JP2010196666A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体燃料と気体燃料とを切り換えて、あるいは同時に使用する内燃機関に供給する空気量の制御を適切に行い、空気供給量の制御精度を向上させることができる。
【解決手段】 使用燃料がガソリンであるかＣＮＧであるか、及び要求トルクＴＲＱに応じて必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤが算出され、使用燃料に応じて必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する、スロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤが算出される。ＣＮＧを使用するときは、ガソリンを使用するときより必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを増量するとともに、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを供給するための目標開度ＴＨＣＭＤを増加させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液体燃料及び気体燃料を使用可能な内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、液体燃料と気体燃料とを切り換えて使用可能な内燃機関の制御装置が示されている。この制御装置によれば、液体燃料から気体燃料へ切り換えるときに、機関出力トルクが約１０％減少することを防止するために、出力トルクが１０％増加するようにスロットル弁開度が増加される一方、気体燃料から液体燃料へ切り換えるときに、出力トルクが約１０％増加することを防止するために、出力トルクが１０％減少するようにスロットル弁開度が減少される。

特開２００４−２１１６１０号公報

気体燃料及び液体燃料を使用する内燃機関では、以下の２点に着目した制御を行う必要がある。第１の点は、気体燃料を使用するときは、液体燃料使用時と同じ機関出力トルクを得るためには、空気供給量を増量する必要があることであり、第２の点は、気体燃料を使用するときは、スロットル弁下流側の吸気圧が液体燃料使用時と比べて増加するため、液体燃料使用時と同量の空気を供給するために必要なスロットル弁開度は増加する点である。上記特許文献１では、第１の点は考慮されているが、第２の点を考慮した制御手法が示されておらず、使用燃料を切り換えるときに、トルク変化を解消できないおそれがある。

また、気体燃料と液体燃料を同時に使用する場合に、気体燃料のみを使用することを前提として設定されている制御パラメータ、あるいは液体燃料のみを使用することを前提として設定されている制御パラメータをそのまま適用すると、アクセルペダルの踏み込み量に対する機関出力トルクの変化特性が変化し、運転者に違和感を与えるおそれがある。特許文献１は、気体燃料と液体燃料を同時に使用する場合の制御手法を示していないため、このような不具合が発生する可能性がある。

本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、液体燃料と気体燃料とを切り換えて、あるいは同時に使用する内燃機関に供給する空気量の制御を適切に行い、空気供給量の制御精度を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、液体燃料と気体燃料とを切り換えて使用可能な内燃機関の制御装置において、前記機関に供給する空気量を制御する空気量制御手段（３，４）と、前記機関の要求出力（ＴＲＱ）を算出する要求出力算出手段と、使用燃料が前記液体燃料か気体燃料かを判定する判定手段と、前記要求出力（ＴＲＱ）及び使用燃料に応じて、必要空気量（ＱＡＩＲＣＭＤ）を算出する必要空気量算出手段と、前記使用燃料に応じて前記必要空気量（ＱＡＩＲＣＭＤ）に対応する前記空気量制御手段の制御量（ＴＨＣＭＤ）を算出する制御量算出手段とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、気体燃料を供給する気体燃料供給手段とを備える内燃機関の制御装置において、前記機関に供給する空気量を制御する空気量制御手段（３，４）と、前記機関の要求出力（ＴＲＱ）を算出する要求出力算出手段と、使用燃料に含まれる前記液体燃料と気体燃料の質量割合（ＫＧＡＳ）を算出する質量割合算出手段と、前記要求出力（ＴＲＱ）及び質量割合（ＫＧＡＳ）に応じて、必要空気量（ＱＡＩＲＣＭＤ）を算出する必要空気量算出手段と、前記質量割合（ＫＧＡＳ）に応じて前記必要空気量（ＱＡＩＲＣＭＤ）に対応する、前記空気量制御手段の制御量（ＴＨＣＭＤ）を算出する制御量算出手段とを備え、該制御量算出手段は、前記使用燃料が前記気体燃料のみである場合における、前記必要空気量（ＱＡＩＲＣＭＤ）に対応する前記制御量の値である第１制御値（ＴＨＧＡＳ）を算出する第１制御値算出手段と、前記使用燃料が前記液体燃料のみである場合における、前記必要空気量（ＱＡＩＲＣＭＤ）に対応する前記制御量の値である第２制御値（ＴＨＬＩＱ）を算出する第２制御値算出手段とを有し、前記第１及び第２制御値（ＴＨＧＡＳ，ＴＨＬＩＱ）を前記質量割合（ＫＧＡＳ）に基づいて補間することにより、前記制御量（ＴＨＣＭＤ）を算出することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、気体燃料を供給する気体燃料供給手段とを備える内燃機関の制御装置において、前記機関の吸気管に設けられた弁の開度（ＴＨ）を変更することにより前記機関に供給する空気量を制御する空気量制御手段（３，４）と、前記機関の要求出力（ＴＲＱ）を算出する要求出力算出手段と、前記要求出力（ＴＲＱ）に応じて前記気体燃料の質量（ＱＦＧＡＳ）及び前記液体燃料の質量（ＱＦＬＩＱ）を算出する燃料質量算出手段と、前記気体燃料の質量（ＱＦＧＡＳ）に基づいて第１必要空気量（ＱＡＩＲＧＡＳ）を算出するとともに、前記液体燃料の質量（ＱＦＬＩＱ）に基づいて第２必要空気量（ＱＡＩＲＬＩＱ）を算出する必要空気量算出手段と、前記第１必要空気量（ＱＡＩＲＧＡＳ）に応じて前記吸気管の第１必要開口面積（ＡＴＨＧＡＳ）を算出するとともに、前記第２必要空気量（ＱＡＩＲＬＩＱ）に応じて前記吸気管の第２必要開口面積（ＡＴＨＬＩＱ）を算出する必要開口面積算出手段と、前記第１及び第２必要開口面積の和（ＡＴＨＣＭＤ）を前記弁の開度（ＴＨＣＭＤ）に換算する弁開度算出手段とを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、使用燃料が液体燃料か気体燃料かが判定され、機関の要求出力及び使用燃料に応じて必要空気量が算出され、使用燃料に応じて必要空気量に対応する空気量制御手段の制御量が算出される。したがって、必要空気量を供給するための制御量を正確に算出することができ、算出された制御量を用いて空気量制御手段を制御することにより、空気供給量の制御精度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、使用燃料に含まれる液体燃料と気体燃料の質量割合が算出され、要求出力及び質量割合に応じて、必要空気量が算出される。そして、使用燃料が気体燃料のみである場合における必要空気量に対応する第１制御値と、使用燃料が液体燃料のみである場合における必要空気量に対応する第２制御値とが算出され、第１及び第２制御値を質量割合に基づいて補間することにより、空気量制御手段の制御量が算出される。したがって、必要空気量を供給するための制御量を正確に算出することができ、算出された制御量を用いて空気量制御手段を制御することにより、空気供給量の制御精度を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、機関要求出力に応じて気体燃料の質量及び液体燃料の質量が算出され、気体燃料の質量に基づいて第１必要空気量が算出されるとともに、液体燃料の質量に基づいて第２必要空気量が算出される。そして第１必要空気量に応じて吸気管の第１必要開口面積が算出されるとともに、第２必要空気量に応じて第２必要開口面積が算出され、第１及び第２必要開口面積の和が吸気管内の弁の開度に換算される。したがって、実際の弁開度を、算出された弁の開度と一致するように制御することにより、空気供給量の制御精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。 必要空気量（ＱＡＩＲＣＭＤ）を算出する処理のフローチャート（第１の実施形態）である。 スロットル弁の目標開度（ＴＨＣＭＤ）を算出する処理のフローチャート（第１の実施形態）である。 図３の処理で参照されるテーブルを示す図である。 必要空気量（ＱＡＩＲＣＭＤ）を算出する処理のフローチャート（第２の実施形態）である。 スロットル弁の目標開度（ＴＨＣＭＤ）を算出する処理のフローチャート（第２の実施形態）である。 第２の実施形態の変形例のフローチャートである。 図７の処理で参照されるテーブルを示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。内燃機関（以下「エンジン」という）１は、気体燃料である圧縮天然ガス（Compressed Natural Gas，以下「ＣＮＧ」という）と、液体燃料であるガソリンとを切り換えて、または同時に使用可能な４気筒のエンジンである。エンジン１は、吸気弁及び排気弁と、これらを駆動するカムを備えるとともに、吸気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更するカム位相可変機構としての弁作動特性可変機構４０を備えている。弁作動特性可変機構４０により吸気弁を駆動するカムの作動位相が変更され、吸気弁の作動位相角ＶＴＣが変更される。弁作動特性可変機構４０の具体的な構成は、例えば特開２０００−２２７０１３号公報に示されている。

エンジン１の吸気管２には、スロットル弁３が設けられている。スロットル弁３にはスロットル弁３を駆動するアクチュエータ４が接続されており、アクチュエータ４は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に接続されている。ＥＣＵ５は、アクチュエータ４を介してスロットル弁３の開度ＴＨを制御する。スロットル弁３には、スロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ２２が連結されており、その検出信号がＥＣＵ５に供給される。

エンジン１に燃料を供給する燃料供給系は、液体燃料噴射弁６、液体燃料通路８、及び液体燃料タンク９を備える液体燃料供給装置と、気体燃料噴射弁７、気体燃料通路１０、及び気体燃料タンク１１を備える気体燃料供給装置とからなる。液体燃料供給装置は、ガソリンをエンジン１に供給し、気体燃料供給装置は、ＣＮＧをエンジン１に供給する。

液体燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であってエンジン１とスロットル弁３との間の図示しない吸気弁の少し上流側に気筒毎に設けられている。液体燃料噴射弁６は液体燃料通路８を介して液体燃料タンク９に接続されている。また気体燃料噴射弁７が、液体燃料噴射弁６の近傍に気筒毎に設けらている、気体燃料噴射弁７は気体燃料通路１０を介して気体燃料タンク１１に接続されている。

液体燃料噴射弁６及び気体燃料噴射弁７はＥＣＵ５に電気的に接続され、該ＥＣＵ５からの信号により開弁時間及び開弁時期が制御される。吸気管２のスロットル弁３の下流側には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ２３、及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ２４が装着されている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

エンジン１には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ２５が設けられており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ２５は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０度毎に）ＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば６度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ５に供給される。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、エンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。

エンジン１の本体にはエンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン冷却水温センサ２６が装着されており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。エンジン１の排気管１２には排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（以下「ＬＡＦセンサ」という）２７が設けられており、ＬＡＦセンサ２７の検出信号はＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５には、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ２８及び大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ２９が接続されており、これらのセンサの検出信号はＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁６，７、アクチュエータ４、及び各気筒の点火プラグ（図示せず）に駆動信号を供給する出力回路から構成される。

ＥＣＵ５は、アクセルペダル操作量ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥなどのエンジン運転状態に応じて、燃料供給制御、点火時期制御、吸気弁の作動位相角ＶＴＣの制御などを行う。さらにＥＣＵ５は、エンジン運転状態に応じて、エンジン１に供給すべき空気量である必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを算出するとともに、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤに応じてスロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤを算出し、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤと一致するように、アクチュエータ４を制御する。

図２は、エンジン１の要求トルクＴＲＱに応じて必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤ［ｇ／ｓｅｃ］を算出する処理のフローチャートである。
ステップＳ１１では、アクセルペダル操作量ＡＰなどに応じて要求トルクＴＲＱを算出する。要求トルクＴＲＱは、基本的にはアクセルペダル操作量ＡＰにほぼ比例するように算出される。ステップＳ１２では、要求トルクＴＲＱに応じてガソリンを使用する場合に対応するガソリン必要空気量ＱＡＩＲＬＩＱを算出する。

ステップＳ１３では、気体燃料フラグＦＧＡＳが「１」であるか否かを判別する。気体燃料フラグＦＧＡＳは、ＣＮＧを使用するときに「１」に設定される。気体燃料フラグＦＧＡＳが「０」であって、ガソリンを使用するときは、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤをステップＳ１２で算出したガソリン必要空気量ＱＡＩＲＬＩＱに設定する（ステップＳ１５）。

一方、ＦＧＡＳ＝１であってＣＮＧを使用するときは、下記式（１）により必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを算出する（ステップＳ１４）。式（１）のＫＣＮＧは、ＣＮＧ補正係数であり、ＣＮＧを使用するときの必要空気量は、ガソリンを使用するときの必要空気量であるガソリン必要空気量ＱＡＩＲＬＩＱより増加させる必要があるため、適用される。ＣＮＧ補正係数ＫＣＮＧは、空燃比を理論空燃比とした場合における発熱量がガソリン使用時の発熱量と同一となるように設定されるものであり、例えば「１．１」に設定される。
ＱＡＩＲＣＭＤ＝ＱＡＩＲＬＩＱ×ＫＣＮＧ （１）

図３は、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤに応じてスロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤを算出する処理のフローチャートである。

ステップＳ２１では、下記式（２）に必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤ、大気圧ＰＡ、吸気温ＴＡを適用し、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを必要空気体積流量ＶＡＩＲＣＭＤ［Ｌ／ｍｉｎ］に変換する。式（２）のＲは気体定数（＝０．０８２）、Ｍは空気を構成する分子の平均分子量（＝２９）である。

ステップＳ２２では、気体燃料フラグＦＧＡＳが「１」であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、必要空気体積流量ＶＡＩＲＣＭＤに応じて図４に破線で示すＴＨＬＩＱテーブルを検索し、ガソリン目標開度ＴＨＬＩＱ［ｄｅｇ］を算出する（ステップＳ２５）。ステップＳ２６では、目標開度ＴＨＣＭＤをガソリン目標開度ＴＨＬＩＱに設定する。

ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわちＣＮＧを使用しているときは、必要空気体積流量ＶＡＩＲＣＭＤに応じて図４に実線で示すＴＨＧＡＳテーブルを検索し、ＣＮＧ目標開度ＴＨＧＡＳ［ｄｅｇ］を算出する（ステップＳ２３）。ステップＳ２４では、目標開度ＴＨＣＭＤをＣＮＧ目標開度ＴＨＧＡＳに設定する。

ＣＮＧを使用する場合は、ガソリンと同一の発熱量（出力トルク）を得るために必要な量の燃料を噴射したときに吸気圧ＰＢＡがガソリン使用時より高くなることを考慮し、図４に示すテーブルは、同一の必要体積空気流量ＶＡＩＲＣＭＤに対応するＣＮＧ目標開度ＴＨＧＡＳが、ガソリン目標開度ＴＨＬＩＱより大きくなるように設定されている。なお、図４に示すテーブルは、複数の所定エンジン回転数及び所定吸気弁作動位相角に対応して複数設けられており、エンジン回転数ＮＥ及び吸気弁の作動位相角ＶＴＣに応じて、使用するテーブルを適宜選択し、必要な補間演算を行って、ガソリン目標開度ＴＨＬＩＱまたはＣＮＧ目標開度ＴＨＧＡＳを算出する。スロットル弁開度が同じでも、エンジン回転数ＮＥと吸気弁作動位相角ＶＴＣによって、気筒内に吸入される空気量が異なるためである。図４のテーブルは予め実験等に基づき設定され、ＥＣＵ５の記憶回路に記憶される。

以上のように本実施形態では、使用燃料がガソリンであるかＣＮＧであるか、及び要求トルクＴＲＱに応じて必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤが算出され、使用燃料に応じて必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する、スロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤが算出される。したがって、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを供給するためのスロットル弁開度ＴＨＣＭＤを正確に算出することができ、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤと一致するようにアクチュエータ４を制御することにより、使用燃料が何れの場合においてもエンジン１の空気供給量の制御精度を向上させることができる。

本実施形態では、スロットル弁３及びアクチュエータ４が空気量制御手段に相当し、ＥＣＵ５が要求出力算出手段、判定手段、必要空気量算出手段、及び制御量算出手段を構成する。具体的には、図２のステップＳ１１が要求出力算出手段に相当し、図２のステップＳ１３及び図３のステップＳ２２が判定手段に相当し、図２のステップＳ１２，Ｓ１４，及びＳ１５が必要空気量算出手段に相当し、図３のステップＳ２１，Ｓ２２〜Ｓ２６が制御量算出手段に相当する。

［第２の実施形態］
本実施形態は、液体燃料と気体燃料とを、質量割合ＫＧＡＳに応じて同時に使用するようにしたものであり、以下に説明する点以外は第１の実施形態と同一である。質量割合ＫＧＡＳは、本実施形態ではガソリンのみ使用するとき「０」とし、ＣＮＧのみを使用するときを「１」として、使用燃料中におけるＣＮＧの質量割合を示すパラメータとして定義する。

図５は、本実施形態における必要空気量算出処理のフローチャートである。
ステップＳ３１及びＳ３２は、それぞれ図２のステップＳ１１及びＳ１２を同一である。ステップＳ３３では、下記式（１１）により、ＣＮＧ必要空気量ＱＡＩＲＧＡＳを算出する。
ＱＡＩＲＧＡＳ＝ＱＡＩＲＬＩＱ×ＫＣＮＧ （１１）

ステップＳ３４では、質量割合ＫＧＡＳを算出する。使用燃料をガソリンからＣＮＧに、またはその逆に切り換える際に、質量割合ＫＧＡＳが「０」と「１」の間で所定時間毎に所定移行量ずつ変化する、すなわち「０」から「１」の間で時間経過に伴って徐々に変化するように設定される。なお、エンジン冷却水温ＴＷなどのエンジン運転パラメータに応じて質量割合ＫＧＡＳを算出するようにしても良く、またガソリンの残量とＣＮＧの残量とに応じて質量割合ＫＧＡＳを算出するようにしても良い。あるいは質量割合ＫＧＡＳを一定値としても良い。

ステップＳ３５では、ガソリン必要空気量ＱＡＩＲＬＩＱ，ＣＮＧ必要空気量ＱＡＩＲＧＡＳ，及び質量割合ＫＧＡＳを下記式（１２）に適用し、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを算出する。
ＱＡＩＲＣＭＤ＝ＫＧＡＳ×ＱＡＩＲＧＡＳ
＋（１−ＫＧＡＳ）×ＱＡＩＲＬＩＱ （１２）

図６は、本実施形態における目標開度算出処理のフローチャートである。
ステップＳ４１では、図３のステップＳ２１と同様に、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを必要体積流量ＶＡＩＲＣＭＤに変換する。ステップＳ４２では、必要体積流量ＶＡＩＲＣＭＤに応じて図４のＴＨＧＡＳテーブルを検索し、ＣＮＧ目標開度ＴＨＧＡＳを算出する。ステップＳ４３では、図４のＴＨＬＩＱテーブルを検索し、ガソリン目標開度ＴＨＬＩＱを算出する。

ステップＳ４４では、ガソリン目標開度ＴＨＬＩＱ，ＣＮＧ目標開度ＴＨＧＡＳ，及び質量割合ＫＧＡＳを下記式（１３）に適用し、目標開度ＴＨＣＭＤを算出する。
ＴＨＣＭＤ＝ＫＧＡＳ×ＴＨＧＡＳ
＋（１−ＫＧＡＳ）×ＴＨＬＩＱ （１３）

本実施形態によれば、使用燃料に含まれるガソリンとＣＮＧの質量割合ＫＧＡＳが算出され、要求トルクＴＲＱ及び質量割合ＫＧＡＳに応じて、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤが算出される。そして、使用燃料がガソリンのみである場合における必要空気量に対応するガソリン目標開度ＴＨＬＩＱと、使用燃料がＣＮＧのみである場合における必要空気量に対応するＣＮＧ目標開度ＴＨＧＡＳとが算出され、ガソリン目標開度ＴＨＬＩＱ及びＣＮＧ目標開度ＴＨＧＡＳを質量割合ＫＧＡＳに基づいて補間することにより、目標開度ＴＨＣＭＤが算出される。したがって、必要空気量ＱＡＩＲＣＭＤを供給するための目標開度ＴＨＣＭＤを正確に算出し、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤと一致するようにアクチュエータ４を制御することにより、ガソリンとＣＮＧとを同時に使用した場合にエンジン１の空気供給量の制御精度を向上させることができる。

本実施形態では、液体燃料供給装置及び気体燃料供給装置が、それぞれ液体燃料供給手段及び気体燃料供給手段に相当し、スロットル弁３及びアクチュエータ４が空気量制御手段に相当し、ＥＣＵ５が、要求出力算出手段、質量割合算出手段、必要空気量算出手段、第１制御値算出手段、第２制御値算出手段、及び制御量算出手段を構成する。具体的には、図５のステップＳ３１が要求出力算出手段に相当し、ステップＳ３４が質量割合算出手段に相当し、ステップＳ３２，Ｓ３３，及びＳ３５が必要空気量算出手段に相当する。また、図６のステップＳ４１及びＳ４２が第１制御値算出手段に相当し、ステップＳ４１及びＳ４３が第２制御値算出手段に相当し、ステップＳ４１〜Ｓ４４が制御量算出手段に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、第２の実施形態における図５及び図６の処理は、図７の処理に代えてもよい。

図７のステップＳ５１及びＳ５２は、それぞれ図５のステップＳ３１及びＳ３４と同一の処理である。ステップＳ５３では、要求トルクＴＲＱ及び質量割合ＫＧＡＳに応じて、要求トルクＴＲＱを得るために必要なＣＮＧ質量ＱＦＧＡＳ［ｇ／ｓｅｃ］及びガソリン質量ＱＦＬＩＱ［ｇ／ｓｅｃ］を算出する。

ステップＳ５４では、ＣＮＧ質量ＱＦＧＡＳにＣＮＧ空燃比ＡＦＧＡＳを乗算することによりＣＮＧ必要空気量ＱＡＩＲＧＡＳを算出し、ステップＳ５５では、ガソリン質量ＱＦＬＩＱにガソリン空燃比ＡＦＬＩＱを乗算することにより、ガソリン必要空気量ＱＡＩＲＬＩＱを算出する。

ステップＳ５６では、ＣＮＧ必要空気量ＱＡＩＲＧＡＳ及びガソリン必要空気量ＱＡＩＲＬＩＱを、それぞれＣＮＧ必要体積空気流量ＶＡＩＲＧＡＳ及びガソリン必要体積空気流量ＶＡＩＲＬＩＱに変換する。

ステップＳ５７では、ＣＮＧ必要体積空気流量ＶＡＩＲＧＡＳに応じて図８（ａ）に実線で示すＡＴＨＧＡＳテーブルを検索し、ＣＮＧ必要開口面積ＡＴＨＧＡＳを算出する。ステップＳ５８では、ガソリン必要体積空気流量ＶＡＩＲＬＩＱに応じて図８（ａ）に破線で示すＡＴＨＬＩＱテーブルを検索し、ガソリン必要開口面積ＡＴＨＬＩＱを算出する。なおステップＳ５７，Ｓ５８において、図８（ａ）のテーブルを使う代わりに、スロットル弁３をモデル化した数式を用いて、ＣＮＧ必要開口面積ＡＴＨＧＡＳとガソリン必要開口面積ＡＴＨＬＩＱをそれぞれ算出するようにしても良い。

図８（ａ）に示すテーブルは、図４に示すテーブルと同様に、複数の所定エンジン回転数及び所定吸気弁作動位相角に対応して複数設けられており、エンジン回転数ＮＥ及び吸気弁の作動位相角ＶＴＣに応じて、使用するテーブルを適宜選択し、必要な補間演算を行って、ガソリン必要開口開度ＡＴＨＬＩＱまたはＣＮＧ必要開口面積ＡＴＨＧＡＳを算出する。

ステップＳ５９では、下記式（１４）により、スロットル弁３の必要開口面積ＡＴＨＣＭＤを算出する。
ＡＴＨＣＭＤ＝ＡＴＨＧＡＳ＋ＡＴＨＬＩＱ （１４）
ステップＳ６０では、必要開口面積ＡＴＨＣＭＤに応じて図８（ｂ）に示すＴＨＣＭＤテーブルを検索し、目標開度ＴＨＣＭＤを算出する。

図７の処理により、使用燃料中のＣＮＧとガソリンの質量割合ＫＧＡＳに適した量の空気を供給することができる。

図７の処理では、ステップＳ５１が要求出力算出手段に相当し、ステップＳ５２及びＳ５３が燃料質量算出手段に相当し、ステップＳ５４及びＳ５５が必要空気量算出手段に相当し、ステップＳ５６〜Ｓ５８が必要開口面積算出手段に相当し、ステップＳ５９及びＳ６０が弁開度算出手段に相当する。

また液体燃料としては、ガソリンに限らずアルコールも適用可能であり、気体燃料としては、ＣＮＧ以外の炭化水素ガスも適用可能である。

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。

１ 内燃機関
２ 吸気管
３ スロットル弁（空気量制御手段）
４ アクチュエータ（空気量制御手段）
５ 電子制御ユニット（判定手段，必要空気量算出手段，制御量算出手段，要求出力算出手段，質量割合算出手段，第１制御値算出手段，第２制御値算出手段，燃料質量算出手段，必要開口面積算出手段，弁開度算出手段）
６ 液体燃料噴射弁（液体燃料供給手段）
７ 気体燃料噴射弁（気体燃料供給手段）
８ 液体燃料通路（液体燃料供給手段及）
９ 液体燃料タンク（液体燃料供給手段及）
１０ 気体燃料通路（気体燃料供給手段）
１１ 気体燃料タンク（気体燃料供給手段）

Claims (3)

1. 液体燃料と気体燃料とを切り換えて使用可能な内燃機関の制御装置において、
   前記機関に供給する空気量を制御する空気量制御手段と、
   前記機関の要求出力を算出する要求出力算出手段と、
   使用燃料が前記液体燃料か気体燃料かを判定する判定手段と、
   前記要求出力及び使用燃料に応じて、必要空気量を算出する必要空気量算出手段と、
   前記使用燃料に応じて前記必要空気量に対応する、前記空気量制御手段の制御量を算出する制御量算出手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、気体燃料を供給する気体燃料供給手段とを備える内燃機関の制御装置において、
   前記機関に供給する空気量を制御する空気量制御手段と、
   前記機関の要求出力を算出する要求出力算出手段と、
   使用燃料に含まれる前記液体燃料と気体燃料の質量割合を算出する質量割合算出手段と、
   前記要求出力及び質量割合に応じて、必要空気量を算出する必要空気量算出手段と、
   前記質量割合に応じて前記必要空気量に対応する、前記空気量制御手段の制御量を算出する制御量算出手段とを備え、
   該制御量算出手段は、
   前記使用燃料が前記気体燃料のみである場合における、前記必要空気量に対応する前記制御量の値である第１制御値を算出する第１制御値算出手段と、
   前記使用燃料が前記液体燃料のみである場合における、前記必要空気量に対応する前記制御量の値である第２制御値を算出する第２制御値算出手段とを有し、
   前記第１及び第２制御値を前記質量割合に基づいて補間することにより、前記制御量を算出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、気体燃料を供給する気体燃料供給手段とを備える内燃機関の制御装置において、
   前記機関の吸気管に設けられた弁の開度を変更することにより、前記機関に供給する空気量を制御する空気量制御手段と、
   前記機関の要求出力を算出する要求出力算出手段と、
   前記要求出力に応じて前記気体燃料の質量及び前記液体燃料の質量を算出する燃料質量算出手段と、
   前記気体燃料の質量に基づいて第１必要空気量を算出するとともに、前記液体燃料の質量に基づいて第２必要空気量を算出する必要空気量算出手段と、
   前記第１必要空気量に応じて前記吸気管の第１必要開口面積を算出するとともに、前記第２必要空気量に応じて前記吸気管の第２必要開口面積を算出する必要開口面積算出手段と、
   前記第１及び第２必要開口面積の和を前記弁の開度に換算する弁開度算出手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。

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