JP4581908B2

JP4581908B2 - デュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置

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Publication number: JP4581908B2
Application number: JP2005238447A
Authority: JP
Inventors: 正典松下; 智明齊藤; 宏明三津木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2025-08-19
Also published as: JP2007051604A

Description

本発明は、使用燃料を水素とガソリンとの間で選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置に関する。

使用燃料を水素やＬＰＧ等の気体燃料とガソリンとで選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンが知られており（例えば特許文献１及び２参照）、これらのデュアルフューエルエンジンでは、例えば気体燃料の残量が所定よりも少なくなったときに使用燃料を気体燃料からガソリンに切り替えたり、エンジンの運転状態に応じて気体燃料とガソリンとを切り替えたりしている。

ところで、気体燃料を使用するエンジンにおいて空燃比制御を行うときには、例えば特許文献３に開示されているように、空燃比センサの検出値がリーン側に比較的大きくずれるため、排気通路に設けられた空燃比センサの検出値をリッチ側に補正する必要がある。このように空燃比センサの検出値がリーン側にずれる原因は、一説には、排気中の水素が酸素よりも拡散速度が速いため、センサの反応界面において実際の排気ガスの成分濃度と異なるためと考えられている。

これに対し、ガソリン使用時における空燃比センサの検出値は、水素使用時に比べてずれが小さいことから、例えば水素とガソリンとを切り替えて使用するデュアルフューエルエンジンにおいて空燃比制御を行うときには、水素使用時のセンサ補正値と、ガソリン使用時のセンサ補正値との２つの補正値を予め設定しておいて、使用燃料の切り替えに伴い、センサ補正値も切り替えるようにする必要がある。
特開平６−１９３４８０号公報特開平１１−３２４７４９号公報特開平１１−３０１４１号公報

しかしながら、使用燃料の切り替えと同時にセンサ補正値の切り替えを行った場合は、排気ガス性状が悪化してしまうという問題があった。これは使用燃料の切り替え直後では、筒内に切り替え前の燃料が残留しているため、使用燃料の切り替えと同時に補正値を切り替えてしまうと、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれが大きくなるためであり、そのずれの大きい補正後の空燃比に基づいて空燃比制御を行うことによって、実際の空燃比が、目標空燃比から大きくずれてしまうことに起因すると考えられる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用燃料を水素とガソリンとで選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンにおいて、使用燃料の切り替え時における補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれを抑制することにある。

本発明の空燃比制御装置は、使用燃料を水素とガソリンとの間で選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置である。

この空燃比制御手段は、上記エンジンに対して水素とガソリンとを選択的に切り替えて供給する燃料切替手段と、上記エンジンの筒内の空燃比に関連する値を検出する空燃比検出手段と、水素使用時には、上記空燃比検出手段の検出値を、予め設定された水素使用時補正値によって補正すると共に、ガソリン使用時には、上記空燃比検出手段の検出値を、予め設定されたガソリン使用時補正値によって補正する補正手段と、上記補正手段によって補正された空燃比に基づき空燃比フィードバック制御を行うことによって、水素使用時及びガソリン使用時のそれぞれにおいて上記筒内の空燃比が目標空燃比となるようにする制御手段と、を備える。

そして、上記補正手段は、上記燃料切替手段によって使用燃料を水素からガソリンに、又はガソリンから水素に切り替えた後、所定時間遅れて、上記空燃比検出手段の検出値を補正するための補正値を、水素使用時補正値からガソリン使用時補正値に、又はガソリン使用時補正値から水素使用時補正値に切り替える。

この構成によると、水素使用時には、補正手段が空燃比検出手段の検出値を予め設定された水素使用時補正値によって補正し、制御手段がその補正された空燃比と水素使用時における目標空燃比とに基づいて空燃比制御を実行する。また、ガソリン使用時には、補正手段が空燃比検出手段の検出値を予め設定されたガソリン使用時補正値によって補正し、制御手段がその補正された空燃比とガソリン使用時における目標空燃比とに基づいて空燃比制御を実行する。

そして、燃料切替手段が使用燃料を、水素からガソリンに又は、ガソリンから水素に切り替えたときには、補正手段は、その切替後、所定時間遅れて、空燃比検出手段の検出値を補正するための補正値を、水素使用時補正値からガソリン使用時補正値に又は、ガソリン使用時補正値から水素使用時補正値に切り替える。

このように、空燃比検出手段の検出値を補正するための補正値を、使用燃料の切替後、所定時間遅れて切り替えることによって、使用燃料の切替直後は筒内に切替前の燃料が残留しているものの、補正値を切り替えるタイミングにおいては、筒内に切替前の燃料が残留しておらず、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれが抑制される。換言すれば、使用燃料の切替後、実際に筒内の燃料が切替後の燃料に切り替わるまで待って補正値を切り替えることで、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれが抑制される。その結果、補正後の空燃比に基づくフィードバック制御によって、実際の空燃比と目標空燃比とのずれが抑制され、排気ガス性状の悪化が防止される。

ここで、上記補正手段は、上記燃料切替手段によって使用燃料を水素からガソリンに、又はガソリンから水素に切り替えた後、上記空燃比検出手段の検出値に基づいて上記筒内の水素とガソリンとの比率を推定し、その推定結果から、水素がガソリンよりも多いときには水素使用時補正値によって上記空燃比検出手段の検出値を補正する一方、ガソリンが水素よりも多いときにはガソリン使用時補正値によって上記空燃比検出手段の検出値を補正する、としてもよい。

つまり、使用燃料の切替時には、空燃比フィードバック制御における目標空燃比は、水素使用時の目標空燃比（目標空気過剰率λｔ＝２）からガソリン使用時の目標空燃比（目標空気過剰率λｔ＝１）に、又はガソリン使用時の目標空燃比から水素使用時の目標空燃比に切り替わるため、使用燃料の切替過渡時においては、空燃比検出手段の検出値が、水素使用時の目標空燃比とガソリン使用時の目標空燃比との間で略線形に変化する。そのため、空燃比検出手段の検出値によって筒内の水素とガソリンとの比率を推定することが可能になり、その推定した比率に基づいて、水素の方がガソリンよりも多いときには水素使用時補正値によって、ガソリンの方が水素よりも多いときにはガソリン使用時補正値によって、空燃比検出手段の検出値を補正する。

このように、推定した水素とガソリンとの比率に応じて水素使用時補正値とガソリン使用時補正値とを切り替えることによって、より実際の筒内の状態に即した補正値で空燃比検出手段の検出値が補正され、それによって、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれがさらに抑制される。

本発明の他の空燃比制御装置は、上記エンジンに対して水素とガソリンとを選択的に切り替えて供給する燃料切替手段と、上記エンジンの筒内の空燃比に関連する値を検出する空燃比検出手段と、水素使用時には、上記空燃比検出手段の検出値を、予め設定された水素使用時補正値によって補正すると共に、ガソリン使用時には、上記空燃比検出手段の検出値を、予め設定されたガソリン使用時補正値によって補正する補正手段と、上記補正手段によって補正された空燃比に基づき空燃比フィードバック制御を行うことによって、水素使用時及びガソリン使用時のそれぞれにおいて上記筒内の空燃比が目標空燃比となるようにする制御手段と、を備える。

そして、上記補正手段は、上記燃料切替手段によって使用燃料を水素からガソリンに、又はガソリンから水素に切り替えた後の過渡期間においては、上記空燃比検出手段の検出値に基づいて上記筒内の水素とガソリンとの比率を推定し、その比率に応じて決定した切替時補正値によって上記空燃比検出手段の検出値を補正する。

この構成によると、水素使用時には、補正手段が空燃比検出手段の検出値を予め設定された水素使用時補正値によって補正し、制御手段がその補正された空燃比に基づいて空燃比制御を実行する。また、ガソリン使用時には、補正手段が空燃比検出手段の検出値を予め設定されたガソリン使用時補正値によって補正し、制御手段がその補正された空燃比に基づいて空燃比制御を実行する。

そして、燃料切替手段が使用燃料を、水素からガソリンに又は、ガソリンから水素に切り替えたときには、上述したように、目標空燃比も水素使用時の目標空燃比からガソリン使用時の目標空燃比に又は、ガソリン使用時の目標空燃比から水素使用時の目標空燃比に切り替わり、空燃比検出手段の検出値が、水素使用時の目標空燃比とガソリン使用時の目標空燃比との間で略線形に変化するため、空燃比検出手段の検出値によって筒内の水素とガソリンとの比率を推定することが可能になる。

補正手段は、使用燃料の切替過渡期間においては、上記推定した水素とガソリンとの比率に応じて切替時補正値を決定する。つまり、水素使用時補正値とガソリン使用時補正値との補完を行い、その切替時補正値によって上記空燃比検出手段の検出値を補正する。このことによって、補正値が水素とガソリンとの比率に応じてよりきめ細かく設定され、その補正値によって空燃比検出手段の検出値を補正することにより、より一層実際の筒内の状態に即した補正値で空燃比検出手段の検出値が補正される。それによって、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれがより一層抑制され、その結果、補正後の空燃比に基づくフィードバック制御によって、実際の空燃比と目標空燃比とのずれが抑制される。

以上説明したように、本発明のデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置によると、使用燃料の切替タイミングと、空燃比検出手段の検出値を補正するための補正値の切替タイミングとを同じにするのではなく、補正値の切替タイミングを、使用燃料の切替タイミングに対し遅らせたり、筒内の水素とガソリンとの比率に対応する切替時補正値によって空燃比検出手段の検出値を補正したりすることで、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれを抑制することができ、それによって補正後の空燃比に基づくフィードバック制御によって実際の空燃比と目標空燃比とのずれを抑制することができる。その結果、使用燃料の切替時における排気ガス性状の悪化を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るエンジンの空燃比制御装置を示す図であり、このエンジンは、ロータリーエンジン１であると共に、使用燃料を水素とガソリンとの間で選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンとされている。

上記ロータリーエンジン１は、トロコイド内周面を有する繭状のロータハウジングとサイドハウジングとに囲まれたロータ収容室１１（気筒）に概略三角形状のロータ１２が収容されて構成されており、その外周側には３つの作動室が区画されている。このロータリーエンジン１は、図示は省略するが、２つのロータハウジングを３つのサイドハウジングの間に挟み込むようにして一体化し、その間に形成される２つの気筒１１，１１にそれぞれロータ１２，１２を収容した２ロータタイプのものであり、図１では、その２つの気筒１１，１１を展開した状態で図示している。

ロータ１２は、外周の３つの頂部にそれぞれ配設されたシール部が各々ロータハウジングのトロコイド内周面に当接した状態でエキセントリックシャフト１３の周りを自転しながら、該エキセントリックシャフト１３の軸心の周りに公転する。そして、ロータ１２が１回転する間に、該ロータ１２の各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータ１２を介してエキセントリックシャフト１３から出力される。

ロータリーエンジン１の各気筒１１，１１には、２つの点火プラグ１４，１４が設けられており、この２つの点火プラグ１４，１４はそれぞれ、ロータハウジングの短軸近傍に配設されている一方、各気筒１１，１１には、図示省略の水素タンクから供給された水素を筒内に直接噴射する、２つの水素噴射用のインジェクタ４が設けられており（図１では各気筒に１つのみ示す）、２つのインジェクタ４はそれぞれ、ロータハウジングの長軸近傍に、エキセントリックシャフト１３の軸方向に並んで配置されている。

また、各気筒１１，１１には、吸気行程にある作動室に連通するように吸気通路２が連通していると共に、排気行程にある作動室に連通するように排気通路（図示省略）が連通している。

吸気通路２の上流側にはステッピングモータ等のアクチュエータ２１により駆動されて通路２の断面積を調節するスロットル弁２２が配設されていると共に、吸気通路２の下流側には、図示省略のガソリンタンクから供給されるガソリンを吸気通路２内に噴射するためのガソリン噴射用のインジェクタ５，５が配設されている。

そして、上記点火プラグ１４，１４、スロットル弁２２のアクチュエータ２１、水素及びガソリン噴射用の各インジェクタ４，５等は、制御手段としてのパワートレインコントロールモジュール（ＰＣＭ）６によって作動制御される。

このＰＣＭ６には、本実施形態に係る制御に必要な信号として、少なくとも、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ７１、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ７２、及び筒内の空燃比を検出するための空燃比センサ７３の各出力信号が入力される。

本実施形態におけるエンジンの制御装置においては、ＰＣＭ６の制御により、水素使用時は水素噴射用インジェクタ４から水素が、ガソリン使用時はガソリン噴射用インジェクタ５からガソリンが、エンジン１に対し供給されて当該エンジン１が駆動される。また、水素使用時及びガソリン使用時のそれぞれにおいて、ＰＣＭ６により空燃比制御が実行される。つまり、空燃比センサ７３からの出力信号に基づいて、筒内の空燃比が目標空燃比（目標空気過剰率λｔ）となるように、スロットル開度及び燃料噴射量を制御するフィードバック制御が実行される。

ここで、上記目標空燃比（目標空気過剰率λｔ）は、水素使用時とガソリン使用時とで異なり、水素使用時はλｔ＝２、ガソリン使用時はλｔ＝１に設定される。これによって水素使用時におけるＮＯｘ排出の低減化を図る。

また、上記空燃比センサ７３は、例えば排気通路に配設されたＯ₂センサとすればよい。この場合、水素使用時には、空燃比センサ７３の検出値がリーン側に比較的大きくずれることから、空燃比センサ７３の検出値を補正するための補正値（水素使用時補正値）が予め設定されてＰＣＭ６のメモリに記憶されている。また、ガソリン使用時においても空燃比センサ７３の検出値を補正するための補正値（ガソリン使用時補正値）が予め設定されており、その補正値もＰＣＭ６のメモリに記憶されている。ＰＣＭ６は、水素使用時及びガソリン使用時のそれぞれにおいて、空燃比センサ７３の検出値λｓを、対応する補正値（水素使用時補正値又はガソリン使用時補正値）で補正し、その補正後の検出値λｒと目標空気過剰率λｔとに基づいて、上述した空燃比フィードバック制御を実行する。

尚、水素とガソリンとの間の使用燃料の切り替えは、例えばエンジン１の運転状態や、水素タンク内の水素残量等に応じてＰＣＭ６が適宜実行すればよい。また、乗員のスイッチ操作に応じて水素とガソリンとの間の使用燃料の切り替えを行ってもよい。

次に、ＰＣＭ６による、使用燃料の切替に伴う補正値の切替制御について、図２を参照しながら説明する。このフローは、燃料切替情報が入力される（使用燃料の切替が実行された）ことによって開始する。

先ずステップＳ１１において、エンジン回転数センサ７１のエンジン回転数Ｎｅの値が入力され、続くステップＳ１２において、そのエンジン回転数Ｎｅに基づいて、図３に示すマップに従って遅れ時間Ｔ１を決定する。このマップは、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、遅れ時間Ｔ１が短くなるように設定されている。

そして、ステップＳ１３において、決定した遅れ時間Ｔ１を経過したか否かが判定され、経過していないのＮＯのときにはステップＳ１３を繰り返し、経過したのＹＥＳのときにはステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、補正値切替指令を出力してフローを終了する。

このように、本実施形態の制御では、図４に示すように、使用燃料が例えば水素からガソリンに切り替わるときには、その切替タイミングに対して、遅れ時間Ｔ１だけ遅れたタイミングで、空燃比センサ７３の検出値を補正するための補正値が、水素使用時の補正値からガソリン使用時の補正値へと切り替わる。

使用燃料の切り替え直後は、筒内に切り替え前の燃料が残留しているため、使用燃料の切り替えと同時に補正値を切り替えてしまうと、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれが大きくなるところを、補正値の切り替えを、使用燃料の切替後、所定時間（Ｔ１）だけ遅れて行うことことによって、補正値を切り替えるタイミングにおいては、筒内に切替前の燃料が残留しておらず、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれが抑制される。換言すれば、使用燃料の切替後、実際に筒内の燃料が切替後の燃料に切り替わるまで待って補正値を切り替えることで、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれが抑制される。

このとき、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、筒内の燃料が切り替わるタイミングが早くなることから、上記遅れ時間Ｔ１をエンジン回転数Ｎｅに応じて設定することにより（図３参照）、適切なタイミングで補正値が切り替わることになる。

そうして補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれを抑制することにより、補正後の空燃比に基づくフィードバック制御によって、実際の空燃比と目標空燃比とのずれが抑制され、燃料切替時における排気ガス性状の悪化を防止することができる。

（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る、ＰＣＭ６による使用燃料の切替に伴う補正値の切替制御のフローチャートである。実施形態２においては、補正値の切替タイミングを空燃比センサ７３の検出値に基づいて設定する点が、実施形態１とは異なる。

図５に示すフローも、燃料切替情報が入力される（使用燃料の切替が実行された）ことによって開始し、先ずステップＳ２１では、使用燃料が水素からガソリンへ切り替わったか否かを判定し、水素からガソリンへ切り替わったのＹＥＳのときにはステップＳ２２に移行する一方、ガソリンから水素へ切り替わったのＮＯのときにはステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２２では、空燃比センサ７３の検出値λｓを入力して、続くステップＳ２３ではλｓ＞１．５５であるか否かを判定する。ここで、「１．５５」の値は、水素使用時における空燃比センサ７３の検出値λｓ＝２．１（目標空気過剰率λｔが２、水素使用時補正値が０．１とする）と、ガソリン使用時における空燃比センサ７３の検出値λｓ＝１．０１（目標空気過剰率λｔが１、水素使用時補正値が０．０１とする）と、の略中間値である。そして、ステップＳ２３においてＹＥＳのときにはステップＳ２４に移行する一方、ＮＯのときにはステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２４では水素使用時の補正値を使用するとして、ステップＳ２２に戻り、ステップＳ２５ではガソリン使用時の補正値に切り替えるための切替信号を出力してフローを終了する。

一方、ステップＳ２６では、空燃比センサ７３の検出値λｓを入力して、続くステップＳ２７ではλｓ＞１．５５であるか否かを判定する。そして、ステップＳ２７においてＮＯのときにはステップＳ２８に移行する一方、ＹＥＳのときにはステップＳ２９に移行する。

ステップＳ２８ではガソリン使用時の補正値を使用するとして、ステップＳ２６に戻り、ステップＳ２９では水素使用時の補正値に切り替えるための切替信号を出力してフローを終了する。

ここで、本実施形態の制御による補正値の切替タイミングについて図６を参照しながら説明する。つまり、使用燃料が例えば水素からガソリンに切り替わるときには、目標空燃比も水素使用時の目標空燃比からガソリン使用時の目標空燃比に切り替わる。それによって、空燃比センサ７３の検出値λｓは、水素を使用燃料とした状態（λｓが約２．１の状態）から、ガソリンを使用燃料とした状態（λｓが約１．０１の状態）へと略線形に変化するようになる。そのため空燃比センサ７３の検出値λｓによって、筒内の水素とガソリンとの比率を推定することが可能であり、空燃比センサ７３の検出値λｓが水素を使用燃料とした状態とガソリンを使用燃料とした状態との略中間値を超えたタイミングでは、ガソリンが水素よりも多くなったと推定することができる。そこで、そのタイミングで水素使用時補正値からガソリン使用時補正値に補正値を切り替えることにより、より実際の筒内の状態に即した補正値で空燃比センサ７３の検出値を補正することができる。それによって、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれをさらに抑制することができ、排気ガス性状の悪化をより効果的に防止することができる。

尚、この実施形態では、補正値の切替閾値を、水素使用時における空燃比センサ７３の検出値とガソリン使用時における空燃比センサ７３の検出値λｓとの略中間値（つまり、１．５５）に設定したが、切替閾値は中間値に限らず、適宜設定することができる。

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係る、ＰＣＭ６による使用燃料の切替に伴う補正値の切替制御のフローチャートである。実施形態３においては、使用燃料の切り替え過渡時において、空燃比センサ７３の検出値に基づいて補正値（切替時補正値）を設定する点が、実施形態１，２とは異なる。

図７に示すフローも、燃料切替情報が入力される（使用燃料の切替が実行された）ことによって開始し、先ずステップＳ３１では、使用燃料が水素からガソリンへ切り替わったか否かを判定し、水素からガソリンへ切り替わったのＹＥＳのときにはステップＳ３２に移行する一方、ガソリンから水素へ切り替わったのＮＯのときにはステップＳ３７に移行する。

ステップＳ３２では、空燃比センサ７３の検出値λｓを入力して、続くステップＳ３３ではλｓ≦１．０５であるか否かを判定する。ここで、「１．０５」の値は、ガソリン使用時における空燃比センサ７３の検出値λｓ＝１．０１（目標空気過剰率が１、ガソリン使用時補正値が０．０１とする）に基づき設定された閾値であって、検出誤差等を考慮して、ほぼ１．０１とみなすことのできる値として適宜設定すればよい。そして、ステップＳ３２において、ＮＯのときにはステップＳ３４に移行する一方、ＹＥＳのときにはステップＳ３６に移行する。

ステップＳ３４では、検出値λｓに基づいて、予め設定されてＰＣＭ６のメモリに記憶されているマップ（図８参照）から切替時補正値を決定する。つまり、上述したように、使用燃料が例えば水素からガソリンに切り替わるときには、空燃比センサ７３の検出値λｓは、水素を使用燃料とした状態（λｓが約２．１の状態）から、ガソリンを使用燃料とした状態（λｓが約１．０１の状態）へと略線形に変化するようになり（図６参照）、検出値λｓの値によって、筒内の水素とガソリンとの比率が推定可能である。そこで、図８に示すように、検出値λｓに対する切替時補正値を設定しておくことによって、筒内の水素とガソリンとの比率に対応する切替時補正値が設定される。例えば検出値λｓが１．５５（水素使用時の検出値λｓ（＝２．１）とガソリン使用時の検出値λｓ（＝１．０１）との略中間値）であるときには、筒内の水素とガソリンとの比率が５０：５０であるとして、補正値も水素使用時補正値（＝０．１）と、ガソリン使用時補正値（＝０．０１）との中間にする（（０．１＋０．０１）／２＝０．０５５）。つまり、直線で補完することによって切替時補正値を決定する。

そうして、ステップＳ３５では、ステップＳ３４で決定した切替時補正値を出力し、ステップＳ３２に戻る。

このようにして、検出値λｓが１．０５以下となるまでは、検出値λｓに基づいて切替時補正値を随時決定していく。そして、検出値λｓが１．０５以下となったときには、筒内の燃料がほぼガソリンに切り替わったと判断して、ステップＳ３６においてガソリン使用時の補正値に切り替えるための切替信号を出力してフローを終了する。

燃料の切り替えがガソリンから水素である場合も上記と同様であり、ステップＳ３７では、空燃比センサ７３の検出値λｓを入力して、続くステップＳ３８ではλｓ≧２．０５であるか否かを判定する。ここで、「２．０５」の値は、水素使用時における空燃比センサ７３の検出値λｓ＝２．１（目標空気過剰率が２、水素使用時補正値が０．１とする）に基づき設定された閾値であり、ほぼ２．１とみなすことのできる値として適宜設定すればよい。そして、ステップＳ３８において、ＮＯのときにはステップＳ３９に移行する一方、ＹＥＳのときにはステップＳ３１１に移行する。

ステップＳ３９では、検出値λｓに基づいて、図８に示すマップから切替時補正値を決定し、ステップＳ３１０では、決定した切替時補正値を出力し、ステップＳ３７に戻る。

そうして、検出値λｓが２．０５以上となったときには、筒内の燃料がほぼ水素に切り替わったと判断して、ステップＳ３１１において水素使用時の補正値に切り替えるための切替信号を出力してフローを終了する。

このように、本実施形態の制御では、使用燃料を切り替える過渡時においては、筒内の水素とガソリンとの比率に応じた補正値（切替時補正値）を設定する。このことによって、補正値が水素とガソリンとの比率に応じてよりきめ細かく設定され、その補正値で空燃比センサ７３の検出値を補正することにより、より一層実際の筒内の状態に即した補正値で空燃比センサ７３の検出値を補正することができる。その結果、補正後の空燃比と実際の空燃比とのずれをさらに抑制することができ、排気ガス性状の悪化をより効果的に防止することができる。

尚、この実施形態では、切替時補正値を直線で補完することによって決定していたが、空燃比センサ７３の検出値に基づいて切替時補正値の設定する方法は、これに限るものではなく、筒内の水素とガソリンとの比率に応じて設定するのではあれば、どのような方法を採用してもよい。

また、上記各実施形態は、ロータリーエンジンを対象としているが、レシプロエンジンに本発明を適用してもよい。

以上説明したように、本発明は、水素とガソリンとの間での使用燃料の切替時において、排気ガス性状の悪化を防止することができるため、使用燃料を水素とガソリンとの間で選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置について有用である。

本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の概略構成図である。実施形態１に係るＰＣＭの制御フローチャートである。エンジン回転数に対する遅れ時間のマップである。実施形態１の制御における補正値切替のタイムチャートである。実施形態２に係るＰＣＭの制御フローチャートである。実施形態２の制御における補正値切替のタイムチャートである。実施形態３に係るＰＣＭの制御フローチャートである。空燃比センサの検出値に対する切替時補正値のマップである。

符号の説明

１ロータリーエンジン（デュアルフューエルエンジン）
４水素噴射用インジェクタ（燃料切替手段）
５ガソリン噴射用インジェクタ（燃料切替手段）
６ＰＣＭ（補正手段、制御手段）
７３空燃比センサ（空燃比検出手段）

Claims

使用燃料を水素とガソリンとの間で選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置であって、
上記エンジンに対して水素とガソリンとを選択的に切り替えて供給する燃料切替手段と、
上記エンジンの筒内の空燃比に関連する値を検出する空燃比検出手段と、
水素使用時には、上記空燃比検出手段の検出値を、予め設定された水素使用時補正値によって補正すると共に、ガソリン使用時には、上記空燃比検出手段の検出値を、予め設定されたガソリン使用時補正値によって補正する補正手段と、
上記補正手段によって補正された空燃比に基づき空燃比フィードバック制御を行うことによって、水素使用時及びガソリン使用時のそれぞれにおいて上記筒内の空燃比が目標空燃比となるようにする制御手段と、を備え、
上記補正手段は、上記燃料切替手段によって使用燃料を水素からガソリンに、又はガソリンから水素に切り替えた後、所定時間遅れて、上記空燃比検出手段の検出値を補正するための補正値を、水素使用時補正値からガソリン使用時補正値に、又はガソリン使用時補正値から水素使用時補正値に切り替えるデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置。
請求項１に記載の空燃比制御装置において、
上記補正手段は、上記燃料切替手段によって使用燃料を水素からガソリンに、又はガソリンから水素に切り替えた後、上記空燃比検出手段の検出値に基づいて上記筒内の水素とガソリンとの比率を推定し、その推定結果から、水素がガソリンよりも多いときには水素使用時補正値によって上記空燃比検出手段の検出値を補正する一方、ガソリンが水素よりも多いときにはガソリン使用時補正値によって上記空燃比検出手段の検出値を補正するデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置。
使用燃料を水素とガソリンとの間で選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置であって、
上記エンジンに対して水素とガソリンとを選択的に切り替えて供給する燃料切替手段と、
上記エンジンの筒内の空燃比に関連する値を検出する空燃比検出手段と、
水素使用時には、上記空燃比検出手段の検出値を、予め設定された水素使用時補正値によって補正すると共に、ガソリン使用時には、上記空燃比検出手段の検出値を、予め設定されたガソリン使用時補正値によって補正する補正手段と、
上記補正手段によって補正された空燃比に基づき空燃比フィードバック制御を行うことによって、水素使用時及びガソリン使用時のそれぞれにおいて上記筒内の空燃比が目標空燃比となるようにする制御手段と、を備え、
上記補正手段は、上記燃料切替手段によって使用燃料を水素からガソリンに、又はガソリンから水素に切り替えた後の過渡期間においては、上記空燃比検出手段の検出値に基づいて上記筒内の水素とガソリンとの比率を推定し、その比率に応じて決定した切替時補正値によって上記空燃比検出手段の検出値を補正するデュアルフューエルエンジンの空燃比制御装置。