JP6332178B2

JP6332178B2 - 気体燃料エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP6332178B2
Application number: JP2015140817A
Authority: JP
Inventors: 裕志藤川; 一保堂園
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-07-14
Filing date: 2015-07-14
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2035-07-14
Also published as: JP2017020467A

Description

本発明は、気体燃料エンジンの制御装置に関する技術分野に属する。

従来より、エンジンと、該エンジンにより駆動されて発電する発電機と、該発電機による発電電力が充電されるバッテリとを備えた車両（特にシリーズ式のハイブリッド車両）が知られている。シリーズ式のハイブリッド車両では、発電要求がなされた場合、エンジンが始動されて、該エンジンにより発電機が駆動されることで、発電機による発電が行われ、この発電電力がバッテリに充電されたり走行用モータに供給されたりすることになる。

上記のような車両には、上記エンジンの冷却水を熱源として利用して該車両の車室内を暖房する暖房装置（空調装置）が設けられていることが多い。そして、エンジンの停止中において、車両の乗員の暖房要求があるときに、エンジンの冷却水の温度が低いと、エンジンが始動されて、エンジンの冷却水の温度を上昇させるようにする。このとき、エンジンの冷却水の温度を早期に上昇させることが望まれる。

ここで、例えば特許文献１には、圧縮機をガスエンジンによって駆動し、暖房運転時には、該ガスエンジンの排気ガスを液冷媒の加熱源として利用するガスヒートポンプ式空気調和機において、暖房運転起動時の暖機運転において、ガスエンジンを定格回転数よりも高い回転数で回転させることで、暖房運転起動から室内に温風を吹き出させるまでの時間を短縮するようにしている。

特開２００９−２１０１５９号公報

上記のような車両において、該車両の乗員の暖房要求があるときに、エンジンの冷却水の温度を早期に上昇させるために、特許文献１と同様に、エンジンの回転数を高くすることが考えられる。

ところが、上記バッテリの充電制限がなされているときには、単純にエンジンの回転数を高くすることはできず、エンジン出力を低下させる必要がある。すなわち、上記バッテリの温度が所定範囲（例えば−１０℃〜６０℃）内にない場合や、バッテリの残存容量（ＳＯＣ）がかなり多い（例えば８０％よりも多い）場合には、バッテリに対する最大充電可能電力が低くなり、この場合、バッテリの早期劣化を抑制する観点から、バッテリに対する充電電力を、その低い値の最大充電可能電力以下に制限する充電制限がなされる。このとき、エンジン出力（つまり発電電力）を、バッテリの制限された充電電力に対応して制限する必要がある。

そこで、例えばスロットル弁の開度を小さくして、エンジン出力を低下させることが考えられる。しかしながら、スロットル弁の開度を小さくすると、ポンピングロスが増大する等といった問題が生じる。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの冷却水の温度が所定温度よりも低いときであって、バッテリの充電制限がありかつ車両の乗員の暖房要求があるときに、エンジンの回転数を高くしてエンジンの冷却水の温度を早期に上昇させつつ、スロットル弁の開度を調整しなくてもエンジン出力を低くできるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、車両に搭載されかつ燃料として気体を使用する気体燃料エンジンと、該エンジンにより駆動されて発電する発電機と、該発電機による発電電力が充電されるバッテリと、上記車両の乗員の暖房要求により、上記エンジンの冷却水を熱源として利用して上記車両の車室内を暖房する暖房装置とを備えた、気体燃料エンジンの制御装置を対象として、上記エンジンは、該エンジンの燃焼室内に上記燃料を直接噴射する直噴噴射弁と、該エンジンの吸気通路に上記燃料を噴射するポート噴射弁とを有し、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、上記エンジンの作動を制御する制御手段とを更に備え、上記制御手段は、上記エンジン水温検出手段により検出された上記冷却水の温度が所定温度よりも低いときであって、上記バッテリの充電制限がありかつ上記乗員の暖房要求があるときには、エンジン回転数を、上記バッテリの充電制限がないときの上記エンジンの定常運転時のエンジン回転数に比べて高くして上記エンジンを運転するとともに、上記バッテリに対する最大充電可能電力が低いほど、上記直噴噴射弁及び上記ポート噴射弁によるトータル噴射量に対する上記ポート噴射弁による噴射量の体積割合を高くしてエンジン出力を低くするエンジン高回転低出力運転を行うように構成されており、上記燃料は、第１燃料と、該第１燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が低い第２燃料とを含み、上記直噴噴射弁は、上記第１燃料を噴射する第１燃料用直噴噴射弁と、上記第２燃料を噴射する第２燃料用直噴噴射弁とを含み、更に上記制御手段は、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、上記バッテリに対する最大充電可能電力が所定電力以上であるときにおいては、上記直噴噴射弁により燃料を噴射するとともに、該直噴噴射弁からの燃料噴射形態を、上記最大充電可能電力に応じて変更するように構成され、上記直噴噴射弁からの燃料噴射形態は、上記最大充電可能電力が小さい側から順に、上記第２燃料用直噴噴射弁による第２燃料の噴射、上記第１燃料用直噴噴射弁による第１燃料の噴射、及び、上記第１燃料用及び第２燃料用直噴噴射弁による第１及び第２燃料の噴射である、という構成とした。

上記の構成により、エンジンの冷却水の温度が所定温度よりも低いときであって、バッテリの充電制限がありかつ車両の乗員の暖房要求があるときに、エンジン回転数が、バッテリの充電制限がないときの上記エンジンの定常運転時のエンジン回転数に比べて高くなるので、エンジンの冷却水の温度を早期に上昇させることが可能になる。ここで、エンジンの吸気通路にポート噴射弁より気体燃料が噴射された場合、液体燃料が噴射された場合とは異なり、その燃料噴射量に応じて吸気量が減少する。このことから、バッテリに対する最大充電可能電力が低いほど、直噴噴射弁及びポート噴射弁によるトータル燃料噴射量に対するポート噴射弁による燃料噴射量の体積割合を高くして吸気量を減少させることができる。この結果、スロットル弁の開度を調整しなくても、バッテリに対する最大充電可能電力が低いほど、エンジン出力を低くすることができる。

また、バッテリに対する最大充電可能電力が所定電力以上であるときには、ポート噴射弁により燃料を噴射しなくても、バッテリに対する最大充電可能電力に応じて、直噴噴射弁（第１燃料用及び第２燃料用直噴噴射弁）からの噴射形態を変えることで、バッテリに対する最大充電可能電力に対応したエンジン出力にすることができる。

上記気体燃料エンジンの制御装置の一実施形態では、上記ポート噴射弁は、上記第１燃料を噴射する第１燃料用ポート噴射弁と、上記第２燃料を噴射する第２燃料用ポート噴射弁とを含み、上記制御手段は、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、上記バッテリに対する最大充電可能電力が上記所定電力よりも低いときにおいては、該最大充電可能電力が低いほど、上記第１燃料用ポート噴射弁及び上記第２燃料用ポート噴射弁によるトータル燃料噴射量に対する上記第２燃料用ポート噴射弁による燃料噴射量の体積割合を高くするように構成されている。

このことにより、バッテリに対する最大充電可能電力に対応した、より適切なエンジン出力にすることができる。

上記気体燃料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、複数の気筒を有し、上記制御手段は、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、上記複数の気筒のうち一部の気筒に対する燃料供給を停止するように構成されている。

このことにより、複数の気筒のうち一部の気筒に対する燃料供給を停止することで、燃料供給がなされている残りの気筒の負荷を上昇させることが可能になり、この結果、エンジン出力を低くしつつ、上記残りの気筒の燃焼安定性を向上させることができる。

上記気体燃料エンジンの制御装置の更に別の実施形態では、上記乗員の操作により、上記バッテリへの充電モードとして第１モード又は第２モードを選択可能なモード選択スイッチと、上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段とを更に備え、上記制御手段は、上記モード選択スイッチにより上記第１モードが選択されているときには、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されるバッテリの残存容量が所定の下限値になるように、上記エンジンの運転及び停止を行い、上記モード選択スイッチにより上記第２モードが選択されているときには、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されるバッテリの残存容量が、該モード選択スイッチによる第２モードの選択時におけるバッテリの残存容量になるように、上記エンジンの運転及び停止を行い、上記乗員の暖房要求があるときには、上記モード選択スイッチによる選択に関係なく、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されるバッテリの残存容量が所定の上限値になるように、上記エンジンの運転及び停止を行うよう構成されている。

このことで、車両の乗員の暖房要求があるときには、バッテリの残存容量が所定の上限値になるまでは、エンジンが作動し続けることになり、これにより、乗員の暖房要求がある間は、エンジンを出来る限り作動させて、エンジンの冷却水の温度を所定温度以上に維持することができる。

以上説明したように、本発明の気体燃料エンジンの制御装置によると、エンジンの冷却水の温度が所定温度よりも低いときであって、バッテリの充電制限がありかつ車両の乗員の暖房要求があるときには、エンジン回転数を、上記バッテリの充電制限がないときの上記エンジンの定常運転時のエンジン回転数に比べて高くして上記エンジンを運転するとともに、上記バッテリに対する最大充電可能電力が低いほど、直噴噴射弁及びポート噴射弁によるトータル燃料噴射量に対するポート噴射弁による燃料噴射量の体積割合を高くしてエンジン出力を低くするエンジン高回転低出力運転を行うとともに、該エンジン高回転低出力運転を行う際、上記バッテリに対する最大充電可能電力が所定電力以上であるときにおいては、上記直噴噴射弁により燃料を噴射するとともに、該直噴噴射弁（第１燃料用及び第２燃料用直噴噴射弁）からの燃料噴射形態を、上記最大充電可能電力に応じて変更するようにしたことにより、エンジンの冷却水の温度が所定温度よりも低いときであって、バッテリの充電制限がありかつ車両の乗員の暖房要求があるときに、エンジンの回転数を高くしてエンジンの冷却水の温度を早期に上昇させつつ、スロットル弁の開度を調整しなくてもエンジン出力を低くすることができるようになる。また、バッテリに対する最大充電可能電力が所定電力以上であるときには、ポート噴射弁により燃料を噴射しなくても、バッテリに対する最大充電可能電力に応じて、直噴噴射弁（第１燃料用及び第２燃料用直噴噴射弁）からの噴射形態を変えることで、バッテリに対する最大充電可能電力に対応したエンジン出力にすることができる。

本発明の実施形態に係る制御装置により制御される気体燃料エンジンが搭載された車両の概略図である。上記車両の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。バッテリの温度と該バッテリに対する最大充電可能電力との関係を示すグラフである。バッテリのＳＯＣと該バッテリに対する最大充電可能電力との関係を示すグラフである。コントロールユニットによるエンジン制御の処理動作を示すフローチャートである。目標ＳＯＣ設定ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置により制御される気体燃料エンジン１０（以下、エンジン１０という）が搭載された車両１の概略図である。この車両１は、所謂レンジエクステンダーＥＶ車両（シリーズハイブリッド車両であるとも言える）であって、エンジン１０と、該エンジン１０により駆動されて発電する発電機２０と、この発電機２０によって発電された電力が蓄電（充電）される高電圧・大容量のバッテリ３０と、エンジン１０に駆動されることによる発電機２０の発電電力及びバッテリ３０の蓄電電力（放電電力）の両方又はバッテリ３０の放電電力のみで駆動される駆動モータ４０とを備えている。本実施形態では、発電機２０は、モータの機能も有するモータジェネレータであり、モータとしての発電機２０によりエンジン１０を駆動して（クランキングして）、エンジン１０を始動するようになされている。

発電機２０とバッテリ３０との間には、第１インバータ５０が設けられ、バッテリ３０と駆動モータ４０との間には、第２インバータ５１が設けられている。第１インバータ５０と第２インバータ５１とは互いに接続され、その接続ラインにバッテリ３０が接続されている。発電機２０の発電電力は、第１インバータ５０を介してバッテリ３０に供給されるとともに、第１及び第２インバータ５０，５１を介して駆動モータ４０に供給される。バッテリ３０からの放電電力は、第２インバータ５１を介して駆動モータ４０に供給される。

駆動モータ４０は、基本的には、バッテリ３０の放電電力で駆動され、車両１の乗員による車両１の加速要求時等のように、バッテリ３０の放電電力のみでは駆動モータ４０の出力が不足するときには、エンジン１０が始動されて発電機２０の発電電力も駆動モータ４０に供給される。駆動モータ４０の出力は、デファレンシャル装置６０を介して、駆動輪６１（ステアリングホイール６２により操舵される左右の前輪）に伝達され、これにより、車両１が走行する。このことで、駆動モータ４０は、車両駆動用のモータである。

また、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。

バッテリ３０の残存容量（ＳＯＣ）が所定の下限値よりも低くなると、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。但し、このようにされるのは、後述のモード選択スイッチ５７（図２参照）により第１モードが選択されているときである。上記所定の下限値は、バッテリ３０のＳＯＣを該下限値よりも低下させることが好ましくないような値（例えば２０％〜３０％）である。尚、バッテリ３０は、車両１の外部の電源による外部充電も可能になされている。

エンジン１０は、発電機２０を駆動して発電させるために用いられる発電用エンジンである。エンジン１０は、水素タンク７０に貯留されている水素ガス、及び、ＣＮＧタンク７１に貯留されている天然ガス（ＣＮＧ）が、燃料としてそれぞれ供給可能に構成された多種気体燃料エンジンである。天然ガスは、第１燃料に相当し、水素ガスは、第１燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が低い第２燃料に相当する。上記第１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。水素ガスは、第１燃料として挙げた天然ガス、プロパン、ブタンに比べて着火性が高い燃料でもある。

図２に示すように、エンジン１０は、ツインロータ式（２気筒）のロータリピストンエンジンであって、２つの繭状のロータハウジング１１内（気筒内）に形成されるロータ収容室１１ａに、概略三角形状のロータ１２がそれぞれ収容されて構成されている。２つのロータハウジング１１は、３つのサイドハウジング（図示せず）の間に挟み込むようにして該サイドハウジングと一体化されてなり、各ロータハウジング１１とその両側のサイドハウジングとで各ロータ収容室１１ａが形成される。尚、図２では、２つのロータハウジング１１（２つの気筒）を展開した状態で図示しており、２つのロータハウジング１１内の中央部にそれぞれ描いているエキセントリックシャフト１３は、同じものである。

上記各ロータ１２は、その三角形の各頂部に図示しないアペックスシールを有し、これらアペックスシールがロータハウジング１１のトロコイド内周面に摺接しており、このことで、各ロータ１２により各ロータ収容室１１ａ（各気筒）内に３つの作動室（燃焼室に相当）が画成される。そして、各ロータ１２は、該ロータ１２の３つのアペックスシールが各々ロータハウジング１１のトロコイド内周面に当接した状態でエキセントリックシャフト１３の周りを自転しながら、該エキセントリックシャフト１３の軸心の周りに公転するようになっている。ロータ１２が１回転する間に、該ロータ１２の各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータ１２を介して出力軸としてのエキセントリックシャフト１３から出力される。

上記各ロータ収容室１１ａには、吸気行程にある作動室に開口する吸気開口に連通するように吸気通路１４が接続されているとともに、排気行程にある作動室に開口する排気開口に連通するように排気通路１５が接続されている。吸気通路１４は、上流側では１つであるが、下流側では、２つの分岐路に分岐してそれぞれ上記各ロータ収容室１１ａに連通している。吸気通路１４の上記分岐部よりも上流側（後述の排気ターボ過給機８５のコンプレッサ８５ａよりも上流側）には、ステッピングモータ等のスロットル弁アクチュエータ９０により駆動されて吸気通路１４の断面積（弁開度）を調節するスロットル弁１６が配設されている。このスロットル弁１６により、各ロータ収容室１１ａ（吸気行程にある作動室）内への吸気量が調節されることになる。本実施形態における後述のエンジン制御では、スロットル弁１６は全開とされる。

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（特に吸気ポート又はその近傍が好ましい）内にそれぞれ噴射する水素用ポート噴射弁１７Ａ（第２燃料用ポート噴射弁）及びＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ｂ（第１燃料用ポート噴射弁）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。

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、及び、後述のエンジン高回転低出力運転時における始動時及び運転時に使用される（但し、エンジン高回転低出力運転時であっても、後述の如く、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が第１所定電力以上であるときには使用されない）。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、水素用及びＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ａ，１７Ｂより燃料を噴射する。

上記排気通路１５は、上流側では、各ロータ収容室１１ａにそれぞれ連通するように２つ設けられているが、下流側では、１つに合流されている。この排気通路１５の該合流部よりも下流側には、排気ガスを浄化するための低温活性三元触媒８１及びＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が配設されている。低温活性三元触媒８１は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２よりも触媒活性化温度が低い三元触媒であって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２よりも上流側に配設されている。尚、図２において吸気通路１４及び排気通路１５に図示した矢印は、吸気及び排気の流れを示している。

上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２は、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属を含んだ担体に、バリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）等のＮＯｘ吸蔵剤を担持させて構成されていて、エンジン１０の排気ガス中のＮＯｘをリーン空燃比雰囲気下で吸蔵するとともに、該吸蔵したＮＯｘを、リッチ空燃比雰囲気下で放出して、該ＮＯｘを、排気ガス中のＨＣやＣＯと反応させて還元する機能を有する。

上記各ロータハウジング１１（各気筒）には、水素タンク７０からの水素ガスを、ロータ収容室１１ａの圧縮行程にある作動室（燃焼室）内に直接噴射する水素用直噴噴射弁１８Ａ（第２燃料用直噴噴射弁）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１燃料用直噴噴射弁）とが設けられている。各ロータハウジング１１において、ＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂは、２つ設けられていて、これら２つのＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂが、ロータ１２の幅方向（エキセントリックシャフト１３が延びる方向）に並んでいる（図２では、紙面奥側のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂが見えていない）。水素用直噴噴射弁１８Ａ、水素用ポート噴射弁１７Ａ及びＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ｂの数は全て１つである。水素用直噴噴射弁１８Ａ及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂにより水素ガス及び天然ガスを作動室内に直接噴射する場合には、水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率（共に約５０％）でもって作動室内に噴射供給する。尚、断りが無い限り、天然ガスを作動室内に直接噴射する場合、２つのＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂから噴射する。

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。

エンジン１０には、該エンジン１０の各ロータ収容室１１ａにおける吸気行程にある作動室（燃焼室）内への吸気の過給を行う排気ターボ過給機８５が設けられている。この排気ターボ過給機８５は、吸気通路１４におけるスロットル弁１６よりも下流側に配設されたコンプレッサ８５ａと、排気通路１５における上記合流部よりも下流側でかつ三元触媒８１よりも上流側に配設されたタービン８５ｂとで構成されている。タービン８５ｂが排気ガス流により回転し、このタービン８５ｂの回転により、該タービン８５ｂと連結されたコンプレッサ８５ａが作動して、吸気通路１４に吸入された空気を圧縮する。この圧縮された空気は、吸気通路１４におけるコンプレッサ８５ａよりも下流側に配設されたインタークーラ８６によって冷却された後、上記各分岐路を介して各ロータ収容室１１ａにおける吸気行程にある作動室内に吸入される。

車両１には、該車両１の乗員の暖房要求により、エンジン冷却水を熱源として利用して車両１の車室内を暖房する暖房装置が設けられている。この暖房装置は、空調装置として組み込まれたものであってもよい。この暖房装置は、車室内へ吹き出される空気とエンジン冷却水との熱交換を行うヒータコアと、車両１の乗員が操作して上記暖房装置を作動させるための暖房スイッチ５５（図２参照）と、車両１の乗員が操作して、上記暖房装置の目標温度を設定するための温度設定スイッチ５６（図２参照）とを有している。

また、車両１には、該車両１の乗員の操作により、バッテリ３０への充電モードとして第１モード又は第２モードを選択可能なモード選択スイッチ５７（図２参照）が設けられている。上記第１モード及び上記第２モードについては後述する。

さらに、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。

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。また、コントロールユニット１００には、暖房スイッチ５５、温度設定スイッチ５６及びモード選択スイッチ５７の操作情報の信号が入力されるようになっている。

発電機２０は、該発電機２０による発電電圧及び発電電流の情報をコントロールユニット１００に送信するようになっており、コントロールユニット１００は、その情報を入力して該情報から発電機２０による発電電力（発電量）を検出する。

駆動モータ４０は、該駆動モータ４０の回転数の情報や、駆動モータ４０による回生発電電圧及び回生発電電流の情報をコントロールユニット１００に送信するようになっており、コントロールユニット１００は、その情報を入力して駆動モータ４０の作動制御に用いる。

そして、コントロールユニット１００は、上記入力信号に基づいて、スロットル弁アクチュエータ９０、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、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。

コントロールユニット１００は、第１及び第２インバータ５０，５１の制御により、エンジン１０が停止した状態でバッテリ３０からの放電電力のみでもって駆動モータ４０を駆動する第１態様と、発電機２０の発電電力でもってバッテリ３０を充電しながら、バッテリ３０からの放電電力でもって駆動モータ４０を駆動する第２態様と、バッテリ３０及び発電機２０の両方からの電力でもって駆動モータ４０を駆動する第３態様とに切換える。この第３態様には、発電機２０の発電電力の全てが駆動モータ４０に供給される場合と、発電機２０の発電電力の一部が駆動モータ４０に供給されながら、残りがバッテリ３０に供給される場合とが含まれる。尚、第２態様の際、駆動モータ４０の駆動を、発電機２０の発電電力のみでもって行うようにしてもよい。

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。このことで、バッテリ電流・電圧センサ１０１及びコントロールユニット１００は、バッテリ３０の残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段を構成することになる。

そして、コントロールユニット１００は、モード選択スイッチ５７により上記第１モードが選択されているときには、上記のようにして検出されるバッテリ３０のＳＯＣが、上記所定の下限値になるように、エンジン１０の運転及び停止を行う（つまり、エンジン１０により駆動される発電機２０による発電電力のバッテリ３０への充電及び該充電の停止を行う）。すなわち、バッテリ３０のＳＯＣが上記所定の下限値以上であるときには、上記第１態様を選択し、バッテリ３０のＳＯＣが上記所定の下限値よりも低いときには、上記第２態様を選択する。このようにモード選択スイッチ５７により上記第１モードが選択されているときには、バッテリ３０のＳＯＣの目標値である目標ＳＯＣが、上記所定の下限値に設定されることになる。尚、バッテリ３０のＳＯＣが上記所定の下限値以上であっても、車両１の所定以上の加速要求があるときのように、アクセル開度センサ１０２及び車速センサ１０３からの信号に基づく駆動モータ４０の要求出力が大きい場合においては、上記第３態様を選択する。

コントロールユニット１００は、モード選択スイッチ５７により上記第２モードが選択されているときには、上記のようにして検出されるバッテリ３０のＳＯＣが、該モード選択スイッチ５７による第２モードの選択時におけるバッテリ３０のＳＯＣ（以下、操作時ＳＯＣという）になるように、エンジン１０の運転及び停止を行う（発電機２０による発電電力のバッテリ３０への充電及び該充電の停止を行う）。すなわち、バッテリ３０のＳＯＣが上記操作時ＳＯＣ以上であるときには、上記第１態様を選択し、バッテリ３０のＳＯＣが上記操作時ＳＯＣよりも低いときには、上記第２態様を選択する。このようにモード選択スイッチ５７により上記第２モードが選択されているときには、目標ＳＯＣが、上記操作時ＳＯＣに設定されることになる。このときも、駆動モータ４０の要求出力が大きい場合においては、上記第３態様を選択する。

コントロールユニット１００は、上記暖房スイッチ５５による乗員の暖房要求が有るときには、モード選択スイッチ５７による選択に関係なく、上記のようにして検出されるバッテリの残存容量が所定の上限値になるように、エンジン１０の運転及び停止を行う（発電機２０による発電電力のバッテリ３０への充電及び該充電の停止を行う）。すなわち、バッテリ３０のＳＯＣが上記所定の上限値以上であるときには、上記第１態様を選択し、バッテリ３０のＳＯＣが上記所定の上限値よりも低いときには、上記第２態様を選択する。このように暖房スイッチ５５による乗員の暖房要求が有るときには、目標ＳＯＣが上記所定の上限値に設定されることになる。この所定の上限値は、上記所定の下限値よりも高い値であって、バッテリ３０のＳＯＣを該上限値よりも高くすることが好ましくないような値（例えば８０％〜９０％）である。このことから、暖房スイッチ５５による乗員の暖房要求があるときには、実質的に常に上記第２態様が選択されて（駆動モータ４０の要求出力が大きい場合には、上記第３態様が選択される）、実質的に常にエンジン１０が作動した状態になる。尚、暖房スイッチ５５による乗員の暖房要求が有りかつエンジン水温センサ１０６によるエンジン水温が後述の所定温度よりも低いときに、目標ＳＯＣを上記所定の上限値に設定するようにしてもよい。

タンク圧力センサ１０７による水素タンク７０内の水素ガス残量が、予め設定された第１設定値（０に近い値）以下になった場合や、ＣＮＧタンク７１内の天然ガス残量が、予め設定された第２設定値（０に近い値）以下になった場合等においては、上記第１態様を選択する。

コントロールユニット１００は、エンジン１０が停止した状態にあるときにおいて、駆動モータ４０の要求出力、バッテリ３０のＳＯＣの値、及び、上記のようにして設定された目標ＳＯＣに基づいて、エンジン１０の運転要求の有無を確認し、エンジン１０の運転要求が有るときには、モータとしての発電機２０によりエンジン１０をクランキングしてエンジン１０を始動させ、その始動後に発電機２０に発電を行わせるべくエンジン１０を運転する。

コントロールユニット１００は、後述のようなバッテリ３０の充電制限がないときのエンジン１０の運転時であるエンジン通常運転時（ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２からのＮＯｘ放出時は除く）には、車両１の所定以上の加速要求がなければ、基本的に、予め設定された設定回転数でもって定常運転し、この定常運転時のエンジン回転数（上記設定回転数）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。また、定常運転時のエンジン負荷は、後述の所定値よりも大きい中負荷ないし高負荷である。上記エンジン通常運転時において、車両１の所定以上の加速要求時には、２０００ｒｐｍよりも高いエンジン回転数であって、駆動モータ４０の要求出力が大きいほど高い回転数にする。また、車両１の所定以上の加速要求時には、駆動モータ４０の要求出力に応じた目標過給圧に設定する。さらに、上記エンジン通常運転時には、水素用直噴噴射弁１８Ａ及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂにより水素ガス及び天然ガスを、略同じ体積比率でもって作動室内に直接噴射する（エンジン１０の極冷間時を除く始動時も同様）。尚、エンジン１０は、エンジン通常運転時、後述のエンジン高回転低出力運転時及び充電制限運転時のいずれの運転時においても、基本的にリーン空燃比でもって運転される。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２からのＮＯｘ放出時には、エンジン１０は、リッチ空燃比（例えば、空気過剰率λ＝０．９）でもって運転される。ＮＯｘが放出されるのは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量（これ以上吸蔵することができないレベルよりも僅かに小さい量）よりも多くなったときである。上記ＮＯｘ吸蔵量は、エンジン１０の運転履歴から計算することができ、コントロールユニット１００が、エンジン１０の運転中、その運転状態に基づいてＮＯｘ吸蔵量を積算していく。

ここで、バッテリ３０に対する最大充電可能電力は、図３及び図４に示すように、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、及び、バッテリ３０のＳＯＣで決まっており、バッテリ３０の温度がＴ１（例えば−１０℃）〜Ｔ２（例えば６０℃）の所定範囲内にない場合や、バッテリ３０のＳＯＣが、予め設定された設定容量Ｌ１（例えば８０％）よりも高い場合には、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が、バッテリ３０の温度が上記所定範囲（Ｔ１〜Ｔ２）内にある場合やＳＯＣが上記設定容量Ｌ１以下である場合に比べて低くなり、この場合、バッテリの早期劣化を抑制する観点から、バッテリ３０に対する充電電力を、その低い値の最大充電可能電力以下に制限する充電制限がなされる。

上記最大充電可能電力は、バッテリ３０の温度が上記所定範囲の最小値（Ｔ１）よりも低い場合には、バッテリ３０の温度が低いほど低くなり、バッテリ３０の温度が上記所定範囲の最大値（Ｔ２）よりも高い場合には、バッテリ３０の温度が高いほど低くなる。また、上記最大充電可能電力は、バッテリ３０のＳＯＣが上記設定容量Ｌ１よりも高い場合、バッテリ３０のＳＯＣが高いほど低くなる。本実施形態では、このような、バッテリ３０の温度及びＳＯＣとバッテリ３０に対する最大充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いる。

コントロールユニット１００は、エンジン１０の運転による発電機２０の発電電力をバッテリ３０に供給して充電する際（上記第２態様を選択しているとき）、バッテリ３０の充電制限がなされているときには、エンジン負荷を所定値以下の軽負荷にするようにエンジン１０を制御する。すなわち、エンジン出力（つまり発電電力）が、バッテリ３０の制限された充電電力に対応して制限されることになるため、上記エンジン通常運転時における定常運転時のエンジン回転数、又は、回転が不安定にならない最小のエンジン回転数（例えば１５００ｒｐｍ）でエンジン１０を運転しようとすると、エンジン負荷（発電機２０の負荷（発電負荷））を小さくする必要がある。エンジン１０を、上記エンジン通常運転時における定常運転時のエンジン回転数、又は、回転が不安定にならない最小のエンジン回転数で運転して、上記所定値を、そのようなエンジン回転数でもってエンジン１０を運転したときのエンジン出力が、バッテリ３０の制限された充電電力（バッテリ３０の温度が上記所定範囲内にない場合や、バッテリ３０のＳＯＣが上記設定容量Ｌ１よりも高い場合の、バッテリ３０に対する最大充電可能電力）に対応するエンジン出力になるような値に設定する。このときのエンジン１０の運転（但し、後述のようなエンジン高回転低出力運転とする場合を除く）を、充電制限運転という。本実施形態では、この充電制限運転では、バッテリ３０に対する最大充電可能電力の高低に応じた、後述のエンジン高回転低出力運転時と同様の燃料噴射形態とするが、別の燃料噴射形態としてもよい。

コントロールユニット１００は、車両１の所定以上の加速要求がない状態で、エンジン水温センサ１０６によるエンジン水温が所定温度よりも低いときであって、バッテリ３０の充電制限がありかつ暖房スイッチ５５による乗員の暖房要求があるときには、エンジン回転数を、バッテリ３０の充電制限がないときのエンジン１０の定常運転時のエンジン回転数（２０００ｒｐｍ）に比べて高くしてエンジン１０を運転するとともに、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が低いほど、ポート噴射割合を高くしてエンジン出力を低くするエンジン高回転低出力運転を行う。ポート噴射割合は、直噴噴射弁（水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂ）及びポート噴射弁（水素用及びＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ａ，１７Ｂ）によるトータル燃料噴射量に対する該ポート噴射弁による燃料噴射量の体積割合である。すなわち、上記エンジン高回転低出力運転では、上記のように高くしたエンジン回転数（本実施形態では、３０００ｒｐｍ）でもってエンジン１０を運転したときのエンジン出力が、バッテリ３０の制限された充電電力に対応するエンジン出力になるように、ポート噴射割合を調整する。本実施形態では、エンジン１０の吸気通路に気体燃料が噴射されるので、液体燃料が噴射された場合とは異なり、その燃料噴射量が多いほど吸気量が減少することになる。この吸気量の減少に応じてエンジン出力が低くなる。

上記所定温度は、エンジン１０の温間状態に近い温度であり、車両１の車室内を十分に暖房することが可能な温度である。上記所定温度は、一定値であってもよく、温度設定スイッチ５６により設定された温度に応じて変化させる（温度設定スイッチ５６により設定された温度が高いほど上記所定温度を高くする）ようにしてもよい。

本実施形態では、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が第１所定電力よりも低いときに、ポート噴射割合を０％よりも高くして、該最大充電可能電力が低いほどポート噴射割合を高くするが、上記最大充電可能電力が上記第１所定電力以上であるときには、上記直噴噴射弁により燃料を噴射し（ポート噴射割合を０％にし）、後述の如く、該直噴噴射弁からの燃料噴射形態を、上記最大充電可能電力に応じて変更する。また、上記最大充電可能電力が、上記第１所定電力よりも低い値に設定された第２所定電力以下であるときには、ポート噴射割合を１００％にする。

本実施形態では、ポート噴射弁として、水素用及びＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ａ，１７Ｂが設けられており、水素ガスは、天然ガスに対して単位体積当たりの発熱量が低いので、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、ポート噴射割合が０％でなければ、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が低いほど、水素ガスポート噴射割合を高くする。この水素ガスポート噴射割合は、ＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ｂ及び水素用ポート噴射弁１７Ａによるトータル燃料噴射量に対する水素用ポート噴射弁１７Ａによる燃料噴射量の体積割合である。

本実施形態では、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、上記直噴噴射弁及び上記ポート噴射弁からの燃料噴射形態を、上記最大充電可能電力が小さい側から順に、
１）水素用ポート噴射弁１７Ａによる水素ガスの噴射
２）水素用及びＣＮＧポート噴射弁１７Ａ，１７Ｂによる水素ガス及び天然ガスの噴射
３）ＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ｂによる天然ガスの噴射
４）ＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ｂ及びＣＮＧ用直噴噴射弁による天然ガスの噴射
５）ＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ｂ及び２つのＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂによる天然ガスの噴射＋水素用直噴噴射弁１８Ａによる水素ガスの噴射
６）水素用直噴噴射弁１８Ａによる水素ガスの噴射
７）１つのＣＮＧ用噴噴射弁１８Ｂによる天然ガスの噴射
８）１つのＣＮＧ用噴噴射弁１８Ｂによる天然ガスの噴射＋水素用直噴噴射弁１８Ａによる水素ガスの噴射
９）２つのＣＮＧ用噴噴射弁１８Ｂによる天然ガスの噴射
１０）２つのＣＮＧ用噴噴射弁１８Ｂによる天然ガスの噴射＋水素用直噴噴射弁１８Ａによる水素ガスの噴射
１）〜５）の燃料噴射形態は、上記のように、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が上記第１所定電力よりも低いときの燃料噴射形態であり、上記のように、該最大充電可能電力が低いほどポート噴射割合が高くされる。これら燃料噴射形態のうち１）〜３）の燃料噴射形態では、ポート噴射割合が１００％とされる。１）〜３）の燃料噴射形態は、上記のように、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が上記第２所定電力以下であるときの燃料噴射形態である。

また、１）〜５）の燃料噴射形態では、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が低いほど、水素ガスポート噴射割合が高くされる。１）の燃料噴射形態では、水素ガスポート噴射割合が１００％とされ、３）〜５）の燃料噴射形態では、水素ガスポート噴射割合が０％とされる。

６）〜１０）の燃料噴射形態は、上記のように、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が上記第１所定電力以上であるときの燃料噴射形態であり、ポート噴射割合が０％とされる。

本実施形態では、ＣＮＧ用噴噴射弁１８Ｂが２つ設けられているので、９）及び１０）の燃料噴射形態もあるが、水素用及びＣＮＧ用噴噴射弁１８Ｂが共に１つである場合には、直噴噴射弁からの燃料噴射形態は、６）〜８）の燃料噴射形態となる。すなわち、直噴噴射弁からの燃料噴射形態は、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が小さい側から順に、水素用直噴噴射弁１８Ａによる水素ガスの噴射、ＣＮＧ用噴噴射弁１８Ｂによる天然ガスの噴射、及び、水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂによる水素ガス及び天然ガスの噴射となる。

本実施形態では、エンジン１０が２つの気筒を有しているので、コントロールユニット１００は、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、上記２つの気筒のうち一つの気筒に対する燃料供給を停止するように構成されていてもよい。エンジン１０が３つ以上の気筒を有している場合、これら３つ以上の気筒のうち一部の気筒に対する燃料供給を停止するようにしてもよい。これにより、燃料供給がなされている残りの気筒の負荷を上昇させることが可能になり、この結果、エンジン出力を低くしつつ、その残りの気筒の燃焼安定性を向上させることができるようになる。

上記コントロールユニット１００によるエンジン１０の制御動作について、図５のフローチャートに基づいて説明する。

最初のステップＳ１で、各種センサやスイッチ等からの各種入力信号を読み込み、次のステップＳ２で、アクセル開度センサ１０２及び車速センサ１０３からの信号に基づき、駆動モータ４０の要求出力を計算する。

次のステップＳ３では、上記駆動モータ４０の要求出力と、バッテリ３０のＳＯＣと、後述する目標ＳＯＣ設定ルーチンで設定される目標ＳＯＣとに基づき、エンジン１０の運転要求の有無を確認し、次のステップＳ４で、エンジン１０の運転要求が有るか否かを判定する。

上記ステップＳ４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Ｓ４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ５に進んで、暖房スイッチ５５による乗員の暖房要求があるか否かを判定する。

上記ステップＳ５の判定がＮＯであるときには、ステップＳ６に進んで、バッテリ３０の充電制限が有るか否かを判定する。このステップＳ６の判定がＮＯであるときには、ステップＳ７に進んで、上記エンジン通常運転を行い、しかる後にステップＳ１２に進む。尚、上記ステップＳ４からステップＳ５，Ｓ６（又は、ステップＳ５，Ｓ９，Ｓ６）を経てステップＳ７に進んできた場合には、エンジン１０を始動した後に、上記エンジン通常運転を行う。そのエンジン１０の始動時には、水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂより水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率でもって作動室内に直接噴射し（但し、エンジン１０の極冷間時には、水素用及びＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ａ，１７Ｂより水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率でもって噴射する）、その始動後の上記エンジン通常運転でも、水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂより水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率でもって作動室内に直接噴射する。

上記ステップＳ６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ８に進んで、上記充電制限運転を行い、しかる後にステップＳ１２に進む。尚、上記ステップＳ４からステップＳ５，Ｓ６（又は、ステップＳ５，Ｓ９，Ｓ６）を経てステップＳ８に進んできた場合には、エンジン１０を始動した後に、上記充電制限運転を行う。そのエンジン１０の始動時には、その後の充電制限運転と同様の燃料噴射形態とするが、エンジン１０が始動し易いように、異なる燃料噴射形態としてもよい。

上記ステップＳ５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ９に進んで、エンジン水温が所定温度Ｔｗ０よりも低いか否かを判定する。このステップＳ９の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ６に進む一方、ステップＳ９の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１０に進んで、バッテリ３０の充電制限が有り、かつ、車両１の所定以上の加速要求があるか否かを判定する。

上記ステップＳ１０の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ７に進む一方、ステップＳ１０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１１に進んで、上記エンジン高回転低出力運転を行い、しかる後にステップＳ１２に進む。尚、上記ステップＳ４からステップＳ５，Ｓ９，Ｓ１０を経てステップＳ７に進んできた場合には、上記ステップＳ４からステップＳ５，Ｓ６（又は、ステップＳ５，Ｓ９，Ｓ６）を経てステップＳ７に進んできた場合と同様に、エンジン１０を始動した後に、上記エンジン通常運転を行う。また、上記ステップＳ４からステップＳ５，Ｓ９，Ｓ１０を経てステップＳ１１に進んできた場合には、エンジン１０を始動した後に、上記エンジン高回転低出力運転を行う。そのエンジン１０の始動時には、その後のエンジン高回転低出力運転と同様の燃料噴射形態とするが、エンジン１０が始動し易いように、異なる燃料噴射形態としてもよい。

上記ステップＳ１２では、新たに各種入力信号を読み込んで新たにエンジン要求運転の有無を確認して、エンジン１０の運転要求がなくなったか否かを判定する。このステップＳ１２の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ５に戻る。一方、ステップＳ１２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１３に進んで、エンジン１０を停止し、しかる後にリターンする。

図６は、上記目標ＳＯＣを設定するための目標ＳＯＣ設定ルーチンを示すフローチャートであり、この目標ＳＯＣ設定ルーチンは、図５のエンジン制御の処理動作と並行して実行される。

ステップＳ３１では、各種センサやスイッチ等からの各種入力信号を読み込み、次のステップＳ３２で、暖房スイッチ５５による乗員の暖房要求があるか否かを判定する。

上記ステップＳ３２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３３に進んで、モード選択スイッチ５７により、上記第１モードが選択されているか、又は、上記第２モードが選択されているかを判定する。

上記ステップＳ３３の判定により、上記第１モードが選択されていると判定したときには、ステップＳ３４に進んで、上記目標ＳＯＣを上記所定の下限値に設定し、しかる後にリターンする。

一方、上記ステップＳ３３の判定により、上記第２モードが選択されていると判定したときには、ステップＳ３５に進んで、上記目標ＳＯＣを上記操作時ＳＯＣに設定し、しかる後にリターンする。

上記ステップＳ３２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３６に進んで、上記目標ＳＯＣを上記所定の上限値に設定し、しかる後にリターンする。

したがって、本実施形態では、エンジン水温が上記所定温度よりも低いときであって、バッテリ３０の充電制限がありかつ車両１の乗員の暖房要求があるときには、エンジン回転数を、バッテリ３０の充電制限がないときのエンジン１０の定常運転時のエンジン回転数に比べて高くしてエンジン１０を運転するとともに、バッテリ３０に対する最大充電可能電力が低いほど、直噴噴射弁（水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂ）及びポート噴射弁（水素用及びＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ａ，１７Ｂ）によるトータル燃料噴射量に対する該ポート噴射弁による燃料噴射量の体積割合を高くしてエンジン出力を低くするエンジン高回転低出力運転を行うようにしたことにより、エンジン水温が上記所定温度よりも低いときであって、バッテリ３０の充電制限がありかつ車両１の乗員の暖房要求があるときに、エンジン１０の回転数を高くしてエンジンの冷却水の温度を早期に上昇させつつ、スロットル弁１６の開度を調整しなくてもエンジン出力を低くすることができるようになる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、エンジン１０は、ロータリピストンエンジンには限られず、往復動型エンジンであってもよい。さらに、エンジン１０は、２気筒エンジンには限られず、単気筒エンジンであってもよく、３つ以上の気筒を有する多気筒エンジンであってもよい。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、車両に搭載されかつ燃料として気体を使用する気体燃料エンジンと、該エンジンにより駆動されて発電する発電機と、該発電機による発電電力が充電されるバッテリと、上記車両の乗員の暖房要求により、上記エンジンの冷却水を熱源として利用して上記車両の車室内を暖房する暖房装置とを備えた、気体燃料エンジンの制御装置に有用である。

１車両
１０気体燃料エンジン
１１ロータハウジング（気筒）
１１ａロータ収容室
１２ロータ
１７Ａ水素用ポート噴射弁
１７ＢＣＮＧ用ポート噴射弁
１８Ａ水素用直噴噴射弁
１８ＢＣＮＧ用直噴噴射弁
２０発電機
３０バッテリ
５５暖房スイッチ
５７モード選択スイッチ
１００コントロールユニット（制御手段）（バッテリ残存容量検出手段）
１０１バッテリ電流・電圧センサ１０１（バッテリ残存容量検出手段）
１０６エンジン水温センサ（エンジン水温検出手段）

Claims

車両に搭載されかつ燃料として気体を使用する気体燃料エンジンと、該エンジンにより駆動されて発電する発電機と、該発電機による発電電力が充電されるバッテリと、上記車両の乗員の暖房要求により、上記エンジンの冷却水を熱源として利用して上記車両の車室内を暖房する暖房装置とを備えた、気体燃料エンジンの制御装置であって、
上記エンジンは、該エンジンの燃焼室内に上記燃料を直接噴射する直噴噴射弁と、該エンジンの吸気通路に上記燃料を噴射するポート噴射弁とを有し、
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、
上記エンジンの作動を制御する制御手段とを更に備え、
上記制御手段は、上記エンジン水温検出手段により検出された上記冷却水の温度が所定温度よりも低いときであって、上記バッテリの充電制限がありかつ上記乗員の暖房要求があるときには、エンジン回転数を、上記バッテリの充電制限がないときの上記エンジンの定常運転時のエンジン回転数に比べて高くして上記エンジンを運転するとともに、上記バッテリに対する最大充電可能電力が低いほど、上記直噴噴射弁及び上記ポート噴射弁によるトータル噴射量に対する上記ポート噴射弁による噴射量の体積割合を高くしてエンジン出力を低くするエンジン高回転低出力運転を行うように構成されており、
上記燃料は、第１燃料と、該第１燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が低い第２燃料とを含み、
上記直噴噴射弁は、上記第１燃料を噴射する第１燃料用直噴噴射弁と、上記第２燃料を噴射する第２燃料用直噴噴射弁とを含み、
更に上記制御手段は、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、上記バッテリに対する最大充電可能電力が所定電力以上であるときにおいては、上記直噴噴射弁により燃料を噴射するとともに、該直噴噴射弁からの燃料噴射形態を、上記最大充電可能電力に応じて変更するように構成され、
上記直噴噴射弁からの燃料噴射形態は、上記最大充電可能電力が小さい側から順に、上記第２燃料用直噴噴射弁による第２燃料の噴射、上記第１燃料用直噴噴射弁による第１燃料の噴射、及び、上記第１燃料用及び第２燃料用直噴噴射弁による第１及び第２燃料の噴射であることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
請求項１記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
上記ポート噴射弁は、上記第１燃料を噴射する第１燃料用ポート噴射弁と、上記第２燃料を噴射する第２燃料用ポート噴射弁とを含み、
上記制御手段は、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、上記バッテリに対する最大充電可能電力が上記所定電力よりも低いときにおいては、該最大充電可能電力が低いほど、上記第１燃料用ポート噴射弁及び上記第２燃料用ポート噴射弁によるトータル燃料噴射量に対する上記第２燃料用ポート噴射弁による燃料噴射量の体積割合を高くするように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
請求項１又は２記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
上記エンジンは、複数の気筒を有し、
上記制御手段は、上記エンジン高回転低出力運転を行う際、上記複数の気筒のうち一部の気筒に対する燃料供給を停止するように構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。
請求項１〜３のいずれか１つに記載の気体燃料エンジンの制御装置において、
上記乗員の操作により、上記バッテリへの充電モードとして第１モード又は第２モードを選択可能なモード選択スイッチと、
上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段とを更に備え、
上記制御手段は、上記モード選択スイッチにより上記第１モードが選択されているときには、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されるバッテリの残存容量が所定の下限値になるように、上記エンジンの運転及び停止を行い、上記モード選択スイッチにより上記第２モードが選択されているときには、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されるバッテリの残存容量が、該モード選択スイッチによる第２モードの選択時におけるバッテリの残存容量になるように、上記エンジンの運転及び停止を行い、上記乗員の暖房要求があるときには、上記モード選択スイッチによる選択に関係なく、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されるバッテリの残存容量が所定の上限値になるように、上記エンジンの運転及び停止を行うよう構成されていることを特徴とする気体燃料エンジンの制御装置。