には、目標温度Ｔ＿ＦＡＮを所定の第２目標温度ＴＣＯＢＪに設定する（ステップ２４）とともに、ステップ２５に進む。この第２目標温度ＴＣＯＢＪは、気体燃料の供給中にノッキングが発生しないようなエンジン水温ＴＷの上限値、例えば９０℃に設定されており、第１目標温度ＴＧＯＢＪよりも高い値に設定されている。以上のように、ステップ２１〜２４の実行によって、気体燃料の供給中には、目標温度Ｔ＿ＦＡＮは、液体燃料の供給中よりも高い値に設定される。

上記ステップ２２および２４に続くステップ２５では、エンジン水温ＴＷが、ステップ２２または２４で設定された目標温度Ｔ＿ＦＡＮ以下であるか否かを判別する。この答がＮＯで、ＴＷ＞ＴＧＯＢＪのときには、エンジン３の温度が比較的高いため、ノッキングが発生するおそれがあると判定する。そして、前述した切換禁止フラグＦ＿ＧＮＧが「１」であるか否かを判別する（ステップ２６）。この答がＮＯのとき、すなわち、液体燃料への供給燃料の切換禁止中以外のときには、冷却装置１１をＬｏモードによって制御し（ステップ２７）、本処理を終了する。このＬｏモードによる制御によって、冷却装置１１の冷却ファン１５の回転数は、所定の第１回転数に制御される。これにより、ラジエータ１４による冷却水の冷却度合が比較的低めに制御され、ひいては、冷却装置１１によるエンジン３の冷却度合が比較的低めに制御される。

一方、上記ステップ２６の答がＹＥＳで、液体燃料への供給燃料の切換禁止中には、冷却装置１１をＨｉモードによって制御し（ステップ２８）、本処理を終了する。このＨｉモードによる制御によって、冷却ファン１５の回転数は、上記の第１回転数よりも高い所定の第２回転数に制御される。これにより、Ｌｏモードの場合と比較して、ラジエータ１４による冷却水の冷却度合が高くなるように制御され、ひいては、冷却装置１１によるエンジン３の冷却度合が高くなるように制御される。

一方、前記ステップ２５の答がＹＥＳになり、エンジン水温ＴＷが目標温度Ｔ＿ＦＡＮ以下になったときには、エンジン３の温度が比較的低いため、ノッキングが発生するおそれがないと判定する。そして、切換禁止フラグＦ＿ＧＮＧを「０」にリセットし（ステップ２９）、冷却装置１１をＯＦＦモードによって制御する（ステップ３０）とともに、本処理を終了する。このＯＦＦモードによる制御によって、冷却ファン１５が停止される。

また、上述した第１実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項１、２および４に係る発明（以下、総称して「本発明１」という）に対応しており、第１実施形態における各種の要素と、本発明１における各種の構成要素の対応関係は、次のとおりである。すなわち、第１実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明１における冷却制御手段、燃料判別手段、作動温度設定手段、切換要求判定手段および燃料切換禁止手段に相当する。また、第１実施形態における冷却ファン１５、ＦＳ・ＳＷ２１および水温センサ２２が、本発明１における冷却装置、切換要求判定手段および機関温度パラメータ検出手段にそれぞれ相当する。さらに、第１実施形態におけるエンジン水温ＴＷ、目標温度Ｔ＿ＥＮＧおよび第１目標温度ＴＧＯＢＪが、本発明１における機関温度パラメータ、所定の作動温度および所定の切換温度に、それぞれ相当する。

以上のように、上述した第１実施形態によれば、エンジン水温ＴＷが目標温度Ｔ＿ＦＡＮよりも高いときに、冷却ファン１５を作動させる（ステップ２７、２８）とともに、この目標温度Ｔ＿ＦＡＮが、気体燃料の供給中において、液体燃料の供給中よりも高い値に設定される（ステップ２２、２４）。これにより、気体燃料の供給中および液体燃料の供給中のいずれにおいても、エンジン３の温度が、ノッキングが発生するような温度に達したときに、冷却ファン１５を作動させ、エンジン３を過不足なく冷却でき、それにより、燃費の向上とノッキングの防止の双方を達成することができる。

また、液体燃料への供給燃料の切換が要求されているときに、その後、エンジン水温ＴＷが第１目標温度ＴＧＯＢＪ以下になるまで（ステップ１１の答がＹＥＳになるまで）、液体燃料への供給燃料の切換が禁止される（ステップ７）。さらに、この液体燃料への供給燃料の切換禁止中、燃料選択信号がＯＦＦであるため、前記ステップ２１の答がＹＥＳになり、その結果、目標温度Ｔ＿ＦＡＮが第１目標温度ＴＧＯＢＪに設定される（ステップ２２）とともに、エンジン水温ＴＷがこの目標温度Ｔ＿ＦＡＮよりも高いことによって、前記ステップ２５の答がＮＯ（ＴＷ＞Ｔ＿ＦＡＮ）になり、その結果、冷却ファン１５を作動させ（ステップ２７、２８）、エンジン３が冷却される。そして、このエンジン３の冷却によってエンジン水温ＴＷが第１目標温度ＴＧＯＢＪ以下になると、供給燃料が液体燃料に切り換えられる（ステップ５）。以上により、液体燃料への供給燃料の切換に伴ってノッキングが発生するのを防止することができる。

また、液体燃料への供給燃料の切換禁止中（ステップ２６：ＹＥＳ）に限り、Ｈｉモードによる冷却装置１１の制御を実行することによって、禁止中以外のときよりも、冷却ファン１５の回転数が高くなるように制御され、冷却装置１１によるエンジン３の冷却度合が高められる（ステップ２８）。したがって、冷却ファン１５の消費エネルギを全体として抑えることができ、ひいては、エンジン３の良好な燃費を確保することができる。それに加え、エンジン水温ＴＷを第１目標温度ＴＧＯＢＪに迅速に低下させることができるので、液体燃料への供給燃料の切換に伴うノッキングの発生を防止しながら、この切換を早期に行うことができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、前述した第１実施形態と比較して、供給燃料設定処理の内容のみが異なっている。図４は、第２実施形態による供給燃料設定処理を示している。この供給燃料設定処理では、第１実施形態と異なり、ノッキングの防止のための液体燃料への供給燃料の切換禁止が、その切換要求時から、エンジン水温ＴＷに基づいて設定された所定の禁止時間が経過するまで行われる。図４において、第１実施形態による供給燃料設定処理（図２）と同じ実行内容のステップについては、同じステップ番号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図４において、前記ステップ１の答がＮＯのときには、後述する禁止タイマ設定済みフラグＦ＿ＳＥＴを「０」にセットし（ステップ４１）、前記ステップ２以降を実行する。また、前記ステップ９および１０の答がいずれもＹＥＳのときには、禁止タイマ設定済みフラグＦ＿ＳＥＴが「１」であるか否かを判別する（ステップ４２）。この答がＮＯのときには、禁止時間ＴＮＧＴを、エンジン水温ＴＷに基づき、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出する（ステップ４３）。この禁止時間ＴＮＧＴは、液体燃料への供給燃料の切換を禁止する時間を定めたものであり、実験などによって、前述したＨｉモードによる冷却装置１１の制御中にエンジン水温ＴＷが第１目標温度ＴＧＯＢＪに低下するのに必要な時間に設定されており、エンジン水温ＴＷが高いほど、より高い値に設定されている。

次いで、算出された禁止時間ＴＮＧＴに、ダウンカウント式の禁止タイマのタイマ値ＴＮＧを設定する（ステップ４４）。次に、タイマ値ＴＮＧの設定が完了したことを表すために、禁止タイマ設定済みフラグＦ＿ＳＥＴを「１」にセットし（ステップ４５）、ステップ４６に進む。このステップ４５の実行により、上記ステップ４２の答がＹＥＳになり、その場合には、上記ステップ４３〜４５をスキップし、ステップ４６に進む。以上により、ステップ４４における禁止タイマのタイマ値ＴＮＧの設定は、液体燃料への供給燃料の切換が要求された直後においてのみ、その時に検出されたエンジン水温ＴＷに基づいて行われる。

このステップ４６では、禁止タイマのタイマ値ＴＮＧが値０であるか否かを判別する。この答がＮＯのとき、すなわち、液体燃料への供給燃料の切換要求時から禁止時間ＴＮＧＴが経過していないときには、この切換を禁止すべきと判定し、前記ステップ１２以降を実行する。一方、ステップ４６の答がＹＥＳになり、液体燃料への供給燃料の切換要求時から禁止時間ＴＮＧＴが経過したときには、禁止タイマ設定済みフラグＦ＿ＳＥＴを「０」にリセットする（ステップ４７）とともに、液体燃料への供給燃料の切換禁止を解除すべきと判定し、前記ステップ１３以降を実行する。

また、前記ステップ９および１０の答のいずれかがＮＯのときには、上記ステップ４７以降を実行する。

また、上述した第２実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項１、３および４に係る発明（以下、総称して「本発明２」という）に対応しており、第２実施形態における各種の要素と、本発明２における各種の構成要素の対応関係は、次のとおりである。すなわち、第２実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明２における冷却制御手段、燃料判別手段、作動温度設定手段、切換要求判定手段、禁止時間設定手段、および燃料切換禁止手段に相当する。また、第２実施形態における冷却ファン１５、ＦＳ・ＳＷ２１および水温センサ２２が、本発明２における冷却装置、切換要求判定手段および機関温度パラメータ検出手段にそれぞれ相当する。さらに、第２実施形態におけるエンジン水温ＴＷおよび目標温度Ｔ＿ＥＮＧが、本発明２における機関温度パラメータおよび所定の作動温度に、それぞれ相当する。

以上のように、上述した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様、エンジン水温ＴＷが目標温度Ｔ＿ＦＡＮよりも高いときに、冷却ファン１５を作動させるとともに、この目標温度Ｔ＿ＦＡＮが、気体燃料の供給中において、液体燃料の供給中よりも高い値に設定される。したがって、気体燃料の供給中および液体燃料の供給中のいずれにおいても、エンジン３を過不足なく冷却でき、それにより、燃費の向上とノッキングの防止の双方を達成することができる。

また、液体燃料への供給燃料の切換が要求されたときに検出されたエンジン水温ＴＷが高いほど、禁止時間ＴＧＮＴがより大きな値に算出される（ステップ４３）とともに、この切換要求時から、算出された禁止時間ＴＧＮＴが経過するまで（ステップ４６の答がＹＥＳになるまで）、液体燃料への切換が禁止される（ステップ７）。この場合、この禁止時間ＴＧＮＴが、エンジン水温ＴＷが第１目標温度ＴＧＯＢＪに低下するのに必要な時間に設定されているので、上記の液体燃料への供給燃料の切換禁止中、第１実施形態と同様、エンジン水温ＴＷが第１目標温度ＴＧＯＢＪに設定された目標温度Ｔ＿ＦＡＮよりも高くなり、それにより、ステップ２５の答がＮＯ（ＴＷ＞Ｔ＿ＦＡＮ）になる結果、冷却ファン１５を作動させ、エンジン３が冷却される。そして、液体燃料への供給燃料の切換要求時から禁止時間ＴＧＮＴが経過すると（ステップ４６：ＹＥＳ）、供給燃料が液体燃料に切り換えられる（ステップ５）。以上により、液体燃料への供給燃料の切換禁止が不要に長時間、行われることがなくなるとともに、液体燃料への供給燃料の切換に伴ってノッキングが発生するのを防止することができる。

また、第１実施形態と同様、液体燃料への供給燃料の切換禁止中に限り、Ｈｉモードによる冷却装置１１の制御を実行することによって、禁止中以外のときよりも、冷却ファン１５の回転数が高くなるように制御され、冷却装置１１による冷却度合が高められる。したがって、冷却ファン１５の消費エネルギを全体として抑えることができ、ひいては、エンジン３の良好な燃費を確保することができる。さらに、上記の禁止時間ＴＧＮＴが、Ｈｉモードによる冷却装置１１の制御に応じて設定されているので、液体燃料への供給燃料の切換に伴うノッキングの発生を防止しながら、この切換を早期に行うことができる。

なお、本発明は、説明した第１および第２実施形態（以下、総称して「実施形態」という）に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、冷却装置１１は、サーモスタット１７が機械式の開閉弁で構成されたタイプのものであるが、電磁弁で構成されたタイプのものでもよい。その場合には、前述したＯＦＦモード、ＬｏモードおよびＨｉモードによる冷却装置１１の制御を、次のように行ってもよい。すなわち、ＯＦＦモード中には、冷却ファン１５を停止することに加えて、サーモスタット１７を閉弁することによって、冷却装置１１によるエンジン３の冷却を停止し、Ｌｏモード中およびＨｉモード中には、サーモスタット１７を開弁し、冷却装置１１によるエンジン３の冷却を行う。また、冷却ファン１５を、Ｌｏモード中には停止させ、Ｈｉモード中には作動させる。あるいは、実施形態で述べたように、冷却ファン１５を、Ｌｏモード中に作動させるとともに、Ｈｉモード中に、Ｌｏモード中よりも高い回転数で作動させる。さらに、実施形態では、冷却装置１１は、冷却水を用いる水冷タイプであるが、冷却空気を用いる空冷タイプでもよい。

また、実施形態では、本発明における機関温度パラメータは、エンジン水温ＴＷであるが、内燃機関の温度を表すのであれば他の適当なパラメータ、例えば、吸気管４内の温度でもよく、あるいは、エンジン３の始動開始時からの経過時間などに応じて推定したエンジン３の燃焼室の温度でもよい。さらに、実施形態では、液体燃料はガソリンであるが、エタノールでもよく、また、気体燃料はＣＮＧであるが、ＬＰＧ(Liquefied petroleum gas )でもよい。また、実施形態では、液体燃料または気体燃料への供給燃料の設定を、ＦＳ・ＳＷ２１からの燃料選択信号に基づいて行っているが、エンジン３の運転状態などに基づいて行ってもよい。さらに、実施形態において、前記ステップ２５の判別で用いられる目標温度Ｔ＿ＥＮＧを所定のヒステリシス付きの値として設定してもよいことは、もちろんである。

また、実施形態では、エンジン３は、車両用の４サイクルタイプのものであるが、気体燃料および液体燃料が選択的に供給されることによって運転される内燃機関であれば、他の産業用の各種のエンジンでもよく、例えば、２サイクルエンジンや、クランクシャフトを鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンでもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（冷却制御手段、燃料判別手段、作動温度設定手段、
切換要求判定手段、燃料切換禁止手段、禁止時間設定手段）
３ エンジン
１５ 冷却ファン（冷却装置）
２１ ＦＳ・ＳＷ（切換要求判定手段）
２２ 水温センサ（機関温度パラメータ検出手段）
ＴＷ エンジン水温（機関温度パラメータ）
Ｔ＿ＥＮＧ 目標温度（所定の作動温度）
ＴＧＯＢＪ 第１目標温度（所定の切換温度）
ＴＮＧＴ 禁止時間

Claims (4)

1. 気体燃料および液体燃料が選択的に供給されることによって運転される内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関を冷却するための冷却装置と、
   前記内燃機関の温度を表す機関温度パラメータを検出する機関温度パラメータ検出手段と、
   当該検出された機関温度パラメータにより表される前記内燃機関の温度が所定の作動温度よりも高いときに、前記冷却装置を作動させる冷却制御手段と、
   気体燃料および液体燃料のいずれかが前記内燃機関に供給されているかを判別する燃料判別手段と、
   当該燃料判別手段によって気体燃料の供給中と判別されているときに、液体燃料の供給中と判別されているときよりも、前記作動温度を高い値に設定する作動温度設定手段と、
   前記内燃機関に供給される燃料を液体燃料に切り換える要求の有無を判定する切換要求判定手段と、
   当該切換要求判定手段により液体燃料への切換が要求されていると判定されたときに、その後、前記内燃機関のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されるまで、前記液体燃料への切換を禁止する燃料切換禁止手段と、を備え、
   前記冷却制御手段は、前記燃料切換禁止手段による前記液体燃料への切換の禁止中に、前記冷却装置を作動させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記冷却制御手段は、前記燃料切換禁止手段による前記液体燃料への切換の禁止中に、前記冷却装置を、当該冷却装置による前記内燃機関の冷却度合が前記禁止中以外のときよりも高くなるように制御することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記機関温度パラメータにより表される前記内燃機関の温度が所定の切換温度以下であるときに、前記内燃機関のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記切換要求判定手段により液体燃料への切換が要求されていると判定されたときに検出された機関温度パラメータに基づいて設定された禁止時間が経過したときに、前記内燃機関のノッキングの発生を防止することが可能であると判定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。

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