(57)【要約】【課題】第１及び第２の２つの燃料を切換えて使用可能なデュアルフューエルエンジンにおいて、燃料を切換える際のトルク変動を抑制しつつ燃焼音の変化も緩和して、乗員に違和感を与えないようにする。【解決手段】トルク増大傾向のある水素燃料（第１燃料）からガソリン（第２燃料）への切換えに際し、スロットル弁１１の開度を減少させてトルク合わせを行うことを基本としながら、切換え直後の所定期間はスロットル開度を維持しつつ、点火時期の遅角等により燃焼を緩慢化させることで、トルクの変動及び燃焼音の変化を抑える。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の２つの燃料を切換えて使用可能であり、第２燃料の使用時には燃焼室への吸気充填量が同じであっても、第１燃料の使用時よりも高いトルクが得られるデュアルフューエルエンジンの制御装置であって、
所定の条件が満たされたときに、使用燃料を前記第１及び第２燃料のいずれか一方から他方に切換える燃料切換え手段と、
エンジンの運転中に前記燃料切換え手段によって第１燃料から第２燃料へ切換えられるときに、その切換えの前後でエンジントルクが略同じになるように、少なくとも吸気充填量を制御するトルク制御手段と、
前記燃料切換え手段による第２燃料への切換え直後の所定期間、前記トルク制御手段による吸気充填量の制御を抑制するとともに、これによるエンジントルクの増分を減殺するように燃焼を緩慢化させる燃焼緩慢化制御手段と、
を備えることを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１の制御装置において、
燃焼緩慢化制御手段は、エンジンの点火時期を相対的に遅角させるものである、ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか制御装置において、
エンジンには排気の一部を燃焼室に還流させる排気還流手段が設けられ、
燃焼緩慢化制御手段は、前記排気還流手段による排気の還流量を相対的に増大させるものである、ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つの制御装置において、
燃焼緩慢化制御手段は、エンジンの空燃比を相対的にリーンにさせるものである、ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項１の制御装置において、
エンジンの排気系に配設された触媒の温度が所定温度以下であることを検出する触媒温度検出手段を備え、
燃焼緩慢化制御手段は、エンジンの点火時期も含めた複数の制御パラメータについての制御を行うものであって、前記触媒温度検出手段によって触媒温度が所定温度以下であることが検出された場合には、少なくともエンジンの点火時期を相対的に遅角させるものである
ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つの制御装置において、
エンジンが車両に搭載されており、
前記車両の乗員によって燃料を切換えるための操作が行われる操作入力手段を備え、
燃料切換え手段は、使用燃料を切換える所定条件として前記操作入力手段への操作入力を含むものであり、
燃焼緩慢化制御手段は、前記所定条件のうち、前記操作入力手段への操作入力以外の条件が満たされたときにのみ、トルク制御手段による吸気充填量の制御を抑制し且つ燃焼を緩慢化させるものである
ことを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
【請求項７】
請求項６の制御装置において、
トルク制御手段は、使用燃料を切換える条件のうち、操作入力手段への操作入力以外の条件が満たされたときにのみ、吸気充填量の制御を行うものであることを特徴とするデュアルフューエルエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの燃料を切換えて使用可能なデュアルフューエルエンジンの制御装置に関し、特に燃料切換えの際の過渡的な制御の手順に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のデュアルフューエルエンジンとしては、例えば特許文献１に開示されるように自動車に搭載され、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）とガソリンとを切換えて使用可能なものが知られている。このように性状の異なる燃料を切換えて使用する場合には、切換えに伴いエンジントルクが変動して乗員に違和感を与える虞れがあるので、前記従来例のものでは例えば変速機の操作に伴い変速ショックが発生するときに、燃料の切換えを行うようにしている。
【特許文献１】特開２００１−１９３５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来例のように変速機の作動に便乗して燃料の切換えを行うようにした場合は、例えば燃費、エミッション等の要求から本来、燃料を切換えることが好ましい状況にあっても、変速機が作動しない限りは燃料の切換えを行えないことになる。
【０００４】
この点、エンジンの吸気充填量等を変更して、燃料の切換え前後でエンジントルクが略同じになるように制御することも考えられるが、こうして吸気充填量の制御によってトルク合わせを行うようにしたところ、燃料の切換えに伴うトルクの変動は略解消できたものの、今度は切換えの前後における燃焼音の変化が乗員に違和感を与える、という新たな不具合が見出された。
【０００５】
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、デュアルフューエルエンジンの運転中に燃料を切換える際の過渡的な制御の手順に工夫を凝らして、燃料の切換えに伴うトルク変動を抑制しつつ燃焼音の変化も緩和して、乗員に違和感を与えないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明に係る制御装置では、相対的にトルクの増大する傾向にある第１燃料から第２燃料への切換えに際して、吸気充填量の減少制御によるトルク合わせを基本としながら、切換え直後の所定期間はその吸気充填量の減少制御を抑制し、燃焼を緩慢化させることによってトルクの変動を抑えるようにした。
【０００７】
具体的に請求項１の発明では、第１及び第２の２つの燃料を切換えて使用可能であり、第２燃料の使用時には燃焼室への吸気充填量が同じであっても、第１燃料の使用時よりも高いトルクが得られるデュアルフューエルエンジンの制御装置を対象とする。そして、所定の条件が満たされたときに使用燃料を前記第１及び第２燃料のいずれか一方から他方に切換える燃料切換え手段と、該燃料切換え手段によってエンジンの運転中に第１燃料から第２燃料へ切換えられるときに、その切換えの前後でエンジントルクが略同じになるように、少なくとも吸気充填量を制御するトルク制御手段と、を備えるとともに、前記燃料切換え手段による第２燃料への切換え直後の所定期間は、前記トルク制御手段による吸気充填量の制御を抑制するとともに、これによるエンジントルクの増分を減殺するように燃焼を緩慢化させる燃焼緩慢化制御手段を備えたものである。
【０００８】
前記の構成により、デュアルフューエルエンジンの運転中に燃料切換え手段によって燃料が第１燃料から第２燃料へ切換えられるとき、基本的には切換えの前後でエンジントルクが略同じになるように、トルク制御手段によって少なくとも吸気充填量の制御が行われる。すなわち、トルクの増大する傾向にある第１燃料から第２燃料への切換えに際しては、吸気充填量の減少によってトルクの増大が抑えられる。
【０００９】
ここで、前記第１燃料から第２燃料への切換えの際には燃焼圧が増大する傾向にあり、これに伴いエンジンの発する燃焼音も大きくなるのであるが、前記のように吸気充填量を減少させるようにすると、燃焼室内の吸気の圧縮圧（着火前）のピークは低下するものの、その後の燃焼による圧力の上昇幅はあまり小さくはならないので、燃焼音もあまり小さくはならない。
【００１０】
この点につき、前記の構成では、燃料切換え直後の所定期間は、燃焼緩慢化制御手段によって前記吸気充填量の減少制御を抑制し、着火前の燃焼室内の圧縮圧のピークがあまり低下しないようにする一方で、燃焼を緩慢化させて、その燃焼圧による圧力の上昇を抑制するようにしている。これによりエンジントルクの増大を抑えることができるとともに、燃料切換え直後の燃焼音の増大を効果的に抑制でき、切換え前後の燃焼音の変化が緩やかなものになって、乗員が違和感を感じないようになる。
【００１１】
尚、燃料切換え直後の所定期間が経過すれば、吸気充填量を徐々に減少させるとともに、燃焼速度が徐々に高くなるように制御するのが好ましく、こうすれば、エンジントルクを維持したままで燃焼音は徐々に変化させることができる。
【００１２】
前記のように燃焼を緩慢化させるために、具体的には、エンジンの点火時期を相対的に遅角させたり（請求項２）、排気の還流量を相対的に増大させたり（請求項３）、或いはエンジンの空燃比を相対的にリーンにさせたりすることができる（請求項４）。ここで、「相対的に」というのは、燃料切換え前に比べてという意味ではなく、第２燃料に切換えた後のエンジンの運転状態に対応して本来、設定される制御目標値に比べて、という意味である。
【００１３】
燃焼緩慢化制御手段として特に好ましいのは、少なくとも点火時期を含めて排気の還流量や空燃比等のエンジン制御パラメータについての制御を適宜、行うように構成することであり（請求項５）、例えば、エンジンの排気系に配設された触媒の温度が所定温度以下であることを検出する触媒温度検出手段を備え、触媒温度が所定温度以下のときに第１燃料から第２燃料への切換えが行われるのであれば、この切換え直後の所定期間は前記燃焼緩慢化制御手段によって少なくとも点火時期を遅角させるのがよい。こうすれば、点火時期の遅角によって排気の温度が上昇し、触媒の活性化を促進することができる。
【００１４】
また、エンジンが車両に搭載されている場合には、その車両の乗員によって燃料を切換えるための操作が行われる操作入力手段を備え、燃料切換手段による燃料切換えの条件として前記操作入力手段への操作入力を含むものとして、乗員の意志に沿った燃料の切換えが行えるようにするのがよい（請求項６）。
【００１５】
その場合に、好ましいのは、燃焼緩慢化制御手段を、前記操作入力以外の他の条件（例えばエンジンの負荷や回転速度、加速要求、エミッション要求等に沿った所定の条件）が満たされたときにのみ、トルク制御手段による吸気充填量の制御を抑制し且つ燃焼を緩慢化させるものとすることである。すなわち、乗員の意志によって燃料が切換えられる場合には、燃焼音が変化しても乗員は殆ど違和感を覚えることはないので、この場合には燃焼を緩慢化させないことで、燃費悪化等の不具合を未然に防止するのである。
【００１６】
また、乗員の意志によって燃料が切換えられる場合はトルク変動も許容されると考えることもできるから、トルク制御手段自体も、操作入力手段への操作入力以外の他の条件が満たされたときにのみ、トルク合わせのための吸気充填量の制御を行うものとすることができる（請求項７）。
【発明の効果】
【００１７】
以上、説明したように本発明に係るデュアルフューエルエンジンの制御装置によると、トルクが増大する傾向にある第１燃料から第２燃料への切換えに際して、吸気充填量の減少制御によるトルク合わせを基本としながら、切換え直後の所定期間はその吸気充填量の減少制御を抑制し、燃焼を緩慢化させることによってトルクの変動を抑えるようにしたので、燃料切換えの前後の燃焼音の変化を緩やかなものとして、乗員が違和感を感じないようにすることができる。
【００１８】
特に触媒温度が低いときには燃料の切換え直後の所定期間、少なくとも点火時期を遅角させて燃焼を緩慢化させることで、排気の温度を上昇させて触媒の活性化を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２０】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係るエンジン制御装置Ａの要部構成を示し、エンジン１は自動車に搭載され、燃料としての性状が互いに異なる水素燃料（第１燃料に相当）及びガソリン（第２燃料に相当）を切換えて使用可能に構成された所謂デュアルフューエルエンジンである。水素燃料はガソリンに比べて過早着火等の異常燃焼を生じやすいので、空燃比をかなりリーンにするか、或いは多量の排気を還流させて異常燃焼を抑える必要があり、その結果として、同じスロットル開度及び同じエンジン回転速度で使用しても、即ち、吸気充填量が同じであっても、図２に一例を示すように、ガソリンの使用時には水素燃料の使用時に比べてエンジントルクが高くなる。
【００２１】
この実施形態ではエンジン１は所謂ロータリエンジンであり、図１に示すように、トロコイド内周面を有する繭状のロータハウジング２とサイドハウジング（図示せず）とに囲まれたロータ収容室３に概略三角形状のロータ４が収容されて構成されて、その外周側に３つの作動室（燃焼室）が形成されている。尚、この実施形態ではエンジン１は、２つのロータハウジング２を３つのサイドハウジングの間に挟み込むようにして一体化し、その間に形成される２つのロータ収容室３にそれぞれロータ４を収容した２ロータタイプのものであり、図１には２つのロータ収容室３を各々展開した状態で示している。
【００２２】
前記ロータ４は、サイドハウジングを貫通するエキセントリックシャフト５に対し遊星回転運動をするように支持されていて、外周の３つの頂部にそれぞれ配設されたシール部が各々ロータハウジング２のトロコイド内周面に摺接しつつ、エキセントリックシャフト５の偏心輪の周りを自転しながら、該エキセントリックシャフト５の軸心の周りを公転する。そうして１回転（公転）する間に、ロータ４の各頂部間にそれぞれ形成された３つの作動室は各々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４を介してエキセントリックシャフト５から出力される。
【００２３】
エンジン１の各ロータ収容室３には、ロータハウジング２の短軸近傍に２つの点火プラグ６，６が設けられており、これにより各作動室毎に所定のタイミング（点火時期）で混合気に点火されるようになっている。一方、ロータハウジング２の長軸近傍には、図外の水素燃料タンクから供給される水素燃料を吸気から圧縮行程にかけて作動室に噴射するように水素燃料用のインジェクタ７が設けられている。
【００２４】
また、前記各ロータ収容室３には、吸気行程にある作動室に臨んで開口するように吸気通路８が連通しているとともに、排気行程にある作動室に臨んで開口するように排気通路９が連通している。吸気通路８の上流側には、図示しないがエアクリーナとエアフローセンサとが配設される一方、該吸気通路８の下流側は２つに分岐して、それぞれ前記の如く各ロータ収容室３に連通している。
【００２５】
そうして分岐する手前の吸気通路８には、ステッピングモータ等のアクチュエータ１０により駆動されて通路の断面積（弁開度）を調節するスロットル弁１１が配設されており、吸気の流れを絞ってその流量を調節するようになっている。また、分岐部よりも下流側の吸気通路８には、図外のガソリン燃料タンクから供給されるガソリンを噴射するためのインジェクタ１２，１２が配設されている。
【００２６】
一方、排気通路９の上流側は、前記の如く各ロータ収容室３に連通するように分岐した排気マニホルドからなり、その排気集合部よりも下流側には排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害成分を浄化するための三元触媒１３が配設されている（尚、三元触媒以外にも種々の触媒を採用可能である）。触媒１３には、その温度を検出するためのセンサ１４（以下、触媒温度センサ）が付設され、触媒１３の上流側には排気中の酸素濃度に基づいて排気の空燃比状態を検出するためのセンサ１５（排気センサ）が配設されている。
【００２７】
また、前記排気センサ１５よりも上流側の排気通路９には、排気の一部を吸気通路８に還流するための排気還流通路１６（以下、ＥＧＲ通路）が分岐接続されていて、このＥＧＲ通路１６の下流端がスロットル弁１１よりも下流側の吸気通路８に連通している。ＥＧＲ通路１６の下流端寄りには、還流される排気（以下、ＥＧＲガス）の流量を調節するための電磁式流量制御弁１７（以下、ＥＧＲ弁）が配設されている。
【００２８】
そして、前記の点火プラグ６、スロットル弁１１のアクチュエータ１０、ＥＧＲ弁１７並びに水素燃料及びガソリン用の各インジェクタ４，１２は、それぞれ、パワートレインコントロールモジュール２０（以下、ＰＣＭ２０と呼ぶ）によって制御されるようになっている。
【００２９】
すなわち、ＰＣＭ２０には、前記したエアフローセンサや触媒温度センサ１４、排気センサ１５からの信号の他に、少なくとも、自動車の走行速度（車速）を検出するための車速センサ２１、乗員によるアクセルペダル（図示せず）の操作量を検出するアクセル開度センサ２２、乗員によって燃料を切換えるための操作が行われる燃料切換えスイッチ２３（操作入力手段）等からの信号が入力される。
【００３０】
それらの入力信号に基づいてＰＣＭ２０は、エンジン１に要求されるトルクを演算し、この要求トルクが得られるようにスロットル弁１１の開度を制御して、各作動室への吸気充填量を制御するとともに、適切な空燃比となるようにインジェクタ４，１２からの燃料噴射量を制御する。また、ＰＣＭ２０は、各作動室毎に適切な時期（点火時期）に点火プラグ６へ通電するとともに、吸気中の新気（空気）とＥＧＲガスとの割合が適切なものとなるように、ＥＧＲ弁１７の開度を制御する。
【００３１】
また、ＰＣＭ２０は、燃料切換えスイッチ２３の操作に応じて水素燃料及びガソリンのいずれか一方を選択し、水素燃料を使用するのであればインジェクタ４を、ガソリンを使用するのであればインジェクタ１２を、それぞれ作動させる。また、エンジン１の運転中でも燃料切換えスイッチ２３の操作が行われれば、ＰＣＭ２０は、使用する燃料を水素燃料及びガソリンのいずれか一方から他方に切換える。
【００３２】
ところで、上述したように、この実施形態のエンジン１は、同じスロットル開度及び同じエンジン回転速度であっても（即ち同じ運転状態にあっても）、ガソリンの使用時には水素燃料の使用時に比べてエンジントルクが高くなるものであり、前記のようにエンジン運転中に燃料を切換えるときには、その切換えの前後で大きなトルク変動が生じないようにするのが好ましい。
【００３３】
そこで、基本的には、トルクの増大する傾向にある水素燃料からガソリンへの切換えに際して、切換え後、暫くの間はスロットル弁１１の開度を本来の制御目標値よりも小さくして、作動室への吸気充填量が相対的に少なくなるようにする。尚、反対にガソリンから水素燃料への切換え後は暫くの間、スロットル弁１１の開度を相対的に大きくして、吸気充填量が多くなるようにすればよい。
【００３４】
しかしながら、そうして水素燃料からガソリンへの切換え後にスロットル制御の補正によって吸気充填量を減少させると、燃料切換えの前後におけるエンジントルクの変動が殆どなくなる一方で、エンジン１の発する燃焼音が急に大きくなることから、乗員は却って違和感を覚える虞れがある。
【００３５】
すなわち、ガソリンの使用時には水素燃料の使用時に比べて燃焼圧力が大きくなることから、相対的にトルクが大きくなるとともに、燃焼音も大きくなる傾向にあるが、これに対し前記のように吸気充填量を減少させてトルク合わせを行うと、図３(a)に示すように作動室における吸気の圧縮圧のピーク（着火前）が低下する一方で、その後の燃焼による圧力の上昇幅ΔＰはあまり小さくはならないことから、燃焼音はあまり小さくはならないのである。
【００３６】
そこで、この実施形態では、ガソリンへの切換え直後の所定期間はスロットル弁１１の制御を抑制して、図３(b)に示すように圧縮圧のピークは殆ど低下しないようにするとともに、例えば点火時期の遅角等により燃焼を緩慢化させて、着火後の圧力上昇を抑制することにより、エンジントルクの増大を抑えるようにしている。こうすれば燃焼による圧力の上昇幅ΔＰが小さくなり、ガソリンの使用時であっても燃焼音は水素燃料の時と同様に小さくなる。
【００３７】
以下に、ＰＣＭ２０による燃料切換えの具体的な制御手順を、図４〜６を参照しながら説明すると、まず図４のフローのステップＳＡ１では、燃料切換えスイッチ２３からの信号（スイッチ信号）を入力し、続くステップＳＡ２では切換え操作があったか否か判定する。この判定がＮＯで切換え操作がなければリターンする一方、判定がＹＥＳで切換え操作がなされていればステップＳＡ３に進み、水素燃料からガソリンへの切換えかどうか判定する。この判定がＮＯでガソリンから水素燃料への切換えであれば、詳しい説明は省略するが、所定の手順でガソリンから水素燃料への切換えを行う。
【００３８】
一方、水素燃料からガソリンへの切換えであれば（ステップＳＡ３でＹＥＳ）、ステップＳＡ４に進んで車速センサ２１及びアクセル開度センサ２２からの信号を入力する。続くステップＳＡ５では触媒温度センサ１４からの信号を入力し、ステップＳＡ６では触媒温度が活性化温度以下かどうか判定する。この判定がＮＯで触媒１３が活性化していれば後述のステップＳＡ１０に進む一方、判定がＹＥＳで触媒１３が未活性であれば、ステップＳＡ７に進み、予め設定してあるテーブルから読み込んで目標点火時期を決定する。
【００３９】
このテーブルは、図５(a)に一例を示すように、ガソリン使用時の目標点火時期を水素燃料使用時とのエンジントルクの差に対応付けて設定したものであり、このトルク差がなくなるようにエンジントルクを低下させるべく、点火時期を遅角補正するたものものである。前記ステップＳＡ４にて読み込んだ車速及びアクセル開度から水素燃料及びガソリンのそれぞれを使用するときのエンジン１への要求トルクを演算すれば、このトルク差に対応する点火時期の制御目標値をテーブルから読み込むことができる。
【００４０】
尚、エンジン１への要求トルクは、現在の自動車の走行速度とアクセル開度とに基づいて、水素燃料及びガソリンのそれぞれについて予め設定した制御マップから走行に必要なトルクを求めるとともに、動力伝達系路におけるトルクの損失やエンジン１の補機の駆動損失等も考慮して所要の補正演算を行うことにより、エンジン１が発生すべきトルクを求めるものである。
【００４１】
そして、ステップＳＡ８では各ロータ収容室３毎に作動させるインジェクタ４，１２を水素燃料用のインジェクタ４からガソリン用のインジェクタ１２に切換えるとともに、所定期間（例えば５秒間）が経過するまでの間はスロットル弁１１の開度を維持しながら、点火時期は前記ステップＳＡ７にて決定した目標点火時期となるように制御する。即ち、点火時期をガソリン使用時の本来の制御目標値から遅角させることにより燃焼を緩慢化させて、燃料切換え前（水素燃料の使用時）とエンジントルクが略同じになるようにする。
【００４２】
そうして燃料を切換えた後に所定期間が経過すれば、ステップＳＡ９に進み、その後は予め設定した時間（例えば１分くらい）をかけて徐々にスロットル弁１１の開度を減少させる一方、点火時期は徐々に進角させて、それらをガソリン使用時の本来の制御目標値に戻して、しかる後にリターンする。
【００４３】
つまり、図６のタイムチャートに示すように、水素燃料からガソリンへの切換え時に、切換え直後の所定期間（〜ｔ１）はスロットル弁１１の開度を維持しつつ、点火時期の遅角制御のみによってエンジン１のトルク変動を抑えるとともに、燃焼音が急に大きくならないようにし、その後（ｔ１〜ｔ２）は点火時期を徐々に戻しつつスロットル弁１１の開度を徐々に小さくすることで、エンジントルクは維持しながら燃焼音を緩やかに変化させるようにしている。
【００４４】
そうして点火時期を相対的に遅角させると排気の温度が上昇するので、未活性の触媒１３の温度上昇を促して、その活性化を促進することができる。尚、点火時期の遅角制御のみではなく、以下に述べるステップＳＡ１０のような空燃比やＥＧＲの補正制御も併用して、燃焼を緩慢化させるようにしてもよい。
【００４５】
一方、前記ステップＳＡ６で触媒１３が活性化していると判定して進んだステップＳＡ１０では、前記ステップＳＡ７と同様に予め設定してあるテーブルから読み込んで、目標空燃比ないし目標ＥＧＲ量（ＥＧＲガスの目標流量）を決定する。このテーブルは一例を図５(b)，(c)に示すが、目標点火時期のテーブルと同様にトルク差に対応付けて空燃比やＥＧＲ量の制御目標値を設定したものである。
【００４６】
そして、続くステップＳＡ１１では、前記ステップＳＡ８と同様にインジェクタ４，１２を切換えるとともに、所定期間が経過するまでの間はスロットル弁１１の開度を維持しながら、空燃比のリーン化ないしＥＧＲ増量、即ちそれらの少なくとも一方の制御を行って、燃焼を緩慢化させる。その後はステップＳＡ１２に進んで、前記ステップＳＡ９と同様にスロットル弁１１の開度を減少させる一方、空燃比やＥＧＲ量は徐々に本来の制御目標値に戻して、しかる後にリターンする。
【００４７】
前記フローのステップＳＡ８，ＳＡ１１により、燃料切換えスイッチ２３が操作されたとき（所定の条件が満たされたとき）に、使用燃料を水素燃料及びガソリンのいずれか一方から他方に切換える燃料切換え手段２０ａが構成され、ステップＳＡ９，ＳＡ１２により、水素燃料からガソリンへの切換え前後でエンジントルクが略同じになるように吸気の充填量を制御するトルク制御手段２０ｂが構成されている。
【００４８】
また、前記ステップＳＡ８，ＳＡ１１は、ガソリンへの切換え直後に所定期間、前記の吸気充填量の制御を抑制するとともに、これによるエンジントルクの増分を減殺するように点火時期を遅角させるか、空燃比をリーン化させるか、ないしはＥＧＲ量を増量させることで、燃焼を緩慢化させる燃焼緩慢化制御手段２０ｃも構成している。
【００４９】
特にこの実施形態では、ステップＳＡ６により、エンジン１の排気系に配設された触媒１３の温度が所定温度以下であることを検出する触媒温度検出手段２０ｄが構成され、前記燃焼緩慢化制御手段２０ｃは、触媒温度が所定温度以下の場合には点火時期の遅角制御を行うようになっている。
【００５０】
前記燃料切換え手段２０ａ、トルク制御手段２０ｂ、燃焼緩慢化制御手段２０ｃ及び触媒温度検出手段２０ｄの機能は、いずれもＰＣＭ２０のＣＰＵが図７に示すような制御プログラムを実行することによって、実現されるものであり、この意味では、ＰＣＭ２０がソフトウエアプログラムの形態で前記各手段を備えている、と言うことができる。
【００５１】
したがって、この実施形態に係るデュアルフューエルエンジンの制御装置Ａによると、エンジントルクが増大する傾向にある水素燃料からガソリンへの切換えに際して、その前後でエンジントルクが略同じになるようにスロットル弁１１の開度を制御して、各ロータ収容室３の作動室毎の吸気充填量を制御することを基本としながら、切換え直後の所定期間はスロットル弁１１の開度を維持したまま、点火時期の遅角や空燃比のリーン化或いはＥＧＲ量の増量によって燃焼を緩慢化させることにより、トルク変動を十分に抑えることができる。
【００５２】
そうしてスロットル弁１１の開度を維持したまま燃焼の緩慢化によってエンジントルクを低下させれば、図３(b)に破線のグラフで示すように、作動室における圧縮圧のピークが低下しない一方で、燃焼による圧力の上昇は小さくなり、ガソリンの使用時であっても燃焼音が水素燃料の使用時と同様に小さくなる。よって、燃料の切換え前後における燃焼音の変化を緩和することができ、乗員が違和感を覚えないようになる。
【００５３】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係るエンジン制御装置Ａにおいて、ＰＣＭ２０により実行される燃料切換え制御の手順を示す。この実施形態２では、燃料切換えスイッチ２３からの信号以外に、触媒温度センサ１４からの信号に基づいて所定の条件が成立したときにも燃料の切換えを制御行うようにしているが、制御装置Ａ自体の構成は実施形態１のものと同じであり、同一部材には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５４】
そして、図７のフローはイグニッション・オンとともにスタートして、最初のステップＳＢ１にて触媒温度センサ１４からの信号を入力し、続くステップＳＢ２にて触媒温度が活性化温度以下かどうか判定する。この判定がＮＯで触媒１３が活性化していればステップＳＢ３に進んで燃料切換えスイッチ２３からの信号（スイッチ信号）を入力し、続くステップＳＢ４では、そのスイッチ信号に対応する燃料を選択して、リターンする。
【００５５】
つまり、触媒１３が活性化していれば、実施形態１と同じく燃料切換えスイッチ２３の操作に応じて燃料が切換わるが、この際、エンジン１のトルク合わせは行わない。これは、乗員が自らの意志によって燃料を切換えるときには、トルク変動が発生しても違和感を覚えることは少ないと考えられるからである。
【００５６】
一方、前記ステップＳＢ２における判定がＹＥＳで触媒１３が未活性であれば、ステップＳＢ５に進んで水素燃料を選択する。水素燃料の燃焼時に生成される有害成分の濃度はガソリンの燃焼時に比べて非常に低いので、触媒１３が未活性であってもエミッションはあまり悪化しない。よって、触媒１３が未活性であれば、燃料切換えスイッチ２３の操作に依らず水素燃料を選択することで、排気エミッションを確実に低減できる。
【００５７】
続いてステップＳＢ６では再び触媒温度センサ１４からの信号を入力し、ステップＳＢ７で触媒温度が活性化温度以下かどうか判定する。この判定がＹＥＳで触媒１３が未活性の間はステップＳＢ６に戻る一方、触媒１３が活性化して判定がＮＯになればステップＳＢ８に進み、今度はスイッチ信号に対応する燃料がガソリンかどうか判定する。この判定がＮＯであればリターンする一方、判定がＹＥＳでスイッチ操作によりガソリンが指定されているときには、以下のステップＳＢ９〜１２において水素燃料からガソリンへの切換えを行う。
【００５８】
すなわち、まず、ステップＳＢ９では、前記図４に示すフロー（実施形態１）のステップＳＡ４と同様に車速センサ２１及びアクセル開度センサ２２からの信号を入力し、続くステップＳＢ１０においては、同ステップＳＡ７，ＳＡ１０と同様に、予め設定してあるテーブルから読み込んで目標点火時期、目標空燃比ないし目標ＥＧＲ量を、即ちそれら３つの制御パラメータのうちの少なくとも１つについて、燃焼を緩慢化させるために補正した制御目標値を決定する。
【００５９】
そして、ステップＳＢ１１では、図４のフローのステップＳＡ８，１１と同様に、使用するインジェクタ４，１２を切換えるとともに、所定期間が経過するまでの間はスロットル弁１１の開度を維持しながら、点火時期の遅角、空燃比のリーン化ないしＥＧＲ増量、即ちそれらの少なくとも１つの制御パラメータについての補正制御を行って、燃焼を緩慢化させる。
【００６０】
そうして燃料切換え直後の所定期間が経過すればステップＳＢ１２に進んで、図４のフローのステップＳＡ９，ＳＡ１２と同様に予め設定した時間をかけて徐々にスロットル弁１１の開度を減少させる一方、点火時期や空燃比、ＥＧＲ量は徐々に本来のガソリン使用時の制御目標値に戻して、しかる後にリターンする。
【００６１】
つまり、触媒１３が未活性のときには燃料切換えスイッチ２３によってガソリンが指定されていても水素燃料を選択するようにしているから、その触媒１３の活性化に伴い自動的に水素燃料からガソリンへの切換えが行われることになるが、この燃料の切換えは乗員の操作に依るものではないから、トルク変動や燃焼音の変化が乗員に違和感を与える虞れがある。
【００６２】
そこで、そのような自動的な燃料切換えの直後は実施形態１と同様にスロットル弁１１の開度を維持したまま、点火時期の遅角や空燃比のリーン化或いはＥＧＲ量の増量によって燃焼を緩慢化させることにより、切換え前後のトルク変動や燃焼音の変化を抑制する。そして、その後はトルクを維持しながら燃焼音を徐々に変化させるようにしている。
【００６３】
前記図７のフローにおいてもステップＳＢ１１により燃料切換え手段２０ａ及び燃焼緩慢化制御手段２０ｃが構成され、また、ステップＳＢ１２によりトルク制御手段２０ｂが構成されている。
【００６４】
そして、この実施形態２の燃料切換え手段２０ａは、燃料切換えスイッチ２３の操作によってガソリンが指定されているにも拘わらず、触媒１３が未活性であるために水素燃料が選択されている状態で、温度上昇に伴い触媒１３が活性化したとき（所定の条件が満たされたとき）に、自動で水素燃料からガソリンに切換えるものである。
【００６５】
言い換えると、この実施形態の燃料切換え手段２０ａは、使用燃料を切換える条件として燃料切換えスイッチ２３への操作入力を含むものであるが、トルク制御手段２０ｂ及び燃焼緩慢化制御手段２０ｃは、それぞれ、燃料切換えスイッチ２３の操作以外の他の条件が満たされたときにのみ、トルク合わせや燃焼緩慢化のための制御を行うものである。
【００６６】
したがって、この実施形態２に係るデュアルフューエルエンジンの制御装置Ａによると、まず、触媒１３が未活性であれば燃料切換えスイッチ２３の操作に依らず、水素燃料を選択することで、排気エミッションを確実に低減することができる。そして、その後の触媒１３の活性化に応じて自動的にガソリンへ切換えるときには、前記実施形態１と同様にトルク変動を十分に抑えることができ、燃焼音の変化も緩やかになるので、乗員は違和感を覚えることがない。
【００６７】
（他の実施形態）
本発明の構成は、前記実施形態１、２には限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。すなわち、前記実施形態１では、図４のフローのステップＳＡ１１に示すように、触媒１３が活性化していれば空燃比のリーン化ないしＥＧＲ増量によって燃焼を緩慢化させるようにしているが、併せて点火時期を遅角させるようにしてもよい。
【００６８】
また、前記実施形態２では、図７のフローのステップＳＢ３，４に示すように、触媒１３の活性化後に燃料切換えスイッチ２３の操作に応じて燃料を切換えるときには、スロットル弁１１の制御によるエンジン１のトルク合わせを行わないようにしているが、この際、トルク合わせは行い、燃焼の緩慢化制御のみを行わないようにしてもよい。
【００６９】
反対に、燃料切換えスイッチ２３の操作に応じて燃料を切換える際にも、トルク合わせや燃焼の緩慢化の両方を行うようにすることもできる。
【００７０】
また、実施形態１では、燃料切換えが燃料切換えスイッチ２３の操作に応じて行われるようになっており、実施形態２では、それに加えて触媒１３の活性化に伴い自動で行われるようになっているが、それ以外の別の条件、即ち例えばアクセル開度の急増する急加速運転時や或いはタンク内の水素燃料が所定量以下になったとき等、種々の条件に応じて燃料の切換えを行うことができる。
【００７１】
さらに、前記各実施形態では、使用燃料としてガソリンと水素燃料とを切換え可能になっているが、これに限ったものではなく、例えば水素燃料の代わりに圧縮天然ガスを採用してもよいし、ガソリンの代わりに軽油を採用してもよい。
【００７２】
また、前記各実施形態においてエンジン１はロータリエンジンであるが、これに限ることなく、本発明の制御装置Ａはレシプロエンジンにも適用可能である。さらにエンジン１の搭載される車両も自動車には限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上、説明したように本発明は、デュアルフューエルエンジンの運転中に燃料を切換える際のトルク変動を抑制しつつ、燃焼音の変化も緩和して、乗員に違和感を与えないようにできるから、特に自動車用エンジンとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態１に係るデュアルフューエルエンジンの制御装置の要部構成を模式的に示す説明図である。
【図２】水素燃料とガソリンとを対比して、スロットル開度とエンジンの最大トルクとの関係を示す図である。
【図３】作動室内の指圧波形の変化を示す説明図である。
【図４】燃料切換えの制御手順を示すフローチャート図である。
【図５】点火時期、空燃比及びＥＧＲ量の補正制御のためのテーブルの一例を示す説明図である。
【図６】水素燃料からガソリンへ切換えた後のスロットル開度及び点火時期の変化を示すタイムチャート図である。
【図７】触媒の活性化に応じて自動で燃料を切換えるようにした実施形態２に係る図４相当図である。
【符号の説明】
【００７５】
１        デュアルフューエルエンジン
１３      三元触媒（触媒）
１４      触媒温度センサ（触媒温度検出手段）
１６      ＥＧＲ通路（排気還流手段）
１７      ＥＧＲ弁（排気還流手段）
２０      ＰＣＭ：パワートレインコントロールモジュール
２０ａ  燃料切換え手段
２０ｂ  トルク制御手段
２０ｃ  燃焼緩慢化制御手段
２０ｄ  触媒温度検出手段
２３      燃料切換えスイッチ（操作入力手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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