JP2006200438A - デュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水素燃料の補給の困難性を考慮しつつ，なるべくガソリンの使用頻度が少なくなるように，水素燃料とガソリンとの使い分けを適切なものにする。
【解決手段】第１燃料タンク２（水素燃料用）内に残っている残量水素燃料のみによって走行可能な第１距離Ｘが，車両の現在位置Ｖから最寄りの水素燃料補給所ＨＳまでの第２距離Ｙよりも小さいときは，所定のしきい値を境に水素燃料とガソリンとが使い分けられる。例えば，しきい値としてエンジン１の熱効率ηｅが用いられて，熱効率ηｅが第１所定値Ｐよりも大きいときはガソリンが使用され，熱効率ηｅが第２所定値Ｑ（＜Ｐ）よりも小さいときに水素燃料が用いられ，熱効率ηｅがＰとＱの間のときは現在使用している燃料がそのまま継続して使用される。偏差「Ｙ−Ｘ」が大きいほど，上記ＰおよびＱが小さくされる。
【選択図】 図７

Description

本発明は水素燃料とガソリンとを選択的に切替使用するようにしたデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置に関するものである。

最近の車両特に自動車では，環境問題の高まり等の理由から，２種類の燃料を選択的に使用可能なデュアルフューエルエンジンを搭載した車両が実用化されつつある。特許文献１には，天然ガス（ＬＮＧ）のような気体燃料とガソリンのような液体燃料とを選択的に使用可能として，例えばエンジン回転が所定回転数より大きいときは液体燃料を使用し，エンジン回転数が所定回転数よりも小さいときは気体燃料を使用するように，使用燃料を切替制御するものが開示されている。この特許文献１に開示の技術は，使用燃料に応じて動弁系の特性をも変更して，トルク特性改善のために上記のように使用燃料の切替を行うもので，特に出力向上の観点から切替条件が設定されているものとみることができる。なお，水素燃料とガソリンとを選択的に使用可能としたデュアルフューエルエンジンを搭載した車両も実用化されつつある。
特開平５−９８９９４号公報

ところで，水素燃料とガソリンとを選択的に使用可能としたデュアルフューエルエンジン搭載の車両においては，水素燃料を用いた走行を行う方が，ガソリンを用いた走行を行う場合に比して，排気ガスによる環境汚染の防止という観点ではるかに有利となる（特にＨＣ，ＣＯ2の大幅低減）。したがって，極力水素燃料を使用する頻度を大きくすること（水素燃料の使用割合を増大させること），換言すればガソリンの使用頻度を小さくすること（ガソリンの使用割合を小さくすること）が，環境問題からは好ましいと言える。

しかしながら，水素燃料とガソリンとを選択的に使用する場合は，燃料をいかに補給するかが問題となってくる。すなわち，ガソリンを補給する補給所（ガソリンスタンド）は極めて多くの数が既に設置されており（インフラ整備済み），ガソリンの補給に困難をきたすことは事実上考えにくいものとなる。この一方，水素燃料を補給する水素燃料補給所は，いまだ十分な数が設置されておらず，特定の一部の箇所でのみ補給可能であるというのが実情である。

上述のように，環境問題からは水素燃料を使用することが好ましいということがあっても，水素燃料の補給の困難性を勘案すれば，水素燃料とガソリンとをどのような使用頻度（使用割合）でもって使い分けるかということが非常に重要となる。例えば，排気ガス中の有害成分が特に問題となる都市部を走行するときは水素燃料を使用し，郊外を走行するときはガソリンを使用するというように使用燃料の使い分け（切替え条件の設定）を行っても，水素燃料の残量が零になった段階では，このような切替の意味が無くなってしまうことになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、水素燃料の補給の困難性を考慮しつつ，なるべくガソリンの使用頻度が少なくなるように，水素燃料とガソリンとの使い分けを適切に行えるようにしたデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明はその第１の解決手法として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
水素燃料とガソリンとが選択的に使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置であって，
エンジンに供給する燃料として水素燃料とガソリンとを切替える燃料切替手段と，
あらかじめ設定された切替条件に基づいて，前記燃料切替手段を切替制御する切替制御手段と，
水素燃料の残量を検出する残量検出手段と，
前記残量検出手段により検出された残量水素燃料によって走行可能な距離となる第１距離を算出する第１距離算出手段と，
車両の現在位置と最寄りの水素燃料補給所との間の距離となる第２距離を算出する第２距離算出手段と，
を備え，
前記切替条件が，前記第２距離が前記第１距離よりも小さいときは，常に水素燃料を使用するように設定される一方，該第２距離が該第１距離よりも大きいときは，エンジンの熱効率が所定値よりも大きい運転状態のときには常にガソリンを使用するように設定されている，
ようにしてある。

上記第１の解決手法によれば，水素燃料のみを使用した走行によって水素燃料補給所に到達できるときは，もっぱら水素燃料のみを使用するようにして，環境問題改善の上で極めて好ましいものとなる。また，水素燃料のみを使用した走行によっては水素燃料補給所に到達できないときは，エンジンの熱効率が所定値よりも大きい運転状態でガソリンを使用するようにして，つまり燃費が良くなりしかもＨＣやＣＯ2の大幅低減が見込める運転状態で極力ガソリンを使用するようにして，水素燃料とガソリンとの使用割合を適切にすることができる。

前記目的を達成するため、本発明はその第２の解決手法として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項３に記載のように、
水素燃料とガソリンとが選択的に使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置であって，
エンジンに供給する燃料として水素燃料とガソリンとを切替える燃料切替手段と，
あらかじめ設定された切替条件に基づいて，前記燃料切替手段を切替制御する切替制御手段と，
水素燃料の残量を検出する残量検出手段と，
前記残量検出手段により検出された残量水素燃料によって走行可能な距離となる第１距離を算出する第１距離算出手段と，
車両の現在位置と最寄りの水素燃料補給所との間の距離となる第２距離を算出する第２距離算出手段と，
前記記第２距離から第１距離を差し引いた値，もしくは該第１距離に対する該第２距離の割合，である偏差を算出する偏差算出手段と，
を備え，
前記切替条件が，前記第２距離が前記第１距離よりも小さいときは，常に水素燃料を使用するように設定され，
前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，前記偏差が大きいほどガソリンの使用頻度が大きくなるように前記切替条件を変更するように設定されている切替条件変更手段を備えている，
ようにしてある。

上記第２の解決手法によれば，水素燃料のみを使用した走行によって水素燃料補給所に到達できるときは，もっぱら水素燃料のみを使用するようにして，環境問題改善の上で極めて好ましいものとなる。また，水素燃料のみを使用した走行によって水素燃料補給所に到達できない場合において，上記偏差が大きいということは，水素燃料を使用した走行によって水素燃料補給所に到達するまでに不足する距離が大きいということであり，水素燃料を消費することを抑制すべき状況となる。そして，偏差が大きいほどガソリンの使用頻度が大きくされるので，つまり偏差が大きいほど水素燃料の使用頻度が小さくされるので，水素燃料をいたずらに消費することが抑制されることになる。逆に，偏差が小さいということは，水素燃料を使用した走行によって水素燃料補給所のかなり近くにまで到達できるということであり，水素燃料をかなりの頻度で使用することが許容される状況となるが，このような場合に水素燃料の使用頻度が大きくされて好ましいものとなる。

前記目的を達成するため、本発明はその第３の解決手法として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項９に記載のように、
水素燃料とガソリンとが選択的に使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置であって，
エンジンに供給する燃料として水素燃料とガソリンとを切替える燃料切替手段と，
あらかじめ設定された切替条件に基づいて，前記燃料切替手段を切替制御する切替制御手段と，
水素燃料の残量を検出する残量検出手段と，
前記残量検出手段により検出された残量水素燃料によって走行可能な距離となる第１距離を算出する第１距離算出手段と，
車両の現在位置と最寄りの水素燃料補給所との間の距離となる第２距離を算出する第２距離算出手段と，
を備え，
前記切替条件が，前記第２距離よりも前記第１距離が大きいときは，前記燃料切替手段を常に水素燃料を使用する切替状態に保持するように設定されている，
ようにしてある。

上記第３の解決手法によれば，，水素燃料のみを使用した走行によって水素燃料補給所に到達できるときは，もっぱら水素燃料のみを使用するようにして，環境問題改善の上で極めて好ましいものとなる。

前記第１の解決手法を前提として，次のような好ましい態様を採択することができる。すなわち，
前記切替条件が，前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，エンジンの熱効率が第１所定値よりも大きい運転状態のときには常にガソリンを使用するように，かつエンジンの熱効率が該第１所定値よりも小さい値となる第２所定値よりも小さい運転状態のときには常に水素燃料を使用するように設定されている，ようにすることができる（請求項２対応）。この場合、エンジンの熱効率が大きい運転状態でのみガソリンを使用するようにして，つまり燃費が良くなりしかもＨＣやＣＯ2の大幅低減が見込める運転状態で極力ガソリンを使用するようにして，水素燃料とガソリンとの使用割合を適切にすることができる。また，第１所定値と第２所定値との設定というヒステリシスの設定によって，頻繁に水素燃料とガソリンとの間で使用燃料の切替が行われることを防止あるいは抑制して，使用燃料切替に起因するトルクショック防止等の上で好ましいものとなる。

前記記第２距離から第１距離を差し引いた値，もしくは該第１距離に対する該第２距離の割合，である偏差を算出する偏差算出手段を備え，
前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，前記偏差が大きいほど前記所定値が小さくなるように前記切替条件を変更するように設定されている切替条件変更手段を備えている，
ようにすることができる（請求項４対応）。この場合、請求項３に対応した効果を合わせて得ることができる。

前記記第２距離から第１距離を差し引いた値，もしくは該第１距離に対する該第２距離の割合，である偏差を算出する偏差算出手段を備え，
前記切替条件が，前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，エンジンの熱効率が第１所定値よりも大きい運転状態のときには常にガソリンを使用するように，かつエンジンの熱効率が該第１所定値よりも小さい値となる第２所定値よりも小さい運転状態のときには常に水素燃料を使用するように設定され，
前記偏差が大きいほど前記所定値が小さくなるように該所定値を変更するように設定されている切替条件変更手段を備えている，
ようにすることができる（請求項５対応）。この場合、請求項２，請求項３に対応した効果を合わせて得ることができる。

前記第１の解決手法，第２の解決手法を前提として，次のような好ましい態様を採択することができる。すなわち，
ナビゲーションシステムから得られる交通情報に基づいて，所定期間内における車両の運転状態を予測する運転状態予測手段を備え，
前記切替制御手段は，前記運転状態予測手段によって前記所定期間内に車両の停止が予測されたときは，該車両が停止されるのを待って前記燃料切替手段の切替えを行うように設定されている，
ようにすることができる（請求項６対応）。この場合、所定期間内に車両が停止することが予測されるときは，車両が停止するのを待って使用燃料の切替が行われるので，使用燃料切替に起因するトルクショックの発生を防止することができる。

ナビゲーションシステムから得られる交通情報に基づいて，所定期間内における車両の運転状態を予測する運転状態予測手段を備え，
前記切替制御手段は，前記運転状態予測手段によって前記所定期間内での車両の停止が予測されないときは，使用燃焼切替に伴うトルクショックが低減される運転状態となるのを待って前記燃料切替手段の切替えを行うように設定されている，
ようにすることができる（請求項７対応）。この場合、所定期間内に車両の停止が予測されないときは，使用燃料の切替に起因するトルクショックが低減される運転状態となるのを待って使用燃料の切替を行うので，トルクショックを完全に防止できないまでも，使用燃料切替に伴うトルクショックを低減することができる。

前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，運転者に対して警告を行うと共に，ナビゲーションシステムの表示画面に対して車両の現在位置から最寄りの水素燃料補給所までの経路を表示するように設定されている，ようにすることができる（請求項８対応）。この場合、水素燃料のみを使用した走行では水素燃料補給所に到達できないことを運転者が早期に知ることができ，また最寄りの水素燃料補給所までの経路が表示されるので，水素燃料補給油所に容易に到達させるようにする上で好ましいものとなる。

本発明によれば，水素燃料の補給の困難性を考慮しつつ，なるべくガソリンの使用頻度が少なくなるように，水素燃料とガソリンとの使い分けを適切に設定することができる。

車両としての自動車に搭載されているシステムを示す図１において，エンジン１は，水素燃料とガソリンとを選択的に使用可能なデュアルフューエルエンジンとされている。このため，燃料タンクとしては，水素燃料を貯溜した第１燃料タンク２と，ガソリンを貯溜した第２燃料タンク３とが設けられている。

エンジン１に供給する燃料として，水素燃料とガソリンとを切替えるために，供給燃料切替装置４が設けられている。供給燃料切替装置４は，例えば，エンジン１が水素燃料用の燃料噴射弁とガソリン用の燃料噴射弁とを個別に有する場合は，いずれか一方の燃料噴射弁を作動させる一方，他方の燃料噴射弁を休止させるものとして構成することができ，この場合は，作動される燃料噴射弁に対応した燃料のみがエンジン１に供給されることになる。また，燃料噴射弁が水素燃料用とガソリン用とで兼用されている場合には，供給燃料切替装置４は，燃料タンク２と３とに個別に設けた開閉弁のうちいずれか一方の開閉弁を開弁させる一方，他方の開閉弁を閉弁させるものとして構成することができ，この場合は，開弁されている開閉弁に対応した燃料のみがエンジン１に供給されることになる。なお，供給燃料切替装置４による使用燃料の切替は，あらかじめ設定された切替条件に基づいて行われるが，この点については後に詳述する。

図１中，Ｕは，マイクロコンピュータを利用して構成された制御ユニット（コントローラ）である。この制御ユニットＵには，水素燃料を貯溜した第１燃料タンク２内の内圧を検出するセンサ５からの信号が入力されるが，このセンサ５で検出される内圧は，第１燃料タンク２内の水素燃料の残量に対応している。制御ユニットＵには，エンジン１の運転状態を示すパラメータとして，回転数センサ６で検出されるエンジン回転数と，トルクセンサ７で検出されるエンジントルクが入力される。なお，エンジントルクは，エンジン回転数とエンジン負荷とから算出することもできる。

図１中，８はナビゲーションシステムである。このナビゲーションシステム８は，既知のように，ＧＰＳアンテナ９を利用して自車両の現在位置を検出して，表示画面１０に対して，地図上での自車両位置Ｖを表示するものとなっている。本実施形態では，表示画面１０には，後述するように，残量水素燃料のみでは最寄りの水素燃料補給所まで走行不可能なときに，その旨の警告表示と，最寄りの水素燃料補給所までの経路表示（例えば図６矢印で示すような表示）をも行うようになっている。

図２は，ガソリンを使用して走行するときの，エンジン１の熱効率を示すものである。また，図３は，水素燃料を使用して走行するときの，エンジン１の熱効率を示すものである。図２，図３共に，エンジン回転数とエンジントルクとをパラメータとしてエンジン１の運転状態に応じた熱効率が示される。運転状態に応じた熱効率は水素燃料とガソリンとでほぼ同じような傾向となるが，全体的に，水素燃料を使用した方が熱効率が大きいものとなる。

使用燃料の切替条件は，実施形態では，エンジン１の熱効率，特にガソリンを使用したときの熱効率を用いるようにしてある。すなわち，熱効率が第１所定値Ｐよりも大きいときはガソリンを使用し，熱効率が第１所定値Ｐよりも小さい値に設定された第２所定値Ｑ（Ｐ＞Ｑ）よりも小さいときは水素燃料を使用するようにしてある。そして，熱効率がＰとＱとの間の大きさのときは，現在使用している燃料をそのまま継続して使用するようにしてある。

上記Ｐ，Ｑが小さいということは，ガソリンを使用する条件となるしきい値が小さくてもよいということなので，ガソリンが使用される可能性が高くなるとき，つまりガソリンの使用頻度が大きく（高く）なる（ガソリン使用割合が大きくなる）ということであり，換言すれば，水素燃料の使用頻度あるいは使用割合が小さくなるということである。逆に，Ｐ，Ｑが大きいということは，ガソリンの使用頻度が小さく（低く）なる（ガソリン使用割合が小さくなる）ということであり，換言すれば，水素燃料の使用頻度あるいは使用割合が大きくなるということである

熱効率の大きさを示す上記２つの所定値（しきい値）Ｐ，Ｑは，図４に示すように，「Ｙ−Ｘ」という偏差に応じて変更される。この「Ｘ」は，第１燃料タンク２内の残量水素燃料のみによって走行可能な距離（第１距離）を示すものであり，例えば，現時点から所定期間前（例えば１０分前まで，あるいは例えば１０ｋｍ前まで）の走行状況に応じた平均燃費（ｋｍ／リットル）に基づいて算出される。例えば，水素燃料の残量が例えば１０Ｌ（リットル）であり，現在から所定期間前までの平均燃費が例えば８ｋｍ／Ｌであれば，残量水素燃料のみによって今後走行可能な距離となるＸは８０ｋｍとなる。また，上記「Ｙ」は，ＧＰＳアンテナ９で検出された自車両位置から，ナビゲーションシステム８に登録されている水素燃料補給所のなかから自車両位置に基づいて選択される最寄りの水素燃料補給所までの経路上の距離を算出した値を示す。

上述のＸ，Ｙの説明から明らかなように，偏差「Ｙ−Ｘ」が０以下の場合は，残量水素燃料のみによって最寄りの水素燃料補給所に到達することが可能なときである。これに対して，偏差「Ｙ−Ｘ」が０よりも大きい場合は，残量水素燃料のみによっては最寄りの水素燃料補給所に到達することが不可能となときである。偏差「Ｙ−Ｘ」が０よりも大きい場合は，図４に示すように，偏差が大きいほど，各所定量Ｐ，Ｑともにそれぞれ小さくなるように変更される。なお，Ｐの最大値（Ｙ−Ｘが０のとき）は例えば２５％とされ，Ｐの最小値は１１％とされる。なお，実施形態では，ＰとＱとの偏差つまりヒステリシスの幅は，常時６％に設定されている（ＱはＰよりも常時６％だけ小さい値に設定）。なお，偏差「Ｙ−Ｘ」が０のときにＰが最大値２５％に設定されるということは，図２から明らかなように事実上ガソリンが使用されないということになるが，このときは，残量水素燃料のみによって最寄りの水素燃料補給所まで丁度到達できるときである。

図５は，使用燃料を水素燃料とガソリンとの間で切替えたときにトルクショックが発生する様子を示すものである。すなわち，ガソリンの方が水素燃料よりも発熱量が大きいために，同じ運転状態であれば，ガソリンの方が水素燃料よりも大きなトルクを発生するので，走行中に使用燃料を切替たときにはトルクショックを生じることになる。

使用燃料切替に起因するトルクショック防止あるいは低減のために，次のようなタイミングでもって使用燃料の切替を行うのが好ましい。まず，ナビゲーションシステム８によって得られる交通情報（道路情報を含む）に基づいて予測される現在から所定期間後（例えば５分という所定時間後，あるいは例えば２ｋｍという所定距離走行後）の運転状態として，車両の停止が予測される場合である。より具体的には，例えば３００ｍ先の特定の交差点が混雑していて，自車両がこの特定の交差点あるいはその若干手前で停止されることが予測される場合や，例えば２００ｍ先の交差点に一時停止標識がある場合である。この場合は，車両が停止されるのを待って使用燃料の切替が実行される。

上述した所定期間内での車両の停止が予測されないときは，次の優先順位（トルクショックが低減される度合いが高い順）でもって使用燃料の切替が実行される。すなわち，第１の優先順位が車両の減速中かつ燃料カット中のときであり（例えば急な下り坂の予測），第２の優先順位が減速中でかつ燃料噴射が実行されるときであり（例えば緩やかな下り坂の予測），第３の優先順位が軽負荷走行中（定速定常運転中で，例えばすいている長い直線道路の予測）であり，第４の優先順位が高負荷走行中（例えば急な上り坂の予測）である。所定期間内に車両の停止が予測されないときは，上記優先度合いの高い運転状態が予測されたときに，予測された優先順位の高い運転状態になった時点で使用燃料の切替が実行される。例えば，所定期間内に下り坂が予測されず，かつすいている長い直線道路が予測されたときは，上記第３の優先順位となる軽負荷走行となった時点で使用燃料の切替が実行される。

前述した偏差「Ｙ−Ｘ」が０よりも大きいとき，つまり残量水素燃料のみを使用した走行では最寄りの水素燃料補給所に到達できないときは，図６に示すように，表示画面１０において次のような表示が行われる。まず，警報ランプ１１が点灯されると共に，最寄りの水素燃料補給所までの距離が表示され，かつ水素燃料のみを使用して走行可能な距離が表示される。これと共に，表示画面１０には，自車両の現在位置Ｖの他に，最寄りの水素燃料補給所ＨＳまでの経路が例えば矢印で示すように表示される。以上に加えて，最寄りの水素燃料補給所ＨＳを目的地とする経路誘導を選択するためのアイコン式の操作スイッチ（図示略）を表示させて，この操作スイッチがオン操作されたときは，最寄りの水素燃料補給所ＨＳまでの経路誘導を開始するように設定することもできる。

次に，制御ユニットＵによる制御内容，つまり切替条件としての２つの所定値Ｐ，Ｑに基づく使用燃料の切替制御と，偏差「Ｙ−Ｘ」に応じた２つの所定値Ｐ，Ｑの変更制御（切替条件変更制御）について，図７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお，以下の説明でＳはステップを示す。

まず，Ｓ１において，圧力センサ５で検出された圧力に基づいて得られる残量水素燃料のみによって走行可能な第１距離Ｘが算出（決定）される。次いで，Ｓ２において，自車両位置から最寄りの水素燃料補給所までの第２距離（実施形態では最短距離）が算出（決定）される。

Ｓ３では，上記第１距離Ｘが第２距離Ｙよりも大きいか否かが判別される。Ｓ３の判別でＹＥＳのときは，残量水素燃料のみによって最寄りの水素燃料補給所まで走行可能なときである。このときは，Ｓ４において，現在水素燃料を使用した運転中であるか否かが判別される。このＳ４の判別でＹＥＳのときは，Ｓ５において，水素燃料を使用した運転がそのまま継続される。Ｓ４の判別でＮＯのとき，つまり現在ガソリンを使用した運転中のときは，Ｓ６において，所定期間内に車両の停止が予測されるか否かが判別される。このＳ６の判別でＹＥＳのときは，Ｓ７において，車両が停止されるのを待って，使用燃料がガソリンから水素燃料に切替られる。Ｓ６の判別でＮＯのときは，Ｓ８において，使用燃料切替に起因するトルクショックが低減されるタイミングとなるのを待って（前述した第１〜第４の優先順位づけられた運転状態となるのを待って），使用燃料がガソリンから水素燃料へと切替られる。

前記Ｓ３の判別でＮＯのときは，残量水素燃料のみでは最寄りの水素燃料補給所まで到達できないときである。このときは，しきい値としての２つの所定値Ｐ，Ｑに基づいて，使用燃料の切替えが行われる。すなわち，まずＳ９において，表示画面１０に図６に示すような表示が行われた後，Ｓ１０において，図４に示すマップに基づいて，所定値Ｐ，Ｑの設定（変更）が行われる。

上記Ｓ１０の後は，Ｓ１１において，現在水素燃料をした運転中であるか否かが判別される。このＳ１１の判別でＹＥＳのとき，つまり現在水素燃料を使用した運転中のときは，Ｓ１２において，ガソリンを使用したときの現在の運転状態に応じた熱効率ηｅが，第１所定値Ｐよりも大きいか否かが判別される。このＳ１２の判別でＮＯのときは，Ｓ１３において，そのまま水素燃料を使用した運転が継続される。Ｓ１２の判別でＹＥＳのときは，使用燃料を水素燃料からガソリンへと切替えるときである。このときは，Ｓ１４において，所定期間内に車両の停止が予測されるか否かが判別される（Ｓ６対応）。このＳ１４の判別でＹＥＳのときは，Ｓ１５において，車両が停止されるのを待って，使用燃料が水素燃料からガソリンへと切替られる（Ｓ７対応）。また，Ｓ１４の判別でＮＯのときは，Ｓ１６において，使用燃料切替に起因するトルクショックが低減可能な運転状態となるのを待って水素燃料からガソリンへと切替えられる（Ｓ８対応）。

前記Ｓ１１の判別でＮＯのときは，現在使用中の燃料がガソリンのときであって，水素燃料への切替が考えられるときである。このときは，Ｓ１７において，ガソリンを使用したときの現在の運転状態に応じた熱効率ηｅが第２所定値よりも小さいか否かが判別される。このＳ１７の判別でＮＯのときは，Ｓ１８において，そのままガソリンが継続して使用される。Ｓ１７の判別でＹＥＳのときは，使用燃料をガソリンから水素燃料へと切替えるときである。このときは，Ｓ１９において，所定期間内に車両の停止が予測されるか否かが判別されて（Ｓ６対応），Ｓ１９の判別でＹＥＳのときは，Ｓ２０において，車両が停止状態となったときにガソリンから水素燃料への切替えが実行される（Ｓ７対応）。Ｓ１９の判別でＮＯのときは，Ｓ２１において，トルクショックが低減される運転状態となるのを待って，ガソリンから水素燃料への切替が実行される（Ｓ８対応）。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。エンジン１としては，往復動型でもよくロータリピストンエンジンでもよい。図６の表示（特に最寄りの水素燃料補給所ＨＳまでの経路表示）は，偏差「Ｙ−Ｘ」が０よりも大きい状態であるという条件に加えてあるいは代えて，残量水素燃料がある下限値以下（例えば第１燃料タンク２の満タン容量の２０％以下あるいは残量水素燃料が下限容量としての例えば１０リットル以下））となったことを条件として行うようにしてもよい。すなわち，水素燃料がほぼ満タン状態である一方，最寄りの水素燃料補給所が例えば１５０ｋｍ先というように非常に遠い場合に，図６のような表示を行う意味合いが薄くなるので，このような事態を避けるために上述のように設定するのが好ましい。

使用燃料の切替条件に用いるエンジン１の熱効率ηｅとしては，ガソリンを使用した場合の熱効率に限らず，水素燃料を用いた場合の熱効率を用いてもよい。また，使用燃料の切替条件としては，例えばエンジン回転数に応じて（例えば高回転時にガソリンを用いる），エンジン回転数とエンジン負荷とに応じて（例えば高回転・高負荷時にガソリンを用いる），車速に応じて（例えば高車速時にガソリンを用いる），さらには走行環境に応じて（例えば都市部を走行中は水素燃料を使用し，郊外走行時にはガソリンを使用する）等，種々設定することができる。

第１距離Ｘと第２距離Ｙとに基づく切替条件の変更は，偏差「Ｙ−Ｘ」に基づいて行う場合に限らず，Ｘに対するＹの割合である「Ｙ／Ｘ」を偏差として行うようにすることもできる。すなわち，偏差「Ｙ／Ｘ」が１よりも大きい場合（水素燃料のみによっては最寄りの水素燃料補給所に到達できない時）を前提として，「Ｙ／Ｘ」が大きいほどガソリンの使用頻度が大きくなるように切替条件を変更すればよい。最寄りの水素燃料補給所までの距離（第２距離）は，少なくとも車両が走行可能な地図上に存在する全ての道路を勘案した最短距離とすることもできるが，走行が無理なく行えるように，例えば道路幅が所定の大きさ以上（例えば全幅４ｍ以上や往復２車線以上）の道路を経由したときの最短距離とするのが好ましい。

最寄りの水素燃料補給所は，今後の自車両の走行方向範囲にあるものに限定するのが好ましい。すなわち，例えば現在の自車両位置になるまでの所定期間前（例えば所定距離前あるいは所定時間前）からの走行状況に応じて，今後の大まかな走行方向範囲を予測して，この予測された走行方向範囲にある水素燃料補給所に限定して最寄りの水素燃料補給所を検索すればよい。勿論，目的地への経路誘導設定が行われているときは，この誘導経路から所定距離（例えば２ｋｍ）だけ外れた範囲を含む範囲でもって最寄りの水素燃料補給所を検索するようにすればよい。

フローチャートに示されたステップあるいはステップ群は，その処理機能を示す内容に手段の名称を付して表現することが可能である。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものであり，また本発明は使用燃料の切替方法として表現することも可能である。

本発明の一実施形態を示す全体系統図。 ガソリン使用時の運転状態に応じた熱効率を示す図。 水素燃料使用時の運転状態に応じた熱効率を示す図。 第１所定値と第２所定値との設定（変更）例を示す図。 使用燃料切替に起因してトルクショックが発生する様子を示す図。 表示画面に表示される警報例と最寄りの水素燃料補給所までの経路表示例を示す図。 本発明の制御例を示すフローチャート。

符号の説明

１：エンジン
２：第１燃料タンク（水素燃料用）
３：第２燃料タンク（ガソリン用）
４：供給燃料切替装置（燃料切替手段）
５：圧力センサ（残量検出手段）
６：エンジン回転数センサ
７：トルクセンサ
８：ナビゲーションシステム
９：ＧＰＳアンテナ
１０：表示画面
１１：警報ランプ
Ｕ：制御ユニット（切替制御手段，第１距離算出手段，第２距離算出手段，切替条件変更手段，偏差算出手段，運転状態予測手段）
Ｐ：第１所定値
Ｑ：第２所定値
Ｘ：第１距離
Ｙ：第２距離
Ｖ：自車両現在位置
ＨＳ：最寄りの水素燃料補給所
ηｅ：エンジン熱効率

Claims (9)

1. 水素燃料とガソリンとが選択的に使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置であって，
   エンジンに供給する燃料として水素燃料とガソリンとを切替える燃料切替手段と，
   あらかじめ設定された切替条件に基づいて，前記燃料切替手段を切替制御する切替制御手段と，
   水素燃料の残量を検出する残量検出手段と，
   前記残量検出手段により検出された残量水素燃料によって走行可能な距離となる第１距離を算出する第１距離算出手段と，
   車両の現在位置と最寄りの水素燃料補給所との間の距離となる第２距離を算出する第２距離算出手段と，
   を備え，
   前記切替条件が，前記第２距離が前記第１距離よりも小さいときは，常に水素燃料を使用するように設定される一方，該第２距離が該第１距離よりも大きいときは，エンジンの熱効率が所定値よりも大きい運転状態のときには常にガソリンを使用するように設定されている，
   ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
2. 請求項１において，
   前記切替条件が，前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，エンジンの熱効率が第１所定値よりも大きい運転状態のときには常にガソリンを使用するように，かつエンジンの熱効率が該第１所定値よりも小さい値となる第２所定値よりも小さい運転状態のときには常に水素燃料を使用するように設定されている，ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
3. 水素燃料とガソリンとが選択的に使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置であって，
   エンジンに供給する燃料として水素燃料とガソリンとを切替える燃料切替手段と，
   あらかじめ設定された切替条件に基づいて，前記燃料切替手段を切替制御する切替制御手段と，
   水素燃料の残量を検出する残量検出手段と，
   前記残量検出手段により検出された残量水素燃料によって走行可能な距離となる第１距離を算出する第１距離算出手段と，
   車両の現在位置と最寄りの水素燃料補給所との間の距離となる第２距離を算出する第２距離算出手段と，
   前記記第２距離から第１距離を差し引いた値，もしくは該第１距離に対する該第２距離の割合，である偏差を算出する偏差算出手段と，
   を備え，
   前記切替条件が，前記第２距離が前記第１距離よりも小さいときは，常に水素燃料を使用するように設定され，
   前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，前記偏差が大きいほどガソリンの使用頻度が大きくなるように前記切替条件を変更するように設定されている切替条件変更手段を備えている，
   ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
4. 請求項１において，
   前記記第２距離から第１距離を差し引いた値，もしくは該第１距離に対する該第２距離の割合，である偏差を算出する偏差算出手段を備え，
   前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，前記偏差が大きいほど前記所定値が小さくなるように前記切替条件を変更するように設定されている切替条件変更手段を備えている，
   ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
5. 請求項１において，
   前記記第２距離から第１距離を差し引いた値，もしくは該第１距離に対する該第２距離の割合，である偏差を算出する偏差算出手段を備え，
   前記切替条件が，前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，エンジンの熱効率が第１所定値よりも大きい運転状態のときには常にガソリンを使用するように，かつエンジンの熱効率が該第１所定値よりも小さい値となる第２所定値よりも小さい運転状態のときには常に水素燃料を使用するように設定され，
   前記偏差が大きいほど前記所定値が小さくなるように該所定値を変更するように設定されている切替条件変更手段を備えている，
   ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において，
   ナビゲーションシステムから得られる交通情報に基づいて，所定期間内における車両の運転状態を予測する運転状態予測手段を備え，
   前記切替制御手段は，前記運転状態予測手段によって前記所定期間内に車両の停止が予測されたときは，該車両が停止されるのを待って前記燃料切替手段の切替えを行うように設定されている，
   ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において，
   ナビゲーションシステムから得られる交通情報に基づいて，所定期間内における車両の運転状態を予測する運転状態予測手段を備え，
   前記切替制御手段は，前記運転状態予測手段によって前記所定期間内での車両の停止が予測されないときは，使用燃焼切替に伴うトルクショックが低減される運転状態となるのを待って前記燃料切替手段の切替えを行うように設定されている，
   ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において，
   前記第２距離が前記第１距離よりも大きいときは，運転者に対して警告を行うと共に，ナビゲーションシステムの表示画面に対して車両の現在位置から最寄りの水素燃料補給所までの経路を表示するように設定されている，ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
9. 水素燃料とガソリンとが選択的に使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置であって，
   エンジンに供給する燃料として水素燃料とガソリンとを切替える燃料切替手段と，
   あらかじめ設定された切替条件に基づいて，前記燃料切替手段を切替制御する切替制御手段と，
   水素燃料の残量を検出する残量検出手段と，
   前記残量検出手段により検出された残量水素燃料によって走行可能な距離となる第１距離を算出する第１距離算出手段と，
   車両の現在位置と最寄りの水素燃料補給所との間の距離となる第２距離を算出する第２距離算出手段と，
   を備え，
   前記切替条件が，前記第２距離よりも前記第１距離が大きいときは，前記燃料切替手段を常に水素燃料を使用する切替状態に保持するように設定されている，
   ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の使用燃料切替え制御装置。
   

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