JPH06257479A

JPH06257479A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH06257479A
Application number: JP5048212A
Authority: JP
Inventors: Kyugo Hamai; 九五浜井; Mitsunori Ishii; 光教石井; Eiji Inada; 英二稲田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-03-09
Filing date: 1993-03-09
Publication date: 1994-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで、燃費，排気性能の向上が図れ、さ
らにガソリン等の他の液体燃料との併用も可能なガス及
び液体を燃料とする内燃機関の燃料供給に係る制御装置
を提供すること。【構成】ＣＮＧ燃料供給状態からガソリン燃料供給状態
に切換動作が行われた場合（Ｓ46）は、残留ＣＮＧ燃料
量ＱfcＴが切換直前のＣＮＧ燃料供給状態における最終
の流量Ｑfc1 _Finalに基づいて演算され（Ｓ61）、さら
に、基本のガソリン燃料供給量ＱfgＴ1 が、前記残留Ｃ
ＮＧ燃料ＱfcＴ分が減算され、ガソリン燃料供給開始時
の壁流分が加算されて演算される（Ｓ62）。そして、フ
ィードバック補正がなされ（Ｓ64）、切換終了が残留Ｃ
ＮＧ燃料に基づいて判断されると、切換が行われる（Ｓ
65）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の制御装置に
係り、特にガス燃料を供給するガス燃料供給装置を少な
くとも含み、また液体燃料を供給する液体燃料供給装置
をも有する内燃機関の制御装置に関する。

【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。ここで、ガソリン以外のものを燃料とし
て供給する電子制御式燃料供給装置として、特開昭６４
−３６９５６号公報に、ガス燃料であるＬＮＧ・水素燃
料を供給する機関が開示されており、燃料切換時に予混
合（室）供給系統を設け、また各燃料の開閉弁制御より
切換時の燃焼要求特性の違いを前記予混合室で和らげ、
切換を行っている。

【０００３】また実開平３−４７４５３号公報には、ガ
ス燃料であるＬＮＧを供給する機関が開示され、機関停
止時に燃料供給系内の燃料を完全に使い切る制御が行わ
れている。また実開昭６３−１２５１５４号公報には、
ガス燃料であるＬＮＧ・メタノール改質ガスを同一気化
器を用いて供給する機関が開示され、該気化器の上流に
おける円滑なる燃料切換を燃料切れを起こさせることな
く行っている。

【０００４】さらに特開平３−２１００３７号公報に
は、液体燃料であるガソリン・アルコールを供給する機
関が開示され、ガソリンとアルコールの燃料センサ（酸
素濃度計）により燃料の混合比率を求め、濃度に応じた
燃料補正量の平均値を求め、燃料供給を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな内燃機関の制御装置にあっては、ガス燃料を供給す
る際には、一定の口径を有する通常の気化器を用いて、
要求される流量計量性能及び圧力調整性能を得ようとし
ているため、それらのダイナミックレンジが狭く、幅広
い運転条件に適応することができない。

【０００６】また、ガス燃料と液体燃料を混合して用い
る場合も以下に述べるように欠点がある。即ち、液体燃
料は燃焼室側壁への燃料付着及び制御応答性に係る遅れ
がある一方、気体燃料は液体燃料と較べて空気との混合
が早い等のため、これらの遅れが存在しない。また従来
は液体燃料とガス燃料との物性の違い等も考慮していな
いため、気体・液体の両方を燃料として用いる機関にあ
っては、低エミッション性、低燃費性、高出力性を得る
ことが難しい。

【０００７】さらに、ガスのみを燃料として供給するガ
ス燃料供給装置にあっても、当該ガス燃料供給装置に係
る運転性能を向上させるために、ダイナミックレンジの
拡大を図り、均等に気筒分配を行うことが望ましいが、
装置が大型化するため十分な拡大が図れず、もって過渡
応答性の向上、空燃比フィードバック制御の的確な実施
等を充分に行えないという問題点があった。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、装置が大型化すること無く、低コ
ストで信頼性が高く、燃費，排気性能の向上が図れ、高
い出力をも得ることを可能としたガス燃料供給装置を少
なくとも含む内燃機関の制御装置であって、さらにガソ
リン等の液体燃料との併用も可能な制御装置を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
内燃機関の制御装置を、図１に示すように、ガス燃料圧
力を調整する圧力調整部と、該圧力調整部の下流側に分
岐して形成された各分岐通路に介装され、各々開弁によ
り所定の一定流量を流通させる複数個の電磁弁を含んで
なる流量調整部と、前記分岐通路が合流した後のガス通
路に形成されるガス燃料を各気筒に導く多気管と、を含
んでなるガス燃料供給装置と、機関運転状態を検出する
機関運転状態検出手段と、前記機関運転状態に応じて前
記複数個の電磁弁の開閉を選択してガス燃料供給量を制
御するガス燃料供給量制御手段と、を含んで構成した。

【００１０】また、ガス燃料流量を調整する複数個の電
磁弁のうち、少なくとも小流量調整用電磁弁は所定の制
御周期にてデューティ制御を行うようにしてもよい。ま
た、前記複数の電磁弁を、夫々の流量が異なるｎ個の電
磁弁を含み、かつ、該ｎ個のうちの最小流量の電磁弁に
対し他の電磁弁の流量が２ⁿに設定されているようにし
てもよい。

【００１１】また、開弁流量の異なる複数の電磁弁が夫
々デューティ制御され、開状態にある全ての電磁弁の合
計流量が経時的に略一定に保たれるように各電磁弁のデ
ューティ制御の位相を設定するようにしてもよい。さら
に、本発明に係る内燃機関の制御装置を、図２に示すよ
うに、前記ガス燃料供給装置，機関運転状態検出手段及
びガス燃料供給量制御手段を備えると共に、各気筒に液
体燃料を供給する液体燃料供給装置と、機関運転状態に
応じて前記液体燃料供給量を制御する液体燃料供給量制
御手段と、機関運転状態に応じて機関に供給する燃料を
ガス燃料或いは液体燃料に切換える燃料切換手段と、を
含んで構成する。

【００１２】また、燃料切換手段は、燃料切換の要求
後、燃料の切換条件が整ったことを確認した後、燃料の
切換を行うようにしてもよい。また、燃料切換手段は、
燃料供給切換前の燃料系において、上流側の燃料供給源
の供給を遮断した後、該燃料供給源から下流側の機関に
直接燃料を供給する燃料供給部までに残留する燃料が供
給されつくしたことを確認する燃料切換確認手段と、該
燃料切換完了の確認後に燃料供給部の作動を停止させる
作動停止手段を含み、燃料供給切換後の燃料系におい
て、燃料切換確認手段による燃料切換の直前に供給され
ていた燃料の燃料供給量と該切換完了直後の運転状態に
応じて切換後燃料のみが供給される場合の設定燃料供給
量とに基づいて、該切換完了以前に切換前の燃料系の残
留燃料と共に供給される切換後の燃料に係る燃料供給量
を設定する混合燃料供給量設定手段と、を含んで構成す
るようにしてもよい。

【００１３】また、前記燃料切換確認手段がガス燃料に
係るガス燃料供給遅れ時定数に基づいてガス燃料から液
体燃料への切換完了を確認すると共に、前記燃料切換確
認手段によりガス燃料から液体燃料への切換が確認され
た後の、切換直後に供給される液体燃料に係る燃料供給
量を演算する際に、該ガス燃料に係るガス燃料供給遅れ
時定数と液体燃料に係る液体燃料供給遅れ時定数とに基
づいて、該切換完了以前にガス燃料系の残留燃料と共に
供給される液体燃料に係る燃料供給量を設定するように
してもよい。

【００１４】また、前記燃料切換確認手段が液体燃料に
係る液体燃料供給遅れ時定数に基づいて液体燃料からガ
ス燃料への切換完了を確認すると共に、前記燃料切換確
認手段により液体燃料からガス燃料への切換が確認され
た後の、切換直後に供給されるガス燃料に係る燃料供給
量を演算する際に、該液体燃料に係る液体燃料供給遅れ
時定数に基づいて、該切換完了以前に液体燃料系の残留
燃料と共に供給されるガス燃料に係る燃料供給量を設定
するようにしてもよい。

【００１５】また、機関運転状態検出手段により検出さ
れる運転状態が冷却水温度が所定温度より低い運転状態
の場合は、ガス燃料供給制御を行うと共に、該ガス燃料
供給制御において、始動時及び中負荷領域以下の運転領
域では細かい周期幅にてデューティ制御を行い、高負荷
域では該周期幅の大きいデューティ制御を行うようにし
てもよい。

【００１６】また、燃料切換確認手段により燃料切換完
了が確認された後に、前記機関運転状態に基づいて点火
時期を設定する点火時期設定手段を含んで構成してもよ
い。また、燃料切換確認手段により燃料切換完了が確認
された後に、前記機関運転状態に基づいて排気還流率を
設定する排気還流率設定手段を含んで構成してもよい。

【００１７】また、ガス燃料がＣＮＧ燃料であり、液体
燃料がガソリン燃料であってもよい。

【００１８】

【作用】以上の構成によれば、本発明に係る内燃機関の
制御装置は、ガス燃料供給量制御手段が、機関運転状態
に応じて流量調整部に設けられる複数個の電磁弁の開閉
を選択してガス燃料供給量を制御する。また、ガス燃料
流量を調整する複数個の電磁弁のうち、少なくとも小流
量調整用電磁弁が所定の制御周期にてデューティ制御を
行う場合には、該デューティ制御による細かい制御幅の
制御が可能となり、制御性の向上を図ることが可能とな
る。

【００１９】また、ガス燃料流量を調整する複数個の電
磁弁を、夫々の流量が異なるｎ個の電磁弁を含み、か
つ、該ｎ個のうちの最小流量の電磁弁に対し他の電磁弁
の流量が２ⁿに設定した場合は、種々の電磁弁を組合せ
ることにより、多種類に渡った全開時流量を得ることが
可能となる。即ち、所定全開流量をａとすると、ａ×２
＝２ａ，ａ×２²＝４ａ，ａ×２³＝８ａ，ａ×２⁴＝
16ａ等の全開流量を有する電磁弁を含んで構成すること
により、ａ、２ａ、３ａ（＝ａ＋２ａ）、４ａ、５ａ
（＝ａ＋４ａ）、６ａ（＝２ａ＋４ａ）、７ａ（＝ａ＋
２ａ＋４ａ）、・・・のように、全ての流量を得ること
が可能となる。換言すると、最小流量を単位流量とし
て、単位流量ずつ総流量を可変に設定することが可能と
なる。

【００２０】また、開弁流量の異なる複数の電磁弁が夫
々デューティ制御され、開状態にある全ての電磁弁の合
計流量が経時的に略一定に保たれるように各電磁弁のデ
ューティ制御の位相を設定することにより、デューティ
制御を行うことによる開閉状態間の流量の変化が少なく
なり、もって大流量調整用電磁弁の開閉に影響されるこ
となく、制御性の向上が図れる。

【００２１】さらに、本発明に係る内燃機関の制御装置
を、前記ガス燃料供給装置，機関運転状態検出手段及び
ガス燃料供給量制御手段を備えると共に、液体燃料供給
装置、液体燃料供給量制御手段及び機関に供給する燃料
をガス燃料或いは液体燃料に切換える燃料切換手段、を
含んで構成し、さらに燃料切換手段を、燃料切換の要求
後、燃料の切換条件が整ったことを確認した後、燃料の
切換を行うこととすると共に、燃料供給切換前の燃料系
において、上流側の燃料供給源の供給を遮断した後、該
燃料供給源から下流側の機関に直接燃料を供給する燃料
供給部までに残留する燃料が供給されつくしたことを確
認する燃料切換確認手段と、該燃料切換完了の確認後に
燃料供給部の作動を停止させる作動停止手段を含み、燃
料供給切換後の燃料系において、燃料切換確認手段によ
る燃料切換の直前に供給されていた燃料の燃料供給量と
該切換完了直後の運転状態に応じて切換後燃料のみが供
給される場合の設定燃料供給量とに基づいて、該切換完
了以前に切換前の燃料系の残留燃料と共に供給される切
換後の燃料に係る燃料供給量を設定する混合燃料供給量
設定手段と、を含んで構成した場合の作用を、図３に示
すフローチャートを参照しつつ説明する。

【００２２】ステップ21（図ではＳ21と記す。以下同
様）では、ガス燃料及び液体燃料の存在を確認して、ど
ちらの燃料を使用するかの選択が行われ、ガス燃料の存
在が確認されると同時に安全弁も作用を奏する状態と
し、一方液体燃料の存在が確認されると燃料供給部とし
てのインジェクタへの液体燃料供給系統が作用を奏す
る。即ち、燃料切換手段により機関に供給する燃料のガ
ス燃料或いは液体燃料への切換えが行われる。

【００２３】次に、ステップ22において燃料切換要求が
確認されると、ステップ24に進み、ＣＮＧ燃料からガソ
リン燃料への切換制御が行われるか、ステップ28に進
み、ガソリン燃料からＣＮＧ燃料への切換制御が行われ
る。そして、ステップ25或いはステップ29において、上
流側の燃料供給源の供給を遮断した後も、燃料供給部ま
でに残留する燃料が供給されつくしたことが確認される
と、該確認後にステップ27或いはステップ31において、
燃料供給部の作動が停止される。

【００２４】一方ステップ24或いはステップ28では、燃
料供給切換後の燃料系において、燃料切換の直前に供給
されていた燃料の燃料供給量を考慮して、該切換完了以
前に切換前の燃料系の残留燃料と共に供給される切換後
の燃料に係る燃料供給量が設定される。一方、ステップ
22において、燃料の選択が行われているか否かが判断さ
れたとき、選択が行われていない場合は、ステップ23に
進み、定められた燃料の供給を継続する。

【００２５】また、ガス燃料から液体燃料への切換に際
しては、その切換は多岐管等の供給配管中のガス燃料の
消費に基づいて、その切換終了が確認されるが、前記燃
料切換確認手段によりガス燃料から液体燃料への切換が
確認されると、切換直後に供給される液体燃料に係る燃
料供給量を演算する際に、該ガス燃料に係るガス燃料供
給遅れ時定数と液体燃料に係る液体燃料供給遅れ時定数
とに基づいて、該切換完了以前に供給される液体燃料に
係る燃料供給量を演算することにより、多岐管等の供給
配管中のガス燃料を消費するまでの時間及び壁流として
吸気通路に付着している液体燃料の影響等が考慮され
る。

【００２６】また、液体燃料からガス燃料への切換に際
しては、その切換は壁流に基づいてその終了が確認され
るが、前記燃料切換確認手段により液体燃料からガス燃
料への切換が確認された後の、切換直後に供給されるガ
ス燃料に係る燃料供給量を演算する際に、液体燃料に係
る液体燃料供給遅れ時定数に基づいて、該切換完了以前
に供給されるガス燃料に係る燃料供給量を演算すること
により、壁流として吸気通路に付着している液体燃料の
影響等が考慮される。

【００２７】また、機関運転状態検出手段により検出さ
れる冷却水温度が所定温度より低い場合はガス燃料供給
制御を行うことにより、液体燃料の気化が良好でない低
温域の運転条件にあっては、気化が良好な気体燃料が供
給されることとなる。また、始動時及び中負荷領域以下
の運転領域においては細かい周期幅にてデューティ制御
を行い、高負荷域においては該周期幅の大きいデューテ
ィ制御を行うことにより、デューティ制御の制御周期が
長くなり、デューティ制御によるデューティ制御弁のＯ
Ｎ・ＯＦＦ回数が減少し、もって、デューティ制御弁の
寿命延長化等が図れる。

【００２８】また、燃料切換確認手段により燃料切換完
了が確認された後に、切換後の燃料に見合った点火時期
及び排気還流率が設定されることにより、燃焼が安定化
すると共に、エミッションが良好となる。

【００２９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。一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、下流のマニホー
ルド部分には気筒毎に液体燃料供給装置を構成する電磁
式の燃料噴射弁15が設けられる。

【００３０】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16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動され、図示しない燃料ポンプから圧送
されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御さ
れた液体燃料としてのガソリン燃料を噴射供給する。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17が設けられると共に、排気通路18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19が設けられ、さらに下流
側の排気中のＣＯ，ＨＣの酸化とＮＯ_Xの還元を行って
浄化する三元触媒20が設けられる。

【００３１】また、絞り弁14の開度を検出するスロット
ルセンサ23が付設されている。また図４で図示しないデ
ィストリビュータには、クランク角センサ21が内蔵され
ており、該クランク角センサ21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。

【００３２】即ち、エアフローメータ13、水温センサ1
7、スロットルセンサ23及びクランク角センサ21により
機関運転状態検出手段が構成される。また、機関11の点
火栓には点火回路25により点火信号が送られ、機関11の
排気はＥＧＲ装置27により吸気通路12に排気還流され
る。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も備えており、以下に
述べる構成である。即ち、ＣＮＧ燃料はＣＮＧ燃料タン
ク42に貯蔵されるが、該ＣＮＧ燃料タンク42には該ＣＮ
Ｇ燃料タンク42からのＣＮＧ燃料の供給を開閉する開閉
弁43が設けられ、また該ＣＮＧ燃料タンク42内のＣＮＧ
燃料を暖めるための熱を吸収する熱交換器44が吸気通路
12に配設されている。

【００３３】そして、ＣＮＧ燃料タンク42から機関11に
連通しているガス供給通路45には、ＣＮＧ燃料タンク42
からの供給圧力を検出する圧力センサ46、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ＣＮＧ燃料を大気開放して機関11の損傷を防止する安
全弁47、略２００kg／cm³の圧力であるＣＮＧ燃料タン
ク42内のＣＮＧ燃料圧力を２kg／cm³の圧力に減圧する
減圧装置48が以上説明した順に介装されている。

【００３４】さらに、減圧装置48の下流側のガス供給通
路45は分岐しており、該分岐部には、図５に示すよう
な、基本流量調整用ソニックバルブユニット50が介装さ
れる。基本流量調整用ソニックバルブユニット50は、ノ
ズル径が最小のものから最大のものまで例えば６種類の
デューティ制御ソニックバルブ51，52，・・・56（以下
ソニックバルブ51，52，・・・56と称する）により構成
されており、従って、各々のソニックバルブをデューテ
ィ制御することにより、多種に渡って流量を制御するこ
とができる。尚、本実施例では、ソニックバルブ52はソ
ニックバルブ51の２倍の全開時流量能力を有しており、
ソニックバルブ53はソニックバルブ51の２²＝４倍、ソ
ニックバルブ54はソニックバルブ51の２³＝８倍にソニ
ックバルブの流量が設定されている。

【００３５】そして、基本流量調整用ソニックバルブユ
ニット50はドライブユニット60により駆動される。さら
に、前記分岐部が合流した後の下流のマニホールド部分
には気筒毎に前記基本流量調整用ソニックバルブユニッ
ト50により流量制御されたガス燃料が供給される多岐管
（分配管）49が設けられている。

【００３６】基本流量調整用ソニックバルブユニット50
は、前述のコントロールユニット16からの噴射パルス信
号がドライブユニット60を駆動することによって開弁駆
動され、ＣＮＧ燃料タンク42から供給されたＣＮＧ燃料
を機関11に噴射供給する。さらに、コントロールユニッ
ト16は、当該制御とガソリン燃料に係る各種制御及び後
述のＣＮＧ燃料に係る各種制御を行うための点火時期マ
ップ，排気還流量設定マップ，基本混合気マップ等が格
納されたＲＯＭ_g57，ＲＯＭ_CNG58と当該制御を行うた
めのマイクロコンピュータ部（ＣＰＵ_g+CNG）59等が設
けられている。

【００３７】以上の構成の燃料供給装置にあって、先
ず、ＣＮＧ燃料のみを機関11に供給する制御装置として
コントロールユニット16により行われる制御（本発明に
係るガス燃料供給量制御手段）について、図６に示すフ
ローチャートを参照しつつ説明する。図６はＣＮＧ基本
制御ルーチンを示し、このルーチンの実行周期もコント
ロールユニット16により制御される。

【００３８】ステップ１（図ではＳ１と記す。以下同
様）では、開閉弁43を開き、ＣＮＧ燃料タンク42からＣ
ＮＧ燃料の供給を開始する。ステップ２では、圧力セン
サ46によりＣＮＧ燃料タンク42からの供給圧力を検出
し、ステップ３において、ＣＮＧ燃料タンク42の残圧が
所定圧力以上か否かを判断する。

【００３９】ステップ３において、ＣＮＧ燃料タンク42
の残圧が所定圧力以上ではないと判断された場合は、ス
テップ14に進み、燃料としてのＣＮＧ燃料が無いとして
開閉弁43を閉じ、さらにガスの供給停止を運転者に告知
する警報を発した後、ステップ15に進み、ＣＮＧ燃料に
よる運転を停止する。ステップ３において、ＣＮＧ燃料
タンク42の残圧が所定圧力以上であると判断された場合
は、ステップ４以下に進み、ＣＮＧ燃料による機関11の
運転を行うが、先ずステップ４において安全弁47への連
通を開として、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ＣＮＧ燃料を大気開
放可能として、機関11の損傷を防止する。

【００４０】ステップ５において、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
21からの検出信号により機関回転速度Ｎを検出し、さら
に水温センサ17により機関11の冷却水温度Ｔｗを検出す
る。ステップ６において、基本燃料流量Ｑ_f0が次式に従
って演算される。Ｑ_f0＝ｋ×Ｑ_air／Ｎ＋Ｑｔ＋Ｑｒ但し、Ｑｔは機関11の冷却水温度Ｔｗに係る補正燃料流
量Ｑｒはスロットルバルブ14が全開時の高負荷領域におけ
る負荷補正量である。

【００４１】さらに、ステップ６において、当該基本燃
料流量Ｑ_f0を得るために、６種類のソニックバルブ51，
52，・・・56をどのようにデューティ制御するかを決定
する。ここで、ソニックバルブ51，52，・・・56のデュ
ーティ制御について図７，図８及び図９を参照しつつ説
明する。

【００４２】本実施例では、予め割り付けた割付マップ
を参照しつつ、各々のデューティ比を決定する。本実施
例では、どの気筒に関して燃料供給であるのかは 720°
ＣＡ（クランク角度）信号毎に判断され、またデューテ
ィ制御は、運転条件によって 180°ＣＡ、或いはそれ以
下の角度で行われる。即ち、アイドル運転等の最小流量
時は細かい周期でデューティ制御を行い、充分な制御応
答性を確保している。また、高速全負荷時等の最大流量
時は大きい周期でデューティ制御を行い該デューティ制
御によるソニックバルブ51，52，・・・56の過渡な動き
を防止して、寿命延長化を図っている。

【００４３】ここで、具体的に所定流量を得るためにど
のように各ソニックバルブを制御するかを説明する。図
７に示すように、例えば要求基本燃料流量Ｑ_f0が２３ｍ
³／ｈである場合には、ソニックバルブ56（全開流量32ｍ³／ｈ）は全閉ソニックバルブ55（全開流量16ｍ³／ｈ）は全開ソニックバルブ54（全開流量８ｍ³／ｈ）はデューティ
比50％ソニックバルブ53（全開流量４ｍ³／ｈ）はデューティ
比50％ソニックバルブ52（全開流量２ｍ³／ｈ）はデューティ
比50％とし、さらにソニックバルブ51（全開流量１ｍ³／ｈ）
はフィードバック制御による微小調整を行うこととして
（後述する）、各バルブを制御している。

【００４４】また例えば要求基本燃料流量Ｑ_f0が４５ｍ
³／ｈである場合にも、図８に示すように、ソニックバ
ルブ56，55，51を開制御することにより所望の燃料流量
を得ることが可能となる。本実施例では、ソニックバル
ブ52はソニックバルブ51の２倍の全開時流量能力を有し
ており、ソニックバルブ53はソニックバルブ51の４倍、
ソニックバルブ54はソニックバルブ51の８倍というふう
に、各ソニックバルブにおける流量が設定されており、
それらを図９に示すように組み合わせて使用することに
より、幅広いダイナミックレンジを有する基本流量調整
用ソニックバルブユニット50を構成することが可能とな
る。

【００４５】さらに、要求基本燃料流量Ｑ_f0に対する基
本流量調整用ソニックバルブユニット50のデューティ制
御は、ＲＯＭ中にマップとして記憶されており、テーブ
ルルックアップ操作により簡易に制御可能なものであ
る。ここで、再び図６の説明に戻る。従って、ステップ
６において、当該基本燃料流量Ｑ_f0を得るために、６種
類のソニックバルブ51，52，・・・56の各々のデューテ
ィ比がマップより検索され、次式に示すように設定され
る。

【００４６】Ｑ_f1＝Ｑ_f0 Ｑ_f1＝Ｖ₅₁Ｄ₅₁＋Ｖ₅₂Ｄ₅₂＋Ｖ₅₃Ｄ₅₃＋Ｖ₅₄Ｄ₅₄＋Ｖ₅₅
Ｄ₅₅＋Ｖ₅₆Ｄ₅₆ 但し、Ｖ_n等はソニックバルブｎの全開流量であり、Ｄ
_n等はソニックバルブｎのデューティ比である。次にス
テップ８では、空燃比センサ19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。ここで、該フ
ィードバック制御は、最小流量を有するソニックバルブ
51のデューティ比を特定短周期で連続的に変更すること
に対応し、これにより、最終的なガス燃料流量Ｑ_f2が以
下の式に従って決定される。（ステップ９）。

【００４７】Ｑ_f2＝Ｑ_f1×DeltaA/F ステップ10では、演算された最終的なガス燃料流量Ｑ_f2
を出力用レジスタにセットする。これにより、予め定め
られた機関回転周期のガス燃料供給タイミングになる
と、演算したガス燃料流量Ｑ_f2のパルス幅を持つ駆動パ
ルス信号が、ドライブユニット60により基本流量調整用
ソニックバルブユニット50の各々のソニックバルブ51〜
56に与えられて、燃料供給が行われる。

【００４８】次に、ステップ11では、点火時期ＡＤＶ、
最適排気還流率等を点火時期マップ26、ＥＧＲ率割付マ
ップ29等より運転条件に従って読込み、点火回路25及び
ＥＧＲ装置27に出力され、各々点火時期、排気還流を制
御する。そして、ステップ12では、以上の制御を継続す
るか否かが判断される。尚、本実施例においては、基本
流量調整用ソニックバルブユニット50のデューティ制御
は、前述の如くソニックバルブ51〜56の全てについてデ
ューティ制御するようにしたが、例えばソニックバルブ
56、55、54及び53はＯＮ・ＯＦＦ制御とし、ソニックバ
ルブ52及び51のみデューティ制御するようにしても、制
御ロジックとしては同等であり、コスト低減にも寄与す
るものである。

【００４９】さらに、本実施例では、図７及び図８に示
すように、基本流量を定める際に最大流量となるソニッ
クバルブ51〜56についてはバルブを全開（常にＯＮ）と
して、全体流量に占めるバイアス分を大きく固定し、燃
料流量変動を抑制している。さらにそのために、流量が
より小さいソニックバルブ（例えばソニックバルブ51，
52，53等）については、流量が大きいソニックバルブが
開となっているときに閉とし、また流量が大きいソニッ
クバルブが閉となっているときに開とする、所謂逆位相
となるように組み合わせて制御している。即ち、開弁流
量の異なる複数のソニックバルブ51〜56をデューティ制
御する際に、開状態にある全てのソニックバルブの合計
流量が経時的に略一定（例えば図７では２３ｍ³／ｈ、
図８では４５ｍ³／ｈ）に保たれるように各ソニックバ
ルブ51〜56のデューティ制御の位相を設定している。こ
れにより、基本流量調整用ソニックバルブユニット50を
通過した後のガス燃料の燃料流量変動（脈動）の発生を
防止することができる。

【００５０】このように制御することにより、図10に示
すように最終的なガス燃料流量Ｑ_f2が出力されるが、本
実施例では、２３ｍ³／ｈのガス燃料流量を得るのに、
ソニックバルブ55は全開とし、ソニックバルブ54を 180
°ＣＡ毎に開とし、該ソニックバルブ54が閉となってい
るＣＡにソニックバルブ53及び52を開とし、さらにソニ
ックバルブ51をフィードバック制御による微小調整して
いる。これにより、流量変動幅は±１ｍ³／ｈとなり、
流量変動率としては±４％の僅かなものとなり、制御性
の向上が図れていることがわかる。

【００５１】次に前述の構成の燃料供給装置にあって、
ＣＮＧ燃料とガソリン燃料とを切換えて機関11に供給す
る制御装置としてコントロールユニット16により行われ
る制御について、フローチャートを参照しつつ説明す
る。まず、ＣＮＧ燃料、或いはガソリン燃料を手動操作
で切換えて単独で供給する際の制御について、図11に示
すフローチャートを参照しつつ説明する。

【００５２】ステップ41では、開閉弁43を開き、ＣＮＧ
燃料タンク42からＣＮＧ燃料の供給を開始する。ステッ
プ42では、圧力センサ46によりＣＮＧ燃料タンク42から
の供給圧力を検出する。ステップ43では、運転条件に従
って点火時期マップ61より点火時期ＡＤＶを読込む。

【００５３】ステップ45では、機関11が運転されている
か否かを判断する。ステップ46では、マニュアルによる
切換操作により、ＣＮＧ燃料供給とガソリン燃料供給と
の何れに切換えられているかを判定する。以下の説明で
は、その説明を明確にするために、種々の運転条件ごと
に分けて説明を行う。

【００５４】ここで先ず、ステップ46においてマニュア
ル切換操作により、ＣＮＧ燃料供給状態に切換えられて
いる場合について説明するが、この場合はステップ47に
進む。ステップ47では、圧力センサ46によりＣＮＧ燃料
タンク42からの供給圧力を検出することにより、ＣＮＧ
燃料の残圧を確認し、このままＣＮＧ燃料を供給するか
否かを判断する。そして、ＣＮＧ燃料の残圧が確認され
ると、このままＣＮＧ燃料を供給し続けるとして、ステ
ップ48に進む。

【００５５】ステップ48では、コントロールユニット16
からの噴射パルス信号がドライブユニット60を駆動する
ことによって、基本流量調整用ソニックバルブユニット
50を開弁駆動して、ＣＮＧ燃料タンク42から供給された
ＣＮＧ燃料を機関11に噴射供給するので、当該ドライブ
ユニット60がＯＮ状態に維持されているか否かを判断す
る。

【００５６】ステップ49では、図６を参照しつつ説明し
た前述のＣＮＧ基本制御ルーチンを実行し、ＣＮＧ燃料
の機関11への噴射供給と、点火時期制御、排気還流制御
が実行される。ステップ50では、機関11の運転が停止さ
れるか否かを判断し、停止されないで運転が継続される
場合には、ステップ41に戻る。

【００５７】次に、ステップ46において、マニュアル切
換操作により、ガソリン燃料供給状態に切換えられてい
る場合について説明するが、この場合はステップ51に進
む。ステップ51では、コントロールユニット16からの噴
射パルス信号が燃料噴射弁15を開弁駆動すべくＯＮ状態
に維持されているか否かを判断する。ステップ52では、
従来のガソリン燃料機関の燃料供給装置と同様に、ガソ
リン燃料の機関11への噴射供給と、点火時期制御、排気
還流制御が実行される。

【００５８】ステップ50では、機関11の運転が停止され
るか否かを判断し、停止されないで運転が継続される場
合には、ステップ41に戻る。次に、マニュアル切換操作
により、ＣＮＧ燃料供給からガソリン燃料供給に、或い
はガソリン燃料供給からＣＮＧ燃料供給に切換操作が行
われる際の制御について、図12及び図13に示すフローチ
ャートを参照しつつ説明する。尚、図11に示すルーチン
と同一作用を奏するステップについては、同一ステップ
番号を付して説明を省略する。

【００５９】先ず、ステップ46において、マニュアル切
換操作により、ＣＮＧ燃料供給状態からガソリン燃料供
給状態に切換動作が行われた場合について、図12を参照
しつつ、説明する。この場合はステップ51において、コ
ントロールユニット16からの噴射パルス信号が燃料噴射
弁15を開弁駆動すべくＯＦＦ状態からＯＮ状態に切換制
御がなされたか否かを判断し、ＯＮ状態に切換制御がな
されたと判断されると、ステップ61に進む。

【００６０】ＣＮＧ燃料供給状態からガソリン燃料供給
状態に切換動作が行われた後も、機関11へのガス供給通
路45中に介装される安全弁47より下流側の通路中にはＣ
ＮＧ燃料が残留しており、当該残留ＣＮＧ燃料はそのま
ま機関11に供給される。従って、先ずステップ61では、
当該残留ＣＮＧ燃料量ＱfcＴを演算する。即ち、当該残
留ＣＮＧ燃料を消費するための時定数Ｔau（減衰関数で
表される）を切換直前のＣＮＧ燃料供給状態における最
終の流量Ｑfc1 _Final毎に、マップ或いは演算により定
め、これをＱfcＴとする。

【００６１】ＱfcＴ＝Ｑfc1 _Final×Ｔau ステップ62では、基本のガソリン燃料供給量ＱfgＴ1 を
演算する。このため、先ずガソリン燃料供給開始時のガ
ソリン燃料要求量Ｑfg1 を演算する。ガソリン燃料供給
状態に切換動作が行われた直後は、燃料噴射弁15が設け
られる下流のマニホールド部分には全く壁流が存在せ
ず、当該切換動作直後は壁流として該マニホールド部分
に付着する燃料が存在する。ここで、燃料が壁流として
付着するための時定数Ｔaug1をガソリン燃料供給状態に
おける要求量Ｑfg1 毎に、マップ或いは演算により定め
てある。従って、ガソリン燃料供給開始時のガソリン燃
料要求量はＱfg1 ×（１＋Ｔaug1）となる。

【００６２】この結果、基本のガソリン燃料供給量Ｑfg
Ｔ1 は、前記残留ＣＮＧ燃料ＱfcＴ分が減算され、壁流
分が加算された量となり、以下に示すようになる。ＱfgＴ1 ＝Ｑfg1 ×（１＋Ｔaug1）−ＱfcＴ＝Ｑfg1 ×（１＋Ｔaug1）−Ｑfc1 _Final×Ｔau ここで、ＣＮＧ燃料供給状態からガソリン燃料供給状態
への切換動作中であっても、空燃比センサ19による空燃
比フィードバック補正は行われる。従って、ステップ63
で、別ルーチンにより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。これによ
り、最終的なガソリン燃料供給量ＱfgＴ2が以下の式に
従って決定される。（ステップ64）。

【００６３】ＱfgＴ2 ＝ＱfgＴ1 ×DeltaA/F 即ち、ステップ61、62及び64が混合燃料供給量設定手段
の機能を奏している。ステップ65では、ステップ61で演
算した残留ＣＮＧ燃料量ＱfcＴが消費されたか否かを判
断する。即ち、時定数Ｔauが減衰関数で表されるもので
あるので、該Ｔauの値が徐々に小さくなっており、従っ
てＱfcＴ＝０となったか否かを判断することにより、切
換が終了したか否かを判断することが可能となる。

【００６４】即ち、ステップ61及び65が燃料切換確認手
段の機能を奏している。ここで、切換が終了したと判断
された場合（ＹＥＳ）は、ステップ66に進み、ＣＮＧ燃
料供給状態からガソリン燃料供給状態への切換動作中に
係る燃料供給制御を中止して、ガソリン燃料供給状態と
する。即ち、ステップ67で開閉弁43を閉じ、或いはガス
の供給停止を運転者に告知する警報を発した後、ステッ
プ68に進み、安全弁47への連通を閉とする。

【００６５】ステップ69では、基本流量調整用ソニック
バルブユニット50を開弁駆動するためにＯＮ状態となっ
ていたドライブユニット60をＯＦＦ状態として、作動を
停止する。即ち、ステップ69が作動停止手段の機能を奏
している。そして、ステップ52以降に進む。

【００６６】一方、ステップ65で切換が終了していない
と判断された場合は、ステップ70に進み、点火時期ＡＤ
Ｖ、最適排気還流率等を点火時期マップ61、ＥＧＲ率割
付マップ62等より運転条件に従って読込み、各々点火時
期、排気還流を補正した後、再びステップ61に戻る。即
ち、ステップ70は点火時期設定手段及び排気還流率設定
手段の機能を奏している。

【００６７】次に、ステップ46において、マニュアル切
換操作により、ガソリン燃料供給状態からＣＮＧ燃料供
給状態に切換動作が行われた場合について、図13を参照
しつつ、説明する。ステップ47では、圧力センサ46によ
りＣＮＧ燃料タンク42からの供給圧力を検出することに
より、ＣＮＧ燃料の残圧を確認し、このままＣＮＧ燃料
を供給することか可能か否かを判断する。そして、ＣＮ
Ｇ燃料の残圧が確認されると、このままＣＮＧ燃料への
切換が可能であるとして、ステップ71に進む。即ち、ス
テップ71では、燃料切換の要求後、燃料の切換条件が整
った否かを確認した後、燃料の切換を行うようにしてい
る。

【００６８】ステップ71では、基本流量調整用ソニック
バルブユニット50を開弁駆動するドライブユニット60が
ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切換制御がなされたか否かを
判断し、ＯＮ状態に切換制御がなされたと判断される
と、ステップ72に進む。ガソリン燃料供給状態からＣＮ
Ｇ燃料供給状態に切換動作が行われた後も、燃料噴射弁
15が設けられる下流のマニホールド部分には付着する壁
流燃料が残留しており、当該残留ガソリン燃料はそのま
ま機関11に供給される。従って、先ずステップ72では、
当該残留ガソリン燃料量ＱfgＴを演算する。

【００６９】即ち、当該残留ガソリン燃料を消費するた
めの時定数Ｔaug2（減衰関数で表される）を切換直前の
ＣＮＧ燃料供給状態における最終の流量Ｑfg1 _Final毎
に、マップ或いは演算により定め、これをＱfgＴとす
る。ＱfgＴ＝Ｑfg1 _Final×Ｔaug2 ステップ73では、基本のＣＮＧ燃料供給量ＱfcＴ1 を演
算する。ここで、ＣＮＧ燃料供給状態に切換動作が行わ
れた直後も、当該ＣＮＧ燃料供給に関しては殆ど制御遅
れ等が無いため、基本のＣＮＧ燃料供給量ＱfcＴ1 は、
ＣＮＧ燃料の最初の噴射量Ｑfc1 より前記残留ガソリン
燃料量ＱfgＴ分が減算され、以下に示すようになる。

【００７０】ＱfgＴ1 ＝Ｑfc1 −ＱfgＴ＝Ｑfc1 −Ｑfg1 _Final×Ｔau ここで、ガソリン燃料供給状態からＣＮＧ燃料供給状態
への切換動作中であっても、空燃比センサ19による空燃
比フィードバック補正は行われる。従って、ステップ74
で、別ルーチンにより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。これによ
り、最終的なＣＮＧ燃料供給量ＱfcＴ2 が以下の式に従
って決定される。（ステップ75）。

【００７１】ＱfcＴ2 ＝ＱfcＴ1 ×DeltaA/F 即ち、ステップ72、73及び75が混合燃料供給量設定手段
の機能を奏している。ステップ76では、ステップ72で演
算した残留ガソリン燃料量ＱfgＴが消費されたか否かを
判断する。即ち、時定数Ｔaug2が減衰関数で表されるも
のであるので、該Ｔaug2の値が徐々に小さくなってお
り、従ってＱfgＴ＝０となったか否かを判断することに
より、切換が終了したか否かを判断することが可能とな
る。

【００７２】即ち、ステップ72及び76が燃料切換確認手
段の機能を奏している。ここで、切換が終了したと判断
された場合（ＹＥＳ）は、ステップ77に進み、ガソリン
燃料供給状態からＣＮＧ燃料供給状態への切換動作中に
係る燃料供給制御を中止して、ＣＮＧ燃料供給状態とす
る。即ち、ステップ78で安全弁47への連通の開を確認
し、機関11の損傷を防止した後、ステップ79に進み、ガ
ソリン燃料供給用の燃料噴射弁15の作動を停止する。

【００７３】即ち、ステップ79は作動停止手段の機能を
奏している。そして、ステップ49以降に進む。一方、ス
テップ76で切換が終了していないと判断された場合は、
ステップ70に進み、点火時期ＡＤＶ、最適排気還流率等
を点火時期マップ61、ＥＧＲ率割付マップ62等より運転
条件に従って読込み、各々点火時期、排気還流を補正し
た後、再びステップ72に戻る。

【００７４】即ち、ステップ70は点火時期設定手段及び
排気還流率設定手段の機能を奏している。次に、他の実
施例として、自動的に燃料を切換える操作により、ＣＮ
Ｇ燃料供給からガソリン燃料供給に、或いはガソリン燃
料供給からＣＮＧ燃料供給に切換操作が行われる際の制
御について説明する。ここで、前述の図11〜図13に示す
フローチャートと異なる作用を奏するのは、ステップ46
におけるマニュアルによる切換操作に係る切換判定のス
テップのみであるので、他のステップについては説明を
省略する。

【００７５】ここで、燃料の切換判定を行う条件として
は、出力が高いか否か、排気の低減化を行う必要がある
か否か及び燃費の向上を図ることが必要であるか否か等
がある。即ち、出力が高いか否かに関しては、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、そ
の場合はＣＮＧ燃料供給を行う。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20が活性化温度
に至っていないときにはＣＮＧ燃料供給を行う。また、
燃費の向上を図ることが必要であるか否かに関しては、
圧力センサ46によりＣＮＧ燃料の残圧が確認されるとＣ
ＮＧ燃料供給を行う。

【００７６】また、コントロールユニットは、図14に示
すような運転領域毎に燃料供給制御の切換を行ってい
る。即ち、低水温領域においては、ＣＮＧ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
供給制御として、排気性能の良化を図っている。そし
て、ＣＮＧ燃料供給制御にあっては、水温が所定温度
（一般的には50〜60℃）まで上昇するまでは、機関11が
暖機運転中であると判断し、始動時，再始動時及び低，
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、前述した空燃比フィードバック制
御による運転を行う。

【００７７】一方、それ以上の回転域即ち高負荷域にお
いては、基本流量調整用ソニックバルブユニット50の耐
久性を向上させるために、デューティの基本となる周期
幅を大きく選択（例えば 180°ＣＡ以下を１周期とする
デューティ制御を 180°ＣＡを１周期とすること等）す
ることにより、デューティ制御の制御回数を低減して、
ラフなＣＮＧ燃料供給制御に切換える。尚、この時は制
御周期を 180°ＣＡとしても、高回転域であるため制御
周期時間的には長くなっておらず、制御特性が悪くなる
ことはない。

【００７８】即ち、この２つの空燃比フィードバック制
御を採用することにより、基本流量調整用ソニックバル
ブユニット50を構成する複数個のソニックバルブの組合
せ個数を少なくし、より低コストの燃料供給装置を可能
としている。さらに、高回転高出力時にＣＮＧ燃料供給
制御を継続した場合には、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
があるため、ＣＮＧ燃料供給制御からガソリン供給制御
に切換えて、高出力化を図っているものである。

【００７９】以上説明したように、本実施例によれば、
最小流量のソニックバルブに対し他の流量が２ⁿに設定
されているソニックバルブを、機関運転状態に応じてデ
ューティ制御するようにしたので、ダイナミックレンジ
の拡大が可能となる。また、機関11へのガス供給通路45
中に残留する残留ＣＮＧ燃料量ＱfcＴや、燃料噴射弁15
が設けられる下流のマニホールド部分に壁流として付着
する残留ガソリン燃料量ＱfgＴ等を考慮し、また、前記
残留ＣＮＧ燃料を消費するための減衰関数で表される時
定数Ｔauや、前記残留ＣＮＧ燃料を消費するための減衰
関数で表される時定数Ｔauを用いて燃料切換の際の切換
前の残留燃料に係る空燃比への影響等を排除しているの
で、燃料制御精度が高く、良好な排気性能，運転性を確
保することが可能となる。

【００８０】さらに、本実施例に係るガス・液体燃料機
関の燃料供給装置にあっては、制御用センサ類を殆ど共
有化することが可能となり、コスト増加も抑制すること
ができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
最小流量の電磁弁に対し他の電磁弁の流量が２ⁿに設定
されている複数個の電磁弁を運転状態に応じてデューテ
ィ制御するように構成したので、応答性が良好で、広い
流量範囲を有するガス燃料供給装置を提供することが可
能となり、燃料制御精度が高く、広いダイナミックレン
ジのエンジン制御が低コストで提供可能となる。

【００８２】また、内燃機関の制御装置を、機関運転状
態に応じて機関に供給する燃料をガス燃料或いは液体燃
料に切換える燃料切換手段を含んで構成し、さらに、該
燃料切換手段を、燃料供給切換前の燃料系において、上
流側の燃料供給源の供給を遮断した後、該燃料供給源か
ら下流側の機関に直接燃料を供給する燃料供給部までに
残留する燃料が供給されつくしたことを確認する燃料切
換確認手段と、該燃料切換完了の確認後に燃料供給部の
作動を停止させる作動停止手段を含むと共に、燃料供給
切換後の燃料系において、燃料切換確認手段による燃料
切換の直前に供給されていた燃料の燃料供給量と該切換
完了直後の運転状態に応じて切換後燃料のみが供給され
る場合の設定燃料供給量とに基づいて、該切換完了以前
に切換前の燃料系の残留燃料と共に供給される切換後の
燃料に係る燃料供給量を設定する混合燃料供給量設定手
段と、を含んで構成するようにしたので、良好な排気性
能，運転性を確保することが可能となり、２種類の燃料
を使用することにより、各々の燃料で運転する利点を生
かし、燃料選択の自動切換により車として，低燃費，排
気性能の向上，高出力化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に係る構成を示すブロック図

【図２】本発明の請求項５に係る構成を示すブロック図

【図３】本発明の請求項５に係る作用を説明するフロー
チャート

【図４】本発明の一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基本流量調整用ソニックバ
ルブユニットの構成を示すシステム構成図

【図６】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７】同上実施例における基本流量調整用ソニックバ
ルブユニットの作用を説明するタイムチャート

【図８】同上実施例における基本流量調整用ソニックバ
ルブユニットの作用を説明するタイムチャート

【図９】同上実施例における基本流量調整用ソニックバ
ルブユニットのソニックバルブの組合せを示す特性図

【図10】同上実施例におけるガス燃料流量の流量特性を
示すタイムチャート

【図11】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12】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13】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14】同上実施例におけるコントロールユニットによ
り行われる運転状態毎の制御内容を示す特性図

【符号の説明】

11 機関 12 吸気通路 13 エアフローメータ 16 コントロールユニット 21 クランク角センサ 41 ＣＮＧ燃料供給装置 42 ＣＮＧ燃料タンク 45 ガス供給通路 47 安全弁 48 減圧装置 50 基本流量調整用ソニックバルブユニット 51 デューティ制御ソニックバルブ 52 デューティ制御ソニックバルブ 53 デューティ制御ソニックバルブ 54 デューティ制御ソニックバルブ 55 デューティ制御ソニックバルブ 56 デューティ制御ソニックバルブ 60 ドライブユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス燃料圧力を調整する圧力調整部と、該
圧力調整部の下流側に分岐して形成された各分岐通路に
介装され、各々開弁により所定の一定流量を流通させる
複数個の電磁弁を含んでなる流量調整部と、前記分岐通
路が合流した後のガス通路に形成されるガス燃料を各気
筒に導く多気管と、を含んでなるガス燃料供給装置と、機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、前記機関運転状態に応じて前記複数個の電磁弁の開閉を
選択してガス燃料供給量を制御するガス燃料供給量制御
手段と、を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の制御装
置。
【請求項２】ガス燃料流量を調整する複数個の電磁弁の
うち、少なくとも小流量調整用電磁弁は所定の制御周期
にてデューティ制御を行う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。
【請求項３】前記複数の電磁弁は夫々の流量が異なるｎ
個の電磁弁を含み、かつ、該ｎ個のうちの最小流量の電
磁弁に対し他の電磁弁の流量が２ⁿに設定されているこ
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。
【請求項４】開弁流量の異なる複数の電磁弁が夫々デュ
ーティ制御され、開状態にある全ての電磁弁の合計流量
が経時的に略一定に保たれるように各電磁弁のデューテ
ィ制御の位相を設定してなる請求項１〜３のいずれか１
つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】前記ガス燃料供給装置，機関運転状態検出
手段及びガス燃料供給量制御手段を備えると共に、各気
筒に液体燃料を供給する液体燃料供給装置と、機関運転状態に応じて前記液体燃料供給量を制御する液
体燃料供給量制御手段と、機関運転状態に応じて機関に供給する燃料をガス燃料或
いは液体燃料に切換える燃料切換手段と、を含んで構成されることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】燃料切換手段は、燃料切換の要求後、燃料
の切換条件が整ったことを確認した後、燃料の切換を行
うことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装
置。
【請求項７】燃料切換手段は、燃料供給切換前の燃料系において、上流側の燃料供給源
の供給を遮断した後、該燃料供給源から下流側の機関に
直接燃料を供給する燃料供給部までに残留する燃料が供
給されつくしたことを確認する燃料切換確認手段と、該
燃料切換完了の確認後に燃料供給部の作動を停止させる
作動停止手段を含み、燃料供給切換後の燃料系において、燃料切換確認手段に
よる燃料切換の直前に供給されていた燃料の燃料供給量
と該切換完了直後の運転状態に応じて切換後燃料のみが
供給される場合の設定燃料供給量とに基づいて、該切換
完了以前に切換前の燃料系の残留燃料と共に供給される
切換後の燃料に係る燃料供給量を設定する混合燃料供給
量設定手段と、を含んで構成されることを特徴とする請求項５または６
に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】前記燃料切換確認手段がガス燃料に係るガ
ス燃料供給遅れ時定数に基づいてガス燃料から液体燃料
への切換完了を確認すると共に、前記燃料切換確認手段
によりガス燃料から液体燃料への切換が確認された後
の、切換直後に供給される液体燃料に係る燃料供給量を
演算する際に、該ガス燃料に係るガス燃料供給遅れ時定
数と液体燃料に係る液体燃料供給遅れ時定数とに基づい
て、該切換完了以前にガス燃料系の残留燃料と共に供給
される液体燃料に係る燃料供給量を設定することを特徴
とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の内燃機関の
制御装置。
【請求項９】前記燃料切換確認手段が液体燃料に係る液
体燃料供給遅れ時定数に基づいて液体燃料からガス燃料
への切換完了を確認すると共に、前記燃料切換確認手段
により液体燃料からガス燃料への切換が確認された後
の、切換直後に供給されるガス燃料に係る燃料供給量を
演算する際に、該液体燃料に係る液体燃料供給遅れ時定
数に基づいて、該切換完了以前に液体燃料系の残留燃料
と共に供給されるガス燃料に係る燃料供給量を設定する
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の
内燃機関の制御装置。
【請求項10】機関運転状態検出手段により検出される運
転状態が冷却水温度が所定温度より低い運転状態の場合
は、ガス燃料供給制御を行うと共に、該ガス燃料供給制
御において、始動時及び中負荷領域以下の運転領域では
細かい周期幅にてデューティ制御を行い、高負荷域では
該周期幅の大きいデューティ制御を行うことを特徴とす
る請求項５〜９のいずれか１つに記載の内燃機関の制御
装置。
【請求項11】燃料切換確認手段により燃料切換完了が確
認された後に、前記機関運転状態に基づいて点火時期を
設定する点火時期設定手段を含んで構成されることを特
徴とする請求項５〜10のいずれか１つに記載の内燃機関
の制御装置。
【請求項12】燃料切換確認手段により燃料切換完了が確
認された後に、前記機関運転状態に基づいて排気還流率
を設定する排気還流率設定手段を含んで構成されること
を特徴とする請求項５〜10のいずれか１つに記載の内燃
機関の制御装置。
【請求項13】ガス燃料がＣＮＧ燃料であり、液体燃料が
ガソリン燃料であることを特徴とする請求項１〜12のい
ずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。