(57)【要約】【課題】デュアルフューエルエンジンを備える車両において排気エミッションを考慮しつつ触媒を迅速に活性化させる。【解決手段】本発明は、複数の気筒を有し、ガソリンと水素とが使用可能なデュアルフュールエンジンを備えた車両の制御装置であって、各気筒内に水素またはガソリンの少なくとも一方を供給する燃料供給手段と、各気筒内の燃料を燃焼する燃料燃焼手段と、各気筒からの排気ガスが合流して通過する排気通路に備えられて合流した排気ガスを浄化する触媒と、触媒が活性状態にあるか否かを検出する活性状態検出手段と、触媒が未活性状態であるとき、複数の気筒の一部にガソリンを供給させつつ残りの気筒に水素を供給させてガソリンのみ燃焼させることにより、ガソリンが燃焼して発生した排気ガスと水素とが排気通路内で合流して該水素が該排気ガスの熱で燃焼されて発生した燃焼熱で触媒を活性状態にする触媒活性手段とを有する。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有し、燃料としてガソリンと水素とが使用可能なデュアルフュールエンジンを備えた車両の制御装置であって、
各気筒内に水素またはガソリンの少なくとも一方の燃料を供給するための燃料供給手段と、
各気筒内の燃料を燃焼するための燃料燃焼手段と、
各気筒からの排気ガスが合流して通過する排気通路に備えられて合流した排気ガスを浄化する触媒と、
前記触媒が活性状態にあるか否かを検出する活性状態検出手段と、
前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出しているとき、前記燃料供給手段に複数の気筒の一部にガソリンを供給させつつ残りの気筒に水素を供給させて前記燃料燃焼手段にガソリンのみ燃焼させることにより、ガソリンが燃焼して発生した排気ガスと水素とが排気通路内で合流して該水素が該排気ガスの熱で燃焼されて発生した燃焼熱で前記触媒を活性状態にする触媒活性手段とを有することを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、
乗員の指示により前記燃料供給手段が全気筒に供給する燃料を変更する燃料変更手段を有し、
前記触媒活性手段は、前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出しているとき、前記燃料変更手段による燃料変更を禁止することを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、
前記触媒活性手段は、前記触媒を活性状態にする間、所定時間経過毎に前記燃料供給手段が各気筒に供給する燃料をガソリンから水素に変更するまたは水素からガソリンに変更することを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、
エンジンの出力シャフトにトルクを供給するモータと、
前記モータを制御してトルクのアシスト量を調節するモータ制御手段とを有し、
前記モータ制御手段は、前記触媒活性手段が前記触媒を活性状態にする間、水素が供給される気筒の行程に基づいて、トルク量を調節することを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段とを有し、
前記触媒活性手段は、前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出するとともに前記蓄電量検出手段が所定量以下の前記バッテリの蓄電量を検出したとき、前記燃料供給手段に全気筒に水素を供給させ、前記燃料燃焼手段に全気筒に供給された水素を燃焼させることを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料として２種類の燃料を使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置に関し、排気エミッションの向上を図る燃焼機関の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、地球環境保護の観点からガソリンなどの液体燃料と水素などの気体燃料とを切り替えて使用することが可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両が知られている。このデュアルフューエルエンジンは、気体燃料が燃焼して発生する排気ガスに含まれる有害物質の量が液体燃料が燃焼して発生する排気ガスに含まれる有害物質の量に比べて少ないこととともに、気体燃料が未燃状態で大気に排出されても液体燃料が未燃状態で大気に排出される場合に比べて環境に与える影響が少ないことを前提にしている。
【０００３】
このようなデュアルフューエルエンジンを備えた車両に関して、例えば、冷間始動時の未燃燃料（気体燃料と液体燃料）の外部への排出を抑制するために、エンジンの排気通路に備えられて未燃燃料を燃焼させるための排気浄化触媒（以下、「触媒」と称する。）が活性状態（未燃燃料を燃焼することができる状態）となるまでは気体燃料を使用し、活性状態となったのちは液体燃料を使用するという技術がある（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１３３９４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の技術において触媒がエンジンからの排気ガスの熱を用いて活性化されるとともにガソリンと水素を燃料として使用する場合、水素が燃焼して発生した排気ガスの熱を触媒の活性に利用することになる。そのため、触媒の活性化にかかる時間は、ガソリンが燃焼して発生した排気ガスの熱を触媒の活性化に使用する場合に比べて長くなる。これは、水素が燃焼して発生する排気ガスの温度がガソリンが燃焼して発生する排気ガスの温度に比べて低いことによる。
【０００６】
このことを言い換えると、触媒が活性化するまではガソリンを使用できず、例えば、運転者が使用する燃料を選択できるように車両が構成されている場合、触媒が活性化するまではガソリンを燃料として選択できないことになる。
【０００７】
なお、ガソリンのみを燃料として使用するエンジンと同様に触媒の活性にガソリンが燃焼して発生した排気ガスの熱を利用することにより触媒の活性を迅速に行うことが考えれるが、これは触媒が活性化するまで未燃のガソリンを大気に排出し続けることになり、地球環境保護の観点からガソリンと水素を燃料とするデュアルフューエルエンジンの利点を損なうことになる。
【０００８】
そこで、本発明は、触媒がエンジンからの排気ガスの熱を用いて活性化されるとともにガソリンと水素を燃料として使用する場合において、未燃のガソリンの大気への排出を抑制しつつ触媒を迅速に活性化することができるデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、複数の気筒を有し、燃料としてガソリンと水素とが使用可能なデュアルフュールエンジンを備えた車両の制御装置であって、各気筒内に水素またはガソリンの少なくとも一方の燃料を供給するための燃料供給手段と、各気筒内の燃料を燃焼するための燃料燃焼手段と、各気筒からの排気ガスが合流して通過する排気通路に備えられて合流した排気ガスを浄化する触媒と、前記触媒が活性状態にあるか否かを検出する活性状態検出手段と、前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出しているとき、前記燃料供給手段に複数の気筒の一部にガソリンを供給させつつ残りの気筒に水素を供給させて前記燃料燃焼手段にガソリンのみ燃焼させることにより、ガソリンが燃焼して発生した排気ガスと水素が排気通路内で合流して該水素が該排気ガスの熱で燃焼されて発生した燃焼熱で前記触媒を活性状態にする触媒活性手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、乗員の指示により前記燃料供給手段が全気筒に供給する燃料を変更する燃料変更手段を有し、前記触媒活性手段は、前記活性検知手段が前記触媒の未活性状態を検出しているとき、前記燃料変更手段による燃料変更を禁止することを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、前記触媒活性手段は、前記触媒を活性状態にする間、所定時間経過毎に前記燃料供給手段が各気筒に供給する燃料をガソリンから水素に変更するまたは水素からガソリンに変更することを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、エンジンの出力シャフトにトルクを供給するモータと、前記モータを制御してトルクのアシスト量を調節するモータ制御手段とを有し、前記モータ制御手段は、前記触媒活性手段が前記触媒を活性状態にする間、水素が供給される気筒の行程に基づいて、トルク量を調節することを特徴とする。
【００１３】
加えて、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段とを有し、前記触媒活性手段は、前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出するとともに前記蓄電量検出手段が所定量以下の前記バッテリの蓄電量を検出したとき、前記燃料供給手段に全気筒に水素を供給させ、前記燃料燃焼手段に全気筒に供給された水素を燃焼させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、触媒が未活性状態であるとき、デュアルフューエルエンジンの複数の気筒の一部にガソリンが供給されつつ残りの気筒に水素が供給され、ガソリンのみが気筒内で燃焼される。それにより、ガソリンが気筒内で燃焼されて発生した排気ガスと気筒内で燃焼されなかった水素とがそれぞれの気筒から排気通路に排出されてその内部において合流し、合流することにより水素が排気ガスの熱で燃焼し、このときに発生した燃焼熱で触媒が活性化される。その結果、エンジンの全気筒に水素のみを供給して気筒内において燃焼させた場合に比べて迅速に触媒を活性化することができるとともに、エンジンの全気筒にガソリンのみを供給して気筒内において燃焼させた場合に比べて未燃のガソリンが大気に排出される量が小さくなる。また、気筒に比べて触媒に近い排気通路内において燃焼が生じるため、ガソリンと水素が燃焼して発生する熱が効率良く触媒の活性に使用されることになる。すなわち、燃料が燃焼することにより発生した熱量が触媒に到達するまでに減少するという熱量の移動によるロスが抑制される。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、乗員の指示によりエンジンの全気筒に供給する燃料を変更できる構成であっても、触媒を活性状態にする間（触媒が未活性状態である間）、燃料の変更を禁止することができる。これにより、触媒が未活性状態であるとき、デュアルフューエルエンジンの複数の気筒の一部にガソリンを供給しつつ残りの気筒に水素が供給し、ガソリンのみを気筒内で燃焼させることが確実に行える。すなわち、触媒を活性状態にすることを優先することができる。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、触媒を活性状態にする間、各気筒において、ガソリンが供給されて燃焼して排気ガスを排気通路に排出することと水素が供給されて燃焼させずに該水素を排気通路に排出することが交互に行われる。これにより、複数の気筒内の温度は略同一になる。
【００１７】
さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、触媒を活性状態にする間、エンジンに発生する振動（エンジンから発生する騒音）が抑制される。具体的に説明すると、触媒を活性状態にする間、エンジンの出力シャフトには、ガソリンが供給されて燃焼する気筒のピストンによりトルクが供給されるが、水素が供給されて該水素が燃焼されない気筒のピストンからはトルクは供給されない。すなわちエンジンの出力シャフトに断続的にトルクが供給される。そのために出力シャフトの回転がスムーズに行われなくなり、その結果エンジンに振動が生じたり該エンジンから発生する騒音が大きくなることがある。この対処として、モータが水素が供給される気筒の行程に基づいて出力シャフトにトルクを供給することにより、出力シャフトに連続的にトルクが供給されるようにする。
【００１８】
加えて、請求項５に記載の発明によれば、駆動系統にトルクを供給するモータに電力を供給するバッテリの蓄電量が所定量以下である場合、水素を全気筒に供給して各気筒内において燃焼させ、その燃焼熱で触媒を活性状態にする。具体的に説明すると、バッテリの蓄電量が所定量以下である場合、触媒を活性状態にする間にモータがエンジンの出力シャフトにトルクを安定して供給できない。すなわち、エンジンの出力シャフトに断続的にトルクが供給されることによって発生するエンジンの振動を抑制することができない。このエンジンの振動を抑制するために、エンジンの全気筒に水素を供給させて各気筒内において燃焼させることにより、モータから出力シャフトにトルクが供給されなくても、エンジンの出力シャフトに供給されるトルクが連続的になる。また、ガソリンでなく水素を使用して、排気エミッションを考慮している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両Ｗの全体構成を示す図である。この車両Ｗは、いわゆるシリーズ／パラレルタイプのハイブリッド車両であって、エンジン１０と、エンジン１２からトルク（駆動力）を供給されて駆動して電力を発生するとともに電力が供給されるとモータとして機能することが可能なジェネレータ（発電機であって特許請求の範囲に記載のモータに対応。）１２と、このジェネレータ１２で発生された電力を蓄えるバッテリ１４と、このバッテリ１４及び／又はジェネレータ１２から電力の供給を受けてトルクを発生して該トルクを駆動輪１６を駆動する駆動系統（シャフトやデファレンシャルなどからなる機構）１８に供給する車両Ｗの動力源としての動力モータ（電動機）２０とを有する。
【００２０】
また、ジェネレータ１２とバッテリ１４との間には交流電気を直流電気に変換するためのＡＣ／ＤＣコンバータ２２が介設され、バッテリ１４とモータ２０との間には直流電気を交流電気に変換するためのＤＣ／ＡＣコンバータ２４が介設されている。
【００２１】
エンジン１０は、ガソリンと水素を燃料とするデュアルフューエルエンジンであって、エンジン１０が発生したトルクをジェネレータ１２と駆動系統１８に分配するまたは分配せずにいずれかに供給する駆動力分配機構２６に駆動連結されている。燃料の水素は燃料タンク２８に貯蔵され、ガソリンは燃料タンク３０に貯蔵されている。燃料タンク２８、３０それぞれは、エンジン１０内の後述する燃料噴射弁に接続されている。
【００２２】
図２は、車両Ｗの制御系と流体の流れ系を示す図である。エンジン１０は、ツインロータ式のロータリーエンジンであって、ロータハウジング５０ａ、５０ｂのトロコイド面５２ａ、５２ｂに３点で接し３つの作動室を画成するロータ５４ａ、５４ｂの回転（→で示す）により出力軸としてのエキセントリックシャフト５６が回転駆動される。ロータハウジング５０ａ、５０ｂ内に接続されている吸気通路５８上にスロットル弁６０及びガソリン燃料噴射弁６２ａ、６２ｂが配設され、排気通路６４上に触媒６６が配設されている。水素燃料噴射弁６８ａ、６８ｂ及び１対の点火プラグ７０ａ、７０ｂはロータハウジング５０ａ、５０ｂの作動室を臨むように取り付けられている。なお、吸気通路５８内及び排気通路６４内に示した矢印は吸気や排気等の流体の流れを示す。
【００２３】
コントロールユニット１００は、バッテリ１４の蓄電量を検出するためのバッテリ１４を出入りする電流を検出する電流センサ１０２及びバッテリ４０の電圧を検出する電圧センサ１０４それぞれからの信号と、車速センサ１０６からの信号と、乗員によるアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル開度センサ１１０８からの信号と、運転席前方のインパネ（図示せず）に備えられ、乗員が操作することにより使用燃料としてガソリン又は水素を選択するための燃料切換えスイッチ１１０からの信号と、排気浄化触媒６６の温度を検出する触媒温度センサ（特許請求の範囲に記載の活性状態検出手段に対応）１１２からの信号と、エンジン回転数センサ１１４からの信号とが入力されるように構成されている。
【００２４】
また、コントロールユニット１００は、ジェネレータ１２、動力モータ２０、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２、ＤＣ／ＡＣコンバータ２４、ガソリン燃料噴射弁６２ａと６２ｂ、水素燃料噴射弁６８ａと６８ｂ、及び点火プラグ７０ａと７０ｂ、エキセントリックシャフト５６を回転駆動させるスタータ１１６、スロットル弁６０の開度を調節するためのスロットル弁アクチュエータ１１８それぞれに制御信号を出力するように構成されている。
【００２５】
このコントロールユニット１００の通常時の制御動作、具体的に言えば、触媒６６が活性状態であるとき（触媒温度センサ１１２から所定の温度以上の温度に対応する信号が出力されているとき）の制御を説明する。なお、触媒６６が未活性状態であるときの制御動作の内容については後述する。
【００２６】
コントロールユニット１００は、通常時において、車両Ｗが始動するまたは低トルクの走行が要求されるとき、エンジン１０を停止状態にして動力モータ２０を駆動制御し、動力モータ２０からのトルクのみで駆動輪１６を回転駆動させる。
【００２７】
また、通常時において、中トルクの走行が要求されるとき、コントロールユニット１００は、動力モータ２０を停止状態にしてエンジン１０を駆動制御するとともに駆動力分配機構２６を制御して該エンジン１０からトルクを駆動系統１８に供給する、すなわちエンジン１０からのトルクのみで駆動輪１６を回転駆動させる。なお、エンジン１０は、燃料切換えスイッチ１１０からの信号に従い、水素またはガソリンを燃料として駆動される。
【００２８】
さらに、通常時において、高トルクの走行が要求されるとき、コントロールユニット１００は、エンジン１０と動力モータ２０の両方を駆動制御するとともに駆動力分配機構２６を制御して該エンジン１０からトルクを駆動系統１８に供給する、すなわちエンジン１０と動力モータ２０の両方からのトルクで駆動輪１６を回転駆動させる。なお、エンジン１０は、燃料切換えスイッチ１１０からの信号に従い、水素またはガソリンを燃料として駆動される。
【００２９】
さらにまた、通常時においてバッテリ電流センサ１０２とバッテリ電圧センサ１０４からの信号に基づいてバッテリ１４の蓄電量が所定量以下であることが検出されたとき、コントロールユニット１００は、エンジン１０を駆動制御するとともに駆動力分配機構２６を制御して該エンジン１０のトルクをジェネレータ１２に供給する、すなわちジェネレータ１２にバッテリ１４を充電させる。なお、バッテリ１４の蓄電量が所定量以下であることが検出されたときが中トルク走行または高トルク走行している間である場合、すなわちエンジン１０から駆動系統１８にトルクが供給されている場合、コントロールユニット１００は、駆動系統１８とジェネレータ１２の両方に必要なトルクが分配できるように、バッテリ１４の蓄電量が十分あって中トルク走行または高トルク走行している場合のトルク以上のトルクをエンジン１０が供給できるように制御する。
【００３０】
ここからは、通常時でない場合、すなわち触媒１４が未活性状態である場合の制御動作も含む、エンジン１０の始動が要求されて始まり上述の通常時の制御動作に移行するまでのコントロールユニット１００の制御動作の流れの一例を、図３に示すフローを参照しつつ説明する。
【００３１】
まず、Ｓ１０においてエンジンの始動が要求される。エンジンの始動要求は、走行中に中トルクまたは高トルクが要求されるとき、またはバッテリ１４の蓄電量が所定量以下である場合に実行される。
【００３２】
次に、Ｓ１２においてＳ１０でのエンジンの始動要求に応じてスタータ１１６
を駆動してエンジン１０を始動する。
【００３３】
エンジン１０の始動後、Ｓ１４において、エンジン１０の回転数に対応するエンジン回転数センサ１１４からの信号を読み込む。
【００３４】
Ｓ１６では、Ｓ１４において読み込んだ信号に基づいて、エンジン１０の回転数が所定回転数（例えば、６００〜７００ｒｐｍ）以上であるか否かが判定される。エンジン１０の回転数が所定回転数以上である場合はＳ１８に進む。そうでない場合は、Ｓ１４に戻る。
【００３５】
Ｓ１８において、触媒６６の温度に対応する触媒温度センサ１１２からの信号とバッテリ１４の蓄電量に対応する、バッテリ電流センサ１０２とバッテリ電圧センサ１０４とからの信号とを読み込む。
【００３６】
Ｓ２０では、Ｓ１８において読み込んだ触媒６６の温度に対応する信号に基づいて、触媒６６の温度が所定温度（触媒６６が活性状態であることを示す温度）以上であるか否かが判定される。触媒６６の温度が所定温度以上である場合は、Ｓ２４に進んで後述する制御Ａが実行される。そうでない場合は、Ｓ２２に進む。
【００３７】
Ｓ２２では、Ｓ１８において読み込んだバッテリ１４の蓄電量に対応する信号に基づいて、バッテリ１４の蓄電量が所定量（後述するようにジェネレータをモータとして機能させるために必要な量）以上であるか否かが判定される。バッテリ１４の蓄電量が所定量以上である場合は、Ｓ２６に進んで後述する制御Ｂが実行される。そうでない場合はＳ２８に進み後述する制御Ｃが実行される。
【００３８】
制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃの実行が完了すると、Ｓ３０に進み、上述する通常時の制御動作、すなわち触媒６６が活性状態であるときの制御動作が実行される。
【００３９】
制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃの内容を、それぞれの制御フローを示す図４、図５、図６を参照しながら説明する。
【００４０】
制御Ａは、図３に示すように触媒６６の温度が所定温度以上であるときに実行される制御である。制御Ａにおいては、図４に示すように、まず、乗員によって選択された使用燃料がガソリンであるかまたは水素であるかを燃料切換えスイッチ１１０からの信号を読み込むことにより確認する（Ｓ２４−１）。
【００４１】
次に、Ｓ２４−２において、Ｓ２４−１で確認された燃料を両方のロータリハウジング５０ａ、５０ｂ内に供給する。確認された燃料が水素である場合は水素燃料噴射弁６８ａ、６８ｂにより水素が、ガソリンである場合はガソリン燃料噴射弁６２ａ、６２ｂによりガソリンがロータリハウジング５０ａ、５０ｂ内に供給される。
【００４２】
両方のロータハウジング５０ａ、５０ｂ内に燃料が供給されると、Ｓ２４−３において両方の点火プラグ７０ａ、７０ｂにより燃料が点火される。これにより、エンジン１０のエキセントリックシャフト５６が燃料の燃焼により回転駆動される。
【００４３】
燃料によるエンジン１０の駆動が始まると、Ｓ２４−４においてスタータ１１６が停止される。そして、制御Ａが終了し、図３に示すＳ３０に進む。
【００４４】
次に、制御Ｂについて説明する。
【００４５】
制御Ｂは、バッテリ１４の蓄電量が所定量以上であって触媒６６が未活性状態であるときに実施される、触媒６６を活性するための制御である。
【００４６】
まず、図５に示すように、Ｓ２６−１において、ロータハウジング５０ａ、５０ｂのそれぞれに供給する燃料を設定する。一方のロータハウジング内に供給される燃料を水素と設定すると、他方のロータハウジング内に供給される燃料はガソリンに設定される。
【００４７】
次に、Ｓ２６−２において、水素が、Ｓ２６−１で水素用と設定された一方のロータハウジング内に供給される。例えば、ロータハウジング５０ａが水素用と設定されているとき、水素燃料噴射弁６８ａが水素をロータハウジング５０ａ内に噴射する。
【００４８】
続くＳ２６−３においては、ガソリンが、Ｓ２６−１でガソリン用と設定された他方のロータハウジング内に供給される。例えば、ロータハウジング５０ｂがガソリン用と設定されているとき、ガソリン燃料噴射弁６２ｂがガソリンをロータハウジング５０ｂ内に噴射する。
【００４９】
他方のロータハウジング内に供給されたガソリンは、Ｓ２６−４において、他方のロータハウジング内を臨む点火プラグにより点火されて燃焼する。例えば、ロータハウジング５０ｂ内に供給された燃料は、点火プラグ７０ｂにより点火されて燃焼する。これにより、エンジン１０のエキセントリックシャフト５６がガソリンの燃焼により回転駆動される。
【００５０】
このように、コントロールユニット１００が、一方のロータハウジング内に水素を供給するとともに他方のロータハウジング内にガソリンを供給し、ガソリンのみを燃焼させる理由について説明する。
【００５１】
理由は、触媒６６の温度を上昇させるためである。原理としては、まず水素をロータハウジング５０ａ、５０ｂのいずれか一方の内部に供給し、これを燃焼させずにロータにより該ロータハウジング内から排気通路６４に排出させる。それに続き、ガソリンを他方のロータハウジング内に供給し、これをロータハウジング内で燃焼し、ロータによりガソリンが燃焼して発生した排気ガスを該ロータハウジング内から排気通路６４に排出される。
【００５２】
これにより、排気通路６４内を触媒６６に向かって水素が先行し、続いてガソリン燃焼により発生した排気ガスが水素を追いかけるように触媒６６に向かって進行する。水素と排気ガスは図２に示すように、排気通路６４の合流部Ｐで合流する。水素と排気ガスが合流すると、水素が排気ガスの熱により燃焼する。水素が燃焼して発生した燃焼熱は、触媒６６に移動し、触媒６６の温度を上昇させる。
【００５３】
すなわち、コントロールユニット１００が、特許請求の範囲に記載の触媒活性手段として機能する。
【００５４】
その効果について説明すると、両方のロータハウジング５０ａ、５０ｂ内に水素のみを供給してその内部において該水素を燃焼させた場合に比べて迅速に触媒６６を活性化することができる。また、両方のロータハウジング５０ａ、５０ｂ内にガソリンのみを供給してその内部に燃焼させた場合に比べて未燃のガソリンが大気に排出される量が小さくなる。さらに、ロータハウジング５０ａ、５０ｂ内に比べて触媒６６に近い排気通路６４内の合流部Ｐにおいて燃焼が生じるため、ガソリンと水素が燃焼して発生する熱が効率良く触媒６６の活性に使用されことになる。すなわち、燃料が燃焼することにより発生した熱量が触媒に到達するまでに減少するという熱量の移動によるロスが抑制される。
【００５５】
図５に戻って、燃料によるエンジン１０の駆動が始まると、Ｓ２６−５においてスタータ１１６が停止される。
【００５６】
スタータ１１６が停止すると、Ｓ２６−６においてタイマーによる時間計測が開始される。
【００５７】
タイマーによる時間計測が開始されると、Ｓ２６−７において、触媒６６の温度に対応する触媒温度センサ１１２からの信号を読み込む。
【００５８】
Ｓ２６−８では、Ｓ２６−７において読み込んだ触媒６６の温度に対応する信号に基づいて、触媒６６の温度が所定温度以上であるか否かが判定される。触媒６６の温度が所定温度以上である場合は、図３に示すＳ３０に進み、制御Ｂが終了する。そうでない場合はＳ２６−９に進む。
【００５９】
Ｓ２６−９においては、Ｓ２６−２と同様に、水素が、水素用と設定された一ロータハウジング５０ａ，５０ｂのいずれか一方の内部に供給される。それとともに、ジェネレータ１２をモータとして機能するように制御して該ジェネレータ１２からエンジン１０のエキセントリックシャフト５６にトルクを供給する（トルクアシストを実行する。）。トルクアシストを実行する理由は後述する。
【００６０】
続くＳ２６−１０においては、Ｓ２６−３と同様に、ガソリンが、ガソリン用と設定された他方のロータハウジング内に供給される。
【００６１】
他方のロータハウジング内に供給されたガソリンは、Ｓ２６−４と同様に、Ｓ２６−１１において他方のロータハウジング内を臨む点火プラグにより点火されて燃焼する。
【００６２】
ここで、ジェネレータ１２をモ−タとして機能させてエンジン１０のエキセントリックシャフト５６にトルクを供給する理由を図７を参照しながら説明する。
【００６３】
通常時、言い換えると両方のロータハウジング５０ａ、５０ｂ内に燃料（水素またはガソリン）が供給されて両方のロータハウジング５０ａ、５０ｂ内において燃料が燃焼された場合、それによりエキセントリックシャフト５６に供給されるトルクは、図７（ａ）に示すように連続的に変化する。すなわち、両方のロータハウジング５０ａ、５０ｂ内のローラ５４ａ、５４ｂそれぞれから交互にトルクがエキセントリックシャフト５６に供給される。
【００６４】
ところが、ロータハウジング５０ａ、５０ｂのいずれか一方に水素を供給するとともに他方にガソリンを供給し、ガソリンのみを燃焼させる制御ＢのＳ２６−２〜Ｓ２６−４またはＳ２６−９〜Ｓ２６−１１において、エキセントリックシャフト５６に供給されるトルクは、図７（ｂ）に示すように断続的に変化する。これは、水素が燃焼されないために、水素が供給されたロータハウジング内のロータがエキセントリックシャフトにトルクを供給できないために起こる。
【００６５】
図７（ｂ）に示すように、エキセントリックシャフト５６に供給されるトルクが断続的に変化すると、エンジン１０に振動が発生することがある。また、振動によりエンジン１０から騒音が発生することがある。
【００６６】
この対処として、ジェネレータ１２をモ−タとして機能させ、ジェネレータ１２に図７（ｃ）に示すように補完するようにトルクをエキセントリックシャフト５６に断続的に供給させる。すなわち、水素が供給されるロータハウジングの行程（対応するロータの行程）に基づいて、具体的に言えば、水素が供給されるロータハウジング内のロータがあたかもトルクを供給したように、ジェネレータ１２にトルクをエキセントリックシャフト５６に供給させる。これにより、エキセントエリックシャフト５６には連続的にトルクが供給されたことになり、エンジン１０の振動やエンジン１０からの騒音発生が抑制される。
【００６７】
図５に戻って、Ｓ２６−１２では、タイマーが時間計測を始めて所定時間経過したか否かが判定される。所定時間経過した場合はＳ２６−１３に進む。そうでない場合はＳ２６−７に進む。
【００６８】
Ｓ２６−１３においては、ロータハウジング５０ａ、５０ｂに設定されている燃料が設定変更される。水素用と設定されているロータハウジングはガソリン用と設定変更されるとともに、ガソリン用と設定されているロータハウジングは水素用と設定される。
【００６９】
所定時間経過したとき（所定時間が経過する毎に）、ロータハウジングに供給する燃料を変更する理由を説明する。
【００７０】
ロータハウジング５０ａ、５０ｂのいずれか一方にガソリンを供給するとともに他方に水素を供給して該ガソリンを燃焼させることを続けると、ガソリンが供給されるロータハウジング内の温度と水素が供給されるロータハウジング内の温度との差が大きくなっていく。ロータハウジング５０ａ、５０ｂ内の温度差が大きくなりその状態が継続されると、エンジン１０の寿命が縮む可能性がある。これを防止するために、所定時間経過する毎に、水素用のロータハウジングはガソリン用に、一方、ガソリン用のロータハウジングは水素用に設定変更する。
【００７１】
なお、ロータハウジング５０ａ、５０ｂ内それぞれに供給される燃料の設定変更は、図８に示すように行われる。
【００７２】
図８（ａ）は、水素用からガソリン用に設定変更されたロータハウジング内のロータがエキセントリックシャフト５６に供給するトルクの変化を示し、図８（ｂ）は、ガソリン用から水素用に設定変更されたロータハウジング内のロータがエキセントリックシャフト５６に供給するトルクの変化を示している。また、図８（ｃ）は、ロータハウジング５０ａ、５０ｂ内それぞれに供給される燃料の設定変更が行われるときにジェネレータ１２からエキセントリックシャフト５６に供給されるトルクの変化を示している。図中の点線は、仮にロータハウジング内において水素が燃焼された場合、そのときにロータがエキセントリックシャフトに供給するトルクの変化を示している（すなわち、水素の供給タイミングを示している。）。
【００７３】
ロータハウジング５０ａ、５０ｂ内それぞれに供給される燃料の設定変更は、設定変更後において、ガソリン用から水素用に設定変更されたロータハウジング内から排気通路６４に排出される水素が、ガソリン用に設定変更されたロータハウジング内から排気通路６４に排出される排気ガス（ガソリンが燃焼して発生したガス）に比べて排気通路６４内で先行するように行われる。
【００７４】
例を挙げて説明すると、図８（ａ）と図８（ｂ）に示すように、設定変更後において、水素用に設定変更されたロータハウジングのロータが仮のトルクをエキセントリックシャフト５６に供給している設定変更後の最初の期間Ａに該ロータハウジング内に供給された水素が、ガソリン用に設定変更されたロータハウジングのロータがトルクをエキセントリックシャフト５６に供給している設定変更後の最初の期間Ｂに該ロータハウジング内に供給されたガソリンが燃焼して発生した排気ガスに対して先行するように燃料の設定変更が行われる。
【００７５】
また、設定変更時、ジェネレータ１２に、エキセントリック５６に供給されるトルクの変化が連続的になるように（図７（ａ）に示すようなトルク変化になるように）、具体的には、図８（ｃ）に示すように、ガソリン用に設定変更されるロータハウジングのロータが最後に仮のトルクを供給する期間Ｃと、水素用に設定変更されたロータハウジングのロータが最初に仮のトルクを供給する期間Ａとにおいて、エキセントリックシャフト５６にトルクを供給させる。
【００７６】
図５に戻って、ロータハウジング５０ａ、５０ｂに設定された燃料の設定変更が終了した後、Ｓ２６−１４においてタイマーがリセットされる。そして、Ｓ２６−６に戻る。
【００７７】
最後に制御Ｃについて説明する。
【００７８】
制御Ｃは、バッテリ１４の蓄電量が所定量未満であって触媒６６が未活性状態であるときに実施される、バッテリ１４の電力を使用せずに触媒６６を活性するための制御である。
【００７９】
まず、図６に示すように、制御ＣのＳ２８−１において、水素を両方のロータハウジング５０ａ、５０ｂ内に供給する。
【００８０】
次に、Ｓ２８−２において、両方のロータハウジング５０ａ、５０ｂ内の水素を点火プラグ７０ａ、７０ｂの点火により燃焼させる。これにより、エンジン１０の燃料による駆動が開始される。
【００８１】
燃料によるエンジン１０の駆動が開始されると、Ｓ２８−３においてスタータ１１６を停止させる。そして、制御Ｃが終了して、図３に示すＳ３０に進む。
【００８２】
この制御Ｃは、バッテリ１４の蓄電量が少ないことにによりジェネレータ１２をモータとして機能させることができない、すなわち制御Ｂにおけるジェネレータ１２によるエンジン１０のエキセントリックシャフト５６にトルクが供給できない場合を考慮したものである。
【００８３】
したがって、制御Ｃは、ジェネレータ１２をモータとして機能させることができないために、制御Ｂのように一方のロータハウジング内に水素を供給するとともに他方のロータハウジング内にガソリンを供給して該ガソリンを燃焼させるということを実行せず、両方のロータハウジング内に水素を供給させ、両方のハウジング内において水素を燃焼させる。これにより、ロータ５４ａ、５４ｂからエキセントリックシャフト５６に交互にトルクが供給され、その結果エンジン１０は振動とエンジン１０からの騒音が抑制される。
【００８４】
なお、制御Ｃにおいて燃料としてガソリンを使用せず水素を使用する理由は、排気エミッションを考慮したためである。制御Ｃにおいてガソリンを使用すると触媒６６が活性状態になるまでの時間は水素に比べて短くなるが、２つの燃料を使用するデュアルフューエルエンジンの効果である環境保護という利点が損なわれるためである。
【００８５】
三つの制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃを説明したが、このうち乗員が選択した燃料を使用する制御は制御Ａのみである。制御Ｂと制御Ｃは、乗員の指示に従わない制御である。すなわち、制御Ｂと制御Ｃが実行される場合、言い換えるならば触媒が未活性状態であるとき、乗員による燃料変更を禁止していることになる。
【００８６】
以上、上述の一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８７】
例えば、上述の実施形態のデュアルフューエルエンジンはロータリーエンジンであったが、それに限定されず、例えば４気筒レシプロエンジンであってもよい。
【００８８】
デュアルフューエルエンジンが４気筒レシプロエンジンである場合、気筒は上述の実施形態のロータハウジング内に相当し、クランクシャフトはエキセントリックシャフトに相当する。また、コントロールユニットが実行する制御Ｂの内容が図９に示すように変更される。
【００８９】
図９に示すように、スタータを停止させるＳ１２６−５以降の内容は図５に示すフローのＳ２６−５以降の内容と同一である。Ｓ１２６−５以前、すなわち燃料によるエンジンの駆動を開始するための制御について説明する。
【００９０】
まず、図９に示すように、Ｓ１２６−１において、４つの気筒それぞれに供給される燃料が設定される。例えば、２つの気筒が水素用に設定され、残りの２つの気筒がガソリン用に設定される。
【００９１】
次に、Ｓ１２６−１において各気筒の燃料設定が終了した後、その直後においてスタータにクランクシャフトが回転駆動されることにより圧縮工程中である水素用に設定された気筒に水素燃料を供給する（Ｓ１２６−２）。
【００９２】
次に、Ｓ１２６−２’において、Ｓ１２６−２で水素燃料が供給された気筒が１工程終了したか否かが確認される。１工程終了したことが確認された場合、Ｓ１２６−３に進む。
【００９３】
Ｓ１２６−３では、Ｓ１２６−２’の確認動作が実行された直後において圧縮工程中であるガソリン用に設定された気筒にガソリンを供給する。
【００９４】
続くＳ１２６−４において、気筒に供給されたガソリンを対応する点火プラグによる点火して燃焼させる。これにより、燃料によるエンジンの駆動が開始される。
【００９５】
また、上述の実施形態においては、スタータによってエンジンをクランキングする構成であるが、スタータを設けずにモータとして機能可能なジェネレータによってエンジンをクランキングする構成であってもよい。
【００９６】
さらに、上述の実施形態においては、車両はシリーズ／パラレルハイブリッド（動力モータからのトルクとエンジンからのトルクの少なくとも一方で駆動輪が回転駆動する駆動方式）であったが、パラレルハイブリッド（動力モータからのトルクまたはエンジンからのトルクのいずれかで駆動輪が回転駆動する方式）であってもよい。また、エンジンによってジェネレータが駆動し、ジェネレータによってバッテリが充電され、バッテリの電力を使用してトルクを駆動輪に供給するモータを有するシリーズハイブリッドであってもよい。本発明に係る車両は、広義にはデュアルフューエルエンジンを搭載する車両であればよい。
【００９７】
さらにまた、上述の実施形態によれば、触媒を活性状態にする間ジェネレータをモータとして機能させて該ジェネレータからトルクをエンジンの出力シャフトに供給しているが、触媒を活性状態にする間、すなわち複数の気筒（ロータハウジング内）の一部にガソリンを供給しつつ残りの気筒に水素を供給して該ガソリンのみを燃焼させることにより生じるエンジンの振動や騒音が小さい場合（振動や騒音が許容できるレベルである場合）は、ジェネレータをモータとして機能させなくてもよい。
【００９８】
加えて、上述の実施形態は、エンジンに使用する２つの燃料を乗員が選択可能な構成であったが、本発明に係る車両の制御装置は、乗員によってエンジンに使用する燃料が選択されることがなくコントロールユニットがそれぞれの燃料残量や走行状態などに基づいて使用する燃料を決定する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の最良の実施の形態に係る車両の全体構成を示す図である。
【図２】車両の制御システムを示す図である。
【図３】車両のコントロールユニットが行う具体的制御動作の一例のフローを示す図である。
【図４】図３における制御Ａのフローを示す図である。
【図５】図３における制御Ｂのフローを示す図である。
【図６】図３における制御Ｃのフローを示す図である。
【図７】制御Ｂにおいて、ジェネレータが実行するトルクアシストを説明するための図である。
【図８】制御Ｂにおいて、各ロータハウジング内に供給される燃料が設定変更されるときの制御を説明するための図である。
【図９】エンジンが４気筒レシプロエンジンである場合の制御Ｂのフローを示す図である。
【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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【図８】
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【図９】
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