JP6288131B2 - 気体燃料エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、気体燃料エンジンの制御装置に関する技術分野に属する。

従来より、例えば特許文献１に示されているように、エンジンの運転状態に応じて、燃焼モードを、無過給ストイキ燃焼モードと過給リーン燃焼モードとの間で切換えるようにした、ターボ過給機付きエンジンが知られている。すなわち、過給機による吸気の過給を行うときには、エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比をストイキ空燃比よりも大きいリーン空燃比に設定する一方、過給機による吸気の過給を行わないときには、エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比をストイキ空燃比に設定する。

また、燃料として、水素や天然ガス等の気体燃料を使用する気体燃料エンジンもよく知られている。

特開２００８−１２１５３９号公報

ところで、上記特許文献１のように、過給機による吸気の過給を行わないような低出力運転時には、燃焼安定性を維持する観点から、エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比をストイキ空燃比に設定する一方、過給機による吸気の過給を行うような中高出力運転時には、エミッションの向上や燃焼音の低減の観点から、エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比をストイキ空燃比よりも大きい所定のリーン空燃比に設定することが考えられる。

このように上記燃焼空燃比を設定した場合、気体燃料エンジンでは、中高出力運転時にエンジンを加速する際には、スロットル弁の全開状態で、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比に維持しながら、ポート噴射弁及び直噴噴射弁の併用による気体燃料の噴射によって、エンジンの出力を上昇させることができる。すなわち、気体燃料エンジンでは、スロットル弁が全開状態であっても、ポート噴射弁による気体燃料の噴射量を調整することで、燃焼室に吸入される吸気量を調整することができ、ポート噴射弁及び直噴噴射弁の噴射割合を制御することにより、上記所定のリーン空燃比に維持しながらエンジンの出力を上昇させることができるようになる。

しかし、中高出力運転時にエンジンを所定加速度以上で加速させる際、上記のように上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比に維持しながらエンジンの出力を上昇させると、エンジンの加速の応答性が鈍くなることが懸念される。特に過給機付きエンジンで上記中高出力運転時に吸気の過給を行う場合には、過給圧の立ち上がりの遅れも影響して、エンジンの加速の応答性がより一層低下する。

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、気体燃料エンジンの制御装置において、中高出力運転時に該エンジンを所定加速度以上で加速させるに際して、スロットル弁の全開状態で、ポート噴射弁及び直噴噴射弁の併用による気体燃料の噴射によってエンジンの出力を上昇させる場合に、エンジンの加速の応答性が鈍くなるのを抑制しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、気体燃料エンジンの制御装置を対象として、上記エンジンは、該エンジンの吸気通路内に気体燃料を噴射するポート噴射弁と、該エンジンの燃焼室内に気体燃料を直接噴射する直噴噴射弁と、該エンジンの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ装置と、を有し、上記ポート噴射弁、直噴噴射弁及びＥＧＲ装置の作動を含めて、上記エンジンの作動を制御する制御手段を備え、上記制御手段は、上記エンジンの出力が所定値よりも低い低出力運転時には、該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比をストイキ空燃比に設定する一方、上記エンジンの出力が上記所定値以上である中高出力運転時には、上記燃焼空燃比をストイキ空燃比よりも大きいリーン空燃比に設定するとともに、上記中高出力運転時に上記エンジンを所定加速度よりも小さい緩加速で加速させる際には、スロットル弁の全開状態で、上記燃焼空燃比を所定のリーン空燃比に維持しながら、上記ポート噴射弁及び直噴噴射弁の併用による気体燃料の噴射によって、上記エンジンの出力を上昇させる緩加速制御を実行する一方、上記中高出力運転時に上記エンジンを上記所定加速度以上の急加速で加速させる際には、上記スロットル弁の全開状態で、上記ＥＧＲ装置により上記吸気通路にＥＧＲガスを還流しつつ、上記燃焼空燃比を、ストイキ空燃比よりも大きくかつ上記所定のリーン空燃比よりも小さい空燃比から上記所定のリーン空燃比に向けて徐々に大きくしながら、上記ポート噴射弁及び直噴噴射弁の併用による気体燃料の噴射によって、上記エンジンの出力を上昇させる急加速制御を実行するように構成されている、という構成とした。

上記の構成により、急加速制御の実行時には、燃焼空燃比を、ストイキ空燃比よりも大きくかつ所定のリーン空燃比よりも小さい空燃比から所定のリーン空燃比に向けて徐々に大きくしながら、エンジンの出力を上昇させるので、エンジンの加速の応答性が鈍くなるのを抑制することができる。また、急加速制御の実行時には、ＥＧＲガスの還流により、エミッションが悪化するのを抑制することができるとともに、異常燃焼の発生やこれに伴う異常音の発生を抑制することができる。このＥＧＲガスの還流量は、エンジンの出力が上昇するに連れて少なくすることが好ましい。また、緩加速制御の実行時には、燃焼空燃比を所定のリーン空燃比に維持するので、エミッションやエンジンの燃焼音を出来る限り良好なレベルに維持しながら、エンジンの出力を上昇させることができる。

上記気体燃料エンジンの制御装置の一実施形態において、上記エンジンは、該エンジンの燃焼室内への吸気の過給を行う過給機を更に有する過給機付きエンジンであって、上記吸気通路の上記燃焼室への開口が圧縮行程の途中で閉じられる吸気遅閉じとされるものであり、上記制御手段は、上記中高出力運転時に上記過給機により吸気の過給を行うように構成されている。

このことにより、中高出力運転時に過給機により吸気の過給を行う場合であっても、エンジンの加速の応答性が低下するのを出来る限り抑制することができる。

上記気体燃料エンジンの制御装置において、上記気体燃料を上記ポート噴射弁及び上記直噴噴射弁に供給する燃料供給路に、該ポート噴射弁及び該直噴噴射弁から噴射される気体燃料の圧力を一定値に調整するレギュレータが設けられ、上記レギュレータの二次側圧力を検出する圧力検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記急加速制御の実行時において、上記圧力検出手段により検出される二次側圧力が上記一定値から所定圧以上低下したとき、そうでないときに比べて、上記直噴噴射弁による気体燃料の噴射量を減少させる一方、上記ポート噴射弁による気体燃料の噴射量を増大させるように構成されている、ことが好ましい。

すなわち、レギュレータの二次側圧力が一定値から所定圧以上低下すると、直噴噴射弁による気体燃料の実際の噴射量が、噴射しようとしている予定噴射量よりも大きく低下するが、ポート噴射弁による気体燃料の実際の噴射量は、予定噴射量に対して、直噴噴射弁による気体燃料の噴射量の低下量ほど低下しない。そこで、レギュレータの二次側圧力が一定値から所定圧以上低下したときに、直噴噴射弁による気体燃料の噴射量（予定噴射量）を減少させる一方、ポート噴射弁による気体燃料の噴射量（予定噴射量）を増大させることで、直噴噴射弁及びポート噴射弁によるトータルの気体燃料の実際の噴射量の低下を抑制することができる。

上記気体燃料エンジンの制御装置において、上記燃焼室内で発生するプリイグニッションを検出するプリイグニッション検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記急加速制御の実行時において、上記プリイグニッション検出手段によりプリイグニッションが検出されたときには、プリイグニッションが検出されないときに比べて、上記直噴噴射弁による気体燃料の噴射量を減少させる一方、上記ポート噴射弁による気体燃料の噴射量を増大させるように構成されている、ことが好ましい。

このことで、プリイグニッションが検出されたときに、直噴噴射弁による気体燃料の噴射量を減少させる一方、ポート噴射弁による気体燃料の噴射量を増大させることにより、その検出以降に、プリイグニッションの発生を抑制することができ、急加速制御の実行時に、プリイグニッションの発生によるエンジン出力の低下を出来る限り抑制することができる。

上記プリイグニッション検出手段を備えた上記構成の場合、上記吸気通路に吸入される吸気温度を検出する吸気温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記吸気温度検出手段により検出される吸気温度が高いほど、上記プリイグニッション検出手段によりプリイグニッションが検出されたときにおける上記直噴噴射弁による気体燃料の噴射量の減少量及び上記ポート噴射弁による気体燃料の噴射量の増大量を大きくするように構成されている、ことが好ましい。

このことにより、吸気温度に応じた、ポート噴射弁及び直噴噴射弁からの気体燃料の噴射量の制御によって、プリイグニッションの検出以降に、プリイグニッションの発生を効果的に抑制することができる。

上記気体燃料エンジンの制御装置において、上記吸気通路に吸入される吸気温度を検出する吸気温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記急加速制御の実行時において、上記吸気温度検出手段により検出される吸気温度が高いほど、上記直噴噴射弁による気体燃料の噴射量を減少させる一方、上記ポート噴射弁による気体燃料の噴射量を増大させるように構成されていてもよい。

こうすることで、プリイグニッション検出手段を設けなくても、吸気温度に応じた、ポート噴射弁及び直噴噴射弁からの気体燃料の噴射量の制御によって、プリイグニッションの発生を効果的に抑制することができ、急加速制御の実行時に、プリイグニッションの発生によるエンジン出力の低下を抑制することができる。

プリイグニッションの発生を抑制する上記構成において、上記直噴噴射弁は、複数設けられており、上記制御手段は、少なくとも上記急加速制御の実行時には、上記複数の直噴噴射弁及び上記ポート噴射弁より気体燃料を噴射させるように構成されている、ことが好ましい。

このことにより、複数の直噴噴射弁より噴射された気体燃料が燃焼室内において偏在し難くなり、その偏在によるプリイグニッションの発生を抑制することができる。

上記気体燃料エンジンの制御装置の別の実施形態では、上記エンジンは、シリーズハイブリッド車両において発電機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。

このことで、急加速制御の実行時には、エンジンにより発電して、その発電電力とバッテリの放電電力とでもって、車両を駆動する駆動モータを駆動することができ、バッテリの過放電を抑制することができる。また、急加速制御の実行により、車両の加速要求に対して車両を応答性良くスムーズに加速させることができる。

以上説明したように、本発明の気体燃料エンジンの制御装置によると、急加速制御の実行時には、エミッションが悪化するのを抑制しかつ異常燃焼の発生やこれに伴う異常音の発生を抑制しながら、エンジンの加速の応答性が鈍くなるのを抑制することができる。また、緩加速制御の実行時には、エミッションやエンジンの燃焼音を出来る限り良好なレベルに維持しながら、エンジンの出力を上昇させることができる。

本発明の実施形態に係る気体燃料エンジン制御装置が搭載されたハイブリッド車両の概略図である。 上記ハイブリッド車両の気体燃料エンジン及びその制御系の構成を示すブロック図である。 上記エンジンをより詳細に示す断面図である。 第２減圧弁の構成を示す断面図である。 上記エンジンの定常運転時及び緩加速制御時に用いられる第１マップを示す図である。 上記エンジンの急加速制御時に用いられる第２マップを示す図である。 吸気温度センサにより検出される吸気温度と、運転領域Ｅにおけるポート噴射弁の体積噴射割合との関係を示すグラフである。 燃料圧力が一定値であるときに２つの直噴噴射弁から水素ガスを噴射した場合（ａ）と、燃料圧力が上記一定値から所定圧以上低下したときに、２つの直噴噴射弁と１つのポート噴射弁から水素ガスを噴射した場合（ｂ）と、燃料圧力が上記一定値から上記所定圧以上低下したときに、２つの直噴噴射弁から水素ガスを噴射した場合（ｃ）とのそれぞれについて、エンジンの熱効率ηを測定した結果を示すグラフである。 コントロールユニットによる上記エンジンの始動から停止までの処理動作を示すフローチャートである。

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。

図１は、本発明の実施形態に係る気体燃料エンジン制御装置が搭載されたハイブリッド車両１（以下、車両１という）の概略図である。この車両１は、シリーズハイブリッド車両であって、気体燃料エンジン１０（以下、単にエンジン１０という）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。

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、その接続ラインにバッテリ３０が接続されている。発電機２０の発電電力は、第１インバータ５０を介してバッテリ３０に供給されるとともに、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。バッテリ３０からの放電電力は、第２インバータ５１を介して駆動モータ４０に供給される。

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。

駆動モータ４０は、回生発電電力を発生可能なものであって、車両１の減速時に発電機として作動して、その発電した電力（回生発電電力）がバッテリ３０に充電される。また、後述の充電走行モードでは、エンジン１０が始動されて発電機２０の発電電力でもってバッテリ３０が充電される。尚、バッテリ３０は、車両１の外部の電源による外部充電も可能になされている。

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に貯留されている水素ガスが、気体燃料として供給可能に構成された気体燃料エンジンである。尚、エンジン１０の燃料としては、天然ガス（ＣＮＧ）等の他の気体燃料であってもよい。

水素タンク７０とエンジン１０とは、水素供給管７２により接続され、水素タンク７０内の水素ガスが、水素供給管７２を介してエンジン１０（詳細には、後述のポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８）に供給される。

水素供給管７２には、第１減圧弁７４及び第２減圧弁７５が配設されている。第１減圧弁７４は、第２減圧弁７５よりも上流側（本実施形態では、水素供給管７２における水素タンク７０との接続部）に配設されている。水素タンク７０内に水素ガスが充満されている状態では、水素タンク７０内の圧力（水素ガスの圧力）が、例えば３５ＭＰａとされる。そして、その水素ガスが第１減圧弁７４を通過すると、その水素ガスの圧力が、例えば約１．３ＭＰａにまで減圧され、更に第２減圧弁７５により、例えば約０．６ＭＰａにまで減圧される。この第２減圧弁７５により減圧された圧力が、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８に供給される燃料圧力（燃圧）とされる。第２減圧弁７５は、後にその構成を詳細に説明するように、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８から噴射される水素ガスの圧力を一定値に自動的に調整するレギュレータの役割を果たす。

また、水素供給管７２における第２減圧弁７５の下流側には、上記燃料圧力（上記レギュレータの二次側圧力）を検出する圧力検出手段としての燃圧センサ１１０が配設されている。

図２に示すように（エンジン１０のより詳細な構成は図３参照）、エンジン１０は、本実施形態では、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。各ロータハウジング１１は、概略楕円形状のトロコイド内周面を有する。尚、図２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。

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。

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１４ａ（図３参照）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１５ａ（図３参照）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（後述のインタークーラ８６よりも下流側）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。

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からの水素ガスを、吸気通路１４内に噴射するポート噴射弁１７が配設されている。このポート噴射弁１７により噴射された水素ガスは、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。

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。

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。

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）内に直接噴射する複数（本実施形態では、２つ）の直噴噴射弁１８が設けられている。本実施形態では、これら２つの直噴噴射弁１８は、ロータ１２の回転方向に並んでいるが、エキセントリックシャフト１３の軸心方向に並んでいてもよい。

また、各ロータハウジング１１には、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８より噴射された水素ガスの点火を行う２つの点火プラグ１９が設けられている。これら両点火プラグ１９は、圧縮トップ（ＴＤＣ）の近傍で、リーディング側及びトレーリング側の順で点火されて、圧縮乃至膨張行程にある作動室内の混合気の点火を行う。尚、リーディング側の点火プラグ１９の点火は、圧縮トップの手前で行われ、トレーリング側の点火プラグ１９の点火は、圧縮トップと同時か又はその直ぐ後に行われる。

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よりも上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よりも下流側でかつスロットル弁１６よりも上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。尚、図示は省略するが、排気通路１５にはタービン８５ｂをバイパスするバイパス路が設けられており、このバイパス路に排気ガスを導入することで、吸気の過給を行わないようにすることも可能になっている。

このようにエンジン１０は、該エンジン１０の燃焼室内への吸気の過給を行う排気ターボ過給機８５を有する過給機付きエンジンである。そして、このエンジン１０では、圧縮行程での混合気の最大温度を出来る限り低く抑えるために、吸気開口１４ａ（吸気通路１４の上記燃焼室への開口）が圧縮行程の途中で閉じられる吸気遅閉じとされている。

また、エンジン１０には、該エンジン１０の排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路１４に還流するＥＧＲ装置９４が設けられている。このＥＧＲ装置９４は、排気通路１５におけるタービン８５ｂの上流側部分と、吸気通路１４におけるスロットル弁１６の下流側部分とを接続するＥＧＲ通路９５と、このＥＧＲ通路９５に設けられ、ステッピングモータ等のＥＧＲ弁アクチュエータ９７により駆動されてＥＧＲ通路９５の断面積（弁開度）を調節するＥＧＲ弁９６とを有している。ＥＧＲ弁９６は、ＥＧＲガスの吸気通路１４への還流量を調節することになる。

ここで、第２減圧弁７５の詳細な構成について、図４により説明する。尚、第１減圧弁７４の構成も、第２減圧弁７５の構成と同様である。

第２減圧弁７５は、ハウジング１２０内に形成された流入路１２１から減圧前の高圧の水素ガスが流入されるよう構成されていて、調圧バルブ１２３と、連結部材１２４を介して該調圧バルブ１２３に連結されたダイヤフラム１２５と、該ダイヤフラム１２５を付勢して変位させる調圧スプリング１２６と、流入路１２１と後述の流出路１２２とを連通し、かつ上記調圧バルブ１２３によって開閉される連通路１２７と、によって構成される減圧機構によって、上記高圧の水素ガスの圧力を減圧して、該減圧後の水素ガスを流出路１２２から流出させる構成となっている。

上記減圧機構において、ダイヤフラム１２５は、ゴムなどの可撓性部材から形成されていて、その周縁部がハウジング１２０に支持固定されている。ダイヤフラム１２５（詳細には、ダイヤフラム１２５の周縁部を除く部分）は、流出路１２２側の圧力によって、図４で上向きに変形する一方、調圧スプリング１２６の付勢力によって、図４で下向きに変形するように構成されている。そして、流出路１２２側（二次側）の圧力が、予め設定された目標圧力（本実施形態では、上記燃料圧力である約０．６ＭＰａ）よりも低いときには、ダイヤフラム１２５が下向きに変形し、ダイヤフラム１２５と連結された調圧バルブ１２３による連通路１２７の開度が大きくなる。これにより、より多くの高圧の水素ガスが連通路１２７を通って流出路１２２側へと流れる。流出路１２２側は連通路１２７よりも広く構成されているため、連通路１２７から流出路１２２側へと流れた水素ガスは、断熱膨張により減圧される。該減圧後の水素ガスが流通路１２２側に蓄積されていくと、流通路１２２側の圧力が上昇する。流出路１２２側の圧力が上記目標圧力に到達すると、ダイヤフラム１２５は、流出路１２２側の圧力によって上向きに変形する。ダイヤフラム１２５が上向きに変形すると、調圧バルブ１２３が上向きに変位して、調圧バルブ１２３による連通路１２７の開度を小さくする。この状態で、流出路１２２側の水素ガスが消費されると（つまり、ポート噴射弁１７及び／又は直噴噴射弁１８より水素ガスが噴射されると）、流出路１２２側の圧力が下がる。該流出路１２２側の圧力が上記目標圧力よりも低くなると、調圧バルブ１２３による連通路１２７の開度が再び大きくなって、流入路１２１から流出路１２２に水素ガスが再び流れていく。これらの一連の動作の繰り返しによって、流出路１２２側の圧力が上記目標圧力（一定値）に保たれることになる。

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内の水素ガスの体積残量）を検出するタンク圧力センサ１０７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、吸気通路１４内に吸入される吸気温度を検出する吸気温度検出手段としての吸気温度センサ１０９と、上記燃圧センサ１１０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。

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、吸気温度センサ１０９、燃圧センサ１１０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。また、コントロールユニット１００には、後述の暖房装置を作動させるための、車両１の乗員が操作する操作スイッチ５５の操作情報が入力されるようになっている。

発電機２０は、該発電機２０による発電電圧及び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該情報から発電機２０による発電電力（発電量）を検出する。

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。

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、ポート噴射弁１７、直噴噴射弁１８、点火プラグ１９、及びＥＧＲ弁アクチュエータ９７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、ポート噴射弁１７、直噴噴射弁１８、ＥＧＲ装置９４の作動を含めて、エンジン１０の作動を制御する制御手段を構成することになる。

車両１は、バッテリ３０の放電電力によって走行するバッテリ走行モード（このとき、エンジン１０は停止された状態にある）と、エンジン１０を運転して該エンジン１０の出力によって発電機２０を介してバッテリ３０を充電しながら走行する充電走行モードとを有する。本実施形態では、車両１がシリーズハイブリッド車両であるので、上記充電走行モードでは、エンジン１０の出力により発電する発電機２０による発電電力でもって、バッテリ３０への充電と駆動モータ４０の駆動とを行う。

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。

そして、コントロールユニット１００は、上記バッテリ走行モード時に、上記検出されるバッテリ３０のＳＯＣが第１所定値（例えば３０％）よりも低くなったときには、上記充電走行モードに切り換える一方、上記充電走行モード時に、上記検出されるバッテリ３０のＳＯＣが、上記第１所定値よりも高い値に設定された第２所定値（例えば７０％）よりも高くなったときに、上記バッテリ走行モードに切り換える。これにより、バッテリ３０のＳＯＣを、低過ぎずかつ高過ぎない好ましい範囲内に維持することができる。

コントロールユニット１００は、上記バッテリ走行モード時において、駆動モータ４０の要求出力、バッテリ３０のＳＯＣの値、及び上記暖房装置の操作スイッチ５５からの操作情報に基づいて、エンジン１０の運転要求の有無を確認し、エンジン１０の運転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。すなわち、コントロールユニット１００は、上記バッテリ走行モード時において、バッテリ３０のＳＯＣが上記第１所定値よりも低くなったとき、若しくは、車両１の加速度を、予め設定された設定値以上にする加速要求があったときのように発電要求があったとき、又は、発電要求がなくても、車両１の乗員の、暖房装置の操作スイッチ５５による暖房要求があったときである。

コントロールユニット１００は、発電要求によりエンジン１０を運転する際には、車両１の加速度を上記設定値以上にする加速要求がなければ、基本的に定常運転する。コントロールユニット１００は、このように発電要求時において定常運転する際には、所定回転数領域の回転数でかつエンジン１０の出力が所定値以上である中高出力運転を行う。上記所定回転数領域は、本実施形態では、エンジン１０の最高効率点を含む効率の良い領域（例えば１８００ｒｐｍ〜２２００ｒｐｍ）であり、本実施形態では、基本的に、２０００ｒｐｍで運転する。本実施形態では、上記中高出力運転の上記定常運転時には、後述の第１マップの運転領域Ｂで運転されることになる。

上記暖房装置は、エンジン１０の冷却水を利用して車両１の車室内を暖房する装置であって、空調装置として組み込まれたものであってもよい。この暖房装置は、車室内へ吹き出される空気と上記冷却水との熱交換を行うヒータコアと、車両１の乗員が操作して暖房装置を作動させるための上記操作スイッチ５５とを有し、この操作スイッチ５５の操作情報がコントロールユニット１００に入力される。発電要求がなくてエンジン１０が停止しているときに、上記操作スイッチ５５による暖房要求がなされると、コントロールユニット１００は、エンジン１０を始動して、エンジン１０の冷却水を暖める。このとき、コントロールユニット１００は、エンジン１０を、上記所定回転数領域の回転数でかつエンジン１０の出力が上記所定値よりも小さい低出力運転（定常運転）を行う。つまり、発電機２０により僅かに発電させながらエンジン１０を運転することで、エンジン１０の冷却水を暖める。本実施形態では、上記低出力運転の上記定常運転時には、後述の第１マップの運転領域Ａで運転されることになる。

コントロールユニット１００は、エンジン１０の定常運転時には、図５に示す第１マップの運転領域Ａ〜Ｃに応じて、以下のように運転する。

運転領域Ａは、上記低出力運転（アイドル運転も含む）を行う領域である。この運転領域Ａでは、エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比がストイキ空燃比（空気過剰率λ＝１）に設定されるとともに、スロットル弁１６が僅かに開いた状態とされる。また、運転領域Ａでは、吸気の過給は行われず、ＥＧＲガスの吸気通路１４への還流も行われない。さらに、運転領域Ａでは、２つの直噴噴射弁１８のうちの１つの直噴噴射弁１８から水素ガスが噴射され、ポート噴射弁１７からの噴射は行われない。

運転領域Ｂは、上記中高出力運転を行う領域である。この運転領域Ｂでは、上記燃焼空燃比をストイキ空燃比よりも大きい所定のリーン空燃比（本実施形態では、空気過剰率λ＝２．３）に設定されるとともに、スロットル弁１６が全開状態とされる。上記所定のリーン空燃比は、エミッションやエンジン１０の燃焼音を出来る限り良好なレベルに維持できるような値である。また、運転領域Ｂでは、ＥＧＲガスの吸気通路１４への還流は行わないが、吸気の過給は行われる。さらに、運転領域Ｂでは、ポート噴射弁１７と２つの直噴噴射弁１８のうちの１つの直噴噴射弁１８とから水素ガスが噴射される。運転領域Ｂでは、スロットル弁１６が全開状態であるが、ポート噴射弁１７による水素ガスの噴射量を調整することで、燃焼室に吸入される吸気量を調整することができ、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８の噴射割合を制御することにより、上記所定のリーン空燃比に維持しながらエンジン１０の出力を上昇させることができる。

運転領域Ｃは、エンジン１０の最大出力ないしそれに近い運転を行う領域である。この運転領域Ｃでは、２つの直噴噴射弁１８から水素ガスが噴射され、ポート噴射弁１７からの噴射は行われない。その以外は、上記運転領域Ｂと同じである。

コントロールユニット１００は、車両１の加速度が上記設定値よりも小さい加速要求があったときには、エンジン１０を所定加速度よりも小さい緩加速で加速させる。このとき、コントロールユニット１００は、エンジン１０を、上記第１マップ（図５）に従って運転する。これにより、上記低出力運転時に（運転領域Ａにおいて）上記加速要求があったときには、運転領域Ａから運転領域Ｂにかけてエンジン１０を上記所定加速度よりも小さい緩加速で加速させる（エンジン１０の回転数及びトルクを上昇させる）ことになる。また、運転領域Ｂで上記加速要求があったときには、その運転領域Ｂでの中高出力運転の状態からエンジン１０を緩加速で加速させることになる。このように、中高出力運転時に（運転領域Ｂで）エンジン１０を緩加速で加速させる際には、コントロールユニット１００は、スロットル弁１６の全開状態で、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比（空気過剰率λ＝２．３）に維持しながら、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８の併用による水素ガスの噴射によって、エンジン１０の出力を上昇させる緩加速制御を実行する。この緩加速制御では、運転領域Ｂにおいて、上記燃焼空燃比が上記所定のリーン空燃比という比較的大きな空燃比となるが、エンジン１０を緩加速で加速させるので、エンジン１０の加速の応答性が鈍くなるという問題は生じない。

一方、コントロールユニット１００は、車両１の加速度を上記設定値以上にする加速要求があったときには、エンジン１０を上記所定加速度以上の急加速で加速させる。このとき、コントロールユニット１００は、エンジン１０を、図６に示す第２マップに従って運転する。

第２マップの運転領域Ｄは、第１マップの運転領域Ａと同じ領域であって、上記低出力運転（アイドル運転も含む）を行う領域である。この運転領域Ｄでは、エンジン１０が、上記運転領域Ａと同様に運転される。

運転領域Ｅは、上記中高出力運転を行う領域である。この運転領域Ｅでは、上記燃焼空燃比を、ストイキ空燃比（λ＝１）から上記所定のリーン空燃比（λ＝２．３）までの間の空燃比に設定されるとともに、スロットル弁１６が全開状態とされる。エンジン１０のトルクが高いほど、上記所定のリーン空燃比に近い空燃比とされる（空気過剰率λが大きい値とされる）。また、運転領域Ｅでは、ＥＧＲガスの吸気通路１４への還流が行われるとともに、吸気の過給も行われる。ＥＧＲガスの還流量は、エンジン１０のトルクが高いほど（空気過剰率λが大きくなるほど）、少なくなる。さらに、ポート噴射弁１７と２つの直噴噴射弁１８のうちの１つの直噴噴射弁１８とから水素ガスが噴射される。

上記運転領域Ｅにおけるポート噴射弁１７と直噴噴射弁１８との水素ガスの体積噴射割合は、吸気温度センサ１０９により検出される吸気温度によって異なり、予め図７のように設定されている。すなわち、吸気温度が所定温度Ｔ０以下であるとき（燃焼室内でプリイグニッションが発生し難い温度であるとき）には、ポート噴射弁１７の体積噴射割合は、エンジン１０の出力に応じた所定割合であるが、上記吸気温度が上記所定温度Ｔ０よりも高いとき（燃焼室内でプリイグニッションが発生し易い温度であるとき）には、上記所定割合よりも大きくなる。また、上記吸気温度が高いほど、直噴噴射弁１８の体積噴射割合が減少する（直噴噴射弁１８による水素ガスの噴射量も減少する）一方、ポート噴射弁１７の体積噴射割合が増大する（ポート噴射弁１７による水素ガスの噴射量も増大する）。直噴噴射弁１８の体積噴射割合は、１００％から、図７で決まるポート噴射弁１７の体積噴射割合を引いた値である。

運転領域ＦないしＧは、エンジン１０の最大出力ないしそれに近い運転を行う領域である。本実施形態では、エンジン１０の出力が低い側の運転領域Ｆとエンジン１０の出力が高い側の運転領域Ｇとに区分している。運転領域Ｆでは、上記燃焼空燃比が、上記所定のリーン空燃比よりも小さい空燃比であって、エンジン１０のトルクが高いほど、上記所定のリーン空燃比に近い空燃比とされる（空気過剰率λが大きい値とされる）とともに、運転領域Ｅから運転領域Ｆにかけて燃焼空燃比が連続的に大きくなるようになされている。また、運転領域Ｆでは、運転領域Ｅと同様に、ＥＧＲガスの吸気通路１４への還流が行われるとともに、吸気の過給も行われる。ＥＧＲガスの還流量は、エンジン１０のトルクが高いほど（空気過剰率λが大きくなるほど）、少なくなる。運転領域Ｆでは、２つの直噴噴射弁１８から水素ガスが噴射され、ポート噴射弁１７からは水素ガスが噴射されない。尚、運転領域Ｆにおいても、運転領域Ｅと同様に、ポート噴射弁１７と２つの直噴噴射弁１８のうちの１つの直噴噴射弁１８とから水素ガスを噴射するようにしてもよい。

運転領域Ｇは、運転領域Ｃと同様に運転される。すなわち、運転領域Ｇでは、２つの直噴噴射弁１８から水素ガスが噴射され、ポート噴射弁１７からの噴射は行われない。また、ＥＧＲガスの吸気通路１４への還流は行わないが、吸気の過給は行われる。上記燃焼空燃比が上記所定のリーン空燃比に設定される。

コントロールユニット１００は、エンジン１０を上記所定加速度以上の急加速で加速させる際には、上記第２マップに従って運転することになるが、これにより、上記低出力運転時に（運転領域Ｄにおいて）上記加速要求があったときには、運転領域Ｄから運転領域Ｅにかけてエンジン１０を上記所定加速度以上の急加速で加速させる（エンジン１０の回転数及びトルクを上昇させる）ことになる。また、運転領域Ｅで上記加速要求があったときには、その運転領域Ｅでの中高出力運転の状態からエンジン１０を急加速で加速させることになる。このように、中高出力運転時に（運転領域Ｅで）エンジン１０を上記所定加速度以上の急加速で加速させる際には、コントロールユニット１００は、スロットル弁１６の全開状態で、ＥＧＲ装置９４により吸気通路１４にＥＧＲガスを還流しつつ、上記燃焼空燃比を、ストイキ空燃比よりも大きくかつ上記所定のリーン空燃比よりも小さい空燃比から上記所定のリーン空燃比に向けて徐々に大きくしながら、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８の併用による水素ガスの噴射によって、エンジン１０の出力を上昇させる急加速制御を実行することになる。また、運転領域Ｅでは、ＥＧＲガスが吸気通路１４に還流され、その還流量が、エンジン１０のトルクが高いほど（空気過剰率λが大きくなるほど）、少なくなる。さらに、ポート噴射弁１７と直噴噴射弁１８との水素ガスの体積噴射割合は、吸気温度センサ１０９により検出される吸気温度によって決まる。これにより、上記燃焼空燃比の上昇のし方及びエンジン１０の出力の上昇のし方は、上記吸気温度によって変わる。このように、吸気温度に応じた、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８からの水素ガスの噴射量の制御によって、プリイグニッションの発生を効果的に抑制して、上記急加速制御の実行時に、プリイグニッションの発生によるエンジン１０の出力の低下を出来る限り抑制する。

上記急加速により、エンジン１０の運転領域が運転領域Ｆになると、運転領域Ｅに比べて、上記燃焼空燃比が大きくなる（上記所定のリーン空燃比に対してより近付く）とともに、ＥＧＲガスの還流量が少なくなる。運転領域Ｆ内においては、エンジン１０のトルクが高くなるほど、上記燃焼空燃比が大きくなるとともに、ＥＧＲガスの還流量が少なくなる。エンジン１０の運転領域が運転領域Ｇになると、上記燃焼空燃比が上記所定のリーン空燃比になるとともに、ＥＧＲガスの還流量は零になる。

コントロールユニット１００は、上記急加速制御の実行時において、燃圧センサ１１０により検出される燃料圧力（レギュレータの二次側圧力）が上記一定値から所定圧以上低下したときには、そうでないときに比べて、直噴噴射弁１８による水素ガスの噴射量を減少させる（直噴噴射弁１８の体積噴射割合を、上記吸気温度に応じて決まる体積噴射割合よりも小さくする）一方、ポート噴射弁１７による水素ガスの噴射量を増大させる（ポート噴射弁１７の体積噴射割合を、上記吸気温度に応じて決まる体積噴射割合よりも大きくする）。そして、本実施形態では、燃圧センサ１１０により検出される燃料圧力の低下度合いが大きいほど、直噴噴射弁１８による水素ガスの噴射量（直噴噴射弁１８の体積噴射割合）を減少させかつポート噴射弁１７による水素ガスの噴射量（ポート噴射弁１７の体積噴射割合）を増大させる。

すなわち、上記燃料圧力が上記一定値から上記所定圧以上低下すると、直噴噴射弁１８による水素ガスの実際の噴射量が、噴射しようとしている予定噴射量よりも大きく低下するが、ポート噴射弁１７による水素ガスの実際の噴射量は、予定噴射量に対して、直噴噴射弁１８による水素ガスの噴射量の低下量ほど低下しない。そこで、上記のように、直噴噴射弁１８による水素ガスの噴射量（予定噴射量）を減少させる一方、ポート噴射弁１７による水素ガスの噴射量（予定噴射量）を増大させることで、直噴噴射弁１８及びポート噴射弁１７によるトータルの水素ガスの実際の噴射量の低下を抑制する。

また、上記燃料圧力が上記一定値から上記所定圧以上低下したときに、ポート噴射弁１７による水素ガスの噴射量を増大することで、エンジン１０の熱効率の低下を抑制することができる。ここで、図８は、燃料圧力が上記一定値であるときに２つの直噴噴射弁１８から水素ガスを噴射した場合（ａ）と、上記燃料圧力が上記一定値から上記所定圧以上低下したときに、２つの直噴噴射弁１８と１つのポート噴射弁１７から水素ガスを噴射した場合（ｂ）と、上記燃料圧力が上記一定値から上記所定圧以上低下したときに、２つの直噴噴射弁１８から水素ガスを噴射した場合（ｃ）とのそれぞれについて、エンジン１０の熱効率ηを測定した結果を示す。トータルの予定噴射量は、全ての場合において同じである。ａの場合とｃの場合とを比較して、上記燃料圧力が上記一定値から上記所定圧以上低下した場合、ポート噴射弁１７を併用しなければ、上記燃料圧力が上記一定値であるときに比べて、エンジン１０の熱効率がかなり低下することになるが、ｂの場合のように、ポート噴射弁１７を併用することで、上記燃料圧力の低下による熱効率の低下を抑制できることが分かる。尚、図８のａ及びｃでは、２つの直噴噴射弁１８から水素ガスを噴射し、ｂの場合では、２つの直噴噴射弁１８及び１つのポート噴射弁１７から水素ガスを噴射する場合であるが、１つの直噴噴射弁１８（及び１つのポート噴射弁１７）から水素ガスを噴射する場合も、同様の傾向にあると推測できる。

上記のようにレギュレータの二次側圧力が低下するのは、エンジン１０の停止時に二次側圧力が上記一定値よりも高い圧力（締切圧力）になっていることに起因する。すなわち、エンジン１０の運転中は、燃料（水素ガス）を消費し続けている中で二次側圧力を上記一定値に調整する際、調圧バルブ１２３は連通路１２７を完全には閉鎖せず、上記一定値に対応する開度を中心に開方向又は閉方向に移動する。そして、エンジン１０が停止したとき、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８は、電子制御弁であることから、燃料の消費は即座に零になるが、レギュレータは機械式であるので、調圧バルブ１２３が連通路１２７を完全に閉鎖するまでには時間を要し、その間に燃料が二次側に流動して、二次側圧力が上記一定値よりも高くなる。このように二次側圧力が上記一定値よりも高くなった状態では、ダイヤフラム１２５が調圧スプリング１２６の側に大きく変形している。

二次側圧力が上記一定値よりも高くなった状態でエンジン１０が始動したとき、燃料の消費により二次側圧力が上記締切圧力から下がることになるが、この二次側圧力の低下により、調圧スプリング１２６の側に大きく変形しているダイヤフラム１２５が調圧スプリング１２６の付勢力によって押されて、調圧バルブ１２３が連通路１２７を完全に閉鎖した状態から開放するまでには若干の遅れがあり、この遅れによって、二次側圧力が上記一定値から所定圧以上低下することになる。したがって、二次側圧力が上記一定値から所定圧以上低下する現象は、エンジン１０の始動後間もない期間に発生するものであり、その期間を過ぎたエンジン１０の運転中は、燃料が噴射されても、二次側圧力が上記一定値から所定圧以上低下することはない。

次に、コントロールユニット１００によるエンジン１０の始動から停止までの処理動作について、図９のフローチャートに基づいて説明する。尚、このフローチャートのスタート時は、バッテリ走行モードであるとする。

最初のステップＳ１で、各種センサ等からの各種入力信号を読み込み、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。

次のステップＳ３では、上記駆動モータ４０の要求出力、バッテリ３０のＳＯＣ及び操作スイッチ５５による暖房要求の有無に基づき、エンジン１０の運転要求が有るか否かを判定する。すなわち、バッテリ３０のＳＯＣが上記第１所定値よりも低いとき、車両１の加速度を上記設定値以上にする加速要求があったとき、又は、暖房要求があったときに、エンジン１０の運転要求が有るとする。

次のステップＳ４では、エンジン１０の始動制御を実行する。すなわち、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８並びに２つの点火プラグ１９を作動させないで、発電機２０によるエンジン１０のクランキングを行い、エンジン１０の回転数が、予め設定された設定回転数（例えば８００〜１０００ｒｐｍ）に到達したときに、ポート噴射弁１７及び直噴噴射弁１８並びに２つの点火プラグ１９を作動させて、エンジン１０を始動させる。

次のステップＳ５では、車両１の加速度を上記設定値以上にする加速要求があって、エンジン１０を上記所定加速度以上の急加速で加速させるか否かを判定する。このステップＳ５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ６に進む一方、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。

上記ステップＳ６では、上記急加速制御を実行し、次のステップＳ７で、吸気温度センサ１０９により検出される吸気温度が上記所定温度Ｔ０よりも高いか否かを判定する。このステップＳ７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ８に進んで、その吸気温度が高いほど、ポート噴射弁１７の体積噴射割合を減少させかつポート噴射弁１７の体積噴射割合を増大させ、しかる後にステップＳ９に進む。一方、ステップＳ７の判定がＮＯであるときには、そのままステップＳ９に進む。

上記ステップＳ９では、燃圧センサ１１０により検出される燃料圧力が上記一定値から所定圧以上低下したか否かを判定する。このステップＳ９の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１０に進んで、直噴噴射弁１８の体積噴射割合を、上記吸気温度に応じて決まる体積噴射割合よりも小さくしかつポート噴射弁１７の体積噴射割合を、上記吸気温度に応じて決まる体積噴射割合よりも大きくする。また、上記燃料圧力の低下度合いが大きいほど、直噴噴射弁１８の体積噴射割合を減少させかつポート噴射弁１７の体積噴射割合を増大させる。ステップＳ１０の後は、ステップＳ１２に進む。一方、ステップＳ９の判定がＮＯであるときには、そのままステップＳ１２に進む。

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、エンジン１０を定常運転させるか、又は、上記緩加速制御を実行し、しかる後にステップＳ１２に進む。

上記ステップＳ１２では、新たに各種入力信号を読み込んで新たにエンジン要求運転の有無を確認して、エンジン１０の運転要求がなくなったか否かを判定する。このステップＳ１２の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ５に戻る。一方、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、エンジン１０を停止し、しかる後にリターンする。

したがって、本実施形態では、急加速制御の実行時には、エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を、ストイキ空燃比よりも大きくかつ上記所定のリーン空燃比よりも小さい空燃比から上記所定のリーン空燃比に向けて徐々に大きくしながら、エンジン１０の出力を上昇させるので、エンジン１０の加速の応答性が鈍くなるのを抑制することができる。また、急加速制御の実行時には、ＥＧＲガスの還流により、エミッションが悪化するのを抑制することができるとともに、異常燃焼の発生やこれに伴う異常音の発生を抑制することができる。また、緩加速制御の実行時には、燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比に維持するので、エミッションやエンジン１０の燃焼音を出来る限り良好なレベルに維持しながら、エンジン１０の出力を上昇させることができる。

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。

例えば、上記実施形態では、吸気温度センサ１０９により検出される吸気温度から、プリイグニッションの発生のし易さを予測して、上記運転領域Ｅにおけるポート噴射弁１７と直噴噴射弁１８との水素ガスの体積噴射割合を、吸気温度に応じて、図７のように設定したが、これに代えて、燃焼室内で発生するプリイグニッションを検出するプリイグニッション検出手段を設けておき、上記急加速制御の実行時において、上記プリイグニッション検出手段によりプリイグニッションが検出されたときには、プリイグニッションが検出されないときに比べて、直噴噴射弁１８による水素ガスの噴射量（直噴噴射弁１８の体積噴射割合）を減少させる一方、ポート噴射弁１７による水素ガスの噴射量（ポート噴射弁１７の体積噴射割合）を増大させるようにしてもよい。この場合、吸気温度センサ１０９により検出される吸気温度が高いほど、上記プリイグニッション検出手段によりプリイグニッションが検出されたときにおける直噴噴射弁１８による水素ガスの噴射量の減少量及びポート噴射弁１７による水素ガスの噴射量の増大量を大きくするようにすることが好ましい。

上記プリイグニッション検出手段は、例えば回転角センサ１０４で構成することができる。すなわち、回転角センサ１０４からは、エンジン１０の回転数に応じた時間間隔でパルスが出力されるが、プリイグニッションが生じると、その時間間隔が異常に広くなるので、このことからプリイグニッションを検出することが可能になる。或いは、コントロールユニット１００は、発電機２０による発電電圧及び発電電流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）を検出しているが、プリイグニッションが生じると、その発電電力が異常に小さくなるので、このことからプリイグニッションを検出することも可能である。この場合、発電機２０及びコントロールユニット１００がプリイグニッション検出手段を構成することになる。

また、上記実施形態では、運転領域Ｅにおいて、ポート噴射弁１７と２つの直噴噴射弁１８のうちの１つの直噴噴射弁１８とから水素ガスを噴射するようにしたが、ポート噴射弁１７と２つの直噴噴射弁１８とから水素ガスを噴射するようにすれば、２つの直噴噴射弁１８より噴射された水素ガスが燃焼室内において偏在し難くなり、その偏在によるプリイグニッションの発生を抑制することができる。直噴噴射弁１８の数は３つ以上であってもよい。

さらに、上記実施形態では、エンジン１０を、シリーズハイブリッド車両おいて発電機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としたが、パラレルハイブリッド車両のエンジンや、エンジンのみで駆動される車両の該エンジンにも、本発明を適用することができる。また、本発明に適用されるエンジンは、往復動型エンジンであってもよい。

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。

本発明は、気体燃料エンジンの制御装置に有用であり、特に、該エンジンが、該エンジンの吸気通路内に気体燃料を噴射するポート噴射弁と、該エンジンの燃焼室内に気体燃料を直接噴射する直噴噴射弁と、該エンジンの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ装置とを有する場合に有用である。

１ ハイブリッド車両（シリーズハイブリッド車両）
１０ 気体燃料エンジン
１７ ポート噴射弁
１８ 直噴噴射弁
７５ 第２減圧弁（レギュレータ）
９４ ＥＧＲ装置
１００ コントロールユニット（制御手段）
１０４ 回転角センサ（プリイグニッション検出手段）
１０９ 吸気温度センサ（吸気温度検出手段）
１１０ 燃圧センサ（圧力検出手段）

Claims (8)

1. 気体燃料エンジンの制御装置であって、
   上記エンジンは、
   該エンジンの吸気通路内に気体燃料を噴射するポート噴射弁と、
   該エンジンの燃焼室内に気体燃料を直接噴射する直噴噴射弁と、
   該エンジンの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ装置と、
   を有し、
   上記ポート噴射弁、直噴噴射弁及びＥＧＲ装置の作動を含めて、上記エンジンの作動を制御する制御手段を備え、
   上記制御手段は、
   上記エンジンの出力が所定値よりも低い低出力運転時には、該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比をストイキ空燃比に設定する一方、上記エンジンの出力が上記所定値以上である中高出力運転時には、上記燃焼空燃比をストイキ空燃比よりも大きいリーン空燃比に設定するとともに、
   上記中高出力運転時に上記エンジンを所定加速度よりも小さい緩加速で加速させる際には、スロットル弁の全開状態で、上記燃焼空燃比を所定のリーン空燃比に維持しながら、上記ポート噴射弁及び直噴噴射弁の併用による気体燃料の噴射によって、上記エンジンの出力を上昇させる緩加速制御を実行する一方、
   上記中高出力運転時に上記エンジンを上記所定加速度以上の急加速で加速させる際には、上記スロットル弁の全開状態で、上記ＥＧＲ装置により上記吸気通路にＥＧＲガスを還流しつつ、上記燃焼空燃比を、ストイキ空燃比よりも大きくかつ上記所定のリーン空燃比よりも小さい空燃比から上記所定のリーン空燃比に向けて徐々に大きくしながら、上記ポート噴射弁及び直噴噴射弁の併用による気体燃料の噴射によって、上記エンジンの出力を上昇させる急加速制御を実行する
   ように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
2. 請求項１記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
   上記エンジンは、該エンジンの燃焼室内への吸気の過給を行う過給機を更に有する過給機付きエンジンであって、上記吸気通路の上記燃焼室への開口が圧縮行程の途中で閉じられる吸気遅閉じとされるものであり、
   上記制御手段は、上記中高出力運転時に上記過給機により吸気の過給を行うように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
3. 請求項１又は２記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
   上記気体燃料を上記ポート噴射弁及び上記直噴噴射弁に供給する燃料供給路に、該ポート噴射弁及び該直噴噴射弁から噴射される気体燃料の圧力を一定値に調整するレギュレータが設けられ、
   上記レギュレータの二次側圧力を検出する圧力検出手段を更に備え、
   上記制御手段は、上記急加速制御の実行時において、上記圧力検出手段により検出される二次側圧力が上記一定値から所定圧以上低下したとき、そうでないときに比べて、上記直噴噴射弁による気体燃料の噴射量を減少させる一方、上記ポート噴射弁による気体燃料の噴射量を増大させるように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
4. 請求項１又は２記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
   上記燃焼室内で発生するプリイグニッションを検出するプリイグニッション検出手段を更に備え、
   上記制御手段は、上記急加速制御の実行時において、上記プリイグニッション検出手段によりプリイグニッションが検出されたときには、プリイグニッションが検出されないときに比べて、上記直噴噴射弁による気体燃料の噴射量を減少させる一方、上記ポート噴射弁による気体燃料の噴射量を増大させるように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
5. 請求項４記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
   上記吸気通路に吸入される吸気温度を検出する吸気温度検出手段を更に備え、
   上記制御手段は、上記吸気温度検出手段により検出される吸気温度が高いほど、上記プリイグニッション検出手段によりプリイグニッションが検出されたときにおける上記直噴噴射弁による気体燃料の噴射量の減少量及び上記ポート噴射弁による気体燃料の噴射量の増大量を大きくするように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
6. 請求項１又は２記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
   上記吸気通路に吸入される吸気温度を検出する吸気温度検出手段を更に備え、
   上記制御手段は、上記急加速制御の実行時において、上記吸気温度検出手段により検出される吸気温度が高いほど、上記直噴噴射弁による気体燃料の噴射量を減少させる一方、上記ポート噴射弁による気体燃料の噴射量を増大させるように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１つに記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
   上記直噴噴射弁は、複数設けられており、
   上記制御手段は、少なくとも上記急加速制御の実行時には、上記複数の直噴噴射弁及び上記ポート噴射弁より気体燃料を噴射させるように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
   上記エンジンは、シリーズハイブリッド車両において発電機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ことを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。

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