JP2009281200A - 水素エンジンを搭載した車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生エネルギーを有効に利用して燃焼用の酸素及び水素を生成することにより、連続走行距離を増大させることができる「作動ガス循環型水素エンジンを搭載した車両の制御装置」を提供すること。
【解決手段】水素エンジン１０は、燃焼室２１に、水素、酸素、及び、作動ガスとしてのアルゴンガス、を供給して水素を燃焼させる。燃焼室２１から排出された循環ガス中に含まれる水蒸気は、凝縮部３３において凝縮され、得られた凝縮水は凝縮水貯留タンク８１に貯留される。制御装置は、車両が減速状態にあるとき、車両の余剰な運転エネルギーを用いて発電部７１にて発電を行い、その電力により凝縮水貯留タンク内の水を電気分解させる。その電気分解により得られた水素及び酸素は、低圧水素ボンベ５１及び低圧酸素ボンベ６１にそれぞれ供給され、且つ、燃焼室２１に供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼室に水素と酸素とを供給し、同燃焼室において同水素を燃焼させる水素エンジンを搭載した車両の制御装置に関する。

従来から、燃焼室に水素と酸素と作動ガスとしての単原子ガスであるアルゴンガスとを供給して同水素を燃焼させるとともに、同燃焼室から排出された排ガス中の作動ガスを同燃焼室に循環経路を通して循環させる作動ガス循環型水素エンジンが提案されている。アルゴンガスは、比熱比が非常に大きい不活性ガスである。従って、上記従来のエンジンは、比熱比が小さいガス（例えば、空気中の窒素）を作動ガスとして用いるエンジンよりも高い熱効率で運転され得る。このようなエンジンの排ガス中には、Ｈ_２Ｏ（水蒸気）とアルゴンガスとが含まれる。水蒸気は３原子分子のガスであるから、アルゴンよりも比熱比が小さい。従って、従来の水素エンジンは排ガスからＨ_２Ｏを分離・除去し、Ｈ_２Ｏが除去されたガスを燃焼室に再供給している（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照。）。
特開２００８−８２４７号公報 特開２００８−６４０１８号公報

ところで、このような水素エンジンを搭載した車両は、水素を貯留する水素ボンベ（水素貯留容器）及び酸素を貯留する酸素ボンベ（酸素貯留容器）を備える。水素ボンベ及び／又は酸素ボンベを大型化すれば、車両が水素及び／又は酸素を補給することなく走行することができる車両の走行距離（以下、「車両の連続走行可能距離」とも称呼する。）を長くすることができる。しかしながら、水素ボンベ及び／又は酸素ボンベを大型化すると、客室及び／又はトランクルームの容積が小さくなる。従って、このような水素エンジンを搭載した車両が有する一つの技術的課題は、水素ボンベ及び／又は酸素ボンベを大型化することなく、車両の連続走行可能距離を長くすることにある。

上記課題に対処するために為された本発明による車両の制御装置は、燃焼室に水素と酸素とを供給して同水素を燃焼させる水素エンジンを搭載した車両に適用される。
この制御装置は、更に、
前記車両及び前記エンジンの少なくとも一方の減速時に発生する余剰の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生エネルギー生成手段と、
前記変換された電気エネルギーを用いて前記燃焼室に供給される酸素及び水素の少なくとも一方を生成する燃焼用ガス生成手段と、
を備える。

これによれば、前記車両及び前記エンジンの少なくとも一方が発生する余剰の運動エネルギーを有効に利用することによって、燃焼室に供給される水素及び／又は酸素を生成することができる。従って、水素及び／又は酸素を生成するためのエネルギー源を車両に搭載することなく、且つ、水素ボンベ及び／又は酸素ボンベを大型化することなく、車両の連続走行可能距離を長くすることができる。

この場合、前記燃焼用ガス生成手段は、
前記燃焼室から排出された排ガス中に含まれる水分を捕集し水として貯留する水捕集手段と、
前記変換された電気エネルギーを使用して前記貯留された水を電気分解することにより前記燃焼室に供給される酸素及び水素の少なくとも一方を発生させる電気分解実行手段と、
を備えることが好適である。

これによれば、水素エンジンの排ガス中に必ず含まれる水を利用して水素及び酸素のうちの少なくとも一方を生成することができる。換言すると、水素及び／又は酸素を生成するための水を補給する機会を低減しながら車両の連続走行可能距離を長くすることができる。

この制御装置は、
水素を所定の高圧状態にて貯蔵する高圧水素容器と、
前記高圧水素容器内の水素の圧力よりも低く且つ大気圧よりも高い所定の低圧状態にて水素を貯蔵する低圧水素容器と、
前記高圧水素容器に貯蔵された高圧水素を前記燃焼室内に供給するように同高圧水素を指示に応じて噴射する高圧水素噴射手段と、
前記低圧水素容器に貯蔵された低圧水素を前記燃焼室内に供給するように同低圧水素を指示に応じて噴射する低圧水素噴射手段と、
前記水素エンジンに要求される水素の量である要求水素量が所定の低圧水素上限量よりも小さい場合には前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素を噴射させるとともに前記高圧水素噴射手段から前記高圧水素を噴射させないようにする指示を前記高圧水素噴射手段及び前記低圧水素噴射手段に送出し、且つ、同要求水素量が同低圧水素上限量よりも大きい場合には前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素を噴射させるとともに前記高圧水素噴射手段から前記高圧水素を噴射させるための指示を前記高圧水素噴射手段及び前記低圧水素噴射手段に送出する水素噴射制御手段と、
を備えることが好適である。

これによれば、要求水素量（例えば、エンジンが要求トルクを発生するのに必要な水素量）が所定の低圧水素上限量よりも小さい場合、前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素が噴射され、前記高圧水素は噴射されない。また、要求水素量が低圧水素上限量よりも大きい場合、前記低圧水素噴射手段及び前記高圧水素噴射手段の両方から水素が噴射される。従って、低圧水素が高圧水素よりも優先的に使用されるので、貴重な高圧水素の使用量を低減することができる。

この場合、前記水素噴射制御手段は、
前記要求水素量が前記低圧水素上限量よりも大きいとき、前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素上限量の水素を噴射させるとともに、「前記要求水素量から前記低圧水素上限量を減じた量」の水素を前記高圧水素噴射手段から噴射させるように構成されることが好適である。

これによれば、要求水素量が低圧水素上限量に到達するまでは、高圧水素は使用されない。また、要求水素量が低圧水素上限量を超える分の水素のみが高圧水素により補充される。この結果、特に、エンジンの要求発生トルクが大きくなった場合に必要となる「貴重な高圧水素」の使用量を低減することができる。

一方、上記制御装置は、
前記燃焼用ガス生成手段は少なくとも前記燃焼室に供給される水素を生成するように構成され、
前記制御装置は、更に、
水素を所定の高圧状態にて貯蔵する高圧水素容器と、
前記高圧水素容器内の水素の圧力よりも低く且つ大気圧よりも高い所定の低圧状態にて水素を貯蔵する低圧水素容器と、
前記高圧水素容器に貯蔵された高圧水素を前記燃焼室内に供給するように同高圧水素を指示に応じて噴射する高圧水素噴射手段と、
前記低圧水素容器に貯蔵された低圧水素を前記燃焼室内に供給するように同低圧水素を指示に応じて噴射する低圧水素噴射手段と、
前記燃焼用ガス生成手段により生成された水素を一時的に貯蔵する水素タンクと、
前記水素タンク内の水素を前記低圧水素容器に供給するために前記水素タンク内の水素を加圧する水素加圧手段と、
を備えることもできる。

これによれば、燃焼用ガス生成手段によって発生させられた水素を低圧水素容器に蓄えるとともに低圧水素噴射手段から噴射させることができる。また、燃焼用ガス生成手段によって発生させられた水素をエンジンにおいて利用可能とするために、同発生させられた水素を高圧水素容器内の水素の圧力にまで加圧する必要がない。従って、水素を加圧するために必要なエネルギーを小さくすることができる。

このように、制御装置が水素タンクと水素加圧手段とを備える場合、
その制御装置は、更に、
前記低圧水素容器内の水素ガスの圧力を検出する手段と、
前記検出された前記低圧水素容器内の水素ガスの圧力が所定の低圧水素ガス圧閾値以下であるとき前記水素加圧手段を作動させる水素加圧制御手段と、
を備えることが望ましい。

検出された低圧水素容器内の水素ガスの圧力が低圧水素ガス圧閾値よりも大きいときに水素加圧手段を作動させると、燃焼用ガス生成手段によって生成された水素を低圧水素容器に供給するために大きなエネルギーが消費される。しかしながら、上記構成によれば、検出された低圧水素容器内の水素ガスの圧力が低圧水素ガス圧閾値以下である場合にのみ、水素加圧手段が作動させられるので、無駄なエネルギーが消費されることを回避することができる。

また、本発明による制御装置において、
前記燃焼用ガス生成手段は少なくとも前記燃焼室に供給される酸素を生成するように構成され、
前記制御装置は、更に、
酸素を大気圧よりも高い所定の低圧状態にて貯蔵する低圧酸素容器と、
前記低圧酸素容器に貯蔵された低圧酸素を前記燃焼室内に供給する低圧酸素供給手段と、
前記燃焼用ガス生成手段により生成された酸素を一時的に貯蔵する酸素タンクと、
前記酸素タンク内の酸素を前記低圧酸素容器に供給するために前記酸素タンク内の酸素を加圧する酸素加圧手段と、
を備えることが望ましい。

これによれば、燃焼用ガス生成手段によって発生させられた酸素を低圧酸素容器に蓄えるとともに、その低圧酸素容器内の酸素を燃焼室に供給することができる。

このように、制御装置が酸素タンクと酸素加圧手段とを備える場合、
その制御装置は、更に、
前記低圧酸素容器内の酸素ガスの圧力を検出する手段と、
前記検出された前記低圧酸素容器内の酸素ガスの圧力が所定の低圧酸素ガス圧閾値以下であるとき、前記酸素加圧手段を作動させる酸素加圧制御手段と、
を備えることが望ましい。

検出された低圧酸素容器内の酸素ガスの圧力が低圧酸素ガス圧閾値よりも大きいときに酸素加圧手段を作動させると、燃焼用ガス生成手段によって生成された酸素を低圧酸素容器に供給するために大きなエネルギーが消費される。しかしながら、上記構成によれば、検出された低圧酸素容器内の酸素ガスの圧力が低圧酸素ガス圧閾値以下である場合にのみ、酸素加圧手段が作動させられるので、無駄なエネルギーが消費されることを回避することができる。

以下、本発明による車両の制御装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（構成）
図１は、本発明の実施形態に係る車両の制御装置（以下、「制御装置」と称呼する。）の概略図である。制御装置は、作動ガス循環型水素エンジン１０を搭載した車両に適用される。

エンジン１０は、循環通路部（作動ガス循環通路部）３０、高圧水素供給部４０、低圧水素供給部５０及び低圧酸素供給部６０を備えている。制御装置は、回生エネルギー生成部７０、燃焼用ガス生成部８０及び電気制御装置９０を備えている。

エンジン１０は、燃焼室に、燃料としての水素と、酸素と、作動ガスとしてのアルゴンガスと、を供給し、水素を燃焼室内において燃焼させることにより動力を取り出す形式の「ピストン往復動型・多気筒（４気筒）エンジン」である。なお、図１は、エンジン１０の特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。エンジン１０は、圧縮上死点近傍において高温高圧となった酸素とアルゴンガスとを含むガス中に水素を噴射することにより、水素を拡散燃焼させることができる。更に、エンジン１０は、酸素、水素及びアルゴンガスからなるガスを燃焼室内にて形成し、そのガスに含まれる水素を圧縮上死点近傍にて発生させられる点火用火花によって火炎伝播燃焼させることもできる。

エンジン１０は、シリンダヘッド部が形成するシリンダヘッド１１と、シリンダブロック部が形成するシリンダ１２と、シリンダ１２内において往復運動するピストン１３と、クランク軸１４と、ピストン１３とクランク軸１４とを連結しピストン１３の往復運動をクランク軸１４の回転運動に変換するためのコネクティングロッド１５と、シリンダブロックに連接されたオイルパン１６と、を備えている。ピストン１３の側面にはピストンリング１３ａが配設されている。

シリンダヘッド１１、シリンダ１２及びオイルパン１６から形成される空間は、ピストン１３により、ピストン１３の頂面側の燃焼室２１と、クランク軸１４を収容するクランクケース２２と、に区画されている。

シリンダヘッド１１には、燃焼室２１に連通した吸気ポート２３と、燃焼室２１に連通した排気ポート２４と、が形成されている。吸気ポート２３には吸気ポート２３を開閉する吸気弁２５が配設されている。排気ポート２４には排気ポート２４を開閉する排気弁２６が配設されている。更に、シリンダヘッド１１には、吸気弁２５を駆動するインテークカムを備えたインテークカムシャフト２７と、排気弁２６を駆動するエキゾーストカムを備えたエキゾーストカムシャフト２８と、点火用火花を燃焼室２１内に発生する点火プラグ２９と、点火プラグ２９に印加する高電圧を発生するためのイグニッションコイルを含むイグナイタ２９ａと、が配設されている。

循環通路部３０は、第１排気管３１（第１通路部、エキゾーストマニホールド）、第２排気管（第２通路部）３２、排ガス（循環ガス）の入口部３３ａと出口部３３ｂとを有する凝縮部（凝縮器）３３、接続通路部３４、吸気管集合部（サージタンク）３５及び吸気管（インテークマニホールド）３６を備えている。

第１排気管３１は、各気筒の排気ポート２４に接続された複数の枝部と、その複数の枝部が集合した集合部と、からなっている。
第２排気管３２は、第１排気管３１の集合部と、凝縮部３３の入口部３３ａと、を接続する管である。

凝縮部３３は、ガスの入口部３３ａ及び出口部３３ｂに加え、冷却水導入口３３ｃ、冷却水排出口３３ｄ及び凝縮水排出口３３ｅを備える。凝縮部３３は、入口部３３ａから導入されて出口部３３ｂから排出される「凝縮部３３の内部を通過するガス」に含まれる水蒸気を、冷却水Ｗによって凝縮させる。冷却水Ｗは、冷却水導入口３３ｃから導入され、凝縮部３３の内部を通過した後に冷却水排出口３３ｄから排出される。冷却水Ｗは図示しない放熱部において冷却される。

凝縮部３３において凝縮された水は、凝縮水排出口３３ｅから外部に排出され、水捕集手段としての凝縮水貯留タンク８１に貯留される。凝縮部３３において水蒸気が除去（分離）されたガス（非凝縮ガス）は、凝縮部３３の出口部３３ｂを構成する接続通路部３４の一つの端部から接続通路部３４内に流入する。接続通路部３４の他の端部は吸気管集合部３５に接続されている。

このように、凝縮部３３は、入口部３３ａから導入されて出口部３３ｂから排出される「凝縮部３３の内部を通過するガス」に含まれる水蒸気を同内部において凝縮させることにより、同内部を通過するガスから水（水蒸気）を除去し、同水が除去されたガスを出口部３３ｂから排出する。なお、凝縮部３３は冷媒として冷却水Ｗを使用する水冷式凝縮部であったが、冷媒としての空気（空気の送風）により内部を通過するガスに含まれる水蒸気を凝縮する空冷式凝縮部であってもよい。

吸気管３６は、吸気管集合部３５と複数の吸気ポート２３とを接続する複数の管からなっている。

以上の構成により、燃焼室２１から排気ポート２４を通して排出された排ガスは、第１排気管３１及び第２排気管３２を通って凝縮部３３内に流入する。その排ガスに含まれる水蒸気は凝縮部３３内において排ガスから分離・除去される。水蒸気が除去された排ガス（循環ガス）は、接続通路部３４、吸気管集合部３５、吸気管３６及び吸気ポート２３を通して燃焼室２１に再び供給される。

このように、エンジン１０は、燃焼室２１に水素と酸素と単原子ガス（本例においてアルゴンガス）からなる作動ガスとを供給して同水素を燃焼させるとともに、燃焼室２１に連通した排気ポート２４と燃焼室２１に連通した吸気ポート２３とを燃焼室２１の外部において接続する循環通路部（３１〜３６）を備え、燃焼室２１から排気ポート２４を通して排出された排ガス中の作動ガスを燃焼室２１に循環（流入）させる作動ガス循環型水素エンジンである。

高圧水素供給部４０は、高圧水素ボンベ（高圧水素容器）４１、高圧水素圧センサ（高圧水素ボンベ内ガス圧力センサ）４１ａ、高圧水素供給管４２及び複数の高圧水素噴射弁４３を含んでいる。

高圧水素ボンベ４１は水素ガスを数十気圧の高圧状態にて貯蔵する。
高圧水素圧センサ４１ａは、高圧水素ボンベ４１内の水素ガスの圧力（高圧水素ガス圧）を検出し、その高圧水素ガス圧を表す信号ＰＨ２Ｈｉを出力するようになっている。
高圧水素供給管４２は高圧水素ボンベ４１と複数の高圧水素噴射弁４３とを接続している。
複数の高圧水素噴射弁４３のそれぞれは、噴射孔が各気筒の燃焼室２１内に露呈するようにシリンダヘッド１１に固定されている。高圧水素噴射弁４３のそれぞれは、電気制御装置９０からの指示に応じて開弁し、高圧水素供給管４２を通して供給される高圧の水素（水素ガス）をそれぞれに対応する燃焼室２１内に噴射するようになっている。

低圧水素供給部５０は、低圧水素ボンベ（低圧水素容器）５１、低圧水素圧センサ（低圧水素ボンベ内ガス圧力センサ）５１ａ、低圧水素供給管５２及び複数の低圧水素噴射弁５３を含んでいる。

低圧水素ボンベ５１は水素ガスを数気圧の低圧状態（大気圧よりも高いが高圧水素ボンベ４１内の水素ガスの圧力よりも低い圧力状態）にて貯蔵する。
低圧水素圧センサ５１ａは、低圧水素ボンベ５１内の水素ガスの圧力（低圧水素ガス圧）を検出し、その低圧水素ガス圧を表す信号ＰＨ２Ｌｏを出力するようになっている。
低圧水素供給管５２は低圧水素ボンベ５１と複数の低圧水素噴射弁５３とを接続している。
複数の低圧水素噴射弁５３のそれぞれは、噴射孔が各気筒の吸気ポート２３内に露呈するようにシリンダヘッド１１に固定されている。低圧水素噴射弁５３のそれぞれは、電気制御装置９０からの指示に応じて開弁し、低圧水素供給管５２を通して供給される低圧の水素（水素ガス）をそれぞれに対応する吸気ポート２３内に噴射するようになっている。

低圧酸素供給部６０は、低圧酸素ボンベ（低圧酸素容器）６１、低圧酸素圧センサ（低圧酸素ボンベ内ガス圧力センサ）６１ａ、低圧酸素供給管６２及び一つの低圧酸素噴射弁６３を含んでいる。

低圧酸素ボンベ６１は酸素ガスを低圧状態（大気圧よりも高いが高圧水素ボンベ４１内の水素ガスの圧力よりも低い圧力状態）にて貯蔵する。
低圧酸素圧センサ６１ａは、低圧酸素ボンベ６１内の酸素ガスの圧力（低圧酸素ガス圧）を検出し、その低圧酸素ガス圧を表す信号ＰＯ２を出力するようになっている。
低圧酸素供給管６２は低圧酸素ボンベ６１と低圧酸素噴射弁６３とを接続している。
低圧酸素噴射弁６３は、噴射孔が吸気管集合部３５の近傍において接続通路部３４内に露呈するように接続通路部３４に固定されている。低圧酸素噴射弁６３は、電気制御装置９０からの指示に応じて開弁し、低圧酸素供給管６２を通して供給される低圧の酸素（酸素ガス）を接続通路部３４内に噴射するようになっている。

回生エネルギー生成部７０は、発電部（モータジェネレータ部）７１と、車両の車輪ＷＨに固定された車軸７２と、を含んでいる。
発電部７１は、図示しない動力伝達機構とジェネレータ（発電機）とを含んでいる。動力伝達機構は、電気制御装置９０からの指示に応じ、車輪ＷＨの回転によってジェネレータのロータを回転させ、ジェネレータのステータコイルに３相交流電流を発生させるようになっている。即ち、回生エネルギー生成部７０は、車輪ＷＨの回転エネルギーを車軸７２を通してジェネレータに伝達することにより電気エネルギー（電力）に変換することができる構造を備えている。発電部７１が発生した３相交流電流は、電気制御装置９０に供給される。

燃焼用ガス生成部８０は、陽極８２ａ、第１酸素管８３ａ、酸素タンク８４ａ、第２酸素管８５ａ、第３酸素管８６ａ、酸素用電動ポンプ８７ａ及び酸素逆止弁８８ａを含んでいる。

第１酸素管８３ａは、陽極８２ａにおいて発生した酸素（酸素ガス）を酸素タンク８４ａに供給するようになっている。
酸素タンク８４ａは、第１酸素管８３ａを通して供給された酸素を貯留するようになっている。
第２酸素管８５ａは、酸素タンク８４ａと酸素用電動ポンプ８７ａの吸入口とを接続している。
第３酸素管８６ａは、酸素用電動ポンプ８７ａの吐出口と低圧酸素供給管６２とを接続している。
酸素用電動ポンプ８７ａは、電気制御装置９０の指示に応じて作動することにより、第２酸素管８５ａ内の酸素を加圧した上で第３酸素管８６ａに送出（吐出）するようになっている。

酸素逆止弁８８ａは、第３酸素管８６ａに介装されている。酸素逆止弁８８ａは、酸素用電動ポンプ８７ａの吐出口における酸素ガスの圧力が低圧酸素供給管６２内の酸素ガスの圧力（即ち、低圧酸素ボンベ６１内の酸素ガスの圧力）より高い場合、酸素用電動ポンプ８７ａから低圧酸素供給管６２に向かうガスの流れを許容するようになっている。酸素逆止弁８８ａは、酸素用電動ポンプ８７ａの吐出口における酸素ガスの圧力が低圧酸素供給管６２内の酸素ガスの圧力より低い場合、低圧酸素供給管６２から酸素用電動ポンプ８７ａに向かうガスの流れを阻止するようになっている。

燃焼用ガス生成部８０は、更に、陰極８２ｂ、第１水素管８３ｂ、水素タンク８４ｂ、第２水素管８５ｂ、第３水素管８６ｂ、水素用電動ポンプ８７ｂ及び水素逆止弁８８ｂを含んでいる。

第１水素管８３ｂは、陰極８２ｂにおいて発生した水素（水素ガス）を水素タンク８４ｂに供給するようになっている。
水素タンク８４ｂは、第１水素管８３ｂを通して供給された水素を貯留するようになっている。
第２水素管８５ｂは、水素タンク８４ｂと水素用電動ポンプ８７ｂの吸入口とを接続している。
第３水素管８６ｂは、水素用電動ポンプ８７ｂの吐出口と低圧水素供給管５２とを接続している。
水素用電動ポンプ８７ｂは、電気制御装置９０の指示に応じて作動することにより、第２水素管８５ｂ内の水素を加圧した上で第３水素管８６ｂに送出（吐出）するようになっている。

水素逆止弁８８ｂは、第３水素管８６ｂに介装されている。水素逆止弁８８ｂは、水素用電動ポンプ８７ｂの吐出口における水素ガスの圧力が低圧水素供給管５２内の水素ガスの圧力（即ち、低圧水素ボンベ５１内の水素ガスの圧力）より高い場合、水素用電動ポンプ８７ｂから低圧水素供給管５２に向かうガスの流れを許容するようになっている。水素逆止弁８８ｂは、水素用電動ポンプ８７ｂの吐出口における水素ガスの圧力が低圧水素供給管５２内の水素ガスの圧力より低い場合、低圧水素供給管５２から水素用電動ポンプ８７ｂに向かうガスの流れを阻止するようになっている。

電気制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子装置である。更に、電気制御装置９０は、発電部７１が発生した３相交流電流を直流電圧に変換するとともに、ＣＰＵの指示に応じて陽極８２ａと陰極８２ｂとの間にその変換した直流電圧を印加する電圧印加回路を含んでいる。

電気制御装置９０には、高圧水素圧センサ４１ａ、低圧水素圧センサ５１ａ、低圧酸素圧センサ６１ａ、アクセルペダル操作量センサ９１、エンジン回転速度センサ９２及び車速センサ９３等のセンサが接続されている。電気制御装置９０は、これらのセンサからの検出信号を入力するようになっている。

アクセルペダル操作量センサ９１は、運転者により操作されるアクセルペダルＡＰの操作量を検出し、そのアクセルペダルＡＰの操作量を表す信号Accpを出力するようになっている。
エンジン回転速度センサ９２は、エンジン回転速度に応じた周波数のパルス信号とクランク角度に応じたパルス信号とを発生するようになっている。エンジン回転速度センサ９２からの信号は電気制御装置９０によりエンジン回転速度ＮＥと絶対クランク角とに変換される。
車速センサ９３は、車軸７２の回転速度に応じた周波数のパルス信号を発生するようになっている。車速センサ９３からの信号は電気制御装置９０により車速（車両の速度）ＳＰＤに変換される。

更に、電気制御装置９０は、各気筒のイグナイタ２９ａ、各気筒の高圧水素噴射弁４３、各気筒の低圧水素噴射弁５３、低圧酸素噴射弁６３、発電部７１、酸素用電動ポンプ８７ａ及び水素用電動ポンプ８７ｂ等と接続されていて、これらに指示信号又は駆動信号を送出するようになっている。

（作動の概要）
次に、上記のように構成された制御装置の作動の概要について説明する。
エンジン１０の燃焼室２１から排気ポート２４を通して排出された排ガス中に含まれる水分（水蒸気）は凝縮部３３によって凝縮され、凝縮水貯留タンク８１に貯留される。水分が除去・分離された排ガス（循環ガス）は、主としてアルゴンガスからなる。循環ガスは、接続通路部３４、吸気管集合部３５、吸気管３６及び吸気ポート２３を通して燃焼室２１に再び供給される。

制御装置は、低圧水素噴射弁５３と、必要に応じて高圧水素噴射弁４３と、から水素を噴射させる。低圧水素噴射弁５３から噴射された水素は吸気ポート２３を通して燃焼室２１に供給される。高圧水素噴射弁４３から噴射された水素は燃焼室２１に直接供給される。

更に、制御装置は、低圧酸素噴射弁６３から接続通路部３４に酸素を噴射させる。噴射された酸素は、吸気管集合部３５、吸気管３６及び吸気ポート２３を通して燃焼室２１に再び供給される。

制御装置は、所定のタイミングにて点火プラグ２９から点火用火花を発生させる。これにより、低圧水素噴射弁５３から噴射され且つ吸気ポート２３を通して燃焼室２１に供給された水素は、火炎伝播燃焼させられる。高圧水素噴射弁４３から噴射された水素は、燃焼室２１に噴射されながら拡散燃焼させられる。

ところで、水素は着火すると短時間内に燃焼する性質を有する。即ち、水素の燃焼速度は非常に大きい。従って、エンジン１０の発生すべきトルク（要求トルク）が大きい場合に要求される「多量の水素」を低圧水素噴射弁５３から供給すると、燃焼室２１内における発熱量の変化が急激になる（先鋭となる）。このため、エンジン１０の冷却損失が増大し熱効率が悪化する。更に、筒内圧のピーク値が非常に大きくなるので、エンジン１０の強度を増大させなければならない。また、ピストンリング１３ａ周辺からクランクケース２２への漏洩ガス量が増大するという問題も発生する。加えて、燃焼室２１の温度が過度に高くなり、水素が予期しないタイミングにて自着火する場合も生じる。以上から、低圧水素噴射弁５３から供給することができる水素量は、このような問題が生じない程度の量（低圧水素上限量）以下であることが好ましい。

これに対し、高圧水素噴射弁４３から噴射される水素は、噴射されながら（飛行しながら）拡散燃焼する。従って、多量の水素を相対的に徐々に燃焼させることができる。よって、要求トルクが大きいとき、高圧水素噴射弁４３から水素を噴射して燃焼させれば、筒内圧が過大になったり、燃焼室２１の温度が過度に高くなったりする問題を回避することができる。

一方、高圧の水素は高価であり、それ故、貴重である。そこで、制御装置は、低圧水素噴射弁５３から供給される水素の量が上記低圧水素上限量に到達するまでは、低圧水素噴射弁５３のみから水素を噴射する。そして、低圧水素噴射弁５３から供給される水素の量が上記低圧水素上限量以上になる場合、低圧水素噴射弁５３の水素の噴射量を上記低圧水素上限量またはそれ以下とし、且つ、必要とされる残りの水素を高圧水素噴射弁４３から噴射する。この結果、制御装置は、低圧水素（低圧水素ボンベ５１内の水素ガス）を高圧水素（高圧水素ボンベ４１内の水素ガス）よりも優先して使用するので、高圧水素の消費量を低減することができる。

更に、制御装置は、車両の運転状態が減速状態であるとき、発電部７１によって発電を実施する。即ち、車両の運転状態が減速状態であるとき、回生エネルギー生成部７０が回生エネルギーを回収する。制御装置は、その回生エネルギーを利用して陽極８２ａと陰極８２ｂとに所定の電圧（電気分解用の電圧）を印加する。換言すると、制御装置は、陽極８２ａと陰極８２ｂとの間に電位差を発生させることにより、これらの間に電流を流す。

この結果、凝縮水貯留タンク８１に貯留されている水が電気分解される。従って、陽極８２ａ近傍には酸素（酸素ガス）が発生する（酸素が生成される）。その酸素は、第１酸素管８３ａを通して酸素タンク８４ａ内に回収（収容）される。陰極８２ｂ近傍には水素（水素ガス）が発生する（水素が生成される）。その水素は、第１水素管８３ｂを通して水素タンク８４ｂ内に回収（収容）される。

制御装置は、低圧酸素ボンベ６１内の酸素ガスの圧力（低圧酸素ガス圧）ＰＯ２が低圧酸素ガス圧閾値ＰＯ２ｔｈ以下になると、酸素用電動ポンプ８７ａを作動させる。その結果、酸素タンク８４ａに収容されている酸素が低圧酸素供給管６２及び低圧酸素ボンベ６１に供給される。これにより、酸素用電動ポンプ８７ａが無駄にエネルギーを消費することを回避しながら、エンジン１０が使用する酸素の量（低圧酸素ボンベ６１内の酸素の量）を増大することができる。

同様に、制御装置は、低圧水素ボンベ５１内の水素ガスの圧力（低圧水素ガス圧）ＰＨ２Ｌｏが低圧水素ガス圧閾値ＰＨ２Ｌｏｔｈ以下になると、水素用電動ポンプ８７ｂを作動させる。その結果、水素タンク８４ｂに収容されている水素が低圧水素供給管５２及び低圧水素ボンベ５１に供給される。これにより、水素用電動ポンプ８７ｂが無駄にエネルギーを消費することを回避しながら、エンジン１０が使用する水素の量（低圧水素ボンベ５１内の酸素の量）を増大することができる。

以上により、制御装置は、車両の連続走行可能距離（水素及び酸素の補給をすることなく走行できる距離）を増大することができる。

（作動の詳細）
次に、制御装置の作動の詳細について説明する。
電気制御装置９０のＣＰＵは、各気筒のクランク角度が吸気上死点前の所定のクランク角度（例えば、吸気上死点前９０度）に一致する毎に図２にフローチャートにより示した噴射制御ルーチンを実行するようになっている。クランク角が吸気上死点前の所定クランク角度に一致した気筒（即ち、吸気行程を迎える気筒）は、以下「燃料噴射気筒」とも称呼される。

特定の気筒のクランク角度が前記所定のクランク角度に一致すると、ＣＰＵはこのルーチンの処理をステップ２００から開始してステップ２０５に進み、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑを算出する。即ち、ＣＰＵは、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑを、現時点にて検出されているアクセルペダル操作量Accp（エンジン負荷）及び現時点にて検出されているエンジン回転速度ＮＥと、関数ｆ１、とに基づいて求める。関数ｆ１は、アクセルペダル操作量Accp及びエンジン回転速度ＮＥにより定まる運転要求トルクに応じた要求水素量ＳＨ２ｒｅｑを求めるための予め定められた関数（例えば、ルックアップテーブル）である。

次にＣＰＵはステップ２１０に進み、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘを算出する。即ち、ＣＰＵは、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘを、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏ及び低圧水素噴射弁開弁最大時間τＨ２ＬｏＭａｘと、関数ｆ２、とに基づいて求める。

低圧水素噴射弁開弁最大時間τＨ２ＬｏＭａｘは、低圧水素噴射弁５３から噴射された水素が吸気行程において燃焼室２１内に確実に吸入されるようにするための低圧水素噴射弁開弁時間の最大値である。低圧水素噴射弁開弁最大時間τＨ２ＬｏＭａｘは、予め定められている。低圧水素噴射弁開弁最大時間τＨ２ＬｏＭａｘは、エンジン回転速度ＮＥが大きいほど短くなるように、エンジン回転速度ＮＥに基づいて決定されてもよい。関数ｆ２は、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏ及び低圧水素噴射弁開弁最大時間τＨ２ＬｏＭａｘと低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘと、の関係を定めた関数（例えば、ルックアップテーブル）である。関数ｆ２によれば、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘは、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏが小さいほど小さくなり、低圧水素噴射弁開弁最大時間τＨ２ＬｏＭａｘが大きいほど大きくなる。

次に、ＣＰＵはステップ２１５に進み、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが上述した低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上であるか否かを判定する。

いま、エンジン負荷が大きいために、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上であると仮定する。更に、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏが十分に大きいために、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘは低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上であると仮定する（図３の（Ａ）を参照。）。

この場合、ＣＰＵはステップ２１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２２０に進み、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上であるか否かを判定する。前述の仮定に従うと、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘは低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上である。従って、ＣＰＵはステップ２２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ２２５乃至ステップ２５５の処理を順に行い、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ２２５：ＣＰＵは、低圧水素噴射量ＳＨ２Ｌｏに低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈを設定（格納）する。
ステップ２３０：ＣＰＵは、高圧水素噴射量ＳＨ２Ｈｉに「要求水素量ＳＨ２ｒｅｑから低圧水素噴射量ＳＨ２Ｌｏを減じた値」を設定（格納）する。

ステップ２３５：ＣＰＵは、低圧水素噴射弁開弁時間τＨ２Ｌｏを算出する。即ち、ＣＰＵは、低圧水素噴射弁開弁時間τＨ２Ｌｏを、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏ及び低圧水素噴射量ＳＨ２Ｌｏと、関数ｇＬｏ、とに基づいて求める。
ステップ２４０：ＣＰＵは、高圧水素噴射弁開弁時間τＨ２Ｈｉを算出する。即ち、ＣＰＵは、高圧水素噴射弁開弁時間τＨ２Ｈｉを、高圧水素ガス圧ＰＨ２Ｈｉ及び高圧水素噴射量ＳＨ２Ｈｉと、関数ｇＨｉ、とに基づいて求める。

ステップ２４５：ＣＰＵは、低圧酸素噴射量ＳＯ２を算出する。即ち、ＣＰＵは、低圧酸素噴射量ＳＯ２を、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑと関数ｈとに基づいて求める。エンジン１０は水素を燃料として燃焼させる。従って、水素の燃焼により水のみを生成するためには、水素２モルに対して酸素１モルを供給する必要がある。このため、関数ｈは、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑにより表される水素のモル数ＭＨの半分のモル数（ＭＨ／２）の酸素が燃焼室２１に供給されるように、低圧酸素噴射量ＳＯ２を決定する。なお、関数ｈは、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑにより表される水素のモル数ＭＨの半分のモル数（ＭＨ／２）の酸素量に余裕量Ｍｇを加えた量の酸素が燃焼室２１に供給されるように、低圧酸素噴射量ＳＯ２を決定する関数であってもよい。

ステップ２５０：ＣＰＵは、低圧酸素弁開弁時間τＯ２を算出する。即ち、ＣＰＵは、低圧酸素弁開弁時間τＯ２を、低圧酸素ガス圧ＰＯ２及び低圧酸素噴射量ＳＯ２と、関数ｇＯ、とに基づいて求める。
ステップ２５５：ＣＰＵは「燃料噴射気筒の低圧水素噴射弁５３を低圧水素噴射弁開弁時間τＨ２Ｌｏだけ開弁させる指示信号」をその低圧水素噴射弁５３に直ちに送出する。ＣＰＵは「低圧酸素噴射弁６３を低圧酸素弁開弁時間τＯ２だけ開弁させる指示信号」をその低圧酸素噴射弁６３に直ちに送出する。更に、ＣＰＵは「燃料噴射気筒の高圧水素噴射弁４３を、燃料噴射気筒の圧縮上死点前θinjから高圧水素噴射弁開弁時間τＨ２Ｈｉだけ開弁させる指示信号」をその高圧水素噴射弁４３に送出する。加えて、ＣＰＵは、圧縮上死点近傍であって圧縮上死点前の所定クランク角にて燃料噴射気筒の点火プラグ２９から点火用火花が発生するように、その点火プラグ２９に対応するイグナイタ２９ａに点火指示信号を送出する。

以上の作動により、図３の（Ａ）に示したように、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上であり（ステップ２１５を参照。）、且つ、低圧水素噴射弁５３を低圧水素噴射弁開弁最大時間τＨ２ＬｏＭａｘだけ開弁した場合に噴射される「低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘ」が低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上である場合（ステップ２１０及びステップ２２０を参照。）、ＣＰＵは、低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈに相当する量の水素を低圧水素噴射弁５３から噴射し（ステップ２２５、ステップ２３５及びステップ２５５を参照）、残余の水素を高圧水素噴射弁４３から噴射する（ステップ２３０、ステップ２４０及びステップ２５５を参照）。更に、ＣＰＵは、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑに応じた量の酸素を、低圧酸素噴射弁６３から噴射する（ステップ２４５、ステップ２５０及びステップ２５５を参照）。

次に、エンジン負荷が大きいために、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上であり、且つ、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏが十分に大きくないために、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈより小さいと仮定する（図３の（Ｂ）を参照。）。

この場合、ＣＰＵはステップ２００乃至ステップ２１０の処理を実行した後、ステップ２１５にて「Ｙｅｓ」と判定し且つステップ２２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ２６０に進む。そして、ＣＰＵはそのステップ２６０にて低圧水素噴射量ＳＨ２Ｌｏに低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘを設定（格納）する。その後、ＣＰＵはステップ２３０乃至ステップ２５５の処理を実行し、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上の作動により、図３の（Ｂ）に示したように、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ以上であり（ステップ２１５を参照。）、且つ、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈより小さい場合（ステップ２１０及びステップ２２０を参照。）、ＣＰＵは、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘに相当する量の水素を低圧水素噴射弁５３から噴射し（ステップ２６０、ステップ２３５及びステップ２５５を参照）、残余の水素を高圧水素噴射弁４３から噴射する（ステップ２３０、ステップ２４０及びステップ２５５を参照）。更に、ＣＰＵは、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑに応じた量の酸素を、低圧酸素噴射弁６３から噴射する（ステップ２４５、ステップ２５０及びステップ２５５を参照）。

次に、エンジン負荷が小さいために、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈよりも小さく、且つ、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏが比較的大きいために、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘが要求水素量ＳＨ２ｒｅｑ以上であると仮定する（図３の（Ｃ）を参照。）。

この場合、ＣＰＵはステップ２００乃至ステップ２１０の処理を実行した後、ステップ２１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ２６５に進んで低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘが要求水素量ＳＨ２ｒｅｑ以上であるか否かを判定する。上記仮定に従うと、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘは要求水素量ＳＨ２ｒｅｑ以上である。よって、ＣＰＵはステップ２６５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２７０に進み、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏに要求水素量ＳＨ２ｒｅｑを設定（格納）する。次に、ＣＰＵはステップ２７５に進み、高圧水素噴射量ＳＨ２Ｈｉに「０」を設定（格納）する。その後、ＣＰＵはステップ２３５乃至ステップ２５５の処理を実行し、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上の作動により、図３の（Ｃ）に示したように、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈよりも小さく（ステップ２１５を参照。）、且つ、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘが要求水素量ＳＨ２ｒｅｑ以上である場合（ステップ２１０及びステップ２６５を参照。）、ＣＰＵは、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑに相当する量の水素を低圧水素噴射弁５３から噴射し（ステップ２７０、ステップ２３５及びステップ２５５を参照）、高圧水素噴射弁４３からは水素を噴射しない（ステップ２７５、ステップ２４０及びステップ２５５を参照）。更に、ＣＰＵは、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑに応じた量の酸素を、低圧酸素噴射弁６３から噴射する（ステップ２４５、ステップ２５０及びステップ２５５を参照）。

次に、エンジン負荷が小さいために、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈよりも小さく、且つ、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏが比較的小さいために、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘが要求水素量ＳＨ２ｒｅｑよりも小さいと仮定する（図３の（Ｄ）を参照。）。

この場合、ＣＰＵはステップ２００乃至ステップ２１０の処理を実行した後、ステップ２１５及びステップ２６５の両ステップにて「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵは、ステップ２６５からステップ２６０に進み、低圧水素噴射量ＳＨ２Ｌｏに低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘを設定（格納）する。その後、ＣＰＵはステップ２３０乃至ステップ２５５の処理を実行し、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上の作動により、図３の（Ｄ）に示したように、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈよりも小さく（ステップ２１５を参照。）、且つ、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘが要求水素量ＳＨ２ｒｅｑよりも小さい場合（ステップ２１０及びステップ２６５を参照。）、ＣＰＵは、低圧水素最大噴射可能量ＳＨ２ＬｏＭａｘに相当する量の水素を低圧水素噴射弁５３から噴射し（ステップ２６０、ステップ２３５及びステップ２５５を参照）、残余の水素を高圧水素噴射弁４３から噴射する（ステップ２３０、ステップ２４０及びステップ２５５を参照）。更に、ＣＰＵは、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑに応じた量の酸素を、低圧酸素噴射弁６３から噴射する（ステップ２４５、ステップ２５０及びステップ２５５を参照）。以上のように、水素の噴射制御及び酸素の噴射制御がなされる。

更に、ＣＰＵは図４に示した水素及び酸素生成ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ４００から処理を開始してステップ４１０に進み、現時点が車両減速状態であるか否かを判定する。

より具体的に述べると、ＣＰＵは、以下の条件１〜条件３の何れか一つが成立したときに車両が減速状態にあると判定する。ＣＰＵは条件１〜３の何れか一つのみを判定するように構成されてもよく、条件１〜３のうちの二つ以上を判定するように構成されてもよい。更に、ＣＰＵは他の条件を用いることにより、車両が減速状態にあるか否かを判定するように構成されることもできる。
（条件１）アクセルペダル操作量Accpが「０」（又は、微小な値δ以下であり）、且つ、車速ＳＰＤが「０」でないとき。
（条件２）アクセルペダル操作量Accpの単位時間あたりの変化量ｄAccp／ｄｔが負の値であり、且つ、車速ＳＰＤが「０」でないとき。
（条件３）車速ＳＰＤの単位時間あたりの変化量ｄＳＰＤ／ｄｔが負の値であり、且つ、車速ＳＰＤが「０」でないとき。

いま、車両が減速状態にあると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４２０に進み、車輪ＷＨの回転によって発電部７１に３相交流電流を発生させる（発電させる）。次いで、ＣＰＵはステップ４３０に進み、陽極８２ａと陰極８２ｂとの間に電気分解用の電圧を印加し、凝縮水貯留タンク８１に貯留されている水を電気分解する。即ち、陽極８２ａ近傍に酸素ガスを発生させ、陰極８２ｂ近傍に水素ガスを発生させる。これらの酸素及び水素は、酸素タンク８４ａ及び水素タンク８４ｂにそれぞれ回収される。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

一方、現時点が車両減速状態でない場合、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４４０に進んで発電を停止する。即ち、ＣＰＵは、車輪ＷＨの回転によって発電部７１に３相交流電流を発生させないようにする。次に、ＣＰＵはステップ４５０に進み、陽極８２ａと陰極８２ｂとの間への電気分解用の電圧の印加を停止する。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

このように、ＣＰＵは、車両の運転状態が減速状態であるとき、回生エネルギー生成部７０によって回生エネルギーを回収し、その回生エネルギーを利用して陽極８２ａと陰極８２ｂとに所定の電圧（電気分解用の電圧）を印加する。即ち、ＣＰＵは、回生エネルギーにより酸素ガス及び水素ガスを生成する。

加えて、ＣＰＵは図５に示した電動ポンプ制御ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ５００から処理を開始してステップ５１０に進み、低圧酸素ボンベ６１内の酸素ガスの圧力（低圧酸素ガス圧）ＰＯ２が低圧酸素ガス圧閾値ＰＯ２ｔｈ以下であるか否かを判定する。

このとき、低圧酸素ガス圧ＰＯ２が低圧酸素ガス圧閾値ＰＯ２ｔｈ以下であると、ＣＰＵはステップ５１０からステップ５２０へと進み、酸素用電動ポンプ８７ａを作動させる。この結果、凝縮水の電気分解により生成され酸素タンク８４ａに貯留されていた酸素が加圧され、低圧酸素供給管６２及び低圧酸素ボンベ６１に供給される。その後、ＣＰＵはステップ５４０に進む。

これに対し、低圧酸素ガス圧ＰＯ２が低圧酸素ガス圧閾値ＰＯ２ｔｈよりも大きいと、ＣＰＵはステップ５１０からステップ５３０へと進み、酸素用電動ポンプ８７ａの作動を停止させる。この結果、酸素タンク８４ａに貯留されている酸素は、低圧酸素供給管６２及び低圧酸素ボンベ６１に供給されない。その後、ＣＰＵはステップ５４０に進む。

ＣＰＵはステップ５４０において、低圧水素ボンベ５１内の水素ガスの圧力（低圧水素ガス圧）ＰＨ２Ｌｏが低圧水素ガス圧閾値ＰＨ２Ｌｏｔｈ以下であるか否かを判定する。

このとき、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏが低圧水素ガス圧閾値ＰＨ２Ｌｏｔｈ以下であると、ＣＰＵはステップ５４０からステップ５５０へと進み、水素用電動ポンプ８７ｂを作動させる。この結果、凝縮水の電気分解により生成され水素タンク８４ｂに貯留されていた水素が加圧され、低圧水素供給管５２及び低圧水素ボンベ５１に供給される。その後、ＣＰＵはステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、低圧水素ガス圧ＰＨ２Ｌｏが低圧水素ガス圧閾値ＰＨ２Ｌｏｔｈよりも大きいと、ＣＰＵはステップ５４０からステップ５６０へと進み、水素用電動ポンプ８７ｂの作動を停止させる。この結果、水素タンク８４ｂに貯留されている水素は、低圧水素供給管５２及び低圧水素ボンベ５１に供給されない。その後、ＣＰＵはステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、制御装置は、
燃焼室２１に水素と酸素とを供給して水素を燃焼させる水素エンジン（作動ガス循環型水素エンジン）１０を搭載した車両の制御装置であって、
車両の減速時に発生する余剰の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生エネルギー生成手段（回生エネルギー生成部７０、図４のステップ４１０及びステップ４２０）と、
前記変換された電気エネルギーを用いて燃焼室２１に供給される酸素及び水素の少なくとも一方を生成する燃焼用ガス生成手段（燃焼用ガス生成部８０、図４のステップ４３０）と、
を備えた制御装置である。

従って、制御装置は、車両が発生する余剰の運動エネルギーを有効に利用することによって、燃焼室２１に供給される水素（低圧水素）及び／又は酸素（低圧酸素）を生成することができる。従って、水素及び／又は酸素を生成するためのエネルギー源を車両に搭載することなく、且つ、低圧水素ボンベ５１及び／又は低圧酸素ボンベ６１を大型化することなく、車両の連続走行可能距離を長くすることができる。

なお、制御装置の回生エネルギー生成手段は、エンジン１０が減速状態にあるか否かを判定する機関減速判定手段を備え、エンジン１０が減速状態にあると判定されているときに発生する「余剰のエンジン１０の運動エネルギー」を電気エネルギーに変換するように構成されていてもよい。そして、燃焼用ガス生成手段は、その変換された電気エネルギーを用いて凝縮水貯留タンク８１内に貯留された凝縮水を電気分解することにより、燃焼室２１に供給される酸素及び水素の少なくとも一方を生成するように構成されてもよい。なお、この場合、制御装置は、例えば、アクセルペダル操作量Accpが「０」（又は、微小な値δ以下であり）、且つ、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度以上であるとき、エンジン１０が減速状態にあると判定するように構成され得る。また、この場合、発電部７１はエンジン１０の出力軸により回転されて発電するように構成される。

更に、制御装置の前記燃焼用ガス生成手段（燃焼用ガス生成部８０）は、
燃焼室２１から排出された排ガス中に含まれる水分を捕集し且つその捕集した水分を水として貯留する水捕集手段（凝縮部３３、凝縮水貯留タンク８１）と、
前記変換された電気エネルギーを使用して前記凝縮水貯留タンク８１に貯留された水を電気分解することにより、燃焼室２１に供給される酸素及び水素の少なくとも一方を発生させる電気分解実行手段（陽極８２ａ、陰極８２ｂ、電気制御装置９０、図４のステップ４３０を参照。）と、
を備えている。

このように、制御装置は、水素エンジン１０の排ガス中に必ず含まれる水を利用して、「燃焼室２１に供給される水素及び酸素」を生成することができる。換言すると、運転者が水素及び酸素を生成するための水を補給しなければならない機会を低減しながら、車両の連続走行可能距離を長くすることができる。

更に、制御装置は、低圧水素を高圧水素よりも優先的に使用する。即ち、低圧水素を供給してもエンジン１０に上述した問題が生じない範囲において、極力多くの低圧水素をエンジン１０に供給する。即ち、制御装置は、エンジン１０に供給すべき水素の量が低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈに到達するまでは、高圧水素を使用しない。また、エンジン１０に供給すべき水素の量が低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈを超える分の水素のみを高圧水素により補充する。この結果、エンジン１０の要求発生トルクが大きくなった場合に必要となる「貴重な高圧水素」の使用量を低減することができる。

即ち、制御装置は、
前記燃焼室に供給される（予定の）水素を所定の高圧状態にて貯蔵する高圧水素容器（高圧水素ボンベ４１）と、
前記高圧水素容器内の水素の圧力よりも低く且つ大気圧よりも高い所定の低圧状態にて水素を貯蔵する低圧水素容器（低圧水素ボンベ５１）と、
前記高圧水素容器に貯蔵された高圧水素を前記燃焼室２１内に供給するように同高圧水素を指示に応じて噴射する高圧水素噴射手段（高圧水素噴射弁４３、図２のステップ２５５）と、
前記低圧水素容器に貯蔵された低圧水素を前記燃焼室２１内に供給するように同低圧水素を指示に応じて噴射する低圧水素噴射手段（低圧水素噴射弁５３、図２のステップ２５５）と、
前記水素エンジンに要求される水素の量である要求水素量が所定の低圧水素上限量よりも小さい場合には前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素を噴射させるとともに前記高圧水素噴射手段から前記高圧水素を噴射させないようにする指示を前記高圧水素噴射手段及び前記低圧水素噴射手段に送出し（図２のステップ２１５、ステップ２６５〜ステップ２７５、ステップ２３５、ステップ２４０及びステップ２５５）、且つ、同要求水素量が同低圧水素上限量よりも大きい場合には前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素を噴射させるとともに前記高圧水素噴射手段から前記高圧水素を噴射させるための指示を前記高圧水素噴射手段及び前記低圧水素噴射手段に送出する水素噴射制御手段（図２のステップ２１５、ステップ２２０〜ステップ２４０、及び、ステップ２５５）、
を備えている。

これによれば、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑ（例えば、エンジンが要求トルクを発生するのに必要な水素量）が所定の低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈよりも小さい場合、前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素が噴射され、前記高圧水素は噴射されない。また、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈよりも大きい場合、前記低圧水素噴射手段及び前記高圧水素噴射手段の両方から水素が噴射される。従って、低圧水素が高圧水素よりも優先的に使用されるので、貴重な高圧水素の使用量を低減することができる。

更に、制御装置は、
所定の高圧力状態にて水素を貯蔵する高圧水素容器（高圧水素ボンベ４１）と、
前記高圧水素容器内の水素の圧力よりも低く大気圧よりも高い所定の低圧力状態にて水素を貯蔵する低圧水素容器（低圧水素ボンベ５１）と、
前記高圧水素容器に貯蔵された高圧水素を指示に応じて燃焼室２１内に直接噴射する高圧水素噴射手段（高圧水素噴射弁４３、図２のステップ２５５）と、
前記低圧水素容器に貯蔵された低圧水素を指示に応じて吸気ポート２３内に噴射する低圧水素噴射手段（低圧水素噴射弁５３、図２のステップ２５５）と、
を備えると言うこともできる。

更に、制御装置は、
「エンジン１０が発生すべきトルク（要求トルク）に応じて定められる要求水素量ＳＨ２ｒｅｑ」が「燃焼室２１内の圧力が過大とならないように予め定められた低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈ」以上であるとき、低圧水素噴射手段から低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈの水素を噴射させるとともに（図２のステップ２２５、ステップ２３５及びステップ２５５）、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑから低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈを減じた量の水素を高圧水素噴射手段から噴射させる（図２のステップ２３０、ステップ２４０及びステップ２５５）、水素噴射制御手段を備える。これにより、貴重な高圧水素の消費量を低減することができる。なお、本願における低圧水素上限量は、実際の低圧水素上限量以下の所定量であってもよい。

換言すると、前記水素噴射制御手段は、
前記要求水素量が前記低圧水素上限量よりも大きいとき、前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈの水素を噴射させるとともに（図２のステップ２２５、ステップ２３５及びステップ２５５）、前記要求水素量ＳＨ２ｒｅｑから前記低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈを減じた量の水素を前記高圧水素噴射手段から噴射させる（図２のステップ２３０、ステップ２４０及びステップ２５５）ように構成されている。

これによれば、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈに到達するまでは、高圧水素は使用されない。また、要求水素量ＳＨ２ｒｅｑが低圧水素上限量ＳＨ２Ｌｏｔｈを超える分の水素のみが高圧水素により補充される。この結果、特に、エンジン１０の要求発生トルクが大きくなった場合に必要となる「貴重な高圧水素」の使用量を低減することができる。

更に、制御装置は、
前記燃焼室に供給される水素を所定の高圧状態にて貯蔵する高圧水素容器（高圧水素ボンベ４１）と、
前記高圧水素容器内の水素の圧力よりも低く且つ大気圧よりも高い所定の低圧状態にて水素を貯蔵する低圧水素容器（低圧水素ボンベ５１）と、
前記高圧水素容器に貯蔵された高圧水素を前記燃焼室２１内に供給するように同高圧水素を指示に応じて噴射する高圧水素噴射手段（高圧水素噴射弁４３、図２のステップ２５５）と、
前記低圧水素容器に貯蔵された低圧水素を前記燃焼室２１内に供給するように同低圧水素を指示に応じて噴射する低圧水素噴射手段（低圧水素噴射弁５３、図２のステップ２５５）と、
前記燃焼用ガス生成手段により生成された水素を一時的に貯蔵する水素タンク（水素タンク８４ｂ）と、
前記水素タンク内の水素を前記低圧水素容器（低圧水素ボンベ５１）に供給するために前記水素タンク内の水素を加圧する水素加圧手段（水素用電動ポンプ８７ｂ）と、
を備えている。

これによれば、燃焼用ガス生成手段によって発生させられた水素を低圧水素容器に蓄えるとともに低圧水素噴射手段（低圧水素噴射弁５３等）から噴射させることができる。また、電気分解により発生させられた水素をエンジン１０において利用可能とするために、その発生させられた水素を高圧水素容器（高圧水素ボンベ４１）内の水素の圧力にまで加圧する必要がない。従って、水素を加圧するために必要なエネルギーを小さくすることができる。

更に、制御装置は、
前記低圧水素容器（低圧水素ボンベ５１）内の水素ガスの圧力を検出する手段（低圧水素圧センサ５１ａ）と、
前記水素タンクに貯蔵された水素を指示に応じて加圧して前記低圧水素容器に供給する水素加圧手段（水素用電動ポンプ８７ｂ）と、
前記検出された前記低圧水素容器（低圧水素ボンベ５１）内の水素ガスの圧力ＰＨ２Ｌｏが所定の低圧水素ガス圧閾値ＰＨ２Ｌｏｔｈ以下であるとき、前記水素加圧手段を作動させる（即ち、そのような指示を前記加圧手段に送出する）水素加圧制御手段（図５のステップ５４０乃至ステップ５６０を参照。）と、
を備える。

検出された低圧水素ボンベ５１内の水素ガスの圧力ＰＨ２Ｌｏが低圧水素ガス圧閾値ＰＨ２Ｌｏｔｈよりも大きいときに水素用電動ポンプ８７ｂを作動させると、電気分解により発生した水素を低圧水素容器（低圧水素ボンベ５１）に供給するために大きなエネルギーが消費される。しかしながら、上記構成によれば、検出された低圧水素ボンベ５１内の水素ガスの圧力ＰＨ２Ｌｏが低圧水素ガス圧閾値ＰＨ２Ｌｏｔｈ以下である場合にのみ、水素用電動ポンプ８７ｂが作動させられるので、無駄なエネルギーが消費されることを回避することができる。

加えて、制御装置は、
前記燃焼室２１に供給される（予定の）酸素を大気圧よりも高い所定の低圧状態にて貯蔵する低圧酸素容器（低圧酸素ボンベ６１）と、
前記低圧酸素容器に貯蔵された低圧酸素を前記燃焼室２１内に供給する低圧酸素供給手段、即ち、前記低圧酸素容器に貯蔵された低圧酸素を指示に応じて噴射する低圧酸素噴射手段（低圧酸素噴射弁６３、図２のステップ２５５、又は酸素ガスミキサ）と、
前記燃焼用ガス生成手段により生成された酸素を一時的に貯蔵する酸素タンク（酸素タンク８４ａ）と、
前記酸素タンク内の酸素を前記低圧酸素容器（低圧酸素ボンベ６１）に供給するために前記酸素タンク内の酸素を加圧する酸素加圧手段（酸素用電動ポンプ８７ａ）と、
を含んでいる。

これによれば、燃焼用ガス生成手段によって発生させられた酸素を低圧酸素容器に蓄えるとともに、その低圧酸素容器内の酸素を燃焼室２１に供給（実際には、接続通路部３４内に噴射）することができる。

更に、制御装置は、
前記低圧酸素容器（低圧酸素ボンベ６１）内の酸素ガスの圧力を検出する手段（低圧酸素圧センサ６１ａ）と、
前記酸素タンクに貯蔵された酸素を指示に応じて加圧して前記低圧酸素容器に供給する酸素加圧手段（酸素用電動ポンプ８７ａ）と、
前記検出された前記低圧酸素容器（低圧酸素ボンベ６１）内の酸素ガスの圧力ＰＯ２が所定の低圧酸素ガス圧閾値ＰＯ２ｔｈ以下であるとき、前記酸素加圧手段を作動させる（即ち、そのような指示を前記加圧手段に送出する）酸素加圧制御手段（図５のステップ５１０乃至ステップ５３０を参照。）と、
を備えている。

検出された低圧酸素ボンベ６１内の酸素ガスの圧力ＰＯ２Ｌｏが低圧酸素ガス圧閾値ＰＯ２ｔｈよりも大きいときに酸素用電動ポンプ８７ａを作動させると、電気分解により発生した酸素を低圧酸素容器（低圧酸素ボンベ６１）に供給するために大きなエネルギーが消費される。しかしながら、上記構成によれば、検出された低圧酸素ボンベ６１内の酸素ガスの圧力ＰＯ２Ｌｏが低圧酸素ガス圧閾値ＰＯ２ｔｈ以下である場合にのみ、酸素用電動ポンプ８７ａが作動させられるので、無駄なエネルギーが消費されることを回避することができる。

更に、制御装置は、排ガスから得られた凝縮水から水素及び酸素を発生させているので、水素及び酸素を発生させるための「水」を補給する手間を省くこともできる。また、場合により、雨天走行時に車体に降り注いだ雨水を凝縮水貯留タンク８１又は他の水貯留タンクに回収し、その水を回生エンジンを利用して電気分解することにより水素及び酸素の少なくとも一方を生成してもよい。

本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、例えば、上述した車両の制御装置は以下に述べる種々の変形例を採用することもできる。
＜変形例１＞
図１の低圧水素噴射弁５３を図１の低圧酸素噴射弁６３の配設位置に配置し、図１の低圧酸素噴射弁６３を図１の低圧水素噴射弁５３の配設位置に配置する。

＜変形例２＞
凝縮水を電気分解することにより生成された酸素及び水素のうち、何れか一方のみを回収（エンジン１０に供給されるように低圧酸素ボンベ６１又は低圧水素ボンベ５１に収容）してもよい。

＜変形例３＞
上記制御装置は、回生エネルギーを利用して水素及び酸素のうちの少なくともいずれか一方を生成し、それをエンジン１０に供給する装置である。それ故、水素及び酸素のうちの少なくともいずれか一方を生成する手法は水の電気分解による方法に限定されない。例えば、回生エネルギーによりマグネシウムを加熱して燃焼させ（即ち、マグネシウムと大気中の酸素とを結合させ）、その加熱中のマグネシウムに凝縮水を接触させて凝縮水を還元することにより水素を得てもよい。或いは、酸素イオン伝導性の固体電解質を回生エネルギーにより加熱して活性化させ、その固体電解質を酸素ポンプとして使用することによって、大気から酸素を生成してもよい。

＜変形例４＞
上記制御装置は水を電気分解することにより水素及び酸素を発生させている。水の電気分解において、水素は酸素の２倍のモル数（２倍の体積）だけ発生する。従って、陰極８２ｂ近傍と水素タンク８４ｂとを連通させる第１水素管８３ｂに加圧ポンプを介装させてもよい。これによれば、所定量の水素を蓄積させる水素タンク８４ｂの容積を減少させることができるので、システムを小型化し、車両への搭載性を向上することができる。

＜変形例５＞
エンジン１０は、総ての水素を拡散燃焼により燃焼させる形式のエンジンであってもよい。また、エンジン１０は、総ての水素を点火用火花に基づく火炎伝播燃焼により燃焼させる形式のエンジンであってもよい。

＜変形例６＞
上記制御装置は、エンジン１０の負荷が所定閾値負荷より小さいときには低圧水素噴射弁５３のみから水素を噴射させるとともに、エンジンの負荷が所定閾値負荷以上のときには低圧水素噴射弁５３及び高圧水素噴射弁４３の両方から水素を噴射させてもよい。これによれば、貴重な高圧水素の消費量を低減することができる。

＜変形例７＞
エンジン１０においては、作動ガスとしてアルゴンガスが使用されていたが、アルゴン以外の単原子ガス（例えば、Ｈｅ等のアルゴン以外の不活性ガス）を作動ガスとして採用してもよい。また、酸素は、低圧酸素噴射弁６３に代え、「接続通路部３４に介装された酸素ガスミキサ」によりエンジン１０の燃焼室２１に供給されてもよい（例えば、特開２００７−２２４８４６号公報参照。）。

＜変形例８＞
凝縮水貯留タンク８１、陽極８２ａ及び陰極８２ｂは、図１に一点鎖線にて示したように、密閉容器８０ａ内に収容されていてもよい。これによれば、凝縮水の電気分解がより効率良く実行される。

＜変形例９＞
図６に示したように、図１に示した酸素逆止弁８８ａに代え、流路切換弁（三方弁）８９ａを配設してもよい。この流路切換弁８９ａは、低圧酸素供給管６２と第３酸素管８６ａとの接続点に配設される。この場合、ＣＰＵは、以下に述べる「第１モード、第２モード及び第３モード」を実現することができる。以下において、低圧酸素供給管６２のうち流路切換弁８９ａよりも下流の部分（低圧酸素噴射弁６３側の部分）を、単に「低圧酸素供給管６２下流部」と称呼する。

第１モード：ＣＰＵは、低圧酸素ボンベ６１と低圧酸素供給管６２下流部とを連通させ且つ第３酸素管８６ａと低圧酸素供給管６２下流部との連通を遮断させることにより、低圧酸素ボンベ６１から低圧酸素噴射弁６３に酸素を供給する。
第２モード：ＣＰＵは、低圧酸素ボンベ６１と低圧酸素供給管６２下流部との連通を遮断させ且つ第３酸素管８６ａと低圧酸素供給管６２下流部とを連通させることにより、酸素用電動ポンプ８７ａによって加圧された酸素を低圧酸素噴射弁６３に供給する。
第３モード：ＣＰＵは、低圧酸素ボンベ６１と第３酸素管８６ａとを連通させ且つ低圧酸素ボンベ６１及び第３酸素管８６ａと低圧酸素供給管６２下流部との連通を遮断させることにより、酸素用電動ポンプ８７ａによって加圧された酸素を低圧酸素ボンベ６１に供給する。

同様に、図６に示したように、図１に示した水素逆止弁８８ｂに代え、流路切換弁（三方弁）８９ｂを配設してもよい。この流路切換弁８９ｂは、低圧水素供給管５２と第３水素管８６ｂとの接続点に配設される。この場合、ＣＰＵは、以下に述べる「第１モード、第２モード及び第３モード」を実現することができる。以下において、低圧水素供給管５２のうち流路切換弁８９ｂよりも下流の部分（低圧水素噴射弁５３側の部分）を、単に「低圧水素供給管５２下流部」と称呼する。

第１モード：ＣＰＵは、低圧水素ボンベ５１と低圧水素供給管５２下流部とを連通させ且つ第３水素管８６ｂと低圧水素供給管５２下流部との連通を遮断させることにより、低圧水素ボンベ５１から低圧水素噴射弁５３に水素を供給する。
第２モード：ＣＰＵは、低圧水素ボンベ５１と低圧水素供給管５２下流部との連通を遮断させ且つ第３水素管８６ｂと低圧水素供給管５２下流部とを連通させることにより、水素用電動ポンプ８７ｂによって加圧された水素を低圧水素噴射弁５３に供給する。
第３モード：ＣＰＵは、低圧水素ボンベ５１と第３水素管８６ｂとを連通させ且つ低圧水素ボンベ５１及び第３水素管８６ｂと低圧水素供給管５２下流部との連通を遮断させることにより、水素用電動ポンプ８７ｂによって加圧された水素を低圧水素ボンベ５１に供給する。

＜変形例１０＞
制御装置は、発電部７１による発電と、凝縮水貯留タンク８１に貯留されている水の電気分解と、を異なるタイミングにて実行してもよい。この場合、発電部７１によって発電された電力を保持するバッテリーを備えさせ、電気分解時にはそのバッテリーと陽極８２及び陰極８２ｂとを電気的に接続させればよい。

本発明の実施形態に係る「作動ガス循環型水素エンジンを搭載した車両」の制御装置の概略図である。 図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 水素の噴射量について説明するための図である。 図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例に係る「作動ガス循環型水素エンジンを搭載した車両」の制御装置の概略図である。

符号の説明

１０…作動ガス循環型水素エンジン、２１…燃焼室、２３…吸気ポート、２４…排気ポート、２９…点火プラグ、３０…循環通路部、３１…第１排気管、３２…第２排気管、３３…凝縮部、３４…接続通路部、３５…吸気管集合部、３６…吸気管、４０…高圧水素供給部、４１…高圧水素ボンベ、４１ａ…高圧水素圧センサ、４２…高圧水素供給管、４３…高圧水素噴射弁、５０…低圧水素供給部、５１…低圧水素ボンベ、５１ａ…低圧水素圧センサ、５２…低圧水素供給管、５３…低圧水素噴射弁、６０…低圧酸素供給部、６１…低圧酸素ボンベ、６１ａ…低圧酸素圧センサ、６２…低圧酸素供給管、６３…低圧酸素噴射弁、７０…回生エネルギー生成部、７１…発電部、７２…車軸、８０…燃焼用ガス生成部、８１…凝縮水貯留タンク、８２ａ…陽極、８２ｂ…陰極、８７ａ…酸素用電動ポンプ、８７ｂ…水素用電動ポンプ、９０…電気制御装置。

Claims (8)

1. 燃焼室に水素と酸素とを供給して同水素を燃焼させる水素エンジンを搭載した車両の制御装置であって、
   前記車両及び前記エンジンの少なくとも一方の減速時に発生する余剰の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生エネルギー生成手段と、
   前記変換された電気エネルギーを用いて前記燃焼室に供給される酸素及び水素の少なくとも一方を生成する燃焼用ガス生成手段と、
   を備えた制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記燃焼用ガス生成手段は、
   前記燃焼室から排出された排ガス中に含まれる水分を捕集し水として貯留する水捕集手段と、
   前記変換された電気エネルギーを使用して前記貯留された水を電気分解することにより前記燃焼室に供給される酸素及び水素の少なくとも一方を発生させる電気分解実行手段と、
   を備えた制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両の制御装置であって、
   水素を所定の高圧状態にて貯蔵する高圧水素容器と、
   前記高圧水素容器内の水素の圧力よりも低く且つ大気圧よりも高い所定の低圧状態にて水素を貯蔵する低圧水素容器と、
   前記高圧水素容器に貯蔵された高圧水素を前記燃焼室内に供給するように同高圧水素を指示に応じて噴射する高圧水素噴射手段と、
   前記低圧水素容器に貯蔵された低圧水素を前記燃焼室内に供給するように同低圧水素を指示に応じて噴射する低圧水素噴射手段と、
   前記水素エンジンに要求される水素の量である要求水素量が所定の低圧水素上限量よりも小さい場合には前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素を噴射させるとともに前記高圧水素噴射手段から前記高圧水素を噴射させないようにする指示を前記高圧水素噴射手段及び前記低圧水素噴射手段に送出し、且つ、同要求水素量が同低圧水素上限量よりも大きい場合には前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素を噴射させるとともに前記高圧水素噴射手段から前記高圧水素を噴射させるための指示を前記高圧水素噴射手段及び前記低圧水素噴射手段に送出する水素噴射制御手段と、
   を備えた制御装置。
4. 請求項３に記載の車両の制御装置において、
   前記水素噴射制御手段は、
   前記要求水素量が前記低圧水素上限量よりも大きいとき、前記低圧水素噴射手段から前記低圧水素上限量の水素を噴射させるとともに前記要求水素量から前記低圧水素上限量を減じた量の水素を前記高圧水素噴射手段から噴射させるように構成された制御装置。
5. 請求項１又は請求項２に記載の車両の制御装置であって、
   前記燃焼用ガス生成手段は少なくとも前記燃焼室に供給される水素を生成するように構成され、
   前記制御装置は、更に、
   水素を所定の高圧状態にて貯蔵する高圧水素容器と、
   前記高圧水素容器内の水素の圧力よりも低く且つ大気圧よりも高い所定の低圧状態にて水素を貯蔵する低圧水素容器と、
   前記高圧水素容器に貯蔵された高圧水素を前記燃焼室内に供給するように同高圧水素を指示に応じて噴射する高圧水素噴射手段と、
   前記低圧水素容器に貯蔵された低圧水素を前記燃焼室内に供給するように同低圧水素を指示に応じて噴射する低圧水素噴射手段と、
   前記燃焼用ガス生成手段により生成された水素を一時的に貯蔵する水素タンクと、
   前記水素タンク内の水素を前記低圧水素容器に供給するために前記水素タンク内の水素を加圧する水素加圧手段と、
   を備えた制御装置。
6. 請求項５に記載の車両の制御装置であって、
   前記低圧水素容器内の水素ガスの圧力を検出する手段と、
   前記検出された前記低圧水素容器内の水素ガスの圧力が所定の低圧水素ガス圧閾値以下であるとき前記水素加圧手段を作動させる水素加圧制御手段と、
   を備えた制御装置。
7. 請求項１又は請求項２に記載の車両の制御装置であって、
   前記燃焼用ガス生成手段は少なくとも前記燃焼室に供給される酸素を生成するように構成され、
   前記制御装置は、更に、
   酸素を大気圧よりも高い所定の低圧状態にて貯蔵する低圧酸素容器と、
   前記低圧酸素容器に貯蔵された低圧酸素を前記燃焼室内に供給する低圧酸素供給手段と、
   前記燃焼用ガス生成手段により生成された酸素を一時的に貯蔵する酸素タンクと、
   前記酸素タンク内の酸素を前記低圧酸素容器に供給するために前記酸素タンク内の酸素を加圧する酸素加圧手段と、
   を備えた制御装置。
8. 請求項７に記載の車両の制御装置であって、
   前記低圧酸素容器内の酸素ガスの圧力を検出する手段と、
   前記検出された前記低圧酸素容器内の酸素ガスの圧力が所定の低圧酸素ガス圧閾値以下であるとき、前記酸素加圧手段を作動させる酸素加圧制御手段と、
   を備えた制御装置。

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