JP6269519B2 - Multi-fuel engine fuel control system - Google Patents
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Description
本発明は、多種燃料エンジンの燃料制御装置に関する技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field related to a fuel control device for a multi-fuel engine.
従来より、例えば特許文献1に示されているように、複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される多種燃料エンジンが知られている。特許文献1では、第1燃料(例えば、アルコール)と第1燃料よりも気化し易い第2燃料(例えば、ガソリン)とがエンジンに供給されるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in, for example,
ところで、第1燃料及び第2燃料を使用可能な多種燃料エンジンにおいて、第1燃料として、例えば水素燃料のような着火性の良好な燃料を使用すれば、リーン運転を行うことができて、大気並のエミッション性能と低燃費とを達成することができる。ところが、水素燃料は、エンジンの出力性能や応答性が不十分となる燃料である。そこで、第2燃料として、第1燃料よりも単位体積当たりの発熱量が高い燃料を使用することで、エンジンの出力性能や応答性を確保するようにすることが考えられる。この場合、第2燃料は、通常、第1燃料よりもリーン限界の燃焼空燃比が低くなるため、エミッション性能を確保する観点から、第2燃料としては、上記第1燃料に対して、同じ燃焼空燃比下でエンジンからのNOx排出量が少ない燃料とすることが考えられる。 By the way, in a multi-fuel engine that can use the first fuel and the second fuel, if a fuel with good ignitability such as hydrogen fuel is used as the first fuel, the lean operation can be performed, and the atmosphere Equivalent emission performance and low fuel consumption can be achieved. However, hydrogen fuel is a fuel that results in insufficient engine output performance and responsiveness. Therefore, it is conceivable to secure the output performance and responsiveness of the engine by using a fuel having a higher calorific value per unit volume than the first fuel as the second fuel. In this case, the second fuel usually has a leaner combustion air-fuel ratio lower than that of the first fuel. From the viewpoint of ensuring emission performance, the second fuel is the same combustion as the first fuel. It is conceivable to use a fuel that emits less NOx from the engine under an air-fuel ratio.
しかし、着火性の良好な第1燃料と、該第1燃料よりもリーン限界の燃焼空燃比が低い第2燃料とを併用する場合には、第1燃料を単独で使用する場合に比べて、燃費性能がどうしても劣ってもしまう。 However, when the first fuel having good ignitability and the second fuel having a leaner combustion air-fuel ratio lower than that of the first fuel are used in combination, compared to the case where the first fuel is used alone, The fuel efficiency will be inferior.
そこで、第1燃料のみを使用できる状況下では、第1燃料のみを使用するようにして、出来る限り燃費の向上を図るようにすることが好ましい。 Therefore, in a situation where only the first fuel can be used, it is preferable to improve the fuel consumption as much as possible by using only the first fuel.
本発明は、斯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、多種燃料エンジンの制御装置において、エンジンの出力性能や応答性を確保しながら、燃費性能を出来る限り向上させようとすることにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to improve fuel efficiency as much as possible in a multi-fuel engine control device while ensuring engine output performance and responsiveness. There is to try.
上記の目的を達成するために、本発明では、車両に搭載されかつ第1燃料及び第2燃料がそれぞれ供給可能に構成された多種燃料エンジンの燃料制御装置を対象として、上記第1燃料は、水素であり、上記第2燃料は、天然ガスであり、上記第1燃料を、上記エンジンに供給するべく噴射する第1の燃料噴射弁と、上記第2燃料を、上記エンジンに供給するべく噴射する第2の燃料噴射弁と、上記第1及び第2の燃料噴射弁の作動を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記エンジンの負荷が所定負荷以上であるか、又は、上記エンジンの出力が一定でないときには、上記第1及び第2燃料を所定の比率でもって上記エンジンに供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を所定の第1リーン空燃比にするべく、上記第1及び第2の燃料噴射弁を制御する一方、上記エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、上記第1燃料のみを上記エンジンに供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比よりも高い空燃比にするべく、上記第1の燃料噴射弁を制御する第1燃料単独噴射制御を実行するよう構成されており、上記車両は、上記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、該発電機による発電電力が第1インバータを介して充電されるバッテリと、該バッテリの放電電力が第2インバータを介して供給される車両駆動用の駆動モータと、上記発電機による発電電力が、上記バッテリを介さずに上記駆動モータに供給される発電電力供給経路とを有するシリーズハイブリッド車両であり、上記エンジンの効率が所定値以上となる高効率回転数領域でのエンジン運転で、上記発電機が上記駆動モータの要求電力を過不足無く発電可能であるときには、上記エンジンが上記高効率回転数領域で運転されて、上記駆動モータに対し上記発電機による発電電力のみが上記発電電力供給経路を介して供給されるバッテリ不使用供給がなされ、更に上記制御手段は、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、上記エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第1リーン空燃比よりも高くかつ上記第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第2リーン空燃比にするべく、上記第1の燃料噴射弁を制御するよう構成されている、という構成とした。 In order to achieve the above object, the present invention is directed to a fuel control device for a multi-fuel engine mounted on a vehicle and configured to be able to supply a first fuel and a second fuel, respectively. Hydrogen, the second fuel is natural gas, a first fuel injection valve that injects the first fuel to be supplied to the engine, and an injection that supplies the second fuel to the engine. And a control means for controlling the operation of the first and second fuel injection valves, wherein the control means has a load of the engine equal to or higher than a predetermined load, or When the engine output is not constant, the first and second fuels are supplied to the engine at a predetermined ratio and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine is set to a predetermined first lean air-fuel ratio. 1 and 2 While controlling the fuel injection valve, when the engine is operated at a load lower than the predetermined load and at a constant output, only the first fuel is supplied to the engine and combustion in a combustion chamber of the engine is performed. In order to make the air-fuel ratio higher than the first lean air-fuel ratio, the first fuel single injection control for controlling the first fuel injection valve is executed, and the vehicle is operated by the engine. A generator that is driven to generate power, a battery in which power generated by the generator is charged via a first inverter, and a vehicle drive motor that is supplied with discharge power of the battery via a second inverter; A series hybrid vehicle having generated power supply path through which the power generated by the generator is supplied to the drive motor without passing through the battery, and the efficiency of the engine When the generator can generate the required power of the drive motor without excess or deficiency in engine operation in a high efficiency rotation speed region that is a predetermined value or more, the engine is operated in the high efficiency rotation speed region, The drive motor is supplied with only the electric power generated by the generator through the generated power supply path, and the control means is configured to supply the battery when the battery is not used. When the single fuel single injection control is executed, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine is higher than the first lean air-fuel ratio and lower than a predetermined value by a predetermined value lower than the lean-limit combustion air-fuel ratio of the first fuel. In order to obtain the second lean air-fuel ratio, the first fuel injection valve is configured to be controlled .
上記の構成により、エンジンの負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジンの出力が一定でないときには、第1及び第2燃料が所定の比率(例えば、略同じ体積比率)でもってエンジンに供給されかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比が所定の第1リーン空燃比とされる。この第1リーン空燃比は、エンジンからのNOx排出量が、第2燃料のみをそのリーン限界の燃焼空燃比でもって燃焼させたときのNOx排出量と略同じになるようなリーン空燃比とすればよい。これにより、エンジンの出力性能や応答性を確保することができるともに、燃費性能やエミッション性能も比較的良好になる。一方、エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、第1燃料のみがエンジンに供給されかつエンジンの燃焼室内の燃焼空燃比が第1リーン空燃比よりも高い(リーンな)空燃比にされる。すなわち、エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、エンジンの出力性能や応答性が劣っても問題はないので、第1燃料のみで運転しかつ第1リーン空燃比よりもリーンにすることで燃費性能を向上させることができる。 With the above configuration, when the engine load is equal to or higher than the predetermined load or the engine output is not constant, the first and second fuels are supplied to the engine at a predetermined ratio (for example, approximately the same volume ratio). The combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine is set to a predetermined first lean air-fuel ratio. The first lean air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio such that the NOx emission amount from the engine is substantially the same as the NOx emission amount when only the second fuel is burned with the lean combustion air-fuel ratio. That's fine. As a result, the output performance and responsiveness of the engine can be secured, and the fuel consumption performance and emission performance are also relatively good. On the other hand, when the engine is operated at a load lower than the predetermined load and at a constant output, only the first fuel is supplied to the engine and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine is lower than the first lean air-fuel ratio. High (lean) air-fuel ratio. That is, when the engine is operated at a load lower than the predetermined load and at a constant output, there is no problem even if the output performance or responsiveness of the engine is inferior. The fuel efficiency can be improved by making the fuel leaner than the lean air-fuel ratio.
また、バッテリ不使用供給がなされているときには、発電機による発電電力を効率良く駆動モータに供給することができるとともに、エンジンを最高効率付近で運転することができる。このバッテリ不使用供給がなされているときの燃焼空燃比である第2リーン空燃比を第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上リッチ側にすることで、エンジンの出力を安定させることができ、エンジンの出力変動(特に出力低下)をなくして、バッテリ不使用供給を維持することができる。また、第2リーン空燃比を、エンジンの出力を安定させ得る範囲で出来る限り高くすることで、NOx排出量を出来る限り抑制することができるとともに、バッテリ不使用供給とエンジンの最高効率付近での運転とにより、燃費性能を最大限に向上させることができる。 Further, when the battery is not used, the power generated by the generator can be efficiently supplied to the drive motor, and the engine can be operated near the maximum efficiency. The engine output is stabilized by setting the second lean air-fuel ratio, which is the combustion air-fuel ratio when the battery is not used, to the rich side by a predetermined value or more than the lean air-fuel ratio of the first fuel. It is possible to eliminate the engine output fluctuation (particularly the output reduction) and maintain the battery-free supply. In addition, by making the second lean air-fuel ratio as high as possible within a range where the engine output can be stabilized, it is possible to suppress the NOx emission as much as possible, and at the same time, the battery-free supply and the maximum efficiency of the engine By driving, the fuel efficiency can be maximized.
上記多種燃料エンジンの燃料制御装置において、上記高効率回転数領域でのエンジン運転では、上記発電機による発電電力が上記駆動モータの要求電力に対して過不足が生じるときには、上記エンジンが上記高効率回転数領域で運転されて、上記駆動モータに対し上記発電機による発電電力が、上記第1インバータ及び第2インバータを含む上記発電電力供給経路を介して供給されるとともに、上記過不足に応じて、上記発電機による発電電力が上記第1インバータを介して上記バッテリに充電されるか又は上記バッテリの放電電力が上記第2インバータを介して上記駆動モータに供給されるバッテリ使用供給がなされ、上記制御手段は、上記バッテリ使用供給がなされているときに上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、上記エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第2リーン空燃比よりも高くかつ上記第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも低い第3リーン空燃比にするべく、上記第1の燃料噴射弁を制御するよう構成されている、ことが好ましい。 In the fuel control device for the multi-fuel engine , in engine operation in the high-efficiency rotational speed region, when the power generated by the generator is excessive or insufficient with respect to the required power of the drive motor, the engine is The power generated by the generator is supplied to the drive motor via the generated power supply path including the first inverter and the second inverter, and is operated in the rotation speed range, and according to the excess or deficiency. The battery is supplied using the power generated by the generator to be charged to the battery via the first inverter or the discharge power of the battery is supplied to the drive motor via the second inverter, When the first fuel single injection control is executed when the battery is being supplied, the control means controls the engine. The first fuel injection valve is set to a third lean air-fuel ratio that is higher than the second lean air-fuel ratio and lower than the lean-limit combustion air-fuel ratio of the first fuel. It is preferably configured to control.
このことにより、バッテリ使用供給がなされているときには、エンジンが最高効率付近で運転されながら、駆動モータに対し発電機による発電電力が、上記第1インバータ及び第2インバータを含む発電電力供給経路を介して供給されるが、発電機による発電電力の駆動モータの要求電力に対する過不足が生じるので、その過不足に応じて、バッテリに充電されたりバッテリからその放電電力が駆動モータに供給されたりする。このときの燃焼空燃比である第3リーン空燃比を第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比に近付けることで、燃費性能及びエミッション性能を出来る限り向上させることができる。また、バッテリ使用供給がなされているときには、エンジンの出力低下があっても、バッテリの放電電力が駆動モータに供給されるので、第3リーン空燃比を第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比に近付けてエンジンの出力が不安定になっても問題はない。 As a result, when the battery is used and supplied, the power generated by the generator with respect to the drive motor is generated via the generated power supply path including the first inverter and the second inverter while the engine is operated near the maximum efficiency. However, since the power generated by the generator is excessive or insufficient with respect to the required power of the drive motor, the battery is charged or the discharge power is supplied from the battery to the drive motor according to the excess or shortage. By bringing the third lean air-fuel ratio, which is the combustion air-fuel ratio at this time, close to the lean air-fuel ratio of the first fuel, fuel efficiency and emission performance can be improved as much as possible. Further, when the battery is supplied, even if the engine output is reduced, the discharged electric power of the battery is supplied to the drive motor. Therefore, the third lean air-fuel ratio is set to the lean limit combustion air-fuel ratio of the first fuel. There is no problem even if the engine output becomes unstable.
上記構成の場合、上記第1燃料を貯留する第1燃料タンクと、上記第2燃料を貯留する第2燃料タンクと、上記第1燃料タンク内の第1燃料の残量を検出する第1燃料残量検出手段と、上記第2燃料タンク内の第2燃料の残量を検出する第2燃料残量検出手段とを更に備え、上記制御手段は、上記バッテリ使用供給がなされているときにおいて、上記第1燃料残量検出手段による第1燃料の残量が第1所定量以下でかつ上記第2燃料残量検出手段による第2燃料の残量が、上記第1所定量よりも多い第2所定量以上であるときには、上記第1燃料単独噴射制御の実行を禁止するように構成されている、ことが好ましい。 In the case of the above configuration, the first fuel tank that stores the first fuel, the second fuel tank that stores the second fuel, and the first fuel that detects the remaining amount of the first fuel in the first fuel tank. And further comprising: a remaining amount detecting means; and a second fuel remaining amount detecting means for detecting a remaining amount of the second fuel in the second fuel tank, wherein the control means is The second remaining amount of the first fuel by the first remaining fuel amount detecting means is less than a first predetermined amount and the remaining amount of the second fuel by the second remaining fuel amount detecting means is greater than the first predetermined amount. When it is equal to or greater than the predetermined amount, it is preferable that the execution of the first fuel single injection control is prohibited.
すなわち、第1燃料単独噴射制御の実行により、第1燃料の消費量が第2燃料の消費量よりも多くなる傾向にあり、第1燃料タンクが第2燃料タンクに対して早期に空になってしまう可能性がある。そこで、バッテリ使用供給がなされているときにおいて、第1燃料が第2燃料に対して或る程度多く使用された段階で、第1燃料単独噴射制御の実行を禁止することで、第1燃料タンクが第2燃料タンクに対して早期に空になってしまうのを防止することができる。 That is, the execution of the first fuel single injection control tends to make the consumption amount of the first fuel larger than the consumption amount of the second fuel, and the first fuel tank is emptied earlier than the second fuel tank. There is a possibility that. Therefore, when the battery is being supplied, the first fuel tank is prohibited by executing the first fuel single injection control at a stage where the first fuel is used to some extent with respect to the second fuel. Can be prevented from becoming empty early with respect to the second fuel tank.
上記構成の場合、上記制御手段は、上記バッテリ不使用供給がなされているときにおいて、上記第1燃料残量検出手段による第1燃料の残量が、上記第1所定量よりも少ない第3所定量以下でかつ上記第2燃料残量検出手段による第2燃料の残量が、上記第3所定量よりも多い第4所定量以上であるときには、上記第1燃料単独噴射制御の実行を禁止するよう構成されている、ことが好ましい。 In the case of the above configuration, the control means has a third place where the remaining amount of the first fuel by the first remaining fuel amount detecting means is smaller than the first predetermined amount when the battery is not used. When the second fuel remaining amount by the second fuel remaining amount detecting means is equal to or greater than a fourth predetermined amount that is greater than the third predetermined amount and less than a predetermined amount, execution of the first fuel single injection control is prohibited. It is preferable that it is comprised.
このことにより、第1燃料の残量が、第1所定量よりも少ない第3所定量以下になるまで、つまり第1燃料の残量がかなり少なくなるまで、バッテリ不使用供給がなされているときの第1燃料単独噴射制御は実行されることになる。これにより、燃費性能を出来る限り向上させるようにすることができる。尚、第4所定量は、例えば、第3所定量に、第1所定量と第2所定量との差を加えた量としてもよく、或いは、第2所定量と略同じ量としてもよい。 Thus, when the battery is not supplied until the remaining amount of the first fuel becomes equal to or less than the third predetermined amount which is smaller than the first predetermined amount, that is, until the remaining amount of the first fuel becomes considerably small. The first fuel single injection control is executed. Thereby, fuel consumption performance can be improved as much as possible. The fourth predetermined amount may be, for example, an amount obtained by adding a difference between the first predetermined amount and the second predetermined amount to the third predetermined amount, or may be approximately the same as the second predetermined amount.
上記多種燃料エンジンの燃料制御装置において、上記発電電力供給経路は、上記発電機による発電電力が、上記第1及び第2インバータを介して上記駆動モータに供給される第1経路と、上記発電機による発電電力が、上記第1及び第2インバータをバイパスして供給される第2経路とからなり、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記制御手段により上記第1燃料単独噴射制御が実行されるときにおいて、上記発電機による発電電流の振幅及び位相が、上記駆動モータの要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときには、上記発電機による発電電力の上記駆動モータへの供給が、上記第2経路により行われる、ことが好ましい。 In the fuel control apparatus for the multi-fuel engine, the generated power supply path includes a first path through which power generated by the generator is supplied to the drive motor via the first and second inverters, and the generator. The first power single injection control is executed by the control means when the battery is supplied without using the battery and the second path is supplied by bypassing the first and second inverters. When the amplitude and phase of the generated current by the generator substantially match the amplitude and phase of the requested current of the drive motor, respectively, supply of the generated power by the generator to the drive motor is It is preferable that the second route is used.
このようにバッテリ不使用供給における駆動モータへの発電機による発電電力の供給が、第1及び第2インバータをバイパスする第2経路により行われることで、燃費性能をより一層向上させることができる。 In this way, the supply of the generated power by the generator to the drive motor in the battery-free supply is performed by the second path that bypasses the first and second inverters, so that the fuel efficiency can be further improved.
以上説明したように、本発明の多種燃料エンジンの燃料制御装置によると、エンジンの負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジンの出力が一定でないときには、エンジンの出力性能や応答性を確保することができるともに、エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、第1燃料のみをエンジンに供給しかつエンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を第1リーン空燃比よりも高い空燃比にする第1燃料単独噴射制御により、燃費性能を向上させることができる。また、バッテリ不使用供給がなされているときに上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第1リーン空燃比よりも高くかつ第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第2リーン空燃比にすることにより、NOx排出量を出来る限り抑制することができるとともに、バッテリ不使用供給とエンジンの最高効率付近での運転とにより、燃費性能を最大限に向上させることができる。 As described above, according to the fuel control device for a multi-fuel engine of the present invention, when the engine load is equal to or higher than a predetermined load or the engine output is not constant, the engine output performance and responsiveness are ensured. In addition, when the engine is operated at a load lower than the predetermined load and at a constant output, only the first fuel is supplied to the engine and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine is reduced to the first lean air. The fuel efficiency can be improved by the first fuel single injection control in which the air-fuel ratio is higher than the fuel ratio . Further, when the first fuel single injection control is executed when the battery is not being supplied, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine is set to be higher than the first lean air-fuel ratio and to the first fuel. By setting the second lean air-fuel ratio lower than the lean limit combustion air-fuel ratio by a predetermined value or more, it is possible to suppress the NOx emission amount as much as possible, and to reduce the amount of NOx emission as much as possible and to operate near the maximum efficiency of the engine. , Fuel efficiency can be improved to the maximum.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る燃料制御装置により燃料制御される多種燃料エンジン10(以下、エンジン10という)が搭載された車両1の概略図である。この車両1は、所謂レンジエクステンダーEV車両(シリーズハイブリッドシステムを有する車両(シリーズハイブリッド車両)であるとも言える)であって、エンジン10と、該エンジン10により駆動されて発電する発電機20と、この発電機20によって発電された電力が蓄電(充電)される高電圧・大容量のバッテリ30と、エンジン10に駆動されることによる発電機20の発電電力及びバッテリ30の蓄電電力(放電電力)の少なくとも一方により駆動される車両駆動用の駆動モータ40とを備えている。本実施形態では、発電機20は、モータの機能も有するモータジェネレータであり、モータとしての発電機20によりエンジン10を駆動して(クランキングして)、エンジン10を始動するようになされている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a
発電機20とバッテリ30との間には、第1インバータ50が設けられ、バッテリ30と駆動モータ40との間には、第2インバータ51が設けられている。第1インバータ50と第2インバータ51とは互いに接続され、その接続ライン(後述のDCバスライン22(図2参照))にバッテリ30が接続されている。発電機20による発電電力は、第1インバータ50を介してバッテリ30に供給される。バッテリ30の放電電力は、第2インバータ51を介して駆動モータ40に供給される。また、本実施形態では、発電機20による発電電力が、バッテリ30を介さずに駆動モータ40に供給される発電電力供給経路27が設けられており、発電機20による発電電力が発電電力供給経路27を介して駆動モータ40に供給することができる。
A
図2に、発電機20、バッテリ30、駆動モータ40、第1インバータ50及び第2インバータ51の詳細な接続関係を示す。
FIG. 2 shows a detailed connection relationship of the
発電機20は、該発電機20の相数(本実施形態では、U,V,Wの3相)に対応した数(3本)の接続ライン21により第1インバータ50と接続され、この第1インバータ50は、2本のDCバスライン22によりバッテリ30と接続されているとともに、第2インバータ51と接続されている。尚、2本のDCバスライン22間には、コンデンサC1が接続されている。
The
第2インバータ51は、駆動モータ40の相数(本実施形態では、U,V,Wの3相)に対応した数(3本)の接続ライン23により駆動モータ40と接続されている。接続ライン21、第1インバータ50、DCバスライン22、第2インバータ51及び接続ライン23は、発電機20による発電電力が、第1及び第2インバータ50,51を介して駆動モータ40に供給される第1経路25を構成する。
The
本実施形態では、上記発電電力供給経路27は、上記第1経路25と、発電機20と駆動モータ40との間において上記第1経路25と並列に設けられた第2経路26とからなる。この第2経路26は、発電機20による発電電力を、第1及び第2インバータ50,51をバイパスして駆動モータ40に供給する経路である。第2経路26には、上記各相に対応して相毎にスイッチ45〜47が設けられている。これらスイッチ45〜47は半導体スイッチで構成されていて、後述のコントロールユニット100によってON/OFF動作が制御されるように構成されている。スイッチ45〜47が全てON状態にされると、発電機20による発電電力が、第1及び第2インバータ50,51をバイパスして駆動モータ40に供給される。但し、このような第2経路26を介した供給がなされるのは、発電機20が駆動モータ40の要求電力を過不足無く発電可能であるときにおいて、発電機20による発電電流の振幅及び位相が、駆動モータ40の要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときである。
In the present embodiment, the generated
駆動モータ40の出力は、デファレンシャル装置60を介して、駆動輪61(ステアリングホイール62により操舵される左右の前輪)に伝達され、これにより、車両1が走行する。
The output of the
エンジン10は、発電機20を駆動して発電させるために用いられる発電用エンジンである。エンジン10は、水素タンク70(第1燃料タンクに相当)に貯留されている水素ガス、及び、CNGタンク71(第2燃料タンクに相当)に貯留されている天然ガス(CNG)が、燃料としてそれぞれ供給可能に構成された多種燃料エンジンである。本実施形態では、水素ガスは、第1燃料に相当し、天然ガスは、第1燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が高くかつリーン限界の燃焼空燃比が低い第2燃料に相当する。水素ガスは、着火性が良好であることから、リーン運転を行うことで、大気並のエミッション性能と低燃費とを達成することができる。
The
図3に示すように、エンジン10は、ツインロータ式(2気筒)のロータリピストンエンジンであって、2つの繭状のロータハウジング11内(気筒内)に形成されるロータ収容室11aに、概略三角形状のロータ12がそれぞれ収容されて構成されている。2つのロータハウジング11は、3つのサイドハウジング(図示せず)の間に挟み込むようにして該サイドハウジングと一体化されてなり、各ロータハウジング11とその両側のサイドハウジングとで各ロータ収容室11aが形成される。尚、図3では、2つのロータハウジング11(2つの気筒)を展開した状態で図示しており、2つのロータハウジング11内の中央部にそれぞれ描いているエキセントリックシャフト13は、同じものである。
As shown in FIG. 3, the
上記各ロータ12は、その三角形の各頂部に図示しないアペックスシールを有し、これらアペックスシールがロータハウジング11のトロコイド内周面に摺接しており、このことで、各ロータ12により各ロータ収容室11a(各気筒)内に3つの作動室(燃焼室に相当)が画成される。そして、各ロータ12は、該ロータ12の3つのアペックスシールが各々ロータハウジング11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ようになっている。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を介して出力軸としてのエキセントリックシャフト13から出力される。
Each of the
上記各ロータ収容室11aには、吸気行程にある作動室に開口する吸気開口に連通するように吸気通路14が接続されているとともに、排気行程にある作動室に開口する排気開口に連通するように排気通路15が接続されている。吸気通路14は、上流側では1つであるが、下流側では、2つの分岐路に分岐してそれぞれ上記各ロータ収容室11aに連通している。吸気通路14の上記分岐部よりも上流側(後述の排気ターボ過給機85のコンプレッサ85aよりも上流側)には、ステッピングモータ等のスロットル弁アクチュエータ90により駆動されて吸気通路14の断面積(弁開度)を調節するスロットル弁16が配設されている。このスロットル弁16により、各ロータ収容室11a(吸気行程にある作動室)内への吸気量が調節されることになる。本実施形態における後述のエンジン制御では、スロットル弁16は全開とされる。
An intake passage 14 is connected to each of the
吸気通路14の上記分岐部よりも下流側の各分岐路には、上記水素タンク70からの水素ガス、及び、上記CNGタンク71からの天然ガスを、吸気通路14内にそれぞれ噴射する水素用ポート噴射弁17A及びCNG用ポート噴射弁17Bが配設されている。これら水素用及びCNG用ポート噴射弁17A,17Bによりそれぞれ噴射された水素ガス及び天然ガスは、空気と混合された状態で、吸気行程にある作動室に供給される。尚、水素用及びCNG用ポート噴射弁17A,17Bは、エンジン10の極冷間時(エンジン冷間時の中でもエンジン冷却水の温度がかなり低くて、予め設定された設定温度(後述の所定温度よりも低い温度)よりも低いとき)における始動時のみに使用される燃料噴射弁であり、極冷間以外の始動時、及びエンジン10の運転時には、後述の水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより燃料(水素ガス及び天然ガス)が燃焼室内に直接噴射される。すなわち、エンジン10の極冷間時における始動時においては、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bの燃料噴射開口が、燃料の燃焼により生じた水分の凍結により塞がれている可能性があるので、極冷間時における始動時には例外的に水素用及びCNG用ポート噴射弁17A,17Bより燃料を噴射するようにしている。尚、エンジン10の始動時及び運転時において、水素用及びCNG用ポート噴射弁17A,17Bのみより燃料を噴射するか、又は、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bと水素用及びCNG用ポート噴射弁17A,17Bとより燃料を噴射するようにすることも可能である。逆に、水素用及びCNG用ポート噴射弁17A,17Bをなくすことも可能である。以下の説明では、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより燃料(水素ガス及び天然ガス)を噴射するものとする。
Hydrogen ports from which hydrogen gas from the
上記排気通路15は、上流側では、各ロータ収容室11aにそれぞれ連通するように2つ設けられているが、下流側では、1つに合流されている。この排気通路15の該合流部よりも下流側には、排気ガスを浄化するための低温活性三元触媒81及びNOx吸蔵還元触媒82が配設されている。低温活性三元触媒81は、NOx吸蔵還元触媒82よりも触媒活性化温度が低い三元触媒であって、NOx吸蔵還元触媒82よりも上流側に配設されている。尚、図2において吸気通路14及び排気通路15に図示した矢印は、吸気及び排気の流れを示している。
Two
上記NOx吸蔵還元触媒82は、例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)等の貴金属を含んだ担体に、バリウム(Ba)、カリウム(K)等のNOx吸蔵剤を担持させて構成されていて、エンジン10の排気ガス中のNOxをリーン空燃比雰囲気下で吸蔵するとともに、該吸蔵したNOxを、リッチ空燃比雰囲気下で放出して、該NOxを、排気ガス中のHCやCOと反応させて還元する機能を有する。
The NOx
上記各ロータハウジング11(各気筒)には、水素タンク70からの水素ガスを、ロータ収容室11aの圧縮行程にある作動室(燃焼室)内に直接噴射する水素用直噴噴射弁18Aと、CNGタンク71からの天然ガスを、ロータ収容室11aの圧縮行程にある作動室(燃焼室)内に直接噴射するCNG用直噴噴射弁18Bと、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bよりそれぞれ噴射された水素ガス及び天然ガスの点火を行う2つの点火プラグ19とが設けられている。水素ガス及び天然ガスは、後述の第1燃料単独噴射制御時を除いて、略同じ体積比率(共に約50%)でもってエンジン10(燃焼室)に噴射供給される。
In each rotor housing 11 (each cylinder), a hydrogen
本実施形態では、水素用直噴噴射弁18Aが、第1燃料(水素)をエンジン10に供給するべく噴射する第1の燃料噴射弁に相当し、CNG用直噴噴射弁18Bが、第2燃料(天然ガス)をエンジン10に供給するべく噴射する第2の燃料噴射弁に相当する。
In the present embodiment, the hydrogen
エンジン10には、該エンジン10の各ロータ収容室11aにおける吸気行程にある作動室(燃焼室)内への吸気の過給を行う排気ターボ過給機85が設けられている。この排気ターボ過給機85は、吸気通路14におけるスロットル弁16よりも下流側に配設されたコンプレッサ85aと、排気通路15における上記合流部よりも下流側でかつ三元触媒81よりも上流側に配設されたタービン85bとで構成されている。タービン85bが排気ガス流により回転し、このタービン85bの回転により、該タービン85bと連結されたコンプレッサ85aが作動して、吸気通路14に吸入された空気を圧縮する。この圧縮された空気は、吸気通路14におけるコンプレッサ85aよりも下流側に配設されたインタークーラ86によって冷却された後、上記各分岐路を介して各ロータ収容室11aにおける吸気行程にある作動室内に吸入される。
The
車両1には、バッテリ30に出入りする電流及びバッテリ30の電圧を検出するバッテリ電流・電圧センサ101と、車両1の乗員によるアクセルペダルの踏み込み量(乗員の操作によるアクセル開度)を検出するアクセル開度センサ102と、車両1の車速を検出する車速センサ103と、エキセントリックシャフト13に設けられ、エキセントリックシャフト13の回転角度位置を検出する回転角センサ104と、排気通路15における低温活性三元触媒81とタービン85bとの間に配設され、エンジン10の排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ105(本実施形態では、リニアO2センサで構成されている)と、ロータハウジング11の内部に形成されたウォータジャケット(図示せず)に臨んで該ウォータジャケット内を流れるエンジン冷却水の温度(エンジン水温)を検出するエンジン水温センサ106と、水素タンク70内の圧力(つまり水素タンク70内の水素ガス残量)及びCHGタンク71内の圧力(つまりCNGタンク71内の天然ガス残量)をそれぞれ検出するタンク圧力センサ107(水素タンク70とCNGタンク71とに別々に設けられている)と、吸気通路14内に吸入される吸気流量を検出するエアフローセンサ108と、車両1の乗員が、車両1を一定速度で自動走行させたい場合に操作するオートクルーズスイッチ56と、上記第2経路26のスイッチ45〜47と、エンジン10の作動制御や、第1及び第2インバータ50,51の作動制御(つまり発電機20及び駆動モータ40の作動制御)等を行うコントロールユニット100とが設けられている。上記回転角センサ104は、エンジン10の回転数を検出するエンジン回転数センサを兼ねている。圧力センサ107は、第1燃料タンク(水素タンク70)内の第1燃料(水素ガス)の残量を検出する第1燃料残量検出手段と、第2燃料タンク(CNGタンク71)内の第2燃料(天然ガス)の残量を検出する第2燃料残量検出手段とを構成することになる。
The
コントロールユニット100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)と、例えばRAMやROMにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力(I/O)バスと、を備えている。コントロールユニット100には、バッテリ電流・電圧センサ101、アクセル開度センサ102、車速センサ103、回転角センサ104、空燃比センサ105、エンジン水温センサ106、タンク圧力センサ107、エアフローセンサ108、オートクルーズスイッチ56、上記スイッチ45〜47等からの各種情報の信号が入力されるようになっている。
The
発電機20は、該発電機20による発電電圧及び発電電流(振幅及び位相を含む)の情報をコントロールユニット100に送信するようになっており、コントロールユニット100は、その情報を入力して該情報から発電機20による発電電力(発電量)を検出する。
The
駆動モータ40は、該駆動モータ40の回転数の情報や、駆動モータ40による回生発電電圧及び回生発電電流の情報をコントロールユニット100に送信するようになっており、コントロールユニット100は、その情報を入力して駆動モータ40の作動制御に用いる。
The
そして、コントロールユニット100は、上記入力信号に基づいて、スロットル弁アクチュエータ90、水素用ポート噴射弁17A、CNG用ポート噴射弁17B、水素用直噴噴射弁18A、CNG用直噴噴射弁18B、及び点火プラグ19に対して制御信号を出力してエンジン10を制御するとともに、第1及び第2インバータ50,51に対して制御信号を出力して発電機20及び駆動モータ40を制御する。コントロールユニット100は、第1の燃料噴射弁としての水素用直噴噴射弁18A、及び、第2の燃料噴射弁としてのCNG用直噴噴射弁18Bの作動を制御する制御手段を構成することになる。
Then, based on the input signal, the
コントロールユニット100は、第1及び第2インバータ50,51の制御により、エンジン10が停止した状態でバッテリ30の放電電力のみが第2インバータ51を介して駆動モータ40に供給される第1態様と、発電機20による発電電力のみが駆動モータ40に供給される第2態様(バッテリ不使用供給)と、発電機20による発電電力が第1及び第2インバータ50,51を介して駆動モータ40に供給されるとともに、発電機20による発電電力の、駆動モータ40の要求電力に対する過不足に応じて、発電機20による発電電力が第1インバータ50を介してバッテリ30に充電されるか又はバッテリ30の放電電力が第2インバータ51を介して駆動モータ40に供給される第3態様(バッテリ使用供給)とに切換える。
The
また、本実施形態では、上記第2態様(バッテリ不使用供給)においては、発電機20による発電電力の駆動モータ40への供給は、後述の如く、上記第1経路25により行う場合と、上記第2経路26により行う場合とがある。上記第3態様(バッテリ使用供給)においては、発電機20による発電電力の駆動モータ40への供給は、上記第1経路25のみにより行う。尚、第2経路26を無くして、上記第2態様(バッテリ不使用供給)においても、発電機20による発電電力の駆動モータ40への供給を、第1経路25のみにより行うようにしてもよい。
In the present embodiment, in the second mode (battery-free supply), the supply of the generated power by the
また、コントロールユニット100は、バッテリ電流・電圧センサ101により検出された、バッテリ30に出入りする電流及びバッテリ30の電圧に基づいて、バッテリ30の残存容量(SOC)を検出する。
The
コントロールユニット100は、エンジン10が停止した状態にあるときにおいて、駆動モータ40の要求出力及びバッテリ30のSOCの値に基づいて、エンジン10の運転要求の有無(本実施形態では、発電要求の有無と同じことである)を確認し、エンジン10の運転要求(発電要求)が有るときには、モータとしての発電機20によりエンジン10をクランキングしてエンジン10を始動させ、その始動後に発電機20に発電を行わせるべくエンジン10を運転する。
When the
コントロールユニット100は、エンジン10の運転時において、エンジン10の負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジン10の出力が一定でないとき(例えば車両1が加速中であるとき)には、水素ガス及び天然ガスを所定の比率(本実施形態では、上記のように略同じ体積比率)でもってエンジン10に供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を所定の第1リーン空燃比(本実施形態では、空気過剰率λ=1.8)にするべく、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bを制御する。以下、このときの制御を、通常制御という。
When the
また、コントロールユニット100は、エンジン10が、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、水素ガスのみをエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比よりも高い空燃比にするべく、水素用直噴噴射弁18Aを制御する第1燃料単独噴射制御を実行する。本実施形態では、車両1の乗員により上記オートクルーズスイッチ56が操作されてONとなったときには、エンジン10が、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転されるものとして、上記第1燃料単独噴射制御を実行する一方、オートクルーズスイッチ56がOFFであるときには、エンジン10の負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジン10の出力が一定でないとして、上記通常制御を実行するようにしている。
In addition, when the
本実施形態では、コントロールユニット100は、エンジン10の効率が所定値以上となる高効率回転数領域でのエンジン運転で、発電機20が駆動モータ40の要求電力を過不足無く発電可能であるときには、エンジン10を上記高効率回転数領域で運転して、駆動モータ40に対し発電機20による発電電力のみを上記発電電力供給経路27(第1経路25又は第2経路26)を介して供給する上記バッテリ不使用供給を実行する。上記高効率回転数領域は、エンジン10の最高効率点を含む効率の高い領域(例えば1800rpm〜2200rpm)である。
In the present embodiment, the
また、コントロールユニット100は、エンジン10の上記高効率回転数領域での運転では、発電機20による発電電力が駆動モータ40の要求電力に対して過不足が生じるときには、エンジン10を上記高効率回転数領域で運転して、駆動モータ40に対し発電機20による発電電力を、第1及び第2インバータ50,51を含む発電電力供給経路27(つまり、第1経路25)を介して供給するとともに、上記過不足に応じて、発電機20による発電電力を第1インバータ50を介してバッテリ30に充電するか又はバッテリ30の放電電力を第2インバータ51を介して駆動モータ40に供給する上記バッテリ使用供給を実行する。
Further, the
そして、コントロールユニット100は、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第1リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第2リーン空燃比(本実施形態では、λ=2.2)にするべく、水素用直噴噴射弁18Aを制御する。
When the
また、コントロールユニット100は、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記第1燃料単独噴射制御を実行するときにおいて、発電機20による発電電流の振幅及び位相が、駆動モータ40の要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときには、発電機10による発電電力の駆動モータ40への供給を、上記第2経路26により行う。一方、コントロールユニット100は、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記第1燃料単独噴射制御を実行するときにおいて、発電機20による発電電流の振幅が駆動モータ40の要求電流の振幅と略一致するものではないか、又は、発電機20による発電電流の位相が駆動モータ40の要求電流の位相と略一致するものではない場合には、発電機10による発電電力の駆動モータ40への供給を、上記第1経路26により行う。尚、コントロールユニット100は、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記通常制御を実行するときには、発電機10による発電電力の駆動モータ40への供給を、上記第1経路26により行う。
In addition, when the
また、コントロールユニット100は、上記バッテリ使用供給の実行時に上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第2リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも低い第3リーン空燃比(本実施形態では、λ=2.6)にするべく、水素用直噴噴射弁18Aを制御する。コントロールユニット100は、上記バッテリ使用供給の実行時に上記第1燃料単独噴射制御を実行するときには、発電機10による発電電力の駆動モータ40への供給を、上記第1経路26により行う。尚、コントロールユニット100は、上記バッテリ使用供給の実行時に上記通常制御を実行するときにも、発電機10による発電電力の駆動モータ40への供給を、上記第1経路26により行う。
Further, when the
ここで、図4に、水素ガス、天然ガス及びこれらの混合ガスA,B,Cについて、エンジン10(回転数2000rpm、スロットル弁16全開)で燃焼させたときの、空気過剰率λとエンジン10(燃焼室)からのNOx排出量との関係を示す。混合ガスAは、水素ガスと天然ガスとを略同じ体積比率(共に約50%)としたものであり、混合ガスBは、混合ガスAよりも水素ガスの体積比率を多くしたものであり、混合ガスCは、混合ガスBよりも水素ガスの体積比率を多くしたものである。また、図5に、図4の上記各ガスについて、エンジン10(回転数2000rpm、スロットル弁16全開)で燃焼させたときの、空気過剰率λとエンジン10の出力トルクとの関係、及び、空気過剰率λとエンジン10の熱効率との関係を示す。ここでは、天然ガスはCNG用直噴噴射弁18Bより噴射させ、水素ガスは水素用ポート噴射弁17Aより噴射させている。この場合、水素ガス及び天然ガスを水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bよりそれぞれ噴射させる場合と比べて、出力トルクの大きさ等は変わるものの、上記関係の傾向は大きくは変わらない。
Here, FIG. 4 shows the excess air ratio λ and the
図4及び図5より、天然ガスのリーン限界の燃焼空燃比(ここでは、空気過剰率λ)は、1.6であり、これよりも空気過剰率λを大きくしても、安定した点火を行うことができない。図4及び図5では、空気過剰率λが2.7までしかないが、水素ガスのリーン限界の空気過剰率λは約3である。尚、図3及び図4では、水素ガスについての、空気過剰率λが1.8よりも低い場合の結果は省略している。 From FIG. 4 and FIG. 5, the lean air limit combustion air-fuel ratio (here, excess air ratio λ) of natural gas is 1.6, and even if the excess air ratio λ is larger than this, stable ignition is achieved. I can't do it. 4 and 5, the excess air ratio λ is only up to 2.7, but the lean excess air excess ratio λ of hydrogen gas is about 3. In FIGS. 3 and 4, the results when the excess air ratio λ of hydrogen gas is lower than 1.8 are omitted.
図4より、空気過剰率λが同じであれば、天然ガスの方が水素ガスよりもNOx排出量が少なく、混合ガスA,B,Cにおいては、天然ガスの体積比率が大きい(水素ガスの体積比率が小さい)ほど、NOx排出量が少なくなることが分かる。すなわち、水素ガスや、混合ガスにおいて水素ガスの体積比率が大きい場合、NOx排出量は多くなる。しかし、水素ガスや、混合ガスにおいて水素ガスの体積比率が大きい場合、リーン限界の燃焼空燃比が高くなるので、燃焼室内の燃焼空燃比を高くすることで、NOx排出量を少なくすることができる。 As shown in FIG. 4, if the excess air ratio λ is the same, the natural gas has a smaller NOx emission than the hydrogen gas, and the mixed gas A, B, C has a larger volume ratio of the natural gas (hydrogen gas It can be seen that the smaller the volume ratio), the smaller the NOx emissions. That is, when the volume ratio of hydrogen gas in the hydrogen gas or mixed gas is large, the NOx emission amount increases. However, when the volume ratio of hydrogen gas in the hydrogen gas or mixed gas is large, the lean combustion air-fuel ratio becomes high, so the NOx emission can be reduced by increasing the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber. .
本実施形態では、エンジン10の負荷が所定負荷以上であるか又はエンジン10の出力が一定でないときの燃焼空燃比である上記第1リーン空燃比はλ=1.8であるので、このときのNOx排出量は、図4において、混合ガスAのライン上のQ1点におけるNOx排出量となり、エンジン10の出力トルクは、図5において、混合ガスAのライン上のQ1′点における出力トルクとなる。Q1点におけるNOx排出量は、天然ガスのみをそのリーン限界の燃焼空燃比(λ=1.6)でもって燃焼させたときのNOx排出量(天然ガスのみのライン上の点P)と略同じである(僅かに多い)。
In the present embodiment, the first lean air-fuel ratio that is the combustion air-fuel ratio when the load of the
また、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記第1燃料単独噴射制御を実行する際の燃焼空燃比である上記第2リーン空燃比はλ=2.2であるので、このときのNOx排出量は、図4において、水素ガスのライン上のQ2点におけるNOx排出量となり、エンジン10の出力トルクは、図5において、水素ガスのライン上のQ2′点における出力トルクとなる。
Further, since the second lean air-fuel ratio, which is the combustion air-fuel ratio when the first fuel single injection control is executed when the battery-free supply is executed, is λ = 2.2, the NOx emission amount at this time is 4, the NOx emission amount at the point Q2 on the hydrogen gas line is obtained, and the output torque of the
さらに、上記バッテリ使用供給の実行時に上記第1燃料単独噴射制御を実行する際の燃焼空燃比である上記第3リーン空燃比はλ=2.6であるので、このときのNOx排出量は、図4において、水素ガスのライン上のQ3点におけるNOx排出量となり、エンジン10の出力トルクは、図5において、水素ガスのライン上のQ3′点における出力トルクとなる。
Further, since the third lean air-fuel ratio, which is the combustion air-fuel ratio at the time of executing the first fuel single injection control at the time of executing the battery use supply, is λ = 2.6, the NOx emission amount at this time is In FIG. 4, the NOx emission amount at the point Q3 on the hydrogen gas line becomes the output torque of the
Q2点及びQ3点におけるNOx排出量は、Q1点におけるNOx排出量と略同じであると言える(Q2点におけるNOx排出量はQ1点及びQ3点におけるNOx排出量よりも僅かに多い)。 It can be said that the NOx emission amount at the Q2 point and the Q3 point is substantially the same as the NOx emission amount at the Q1 point (the NOx emission amount at the Q2 point is slightly larger than the NOx emission amount at the Q1 point and the Q3 point).
また、Q2′点における出力トルクは、Q1′点における出力トルクよりも低くなるが、エンジンが、所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転されるので、問題はない。上記第2リーン空燃比を、上記第1リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比(λ=3)よりも所定値以上低い空燃比にすることで、エンジン10の出力を安定させることができ、エンジン10の出力変動(特に出力低下)をなくして、上記バッテリ不使用供給を維持することができる。このバッテリ不使用供給では、エンジン10の最高効率付近での運転と相俟って、燃費性能を最大限に向上させることができる。特に、発電機10による発電電力の駆動モータ40への供給が上記第2経路26により行われる場合には、燃費性能をより一層向上させることができる。
Further, although the output torque at the point Q2 ′ is lower than the output torque at the point Q1 ′, there is no problem because the engine is operated with a load lower than a predetermined load and a constant output. By setting the second lean air-fuel ratio to an air-fuel ratio that is higher than the first lean air-fuel ratio and lower than the combustion air-fuel ratio (λ = 3) of the lean limit of hydrogen gas by a predetermined value or more, the output of the
Q3′点における出力トルクは、Q2′点における出力トルクよりも低くなるとともに、上記第3空燃比が水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比に近い空燃比となる。しかし、上記バッテリ使用供給が実行されているときには、エンジン10の出力低下があっても、バッテリ30の放電電力が駆動モータ40に供給されるので、上記第3リーン空燃比を第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比に近付けてエンジン10の出力が不安定になっても問題はない。一方、このように第3リーン空燃比を第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比に近付ることで、燃費性能及びエミッション性能を出来る限り向上させることができる。
The output torque at the point Q3 ′ becomes lower than the output torque at the point Q2 ′, and the third air-fuel ratio becomes an air-fuel ratio close to the combustion air-fuel ratio at the lean limit of hydrogen gas. However, when the battery supply is being performed, the discharge power of the
また、本実施形態では、コントロールユニット100は、タンク圧力センサ107による水素ガス及び天然ガスの残量に応じて、上記第1燃料単独噴射制御の実行を禁止する。具体的には、上記バッテリ使用供給の実行時において、タンク圧力センサ107による水素ガス及び天然ガスの残量に関する第1条件が成立するときに、上記第1燃料単独噴射制御の実行を禁止する。上記第1条件は、水素ガスの残量が第1所定量以下でかつ天然ガスの残量が、上記第1所定量よりも多い第2所定量以上であるという条件である。
In the present embodiment, the
すなわち、上記第1燃料単独噴射制御の実行により、水素ガスの消費量が天然ガスの消費量よりも多くなる傾向にあり、水素タンク70がCNGタンク71に対して早期に空になってしまう可能性がある。そこで、上記バッテリ使用供給がなされているときにおいて、水素ガスが天然ガスに対して或る程度多く使用された段階で、上記第1燃料単独噴射制御の実行を禁止することで、水素タンク70がCNGタンク71に対して早期に空になってしまうのを防止する。
That is, due to the execution of the first fuel single injection control, the hydrogen gas consumption tends to be larger than the natural gas consumption, and the
また、コントロールユニット100は、上記バッテリ不使用供給の実行時において、タンク圧力センサ107による水素ガス及び天然ガスの残量に関する第2条件が成立するときに、上記第1燃料単独噴射制御の実行を禁止する。上記第2条件は、水素ガスの残量が、上記第1所定量よりも少ない第3所定量以下でかつ天然ガスの残量が、上記第3所定量よりも多い第4所定量以上であるという条件である。上記第4所定量は、例えば、上記第3所定量に、上記第1所定量と上記第2所定量との差を加えた量としてもよく、或いは、上記第2所定量と略同じ量としてもよい。これにより、水素ガスの残量が、上記第1所定量よりも少ない第3所定量以下になるまで、つまり水素ガスの残量がかなり少なくなるまで、上記バッテリ不使用供給の実行時の上記第1燃料単独噴射制御が実行され、これにより、燃費性能を出来る限り向上させるようにすることができる。
Further, the
次に、コントロールユニット100によるエンジン10の運転時の処理動作を、図6及び図7のフローチャートに基づいて説明する。
Next, processing operations when the
最初のステップS1で、各種センサからの信号を読み込み、次のステップS2で、アクセル開度センサ102及び車速センサ103からの信号に基づき、駆動モータ40の要求出力を計算する。
In the first step S1, signals from various sensors are read, and in the next step S2, the required output of the
次のステップS3では、上記駆動モータ40の要求出力に基づき、駆動モータ40の要求電力(要求電圧及び要求電流(振幅及び位相を含む))を計算し、次のステップS4で、オートクルーズスイッチ56がONであるか否かを判定する。
In the next step S3, the required power (required voltage and required current (including amplitude and phase)) of the
上記ステップS4の判定がNOであるときには、ステップS16に進む一方、ステップS4の判定がYESであるときには、ステップS5に進んで、エンジン10の上記高効率回転数領域での運転で、発電機20が上記駆動モータ40の要求電力を過不足無く発電可能であるか否かを判定する。
When the determination in step S4 is NO, the process proceeds to step S16. On the other hand, when the determination in step S4 is YES, the process proceeds to step S5, and the
上記ステップS5の判定がNOであるときには、ステップS11に進む一方、ステップS5の判定がYESであるときには、ステップS6に進んで、水素ガス及び天然ガスの残量に関する上記第2条件が成立するか否か(水素ガスの残量が上記第3所定量以下でかつ天然ガスの残量が上記第4所定量以上であるか否か)を判定する。 If the determination in step S5 is NO, the process proceeds to step S11. If the determination in step S5 is YES, the process proceeds to step S6, and whether the second condition regarding the remaining amount of hydrogen gas and natural gas is satisfied. (Whether the remaining amount of hydrogen gas is not more than the third predetermined amount and the remaining amount of natural gas is not less than the fourth predetermined amount).
上記ステップS6の判定がYESであるときには、ステップS17に進む一方、ステップS6の判定がNOであるときには、ステップS7に進んで、発電機20による発電電流の振幅及び位相が、駆動モータ40の要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するか否かを判定する。
When the determination in step S6 is YES, the process proceeds to step S17. When the determination in step S6 is NO, the process proceeds to step S7, and the amplitude and phase of the power generation current generated by the
上記ステップS7の判定がYESであるときには、ステップS8に進んで、水素ガスのみをエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比(λ=1.8)よりも高い空燃比(ここでは、λ=2.2)にする第1燃料単独噴射制御を実行する。また、エンジン10を上記高効率回転数領域で運転するとともに、駆動モータ40に対し発電機20による発電電力のみが上記第2経路26を介して供給される上記バッテリ不使用供給を実行する。しかる後、ステップS10に進む。
When the determination in step S7 is YES, the process proceeds to step S8 where only hydrogen gas is supplied to the
上記ステップS7の判定がNOであるときには、ステップS9に進んで、水素ガスのみをエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比(λ=1.8)よりも高い空燃比(ここでは、λ=2.2)にする第1燃料単独噴射制御を実行する。また、エンジン10を上記高効率回転数領域で運転するとともに、駆動モータ40に対し発電機20による発電電力のみが上記第1経路25を介して供給される上記バッテリ不使用供給を実行する。しかる後、ステップS10に進む。
When the determination in step S7 is NO, the process proceeds to step S9 where only hydrogen gas is supplied to the
上記ステップS10では、エンジン10の要求出力、吸入空気量、エンジン回転数、目標空燃比に基づき、各燃料の噴射量を計算し、しかる後にリターンする。
In step S10, the fuel injection amount is calculated based on the required output of the
上記ステップS5の判定がNOであるときに進むステップS11では、水素ガス及び天然ガスの残量に関する上記第1条件が成立するか否か(水素ガスの残量が上記第1所定量以下でかつ天然ガスの残量が上記第2所定量以上であるか否か)を判定する。 In step S11 that proceeds when the determination in step S5 is NO, whether or not the first condition regarding the remaining amount of hydrogen gas and natural gas is satisfied (the remaining amount of hydrogen gas is equal to or less than the first predetermined amount and It is determined whether or not the remaining amount of natural gas is equal to or greater than the second predetermined amount.
上記ステップS11の判定がYESであるときには、ステップS21に進む一方、ステップS11の判定がNOであるときには、ステップS12に進んで、発電機20による発電電力が駆動モータ40の要求電力に対して過剰であるか否かを判定する。
If the determination in step S11 is YES, the process proceeds to step S21. If the determination in step S11 is NO, the process proceeds to step S12, and the power generated by the
上記ステップS12の判定がYESであるときには、ステップS13に進んで、バッテリ30のSOCが、予め設定された上限閾値よりも低いか否かを判定する。この上限閾値は、バッテリ30をこれ以上に充電すると、バッテリ30の劣化を早めるような値である。上記ステップS13の判定がNOであるときには、ステップS22に進む一方、ステップS13の判定がYESであるときには、ステップS15に進む。
When the determination in step S12 is YES, the process proceeds to step S13, and it is determined whether or not the SOC of the
上記ステップS12の判定がNOであるときには、ステップS14に進んで、バッテリ30のSOCが、予め設定された下限閾値よりも高いか否かを判定する。この下限閾値は、SOCがこれ以上低くなると、バッテリ30の劣化を早めるような値であって、バッテリ30の放電電力により駆動モータ40を駆動するためにも早期に充電が必要な値である。
When the determination in step S12 is NO, the process proceeds to step S14, and it is determined whether or not the SOC of the
上記ステップS14の判定がNOであるときには、ステップS23に進む一方、ステップS14の判定がYESであるときには、ステップS15に進む。 When the determination in step S14 is NO, the process proceeds to step S23, while when the determination in step S14 is YES, the process proceeds to step S15.
上記ステップS15では、水素ガスのみをエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を第1リーン空燃比(λ=1.8)よりも高い空燃比(ここでは、上記ステップS8,S9における第1燃料単独噴射制御時の空燃比よりも高い空燃比(λ=2.6))にする第1燃料単独噴射制御を実行する。また、エンジン10を上記高効率回転数領域で運転し、さらに、発電機20による発電電力を駆動モータ40に供給するとともに、発電機20による発電電力の、駆動モータ40の要求電力に対する過不足に応じて、発電機20による発電電力を第1インバータ50を介してバッテリ30に充電するか又はバッテリ30の放電電力を第2インバータ51を介して駆動モータ40に供給するバッテリ使用供給を実行する。しかる後、上記ステップS10に進む。
In step S15, only hydrogen gas is supplied to the
上記ステップS4の判定がNOであるときに進むステップS16では、エンジン10の上記高効率回転数領域での運転で、発電機20が上記駆動モータ40の要求電力を過不足無く発電可能であるか否かを判定する。
In step S16 that proceeds when the determination in step S4 is NO, whether the
上記ステップS16の判定がNOであるときには、ステップS18に進む一方、ステップS16の判定がYESであるときには、ステップS17に進む。 When the determination in step S16 is NO, the process proceeds to step S18. When the determination in step S16 is YES, the process proceeds to step S17.
上記ステップS17では、水素ガス及び天然ガスを所定の比率(ここでは、共に約50%)でもってエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比(ここでは、λ=1.8)にする上記通常制御を実行する。また、エンジン10を上記高効率回転数領域で運転するとともに、駆動モータ40に対し発電機20による発電電力のみが上記第1経路25を介して供給される上記バッテリ不使用供給を実行する。しかる後、上記ステップS10に進む。
In step S17, hydrogen gas and natural gas are supplied to the
上記ステップS18では、発電機20による発電電力が駆動モータ40の要求電力に対して過剰であるか否かを判定する。このステップS18の判定がYESであるときには、ステップS19に進む一方、ステップS18の判定がNOであるときには、ステップS20に進む。
In step S <b> 18, it is determined whether the power generated by the
上記ステップS19では、バッテリ30のSOCが上記上限閾値よりも低いか否かを判定し、このステップS19の判定がNOであるときには、ステップS22に進む一方、ステップS19の判定がYESであるときには、ステップS21に進む。
In step S19, it is determined whether or not the SOC of the
上記ステップS20では、バッテリ30のSOCが上記下限閾値よりも高いか否かを判定し、このステップS20の判定がYESであるときには、ステップS21に進む一方、ステップS20の判定がNOであるときには、ステップS23に進む。
In step S20, it is determined whether or not the SOC of the
上記ステップS21では、水素ガス及び天然ガスを所定の比率(ここでは、共に約50%)でもってエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比(λ=1.8)にする上記通常制御を実行する。また、エンジン10を上記高効率回転数領域で運転し、さらに、発電機20による発電電力を駆動モータ40に供給するとともに、発電機20による発電電力の、駆動モータ40の要求電力に対する過不足に応じて、発電機20による発電電力を第1インバータ50を介してバッテリ30に充電するか又はバッテリ30の放電電力を第2インバータ51を介して駆動モータ40に供給するバッテリ使用供給を実行する。しかる後、上記ステップS10に進む。
In step S21, hydrogen gas and natural gas are supplied to the
上記ステップS22では、エンジン10を停止して、バッテリ30の放電電力のみにより駆動モータ40を駆動する。しかる後、上記ステップS10に進む。
In step S <b> 22, the
上記ステップS23では、水素ガス及び天然ガスを所定の比率(ここでは、共に約50%)でもってエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比(λ=1.8)にする上記通常制御を実行する。また、発電機20が、駆動モータ40の要求電力に加え、バッテリ30を充電する電力を発電するよう、上記高効率回転数領域よりも高回転側でエンジン10を運転する。しかる後、上記ステップS10に進む。
In step S23, hydrogen gas and natural gas are supplied to the
したがって、本実施形態では、エンジン10の負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジン10の出力が一定でないときには、水素ガス及び天然ガスを所定の比率(本実施形態では、略同じ体積比率)でもってエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を所定の第1リーン空燃比(本実施形態では、λ=1.8)にする通常制御により、エンジン10の出力性能や応答性を確保することができる。また、エンジン10が、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、水素ガスのみをエンジン10に供給しかつ該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比よりも高い空燃比(本実施形態では、λ=2.2又はλ=2.6)にする第1燃料単独噴射制御により、燃費性能を向上させることができる。
Therefore, in the present embodiment, when the load of the
また、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第1リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第2リーン空燃比(λ=2.2)にするようにしたので、エンジン10の出力を安定させることができ、エンジン10の出力変動(特に出力低下)をなくして、上記バッテリ不使用供給を維持することができる。また、上記第2リーン空燃比を、エンジン10の出力を安定させ得る範囲で出来る限り高くすることで、NOx排出量を出来る限り抑制することができるとともに、バッテリ不使用供給とエンジンの最高効率付近での運転とにより、燃費性能を最大限に向上させることができる。
In addition, when the first fuel single injection control is executed when the battery is not supplied, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the
さらに、上記バッテリ使用供給がなされているときに上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第2リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも低い第3リーン空燃比(λ=2.6)にするようにしたので、上記第3リーン空燃比を水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比に近付けて、燃費性能及びエミッション性能を出来る限り向上させることができる。また、上記バッテリ使用供給がなされているときには、エンジン10の出力低下があっても、バッテリ10の放電電力が駆動モータ40に供給されるので、第3リーン空燃比を水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比に近付けてエンジン10の出力が不安定になっても問題はない。
Further, when the first fuel single injection control is executed while the battery is being supplied, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the
また、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記第1燃料単独噴射制御が実行されるときにおいて、発電機20による発電電流の振幅及び位相が、駆動モータ40の要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときには、上記バッテリ不使用供給における発電機20による発電電力の駆動モータ40への供給が、第1及び第2インバータ50,51をバイパスする第2経路26により行われるので、燃費性能をより一層向上させることができる。
Further, when the first fuel single injection control is executed when the battery is not used and supplied, the amplitude and phase of the generated current by the
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be substituted without departing from the spirit of the claims.
例えば、上記実施形態では、エンジン10をロータリピストンエンジンとしたが、往復動型エンジンとすることも可能である。
For example, in the above embodiment, the
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiments are merely examples, and the scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明は、車両に搭載されかつ第1燃料及び第2燃料がそれぞれ供給可能に構成された多種燃料エンジンの燃料制御装置に有用である。 The present invention is useful for a fuel control device of a multi-fuel engine that is mounted on a vehicle and configured to be able to supply a first fuel and a second fuel, respectively.
1 車両
10 多種燃料エンジン
18A 水素用直噴噴射弁(第1の燃料噴射弁)
18B CNG用直噴噴射弁(第2の燃料噴射弁)
20 発電機
25 第1経路
26 第2経路
27 発電電力供給経路
30 バッテリ
40 駆動モータ
50 第1インバータ
51 第2インバータ
70 水素タンク(第1燃料タンク)
71 CNGタンク(第2燃料タンク)
100 コントロールユニット(制御手段)
107 タンク圧力センサ(第1燃料残量検出手段)(第2燃料残量検出手段)
DESCRIPTION OF
18B CNG direct injection valve (second fuel injection valve)
20
71 CNG tank (second fuel tank)
100 Control unit (control means)
107 Tank pressure sensor (first fuel remaining amount detecting means) (second fuel remaining amount detecting means)
Claims (5)
上記第1燃料は、水素であり、
上記第2燃料は、天然ガスであり、
上記第1燃料を、上記エンジンに供給するべく噴射する第1の燃料噴射弁と、
上記第2燃料を、上記エンジンに供給するべく噴射する第2の燃料噴射弁と、
上記第1及び第2の燃料噴射弁の作動を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
上記エンジンの負荷が所定負荷以上であるか、又は、上記エンジンの出力が一定でないときには、上記第1及び第2燃料を所定の比率でもって上記エンジンに供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を所定の第1リーン空燃比にするべく、上記第1及び第2の燃料噴射弁を制御する一方、
上記エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、上記第1燃料のみを上記エンジンに供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を上記第1リーン空燃比よりも高い空燃比にするべく、上記第1の燃料噴射弁を制御する第1燃料単独噴射制御を実行するよう構成されており、
上記車両は、上記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、該発電機による発電電力が第1インバータを介して充電されるバッテリと、該バッテリの放電電力が第2インバータを介して供給される車両駆動用の駆動モータと、上記発電機による発電電力が、上記バッテリを介さずに上記駆動モータに供給される発電電力供給経路とを有するシリーズハイブリッド車両であり、
上記エンジンの効率が所定値以上となる高効率回転数領域でのエンジン運転で、上記発電機が上記駆動モータの要求電力を過不足無く発電可能であるときには、上記エンジンが上記高効率回転数領域で運転されて、上記駆動モータに対し上記発電機による発電電力のみが上記発電電力供給経路を介して供給されるバッテリ不使用供給がなされ、
更に上記制御手段は、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、上記エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第1リーン空燃比よりも高くかつ上記第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第2リーン空燃比にするべく、上記第1の燃料噴射弁を制御するよう構成されていることを特徴とする多種燃料エンジンの燃料制御装置。 A fuel control device for a multi-fuel engine mounted on a vehicle and configured to be able to supply a first fuel and a second fuel, respectively,
The first fuel is hydrogen;
The second fuel is natural gas,
A first fuel injection valve for injecting the first fuel to be supplied to the engine;
A second fuel injection valve for injecting the second fuel to be supplied to the engine;
Control means for controlling the operation of the first and second fuel injection valves,
The control means includes
When the engine load is equal to or higher than the predetermined load or the engine output is not constant, the first and second fuels are supplied to the engine at a predetermined ratio and the combustion air in the combustion chamber of the engine is supplied. While controlling the first and second fuel injection valves so that the fuel ratio becomes a predetermined first lean air-fuel ratio,
When the engine is operated at a load lower than the predetermined load and at a constant output, only the first fuel is supplied to the engine and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine is set to the first lean air In order to make the air-fuel ratio higher than the fuel ratio, the first fuel single injection control for controlling the first fuel injection valve is executed ,
The vehicle is driven by the engine to generate power, a battery in which power generated by the power generator is charged via a first inverter, and discharge power of the battery is supplied via a second inverter. A series hybrid vehicle having a drive motor for driving the vehicle and a generated power supply path through which the power generated by the generator is supplied to the drive motor without passing through the battery;
When the generator is capable of generating the required power of the drive motor without excess or deficiency in engine operation in a high efficiency rotational speed region where the engine efficiency is equal to or greater than a predetermined value, the engine is in the high efficiency rotational speed region. The battery is used without being supplied to the drive motor, and only the power generated by the generator is supplied to the drive motor via the generated power supply path.
Further, the control means sets the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine to be higher than the first lean air-fuel ratio when executing the first fuel single injection control when the battery is not used. Various fuels configured to control the first fuel injection valve so as to have a second lean air-fuel ratio that is high and lower than a combustion air-fuel ratio at a lean limit of the first fuel by a predetermined value or more. Engine fuel control device.
上記高効率回転数領域でのエンジン運転では、上記発電機による発電電力が上記駆動モータの要求電力に対して過不足が生じるときには、上記エンジンが上記高効率回転数領域で運転されて、上記駆動モータに対し上記発電機による発電電力が、上記第1インバータ及び第2インバータを含む上記発電電力供給経路を介して供給されるとともに、上記過不足に応じて、上記発電機による発電電力が上記第1インバータを介して上記バッテリに充電されるか又は上記バッテリの放電電力が上記第2インバータを介して上記駆動モータに供給されるバッテリ使用供給がなされ、
上記制御手段は、上記バッテリ使用供給がなされているときに上記第1燃料単独噴射制御を実行する際には、上記エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第2リーン空燃比よりも高くかつ上記第1燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも低い第3リーン空燃比にするべく、上記第1の燃料噴射弁を制御するよう構成されていることを特徴とする多種燃料エンジンの燃料制御装置。 The fuel control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 1 ,
In engine operation in the high-efficiency rotational speed region, when the power generated by the generator is excessive or insufficient with respect to the required power of the drive motor, the engine is operated in the high-efficient rotational speed region and the drive is performed. The electric power generated by the generator is supplied to the motor via the generated electric power supply path including the first inverter and the second inverter, and the electric power generated by the generator is changed according to the excess or deficiency. The battery is supplied to be charged to the battery via one inverter, or the discharge power of the battery is supplied to the drive motor via the second inverter,
When performing the first fuel single injection control when the battery is being supplied, the control means sets the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine to be higher than the second lean air-fuel ratio and A fuel control apparatus for a multi-fuel engine, characterized in that the first fuel injection valve is controlled so as to have a third lean air-fuel ratio lower than the lean limit combustion air-fuel ratio of the first fuel. .
上記第1燃料を貯留する第1燃料タンクと、
上記第2燃料を貯留する第2燃料タンクと、
上記第1燃料タンク内の第1燃料の残量を検出する第1燃料残量検出手段と、
上記第2燃料タンク内の第2燃料の残量を検出する第2燃料残量検出手段とを更に備え、
上記制御手段は、上記バッテリ使用供給がなされているときにおいて、上記第1燃料残量検出手段による第1燃料の残量が第1所定量以下でかつ上記第2燃料残量検出手段による第2燃料の残量が、上記第1所定量よりも多い第2所定量以上であるときには、上記第1燃料単独噴射制御の実行を禁止するように構成されていることを特徴とする多種燃料エンジンの燃料制御装置。 The fuel control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 2 ,
A first fuel tank for storing the first fuel;
A second fuel tank for storing the second fuel;
First fuel remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the first fuel in the first fuel tank;
A second fuel remaining amount detecting means for detecting a remaining amount of the second fuel in the second fuel tank;
The control means is configured such that when the battery is used and supplied, the remaining amount of the first fuel by the first fuel remaining amount detecting means is less than a first predetermined amount and the second fuel remaining amount detecting means performs the second The multi-fuel engine is configured to prohibit the execution of the first fuel single injection control when the remaining amount of fuel is equal to or greater than a second predetermined amount greater than the first predetermined amount. Fuel control device.
上記制御手段は、上記バッテリ不使用供給がなされているときにおいて、上記第1燃料残量検出手段による第1燃料の残量が、上記第1所定量よりも少ない第3所定量以下でかつ上記第2燃料残量検出手段による第2燃料の残量が、上記第3所定量よりも多い第4所定量以上であるときには、上記第1燃料単独噴射制御の実行を禁止するよう構成されていることを特徴とする多種燃料エンジンの燃料制御装置。 The fuel control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 3 ,
The control means is configured such that when the battery is not being supplied, the remaining amount of the first fuel by the first fuel remaining amount detecting means is less than a third predetermined amount that is less than the first predetermined amount and the When the remaining amount of the second fuel by the second remaining fuel amount detecting means is not less than a fourth predetermined amount that is larger than the third predetermined amount, the execution of the first fuel single injection control is prohibited. A fuel control apparatus for a multi-fuel engine characterized by the above.
上記発電電力供給経路は、上記発電機による発電電力が、上記第1及び第2インバータを介して上記駆動モータに供給される第1経路と、上記発電機による発電電力が、上記第1及び第2インバータをバイパスして供給される第2経路とからなり、
上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記制御手段により上記第1燃料単独噴射制御が実行されるときにおいて、上記発電機による発電電流の振幅及び位相が、上記駆動モータの要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときには、上記発電機による発電電力の上記駆動モータへの供給が、上記第2経路により行われることを特徴とする多種燃料エンジンの燃料制御装置。 The fuel control apparatus for a multi-fuel engine according to any one of claims 1 to 4 ,
The generated power supply path includes a first path through which the power generated by the generator is supplied to the drive motor via the first and second inverters, and the power generated by the generator is the first and second 2 consisting of a second path supplied by bypassing the inverter,
When the first fuel single injection control is executed by the control means when the battery is not used and supplied, the amplitude and phase of the generated current by the generator are the amplitude of the required current of the drive motor and A fuel control device for a multi-fuel engine, wherein when the phases substantially coincide with each other, supply of electric power generated by the generator to the drive motor is performed by the second path.
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