JPH0734915A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液体燃料とガス燃料間で燃料を切り換える際の
空燃比段差を抑制することができる液体燃料供給装置と
ガス燃料供給装置とを備えた内燃機関の燃料供給制御装
置を提供する。 【構成】ガソリン燃料からＣＮＧ燃料への燃料切換時
（Ｓ２）には、燃料カット弁45を開弁しＣＮＧ燃料の供
給を開始すると共に、燃料噴射弁15からのガソリン供給
停止時期をＴ₁ だけ遅らせるようにする（Ｓ３、Ｓ
４）。逆に、ＣＮＧ燃料からガソリン燃料への燃料切換
時（Ｓ６）には、燃料カット弁45を閉弁してＣＮＧ燃料
の供給を停止すると共に、燃料噴射弁15からのガソリン
供給開始時期をＴ₂ だけ遅らせるようにする（Ｓ７、Ｓ
８）。これにより、燃料切換時における空燃比段差を吸
収することができ、排気有害成分・燃費の悪化、更に出
力変動に伴う車両運転性等を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料供給装
置に関し、特に液体燃料を供給する液体燃料供給装置と
ガス燃料を供給するガス燃料供給装置とを備え、燃料を
切り換えて使用する内燃機関の燃料供給制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃料としては、主にガソリン
や軽油等が利用されているが、有害排気物質による汚染
や資源の枯渇等の諸問題に鑑み、近年代替燃料としてＣ
ＮＧ（圧縮天然ガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）等が注
目されている。そこで、例えば、液体燃料としてのガソ
リン燃料と、ガス燃料としてのＣＮＧ燃料を選択切り換
えして機関に供給することで、排気有害成分の排出低
減、ガソリン燃料消費の低減、更にはＣＮＧ燃料使用に
よる燃料費の削減等を図ると同時に、燃料性状の違いに
よる機関運転性の向上（ガス燃料による良好な混合気形
成の有効利用等）を図るようにした内燃機関の燃料供給
装置が種々考えられている。かかる内燃機関の燃料供給
装置にあっては、液体燃料としてのガソリン燃料を吸気
ポートに設けた燃料噴射弁から噴射供給する液体燃料供
給装置と、ガス燃料としてのＣＮＧ燃料を吸気通路の吸
気絞り弁上流側に設けたミキサを介して吸入空気に混合
させるガス燃料供給装置とを備え、燃料の切換を、前記
燃料噴射弁の作動・停止切り換え、及び前記ミキサの上
流側ガス燃料供給通路に介装される燃料カット弁の開閉
切り換えにより行うものが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の燃料供給装置にあっては、燃料供
給方式の違い或いは燃料種の違い、及び制御系の応答遅
れ等により、ガス燃料と液体燃料との間の燃料切換に際
して、燃料供給量の変動、すなわち空燃比段差が生じる
という問題があった。

【０００４】詳細に説明すれば、図11に示すように、液
体燃料からガス燃料への燃料切換時において、実線で示
した液体燃料にあっては、燃料噴射弁を作動停止（閉
弁）させても制御応答遅れ等により、液体燃料が暫くの
間減衰しながら供給されることとなり、図中Ａのような
曲線を描きながら燃料の供給が停止する。その一方、ガ
ス燃料にあっては、前記燃料カット弁と前記ミキサ間、
及び前記ミキサと機関燃焼室との間の燃料供給系内等に
十分な量のガス燃料が充填されていないため、ガス燃料
を機関に供給開始するまでに時間遅れ（図中Ｔ₁ ）が生
じ、その後図中Ｂのような曲線を描きながら、要求燃料
供給量に達する。

【０００５】また、ガス燃料から液体燃料への燃料切換
時には、ガス燃料にあっては、ガス燃料供給通路を遮断
する燃料カット弁を閉弁しても、該燃料カット弁と前記
ミキサ間の燃料供給系内（当該燃料供給系内の容積は、
過渡時におけるガス燃料供給量の変化に対して、良好に
追従できるように比較的大きくしているのが一般的であ
る）、及び前記ミキサと機関燃焼室との間の燃料供給系
内に残存するガス燃料が、暫くの間定常的に機関に供給
され続けることとなり（図中Ｔ₂ ）、その後図中Ｃのよ
うな曲線を描きながら燃料供給量は減衰して機関へのガ
ス燃料の実質的な供給が停止される。また、液体燃料に
あっては、制御応答遅れが存在するため、図中Ｄのよう
な曲線を描きながら要求燃料供給量に達する。

【０００６】つまり、従来の装置においては、このよう
な燃料切換時における要求燃料供給量と実際の燃料供給
量との間に段差が生じる点が考慮されていないため、燃
料切換時に空燃比段差が生じ、排気有害成分・燃費の悪
化、更に出力変動に伴う車両運転性等が損なわれている
のが実情である。本発明は、このような従来の実情に鑑
みてなされたもので、液体燃料供給装置とガス燃料供給
装置とを備えた内燃機関において、液体燃料とガス燃料
間で燃料を切り換える際の空燃比段差の発生を抑制し
て、切換時の燃費、排気性能、車両運転性を良好に維持
することができる内燃機関の燃料供給制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る内燃機関の燃料供給制御装置は、図１に示すように、
液体燃料を供給する液体燃料供給系と、ガス燃料を供給
するガス燃料供給系と、前記２つの燃料供給系の作動を
切り換えて、供給する燃料種を切り換える燃料切換手段
と、を備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、液
体燃料からガス燃料への燃料切換時には、液体燃料供給
系の燃料供給停止時期を、ガス燃料供給系の燃料供給開
始時期より所定時間遅らせると共に、ガス燃料から液体
燃料への燃料切換時には、液体燃料供給系の燃料供給開
始時期を、ガス燃料供給系の燃料供給停止時期より所定
時間遅らせるように設定する液体燃料供給開始・停止時
期設定手段を含んで構成した。

【０００８】前記ガス燃料供給系を、ガス燃料供給通路
を開閉してガス燃料の供給開始或いは供給停止をする開
閉手段を含んで構成し、前記液体燃料からガス燃料への
燃料切換時における前記液体燃料供給装置の燃料供給停
止時期の遅延時間と、前記ガス燃料から液体燃料への燃
料切換時における前記液体燃料供給装置の燃料供給開始
時期の遅延時間とが、少なくとも当該切換時の運転条件
における要求燃料供給量と、前記開閉手段下流側のガス
燃料供給系の容積と、により定められた定数として設定
されるのが好ましい。

【０００９】また、前記液体燃料からガス燃料への燃料
切換時における液体燃料供給停止時期の遅延時間は、前
記ガス燃料から液体燃料への燃料切換時における液体燃
料供給開始時期の遅延時間より、小さく設定されるのが
好ましい。そして、前記液体燃料からガス燃料への燃料
切換時における液体燃料供給停止時期の遅延時間と、前
記ガス燃料から液体燃料への燃料切換時における液体燃
料供給開始時期の遅延時間とが、単位時間当たりの機関
の要求燃料供給量の増大に伴って減少するように設定さ
れるのが好ましい。

【００１０】さらに、図２に示すように、液体燃料から
ガス燃料への燃料切換時における液体燃料供給停止、ま
たはガス燃料から液体燃料への燃料切換時における液体
燃料開始に伴い、液体燃料供給系における燃料供給量の
応答遅れに基づいて燃料供給量を補正する燃料供給量補
正手段を備えて構成するのが好ましい。なお、図３に示
すように、機関の運転状態を検出する手段を備え、前記
燃料切換手段が、機関運転状態に応じて当該内燃機関に
供給する燃料を液体燃料或いはガス燃料に切り換えるよ
うに構成しても構わない。

【００１１】

【作用】以上の構成によれば、液体燃料供給開始・停止
時期設定手段により、液体燃料からガス燃料への燃料切
換時には、液体燃料供給停止時期を、ガス燃料供給開始
時期より所定時間遅らせると共に、ガス燃料から液体燃
料への燃料切換時には、液体燃料供給開始時期を、ガス
燃料供給停止時期より所定時間遅らせる。これにより、
液体燃料からガス燃料に切り換える際の、例えば制御応
答遅れ時間、及びガス燃料が燃料供給系内に十分に充填
されるまでの時間等、そして液体燃料からガス燃料への
燃料切り換える際の、制御応答遅れ時間、及び燃料供給
系内に残存するガス燃料が機関に吸入され尽くすまでの
時間等に伴う空燃比変動の発生を抑制することができ
る。

【００１２】なお、液体燃料からガス燃料への燃料切換
時における液体燃料供給停止時期の遅延時間を、ガス燃
料から液体燃料への燃料切換時における液体燃料供給開
始時期の遅延時間より、小さく設定するようにすれば、
切換方向の違いにより生じるガス燃料供給圧力の有無が
前記各時間差に与える影響を吸収することができる。こ
れにより、より良好に前記空燃比変動が抑制される。

【００１３】そして、前記液体燃料からガス燃料への燃
料切換時における液体燃料供給停止時期の遅延時間と、
前記ガス燃料から液体燃料への燃料切換時における液体
燃料供給開始時期の遅延時間とを、単位時間当たりの機
関の要求燃料供給量の増大に応じて減少するように設定
すれば、前記要求燃料供給量の増大に伴い減少する傾向
にあるガス燃料の供給開始・停止遅れ時間に精度良く対
応することができ、より高精度に燃料切換時の空燃比変
動を抑制することができる。

【００１４】さらに、供給燃料量補正手段を備えること
により、例えば、ガス燃料から液体燃料への燃料切換時
において、機関に供給する燃料量を増量補正して、液体
燃料が吸気通路内に付着して壁流燃料が形成されるため
に機関に吸入される燃料が当該壁流燃料量分少なくなる
ことを防止し、また液体燃料からガス燃料への燃料切換
時において、機関に供給する燃料量を減量補正して、前
記壁流燃料が蒸発するために機関に吸入される燃料が当
該壁流燃料量分多くなることを防止するようにすれば、
燃料切換に伴う液体燃料の供給量の応答遅れを考慮する
ことができ、更に高精度に燃料切換時の空燃比変動を抑
制することができる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付の図面に基づい
て説明する。第１の実施例の構成を示す図４において、
機関11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑ_air を検出する
エアフローメータ13、及びアクセルペダルと連動して、
吸入空気流量Ｑ_air を制御する絞り弁14が設けられ、下
流の気筒毎に分岐された吸気ポートには夫々液体燃料と
してのガソリン燃料を噴射供給する電磁式の燃料噴射弁
15が設けられる。

【００１６】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット50からの噴射パルス信号
によって開閉駆動され、所定量のガソリン燃料を前記吸
気ポート内に噴射供給する。ガソリン燃料は、図示しな
い燃料タンクに内装される燃料ポンプから圧送されて、
前記各燃料噴射弁15に供給されるようになっている。さ
らに、機関11の冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗを検
出する水温センサ16が設けられると共に、排気通路17の
排気中酸素濃度を検出することによって吸入混合気の空
燃比を検出する空燃比センサ18が設けられ、さらに下流
側には排気中のＣＯ、ＨＣの酸化とＮＯ_X の還元を行っ
て浄化する三元触媒19が設けられると共に、絞り弁14の
開度を検出するスロットルセンサ15が付設されている。

【００１７】また、図２において図示しないディストリ
ビュータには、クランク角センサ20が内蔵されており、
該クランク角センサ20から機関回転と同期して出力され
るクランク単位角信号を一定時間カウントして、また
は、クランク基準角信号の周期を計測して機関回転速度
Ｎを検出する。即ち、エアフローメータ13、スロットル
センサ15、水温センサ16及びクランク角センサ20により
機関運転状態検出手段が構成される。

【００１８】さらに、当該機関11は、ガス燃料としての
ＣＮＧ燃料を供給するＣＮＧ燃料供給装置41を備えてい
る。即ち、ＣＮＧ燃料はＣＮＧ燃料タンク42に高圧（例
えば、略２００kg/cm²）で貯蔵され、ガス燃料供給通路
47に介装される緊急遮断弁43、燃料カット弁45を夫々開
弁することによって、多段減圧弁46にＣＮＧ燃料が導入
される。当該ＣＮＧの供給圧力は、圧力センサ44により
検知され、該圧力センサ44からの出力信号はコントロー
ルユニット50に送られＣＮＧ燃料供給制御等に使用され
る。また、前記緊急遮断弁43は、万一ＣＮＧ燃料タンク
42からの供給圧力が所定圧力以上となったときに当該Ｃ
ＮＧ燃料を遮断して、これにより機関11の損傷を防止す
るようになっている。

【００１９】ところで、燃料の切り変えは、コントロー
ルユニット50からの信号に基づき前記燃料カット弁45が
開閉されることで、行なわれるようになっている。な
お、前記燃料カット弁45は、図に示した通りに、ガソリ
ン燃料運転時にＣＮＧ燃料タンクの高圧ガスが多段減圧
弁46に常時作用しないように、該多段減圧弁46の上流側
に配設され、多段減圧弁46の長寿命化が図られている。
このため、前記燃料カット弁45からミキサ48までの燃料
供給系内の容積は比較的大きなものとなり、このことも
燃料切換時における応答遅れの発生原因の一つとなって
いる。

【００２０】本実施例では、前記多段減圧弁46の圧力段
を、例えば３段とし、1 段目を５０kg/cm²、２段目を１
０kg/cm²、３段目を0.3 kg/cm²とし、該３段目の0.3 kg
/cm²に減圧されたＣＮＧ燃料をスロットル弁14の上流に
設けられたミキサ48に供給するようになっている。な
お、前記ガス燃料供給通路47を一旦二股に分岐し再び合
流させる分岐通路47ａと分岐通路47ｂとがミキサ48内に
設けられ、分岐通路47ａには、当該分岐通路の通路面積
を調節しておくことで機関11の吸気負圧に応じたＣＮＧ
燃料の基本的な供給量の設定を行う調整スクリュー48ａ
が介装されると共に、他方の分岐通路47ｂにはコントロ
ールユニット50からの駆動パルス信号に応じて開閉駆動
されるデューティ制御バルブ48ｂが介装され、該デュー
ティ制御バルブ48ａを所定パルス幅で開閉駆動すること
により、基本噴射量の一部を負担すると共に各種補正や
運転条件に応じたＣＮＧ燃料量が供給され、最終的な供
給量に調量されて機関11に供給されるようになってい
る。

【００２１】ところで、コントロールユニット50では、
概略以下のようにして燃料供給量が決定される。すなわ
ち、ガソリン燃料供給時にあっては、エアフローメータ
13により吸入空気流量Ｑ_air を検出し、クランク角セン
サ20からの検出信号により機関回転速度Ｎを検出し、基
本燃料供給量Ｔｐ（＝ｋ×Ｑ_air ／Ｎ，ｋは定数）が演
算される。そして、水温補正係数Ｋｗが、水温センサ16
からの信号に基づいて予めコントロールユニット50に記
憶されているマップを参照することで決定される。ま
た、負荷補正係数Ｋ_MRが、スロットルセンサ15からの信
号及び機関回転速度Ｎに基づいて、同様にして決定され
る。さらに、過渡運転時等に応じた各種補正係数が決定
される。但し、ガソリン燃料供給時には、ＣＮＧ燃料供
給圧力・供給温度に応じた補正は含まれない。また、空
燃比センサ18により排気中酸素濃度を検出することによ
り、吸入混合気の空燃比を検出し、別ルーチンにより当
該検出空燃比に基づいて設定されるフィードバック補正
係数DeltaA/Fを読込む。

【００２２】これにより、最終的な燃料供給量Ｔｉは、
以下の式に従って演算される。 Ｔｉ＝基本燃料供給量Ｔｐ＋補正燃料供給量Ｔｐ’〔＝
Ｔｐ×（１＋Ｋｗ＋Ｋ_MR＋・・・・・）×DeltaA/F＋Ｔ
ｓ（Ｔｓは燃料噴射弁15の電圧補正分）〕 かかる最終的に決定された燃料供給量Ｔｉに応じた噴射
パルス信号が、コントロールユニット50から燃料噴射弁
15に送られ、機関11にガソリン燃料が噴射供給される。

【００２３】一方、ＣＮＧ燃料供給時にあっては、前記
調整スクリュー48ａとデューティ制御バルブ48ａとによ
り前記Ｔｐを供給するが、該Ｔｐは上記演算で求めても
よいし、予め運転状態に応じてコントロールユニット50
によるマップ検索により決定してもよい。そして、補正
燃料供給量Ｔｐ’は、補正燃料供給量Ｔｐ’に応じた噴
射パルス信号により、前記デューティ制御バルブ48ａを
開閉駆動することで供給され、最終的な燃料供給量Ｔｉ
が供給される。なお、当該補正燃料供給量Ｔｐ’には、
圧力センサ44及び図示しないＣＮＧ燃料温度センサから
の信号に基づいて検出されるＣＮＧ燃料供給圧力・供給
温度に応じた補正分も含まれる。

【００２４】また、機関11の各燃焼室に臨んで設けられ
る点火栓21には、コントロールユニット50に予め記憶さ
れている点火マップに基づいて点火信号が送られ、該信
号に応じて燃焼室内に供給された燃料への点火が行われ
る。以上のような構成を有する燃料供給制御装置におい
て、コントロールユニット50が行う、本発明にかかる燃
料切換時の燃料供給制御について、図５に示すフローチ
ャートを参照しつつ説明する。

【００２５】ステップ１（図ではＳ１と記してある。以
下、同様）では、ＣＮＧ燃料で運転（ＣＮＧ燃料供給制
御）すべきか、ガソリン燃料で運転（ガソリン燃料供給
制御）すべきかの切換判断を行う。かかる判断は、コン
トロールユニット50において、例えば図10に示すような
運転領域毎に行う。例えば、低温領域においては、ＣＮ
Ｇ燃料の方がガソリン燃料に較べて気化が良好であるた
め、ＣＮＧ燃料を供給して始動性能・排気性能の良化を
図る。そして、再始動時、及び水温が所定温度（一般的
には50〜60℃）まで上昇する暖機運転中は、ＣＮＧ燃料
供給制御を継続し、暖機終了後も低・中負荷領域での市
街地走行等においては、燃費向上と排気性能向上のため
に、空燃比フィードバック制御を行いつつＣＮＧ燃料供
給制御による運転を行う。そして、高回転高出力時にＣ
ＮＧ燃料供給制御を継続した場合に、気体燃料が吸気系
内で拡散し、空気吸入の体積効率が低下して出力低下に
陥る惧れがあるので、ＣＮＧ燃料供給制御からガソリン
供給制御に切り換えて、高出力化を図るように設定され
ている。

【００２６】なお、出力が高いか否かに関しては、例え
ばエアフローメータ13により吸入空気流量Ｑ_air を検出
し、クランク角センサ20からの検出信号により機関回転
速度Ｎを検出し、基本燃料量Ｔｐを演算することで求め
ることもできるし、スロットルセンサ15からの信号に基
づいてスロットル弁14が全開或いは全開付近であるか否
かを判断してもよい。また、排気の低減化を行う必要が
あるか否かに関しては、触媒19が活性化温度に至ってい
ないこと、或いは水温センサ16からの信号に基づいて判
断される。また、燃費の向上（燃料経済性向上）を図る
か否かに関しては、圧力センサ44によりＣＮＧ燃料の残
圧を確認し、ＣＮＧ燃料が残存していることが確認され
るとＣＮＧ燃料を供給するようにして行われる。

【００２７】また、スロットルセンサ15からの信号に基
づいてスロットル開度の変化率を検出することで加速運
転状態を検出し、加速状態に応じてガソリン燃料供給制
御に切り換えて良好な加速性を得るようにしてもよい。
また、運転者が手動操作により選択切り換えするように
しても勿論構わない。前記燃料供給制御においては、勿
論ガソリン残存量、ＣＮＧ燃料残存量を検出して、要求
する燃料での運転が可能であることが前提とされるのは
勿論である。

【００２８】ここにおいて、当該ステップ１が、燃料切
換手段を構成する。このように、ステップ１において、
ガソリン燃料供給制御からＣＮＧ燃料供給制御への切換
条件が成立したと判断されると、ステップ２へ進み、Ｃ
ＮＧ燃料供給制御からガソリン燃料供給制御への切換条
件が成立したと判断されるとステップ６へ進む。

【００２９】ここで、ＣＮＧ燃料の燃料供給制御（ステ
ップ２〜ステップ５）について説明する。ステップ２で
は、ＣＮＧ燃料での運転に切り換えるべく、燃料カット
弁45を開弁しデューティ制御弁48ａを開閉駆動を開始し
てＣＮＧ燃料の供給を開始すると共に、コントロールユ
ニット50の内蔵タイマによりカウントアップを開始す
る。そして、クランク角センサ20の信号に基づき演算さ
れる機関回転速度Ｎと、機関負荷（スロットル弁開度或
いは基本燃料供給量Ｔｐ等）とに基づいて、即ち図６に
示すようなマップに基づいて、コントロールユニット50
内に予め記憶されている燃料噴射弁15の噴射停止までの
オーバーラップ時間Ｔ₁ （図８参照）をテーブルルック
して求める。当該オーバーラップ時間Ｔ₁ は、前述した
ような液体燃料からガス燃料に切り換える際の制御応答
遅れ時間（壁流の消滅時間等も含む）、ガス燃料におけ
る前記燃料カット弁45と前記ミキサ48間、及び前記ミキ
48と機関11の燃焼室間の燃料供給系内に十分な量のガス
燃料が充填されるまでの時間等を考慮して設定されたも
のである。

【００３０】ステップ３では、カウントアップされた時
間が前記オーバーラップ時間Ｔ₁ に達したか否かを判断
する。達していなければ、ステップ４へ進み、ガソリン
燃料の噴射が継続され、ステップ３へ戻る。一方、達し
たと判断されると、ステップ５へ進む。ステップ５で
は、コントロールユニット50から燃料噴射弁15に停止信
号が送られ、ガソリン燃料の噴射が遮断される。これに
より、前述した空燃比段差が吸収されて、常に空燃比を
目標値に制御することができる。

【００３１】その後、本フローを終了する。なお、ステ
ップ１において、ＣＮＧ燃料からガソリン燃料への切換
条件が成立したと判断されると、ステップ６へ進み、ガ
ソリン燃料の供給制御（ステップ６〜ステップ９）が行
われる。ステップ６では、ＣＮＧ燃料供給系の燃料カッ
ト弁45を閉弁しデューティ制御弁48ａの作動を停止する
と共に、コントロールユニット50の内蔵タイマによりカ
ウントアップを開始する。そして、クランク角センサ20
の信号に基づき演算される機関回転速度Ｎと、機関負荷
（スロットル弁開度或いは基本燃料供給量Ｔｐ等）とに
基づいて、即ち図７に示すようなマップに基づいて、コ
ントロールユニット50内に予め記憶されている燃料噴射
弁15の噴射開始までのディレイ時間Ｔ₂ （図８参照）を
テーブルルックして求める。当該ディレイ時間Ｔ₂ は、
前述したようなガス燃料から液体燃料に切り換える際の
該燃料カット弁45と前記ミキサ48間、及び前記ミキサ48
と機関11の燃焼室間の燃料供給系内に残存するガス燃料
が暫くの間機関11に供給され続ける時間や、液体燃料が
壁流を形成する時間と制御応答遅れ時間等を考慮して設
定されたものである。

【００３２】ステップ７では、カウントアップされた時
間が前記ディレイ時間Ｔ₂ に達したか否かを判断する。
達していなければ、ステップ８へ進み、ガソリン燃料の
噴射停止は維持され、ステップ７へ戻る。一方、達した
と判断されると、ステップ９へ進む。ステップ９では、
コントロールユニット50から燃料噴射弁15に駆動パルス
信号が送られ、ガソリン燃料の噴射が開始される。これ
により、前述した空燃比段差が吸収されて、常に空燃比
を目標値に制御することができる。

【００３３】その後、本フローを終了する。なお、前記
ステップ２〜ステップ５、及びステップ６〜ステップ９
が液体燃料供給開始・停止時期設定手段を構成する。以
上のように、本実施例によれば、図８に示すように、コ
ントロールユニット50に予め記憶してある燃料切換時の
オーバーラップ時間Ｔ₁ 或いはディレイ時間Ｔ₂ に基づ
いて、ガソリン燃料の噴射開始時期を補正するようにな
したので、複雑な構成の制御系やアクチュエータ等を必
要としない簡単な構成により、燃料切換時においても良
好に目標空燃比に維持することができるので、低コスト
で、排気性能、燃費の悪化、出力変動等を抑制すること
ができる。

【００３４】なお、前記オーバーラップ時間Ｔ₁ 及びデ
ィレイ時間Ｔ₂ は、燃料カット弁45とミキサ48間及びミ
キサ48と機関燃焼室間の燃料供給通路内容積内の残留ガ
ス量と、機関要求燃料供給量との関係で決定できるもの
である。さらに、前記オーバーラップ時間Ｔ₁ は、ディ
レイ時間Ｔ₂ より小さく設定することができる。かかる
オーバーラップ時間Ｔ₁ は、ガソリン燃料からＣＮＧ燃
料への切り換えであるので、前記燃料カット弁45は開弁
された状態となり、このためガス燃料供給圧力が排圧と
して作用するので、前記ディレイ時間Ｔ₂ （この場合
は、前記燃料カット弁45が閉弁された状態であるのでガ
ス燃料供給圧力が排圧として作用しない）に較べ、立ち
上がり開始時間が短くなるからである。そして、図６及
び図７に示したように、前記オーバーラップ時間Ｔ₁ 及
びディレイ時間Ｔ₂ は、機関負荷（要求燃料供給量）或
いは機関回転速度に対して略反比例するように設定する
ことができる。

【００３５】つづいて、第２の実施例について説明す
る。第２の実施例は、図２に示す第１の実施例と同様の
構成であり、またコントロールユニット50が行う燃料供
給制御に関しても、ステップ３、ステップ５及びステッ
プ９のみが異なるので、かかる相違点について、図９を
参照して説明することとする。

【００３６】かかる第２の実施例では、第１の実施例に
おいて燃料噴射弁15の噴射開始時期、或いは噴射停止時
期を補正して時間に対する補正のみを行ったのに対し、
燃料切換時における燃料噴射弁15からの噴射燃料量につ
いても補正を行うようにしている。ステップ３では、第
１の実施例におけるオーバーラップ時間Ｔ₁ より短く設
定する（図では、Ｔ₁ ’で示す）。

【００３７】そして、ステップ５では、ガソリン燃料の
噴射を、壁流燃料の減衰特性に応じて徐々に噴射量を減
量しながら停止させるようにする。これにより、以下の
ように作用する。つまり、ガソリン燃料供給制御からＣ
ＮＧ燃料供給制御に切り換える際に、ガソリン燃料の噴
射を停止しても、実際には切り換え後、前述の壁流分が
蒸発して機関11に供給され、ガス燃料供給量に上乗せさ
れたかたちで吸入される。したがって、第１の実施例の
ようにガソリン噴射の停止時期のみを変更するのみで
は、現実に機関11に供給される燃料量自体が前記壁流分
だけ多くなるので、第２の実施例では、壁流の蒸発に見
合った燃料量を差し引きながら燃料噴射を停止するよう
にする。よって、第２の実施例では、第１の実施例に較
べ、より精度良く空燃比を制御することが可能となる。

【００３８】一方、ステップ９において、図９に示すよ
うに、ガソリン燃料の噴射を開始する際に、オーバーラ
ップ時間Ｔ₁ はそのままに、壁流が形成される分の燃料
量分だけ多く燃料を噴射するように制御する。つまり、
ガス燃料供給装置から液体燃料供給装置に切り換える際
に、第１の実施例のようにガソリン噴射の開始時期のみ
を変更するのみでは、壁流が形成されるまでは、現実に
機関11に供給される燃料量自体が当該壁流分だけ少なく
なる。したがって、第２の実施例では、壁流の形成に見
合った燃料を増量しつつ燃料噴射するようにする。これ
により、第１の実施例に較べ、より精度の高い空燃比制
御が可能となる。

【００３９】ここにおいて、第２の実施例におけるステ
ップ５、ステップ９が、壁流燃料量補正手段を構成す
る。このように、第２の実施例によれば、コントロール
ユニット50に予め記憶してある燃料切換時のオーバーラ
ップ時間Ｔ₁ 或いはディレイ時間Ｔ₂ に基づいて、ガソ
リン燃料の噴射開始時期を補正し、なおかつ液体燃料の
噴射供給に伴い発生する壁流燃料量をも考慮してガソリ
ン燃料の噴射供給を開始・停止するようになしたので、
燃料切換時において、第１の実施例に較べ、より精度よ
く空燃比を制御することができるので、排気性能、燃
費、出力変動等をより良好に維持することができる。

【００４０】なお、第２の実施例では、燃料噴射弁15側
の噴射量を制御するようになしたが、勿論燃料噴射弁15
側を固定し、ガス燃料供給装置側の供給量を制御するよ
うにすることもできる。また、前記各実施例では、ガス
燃料をミキサ48を介して供給する方式の装置について説
明したが、勿論ガス燃料を噴射供給する装置を採用した
場合にも適用できることは自明である。また、燃料噴射
弁15を各気筒に設けて構成したが、これに限るものでも
ない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成により、液体燃料とガス燃料とを切り換える
際の空燃比段差を吸収することができるので、常に機関
運転状態を目標空燃比に良好に維持することができるた
め、該燃料切換に伴う排気性能、燃費の悪化、及び出力
変動を抑制することができ、延いては車両運転性能の改
善を図ることができる。

【００４２】なお、液体燃料からガス燃料への燃料切換
時における前記液体燃料供給装置の燃料供給停止時期の
遅延時間を、ガス燃料から液体燃料への燃料切換時にお
ける液体燃料供給開始時期の遅延時間より、小さく設定
するようにすれば、切換方向の違いにより生じるガス燃
料供給圧力の有無が前記各時間差に与える影響を吸収す
ることができ、より良好に燃料切換に伴う空燃比変動を
抑制することができる。

【００４３】そして、前記液体燃料からガス燃料への燃
料切換時における液体燃料供給停止時期の遅延時間と、
前記ガス燃料から液体燃料への燃料切換時における液体
燃料供給開始時期の遅延時間とを、機関の要求燃料供給
量、または機関回転速度に略反比例して設定すれば、要
求燃料供給量または機関回転速度の増大に伴い減少する
ガス燃料の供給開始・停止遅れ時間を考慮することがで
き、より高精度に燃料切換時の空燃比変動を抑制するこ
とができる。

【００４４】さらに、供給燃料量補正手段を備えれば、
液体燃料の供給量の応答遅れをも考慮することができ、
例えば、ガス燃料から液体燃料への燃料切換時におい
て、機関に供給する燃料量を増量補正して、液体燃料が
吸気通路内に付着して壁流燃料が形成されるために機関
に吸入される燃料が当該壁流燃料量分少なくなることを
防止し、また液体燃料からガス燃料への燃料切換時にお
いて、機関に供給する燃料量を減量補正して、前記壁流
燃料が蒸発するために機関に吸入される燃料が当該壁流
燃料量分多くなることを防止することができるので、更
に高精度に燃料切換時の空燃比変動を抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１にかかる構成を示すブロック
図

【図２】本発明の請求項５にかかる構成を示すブロック
図

【図３】本発明の請求項６にかかる構成を示すブロック
図

【図４】本発明の第１の実施例の構成を示すシステム構
成図

【図５】同上実施例におけるコントロールユニットによ
り行われる制御内容を示すフローチャート

【図６】同上実施例におけるオーバーラップ時間Ｔ₁ の
検索マップの一例

【図７】同上実施例におけるディレイ時間Ｔ₂ の検索マ
ップの一例

【図８】同上実施例におけるコントロールユニットが行
う制御内容を示すタイムチャート

【図９】本発明の第２の実施例にかかるコントロールユ
ニットが行う制御内容を示すタイムチャート

【図１０】本発明にかかる燃料切換条件の一例を示す図

【図１１】従来例における燃料切換時の空燃比変動を示
すタイムチャート

【符号の説明】

11 機関 12 吸気通路 13 エアフローメータ 15 燃料噴射弁 16 水温センサ 18 空燃比センサ 20 クランク角センサ 41 ＣＮＧ燃料供給装置 42 ＣＮＧ燃料タンク 43 緊急遮断弁 44 圧力センサ 45 燃料カット弁 46 多段減圧弁 47 ガス燃料供給通路 48 ミキサ 50 コントロールユニット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体燃料を供給する液体燃料供給系と、 ガス燃料を供給するガス燃料供給系と、 前記２つの燃料供給系の作動を切り換えて、供給する燃
   料種を切り換える燃料切換手段と、 を備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、 液体燃料からガス燃料への燃料切換時には、液体燃料供
   給系の燃料供給停止時期を、ガス燃料供給系の燃料供給
   開始時期より所定時間遅らせると共に、ガス燃料から液
   体燃料への燃料切換時には、液体燃料供給系の燃料供給
   開始時期を、ガス燃料供給系の燃料供給停止時期より所
   定時間遅らせるように設定する液体燃料供給開始・停止
   時期設定手段を含んで構成したことを特徴とする内燃機
   関の燃料供給制御装置。
2. 【請求項２】前記ガス燃料供給系が、 ガス燃料供給通路を開閉してガス燃料の供給開始或いは
   供給停止をする開閉手段を含んで構成され、 前記液体燃料からガス燃料への燃料切換時における前記
   液体燃料供給系の燃料供給停止時期の遅延時間と、 前記ガス燃料から液体燃料への燃料切換時における前記
   液体燃料供給系の燃料供給開始時期の遅延時間とが、 少なくとも当該切換時の運転条件における要求燃料供給
   量と、前記開閉手段下流側のガス燃料供給系の容積と、
   により定められた定数として設定されることを特徴とす
   る請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
3. 【請求項３】前記液体燃料からガス燃料への燃料切換時
   における液体燃料供給停止時期の遅延時間が、 前記ガス燃料から液体燃料への燃料切換時における液体
   燃料供給開始時期の遅延時間より、 小さく設定されることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
4. 【請求項４】前記液体燃料からガス燃料への燃料切換時
   における液体燃料供給停止時期の遅延時間と、 前記ガス燃料から液体燃料への燃料切換時における液体
   燃料供給開始時期の遅延時間とが、 単位時間当たりの機関の要求燃料供給量の増大に応じて
   減少するように設定されたことを特徴とする請求項１〜
   請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給制
   御装置。
5. 【請求項５】液体燃料からガス燃料への燃料切換時にお
   ける液体燃料供給停止、またはガス燃料から液体燃料へ
   の燃料切換時における液体燃料開始に伴い、 液体燃料供給系における燃料供給量の応答遅れに基づい
   て燃料供給量を補正する燃料供給量補正手段を備えて構
   成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか
   １つに記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
6. 【請求項６】機関の運転状態を検出する手段を備え、 前記燃料切換手段が、機関運転状態に応じて当該内燃機
   関に供給する燃料を液体燃料或いはガス燃料に切り換え
   ることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つ
   に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。