(57)【要約】【課題】エンジンの始動性能と燃費性能に優れるバイフューエル車両を提供する。【解決手段】異なる２つの燃料（Ｆ１、Ｆ２）を使用可能な内燃機関（１１）と、所定の自動停止条件が成立した場合に内燃機関を自動停止させ、内燃機関の自動停止状態で所定の再始動条件が成立した場合に内燃機関を再始動させる制御部（１２）と、充電可能であり、内燃機関を始動させる始動装置（５０）に電力を供給するバッテリ（１３）と、を備えたバイフューエル車両（１０）であって、制御部は、バッテリの状態に基づいて、内燃機関の再始動で使用する燃料を選択する再始動制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２つの燃料を使用可能な内燃機関と、
所定の自動停止条件が成立した場合に前記内燃機関を自動停止させ、前記内燃機関の自動停止状態で所定の再始動条件が成立した場合に前記内燃機関を再始動させる制御部と、
前記内燃機関を始動させる始動装置に電力を供給する、充電可能なバッテリと、
を備えたバイフューエル車両であって、
前記制御部は、前記バッテリの状態に基づいて、前記内燃機関の再始動で使用する燃料を選択する再始動制御を行うことを特徴とするバイフューエル車両。
【請求項２】
前記２つの燃料は、始動性能が相対的に高い第１燃料と、燃費性能が相対的に高い第２燃料であることを特徴とする請求項１に記載のバイフューエル車両。
【請求項３】
前記第１燃料はガソリンであり、前記第２燃料は圧縮天然ガスであることを特徴とする請求項２に記載のバイフューエル車両。
【請求項４】
前記制御部は、前記バッテリの充電量が所定の値よりも小さい場合に、前記第１燃料を使用して前記内燃機関の再始動を行い、
前記バッテリの充電量が前記所定の値よりも大きい場合に、前記第２燃料を使用して前記内燃機関の再始動を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載のバイフューエル車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記バッテリが所定の劣化度に達している場合に、前記第１燃料を使用して前記内燃機関の再始動を行い、
前記バッテリが前記所定の劣化度に達していない場合に、前記第２燃料を使用して前記内燃機関の再始動を行うことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のバイフューエル車両。
【請求項６】
前記制御部は、前記内燃機関の自動停止状態で、
前記始動装置以外の電気負荷の使用電力量が所定の値よりも大きい場合に、前記第１燃料を使用して前記内燃機関の再始動を行い、
前記始動装置以外の電気負荷の使用電力量が前記所定の値よりも小さい場合に、前記第２燃料を使用して前記内燃機関の再始動を行うことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のバイフューエル車両。
【請求項７】
前記所定の再始動条件として、前記バッテリの充電量が再始動閾値を下回ることによるバッテリ再始動条件を含み、
前記制御部は、前記バッテリ再始動条件が成立した場合にのみ、前記内燃機関の再始動で使用する燃料を選択する前記再始動制御を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のバイフューエル車両。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１燃料を使用して前記内燃機関を再始動する場合に、前記第２燃料を使用して前記内燃機関を再始動する場合よりも、前記再始動閾値を低く設定することを特徴とする請求項２から６のいずれか１項を引用する請求項７に記載のバイフューエル車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２種類の燃料を切り替えて走行するバイフューエル車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイフューエル車両は、ガソリンと圧縮天然ガス（Compressed  Natural  Gas：以下、ＣＮＧとする）のように、異なる燃料を切り替えて内燃機関に供給して走行する。例えば、ＣＮＧはガソリンに比べて、燃費性能が高く、排ガス中の有害物質（窒素酸化物、二酸化炭素、硫黄酸化物など）の量が少ない、という特性を有する。そのため、ガソリンとＣＮＧを使用するバイフューエル車両では、ガソリンの消費低減による燃費向上や排ガス性能向上といった効果を見込める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１１６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるアイドリングストップ機能を備えた車両が増えている。アイドリングストップ機能を備える車両では、停止状態からのエンジンの再始動を行う機会が多くなる。そのため、エンジン始動用のスタータや、スタータに電力を供給するバッテリの負担が大きくなる傾向にある。
【０００５】
バイフューエル車両に特有の課題として、燃料ごとに始動性能などの特性が異なっており、始動性能の低い燃料でエンジンを始動させると、長時間のクランキングを要してスタータやバッテリに大きな負担がかかる場合がある。例えば、ＣＮＧは、ガソリンに比して始動性能が低いので、バッテリやスタータの状態によっては、始動時の燃料として適さない可能性がある。一方、燃費性能や排ガス性能に優れるＣＮＧをできる限り有効に使いたいという要求もある。特に、始動性能が高いガソリンを常に再始動時に選択すると、燃費性能において不利になってしまう。
【０００６】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の始動性能と燃費性能に優れるバイフューエル車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、異なる２つの燃料を使用可能な内燃機関と、所定の自動停止条件が成立した場合に内燃機関を自動停止させ、内燃機関の停止状態で所定の再始動条件が成立した場合に内燃機関を再始動させる制御部と、充電可能であり、内燃機関を始動させる始動装置に電力を供給するバッテリと、を備えたバイフューエル車両であって、制御部は、バッテリの状態に基づいて、内燃機関の再始動で使用する燃料を選択する再始動制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、バッテリの状態に基づいて、内燃機関の再始動で使用する燃料を適宜選択することによって、内燃機関の始動性能と燃費性能に優れるバイフューエル車両を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態のバイフューエル車両の構成図である。
【図２】本実施の形態のバイフューエル車両の再始動制御を示すフローチャートである。
【図３】本実施の形態のバイフューエル車両の再始動制御の変形例を示すフローチャートである。
【図４】燃料ごとの再始動閾値の違いを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態に係るバイフューエル車両の構成要素について説明する。図１は、説明の便宜上、本開示の技術を説明するために簡略化したものであり、車両が通常備える構成については図示されていなくても備えているものとする。
【００１１】
本実施の形態のバイフューエル車両１０は、燃料特性の異なる第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２を切り替えて内燃機関であるエンジン１１に供給して、エンジン１１を駆動させるものである。エンジン１１及び関連機器を制御する制御部として、エンジンＥＣＵ（Electrical  Control  Unit）１２を備える。バイフューエル車両１０の電装系に電力を供給する電源として、バッテリ１３を備える。
【００１２】
第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２は、エンジン１１を始動させる際の始動性能が異なり、第１燃料Ｆ１の方が第２燃料Ｆ２に比してエンジン始動性能が高い。本実施の形態では、第１燃料Ｆ１として液体のガソリン燃料を使用し、第２燃料Ｆ２として気体のＣＮＧ（圧縮天然ガス）燃料を使用する。始動性能以外の燃料特性として、第２燃料Ｆ２（ＣＮＧ）は、第１燃料Ｆ１（ガソリン）に比して、燃費性能に優れ、燃焼後の排ガス中の有害物質の量が少ない（排ガス性能が高い）。バイフューエル車両１０は、これら２種類の燃料Ｆ１、Ｆ２をエンジン１１に供給する２系統の燃料供給系を備えている。
【００１３】
第１燃料Ｆ１に関する燃料供給系として、第１燃料タンク２０、第１燃料管路２１、フューエルポンプ２２、ポンプモータ２３、第１インジェクタ２４を有する。第１燃料タンク２０内には、液体の第１燃料Ｆ１（ガソリン）が貯留される。第１燃料管路２１は、第１燃料Ｆ１を第１燃料タンク２０から第１インジェクタ２４まで搬送する管路である。フューエルポンプ２２はポンプモータ２３によって駆動されるポンプであり、フューエルポンプ２２によって、第１燃料Ｆ１が第１燃料管路２１内を第１インジェクタ２４まで圧送される。第１インジェクタ２４は、エンジン１１の吸気ポート（不図示）又は燃焼室（不図示）内に第１燃料Ｆ１を噴射する。第１インジェクタ２４から噴射された第１燃料Ｆ１は、図示を省略する吸気系からエンジン１１に取り込まれた空気と混ざって混合気を生成する。
【００１４】
第２燃料Ｆ２に関する燃料供給系として、第２燃料タンク２５、第２燃料管路２６、電磁弁２７、第２インジェクタ２８を有する。第２燃料タンク２５内には、気体の第２燃料Ｆ２（ＣＮＧ）が高圧状態で貯留される。第２燃料管路２６は、第２燃料Ｆ２を第２燃料タンク２５から第２インジェクタ２８まで搬送する管路である。電磁弁２７は常閉型の電磁弁であり、閉じた状態では、第２インジェクタ２８側への第２燃料Ｆ２の送出を遮断する。通電によって電磁弁２７を開放すると、第２燃料Ｆ２が第２燃料管路２６を経て第２インジェクタ２８まで送られる。なお、エンジン１１側の燃料要求圧力が第２燃料タンク２５の充填圧力よりも低いため、第２燃料タンク２５内の高圧の第２燃料Ｆ２はレギュレータ（不図示）によって減圧された後、第２インジェクタ２８に供給される。第２インジェクタ２８は、エンジン１１の吸気ポート（不図示）又は燃焼室（不図示）内に第２燃料Ｆ２を噴射する。第２インジェクタ２８から噴射された第２燃料Ｆ２は、吸気系からエンジン１１に取り込まれた空気と混ざって混合気を生成する。
【００１５】
バイフューエル車両１０を運転する乗員が使用燃料選択スイッチ１４を操作して、第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２のいずれをエンジン１１に供給するかを選択することができる。また、乗員の操作によらずにエンジンＥＣＵ１２からの制御によって、エンジン１１に供給する燃料を自動的に選択することも可能である。選択された燃料を消費して、エンジン１１の始動及びバイフューエル車両１０の走行が行われる。手動選択と自動選択のいずれの場合も、上記２つの燃料供給系をエンジンＥＣＵ１２が制御して、選択された燃料をエンジン１１に供給する。具体的には、第１燃料Ｆ１の使用が選択された場合の燃料供給では、エンジンＥＣＵ１２からポンプモータ２３に駆動信号が送られてフューエルポンプ２２を駆動させると共に、エンジンＥＣＵ１２によって第１インジェクタ２４からの第１燃料Ｆ１の噴射時期と噴射量が制御される。第２燃料Ｆ２の使用が選択された場合の燃料供給では、エンジンＥＣＵ１２から電磁弁２７に信号が送られて電磁弁２７を開放させると共に、エンジンＥＣＵ１２によって第２インジェクタ２８からの第２燃料Ｆ２の噴射時期と噴射量が制御される。
【００１６】
エンジン１１は、燃焼室内に点火プラグ３０を備えている。エンジンＥＣＵ１２が点火プラグ３０の点火時期を制御し、点火プラグ３０の点火によって燃焼室内の混合気に着火して燃焼させる。混合気の燃焼により、エンジン１１のシリンダ（不図示）内でピストン（不図示）が往復移動し、ピストンの往復運動がクランク軸３１の回転運動に変換される。
【００１７】
クランク軸３１の回転は変速機３２に伝達される。クランク軸３１と変速機３２の間には、接続状態と切断状態に動作可能なクラッチ３３が設けられており、クラッチ３３の接続状態でクランク軸３１から変速機３２への回転力伝達が行われる。変速機３２は、クランク軸３１から伝達された回転を変速してドライブシャフト３４に伝達し、ドライブシャフト３４に接続する駆動輪３５が回転してバイフューエル車両１０が走行する。
【００１８】
ドライブシャフト３４や駆動輪３５など、変速機３２以降の回転部分の回転速度が、車速センサ３７によって検出される。車速センサ３７による検出値はエンジンＥＣＵ１２に送信され、車速センサ３７の検出値に基づいてバイフューエル車両１０の車速が算出される。エンジン１１を冷却する冷却系（不図示）を備え、冷却系の冷却水の温度が水温センサ３８によって測定されて、測定値がエンジンＥＣＵ１２に送信される。車速センサ３７や水温センサ３８などによって、エンジンＥＣＵ１２は、バイフューエル車両１０の走行状態やエンジン１１の駆動状態などの車両情報を判定する。
【００１９】
本実施の形態のバイフューエル車両１０は、手動操作によって変速機３２の変速段を切り替えるマニュアルトランスミッション（ＭＴ）車である。アクセルペダル４０、クラッチペダル４１、ブレーキペダル４２、チェンジレバー４３を介して、バイフューエル車両１０の走行に関する乗員の操作が入力される。また、図示を省略するが、車輪を操舵させる手段としてハンドルを備えている。
【００２０】
アクセルペダル４０の操作によって、エンジン１１の出力要求が発生する。乗員によるアクセルペダル４０の操作量（アクセル開度）が、アクセル開度センサ４４によって検出される。アクセル開度センサ４４で検出されるアクセル開度に基づく出力要求の大きさに応じて、エンジンＥＣＵ１２が、第１インジェクタ２４や第２インジェクタ２８からの燃料の噴射時期及び噴射量、点火プラグ３０の点火時期、吸気系で取り込む空気量などを制御して、エンジン１１を駆動させる。
【００２１】
クラッチペダル４１の操作によって、クラッチ３３の接続状態が変更される。クラッチペダル４１を踏み込まない非操作状態ではクラッチ３３が接続しており、乗員がクラッチペダル４１を踏み込み操作するとクラッチ３３の接続が解除される。クラッチペダル４１の操作量（クラッチストローク）がクラッチストロークセンサ４５によって検出される。クラッチストロークセンサ４５による検出信号に基づいて、エンジンＥＣＵ１２においてクラッチ３３の接続状態が識別される。
【００２２】
ブレーキペダル４２の操作によって、ブレーキ機構３６による制動動作が行われる。乗員がブレーキペダル４２を踏み込み操作すると、踏力がブレーキ倍力装置（不図示）によって増幅されてブレーキ機構３６に伝達される。すると、ブレーキ機構３６は、機械的な摩擦接触によって車輪の回転を減速させて、バイフューエル車両１０の速度を低下させる。ブレーキペダル４２の操作量（ブレーキストローク）は、ブレーキストロークセンサ４６によって検出される。
【００２３】
チェンジレバー４３の操作によって、変速機３２の変速段の選択が行われる。チェンジレバー４３は、変速機３２における複数の変速段のいずれも選択しないニュートラル位置を有しており、ニュートラル位置では変速機３２からドライブシャフト３４への動力伝達が行われない。チェンジレバー４３をニュートラル位置から操作して変速段を選択すると、シフト装置（不図示）を介して変速機３２が動作して、対応した変速段に切り替わる。チェンジレバー４３で選択しているシフト位置やニュートラル位置は、シフトセンサ４７によって検出される。
【００２４】
停止状態のエンジン１１は、電動のエンジン始動装置であるスタータ５０によって初期回転を与えられて始動する。スタータ５０は、バッテリ１３からの電力供給によって駆動されるモータ（不図示）を備えており、エンジンＥＣＵ１２から始動信号がスタータ５０に入力されると、モータによって回転軸（不図示）を回転させる。スタータ５０の回転軸の回転がギヤ類を介してクランク軸３１に伝達され、クランク軸３１の回転開始によってエンジン１１が始動する。
【００２５】
バッテリ１３は充電可能な二次電池である。本実施の形態では、バッテリ１３として鉛蓄電池を用いている。クランク軸３１の回転動力を利用して発電を行う発電機５１（オルタネータ）を備え、発電機５１で発電した電力によってバッテリ１３が充電される。バッテリ１３に入出力される電流を検出する電流センサ５２、バッテリ１３の端子間電圧を検出する電圧センサ５３、バッテリ１３の温度を検出する温度センサ５４が設けられている。各センサ５２、５３及び５４からの信号がエンジンＥＣＵ１２に送信され、バッテリ１３の状態の算出や判定が行われる。バッテリ１３の状態を示す具体的な情報として、充電率（State  Of  Charge:ＳＯＣ）、放電積算量、放電深度（Depth  Of  Discharge：ＤＯＤ）、劣化度（State  Of  Health:ＳＯＨ）、などをエンジンＥＣＵ１２が算出可能である。充電率（ＳＯＣ）は、バッテリ１３が完全充電された状態から放電量を差し引いた残容量である。ＳＯＨを指標とした劣化度は、バッテリ１３の新品状態を１００％とし、充放電や経時によって徐々に劣化が進行する。
【００２６】
バッテリ１３は、上述したポンプモータ２３、電磁弁２７、点火プラグ３０、スタータ５０などに動作用の電力を供給する。これらのエンジン１１駆動に関わる電気部品以外に、バイフューエル車両１０はバッテリ１３からの電力供給を受ける電気負荷５５を備えている。電気負荷５５は、電力を消費する電装系全般の構成部品群であり、例えば、空調装置、カーナビゲーションシステム、ヘッドライト、その他の各種補機類などが含まれる。エンジンＥＣＵ１２は、各種電気負荷５５の使用状態やバイフューエル車両１０の状態に基づいて変化する電力量を、電流センサ５２によって計測する。
【００２７】
エンジンＥＣＵ１２は、エンジン１１の運転中に所定の自動停止条件（アイドリングストップ条件）が満たされた場合に、エンジン１１を自動停止してアイドリングストップ状態にさせる。アクセル開度センサ４４、クラッチストロークセンサ４５、ブレーキストロークセンサ４６などによって得られる乗員の操作情報や、車速センサ３７、水温センサ３８などによって得られる車両情報などに基づいて、自動停止条件の成立が判定される。例えば、車速が所定車速以下であること、乗員がハンドル（不図示）の操作を行っていないこと、ブレーキペダル４２が踏み込まれていること、チェンジレバー４３がニュートラル位置であること、クラッチペダル４１が踏み込まれていないこと、アクセル開度が所定開度以下であること、という条件を全て満たすと、自動停止条件が成立したと判定されて、エンジンＥＣＵ１２の制御によってエンジン１１が自動的に停止される。
【００２８】
また、アイドリングストップ中に所定の再始動条件が満たされた場合に、エンジンＥＣＵ１２はエンジン１１の再始動を行わせる。再始動条件は、上述した乗員の操作情報や車両情報などに加えて、バッテリ１３の状態も成立判定の要素に含まれる。例えば、チェンジレバー４３がニュートラル位置である状態において、ハンドル操作を行ったこと、クラッチペダル４１が踏み込まれたこと、ブレーキペダル４２の踏み込みが行われていないこと、エンジン１１の自動停止から所定時間が経過したこと、バッテリ１３の放電が所定以上進んだこと、などのうちいずれかの条件を満たすと、エンジンＥＣＵ１２の制御によってエンジン１１が自動的に再始動される。バッテリ１３の状態を再始動条件に含むのは、エンジン１１の停止時には発電機５１による発電が行われないので、バッテリ１３の過放電を防ぐためである。
【００２９】
なお、以上に例示したアイドリングストップに関する自動停止条件及び再始動条件は、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）車の場合の一例であり、各条件の詳細は上記の例に限定されるものではない。
【００３０】
ところで、上述したように、バイフューエル車両１０で選択して使用される燃料のうち、第２燃料Ｆ２は、第１燃料Ｆ１よりもエンジン１１を始動させにくいという特性がある。そのため、エンジン１１に供給する燃料として第２燃料Ｆ２が選択された状態でエンジン１１を始動する場合、長時間のクランキングによるバッテリ１３の電流放電の増大やスタータ５０の消耗が生じる可能性がある。特に、アイドリングストップのように、エンジン１１の自動停止と再始動がある程度高頻度に行われる場合に、この問題が顕著になる。本実施の形態のバイフューエル車両１０は、エンジン１１の停止中におけるバッテリ１３の状態に応じて、適切な燃料を選択してエンジン１１の再始動を行わせる。エンジン１１を始動する際の燃料選択の条件や制御について以下に説明する。
【００３１】
バッテリ状態に関する第１の選択基準として、バッテリ１３の充電量を参照する。以下では、バッテリ１３の充電量の指標として、残容量を示す充電率（ＳＯＣ）を用いる場合を例として説明を進める。スタータ５０によるクランキングの際には、バッテリ１３が瞬間的に大きな電流を供給する必要があり、バッテリ１３において短時間の電圧降下が生じる。このとき、バッテリ１３の充電量が低いほど、エンジン１１の始動時の電圧降下量が大きくなり、スタータ５０の駆動力が低下する。また、充電量が低下した状態で大きな電力を放電させると、バッテリ１３の劣化の進行が早くなる。
【００３２】
そのため、バッテリ１３の充電量が所定値よりも小さい場合には、エンジンＥＣＵ１２は、始動性能の高い第１燃料Ｆ１の使用を選択してエンジン１１を始動させる。第１燃料Ｆ１を使用することによって、スタータ５０の駆動力が短時間低下した場合でもエンジン１１の始動性能を確保することができる。また、第１燃料Ｆ１の使用によって早期に始動を完了し、クランキングにかかる時間を低減することで、クランキング時のバッテリ１３の放電量を減少させて、バッテリ１３の劣化の進行を抑制できる。
【００３３】
バッテリ１３の充電量が所定値よりも大きい場合には、エンジンＥＣＵ１２は、第２燃料Ｆ２の使用を選択してエンジン１１を始動させる。バッテリ１３の充電量が十分に確保されていれば、スタータ５０を駆動する際の電圧降下量が小さく抑えられ、スタータ５０による駆動力を確保して短時間でのクランキングによってエンジン１１を確実に始動させることができる。そして、第２燃料Ｆ２を使用することによって燃費性能が向上する。
【００３４】
バッテリ状態に関する第２の選択基準として、バッテリ１３の劣化度を参照する。以下では、バッテリ１３の劣化度の指標として、ＳＯＨを用いる場合を例として説明を進める。バッテリ１３の劣化が進行していると、スタータ５０による長時間のクランキングに対応できないなどの問題が生じるおそれがある。従って、バッテリ１３への負担を軽減してそれ以上の劣化を抑制すると共に、スタータ５０の短い駆動時間でエンジン１１を確実に始動させる必要がある。
【００３５】
バッテリ１３の劣化度が所定値よりも小さい（劣化が進んでいる）場合、エンジンＥＣＵ１２は、始動性能の高い第１燃料Ｆ１の使用を選択してエンジン１１を始動させる。第１燃料Ｆ１を使用することによって、短時間で低負荷にスタータ５０によるクランキングが完了する。その結果、クランキング時のバッテリ１３の放電量を減少させて、バッテリ１３の劣化の進行を抑制できる。また、バッテリ１３の劣化の進行を抑制することで、次回以降の始動性能の確保にも寄与する。
【００３６】
バッテリ１３の劣化度が所定値よりも大きい（劣化が進んでいない）場合には、エンジンＥＣＵ１２は、第２燃料Ｆ２の使用を選択してエンジン１１を始動させる。劣化が進行していないバッテリ１３によってスタータ５０に対して十分な電力を供給して、エンジン１１を確実に始動させることができると共に、第２燃料Ｆ２を使用することによって燃費性能が向上する。
【００３７】
バッテリ状態に関する第３の選択基準として、スタータ５０以外の車両の電気負荷５５による使用電力量を参照する。電気負荷５５による使用電力量が高い場合、スタータ５０によるクランキングを行う際に、他の電気負荷５５に電力量を割り振られた分、スタータ５０に供給される電力量が減少して電力不足の傾向が生じる。そして、低電力の状態で駆動されるスタータ５０では、エンジン１１の回転を上昇させてクランキングを完了するまでに長時間を要する。スタータ５０は、長時間駆動させると発熱によりダメージを受けてしまう。また、エンジン１１の再始動後に発電機５１の発電によるバッテリ充電を開始できるまでに、電力使用量の多い電気負荷５５への給電でバッテリ１３の放電がさらに進んでしまい、バッテリ１３の電圧降下や劣化が促進されるおそれがある。
【００３８】
そのため、エンジン１１の停止状態において、バッテリ１３の使用電力量が所定値よりも大きい場合には、エンジンＥＣＵ１２は、始動性能の高い第１燃料Ｆ１の使用を選択してエンジン１１を始動させる。第１燃料Ｆ１の使用によって短時間でクランキングを完了させ、スタータ５０を長時間駆動させることを防止して、スタータ５０の消耗を抑制する。また、スタータ５０の消耗を抑制することで、次回以降の始動性能の確保にも寄与する。また、電気負荷５５による負担が大きくなっているバッテリ１３の劣化を防止できる。
【００３９】
エンジン１１の停止状態において、バッテリ１３の使用電力量が所定値よりも小さい場合には、エンジンＥＣＵ１２は、第２燃料Ｆ２の使用を選択してエンジン１１を始動させる。他の電気負荷５５に過大な電力が割り振られずにスタータ５０に供給する十分な電力量が確保されるので、スタータ５０によってエンジン１１の回転を早期に上昇させてクランキングを完了させることができる。そのため、第２燃料Ｆ２を使用した場合でも、長時間駆動によるスタータ５０のダメージ発生や、バッテリ１３の過放電を防ぐことができる。そして、第２燃料Ｆ２を使用することによって燃費性能が向上する。
【００４０】
なお、スタータ５０や電気負荷５５以外に、第１燃料Ｆ１の供給に関わるポンプモータ２３や、第２燃料Ｆ２の供給に関わる電磁弁２７も、動作時には電力を消費する。気体燃料である第２燃料Ｆ２は、エンジン１１への供給遮断状態で常閉型の電磁弁２７によって第２インジェクタ２８側への送出が遮断されている。そのため、第２燃料Ｆ２を使用燃料としてエンジン１１を始動する場合には、スタータ５０の駆動前に電磁弁２７に通電して開放させて、第２インジェクタ２８まで第２燃料Ｆ２を供給する必要がある。液体燃料である第１燃料Ｆ１は、エンジン１１への供給遮断状態で第１燃料管路２１内に残存しており、第１インジェクタ２４からの初期噴射分が確保できるので、エンジン１１が始動してから燃料使用量に応じてフューエルポンプ２２を駆動させてもよい。そのため、第１燃料Ｆ１を使用燃料としてエンジン１１を始動する場合には、電磁弁２７に比して遅いタイミングでポンプモータ２３を動作させることが可能である。つまり、エンジン１１の始動の最初期段階では、第２燃料Ｆ２用の燃料供給系よりも第１燃料Ｆ１用の燃料供給系の方が、電力消費量を抑制しやすい。この燃料供給系における最初期の電力消費量の差を、上記の各選択基準に加味して、使用する燃料を設定することができる。
【００４１】
続いて、図２のフローチャートを参照して、本実施の形態のエンジン再始動制御の流れについて説明する。以下の制御内容は、所定時間で繰り返し実行される。
【００４２】
ステップＳ１−１でアイドリングストップ状態であるかを判定する。上述した自動停止条件を満たしてアイドリングストップ状態になっている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１−２に進む。アイドリングストップ状態になっていない場合（ＮＯ）、エンジン１１の再始動要求が生じないので制御フローから抜ける。
【００４３】
ステップＳ１−２で、バッテリ１３の充電量が所定値よりも小さいかを判定する。先にバッテリ状態に関する第１の選択基準として説明したように、バッテリ１３の充電量が低いと、スタータ５０を駆動させる際の電圧降下量が大きくなり、始動用の駆動力不足になるおそれがある。また、充電量が低下した状態での大きな電力の放電は、バッテリ１３の劣化を大幅に進めてしまう。このような弊害が発生する可能性をステップＳ１−２で判定し、バッテリ１３の充電量が所定値よりも小さい場合（ＹＥＳ）、充電量不足と判定してステップＳ１−３に進む。バッテリ１３の充電量が所定値よりも大きく充電量が十分であると判定された場合（ＮＯ）、ステップＳ１−７に進む。
【００４４】
ステップＳ１−３では、アイドリングストップ中の電気負荷５５での使用電力量が所定値よりも大きいかを判定する。先にバッテリ状態に関する第３の選択基準として説明したように、電気負荷５５の使用電力量が大きいと、スタータ５０への供給電力量が減少して長時間のクランキングが必要となり、スタータ５０に過大な負担がかかる。また、エンジン１１の再始動後に発電機５１の発電による充電を開始できるまでに、バッテリ１３の放電が進みすぎるおそれがある。このような弊害が発生する可能性をステップＳ１−３で判定し、電気負荷５５の使用電力量が所定値よりも大きい場合（ＹＥＳ）、スタータ５０への供給電力量が不十分になると判定してステップＳ１−４に進む。電気負荷５５の使用電力量が所定値よりも小さく、スタータ５０への十分な電力量を供給できると判定された場合（ＮＯ）、ステップＳ１−８に進む。
【００４５】
ステップＳ１−７で、バッテリ１３の劣化度が所定値以下であるかを判定する。先にバッテリ状態に関する第２の選択基準として説明したように、バッテリ１３の劣化が進行していると、スタータ５０による長時間のクランキングに対応できず、バッテリ１３の劣化がさらに進行しやすい状況になる。このような弊害が発生する可能性をステップＳ１−７で判定し、バッテリ１３の劣化度が所定値よりも小さい（劣化が進んでいる）場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１−３に進む。バッテリ１３の劣化度が所定値よりも大きい（劣化が進んでいない）場合（ＮＯ）、ステップＳ１−８に進む。
【００４６】
ステップＳ１−４では第１燃料（ガソリン）の使用が選択される。ステップＳ１−８では第２燃料（ＣＮＧ）の使用が選択される。つまり、バッテリ１３の充電量（第１の選択基準）、バッテリ１３の劣化度（第２の選択基準）、電気負荷５５の使用電力量（第３の選択基準）を、バッテリ１３の状況把握の指標として参照し、始動性能を重視すべき状況と判定した場合は、始動性能の良い第１燃料を選択する。一方、これらの指標から、第２燃料によって支障なくエンジン１１の始動が可能なバッテリ状況であると判定した場合は、燃費性能の良い第２燃料を選択する。
【００４７】
ステップＳ１−４又はステップＳ１−８にて、エンジン１１に供給する燃料を選択したら、続くステップＳ１−５で、エンジン１１の再始動条件が成立しているかを判定する。上述した再始動条件（乗員の操作情報、車両情報、バッテリの放電状態など）のいずれかが成立した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１−６に進んで、選択された燃料をエンジン１１に供給してエンジン１１を再始動させる。再始動条件が成立しない場合（ＮＯ）、再始動を行わずに制御フローから抜ける。
【００４８】
以上に説明した図２のフローチャートでの制御は、アイドリングストップ状態からの再始動条件の内容を限定せずに、再始動全般で燃料の選択を行うものである。これとは異なる制御の変形例を、図３のフローチャートを参照して説明する。この変形例は、バッテリ１３に関係する再始動条件（以下、バッテリ再始動条件とする）の成立時にのみ、燃料の選択を行ってエンジン１１の再始動を実行するものである。以下の制御内容は、所定時間で繰り返し実行される。
【００４９】
ステップＳ２−１でアイドリングストップ状態であるかを判定する。上述した自動停止条件を満たしてアイドリングストップ状態になっている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２−２に進む。アイドリングストップ状態になっていない場合（ＮＯ）、制御フローから抜ける。
【００５０】
ステップＳ２−２では、バッテリ再始動条件以外の再始動条件（他の再始動条件とする）が成立しているかを判定する。バッテリ再始動条件とは、バッテリ１３の充電量低下に基づいてエンジン１１の再始動要求が生じる場合（詳細は後述する）であり、それ以外の理由による再始動要求が、他の再始動条件となる。例えば、乗員による車両操作に関連する再始動要求（クラッチペダル４１の踏み込み操作や、ブレーキペダル４２の踏み込み解除、ハンドル操作など）や、エンジン１１の自動停止から所定時間経過による再始動要求、などが他の再始動条件となる。これらのいずれかが成立した場合に、バッテリ再始動条件以外の再始動条件が成立したものとされ（ＹＥＳ）、ステップＳ２−９に進んでエンジン１１の再始動が実行される。ステップＳ２−９での再始動は、アイドリングストップ前に使用されていた燃料を引き続き使用して行われ、燃料の選択及び切り替えは実行されない。バッテリ再始動条件以外の再始動条件が成立しない場合（ＮＯ）、ステップＳ２−３に進む。
【００５１】
ステップＳ２−３で、バッテリ１３の劣化度が所定値よりも小さいかを判定する。ステップＳ２−３での判定の基準及び根拠は、先に説明した図２のステップＳ１−７と同様である。バッテリ１３の劣化度が所定値よりも小さい（劣化が進んでいる）場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２−４に進む。バッテリ１３の劣化度が所定値よりも大きい（劣化が進んでいない）場合（ＮＯ）、ステップＳ２−１０に進む。
【００５２】
ステップＳ２−４で、電気負荷５５の使用電力量が所定値よりも大きいかを判定する。ステップＳ２−４での判定の基準及び根拠は、先に説明した図２のステップＳ１−３と同様である。電気負荷５５の使用電力量が所定値よりも大きい場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２−５に進む。電気負荷５５の使用電力量が所定値よりも小さい場合（ＮＯ）、ステップＳ２−１０に進む。
【００５３】
ステップＳ２−５では第１燃料（ガソリン）の使用が選択される。ステップＳ２−１０では第２燃料（ＣＮＧ）の使用が選択される。つまり、バッテリ１３の劣化度（第２の選択基準）と、電気負荷５５の使用電力量（第３の選択基準）をバッテリ１３の状況把握の指標として参照し、始動性能を重視すべきバッテリ状況と判定した場合は、始動性能の良い第１燃料を選択し、第２燃料によって支障なくエンジン１１の始動が可能なバッテリ状況であると判定した場合は、燃費性能の良い第２燃料を選択する。
【００５４】
ステップＳ２−５又はステップＳ２−１０にて、エンジン１１に供給する燃料を選択したら、ステップＳ２−６に進む。ステップＳ２−６では、選択された燃料に応じて、再始動閾値を選択する。再始動閾値とは、バッテリ１３の充電量が低下して、エンジン１１の再始動による発電からのバッテリ充電を要求する境界値である。
【００５５】
図４を参照して、再始動閾値について説明する。アイドリングストップ中はエンジン１１が停止しており、発電機５１を駆動させてバッテリ１３に充電することができないので、アイドリングストップ状態での時間が経過するにつれて、放電でバッテリ１３の充電量が低下し続ける。第１燃料Ｆ１は第２燃料Ｆ２よりも始動性能が高い燃料であるため、バッテリ１３の充電量が相対的に低い状態からでも、スタータ５０によるエンジン１１の始動を行わせることができる。一方、第２燃料Ｆ２の始動性能は第１燃料Ｆ１よりも低いので、バッテリ１３の充電量が相対的に高い状態から、スタータ５０によるエンジン１１の始動を行わせる必要がある。これらの条件に基づいて、第１燃料Ｆ１を使用してエンジン１１を始動させる場合、低く設定された再始動閾値Ｌが選択される。第２燃料Ｆ２を使用してエンジン１１を始動させる場合、高く設定された再始動閾値Ｈが選択される。再始動閾値Ｌと再始動閾値Ｈは、各燃料Ｆ１、Ｆ２の特性やバッテリ１３の性能などに基づく固定値として予め設定しておいてもよいし、所定のパラメータに基づいてエンジンＥＣＵ１２による算出によって定めてもよい。
【００５６】
ステップＳ２−６での再始動閾値の選択を行うと、ステップＳ２−７に進み、バッテリ再始動条件が成立するかを判定する。ここでは、現状の検出値であるバッテリ１３の充電量を再始動閾値と比較する。ステップＳ２−５で第１燃料Ｆ１の使用を選択している場合は、低い方の再始動閾値Ｌとの比較を行い、ステップＳ２−１０で第２燃料Ｆ２の使用を選択している場合は、高い方の再始動閾値Ｈとの比較を行う。比較の結果、ステップＳ２−７でバッテリ１３の充電量が再始動閾値を下回る場合（ＹＥＳ）、バッテリ再始動条件が成立すると判定されてステップＳ２−８に進み、選択された燃料をエンジン１１に供給してエンジン１１を再始動させる。エンジン１１が再始動すると発電機５１が駆動され、バッテリ１３への充電が行われて、再始動閾値を下回っていた低レベルの充電状態が解消される。ステップＳ２−７でバッテリ１３の充電量が再始動閾値よりも大きい場合（ＮＯ）、バッテリ再始動条件が成立せず、差し迫ったバッテリ充電の必要がないと判定されて、再始動を行わずに制御フローから抜ける。
【００５７】
このように、始動性能の確保とバッテリ１３の劣化防止のために、アイドリングストップ中のバッテリ１３の放電の進行（充電量の低下）に閾値を設定し、当該閾値を超えて放電が進んだ場合に、バッテリ再始動条件が成立したものとして、強制的にアイドリングストップを中断してエンジン１１を再始動する。そして、バッテリ再始動条件を決める閾値を、選択している燃料に応じて変更することで、始動性を担保しつつ、アイドリングストップの継続時間を最大限確保して、燃費向上に寄与している。
【００５８】
例えば、始動性能が高い第１燃料Ｆ１を用いるのに関わらず、第２燃料Ｆ２用の再始動閾値Ｈをバッテリ充電量が下回った段階ですぐにエンジン１１の再始動を行わせてしまうと、再始動閾値Ｌを下回った段階で再始動させる場合よりも、アイドリングストップの継続時間が短くなってしまう。第１燃料Ｆ１では、再始動閾値Ｌに達するまで始動性を確保できるので、再始動閾値Ｈを指標として再始動をかけるのではなく、再始動閾値Ｌに達してから再始動を実行する方が、アイドリングストップによる燃料節約の効果が高い。
【００５９】
以上の制御では、バッテリの充電状態を示す情報として、バッテリ１３の充電率（ＳＯＣ）を充電量の指標としてエンジン再始動制御を行っているが、バッテリ１３が放電した値に基づいて充電量を設定することも可能である。すなわち、電流センサ５２や電圧センサ５３や温度センサ５４などの検出値を用いて、バイフューエル車両１０の走行中からアイドリングストップ中にかけて、バッテリの放電積算量を推定（算出）する。そして、得られたバッテリの放電積算量を、図２のステップＳ１−２で充電状態情報（充電量）として適用して燃料選択の条件を判定したり、図３のステップＳ２−７で充電状態情報（充電量）として適用して再始動閾値と比較したりすることができる。同様の観点で、バッテリの放電積算量に代えて、バッテリの放電深度（ＤＯＤ）を充電状態の情報として参照することも可能である。このように、本発明におけるバッテリの充電状態の情報とは、バッテリに残存する電力と、バッテリが放出した電力のいずれを基準としてもよい。そして、本発明におけるバッテリの充電量とは、狭義のバッテリ残容量のみを意味するのではなく、バッテリからの放電積算量や放電深度を含む概念である。
【００６０】
また、バッテリの劣化の進行状況については、劣化度（ＳＯＨ）を指標とすることに代えて、アイドリングストップ中のバッテリ電圧などを用いて識別することも可能である。充電量が同じ状態でバッテリ電圧が低い場合、バッテリの劣化が進行していると判定することができる。本発明におけるバッテリの劣化度とは、このように様々な指標を採用できるものであり、特定の指標に限定されない。
【００６１】
以上のように、本実施の形態のバイフューエル車両１０は、バッテリ１３の状態（バッテリ１３自体の充電状態や劣化状態、バッテリ１３から電気負荷５５への電力供給状態）に基づいて、エンジン１１の再始動で使用する燃料を選択する再始動制御を行う。そして、バッテリ１３の過度な放電や劣化進行が想定される条件下では、始動性能に優れる第１燃料Ｆ１を選択することで、低負荷で確実なエンジン再始動を実現する。それ以外の条件下では、燃費性能に優れる第２燃料Ｆ２を選択することで、エンジン再始動での第１燃料Ｆ１の常用を避けて燃費を向上させる。これにより、バイフューエル車両１０で始動性能と燃費性能を両立させることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている構成や制御等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００６３】
上記実施形態ではバイフューエル車両１０の燃料としてガソリンとＣＮＧを併用しているが、本発明を適用するバイフューエル車両における燃料の組み合わせは、これに限定されない。例えば、軽油、液化天然ガス（Liquefied  Natural  Gas：ＬＮＧ）、液化石油ガス（Liquefied  Petroleum  Gas：ＬＰＧ）、その他の代替燃料など、特性の異なる複数種の燃料の組み合わせが選択可能である。すなわち、互いの始動性能と燃費性能の相違に基づいて、上記実施形態のような使い分けが可能な関係にある燃料であれば、広く適用が可能である。
【００６４】
上記実施形態は、手動で有段の変速操作を行うマニュアルトランスミッション（ＭＴ）車を例示したが、本発明のバイフューエル車両は変速機構のタイプを問わずに適用が可能である。例えば、自動変速機を搭載した車両にも適用が可能であり、より詳しくは、無段変速機（ＣＶＴ）、デュアル・クラッチ・トランスミッション（ＤＣＴ）、トルクコンバーター式オートマチック（ＡＴ）、自動変速マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）、などにも対応が可能である。なお、アイドリングストップの自動停止条件や再始動条件は、変速機構のタイプによっても異なるため、上記実施形態で記載した条件には限定されない。
【００６５】
上記実施形態は、アイドリングストップからのエンジン再始動の場合を説明したが、エンジンストールからの再始動の際などにも適用が可能である。すなわち、燃料の選択によって始動性やバッテリ負荷などに影響を及ぼすことが可能な形態のエンジン再始動であれば本発明を適用可能であり、再始動前のエンジン停止に至る要因は一律でなくてもよい。
【００６６】
上記実施形態は、走行用の動力発生源として内燃機関であるエンジン１１のみを備えた車両に適用したが、内燃機関と電動機を動力発生源として併用する車両（いわゆるハイブリッド車）に本発明を適用することも可能である。この場合、電動機単独でも車両の走行を行わせることが可能なタイプ、電動機がエンジンの始動及びエンジン駆動力の補助に限定して使用されるタイプなど、様々なタイプのハイブリッド車が適用対象となる。つまり、電動機搭載の有無に関わらず、複数の燃料を内燃機関に供給するバイフューエル車両であれば、広く本発明を適用できる。走行中に電動機を高頻度に使用するハイブリッド車の場合、内燃機関のみで走行する車両よりも、バッテリの状態変化が生じやすいので、バッテリの状態を把握して燃料を選択する再始動制御を行う本発明の有用性が高い。
【００６７】
上記実施形態では、バッテリ１３の充電量、バッテリ１３の劣化度、電気負荷５５による使用電力量を、バッテリ１３の状況把握の指標として用いている。これら以外の指標によってバッテリ状態を把握することも可能である。例えば、エンジン始動に要した時間の長さ、回生発電可能な車両における直前の回生時間、バッテリから電力供給される電気負荷の作動情報などから、バッテリ状態を把握してもよい。
【００６８】
上記実施形態では、バッテリ１３として鉛蓄電池を使用しているが、鉛蓄電池以外にも、リチウムイオンバッテリなどを車載の電源として用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明によるバイフューエル車両は、エンジンの始動性能と燃費性能を両立させることができ、特に、バッテリの使用状況が変化しやすく、高精度な電源管理が求められる車両に有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１０        ：バイフューエル車両
１１        ：エンジン（内燃機関）
１２        ：エンジンＥＣＵ（制御部）
１３        ：バッテリ
２０        ：第１燃料タンク
２２        ：フューエルポンプ
２３        ：ポンプモータ
２４        ：第１インジェクタ
２５        ：第２燃料タンク
２７        ：電磁弁
２８        ：第２インジェクタ
３１        ：クランク軸
３２        ：変速機
３３        ：クラッチ
３４        ：ドライブシャフト
３５        ：駆動輪
３６        ：ブレーキ機構
４０        ：アクセルペダル
４１        ：クラッチペダル
４２        ：ブレーキペダル
４３        ：チェンジレバー
５０        ：スタータ（始動装置）
５１        ：発電機
５５        ：電気負荷
Ｆ１        ：第１燃料
Ｆ２        ：第２燃料
【図１】
2020133598.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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