WO2012137351A1 - 多種燃料内燃機関の制御システム - Google Patents

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Definitions

  • an air cleaner 21, an air flow meter 22, and a throttle valve 23 are installed in order from the upstream side along the flow of fresh air.
  • the air flow meter 22 detects the intake air amount of the internal combustion engine 1.
  • the throttle valve 23 controls the intake air amount of the internal combustion engine 1 by changing the cross-sectional area of the intake passage in a direction perpendicular to the intake air flow direction.
  • An exhaust purification device 24 is installed in the exhaust passage 19.
  • the exhaust purification device 24 includes an exhaust purification catalyst such as an oxidation catalyst or a storage reduction type NOx catalyst, a particulate filter that collects particulate matter in the exhaust, and the like.
  • the internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 20.
  • ECU electronice control unit
  • An air flow meter 22 and pressure sensors 26 and 27 are electrically connected to the ECU 20.
  • a crank angle sensor 28 and an accelerator opening sensor 29 are electrically connected to the ECU 20.
  • the ECU 20 is electrically connected to the light oil injector 8, the CNG injector 9, the pump 14, the regulator 17, the throttle valve 23, the variable compression ratio mechanism 30, and the intake side VVT 34. These devices are controlled by the ECU 20.
  • step S104 the required HC emission amount D_HC is calculated based on the engine load Qe of the internal combustion engine 1 and the engine speed Ne.
  • the required HC emission amount D_HC is a required value of the HC emission amount from the internal combustion engine 1.
  • the relationship between the engine load Qe and engine speed Ne of the internal combustion engine 1 and the required HC emission amount D_HC is determined in advance based on experiments and the like, and is stored in the ECU 20 as a map as shown in FIG.
  • the vertical axis represents the engine load Qe
  • the horizontal axis represents the engine rotational speed Ne.
  • the required HC emission amount D_HC increases as the engine load Qe decreases and as the engine speed Ne decreases. This is because the lower the engine load Qe and the lower the engine rotation speed Ne, the more difficult the combustion in the cylinder 2 is, so the amount of HC emissions from the internal combustion engine 1 is likely to increase.
  • the required HC emission amount D_HC is calculated using the map.
  • the relationship between the engine load Qe, the engine speed Ne, the required CNG mixing ratio R_CNG, the required HC discharge amount D_HC, and the required compression ratio D_ ⁇ may be stored in the ECU 20 as a function.
  • the required compression ratio D_ ⁇ is calculated using the function.
  • step S204 If an affirmative determination is made in step S204, then in step S205, the first HC emission amount map is selected as a map used for calculating the required HC emission amount D_HC.
  • step S104 the required HC emission amount D_HC is calculated using the first HC emission amount map.
  • step S206 the second HC emission amount map is selected as a map used for calculating the required HC emission amount D_HC. Then, in step S104, the required HC emission amount D_HC is calculated using the second HC emission amount map.

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Abstract

　本発明は、圧縮着火することが可能な液体燃料とメタンを主成分とするガス燃料とを混合燃焼させることが可能な圧縮着火式の多種燃料内燃機関において、ＨＣの排出量の過剰な増加を抑制することを目的とする。本発明では、多種燃料内燃機関の運転状態に基づいて、液体燃料とガス燃料との要求混合比率及び要求ＨＣ排出量を算出する（Ｓ１０３，Ｓ１０４）。そして、要求混合比率及び要求ＨＣ排出量に基づいて、多種燃料内燃機関からのＨＣ排出量が要求ＨＣ排出量となる圧縮比である要求圧縮比を算出し（Ｓ１０５）、多種燃料内燃機関の圧縮比を該要求圧縮比に制御する（Ｓ１０７）。

Description

多種燃料内燃機関の制御システム
　本発明は、複数種類の燃料を混合燃焼させることが可能な圧縮着火式の多種燃料内燃機関の制御システムに関する。
　従来、液体燃料（例えば、軽油やガソリン等）及びガス燃料（例えば、圧縮天然ガスや水素ガス等）のように複数種類の燃料を混合燃焼させることが可能な多種燃料内燃機関が開発されている。例えば、特許文献１には、天然ガスを主燃料とし軽油を補助燃料とした補助燃料着火式ガスエンジンが開示されている。該補助燃料着火式ガスエンジンでは、軽油を着火元として、軽油と天然ガスとを混合燃焼させる。また、特許文献１には、軽負荷時には内燃機関に軽油のみを供給し、中負荷及び高負荷時には内燃機関に軽油及び天然ガスを供給する技術が記載されている。
　特許文献２には、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関に関する技術が開示されている。
特開平０８－１５８９８０号公報 特許第４２５９５４５号公報
　液体燃料とガス燃料とを混合燃焼させることが可能な圧縮着火式の多種燃料内燃機関において、ガス燃料として、メタンを主成分とする燃料（例えば、圧縮天然ガス）を用いる場合がある。ここで、メタンは着火性が非常に低く燃焼し難い。そのため、内燃機関において液体燃料とメタンを主成分とするガス燃料とを混合燃焼させた場合、液体燃料のみを燃焼させた場合と比べて内燃機関からのＨＣ排出量が増加する虞がある。
　特に、圧縮着火式内燃機関では、気筒内における混合気の空燃比が大きく、また、圧縮上死点におけるピストンの頂面とシリンダヘッドとのクリアランスが小さいため、液体燃料が圧縮されて自着火することで生じた火炎が燃焼室内において十分に伝播し難い。そのため、ガス燃料の燃焼が不十分となり易く、その結果、ＨＣの排出量が増加し易い。
　本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、圧縮着火することが可能な液体燃料とメタンを主成分とするガス燃料とを混合燃焼させることが可能な圧縮着火式の多種燃料内燃機関において、ＨＣの排出量の過剰な増加を抑制することを目的とする。
　本発明は、圧縮着火することが可能な液体燃料とメタンを主成分とするガス燃料とを混合燃焼させることが可能な圧縮着火式の多種燃料内燃機関において、圧縮比を、液体燃料とガス燃料との要求混合比率及び要求ＨＣ排出量に基づいて求められる要求圧縮比に制御するものである。
　より詳しくは、本発明に係る多種燃料内燃機関の制御システムは、
　圧縮着火することが可能な液体燃料とメタンを主成分とするガス燃料とを混合燃焼させることが可能な圧縮着火式の多種燃料内燃機関の制御システムであって、
　多種燃料内燃機関の運転状態に基づいて液体燃料とガス燃料との要求混合比率を算出する要求混合比率算出部と、
　液体燃料とガス燃料との混合比率を前記要求混合比率に制御する混合比率制御部と、
　多種燃料内燃機関の運転状態に基づいて要求ＨＣ排出量を算出する要求ＨＣ排出量算出部と、
　前記要求混合比率及び前記要求ＨＣ排出量に基づいて、前記多種燃料内燃機関からのＨＣ排出量が前記要求ＨＣ排出量となる圧縮比である要求圧縮比を算出する要求圧縮比算出部と、
　多種燃料内燃機関の圧縮比を前記要求圧縮比に制御する圧縮比制御部と、
　を備える。
　本発明に係る多種燃料内燃機関（以下、単に内燃機関と称する場合もある）は、圧縮比を可変に制御できる圧縮比制御部を備えている。ここで、圧縮比制御部は、燃焼室の容積を変更することで機械圧縮比を制御するものでもよく、また、吸気弁の閉弁時期を変更することで実圧縮比を制御するものでもよい。
　そして、内燃機関の圧縮比が、液体燃料とガス燃料との要求混合比率及び要求ＨＣ排出量に基づいて求められる要求圧縮比に制御される。これにより、内燃機関からのＨＣ排出量を要求ＨＣ排出量に制御することができる。従って、ＨＣの排出量の過剰な増加を抑制することができる。
　内燃機関の圧縮比を高くするほど、燃焼室内の温度及び圧力が高くなるため、燃料の着火性及び燃焼性を向上させることができる。そこで、本発明においては、要求圧縮比算出部が、前記要求混合比率におけるガス燃料の割合が高いほど、また、前記要求ＨＣ排出量が小さいほど、前記要求圧縮比をより高い値として算出してもよい。これにより、ＨＣの排出量の増加をより効果的に抑制することができる。
　本発明によれば、圧縮着火することが可能な液体燃料とメタンを主成分とするガス燃料とを混合燃焼させることが可能な圧縮着火式の多種燃料内燃機関において、ＨＣの排出量の過剰な増加を抑制することができる。
実施例に係る内燃機関とその燃料系及び吸排気系の概略構成を示す第一の図である。 実施例に係る内燃機関とその燃料系及び吸排気系の概略構成を示す第二の図である。 実施例に係る圧縮比制御のフローを示すフローチャートである。 実施例に係る、機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧとの関係を示すマップである。 実施例に係る、機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣとの関係を示すマップである。 実施例に係る、機関負荷Ｑｅ、機関回転速度Ｎｅ、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ、及び要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣと、要求圧縮比Ｄ＿εとの関係を示すマップである。 実施例の変形例に係る圧縮比制御のフローを示す第一のフローチャートである。 実施例の変形例に係る圧縮比制御のフローを示す第二のフローチャートである。
　以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　＜実施例＞
　［概略構成］
　図１及び２は、本実施例に係る内燃機関とその燃料系及び吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、軽油及び圧縮天然ガス（以下、ＣＮＧと称する）を燃料として使用可能な車両駆動用のエンジンである。内燃機関１は圧縮着火式のエンジンである。内燃機関１は、軽油とＣＮＧとを混合燃焼させることで運転することができ、また、軽油のみを燃焼させることによっても運転することができる。
　内燃機関１は４つの気筒２を有している。図２に示すように、気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。吸気ポート４には吸気通路１８が接続されている。排気ポート５には排気通路１９が接続されている。
　吸気通路１８には、エアクリーナ２１、エアフローメータ２２及びスロットル弁２３が新気の流れに沿って上流側から順に設置されている。エアフローメータ２２は、内燃機関１の吸入空気量を検出する。スロットル弁２３は、吸気流路の吸気の流れ方向と垂直に交わる方向の断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を制御する。排気通路１９には排気浄化装置２４が設置されている。排気浄化装置２４は、酸化触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等の排気浄化触媒及び排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ等によって構成されている。
　各気筒２には、気筒２内に軽油を直接噴射する軽油インジェクタ８が設けられている。各軽油インジェクタ８は軽油用コモンレール１０に接続されている。軽油用コモンレール１０には軽油供給通路１２の一端が接続されている。軽油供給通路１２の他端は軽油タンク１３に接続されている。軽油供給通路１２にはポンプ１４が設置されている。該ポンプ１４によって軽油タンク１３から軽油供給通路１２を通して軽油用コモンレール１０に軽油が圧送される。そして、軽油用コモンレール１０において加圧された軽油が各軽油インジェクタ８に供給される。
　また、内燃機関１には、各気筒２の吸気ポート４内にＣＮＧを噴射するＣＮＧインジェクタ９が設けられている。各ＣＮＧインジェクタ９はＣＮＧ用デリバリーパイプ１１に接続されている。ＣＮＧ用デリバリーパイプ１１にはＣＮＧ供給通路１５の一端が接続されている。ＣＮＧ供給通路１５の他端はＣＮＧタンク１６に接続されている。ＣＮＧタンク１６からＣＮＧ供給通路１５を通してＣＮＧ用デリバリーパイプ１１にＣＮＧが供給される。そして、ＣＮＧ用デリバリーパイプ１１から各ＣＮＧインジェクタ９にＣＮＧが供給される。
　ＣＮＧ供給通路１５にはレギュレータ１７が設置されている。該レギュレータ１７によって、ＣＮＧ用デリバリーパイプ１１に供給されるＣＮＧの圧力が調整される。ＣＮＧ供給通路１５におけるレギュレータ１７より上流側には圧力センサ２６が設けられており、ＣＮＧ用デリバリーパイプ１１には、圧力センサ２７が設けられている。これらの圧力センサ２６，２７は、ＣＮＧ供給通路１５内又はＣＮＧ用デリバリーパイプ１１内におけるＣＮＧの圧力を検出する。
　内燃機関１が軽油とＣＮＧとを混合燃焼させることで運転される場合、先ず、ＣＮＧインジェクタ９から各気筒２の吸気ポート４内にＣＮＧが噴射される。これにより、吸気（空気）とＣＮＧとの予混合気が形成され、該予混合気が気筒２内に供給される。そして、各気筒２では、圧縮上死点近傍において、軽油インジェクタ８から気筒２内に軽油が噴射される。該軽油が自着火すると燃焼室内において火炎が伝播する。これによって軽油とＣＮＧとが燃焼する。つまり、ＣＮＧは軽油を着火元として燃焼する。
　また、内燃機関１には、図２に示すように、可変圧縮比機構３０が設けられている。可変圧縮比機構３０は、シリンダブロック３２をクランクケース３３に対して気筒２の軸方向（図２における上下方向）に移動させることが可能な機構である。シリンダブロック３２がクランクケース３３に対して気筒２の軸方向に移動する（これによって、シリンダヘッド３１もシリンダブロック３２と一体となって気筒２の軸方向に移動する）と、圧縮上死点におけるピストン３の頂面とシリンダヘッド３１とのクリアランスが変化する。これにより、燃焼室の容積が変化し、その結果、機械圧縮比が変化する。例えば、シリンダブロック３２が図２における上方に移動する（即ち、シリンダブロック３２とクランクケース３３とが離れる方向に移動する）と、圧縮上死点におけるピストン３の頂面とシリンダヘッド３１とのクリアランスが大きくなる。これにより、燃焼室容積が増加するため、機械圧縮比が低下する。
　尚、本実施例に係る可変圧縮比機構３０としては、機械圧縮比を変更することが可能であれば周知のどのような方式の機構を採用してもよい。
　また、内燃機関１は、図２に示すように、吸気側可変動弁機構（以下、吸気側ＶＶＴと称する）３４が設けられている。吸気側ＶＶＴ３４は、吸気弁６のバルブタイミングを可変に制御することが可能な機構である。該吸気側ＶＶＴ３４によって吸気弁６の閉弁時期を変更することで、内燃機関１の実圧縮比を変化させることができる。例えば、吸気弁６の閉弁時期を遅角させると、内燃機関１の実圧縮比が低下する。
　内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ２２、及び圧力センサ２６，２７が電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ２０には、クランク角センサ２８及びアクセル開度センサ２９が電気的に接続されている。
　クランク角センサ２８は内燃機関１のクランク角を検出する。アクセル開度センサ２９は内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出する。各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。ＥＣＵ２０は、クランク角センサ２８の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を算出し、アクセル開度センサ２９の出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を算出する。
　また、ＥＣＵ２０には、軽油インジェクタ８、ＣＮＧインジェクタ９、ポンプ１４、レギュレータ１７、スロットル弁２３、可変圧縮比機構３０、及び吸気側ＶＶＴ３４が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらの装置が制御される。
　ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態に基づいて、軽油とＣＮＧとの混合燃焼又は軽油のみの燃焼のいずれか一方を、その燃焼形態として選択する。そして、ＥＣＵ２０は、選択した燃焼形態に応じて、軽油インジェクタ８及びＣＮＧインジェクタ９を制御する。
　［圧縮比制御］
　ＣＮＧは、メタンを主成分とするため、着火性が非常に低く燃焼し難い。そのため、内燃機関１において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させた場合、ＣＮＧの燃焼が不十分となる場合がある。その結果、内燃機関１において軽油のみを燃焼させた場合に比べて、内燃機関１からのＨＣ排出量が増加する虞がある。
　そこで、本実施例では、内燃機関１において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させるときに、内燃機関１からのＨＣ排出量の過剰な増加を抑制するために、内燃機関１の圧縮比を制御する。以下、本実施例に係る内燃機関の圧縮比制御について図３～６に基づいて説明する。
　図３は、本実施例に係る圧縮比制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。
　本フローでは、先ずステップＳ１０１において、内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅが算出される。次に、ステップＳ１０２において、機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて、内燃機関１の運転状態が、燃焼形態として軽油とＣＮＧとの混合燃焼が選択される混合燃焼領域に属するか否かが判別される。機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと燃焼形態との関係は、実験等に基づいて予め定められており、マップとしてＥＣＵ２０に記憶されている。ステップＳ１０２では、該マップを用いて、内燃機関１の運転状態が混合燃焼領域に属するか否かが判別される。
　ステップＳ１０２において否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。この場合、内燃機関１の燃焼形態として軽油のみの燃焼が選択される。そして、内燃機関１の圧縮比は、軽油のみの燃焼に対応した圧縮比に制御される。一方、ステップＳ１０２において肯定判定された場合、次にステップＳ１０３の処理が実行される。
　ステップＳ１０３においては、内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが算出される。要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧは、内燃機関１に供給される燃料中におけるＣＮＧの混合割合の要求値である。内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、図４に示すようなマップとしてＥＣＵ２０に記憶されている。
　図４において、縦軸は機関負荷Ｑｅを表しており、横軸は機関回転速度Ｎｅを表している。該マップにおいては、機関負荷Ｑｅが高いほど、また、機関回転速度Ｎｅが高いほど、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが高くなっている。これは、機関負荷Ｑｅが高いほど、また、機関回転速度Ｎｅが高いほど、気筒２内において燃焼が燃焼し易くなるため、燃料中におけるＣＮＧの割合を高めることが可能となるためである。ステップＳ１０３では、該マップを用いて要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが算出される。
　尚、内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧとの関係はＥＣＵ２０に関数として記憶されていてもよい。この場合、該関数を用いて要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが算出される。
　次に、ステップＳ１０４において、内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが算出される。要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣは、内燃機関１からのＨＣ排出量の要求値である。内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、図５に示すようなマップとしてＥＣＵ２０に記憶されている。
　図５において、縦軸は機関負荷Ｑｅを表しており、横軸は機関回転速度Ｎｅを表している。該マップにおいては、機関負荷Ｑｅが低いほど、また、機関回転速度Ｎｅが低いほど、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが大きくなっている。これは、機関負荷Ｑｅが低いほど、また、機関回転速度Ｎｅが低いほど、気筒２内において燃焼が燃焼し難くなるため、内燃機関１からのＨＣ排出量が増加し易いためである。ステップＳ１０４では、該マップを用いて要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが算出される。
　尚、内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣとの関係はＥＣＵ２０に関数として記憶されていてもよい。この場合、該関数を用いて要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが算出される。
　次に、ステップＳ１０５において、内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧと、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣと、に基づいて、要求圧縮比Ｄ＿εが算出される。要求圧縮比Ｄ＿εは、内燃機関１の圧縮比の要求値であり、内燃機関１からのＨＣ排出量が要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣとなる圧縮比である。機関負荷Ｑｅ、機関回転速度Ｎｅ、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ、及び要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣと、要求圧縮比Ｄ＿εとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、図６に示すようなマップとしてＥＣＵ２０に記憶されている。
　図６（ａ）は、機関負荷Ｑｅ＝Ｑｅ１であり、機関回転速度Ｎｅ＝Ｎｅ１であるときの、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ及び要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣと要求圧縮比Ｄ＿εとの関係を示すマップである。また、図６（ｂ）は、機関負荷Ｑｅ＝Ｑｅ２であり、機関回転速度Ｎｅ＝Ｎｅ２であるときの、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ及び要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣと要求圧縮比Ｄ＿εとの関係を示すマップである。このように、本実施例では、機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅの各値に対応する、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ及び要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣと要求圧縮比Ｄ＿εとの関係を示すマップが複数設けられ、ＥＣＵ２０に記憶されている。
　図６（ａ），（ｂ）において、縦軸は要求圧縮比Ｄ＿εを表しており、横軸は要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧを表している。そして、図６（ａ），（ｂ）における各実線が、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣの各値に応じた、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧと要求圧縮比Ｄ＿εとの関係を示している。
　該マップでは、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが高いほど、要求圧縮比Ｄ＿εが高くなっている。また、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが小さいほど、要求圧縮比Ｄ＿εが高くなっている。これは、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが高いほど、また、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが小さいほど、燃料の着火性及び燃焼性を向上させる必要があるためである。内燃機関１の圧縮比を高くするほど、燃焼室内の温度及び圧力が高くなるため、燃料の着火性及び燃焼性を向上させることができる。
　そして、ステップＳ１０５では、該マップを用いて要求圧縮比Ｄ＿εが算出される。例えば、図６（ａ）に示すように、機関負荷Ｑｅ＝Ｑｅ１であり、機関回転速度Ｎｅ＝Ｎｅ１であり、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ＝３０％であり、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣ＝１ｇ／ｋＷ・ｈであるときは、要求圧縮比Ｄ＿εの値としてＤ＿ε１が算出される。また、図６（ｂ）に示すように、機関負荷Ｑｅ＝Ｑｅ２であり、機関回転速度Ｎｅ＝Ｎｅ２であり、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ＝３０％であり、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣ＝０．５ｇ／ｋＷ・ｈであるときは、要求圧縮比Ｄ＿εの値としてＤ＿ε２が算出される。
　尚、機関負荷Ｑｅ、機関回転速度Ｎｅ、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ、及び要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣと、要求圧縮比Ｄ＿εとの関係は、ＥＣＵ２０に関数として記憶されていてもよい。この場合、該関数を用いて要求圧縮比Ｄ＿εが算出される。
　次に、ステップＳ１０６において、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量及びＣＮＧインジェクタ９からのＣＮＧ噴射量を調整することで、内燃機関１に供給される燃料中におけるＣＮＧの混合割合が、ステップＳ１０３で算出された要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧに制御される。
　次に、ステップＳ１０７において、内燃機関１の圧縮比が、ステップＳ１０５で算出された要求圧縮比Ｄ＿εに制御される。該圧縮比の制御は、可変圧縮比機構３０を用いて機械圧縮比を制御することで行われてもよく、また、吸気側ＶＶＴ３４を用いて実圧縮比を制御することで行われてもよい。また、可変圧縮比機構３０及び吸気側ＶＶＴ３４の両方を用いることで、圧縮比を要求圧縮比Ｄ＿εに制御してもよい。
　上記フローによれば、内燃機関１において軽油とＣＮＧとの混合燃焼が行われる場合、機関負荷Ｑｅ、機関回転速度Ｎｅ、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧ、及び要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣに基づいて、要求圧縮比Ｄ＿εが算出される。そして、内燃機関１の圧縮比が該要求圧縮比Ｄ＿εに制御される。つまり、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが高いほど、また、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが小さいほど、内燃機関１の圧縮比が高められる。これにより、内燃機関１からのＨＣ排出量を要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣに制御することができる。従って、内燃機関１において軽油とＣＮＧとの混合燃焼が行われる場合にＨＣの排出量が過剰に増加することを抑制することができる。
　［変形例］
　本実施例の変形例について説明する。本変形例では、内燃機関１において軽油とＣＮＧとの混合燃焼が行われる燃焼形態として、ＣＮＧの消費量が比較的大きい燃焼形態とＣＮＧの消費量が比較的小さい燃焼形態とのいずれかを車両の運転者等が選択することが可能となっている。この場合、ＥＣＵ２０には、内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧとの関係を示すマップとして、第一ＣＮＧ混合割合マップと第二ＣＮＧ混合割合マップとの二つのマップが記憶されている。第一ＣＮＧ混合割合マップは、ＣＮＧの消費量が比較的大きい燃焼形態用のマップであり、第二ＣＮＧ混合割合マップは、ＣＮＧの消費量が比較的小さい燃焼形態用のマップである。
　第一ＣＮＧ混合割合マップにおいては、同一の機関負荷Ｑｅ及び同一の機関回転速度Ｎｅに対応する要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧの値が、第二ＣＮＧ混合割合マップにおける値よりも大きくなっている。ＥＣＵ２０は、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧを算出する際に、車両の運転者等が選択した燃焼形態に応じて、第一ＣＮＧ混合割合マップ又は第二ＣＮＧ混合割合マップのいずれかを選択する。そして、ＥＣＵ２０は、選択したマップを用いて、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧを算出する。
　また、本変形例では、内燃機関１において軽油とＣＮＧとの混合燃焼が行われる場合の要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣの値を、車両の販売地域での排気規制の基準値に応じて選択することが可能となっている。この場合、ＥＣＵ２０には、内燃機関１の機関負荷Ｑｅ及び機関回転速度Ｎｅと要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣとの関係を示すマップとして、第一ＨＣ排出量マップと第二ＨＣ排出量マップとの二つのマップが記憶されている。第一ＨＣ排出量マップは、排気規制におけるＨＣ排出量の基準値が比較的大きいときに用いられるマップであり、第二ＨＣ排出量マップは、排気規制におけるＨＣ排出量の基準値が比較的小さいときに用いられるマップである。
　第一ＨＣ排出量マップにおいては、同一の機関負荷Ｑｅ及び同一の機関回転速度Ｎｅに対応する要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣの値が、第二ＨＣ排出量マップにおける値よりも大きくなっている。ＥＣＵ２０は、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧを算出する際に、車両の出荷時等に入力された排気規制に応じて、第一ＨＣ排出量マップ又は第二ＨＣ排出量マップのいずれかを選択する。そして、ＥＣＵ２０は、選択したマップを用いて、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣを算出する。
　本変形例に係る圧縮比の制御フローについて図７及び８に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。尚、本フローは、図３に示すフローにステップＳ２０１～Ｓ２０６を追加したものである。そのため、以下においては、主に、追加したステップＳ２０１～Ｓ２０６の処理について説明し、図３に示すフローと同様の処理を行うステップについての説明は省略する。
　本フローでは、ステップＳ１０２において肯定判定された場合、次にステップＳ２０１の処理が実行される。ステップＳ２０１においては、ＥＣＵ２０に記憶されたＣＮＧ消費フラグが０であるか否かが判別される。
　上述したように、本変形例では、車両の運転者等によって、軽油とＣＮＧとの混合燃焼を行う場合の内燃機関１での燃焼形態としてＣＮＧの消費量が比較的大きい燃焼形態とＣＮＧの消費量が比較的小さい燃焼形態とのいずれかが選択される。該燃焼形態の選択は、車両に設けられたスイッチを切り替えること等によって行われる。そして、ＣＮＧの消費量が比較的大きい燃焼形態が選択された場合、ＥＣＵ２０に記憶されるＣＮＧ消費フラグが０となり、ＣＮＧの消費量が比較的小さい燃焼形態が選択された場合、ＥＣＵ２０に記憶されるＣＮＧ消費フラグが１となる。
　従って、ＣＮＧの消費量が比較的大きい燃焼形態が選択されていた場合は、ステップＳ２０１において肯定判定がなされ、ＣＮＧの消費量が比較的小さい燃焼形態が選択されていた場合は、ステップＳ２０１において否定判定がなされる。
　ステップＳ２０１において肯定判定された場合、次にステップＳ２０２において、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧを算出するために用いるマップとして、第一ＣＮＧ混合割合マップが選択される。そして、次に、ステップＳ１０３において、第一ＣＮＧ混合割合マップを用いて要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが算出される。一方、ステップＳ２０１において否定判定された場合、次にステップＳ２０３において、要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧを算出するために用いるマップとして、第二ＣＮＧ混合割合マップが選択される。そして、次に、ステップＳ１０３において、第二ＣＮＧ混合割合マップを用いて要求ＣＮＧ混合割合Ｒ＿ＣＮＧが算出される。
　また、本フローでは、ステップＳ１０３の処理の次にステップＳ２０４の処理が実行される。ステップＳ２０４においては、ＥＣＵ２０に記憶された排気規制フラグが０であるか否かが判別される。
　上述したように、本変形例では、車両の出荷時等に、車両の販売地域での排気規制がＥＣＵ２０に入力される。そして、入力された排気規制が、ＨＣ排出量の基準値が比較的大きいものである場合、ＥＣＵ２０に記憶される排気規制フラグが０となり、入力された排気規制が、ＨＣ排出量の基準値が比較的小さいものである場合、ＥＣＵ２０に記憶される排気規制フラグが１となる。
　従って、車両の販売地域での排気規制が、ＨＣ排出量の基準値が比較的大きいものである場合は、ステップＳ２０４において肯定判定がなされ、車両の販売地域での排気規制が、ＨＣ排出量の基準値が比較的小さいものである場合は、ステップＳ２０４において否定判定がなされる。
　ステップＳ２０４において肯定判定された場合、次にステップＳ２０５において、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣを算出するために用いるマップとして、第一ＨＣ排出量マップが選択される。そして、次に、ステップＳ１０４において、第一ＨＣ排出量マップを用いて要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが算出される。一方、ステップＳ２０４において否定判定された場合、次にステップＳ２０６において、要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣを算出するために用いるマップとして、第二ＨＣ排出量マップが選択される。そして、次に、ステップＳ１０４において、第二ＨＣ排出量マップを用いて要求ＨＣ排出量Ｄ＿ＨＣが算出される。
　［内燃機関のその他の燃料］
　尚、本実施例においては、内燃機関１の燃料を軽油及びＣＮＧとしたが、本発明に係る液体燃料及びガス燃料はこれらに限られるものではない。本発明に係る液体燃料は、圧縮着火することが可能なものであればどのような燃料でもよく、例えば、軽油とＧＴＬとを混合したものであってもよい。また、本発明に係るガス燃料は、メタンを主成分とするものであればどのような燃料でもよく、例えば、プロパンガスやブタンガスであってもよい。内燃機関１の燃料として軽油及びＣＮＧ以外の燃料を用いた場合も、圧縮着火する液体燃料を着火元としてガス燃料が燃焼する。
１・・・内燃機関
２・・・気筒
８・・・軽油インジェクタ
９・・・ＣＮＧインジェクタ
２０・・ＥＣＵ
２８・・クランク角センサ
２９・・アクセル開度センサ
３０・・可変圧縮比機構
３４・・吸気側可変動弁機構（吸気側ＶＶＴ）

Claims (2)

  1. 　圧縮着火することが可能な液体燃料とメタンを主成分とするガス燃料とを混合燃焼させることが可能な圧縮着火式の多種燃料内燃機関の制御システムであって、
    　多種燃料内燃機関の運転状態に基づいて液体燃料とガス燃料との要求混合比率を算出する要求混合比率算出部と、
    　液体燃料とガス燃料との混合比率を前記要求混合比率に制御する混合比率制御部と、
    　多種燃料内燃機関の運転状態に基づいて要求ＨＣ排出量を算出する要求ＨＣ排出量算出部と、
    　前記要求混合比率及び前記要求ＨＣ排出量に基づいて、前記多種燃料内燃機関からのＨＣ排出量が前記要求ＨＣ排出量となる圧縮比である要求圧縮比を算出する要求圧縮比算出部と、
    　多種燃料内燃機関の圧縮比を前記要求圧縮比に制御する圧縮比制御部と、
    　を備える多種燃料内燃機関の制御システム。
  2. 　前記要求圧縮比算出部が、前記要求混合比率におけるガス燃料の割合が高いほど、また、前記要求ＨＣ排出量が小さいほど、前記要求圧縮比をより高い値として算出する請求項１に記載の多種燃料内燃機関の制御システム。
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