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WO2012120598A1 - 多種燃料内燃機関の燃料供給制御システム - Google Patents

多種燃料内燃機関の燃料供給制御システム Download PDF

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WO2012120598A1
WO2012120598A1 PCT/JP2011/055096 JP2011055096W WO2012120598A1 WO 2012120598 A1 WO2012120598 A1 WO 2012120598A1 JP 2011055096 W JP2011055096 W JP 2011055096W WO 2012120598 A1 WO2012120598 A1 WO 2012120598A1
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WO
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fuel
heat generation
generation rate
internal combustion
combustion engine
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Ceased
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PCT/JP2011/055096
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇 後藤
匡彦 増渕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Priority to JP2013503249A priority patent/JP5569644B2/ja
Priority to PCT/JP2011/055096 priority patent/WO2012120598A1/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel supply control system for a multi-fuel internal combustion engine capable of mixing and burning a plurality of types of fuel.
  • Patent Document 1 discloses an auxiliary fuel ignition type gas engine using light oil as an auxiliary fuel.
  • the auxiliary fuel ignition type gas engine light oil and natural gas are mixed and burned using light oil as an ignition source.
  • a plurality of types of fuel may be mixed and burned using a relatively ignitable fuel as an ignition source.
  • a relatively ignitable fuel as an ignition source.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress the discharge amount of unburned fuel components while suppressing the consumption amount of fuel having relatively high ignitability in a multi-fuel internal combustion engine.
  • the present invention uses a first fuel having a relatively high ignitability and a second fuel having a relatively low ignitability as fuels, and uses the first fuel and the second fuel as an ignition source.
  • a fuel supply control system for a multi-fuel internal combustion engine that performs mixed combustion, where the first heat generation rate, which is the heat generation rate when only the first fuel is burned, and the heat generation when the fuel actually burns The supply amount of the first fuel is adjusted based on the difference from the actual heat generation rate that is the rate.
  • the fuel supply control system for a multi-fuel internal combustion engine includes: A variety of fuels that use a first fuel with a relatively high ignitability and a second fuel with a relatively low ignitability as a fuel, and mix and burn the first fuel and the second fuel using the first fuel as an ignition source
  • a fuel supply control system for a fuel internal combustion engine A first fuel supply unit for supplying the first fuel to the multi-fuel internal combustion engine; A second fuel supply unit for supplying the second fuel to the multi-fuel internal combustion engine;
  • a first heat generation rate estimation unit for estimating a first heat generation rate, which is a heat generation rate when it is assumed that only the first fuel supplied from the first fuel supply unit in the multi-fuel internal combustion engine burned;
  • An actual heat generation rate calculation unit that calculates an actual heat generation rate that is a heat generation rate when fuel is actually burned in a multi-fuel internal combustion engine;
  • the first fuel is set such that a difference between the actual heat generation rate calculated by the actual heat generation rate calculation unit and the first heat generation rate estimated by
  • the combustion of the second fuel in the multifuel internal combustion engine Is more promoted.
  • the more the combustion of the second fuel is promoted the higher the heat generation rate when the second fuel is burned.
  • the heat generation rate when the fuel is actually burned in the multi-fuel internal combustion engine (actual heat generation rate: the heat generation rate when the first fuel and the second fuel are burned) becomes high.
  • the difference between the actual heat generation rate and the first heat generation rate is larger than when the first heat generation rate is low.
  • the magnitude of the difference between the actual heat generation rate and the first heat generation rate corresponds to the size of the heat generation rate when the second fuel burns. That is, the greater the difference between the actual heat generation rate and the first heat generation rate, the greater the heat generation rate when the second fuel burns.
  • the first fuel supply amount adjustment unit adjusts the supply amount of the first fuel so that the difference between the actual heat generation rate and the first heat generation rate becomes a predetermined target value. That is, when the difference between the actual heat generation rate and the first heat generation rate is larger than the predetermined target value, the supply amount of the first fuel is decreased. Further, when the difference between the actual heat generation rate and the first heat generation rate is smaller than a predetermined target value, the supply amount of the first fuel is increased.
  • the “predetermined target value” in the present invention is a value set in advance as a value in which the discharge amount of the unburned fuel component is within the allowable range and the consumption amount of the first fuel is also within the allowable range.
  • the fuel supply control system for a multi-fuel internal combustion engine may further include a second fuel supply amount adjustment unit.
  • the second fuel supply amount adjustment unit when the first fuel supply amount adjustment unit increases the amount of the first fuel supplied from the first fuel supply unit to the multi-fuel internal combustion engine, the actual heat generation rate calculation unit When the actual heat generation rate calculated by the above equation does not increase more than the predetermined increase amount, the amount of the second fuel supplied from the second fuel supply unit to the multifuel internal combustion engine is decreased, or the second fuel supply unit The supply of the second fuel to the fuel internal combustion engine is stopped.
  • the “predetermined increase amount” in the present invention is a threshold value for the increase amount of the actual heat generation rate at which it can be determined that the property of the second fuel is normal.
  • the supply amount of the second fuel is reduced or the supply of the second fuel is stopped.
  • the supply amount of the second fuel is decreased, the supply amount of the first fuel is increased.
  • the combustion mode in the multi-fuel internal combustion engine is switched to a mode in which only the first fuel is burned. Therefore, deterioration of the combustion state in the multifuel internal combustion engine can be suppressed.
  • the multi-fuel internal combustion engine according to the present invention can be exemplified by a compression ignition internal combustion engine that can be operated by mixing and burning light oil and compressed natural gas.
  • light oil corresponds to the first fuel
  • compressed natural gas corresponds to the second fuel.
  • the present invention in a multi-fuel internal combustion engine, it is possible to suppress the discharge amount of unburned fuel components while suppressing the consumption amount of fuel with relatively high ignitability.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to a first embodiment and its fuel system and intake / exhaust system.
  • FIG. It is a figure which shows transition of the heat release rate when fuel burns in the cylinder based on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the relationship between the heat release rate peak difference (DELTA) RH and the discharge amount of the unburned fuel component (HC) from an internal combustion engine based on Example 1.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of fuel injection control in the case where the light oil and CNG are mixed and burned in the internal combustion engine according to the first embodiment.
  • 6 is a part of a flowchart showing a modified example of the flow of fuel injection control when light oil and CNG are mixed and burned in the internal combustion engine according to the first embodiment.
  • 7 is a part of a flowchart showing a flow of fuel injection control in a case where light oil and CNG are subjected to mixed combustion in an internal combustion engine according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its fuel system and intake / exhaust system according to the present embodiment.
  • the internal combustion engine 1 is a vehicle driving engine that can use light oil and compressed natural gas (hereinafter referred to as CNG) as fuel.
  • the internal combustion engine 1 is a compression ignition type engine.
  • the internal combustion engine 1 can be operated by mixing and burning light oil and CNG, and can also be operated by burning only light oil.
  • the internal combustion engine 1 has four cylinders 2. Each cylinder 2 is provided with a light oil injector 8 that directly injects light oil into the cylinder 2. Each cylinder 2 is provided with an in-cylinder pressure sensor 30 that detects the pressure in the cylinder 2 (in-cylinder pressure).
  • An intake manifold 4 and an exhaust manifold 5 are connected to the internal combustion engine 1.
  • An intake passage 6 is connected to the intake manifold 4.
  • An exhaust passage 7 is connected to the exhaust manifold 5.
  • the four branch pipes of the intake manifold 4 are connected to the intake ports of the respective cylinders 2.
  • Each branch pipe is provided with a CNG injector 9 for injecting CNG.
  • the CNG injector 9 may inject CNG into the intake port of each cylinder 2 to which each branch pipe of the intake manifold 4 is connected.
  • Each light oil injector 8 is connected to a common rail 10 for light oil.
  • One end of a light oil supply passage 12 is connected to the light oil common rail 10.
  • the other end of the light oil supply passage 12 is connected to a light oil tank 13.
  • a pump 14 is installed in the light oil supply passage 12. The pump 14 pumps the light oil from the light oil tank 13 through the light oil supply passage 12 to the light oil common rail 10. Then, the light oil pressurized in the light oil common rail 10 is supplied to each light oil injector 8.
  • Each CNG injector 9 is connected to a delivery pipe 11 for CNG.
  • One end of a CNG supply passage 15 is connected to the CNG delivery pipe 11.
  • the other end of the CNG supply passage 15 is connected to the CNG tank 16.
  • CNG is supplied from the CNG tank 16 to the CNG delivery pipe 11 through the CNG supply passage 15. Then, CNG is supplied from the CNG delivery pipe 11 to each CNG injector 9.
  • a regulator 17 is installed in the CNG supply passage 15.
  • the regulator 17 adjusts the pressure of the CNG supplied to the CNG delivery pipe 11.
  • Pressure sensors 26 and 27 for detecting the pressure of CNG are provided on the upstream side of the regulator 17 in the CNG supply passage 15 and on the CNG delivery pipe 11.
  • the internal combustion engine 1 When the internal combustion engine 1 is operated by mixing and burning light oil and CNG, first, CNG is injected from the CNG injector 9 into each branch pipe of the intake manifold 4. As a result, a premixed gas of intake air and CNG is formed, and the premixed gas is supplied into the cylinder 2. Then, in the vicinity of the compression top dead center, the light oil is injected into the cylinder 2 from the light oil injector 8, and the light oil is self-ignited. Light oil and CNG are combusted by the propagation of the flame formed by self-ignition of the light oil in the combustion chamber.
  • an air cleaner 18, an air flow meter 25, and a throttle valve 19 are sequentially installed from the upstream side along the flow of fresh air.
  • the exhaust manifold 5 is provided with a light oil addition valve 24 for adding light oil to the exhaust.
  • An exhaust purification device 21 is installed in the exhaust passage 7.
  • the exhaust purification device 21 includes an exhaust purification catalyst such as an oxidation catalyst or a storage reduction type NOx catalyst, a particulate filter that collects particulate matter in the exhaust, and the like.
  • the internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 20.
  • ECU electronice control unit
  • An air flow meter 25 and pressure sensors 26 and 27 are electrically connected to the ECU 20.
  • a crank angle sensor 28 and an accelerator opening sensor 29 are electrically connected to the ECU 20.
  • the crank angle sensor 28 detects the crank angle of the internal combustion engine 1.
  • the accelerator opening sensor 29 detects the accelerator opening of a vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted. Output signals from the sensors are input to the ECU 20.
  • the ECU 20 derives the engine speed of the internal combustion engine 1 based on the output signal of the crank angle sensor 28, and derives the engine load of the internal combustion engine 1 based on the output signal of the accelerator opening sensor 29.
  • the ECU 20 is electrically connected to a light oil injector 8, a CNG injector 9, a pump 14, a regulator 17, a throttle valve 19, and a light oil addition valve 24. These devices are controlled by the ECU 20.
  • ECU20 selects either the mixed combustion of light oil and CNG, or the combustion of only light oil as the combustion form based on the driving
  • FIG. 2 is a diagram showing the transition of the heat generation rate when the fuel burns in the cylinder 2 according to the present embodiment.
  • the horizontal axis represents the crank angle
  • the vertical axis represents the heat generation rate.
  • solid lines Ld1 and Ld2 indicate heat generation rates when only light oil is burned
  • broken lines La1 and La2 are when the same amount of light oil and CNG are burned as indicated by solid lines Ld1 and Ld2. Shows the heat release rate.
  • the solid line Ld1 and the broken line La1 indicate the heat generation rate when the light oil injected from the light oil injector 8 is relatively large.
  • the solid line Ld2 and the broken line La2 indicate that the light oil injected from the light oil injector 8 is relatively small. The heat generation rate in the case is shown.
  • CNG Since CNG has very low ignitability, even if it is compressed in the cylinder 2 during the compression stroke, it hardly ignites. Therefore, as described above, the combustion of CNG is performed using light oil as an ignition source. That is, CNG is combusted by the heat generated by self-ignition and combustion when light oil is compressed.
  • combustion of CNG is promoted as the amount of heat generated by burning light oil increases, that is, as the heat generation rate when light oil burns increases.
  • the more the combustion of CNG is promoted the more heat is generated by the combustion of CNG. Therefore, the heat generation rate when light oil and CNG burn is increased.
  • the magnitude of the heat generation rate peak difference ⁇ RH corresponds to the magnitude of the heat generation rate when CNG burns. That is, the greater the heat generation rate peak difference ⁇ RH, the greater the heat generation rate when CNG burns.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the heat generation rate peak difference ⁇ RH and the amount of unburned fuel component (HC) discharged from the internal combustion engine 1 according to the present embodiment.
  • the horizontal axis represents the heat generation rate peak difference ⁇ RH
  • the vertical axis represents the HC emission amount.
  • the solid line L1 indicates the HC emission amount during low load operation
  • the solid line L2 indicates the HC emission amount during medium load operation
  • the solid line L3 indicates the HC emission amount during high load operation. Show.
  • the broken line has shown the upper limit of the tolerance
  • the heat generation rate when light oil and CNG are combusted in the internal combustion engine 1 that is, the heat generation rate (actual heat generation rate) when fuel is actually combusted in the internal combustion engine 1 is based on the detection value of the in-cylinder pressure sensor 30. Can be calculated. However, when light oil and CNG are mixed and burned, each of the heat generation rate resulting from the combustion of light oil and the heat generation rate resulting from the combustion of CNG is calculated based on the detection value of the in-cylinder pressure sensor 30. It is difficult.
  • the heat generation rate (hereinafter referred to as the light oil heat generation rate) when it is assumed that only the light oil injected from the light oil injector 8 is burned is estimated based on the injection amount of the light oil, the operating state of the internal combustion engine 1, and the like. can do.
  • the peak value of the actual heat generation rate is calculated based on the detection value of the in-cylinder pressure sensor 30, and the light oil heat generation rate is estimated based on the injection amount of light oil and the operating state of the internal combustion engine 1. .
  • the heat generation rate peak difference ⁇ RH is calculated by subtracting the light oil heat generation rate peak value from the peak value of the actual heat generation rate, and the light oil injection amount from the light oil injector 8 is calculated based on the heat generation rate peak difference ⁇ RH. Adjust.
  • the light oil injection amount from the light oil injector 8 is adjusted so that the heat release rate peak difference ⁇ RH becomes a predetermined target value.
  • the predetermined target value is a value set in advance based on an experiment or the like as a value in which the discharge amount of the unburned fuel component is within the allowable range and the consumption amount of the light oil is also within the allowable range.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of fuel injection control when light oil and CNG are mixed and burned in the internal combustion engine 1 according to this embodiment. This flow is stored in advance in the ECU 20 and is repeatedly executed by the ECU 20.
  • step S101 it is determined whether or not the combustion mode in the internal combustion engine 1 is a mixed combustion of light oil and CGN. If a negative determination is made in step S101, the execution of this flow is temporarily terminated.
  • step S102 the peak value RHd of the light oil heat generation rate is calculated based on the light oil injection amount from the light oil injector 8 and the operating state of the internal combustion engine 1.
  • the relationship between the light oil injection amount from the light oil injector 8, the operating state of the internal combustion engine 1, and the peak value RHd of the light oil heat generation rate is stored in advance in the ECU 20 as a map or a function.
  • step S102 the light oil heat release peak value RHd is calculated using the map or function.
  • step S103 the peak value RHa of the actual heat generation rate is calculated based on the detection value of the in-cylinder pressure sensor 30.
  • the relationship between the in-cylinder pressure and the actual heat generation rate is stored in advance in the ECU 20 as a map or a function.
  • step S103 the peak value RHa of the actual heat generation rate is calculated using the map or function.
  • step S104 the heat generation rate peak difference ⁇ RH is calculated by subtracting the light oil heat generation rate peak value RHd calculated in step S102 from the actual heat generation rate peak value RHa calculated in step S103.
  • step S105 it is determined whether or not the heat release rate peak difference ⁇ RH is the same as a predetermined target value ⁇ RHt.
  • the target value ⁇ RHt of the heat release rate peak difference is a value that is changed according to the operating state of the internal combustion engine 1.
  • the relationship between the target value ⁇ RHt of the heat release rate peak difference and the operating state of the internal combustion engine 1 is stored in advance in the ECU 20 as a map or a function. Then, the target value ⁇ RHt of the heat release rate peak difference is set using the map or function.
  • step S105 If an affirmative determination is made in step S105, this flow is temporarily terminated. In this case, the light oil injection amount from the light oil injector 8 is maintained at the current value. In step S105, even if the heat generation rate peak difference ⁇ RH is not the same as the predetermined target value ⁇ RHt, an affirmative determination may be made as long as the value is within an allowable range from the target value ⁇ RHt.
  • step S105 determines whether or not the heat release rate peak difference ⁇ RH is greater than a predetermined target value ⁇ RHt. If an affirmative determination is made in step S106, then in step S107, the light oil injection amount Qd from the light oil injector 8 is decreased. The amount of decrease at this time is predetermined.
  • step S108 it is determined whether or not the reduced light oil injection amount Qd is equal to or greater than a predetermined lower limit value Qdlimit.
  • the lower limit value Qdlimit of the light oil injection amount is a value determined based on experiments or the like as a threshold value of the light oil injection amount that can ensure stable combustion.
  • the lower limit value Qdlimit of the light oil injection amount is stored in the ECU 20 in advance.
  • step S108 If an affirmative determination is made in step S108, then the process of step S102 is executed again. On the other hand, if a negative determination is made in step S108, the execution of this flow is temporarily terminated. In this case, the light oil injection amount from the light oil injector 8 is returned to the value before being decreased in step S107.
  • step S106 If a negative determination is made in step S106, it can be determined that the heat release rate peak difference ⁇ RH is smaller than a predetermined target value ⁇ RHt. In this case, next, in step S109, the light oil injection amount Qd from the light oil injector 8 is increased. The amount of increase at this time is predetermined. After the light oil injection amount Qd is increased, the process of step S102 is executed again.
  • the multi-fuel internal combustion engine according to the present invention is not limited to an internal combustion engine that uses light oil and CNG as fuel.
  • the present invention can also be applied to a multi-fuel internal combustion engine that uses other self-ignitable fuels (for example, heavy oil or kerosene) and other fuels that require ignition assistance (for example, gasoline or hydrogen).
  • the ECU 20 that executes step S102 in the above flow corresponds to a first heat generation amount estimation unit according to the present invention.
  • ECU20 which performs step S103 in the said flow is equivalent to the actual heat generation amount calculation part which concerns on this invention.
  • the ECU 20 that executes steps S107 and S109 corresponds to the first fuel supply amount adjusting unit according to the present invention.
  • FIG. 5 is a part of a flowchart showing a modified example of the flow of fuel injection control in the case where light oil and CNG are mixed and burned in the internal combustion engine 1 according to the present embodiment. Steps other than steps S201 and S202 in this flow are the same as the steps in the flowchart shown in FIG. Therefore, only the processing in steps S201 and S202 will be described, and the description of the processing in other steps will be omitted. In FIG. 5, the illustration of steps after step S102 is omitted.
  • step S101 if an affirmative determination is made in step S101, next in step S201, based on the intake air amount detected by the air flow meter 25, the light oil injection amount, and the CNG injection amount, the mixture gas in the cylinder 2 is determined.
  • the equivalent ratio ⁇ a is calculated.
  • the equivalence ratio ⁇ a of the air-fuel mixture in the cylinder 2 is smaller than a predetermined threshold value ⁇ 0.
  • the predetermined threshold value ⁇ 0 is a value set as a lower limit value of an equivalence ratio in which CNG can be combusted stably.
  • the threshold value ⁇ 0 is obtained based on experiments or the like, and is stored in the ECU 20 in advance.
  • step S202 If an affirmative determination is made in step S202, the process of step S102 is then executed. On the other hand, if a negative determination is made in step S202, the execution of this flow is temporarily terminated.
  • the necessity for adjusting the light oil injection amount is low. According to the above flow, the adjustment of the light oil injection amount can be performed only when the operation state of the internal combustion engine 1 is in the operation region where the combustion amount of CNG becomes unstable.
  • Example 2 The schematic configuration of the internal combustion engine according to the present embodiment and its fuel system and intake / exhaust system is the same as the schematic configuration of the internal combustion engine according to the first embodiment and its fuel system and intake / exhaust system.
  • the CNG injection from the CNG injector 9 is stopped, and the combustion mode in the internal combustion engine 1 is switched to a mode in which only light oil is burned.
  • Judgment whether the property of CNG is inferior or not is made based on the increase amount of the actual heat generation rate when the light oil injection amount is increased when light oil and CNG are mixed and burned in the internal combustion engine 1. .
  • the combustion amount of the CNG will not increase as much as the CNG property is normal. . Accordingly, the amount of increase in the actual heat generation rate is small.
  • the predetermined increase amount is a threshold value for the increase amount of the actual heat generation rate at which it can be determined that the CNG property is normal.
  • the predetermined increase amount is obtained based on an experiment or the like as a value corresponding to the increase amount when the light oil injection amount is increased, and is stored in the ECU 20 in advance.
  • FIG. 6 is a part of a flowchart showing a flow of fuel injection control when light oil and CNG are mixed and burned according to the present embodiment. Steps other than steps S301 to S304 in this flow are the same as the steps in the flowchart shown in FIG. For this reason, only the processing of steps S301 to S304 will be described, and description of the processing of other steps will be omitted. In FIG. 6, illustrations of steps before step S103 and steps after step S104 are omitted.
  • step S103 it is determined in step 301 whether or not the light oil injection amount Qd from the light oil injector 8 has been increased, that is, whether or not step S109 has been performed. If a negative determination is made in step S301, then the process of step S104 is executed.
  • step S301 If an affirmative determination is made in step S301, then in step S302, an increase amount ⁇ RHa of the actual heat generation rate before and after the increase in the light oil injection amount in step S109 is calculated.
  • step S303 it is determined whether or not the actual heat generation rate increase amount ⁇ RHa is equal to or larger than a predetermined increase amount ⁇ RHa0.
  • step S303 If an affirmative determination is made in step S303, the process of step S104 is then executed. On the other hand, if a negative determination is made in step S303, then in step S304, CNG injection from the CNG injector 9 is stopped, and the combustion mode in the internal combustion engine 1 is switched to a mode in which only light oil is burned. In this case, the light oil injection amount Qd from the light oil injector 8 is further increased to compensate for the CNG injection amount.
  • step S304 in the above flow the CNG injection from the CNG injector 9 does not necessarily have to be stopped. That is, when the deterioration of the combustion state in the internal combustion engine 1 can be suppressed by reducing the CNG injection amount, the injection amount may be reduced while continuing the CNG injection from the CNG injector 9. In this case as well, the light oil injection amount Qd from the light oil injector 8 is further increased to compensate for the decrease in the CNG injection amount.
  • the ECU 20 that executes step S304 in the above flow corresponds to the second fuel supply amount adjusting unit according to the present invention.

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Abstract

　本発明は、多種燃料内燃機関において、相対的に着火性の高い燃料の消費量を抑制しつつ未燃燃料成分の排出量を抑制することを目的とする。本発明は、相対的に着火性の高い第一燃料と、相対的に着火性の低い第二燃料と、を燃料として使用し、第一燃料を着火元として第一燃料と第二燃料とを混合燃焼させる多種燃料内燃機関の燃料供給制御システムであって、第一燃料のみが燃焼したと仮定した場合の熱発生率である第一熱発生率ＲＨｄと、実際に燃料が燃焼した際の熱発生率である実熱発生率ＲＨａとの差ΔＲＨに基づいて、第一燃料の供給量Ｑｄを調整する（Ｓ１０５～１０７，Ｓ１０９）。

Description

多種燃料内燃機関の燃料供給制御システム
　本発明は、複数種類の燃料を混合燃焼させることが可能な多種燃料内燃機関の燃料供給制御システムに関する。
　従来、液体燃料（例えば、軽油やガソリン等）及びガス燃料（例えば、圧縮天然ガスや水素ガス等）のように複数種類の燃料を混合燃焼させることで運転可能な多種燃料内燃機関が開発されている。例えば、特許文献１には、軽油を補助燃料とした補助燃料着火式ガスエンジンが開示されている。該補助燃料着火式ガスエンジンでは、軽油を着火元として、軽油と天然ガスとを混合燃焼させる。
特開平０８－１５８９８０号公報
　多種燃料内燃機関では、相対的に着火性の高い燃料を着火元として、複数種類の燃料を混合燃焼させる場合がある。このような場合、相対的に着火性の低い燃料が十分に燃焼しないと、未燃燃料成分の排出量が増加する虞がある。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、多種燃料内燃機関において、相対的に着火性の高い燃料の消費量を抑制しつつ未燃燃料成分の排出量を抑制することを目的とする。
　本発明は、相対的に着火性の高い第一燃料と、相対的に着火性の低い第二燃料と、を燃料として使用し、第一燃料を着火元として第一燃料と第二燃料とを混合燃焼させる多種燃料内燃機関の燃料供給制御システムであって、第一燃料のみが燃焼したと仮定した場合の熱発生率である第一熱発生率と、実際に燃料が燃焼した際の熱発生率である実熱発生率との差に基づいて、第一燃料の供給量を調整するものである。
　より詳しくは、本発明に係る多種燃料内燃機関の燃料供給制御システムは、
　相対的に着火性の高い第一燃料と、相対的に着火性の低い第二燃料と、を燃料として使用し、第一燃料を着火元として第一燃料と第二燃料とを混合燃焼させる多種燃料内燃機関の燃料供給制御システムであって、
　多種燃料内燃機関に第一燃料を供給する第一燃料供給部と、
　多種燃料内燃機関に第二燃料を供給する第二燃料供給部と、
　多種燃料内燃機関において前記第一燃料供給部から供給された第一燃料のみが燃焼したと仮定した場合の熱発生率である第一熱発生率を推定する第一熱発生率推定部と、
　多種燃料内燃機関において実際に燃料が燃焼した際の熱発生率である実熱発生率を算出する実熱発生率算出部と、
　前記実熱発生率算出部によって算出される実熱発生率と前記第一熱発生率推定部によって推定される第一熱発生率との差が所定の目標値となるように、前記第一燃料供給部から多種燃料内燃機関に供給される第一燃料の量を調整する第一燃料供給量調整部と、
　を備えている。
　多種燃料内燃機関への第一燃料の供給量が多く、該第一燃料が燃焼した際の熱発生率（第一熱発生率）が高いと、該多種燃料内燃機関での第二燃料の燃焼がより促進される。第二燃料の燃焼が促進されるほど、第二燃料が燃焼した際の熱発生率が高くなる。その結果、多種燃料内燃機関において実際に燃料が燃焼した際の熱発生率（実熱発生率：第一燃料と第二燃料とが燃焼した際の熱発生率）が高くなる。
　そのため、第一熱発生率が高いときは、第一熱発生率が低いときに比べて、実熱発生率と第一熱発生率との差が大きくなる。そして、この実熱発生率と第一熱発生率との差の大きさは、第二燃料が燃焼した際の熱発生率の大きさに相当する。つまり、実熱発生率と第一熱発生率との差が大きいほど、第二燃料が燃焼した際の熱発生率が大きい。
　そこで、本発明では、第一燃料供給量調整部によって、実熱発生率と第一熱発生率との差が所定の目標値となるように、第一燃料の供給量を調整する。つまり、実熱発生率と第一熱発生率との差が所定の目標値より大きいときは、第一燃料の供給量を減少させる。また、実熱発生率と第一熱発生率との差が所定の目標値より小さいときは、第一燃料の供給量を増加させる。
　実熱発生率と第一熱発生率との差が大きいほど、第二燃料を元に生成される未燃燃料成分の生成量は少ない。しかし、実熱発生率と第一熱発生率との差を大きくするためには、第一熱発生率を高くする、即ち第一燃料の供給量を増加させる必要がある。ここで、本発明における「所定の目標値」とは、未燃燃料成分の排出量が許容範囲内となり且つ第一燃料の消費量も許容範囲内となる値として予め設定された値である。
　第一燃料の供給量を上記のように調整することで、相対的に着火性の高い第一燃料の消費量を抑制しつつ未燃燃料成分の排出量を抑制することができる。
　本発明に係る多種燃料内燃機関の燃料供給制御システムは、第二燃料供給量調整部をさらに備えてもよい。第二燃料供給量調整部は、第一燃料供給量調整部によって、第一燃料供給部から多種燃料内燃機関に供給される第一燃料の量を増加させたときに、実熱発生率算出部によって算出される実熱発生率が所定上昇量以上上昇しない場合は、第二燃料供給部から多種燃料内燃機関に供給される第二燃料の量を減少させるか、又は第二燃料供給部から多種燃料内燃機関への第二燃料の供給を停止させる。
　第二燃料の性状が粗悪な場合、第一燃料の供給量を増加しても、該第二燃料が燃焼した際の熱発生率が、その増加量に応じた程度ほどは上昇しない場合がある。ここで、本発明における「所定上昇量」とは、第二燃料の性状は正常であると判断できる実熱発生率の上昇量の閾値である。
　上記によれば、第二燃料の性状が粗悪な場合、該第二燃料の供給量が減少されるか、又は該第二燃料の供給が停止される。第二燃料の供給量が減少された場合、第一燃料の供給量が増加される。第二燃料の供給が停止された場合、多種燃料内燃機関での燃焼形態が第一燃料のみを燃焼させる形態に切り換えられる。従って、多種燃料内燃機関における燃焼状態の悪化を抑制することができる。
　尚、本発明に係る多種燃料内燃機関としては、軽油と圧縮天然ガスとを混合燃焼させることで運転可能な圧縮着火式内燃機関を例示することができる。この場合、軽油が第一燃料に相当し、圧縮天然ガスが第二燃料に相当する。本発明に係る多種燃料内燃機関をこのような圧縮着火内燃機関とした場合、軽油の消費量を抑制しつつ未燃燃料成分の排出量を抑制することができる。
　本発明によれば、多種燃料内燃機関において、相対的に着火性の高い燃料の消費量を抑制しつつ未燃燃料成分の排出量を抑制することができる。
実施例１に係る内燃機関とその燃料系及び吸排気系の概略構成を示す図である。 実施例１に係る、気筒内において燃料が燃焼したときの熱発生率の推移を示す図である。 実施例１に係る、熱発生率ピーク差ΔＲＨと内燃機関からの未燃燃料成分（ＨＣ）の排出量との関係を示す図である。 実施例１に係る、内燃機関において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させる場合の燃料噴射制御のフローを示すフローチャートである。 実施例１に係る、内燃機関において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させる場合の燃料噴射制御のフローの変形例を示すフローチャートの一部である。 実施例２に係る、内燃機関において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させる場合の燃料噴射制御のフローを示すフローチャートの一部である。
　以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　　＜実施例１＞
　［概略構成］
　図１は、本実施例に係る内燃機関とその燃料系及び吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、軽油及び圧縮天然ガス（以下、ＣＮＧと称する）を燃料として使用可能な車両駆動用のエンジンである。内燃機関１は圧縮着火式のエンジンである。内燃機関１は、軽油とＣＮＧとを混合燃焼させることで運転することができ、また、軽油のみを燃焼させることによっても運転することができる。
　内燃機関１は４つの気筒２を有している。各気筒２には、気筒２内に軽油を直接噴射する軽油インジェクタ８が設けられている。また、各気筒２には、気筒２内の圧力（筒内圧力）を検出する筒内圧センサ３０が設けられている。
　内燃機関１には、インテークマニホールド４およびエキゾーストマニホールド５が接続されている。インテークマニホールド４には吸気通路６が接続されている。エキゾーストマニホールド５には排気通路７が接続されている。インテークマニホールド４の４つ枝管は各気筒２の吸気ポートにそれぞれ接続されている。各枝管には、ＣＮＧを噴射するＣＮＧインジェクタ９が設けられている。尚、ＣＮＧインジェクタ９は、インテークマニホールド４の各枝管が接続されている各気筒２の吸気ポート内にＣＮＧを噴射するものであってもよい。
　各軽油インジェクタ８は軽油用コモンレール１０に接続されている。軽油用コモンレール１０には軽油供給通路１２の一端が接続されている。軽油供給通路１２の他端は軽油タンク１３に接続されている。軽油供給通路１２にはポンプ１４が設置されている。該ポンプ１４によって軽油タンク１３から軽油供給通路１２を通して軽油用コモンレール１０に軽油が圧送される。そして、軽油用コモンレール１０において加圧された軽油が各軽油インジェクタ８に供給される。
　各ＣＮＧインジェクタ９はＣＮＧ用デリバリーパイプ１１に接続されている。ＣＮＧ用デリバリーパイプ１１にはＣＮＧ供給通路１５の一端が接続されている。ＣＮＧ供給通路１５の他端はＣＮＧタンク１６に接続されている。ＣＮＧタンク１６からＣＮＧ供給通路１５を通してＣＮＧ用デリバリーパイプ１１にＣＮＧが供給される。そして、ＣＮＧ用デリバリーパイプ１１から各ＣＮＧインジェクタ９にＣＮＧが供給される。
　ＣＮＧ供給通路１５にはレギュレータ１７が設置されている。該レギュレータ１７によって、ＣＮＧ用デリバリーパイプ１１に供給されるＣＮＧの圧力が調整される。ＣＮＧ供給通路１５におけるレギュレータ１７より上流側及びＣＮＧ用デリバリーパイプ１１には、ＣＮＧの圧力を検出する圧力センサ２６，２７が設けられている。
　内燃機関１が軽油とＣＮＧとを混合燃焼させることで運転される場合、先ず、ＣＮＧインジェクタ９からインテークマニホールド４の各枝管内にＣＮＧが噴射される。これにより、吸気とＣＮＧとの予混合気が形成され、該予混合気が気筒２内に供給される。そして、圧縮上死点近傍において、軽油インジェクタ８から気筒２内に軽油が噴射され、該軽油が自着火する。該軽油が自着火することで形成された火炎が燃焼室内において伝播することで軽油とＣＮＧとが燃焼する。
　吸気通路６には、エアクリーナ１８、エアフローメータ２５及びスロットル弁１９が新気の流れに沿って上流側から順に設置されている。エキゾーストマニホールド５には、排気中に軽油を添加する軽油添加弁２４が設置されている。排気通路７には排気浄化装置２１が設置されている。排気浄化装置２１は、酸化触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等の排気浄化触媒及び排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ等によって構成されている。
　内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ２５、及び圧力センサ２６，２７が電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ２０には、クランク角センサ２８及びアクセル開度センサ２９が電気的に接続されている。
　クランク角センサ２８は内燃機関１のクランク角を検出する。アクセル開度センサ２９は内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出する。各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。ＥＣＵ２０は、クランク角センサ２８の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出し、アクセル開度センサ２９の出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。
　また、ＥＣＵ２０には、軽油インジェクタ８、ＣＮＧインジェクタ９、ポンプ１４、レギュレータ１７、スロットル弁１９、及び軽油添加弁２４が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらの装置が制御される。
　ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態に基づいて、軽油とＣＮＧとの混合燃焼又は軽油のみの燃焼のいずれか一方を、その燃焼形態として選択する。そして、ＥＣＵ２０は、選択した燃焼形態に応じて、軽油インジェクタ８及びＣＮＧインジェクタ９を制御する。
　［熱発生率］
　内燃機関１において軽油とＣＮＧとが混合燃焼するときの熱発生率について、図２に基づいて説明する。図２は、本実施例に係る、気筒２内において燃料が燃焼したときの熱発生率の推移を示す図である。図２において、横軸はクランク角を表しており、縦軸は熱発生率を表している。
　図２において、実線Ｌｄ１，Ｌｄ２は、軽油のみが燃焼した場合の熱発生率を示しており、破線Ｌａ１，Ｌａ２は、実線Ｌｄ１，Ｌｄ２で示す場合と同量の軽油とＣＮＧとが燃焼した際の熱発生率を示している。また、実線Ｌｄ１及び破線Ｌａ１は、軽油インジェクタ８から噴射される軽油が比較的多い場合の熱発生率を示しており、実線Ｌｄ２及び破線Ｌａ２は、軽油インジェクタ８から噴射される軽油が比較的少ない場合の熱発生率を示している。
　ＣＮＧは着火性が非常に低いため、圧縮行程において気筒２内で圧縮されても、ほとんど自着火しない。そのため、上述したように、ＣＮＧの燃焼は、軽油を着火元として行われる。つまり、ＣＮＧは、軽油が圧縮されることで自着火し燃焼することで発生する熱によって燃焼する。
　従って、軽油が燃焼することで発生する熱量が大きいほど、即ち軽油が燃焼した際の熱発生率が高いほど、ＣＮＧの燃焼が促進される。ＣＮＧの燃焼が促進されるほど、ＣＮＧが燃焼することで発生する熱量が多くなる。そのため、軽油とＣＮＧとが燃焼した際の熱発生率が高くなる。
　このことから、図２に示すように、軽油の噴射量が比較的多いとき、即ち軽油が燃焼した際の熱発生率が高いときは、軽油の噴射量が比較的少ないとき、即ち軽油が燃焼した際の熱発生率が低いときに比べて、軽油とＣＮＧとが燃焼した際の熱発生率のピーク値と軽油のみが燃焼した際の熱発生率のピーク値との差（以下、熱発生率ピーク差と称する）ΔＲＨが大きくなる（ΔＲＨ１＞ΔＲＨ２）。つまり、図２における、Ｌｄ２のピーク値に対するＬｄ１のピーク値の増加割合よりも、Ｌａ２のピーク値に対するＬａ１のピーク値の増加割合の方が大きい。
　そして、熱発生率ピーク差ΔＲＨの大きさは、ＣＮＧが燃焼した際の熱発生率の大きさに相当する。つまり、熱発生率ピーク差ΔＲＨが大きいほど、ＣＮＧが燃焼した際の熱発生率が大きい。
　図３は、本実施例に係る、熱発生率ピーク差ΔＲＨと内燃機関１からの未燃燃料成分（ＨＣ）の排出量との関係を示す図である。図３において、横軸は熱発生率ピーク差ΔＲＨを表しており、縦軸はＨＣ排出量を表している。また、図３において、実線Ｌ１は低負荷運転時におけるＨＣ排出量を示しており、実線Ｌ２は中負荷運転時におけるＨＣ排出量を示しており、実線Ｌ３は高負荷運転時におけるＨＣ排出量を示している。また、図３において、破線は、ＨＣ排出量の許容範囲の上限値を示している。
　熱発生率ピーク差ΔＲＨが大きいほど、ＣＮＧの燃焼量が多い。従って、ＣＮＧを元に生成されるＨＣの生成量が少ない。そのため、図３に示すように、熱発生率ピーク差ΔＲＨが大きいほど、ＨＣ排出量が減少する。
　［燃料噴射制御］
　次に、本実施例における、軽油とＣＮＧとを混合燃焼させる場合の燃料噴射制御について説明する。内燃機関１において軽油とＣＮＧとが燃焼した際の熱発生率、即ち内燃機関１において実際に燃料が燃焼した際の熱発生率（実熱発生率）は、筒内圧センサ３０の検出値に基づいて算出することができる。しかしながら、軽油とＣＮＧとを混合燃焼させた際に、軽油の燃焼に起因する熱発生率とＣＮＧの燃焼に起因する熱発生率とのそれぞれを筒内圧センサ３０の検出値に基づいて算出することは困難である。
　ただし、軽油インジェクタ８から噴射された軽油のみが燃焼したと仮定した場合の熱発生率（以下、軽油熱発生率と称する）は、軽油の噴射量及び内燃機関１の運転状態等に基づいて推定することができる。
　そこで、本実施例では、筒内圧センサ３０の検出値に基づいて実熱発生率のピーク値を算出すると共に、軽油の噴射量及び内燃機関１の運転状態に基づいて軽油熱発生率を推定する。そして、実熱発生率のピーク値から軽油熱発生率のピーク値を減算することで熱発生率ピーク差ΔＲＨを算出し、該熱発生率ピーク差ΔＲＨに基づいて軽油インジェクタ８からの軽油噴射量を調整する。
　熱発生率ピーク差ΔＲＨが大きくなれば、未燃燃料成分の排出量が少なくなる。しかし、熱発生率ピーク差ΔＲＨを大きくするためには、軽油熱発生率を高くする、即ち軽油噴射量を増加させる必要がある。従って、熱発生率ピーク差ΔＲＨを必要以上に大きくすると、軽油の消費量が過剰に増加する虞がある。
　そのため、本実施例では、熱発生率ピーク差ΔＲＨが所定の目標値となるように、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量を調整する。ここで、所定の目標値とは、未燃燃料成分の排出量が許容範囲内となり且つ軽油の消費量も許容範囲内となる値として、実験等に基づいて予め設定された値である。軽油インジェクタ８からの軽油噴射量をこのように調整することで、軽油の消費量を抑制しつつ未燃燃料成分の排出量を抑制することができる。
　図４は、本実施例に係る、内燃機関１において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させる場合の燃料噴射制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。
　本フローでは、先ずステップＳ１０１において、内燃機関１における燃焼形態が、軽油とＣＧＮとの混合燃焼であるか否かが判別される。ステップＳ１０１において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
　一方、ステップＳ１０１において肯定判定された場合、次に、ステップＳ１０２において、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量及び内燃機関１の運転状態に基づいて軽油熱発生率のピーク値ＲＨｄが算出される。軽油インジェクタ８からの軽油噴射量及び内燃機関１の運転状態と軽油熱発生率のピーク値ＲＨｄとの関係はマップ又は関数としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。ステップＳ１０２では、該マップ又は関数を用いて軽油熱発生率のピーク値ＲＨｄが算出される。
　次に、ステップＳ１０３において、筒内圧センサ３０の検出値に基づいて、実熱発生率のピーク値ＲＨａが算出される。筒内圧と実熱発生率との関係はマップ又は関数としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。ステップＳ１０３では、該マップ又は関数を用いて実熱発生率のピーク値ＲＨａが算出される。
　次に、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で算出された実熱発生率のピーク値ＲＨａからステップＳ１０２で算出された軽油熱発生率のピーク値ＲＨｄを減算することで熱発生率ピーク差ΔＲＨが算出される。次に、ステップＳ１０５において、熱発生率ピーク差ΔＲＨが所定の目標値ΔＲＨｔと同一か否かを判別する。
　尚、図３に示すように、未燃燃料成分の排出量の許容範囲は内燃機関１の運転状態に応じて変化する。そのため、熱発生率ピーク差の目標値ΔＲＨｔは、内燃機関１の運転状態に応じて変更される値である。熱発生率ピーク差の目標値ΔＲＨｔと内燃機関１の運転状態との関係はマップ又は関数としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。そして、該マップ又は関数を用いて熱発生率ピーク差の目標値ΔＲＨｔが設定される。
　ステップＳ１０５において肯定判定された場合、本フローは一旦終了される。この場合、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量は現在の値に維持される。尚、ステップＳ１０５では、熱発生率ピーク差ΔＲＨが、所定の目標値ΔＲＨｔと同一でなくとも、該目標値ΔＲＨｔから許容範囲内の値であれば肯定判定されるようにしてもよい。
　一方、ステップＳ１０５において、否定判定された場合、次にステップＳ１０６において、熱発生率ピーク差ΔＲＨが所定の目標値ΔＲＨｔより大きいか否かが判別される。ステップＳ１０６において肯定判定された場合、次にステップＳ１０７において、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量Ｑｄが減少される。このときの減少量は予め定められている。
　次に、ステップＳ１０８において、減少後の軽油噴射量Ｑｄが所定の下限値Ｑｄｌｉｍｉｔ以上であるか否かが判別される。上述したように、軽油は着火元となるため、軽油噴射量が過剰に少なくなると、失火が発生する虞がある。軽油噴射量の下限値Ｑｄｌｉｍｉｔは、安定した燃焼を確保することが可能な軽油噴射量の閾値として実験等に基づいて定められた値である。該軽油噴射量の下限値ＱｄｌｉｍｉｔはＥＣＵ２０に予め記憶されている。
　ステップＳ１０８において肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が再度実行される。一方、ステップＳ１０８において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。この場合、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量はステップＳ１０７において減少される前の値に戻される。
　また、ステップＳ１０６において否定判定された場合は、熱発生率ピーク差ΔＲＨが所定の目標値ΔＲＨｔより小さいと判断できる。この場合、次に、ステップＳ１０９において、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量Ｑｄが増加される。このときの増加量は予め定められている。軽油噴射量Ｑｄが増加された後は、ステップＳ１０２の処理が再度実行される。
　尚、本実施例においては、軽油が本発明に係る第一燃料に相当し、ＣＮＧが本発明に係る第二燃料に相当する。また、軽油インジェクタ８が本発明に係る第一燃料供給部に相当し、ＣＮＧインジェクタ９が本発明に係る第二燃料供給部に相当する。ただし、本発明に係る多種燃料内燃機関は、軽油とＣＮＧとを燃料として使用する内燃機関に限られるものではない。本発明は、他の自着火可能燃料（例えば、重油又は灯油等）と他の着火補助が必要な燃料（例えば、ガソリン又は水素等）とを燃料とする多種燃料内燃機関にも適用できる。
　また、本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ１０２を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る第一熱発生量推定部に相当する。また、上記フローにおけるステップＳ１０３を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る実熱発生量算出部に相当する。ステップＳ１０７及びＳ１０９を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る第一燃料供給量調整部に相当する。
　［変形例］
　図５は、本実施例に係る、内燃機関１において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させる場合の燃料噴射制御のフローの変形例を示すフローチャートの一部である。尚、本フローにおけるステップＳ２０１及びＳ２０２の以外のステップは、図４に示すフローチャートにおける各ステップと同様である。そのため、ステップＳ２０１及び２０２の処理についてのみ説明し、その他のステップの処理についての説明は省略する。また、図５においては、ステップＳ１０２以降のステップについては図示を省略する。
　本フローでは、ステップＳ１０１において肯定判定された場合、次にステップＳ２０１において、エアフローメータ２５によって検出される吸入空気量と、軽油噴射量及びＣＮＧ噴射量とに基づいて、気筒２内の混合気の当量比φａが算出される。
　次に、気筒２内の混合気の当量比φａが所定の閾値φ０より小さいか否かが判別される。気筒２内の混合気の当量比が小さいほどＣＮＧの燃焼量は不安定となる。所定の閾値φ０は、ＣＮＧが安定して燃焼可能な当量比の下限値として設定された値である。該閾値φ０は、実験等に基づいて求められ、ＥＣＵ２０に予め記憶されている。
　ステップＳ２０２において肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行される。一方、ステップＳ２０２において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
　内燃機関１の運転状態が、ＣＮＧが安定して燃焼可能な運転領域にある時は、軽油噴射量の調整を実施する必要性は低い。上記フローによれば、内燃機関１の運転状態が、ＣＮＧの燃焼量が不安定となる運転領域にある時にのみ、軽油噴射量の調整を実施することができる。
　＜実施例２＞
　本実施例に係る内燃機関とその燃料系及び吸排気系の概略構成は実施例１に係る内燃機関とその燃料系及び吸排気系の概略構成と同様である。
　［燃料噴射制御］
　本実施例においても、内燃機関１において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させる場合は、実施例１と同様に、熱発生率ピーク差に基づく軽油噴射量の調整が実施される。ここで、ＣＮＧは、その性状にばらつきがあることが想定される。そして、ＣＮＧの性状が粗悪な場合、軽油とＣＮＧとを混合燃焼させると、燃焼状態の悪化を招く虞がある。
　そこで、本実施例においては、ＣＮＧの性状が粗悪であるか否かを判断する。そして、ＣＮＧの性状が粗悪であると判断された場合、ＣＮＧインジェクタ９からのＣＮＧの噴射を停止し、内燃機関１における燃焼形態を軽油のみを燃焼させる形態に切り換える。
　ＣＮＧの性状が粗悪であるか否かの判断は、内燃機関１において軽油とＣＮＧとを混合燃焼させている時に軽油噴射量を増加させたときの実熱発生率の上昇量に基づいて行われる。ＣＮＧの性状が粗悪な場合は、軽油噴射量が増加されることで該軽油が燃焼した際に発生する熱量が増加しても、ＣＮＧの性状が正常な場合ほど該ＣＮＧの燃焼量は増加しない。従って、実熱発生率の上昇量が小さい。
　そのため、本実施例では、軽油噴射量を増加させたときの実熱発生率の上昇量が所定上昇量より小さければ、ＣＮＧの性状が粗悪であると判断する。ここで、所定上昇量とは、ＣＮＧの性状が正常であると判断できる実熱発生率の上昇量の閾値である。該所定上昇量は、軽油噴射量を増加させるときの増加量に応じた値として、実験等に基づいて求められ、ＥＣＵ２０に予め記憶されている。
　図６は、本実施例に係る、軽油とＣＮＧとを混合燃焼させる場合の燃料噴射制御のフローを示すフローチャートの一部である。尚、本フローにおけるステップＳ３０１からＳ３０４の以外のステップは、図４に示すフローチャートにおける各ステップと同様である。そのため、ステップＳ３０１からＳ３０４の処理についてのみ説明し、その他のステップの処理についての説明は省略する。また、図６においては、ステップＳ１０３以前及びステップＳ１０４以降のステップについては図示を省略する。
　本フローでは、ステップＳ１０３の処理の次に、ステップ３０１において、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量Ｑｄが増加されたか否か、即ちステップＳ１０９の処理が行われた否かが判別される。ステップＳ３０１において否定判定された場合、次にステップＳ１０４の処理が実行される。
　一方、ステップＳ３０１において肯定判定された場合、次にステップＳ３０２において、ステップＳ１０９での軽油噴射量の増加前後における実熱発生率の上昇量ΔＲＨａが算出される。次に、ステップＳ３０３において、実熱発生率の上昇量ΔＲＨａが所定上昇量ΔＲＨａ０以上であるか否かが判別される。
　ステップＳ３０３において肯定判定された場合、次にステップＳ１０４の処理が実行される。一方、ステップＳ３０３において否定判定された場合、次にステップＳ３０４において、ＣＮＧインジェクタ９からのＣＮＧの噴射を停止し、内燃機関１における燃焼形態を軽油のみを燃焼させる形態に切り換える。この場合、ＣＮＧ噴射量分を補うべく、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量Ｑｄがさらに増加される。
　上記フローによれば、ＣＮＧの性状が粗悪な場合、ＣＮＧの内燃機関１への供給が停止される。従って、内燃機関１における燃焼状態の悪化を抑制することができる。
　尚、上記フローにおけるステップＳ３０４では、ＣＮＧインジェクタ９からのＣＮＧ噴射を必ずしも停止させなくともよい。つまり、ＣＮＧ噴射量を減少させることで内燃機関１における燃焼状態の悪化を抑制することが可能な場合は、ＣＮＧインジェクタ９からのＣＮＧ噴射を継続しつつ、その噴射量を減少させてもよい。この場合も、ＣＮＧ噴射量の減少分を補うべく、軽油インジェクタ８からの軽油噴射量Ｑｄがさらに増加される。
　本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ３０４を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る第二燃料供給量調整部に相当する。
１・・・内燃機関
２・・・気筒
８・・・軽油インジェクタ
９・・・ＣＮＧインジェクタ
２０・・ＥＣＵ
２１・・排気浄化装置
２５・・エアフローメータ
２８・・クランク角センサ
２９・・アクセル開度センサ
３０・・筒内圧センサ

Claims (2)

  1. 　相対的に着火性の高い第一燃料と、相対的に着火性の低い第二燃料と、を燃料として使用し、第一燃料を着火元として第一燃料と第二燃料とを混合燃焼させる多種燃料内燃機関の燃料供給制御システムであって、
    　多種燃料内燃機関に第一燃料を供給する第一燃料供給部と、
    　多種燃料内燃機関に第二燃料を供給する第二燃料供給部と、
    　多種燃料内燃機関において前記第一燃料供給部から供給された第一燃料のみが燃焼したと仮定した場合の熱発生率である第一熱発生率を推定する第一熱発生率推定部と、
    　多種燃料内燃機関において実際に燃料が燃焼した際の熱発生率である実熱発生率を算出する実熱発生率算出部と、
    　前記実熱発生率算出部によって算出される実熱発生率と前記第一熱発生率推定部によって推定される第一熱発生率との差が所定の目標値となるように、前記第一燃料供給部から多種燃料内燃機関に供給される第一燃料の量を調整する第一燃料供給量調整部と、
    　を備えた多種燃料内燃機関の燃料供給制御システム。
  2. 　前記第一燃料供給量調整部によって、前記第一燃料供給部から多種燃料内燃機関に供給される第一燃料の量を増加させたときに、前記実熱発生率算出部によって算出される実熱発生率が所定上昇量以上上昇しない場合は、前記第二燃料供給部から多種燃料内燃機関に供給される第二燃料の量を減少させるか、又は前記第二燃料供給部から多種燃料内燃機関への第二燃料の供給を停止させる第二燃料供給量調整部をさらに備えた請求項１に記載の多種燃料内燃機関の燃料供給制御システム。
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