JPWO2015122418A1 - Multi-fuel engine and control method thereof - Google Patents

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Abstract

有害排気物質の発生を抑制し、エンジン出力の低下を抑制することができるマルチフューエルエンジンを提供することを課題とする。低圧縮シリンダー群ＬＳＧと高圧縮シリンダー群ＨＳＧとを有するマルチフューエルエンジン１であって、低圧縮シリンダー群ＬＳＧは、第１ガス燃料（天然ガス）が供給され、第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専燃式シリンダーで構成され、高圧縮シリンダー群ＨＳＧは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧよりも圧縮比が高く、第２ガス燃料（天然ガス）および軽油が供給され、軽油の燃焼室圧縮熱着火で、第２ガス燃料を軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、始動を含む低回転領域では、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼を行う。It is an object of the present invention to provide a multi-fuel engine that can suppress generation of harmful exhaust substances and suppress a decrease in engine output. A multi-fuel engine 1 having a low compression cylinder group LSG and a high compression cylinder group HSG. The low compression cylinder group LSG is supplied with a first gas fuel (natural gas), and the first gas fuel is an ignition of an ignition plug. The high compression cylinder group HSG has a higher compression ratio than the low compression cylinder group LSG, and is supplied with the second gas fuel (natural gas) and light oil. It consists of a dual fuel combustion type cylinder that burns the second gas fuel together with light oil by thermal ignition. In the low rotation range including starting, only combustion in the low compression cylinder group LSG is performed, and in the high rotation range at least high compression Combustion in the cylinder group HSG is performed.

Description

本発明は、マルチフューエルエンジンおよびその制御方法に関する。  The present invention relates to a multi-fuel engine and a control method thereof.

現在、世界的に自動車のエンジンは、オットーサイクルでガソリンを燃料とするガソリンエンジンと、ディーゼルサイクルで軽油を燃料とするディーゼルエンジンの２種類が主流である。ガソリンエンジンは自家用車などの小型自動車に主に採用され、ディーゼルエンジンはバス、トラックなどの中型・大型自動車に採用されている。いずれのエンジンも、石油燃料を使用するため、低環境性能自動車として改良改善が繰り返されてきた。  Currently, there are two main types of automobile engines worldwide: a gasoline engine that uses gasoline in the Otto cycle and a diesel engine that uses light oil in the diesel cycle. Gasoline engines are mainly used in small cars such as private cars, and diesel engines are used in medium and large cars such as buses and trucks. Since both engines use petroleum fuel, improvements and improvements have been repeated as low environmental performance vehicles.

その中でもディーゼルエンジンは、燃料となる軽油に高分子化合物が多く含まれており、ガソリンと比較して燃焼効率が低く、燃料を液体のまま燃焼室内に噴霧することとなるので燃焼残りが多く、また着火温度、燃焼温度がガソリンよりも低いため完全燃焼が困難である。その結果、ＣＯ（一酸化炭素）、ＰＭ（粒子状物質）、ＮＯＸ（窒素酸化物）、ＳＯＸ（硫黄酸化物）、ＨＣ（炭化水素）などの有害排気物質が発生する。特に、ＰＭは呼吸器系疾患や肺ガンと関連性があると指摘されている有害排気物質であるが、ディーゼルエンジンではこのＰＭが著しく発生するという問題がある。  Among them, diesel engines contain a lot of polymer compounds in light oil, which is a fuel, and combustion efficiency is low compared to gasoline, and fuel is sprayed in the combustion chamber as a liquid, so there is a lot of combustion residue. Moreover, since the ignition temperature and combustion temperature are lower than gasoline, complete combustion is difficult. As a result, harmful exhaust substances such as CO (carbon monoxide), PM (particulate matter), NOX (nitrogen oxide), SOX (sulfur oxide), and HC (hydrocarbon) are generated. In particular, PM is a harmful exhaust material that has been pointed out to be associated with respiratory diseases and lung cancer, but there is a problem that this PM is remarkably generated in a diesel engine.

そこで、従来では、クリーンディーゼルなどの名称で知られているように、コモンレールなどを採用し、軽油を高圧で噴射することで噴射された軽油の粒径をより微細なものとし、ＰＭの発生を抑制する技術が提案されている。しかしながらディーゼルエンジンは、そもそも圧縮熱による低温燃焼であるため、ＰＭの発生を著しく抑制することは困難である。さらに、噴射された軽油の粒径が微細なものとなることで、微細、例えば、２．５μｍ以下、特に１μｍ以下のＰＭの発生量が増加する可能性がある。ＰＭは粒径が微細になればなるほど、吸い込むと肺や気管に沈着しやすくなり、人体への影響が大きくなると考えられている。  Therefore, conventionally, as known by the name of clean diesel, etc., a common rail or the like is adopted, and the particle size of the light oil injected is made finer by injecting light oil at a high pressure, thereby generating PM. Suppression techniques have been proposed. However, since diesel engines are low-temperature combustion by compression heat in the first place, it is difficult to remarkably suppress the generation of PM. Furthermore, since the particle diameter of the injected light oil becomes fine, there is a possibility that the generation amount of fine PM, for example, 2.5 μm or less, particularly 1 μm or less, is increased. It is believed that the finer the particle size of PM, the easier it is to deposit in the lungs and trachea when inhaled, and the greater the impact on the human body.

また、ディーゼルエンジンを高環境性能のエンジンに改造する技術が普及し始めている。天然ガスを燃料とする天然ガス専焼式エンジンである。天然ガスは燃料中の不純物や高分子炭化水素の含有量が少ないため、燃焼時にＰＭがほとんど発生しない。また、燃料中の炭素分に対する水素分の比率が高いため、燃料燃焼時に発生する二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量をガソリンエンジンよりも２０〜３０％、ディーゼルエンジンよりも１５〜２０％、夫々低減することが可能である。  In addition, technology for remodeling diesel engines to engines with high environmental performance has begun to spread. This is a natural gas burning engine that uses natural gas as fuel. Since natural gas has a low content of impurities and polymer hydrocarbons in the fuel, almost no PM is generated during combustion. Also, since the ratio of hydrogen to carbon in the fuel is high, the amount of carbon dioxide (CO2) generated during fuel combustion is reduced by 20-30% compared to gasoline engines and 15-20% compared to diesel engines, respectively. Is possible.

天然ガス専焼式エンジンの多くは中型・大型自動車の場合において、ディーゼルエンジンをベースとして改造するもので、圧縮熱により軽油に着火燃焼させる方式から、点火プラグによってガスに着火させる方式に変更するものである。原理はガソリンエンジンと同じオットーサイクルである。燃料の着火温度が軽油の２５０℃から天然ガスの６５０℃に代わる為、ディーゼルエンジンの場合の圧縮熱３００℃による着火方式から、高温でガス燃料に着火させる方式、すなわち点火プラグ式（着火温度約８００℃）に変更しなければならない。そして同時に、圧縮比の違いを調節する必要がある。  Most of the natural gas fired engines are modified on the basis of diesel engines in the case of medium-sized and large-sized automobiles, and they are changed from a method of igniting and burning light oil with compression heat to a method of igniting gas with a spark plug. is there. The principle is the same Otto cycle as a gasoline engine. Since the ignition temperature of the fuel is changed from 250 ° C for light oil to 650 ° C for natural gas, the ignition method using a compression heat of 300 ° C in the case of a diesel engine is used to ignite gas fuel at a high temperature, that is, an ignition plug type (ignition temperature of about 800 ° C). At the same time, it is necessary to adjust the difference in compression ratio.

ディーゼルエンジンの圧縮比は副燃式で１４：１〜１６：１、直噴式で１８：１〜２０：１であり、ガス専焼式エンジンの圧縮比は天然ガスで１２：１〜１３：１である。しかし、この改造によってディーゼルエンジンを天然ガス専焼式エンジンとすると、環境性能の低い軽油から環境性能の高い天然ガスに燃料変更することで有害排気物質の抑制は可能になるものの、熱効率が、ベースのディーゼルエンジンに比較して３０％程度低下することになる。すなわち、燃費（一定距離走行時における燃料コスト）の低下である。そして、圧縮比の低下によりバス・トラック等、重負荷で走行する自動車にとって大切なトルクも低下してしまう。  The compression ratio of the diesel engine is 14: 1 to 16: 1 for the secondary combustion type, 18: 1 to 20: 1 for the direct injection type, and the compression ratio of the gas-only combustion type engine is 12: 1 to 13: 1 for natural gas. is there. However, if the diesel engine is converted to a natural gas-only fired engine by this modification, it is possible to control harmful exhaust gas by changing the fuel from light oil with low environmental performance to natural gas with high environmental performance, but the thermal efficiency is This is about 30% lower than that of a diesel engine. That is, it is a reduction in fuel consumption (fuel cost when traveling a certain distance). Further, the torque that is important for automobiles traveling under heavy loads, such as buses and trucks, also decreases due to a decrease in the compression ratio.

また、天然ガス専焼式エンジンを搭載した自動車である天然ガス専焼車は、天然ガスを、例えば２０ＭＰａに圧縮してガス燃料タンクに充填するものである。その為、液体燃料と異なり、燃料の消費が早くガス燃料タンクの数が多数必要で、自動車内の設置スペースに限りがある為に都市間移動の長距離走行には不向きである。そこで、天然ガス専焼車は、市内配達用自動車、市内路線バスなど、ガス燃料充填所を中心としての循環型自動車として使用されているのが現状である。  Moreover, a natural gas exclusive combustion vehicle which is an automobile equipped with a natural gas exclusive combustion engine compresses natural gas to, for example, 20 MPa and fills a gas fuel tank. Therefore, unlike liquid fuel, fuel consumption is fast and a large number of gas fuel tanks are required, and the installation space in the automobile is limited. Therefore, the natural gas burning car is currently used as a circulating car centering on a gas fuel filling station, such as a city delivery car and a city bus.

一方、一般に「エコカー」と称されるエンジンとモーターのハイブリッド車にした場合、モーター走行を主としたのでは、特に高負荷で走行する大型自動車として必要なトルク（エンジン出力）を確保することが困難であり、そうかと言ってディーゼルエンジンを主として走行したのでは低環境性能が維持されることとなる。そこで、都市間移動の長距離走行を可能な自動車としてディーゼルエンジンの熱効率やトルクを維持しながら、上記有害排気物質およびＣＯ２を削減させることを目的として開発されたのが、天然ガス専焼式エンジンと同様の高環境性能のエンジンである二元燃料燃焼式（ＤＤＦ：ディーゼル・デュアル・フューエル）エンジンである（特許文献１参照）。  On the other hand, in the case of a hybrid vehicle of an engine and a motor that is generally referred to as an “eco-car”, motor driving is mainly used to ensure the necessary torque (engine output) especially for large vehicles that run at high loads. It is difficult, and low environmental performance will be maintained if the diesel engine is driven mainly. Therefore, a natural gas combustion engine that was developed for the purpose of reducing the harmful exhaust substances and CO2 while maintaining the thermal efficiency and torque of a diesel engine as an automobile capable of long-distance travel between cities. It is a dual fuel combustion (DDF: Diesel Dual Fuel) engine which is a similar high environmental performance engine (see Patent Document 1).

ここで、そもそもなぜガソリンエンジンが中・大型自動車に搭載されなくなり、ほとんどがディーゼルエンジンとなったのかについて説明する。ガソリンエンジンは、オットーサイクルであり、予めガソリンと空気が混じった混合気を燃焼室に吸入するので、ピストン上死点付近で点火プラグにて着火され燃焼圧力が瞬間的に立ち上がるのに対し、ディーゼルエンジンは、ディーゼルサイクルであり、空気のみを燃焼室に吸入して圧縮行程終わりから膨張行程に移るときに燃料を噴射するのでピストンが下がり始めても燃料の噴射が続いて燃焼するため、燃焼圧力はしばらく一定である。これを線図にして確認すると、オットサイクルエンジンの方が理論熱効率は高いが現実問題として混合気を圧縮するので異常燃焼が発生しやすく圧縮比を高くすることが困難である。一方、ディーゼルエンジンは、空気のみを圧縮するので圧縮比を高くすることができ、熱効率の向上とともにトルクを高くすることができる。
ＤＤＦエンジンは、このディーゼルエンジンの原理をそのまま活用することで高熱効力を保持するとともに、高トルクを発生することができるので、高負荷で走行する自動車の長距離走行に向いているのである。併せて、ガス燃料タンクと軽油タンクの両方を装備することとなるので、天然ガス専焼車の概ね２倍の航続距離を確保することができる。Here, I will explain why gasoline engines are no longer installed in medium- and large-sized cars, and most of them are diesel engines. The gasoline engine is an Otto cycle, and since a mixture of gasoline and air is sucked into the combustion chamber in advance, the combustion pressure rises instantaneously near the top dead center of the piston. The engine is a diesel cycle, and only air is sucked into the combustion chamber and fuel is injected when moving from the end of the compression stroke to the expansion stroke, so even if the piston starts to drop, fuel injection continues to burn, so the combustion pressure is It remains constant for a while. When this is confirmed by a diagram, the Otto cycle engine has higher theoretical thermal efficiency, but as a practical problem, the air-fuel mixture is compressed, so abnormal combustion is likely to occur and it is difficult to increase the compression ratio. On the other hand, since the diesel engine compresses only air, the compression ratio can be increased, and the torque can be increased while improving the thermal efficiency.
The DDF engine is suitable for long-distance driving of an automobile running at a high load because it can maintain a high thermal effect and generate a high torque by utilizing the principle of the diesel engine as it is. In addition, since both the gas fuel tank and the light oil tank will be equipped, it is possible to secure a cruising range approximately twice that of a natural gas burning car.

また、ＤＤＦエンジンは、ディーゼルエンジンをベースとして、圧縮熱による軽油着火燃焼熱によってほぼ同時に噴射される環境性能の高い天然ガスを燃焼するものである。しかし、圧縮熱３００℃に対して軽油着火温度が２５０℃であるので、軽油の燃焼は円滑に行われるが、天然ガスは着火温度が６５０℃（液化石油ガスは５１０℃）であり、軽油が着火しても初期燃焼温度が５００℃程度であることから天然ガスの円滑な燃焼を同時に行うことが困難である。その為、天然ガスを軽油同様にエンジン始動時から噴射すると、不完全燃焼を起こしてノッキングを起こす。
従って、ＤＤＦエンジンは、例えば、エンジン回転数が１，０００ｒｐｍ未満までは軽油のみが噴射され、天然ガスは１，０００ｒｐｍ以上となると少量ずつ噴射され、最高回転時を最大となるように、エンジン回転数に合わせて噴射量（供給量）が増量される制御が行われている。その為、アイドリング運転や軽負荷で低回転領域での走行を長時間続けると、軽油燃焼による有害排気物質、特にＰＭやＮＯＸなどの抑制が困難であり、ＰＭ捕集フィルターであるＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）付きの自動車の場合であると、数十分ごとにエンジン停止を行い、ＤＰＦ内でＰＭが焼却されるまでエンジン始動が出来ないことがある。このロスタイムによって、ＤＰＦを搭載した自動車を運送、配達などの業務に採用する場合は、大きな支障を与えることがあった。これでは、ディーゼルエンジンの問題点を十分に解決できたとはいえない。The DDF engine is based on a diesel engine and burns natural gas with high environmental performance that is injected almost simultaneously by light oil ignition combustion heat by compression heat. However, since the light oil ignition temperature is 250 ° C. with respect to the compression heat of 300 ° C., the light oil is burned smoothly, but the natural gas has an ignition temperature of 650 ° C. (the liquefied petroleum gas is 510 ° C.), Even when ignited, since the initial combustion temperature is about 500 ° C., it is difficult to simultaneously perform smooth combustion of natural gas. Therefore, when natural gas is injected from the start of the engine like light oil, incomplete combustion occurs and knocking occurs.
Therefore, the DDF engine, for example, only light oil is injected until the engine speed is less than 1,000 rpm, and natural gas is injected little by little when the engine speed exceeds 1,000 rpm, and the engine speed is maximized at the maximum speed. Control is performed to increase the injection amount (supply amount) according to the number. For this reason, if idling operation or running in a low load range with light load is continued for a long time, it is difficult to suppress harmful exhaust substances caused by light oil combustion, especially PM and NOX, and DPF (Diesel Particulate) is a PM collection filter. In the case of an automobile with a filter, the engine may be stopped every several tens of minutes and the engine cannot be started until PM is incinerated in the DPF. Due to this loss time, when a vehicle equipped with a DPF is employed for operations such as transportation and delivery, it may be a major obstacle. This is not enough to solve the problems of diesel engines.

ＤＤＦエンジンは、環境性能の低い軽油と環境性能の高い天然ガスを同時に燃焼させることで完全燃焼を促し、有害排気物質およびＣＯ２を減少させることを目的として開発されたものであるが、低回転領域では軽油のみの燃焼か、環境性能向上がさほど期待できない程度の天然ガス噴射しかできず、本来の高環境性能が期待できるのは高回転領域に限られる状況であった。従って、アイドリング運転、信号待ちの多い市内走行、高速道路であっても時間帯や時期によって渋滞が発生した場合は、軽油のみの燃焼となってＤＤＦエンジンの本来の目的を達成が困難で、低環境性能のディーゼルエンジンとして使用するしかなかった。近年、アイドリングストップシステムが開発されＤＤＦエンジンに取り入れている自動車もあるが、ノロノロ運転を余儀なくされる渋滞道路やエンジン停止間際と始動時の低回転領域での有害排気物質を抑制することは困難である。  The DDF engine was developed for the purpose of promoting complete combustion by simultaneously burning light oil with low environmental performance and natural gas with high environmental performance to reduce harmful exhaust emissions and CO2. However, only the combustion of light oil or natural gas injection that cannot be expected to improve environmental performance can be performed, and the original high environmental performance can be expected only in the high rotation range. Therefore, idling, running in the city with a lot of traffic lights, and highways, when traffic jams occur depending on the time zone and time, it is difficult to achieve the original purpose of the DDF engine because only light oil is burned. It could only be used as a diesel engine with low environmental performance. In recent years, some automobiles have been developed with idling stop systems and incorporated in DDF engines. However, it is difficult to control harmful exhausts in congested roads that are forced to operate in a non-norrotic manner or just before the engine stops and in the low rotation range at the start. is there.

ところで近年、米国を中心とするシェール革命がクローズアップされ、日本においても既にカナダからの天然ガス輸入が開始され、２０１６年位には米国からの安価な天然ガス輸入が現実のものとなっていく中で、これまで高い価格で日本に天然ガスを供給してきたマレーシア、オーストラリア、インドネシアなどもシェールガスに対抗する為にガス価格を下げてくるのは必至である。これによって、ディーゼルエンジンに比較して熱効率の低下を補完できることが期待されている。しかし、せっかく天然ガス供給条件が整ってきているにもかかわらず、上述のようにＤＤＦエンジンが本来の目的を達成できないことから、新しい技術を考案しなければならない時期に来ている。  By the way, in recent years, the shale revolution centered on the United States has been highlighted, and Japan has already started importing natural gas from Canada, and cheap natural gas imports from the United States will become a reality in around 2016. Among them, Malaysia, Australia, Indonesia, etc., which have been supplying natural gas to Japan at a high price so far, will inevitably lower gas prices to compete with shale gas. This is expected to be able to compensate for the decrease in thermal efficiency compared to diesel engines. However, despite the fact that natural gas supply conditions are in place, the DDF engine cannot achieve its original purpose as described above, and it is time to devise a new technology.

ここで、上述の熱効率と燃費の関係について説明すると、現在、天然ガスの価格は日本が世界一高いと言われている。具体的に英国熱量単位で世界との価格を比較すると、２０１３年の日本の天然ガス価格は、１００万ＢＴＵ当たりＵＳ＄１７．３１である。これに比較してヨーロッパはＵＳ＄１１．２３、米国はＵＳ＄３．６８である。天然ガスの熱効率が軽油に比べて３０％低下しても、本来であれば燃費が良くなるはずである。ところが、日本が天然ガスを輸入し始めた１９９０年当初、日本の天然ガス価格の高さは同様であった。実際に自動車で使用する際の単位で比較すると、1立方メートル当たりの単価が、日本は１１０円程度、日本同様高く購入している韓国が７５円程度、中国が３０円程度、アメリカ１０円程度、アジア諸国にあってはタイ１０円程度、ミャンマー５円〜１０円と日本だけが飛びぬけて高額であり、環境性能が高くかつ安価であるはずの天然ガスの恩恵を日本だけが得られなかったのである。これが、本格的にアメリカからのシェールガス輸入が開始されると現行価格より３０〜４０％安価になると予想されている。こうなれば、日本においても本格的かつ積極的な天然ガス自動車の普及が取り入れられる社会となり、本格的な有害排気物質抑制の時代の到来が期待される。  Here, explaining the relationship between the thermal efficiency and the fuel consumption, it is said that the price of natural gas is currently the highest in Japan. Specifically, when comparing prices with the world in British calorific value, the price of Japanese natural gas in 2013 is US $ 17.31 per million BTU. In comparison, Europe is US $ 11.23 and the US is US $ 3.68. Even if the thermal efficiency of natural gas is reduced by 30% compared to light oil, the fuel efficiency should be improved. However, at the beginning of 1990 when Japan began importing natural gas, the price of natural gas in Japan was the same. Compared to the unit used when actually using a car, the unit price per cubic meter is about 110 yen in Japan, about 75 yen for Korea, which is as high as Japan, about 30 yen for China, about 10 yen for the United States, In Asian countries, Thailand is about 10 yen, Myanmar 5 yen to 10 yen, and Japan alone is overpriced, and only Japan could not get the benefits of natural gas, which should be high in environmental performance and inexpensive. It is. This is expected to be 30-40% cheaper than the current price when shale gas imports from the United States are started. If this happens, Japan will become a society where the spread of full-fledged and aggressive natural gas vehicles will be incorporated, and the arrival of an era of full-scale harmful exhaust emission control is expected.

特開２００８−５１１２１号公報JP 2008-51121 A

上述のように、従来から、バス、トラックなどの中型、大型自動車において採用されるディーゼルサイクルのエンジンでは、有害排気物質を抑制する手段としてディーゼルサイクルからガス燃料が点火プラグによる点火で燃焼するオットーサイクルのガス専焼式エンジンに改造することや、ディーゼルサイクルのまま、軽油の圧縮熱着火で、ガス燃料を軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式（ＤＤＦ：ディーゼル・デュアル・フューエル）エンジンにする工夫が行われている。  As described above, in the diesel cycle engine conventionally used in medium-sized and large automobiles such as buses and trucks, the Otto cycle in which gas fuel is combusted by ignition with a spark plug as a means of suppressing harmful exhaust substances. The engine is remodeled into a gas-fired engine, or a dual-fuel combustion engine (DDF: diesel dual fuel) engine that burns gas fuel together with light oil by compressing and igniting light oil while maintaining the diesel cycle. It has been broken.

しかしながら、ガス専焼式エンジンを自動車に採用する場合は、上述のように、圧縮ガスタンクの搭載個数に制約があり、ガス燃料を圧縮ガスタンクに充填できるガス充填所が圧倒的に少ないため、都市間移動の長距離走行が困難であるという問題がある。また、ガス専焼式エンジンは、熱効率や発生するトルク（エンジン出力）がディーゼルサイクルのエンジンよりも、低下するという問題がある。  However, when adopting a gas-only engine for automobiles, as mentioned above, there are restrictions on the number of compressed gas tanks installed, and the number of gas filling stations where gas fuel can be filled into compressed gas tanks is overwhelming. There is a problem that long-distance driving is difficult. Further, the gas-fired engine has a problem that thermal efficiency and generated torque (engine output) are lower than those of a diesel cycle engine.

一方、ＤＤＦエンジンを自動車に採用する場合は、上述のように、高回転領域であると、ガス燃料と軽油の同時燃焼による二元燃料燃焼式エンジンの利点により燃焼温度が上昇して完全燃焼を促進することから、有害排気物質の抑制を可能にするが、アイドリング運転や低回転領域では、ディーゼルサイクルの圧縮熱に対してガスの着火温度が高い為に不完全燃焼となりノッキングを起こす不具合が出るので、軽油の燃焼温度が燃焼ガスの着火温度を超えるようになる所定回転数に達するまでは軽油のみによる燃焼となり、有害排気物質の抑制が困難であるという問題がある。  On the other hand, when a DDF engine is used in an automobile, as described above, if it is in a high rotation range, the combustion temperature rises due to the advantage of the dual fuel combustion engine by simultaneous combustion of gas fuel and light oil, and complete combustion is performed. This makes it possible to suppress harmful exhaust materials. However, in idling operation and low-speed range, the ignition temperature of the gas is higher than the compression heat of the diesel cycle, causing incomplete combustion and knocking. Therefore, until the predetermined rotation speed at which the combustion temperature of the light oil exceeds the ignition temperature of the combustion gas is reached, there is a problem that it is difficult to suppress harmful exhaust substances because the combustion is performed only with the light oil.

また、ディーゼルエンジンやＤＤＦエンジンは、軽油が従来のまま使用されることによって有害排気物質の抑制を行うには限界がある。しかも、触媒やＤＰＦなど有害排気物質の排出後に処理する方法に頼っていることにも大きな問題がある。ＤＰＦの弊害については上述したが、ＰＭが溜まるとそれを焼き切る為にＤＰＦの動作が始まり、それと同時にエンジン停止を行わなくてならず、その間数十分であるが、原則として自動車は走行できないという問題がある。
また、触媒やＤＰＦを含めて新車時には新品で一定の効果をもたらすものであっても、使用過程において性能が劣化、すなわち経年劣化が発生する。自動車は、新型自動車として認証を受ける際にはその時々に規制されているモード試験を実施する。しかし、以後の定期的な法定車検の際には、簡易排ガス測定を行うのみであり、モード試験を実施することはない。その為、ＤＰＦや触媒の性能劣化に気付かれず、規制値を超す有害排気物質を大気に放出している可能性もある。In addition, diesel engines and DDF engines have a limit in suppressing harmful exhaust substances by using light oil as it is. Moreover, there is a major problem in relying on a method of processing after discharge of harmful exhaust substances such as catalysts and DPF. The harmful effects of DPF have been described above, but when PM accumulates, DPF operation starts to burn it out, and at the same time, the engine must be stopped. There's a problem.
Even when a new vehicle including a catalyst and DPF is new and brings about a certain effect, performance deteriorates in the process of use, that is, aged deterioration occurs. When a car is certified as a new car, it conducts a mode test that is regulated from time to time. However, during the subsequent regular legal vehicle inspections, only simple exhaust gas measurement is performed, and no mode test is performed. For this reason, there is a possibility that harmful exhaust substances exceeding the regulation value are released to the atmosphere without being aware of the performance deterioration of the DPF and the catalyst.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、有害排気物質発生の抑制と、エンジン出力の低下を抑制することができるマルチフューエルエンジンおよびその制御方法を提供することを目的とする。  The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a multi-fuel engine capable of suppressing generation of harmful exhaust materials and suppressing a decrease in engine output, and a control method thereof.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群とを有するマルチフューエルエンジンであって、前記低圧縮シリンダー群は、第１ガス燃料が供給され、前記第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専焼式シリンダーで構成され、前記高圧縮シリンダー群は、前記低圧縮シリンダー群よりも圧縮比が高く、第２ガス燃料および軽油が供給され、前記燃焼室の圧縮熱着火で、前記第２ガス燃料を前記軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、始動を含む低回転領域では、前記低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも前記高圧縮シリンダー群における燃焼を行うことを特徴とする。  In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a multi-fuel engine having a low compression cylinder group and a high compression cylinder group, wherein the low compression cylinder group is supplied with a first gas fuel. The high-compression cylinder group has a higher compression ratio than the low-compression cylinder group and is supplied with the second gas fuel and light oil. And is composed of a dual fuel combustion type cylinder that combusts the second gas fuel together with the light oil by compression heat ignition in the combustion chamber, and performs only combustion in the low compression cylinder group in a low rotation region including start-up. In the high rotation region, combustion is performed at least in the high compression cylinder group.

本発明の好ましい一実施形態においては、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群の燃焼を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、エンジン回転数が第１所定回転数未満では、前記低圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第１運転モードを実行し、前記エンジン回転数が前記第１所定回転数以上で前記第１所定回転数よりも高い第２所定回転数未満では、前記高圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第２運転モードを実行し、前記エンジン回転数が前記第２所定回転数では、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群に燃焼を行わせる第３運転モードを実行するように構成される。  In a preferred embodiment of the present invention, it comprises control means for controlling the combustion of the low compression cylinder group and the high compression cylinder group, and the control means is configured to control the low speed when the engine speed is less than a first predetermined speed. The first operation mode in which only the compression cylinder group performs combustion is executed, and the high compression is performed when the engine speed is equal to or higher than the first predetermined speed and higher than the first predetermined speed. A second operation mode in which only the cylinder group performs combustion is executed, and a third operation mode in which the low compression cylinder group and the high compression cylinder group perform combustion when the engine rotation speed is the second predetermined rotation speed. Configured to run.

本発明の好ましい他の実施形態においては、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群の燃焼を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、エンジン回転数が第１所定回転数未満では、前記低圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる運転モードを実行し、前記エンジン回転数が前記所定回転数以上では、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群に燃焼を行わせる運転モードを実行するように構成される。  In another preferred embodiment of the present invention, a control means for controlling combustion of the low compression cylinder group and the high compression cylinder group is provided, wherein the control means is configured such that the engine speed is less than a first predetermined speed. An operation mode in which only the low compression cylinder group performs combustion is executed, and an operation mode in which the low compression cylinder group and the high compression cylinder group perform combustion when the engine speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed is executed. Configured.

本発明の好ましい一実施形態においては、前記第１ガス燃料および前記第２ガス燃料は同一ガス燃料である。  In a preferred embodiment of the present invention, the first gas fuel and the second gas fuel are the same gas fuel.

本発明の好ましい一実施形態においては、前記第１ガス燃料および前記第２ガス燃料はＣＮＧ（圧縮天然ガス）燃料である。  In a preferred embodiment of the present invention, the first gas fuel and the second gas fuel are CNG (compressed natural gas) fuel.

本発明のマルチフューエルエンジンの制御方法は、低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群とを有するマルチフューエルエンジンの制御方法であって、
前記低圧縮シリンダー群は、第１ガス燃料が供給され、前記第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専焼式シリンダーで構成され、
前記高圧縮シリンダー群は、前記低圧縮シリンダー群よりも圧縮比が高く、第２ガス燃料および軽油が供給され、前記燃焼室の圧縮熱着火で、前記第２ガス燃料を前記軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、
始動を含む低回転領域では、前記低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも前記高圧縮シリンダー群における燃焼を行うことを特徴とする。The control method of the multi-fuel engine of the present invention is a control method of a multi-fuel engine having a low compression cylinder group and a high compression cylinder group,
The low compression cylinder group is constituted by a gas-only firing cylinder to which a first gas fuel is supplied and the first gas fuel is burned by ignition of a spark plug;
The high compression cylinder group has a higher compression ratio than the low compression cylinder group, is supplied with the second gas fuel and light oil, and burns the second gas fuel together with the light oil by compression heat ignition in the combustion chamber. Consists of a former fuel combustion cylinder,
In the low rotation region including start-up, only combustion in the low compression cylinder group is performed, and in the high rotation region, combustion is performed in at least the high compression cylinder group.

本発明に係るマルチフューエルエンジンは、始動を含む低回転領域では低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行うことで、始動を含む低回転領域において有害排気物質の発生を抑制することができる。一方、高回転領域、すなわち高圧縮シリンダー群において軽油よりも着火温度の高いガス燃料も圧縮熱で燃焼でき、完全燃焼が可能な領域では、高圧縮シリンダー群における燃焼を行う。従って、始動を含むすべての回転領域において有害排気物質の発生を抑制することができる。また、高回転領域では、少なくとも高圧縮シリンダー群における燃焼が行われるので、高回転領域で低圧縮シリンダー群における燃焼のみが行われる場合と比較して、エンジントルクを向上することができる。  The multi-fuel engine according to the present invention can suppress the generation of harmful exhaust substances in the low rotation region including the start by performing only the combustion in the low compression cylinder group in the low rotation region including the start. On the other hand, gas fuel having an ignition temperature higher than that of light oil can be burned with compression heat in a high rotation region, that is, in a high compression cylinder group, and combustion in the high compression cylinder group is performed in a region where complete combustion is possible. Therefore, generation of harmful exhaust substances can be suppressed in all rotation regions including starting. Further, since the combustion is performed at least in the high compression cylinder group in the high rotation region, the engine torque can be improved as compared with the case where only the combustion in the low compression cylinder group is performed in the high rotation region.

図１は、本発明の一実施形態に係るマルチフューエルエンジンの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a multi-fuel engine according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１のエンジンにおける低圧縮シリンダーの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a low compression cylinder in the engine of FIG. 図３は、図１のエンジンにおける高圧縮シリンダーの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a high compression cylinder in the engine of FIG. 図４は、本発明の一実施形態に係るマルチフューエルエンジンの運転フローを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an operation flow of the multi-fuel engine according to the embodiment of the present invention. 図５は、割り込みルーチンを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an interrupt routine. 図６は、本発明の他の実施形態に係るマルチフューエルエンジンの運転フローを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an operation flow of a multi-fuel engine according to another embodiment of the present invention.

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。  DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the structures described below can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions, or changes in the configuration can be made without departing from the scope of the present invention.

〔実施形態〕
実施形態に係るマルチフューエルエンジンについて説明する。図１は、実施形態に係るマルチフューエルエンジンの構成を示す図である。図２は、低圧縮シリンダーの構成を示す図である。図３は、高圧縮シリンダーの構成を示す図である。なお、本実施形態では、マルチフューエルエンジンを自動車に搭載する場合について説明するが、鉄道車両、船舶や発電機用のエンジンとして使用することもできる。Embodiment
A multi-fuel engine according to an embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-fuel engine according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the low compression cylinder. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the high compression cylinder. In addition, although this embodiment demonstrates the case where a multi-fuel engine is mounted in a motor vehicle, it can also be used as an engine for a railway vehicle, a ship, or a generator.

図１に示すように、実施形態に係るマルチフューエルエンジン１は、エンジン本体２に形成された低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧと、第１ガスインジェクタユニット３と、第２ガスインジェクタユニット４と、軽油インジェクタユニット５と、ガス燃料タンク６と、軽油タンク７と、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８とを含んで構成されている。マルチフューエルエンジン１は、図示しない吸気経路を介して吸入された空気とガス燃料、あるいは空気、軽油およびガス燃料を混合して燃焼させることで動力を発生し、排気経路を介して排気ガスを大気に排気する。  As shown in FIG. 1, a multi-fuel engine 1 according to an embodiment includes a low compression cylinder group LSG and a high compression cylinder group HSG formed in an engine body 2, a first gas injector unit 3, and a second gas injector unit. 4, a light oil injector unit 5, a gas fuel tank 6, a light oil tank 7, and an ECU (Engine Control Unit) 8. The multi-fuel engine 1 generates power by mixing and combusting air and gas fuel, or air, light oil, and gas fuel sucked through an intake passage (not shown), and exhaust gas is discharged to the atmosphere through an exhaust passage. Exhaust.

本実施形態におけるエンジン本体２は、Ｖ型８気筒であり、シリンダーＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から構成される第１バンク２１と、シリンダーＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８から構成される第２バンク２２とが、所定のバンク角で配置されている。各シリンダーＳ１〜Ｓ８のうち、第１バンク２１のシリンダーＳ２，Ｓ３および第２バンク２２のシリンダーＳ５，Ｓ８が低圧縮シリンダー群ＬＳＧ、第１バンク２１のシリンダーＳ１，Ｓ４および第２バンク２２のシリンダーＳ６，Ｓ７が高圧縮シリンダー群ＨＳＧをそれぞれ構成する。  The engine body 2 in this embodiment is a V-type 8-cylinder, and includes a first bank 21 composed of cylinders S1, S2, S3, S4 and a second bank 22 composed of cylinders S5, S6, S7, S8. Are arranged at a predetermined bank angle. Among the cylinders S1 to S8, the cylinders S2 and S3 of the first bank 21 and the cylinders S5 and S8 of the second bank 22 are the low compression cylinder group LSG, the cylinders S1 and S4 of the first bank 21 and the cylinders of the second bank 22 S6 and S7 constitute the high compression cylinder group HSG, respectively.

低圧縮シリンダー群ＬＳＧは、図２に示すように、各シリンダーＳ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ８（以下、単に「低圧縮シリンダーＬＳ」と称する）の燃焼室２３Ｌに点火プラグ９がそれぞれ設けられている。各低圧縮シリンダーＬＳは、燃焼室２３Ｌに空気および第１ガス燃料が供給され、第１ガス燃料が点火プラグ９の点火で燃焼するものである。つまり、各低圧縮シリンダーＬＳは、オットーサイクルに基づいて第１ガス燃料を燃焼するガス専焼式シリンダーである。低圧縮シリンダーＬＳのピストンヘッド２５Ｌは高さＨ１を有する。  As shown in FIG. 2, the low compression cylinder group LSG is provided with a spark plug 9 in a combustion chamber 23L of each cylinder S2, S3, S5, S8 (hereinafter simply referred to as “low compression cylinder LS”). . Each low compression cylinder LS is supplied with air and the first gas fuel into the combustion chamber 23L, and the first gas fuel burns by ignition of the spark plug 9. That is, each low compression cylinder LS is a gas-only firing cylinder that burns the first gas fuel based on the Otto cycle. The piston head 25L of the low compression cylinder LS has a height H1.

高圧縮シリンダー群ＨＳＧは、図３に示すように、各シリンダーＳ１，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７（以下、単に「高圧縮シリンダーＨＳ」と称する）の燃焼室２３Ｈに点火プラグ９が設けられていない。各高圧縮シリンダーＨＳは、燃焼室２３Ｈに空気、第２ガス燃料および軽油が供給され、燃焼室２３Ｈの圧縮熱着火で、第２ガス燃料を軽油とともに燃焼するものである。つまり、各高圧縮シリンダーＨＳは、ディーゼルサイクルに基づいて第２ガス燃料および軽油を燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーである。高圧縮シリンダー群ＨＳＧは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧよりも、圧縮比が高く形成されている。高圧縮シリンダー群ＨＳＧの圧縮比は、１８：１〜２２：１であり、低圧縮シリンダー群ＬＳＧの圧縮比は１１：１〜１３：１である。本実施形態においては、各燃焼室２３Ｈ，２３Ｌを構成するシリンダーヘッド２４の形状は同じであり、高圧縮シリンダーＨＳのピストンヘッド２５Ｈの高さＨ２が、低圧縮シリンダーＬＳのピストンヘッド２５Ｌの高さＨ１よりも高く形成されている（Ｈ２＞Ｈ１）。これにより、ピストンヘッド２５Ｈ，２５Ｌが上死点に位置した際における燃焼室２３Ｈの容積は、燃焼室２３Ｌの容積よりも小さくなり、高圧縮シリンダー群ＨＳＧの圧縮比を低圧縮シリンダー群ＬＳＧの圧縮比よりも高くすることができる。  In the high compression cylinder group HSG, as shown in FIG. 3, the ignition plug 9 is not provided in the combustion chamber 23H of each cylinder S1, S4, S6, S7 (hereinafter simply referred to as “high compression cylinder HS”). Each high compression cylinder HS is supplied with air, the second gas fuel and light oil to the combustion chamber 23H, and combusts the second gas fuel together with the light oil by compression heat ignition in the combustion chamber 23H. That is, each high compression cylinder HS is a dual fuel combustion type cylinder that burns the second gas fuel and light oil based on the diesel cycle. The high compression cylinder group HSG is formed with a higher compression ratio than the low compression cylinder group LSG. The compression ratio of the high compression cylinder group HSG is 18: 1 to 22: 1, and the compression ratio of the low compression cylinder group LSG is 11: 1 to 13: 1. In the present embodiment, the cylinder heads 24 constituting the combustion chambers 23H and 23L have the same shape, and the height H2 of the piston head 25H of the high compression cylinder HS is equal to the height of the piston head 25L of the low compression cylinder LS. It is formed higher than H1 (H2> H1). Accordingly, the volume of the combustion chamber 23H when the piston heads 25H and 25L are located at the top dead center is smaller than the volume of the combustion chamber 23L, and the compression ratio of the high compression cylinder group HSG is reduced to that of the low compression cylinder group LSG. The ratio can be higher.

ここで、第１ガス燃料および第２ガス燃料は、本実施形態では、圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）である。つまり、第１ガス燃料および第２ガス燃料は、同一ガス燃料である。従って、第１ガス燃料および第２ガス燃料をそれぞれ貯留するガス燃料タンク６が不要となり、１つのガス燃料タンク６で、低圧縮シリンダー群ＬＳＧと高圧縮シリンダー群ＨＳＧにガス燃料を供給することができる。これにより、マルチフューエルエンジン１に搭載した自動車に対するガス燃料タンク６の設置スペースを小さくすることができる。また、マルチフューエルエンジン１として使用される燃料が、１つのガス燃料および軽油の２種類とすることができるので、運転者が燃料の残量に注力する負担を軽減することができ、自動車への燃料供給が複雑化することを抑制することができる。  Here, in this embodiment, the first gas fuel and the second gas fuel are compressed natural gas (CNG). That is, the first gas fuel and the second gas fuel are the same gas fuel. Accordingly, the gas fuel tank 6 for storing the first gas fuel and the second gas fuel is not necessary, and the gas fuel can be supplied to the low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG with one gas fuel tank 6. it can. Thereby, the installation space of the gas fuel tank 6 with respect to the vehicle mounted on the multi-fuel engine 1 can be reduced. Moreover, since the fuel used as the multi-fuel engine 1 can be two types of gas fuel and light oil, it is possible to reduce the burden on the driver of focusing on the remaining amount of fuel, It is possible to prevent the fuel supply from becoming complicated.

第１ガスインジェクタユニット３は、図１に示すように、第１ガス燃料を低圧縮シリンダー群ＬＳＧに供給するものである。第１ガスインジェクタユニット３は、各低圧縮シリンダーＬＳにそれぞれ対応してガスインジェクタ３ａを有し、ガス燃料タンク６に貯留されている天然ガスを第１ガス燃料として供給する。各ガスインジェクタ３ａは、本実施形態では、吸気経路のうち、各低圧縮シリンダーＬＳに対応する吸気ポート２６Ｌ（図２参照）に向けて天然ガスをそれぞれ噴射する。第１ガスインジェクタユニット３とガス燃料タンク６とを接続する第１ガス燃料ライン１０Ｌには、第１ソレノイドバルブ１１Ｌと、第１レギュレータ１２Ｌとを有する。第１ソレノイドバルブ１１Ｌは、開弁することでガス燃料タンク６と第１ガスインジェクタユニット３とを連通させ、閉弁することでガス燃料タンク６と第１ガスインジェクタユニット３との連通を遮断する。第１レギュレータ１２Ｌは、ガス燃料タンク６から第１ガスインジェクタユニット３に供給される天然ガスの圧力を調整する減圧弁である。第１ガスインジェクタユニット３および第１ソレノイドバルブ１１Ｌは、ＥＣＵ８と電気的に接続されており、ＥＣＵ８により、各低圧縮シリンダーＬＳに供給される天然ガスの供給量、供給タイミングが制御される。  As shown in FIG. 1, the first gas injector unit 3 supplies the first gas fuel to the low compression cylinder group LSG. The first gas injector unit 3 has a gas injector 3a corresponding to each low compression cylinder LS, and supplies natural gas stored in the gas fuel tank 6 as the first gas fuel. In the present embodiment, each gas injector 3a injects natural gas toward the intake port 26L (see FIG. 2) corresponding to each low compression cylinder LS in the intake path. The first gas fuel line 10L that connects the first gas injector unit 3 and the gas fuel tank 6 includes a first solenoid valve 11L and a first regulator 12L. The first solenoid valve 11L opens to allow the gas fuel tank 6 and the first gas injector unit 3 to communicate with each other, and closes the first solenoid valve 11L to block communication between the gas fuel tank 6 and the first gas injector unit 3. . The first regulator 12L is a pressure reducing valve that adjusts the pressure of natural gas supplied from the gas fuel tank 6 to the first gas injector unit 3. The first gas injector unit 3 and the first solenoid valve 11L are electrically connected to the ECU 8, and the ECU 8 controls the supply amount and supply timing of the natural gas supplied to each low compression cylinder LS.

第２ガスインジェクタユニット４は、第２ガス燃料を高圧縮シリンダー群ＨＳＧに供給するものである。第２ガスインジェクタユニット４は、各高圧縮シリンダーＨＳにそれぞれ対応してガスインジェクタ４ａを有し、ガス燃料タンク６に貯留されている天然ガスを第２ガス燃料として供給する。各ガスインジェクタ４ａは、本実施形態では、各燃焼室２３Ｈに向けて天然ガスをそれぞれ直接噴射する（図３参照）。第２ガスインジェクタユニット４とガス燃料タンク６とを接続する第２ガス燃料ライン１０Ｈには、第２ソレノイドバルブ１１Ｈと、第２レギュレータ１２Ｈとを有する。第２ソレノイドバルブ１１Ｈは、開弁することでガス燃料タンク６と第２ガスインジェクタユニット４とを連通させ、閉弁することでガス燃料タンク６と第２ガスインジェクタユニット４との連通を遮断する。第２レギュレータ１２Ｈは、ガス燃料タンク６から第２ガスインジェクタユニット４に供給される天然ガスの圧力を調整する減圧弁である。第２ガスインジェクタユニット４および第２レギュレータ１２Ｈは、ＥＣＵ８と電気的に接続されており、ＥＣＵ８により、各高圧縮シリンダーＨＳに供給される天然ガスの供給量、供給タイミングが制御される。  The second gas injector unit 4 supplies the second gas fuel to the high compression cylinder group HSG. The second gas injector unit 4 has a gas injector 4a corresponding to each high compression cylinder HS, and supplies natural gas stored in the gas fuel tank 6 as the second gas fuel. In the present embodiment, each gas injector 4a directly injects natural gas toward each combustion chamber 23H (see FIG. 3). The second gas fuel line 10H that connects the second gas injector unit 4 and the gas fuel tank 6 includes a second solenoid valve 11H and a second regulator 12H. The second solenoid valve 11H opens the valve to communicate the gas fuel tank 6 and the second gas injector unit 4, and closes the valve to block the communication between the gas fuel tank 6 and the second gas injector unit 4. . The second regulator 12H is a pressure reducing valve that adjusts the pressure of natural gas supplied from the gas fuel tank 6 to the second gas injector unit 4. The second gas injector unit 4 and the second regulator 12H are electrically connected to the ECU 8, and the ECU 8 controls the supply amount and supply timing of the natural gas supplied to each high compression cylinder HS.

軽油インジェクタユニット５は、軽油を高圧縮シリンダー群ＨＳＧに供給するものである。軽油インジェクタユニット５は、各高圧縮シリンダーＨＳにそれぞれ対応して軽油インジェクタ５ａを有し、軽油タンク７に貯留されている軽油を供給する。各軽油インジェクタ５ａは、本実施形態では、各燃焼室２３Ｈに向けて軽油をそれぞれ直接噴射する（図３参照）。軽油インジェクタユニット５と軽油タンク７とを接続する軽油ライン１３には、燃料ポンプ１４と、軽油レギュレータ１５とを有する。燃料ポンプ１４は、軽油タンク７からの軽油を昇圧して、軽油インジェクタユニット５に供給するものである。軽油レギュレータ１５は、軽油タンク７から軽油インジェクタユニット５に供給される軽油の圧力を調整する減圧弁である。軽油インジェクタユニット５、燃料ポンプ１４は、ＥＣＵ８と電気的に接続されており、ＥＣＵ８により、各高圧縮シリンダーＨＳに供給される軽油の供給量、供給タイミングが制御される。  The light oil injector unit 5 supplies light oil to the high compression cylinder group HSG. The light oil injector unit 5 has light oil injectors 5 a corresponding to the respective high compression cylinders HS, and supplies light oil stored in the light oil tank 7. In this embodiment, each light oil injector 5a directly injects light oil toward each combustion chamber 23H (see FIG. 3). A light oil line 13 that connects the light oil injector unit 5 and the light oil tank 7 includes a fuel pump 14 and a light oil regulator 15. The fuel pump 14 pressurizes light oil from the light oil tank 7 and supplies it to the light oil injector unit 5. The light oil regulator 15 is a pressure reducing valve that adjusts the pressure of light oil supplied from the light oil tank 7 to the light oil injector unit 5. The light oil injector unit 5 and the fuel pump 14 are electrically connected to the ECU 8, and the ECU 8 controls the supply amount and supply timing of light oil supplied to each high compression cylinder HS.

ＥＣＵ８は、制御手段であり、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの燃焼を制御するものである。ＥＣＵ８は、図示しない回転数センサにより検出されたエンジン回転数および図示しないアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出する検出器からのアクセルペダル踏み込み量情報に基づいて算出されたエンジン負荷に応じて、第１運転モード、第２運転モード、第３運転モードからマルチフューエルエンジン１の運転モードを選択して実行する。例えば同じ速度２０Ｋｍ／ｈの走行にしても、荷物を全く積載していない自重のみの場合と、荷物を積載した場合や登坂時とではエンジン負荷の状態が異なり、後者の場合は前者に比し、減速比を大きくしてトルクを稼ぐため、エンジン回転数は上昇することになる。なお、当然のことながら、後者の場合はアクセルペダルの踏み込み量が大きくなる。ＥＣＵ８はこのエンジン負荷に応じて運転モードを制御するものであるが、以下の説明ではエンジン回転数とエンジン負荷を同義として扱って説明する。  ECU8 is a control means and controls combustion of the low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG. The ECU 8 responds to the engine load calculated based on the engine speed detected by a speed sensor (not shown) and the accelerator pedal depression amount information from a detector that detects the depression amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown). Thus, the operation mode of the multi-fuel engine 1 is selected and executed from the first operation mode, the second operation mode, and the third operation mode. For example, even when traveling at the same speed of 20 km / h, the engine load is different between the case where only the weight is not loaded, and the case where the load is loaded or when climbing up. In order to increase torque by increasing the reduction gear ratio, the engine speed increases. As a matter of course, in the latter case, the amount of depression of the accelerator pedal becomes large. The ECU 8 controls the operation mode in accordance with the engine load. In the following description, the engine speed and the engine load are treated as synonyms.

第１運転モードは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧのみに燃焼を行わせる運転モードであり、ＥＣＵ８は第１運転モードでは、マルチフューエルエンジン１の全気筒Ｓ１〜Ｓ８のうち、高圧縮シリンダー群ＨＳＧを気筒休止する。第２運転モードは、高圧縮シリンダー群ＨＳＧのみに燃焼を行わせる運転モードであり、ＥＣＵ８は第２運転モードでは、マルチフューエルエンジン１の全気筒Ｓ１〜Ｓ８のうち、低圧縮シリンダー群ＬＳＧを気筒休止する。ここで、第２運転モードでは、軽油が天然ガスよりも先に高圧縮シリンダーＨＳに供給されるように、ＥＣＵ８によって制御される。第３運転モードは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧに燃焼を行わせる運転モードであり、ＥＣＵ８は第３運転モードでは、マルチフューエルエンジン１の全気筒Ｓ１〜Ｓ８に対して燃焼を行わせるため、他の運転モードと比較して大きなエンジン出力を得ることができる。ここで、第３運転モードでは、軽油と天然ガスとの噴射割合がエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいてＥＣＵ８によって制御される。The first operation mode is an operation mode in which only the low compression cylinder group LSG performs combustion. In the first operation mode, the ECU 8 cylinders the high compression cylinder group HSG among all the cylinders S1 to S8 of the multi-fuel engine 1. Pause. The second operation mode is an operation mode in which only the high compression cylinder group HSG performs combustion. In the second operation mode, the ECU 8 cylinders the low compression cylinder group LSG among all the cylinders S1 to S8 of the multi-fuel engine 1. Pause. Here, in the second operation mode, the ECU 8 is controlled so that the light oil is supplied to the high compression cylinder HS before the natural gas. The third operation mode is an operation mode in which the low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG perform combustion. In the third operation mode, the ECU 8 performs combustion on all the cylinders S1 to S8 of the multi-fuel engine 1. Therefore, a large engine output can be obtained as compared with other operation modes. Here, in the third operation mode, the injection ratio of light oil and natural gas is controlled by the ECU 8 based on the engine speed and the engine load.

ＥＣＵ８は、低負荷である、始動を含む低回転領域、本実施形態では、エンジン回転数が第１の所定回転数である１２００ｒｐｍ未満であると、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼のみを行う第１運転モードを実行する。一方、ＥＣＵ８は、比較的高負荷である高回転領域、本実施形態では、エンジン回転数が第１の所定回転数である１２００ｒｐｍ以上であると、少なくとも高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼を行う第２運転モードあるいは第３運転モードを実行する。すなわち、エンジン回転数１２００ｒｐｍ以上において、ＥＣＵ８は、エンジン負荷が中負荷、本実施形態では、エンジン負荷が、エンジン回転数１２００ｒｐｍに相当する所定負荷１よりも大である所定負荷２未満であると、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼のみを行う第２運転モードを実行する。一方、ＥＣＵ８は、例えば、登坂、貨物積載時などの高負荷時、本実施形態では、エンジン負荷が所定負荷２以上であると、全気筒Ｓ１〜Ｓ８における燃焼を行う第３運転モードを実行する。なお、ＥＣＵ８には、マルチフューエルエンジン１を運転するために要求される情報、例えば、水温、Ｏ２などが外部のセンサから入力される。また、上記第１の所定回転数１２００ｒｐｍは、一例であり、自動車の種類、マルチフューエルエンジン１の構成によって、適宜設定されるものである。The ECU 8 performs only combustion in the low-compression cylinder group LSG when the engine speed is less than 1200 rpm which is the first predetermined speed in the low-speed region including the start, which is a low load, in this embodiment. Run the operation mode. On the other hand, the ECU 8 performs combustion in at least the high compression cylinder group HSG when the engine speed is 1200 rpm or higher, which is a first predetermined speed in the high speed range where the load is relatively high, in this embodiment. The operation mode or the third operation mode is executed. That is, when the engine speed is 1200 rpm or more, the ECU 8 determines that the engine load is medium load, and in this embodiment, the engine load is less than the predetermined load 2 that is larger than the predetermined load 1 corresponding to the engine speed 1200 rpm. The second operation mode in which only the combustion in the high compression cylinder group HSG is performed is executed. On the other hand, the ECU 8 executes the third operation mode in which combustion is performed in all the cylinders S1 to S8 when the engine load is equal to or greater than the predetermined load 2 in this embodiment, for example, when the load is high such as climbing or cargo loading. . The ECU 8 receives information required for operating the multi-fuel engine 1, such as water temperature and O2, from an external sensor. The first predetermined rotation speed 1200 rpm is an example, and is appropriately set depending on the type of automobile and the configuration of the multi-fuel engine 1.

低圧縮シリンダー群ＬＳＧと高圧縮シリンダー群ＨＳＧとでは、圧縮比および着火方式が異なるため、各シリンダー群ＬＳＧ，ＨＳＧにより発生する動力の図示しないクランクシャフトへの伝達状態が異なるが、例えば、可変バルブやバランスシャフトの採用により、特に第３運転モード時において安定的にクランクシャフトに動力を伝達することができる。  The low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG have different compression ratios and ignition methods, so that the state of transmission of power generated by the cylinder groups LSG and HSG to a crankshaft (not shown) is different. By adopting the balance shaft, power can be stably transmitted to the crankshaft particularly in the third operation mode.

次に、本実施形態に係るマルチフューエルエンジン１の運転方法について説明する。図４は、マルチフューエルエンジンの運転フローを示す図である。図５は、割り込みルーチンを示す図である。図４で、ＥＣＵ８はまず、運転者によりイグニッションがＯＮとされたか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。ここでは、例えば、車内に設けられた図示しないイグニッションスイッチが運転者により操作されたか否かを検出することで、マルチフューエルエンジン１が停止モードから待機モードに移行したか否かを判定する。  Next, a method for operating the multi-fuel engine 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing an operation flow of the multi-fuel engine. FIG. 5 is a diagram showing an interrupt routine. In FIG. 4, the ECU 8 first determines whether or not the ignition is turned on by the driver (step ST11). Here, for example, it is determined whether or not the multi-fuel engine 1 has shifted from the stop mode to the standby mode by detecting whether or not an ignition switch (not shown) provided in the vehicle has been operated by the driver.

ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１１でイグニッションがＯＮとされたことを判定する（ステップＳＴ１１：Ｙｅｓ）と、エンジン始動の指示があったか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。ここで、ＥＣＵ８は、イグニッションがＯＮとなったことを判定すると判定信号をＯＮにし、マルチフューエルエンジン１を停止モードから待機モードに移行させる。判定信号がＯＮになったＥＣＵ８は、例えば、図示しないブレーキペダルが踏み込まれたことを検出した状態で、イグニッションスイッチが操作されたことを検出したか否かを判定する。なお、ＥＣＵ８は、イグニッションがＯＦＦとなっていることを判定する（ステップＳＴ１１：Ｎｏ）と、イグニッションがＯＮと判定されるまで、ステップＳＴ１１を繰り返す。  When it is determined in step ST11 that the ignition is turned on (step ST11: Yes), the ECU 8 determines whether or not there is an instruction to start the engine (step ST12). When the ECU 8 determines that the ignition is turned on, the ECU 8 turns on the determination signal and shifts the multi-fuel engine 1 from the stop mode to the standby mode. The ECU 8 whose determination signal has been turned on determines, for example, whether or not it has been detected that the ignition switch has been operated in a state where it has been detected that a brake pedal (not shown) has been depressed. Note that if the ECU 8 determines that the ignition is OFF (step ST11: No), the ECU 8 repeats step ST11 until it is determined that the ignition is ON.

ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１２でエンジン始動の指示があったと判定する（ステップＳＴ１２：Ｙｅｓ）と、マルチフューエルエンジン１を始動し、アイドリング運転モードを実行する（ステップＳＴ１３）。ここでは、ＥＣＵ８は、図示しないセルモータによりクランクシャフトを回転させた状態で、低圧縮シリンダー群ＬＳＧに天然ガスを供給し、燃焼させることで、クランクシャフトを回転させる。つまり、ＥＣＵ８は、始動後は、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼のみを行う第１運転モードをアイドリング運転モードとして実行する。なお、ＥＣＵ８は、エンジン始動の指示がないと判定する（ステップＳＴ１２：Ｎｏ）と、エンジン始動の指示があったと判定されるまで、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１２を繰り返す。  When the ECU 8 determines that an instruction to start the engine has been given in step ST12 (step ST12: Yes), the ECU 8 starts the multi-fuel engine 1 and executes the idling operation mode (step ST13). Here, the ECU 8 rotates the crankshaft by supplying natural gas to the low compression cylinder group LSG and burning it in a state where the crankshaft is rotated by a cell motor (not shown). That is, after starting, the ECU 8 executes the first operation mode in which only the combustion in the low compression cylinder group LSG is performed as the idling operation mode. If ECU 8 determines that there is no instruction for starting the engine (step ST12: No), it repeats steps ST11 to ST12 until it is determined that there is an instruction for starting the engine.

次に、ＥＣＵ８は、マルチフューエルエンジン１のエンジン負荷が所定負荷１以上となったか否かを判定する。この判定は、エンジン１の回転数ｎが所定回転数（たとえば１２００ｒｐｍ）に達したかどうかを判定するとともに、エンジン回転数ｎが所定回転数以上となった場合にはその経過時間Ｔ１に基づいて行われる。
具体的には、ＥＣＵ８は、エンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満か否かを判定するとともに（ステップＳＴ１４）、エンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上となってからの経過時間Ｔ１が所定時間（たとえば、０〜３秒から選ばれる。ここでは、２秒）に達したか否かを判定する（ＳＴ２０）。つまり、ＥＣＵ８は、運転者がシフトレバーによりレンジを自動車が前進あるいは後進可能な走行レンジ、例えばＤレンジあるいはＲレンジに位置させ、マルチフューエルエンジン１のエンジン出力が図示しない動力伝達経路を介して車輪に伝達できる状態で、取得されたエンジン回転数ｎが高回転領域となったか否かを判定する。なお、ＥＣＵ８は、マルチフェーエルエンジン１の水温が所定温度、例えば４０℃以上にならなければ、シフトレンジがパーキングレンジあるいはニュートラルレンジから走行レンジに切り替えられても、モード移行を無視あるいは禁止するように構成してもよい。Next, the ECU 8 determines whether or not the engine load of the multi-fuel engine 1 has become a predetermined load 1 or more. This determination determines whether or not the engine speed n has reached a predetermined engine speed (for example, 1200 rpm), and if the engine engine speed n exceeds the predetermined engine speed, based on the elapsed time T1. Done.
Specifically, the ECU 8 determines whether or not the engine speed n is less than 1200 rpm (step ST14), and an elapsed time T1 after the engine speed n becomes 1200 rpm or more is a predetermined time (for example, 0 to 0). It is selected from 3 seconds (here, 2 seconds) is determined (ST20). In other words, the ECU 8 positions the range to a travel range in which the vehicle can move forward or backward by the driver using the shift lever, for example, the D range or the R range, and the engine output of the multi-fuel engine 1 is transmitted through the power transmission path (not shown). It is determined whether or not the acquired engine speed n is in a high rotation range in a state where it can be transmitted to the engine. Note that the ECU 8 ignores or prohibits the mode transition even if the shift range is switched from the parking range or the neutral range to the travel range unless the water temperature of the multi-fuel engine 1 reaches a predetermined temperature, for example, 40 ° C. or higher. It may be configured.

ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満であると判定した場合（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）には、負荷が所定負荷１未満と判定し、第１運転モードを実行する（ステップＳＴ１５）。すなわち、ＥＣＵ８は、エンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満の場合は、低圧縮シリンダー群ＬＳＧのみを使用して、マルチフューエルエンジン１を運転する。ＥＣＵ８は、第１運転モードを維持させながら、エンジン回転数判定ステップＳＴ１４を繰り返す。なお、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であると判定しても、経過時間Ｔ１が２秒未満であると判定した場合（ステップＳＴ１４：Ｎｏ、ステップＳＴ２０：Ｎｏ）には、この状態、すなわち、第１運転モードを維持する。つまり、ＥＣＵ８は、始動からエンジン回転数ｎが２秒継続して１２００ｒｐｍ以上とならない限りは、第１運転モードを継続して実行することとなる。  When it is determined in step ST14 that the engine speed n is less than 1200 rpm (step ST14: Yes), the ECU 8 determines that the load is less than the predetermined load 1 and executes the first operation mode (step ST15). That is, when the engine speed n is less than 1200 rpm, the ECU 8 operates the multi-fuel engine 1 using only the low compression cylinder group LSG. The ECU 8 repeats the engine speed determination step ST14 while maintaining the first operation mode. The ECU 8 determines that the elapsed time T1 is less than 2 seconds even if it is determined in step ST14 that the engine speed n is 1200 rpm or more (step ST14: No, step ST20: No). This state, that is, the first operation mode is maintained. That is, the ECU 8 continues to execute the first operation mode as long as the engine speed n does not exceed 1200 rpm for 2 seconds from the start.

一方、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であり、かつ、ステップＳＴ２０でエンジン回転数が１２００ｒｐｍ以上となってからの経過時間Ｔ１が２秒に達したと判定すると（ステップＳＴ１４：Ｎｏ、ステップＳＴ２０：Ｙｅｓ）、すなわちエンジン負荷が所定負荷１以上となったと判定すると、更にマルチフューエルエンジン１の負荷が所定負荷１よりも重い所定負荷２以上であるか否かを判定する。この判定は、エンジン１の回転数ｎが先の所定回転数１２００ｒｐｍよりも高い所定回転数（たとえば２５００ｒｐｍ）以上となったかを判定するとともに、当該所定回転数以上となった場合にはその経過時間Ｔ２に基づいて行われる（ステップＳＴ１６，ＳＴ２１）。  On the other hand, when the ECU 8 determines in step ST14 that the engine speed n is 1200 rpm or more and in step ST20, the elapsed time T1 after the engine speed becomes 1200 rpm or more has reached 2 seconds (step ST14: No, step ST20: Yes), that is, if it is determined that the engine load is equal to or greater than the predetermined load 1, it is further determined whether or not the load of the multi-fuel engine 1 is equal to or greater than the predetermined load 2 heavier than the predetermined load 1. This determination is made as to whether or not the rotational speed n of the engine 1 is equal to or higher than a predetermined rotational speed (for example, 2500 rpm) higher than the previous predetermined rotational speed of 1200 rpm. This is performed based on T2 (steps ST16 and ST21).

ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１６でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ未満の場合（ステップＳＴ１６：Ｙｅｓ）には、エンジン負荷は所定負荷１以上所定負荷２未満であると判定する。そして、次に、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ２５で現在の運転モードが第１運転モードであるか否かを判定する。ステップＳＴ２５で現在の運転モードが第１運転モードであれば（ステップＳＴ２５：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１７に移行して第３運転モードを実行する。第３運転モードでは、ＥＣＵ８は、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの双方を使用して、マルチフューエルエンジン１を運転する。一方、ステップＳＴ２５で現在の運転モードが第１運転モードでなければ（ステップＳＴ２５：ＮＯ）、ステップＳＴ１８に進み、第２運転モードを実行する。
なお、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ２５による現在の運転モードの判定のために、第１運転モード実行時にオン（またはオフ）となり、第２または第３運転モード実行時にリセットされるように構成された図示しないフラグ・メモリを具備し、ステップＳＴ２５ではこのメモリのフラグの状態を判別するように構成される。When the engine speed n is less than 2500 rpm in step ST16 (step ST16: Yes), the ECU 8 determines that the engine load is not less than the predetermined load 1 and less than the predetermined load 2. Next, the ECU 8 determines whether or not the current operation mode is the first operation mode in step ST25. If the current operation mode is the first operation mode in step ST25 (step ST25: YES), the process proceeds to step ST17 to execute the third operation mode. In the third operation mode, the ECU 8 operates the multi-fuel engine 1 using both the low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG. On the other hand, if the current operation mode is not the first operation mode in step ST25 (step ST25: NO), the process proceeds to step ST18 to execute the second operation mode.
Note that the ECU 8 is configured to be turned on (or off) when the first operation mode is executed and reset when the second or third operation mode is executed in order to determine the current operation mode in step ST25 (not shown). A flag memory is provided. In step ST25, the flag state of the memory is determined.

ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１７に移行して第３運転モードを実行した場合は、その経過時間Ｔ３が所定時間（たとえば、０〜３秒から選ばれる。ここでは、２秒）に達したか否かを判定する（ステップＳＴ２４）。ＥＣＵ８は、経過時間Ｔ３が２秒未満である場合（ステップＳＴ２４：Ｎｏ）には、第３運転モードの実行を継続し、経過時間Ｔ３が２秒になると（ステップＳＴ２４：Ｙｅｓ）、第３運転モードから第２運転モードに移行する（ステップＳＴ１８）。第２運転モードでは、ＥＣＵ８は、高圧縮シリンダー群ＨＳＧのみを使用して、マルチフューエルエンジン１を運転する。つまり、ＥＣＵ８は、第１運転モードからは、第３運転モードにのみ移行することができる。このあとＥＣＵ８は、第２運転モードを実行しながら、所定負荷１判定モードであるステップＳＴ１４から始まる一連のステップを繰り返す。そしてＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満となった、すなわち負荷が所定負荷1未満となったと判定する（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）と、第２運転モードから第１運転モードに切り替える（ステップＳＴ１５）。  When the ECU 8 proceeds to step ST17 and executes the third operation mode, it is determined whether or not the elapsed time T3 has reached a predetermined time (for example, 0 to 3 seconds, here 2 seconds). Determination is made (step ST24). When the elapsed time T3 is less than 2 seconds (step ST24: No), the ECU 8 continues to execute the third operation mode. When the elapsed time T3 reaches 2 seconds (step ST24: Yes), the third operation is performed. The mode is shifted to the second operation mode (step ST18). In the second operation mode, the ECU 8 operates the multi-fuel engine 1 using only the high compression cylinder group HSG. That is, the ECU 8 can shift only from the first operation mode to the third operation mode. Thereafter, the ECU 8 repeats a series of steps starting from step ST14 which is the predetermined load 1 determination mode while executing the second operation mode. When the ECU 8 determines in step ST14 that the engine speed n is less than 1200 rpm, that is, the load is less than the predetermined load 1 (step ST14: Yes), the ECU 8 switches from the second operation mode to the first operation mode ( Step ST15).

一方、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１６でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ以上であり、かつ、ステップＳＴ２１でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ以上の状態の経過時間Ｔ２が２秒未満であると判定した場合（ステップＳＴ１６：Ｎｏ、ステップＳＴ２１：Ｎｏ）には、ステップＳＴ１８による第２運転モードを維持するが、ステップＳＴ２１でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ以上の状態の経過時間Ｔ２が２秒となったと判定した場合（ステップＳＴ１６：Ｎｏ、ステップＳＴ２１：Ｙｅｓ）には、エンジン負荷が所定負荷２以上である、すなわち高負荷であると判定し、ステップＳＴ１９に移行して第３運転モードを実行する。第３運転モードでは、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの双方を使用して、マルチフューエルエンジン１を運転する。このあとＥＣＵ８は、第３運転モードを維持させながら、ステップＳＴ１４から始まる一連のステップを繰り返す。そしてＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満となったと判定する（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）と、第３運転モードから第１運転モードに切り替える（ステップＳＴ１５）。勿論、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であると判定する（ステップＳＴ１４：Ｎｏ）と、ステップＳＴ２１を経てステップＳＴ１６でエンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ未満かどうかを判定し、エンジン回転数ｎが２５００ｒｐｍ未満であると判定した場合（ステップＳＴ１６：Ｙｅｓ）にはステップＳＴ２５, ステップＳＴ１７, ステップＳＴ２４を経て第３運転モードから第２運転モードに切り替える（ステップＳＴ１８）。  On the other hand, when the ECU 8 determines in step ST16 that the engine speed n is 2500 rpm or more and in step ST21, the elapsed time T2 in the state where the engine speed n is 2500 rpm or more is less than 2 seconds (step ST16: No, in step ST21: No), the second operation mode in step ST18 is maintained, but when it is determined in step ST21 that the elapsed time T2 in the state where the engine speed n is 2500 rpm or more is 2 seconds (step ST16). : No, step ST21: Yes), it is determined that the engine load is equal to or higher than the predetermined load 2, that is, a high load, and the process proceeds to step ST19 to execute the third operation mode. In the third operation mode, the multi-fuel engine 1 is operated using both the low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG. Thereafter, the ECU 8 repeats a series of steps starting from step ST14 while maintaining the third operation mode. When the ECU 8 determines in step ST14 that the engine speed n is less than 1200 rpm (step ST14: Yes), the ECU 8 switches from the third operation mode to the first operation mode (step ST15). Of course, if it is determined in step ST14 that the engine speed n is 1200 rpm or more (step ST14: No), it is determined whether the engine speed n is less than 2500 rpm in step ST16 after step ST21. When it is determined that the speed is less than 2500 rpm (step ST16: Yes), the third operation mode is switched to the second operation mode through step ST25, step ST17, and step ST24 (step ST18).

ここで、ＥＣＵ８は、常に、割り込み機能を用い、図５に示すように、イグニッションがＯＦＦとなることを常に検出しており（ステップＳＴ２２）、ＯＦＦを検出した場合は、直ちにイグニッションＯＦＦ判定信号を出力してマルチフューエルエンジン１を停止させる（ステップＳＴ２３）。  Here, the ECU 8 always uses the interrupt function, and always detects that the ignition is turned off as shown in FIG. 5 (step ST22). When detecting the OFF, the ECU 8 immediately outputs an ignition OFF determination signal. The output is made to stop the multi-fuel engine 1 (step ST23).

なお、ＥＣＵ８は、第２運転モードおよび第３運転モード時に、マルチフューエルエンジン１の異常を検出した場合は、第１運転モードに移行する。また、ＥＣＵ８は、第１運転モード時に同様に異常を検出した場合は、マルチフューエルエンジンを停止・待機モードに移行する。  Note that the ECU 8 shifts to the first operation mode when the abnormality of the multi-fuel engine 1 is detected in the second operation mode and the third operation mode. Further, when the ECU 8 similarly detects an abnormality in the first operation mode, the ECU 8 shifts the multi-fuel engine to the stop / standby mode.

また、第１運転モードと第２運転モードとの間では直接移行することができず、第３運転モードを介することとなる。これは、第１運転モードから第２運転モードに直接移行するようにすると、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼および高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼が同時に行われない状態が発生する可能性があるので、スムーズに遷移せず、マルチフューエルエンジン１の運転状態が不安定となることを抑制するためである。  Moreover, it cannot transfer directly between 1st operation mode and 2nd operation mode, but will pass through 3rd operation mode. This is because when the first operation mode is directly shifted to the second operation mode, there is a possibility that combustion in the low compression cylinder group LSG and combustion in the high compression cylinder group HSG are not performed simultaneously. This is to prevent a smooth transition and an unstable operation state of the multi-fuel engine 1.

以上のように、上記実施形態に係るマルチフューエルエンジン１は、始動を含む低回転領域では低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行う。高圧縮シリンダー群ＨＳＧでは、エンジン始動から軽油と天然ガスを燃焼させると、軽油と天然ガスとで着火温度が異なることに起因して天然ガスが不完全燃焼となりノッキングを起こすため、始動を含む低回転領域では使用が困難である。そのため、高圧縮シリンダー群ＨＳＧでエンジン始動から軽油のみを燃焼させると、ディーゼルエンジンと同様に有害排気物質が発生する。従って、始動を含む低回転領域では、高圧縮シリンダー群を休止させ、低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行うことで、始動から低回転領域までの有害排気物質の発生を抑制することができる。つまり、実施形態に係るマルチフューエルエンジン１は、二元燃料燃焼式エンジンと比較して、エンジン始動から低回転領域における有害排気物質の発生を著しく抑制することができる。一方、高回転領域では、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおいて軽油よりも着火温度の高いガス燃料も圧縮熱で燃焼できる領域であるため、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼開始から完全燃焼が促進され、有害排気物質の発生を抑制することができる。これらのことから、実施形態に係るマルチフューエルエンジン１は、ガス専焼式シリンダーで構成された低圧縮シリンダー群ＬＳＧと、二元燃料燃焼式シリンダーで構成された高圧縮シリンダー群を組み合わせることで、エンジン始動時から高回転領域まで、有害排気物質の発生を抑制することができる。従って、ＤＰＦの装着が不必要、あるいはＤＰＦに蓄積されるＰＭの一定期間あたりの量が著しく減少するので、定期的なＰＭの焼却が不要、あるいはＰＭの焼却間隔を著しく長くすることができるので、ＤＰＦを搭載したことによる自動車の走行停止時間を不要、あるいは著しく低減することができる。  As described above, the multi-fuel engine 1 according to the above-described embodiment performs only the combustion in the low compression cylinder group in the low rotation region including the start. In the high compression cylinder group HSG, when light oil and natural gas are burned from the start of the engine, the ignition temperature differs between the light oil and natural gas. It is difficult to use in the rotation region. For this reason, if only light oil is burned from the start of the engine in the high compression cylinder group HSG, harmful exhaust substances are generated as in the case of diesel engines. Therefore, in the low rotation region including the start, the high compression cylinder group is stopped and only the combustion in the low compression cylinder group is performed, so that generation of harmful exhaust substances from the start to the low rotation region can be suppressed. That is, the multi-fuel engine 1 according to the embodiment can remarkably suppress the generation of harmful exhaust substances in the low rotation region from the start of the engine, as compared with the dual fuel combustion engine. On the other hand, in the high rotation region, gas fuel having an ignition temperature higher than that of light oil in the high compression cylinder group HSG can be combusted by compression heat. Therefore, complete combustion is promoted from the start of combustion in the high compression cylinder group HSG, and harmful exhaust Generation of substances can be suppressed. From these things, the multi-fuel engine 1 which concerns on embodiment is an engine by combining the low compression cylinder group LSG comprised by the gas combustion type cylinder, and the high compression cylinder group comprised by the dual fuel combustion type cylinder. Generation of harmful exhaust substances can be suppressed from the start to the high rotation range. Therefore, it is unnecessary to install the DPF, or the amount of PM accumulated in the DPF per unit period is remarkably reduced. Therefore, it is not necessary to incinerate the PM periodically, or the PM incineration interval can be significantly increased. The travel stop time of the automobile due to the mounting of the DPF is unnecessary or can be significantly reduced.

また、高回転領域では、少なくとも高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼が行われる。高圧縮シリンダー群ＨＳＧは、高圧縮かつ高エンジン出力（トルク）のディーゼルエンジンと同様にディーゼルサイクルのエンジンであるため、高回転領域で低圧縮シリンダー群における燃焼のみが行われる場合と比較して、エンジン出力を向上することができる。  In the high rotation region, combustion is performed at least in the high compression cylinder group HSG. Since the high compression cylinder group HSG is a diesel cycle engine as well as a high compression and high engine output (torque) diesel engine, compared with the case where only combustion in the low compression cylinder group is performed in a high rotation region, Engine output can be improved.

また、負荷状態に合わせて低圧縮シリンダー群のみの燃焼、高圧縮シリンダー群のみの燃焼、低圧縮シリンダー群および高圧縮シリンダー群の燃焼と、切り替えることができるので、低燃費化を図ることができる。  In addition, it is possible to switch between combustion only in the low compression cylinder group, combustion only in the high compression cylinder group, combustion in the low compression cylinder group and the high compression cylinder group in accordance with the load state, so that low fuel consumption can be achieved. .

また、ガス燃料タンク６と軽油タンク７とを有するので、航続距離を長くすることができるため、ガス専焼式エンジンでは困難であった高負荷による都市間移動の長距離走行を実現することができる。  In addition, since the gas fuel tank 6 and the light oil tank 7 are provided, the cruising distance can be increased, so that it is possible to realize long-distance travel between cities due to the high load, which is difficult with a gas-fired engine. .

なお、本実施形態では、所定負荷１，２以上であるか否かを運転モードの切り替えとして用いたが、これに限定されるものではない。エンジン負荷関数、例えば、エンジンの回転数、アクセル開度、経過時間、勾配などのパラメータと、各運転モードとの対応関係を示したマップをＥＣＵ８に予め記憶しておき、上記パラメータとマップとに基づいて運転モードを決定してもよい。なお、ＥＣＵ８は、マップに該当する値がない場合は、隣接する値に基づいた線形補間により、運転モードを決定する。  In the present embodiment, whether or not the predetermined load is 1 or 2 or more is used as the switching of the operation mode, but the present invention is not limited to this. A map showing the correspondence relationship between the engine load function, for example, the engine speed, the accelerator opening, the elapsed time, the gradient, and the respective operation modes is stored in the ECU 8 in advance. The operation mode may be determined based on the above. Note that if there is no corresponding value in the map, the ECU 8 determines the operation mode by linear interpolation based on adjacent values.

また、本実施形態では、ガス燃料として圧縮天然ガスの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、エンジンの燃料として利用可能なガス燃料であればいずれであってもよい。ガス燃料は、天然ガスのほかに、例えば、ＬＰガス（液化石油ガス）、バイオガス、水素ガスなどであってもよく、さらにこれらのうち２種類以上を組み合わせてもよい。さらに、第１ガス燃料と第２ガス燃料とが、種類の異なるガス燃料であってもよい。  In the present embodiment, the case of compressed natural gas as a gas fuel has been described. However, the present invention is not limited to this, and any gas fuel that can be used as engine fuel may be used. In addition to natural gas, the gas fuel may be, for example, LP gas (liquefied petroleum gas), biogas, hydrogen gas, or the like, and two or more of these may be combined. Further, the first gas fuel and the second gas fuel may be different types of gas fuel.

また、本実施形態では、第１ガス燃料と第２ガス燃料を同一ガス燃料としたがこれに限定されるものではなく、第１ガス燃料と第２ガス燃料とが異なるガス燃料であってもよい。この場合は、低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群の圧縮比を異ならせているので、新規ガス燃料が開発された場合でも、新規ガス燃料を第１ガス燃料として使用することができる。  In the present embodiment, the first gas fuel and the second gas fuel are the same gas fuel. However, the present invention is not limited to this, and the first gas fuel and the second gas fuel may be different gas fuels. Good. In this case, since the compression ratios of the low compression cylinder group and the high compression cylinder group are different, the new gas fuel can be used as the first gas fuel even when a new gas fuel is developed.

また、本実施形態では、低圧縮シリンダー群ＬＳＧをシリンダーＳ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ８と、高圧縮シリンダー群ＨＳＧをシリンダーＳ１，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７としたが、マルチフューエルエンジン１における低圧縮シリンダーＬＳおよび高圧縮シリンダーＨＳの配置は任意である。例えば、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの各バンク２１，２２対する位置を入れ替えてもよく、各バンク２１，２２において交互に低圧縮シリンダーＬＳおよび高圧縮シリンダーＨＳを配置してもよい。また、マルチフューエルエンジン１における低圧縮シリンダーＬＳおよび高圧縮シリンダーＨＳの数は同数が好ましいが、低圧縮シリンダーＬＳが高圧縮シリンダーＨＳよりも多くても、高圧縮シリンダーＨＳが低圧縮シリンダーＬＳよりも多くてもよい。  In this embodiment, the low compression cylinder group LSG is the cylinders S2, S3, S5, and S8, and the high compression cylinder group HSG is the cylinders S1, S4, S6, and S7, but the low compression cylinder LS in the multi-fuel engine 1 is used. The arrangement of the high compression cylinder HS is arbitrary. For example, the positions of the low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG with respect to the banks 21 and 22 may be interchanged, and the low compression cylinder LS and the high compression cylinder HS may be alternately arranged in the banks 21 and 22. . The number of the low compression cylinders LS and the number of the high compression cylinders HS in the multi-fuel engine 1 is preferably the same. However, even if the number of the low compression cylinders LS is larger than that of the high compression cylinders HS, There may be many.

また、本実施形態では、マルチフューエルエンジン１としてＶ型８気筒の場合について説明したが、Ｖ型のみならず直列型、Ｗ型などであってもよく、８気筒のみならず４気筒、６気筒、１０気筒、１２気筒１６気筒などであってもよい。  In the present embodiment, the case of the V-type 8-cylinder is described as the multi-fuel engine 1, but not only the V-type but also the in-line type, the W-type, etc. It may be 10 cylinders, 12 cylinders, 16 cylinders, or the like.

また、本実施形態では、ピストンヘッド２５Ｈ，２５Ｌの軸方向の高さを異ならせることで、高圧縮シリンダー群ＨＳＧの圧縮比を低圧縮シリンダー群ＬＳＧの圧縮比よりも高くしたが、これに限定されるものはない。例えば、ピストンヘッド２５Ｈ，２５Ｌが上死点に位置した際における燃焼室２３Ｈの容積が燃焼室２３Ｌの容積よりも小さくなるように、各燃焼室２３Ｈ，２３Ｌを構成するシリンダーヘッド２４の形状を異ならせてもよい。  In the present embodiment, the compression ratio of the high compression cylinder group HSG is made higher than the compression ratio of the low compression cylinder group LSG by changing the axial heights of the piston heads 25H and 25L. There is nothing to be done. For example, when the piston heads 25H and 25L are located at the top dead center, the shapes of the cylinder heads 24 constituting the combustion chambers 23H and 23L are different so that the volume of the combustion chamber 23H is smaller than the volume of the combustion chamber 23L. It may be allowed.

また、本実施形態において、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼の許可・禁止を運転者が手動で選択できるようにしてもよい。例えば、車内に選択スイッチ（常時ＯＮ）を設け、選択スイッチをＯＦＦとすることで、高圧縮シリンダー群ＨＳＧにおける燃焼を禁止する。つまり、ＥＣＵ８は、選択スイッチのＯＦＦを検出すると、第２運転モード、第３運転モードの実行を禁止、すなわち高圧縮シリンダー群ＨＳＧへの天然ガスおよび軽油の供給を禁止する。第３運転モードの実行時に禁止された場合は第１運転モードに移行し、第２運転モードの実行時に禁止された場合は第３運転モードを介して、第１運転モードに移行する。これにより、第１運転モードと、第２運転モードおよび第３運転モードとの移行が頻繁に行われる走行状態、例えば、高速道路における長い渋滞などでは、第１運転モードのみで走行することも可能となる。  In the present embodiment, the driver may manually select permission / prohibition of combustion in the high compression cylinder group HSG. For example, by providing a selection switch (always ON) in the vehicle and turning the selection switch OFF, combustion in the high compression cylinder group HSG is prohibited. That is, when the ECU 8 detects that the selection switch is turned off, the execution of the second operation mode and the third operation mode is prohibited, that is, the supply of natural gas and light oil to the high compression cylinder group HSG is prohibited. When prohibited during execution of the third operation mode, the operation proceeds to the first operation mode. When prohibited during execution of the second operation mode, the operation proceeds to the first operation mode via the third operation mode. As a result, it is possible to travel only in the first operation mode in a traveling state where the transition between the first operation mode, the second operation mode, and the third operation mode is frequently performed, for example, a long traffic jam on a highway. It becomes.

また、本実施形態において、第２運転モードは、エンジン回転数が上記所定回転数よりも低い燃料選別回転数以下、例えば１０００ｒｐｍ以下と一時的になった場合に、第２ガスインジェクタユニット４から高圧縮シリンダー群ＨＳＧへの天然ガスの供給を停止し、軽油インジェクタユニット５から軽油のみを高圧縮シリンダー群ＨＳＧに供給して、燃焼させるようにしてもよい。  Further, in the present embodiment, the second operation mode is a mode in which the second gas injector unit 4 increases when the engine speed temporarily becomes lower than the fuel selection speed lower than the predetermined speed, for example, 1000 rpm or lower. The supply of the natural gas to the compression cylinder group HSG may be stopped, and only the light oil from the light oil injector unit 5 may be supplied to the high compression cylinder group HSG for combustion.

次に、上に説明した実施形態の一変形例である本発明の他の実施形態について図６を参照して説明する。この他の実施形態においては、ＥＣＵ８は、図６に示すように、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ未満である（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）、または、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であるが経過時間Ｔ１が２秒未満である場合（ステップＳＴ１４：Ｎｏ、ステップＳＴ２０：Ｎｏ）には、負荷が所定負荷１未満と判断し、低圧縮シリンダー群ＬＳＧにおける燃焼のみを行う第１運転モードを実行する（ステップＳＴ１５）。
一方、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１４でエンジン回転数ｎが１２００ｒｐｍ以上であり、かつ、ステップＳＴ２０でエンジン回転数が１２００ｒｐｍ以上となってからの経過時間Ｔ１が２秒に達した場合には、エンジン負荷が所定負荷１以上になったと判断し、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの全てにおける燃焼を行う第３運転モードを実行する（ステップＳＴ１９）するように構成される。
この他の実施形態においては、ＥＣＵ８は、所定負荷１以上、すなわち、エンジン回転数が１２００ｒｐｍ以上となった状態で、経過時間Ｔ１が２秒に達したと判定すると、負荷が所定負荷１よりも重い所定負荷２以上であるか否かを判定する（図４のステップＳＴ１６）ことなく、低圧縮シリンダー群ＬＳＧおよび高圧縮シリンダー群ＨＳＧの全てにおける燃焼を行う第３運転モードを実行する（ステップＳＴ１９）ため、マルチフューエルエンジン１の制御様式がシンプルなものとなり、ＥＣＵ８の内蔵プログラムや周辺センサ類の構成の複雑化を避けることができ、しかも高環境性能かつ高性能のエンジンを達成することができる。特に、所定負荷１以上、すなわち、負荷運転時は第３運転モードとなって、休止気筒が発生しない分、エンジン負荷として有利となる。Next, another embodiment of the present invention, which is a modification of the above-described embodiment, will be described with reference to FIG. In this other embodiment, as shown in FIG. 6, the ECU 8 determines that the engine speed n is less than 1200 rpm in step ST14 (step ST14: Yes), or the engine speed n is 1200 rpm or more in step ST14. However, when the elapsed time T1 is less than 2 seconds (step ST14: No, step ST20: No), it is determined that the load is less than the predetermined load 1, and only the combustion in the low compression cylinder group LSG is performed. Is executed (step ST15).
On the other hand, when the engine speed n is 1200 rpm or more in step ST14 and the elapsed time T1 after the engine speed is 1200 rpm or more in step ST20 reaches 2 seconds, the ECU 8 It is determined that the predetermined load is 1 or more, and the third operation mode for performing combustion in all of the low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG is executed (step ST19).
In this other embodiment, when the ECU 8 determines that the elapsed time T1 has reached 2 seconds in a state where the predetermined load is 1 or more, that is, the engine speed is 1200 rpm or more, the load is greater than the predetermined load 1. The third operation mode in which combustion is performed in all of the low compression cylinder group LSG and the high compression cylinder group HSG is executed without determining whether or not the load is greater than or equal to the heavy predetermined load (step ST16 in FIG. 4) (step ST19). Therefore, the control mode of the multi-fuel engine 1 becomes simple, and it is possible to avoid the complicated configuration of the built-in program of the ECU 8 and the surrounding sensors, and to achieve a high environmental performance and high performance engine. . In particular, when the load is greater than or equal to 1, that is, during the load operation, the third operation mode is set, which is advantageous as an engine load because no idle cylinder is generated.

上述のように本発明は本発明に範囲内で種々の実施形態が可能である。  As described above, various embodiments are possible within the scope of the present invention.

１ マルチフューエルエンジン
２ エンジン本体
２１ 第１バンク
２２ 第２バンク
２３Ｌ，２３Ｈ 燃焼室
２４ シリンダーヘッド
２５Ｌ，２５Ｈ ピストンヘッド
２６Ｌ，２６Ｈ 吸気ポート
３ 第１ガスインジェクタユニット
３ａ ガスインジェクタ
４ 第２ガスインジェクタユニット
４ａ ガスインジェクタ
５ 軽油インジェクタユニット
５ａ 軽油インジェクタ
６ ガス燃料タンク
７ 軽油タンク
８ ＥＣＵ
９ 点火プラグ
１０Ｌ 第１ガス燃料ライン
１０Ｈ 第２ガス燃料ライン
１１Ｌ 第１ソレノイドバルブ
１１Ｈ 第２ソレノイドバルブ
１２Ｌ 第１レギュレータ
１２Ｈ 第２レギュレータ
１３ 軽油ライン
１４ 燃料ポンプ
１５ 軽油レギュレータ
Ｓ１〜Ｓ８ シリンダー
ＬＳ 低圧縮シリンダー
ＬＳＧ 低圧縮シリンダー群
ＨＳ 高圧縮シリンダー
ＨＳＧ 高圧縮シリンダー群DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-fuel engine 2 Engine main body 21 1st bank 22 2nd bank 23L, 23H Combustion chamber 24 Cylinder head 25L, 25H Piston head 26L, 26H Intake port 3 1st gas injector unit 3a Gas injector 4 2nd gas injector unit 4a Gas Injector 5 Light oil injector unit 5a Light oil injector 6 Gas fuel tank 7 Light oil tank 8 ECU
9 Spark plug 10L 1st gas fuel line 10H 2nd gas fuel line 11L 1st solenoid valve 11H 2nd solenoid valve 12L 1st regulator 12H 2nd regulator 13 Light oil line 14 Fuel pump 15 Light oil regulator S1-S8 Cylinder LS Low compression cylinder LSG Low compression cylinder group HS High compression cylinder HSG High compression cylinder group

Claims (5)

低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群とを有するマルチフューエルエンジンであって、
前記低圧縮シリンダー群は、第１ガス燃料が供給され、前記第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専焼式シリンダーで構成され、
前記高圧縮シリンダー群は、前記低圧縮シリンダー群よりも圧縮比が高く、第２ガス燃料および軽油が供給され、前記燃焼室の圧縮熱着火で、前記第２ガス燃料を前記軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、
始動を含む低回転領域では、前記低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも前記高圧縮シリンダー群における燃焼を行うことを特徴とするマルチフューエルエンジン。A multi-fuel engine having a low compression cylinder group and a high compression cylinder group,
The low compression cylinder group is constituted by a gas-only firing cylinder to which a first gas fuel is supplied and the first gas fuel is burned by ignition of a spark plug;
The high compression cylinder group has a higher compression ratio than the low compression cylinder group, is supplied with the second gas fuel and light oil, and burns the second gas fuel together with the light oil by compression heat ignition in the combustion chamber. Consists of a former fuel combustion cylinder,
A multi-fuel engine characterized in that only combustion in the low compression cylinder group is performed in a low rotation range including start, and combustion is performed in at least the high compression cylinder group in a high rotation range. 前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群の燃焼を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記エンジン回転数が第１所定回転数未満では、前記低圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第１運転モードを実行し、
前記エンジン回転数が前記第１所定回転数以上で前記第１所定回転数よりも高い第２所定回転数未満では、前記高圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第２運転モードを実行し、
前記エンジン回転数が前記第２所定回転数以上では、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群に燃焼を行わせる第３運転モードを実行する請求項１に記載のマルチフューエルエンジン。Control means for controlling the combustion of the low compression cylinder group and the high compression cylinder group;
The control means includes
When the engine speed is less than a first predetermined speed, a first operation mode is performed in which only the low compression cylinder group performs combustion,
When the engine speed is equal to or higher than the first predetermined speed and less than a second predetermined speed that is higher than the first predetermined speed, a second operation mode is performed in which only the high compression cylinder group performs combustion,
2. The multi-fuel engine according to claim 1, wherein when the engine speed is equal to or higher than the second predetermined speed, a third operation mode is performed in which the low compression cylinder group and the high compression cylinder group perform combustion. 前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群の燃焼を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記エンジン回転数が所定回転数未満では、前記低圧縮シリンダー群のみに燃焼を行わせる第１運転モードを実行し、
前記エンジン回転数が前記所定回転数以上では、前記低圧縮シリンダー群および前記高圧縮シリンダー群に燃焼を行わせる運転モードを実行する請求項１に記載のマルチフューエルエンジン。Control means for controlling the combustion of the low compression cylinder group and the high compression cylinder group;
The control means includes
When the engine speed is less than a predetermined speed, a first operation mode is performed in which only the low compression cylinder group performs combustion,
2. The multi-fuel engine according to claim 1, wherein when the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed, an operation mode in which the low compression cylinder group and the high compression cylinder group perform combustion is executed. 前記第１ガス燃料および前記第２ガス燃料は同一ガス燃料である請求項１から３の何れかに記載のマルチフューエルエンジン。  The multi-fuel engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the first gas fuel and the second gas fuel are the same gas fuel. 低圧縮シリンダー群と高圧縮シリンダー群とを有するマルチフューエルエンジンの制御方法であって、
前記低圧縮シリンダー群は、第１ガス燃料が供給され、前記第１ガス燃料が点火プラグの点火で燃焼するガス専焼式シリンダーで構成され、
前記高圧縮シリンダー群は、前記低圧縮シリンダー群よりも圧縮比が高く、第２ガス燃料および軽油が供給され、前記燃焼室の圧縮熱着火で、前記第２ガス燃料を前記軽油とともに燃焼する二元燃料燃焼式シリンダーで構成され、
始動を含む低回転領域では、前記低圧縮シリンダー群における燃焼のみを行い、高回転領域では、少なくとも前記高圧縮シリンダー群における燃焼を行うことを特徴とするマルチフューエルエンジンの制御方法。A control method for a multi-fuel engine having a low compression cylinder group and a high compression cylinder group,
The low compression cylinder group is constituted by a gas-only firing cylinder to which a first gas fuel is supplied and the first gas fuel is burned by ignition of a spark plug;
The high compression cylinder group has a higher compression ratio than the low compression cylinder group, is supplied with the second gas fuel and light oil, and burns the second gas fuel together with the light oil by compression heat ignition in the combustion chamber. Consists of a former fuel combustion cylinder,
A control method for a multi-fuel engine, wherein only combustion in the low compression cylinder group is performed in a low rotation region including start, and combustion is performed in at least the high compression cylinder group in a high rotation region.
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