JP4100392B2

JP4100392B2 - パワートレインの制御装置

Info

Publication number: JP4100392B2
Application number: JP2004304302A
Authority: JP
Inventors: 明竹本; 宣英瀬尾; 一保堂園; 卓二川田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2024-10-19
Also published as: JP2006118372A

Description

ガソリン及び水素による複式燃料を用いるエンジンと、駆動モータとが組み合わされてなるパワートレインの制御装置に関する。

近年、低公害化を目的として、例えば圧縮天然ガス，液化プロパンガス，圧縮水素等の気体燃料とガソリンとを併用する所謂デュアルフューエルエンジンを搭載した車両の開発が進められている。例えば特開平３−２６８２５号公報には、気体燃料として水素を利用したデュアルフューエルエンジンに関連した改良技術が開示されている。

特開平３−２６８２５号公報

ところで、水素及びガソリンを併用するデュアルフューエルエンジンを搭載した車両において、水素残量等の事情により、水素を利用した水素運転からガソリンを利用したガソリン運転への切替えの必要が生じたとき、例えば高速道路の走行時など駐停車が困難である場合には、走行しながら切替え作業を行わなければならない。しかしながら、水素運転時には、気体燃料を用いるためエンジンの気筒内への充填効率が上がらず、一般に、同じスロットル開度の下で得られる水素運転時のエンジントルクとガソリン運転時のエンジントルクとの間には、図８に示すような関係がある。図から分かるように、スロットル開度が大きくなるにつれ、水素運転時及びガソリン運転時のエンジントルクは漸増するが、常時、同じスロットル開度の下で得られる水素運転時のエンジントルクＴ_１よりもガソリン運転時のエンジントルクＴ_２が大きい。例えば、点Ａにおけるエンジントルクに対して、点Ｃにおけるエンジントルクが大きく、また、点Ｄにおけるエンジントルクに対して、点Ｅにおけるエンジントルクが大きい。そして、同じスロットル開度の下で得られる水素運転時のエンジントルクＴ_１とガソリン運転時のエンジントルクＴ_２との間の差（以下、トルク段差という）は、スロットル開度が大きくなるほど大きくなる。例えば、点Ａと点Ｃとの間のトルク段差に比べて、点Ｄと点Ｅとの間のトルク段差が大きい。

このため、燃料を水素からガソリンへ瞬時に切り替えた場合にはトルクが急激に立ち上がるトルクショックが発生する惧れがある。これを回避すべく、例えば水素からガソリンへ徐々に切り替えることが考えられるが、この場合には、排気浄化性能が低下するという問題が生じる。つまり、図９に示すように、水素運転時には、空燃比をリーンにするほど、ＮＯｘ排出量が低下することから、空燃比は、ＮＯｘ排出量が略０となるリーン空燃比（例えばλ＝２）に設定される。一方、ガソリン運転時の空燃比は、リッチ空燃比（例えばλ＝１）に設定される。したがって、水素からガソリンへの切替えに伴い空燃比がλ＝２からλ＝１に変更されることになるが、この間にＮＯｘ排出量が増加してしまう。

この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、トルクショックの回避及び排気浄化性能の低下防止を図りつつ、気体水素からガソリンへの燃料切替えを円滑に行えるパワートレインの制御装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明は、ガソリン及び気体水素による複式燃料を用いるエンジンと、駆動モータとが組み合わされてなるパワートレインの制御装置であって、気体水素を利用した水素運転時には、ＮＯｘ排出量が略０となるリーン空燃比をなすべく、他方、ガソリンを利用したガソリン運転時には、略理論空燃比をなすべく、上記エンジンの気筒内へ供給される気体水素又はガソリンの量及び空気量を制御する空燃比制御手段と、上記気体水素からガソリンへの燃料切替え時にスロットル開度を所定値まで絞るスロットル開度調整手段と、該スロットル開度調整手段によるスロットル開度の絞り後、空気量が安定するまでのエンジントルクの変動に対して、上記駆動モータによるモータトルクを利用したトルク補正が有効であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により上記トルク補正が有効であると判定された場合には、上記エンジントルクの変動を吸収すべく上記駆動モータを作動させる一方、上記トルク補正が無効であると判定された場合には、エンジンの気筒内へ供給される気体水素を０まで漸減させ、ガソリンを漸増させる制御手段と、を有していることを特徴としたものである。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記判定手段は、エンジン負荷が上記駆動モータの定格出力を越える場合に、上記駆動モータによるモータトルクを利用したトルク補正が無効であると判定することを特徴としたものである。

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、上記駆動モータに電力を供給するための蓄電池が設けられており、上記判定手段は、エンジン負荷が上記駆動モータの定格出力以下である場合に、更に、上記蓄電池が満充電状態にあるか否かを判定し、上記制御手段は、上記判定手段により上記蓄電池が満充電状態にあると判定された場合に、水素からガソリンへの切替えを瞬時に行い、上記エンジントルクの変動を吸収すべく、上記駆動モータによるモータトルクを実時間で調整し、他方、上記判定手段により上記蓄電池が満充電状態にないと判定された場合には、気筒内への気体水素の供給を停止し、水素供給停止と同時に、水素供給停止前のエンジントルクと同等のトルクを維持するように駆動モータを作動させ、上記空燃比制御手段により制御される空気量が安定した後に、気筒内へのガソリンの供給を開始し、ガソリン供給開始と同時に駆動モータによるモータトルクを０まで漸減させることを特徴としたものである。

本願の請求項１に係る発明によれば、ガソリン及び気体水素による複式燃料を用いるエンジンと駆動モータとが組み合わせてなるパワートレインにおいて、気体水素からガソリンへの燃料切替え時に、排気浄化性能の悪化を抑制しつつ、スロットル開度の絞り後に生じるトルク変動を抑制し、円滑な燃料切替えを実現することができる。

また、本願の請求項２に係る発明によれば、駆動モータの能力不足によりモータトルクを利用したトルク補正が困難である場合に、より適切な手段を選択することで、スロットル開度の絞り後に生じるトルク変動を抑制することができる。

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、上記蓄電池の蓄電状態に応じて、蓄電池に蓄電された電力を最大限に利用した適切な手段を選択することで、スロットル開度の絞り後に生じるトルク変動を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、ガソリン及び水素による複式燃料を用いるデュアルフューエルエンジンと駆動モータとが組み合わされてなるパワートレイン及びその制御装置を概略的に示す図である。このパワートレイン１は、基本的に、エンジン２と、動力分割機構７と、ジェネレータ８と、駆動モータ１０と、減速機１６とにより構成されている。エンジン２からの動力は、動力分割機構により二分割され、分割された動力の出力軸の一方はジェネレータ８に接続され、他方は駆動モータ１０及び減速機１６に接続されている。減速機１６は、デファレンシャルギヤからなるもので、その両端側に車輪１８を備えた車軸１７に取り付けられている。

図２は、パワートレイン１における動力伝達機構部分をあらわす説明図である。動力分割機構７としては、遊星歯車機構が採用されている。ここでは、歯車機構内部のプラネタリキャリア７ａの回転軸が、エンジン２と連結され、エンジン出力は、プラネタリキャリア７ａの回転軸の回転に伴い、ピニオンギヤ７ｂを通じて内側のサンギヤ７ｃ及び外周のリングギヤ７ｄに伝達される。サンギヤ７ｃの回転軸はジェネレータ８に連結され、ジェネレータ８では、サンギヤ７ｃから伝達された動力により発電が行われる。他方、リングギヤ７ｄは、その外側近傍に配設された中間ギヤ１１と係合し、リングギヤ７ｄからの動力が、中間ギヤ１１を介して、減速機１６に伝達される。中間ギヤ１１は、駆動モータ１０の回転軸に直結された出力ギヤ１０ａと係合し、駆動モータ１０による駆動力が、また、中間ギヤ１１を介して、減速機１６に伝達される。

なお、特に図示しないが、本実施形態では、動力分割機構内部のプラネタリキャリア７ａの回転軸と、エンジン２との間には、クラッチ機構が設けられている。そして、エンジン出力は、このクラッチ機構の状態（連結状態又は非連結状態）に応じて、動力分割機構７に伝達されたり、エンジン２の作動する間にも伝達されなかったりする。

図１に示すように、本実施形態では、その燃焼燃料として気体水素及びガソリンを併用するエンジン２が採用されており、エンジン２の本体には、気体水素及びガソリンをエンジン２の気筒内に供給すべく交互に若しくは同時に開閉作動させられるインジェクタ３及び４が設けられている。インジェクタ３及び４は、それぞれ、高圧気体水素及びガソリンを貯留し要求に応じて供給する水素供給系５及びガソリン供給系６に接続されている。また、エンジン２に接続される吸気通路１９内には、エンジン２の気筒内に吸入される空気量を調整すべく吸気通路１９を開閉するスロットル弁１３が設けられている。このスロットル弁１３は、スロットル弁用アクチュエータ１４により作動させられる。

また、本実施形態では、駆動モータ１０の駆動源となる電力を蓄電するバッテリ１２が設けられており、このバッテリ１２は、駆動モータ１０へ電力を供給するとともに、ジェネレータ８にて発電された電力を蓄電する。更に、ジェネレータ８や駆動モータ１０の交流電流とバッテリ１２の直流電流の変換を行うインバータ９が設けられている。なお、ジェネレータ８にて発電された電力は、バッテリ１２に蓄電されることなく、駆動モータ１０の駆動源として直接利用されることも可能である。

以上の構成に対して、それらを制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと表記）２０が設けられている。このＥＣＵ４０は、コンピュータからなる、エンジン２用の総合的な制御装置であって、車両に搭載された各種センサ（特に図示しないが、例えばエアフローセンサ，水温センサ，エンジン回転数センサ，吸気温センサ，バッテリ蓄電量センサ等）から検出された情報に基づいて、パワートレイン１，インジェクタ３，４，スロットル弁１３等、各種構成の動作制御を行う。このＥＣＵ２０は、その内部に、制御回路（不図示）を有しており、各種動作制御を行うに際して実行される補正，演算，判定等の処理は、その制御回路によって行われる。

上記パワートレイン１では、基本的に、車両の状態に応じて要求されるエンジン負荷が比較的小さい場合、エンジン２と動力分割機構７との間にあるクラッチ機構が非連結状態に設定され、バッテリ１２から駆動モータ１０に電力が供給されることにより、駆動モータ１０によるモータ出力のみで車輪１８が駆動される。また、エンジン負荷が中程度である場合には、バッテリ１２から駆動モータ１０への電力供給が停止され、クラッチ機構が連結状態に設定されることにより、エンジン出力のみで車輪１８が駆動される。この場合には、同時に、ジェネレータ８により発電が行われ、得られた電力がバッテリ１２に充電される。更に、エンジン負荷が比較的高い場合には、クラッチ機構の連結状態で伝達されるエンジン出力に加えて、バッテリ１２から供給された電力によって作動させられた駆動モータ１０によるモータ出力が用いられて、車輪１８が駆動される。

なお、上記パワートレイン１では、車両の減速・制動時に、車輪１８から車軸１７や減速機１６等を介して駆動モータ１０に制動エネルギーが伝達され得るが、この場合に、駆動モータ１０を、制動エネルギーを電力に変換し得る発電機能を備えた回生ブレーキとして作用させることができる。制動エネルギーから変換された電力は、バッテリ１２に充電される。

図３には、車両の走行状態に応じて変化するバッテリ１２の蓄電状態（ＳＯＣ）を示す。例えば、加速期間Ｓ１においては、エンジン２によるエンジン出力のみが車輪１８の駆動力として利用されるため、ＳＯＣはほぼ一定に保たれる。車両の走行速度が上昇するにつれ、エンジン負荷が高くなると、エンジン出力に加え、モータ出力を利用すべく、駆動モータ１０にバッテリ１２の電力が供給され、これにより、ＳＯＣが漸減する。減速・制動期間Ｓ２においては、駆動モータ１０が、車輪１８から伝達された制動エネルギーを電力に変換し、この電力がバッテリ１２に充電されるため、ＳＯＣが比較的急激に漸増する。

また、アイドル停止期間Ｓ３においては、エンジン２が停止させられ、車両に搭載されたエアコンやステレオ等の駆動電力として、バッテリ１２から電力が供給され、これにより、ＳＯＣが漸減する。更に、連続登坂期間Ｓ４においては、エンジン負荷が高くなり、エンジン出力に加え、モータ出力を利用すべく、駆動モータ１０にバッテリ１２の電力が供給され、これにより、ＳＯＣが漸減する。また、更に、発電走行期間Ｓ５においては、エンジン２によるエンジン出力のみが車輪１８の駆動力として利用されるとともに、ジェネレータ８により発電が行われ、得られた電力がバッテリ１２に充電されるため、ＳＯＣが比較的緩やかに漸増する。

ところで、エンジン２における気体水素とガソリンとの燃料切替えは、所定の切替条件が成立した場合、例えば、水素供給系５における気体水素残量が所定量以下に減少した場合に、若しくは、カーナビゲーションシステムにより車両が市街から郊外に出たと判断された場合に、自動的に気体水素からガソリンへ切り替えられるように行われる。また逆に、気体水素の充填により気体水素残量が所定量を超えた場合に、若しくは、カーナビゲーションシステムにより車両が郊外から市街に入ったと判断された場合に、自動的にガソリンから気体水素へ切り替えられるように行われる。なお、ドライバが、かかる燃料切替えを任意に行うことも可能である。

図８を参照しながら前述したように、ガソリン及び気体水素を併用するデュアルフューエルエンジン２においては、同じスロットル弁１３の開度（以下、スロットル開度という）の下でのガソリン運転時のエンジントルクと水素運転時のエンジントルクとの間に比較的大きなトルク段差がもたらされ、これにより、気体水素からガソリンへの力行中の切替えに際して、トルクが急激に立ち上がり、トルクショックが発生する惧れがある。このトルクショックの発生を防止するために、燃料切替えと同時に、ガソリン運転時のエンジントルクがそれまでの水素運転時のエンジントルクと同等になるように、スロットル開度を絞ることが考えられる（図８中の点Ａ→点Ｂ）。しかし、この場合には、スロットル弁１３からエンジン本体の気筒に直結した吸気ポートまでの空気量によって、しばらくの間、気筒内に吸入される空気量が一定になるまで低下し変化する状態が継続する。この空気量の変化は、燃料切替え後のガソリン運転によるエンジントルクが変動する要因となる。本実施形態では、これを回避するために、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下である場合に、駆動モータ１０によるモータトルクを利用して、気筒内に吸入される空気量の変化に基づくエンジントルクの変動を吸収したり、走行に必要な全トルクをまかなったりするトルク補正を実行し、他方、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力を越える場合には、気体水素からガソリンへ徐々に切り替える燃料供給制御を実行するようなパワートレイン１の動作制御が行われる。

かかるパワートレイン１の動作制御に際しては、エンジン負荷や図３に示すようなバッテリ１２の蓄電状態（ＳＯＣ）が考慮され、各種状態に応じて、排気浄化性能の悪化やトルクの変動を抑制しつつ、気体水素からガソリンへの切替えを円滑に行うための方法が選択される。本実施形態では、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下である場合には、バッテリ１２のＳＯＣが低いときと、バッテリ１２のＳＯＣが高いときの二通りの状態に応じて、それぞれ異なる方法が選択され、また、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力を越える場合には、また別の方法が選択される。以下、各種状態に応じて選択される方法について説明する。

まず、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であり、バッテリ１２のＳＯＣが低い場合には、駆動モータ１０によるモータトルクを利用して、気筒内に吸入される空気量の変化に基づくエンジントルクの変動を実時間で吸収するようなトルク補正が実行される。図４に、このトルク補正が実行された場合における各種パラメータの変化を示す。図から分かるように、気体水素からガソリンへの切替えと同時に、スロットル開度Ｏｓが瞬時に絞られると、空気量Ｃｅは一定になるまで徐々に下がり変化する。この空気量Ｃｅの変化に伴い、水素運転時のエンジントルクＴ_１から切り替えられたガソリン運転時のエンジントルクＴ_２は変動することとなるが、ここでは、駆動モータ１０によるモータトルクＴｍを、かかるエンジントルクＴ_２の変動を吸収するように供給する。すなわち、エンジントルクＴ_２とは逆の符号を備えたモータトルクＴｍを実時間で供給して、エンジントルクＴ_２の変動を吸収し、総合的な出力トルクの変動を抑制するような制御が行われる。より厳密には、逆の符号を備えたモータトルクＴｍを算出するに際して、出力トルクの値をフィードバックさせ、出力トルクの変動を収束させるような制御が行われる。なお、かかる燃料切替え前後においては、水素運転時にＮＯｘ排出量が略０となるリーン空燃比をなすべく、他方、ガソリン運転時には略理論空燃比をなすべく、空燃比が制御される。

このように、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であり、バッテリ１２のＳＯＣが低い場合には、気体水素からガソリンへの燃料切替えに伴い、駆動モータ１０によるモータトルクＴｍを、かかるエンジントルクＴ_２の変動を吸収するように供給するトルク補正を実行することで、スロットル開度の絞り後に生じる出力トルクの変動を抑制し、気体水素からガソリンへの円滑な燃料切替えを実現することができる。

次に、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であり、バッテリ１２のＳＯＣが高い場合には、駆動モータ１０によるモータトルクを利用して、走行に必要な全トルクをモータトルクでまかなうトルク補正が実行される。図５に、このトルク補正が実行された場合における各種パラメータの変化を示す。図から分かるように、スロットル開度Ｏｓが瞬時に絞られると、気筒内に吸入される空気量Ｃｅは一定になるまで徐々に下がり変化するが、ここでは、気体水素からガソリンへの切替えに際して、エンジン本体の気筒内への気体水素の供給を停止し、空気量Ｃｅが一定になった時点で、ガソリンの供給を開始する。そして、この燃料供給停止の間に、走行に必要なトルクを、駆動モータ１０によるモータトルクでまかなうようにする。

エンジン本体の気筒内への気体水素の供給を停止した後、水素運転時のエンジントルクＴ_１は０まで急降下するが、気体水素の供給停止と同時に、それまでの水素運転時のエンジントルクＴ_１と同等のモータトルクＴｍが得られるように、駆動モータ１０を作動させる。その後、空気量Ｃｅが一定になるまでの間、モータトルクＴｍを利用したモータ走行が行われる。そして、空気量Ｃｅが一定になった時点で、駆動モータ１０を作動停止させ、エンジン本体の気筒内へのガソリンの供給を開始して、水素運転時のエンジントルクＴ_１と同等のエンジントルクＴ_２が達成され、そのエンジントルクＴ_２による車両走行となる。なお、かかる燃料切替え前後においては、水素運転時にＮＯｘ排出量が略０となるリーン空燃比をなすべく、他方、ガソリン運転時には略理論空燃比をなすべく、空燃比が制御される。

このように、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であり、バッテリ１２のＳＯＣが高い場合には、気体水素からガソリンへの燃料切替えに伴い、走行に必要なトルクを、駆動モータ１０によるモータトルクＴｍでまかなうトルク補正を実行することで、スロットル開度の絞り後に生じる出力トルクの変動をなくすることができ、気体水素からガソリンへの円滑な燃料切替えを実現することができる。

更に、例えば図８中の点Ｄにおける水素運転時のエンジントルクと点Ｅにおけるガソリン運転時のエンジントルクとの間のトルク段差が非常に大きく、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力を越える場合には、モータトルクを利用せず、エンジン２の気筒内に供給する燃料を気体水素からガソリンへ徐々に切り替える燃料供給制御が行われる。図６には、かかる燃料供給制御が実行された場合における各種パラメータの変化を示す。図から分かるように、燃料切替え開始と同時に、エンジン本体の気筒内に供給される空気量Ｃｅを漸減させ、また、エンジンの気筒内へ供給される気体水素を０まで漸減させ、ガソリンを漸増させることにより、ガソリン比率Ｇｒを漸増させる。更に、ここでは、燃料切替え開始から終了までの間に、ＮＯｘ排出量が略０となるリーン空燃比（λ＝２）から略理論空燃比（λ＝１）になるように、空燃比Ｒを漸減させる。この切替えにおいては、エンジントルクＴｅが一定に維持されるように、気筒内に同時に供給される気体水素及びガソリンの量並びに空気量が制御される。

このように、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力を越え、モータトルクＴｍを利用したトルク補正が困難である場合には、モータトルクＴｍを利用せず、エンジンの気筒内へ供給される気体水素を０まで漸減させ、ガソリンを漸増させることで、トルクショックを緩和することができる。

図７は、ＥＣＵ２０により実行される各種制御処理のうち、ガソリンから水素への燃料切替え処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、運転モードとして、水素が気筒内に吸入される水素運転モード又はガソリンが気筒内に吸入されるガソリン運転モードのいずれが設定されているかが判断され（＃１１）、その結果、ガソリン運転モードが設定されていると判断された場合には、ガソリン運転モード時の各種ステップが実行された後（＃１２）、処理はメインルーチンへリターンされる。

他方、＃１１の結果、水素モードが設定されていると判断された場合には、引き続き、気体水素からガソリンへの切替え条件が成立したか否かが判断される（＃１３）。具体的には、水素残量が所定量より少なかったり、ガソリン運転についてのドライバの要求があったりした場合に、ガソリン残量が所定以上確保されていれば、切替え条件が成立すると判断され、＃１４へループされる。他方、切替え条件が成立しないと判断された場合には、その時点での切替えが不可能である旨がドライバに通知される（＃１５）。その後、処理はメインルーチンへリターンされる。

＃１４では、車両状態が、減速中，停止中又は力行中のいずれの状態にあるかが判断される。その結果、車両が減速中であれば、燃料カット時（アクセルオフ時）に水素からガソリンへの切替えが実行された上で（＃１６）、処理は＃２３へループされる。また、車両が停止中であれば、水素からガソリンへの切替えが通常通りに実行された上で（＃１７）、処理は＃２３へループされる。

また、一方、＃１４の結果、車両が力行中であれば、引き続き、エンジン負荷の状態が判断される（＃１８）。すなわち、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であり、気体水素からガソリンへの切替えに伴うトルクショックに対して、駆動モータ１０によるモータトルクを利用したトルク補正が有効であるか否かが判断される。その結果、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力を越えると判断された場合には、駆動モータ１０によるモータトルクを利用したトルク補正が無効であるとして、エンジン本体の気筒内へ供給する気体水素を漸減させ、ガソリンを漸増させることで、ガソリン比率を漸増させるようにして、気体水素からガソリンへの切替えが実行される（＃２２）。その後、処理は＃２３へループされる。

他方、＃１８の結果、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であると判断された場合には、駆動モータ１０によるモータトルクを利用したトルク補正が有効であるとして、引き続き、バッテリ１２が満充電状態にあるか否かが判断される（＃１９）。その結果、満充電状態にないと判断された場合には、気体水素からガソリンへの燃料切替えに伴うトルクショックが、駆動モータ１０によるモータトルクを利用して吸収され抑制される。その後、処理は＃２３へループされる。また、一方、満充電状態にあると判断された場合には、一時的にモータ走行が行われつつ、燃料切替えが行われる（＃２１）。エンジン本体の気筒内への気体水素の供給が停止させられ、走行に必要なトルクが一時的にモータトルクでまかなわれ、その後、ガソリンの供給が開始される。＃２１の後、処理は＃２３へループされる。

＃２３では、気体水素からガソリンへの切替えに伴い、スロットル開度（アクセル開度）やトルク特性が変更される。更に、その時点でガソリン運転が行われていることをドライバに通知するための表示が行われる（＃２４）。この表示としては、例えば、インストルメントパネル上の専用の表示ランプを点灯させても、若しくは、カーナビゲーションシステム用のモニタ画面（不図示）上に「ガソリン運転」という表記を設けてもよい。以上で、処理がメインルーチンへリターンされる。

以上の説明から明らかなように、本願発明によれば、ガソリン及び気体水素による複式燃料を用いるエンジンと駆動モータとが組み合わせてなるパワートレインにおいて、気体水素からガソリンへの燃料切替え時に、排気浄化性能の悪化を抑制しつつ、スロットル開度の絞り後に生じるトルク変動を抑制し、円滑な燃料切替えを実現することができる。また、駆動モータ１０の能力不足によりモータトルクＴｍを利用したトルク補正が困難である場合に、より適切な手段を選択することで、スロットル開度の絞り後に生じるトルク変動を抑制することができる。更に、バッテリ１２の蓄電状態に応じて、バッテリ１２に蓄電された電力を最大限に利用した適切な手段を選択することで、スロットル開度の絞り後に生じるトルク変動を抑制することができる。

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

本発明に係るパワートレインの制御装置は、自動車等の車両を含み、ガソリン及び水素による複式燃料を用いるエンジンと、駆動モータとが組み合わされてなるパワートレインが搭載されるものであれば、いかなるものにも適用可能である。

ガソリン及び水素による複式燃料を用いるデュアルフューエルエンジンと駆動モータとが組み合わされてなるパワートレイン及びその制御装置を概略的に示す図である。上記パワートレインにおける動力伝達機構部分をあらわす説明図である。車両の走行状態に応じて変化するバッテリ蓄電状態（ＳＯＣ）をあらわす説明図である。気体水素からガソリンへの燃料切替えに伴い、低い蓄電状態に応じて、本願発明に係る駆動モータによるモータトルクを利用したトルク補正が実行された場合の、各種パラメータの変化を示す図である。気体水素からガソリンへの燃料切替えに伴い、高い蓄電状態に応じて、本願発明に係る駆動モータによるモータトルクを利用したトルク補正が実行された場合の、各種パラメータの変化を示す図である。本願発明に係る駆動モータによるモータトルクを利用したトルク補正が無効である状態に応じて、気体水素からガソリンへの燃料切替えが徐々に実行された場合の、各種パラメータの変化を示す図である。本願発明に係る気体水素からガソリンへの燃料切替え処理についてのフローチャートである。スロットル開度とエンジントルクとの相関関係をあらわすグラフである。空燃比とトルク及びＮＯｘ排出量との相関関係をあらわすグラフである。

符号の説明

１…パワートレイン，２…エンジン，３…高圧気体水素用インジェクタ，４…ガソリン用インジェクタ，５…水素供給系，６…ガソリン供給系，７…動力分割機構，８…ジェネレータ，９…インバータ，１０…駆動モータ，１２…バッテリ，１３…スロットル弁，１６…減速機，１７…車軸，２０…ＥＣＵ，Ｃｅ…空気量，Ｇｒ…ガソリン比率，Ｏｓ…スロットル開度，Ｒ…空燃比，Ｔ_１…水素運転時エンジントルク，Ｔ_２…ガソリン運転時エンジントルク，Ｔｅ…エンジントルク，Ｔｍ…モータトルク。

Claims

ガソリン及び気体水素による複式燃料を用いるエンジンと、駆動モータとが組み合わされてなるパワートレインの制御装置において、
上記気体水素を利用した水素運転時には、ＮＯｘ排出量が略０となるリーン空燃比をなすべく、他方、上記ガソリンを利用したガソリン運転時には、略理論空燃比をなすべく、上記エンジンの気筒内へ供給される気体水素又はガソリンの量及び空気量を制御する空燃比制御手段と、
上記気体水素からガソリンへの燃料切替え時にスロットル開度を所定値まで絞るスロットル開度調整手段と、
上記スロットル開度調整手段によるスロットル開度の絞り後、空気量が安定するまでのエンジントルクの変動に対して、上記駆動モータによるモータトルクを利用したトルク補正が有効であるか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記トルク補正が有効であると判定された場合には、上記エンジントルクの変動を吸収すべく上記駆動モータを作動させる一方、上記トルク補正が無効であると判定された場合には、エンジンの気筒内へ供給される水素を０まで漸減させ、ガソリンを漸増させる制御手段と、を有していることを特徴とするパワートレインの制御装置。
上記判定手段は、エンジン負荷が上記駆動モータの定格出力を越える場合に、上記駆動モータによるモータトルクを利用したトルク補正が無効であると判定することを特徴とする請求項１記載のパワートレインの制御装置。
上記駆動モータに電力を供給するための蓄電池が設けられており、
上記判定手段は、エンジン負荷が上記駆動モータの定格出力以下である場合に、更に、上記蓄電池が満充電状態にあるか否かを判定し、
上記制御手段は、上記判定手段により上記蓄電池が満充電状態にあると判定された場合に、水素からガソリンへの切替えを瞬時に行い、該切替えに伴い生じるエンジントルクの変動を吸収すべく、上記駆動モータによるモータトルクを実時間で調整し、他方、上記判定手段により上記蓄電池が満充電状態にないと判定された場合には、気筒内への気体水素の供給を停止し、水素供給停止と同時に、水素供給停止前のエンジントルクと同等のトルクを維持するように駆動モータを作動させ、上記空燃比制御手段により制御される空気量が安定した後に、気筒内へのガソリンの供給を開始し、ガソリン供給開始と同時に駆動モータによるモータトルクを０まで漸減させることを特徴とする請求項２記載のパワートレインの制御装置。