JP2008101525A - Control device of dual-fuel engine and control device of hybrid vehicle - Google Patents

Control device of dual-fuel engine and control device of hybrid vehicle Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of a dual-fuel engine capable of suppressing the consumption of a fuel which cannot be easily supplemented, and a control device of a hybrid vehicle having a dual-fuel engine in which the consumption of the fuel which cannot be easily supplemented is suppressed without causing torque shock. <P>SOLUTION: Hydrogen is used as the fuel while a catalyst is not activated. After the catalyst is activated, the fuel is changed to a gasoline and hydrogen by operating a switch for the operation. When the gasoline is used, a map for gasoline is used for the operation. When the hydrogen is used, a map for hydrogen is used for the rich operation and the lean operation. When the hydrogen is used by operating the switch and the residual amount of hydrogen is less, the lean operating area is so increased or the degree of leanliness is increased as to suppress the consumption of the hydrogen. In this case, the insufficient amount of the drive torque of the vehicle is compensated for by supplying a power from a battery to a motor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、使用燃料として第1燃料と第2燃料とを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの制御装置および該デュアルフューエルエンジンを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a dual fuel engine that can switch between a first fuel and a second fuel as a fuel to be used, and a control device for a hybrid vehicle including the dual fuel engine.

液体燃料であるガソリンと気体燃料であるCNG(圧縮天然ガス)とを切換えて使用するデュアルフューエルエンジンであって、冷間始動時に触媒が活性化するまでは常に気体燃料を使用することにより、排気エミッション性能の向上を図ったものが従来から知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2000−213394号公報
It is a dual fuel engine that switches between gasoline, which is liquid fuel, and CNG (compressed natural gas), which is gas fuel, and always uses gas fuel until the catalyst is activated at the time of cold start. What has improved emission performance is conventionally known (for example, refer to Patent Document 1).
JP 2000-213394 A

エンジンの使用燃料を例えばガソリンや軽油等の液体燃料と水素やCNG(圧縮天然ガス)等の気体燃料とに切換え可能とし、例えば上記従来のデュアルフューエルエンジンのように排気浄化用の触媒が活性化するまでは排気エミッション性能に優れた気体燃料を使用するというように、ある条件において気体燃料を使用するデュアルフューエルエンジンにおいては、水素やCNG等の気体燃料は補給用のスタンドが少ないなど、液体燃料に比べて補給が容易でないため、必要なときに使えるように、気体燃料の消費をできるだけ抑制することが望まれる。しかし、従来の技術では、そうした必要な時のための気体燃料量の確保に関して考慮がなされていない。   The fuel used in the engine can be switched between liquid fuel such as gasoline and light oil and gaseous fuel such as hydrogen and CNG (compressed natural gas), and the exhaust purification catalyst is activated as in the conventional dual fuel engine, for example. Until then, in a dual fuel engine that uses gaseous fuel under certain conditions, such as using gaseous fuel with excellent exhaust emission performance, liquid fuel such as hydrogen and CNG gas fuel, such as few refueling stands Therefore, it is desirable to suppress the consumption of gaseous fuel as much as possible so that it can be used when necessary. However, in the prior art, no consideration is given to securing the amount of gaseous fuel for such a necessary time.

また、上記従来のデュアルフューエルエンジンの場合は、気体燃料を使用するのは冷間始動時に触媒が活性化するまでの間だけであるが、それとは別に、運転者が、クリーン志向で気体燃料を使って走りたいというようなときに、スイッチ操作によって自由に燃料を切り換えることができるようにするなど、触媒未活性時以外にも乗員の意思で使用燃料の切換えができるようにしたいという要求がある。そこで、例えば車両運転席の前のインストルメントパネル(略してインパネ)に燃料切換え用のスイッチを設けて、運転者がスイッチ操作で使用燃料を選択でき、液体燃料を選択していれば常に液体燃料で走り、気体燃料を選択していれば常に気体燃料で走るようにすることが考えられている。しかし、そのように触媒未活性時以外にも気体燃料を使用できるようにしたのでは、補給が容易でない気体燃料の消費が多くなり、触媒未活性時等、本来必要な時に使用するための気体燃料を確保しづらくなる。   In the case of the conventional dual fuel engine, the gas fuel is used only until the catalyst is activated at the time of cold start. Separately, the driver uses the gas fuel in a clean-oriented manner. There is a demand for switching the fuel to be used by the occupants at times other than when the catalyst is inactive, such as allowing the fuel to be switched freely by operating the switch when it is desired to use it. . Therefore, for example, a switch for fuel switching is provided on the instrument panel (instrument panel for short) in front of the driver's seat of the vehicle so that the driver can select the fuel to be used by operating the switch. It is considered to always run with gaseous fuel if the fuel is selected. However, if gas fuel can be used at times other than when the catalyst is inactive, consumption of gas fuel that is not easily replenished increases, and gas that is used when it is originally needed, such as when the catalyst is inactive. It becomes difficult to secure fuel.

そこで、本発明は、気体燃料等の補給が容易でない燃料の消費を抑制できるデュアルフューエルエンジンの制御装置を提供し、また、補給が容易でない燃料の消費をトルクショックが生ずることなく抑制できるデュアルフューエルエンジンを備えたハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a dual fuel engine control device that can suppress the consumption of fuel that is not easily replenished, such as gaseous fuel, and the dual fuel that can suppress the consumption of fuel that is not easily replenished without causing a torque shock. It aims at providing the control apparatus of the hybrid vehicle provided with the engine.

本発明は、使用燃料として相対的に補給が容易な第1燃料と補給が容易でない第2燃料とを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの制御装置であって、所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料を選択する燃料選択手段を備えるとともに、第2燃料が使用されている時に所定の運転領域において当該エンジンに供給される混合気の空燃比をその他の運転領域における空燃比に比べてリーン化するリーン化制御手段と、第2燃料の残量を検出する残量検出手段と、第2燃料の残量が所定量以下のときにリーン化制御手段により空燃比がリーン化される運転領域を拡大するリーン領域拡大手段を備えたことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置を提供する。   The present invention relates to a dual fuel engine control device capable of switching between a first fuel that is relatively easy to replenish as a fuel to be used and a second fuel that is not easily replenished, and is based on whether or not a predetermined condition is satisfied. Fuel selection means for selecting the fuel to be used, and when the second fuel is used, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine in a predetermined operation region is leaner than the air-fuel ratio in the other operation regions. Operating range in which the air-fuel ratio is leaned by the leaning control means when the remaining amount of the second fuel is equal to or less than a predetermined amount. A control device for a dual fuel engine is provided, characterized in that it is provided with a lean region expansion means for expanding the engine.

このデュアルフューエルエンジンの制御装置によれば、所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料が選択される。また、第2燃料が使用されている時には、所定の運転領域において空燃比がリーン化されるとともに、第2燃料の残量が所定量以下のときにはそのリーン化される領域が拡大され、それにより、補給が容易でない第2燃料の消費が抑制される。   According to the control device for the dual fuel engine, the fuel to be used is selected based on whether or not the predetermined condition is satisfied. In addition, when the second fuel is used, the air-fuel ratio is made lean in a predetermined operating region, and when the remaining amount of the second fuel is less than a predetermined amount, the leaned region is expanded, thereby The consumption of the second fuel that is not easily replenished is suppressed.

また、本発明は、使用燃料として相対的に補給が容易な第1燃料と補給が容易でない第2燃料とを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの制御装置であって、所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料を選択する燃料選択手段を備えるとともに、第2燃料が使用されている時に所定の運転領域において当該エンジンに供給される混合気の空燃比をその他の運転領域における空燃比に比べてリーン化するリーン化制御手段と、第2燃料の残量を検出する残量検出手段と、第2燃料の残量が所定量以下のときに前記リーン化制御手段により空燃比がリーン化される運転領域においてリーン度合いを大きくするリーン度合い変更手段を備えたことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置を提供する。   The present invention is also a dual fuel engine control device capable of switching between a first fuel, which is relatively easy to replenish, and a second fuel, which is not easily replenished, as a fuel to be used. And a fuel selection means for selecting the fuel to be used based on the air-fuel ratio, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine in the predetermined operation region when the second fuel is used is compared with the air-fuel ratio in the other operation regions. The leaning control means for leaning, the remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the second fuel, and the leaning control means reduce the air-fuel ratio when the remaining amount of the second fuel is less than a predetermined amount. There is provided a dual fuel engine control device comprising a lean degree changing means for increasing a lean degree in an operating region.

このデュアルフューエルエンジンの制御装置によれば、所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料が選択される。また、第2燃料が使用されている時には、所定の運転領域において空燃比がリーン化されるとともに、第2燃料の残量が所定量以下のときにはそのリーン化される運転領域においてリーン度合いが大きくされ、それにより、補給が容易でない第2燃料の消費が抑制される。   According to the control device for the dual fuel engine, the fuel to be used is selected based on whether or not the predetermined condition is satisfied. In addition, when the second fuel is used, the air-fuel ratio is leaned in a predetermined operation region, and when the remaining amount of the second fuel is less than a predetermined amount, the lean degree is large in the leaning operation region. Accordingly, consumption of the second fuel that is not easily replenished is suppressed.

そして、これらデュアルフューエルエンジンの制御装置は、第1燃料が液体燃料で、第2燃料が気体燃料で、排気浄化用の触媒の活性状態に関連する値を検出して触媒の活性状態を判定する触媒活性判定手段を備え、触媒が活性化されていないことが所定条件で、燃料選択手段が、触媒が活性化されていないときに使用燃料として第2燃料を選択するものであってよい。   The control apparatus for the dual fuel engine determines the active state of the catalyst by detecting a value related to the active state of the exhaust purification catalyst, the first fuel being liquid fuel and the second fuel being gaseous fuel. A catalyst activity determination unit may be provided, and the fuel selection unit may select the second fuel as the fuel to be used when the catalyst is not activated under a predetermined condition that the catalyst is not activated.

このデュアルフューエルエンジンの制御装置によれば、触媒が活性化されていないときに使用燃料として気体燃料が選択され、それにより、触媒未活性時の排気エミッション性能が向上する。そして、気体燃料が使用されている時には、所定の運転領域において空燃比がリーン化され、気体燃料の残量が所定量以下のときにはそのリーン化される領域が拡大され、あるいはそのリーン化される運転領域においてリーン度合いが大きくされ、それにより、補給が容易でない第2燃料の消費が抑制される。   According to this dual fuel engine control device, the gaseous fuel is selected as the fuel to be used when the catalyst is not activated, thereby improving the exhaust emission performance when the catalyst is inactive. When the gaseous fuel is used, the air-fuel ratio is leaned in a predetermined operation region, and when the remaining amount of the gaseous fuel is equal to or less than the predetermined amount, the leaned region is expanded or leaned. The lean degree is increased in the operation region, thereby suppressing the consumption of the second fuel that is not easily replenished.

また、このデュアルフューエルエンジンの制御装置は、「所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料を選択する燃料選択手段」における「所定条件」が第1の所定条件であり、「燃料選択手段」が第1の燃料選択手段であって、第1の所定条件以外の第2の所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料を選択する制御を実行する第2の燃料選択手段を備え、リーン領域拡大手段またはリーン度合い変更手段は、第2の燃料選択手段により使用燃料として第2燃料(気体燃料)が選択されているときのみ空燃比をリーン化する運転領域を拡大する制御またはリーン度合いを大きくする制御を実行するよう構成することができる。   Further, in the control device for the dual fuel engine, the “predetermined condition” in the “fuel selection means for selecting the fuel to be used based on whether or not the predetermined condition is satisfied” is the first predetermined condition, and the “fuel selecting means” Is a first fuel selection means, comprising: a second fuel selection means for executing a control for selecting a fuel to be used based on whether or not a second predetermined condition other than the first predetermined condition is satisfied; The region expanding means or the lean degree changing means is a control or lean degree that expands the operating range in which the air-fuel ratio is made lean only when the second fuel (gaseous fuel) is selected as the fuel to be used by the second fuel selecting means. It can be configured to execute control to increase.

触媒が活性化されていないために使用燃料として気体燃料が選択されている状態で、その気体燃料の残量が所定量以下のときに空燃比をリーン化する運転領域を拡大したり、リーン度合いを大きくしたりする上記制御を行うと、排気温度が低下し、そのため、触媒が活性化されるまでの時間が長くなる。そのため、空燃比をリーン化する運転領域を拡大する制御またはリーン度合いを大きくする制御は、触媒が活性化されていないために気体燃料が選択されているときには行わず、触媒が活性化されていないこと(第1の所定条件)以外の、運転者によるスイッチ操作等、第2の所定条件の成立および非成立に基づいて気体燃料が選択されているときのみ実行するのであり、これにより、触媒活性化を促進しつつ、補給が容易でない気体燃料の消費を抑制することができる。   When the gaseous fuel is selected as the fuel to be used because the catalyst is not activated, the operating range for leaning the air-fuel ratio when the remaining amount of the gaseous fuel is less than the specified amount is expanded, or the lean degree If the above-described control is performed to increase the exhaust gas temperature, the exhaust gas temperature decreases, and therefore the time until the catalyst is activated becomes longer. Therefore, the control for expanding the operation range for leaning the air-fuel ratio or the control for increasing the lean degree is not performed when the gaseous fuel is selected because the catalyst is not activated, and the catalyst is not activated. This is executed only when gaseous fuel is selected based on the establishment and non-establishment of the second predetermined condition such as a switch operation by the driver other than the above (first predetermined condition). It is possible to suppress the consumption of gaseous fuel that is not easily replenished while promoting the conversion.

また、本発明は、上記構成の制御装置を有するデュアルフューエルエンジンを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、車両の駆動トルクを出力可能なモータと、該モータに電力を供給可能なバッテリとを備えるとともに、リーン領域拡大手段またはリーン度合い変更手段による制御が実行されているときに、車両の駆動トルク不足分をバッテリからモータへの電力供給により補完する駆動トルク補完手段を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置を提供する。   The present invention is also a control device for a hybrid vehicle including a dual fuel engine having the control device configured as described above, and includes a motor capable of outputting a drive torque of the vehicle and a battery capable of supplying electric power to the motor. And a drive torque supplementing means for supplementing the shortage of the driving torque of the vehicle by supplying power from the battery to the motor when the control by the lean area expanding means or the lean degree changing means is being executed. A control device for a hybrid vehicle is provided.

上記デュアルフューエルエンジンの制御装置は、第2燃料が使用されている時に所定の運転領域において当該エンジンに供給される混合気の空燃比をその他の運転領域における空燃比に比べてリーン化するリーン化制御手段を備えるものであり、その場合、空燃比をリーン化する所定の運転領域すなわちリーン運転領域と、その他の運転領域すなわちリッチ運転領域というのは、エンジンの要求トルクを満たすように切り分けられるのであって、そのリーン領域を拡大したり、リーン度合いを大きくすると、必要なトルクが出ず、トルク不足となって、ハイブリッド車両の場合に、ジェネレータの発電量が減少し、その結果、モータが要求する電力を供給できなくて、車両の駆動トルクが低下するという問題が生ずる。そのため、リーン領域を拡大したり、リーン度合いを大きくする制御が実行されているときに、車両の駆動トルク不足分をバッテリからモータへの電力供給により補完するのであり、これにより、リーン化領域を拡大したり、リーン度合いを大きくすることによって生じる車両のトルク不足分を補うことができ、トルクショックが生じることなく、補給が容易でない第2燃料の消費を抑制することができる。   The control device for the dual fuel engine performs leaning that makes the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine leaner than the air-fuel ratio in other operating regions when the second fuel is used. In this case, the predetermined operation region in which the air-fuel ratio is made lean, that is, the lean operation region, and the other operation region, that is, the rich operation region, are separated so as to satisfy the required torque of the engine. If the lean area is expanded or the degree of leanness is increased, the required torque is not generated and the torque becomes insufficient. In the case of a hybrid vehicle, the power generation amount of the generator decreases, and as a result, the motor demands it. However, there is a problem that the driving torque of the vehicle is reduced because the electric power to be supplied cannot be supplied. Therefore, when the control to increase the lean area or increase the lean degree is executed, the shortage of the driving torque of the vehicle is supplemented by the power supply from the battery to the motor, thereby reducing the lean area. It is possible to compensate for the vehicle's torque shortage caused by enlarging or increasing the degree of lean, and it is possible to suppress consumption of the second fuel that is not easily replenished without causing a torque shock.

このように本発明のデュアルフューエルエンジンの制御装置によれば、デュアルフューエルエンジンにおいて第2燃料の残量が所定量以下のときには第2燃料使用時のリーン運転領域を拡大することにより、あるいはリーン度合いを大きくすることによって、本来必要な時に使用できるよう、補給が容易でない第2燃料の消費を抑制することができる。   Thus, according to the dual fuel engine control device of the present invention, when the remaining amount of the second fuel is less than or equal to the predetermined amount in the dual fuel engine, the lean operation range when the second fuel is used or the lean degree By enlarging the fuel consumption, it is possible to suppress the consumption of the second fuel that is not easily replenished so that it can be used when necessary.

そして、このデュアルフューエルエンジンの制御装置は、第1燃料が液体燃料で、第2燃料が気体燃料で、触媒が活性化されていないときに気体燃料を選択するよう構成することで、触媒未活性時の排気エミッション性能を向上させることができ、その場合に、気体燃料の残量が所定量以下のときには気体燃料使用時のリーン運転領域を拡大することにより、あるいはリーン度合いを大きくすることによって、触媒が活性化されるまでの使用に支障が生じないよう気体燃料の消費を抑制することができ、特に、そのリーン運転領域を拡大する制御やリーン度合いを大きくする制御を、触媒の活性状態とは別の条件に基づいて気体燃料が選択されているときのみ行うようにすることで、触媒活性化を促進しつつ、補給が容易でない気体燃料の消費を抑制することができる。   The control device for the dual fuel engine is configured to select the gaseous fuel when the first fuel is liquid fuel, the second fuel is gaseous fuel, and the catalyst is not activated, so that the catalyst is inactive. Exhaust emission performance at the time can be improved, in which case, when the remaining amount of gaseous fuel is below a predetermined amount, by expanding the lean operation area when using gaseous fuel, or by increasing the lean degree, The consumption of gaseous fuel can be suppressed so as not to hinder the use until the catalyst is activated, and in particular, the control for expanding the lean operation range and the control for increasing the lean degree are referred to as the active state of the catalyst. This is performed only when gaseous fuel is selected based on other conditions, thereby facilitating catalyst activation and eliminating gaseous fuel that is not easily replenished. It is possible to suppress.

また、本発明のデュアルフューエルエンジンを備えたハイブリッド車両の制御装置によれば、第2燃料使用時にリーン領域を拡大したりリーン度合いを大きくすることによる車両の駆動トルク不足分を、バッテリからモータへの電力供給により補うことができ、トルクショックが生じることなく、補給が容易でない第2燃料の消費を抑制することができる。   Further, according to the control apparatus for a hybrid vehicle equipped with the dual fuel engine of the present invention, the shortage of the driving torque of the vehicle by expanding the lean region or increasing the lean degree when the second fuel is used is transferred from the battery to the motor. It is possible to compensate by supplying the electric power, and it is possible to suppress the consumption of the second fuel that is not easily replenished without causing a torque shock.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図8は本発明の実施形態の一例を示している。図1はこの実施形態のデュアルフューエルエンジンを搭載したハイブリッド車両の駆動システムの全体図、図2はデュアルフューエルエンジンの制御ブロック図、図3はデュアルフューエルエンジンの燃料切換え制御の基本概念説明図、図4はデュアルフューエルエンジンの水素使用時の水素残量が多い場合に選択するエンジン運転マップをグラフ化した図、図5はデュアルフューエルエンジンの水素使用時の水素残量が少ない場合に選択するエンジン運転マップの一例をグラフ化した図、図6はデュアルフューエルエンジンの水素使用時の水素残量が少ない場合に選択するエンジン運転マップの他の例をグラフ化した図、図7はデュアルフューエルエンジンの燃料切換え制御および車両駆動制御のフローチャート、図8はデュアルフューエルエンジンの水素使用時のエンジン運転マップ選択のフローチャートである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 8 show an example of an embodiment of the present invention. 1 is an overall view of a drive system of a hybrid vehicle equipped with a dual fuel engine of this embodiment, FIG. 2 is a control block diagram of the dual fuel engine, and FIG. 3 is an explanatory diagram of a basic concept of fuel switching control of the dual fuel engine. 4 is a graph showing an engine operation map to be selected when the hydrogen remaining amount of the dual fuel engine is large, and FIG. 5 is an engine operation to be selected when the hydrogen amount of the dual fuel engine is small. FIG. 6 is a graph showing an example of a map, FIG. 6 is a graph showing another example of an engine operation map selected when the hydrogen remaining amount of a dual fuel engine is low, and FIG. 7 is a fuel of the dual fuel engine. Flow chart of switching control and vehicle drive control, FIG. Is a flowchart of an engine operation map selected when the hydrogen engine use.

この実施形態は、ガソリン(第1燃料)と水素(第2燃料)とを切換えて運転可能なデュアルフューエルエンジンを、エンジンの駆動力を直接車軸に伝達して車両を駆動するのではなく、モータで車両を駆動し、そのモータに供給する電力を発電するためにエンジンを動かすハイブリッドシステム(シリーズハイブリッドという)のハイブリッド車両に搭載したものである。   In this embodiment, a dual fuel engine that can be operated by switching between gasoline (first fuel) and hydrogen (second fuel) is not a motor that drives the vehicle by directly transmitting the driving force of the engine to the axle. It is mounted on a hybrid vehicle of a hybrid system (referred to as a series hybrid) that drives the vehicle and moves the engine to generate electric power to be supplied to the motor.

この実施形態のハイブリッド車両の駆動システムは、図1に示すとおりで、エンジン1(デュアルフューエルエンジン)と、ガソリン燃料タンク2および水素燃料タンク3と、ガソリン燃料タンク2からエンジン1にガソリンを供給するガソリン供給通路4および水素燃料タンク3からエンジン1に水素を供給する水素供給通路5と、エンジン1の出力軸6によって駆動されるジェネレータ(発電機)7と、デフ(デファレンシャル)8を介して車軸9を駆動するモータ(電動機)10と、モータ駆動用の電力を蓄電するバッテリ(高電圧バッテリ)11と、交流電流を直流に変換するAC−DCコンバータ12と、ジェネレータ7で発電された交流電流を直流に変換するためにAC−DCコンバータ12へ流す電流経路13と、直流電流を交流に変換するDC−ACコンバータ14と、AC−DCコンバータ12からの直流電流をバッテリ11へ流す電流経路15と、この電流経路15から分かれてAC−DCコンバータ12からの直流電流およびバッテリ11からの直流電流をDC−ACコンバータ14へ流す電流経路16と、DC−ACコンバータ14からの交流電流をモータ10へ供給する電流経路17とで構成されている。   The hybrid vehicle drive system of this embodiment is as shown in FIG. 1, and supplies gasoline to the engine 1 from the engine 1 (dual fuel engine), the gasoline fuel tank 2 and the hydrogen fuel tank 3, and the gasoline fuel tank 2. A hydrogen supply passage 5 for supplying hydrogen from the gasoline supply passage 4 and the hydrogen fuel tank 3 to the engine 1, a generator (generator) 7 driven by the output shaft 6 of the engine 1, and an axle through a differential (differential) 8 A motor (electric motor) 10 that drives the motor 9, a battery (high voltage battery) 11 that stores electric power for driving the motor, an AC-DC converter 12 that converts alternating current into direct current, and an alternating current generated by the generator 7 Current path 13 that flows to AC-DC converter 12 to convert DC to DC, A DC-AC converter 14 that converts the current into a current, a current path 15 that passes a direct current from the AC-DC converter 12 to the battery 11, a direct current from the AC-DC converter 12 that is separated from the current path 15, and the battery 11. Current path 16 for flowing the direct current to the DC-AC converter 14, and a current path 17 for supplying the alternating current from the DC-AC converter 14 to the motor 10.

AC−DCコンバータ12からの直流電流をバッテリ11へ流す電流経路15には、図示していないがDC−ACコンバータ14への電流経路16の分岐点よりもバッテリ11側に、AC−DCコンバータ12からの直流電流を蓄電するよう高電圧バッテリ11側に流す位置と、そのままDC−ACコンバータ14を介してモータ10に供給する位置とに切換えるバッテリ切換えスイッチが設けられている。   Although not shown, a DC path from the AC-DC converter 12 to the battery 11 has a current path 15 that is closer to the battery 11 than a branch point of the current path 16 to the DC-AC converter 14. A battery changeover switch is provided for switching between a position where the direct current from the battery is supplied to the high voltage battery 11 side and a position where the direct current is supplied to the motor 10 via the DC-AC converter 14.

そして、このハイブリッド車両の運転形態は次のとおりである。
エンジン1は常に動いているわけではなく、車両の始動時や低トルクの場合は、それほど大きな駆動力は必要ないので、わざわざエンジン1を動かすことはせず、高電圧バッテリ11の電力をDC−ACコンバータ16を介してモータ10に供給して車両を駆動する。
And the driving | running | working form of this hybrid vehicle is as follows.
The engine 1 does not always move. When the vehicle is started or when the torque is low, a large driving force is not necessary. Therefore, the engine 1 is not moved and the electric power of the high voltage battery 11 is DC- The vehicle is driven by being supplied to the motor 10 via the AC converter 16.

一方、トルクが大きくなって、中トルクの状態になると、バッテリ11からどんどん電力を持ち出していると、バッテリ11の蓄電量が減ってくるので、その場合はエンジン1を動かして、エンジン1によりジェネレータ7を駆動し、ジェネレータ7の発電電力をモータ10に供給して車両を駆動する。   On the other hand, when the torque increases and becomes a medium torque state, the amount of electricity stored in the battery 11 decreases as the electric power is taken out from the battery 11. In this case, the engine 1 is operated, and the engine 1 generates the generator. 7 is driven, and the electric power generated by the generator 7 is supplied to the motor 10 to drive the vehicle.

そして、さらにトルクが大きくなって、高トルクの状態になると、エンジン1による発電量だけではまかないきれないということで、エンジン1の駆動によりジェネレータ7で発電した電力とバッテリ11の電力の両方をモータ10に供給して車両を駆動する。   When the torque is further increased and the torque becomes high, the amount of power generated by the engine 1 cannot be satisfied. Therefore, both the power generated by the generator 7 by driving the engine 1 and the power of the battery 11 are motorized. 10 to drive the vehicle.

また、バッテリ11の蓄電量が少なくて、充電しないといけないという状態のときは、そのとき、もしエンジン1が動いていない状態、例えば、低トルクで走っていて、バッテリ11の充電量がどんどん下がってきたような状態の場合には、エンジン1を始動させて、バッテリ11を充電させる。   Also, when the battery 11 has a small amount of charge and needs to be charged, then the engine 1 is not running, for example, running at a low torque, and the charge amount of the battery 11 is steadily decreasing. In the case of the situation, the engine 1 is started and the battery 11 is charged.

また、バッテリ11の蓄電量が少なくて、充電しないといけないという状態になったときに、既にエンジン1が動いている状態、例えば、高トルクで、エンジン1の駆動によりジェネレータ7で発電した電力とバッテリ11の電力の両方をモータ10に供給している状態で、バッテリ11の蓄電量が減ってきた場合には、中トルクの状態になるのを待って、モータ10が必要とする電力以上の発電量が得られるようにエンジン1を駆動し、ジェネレータ7の発電量をなるべく高い値に保って、その余剰分の電力をバッテリ11に供給し、バッテリ11を充電する。   In addition, when the battery 11 has a small amount of charge and needs to be charged, the engine 1 is already running, for example, the power generated by the generator 7 by driving the engine 1 with high torque. When both the electric power of the battery 11 is supplied to the motor 10 and the storage amount of the battery 11 is reduced, the battery 11 waits for a middle torque state and exceeds the electric power required by the motor 10. The engine 1 is driven so as to obtain a power generation amount, the power generation amount of the generator 7 is kept as high as possible, the surplus power is supplied to the battery 11, and the battery 11 is charged.

そして、このシリーズハイブリッドのシステムにおいて、エンジン1は、図2に示すように、一対のロータハウジング101,102と、その内周面に沿い、出力軸6(エキセントリックシャフト)に支持されて回転する2つのロータ103,104を備えた2ロータのロータリーエンジン(図2には一対のロータハウジング101,102が左右に展開され模式的に示されている)であって、吸気通路105の上流側の共通通路部分にスロットル弁106が設けられ、スロットル弁106を駆動するスロットル弁アクチュエータ107が配置されている。そして、吸気通路105の下流側の2つに分岐した独立通路部分に、ポート噴射を行うガソリン用の燃料噴射弁108,109が設けられ、また、ロータハウジング101,102に、燃焼室内に燃料を噴射するよう水素用の燃料噴射弁110,111が設置されている。また、点火プラグ112,113;114,115が各ロータハウジング101,102にそれぞれ2つずつ設置されている。そして、これらスロットル弁アクチュエータ107、ガソリン用の燃料噴射弁108,109、水素用の燃料噴射弁110,111、および点火プラグ112,113;114,115を、コンピュータ(PCM)120で制御するようエンジン制御系が構成されている。   In this series hybrid system, as shown in FIG. 2, the engine 1 rotates along a pair of rotor housings 101 and 102 and an inner peripheral surface thereof supported by an output shaft 6 (eccentric shaft) 2. A two-rotor rotary engine including two rotors 103 and 104 (a pair of rotor housings 101 and 102 is schematically shown in a left and right direction in FIG. 2), and is common to the upstream side of the intake passage 105 A throttle valve 106 is provided in the passage portion, and a throttle valve actuator 107 that drives the throttle valve 106 is disposed. Further, gasoline fuel injection valves 108 and 109 for performing port injection are provided in two independent passage portions branched downstream of the intake passage 105, and fuel is supplied to the rotor housings 101 and 102 in the combustion chamber. Fuel injection valves 110 and 111 for hydrogen are installed so as to inject. Further, two spark plugs 112, 113; 114, 115 are installed in each rotor housing 101, 102. The throttle valve actuator 107, the fuel injection valves 108 and 109 for gasoline, the fuel injection valves 110 and 111 for hydrogen, and the spark plugs 112 and 113; 114 and 115 are controlled by a computer (PCM) 120. A control system is configured.

このコンピュータ(PCM)120には、スロットル制御、空燃比制御、点火時期制御等のための各種信号がそれ自体従来公知のエンジンと同様に入力されるのに加えて、バッテリ電流・電圧センサ121と、水素燃料タンク3の圧力センサ122と、ガソリン燃料タンク2の燃料センサ123と、インパネ(インストルメントパネル)に設けられた燃料切換えスイッチ124と、触媒温度センサ125のそれぞれの検出信号が入力される。そして、コンピュータ(PCM)120は、それら入力信号に基づいてAC−DCコンバータ12およびDC−ACコンバータ14の制御によりモータ10に供給する電力を制御し、バッテリ切換え用のスイッチを制御し、燃料切換え用の弁を制御する。   In this computer (PCM) 120, various signals for throttle control, air-fuel ratio control, ignition timing control, etc. are input in the same manner as in a conventionally known engine, in addition to a battery current / voltage sensor 121 and The detection signals of the pressure sensor 122 of the hydrogen fuel tank 3, the fuel sensor 123 of the gasoline fuel tank 2, the fuel changeover switch 124 provided in the instrument panel (instrument panel), and the catalyst temperature sensor 125 are input. . The computer (PCM) 120 controls the power supplied to the motor 10 by controlling the AC-DC converter 12 and the DC-AC converter 14 based on the input signals, controls the battery switching switch, and switches the fuel. Control the valve.

バッテリ電流・電圧センサ121は、バッテリ11に付設されたもので、バッテリ11に入ってくる電力とバッテリ11から出て行く電力を電流と電圧から求め、バッテリ11の蓄電量を検出する。また、触媒温度センサ125は、触媒に付設されて触媒温度を直接検出するものである。ただし、触媒温度は排気温度から推定するようにしてもよい。   The battery current / voltage sensor 121 is attached to the battery 11. The battery current / voltage sensor 121 obtains the electric power that enters the battery 11 and the electric power that leaves the battery 11 from the current and voltage, and detects the amount of electricity stored in the battery 11. The catalyst temperature sensor 125 is attached to the catalyst and directly detects the catalyst temperature. However, the catalyst temperature may be estimated from the exhaust temperature.

このエンジン1は、使用燃料をガソリンと水素とに切換えて運転するもので、エンジン始動時で触媒が活性化するまでは、排気エミッション性能を高めるため自動的に水素を使用し、触媒が活性化した後は、運転者がガソリンを選択しておれば、ガソリンに切換え、水素を選択しておれば、そのまま水素を使用する。また、触媒が活性化していないときでも、水素が燃料切れであれば、ガソリンで始動する。また、水素を使用していて、水素が燃料切れになったら、自動的にガソリンに切換え、ガソリンを使用していて、ガソリンが燃料切れになったら、自動的に水素に切換える。また、このエンジン1は、触媒が活性化された後は、運転者がインパネの燃料切換えスイッチ124を操作することで、燃料を切換えることができる。現在どの燃料を使用しているかは、スピードメータなどがついている表示部分に表示が出る。   This engine 1 is operated by switching the fuel to be used between gasoline and hydrogen. Until the catalyst is activated at the start of the engine, hydrogen is automatically used to improve the exhaust emission performance, and the catalyst is activated. After that, if the driver selects gasoline, the driver switches to gasoline, and if the driver selects hydrogen, the hydrogen is used as it is. Also, even when the catalyst is not activated, if hydrogen is out of fuel, the engine is started with gasoline. Also, when hydrogen is used and hydrogen runs out of fuel, it is automatically switched to gasoline, and when gasoline is used and gasoline runs out of fuel, it is automatically switched to hydrogen. In the engine 1, after the catalyst is activated, the driver can switch the fuel by operating the fuel switch 124 of the instrument panel. Which fuel is currently being used is indicated on the display part with a speedometer.

また、このエンジン1では、図3に示すように、水素の残量が、インジェクタからの水素噴射不可能な燃料切れの状態(第1所定量以下)のときに、水素の使用を禁止して使用燃料をガソリンに切換える。   Further, in the engine 1, as shown in FIG. 3, the use of hydrogen is prohibited when the remaining amount of hydrogen is in a state of running out of fuel where the hydrogen cannot be injected from the injector (first predetermined amount or less). Switch fuel to gasoline.

また、触媒が活性化するまで使用する水素の確保を目的として、水素の残量が少なくなって、燃料切れの状態に近い状態になったときには、運転者の燃料切換えスイッチ124による使用燃料の切換えを禁止する。そして、触媒未活性時以外は使用燃料をガソリンにする。そして、燃料切れランプを点灯して運転者に水素の補給を促す。   Further, for the purpose of securing the hydrogen to be used until the catalyst is activated, when the remaining amount of hydrogen is reduced and the fuel is almost exhausted, the fuel changeover switch 124 of the driver switches the fuel to be used. Is prohibited. The fuel used is gasoline except when the catalyst is inactive. Then, the fuel shortage lamp is turned on to prompt the driver to supply hydrogen.

それより水素の残量が多い(第2所定量より多い)場合には、触媒未活性時の水素の使用も、運転者のスイッチ操作による水素の使用も、両方とも可能である。   When the remaining amount of hydrogen is larger (greater than the second predetermined amount), both the use of hydrogen when the catalyst is inactive and the use of hydrogen by the driver's switch operation are possible.

そして、このエンジン1では、水素を使用して運転する時で、水素の残量が所定量より多い場合には、空燃比のマップとして、エンジン回転数(rpm)と要求トルク(Nm)のグラフで示す図4のエンジン運転マップ(マップA)を選択し、リッチ運転とリーン運転とに切り分けて運転する。   When the engine 1 is operated using hydrogen and the remaining amount of hydrogen is greater than a predetermined amount, a graph of the engine speed (rpm) and the required torque (Nm) is used as an air-fuel ratio map. The engine operation map (map A) shown in FIG. 4 is selected, and the operation is divided into rich operation and lean operation.

水素はガソリンに比べて排気エミッション性能がはるかに良い。ただ、水素の場合は、リーン運転にすると、トルクが出なくなるので、ある程度リッチ運転の領域を設けなければならない。しかし、水素運転で空燃比をリッチにすると、燃焼温度が上がって、NOxが発生しやすい。そのため、リッチ運転とリーン運転の切り分けを行うのである。   Hydrogen has much better exhaust emission performance than gasoline. However, in the case of hydrogen, since the torque is not generated when the lean operation is performed, a region of the rich operation must be provided to some extent. However, when the air-fuel ratio is made rich in hydrogen operation, the combustion temperature rises and NOx is likely to be generated. Therefore, the rich operation and the lean operation are separated.

具体的には、図4に示すように、かなりトルクが必要な領域をリッチ運転の領域とし、この領域では、λ(空気過剰率)=0.9〜1.0で運転する。そして、アイドリング時等、負荷が低い(要求トルクが小さい)の領域をリーン運転領域とし、λ=2.0位で運転する。一方、アイドリング時でも、エアコンが最強にかかっているなど負荷が高い(要求トルクが大きい)ときは、λ=1.8程度でリーン運転する。また、エンジン回転数が上がると、水素の場合、着火性が良いために、異常燃焼が起こるという問題があり、特に燃料が濃いと異常燃焼が起こりやすいということで、エンジン回転数が高い領域では本来はリッチ運転にしてトルクを出したいところではあるが、やむを得ず、λ=1.5〜1.6でリーン運転する。   Specifically, as shown in FIG. 4, a region requiring a considerable torque is set as a region for rich operation, and in this region, operation is performed at λ (excess air ratio) = 0.9 to 1.0. Then, a region where the load is low (required torque is small), such as during idling, is set as a lean operation region, and operation is performed at λ = 2.0. On the other hand, even during idling, when the load is high (the required torque is large) such as when the air conditioner is at its strongest, the lean operation is performed at about λ = 1.8. In addition, when the engine speed increases, in the case of hydrogen, the ignitability is good, so there is a problem that abnormal combustion occurs, and particularly when the fuel is dense, abnormal combustion is likely to occur. Originally, it is a place where a rich operation is desired to generate torque, but unavoidably, a lean operation is performed at λ = 1.5 to 1.6.

また、このエンジン1では、燃料切換えスイッチ124の操作で水素を使用していて、水素の残量が少なくなってきた場合(水素の残量が所定量以下のとき)には、なるべく水素をとっておきたい、なるべく水素の消費を減らしたいということで、水素の消費を抑制するよう、空燃比のマップとして、エンジンの回転数(rpm)と要求トルク(Nm)のグラフで示す図5あるいは図6のエンジン運転マップ(マップB)を選択して、リーン運転領域を拡大し、あるいはリーン運転領域におけるリーン度合いを大きくする制御を行う。   Further, in this engine 1, when hydrogen is used in the operation of the fuel changeover switch 124 and the remaining amount of hydrogen is low (when the remaining amount of hydrogen is less than a predetermined amount), the hydrogen is kept as much as possible. In order to reduce hydrogen consumption as much as possible, the air-fuel ratio map is shown in the graph of the engine speed (rpm) and the required torque (Nm) in FIG. 5 or FIG. 6 so as to suppress the hydrogen consumption. The engine operation map (map B) is selected, and the lean operation region is expanded or the lean degree in the lean operation region is increased.

図5のエンジン運転マップでは、図4のエンジン運転マップ(マップA)を基準として、低負荷側のλ=2.0のリーン運転領域を高トルク側に拡大し、高回転側のλ=1.5〜1.6のリーン運転領域を低回転側に拡大している。   In the engine operation map of FIG. 5, the lean operation region of λ = 2.0 on the low load side is expanded to the high torque side with reference to the engine operation map (map A) of FIG. 4, and λ = 1 on the high rotation side. The lean operation range of .5 to 1.6 is expanded to the low rotation side.

また、図6のエンジン運転マップでは、図4のエンジン運転マップ(マップA)を基準として、リッチ運転領域およびリーン運転領域そのものは変えないで、低負荷側のλ=2.0のリーン運転領域のリーン度合いを、λ=2.5程度と大きくし、高回転側のλ=1.5〜1.6のリーン運転領域のリーン度合いを、λ=2.0〜2.1と大きくする。   Further, in the engine operation map of FIG. 6, the rich operation region and the lean operation region itself are not changed with reference to the engine operation map (map A) of FIG. 4, and the low operation side λ = 2.0 lean operation region. The lean degree of the lean operation region of λ = 1.5 to 1.6 on the high rotation side is increased to λ = 2.0 to 2.1.

ただし、水素の残量が少ないときの上記制御を、触媒未活性状態での水素使用時に行うと、リーン運転領域が拡大し、あるいはリーン度合いが大きくなることで、排気温度が下がり、触媒活性化までの時間が長くなる。そのため、触媒未活性状態での水素使用時にはこの制御は行わない。触媒が活性化していないときには、たとえ水素の残量が少なくても、図4のマップAで運転する。   However, if the above control when the remaining amount of hydrogen is low is performed when hydrogen is used in an inactive state of the catalyst, the lean operation range will be expanded or the degree of leanness will increase, leading to a decrease in exhaust temperature and catalyst activation. The time until is longer. Therefore, this control is not performed when hydrogen is used in an inactive state of the catalyst. When the catalyst is not activated, even if the remaining amount of hydrogen is small, the operation is performed according to the map A in FIG.

そして、このハイブリッド車両では、上記リーン運転領域を拡大する制御、あるいは、リーン度合いを大きくする制御を実行しているときには、車両の駆動トルク不足分を補うようバッテリ11からモータ10への電力供給を制御する。   In this hybrid vehicle, when the control for expanding the lean operation range or the control for increasing the lean degree is executed, power supply from the battery 11 to the motor 10 is made up to compensate for the shortage of the drive torque of the vehicle. Control.

シリーズハイブリッドシステムの場合、リーン運転領域を拡大したり、リーン度合いを大きくすると、その分、エンジンのトルクが出なくなり、ジェネレータ7の発電量が低下して、ジェネレータ7からモータ10への供給電力が低下し、モータ10が必要な車両の駆動トルクを出力できなくなる。そこで、バッテリ11からの電力供給を制御して不足分の駆動トルクを補うのである。   In the case of the series hybrid system, if the lean operation range is expanded or the lean degree is increased, the engine torque is not correspondingly generated, the power generation amount of the generator 7 is reduced, and the power supplied from the generator 7 to the motor 10 is reduced. The motor torque that is required by the motor 10 cannot be output. Therefore, the power supply from the battery 11 is controlled to compensate for the insufficient driving torque.

この実施形態の燃料切換え制御および車両駆動制御の手順は、図7のフローチャートに示すとおりで、スタートすると、まず、ステップS1で、車速とアクセル開度から、車両の要求トルクを算出し、次いで、ステップS2で、バッテリ蓄電量の値を読み込む。そして、ステップS3で、車両の要求トルクとバッテリ蓄電量に基づいて、エンジン運転要求があるかどうかを判定する。   The fuel switching control and vehicle drive control procedures of this embodiment are as shown in the flowchart of FIG. 7. When starting, first, in step S1, the required torque of the vehicle is calculated from the vehicle speed and the accelerator opening, and then In step S2, the value of the battery charge amount is read. In step S3, it is determined whether or not there is an engine operation request based on the required torque of the vehicle and the battery charge amount.

そして、車両の要求トルクが大きい(所定値以上)か、バッテリ蓄電量が少ない(所定量以下)かのいずれでもないときは、エンジン運転要求が無いと判定し、その場合は、ステップS4で、バッテリからの電力供給によりモータを駆動する(このときエンジンは動かさない)。   When the required torque of the vehicle is not large (predetermined value or more) or the battery storage amount is small (predetermined amount or less), it is determined that there is no engine operation request. In that case, in step S4, The motor is driven by power supplied from the battery (the engine does not move at this time).

また、車両の要求トルクが大きい(所定値以上)というとき、あるいは、バッテリ蓄電量が少ない(所定量以下)というときは、エンジン運転要求があると判定し、その場合は、ステップS5で、触媒温度(触媒温度センサの検出値)を読み込み、ステップS6で、触媒温度が触媒活性化温度に達しているかどうかを判定する。   Further, when the required torque of the vehicle is large (predetermined value or more) or when the battery storage amount is small (predetermined amount or less), it is determined that there is an engine operation request. In that case, in step S5, the catalyst The temperature (the detected value of the catalyst temperature sensor) is read, and it is determined in step S6 whether the catalyst temperature has reached the catalyst activation temperature.

そして、触媒活性化温度に達していない場合は、ステップS7で、燃料として水素を選択する。そして、ステップS8で、エンジン運転マップとしてマップA(図4のエンジン運転マップ)を選択し、マップAに基づいてエンジンを制御し、リターンする。   If the catalyst activation temperature has not been reached, hydrogen is selected as the fuel in step S7. In step S8, map A (engine operation map in FIG. 4) is selected as the engine operation map, the engine is controlled based on map A, and the process returns.

また、触媒活性化温度に達している場合は、ステップS9で、燃料切換えスイッチにより選択されている燃料が何であるかを読み込む。そして、ステップS10で、選択されている燃料に対応するエンジン運転マップを読み込む。すなわち、ガソリンが選択されているときにはガソリン用のエンジン運転マップを読み込み水素が選択されているときには水素用のエンジン運転マップを読み込む。ただし、水素用のエンジン運転マップとしては、マップA(図4のエンジン運転マップ)とマップB(図5のエンジン運転マップあるいは図6のエンジン運転マップ)を持っていて、水素残量が少ない(所定量以下)ときはマップBを読み込み、それ以外はマップAを読み込む。   If the catalyst activation temperature has been reached, in step S9, the fuel selected by the fuel changeover switch is read. In step S10, an engine operation map corresponding to the selected fuel is read. That is, an engine operation map for gasoline is read when gasoline is selected, and an engine operation map for hydrogen is read when hydrogen is selected. However, as an engine operation map for hydrogen, there are a map A (engine operation map in FIG. 4) and a map B (engine operation map in FIG. 5 or engine operation map in FIG. 6), and the remaining amount of hydrogen is small ( When the amount is equal to or less than the predetermined amount, the map B is read, and the map A is read otherwise.

そして、ステップS11で、エンジン運転中かどうかを判定する。つまり、ステップS3でエンジン運転要求があると判定しても、エンジンが既に運転中である場合と、エンジンがまだ運転されていない場合とがあることから、エンジン運転中かどうかをここで判定する。   In step S11, it is determined whether the engine is operating. That is, even if it is determined in step S3 that there is an engine operation request, there are cases where the engine is already in operation and the engine is not yet operated. .

そして、エンジン運転中でない場合は、ステップS12で、ジェネレータによってエンジンを始動させ、リターンする。   If the engine is not operating, the generator is started by the generator in step S12, and the process returns.

そして、エンジン運転中であれば、ステップS13で、選択されている燃料に対応するマップに基づいてエンジンを制御する。つまり、ガソリンが選択されているときにはガソリン用のエンジン運転マップで制御し、水素が選択されているときには、水素残量に応じて水素用のマップA(図4のエンジン運転マップ)あるいはマップB(図5のエンジン運転マップあるいは図6のエンジン運転マップ)で制御する。   If the engine is in operation, the engine is controlled based on the map corresponding to the selected fuel in step S13. That is, when gasoline is selected, control is performed using an engine operation map for gasoline, and when hydrogen is selected, map A for hydrogen (engine operation map in FIG. 4) or map B (depending on the remaining amount of hydrogen). The engine operation map of FIG. 5 or the engine operation map of FIG.

そして、ステップS14で、水素で運転されていて、かつ、マップB(図5のエンジン運転マップあるいは図6のエンジン運転マップ)が選択されているかどうかを判定し、水素運転かつマップB選択中ということであれば、不足トルク分をバッテリアシストで補完する処理を行って、リターンする。   In step S14, it is determined whether the vehicle is operating with hydrogen and the map B (the engine operation map of FIG. 5 or the engine operation map of FIG. 6) is selected. If so, the process of complementing the insufficient torque with battery assist is performed, and the process returns.

また、水素運転でない場合、すなわちガソリンで運転されている場合や、水素運転でも、マップBが選択されていない、すなわち、水素の残量が十分あって、マップAが選択されているという場合は、そのままリターンする。   Further, when it is not a hydrogen operation, that is, when it is operated with gasoline, or when the map B is not selected even in the hydrogen operation, that is, when the remaining amount of hydrogen is sufficient and the map A is selected. Return as it is.

また、水素使用時のエンジン運転マップ選択の手順は、図8のフローチャートに示すとおりで、スタートし、ステップS101で、水素燃料タンクの圧力センサの検出値を読み込み、次いで、ステップS102で、水素残量が所定量以下かどうかを判定する。   The procedure for selecting the engine operation map when using hydrogen is as shown in the flowchart of FIG. 8, which starts. In step S101, the detection value of the pressure sensor of the hydrogen fuel tank is read. Determine whether the amount is less than or equal to a predetermined amount.

そして、水素残量が所定量を超えている場合は、ステップS103で、エンジン運転マップとしてマップA(図4のエンジン運転マップ)を選択し、所定量以下の場合は、マップB(図5のエンジン運転マップあるいは図6のエンジン運転マップ)を選択する。   If the remaining amount of hydrogen exceeds a predetermined amount, map A (engine operation map in FIG. 4) is selected as the engine operation map in step S103, and if it is less than the predetermined amount, map B (in FIG. 5). The engine operation map or the engine operation map of FIG. 6) is selected.

以上、実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されず、様々な形態で実施することができる。   As mentioned above, although an example of embodiment was demonstrated, this invention is not limited to this, It can implement with a various form.

例えば、上記実施形態は、シリーズハイブリッド自動車の場合であるが、本発明は、エンジンの出力をそのまま車両に駆動力として伝達する方式のハイブリッド車両にも適用できる。   For example, although the above embodiment is a case of a series hybrid vehicle, the present invention can also be applied to a hybrid vehicle in which the output of the engine is directly transmitted to the vehicle as a driving force.

また、本発明のデュアルフューエルエンジンの制御装置は、エンジンの出力のみが車両の駆動力となる通常のデュアルフューエルエンジン車にも適用できる。   The dual fuel engine control device of the present invention can also be applied to a normal dual fuel engine vehicle in which only the engine output is the driving force of the vehicle.

エンジンの使用燃料としては、液体燃料として軽油等を使用するものであってよく、気体燃料としてCNG等を使用するものであってもよい。   As the fuel used for the engine, light oil or the like may be used as the liquid fuel, and CNG or the like may be used as the gaseous fuel.

また、使用燃料は、2つの種類の異なる液体燃料であってもよく、2つの種類の異なる気体燃料であってもよい。   Also, the fuel used may be two types of different liquid fuels or two types of different gaseous fuels.

また、上記実施形態では、燃料切換え条件として、運転者がインパネの切換えスイッチを操作するものとしたが、他に、車両の要求トルクが小さいときにはエンジントルクの出にくい水素に自動的に切換え、要求トルクが大きいときにはエンジントルクの出るガソリンに自動的に切換えるものであってもよい。また、このような切換え条件を複数備えたものであってもよい。   In the above embodiment, the driver operates the instrument panel switch as a fuel switching condition. However, when the required torque of the vehicle is small, the driver automatically switches to hydrogen, which is difficult to generate engine torque. When the torque is large, it may be automatically switched to gasoline that produces engine torque. A plurality of such switching conditions may be provided.

本発明の実施形態のデュアルフューエルエンジンを搭載したハイブリッド車両の駆動システムの全体図である。1 is an overall view of a drive system for a hybrid vehicle equipped with a dual fuel engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態のデュアルフューエルエンジンの制御ブロック図である。It is a control block diagram of the dual fuel engine of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態のデュアルフューエルエンジンの燃料切換え制御の基本概念説明図である。It is basic concept explanatory drawing of the fuel switching control of the dual fuel engine of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のデュアルフューエルエンジンの水素使用時の水素残量が多い場合に選択するエンジン運転マップをグラフ化した図である。It is the figure which graphed the engine driving | operation map selected when there is much hydrogen remaining amount at the time of hydrogen use of the dual fuel engine of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のデュアルフューエルエンジンの水素使用時の水素残量が少ない場合に選択するエンジン運転マップの一例をグラフ化した図である。It is the figure which graphed an example of the engine operation map selected when the hydrogen remaining amount at the time of hydrogen use of the dual fuel engine of embodiment of this invention is small. 本発明の実施形態のデュアルフューエルエンジンの水素使用時の水素残量が少ない場合に選択するエンジン運転マップの他の例をグラフ化した図である。It is the figure which graphed the other example of the engine driving | operation map selected when the hydrogen residual amount at the time of hydrogen use of the dual fuel engine of embodiment of this invention is small. 本発明の実施形態におけるデュアルフューエルエンジンの燃料切換え制御および車両駆動制御のフローチャートである。It is a flowchart of the fuel switching control and vehicle drive control of the dual fuel engine in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるデュアルフューエルエンジンの水素使用時のエンジン運転マップ選択のフローチャートである。It is a flowchart of the engine operation map selection at the time of hydrogen use of the dual fuel engine in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(デュアルフューエルエンジン)
2 ガソリン燃料タンク
3 水素燃料タンク
7 ジェネレータ(発電機)
8 デフ
9 車軸
10 モータ(電動機)
11 バッテリ(高電圧バッテリ)
12 AC−DCコンバータ
14 DC−ACコンバータ
108、109 ガソリン用の燃料噴射弁
110,111 水素用の燃料噴射弁
120 コンピュータ(PCM)
121 バッテリ電流・電圧センサ
122 水素燃料タンクの圧力センサ
123 ガソリン燃料タンクの燃料センサ
124 燃料切換えスイッチ
125 触媒温度センサ
1 engine (dual fuel engine)
2 Gasoline fuel tank 3 Hydrogen fuel tank 7 Generator (generator)
8 differential 9 axle 10 motor (electric motor)
11 Battery (High voltage battery)
12 AC-DC converter 14 DC-AC converter 108, 109 Fuel injection valve 110, 111 for gasoline Fuel injection valve 120 for hydrogen 120 Computer (PCM)
121 Battery Current / Voltage Sensor 122 Hydrogen Fuel Tank Pressure Sensor 123 Gasoline Fuel Tank Fuel Sensor 124 Fuel Changeover Switch 125 Catalyst Temperature Sensor

Claims (5)

使用燃料として相対的に補給が容易な第1燃料と補給が容易でない第2燃料とを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの制御装置であって、
所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料を選択する燃料選択手段を備えるとともに、
前記第2燃料が使用されている時に所定の運転領域において当該エンジンに供給される混合気の空燃比をその他の運転領域における空燃比に比べてリーン化するリーン化制御手段と、
前記第2燃料の残量を検出する残量検出手段と、
前記第2燃料の残量が所定量以下のときに前記リーン化制御手段により空燃比がリーン化される運転領域を拡大するリーン領域拡大手段を備えたことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
A control device for a dual fuel engine that can switch between a first fuel that is relatively easy to replenish as a use fuel and a second fuel that is not easily replenished,
The fuel selection means for selecting the fuel to be used based on whether or not the predetermined condition is satisfied,
Leaning control means for leaning the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine in a predetermined operating region when the second fuel is used compared to the air-fuel ratio in other operating regions;
A remaining amount detecting means for detecting a remaining amount of the second fuel;
A dual fuel engine control device comprising: a lean region expanding means for expanding an operating region in which the air-fuel ratio is leaned by the lean control means when the remaining amount of the second fuel is equal to or less than a predetermined amount. .
使用燃料として相対的に補給が容易な第1燃料と補給が容易でない第2燃料とを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの制御装置であって、
所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料を選択する燃料選択手段を備えるとともに、
前記第2燃料が使用されている時に所定の運転領域において当該エンジンに供給される混合気の空燃比をその他の運転領域における空燃比に比べてリーン化するリーン化制御手段と、
前記第2燃料の残量を検出する残量検出手段と、
前記第2燃料の残量が所定量以下のときに前記リーン化制御手段により空燃比がリーン化される運転領域においてリーン度合いを大きくするリーン度合い変更手段を備えたことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
A control device for a dual fuel engine that can switch between a first fuel that is relatively easy to replenish as a use fuel and a second fuel that is not easily replenished,
The fuel selection means for selecting the fuel to be used based on whether or not the predetermined condition is satisfied,
Leaning control means for leaning the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine in a predetermined operating region when the second fuel is used compared to the air-fuel ratio in other operating regions;
A remaining amount detecting means for detecting a remaining amount of the second fuel;
A dual fuel engine, comprising: a lean degree changing means for increasing a lean degree in an operating range in which the air-fuel ratio is leaned by the lean control means when the remaining amount of the second fuel is a predetermined amount or less. Control device.
前記第1燃料が液体燃料で、前記第2燃料が気体燃料であり、排気浄化用の触媒の活性状態に関連する値を検出して触媒の活性状態を判定する触媒活性判定手段を備え、前記所定条件は前記触媒が活性化されていないことで、前記燃料選択手段は、前記触媒が活性化されていないときに使用燃料として前記第2燃料を選択するものであることを特徴とする請求項1または2記載のデュアルフューエルエンジンの制御装置。 The first fuel is a liquid fuel, the second fuel is a gaseous fuel, and comprises catalyst activity determination means for detecting a value related to the activity state of an exhaust purification catalyst to determine the catalyst activity state, The predetermined condition is that the catalyst is not activated, and the fuel selection means selects the second fuel as a fuel to be used when the catalyst is not activated. The control apparatus of the dual fuel engine of 1 or 2. 前記所定条件が第1の所定条件であり、前記燃料選択手段が第1の燃料選択手段であって、前記第1の所定条件以外の第2の所定条件の成立および非成立に基づいて使用燃料を選択する制御を実行する第2の燃料選択手段を備え、前記リーン領域拡大手段または前記リーン度合い変更手段は、前記第2の燃料選択手段により使用燃料として前記第2燃料が選択されているときのみ前記空燃比をリーン化する運転領域を拡大する制御または前記リーン度合いを大きくする制御を実行するものであることを特徴とする請求項3記載のデュアルフューエルエンジンの制御装置。 The predetermined condition is a first predetermined condition, the fuel selection means is a first fuel selection means, and the fuel used is based on the establishment and non-establishment of a second predetermined condition other than the first predetermined condition. When the second fuel selection means is selected, and the lean area expansion means or the lean degree changing means is selected by the second fuel selection means as the fuel to be used. 4. The control apparatus for a dual fuel engine according to claim 3, wherein only the control for expanding the operation range for leaning the air-fuel ratio or the control for increasing the lean degree is executed. 請求項1、2、3または4記載の制御装置を有するデュアルフューエルエンジンを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
車両の駆動トルクを出力可能なモータと、該モータに電力を供給可能なバッテリとを備えるとともに、
前記リーン領域拡大手段または前記リーン度合い変更手段による制御が実行されているときに、車両の駆動トルク不足分を前記バッテリから前記モータへの電力供給により補完する駆動トルク補完手段を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
A control device for a hybrid vehicle comprising a dual fuel engine having the control device according to claim 1, 2, 3 or 4,
A motor capable of outputting a driving torque of the vehicle and a battery capable of supplying electric power to the motor;
When the control by the lean area expanding means or the lean degree changing means is being executed, drive torque complementing means for complementing the shortage of the drive torque of the vehicle by supplying power from the battery to the motor is provided. A control device for a hybrid vehicle.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110029177A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Hybrid Kinetic Automotive Holdings Multi-Fuel and Electric-Drive Hybrid Power Train and Vehicle Using the Same
JP2011051479A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Mazda Motor Corp Controller for series hybrid vehicle
JP2013230718A (en) * 2012-04-27 2013-11-14 Mazda Motor Corp Exhaust gas purification device and control method of internal combustion engine

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