JP6327272B2 - Control device for gas fuel direct injection engine - Google Patents

Control device for gas fuel direct injection engine Download PDF

Info

Publication number
JP6327272B2
JP6327272B2 JP2016051319A JP2016051319A JP6327272B2 JP 6327272 B2 JP6327272 B2 JP 6327272B2 JP 2016051319 A JP2016051319 A JP 2016051319A JP 2016051319 A JP2016051319 A JP 2016051319A JP 6327272 B2 JP6327272 B2 JP 6327272B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
engine
injection
injection valve
fuel injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016051319A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017166386A (en
Inventor
一保 堂園
一保 堂園
裕志 藤川
裕志 藤川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2016051319A priority Critical patent/JP6327272B2/en
Publication of JP2017166386A publication Critical patent/JP2017166386A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6327272B2 publication Critical patent/JP6327272B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Description

本発明は、気体燃料直噴エンジンの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 control device for a gaseous fuel direct injection engine.

特にハイブリッド車両においては、エンジンの運転及び停止が頻繁に繰り返されることが多く、このため、エンジンの運転中の燃焼状態が悪い。特に、エンジンが冷間状態にあるときにエンジンの運転が停止した場合に、そのエンジンの運転中の燃焼状態が悪くなる。このようなエンジンでは、エンジンの運転中に、燃焼室に面する部材(特に点火プラグやプラグホールの開口部、排気弁の弁座部)に付着物が付着堆積し易くなる。   In particular, in a hybrid vehicle, the operation and stop of the engine are often repeated, and therefore the combustion state during operation of the engine is poor. In particular, when the engine is stopped when the engine is in a cold state, the combustion state during operation of the engine is deteriorated. In such an engine, during operation of the engine, deposits easily adhere to and accumulate on members facing the combustion chamber (particularly, the opening portion of the spark plug, the plug hole, and the valve seat portion of the exhaust valve).

ここで、例えば特許文献1には、例えば水素を燃料とするエンジンと、該エンジンを駆動して始動させかつ該始動後のエンジンにより駆動されて発電するモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両の制御装置において、モータジェネレータによるエンジンの駆動開始から所定時間経過するまでの間、燃料の噴射及び点火を行わないで、該エンジンの燃焼室内に残存する燃料を掃気させることが開示されている。   Here, for example, Patent Document 1 discloses a hybrid vehicle control device including an engine using, for example, hydrogen as a fuel, and a motor generator that drives and starts the engine and generates power by being driven by the engine after the startup. Discloses that the fuel remaining in the combustion chamber of the engine is scavenged without performing fuel injection and ignition until a predetermined time has elapsed since the start of driving of the engine by the motor generator.

特開2014−113942号公報JP 2014-113942 A

ところで、燃焼室内に気体燃料を直接噴射する燃料噴射弁を有する気体燃料直噴エンジンの始動のためのクランキング運転中において、前回のエンジンの運転中に付着した付着物を除去するために、上記特許文献1のように、燃料の噴射及び点火を行わないで、燃焼室内に残存する燃料を掃気させることが考えられる。   By the way, in the cranking operation for starting the gaseous fuel direct injection engine having the fuel injection valve for directly injecting the gaseous fuel into the combustion chamber, in order to remove the deposits attached during the previous engine operation, As in Patent Document 1, it is conceivable to scavenge the fuel remaining in the combustion chamber without performing fuel injection and ignition.

しかし、この方法では、燃焼室内に残留する未燃の燃料を除去することはできるものの、燃焼室に面する部材に付着した付着物を除去することは困難である。このような付着物が付着したままであると、燃焼室のシール性や点火プラグによる燃料の点火に悪影響を及ぼし、エンジンの始動不良が生じることが懸念される。   However, with this method, unburned fuel remaining in the combustion chamber can be removed, but it is difficult to remove deposits adhering to the member facing the combustion chamber. If such deposits remain attached, there is a concern that the sealing performance of the combustion chamber and the ignition of fuel by the spark plug will be adversely affected, resulting in engine starting failure.

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、燃焼室内に気体燃料を直接噴射する燃料噴射弁を有する気体燃料直噴エンジンの始動のためのクランキング運転中に、該エンジンの燃焼室に面する部材における付着物を除去できるようにして、該エンジンの始動性を向上させようとすることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to perform cranking operation for starting a gaseous fuel direct injection engine having a fuel injection valve for directly injecting gaseous fuel into a combustion chamber. Another object is to improve the starting performance of the engine by removing the deposits on the member facing the combustion chamber of the engine.

上記の目的を達成するために、本発明では、燃焼室内に気体燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁により噴射された燃料を点火させる点火プラグとを有する気体燃料直噴エンジンの制御装置を対象として、上記エンジンは、該エンジンを始動させるための始動装置を有し、上記エンジンの冷却水の温度を検出するエンジン水温検出手段と、上記燃料噴射弁、点火プラグ及び始動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、通常始動時においては、上記燃料噴射弁及び点火プラグを作動させることなく上記始動装置による上記エンジンのクランキング運転を行う一方、特定始動時においては、上記点火プラグを作動させることなく上記エンジンのクランキング運転を行うとともに、該クランキング運転中の圧縮行程で、上記燃焼室内の燃焼空燃比が、点火プラグにより点火したとしても該燃焼室内の気体燃料が着火しない燃焼空燃比になるように、上記燃料噴射弁を制御するクランキング時燃料噴射制御を実行するよう構成され、更に上記制御手段は、上記エンジン水温検出手段による検出温度から上記エンジンが所定の温間状態に達しているか否かを判定するとともに、上記エンジンが上記所定の温間状態に達していないと判定しているときに該エンジンの運転が停止された後における次の該エンジンの始動時において、該始動時が上記特定始動時であるとして、上記クランキング時燃料噴射制御を実行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, according to the present invention, there is provided a gas fuel direct injection engine having a fuel injection valve that directly injects gaseous fuel into the combustion chamber and an ignition plug that ignites the fuel injected by the fuel injection valve. For the control device, the engine has a starting device for starting the engine, engine water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water of the engine, the fuel injection valve, the spark plug, and the starting device. Control means for controlling the operation of the engine, including the operation, and the control means is configured to crank the engine by the starting device without operating the fuel injection valve and the spark plug during normal starting. On the other hand, at the time of a specific start, the engine is cranked without operating the spark plug and the crank is operated. Cranking for controlling the fuel injection valve so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes a combustion air-fuel ratio in which the gaseous fuel in the combustion chamber does not ignite even when ignited by a spark plug during the compression stroke during the combustion operation And the control means determines whether or not the engine has reached a predetermined warm state from the temperature detected by the engine water temperature detecting means, and the engine At the time of cranking, assuming that the starting time is the specific starting time at the next starting of the engine after the operation of the engine is stopped when it is determined that the warm state has not been reached. The fuel injection control is configured to be executed .

上記の構成により、クランキング時燃料噴射制御の実行によって、気体燃料を含む高圧の圧縮混合気により、燃焼室に面する部材に付着した付着物を除去し易くなる。また、噴射された気体燃料の噴流の勢いを利用することで、付着物をより一層除去し易くなる。したがって、特定始動時におけるエンジンのクランキング運転中に、燃焼室に面する部材における付着物を除去して、エンジンの始動性を向上させることができる。上記特定始動時としては、燃焼室に面する部材に付着物が付着する可能性が高い運転が停止された後のエンジンの始動時である。すなわち、前回のエンジンの運転が、所定の温間状態に達していない状態で停止されたときには、その運転中に、燃焼室に面する部材に付着物が付着する可能性が高いので、その次のエンジンの始動時において、該始動時が上記特定始動時であるとして、クランキング時燃料噴射制御を実行することで、上記付着物を効果的に除去することができる。 With the above configuration, the execution of the fuel injection control at the time of cranking makes it easy to remove the deposits attached to the member facing the combustion chamber by the high-pressure compressed air-fuel mixture containing the gaseous fuel. Moreover, it becomes easier to remove deposits by utilizing the momentum of the jet of gaseous fuel injected. Therefore, during the cranking operation of the engine at the specific start, the deposits on the member facing the combustion chamber can be removed, and the startability of the engine can be improved. The specific start time is a time when the engine is started after an operation where there is a high possibility that deposits adhere to the member facing the combustion chamber is stopped . Ie, the operation of the previous engine, is when was stopped in the state does not reach the predetermined hot state, during its operation, since it is likely that deposits are adhered to a member facing the combustion chamber, At the time of the next engine start, assuming that the start time is the specific start time, it is possible to effectively remove the deposit by executing the fuel injection control at the time of cranking.

上記気体燃料直噴エンジンの制御装置の一実施形態では、上記エンジンは、上記気体燃料として、第1燃料と、第2燃料とを使用するものであり、上記燃料噴射弁は、上記第1燃料を噴射する第1の燃料噴射弁と、上記第2燃料を噴射する第2の燃料噴射弁とを含み、上記燃焼室内の燃料が上記第2燃料のみである場合に上記点火プラグにより点火したとしても該第2燃料が着火しない最小の燃焼空燃比が、上記燃焼室内の燃料が上記第1燃料のみである場合に上記点火プラグにより点火したとしても該第1燃料が着火しない最小の燃焼空燃比よりも低くなっており、上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記第1燃料及び第2燃料のうち上記最小の燃焼空燃比が低い方の燃料である上記第2燃料の体積噴射量が、上記第1燃料の体積噴射量よりも多くなるように、上記第1及び第2の燃料噴射弁を制御するよう構成されている。   In one embodiment of the control device for the gaseous fuel direct injection engine, the engine uses a first fuel and a second fuel as the gaseous fuel, and the fuel injection valve is the first fuel. A first fuel injection valve that injects fuel and a second fuel injection valve that injects the second fuel, and the ignition plug ignites when the fuel in the combustion chamber is only the second fuel. The minimum combustion air-fuel ratio at which the second fuel is not ignited is the minimum combustion air-fuel ratio at which the first fuel is not ignited even when ignited by the spark plug when the fuel in the combustion chamber is only the first fuel. The control means is the second fuel that is the fuel having the lower minimum combustion air-fuel ratio among the first fuel and the second fuel when the cranking fuel injection control is executed. Volume injection of fuel But to be larger than the volume injection amount of the first fuel, and is configured to control the first and second fuel injection valves.

このことにより、第1燃料及び第2燃料のトータル体積噴射量を多くすることができ、この結果、付着物をより一層除去し易くなる。   As a result, the total volume injection amount of the first fuel and the second fuel can be increased, and as a result, the deposits can be further easily removed.

上記気体燃料直噴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、上記気体燃料として、第1燃料と、該第1燃料とは異なる第2燃料とを使用するものであり、上記燃料噴射弁は、上記第1燃料を噴射する第1の燃料噴射弁と、上記第2燃料を噴射する第2の燃料噴射弁とを含み、上記第1燃料及び第2燃料の体積残量をそれぞれ検出する残量検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記残量検出手段により検出される体積残量が多い方の燃料の体積噴射量が、少ない方の燃料の体積噴射量よりも多くなるように、上記第1及び第2の燃料噴射弁を制御するよう構成されている。   In another embodiment of the control device for the gaseous fuel direct injection engine, the engine uses a first fuel and a second fuel different from the first fuel as the gaseous fuel. The injection valve includes a first fuel injection valve for injecting the first fuel and a second fuel injection valve for injecting the second fuel, and the volume residual amounts of the first fuel and the second fuel are respectively determined. The control means further comprises a remaining amount detecting means for detecting, and when the cranking fuel injection control is executed, the volume injection amount of the fuel with the larger remaining volume detected by the remaining amount detecting means is: The first and second fuel injection valves are controlled so as to be larger than the volume injection amount of the smaller fuel.

こうすることで、第1燃料及び第2燃料の残量の偏りをなくして、一方の燃料のみが早期になくなるのを防止することができ、この結果、航続距離が短くなるのを防止することができる。   By doing this, it is possible to prevent the remaining amount of the first fuel and the second fuel from being biased and to prevent only one of the fuels from disappearing early, and as a result, to prevent the cruising distance from being shortened. Can do.

上記気体燃料直噴エンジンの制御装置の更に別の実施形態では、上記エンジンは、ロータリピストンエンジンであり、上記燃料噴射弁は、ロータの回転方向に並設されたリーディング側燃料噴射弁及びトレーリング側燃料噴射弁を含み、上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記リーディング側燃料噴射弁からの上記気体燃料の体積噴射量が、上記トレーリング側燃料噴射弁からの上記気体燃料の体積噴射量よりも多くなるように、該リーディング側燃料噴射弁及び該トレーリング側燃料噴射弁を制御するよう構成されている。   In still another embodiment of the control device for the gaseous fuel direct injection engine, the engine is a rotary piston engine, and the fuel injection valve includes a leading side fuel injection valve and a trailing arranged in parallel in the rotation direction of the rotor. The control means includes a fuel injection valve on the cranking side, and when the fuel injection control during cranking is executed, the volume injection amount of the gaseous fuel from the leading fuel injection valve The leading side fuel injection valve and the trailing side fuel injection valve are controlled so as to be larger than the volume injection amount of the gaseous fuel.

すなわち、ロータリピストンエンジンでは、特に点火プラグやプラグホールの開口部に付着物が付着し易いが、点火プラグ(プラグホール)に近いリーディング側燃料噴射弁からの気体燃料の体積噴射量を多くすることで、点火プラグやプラグホールの開口部に付着した付着物を効果的に除去することができる。   In other words, in a rotary piston engine, deposits are particularly likely to adhere to the opening of the spark plug or plug hole, but the volume injection amount of gaseous fuel from the leading fuel injection valve close to the spark plug (plug hole) should be increased. Thus, the deposits adhering to the opening of the spark plug and the plug hole can be effectively removed.

上記気体燃料直噴エンジンの制御装置の更に別の実施形態では、上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、上記燃料噴射弁は、上記燃焼室の天井部の中央部に配設されていて、シリンダの中心軸方向から見て、少なくとも、上記気体燃料をシリンダの中心部からその周囲全周に向けて噴射する第1の噴射形態と、上記気体燃料をシリンダの中心部から排気弁に向けて噴射する第2の噴射形態とに切り換え可能に構成され、上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記気体燃料を上記第2の噴射形態でもって噴射するように、上記燃料噴射弁を制御するよう構成されている。   In still another embodiment of the control device for the gaseous fuel direct injection engine, the engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder, and the fuel injection valve is disposed at a central portion of a ceiling portion of the combustion chamber. A first injection mode in which at least the gaseous fuel is injected from the central part of the cylinder toward the entire periphery thereof when viewed from the central axis direction of the cylinder, and the gaseous fuel is injected into the central part of the cylinder The control means is configured to be able to switch to the second injection mode for injecting toward the exhaust valve, and when the cranking fuel injection control is executed, the control means has the gaseous fuel in the second injection mode. The fuel injection valve is controlled to inject.

すなわち、レシプロエンジンでは、特に排気弁の弁座部に付着物が付着し易いが、気体燃料を排気弁に向けて噴射することで、該排気弁の弁座部に付着した付着物を効果的に除去して、燃焼室のシール性を確実なものとすることができる。   That is, in the reciprocating engine, deposits are likely to adhere particularly to the valve seat portion of the exhaust valve, but by adhering gaseous fuel toward the exhaust valve, the deposits attached to the valve seat portion of the exhaust valve are effectively removed. It is possible to ensure the sealing performance of the combustion chamber.

上記気体燃料直噴エンジンの制御装置の更に別の実施形態では、上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、上記燃料噴射弁は、上記燃焼室の天井部の中央部に配設されていて、シリンダの中心軸方向から見て、少なくとも、上記気体燃料をシリンダの中心部からその周囲全周に向けて噴射する第1の噴射形態と、上記気体燃料をシリンダの中心部から点火プラグに向けて噴射する第2の噴射形態とに切り換え可能に構成され、上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記気体燃料を上記第2の噴射形態でもって噴射するように、上記燃料噴射弁を制御するよう構成されている。   In still another embodiment of the control device for the gaseous fuel direct injection engine, the engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder, and the fuel injection valve is disposed at a central portion of a ceiling portion of the combustion chamber. A first injection mode in which at least the gaseous fuel is injected from the central part of the cylinder toward the entire periphery thereof when viewed from the central axis direction of the cylinder, and the gaseous fuel is injected into the central part of the cylinder The control means is configured to be able to switch to a second injection form that injects toward the spark plug, and the control means has the gaseous fuel in the second injection form during execution of the cranking fuel injection control. The fuel injection valve is controlled to inject.

これにより、点火プラグに付着した付着物を効果的に除去して、エンジンの始動時に失火が生じるのを防止することができる。   Thereby, the deposit | attachment adhering to a spark plug can be removed effectively, and it can prevent that misfire arises at the time of engine starting.

以上説明したように、本発明の気体燃料直噴エンジンの制御装置によると、特定始動時に、点火プラグを作動させることなく該エンジンのクランキング運転を行うとともに、該クランキング運転中の圧縮行程で、該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比が、点火プラグにより点火したとしても該燃焼室内の気体燃料が着火しない燃焼空燃比になるように、燃料噴射弁を制御するクランキング時燃料噴射制御を実行し、更に、上記エンジンが所定の温間状態に達していないと判定しているときに該エンジンの運転が停止された後における次の該エンジンの始動時において、該始動時が上記特定始動時であるとして、上記クランキング時燃料噴射制御を実行するようにしたことにより、エンジンのクランキング運転中に、燃焼室に面する部材における付着物を除去して、エンジンの始動性を向上させることができる。 As described above, according to the control device for a gas fuel direct injection engine of the present invention, the cranking operation of the engine is performed without operating the spark plug at the specific start, and the compression stroke during the cranking operation is performed. The fuel injection control during cranking is executed to control the fuel injection valve so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine becomes a combustion air-fuel ratio in which the gaseous fuel in the combustion chamber does not ignite even when ignited by the spark plug. Further, when it is determined that the engine has not reached the predetermined warm state, the start time of the engine after the operation of the engine is stopped is the same as the specific start time. as is, by which is adapted to perform the cranking time fuel injection control during cranking operation of the engine, in the member facing the combustion chamber To remove deposits, thereby improving the startability of the engine.

本発明の実施形態1に係る気体燃料直噴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。It is the schematic of the hybrid vehicle by which the gaseous fuel direct injection engine control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention is mounted. 上記ハイブリッド車両の気体燃料直噴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。It is a block diagram which shows the structure of the gaseous fuel direct injection engine of the said hybrid vehicle, and its control system. コントロールユニットによる気体燃料直噴エンジンの始動時の処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation at the time of starting of the gaseous fuel direct injection engine by a control unit. 本発明の実施形態2における気体燃料直噴エンジンの断面図である。It is sectional drawing of the gaseous fuel direct injection engine in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3における気体燃料直噴エンジンの断面図である。It is sectional drawing of the gaseous fuel direct injection engine in Embodiment 3 of this invention. 実施形態3における気体燃料直噴エンジンの燃焼室の天井部を燃焼室側から見た図である。It is the figure which looked at the ceiling part of the combustion chamber of the gaseous fuel direct injection engine in Embodiment 3 from the combustion chamber side.

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.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る気体燃料直噴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、燃料として気体燃料を使用する気体燃料直噴エンジン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(始動装置)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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a hybrid vehicle 1 (hereinafter referred to as a vehicle 1) equipped with a gaseous fuel direct injection engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The vehicle 1 is a series hybrid vehicle, and includes a gas fuel direct injection engine 10 (hereinafter simply referred to as an engine 10) that uses gaseous fuel as a fuel, a generator 20 that is driven by the engine 10 to generate electric power, A high-voltage / large-capacity battery 30 in which the power generated by the generator 20 is stored (charged), and the generated power of the generator 20 driven by the engine 10 and the stored power (discharged power) of the battery 30 And a drive motor 40 driven by at least one of them. In the present embodiment, the generator 20 is a motor generator that also has a function of a motor (starting device), and the engine 10 is driven (cranked) by the generator 20 as a motor so as to start the engine 10. Has been made.

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。   A first inverter 50 is provided between the generator 20 and the battery 30, and a second inverter 51 is provided between the battery 30 and the drive motor 40. The first inverter 50 and the second inverter 51 are connected to each other, and the battery 30 is connected to the connection line. The power generated by the generator 20 is supplied to the battery 30 via the first inverter 50 and also supplied to the drive motor 40 via the first and second inverters 50 and 51. Discharged power from the battery 30 is supplied to the drive motor 40 via the second inverter 51.

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 drive motor 40 is transmitted to the drive wheels 61 (the left and right front wheels steered by the steering wheel 62) via the differential device 60, whereby the vehicle 1 travels.

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。   The drive motor 40 is capable of generating regenerative power and operates as a generator when the vehicle 1 is decelerated, and the generated power (regenerative power) is charged in the battery 30. In the charging travel mode described later, the engine 10 is started and the battery 30 is charged with the generated power of the generator 20. The battery 30 can be externally charged by a power source external to the vehicle 1.

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、及び、CNGタンク71に貯留されている天然ガス(CNG)が、気体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。   The engine 10 is a power generation engine used to drive the generator 20 to generate power. The engine 10 is a multi-fuel engine configured such that hydrogen gas stored in the hydrogen tank 70 and natural gas (CNG) stored in the CNG tank 71 can be supplied as gaseous fuels.

図2に示すように、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。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。   As shown in FIG. 2, in this embodiment, the engine 10 is a twin-rotor (two-cylinder) rotary piston engine, and includes a rotor housing formed in two saddle-shaped rotor housings 11 (inside cylinders). The chambers 11a are configured so that the substantially triangular rotors 12 are respectively accommodated therein. The two rotor housings 11 are integrated with the side housings so as to be sandwiched between three side housings (not shown), and each rotor housing chamber 11a is composed of each rotor housing 11 and the side housings on both sides thereof. Is formed. In FIG. 2, the two rotor housings 11 (two cylinders) are shown in an unfolded state, and the eccentric shafts 13 respectively drawn in the central portions in the two rotor housings 11 are the same.

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 rotors 12 has apex seals (not shown) at the apexes of the triangles, and the apex seals are in sliding contact with the inner surface of the trochoid of the rotor housing 11. Three working chambers (corresponding to combustion chambers) are defined in 11a (each cylinder). Each rotor 12 rotates around the eccentric shaft 13 in a state where the three apex seals of the rotor 12 are in contact with the inner peripheral surface of the trochoid of the rotor housing 11, and around the axis of the eccentric shaft 13. To revolve around. While the rotor 12 makes one revolution, the working chambers formed between the tops of the rotor 12 move in the circumferential direction, and the intake, compression, expansion (combustion), and exhaust strokes are performed. The rotating force is output from the eccentric shaft 13 as the output shaft through the rotor 12.

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。本実施形態における後述のエンジン制御時(エンジン10の中負荷ないし高負荷運転時)及び後述のクランキング時燃料噴射制御時においては、基本的に、スロットル弁16は全開とされる。   An intake passage 14 is connected to each of the rotor accommodating chambers 11a so as to communicate with an intake opening that opens to the working chamber in the intake stroke, and communicates with an exhaust opening that opens to the working chamber in the exhaust stroke. An exhaust passage 15 is connected to the front. There is one intake passage 14 on the upstream side, but on the downstream side, the intake passage 14 branches into two branch passages and communicates with each of the rotor accommodating chambers 11a. The cross-sectional area (valve opening degree) of the intake passage 14 is adjusted by being driven by a throttle valve actuator 90 such as a stepping motor on the upstream side of the branch portion of the intake passage 14 (downstream side of an intercooler 86 described later). A throttle valve 16 is provided. The throttle valve 16 adjusts the amount of intake air into each rotor accommodating chamber 11a (the working chamber in the intake stroke). In the present embodiment, the throttle valve 16 is basically fully opened during engine control described later (during medium load or high load operation of the engine 10) and during fuel injection control during cranking described later.

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。   Hydrogen ports from which hydrogen gas from the hydrogen tank 70 and natural gas from the CNG tank 71 are respectively injected into the intake passage 14 in each branch passage downstream of the branch portion of the intake passage 14. An injection valve 17A and a CNG port injection valve 17B are provided. The hydrogen gas and natural gas injected by the hydrogen and CNG port injection valves 17A and 17B, respectively, are mixed with air and supplied to the working chamber in the intake stroke.

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10の冷却水(以下、エンジン冷却水という)の温度がかなり低くて、予め設定された設定温度よりも低いとき)における始動時に使用される。それ以外のときには、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)が作動室(燃焼室)内に直接噴射される。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、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。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用直噴噴射弁18A,18Bと水素用及びCNG用ポート噴射弁17A,17Bとにより燃料を噴射するようにすることも可能である。或いは、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により燃料(水素ガス及び天然ガス)を噴射するものとする。   The hydrogen and CNG port injection valves 17A and 17B are set in advance because the temperature of the cooling water of the engine 10 (hereinafter referred to as engine cooling water) is extremely low even when the engine 10 is extremely cold (even when the engine is cold). Used when starting at a temperature lower than the set temperature. In other cases, fuel (hydrogen gas and natural gas) is directly injected into the working chamber (combustion chamber) from hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B described later. When the engine 10 is extremely cold, the fuel injection openings of the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B may be blocked by freezing of water generated by fuel combustion. Therefore, the fuel is exceptionally injected from the hydrogen and CNG port injection valves 17A and 17B. It is also possible to inject fuel by the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B and the hydrogen and CNG port injection valves 17A and 17B when the engine 10 is started and operated. . Alternatively, the port injection valves 17A and 17B for hydrogen and CNG can be eliminated. In the following description, it is assumed that fuel (hydrogen gas and natural gas) is injected by the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B.

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 exhaust passages 15 are provided on the upstream side so as to communicate with the respective rotor accommodating chambers 11a, but are joined together on the downstream side. A low temperature active three-way catalyst 81 and a NOx occlusion reduction catalyst 82 for purifying exhaust gas are disposed downstream of the merging portion of the exhaust passage 15. The low temperature active three-way catalyst 81 is a three-way catalyst having a catalyst activation temperature lower than that of the NOx storage reduction catalyst 82, and is disposed upstream of the NOx storage reduction catalyst 82. In FIG. 2, arrows shown in the intake passage 14 and the exhaust passage 15 indicate the flow of intake and exhaust.

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 occlusion reduction catalyst 82 is configured, for example, by supporting a NOx occlusion agent such as barium (Ba) or potassium (K) on a carrier containing a noble metal such as platinum (Pt) or palladium (Pd). The NOx in the exhaust gas of the engine 10 is occluded in a lean air-fuel ratio atmosphere, and the occluded NOx is released in a rich air-fuel ratio atmosphere to cause the NOx to react with HC and CO in the exhaust gas. Have the function of reducing

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(第1の燃料噴射弁に相当)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(第2の燃料噴射弁に相当)とが設けられている。   In each of the rotor housings 11 (each cylinder), hydrogen direct injection valve 18A (first cylinder) for directly injecting hydrogen gas from the hydrogen tank 70 into the working chamber (combustion chamber) in the compression stroke of the rotor accommodating chamber 11a. 1) and a CNG direct injection valve 18B (second injection) for directly injecting natural gas from the CNG tank 71 into the working chamber (combustion chamber) in the compression stroke of the rotor accommodating chamber 11a. Equivalent to a fuel injection valve).

また、各ロータハウジング11には、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。   Each rotor housing 11 is provided with two spark plugs 19 for igniting hydrogen gas and natural gas respectively injected from hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B. These spark plugs 19 are ignited in the order of the leading side and the trailing side in the vicinity of the compression top (TDC), and ignite the air-fuel mixture in the working chamber in the compression or expansion stroke. The leading side ignition plug 19 is ignited before the compression top, and the trailing side ignition plug 19 is ignited simultaneously with or immediately after the compression top.

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低温活性三元触媒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。 The engine 10 is provided with an exhaust turbocharger 85 that supercharges intake air into the working chamber (combustion chamber) in the intake stroke in each rotor accommodating chamber 11a of the engine 10. The exhaust turbocharger 85 includes a compressor 85a disposed upstream of the throttle valve 16 in the intake passage 14 and a downstream side of the merging portion in the exhaust passage 15 and the low temperature active three-way catalyst 81. And a turbine 85b disposed on the upstream side. The turbine 85b is rotated by the exhaust gas flow, and the rotation of the turbine 85b activates the compressor 85a connected to the turbine 85b to compress the air taken into the intake passage 14. The compressed air is cooled by an intercooler 86 disposed downstream of the compressor 85a and upstream of the throttle valve 16 in the intake passage 14, and then accommodated in each rotor via each branch passage. Inhaled into the working chamber in the intake stroke of the chamber 11a.

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(エンジン水温検出手段)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)及びCNGタンク71内の圧力(つまりCNGタンク71内の天然ガスの体積残量)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、バッテリ30の温度を検出するバッテリ温度センサ109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。タンク圧力センサ107は、水素ガス及び天然ガスの体積残量をそれぞれ検出する残量検出手段を構成することになる。   The vehicle 1 includes a battery current / voltage sensor 101 that detects a current flowing in and out of the battery 30 and a voltage of the battery 30, and an accelerator that detects an amount of depression of an accelerator pedal by an occupant of the vehicle 1 (accelerator opening by an occupant's operation). An opening sensor 102, a vehicle speed sensor 103 that detects the vehicle speed of the vehicle 1, a rotation angle sensor 104 that is provided on the eccentric shaft 13 and detects the rotation angle position of the eccentric shaft 13, and a low-temperature active three-way catalyst in the exhaust passage 15 An air-fuel ratio sensor 105 (configured by a linear O2 sensor in this embodiment) that is disposed between the turbine 81 and the turbine 85 b and detects the air-fuel ratio of the exhaust gas of the engine 10, and the rotor housing 11 It faces the formed water jacket (not shown) and flows through the water jacket. Engine water temperature sensor 106 (engine water temperature detecting means) for detecting the temperature of the engine coolant (engine water temperature), the pressure in the hydrogen tank 70 (that is, the remaining volume of hydrogen gas in the hydrogen tank 70), and the CNG tank 71 Tank pressure sensors 107 (provided separately for the hydrogen tank 70 and the CNG tank 71) for detecting the pressure of the gas (that is, the remaining volume of natural gas in the CNG tank 71) and the intake passage 14 respectively. An air flow sensor 108 for detecting the intake flow rate, a battery temperature sensor 109 for detecting the temperature of the battery 30, operation control of the engine 10, and operation control of the first and second inverters 50 and 51 (that is, the generator 20 and the drive). A control unit 100 that performs operation control of the motor 40 and the like is provided. The rotation angle sensor 104 also serves as an engine rotation speed sensor that detects the rotation speed of the engine 10. The tank pressure sensor 107 constitutes remaining amount detecting means for detecting the remaining volume of hydrogen gas and natural gas, respectively.

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、バッテリ温度センサ109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 control unit 100 is a controller based on a well-known microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) that executes a program, a memory that is configured by, for example, a RAM or ROM, and stores a program and data, and an electrical signal An input / output (I / O) bus. The control unit 100 includes a battery current / voltage sensor 101, an accelerator opening sensor 102, a vehicle speed sensor 103, a rotation angle sensor 104, an air-fuel ratio sensor 105, an engine water temperature sensor 106, a tank pressure sensor 107, an air flow sensor 108, a battery temperature sensor. Various information signals from 109 etc. are input.

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。   The generator 20 transmits information on the voltage and current generated by the generator 20 to the control unit 100. The control unit 100 inputs the information and generates power generated by the generator 20 from the information. (Power generation amount) is detected.

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 drive motor 40 transmits information on the rotational speed of the drive motor 40 and information on the regenerative power generation voltage and regenerative power generation current generated by the drive motor 40 to the control unit 100, and the control unit 100 transmits the information. The input is used to control the operation of the drive motor 40.

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、水素用直噴噴射弁18A及びCNG用直噴噴射弁18B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。   Then, based on the input signal, the control unit 100 controls the throttle valve actuator 90, the hydrogen port injection valve 17A, the CNG port injection valve 17B, the hydrogen direct injection valve 18A, the CNG direct injection valve 18B, and A control signal is output to the spark plug 19 to control the engine 10, and a control signal is output to the first and second inverters 50 and 51 to control the generator 20 and the drive motor 40. The control unit 100 constitutes control means for controlling the operation of the engine 10 including the operations of the hydrogen direct injection valve 18A and the CNG direct injection valve 18B.

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。   The vehicle 1 is driven by the battery 30 in the battery running mode (at this time, the engine 10 is stopped), the engine 10 is operated, and the output of the engine 10 causes the battery to pass through the generator 20. And a charging travel mode in which the vehicle travels while charging 30. In the present embodiment, since the vehicle 1 is a series hybrid vehicle, in the charging travel mode, charging of the battery 30 and driving of the drive motor 40 are performed with electric power generated by the generator 20 that generates electric power from the output of the engine 10. Do.

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 control unit 100 detects the remaining capacity (SOC) of the battery 30 based on the current flowing into and out of the battery 30 and the voltage of the battery 30 detected by the battery current / voltage sensor 101.

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。   Then, when the detected SOC of the battery 30 is lower than a first predetermined value (for example, 30%) in the battery running mode, the control unit 100 switches to the charging running mode while the charging running mode Sometimes, when the detected SOC of the battery 30 becomes higher than a second predetermined value (for example, 70%) set to a value higher than the first predetermined value, the battery driving mode is switched. Thereby, the SOC of battery 30 can be maintained within a preferable range that is neither too low nor too high.

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をクランキング運転してエンジン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、又は、駆動モータ40の要求出力がバッテリ30の最大放電可能電力を超えたときに、エンジン10の運転要求が有るとして、エンジン10を運転する。   In the battery running mode, the control unit 100 determines whether or not there is an operation request for the engine 10 based on the required output of the drive motor 40 and the SOC value of the battery 30 (in this embodiment, the same as the presence or absence of a power generation request). If there is an operation request (power generation request) for the engine 10, the engine 10 is cranked by the generator 20 as a motor to start the engine 10, and after that start, the generator 20 generates power. The engine 10 is operated as much as possible. That is, when the SOC of the battery 30 is lower than the first predetermined value or the required output of the drive motor 40 exceeds the maximum dischargeable power of the battery 30 in the battery running mode. Sometimes, the engine 10 is operated on the assumption that there is a request for operating the engine 10.

ここで、上記最大放電可能電力はバッテリ30の温度によって変化する。このバッテリ30の温度と上記最大放電可能電力との関係が、マップとして、コントロールユニット100のメモリに記憶されており、コントロールユニット100は、そのマップを用いて、バッテリ温度センサ109により検出されるバッテリ30の温度から上記最大放電可能電力を検出する。   Here, the maximum dischargeable power varies depending on the temperature of the battery 30. The relationship between the temperature of the battery 30 and the maximum dischargeable power is stored as a map in the memory of the control unit 100, and the control unit 100 uses the map to detect the battery detected by the battery temperature sensor 109. The maximum dischargeable power is detected from 30 temperatures.

コントロールユニット100は、上記充電走行モード時には、基本的に、エンジン10を所定回転数でもって定常運転し、このエンジン定常運転時のエンジン回転数(上記所定回転数)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)の値であり、本実施形態では、2000rpmとする。上記エンジン定常運転時のエンジン負荷は、所定負荷よりも大きい中負荷ないし高負荷である。このときのエンジン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(上記発電電力から駆動モータ40の要求出力を引いた残りの電力がバッテリ30に充電される)。また、上記エンジン定常運転時において、車両1の所定以上の加速要求時のように、駆動モータ40の要求出力が、2000rpmでのエンジン出力(発電電力)よりも大きくなったときには、その不足分をバッテリ30の放電電力で補う(充電はしない)。但し、バッテリ30の放電電力が該バッテリ30の最大放電可能電力になっても駆動モータ40の要求出力を満たすことができない場合には、例外的にエンジン回転数を上記所定回転数よりも高くする。   In the charging travel mode, the control unit 100 basically operates the engine 10 at a predetermined rotational speed, and the engine rotational speed during the engine steady operation (the predetermined rotational speed) is the highest efficiency point of the engine 10. Is a value in an efficient region including 1800 rpm to 2200 rpm, for example, 2000 rpm in this embodiment. The engine load during the engine steady operation is a medium load or a high load larger than a predetermined load. At this time, the battery 30 is charged and the drive motor 40 is driven with the power generated by the generator 20 that generates power by the output of the engine 10 (the remaining power obtained by subtracting the required output of the drive motor 40 from the generated power). Is charged to the battery 30). Further, when the required output of the drive motor 40 becomes larger than the engine output (generated power) at 2000 rpm as in the case of the acceleration request of the vehicle 1 or more during the steady engine operation, the shortage is reduced. It is supplemented by the discharge power of the battery 30 (not charged). However, if the required output of the drive motor 40 cannot be satisfied even if the discharge power of the battery 30 reaches the maximum dischargeable power of the battery 30, the engine speed is exceptionally made higher than the predetermined speed. .

上記バッテリ走行モード時において駆動モータ40の要求出力がバッテリ30の最大放電可能電力を超えたときのエンジン10の運転も、上記所定回転数(2000rpm)での定常運転とし、バッテリ30の放電電力を調整して駆動モータ40の要求出力を満たすようにする。   The operation of the engine 10 when the required output of the drive motor 40 exceeds the maximum dischargeable power of the battery 30 in the battery running mode is also a steady operation at the predetermined rotational speed (2000 rpm), and the discharge power of the battery 30 is reduced. It adjusts so that the required output of the drive motor 40 may be satisfied.

コントロールユニット100は、エンジン10の運転時には、水素ガス及び天然ガスを所定の比率でもってエンジン10に供給するべく水素用直噴噴射弁18A及びCNG用直噴噴射弁18Bを制御する。本実施形態では、水素ガス及び天然ガスは、略同じ体積比率(共に50%)でもって燃焼室内に噴射される。   When the engine 10 is in operation, the control unit 100 controls the hydrogen direct injection valve 18A and the CNG direct injection valve 18B to supply hydrogen gas and natural gas to the engine 10 at a predetermined ratio. In this embodiment, hydrogen gas and natural gas are injected into the combustion chamber with substantially the same volume ratio (both 50%).

また、コントロールユニット100は、エンジン10の運転時には、基本的に、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を所定のリーン空燃比(例えば、空気過剰率λ=1.9)にする。尚、NOx吸蔵還元触媒82に吸蔵したNOxを放出させる際には、上記燃焼室内の燃焼空燃比をリッチ空燃比(例えば、空気過剰率λ=0.9)にする。   In addition, when the engine 10 is operated, the control unit 100 basically sets the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 to a predetermined lean air-fuel ratio (for example, an excess air ratio λ = 1.9). When the NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 82 is released, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is made rich (for example, the excess air ratio λ = 0.9).

ここで、エンジン10の燃焼室内の燃料が天然ガスのみである場合に点火プラグ19により点火したとしても該天然ガスが着火しない最小の燃焼空燃比が、上記燃焼室内の燃料が水素ガスのみである場合に点火プラグ19により点火したとしても該水素ガスが着火しない最小の燃焼空燃比よりも低い。水素ガス(第1燃料に相当)が着火しない最小の燃焼空燃比は、空気過剰率λに換算して3.0であり、天然ガス(第2燃料に相当)が着火しない最小の燃焼空燃比は、空気過剰率λに換算して1.5である。水素ガスと天然ガスとの混合ガスが着火しない最小の燃焼空燃比(空気過剰率λ)は、1.5〜3.0の範囲内で、天然ガスの混合割合が多くなるほど、低い値になる。水素ガス及び天然ガスが略同じ体積比率でもって燃焼室内に噴射する場合、上記最小の燃焼空燃比(空気過剰率λ)は、2.0程度であるので、λ=1.9とすれば、この混合ガスは十分に点火することになる。尚、第2燃料としては、天然ガスに限らず、例えばプロパンやブタンであってもよい。天然ガス、プロパン及びブタンは、水素ガスに対して、単位体積当たりの発熱量が高い燃料である。   Here, when the fuel in the combustion chamber of the engine 10 is only natural gas, even if it is ignited by the spark plug 19, the minimum combustion air-fuel ratio at which the natural gas does not ignite is only hydrogen gas in the combustion chamber. Even if it is ignited by the spark plug 19, the hydrogen gas is lower than the minimum combustion air-fuel ratio at which it does not ignite. The minimum combustion air-fuel ratio at which hydrogen gas (corresponding to the first fuel) does not ignite is 3.0 in terms of the excess air ratio λ, and the minimum combustion air-fuel ratio at which natural gas (corresponding to the second fuel) does not ignite. Is 1.5 in terms of the excess air ratio λ. The minimum combustion air-fuel ratio (excess air ratio λ) at which the mixed gas of hydrogen gas and natural gas does not ignite is in the range of 1.5 to 3.0, and becomes a lower value as the mixing ratio of natural gas increases. . When hydrogen gas and natural gas are injected into the combustion chamber with substantially the same volume ratio, the minimum combustion air-fuel ratio (excess air ratio λ) is about 2.0, so if λ = 1.9, This mixed gas is sufficiently ignited. The second fuel is not limited to natural gas, but may be propane or butane, for example. Natural gas, propane, and butane are fuels having a higher calorific value per unit volume than hydrogen gas.

上記のような車両1においては、エンジン10の運転及び停止が頻繁に繰り返され、このため、エンジン10の運転中の燃焼状態が悪い。特に、エンジン10が冷間状態にあるときにエンジン10の運転が停止した場合に、そのエンジン10の運転中の燃焼状態が悪くなる。このようなエンジン10では、エンジン10の運転中に、燃焼室に面する部材(特に点火プラグ19や該点火プラグ19を収容するプラグホール(実施形態2を示す図4のプラグホール11b参照)の開口部)に付着物が付着堆積し易くなる。   In the vehicle 1 as described above, the operation and stop of the engine 10 are frequently repeated, and therefore, the combustion state during operation of the engine 10 is poor. In particular, when the operation of the engine 10 is stopped when the engine 10 is in a cold state, the combustion state during the operation of the engine 10 is deteriorated. In such an engine 10, during operation of the engine 10, members facing the combustion chamber (particularly the spark plug 19 and the plug hole for housing the spark plug 19 (see the plug hole 11b in FIG. 4 showing Embodiment 2)). The deposits are easily deposited and deposited on the opening).

そこで、本実施形態では、燃焼室に面する部材に付着物が付着する可能性が高い運転が停止された後のエンジン10の始動時である特定始動時におけるクランキング運転中に、前回のエンジン10の運転中に付着した付着物を除去するようにする。具体的に、コントロールユニット100は、点火プラグ19を作動させることなく発電機20によるエンジン10のクランキング運転を行いながら、そのクランキング運転中の圧縮行程で、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比が、点火プラグ19により点火したとしても該燃焼室内の気体燃料(本実施形態では、水素ガスと天然ガスとの混合ガス)が着火しない燃焼空燃比になるように、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bを制御するクランキング時燃料噴射制御を実行し、このクランキング時燃料噴射制御の実行により、上記付着物を除去するようにする。すなわち、気体燃料(上記混合ガス)を含む高圧の圧縮混合気により、燃焼室に面する部材に付着した付着物を除去したり、噴射された気体燃料の噴流の勢いを利用することで、上記付着物を除去したりする。上記クランキング時燃料噴射制御の実行中、点火プラグ19は基本的に作動させないが、点火プラグ19を作動させてもよい。   Therefore, in the present embodiment, during the cranking operation at the specific start time, which is the start time of the engine 10 after the operation that is highly likely to adhere to the members facing the combustion chamber is stopped, The deposits adhered during the operation of 10 are removed. Specifically, the control unit 100 performs the cranking operation of the engine 10 by the generator 20 without operating the spark plug 19, and in the compression stroke during the cranking operation, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10. However, even when ignited by the spark plug 19, the direct injection for hydrogen and CNG so that the gaseous fuel in the combustion chamber (in this embodiment, the mixed gas of hydrogen gas and natural gas) does not ignite. The cranking fuel injection control for controlling the injection valves 18A and 18B is executed, and the deposits are removed by executing the cranking fuel injection control. That is, by removing the adhering matter adhering to the member facing the combustion chamber with a high-pressure compressed air-fuel mixture containing gaseous fuel (the above-mentioned mixed gas), or by using the momentum of the injected gaseous fuel jet, Remove deposits. While the cranking fuel injection control is being executed, the spark plug 19 is basically not operated, but the spark plug 19 may be operated.

本実施形態では、コントロールユニット100は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、水素ガス及び天然ガスのうち上記最小の燃焼空燃比が低い方の燃料である天然ガスの体積噴射量が、水素ガスの体積噴射量よりも多くなるように、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bを制御する。すなわち、燃焼室内の上記混合ガスの天然ガスの体積割合を、50%よりも多くかつ100%未満とする。燃焼室内の気体燃料(上記混合ガス)が着火しない燃焼空燃比は、天然ガスの混合割合に応じた、上記混合ガスの上記最小の燃焼空燃比以上とすればよい(本実施形態では、上記最小の燃焼空燃比又はそれに近い値にする)。   In the present embodiment, the control unit 100 is configured such that when performing the cranking fuel injection control, the volume injection amount of natural gas, which is the fuel having the lower minimum combustion air-fuel ratio among hydrogen gas and natural gas, is The direct injection valves 18A and 18B for hydrogen and CNG are controlled so as to be larger than the volume injection amount of hydrogen gas. That is, the volume ratio of the natural gas of the mixed gas in the combustion chamber is more than 50% and less than 100%. The combustion air-fuel ratio at which the gaseous fuel (the mixed gas) in the combustion chamber does not ignite may be equal to or higher than the minimum combustion air-fuel ratio of the mixed gas according to the mixing ratio of the natural gas (in the present embodiment, the minimum air-fuel ratio). The combustion air-fuel ratio of the engine or a value close to it).

尚、燃焼室内の気体燃料を天然ガスのみとしてもよい。この場合、燃焼室内の気体燃料(天然ガス)が着火しない燃焼空燃比を1.5とする。逆に、燃焼室内の気体燃料を水素ガスのみとしてもよい。この場合、燃焼室内の気体燃料(水素ガス)が着火しない燃焼空燃比を3.0とする。   The gaseous fuel in the combustion chamber may be only natural gas. In this case, the combustion air-fuel ratio at which the gaseous fuel (natural gas) in the combustion chamber does not ignite is set to 1.5. Conversely, the gaseous fuel in the combustion chamber may be only hydrogen gas. In this case, the combustion air-fuel ratio at which the gaseous fuel (hydrogen gas) in the combustion chamber does not ignite is set to 3.0.

燃焼室内の気体燃料が着火しない燃焼空燃比は出来る限り低い方が好ましい。これは、気体燃料のトータル体積噴射量を多くすることができるので、上記付着物の除去効果が高くなるからである。このことから、混合ガスの天然ガスの体積割合を多くしたり天然ガスのみとするのがよい。   The combustion air-fuel ratio at which the gaseous fuel in the combustion chamber does not ignite is preferably as low as possible. This is because the total volume injection amount of gaseous fuel can be increased, and the effect of removing the deposits is enhanced. For this reason, the volume ratio of the natural gas in the mixed gas is preferably increased or only natural gas is used.

上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、天然ガスの体積噴射量を水素ガスの体積噴射量よりも多くする代わりに、タンク圧センサ107による体積残量が多い方の燃料の体積噴射量が、少ない方の燃料の体積噴射量よりも多くなるように、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bを制御してもよい。これは、エンジン10の運転時に、水素ガス及び天然ガスを互いに異なる体積比率でもって燃焼室内に噴射する場合に特に有利であり、水素ガス及び天然ガスの残量の偏りをなくして、一方の燃料のみが早期になくなるのを防止することができ、これにより、航続距離が短くなるのを防止することができる。 During execution of the cranking time fuel injection control, instead of more than the volume injection amount of the hydrogen gas volume injection of natural gas, the volume amount of fuel injected towards the volume remaining by tank pressure sensor 107 is large However, the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B may be controlled so as to be larger than the volume injection amount of the smaller fuel. This is particularly advantageous when hydrogen gas and natural gas are injected into the combustion chamber at different volume ratios when the engine 10 is in operation. Can be prevented from disappearing early, thereby preventing the cruising distance from being shortened.

本実施形態では、コントロールユニット100は、エンジン水温センサ106による検出温度からエンジン10が所定の温間状態に達しているか否かを判定するとともに、エンジン10が上記所定の温間状態に達していないと判定しているときに該エンジン10の運転が停止された後における次の該エンジン10の始動時において、該始動時が上記特定始動時であるとして、上記クランキング時燃料噴射制御を実行する。すなわち、前回のエンジン10の運転が、上記所定の温間状態に達していない状態で停止されたときには、その運転中に、燃焼室に面する部材に付着物が付着する可能性が高いので、コントロールユニット100は、その次のエンジン10の始動時において、発電機20によるエンジン10のクランキング運転を行いながら、上記クランキング時燃料噴射制御を実行する。   In the present embodiment, the control unit 100 determines whether or not the engine 10 has reached a predetermined warm state from the temperature detected by the engine water temperature sensor 106, and the engine 10 has not reached the predetermined warm state. The cranking fuel injection control is executed on the assumption that the starting time is the specific starting time at the next starting of the engine 10 after the operation of the engine 10 is stopped. . That is, when the previous operation of the engine 10 is stopped in a state where the predetermined warm state has not been reached, there is a high possibility that deposits will adhere to the member facing the combustion chamber during the operation. The control unit 100 executes the cranking fuel injection control while performing the cranking operation of the engine 10 by the generator 20 at the time of starting the next engine 10.

上記所定の温間状態は、エンジン冷却水の温度が所定温度以上の温間状態であって、該所定温度未満であるときに付着物が付着したとしても、その付着物が除去されるような状態である。   The predetermined warm state is a state where the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the predetermined temperature, and even if the deposit adheres when the temperature is lower than the predetermined temperature, the deposit is removed. State.

上記クランキング時燃料噴射制御における水素ガス及び天然ガスの噴射タイミングは、圧縮行程であれば、どのタイミングであってもよいが、点火プラグ19や該点火プラグ19を収容するプラグホールの開口部に付着物が付着し易いので、圧縮行程にある作動室と膨張行程にある作動室とを区画するアペックスシールが、トレーリング側の点火プラグ19(トレーリング側のプラグホール)に到達する手前に噴射することが好ましい。また、特にリーディング側の点火プラグ19及びリーディング側のプラグホールの開口部に、より多くの付着物が付着し易いので、圧縮行程にある作動室と膨張行程にある作動室とを区画するアペックスシールが、トレーリング側の点火プラグ19とリーディング側の点火プラグ19との間に位置するときに、噴射するようにしてもよい。或いは、各気筒において、或る圧縮行程では、上記アペックスシールがトレーリング側の点火プラグ19に到達する手前で噴射し、次の圧縮行程では、上記アペックスシールがトレーリング側の点火プラグ19とリーディング側の点火プラグ19との間に位置するときに噴射して、これら異なるタイミングでの燃料噴射を交互に繰り返すようにしてもよい。   The injection timing of hydrogen gas and natural gas in the fuel injection control at the time of cranking may be any timing as long as it is a compression stroke, but at the spark plug 19 and the opening of the plug hole that accommodates the spark plug 19. Since deposits are likely to adhere, the apex seal that divides the working chamber in the compression stroke and the working chamber in the expansion stroke is injected before reaching the ignition plug 19 on the trailing side (plug hole on the trailing side). It is preferable to do. In particular, since more deposits are likely to adhere to the opening of the spark plug 19 on the leading side and the plug hole on the leading side, an apex seal that divides the working chamber in the compression stroke and the working chamber in the expansion stroke. May be injected when positioned between the trailing-side spark plug 19 and the leading-side spark plug 19. Alternatively, in each cylinder, in a certain compression stroke, the apex seal is injected before reaching the trailing-side ignition plug 19, and in the next compression stroke, the apex seal is leading with the trailing-side ignition plug 19. It is also possible to inject fuel when it is positioned between the ignition plug 19 and the fuel injection at these different timings.

このように上記アペックスシールがトレーリング側の点火プラグ19に到達する手前に位置するとき、又は、トレーリング側の点火プラグ19とリーディング側の点火プラグ19との間に位置するときに、水素ガス及び天然ガスを噴射するようにすれば、上記アペックスシールがトレーリング側のプラグホール又はリーディング側のプラグホールを通過する際に、該プラグホールによって、ロータハウジング11のトロコイド内周面と上記アペックスシールとの間に瞬間的に隙間が生じて、その隙間をガスが流れるので、そのガス流によって、点火プラグ19やプラグホールの開口部に付着した付着物を除去することができるようになる。また、上記ガス流によって、上記アペックスシールに付着した付着物も除去することができる。   Thus, when the apex seal is positioned before reaching the trailing spark plug 19 or between the trailing spark plug 19 and the leading spark plug 19, the hydrogen gas If natural gas is injected, when the apex seal passes through the plug hole on the trailing side or the plug hole on the leading side, the plug hole causes the trochoid inner peripheral surface of the rotor housing 11 and the apex seal to pass through. Since a gap is instantaneously generated between the two and the gas flows through the gap, the adhering matter attached to the spark plug 19 and the opening of the plug hole can be removed by the gas flow. Moreover, the deposit | attachment adhering to the said apex seal can also be removed by the said gas flow.

そして、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、点火プラグ19により上記混合ガスが点火するように、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18B並びに点火プラグ19を作動させる点火制御を実行して、エンジン10を始動させる。この点火制御時において、上記混合ガス中の水素ガスと天然ガスとの割合、及び、燃焼室内の燃焼空燃比を、エンジン10の運転時と同じにしてもよいが、より始動性を高めるために、エンジン10の運転時の割合(共に50%)に対して水素ガスの割合を多くしたり、燃焼室内の燃焼空燃比をエンジン10の運転時の燃焼空燃比(λ=1.9)よりも低くしたりしてもよい。   Then, when the rotational speed of the engine 10 reaches a preset rotational speed (for example, 800 to 1000 rpm), the hydrogen and CNG direct injection injection valves are ignited so that the mixed gas is ignited by the spark plug 19. The engine 10 is started by executing ignition control for operating the 18A, 18B and the spark plug 19. At the time of this ignition control, the ratio of hydrogen gas to natural gas in the mixed gas and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber may be the same as those during the operation of the engine 10, but in order to further improve the startability The ratio of hydrogen gas to the ratio during operation of the engine 10 (both 50%) is increased, or the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to be higher than the combustion air-fuel ratio during operation of the engine 10 (λ = 1.9). It may be lowered.

一方、コントロールユニット100は、エンジン10が上記所定の温間状態に達していると判定しているときに該エンジン10の運転が停止された後における次の該エンジン10の始動時においては、該始動時が通常始動時であるとし、該通常始動時においては、上記クランキング時燃料噴射制御を実行しないで、通常始動制御を実行する。この通常始動制御では、水素用直噴噴射弁18A及びCNG用直噴噴射弁18B並びに点火プラグ19を作動させないで、発電機20によるエンジン10のクランキング運転を行う。そして、エンジン10の回転数が上記設定回転数に到達したときに、上記点火制御を実行してエンジン10を始動させる。   On the other hand, when the control unit 100 determines that the engine 10 has reached the predetermined warm state, the control unit 100 starts the engine 10 after the operation of the engine 10 is stopped. It is assumed that the start time is a normal start time, and at the normal start time, the normal start control is executed without executing the cranking fuel injection control. In this normal start control, the cranking operation of the engine 10 by the generator 20 is performed without operating the hydrogen direct injection valve 18A, the CNG direct injection valve 18B, and the ignition plug 19. When the rotational speed of the engine 10 reaches the set rotational speed, the ignition control is executed to start the engine 10.

尚、前回のエンジン10の運転に関係なく、エンジン10の始動毎に、上記クランキング時燃料噴射制御を実行するようにしてもよい。   Note that the cranking fuel injection control may be executed every time the engine 10 is started regardless of the previous operation of the engine 10.

次に、コントロールユニット100によるエンジン10の始動時の処理動作について、図3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。   Next, the processing operation when the engine 10 is started by the control unit 100 will be described based on the flowchart of FIG. It is assumed that the battery running mode is set at the start of this flowchart.

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。   In the first step S1, various input signals from various sensors are read, and in the next step S2, the required output of the drive motor 40 is calculated based on the signals from the accelerator opening sensor 102 and the vehicle speed sensor 103.

次のステップS3では、上記駆動モータ40の要求出力及びバッテリ30のSOC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、又は、駆動モータ40の要求出力がバッテリ30の最大放電可能電力を超えているときに、エンジン10の運転要求が有るとする。   In the next step S3, it is determined whether or not there is a request for operation of the engine 10 based on the required output of the drive motor 40 and the SOC of the battery 30. That is, when the SOC of the battery 30 is lower than the first predetermined value, or when the required output of the drive motor 40 exceeds the maximum dischargeable power of the battery 30, there is a request for operation of the engine 10.

上記ステップS3の判定がNOであるときには、上記ステップS1に戻る一方、ステップS3の判定がYESであるときには、ステップS4に進む。   When the determination in step S3 is NO, the process returns to step S1, while when the determination in step S3 is YES, the process proceeds to step S4.

上記ステップS4では、前回のエンジン10の運転が、上記所定の温間状態に達していない状態で停止されたか否かを判定する。   In step S4, it is determined whether or not the previous operation of the engine 10 has been stopped in a state where the predetermined warm state has not been reached.

上記ステップS4の判定がNOであるときには、ステップS5に進んで、上記通常始動制御を実行し、次のステップS6で、エンジン10の回転数が上記設定回転数に到達したか否かを判定する。このステップS6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S6の判定がYESであるときには、ステップS9に進む。   When the determination at step S4 is NO, the routine proceeds to step S5, where the normal start control is executed, and at the next step S6, it is determined whether or not the rotational speed of the engine 10 has reached the set rotational speed. . If the determination in step S6 is NO, the process returns to step S5. If the determination in step S6 is YES, the process proceeds to step S9.

一方、上記ステップS4の判定がYESであるときには、ステップS7に進んで、発電機20によるエンジン10のクランキング運転を行いながら、上記クランキング時燃料噴射制御を実行し、しかる後にステップS8に進む。ステップS8では、エンジン10の回転数が上記設定回転数に到達したか否かを判定し、このステップS8の判定がNOであるときには、上記ステップS7に戻る一方、ステップS8の判定がYESであるときには、ステップS9に進む。   On the other hand, when the determination in step S4 is YES, the process proceeds to step S7, and the cranking fuel injection control is executed while the cranking operation of the engine 10 by the generator 20 is being performed. Then, the process proceeds to step S8. . In step S8, it is determined whether or not the rotational speed of the engine 10 has reached the set rotational speed. If the determination in step S8 is NO, the process returns to step S7 while the determination in step S8 is YES. Sometimes, the process proceeds to step S9.

上記ステップS9では、上記点火制御を実行してエンジン10を始動させ、しかる後にリターンする。   In step S9, the ignition control is executed to start the engine 10, and then the process returns.

したがって、本実施形態では、特定始動時に、点火プラグ19を作動させることなくエンジン10のクランキング運転を行うとともに、該クランキング運転中の圧縮行程で、該エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比が、点火プラグ19により点火したとしても該燃焼室内の気体燃料(水素ガスと天然ガスとの混合ガス)が着火しない燃焼空燃比になるように、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bを制御するクランキング時燃料噴射制御を実行するようにしたので、エンジン10のクランキング運転中に、燃焼室に面する部材(特に、点火プラグやプラグホールの開口部)における付着物を除去して、エンジン10の始動性を向上させることができる。   Therefore, in this embodiment, the cranking operation of the engine 10 is performed without operating the spark plug 19 at the specific start, and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 is increased during the compression stroke during the cranking operation. The direct injection valves 18A and 18B for hydrogen and CNG are set so that the gaseous fuel (mixed gas of hydrogen gas and natural gas) in the combustion chamber does not ignite even when ignited by the spark plug 19. Since the fuel injection control for cranking to be controlled is executed, the deposits on the members facing the combustion chamber (particularly the opening of the spark plug and the plug hole) are removed during the cranking operation of the engine 10. The startability of the engine 10 can be improved.

(実施形態2)
図4は、本発明の実施形態2を示し、エンジン10が、気体燃料として、水素ガスのみを使用するものであって、その水素ガスを燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁として、ロータ12の回転方向に並設されたリーディング側直噴噴射弁121A及びトレーリング側直噴噴射弁121Bを有しており、上記実施形態1のCNG用ポート噴射弁17B及びCNG用直噴噴射弁18Bに相当する燃料噴射弁は設けられていない。吸気通路14の各分岐路には、上記実施形態1で説明した理由により、水素用ポート噴射弁17Aに相当する燃料噴射弁が設けられている。車両1には、CNGタンク71が設けられていない。その他のエンジン10及び車両1のハード構成は、上記実施形態1と同様である。尚、図4中、11bは、点火プラグ19を収容するプラグホールであり、14aは、吸気行程にある作動室に開口する吸気開口であり、15aは、排気行程にある作動室に開口する排気開口である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows Embodiment 2 of the present invention, in which the engine 10 uses only hydrogen gas as the gaseous fuel, and the rotor 12 is used as a fuel injection valve for directly injecting the hydrogen gas into the combustion chamber. It has a leading direct injection valve 121A and a trailing direct injection valve 121B arranged side by side in the rotational direction, and corresponds to the CNG port injection valve 17B and the CNG direct injection valve 18B of the first embodiment. No fuel injection valve is provided. Each branch passage of the intake passage 14 is provided with a fuel injection valve corresponding to the hydrogen port injection valve 17A for the reason described in the first embodiment. The vehicle 1 is not provided with a CNG tank 71. Other hardware configurations of the engine 10 and the vehicle 1 are the same as those of the first embodiment. In FIG. 4, 11b is a plug hole for accommodating the ignition plug 19, 14a is an intake opening that opens to the working chamber in the intake stroke, and 15a is an exhaust that opens to the working chamber in the exhaust stroke. It is an opening.

本実施形態では、コントロールユニット100は、エンジン10の運転時に、水素ガスを、リーディング側直噴噴射弁121A及びトレーリング側直噴噴射弁121Bから略同じ体積比率でもって燃焼室に噴射する。また、コントロールユニット100は、エンジン10の運転時には、基本的に、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比を所定のリーン空燃比(水素ガスが着火しない最小の燃焼空燃比よりも低い値(例えば、空気過剰率λ=2.3))にする。NOx吸蔵還元触媒82に吸蔵したNOxを放出させる際には、上記燃焼室内の燃焼空燃比をリッチ空燃比(例えば、空気過剰率λ=0.9)にする。   In the present embodiment, the control unit 100 injects hydrogen gas from the leading direct injection valve 121A and the trailing direct injection valve 121B into the combustion chamber at substantially the same volume ratio when the engine 10 is in operation. When the engine 10 is operated, the control unit 100 basically sets the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 to a predetermined lean air-fuel ratio (a value lower than a minimum combustion air-fuel ratio at which hydrogen gas does not ignite (for example, The excess air ratio λ = 2.3)). When the NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 82 is released, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to a rich air-fuel ratio (for example, excess air ratio λ = 0.9).

本実施形態においても、上記実施形態1と同様に、コントロールユニット100は、特定始動時に、点火プラグ19を作動させることなくエンジン10のクランキング運転を行うとともに、該クランキング運転中の圧縮行程で、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比が、点火プラグ19により点火したとしても該燃焼室内の気体燃料(本実施形態では、水素ガス)が着火しない燃焼空燃比(本実施形態では、λ=3.0)になるように、リーディング側直噴噴射弁121A及びトレーリング側直噴噴射弁121Bを制御するクランキング時燃料噴射制御を実行する。圧縮行程での水素ガスの噴射タイミングは、上記実施形態1で説明したタイミングと同様である。コントロールユニット100によるエンジン10の始動時の処理動作も、上記実施形態1(図3参照)と同様である。また、上記実施形態1と同様に、コントロールユニット100は、エンジン10が上記所定の温間状態に達していないと判定しているときに該エンジン10の運転が停止された後における次の該エンジン10の始動時において、該始動時が上記特定始動時であるとして、上記クランキング時燃料噴射制御を実行する。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the control unit 100 performs the cranking operation of the engine 10 without operating the spark plug 19 at the specific start, and in the compression stroke during the cranking operation. Even if the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 is ignited by the spark plug 19, the gaseous fuel (in this embodiment, hydrogen gas) in the combustion chamber does not ignite (λ = 3 in this embodiment). 0.0), the cranking time fuel injection control for controlling the leading direct injection valve 121A and the trailing direct injection valve 121B is executed. The injection timing of hydrogen gas in the compression stroke is the same as the timing described in the first embodiment. The processing operation when the engine 10 is started by the control unit 100 is also the same as that in the first embodiment (see FIG. 3). Similarly to the first embodiment, the control unit 100 determines that the engine 10 has stopped operating when it determines that the engine 10 has not reached the predetermined warm state. At the time of starting 10, assuming that the starting time is the specific starting time, the cranking fuel injection control is executed.

本実施形態では、コントロールユニット100は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、リーディング側直噴噴射弁121Aからの水素ガスの体積噴射量が、トレーリング側直噴噴射弁121Bからの水素ガスの体積噴射量よりも多くなるように、リーディング側直噴噴射弁121A及びトレーリング側直噴噴射弁121Bを制御する。   In the present embodiment, the control unit 100 determines that the volume injection amount of hydrogen gas from the leading direct injection valve 121A is equal to the hydrogen from the trailing direct injection valve 121B during the cranking fuel injection control. The leading direct injection valve 121A and the trailing direct injection valve 121B are controlled so as to be larger than the gas volume injection amount.

したがって、本実施形態では、点火プラグ19(プラグホール)に近いリーディング側直噴噴射弁121Aからの水素ガスの体積噴射量を多くすることで、点火プラグ19やプラグホールの開口部に付着した付着物を効果的に除去することができるようになる。   Therefore, in this embodiment, by increasing the volume injection amount of hydrogen gas from the leading direct injection valve 121A close to the spark plug 19 (plug hole), the attachment attached to the spark plug 19 and the opening of the plug hole is increased. The kimono can be effectively removed.

(実施形態3)
図5及び図6は、本発明の実施形態3を示し、エンジン10を、シリンダ135内をピストンが往復動するレシプロエンジンとしたものであり、エンジン10以外の車両1のハード構成は、上記実施形態2と同様である。
(Embodiment 3)
5 and 6 show Embodiment 3 of the present invention, in which the engine 10 is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder 135. The hardware configuration of the vehicle 1 other than the engine 10 is the same as that described above. This is the same as in the second mode.

本実施形態では、エンジン10は、シリンダブロック131と、その上に載置されるシリンダヘッド132とを有し、シリンダブロック131の内部に複数のシリンダ135(気筒)が形成されている(図5及び図6では、1つのみ示す)。   In the present embodiment, the engine 10 includes a cylinder block 131 and a cylinder head 132 placed thereon, and a plurality of cylinders 135 (cylinders) are formed inside the cylinder block 131 (FIG. 5). And FIG. 6 shows only one).

各シリンダ135内には、ピストン136が摺動自在にそれぞれ嵌挿されており、ピストン136は、シリンダ135及びシリンダヘッド132と共に燃焼室137を区画している。ピストン136は、コネクティングロッド138によってクランク軸139と連結されており、ピストン136の往復動に応じて、クランク軸139がその中心軸回りに回転する。複数のシリンダ135は、クランク軸139の中心軸方向に並んでいる。   A piston 136 is slidably inserted in each cylinder 135, and the piston 136 defines a combustion chamber 137 together with the cylinder 135 and the cylinder head 132. The piston 136 is connected to the crankshaft 139 by a connecting rod 138, and the crankshaft 139 rotates around its central axis in accordance with the reciprocating motion of the piston 136. The plurality of cylinders 135 are arranged in the direction of the central axis of the crankshaft 139.

シリンダヘッド132には、各気筒毎に2つの吸気ポート141が形成され、該吸気ポート141のそれぞれがシリンダヘッド132の下面(燃焼室137の天井部)に開口することで燃焼室137に連通している。また、シリンダヘッド132には、各気筒毎に2つの排気ポート142が形成され、該排気ポート142のそれぞれがシリンダヘッド132の下面(燃焼室137の天井部)に開口することで燃焼室137に連通している。吸気ポート141は、燃焼室137内に導入される新気が流れる吸気通路14に接続されている。一方、排気ポート142は、燃焼室137からの既燃ガス(排気ガス)が流れる排気通路15に接続されている。   The cylinder head 132 is formed with two intake ports 141 for each cylinder, and each of the intake ports 141 communicates with the combustion chamber 137 by opening on the lower surface of the cylinder head 132 (the ceiling of the combustion chamber 137). ing. Also, the cylinder head 132 is formed with two exhaust ports 142 for each cylinder, and each of the exhaust ports 142 opens to the lower surface of the cylinder head 132 (the ceiling of the combustion chamber 137). Communicate. The intake port 141 is connected to the intake passage 14 through which fresh air introduced into the combustion chamber 137 flows. On the other hand, the exhaust port 142 is connected to the exhaust passage 15 through which burned gas (exhaust gas) from the combustion chamber 137 flows.

また、シリンダヘッド132には、2つの吸気ポート141を燃焼室137からそれぞれ遮断(閉)することが可能な吸気弁145A,145Bが配設されているとともに、2つの排気ポート142を燃焼室137からそれぞれ遮断(閉)することが可能な排気弁146A,146Bが配設されている。吸気弁145A,145Bは吸気弁駆動機構により駆動され、排気弁146A,146Bは排気弁駆動機構により駆動される。吸気弁145A,145B及び排気弁146A,146Bは所定のタイミングで往復動して、それぞれ吸気ポート141及び排気ポート142を開閉し、燃焼室137内のガス交換を行う。吸気弁駆動機構及び排気弁駆動機構は、図示は省略するが、それぞれ、クランク軸139に駆動連結された吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを有し、これらのカムシャフトはクランク軸139の回転と同期して回転する。   Further, the cylinder head 132 is provided with intake valves 145A and 145B capable of shutting off (closing) the two intake ports 141 from the combustion chamber 137, and the two exhaust ports 142 are connected to the combustion chamber 137. Exhaust valves 146A and 146B that can be shut off (closed) are provided. The intake valves 145A and 145B are driven by an intake valve drive mechanism, and the exhaust valves 146A and 146B are driven by an exhaust valve drive mechanism. The intake valves 145A and 145B and the exhaust valves 146A and 146B reciprocate at a predetermined timing to open and close the intake port 141 and the exhaust port 142, respectively, and perform gas exchange in the combustion chamber 137. Although not shown, the intake valve drive mechanism and the exhaust valve drive mechanism each have an intake cam shaft and an exhaust cam shaft that are drivingly connected to the crankshaft 139, and these camshafts are synchronized with the rotation of the crankshaft 139. Then rotate.

シリンダヘッド132におけるシリンダ135の中心軸上(燃焼室137の天井部の中央部)には、燃焼室137内に気体燃料(例えば水素ガス)を直接噴射する燃料噴射弁151が配設されている。この燃料噴射弁151の先端部(燃料噴射開口)は、燃焼室137内の上端部におけるシリンダ135の中心部に臨んでいる。   A fuel injection valve 151 that directly injects gaseous fuel (for example, hydrogen gas) into the combustion chamber 137 is disposed on the center axis of the cylinder 135 in the cylinder head 132 (center portion of the ceiling portion of the combustion chamber 137). . The tip end portion (fuel injection opening) of the fuel injection valve 151 faces the center portion of the cylinder 135 at the upper end portion in the combustion chamber 137.

本実施形態では、燃料噴射弁151は、シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料をシリンダ135の中心部からその周囲全周に向けて噴射する(コーン状に噴射する)噴射形態と、気体燃料をシリンダ135の中心部から排気弁146Aに向けて噴射する噴射形態と、気体燃料をシリンダ135の中心部から排気弁146Bに向けて噴射する噴射形態とに切り換え可能に構成されている。このような噴射形態の切換えの構成は、周知である(例えば、特開2010−37958号公報、特開2007−285204号公報、特開2000−205088号公報参照)。シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料をシリンダ135の中心部からその周囲全周に向けて噴射する噴射形態は、第1の噴射形態に相当し、シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料をシリンダ135の中心部から排気弁146A又は排気弁146Bに向けて噴射する噴射形態は、第2の噴射形態に相当する。   In the present embodiment, the fuel injection valve 151 injects gaseous fuel from the central part of the cylinder 135 toward the entire periphery thereof as viewed from the central axis direction of the cylinder 135 (injected in a cone shape), The injection mode is such that gaseous fuel is injected from the center of the cylinder 135 toward the exhaust valve 146A, and the injection mode is such that gaseous fuel is injected from the center of the cylinder 135 toward the exhaust valve 146B. Such an injection mode switching configuration is well known (see, for example, JP 2010-37958 A, JP 2007-285204 A, and JP 2000-205088 A). The injection mode in which gaseous fuel is injected from the central part of the cylinder 135 toward the entire periphery thereof as viewed from the central axis direction of the cylinder 135 corresponds to the first injection mode, and is viewed from the central axis direction of the cylinder 135. The injection mode in which gaseous fuel is injected from the center of the cylinder 135 toward the exhaust valve 146A or the exhaust valve 146B corresponds to the second injection mode.

また、シリンダヘッド132には、各気筒毎に1つの点火プラグ152が配設されている。この点火プラグ152は、燃焼室137の天井部における2つの排気弁146A,146Bの間に配設されている。点火プラグ152の先端部(点火部)は、燃焼室137内に臨んでいる。図6では、点火プラグ152は、燃焼室137内に臨む先端部しか見えないが、分かり易いように、全体を実線で図示している。点火プラグ152は、その先端部(点火部)が燃料噴射弁151の先端部の近傍に位置するように配設されていることが好ましい。尚、点火プラグ152は、燃焼室137の天井部において吸気弁145A,145B及び排気弁146A,146Bの配設箇所以外であれば、どこに配設されていてもよい。   The cylinder head 132 is provided with one spark plug 152 for each cylinder. The spark plug 152 is disposed between the two exhaust valves 146A and 146B in the ceiling portion of the combustion chamber 137. The tip (ignition part) of the spark plug 152 faces the combustion chamber 137. In FIG. 6, the spark plug 152 can be seen only at the tip portion facing the combustion chamber 137, but the whole is shown by a solid line for easy understanding. It is preferable that the spark plug 152 is disposed so that the tip (ignition part) thereof is positioned in the vicinity of the tip of the fuel injection valve 151. Note that the spark plug 152 may be disposed anywhere in the ceiling portion of the combustion chamber 137 as long as the intake valves 145A and 145B and the exhaust valves 146A and 146B are not disposed.

コントロールユニット100は、エンジン10の運転時には、シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料をシリンダ135の中心部からその周囲全周に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように、燃料噴射弁151を制御する。   When the engine 10 is operated, the control unit 100 injects the fuel in such a manner that the gaseous fuel is injected from the central part of the cylinder 135 toward the entire circumference when viewed from the central axis direction of the cylinder 135. The valve 151 is controlled.

本実施形態においても、上記実施形態1及び2と同様に、コントロールユニット100は、特定始動時に、点火プラグ152を作動させることなくエンジン10のクランキング運転を行うとともに、該クランキング運転中の圧縮行程で、エンジン10の燃焼室137内の燃焼空燃比が、点火プラグ152により点火したとしても該燃焼室137内の気体燃料が着火しない燃焼空燃比になるように、燃料噴射弁151を制御するクランキング時燃料噴射制御を実行する。圧縮行程での気体燃料の噴射タイミングは、圧縮行程であれば、どのタイミングであってもよい。コントロールユニット100によるエンジン10の始動時の処理動作は、上記実施形態1及び2(図3参照)と同様である。また、上記実施形態1及び2と同様に、コントロールユニット100は、エンジン10が上記所定の温間状態に達していないと判定しているときに該エンジン10の運転が停止された後における次の該エンジン10の始動時において、該始動時が上記特定始動時であるとして、上記クランキング時燃料噴射制御を実行する。   Also in the present embodiment, as in the first and second embodiments, the control unit 100 performs the cranking operation of the engine 10 without operating the spark plug 152 at the time of specific start, and the compression during the cranking operation. In the stroke, the fuel injection valve 151 is controlled so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber 137 of the engine 10 becomes a combustion air-fuel ratio in which the gaseous fuel in the combustion chamber 137 does not ignite even when ignited by the spark plug 152. Execute fuel injection control during cranking. The timing for injecting the gaseous fuel in the compression stroke may be any timing as long as it is a compression stroke. The processing operation when the engine 10 is started by the control unit 100 is the same as in the first and second embodiments (see FIG. 3). Similarly to the first and second embodiments, the control unit 100 determines the next time after the operation of the engine 10 is stopped when it is determined that the engine 10 has not reached the predetermined warm state. When the engine 10 is started, the cranking fuel injection control is executed on the assumption that the starting time is the specific starting time.

本実施形態のようなレシプロエンジンでは、特に排気弁146A,146Bの弁座部に付着物が付着し易い。そこで、本実施形態では、コントロールユニット100は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、シリンダ135の中心軸方向から見て、上記気体燃料を排気弁146A又は排気弁146Bに向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように、燃料噴射弁151を制御する。これにより、排気弁146A又は排気弁146Bに付着した付着物を効果的に除去することができる。例えば、各気筒において、或る燃焼サイクルの圧縮行程で、気体燃料を排気弁146Aに向けて噴射し、次の燃焼サイクルの圧縮行程では、気体燃料を排気弁146Bに向けて噴射して、排気弁146Aへの燃料噴射及び排気弁146Bへの燃料噴射を交互に繰り返すようにすれば、両排気弁146A,146Bの弁座部に付着した付着物を除去することができる。   In the reciprocating engine as in the present embodiment, deposits are particularly likely to adhere to the valve seats of the exhaust valves 146A and 146B. Therefore, in the present embodiment, the control unit 100 injects the gaseous fuel toward the exhaust valve 146A or the exhaust valve 146B when viewed from the central axis direction of the cylinder 135 when the cranking fuel injection control is performed. The fuel injection valve 151 is controlled so that the fuel is injected in the injection form. Thereby, the deposit | attachment adhering to exhaust valve 146A or exhaust valve 146B can be removed effectively. For example, in each cylinder, gaseous fuel is injected toward the exhaust valve 146A in a compression stroke of a certain combustion cycle, and in the compression stroke of the next combustion cycle, gaseous fuel is injected toward the exhaust valve 146B and exhausted. If the fuel injection to the valve 146A and the fuel injection to the exhaust valve 146B are repeated alternately, the deposits attached to the valve seats of both the exhaust valves 146A and 146B can be removed.

したがって、本実施形態では、排気弁146A,146Bの弁座部に付着した付着物を効果的に除去して、燃焼室137のシール性を確実なものとすることができる。   Therefore, in this embodiment, the deposit | attachment adhering to the valve seat part of exhaust valve 146A, 146B can be removed effectively, and the sealing performance of the combustion chamber 137 can be ensured.

尚、上記実施形態3では、燃料噴射弁151が、シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料をシリンダ135の中心部からその周囲全周に向けて噴射する噴射形態と、気体燃料をシリンダ135の中心部から排気弁146Aに向けて噴射する噴射形態と、気体燃料をシリンダ135の中心部から排気弁146Bに向けて噴射する噴射形態とに切り換え可能に構成されているが、これら噴射形態に加えて、シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料をシリンダ135の中心部から点火プラグ152に向けて噴射する噴射形態にも切り換えできるように構成してもよい。この場合、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、気体燃料を排気弁146A若しくは排気弁146B又は点火プラグ152に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように、燃料噴射弁151を制御すればよい。   In the third embodiment, the fuel injection valve 151 injects the gaseous fuel from the central portion of the cylinder 135 toward the entire circumference thereof when viewed from the central axis direction of the cylinder 135, and the gaseous fuel is injected into the cylinder. Although it is configured to be switchable between an injection mode in which the central portion of 135 is injected toward the exhaust valve 146A and an injection mode in which gaseous fuel is injected from the central portion of the cylinder 135 toward the exhaust valve 146B, these injection modes are configured. In addition, when viewed from the central axis direction of the cylinder 135, the fuel gas may be switched to an injection mode in which the gaseous fuel is injected from the central portion of the cylinder 135 toward the spark plug 152. In this case, when the fuel injection control during cranking is executed, the fuel injection valve 151 is controlled so that the gaseous fuel is injected in the injection form in which the gaseous fuel is injected toward the exhaust valve 146A, the exhaust valve 146B, or the spark plug 152. That's fine.

或いは、燃料噴射弁151が、シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料をシリンダ135の中心部からその周囲全周に向けて噴射する噴射形態(第1の噴射形態)と、気体燃料をシリンダ135の中心部から点火プラグ152に向けて噴射する噴射形態(第2の噴射形態)とに切り換え可能に構成されていてもよい。この場合、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料を点火プラグ152に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように、燃料噴射弁151を制御するようにすればよい。上記クランキング時燃料噴射制御の実行時に、気体燃料を点火プラグ152に向けて噴射することで、点火プラグ152に付着した付着物を効果的に除去して、エンジン10の始動時に失火が生じるのを防止することができる。   Alternatively, the fuel injection valve 151 injects the gaseous fuel from the central portion of the cylinder 135 toward the entire circumference when viewed from the central axis direction of the cylinder 135, and the gaseous fuel. You may be comprised so that switching to the injection form (2nd injection form) which injects toward the ignition plug 152 from the center part of the cylinder 135 is possible. In this case, when the cranking fuel injection control is executed, the fuel injection valve 151 is set so that the gaseous fuel is injected in the injection form in which the gaseous fuel is injected toward the spark plug 152 when viewed from the central axis direction of the cylinder 135. What is necessary is just to control. When the fuel injection control at the time of cranking is performed, gaseous fuel is injected toward the spark plug 152, so that deposits attached to the spark plug 152 are effectively removed, and misfire occurs when the engine 10 is started. Can be prevented.

また、点火プラグ152が複数あってもよく(点火プラグ152を、例えば、燃焼室137の天井部における2つの排気弁146A,146Bの間の位置と、該天井部における2つの吸気弁145A,145Bの間の位置とに配設する)、この場合、燃料噴射弁151が、シリンダ135の中心軸方向から見て、気体燃料を各点火プラグ152に向けて噴射する噴射形態にも切り換え可能に構成し、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、気体燃料をいずれかの点火プラグ152に向けて噴射する噴射形態でもって噴射するように、燃料噴射弁151を制御すればよい。   There may be a plurality of spark plugs 152 (for example, the spark plug 152 is positioned between the two exhaust valves 146A and 146B in the ceiling portion of the combustion chamber 137 and the two intake valves 145A and 145B in the ceiling portion. In this case, the fuel injection valve 151 can be switched to an injection mode in which gaseous fuel is injected toward each spark plug 152 when viewed from the central axis direction of the cylinder 135. Then, the fuel injection valve 151 may be controlled so that the gaseous fuel is injected in an injection mode in which the fuel is injected toward any of the spark plugs 152 when the cranking fuel injection control is executed.

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.

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、燃焼室内に気体燃料を直接噴射する燃料噴射弁を有する気体燃料直噴エンジンの制御装置に有用であり、特に該気体燃料直噴エンジンがハイブリッド車両のエンジンである場合に有用である。   The present invention is useful for a control device of a gas fuel direct injection engine having a fuel injection valve for directly injecting gaseous fuel into a combustion chamber, and particularly useful when the gas fuel direct injection engine is an engine of a hybrid vehicle. .

10 気体燃料直噴エンジン
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)
19 点火プラグ
20 発電機(始動装置)
100 コントロールユニット(制御手段)
106 エンジン水温センサ(エンジン水温検出手段)
107 タンク圧力センサ(残量検出手段)
121A リーディング側燃料噴射弁
121B トレーリング側燃料噴射弁
146A 排気弁
146B 排気弁
151 燃料噴射弁
152 点火プラグ
10 Gaseous Fuel Direct Injection Engine 18A Direct Injection Valve for Hydrogen (First Fuel Injection Valve)
18B CNG direct injection valve (second fuel injection valve)
19 Spark plug 20 Generator (starting device)
100 Control unit (control means)
106 Engine water temperature sensor (engine water temperature detection means)
107 Tank pressure sensor (remaining amount detection means)
121A Leading side fuel injection valve 121B Trailing side fuel injection valve 146A Exhaust valve 146B Exhaust valve 151 Fuel injection valve 152 Spark plug

Claims (6)

燃焼室内に気体燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁により噴射された燃料を点火させる点火プラグとを有する気体燃料直噴エンジンの制御装置であって、
上記エンジンは、該エンジンを始動させるための始動装置を有し、
上記エンジンの冷却水の温度を検出するエンジン水温検出手段と、
上記燃料噴射弁、点火プラグ及び始動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、通常始動時においては、上記燃料噴射弁及び点火プラグを作動させることなく上記始動装置による上記エンジンのクランキング運転を行う一方、特定始動時においては、上記点火プラグを作動させることなくクランキング運転を行うとともに、該クランキング運転中の圧縮行程で、上記燃焼室内の燃焼空燃比が、点火プラグにより点火したとしても該燃焼室内の気体燃料が着火しない燃焼空燃比になるように、上記燃料噴射弁を制御するクランキング時燃料噴射制御を実行するよう構成され
更に上記制御手段は、上記エンジン水温検出手段による検出温度から上記エンジンが所定の温間状態に達しているか否かを判定するとともに、上記エンジンが上記所定の温間状態に達していないと判定しているときに該エンジンの運転が停止された後における次の該エンジンの始動時において、該始動時が上記特定始動時であるとして、上記クランキング時燃料噴射制御を実行するよう構成されていることを特徴とする気体燃料直噴エンジンの制御装置。
A control device for a gas fuel direct injection engine having a fuel injection valve for directly injecting gaseous fuel into a combustion chamber and an ignition plug for igniting fuel injected by the fuel injection valve,
The engine has a starting device for starting the engine,
Engine water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water of the engine;
Including the operation of the fuel injection valve, the spark plug and starting device, and a control means for controlling the operation of the engine,
The control means performs the cranking operation of the engine by the starter without operating the fuel injection valve and the spark plug at the normal start, and operates the spark plug at the specific start. The combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to a combustion air-fuel ratio in which the gaseous fuel in the combustion chamber does not ignite even when ignited by the spark plug in the compression stroke during the cranking operation. , Configured to execute cranking time fuel injection control for controlling the fuel injection valve ,
Further, the control means determines whether or not the engine has reached a predetermined warm condition from the temperature detected by the engine water temperature detection means, and determines that the engine has not reached the predetermined warm condition. The fuel injection control during cranking is executed on the assumption that the starting time is the specific starting time at the next starting of the engine after the operation of the engine is stopped. A control device for a gaseous fuel direct injection engine.
請求項記載の気体燃料直噴エンジンの制御装置において、
上記エンジンは、上記気体燃料として、第1燃料と、第2燃料とを使用するものであり、
上記燃料噴射弁は、上記第1燃料を噴射する第1の燃料噴射弁と、上記第2燃料を噴射する第2の燃料噴射弁とを含み、
上記燃焼室内の燃料が上記第2燃料のみである場合に上記点火プラグにより点火したとしても該第2燃料が着火しない最小の燃焼空燃比が、上記燃焼室内の燃料が上記第1燃料のみである場合に上記点火プラグにより点火したとしても該第1燃料が着火しない最小の燃焼空燃比よりも低くなっており、
上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記第1燃料及び第2燃料のうち上記最小の燃焼空燃比が低い方の燃料である上記第2燃料の体積噴射量が、上記第1燃料の体積噴射量よりも多くなるように、上記第1及び第2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気体燃料直噴エンジンの制御装置。
The control device for a gas fuel direct injection engine according to claim 1 ,
The engine uses a first fuel and a second fuel as the gaseous fuel,
The fuel injection valve includes a first fuel injection valve that injects the first fuel, and a second fuel injection valve that injects the second fuel,
When the fuel in the combustion chamber is only the second fuel, the minimum combustion air-fuel ratio at which the second fuel does not ignite even when ignited by the spark plug is the only fuel in the combustion chamber. In this case, even when ignited by the spark plug, the first fuel is lower than the minimum combustion air-fuel ratio that does not ignite,
When the fuel injection control during cranking is executed, the control means has a volume injection amount of the second fuel, which is a fuel having a lower minimum combustion air-fuel ratio among the first fuel and the second fuel, A control device for a gas fuel direct injection engine, wherein the first fuel injection valve and the second fuel injection valve are controlled to be larger than a volume injection amount of the first fuel.
請求項記載の気体燃料直噴エンジンの制御装置において、
上記エンジンは、上記気体燃料として、第1燃料と、該第1燃料とは異なる第2燃料とを使用するものであり、
上記燃料噴射弁は、上記第1燃料を噴射する第1の燃料噴射弁と、上記第2燃料を噴射する第2の燃料噴射弁とを含み、
上記第1燃料及び第2燃料の体積残量をそれぞれ検出する残量検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記残量検出手段により検出される体積残量が多い方の燃料の体積噴射量が、少ない方の燃料の体積噴射量よりも多くなるように、上記第1及び第2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気体燃料直噴エンジンの制御装置。
The control device for a gas fuel direct injection engine according to claim 1 ,
The engine uses a first fuel and a second fuel different from the first fuel as the gaseous fuel,
The fuel injection valve includes a first fuel injection valve that injects the first fuel, and a second fuel injection valve that injects the second fuel,
A remaining amount detecting means for detecting the remaining volume of the first fuel and the second fuel, respectively;
When the fuel injection control at the time of cranking is executed, the control means is configured such that the volume injection quantity of the fuel with the larger remaining volume detected by the remaining quantity detection means is larger than the volume injection quantity of the smaller fuel. A control device for a gaseous fuel direct injection engine, characterized in that the first and second fuel injection valves are controlled so as to increase.
請求項記載の気体燃料直噴エンジンの制御装置において、
上記エンジンは、ロータリピストンエンジンであり、
上記燃料噴射弁は、ロータの回転方向に並設されたリーディング側燃料噴射弁及びトレーリング側燃料噴射弁を含み、
上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記リーディング側燃料噴射弁からの上記気体燃料の体積噴射量が、上記トレーリング側燃料噴射弁からの上記気体燃料の体積噴射量よりも多くなるように、該リーディング側燃料噴射弁及び該トレーリング側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気体燃料直噴エンジンの制御装置。
The control device for a gas fuel direct injection engine according to claim 1 ,
The engine is a rotary piston engine,
The fuel injection valve includes a leading side fuel injection valve and a trailing side fuel injection valve arranged in parallel in the rotational direction of the rotor,
When the fuel injection control during cranking is executed, the control means is configured such that the volume injection amount of the gaseous fuel from the leading side fuel injection valve is the volume injection amount of the gaseous fuel from the trailing side fuel injection valve. A control device for a gas fuel direct injection engine, wherein the control device is configured to control the leading side fuel injection valve and the trailing side fuel injection valve so as to increase the number of the fuel injection valves.
請求項記載の気体燃料直噴エンジンの制御装置において、
上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、
上記燃料噴射弁は、上記燃焼室の天井部の中央部に配設されていて、シリンダの中心軸方向から見て、少なくとも、上記気体燃料をシリンダの中心部からその周囲全周に向けて噴射する第1の噴射形態と、上記気体燃料をシリンダの中心部から排気弁に向けて噴射する第2の噴射形態とに切り換え可能に構成され、
上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記気体燃料を上記第2の噴射形態でもって噴射するように、上記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気体燃料直噴エンジンの制御装置。
The control device for a gas fuel direct injection engine according to claim 1 ,
The engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder.
The fuel injection valve is disposed at the center of the ceiling of the combustion chamber and injects at least the gaseous fuel from the center of the cylinder toward the entire periphery thereof when viewed from the center axis direction of the cylinder. And a second injection mode in which the gaseous fuel is injected from the center of the cylinder toward the exhaust valve, and is configured to be switchable.
The control means is configured to control the fuel injection valve so that the gaseous fuel is injected in the second injection mode when the cranking fuel injection control is executed. A control device for a direct injection fuel gas engine.
請求項記載の気体燃料直噴エンジンの制御装置において、
上記エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジンであり、
上記燃料噴射弁は、上記燃焼室の天井部の中央部に配設されていて、シリンダの中心軸方向から見て、少なくとも、上記気体燃料をシリンダの中心部からその周囲全周に向けて噴射する第1の噴射形態と、上記気体燃料をシリンダの中心部から点火プラグに向けて噴射する第2の噴射形態とに切り換え可能に構成され、
上記制御手段は、上記クランキング時燃料噴射制御の実行時において、上記気体燃料を上記第2の噴射形態でもって噴射するように、上記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気体燃料直噴エンジンの制御装置。
The control device for a gas fuel direct injection engine according to claim 1 ,
The engine is a reciprocating engine in which a piston reciprocates in a cylinder.
The fuel injection valve is disposed at the center of the ceiling of the combustion chamber and injects at least the gaseous fuel from the center of the cylinder toward the entire periphery thereof when viewed from the center axis direction of the cylinder. Switchable between a first injection mode and a second injection mode in which the gaseous fuel is injected from the center of the cylinder toward the spark plug,
The control means is configured to control the fuel injection valve so that the gaseous fuel is injected in the second injection mode when the cranking fuel injection control is executed. A control device for a direct injection fuel gas engine.
JP2016051319A 2016-03-15 2016-03-15 Control device for gas fuel direct injection engine Expired - Fee Related JP6327272B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016051319A JP6327272B2 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Control device for gas fuel direct injection engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016051319A JP6327272B2 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Control device for gas fuel direct injection engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017166386A JP2017166386A (en) 2017-09-21
JP6327272B2 true JP6327272B2 (en) 2018-05-23

Family

ID=59913045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016051319A Expired - Fee Related JP6327272B2 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Control device for gas fuel direct injection engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6327272B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2570461A (en) * 2018-01-24 2019-07-31 Eht P And L Ltd Improved efficiency in combustion engines
CN109026374A (en) * 2018-07-25 2018-12-18 福州大学 Natural gas Diesel Dual-Fuel Engine and control method based on excess air coefficient
CN113339128B (en) * 2021-07-20 2022-05-17 湖南大学 Power self-adaptive control device of multi-airspace hydrogen-oxygen rotor engine
WO2023228570A1 (en) * 2022-05-24 2023-11-30 ヤマハ発動機株式会社 Hydrogen engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05321764A (en) * 1992-05-18 1993-12-07 Mazda Motor Corp Fuel supplying device of gas fuel engine
JP2006299853A (en) * 2005-04-18 2006-11-02 Mazda Motor Corp Fuel pressure control device for engine
JP6020114B2 (en) * 2012-12-11 2016-11-02 マツダ株式会社 Control device for hybrid vehicle
JP2015137579A (en) * 2014-01-22 2015-07-30 株式会社デンソー Control device of internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017166386A (en) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6327272B2 (en) Control device for gas fuel direct injection engine
JP6020114B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP6319239B2 (en) Control device for gaseous fuel engine
JP6361611B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP6344346B2 (en) Stop controller for direct injection engine
JP6079793B2 (en) Multi-fuel engine fuel control system
JP6288131B2 (en) Control device for gaseous fuel engine
JP6256434B2 (en) Engine control device for series hybrid vehicles
JP6269519B2 (en) Multi-fuel engine fuel control system
JP6354687B2 (en) Vehicle control device
JP5979070B2 (en) Engine control device for hybrid vehicle
JP6160490B2 (en) Hybrid car
JP6288017B2 (en) Multi-cylinder engine control device for hybrid vehicle
JP5907052B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP6354711B2 (en) Engine control device for series hybrid vehicles
JP6225841B2 (en) Multi-fuel engine fuel injection control system
JP6332178B2 (en) Control device for gaseous fuel engine
JP6281589B2 (en) Control device for multi-ignition engine
JP6183384B2 (en) Multi-fuel engine fuel control system
JP6287983B2 (en) Multi-fuel engine control system
JP6225840B2 (en) Fuel injection control device for gaseous fuel engine
JP6119770B2 (en) Multi-fuel engine fuel control system
JP6135681B2 (en) Multi-fuel engine control system
JP6036248B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP6183389B2 (en) Fuel control device for turbocharged engine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180301

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180320

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180402

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6327272

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees