JP2008128033A - デュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気エミッションの向上を図りつつ、触媒を迅速に活性化させて、乗員が早期に使用燃料を選択することができるようにする。
【解決手段】燃料としてガソリンと水素とを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制御装置は、エンジンの排気通路に備えられた排気浄化触媒が活性状態にあるか否かを検出する（Ｓ３）活性状態検出手段と、この手段で触媒が活性状態にあると検出されたときに乗員の指示に応じてガソリンと水素とを切り替えて使用する（Ｓ５〜Ｓ７）第１燃料選択手段と、前記手段で触媒が活性状態にないと検出されたときに触媒が活性状態に成り易いか否かを判断する（Ｓ８，Ｓ９）判断手段と、この手段で触媒が活性状態に成り易いと判断されたときは水素を使用し（Ｓ１０）、成り難いと判断されたときはガソリンと水素との混合物を使用する（Ｓ１１）第２燃料選択手段とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料として２種類の燃料を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制御装置に関し、排気エミッションの向上を図る燃焼機関の技術分野に属する。

一般に、地球環境保護の観点からガソリン等の液体燃料と水素等の気体燃料とを切り替えて使用することが可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両が知られている。そして、従来、冷間始動時の未燃ガスの排出を抑制するため、エンジンの排気通路に備えられた排気浄化触媒が活性状態となるまでは気体燃料を使用し、活性状態となったのちは液体燃料を使用するという技術がある（例えば特許文献１参照）。また、ガソリンに水素を加えて希薄燃焼させることにより燃焼温度を低下させ、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減を図るという技術もある（例えば特許文献２参照）。

特開２０００−２１３３９４（段落０００８，００１１） 特開２００４−１１６３９８（段落０００２）

ところで、前者の技術の場合、排気浄化触媒が未活性状態の間は液体燃料を使用しないので、たとえ排気浄化触媒が未活性状態であっても、エンジンの吸気通路の内面に付着した液体燃料が未燃のまま大気に排出されるという不具合が抑制される。しかし、ガソリンを燃料として使用したときの排気ガス温度に比べて、水素を燃料として使用したときの排気ガス温度が低いため、触媒が排気ガスで昇温されて活性状態となるまでの時間が、水素を使用したときはガソリンを使用したときよりも長くなってしまう。

一方、燃料切換スイッチを例えば運転席前方のインパネに備え、乗員が該スイッチを操作することにより、ガソリンと水素とを乗員の指示に応じて切り替えて使用することが可能な車両もまた公知である。この場合、排気浄化触媒が未活性状態の間は、排気エミッションの向上を優先するために、燃料切換スイッチの操作を無効として水素を強制的に使用し、排気浄化触媒が活性状態となったのちに、乗員による使用燃料の選択を許可するために、燃料切換スイッチの操作を有効とすることが考えられる。ところが、前述のように、水素を燃料として使用したときは、排気ガス温度が低いために、触媒が排気ガスで昇温されて活性状態となるまでの時間が長くかかってしまうので、結局、燃料切換スイッチの操作が無効とされる時間が長期に及び、その結果、乗員が自由に使用燃料を選択できる期間が短くなるという問題が生じる。

本発明は、燃料としてガソリンと水素とを使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両における前記不具合に対処するもので、排気エミッションの向上を図りつつ、触媒を迅速に活性化させて、乗員が早期に使用燃料を選択することができるようにすることを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、燃料としてガソリンと水素とを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制御装置であって、エンジンの排気通路に備えられた排気浄化触媒が活性状態にあるか否かを検出する活性状態検出手段と、この活性状態検出手段で排気浄化触媒が活性状態にあると検出されたときに乗員の指示に応じて燃料としてガソリンと水素とを切り替えて使用する第１燃料選択手段と、前記活性状態検出手段で排気浄化触媒が活性状態にないと検出されたときに該排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かを判断する判断手段と、この判断手段で排気浄化触媒が活性状態に成り易いと判断されたときは、燃料として水素を使用し、成り難いと判断されたときは、燃料としてガソリンと水素との混合物を使用する第２燃料選択手段とを有していることを特徴とする。

次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、前記車両は、エンジンにより駆動されて電力を発生する発電機と、この発電機で発生された電力を蓄える電池と、この電池及び／又は前記発電機から電力の供給を受けて駆動力を出力する車両の動力源としての電動機とを有していることを特徴とする。

次に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、排気浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段が備えられており、前記判断手段は、この検出手段で検出された排気浄化触媒の温度に基いて、排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かを判断することを特徴とする。

次に、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、前記触媒温度検出手段で検出された排気浄化触媒の温度が低いほど、ガソリンと水素との混合物中の水素の割合を少なくする補正手段をさらに有していることを特徴とする。

次に、請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、排気浄化触媒は、走行風により冷却される部位に配置されており、車両の速度を検出する車速検出手段が備えられており、前記判断手段は、この検出手段で検出された車速に基いて、排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かを判断することを特徴とする。

次に、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、前記車速検出手段で検出された車速が高いほど、ガソリンと水素との混合物中の水素の割合を少なくする補正手段をさらに有していることを特徴とする。

次に、請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、水素の残量を検出する水素残量検出手段と、この水素残量検出手段で検出された水素の残量が所定の残量よりも少ないときは、第２燃料選択手段によりガソリンと水素との混合物が使用され易くなるように、前記判断手段の判断基準を変更する変更手段とをさらに有していることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、燃料としてガソリンと水素とを使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両において、エンジンの排気通路に備えられた排気浄化触媒が活性状態にあるときは、乗員の指示に応じてガソリンと水素とを切り替えて使用するので、排気エミッションを悪化させることなく、乗員が自由に使用燃料を選択することができる。一方、前記触媒が活性状態にないときは、該触媒が活性状態に成り易いか否かを判断し、その結果、該触媒が活性状態に成り易いと判断されたときは、換言すれば、乗員が自由に使用燃料を選択できるようになるまでそれほど時間がかからないときは、燃料として排気ガス温度が低い水素を使用しても乗員の不自由度を大きくすることがなく、また実際に燃料として水素を使用するので、排気エミッションの向上を図ることができる。これに対し、触媒が活性状態に成り難いと判断されたときは、換言すれば、乗員が自由に使用燃料を選択できるようになるまで長い時間がかかるときは、燃料として排気ガス温度が高いガソリンと水素との混合物を使用するので、触媒を迅速に活性化させることができ、乗員が早期に使用燃料を選択できるようになる。これらのことから、請求項１に記載の発明に係るデュアルフューエルエンジンを備えた車両においては、排気エミッションの向上を達成しつつ、乗員による使用燃料の選択が禁止されている期間を均一化し、乗員の不自由感、違和感を防止することができる。

次に、請求項２に記載の発明によれば、電動機が電池のみから電力の供給を受けて駆動力を出力しているときはエンジンが停止するから、エンジンが冷えて排気浄化触媒が未活性状態になることが多くなり、請求項１で述べた発明の効果が顕著に得られることとなる。

次に、請求項３に記載の発明によれば、排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かを該触媒の温度に基いて判断するので、例えば、触媒の温度が高いほど活性状態に成り易く、触媒の温度が低いほど活性状態に成り難いと合理的に判断することができる。

その場合に、請求項４に記載の発明によれば、触媒の温度が低いほどガソリンと水素との混合物中の水素の割合を少なくするので、活性状態に成り難いときほどガソリンの割合を多くして、排気ガス温度を上げ、触媒をより迅速に活性化させ、使用燃料の選択を確実に早期に可能とすることができる。

次に、請求項５に記載の発明によれば、排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かを車速に基いて判断するので、例えば、車速が低いほど走行風による冷却の度合いが小さくなって活性状態に成り易く、車速が高いほど走行風による冷却の度合いが大きくなって活性状態に成り難いと合理的に判断することができる。

その場合に、請求項６に記載の発明によれば、車速が高いほどガソリンと水素との混合物中の水素の割合を少なくするので、走行風による冷却の度合いが大きくなって活性状態に成り難いときほどガソリンの割合を多くして、排気ガス温度を上げ、触媒をより迅速に活性化させ、使用燃料の選択を確実に早期に可能とすることができる。

そして、請求項７に記載の発明によれば、水素の残量が所定の残量よりも少ないときは、ガソリンと水素との混合物の使用がされ易くなるように、換言すれば、水素のみの使用がされ難くなるように、排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かの判断基準を変更するので、水素の残量が減ってきたときに水素の消費が抑制されて、次の触媒未活性時に使用するだけの水素量が確保できるようになる。以下、最良の実施形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。

図１は、本実施形態に係る車両１の全体構成を示すブロック図である。この車両１は、所謂シリーズタイプのハイブリッド車両であって、エンジン１０により駆動されて電力を発生するジェネレータ（発電機）２０と、このジェネレータ２０で発生された電力を蓄える高電圧バッテリ４０と、このバッテリ４０及び／又は前記ジェネレータ２０から電力の供給を受けて駆動力を出力する車両１の動力源としてのモータ（電動機）６０とを有している［請求項２の構成に相当］。ジェネレータ２０と高電圧バッテリ４０との間には交流電気を直流電気に変換するためのＡＣ／ＤＣコンバータ３０が介設され、高電圧バッテリ４０とモータ６０との間には直流電気を交流電気に変換するためのＤＣ／ＡＣコンバータ５０が介設されている。モータ６０の駆動力はデファレンシャル７０で減速されて左右の駆動輪（図例では後輪）に伝達される。エンジン１０は、ガソリン燃料タンク８０に貯留されている液体燃料としてのガソリンと、水素燃料タンク９０に貯留されている気体燃料としての水素とを切り替えて使用することが可能なデュアルフューエルエンジンである。

このエンジン１０において、例えば１５００ｒｐｍのときの排気ガス温度は、燃料としてガソリンのみを使用したときは５００℃、水素のみを使用したときは３００℃、ガソリンと水素との混合物を使用したときは（その混合割合にも依存するが）およそ４００℃である。これから判るように、ガソリンのみを燃料として使用したときの排気ガス温度に比べて、水素のみを燃料として使用したときの排気ガス温度は低いのである。その結果、後述する排気通路１６上の排気浄化触媒１７が排気ガスで昇温されて活性状態となるまでの時間が、水素のみを使用したときはガソリンのみを使用したときよりも長くなるのである。

この車両１においては、発進時及び低トルク走行時は、バッテリ４０のみからモータ６０に電力が供給されて車両１が走行する。中トルク走行時は、エンジン１０が駆動し、ジェネレータ２０のみからモータ６０に電力が供給されて車両１が走行する。そして、高トルク走行時は、エンジン１０が駆動し、ジェネレータ２０からモータ６０に電力が供給されると共に、バッテリ４０からもモータ６０に電力が供給されて車両１が走行する。なお、バッテリ４０の蓄電量が少なくなったときは、モータ６０の必要電力以上の発電量がジェネレータ２０で得られるようにエンジン１０が駆動し、その余剰分の電力がバッテリ４０に供給されて充電が行われる。このように、この車両１においては、発進時及び低トルク走行時は、エンジン１０が停止するから、エンジン１０が冷えて排気浄化触媒１７が未活性状態になることが頻繁に起こる。

図２は、この車両１の制御システム図である。エンジン１０は、ツインロータ式のロータリーエンジンであって、ロータハウジング１１のトロコイド面に３点で接し３つの作動室を画成するロータ１２の回転（→で示す）により出力軸としてのエキセントリックシャフト１３が回転駆動される。ロータハウジング１１，１１に接続されている吸気通路１４上にスロットル弁１５及びガソリン用燃料噴射弁１０２，１０２が配設され、排気通路１６上に排気浄化触媒１７が配設されている。ここで、排気浄化触媒１７は、より具体的には、車両１のフロア下面の外部に配置されている。つまり、走行風を受けて冷却され得る部位に配置されている。水素用燃料噴射弁１０３及び１対の点火プラグ１０４，１０４はロータハウジング１１の作動室を臨むように取り付けられている。なお、吸気通路１４内及び排気通路１６内に示した矢印は吸気や排気等の流体の流れを示す。

コントロールユニット１００は、バッテリ４０を出入りする電流及びバッテリ４０の電圧を検出するセンサ、つまりバッテリ４０の蓄電量を検出するセンサ１１１からの信号と、車速センサ（特許請求の範囲における「車速検出手段」に相当）１１２からの信号と、乗員によるアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル開度センサ１１３からの信号と、運転席前方のインパネ（図示せず）に備えられ、乗員が操作することにより使用燃料としてガソリン又は水素を選択するための燃料切換スイッチ１１４からの信号と、排気浄化触媒１７の温度を検出する触媒温度センサ（特許請求の範囲における「活性状態検出手段」及び「触媒温度検出手段」に相当）１１５からの信号と、水素燃料タンク９０の圧力を検出するセンサ、つまり水素の残量を検出するセンサ（特許請求の範囲における「水素残量検出手段」に相当）１１６からの信号とを入力する。そして、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０、ＤＣ／ＡＣコンバータ５０、スロットル弁アクチュエータ１０１、各燃料噴射弁１０２，１０３、及び、点火プラグ１０４にそれぞれ制御信号を出力する。

次に、図３のフローチャートに従って、前記コントロールユニット１００が行う具体的制御動作の１例を説明する。まず、ステップＳ１で、各種信号を読み込んだ後、ステップＳ２で、エンジン１０の運転要求があるか否か（例えば前述の低トルク走行から中トルク走行に移行したか否か等）を判定する。その結果、運転要求がある場合は、ステップＳ３で、触媒温度ＴＭＰが触媒活性温度ＴＭＰｘ（例えば２５０℃）より高いか否かを判定する。その結果、高い場合、つまり触媒１７が活性状態にある場合は、ステップＳ４で、水素残量ＱＨが燃料選択水素残量ＱＨｏ（例えば満タンのときの圧力が３６ＭＰａである水素燃料タンク９０の圧力として１ＭＰａ）より多いか否かを判定する。その結果、多い場合は、ステップＳ５で、燃料切換スイッチ１１４は水素を選択しているか否かを判定する。その結果、水素を選択している場合は、ステップＳ６で、燃料として水素を選択する（特許請求の範囲における「第１燃料選択手段」に相当）。

これに対し、ステップＳ５で、水素を選択していない場合、つまりガソリンを選択している場合は、ステップＳ７で、燃料としてガソリンを選択する（特許請求の範囲における「第１燃料選択手段」に相当）。また、ステップＳ４で、水素残量ＱＨが燃料選択水素残量ＱＨｏより多くない場合、つまり水素残量ＱＨが減ってきている場合も、ステップＳ７で、燃料としてガソリンを選択する。

さらに、ステップＳ３で、触媒温度ＴＭＰが触媒活性温度ＴＭＰｘより高くない場合、つまり触媒１７が活性状態にない場合は、ステップＳ８で、触媒温度ＴＭＰが燃料選択触媒温度ＴＭＰｏより高いか否かを判定する（特許請求の範囲における「判断手段」に相当）［請求項３の構成に相当］。ここで、燃料選択触媒温度ＴＭＰｏは触媒活性温度ＴＭＰｘよりも低い温度（例えば１５０℃）である。その結果、高い場合、つまり触媒１７が活性状態に成り易い場合は、ステップＳ９で、車速が燃料選択車速Ｖｏより低いか否かを判定する（特許請求の範囲における「判断手段」に相当）［請求項５の構成に相当］。その結果、低い場合、つまり触媒１７が走行風であまり冷却されずに活性状態に成り易い場合は、ステップＳ１０で、燃料として水素を選択する（特許請求の範囲における「第２燃料選択手段」に相当）［請求項１の構成に相当］。

これに対し、ステップＳ９で、車速が燃料選択車速Ｖｏより低くない場合、つまり触媒１７が走行風でかなり冷却されて活性状態に成り難い場合は、ステップＳ１１で、燃料としてガソリンと水素との混合物を選択する（特許請求の範囲における「第２燃料選択手段」に相当）［請求項１の構成に相当］。また、ステップＳ８で、触媒温度ＴＭＰが燃料選択触媒温度ＴＭＰｏより高くない場合、つまり触媒１７が活性状態に成り難い場合も、ステップＳ１１で、燃料としてガソリンと水素との混合物を選択する（特許請求の範囲における「第２燃料選択手段」に相当）［請求項１の構成に相当］。

一方、ステップＳ２で、エンジン１０の運転要求がない場合は、ステップＳ１２で、エンジン１０が運転中か否かを判定し、運転中であれば、ステップＳ１３で、エンジン１０を停止し、運転中でなければ、そのままリターンする。

図４は、図３の制御動作と並行して行われる別の制御動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１で、水素燃料タンク圧力センサ１１６からの信号、つまり水素残量ＱＨを読み込んだ後、ステップＳ２２で、水素残量ＱＨが燃料選択条件判定水素残量ＱＨｘ（例えば満タンのときの圧力が３６ＭＰａである水素燃料タンク９０の圧力として１２ＭＰａ）より多いか否かを判定する。その結果、多い場合は、ステップＳ２３で、前述の図３のステップＳ８で用いられる燃料選択触媒温度ＴＭＰｏの値をＡ（例えば１５０℃）に設定し、同じくステップＳ９で用いられる燃料選択車速Ｖｏの値をＣ（例えば２０ｋｍ／ｈ）に設定する。これに対し、水素残量ＱＨが燃料選択条件判定水素残量ＱＨｘより多くない場合は、ステップＳ２４で、前述の図３のステップＳ８で用いられる燃料選択触媒温度ＴＭＰｏの値をＢ（例えば２００℃）に設定し、同じくステップＳ９で用いられる燃料選択車速Ｖｏの値をＤ（例えば５ｋｍ／ｈ）に設定する（特許請求の範囲における「変更手段」に相当）。ここで、ＢはＡより大きい値である（２００℃＞１５０℃）。つまり、水素残量ＱＨが少ないほど、前述の図３のステップＳ８でＮＯと判定され易くなる［請求項７の構成に相当］。同様に、ＤはＣより小さい値である（５ｋｍ／ｈ＜２０ｋｍ／ｈ）。つまり、水素残量ＱＨが少ないほど、前述の図３のステップＳ９でＮＯと判定され易くなる［請求項７の構成に相当］。

図５は、図３の制御動作と並行して行われるさらに別の制御動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ３１で、触媒温度センサ１１５からの信号、つまり触媒温度ＴＭＰと、車速センサ１１２からの信号、つまり車速とを読み込んだ後、ステップＳ３２で、触媒温度ＴＭＰに基いて水素添加割合を読み込む。ここで、図６に例示するような特性を有するマップが用いられる。すなわち、触媒温度ＴＭＰが低いほど、ガソリンと水素との混合物中における水素の添加割合が少なくされるのである（特許請求の範囲における「補正手段」に相当）［請求項４の構成に相当］。次いで、ステップＳ３３で、車速Ｖに基いて水素添加割合を読み込む。ここで、図７に例示するような特性を有するマップが用いられる。すなわち、車速Ｖが高いほど、ガソリンと水素との混合物中における水素の添加割合が少なくされるのである（特許請求の範囲における「補正手段」に相当）［請求項６の構成に相当］。そして、ステップＳ３４で、ステップＳ３２で読み込んだ水素添加割合とステップＳ３３で読み込んだ水素添加割合とのうち少ないほうの水素添加割合を選択する。

以上のように、本実施形態では、燃料としてガソリンと水素とを使用可能なデュアルフューエルエンジン１０を備えた車両１において、エンジン１０の排気通路１６に備えられた排気浄化触媒１７が活性状態にあるときは（Ｓ３でＹＥＳ）、乗員の指示に応じてガソリンと水素とを切り替えて使用するので（Ｓ５〜Ｓ７）、排気エミッションを悪化させることなく、乗員が自由に使用燃料を選択することができる。一方、前記触媒１７が活性状態にないときは（Ｓ３でＮＯ）、該触媒１７が活性状態に成り易いか否かを判断し（Ｓ８，Ｓ９）、その結果、該触媒１７が活性状態に成り易いと判断されたときは（Ｓ８でＹＥＳ及びＳ９でＹＥＳ）、換言すれば、乗員が自由に使用燃料を選択できるようになるまでそれほど時間がかからないときは、燃料として排気ガス温度が低い水素を使用しても乗員の不自由度を大きくすることがなく、また実際に燃料として水素を使用するので（Ｓ１０）、排気エミッションの向上を図ることができる。これに対し、触媒１７が活性状態に成り難いと判断されたときは（Ｓ８でＮＯ又はＳ９でＮＯ）、換言すれば、乗員が自由に使用燃料を選択できるようになるまで長い時間がかかるときは、燃料として排気ガス温度が高いガソリンと水素との混合物を使用するので（Ｓ１１）、触媒１７を迅速に活性化させることができ、乗員が早期に使用燃料を選択できるようになる。これらのことから、本実施形態に係るデュアルフューエルエンジン１０を備えた車両１においては、排気エミッションの向上を達成しつつ、燃料切換スイッチ１１４の操作により使用燃料を選択することが禁止されている期間を均一化し、乗員の不自由感、違和感を防止することができる。

また、モータ６０がバッテリ４０のみから電力の供給を受けて駆動力を出力している発進時及び低トルク走行時はエンジン１０が停止するから、エンジン１０が冷えて排気浄化触媒１７が未活性状態になることが多くなり、前述した効果が顕著に得られることとなる。

また、排気浄化触媒１７が活性状態に成り易いか否かを該触媒１７の温度ＴＭＰに基いて判断するので（Ｓ８）、例えば、触媒１７の温度ＴＭＰが高いほど活性状態に成り易く（Ｓ１０）、触媒１７の温度ＴＭＰが低いほど活性状態に成り難い（Ｓ１１）と合理的に判断することができる。

その場合に、触媒１７の温度ＴＭＰが低いほどガソリンと水素との混合物中の水素の割合を少なくするので（図６参照）、活性状態に成り難いときほどガソリンの割合を多くして、排気ガス温度を上げ、触媒１７をより迅速に活性化させ、使用燃料の選択を確実に早期に可能とすることができる。

例えば、図８に例示したように、触媒温度ＴＭＰが触媒活性温度ＴＭＰｘより低く、触媒１７が活性状態にない場合であって、触媒温度ＴＭＰが燃料選択触媒温度ＴＭＰｏより高いときは、触媒１７が活性状態に成り易いと判断される。この場合、排気ガス温度が相対的に低い水素を燃料として使用しても、触媒温度ＴＭＰは、符号アで示すように、エンジン１０の始動後、短時間で触媒活性温度ＴＭＰｘまで到達し、活性状態になる。これに対し、触媒温度ＴＭＰが触媒活性温度ＴＭＰｘより低く、触媒１７が活性状態にない場合であって、触媒温度ＴＭＰが燃料選択触媒温度ＴＭＰｏより低いときは、触媒１７が活性状態に成り難いと判断される。この場合、排気ガス温度が相対的に低い水素を燃料として使用すると、符号イで示すように、エンジン１０の始動後、触媒温度ＴＭＰが触媒活性温度ＴＭＰｘに到達するのに長い時間がかかってしまう。そこで、排気ガス温度が相対的に高いガソリンと水素との混合物を燃料として使用することで、符号ウで示すように、触媒温度ＴＭＰは、エンジン１０の始動後、比較的短時間で触媒活性温度ＴＭＰｘまで到達することになる。

また、排気浄化触媒１７が活性状態に成り易いか否かを車速Ｖに基いて判断するので（Ｓ９）、例えば、車速Ｖが低いほど走行風による冷却の度合いが小さくなって活性状態に成り易く（Ｓ１０）、車速Ｖが高いほど走行風による冷却の度合いが大きくなって活性状態に成り難い（Ｓ１１）と合理的に判断することができる。

その場合に、車速Ｖが高いほどガソリンと水素との混合物中の水素の割合を少なくするので（図７参照）、走行風による冷却の度合いが大きくなって活性状態に成り難いときほどガソリンの割合を多くして、排気ガス温度を上げ、触媒１７をより迅速に活性化させ、使用燃料の選択を確実に早期に可能とすることができる。

例えば、図９に例示したように、触媒温度ＴＭＰが触媒活性温度ＴＭＰｘより低く、触媒１７が活性状態にない場合であって、車速Ｖが燃料選択車速Ｖｏより低いときは、走行風による冷却効果が小さいから触媒１７が活性状態に成り易いと判断される。この場合、排気ガス温度が相対的に低い水素を燃料として使用しても、触媒温度ＴＭＰは、符号カで示すように、エンジン１０の始動後、短時間で触媒活性温度ＴＭＰｘまで到達し、活性状態になる。これに対し、触媒温度ＴＭＰが触媒活性温度ＴＭＰｘより低く、触媒１７が活性状態にない場合であって、車速Ｖが燃料選択車速Ｖｏより高いときは、走行風による冷却効果が大きいから触媒１７が活性状態に成り難いと判断される。この場合、排気ガス温度が相対的に低い水素を燃料として使用すると、符号キで示すように、エンジン１０の始動後、触媒温度ＴＭＰが触媒活性温度ＴＭＰｘに到達するのに長い時間がかかってしまう。そこで、排気ガス温度が相対的に高いガソリンと水素との混合物を燃料として使用することで、符号クで示すように、触媒温度ＴＭＰは、エンジン１０の始動後、比較的短時間で触媒活性温度ＴＭＰｘまで到達することになる。

そして、水素の残量ＱＨが所定の残量ＱＨｘよりも少ないときは（Ｓ２２でＮＯ）、ガソリンと水素との混合物の使用がされ易くなるように、換言すれば、水素のみの使用がされ難くなるように、排気浄化触媒１７が活性状態に成り易いか否かの判断基準（ＴＭＰｏ，Ｖｏ）を変更するので、水素の残量ＱＨが減ってきたときに水素の消費が抑制されて、次の触媒未活性時に使用するだけの水素量が確保できるようになる。

なお、前記実施形態は、本発明の最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、種々の修正や変更を施してよいことはいうまでもない。例えば、前記実施形態では、触媒１７の活性状態を触媒温度ＴＭＰで検出したが、これに代えて、排気ガス温度で検出することもできる。

以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、燃料としてガソリンと水素とを使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両において、排気エミッションの向上を図りつつ、触媒を迅速に活性化させて、乗員が早期に使用燃料を選択することができる技術であるから、排気エミッションの向上を図る燃焼機関の技術分野において広範な産業上の利用可能性が期待される。

本発明の最良の実施の形態に係る車両の全体構成を示すブロック図である。 前記車両の制御システム図である。 前記車両のコントロールユニットが行う具体的制御動作の１例を示すフローチャートである。 図３の制御動作と並行して行われる別の制御動作を示すフローチャートである。 同じく図３の制御動作と並行して行われるさらに別の制御動作を示すフローチャートである。 図５のステップＳ３２で用いられるマップの特性図である。 同じくステップＳ３３で用いられるマップの特性図である。 図３のステップＳ８でＮＯの場合のステップＳ１１の作用を示すタイムチャートである。 同じくステップＳ９でＮＯの場合のステップＳ１１の作用を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ ハイブリッド車両
１０ ロータリーエンジン
１４ 吸気通路
１６ 排気通路
１７ 排気浄化触媒
２０ ジェネレータ（発電機）
３０ ＡＣ／ＤＣコンバータ
４０ 高電圧バッテリ（電池）
５０ ＤＣ／ＡＣコンバータ
６０ モータ（電動機）
８０ ガソリン燃料タンク
９０ 水素燃料タンク
１００ コントロールユニット（第１燃料選択手段、判断手段、第２燃料選択手段、補正手段、変更手段）
１０２ ガソリン用燃料噴射弁
１０３ 水素用燃料噴射弁
１１２ 車速センサ（車速検出手段）
１１４ 燃料切換スイッチ
１１５ 触媒温度センサ（活性状態検出手段、触媒温度検出手段）
１１６ 水素燃料タンク圧力センサ（水素残量検出手段）

Claims (7)

1. 燃料としてガソリンと水素とを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制御装置であって、
   エンジンの排気通路に備えられた排気浄化触媒が活性状態にあるか否かを検出する活性状態検出手段と、
   この活性状態検出手段で排気浄化触媒が活性状態にあると検出されたときに乗員の指示に応じて燃料としてガソリンと水素とを切り替えて使用する第１燃料選択手段と、
   前記活性状態検出手段で排気浄化触媒が活性状態にないと検出されたときに該排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かを判断する判断手段と、
   この判断手段で排気浄化触媒が活性状態に成り易いと判断されたときは、燃料として水素を使用し、成り難いと判断されたときは、燃料としてガソリンと水素との混合物を使用する第２燃料選択手段とを有し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制御装置。
2. 請求項１に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   前記車両は、エンジンにより駆動されて電力を発生する発電機と、この発電機で発生された電力を蓄える電池と、この電池及び／又は前記発電機から電力の供給を受けて駆動力を出力する車両の動力源としての電動機とを有し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制御装置。
3. 請求項１又は２に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   排気浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段が備えられており、
   前記判断手段は、この検出手段で検出された排気浄化触媒の温度に基いて、排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かを判断す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制御装置。
4. 請求項３に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   前記触媒温度検出手段で検出された排気浄化触媒の温度が低いほど、ガソリンと水素との混合物中の水素の割合を少なくする補正手段をさらに有し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制御装置。
5. 請求項１又は２に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   排気浄化触媒は、走行風により冷却される部位に配置されており、
   車両の速度を検出する車速検出手段が備えられており、
   前記判断手段は、この検出手段で検出された車速に基いて、排気浄化触媒が活性状態に成り易いか否かを判断す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制御装置。
6. 請求項５に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   前記車速検出手段で検出された車速が高いほど、ガソリンと水素との混合物中の水素の割合を少なくする補正手段をさらに有し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制御装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   水素の残量を検出する水素残量検出手段と、
   この水素残量検出手段で検出された水素の残量が所定の残量よりも少ないときは、第２燃料選択手段によりガソリンと水素との混合物が使用され易くなるように、前記判断手段の判断基準を変更する変更手段とをさらに有し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制御装置。

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