JP2007040189A - 水素エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックファイヤの発生を抑制しつつ、応答性良くトルクダウンさせることができる水素エンジンの燃料制御装置を提供する。
【解決手段】 作動室内へ直接に気体水素を噴射供給する第１の水素供給手段と、該作動室に連通する吸気通路内に気体水素を噴射供給する第２の水素供給手段とを備えた水素エンジンの燃料制御装置は、所定のトルクダウン制御条件が成立したか否かを判定する判定手段と、前記水素エンジンの運転状態に応じて、前記第１の水素供給手段及び前記第２の水素供給手段から供給される水素の水素供給割合を設定し、前記判定手段によって所定のトルクダウン制御条件が成立したと判定された際には、設定された水素供給割合に対して前記第２の水素供給手段から供給される水素の供給割合を増加させるように前記水素供給割合を制御する水素供給割合制御手段とを備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、作動室内へ直接に気体水素を噴射供給する直噴インジェクタと、該作動室に連通する吸気通路内に気体水素を噴射供給する予混インジェクタとを備えた水素エンジンの燃料制御装置に関する。

従来、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）車において、変速時における変速ショックを抑制するために、一時的にエンジンの点火時期を遅角させて強制的にトルクダウンさせることが知られている。

これに関連して、例えば特許文献１には、ガソリンエンジンにおいて、排気温度の上昇を招くことなく変速ショックを低減させることを企図し、変速ショックを点火時期の遅角処理にて低減させるに際して燃料を点火時期の遅角量に応じて増量補正する変速ショック低減装置が開示されている。
特公平６−６３４７９号公報

ところで、近年、低公害化を目的として、例えば圧縮天然ガス、液化石油ガス、圧縮水素等の気体燃料を利用するエンジンを搭載した車両の開発が進められているが、気体燃料として圧縮水素を用いる水素エンジンでは、高負荷で点火時期を大幅に遅角させると、燃焼が緩慢になり過ぎて排気ガス温度が上昇し、その高温の排気ガスが次の吸気行程に持ち込まれることによって、次のサイクルで過早着火する異常燃焼が発生し吸気系への逆火（所謂バックファイヤ）が発生する畏れがある。

また、トルクダウンさせる方法としては、点火時期の遅角以外に、空気の充填量を抑えることも知られているが、かかる方法では、所定のトルクダウン要求に対して空気の充填量を抑えるためにスロットル開度を小さくすると、スロットル弁で閉じられた空気流が作動室まで吸気通路内を流れる時間によって、トルクダウン要求に対する応答性の遅れが生じ得る。

この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたものであり、バックファイヤの発生を抑制しつつ、応答性良くトルクダウンさせることができる水素エンジンの燃料制御装置を提供することを目的とする。

このため、本願の請求項１に係る発明は、作動室内へ直接に気体水素を噴射供給する第１の水素供給手段と、該作動室に連通する吸気通路内に気体水素を噴射供給する第２の水素供給手段とを備えた水素エンジンの燃料制御装置であって、所定のトルクダウン制御条件が成立したか否かを判定する判定手段と、前記水素エンジンの運転状態に応じて、前記第１の水素供給手段及び前記第２の水素供給手段から供給される水素の水素供給割合を設定し、前記判定手段によって所定のトルクダウン制御条件が成立したと判定された際には、設定された水素供給割合に対して前記第２の水素供給手段から供給される水素の供給割合を増加させるように前記水素供給割合を制御する水素供給割合制御手段とを備えていることを特徴としたものである。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記水素供給割合制御手段は、前記第１の水素供給手段及び前記第２の水素供給手段から供給される水素の水素供給割合について、エンジン回転数の上昇に応じて前記第２の水素供給手段から供給される水素の供給割合を増加させるように設定することを特徴としたものである。

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記水素供給割合制御手段は、前記判定手段によって所定のトルクダウン制御条件が成立したと判定された際に、エンジン回転数が所定回転数以上でありエンジン負荷が全負荷領域である高回転かつ全負荷領域の運転状態にある場合には、前記第２の水素供給手段からのみ水素を供給させるように前記水素供給割合を制御するとともに理論空燃比よりリーン側の空燃比になるように前記第２の水素供給手段からの水素供給量を制御し、前記高回転かつ全負荷領域以外の運転状態にある場合には、前記第２の水素供給手段から供給される水素の供給割合を増加させるように前記水素供給割合を制御することを特徴としたものである。

前述したように、トルクダウンを実行する手段としては、点火タイミングを変更する方法の他に、空気の充填量を抑える方法が知られている。通常、空気の充填量を抑えるためには、スロットル弁開度を閉じることが行われるが、この場合、スロットル弁から作動室までの吸気系のボリュームにより応答遅れが生じるため、トルクダウン応答性が悪い。これに対し、気体水素を噴射供給する場合、気体水素はガソリン等の液体燃料に対して体積が大きいため、その噴射を吸気行程中に行うと、気体水素の体積分空気が作動室に入らなくなり、空気の充填量が減少する。つまり、気体水素を吸気行程中に噴射供給する方法によれば、上述のような吸気系のボリュームの影響がないことから応答性良く空気の充填量を減少させることができる。
したがって、本願の請求項１によれば、第２の水素供給手段による気体水素の供給割合を増加させて、空気の充填量を抑えることによってトルクを低下させるので、点火タイミングを遅角する必要が無く、バックファイヤの発生を抑制しつつ、応答性良くトルクダウンさせることができる。

また、バックファイヤの一因として、空気と気体水素との混合性が低いことがあげられる。エンジン回転数が高い程エンジンの吸気行程に要する時間が短くなり、空気と気体水素との混合時間が短くなることから、混合性がより悪化する傾向にある。空気と気体水素との混合性が悪いと、作動室内の一部に濃い気体水素の塊が偏在し、そこから過早着火が発生することになることから、この混合性を改善すれば、バックファイヤを抑制することができる。
本願の請求項２によれば、エンジン回転数の上昇に応じて第２の水素供給手段による水素の供給割合を増加させるように設定させることから、空気と気体水素との混合性を高めることができ、過早着火の発生を抑制できる。

更に、高回転かつ全負荷領域の運転状態では、気体水素量が多いにも拘わらず、回転数が高く空気と気体水素との混合時間が短いことから、第２の水素供給手段による水素の供給割合を増加させても混合性の向上には限界がある。また、水素エンジンでは、空燃比を理論空燃比よりもリーン側に設定すれば、ＮＯｘ排出量が低下し、λ＝２付近でＮＯｘ排出量が略０となる排出特性を有している。
そこで、本願の請求項３によれば、トルクダウン要求時に、高回転かつ全負荷領域の運転状態では、第２の水素供給手段からのみ水素を供給させるとともに、空燃比を、ＮＯｘ排出量が略０近傍となるリーンな値に設定することによって、ＮＯｘ排出量の悪化を抑制しつつ、空燃比のリーン化によって過早着火を抑制できる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るロータリータイプの水素エンジンを概略的に示す説明図である。
この水素エンジン１は、外形をなす構成として、トロコイド状の内周面を備えたロータハウジングＨ_１と、ロータＲの平面方向に沿って広がるほぼ平面状のサイドハウジングＨ_２とを有している。これらハウジングＨ_１及びＨ_２が組み合わせられ、その内部に形成された内部空間にロータＲが収納された状態で、ロータＲの周囲には、ロータハウジングＨ_１の内周面とサイドハウジングＨ_２とにより、３つの作動室Ｅが規定される。各作動室Ｅは、偏心軸ＣのまわりにおけるロータＲの回転に伴い、その作動容積の拡大及び縮小を繰り返し、ロータＲが１回転する間に、各作動室Ｅでは吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の行程が行われる。

上記ロータハウジングＨ_１には、圧縮行程において作動室Ｅ内へ直接に気体水素を噴射供給する水素インジェクタ（以下、直噴インジェクタという）Ｉ_１と、作動室Ｅ内に供給された気体水素及びエアからなる混合気に点火するための点火プラグ２とが設けられている。他方、上記サイドハウジングＨ_２には、吸気通路３に連通する吸気ポート４が形成されるとともに、排気通路５に連通する排気ポート６が形成されている。

本実施形態では、上記ロータハウジングＨ_１に設けられる直噴インジェクタＩ_１に加えて、吸気行程に応じて作動室Ｅに連通する吸気通路３内に気体水素を噴射供給する水素インジェクタ（以下、予混インジェクタという）Ｉ_２が設けられている。上記水素エンジン１は、その運転状態に応じて、直噴インジェクタＩ_１及び予混インジェクタＩ_２から供給される水素の水素供給割合が設定されるように制御される。

図２は、上記水素エンジン１及びそれに関係する構成を概念的に示す説明図である。この図から分かるように、直噴インジェクタＩ_１及び予混インジェクタＩ_２はそれぞれ電磁弁Ｖ_１及びＶ_２を備えており、それらの燃料噴射は、それぞれの電磁弁Ｖ_１、Ｖ_２の開閉動作に基づき制御される。なお、図２では、各インジェクタＩ_１、Ｉ_２に対して電磁弁Ｖ_１、Ｖ_２が別個に設けられるように示されているが、実際には電磁弁Ｖ_１、Ｖ_２は各インジェクタＩ_１、Ｉ_２の内部に組み込まれている。

また、図２に示すように、本実施形態では、上記水素エンジン１の本体に対して、該水素エンジン１のエンジン温度を検出する水温センサ１０と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１１とが設けられている。また、上記吸気通路３には、吸入エア量を検出する空気量センサ１２と、アクチュエータ１３によりアクセルペダル（不図示）の踏込量に応じて開閉制御される機能を備えたスロットル弁１４とが設けられ、上記排気通路５には、作動室内の空燃比を算出するために酸素濃度を検出する酸素濃度センサ１５が設けられている。

更に、上記水素エンジン１の本体を構成するロータハウジングＨ_１に設けられた直噴インジェクタＩ_１と吸気通路３に取り付けられた予混インジェクタＩ_２とは、上記各インジェクタＩ_１、Ｉ_２に燃料である水素を供給する水素供給通路２０を介して、水素を貯留する水素貯留タンク２１に接続されている。水素貯留タンク２１の排出口には、水素貯留タンク２１から水素供給通路２０への水素排出を制御すべく開閉制御される停止弁２２が設けられている。上記水素供給通路２０内には、上記インジェクタＩ_１、Ｉ_２に対する水素供給を制御するための遮断弁２３が設けられている。また、上記水素供給通路２０内には、遮断弁２３と直噴インジェクタＩ_１との間に、水素供給通路２０内の水素圧力を検出する圧力センサ２４が設けられている。

なお、特に図示しないが、水素エンジン１に関係する構成としては、吸気通路３内に設けられるエアクリーナ、上記スロットル弁１４の開度を検出するスロットル開度センサ、排気通路５内に設けられる排気ガス浄化触媒及び排気温センサ、並びに、水素供給通路２０内に設けられ上記各インジェクタＩ_１、Ｉ_２へ供給される燃料の流量を検出する燃料流量計等の上記以外の構成が設けられている。

また更に、図２に示すように、水素エンジン１及びそれに関係する構成を制御するエンジンコントロールユニット３０が設けられている。このエンジンコントロールユニット３０は、水素エンジン１の総合的な制御装置であり、空気量センサ１２によって検出される吸入エア量、スロットル開度センサによって検出されるスロットル開度、水温センサ１０によって検出されるエンジン温度、エンジン回転数センサ１１によって検出されるエンジン回転数、排気温センサによって検出される排気温度、燃料流量計によって検出される各インジェクタＩ_１、Ｉ_２への燃料流量等の各種制御情報に基づいて、水素エンジン１の燃料噴射制御や点火時期調整制御などの各種制御を行う。

上記エンジンコントロールユニット３０はまた、ドライバによるシフトレバーの操作に応じて変速制御を行うオートマチックトランスミッションコントロールユニット４０と、発進や加速時に生じやすい駆動輪の空転を制御するトラクションコントロールユニット５０とに接続されている。オートマチックトランスミッションコントロールユニット４０は、ＡＴ車の変速時の変速ショックを低減するために、エンジンコントロールユニット３０に対して、水素エンジン１のトルクダウン制御を要求し、他方、トラクションコントロールユニット５０は、発進や加速時における駆動輪のスリップを抑制するために、エンジンコントロールユニット３０に対して、水素エンジン１のトルクダウン制御を要求する。
なお、上記エンジンコントロールユニット３０、オートマチックトランスミッションコントロールユニット４０及びトラクションコントロールユニット５０はそれぞれ、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。

図２に示す構成では、上記エンジンコントロールユニット３０が、水素エンジン１の運転状態に応じて、直噴インジェクタＩ_１及び予混インジェクタＩ_２からそれぞれ作動室Ｅ及び吸気経路３に供給される水素の割合（以下、水素供給割合という）を設定する。図３は、本実施形態に係る直噴インジェクタＩ_１と予混インジェクタＩ_２の水素噴射の制御に用いられるマップを示す図である。図３では、水素エンジン１の運転状態、すなわちエンジン回転数及びエンジン負荷に応じて制御される直噴インジェクタＩ_１と予混インジェクタＩ_２の水素噴射の設定が、エンジン回転数を横軸にとり、エンジン負荷を縦軸にとって表されている。

図３に示されるように、本実施形態では、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ未満である運転状態、すなわち、エンジン回転数が１０００ｒｐｍ未満であるアイドリング時のアイドル回転領域Ａ１とエンジン回転数が１０００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ未満である低回転領域Ａ２である運転状態にある場合には、直噴インジェクタＩ_１のみによって作動室Ｅへ水素が供給される。

一方、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上である運転状態にある場合には、予混インジェクタＩ_２と直噴インジェクタＩ_１との両方のインジェクタから水素が供給される。図３には、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じて予混インジェクタＩ_２と直噴インジェクタＩ_１とから供給される水素の水素供給割合が、“予混インジェクタ：直噴インジェクタ”として表示されている。

上記水素供給割合は、図３に示されるように、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上の運転状態では、エンジン負荷に応じて、軽・中負荷領域Ａ３と、高負荷領域Ａ４、Ａ５と、全負荷領域Ａ６〜Ａ８とで異なる設定がなされるとともに、所定のエンジン回転数によっても異なる設定がなされる。
エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上でありエンジン負荷が軽・中負荷領域Ａ３にある場合には、予混インジェクタＩ_２と直噴インジェクタＩ_１とから供給される水素の水素供給割合が“５：５”に設定され、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じて設定された水素供給量を、予混インジェクタＩ_２と直噴インジェクタＩ_１とから同量ずつ噴射して供給するように設定される。

上記水素供給割合は、エンジン負荷が高負荷領域にある場合には、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上５５００ｒｐｍ未満の中回転領域である中回転かつ高負荷領域Ａ４と、エンジン回転数が５５００ｒｐｍ以上の高回転領域である高回転かつ高負荷領域Ａ５とで異なる設定がなされ、中回転かつ高負荷領域Ａ４では予混インジェクタＩ_２と直噴インジェクタＩ_１とから供給される水素の水素供給割合が“６：４”に設定され、高回転かつ高負荷領域Ａ５では上記水素供給割合が“７：３”に設定される。

また、上記水素供給割合は、エンジン負荷が全負荷領域にある場合には、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上５５００ｒｐｍ未満の中回転領域である中回転かつ全負荷領域Ａ６と、エンジン回転数が５５００ｒｐｍ以上の高回転領域である高回転かつ全負荷領域Ａ７、Ａ８とで異なる設定がなされ、上記高回転かつ全負荷領域は更に、エンジン回転数が５５００ｒｐｍ以上６５００ｒｐｍ未満の領域Ａ７とエンジン回転数が６５００ｒｐｍ以上の領域Ａ８とで設定が異なっている。
上記各領域Ａ６、Ａ７、Ａ８についても予混インジェクタＩ_２と直噴インジェクタＩ_１との水素供給割合がそれぞれ設定されており、図３に示されるように、中回転かつ全負荷領域Ａ６では上記水素供給割合が“７：３”に設定され、高回転かつ全負荷領域Ａ７では“８：２”、高回転かつ全負荷領域Ａ８では“８．５：１．５”に設定される。

上記のように、エンジンコントロールユニット３０は、直噴インジェクタＩ_１及び予混インジェクタＩ_２から供給される水素の水素供給割合について、エンジン負荷が同じであればエンジン回転数の上昇に応じて予混インジェクタＩ_２からの水素の供給割合を増加させるように設定し、エンジン回転数が同じであればエンジン負荷の上昇に応じて予混インジェクタＩ_２からの水素の供給割合を増加させるように設定する。

このように、エンジン回転数の上昇に応じて予混インジェクタＩ_２による水素の供給割合を増加させるように設定させることから、空気と気体水素との混合性を高めることができ、過早着火の発生を抑制できる。

また、本実施形態では、上記エンジンコントロールユニット３０が、上記オートマチックトランスミッションコントロールユニット４０あるいはトラクションコントロールユニット５０などによるトルクダウン要求に対して、所定のトルクダウン制御条件が成立したか否かを判定し、トルクダウン制御条件が成立した際には、図３に示した予混インジェクタＩ_２及び直噴インジェクタＩ_１から供給される水素の水素供給割合に対して、予混インジェクタＩ_２からの水素の供給割合を増加させるように上記水素供給割合を制御する。

図４は、本実施形態に係る直噴インジェクタＩ_１と予混インジェクタＩ_２の制御フローチャートである。
上記水素エンジン１のエンジンコントロールユニット３０では、まず、例えば図２に示す水素エンジン１に関係する構成により検出され、例えばエンジン回転数、吸入エア量、スロットル開度などの各種信号が読み込まれる（ステップ＃１）。

次に、ステップ＃２において、上記信号に基づくエンジン回転数及びエンジン負荷に応じて、作動室へ供給される水素噴射量が設定される。そして、ステップ＃３において、上記水素噴射量を供給する予混インジェクタＩ_２及び直噴インジェクタＩ_１の水素の噴射割合が設定される。すなわち、エンジン回転数とエンジン負荷に応じて、上述した水素供給割合が設定される。
上記水素噴射量は、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ未満の場合には直噴インジェクタＩ_１から供給され、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上の場合には、図３に示すようにエンジン回転数及びエンジン負荷に応じて設定された水素供給割合で直噴インジェクタＩ_１と予混インジェクタＩ_２とから供給される。

ステップ＃２及び＃３において作動室に供給される水素噴射量と予混及び直噴の噴射割合とが設定されると、ステップ＃４において、所定のトルクダウン条件が成立したか否かが判定される。本実施形態では、上記エンジンコントロールユニット３０は、オートマチックトランスミッションコントロールユニット４０によるトルクダウン要求に対して、所定のトルクダウン制御条件が成立したか否かが判定される。

ステップ＃４での判定結果がノー（ＮＯ）の場合、すなわち、トルクダウン条件が成立していないと判定された場合には、ステップ＃３で設定された噴射割合に基づき水素噴射が実行される（ステップ＃５）。

一方、ステップ＃４での判定結果がイエス（ＹＥＳ）の場合、すなわち、トルクダウン条件が成立したと判定された場合には、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数、本実施形態では、５５００ｒｐｍ未満であるか否かが判定される（ステップ＃６）。ステップ＃６での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、エンジン回転数Ｎｅが５５００ｒｐｍ未満の場合には、ステップ＃７において、予混の噴射割合の増加、つまり、予混インジェクタＩ_２からの水素の供給割合を増加させ、この増加された噴射割合で予混インジェクタＩ_２と直噴インジェクタＩ_１により水素噴射が実行される（ステップ＃８）。

ステップ＃６での判定結果がＮＯの場合、すなわち、エンジン回転数Ｎｅが５５００ｒｐｍ以上の場合には、ステップ＃９において、エンジン負荷が全負荷であるか否かが判定される。ステップ＃９での判定結果がＮＯの場合、すなわち、エンジン負荷が全負荷でない場合には、ステップ＃７で、予混の噴射割合を増加させ、この増加された噴射割合で予混インジェクタＩ_２と直噴インジェクタＩ_１により水素噴射が実行される（ステップ＃８）。

一方、ステップ＃９での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、エンジン負荷が全負荷である場合には、ステップ＃１０において、予混インジェクタＩ_２からのみ水素を供給するように予混噴射のみに切り換える。予混噴射のみに切り換えると、吸入エア量が低下しＮＯｘ排出量が多くなり得るので、本実施形態では、次にステップ＃１１で、空燃比のリーン化、すなわち理論空燃比よりリーン側の空燃比になるように上記予混インジェクタＩ_２からの水素噴射量を低下させる水素噴射量の補正を行った後に、上記水素噴射量を噴射供給する予混インジェクタＩ_２により水素噴射が実行される（ステップ＃１２）。なお、本実施形態では、例えばλ＝２に設定して、空燃比をリーン化させる。

上記のように、本実施形態では、上記エンジンコントロールユニット３０が、所定のトルクダウン制御条件が成立したと判定された際に、エンジン回転数が所定回転数以上でありエンジン負荷が全負荷領域である高回転かつ全負荷領域Ａ７、Ａ８の運転状態にある場合には予混インジェクタＩ_２からの水素の供給割合を増加させて予混インジェクタＩ_２からのみ水素を供給させるように上記水素供給割合を制御するとともに理論空燃比よりリーン側の空燃比になるように予混インジェクタＩ_２からの水素供給量を制御し、上記高回転かつ全負荷領域Ａ７、Ａ８以外の運転状態にある場合には、予混インジェクタＩ_２からの水素の供給割合を増加させるように上記水素供給割合を制御する。

なお、本実施形態では、所定のトルクダウン要求を満たすために、予混噴射のみに切り換える運転状態として水素供給割合が“８：２”、“８．５：１．５”の高回転かつ全負荷領域Ａ７、Ａ８が設定されているが、例えばトラクションコントロールユニット５０等のその他のトルクダウン要求によっては、例えば上記水素供給割合が“６：４”〜“８．５：１．５”の領域Ａ４〜Ａ８の運転状態が設定されるなど、トルクダウン量に応じた設定が行われてもよい。

このように、上記エンジンコントロールユニット３０は、直噴インジェクタＩ_１及び予混インジェクタＩ_２から噴射供給される水素の水素供給割合を設定し、トルクダウン制御条件が成立したと判定された際に、予混インジェクタＩ_２から供給される水素の供給割合を増加させることにより、例えばＡＴ車の変速時など、所定のトルクダウン要求時に、予混インジェクタＩ_２による気体水素の供給割合を増加させて、作動室Ｅ内の空気の充填量を抑えることによってトルクを低下させるので、点火タイミングを遅角する必要が無く、バックファイヤの発生を抑制しつつ、応答性良くトルクダウンさせることができる。

また、上記エンジンコントロールユニット３０は、トルクダウン制御条件が成立したと判定された際に、高回転かつ全負荷領域Ａ７、Ａ８の運転状態にある場合には、予混インジェクタＩ_２からのみ水素を供給させるとともに、空燃比を、ＮＯｘ排出量が略０近傍となるリーンな値に設定することによって、ＮＯｘ排出量の悪化を抑制しつつ、空燃比のリーン化によって過早着火を抑制できる。

このようにして、上記エンジンコントロールユニット３０は、トルクダウン制御条件が成立したと判定された際に、ＮＯｘ排出量の悪化を抑制するとともに、全領域の運転状態において、バックファイヤの発生を抑制しつつ、応答性良くトルクダウンさせることができる。

本実施形態では、水素エンジン１としてロータリーエンジンについて記述しているが、例えばレシプロエンジンなど、その他の形式のエンジンについても同様に適用することができる。

以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、作動室内へ直接に気体水素を噴射供給する直噴インジェクタと吸気通路内に気体水素を噴射供給する予混インジェクタとを備えた水素エンジンの燃料制御装置であり、例えば自動車等の車両など、上記直噴及び予混インジェクタを備えた水素エンジンが搭載されるものに好適に適用可能である。

本発明の実施形態に係るロータリータイプの水素エンジンを概略的に示す説明図である。 上記水素エンジン及びそれに関係する構成を概念的に示す説明図である。 本実施形態に係る直噴インジェクタと予混インジェクタの水素噴射の制御に用いられるマップを示す図である。 本実施形態に係る直噴インジェクタと予混インジェクタの制御フローチャートである。

符号の説明

１ 水素エンジン
３ 吸気通路
５ 排気通路
１１ エンジン回転数センサ
１２ 空気量センサ
１４ スロットル弁
１５ 酸素濃度センサ
３０ エンジンコントロールユニット
４０ オートマチックトランスミッションコントロールユニット
５０ トラクションコントロールユニット
Ｅ 作動室
Ｉ_１ 直噴インジェクタ
Ｉ_２ 予混インジェクタ

Claims (3)

1. 作動室内へ直接に気体水素を噴射供給する第１の水素供給手段と、該作動室に連通する吸気通路内に気体水素を噴射供給する第２の水素供給手段とを備えた水素エンジンの燃料制御装置であって、
   所定のトルクダウン制御条件が成立したか否かを判定する判定手段と、
   前記水素エンジンの運転状態に応じて、前記第１の水素供給手段及び前記第２の水素供給手段から供給される水素の水素供給割合を設定し、前記判定手段によって所定のトルクダウン制御条件が成立したと判定された際には、設定された水素供給割合に対して前記第２の水素供給手段から供給される水素の供給割合を増加させるように前記水素供給割合を制御する水素供給割合制御手段と、
   を備えていることを特徴とする水素エンジンの燃料制御装置。
2. 前記水素供給割合制御手段は、前記第１の水素供給手段及び前記第２の水素供給手段から供給される水素の水素供給割合について、エンジン回転数の上昇に応じて前記第２の水素供給手段から供給される水素の供給割合を増加させるように設定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の水素エンジンの燃料制御装置。
3. 前記水素供給割合制御手段は、前記判定手段によって所定のトルクダウン制御条件が成立したと判定された際に、
   エンジン回転数が所定回転数以上でありエンジン負荷が全負荷領域である高回転かつ全負荷領域の運転状態にある場合には、前記第２の水素供給手段からのみ水素を供給させるように前記水素供給割合を制御するとともに理論空燃比よりリーン側の空燃比になるように前記第２の水素供給手段からの水素供給量を制御し、
   前記高回転かつ全負荷領域以外の運転状態にある場合には、前記第２の水素供給手段から供給される水素の供給割合を増加させるように前記水素供給割合を制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の水素エンジンの燃料制御装置。
   

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