(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されかつ第１燃料及び第２燃料がそれぞれ供給可能に構成された多種燃料エンジンの燃料制御装置であって、
上記第１燃料は、水素であり、
上記第２燃料は、天然ガスであり、
上記第１燃料を、上記エンジンに供給するべく噴射する第１の燃料噴射弁と、
上記第２燃料を、上記エンジンに供給するべく噴射する第２の燃料噴射弁と、
上記第１及び第２の燃料噴射弁の作動を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
上記エンジンの負荷が所定負荷以上であるか、又は、上記エンジンの出力が一定でないときには、上記第１及び第２燃料を所定の比率でもって上記エンジンに供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を所定の第１リーン空燃比にするべく、上記第１及び第２の燃料噴射弁を制御する一方、
上記エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、上記第１燃料のみを上記エンジンに供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比よりも高い空燃比にするべく、上記第１の燃料噴射弁を制御する第１燃料単独噴射制御を実行するよう構成されており、
上記車両は、上記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第１インバータを介して充電されるバッテリと、該バッテリの放電電力が第２インバータを介して供給される車両駆動用の駆動モータと、上記発電機による発電電力が、上記バッテリを介さずに上記駆動モータに供給される発電電力供給経路とを有するシリーズハイブリッド車両であり、
上記エンジンの効率が所定値以上となる高効率回転数領域でのエンジン運転で、上記発電機が上記駆動モータの要求電力を過不足無く発電可能であるときには、上記エンジンが上記高効率回転数領域で運転されて、上記駆動モータに対し上記発電機による発電電力のみが上記発電電力供給経路を介して供給されるバッテリ不使用供給がなされ、
更に上記制御手段は、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、上記エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第１リーン空燃比よりも高くかつ上記第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第２リーン空燃比にするべく、上記第１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多種燃料エンジンの燃料制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の多種燃料エンジンの燃料制御装置において、
上記高効率回転数領域でのエンジン運転では、上記発電機による発電電力が上記駆動モータの要求電力に対して過不足が生じるときには、上記エンジンが上記高効率回転数領域で運転されて、上記駆動モータに対し上記発電機による発電電力が、上記第１インバータ及び第２インバータを含む上記発電電力供給経路を介して供給されるとともに、上記過不足に応じて、上記発電機による発電電力が上記第１インバータを介して上記バッテリに充電されるか又は上記バッテリの放電電力が上記第２インバータを介して上記駆動モータに供給されるバッテリ使用供給がなされ、
上記制御手段は、上記バッテリ使用供給がなされているときに上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、上記エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第２リーン空燃比よりも高くかつ上記第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも低い第３リーン空燃比にするべく、上記第１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多種燃料エンジンの燃料制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の多種燃料エンジンの燃料制御装置において、
上記第１燃料を貯留する第１燃料タンクと、
上記第２燃料を貯留する第２燃料タンクと、
上記第１燃料タンク内の第１燃料の残量を検出する第１燃料残量検出手段と、
上記第２燃料タンク内の第２燃料の残量を検出する第２燃料残量検出手段とを更に備え、
上記制御手段は、上記バッテリ使用供給がなされているときにおいて、上記第１燃料残量検出手段による第１燃料の残量が第１所定量以下でかつ上記第２燃料残量検出手段による第２燃料の残量が、上記第１所定量よりも多い第２所定量以上であるときには、上記第１燃料単独噴射制御の実行を禁止するように構成されていることを特徴とする多種燃料エンジンの燃料制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の多種燃料エンジンの燃料制御装置において、
上記制御手段は、上記バッテリ不使用供給がなされているときにおいて、上記第１燃料残量検出手段による第１燃料の残量が、上記第１所定量よりも少ない第３所定量以下でかつ上記第２燃料残量検出手段による第２燃料の残量が、上記第３所定量よりも多い第４所定量以上であるときには、上記第１燃料単独噴射制御の実行を禁止するよう構成されていることを特徴とする多種燃料エンジンの燃料制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の多種燃料エンジンの燃料制御装置において、
上記発電電力供給経路は、上記発電機による発電電力が、上記第１及び第２インバータを介して上記駆動モータに供給される第１経路と、上記発電機による発電電力が、上記第１及び第２インバータをバイパスして供給される第２経路とからなり、
上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記制御手段により上記第１燃料単独噴射制御が実行されるときにおいて、上記発電機による発電電流の振幅及び位相が、上記駆動モータの要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときには、上記発電機による発電電力の上記駆動モータへの供給が、上記第２経路により行われることを特徴とする多種燃料エンジンの燃料制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多種燃料エンジンの燃料制御装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば特許文献１に示されているように、複数種類の燃料が単独で或いは混合されてエンジンに供給される多種燃料エンジンが知られている。特許文献１では、第１燃料（例えば、アルコール）と第１燃料よりも気化し易い第２燃料（例えば、ガソリン）とがエンジンに供給されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０４７０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、第１燃料及び第２燃料を使用可能な多種燃料エンジンにおいて、第１燃料として、例えば水素燃料のような着火性の良好な燃料を使用すれば、リーン運転を行うことができて、大気並のエミッション性能と低燃費とを達成することができる。ところが、水素燃料は、エンジンの出力性能や応答性が不十分となる燃料である。そこで、第２燃料として、第１燃料よりも単位体積当たりの発熱量が高い燃料を使用することで、エンジンの出力性能や応答性を確保するようにすることが考えられる。この場合、第２燃料は、通常、第１燃料よりもリーン限界の燃焼空燃比が低くなるため、エミッション性能を確保する観点から、第２燃料としては、上記第１燃料に対して、同じ燃焼空燃比下でエンジンからのＮＯｘ排出量が少ない燃料とすることが考えられる。
【０００５】
しかし、着火性の良好な第１燃料と、該第１燃料よりもリーン限界の燃焼空燃比が低い第２燃料とを併用する場合には、第１燃料を単独で使用する場合に比べて、燃費性能がどうしても劣ってもしまう。
【０００６】
そこで、第１燃料のみを使用できる状況下では、第１燃料のみを使用するようにして、出来る限り燃費の向上を図るようにすることが好ましい。
【０００７】
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、多種燃料エンジンの制御装置において、エンジンの出力性能や応答性を確保しながら、燃費性能を出来る限り向上させようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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第１燃料及び第２燃料がそれぞれ供給可能に構成された多種燃料エンジンの燃料制御装置を対象として、上記第１燃料は、水素であり、上記第２燃料は、天然ガスであり、上記第１燃料を、上記エンジンに供給するべく噴射する第１の燃料噴射弁と、上記第２燃料を、上記エンジンに供給するべく噴射する第２の燃料噴射弁と、上記第１及び第２の燃料噴射弁の作動を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記エンジンの負荷が所定負荷以上であるか、又は、上記エンジンの出力が一定でないときには、上記第１及び第２燃料を所定の比率でもって上記エンジンに供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を所定の第１リーン空燃比にするべく、上記第１及び第２の燃料噴射弁を制御する一方、上記エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、上記第１燃料のみを上記エンジンに供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比よりも高い空燃比にするべく、上記第１の燃料噴射弁を制御する第１燃料単独噴射制御を実行するよう構成されており、上記車両は、上記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第１インバータを介して充電されるバッテリと、該バッテリの放電電力が第２インバータを介して供給される車両駆動用の駆動モータと、上記発電機による発電電力が、上記バッテリを介さずに上記駆動モータに供給される発電電力供給経路とを有するシリーズハイブリッド車両であり、上記エンジンの効率が所定値以上となる高効率回転数領域でのエンジン運転で、上記発電機が上記駆動モータの要求電力を過不足無く発電可能であるときには、上記エンジンが上記高効率回転数領域で運転されて、上記駆動モータに対し上記発電機による発電電力のみが上記発電電力供給経路を介して供給されるバッテリ不使用供給がなされ、更に上記制御手段は、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、上記エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第１リーン空燃比よりも高くかつ上記第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第２リーン空燃比にするべく、上記第１の燃料噴射弁を制御するよう構成されている、という構成とした。
【０００９】
上記の構成により、エンジンの負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジンの出力が一定でないときには、第１及び第２燃料が所定の比率（例えば、略同じ体積比率）でもってエンジンに供給されかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比が所定の第１リーン空燃比とされる。この第１リーン空燃比は、エンジンからのＮＯｘ排出量が、第２燃料のみをそのリーン限界の燃焼空燃比でもって燃焼させたときのＮＯｘ排出量と略同じになるようなリーン空燃比とすればよい。これにより、エンジンの出力性能や応答性を確保することができるともに、燃費性能やエミッション性能も比較的良好になる。一方、エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、第１燃料のみがエンジンに供給されかつエンジンの燃焼室内の燃焼空燃比が第１リーン空燃比よりも高い（リーンな）空燃比にされる。すなわち、エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、エンジンの出力性能や応答性が劣っても問題はないので、第１燃料のみで運転しかつ第１リーン空燃比よりもリーンにすることで燃費性能を向上させることができる。
【００１０】
また、バッテリ不使用供給がなされているときには、発電機による発電電力を効率良く駆動モータに供給することができるとともに、エンジンを最高効率付近で運転することができる。このバッテリ不使用供給がなされているときの燃焼空燃比である第２リーン空燃比を第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上リッチ側にすることで、エンジンの出力を安定させることができ、エンジンの出力変動（特に出力低下）をなくして、バッテリ不使用供給を維持することができる。また、第２リーン空燃比を、エンジンの出力を安定させ得る範囲で出来る限り高くすることで、ＮＯｘ排出量を出来る限り抑制することができるとともに、バッテリ不使用供給とエンジンの最高効率付近での運転とにより、燃費性能を最大限に向上させることができる。
【００１１】
上記多種燃料エンジンの燃料制御装置において、上記高効率回転数領域でのエンジン運転では、上記発電機による発電電力が上記駆動モータの要求電力に対して過不足が生じるときには、上記エンジンが上記高効率回転数領域で運転されて、上記駆動モータに対し上記発電機による発電電力が、上記第１インバータ及び第２インバータを含む上記発電電力供給経路を介して供給されるとともに、上記過不足に応じて、上記発電機による発電電力が上記第１インバータを介して上記バッテリに充電されるか又は上記バッテリの放電電力が上記第２インバータを介して上記駆動モータに供給されるバッテリ使用供給がなされ、上記制御手段は、上記バッテリ使用供給がなされているときに上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、上記エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第２リーン空燃比よりも高くかつ上記第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも低い第３リーン空燃比にするべく、上記第１の燃料噴射弁を制御するよう構成されている、ことが好ましい。
【００１２】
このことにより、バッテリ使用供給がなされているときには、エンジンが最高効率付近で運転されながら、駆動モータに対し発電機による発電電力が、上記第１インバータ及び第２インバータを含む発電電力供給経路を介して供給されるが、発電機による発電電力の駆動モータの要求電力に対する過不足が生じるので、その過不足に応じて、バッテリに充電されたりバッテリからその放電電力が駆動モータに供給されたりする。このときの燃焼空燃比である第３リーン空燃比を第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比に近付けることで、燃費性能及びエミッション性能を出来る限り向上させることができる。また、バッテリ使用供給がなされているときには、エンジンの出力低下があっても、バッテリの放電電力が駆動モータに供給されるので、第３リーン空燃比を第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比に近付けてエンジンの出力が不安定になっても問題はない。
【００１３】
上記構成の場合、上記第１燃料を貯留する第１燃料タンクと、上記第２燃料を貯留する第２燃料タンクと、上記第１燃料タンク内の第１燃料の残量を検出する第１燃料残量検出手段と、上記第２燃料タンク内の第２燃料の残量を検出する第２燃料残量検出手段とを更に備え、上記制御手段は、上記バッテリ使用供給がなされているときにおいて、上記第１燃料残量検出手段による第１燃料の残量が第１所定量以下でかつ上記第２燃料残量検出手段による第２燃料の残量が、上記第１所定量よりも多い第２所定量以上であるときには、上記第１燃料単独噴射制御の実行を禁止するように構成されている、ことが好ましい。
【００１４】
すなわち、第１燃料単独噴射制御の実行により、第１燃料の消費量が第２燃料の消費量よりも多くなる傾向にあり、第１燃料タンクが第２燃料タンクに対して早期に空になってしまう可能性がある。そこで、バッテリ使用供給がなされているときにおいて、第１燃料が第２燃料に対して或る程度多く使用された段階で、第１燃料単独噴射制御の実行を禁止することで、第１燃料タンクが第２燃料タンクに対して早期に空になってしまうのを防止することができる。
【００１５】
上記構成の場合、上記制御手段は、上記バッテリ不使用供給がなされているときにおいて、上記第１燃料残量検出手段による第１燃料の残量が、上記第１所定量よりも少ない第３所定量以下でかつ上記第２燃料残量検出手段による第２燃料の残量が、上記第３所定量よりも多い第４所定量以上であるときには、上記第１燃料単独噴射制御の実行を禁止するよう構成されている、ことが好ましい。
【００１６】
このことにより、第１燃料の残量が、第１所定量よりも少ない第３所定量以下になるまで、つまり第１燃料の残量がかなり少なくなるまで、バッテリ不使用供給がなされているときの第１燃料単独噴射制御は実行されることになる。これにより、燃費性能を出来る限り向上させるようにすることができる。尚、第４所定量は、例えば、第３所定量に、第１所定量と第２所定量との差を加えた量としてもよく、或いは、第２所定量と略同じ量としてもよい。
【００１７】
上記多種燃料エンジンの燃料制御装置において、上記発電電力供給経路は、上記発電機による発電電力が、上記第１及び第２インバータを介して上記駆動モータに供給される第１経路と、上記発電機による発電電力が、上記第１及び第２インバータをバイパスして供給される第２経路とからなり、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記制御手段により上記第１燃料単独噴射制御が実行されるときにおいて、上記発電機による発電電流の振幅及び位相が、上記駆動モータの要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときには、上記発電機による発電電力の上記駆動モータへの供給が、上記第２経路により行われる、ことが好ましい。
【００１８】
このようにバッテリ不使用供給における駆動モータへの発電機による発電電力の供給が、第１及び第２インバータをバイパスする第２経路により行われることで、燃費性能をより一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の多種燃料エンジンの燃料制御装置によると、エンジンの負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジンの出力が一定でないときには、エンジンの出力性能や応答性を確保することができるともに、エンジンが、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、第１燃料のみをエンジンに供給しかつエンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を第１リーン空燃比よりも高い空燃比にする第１燃料単独噴射制御により、燃費性能を向上させることができる。また、バッテリ不使用供給がなされているときに上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第１リーン空燃比よりも高くかつ第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第２リーン空燃比にすることにより、ＮＯｘ排出量を出来る限り抑制することができるとともに、バッテリ不使用供給とエンジンの最高効率付近での運転とにより、燃費性能を最大限に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料制御装置により燃料制御される多種燃料エンジンが搭載された車両の概略図である。
【図２】発電機、バッテリ、駆動モータ、第１インバータ及び第２インバータの詳細な接続関係を示す図である。
【図３】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。
【図４】水素ガス、天然ガス及びこれらの混合ガスＡ，Ｂ，Ｃについて、エンジンで燃焼させたときの、空気過剰率λとエンジンからのＮＯｘ排出量との関係を示すグラフである。
【図５】水素ガス、天然ガス及びこれらの混合ガスＡ，Ｂ，Ｃについて、エンジンで燃焼させたときの、空気過剰率λとエンジンの出力トルクとの関係、及び、空気過剰率λとエンジンの熱効率との関係を示すグラフである。
【図６】コントロールユニットによるエンジンの運転時の処理動作の一部を示すフローチャートである。
【図７】コントロールユニットによるエンジンの運転時の処理動作の残部を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料制御装置により燃料制御される多種燃料エンジン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システムを有する車両（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）の少なくとも一方により駆動される車両駆動用の駆動モータ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。
【００２３】
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（後述のＤＣバスライン２２（図２参照））にバッテリ３０が接続されている。発電機２０による発電電力は、第１インバータ５０を介してバッテリ３０に供給される。バッテリ３０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。また、本実施形態では、発電機２０による発電電力が、バッテリ３０を介さずに駆動モータ４０に供給される発電電力供給経路２７が設けられており、発電機２０による発電電力が発電電力供給経路２７を介して駆動モータ４０に供給することができる。
【００２４】
図２に、発電機２０、バッテリ３０、駆動モータ４０、第１インバータ５０及び第２インバータ５１の詳細な接続関係を示す。
【００２５】
発電機２０は、該発電機２０の相数（本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相）に対応した数（３本）の接続ライン２１により第１インバータ５０と接続され、この第１インバータ５０は、２本のＤＣバスライン２２によりバッテリ３０と接続されているとともに、第２インバータ５１と接続されている。尚、２本のＤＣバスライン２２間には、コンデンサＣ１が接続されている。
【００２６】
第２インバータ５１は、駆動モータ４０の相数（本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相）に対応した数（３本）の接続ライン２３により駆動モータ４０と接続されている。接続ライン２１、第１インバータ５０、ＤＣバスライン２２、第２インバータ５１及び接続ライン２３は、発電機２０による発電電力が、第１及び第２インバータ５０，５１を介して駆動モータ４０に供給される第１経路２５を構成する。
【００２７】
本実施形態では、上記発電電力供給経路２７は、上記第１経路２５と、発電機２０と駆動モータ４０との間において上記第１経路２５と並列に設けられた第２経路２６とからなる。この第２経路２６は、発電機２０による発電電力を、第１及び第２インバータ５０，５１をバイパスして駆動モータ４０に供給する経路である。第２経路２６には、上記各相に対応して相毎にスイッチ４５〜４７が設けられている。これらスイッチ４５〜４７は半導体スイッチで構成されていて、後述のコントロールユニット１００によってＯＮ／ＯＦＦ動作が制御されるように構成されている。スイッチ４５〜４７が全てＯＮ状態にされると、発電機２０による発電電力が、第１及び第２インバータ５０，５１をバイパスして駆動モータ４０に供給される。但し、このような第２経路２６を介した供給がなされるのは、発電機２０が駆動モータ４０の要求電力を過不足無く発電可能であるときにおいて、発電機２０による発電電流の振幅及び位相が、駆動モータ４０の要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときである。
【００２８】
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。
【００２９】
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（第１燃料タンクに相当）に貯留されている水素ガス、及び、ＣＮＧタンク７１（第２燃料タンクに相当）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燃料エンジンである。本実施形態では、水素ガスは、第１燃料に相当し、天然ガスは、第１燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が高くかつリーン限界の燃焼空燃比が低い第２燃料に相当する。水素ガスは、着火性が良好であることから、リーン運転を行うことで、大気並のエミッション性能と低燃費とを達成することができる。
【００３０】
図３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３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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。尚、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冷却水の温度がかなり低くて、予め設定された設定温度（後述の所定温度よりも低い温度）よりも低いとき）における始動時のみに使用される燃料噴射弁であり、極冷間以外の始動時、及びエンジン１０の運転時には、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）が燃焼室内に直接噴射される。すなわち、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、極冷間時における始動時には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ようにしている。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用ポート噴射弁１７Ａ，１７Ｂのみより燃料を噴射するか、又は、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とより燃料を噴射するようにすることも可能である。逆に、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より燃料（水素ガス及び天然ガス）を噴射するものとする。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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と、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とが設けられている。水素ガス及び天然ガスは、後述の第１燃料単独噴射制御時を除いて、略同じ体積比率（共に約５０％）でもってエンジン１０（燃焼室）に噴射供給される。
【００３７】
本実施形態では、水素用直噴噴射弁１８Ａが、第１燃料（水素）をエンジン１０に供給するべく噴射する第１の燃料噴射弁に相当し、ＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂが、第２燃料（天然ガス）をエンジン１０に供給するべく噴射する第２の燃料噴射弁に相当する。
【００３８】
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。
【００３９】
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ＣＨＧ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、車両１の乗員が、車両１を一定速度で自動走行させたい場合に操作するオートクルーズスイッチ５６と、上記第２経路２６のスイッチ４５〜４７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。圧力センサ１０７は、第１燃料タンク（水素タンク７０）内の第１燃料（水素ガス）の残量を検出する第１燃料残量検出手段と、第２燃料タンク（ＣＮＧタンク７１）内の第２燃料（天然ガス）の残量を検出する第２燃料残量検出手段とを構成することになる。
【００４０】
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、オートクルーズスイッチ５６、上記スイッチ４５〜４７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。
【００４１】
発電機２０は、該発電機２０による発電電圧及び発電電流（振幅及び位相を含む）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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、第１の燃料噴射弁としての水素用直噴噴射弁１８Ａ、及び、第２の燃料噴射弁としてのＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂの作動を制御する制御手段を構成することになる。
【００４４】
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の放電電力のみが第２インバータ５１を介して駆動モータ４０に供給される第１態様と、発電機２０による発電電力のみが駆動モータ４０に供給される第２態様（バッテリ不使用供給）と、発電機２０による発電電力が第１及び第２インバータ５０，５１を介して駆動モータ４０に供給されるとともに、発電機２０による発電電力の、駆動モータ４０の要求電力に対する過不足に応じて、発電機２０による発電電力が第１インバータ５０を介してバッテリ３０に充電されるか又はバッテリ３０の放電電力が第２インバータ５１を介して駆動モータ４０に供給される第３態様（バッテリ使用供給）とに切換える。
【００４５】
また、本実施形態では、上記第２態様（バッテリ不使用供給）においては、発電機２０による発電電力の駆動モータ４０への供給は、後述の如く、上記第１経路２５により行う場合と、上記第２経路２６により行う場合とがある。上記第３態様（バッテリ使用供給）においては、発電機２０による発電電力の駆動モータ４０への供給は、上記第１経路２５のみにより行う。尚、第２経路２６を無くして、上記第２態様（バッテリ不使用供給）においても、発電機２０による発電電力の駆動モータ４０への供給を、第１経路２５のみにより行うようにしてもよい。
【００４６】
また、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。
【００４７】
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。
【００４８】
コントロールユニット１００は、エンジン１０の運転時において、エンジン１０の負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジン１０の出力が一定でないとき（例えば車両１が加速中であるとき）には、水素ガス及び天然ガスを所定の比率（本実施形態では、上記のように略同じ体積比率）でもってエンジン１０に供給しかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比を所定の第１リーン空燃比（本実施形態では、空気過剰率λ＝１．８）にするべく、水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂを制御する。以下、このときの制御を、通常制御という。
【００４９】
また、コントロールユニット１００は、エンジン１０が、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、水素ガスのみをエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比よりも高い空燃比にするべく、水素用直噴噴射弁１８Ａを制御する第１燃料単独噴射制御を実行する。本実施形態では、車両１の乗員により上記オートクルーズスイッチ５６が操作されてＯＮとなったときには、エンジン１０が、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転されるものとして、上記第１燃料単独噴射制御を実行する一方、オートクルーズスイッチ５６がＯＦＦであるときには、エンジン１０の負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジン１０の出力が一定でないとして、上記通常制御を実行するようにしている。
【００５０】
本実施形態では、コントロールユニット１００は、エンジン１０の効率が所定値以上となる高効率回転数領域でのエンジン運転で、発電機２０が駆動モータ４０の要求電力を過不足無く発電可能であるときには、エンジン１０を上記高効率回転数領域で運転して、駆動モータ４０に対し発電機２０による発電電力のみを上記発電電力供給経路２７（第１経路２５又は第２経路２６）を介して供給する上記バッテリ不使用供給を実行する。上記高効率回転数領域は、エンジン１０の最高効率点を含む効率の高い領域（例えば１８００ｒｐｍ〜２２００ｒｐｍ）である。
【００５１】
また、コントロールユニット１００は、エンジン１０の上記高効率回転数領域での運転では、発電機２０による発電電力が駆動モータ４０の要求電力に対して過不足が生じるときには、エンジン１０を上記高効率回転数領域で運転して、駆動モータ４０に対し発電機２０による発電電力を、第１及び第２インバータ５０，５１を含む発電電力供給経路２７（つまり、第１経路２５）を介して供給するとともに、上記過不足に応じて、発電機２０による発電電力を第１インバータ５０を介してバッテリ３０に充電するか又はバッテリ３０の放電電力を第２インバータ５１を介して駆動モータ４０に供給する上記バッテリ使用供給を実行する。
【００５２】
そして、コントロールユニット１００は、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第１リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第２リーン空燃比（本実施形態では、λ＝２．２）にするべく、水素用直噴噴射弁１８Ａを制御する。
【００５３】
また、コントロールユニット１００は、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記第１燃料単独噴射制御を実行するときにおいて、発電機２０による発電電流の振幅及び位相が、駆動モータ４０の要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときには、発電機１０による発電電力の駆動モータ４０への供給を、上記第２経路２６により行う。一方、コントロールユニット１００は、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記第１燃料単独噴射制御を実行するときにおいて、発電機２０による発電電流の振幅が駆動モータ４０の要求電流の振幅と略一致するものではないか、又は、発電機２０による発電電流の位相が駆動モータ４０の要求電流の位相と略一致するものではない場合には、発電機１０による発電電力の駆動モータ４０への供給を、上記第１経路２６により行う。尚、コントロールユニット１００は、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記通常制御を実行するときには、発電機１０による発電電力の駆動モータ４０への供給を、上記第１経路２６により行う。
【００５４】
また、コントロールユニット１００は、上記バッテリ使用供給の実行時に上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第２リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも低い第３リーン空燃比（本実施形態では、λ＝２．６）にするべく、水素用直噴噴射弁１８Ａを制御する。コントロールユニット１００は、上記バッテリ使用供給の実行時に上記第１燃料単独噴射制御を実行するときには、発電機１０による発電電力の駆動モータ４０への供給を、上記第１経路２６により行う。尚、コントロールユニット１００は、上記バッテリ使用供給の実行時に上記通常制御を実行するときにも、発電機１０による発電電力の駆動モータ４０への供給を、上記第１経路２６により行う。
【００５５】
ここで、図４に、水素ガス、天然ガス及びこれらの混合ガスＡ，Ｂ，Ｃについて、エンジン１０（回転数２０００ｒｐｍ、スロットル弁１６全開）で燃焼させたときの、空気過剰率λとエンジン１０（燃焼室）からのＮＯｘ排出量との関係を示す。混合ガスＡは、水素ガスと天然ガスとを略同じ体積比率（共に約５０％）としたものであり、混合ガスＢは、混合ガスＡよりも水素ガスの体積比率を多くしたものであり、混合ガスＣは、混合ガスＢよりも水素ガスの体積比率を多くしたものである。また、図５に、図４の上記各ガスについて、エンジン１０（回転数２０００ｒｐｍ、スロットル弁１６全開）で燃焼させたときの、空気過剰率λとエンジン１０の出力トルクとの関係、及び、空気過剰率λとエンジン１０の熱効率との関係を示す。ここでは、天然ガスはＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂより噴射させ、水素ガスは水素用ポート噴射弁１７Ａより噴射させている。この場合、水素ガス及び天然ガスを水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂよりそれぞれ噴射させる場合と比べて、出力トルクの大きさ等は変わるものの、上記関係の傾向は大きくは変わらない。
【００５６】
図４及び図５より、天然ガスのリーン限界の燃焼空燃比（ここでは、空気過剰率λ）は、１．６であり、これよりも空気過剰率λを大きくしても、安定した点火を行うことができない。図４及び図５では、空気過剰率λが２．７までしかないが、水素ガスのリーン限界の空気過剰率λは約３である。尚、図３及び図４では、水素ガスについての、空気過剰率λが１．８よりも低い場合の結果は省略している。
【００５７】
図４より、空気過剰率λが同じであれば、天然ガスの方が水素ガスよりもＮＯｘ排出量が少なく、混合ガスＡ，Ｂ，Ｃにおいては、天然ガスの体積比率が大きい（水素ガスの体積比率が小さい）ほど、ＮＯｘ排出量が少なくなることが分かる。すなわち、水素ガスや、混合ガスにおいて水素ガスの体積比率が大きい場合、ＮＯｘ排出量は多くなる。しかし、水素ガスや、混合ガスにおいて水素ガスの体積比率が大きい場合、リーン限界の燃焼空燃比が高くなるので、燃焼室内の燃焼空燃比を高くすることで、ＮＯｘ排出量を少なくすることができる。
【００５８】
本実施形態では、エンジン１０の負荷が所定負荷以上であるか又はエンジン１０の出力が一定でないときの燃焼空燃比である上記第１リーン空燃比はλ＝１．８であるので、このときのＮＯｘ排出量は、図４において、混合ガスＡのライン上のＱ１点におけるＮＯｘ排出量となり、エンジン１０の出力トルクは、図５において、混合ガスＡのライン上のＱ１′点における出力トルクとなる。Ｑ１点におけるＮＯｘ排出量は、天然ガスのみをそのリーン限界の燃焼空燃比（λ＝１．６）でもって燃焼させたときのＮＯｘ排出量（天然ガスのみのライン上の点Ｐ）と略同じである（僅かに多い）。
【００５９】
また、上記バッテリ不使用供給の実行時に上記第１燃料単独噴射制御を実行する際の燃焼空燃比である上記第２リーン空燃比はλ＝２．２であるので、このときのＮＯｘ排出量は、図４において、水素ガスのライン上のＱ２点におけるＮＯｘ排出量となり、エンジン１０の出力トルクは、図５において、水素ガスのライン上のＱ２′点における出力トルクとなる。
【００６０】
さらに、上記バッテリ使用供給の実行時に上記第１燃料単独噴射制御を実行する際の燃焼空燃比である上記第３リーン空燃比はλ＝２．６であるので、このときのＮＯｘ排出量は、図４において、水素ガスのライン上のＱ３点におけるＮＯｘ排出量となり、エンジン１０の出力トルクは、図５において、水素ガスのライン上のＱ３′点における出力トルクとなる。
【００６１】
Ｑ２点及びＱ３点におけるＮＯｘ排出量は、Ｑ１点におけるＮＯｘ排出量と略同じであると言える（Ｑ２点におけるＮＯｘ排出量はＱ１点及びＱ３点におけるＮＯｘ排出量よりも僅かに多い）。
【００６２】
また、Ｑ２′点における出力トルクは、Ｑ１′点における出力トルクよりも低くなるが、エンジンが、所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転されるので、問題はない。上記第２リーン空燃比を、上記第１リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比（λ＝３）よりも所定値以上低い空燃比にすることで、エンジン１０の出力を安定させることができ、エンジン１０の出力変動（特に出力低下）をなくして、上記バッテリ不使用供給を維持することができる。このバッテリ不使用供給では、エンジン１０の最高効率付近での運転と相俟って、燃費性能を最大限に向上させることができる。特に、発電機１０による発電電力の駆動モータ４０への供給が上記第２経路２６により行われる場合には、燃費性能をより一層向上させることができる。
【００６３】
Ｑ３′点における出力トルクは、Ｑ２′点における出力トルクよりも低くなるとともに、上記第３空燃比が水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比に近い空燃比となる。しかし、上記バッテリ使用供給が実行されているときには、エンジン１０の出力低下があっても、バッテリ３０の放電電力が駆動モータ４０に供給されるので、上記第３リーン空燃比を第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比に近付けてエンジン１０の出力が不安定になっても問題はない。一方、このように第３リーン空燃比を第１燃料のリーン限界の燃焼空燃比に近付ることで、燃費性能及びエミッション性能を出来る限り向上させることができる。
【００６４】
また、本実施形態では、コントロールユニット１００は、タンク圧力センサ１０７による水素ガス及び天然ガスの残量に応じて、上記第１燃料単独噴射制御の実行を禁止する。具体的には、上記バッテリ使用供給の実行時において、タンク圧力センサ１０７による水素ガス及び天然ガスの残量に関する第１条件が成立するときに、上記第１燃料単独噴射制御の実行を禁止する。上記第１条件は、水素ガスの残量が第１所定量以下でかつ天然ガスの残量が、上記第１所定量よりも多い第２所定量以上であるという条件である。
【００６５】
すなわち、上記第１燃料単独噴射制御の実行により、水素ガスの消費量が天然ガスの消費量よりも多くなる傾向にあり、水素タンク７０がＣＮＧタンク７１に対して早期に空になってしまう可能性がある。そこで、上記バッテリ使用供給がなされているときにおいて、水素ガスが天然ガスに対して或る程度多く使用された段階で、上記第１燃料単独噴射制御の実行を禁止することで、水素タンク７０がＣＮＧタンク７１に対して早期に空になってしまうのを防止する。
【００６６】
また、コントロールユニット１００は、上記バッテリ不使用供給の実行時において、タンク圧力センサ１０７による水素ガス及び天然ガスの残量に関する第２条件が成立するときに、上記第１燃料単独噴射制御の実行を禁止する。上記第２条件は、水素ガスの残量が、上記第１所定量よりも少ない第３所定量以下でかつ天然ガスの残量が、上記第３所定量よりも多い第４所定量以上であるという条件である。上記第４所定量は、例えば、上記第３所定量に、上記第１所定量と上記第２所定量との差を加えた量としてもよく、或いは、上記第２所定量と略同じ量としてもよい。これにより、水素ガスの残量が、上記第１所定量よりも少ない第３所定量以下になるまで、つまり水素ガスの残量がかなり少なくなるまで、上記バッテリ不使用供給の実行時の上記第１燃料単独噴射制御が実行され、これにより、燃費性能を出来る限り向上させるようにすることができる。
【００６７】
次に、コントロールユニット１００によるエンジン１０の運転時の処理動作を、図６及び図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００６８】
最初のステップＳ１で、各種センサからの信号を読み込み、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。
【００６９】
次のステップＳ３では、上記駆動モータ４０の要求出力に基づき、駆動モータ４０の要求電力（要求電圧及び要求電流（振幅及び位相を含む））を計算し、次のステップＳ４で、オートクルーズスイッチ５６がＯＮであるか否かを判定する。
【００７０】
上記ステップＳ４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１６に進む一方、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、エンジン１０の上記高効率回転数領域での運転で、発電機２０が上記駆動モータ４０の要求電力を過不足無く発電可能であるか否かを判定する。
【００７１】
上記ステップＳ５の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１１に進む一方、ステップＳ５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ６に進んで、水素ガス及び天然ガスの残量に関する上記第２条件が成立するか否か（水素ガスの残量が上記第３所定量以下でかつ天然ガスの残量が上記第４所定量以上であるか否か）を判定する。
【００７２】
上記ステップＳ６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１７に進む一方、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、発電機２０による発電電流の振幅及び位相が、駆動モータ４０の要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するか否かを判定する。
【００７３】
上記ステップＳ７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ８に進んで、水素ガスのみをエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比（λ＝１．８）よりも高い空燃比（ここでは、λ＝２．２）にする第１燃料単独噴射制御を実行する。また、エンジン１０を上記高効率回転数領域で運転するとともに、駆動モータ４０に対し発電機２０による発電電力のみが上記第２経路２６を介して供給される上記バッテリ不使用供給を実行する。しかる後、ステップＳ１０に進む。
【００７４】
上記ステップＳ７の判定がＮＯであるときには、ステップＳ９に進んで、水素ガスのみをエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比（λ＝１．８）よりも高い空燃比（ここでは、λ＝２．２）にする第１燃料単独噴射制御を実行する。また、エンジン１０を上記高効率回転数領域で運転するとともに、駆動モータ４０に対し発電機２０による発電電力のみが上記第１経路２５を介して供給される上記バッテリ不使用供給を実行する。しかる後、ステップＳ１０に進む。
【００７５】
上記ステップＳ１０では、エンジン１０の要求出力、吸入空気量、エンジン回転数、目標空燃比に基づき、各燃料の噴射量を計算し、しかる後にリターンする。
【００７６】
上記ステップＳ５の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１１では、水素ガス及び天然ガスの残量に関する上記第１条件が成立するか否か（水素ガスの残量が上記第１所定量以下でかつ天然ガスの残量が上記第２所定量以上であるか否か）を判定する。
【００７７】
上記ステップＳ１１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２１に進む一方、ステップＳ１１の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１２に進んで、発電機２０による発電電力が駆動モータ４０の要求電力に対して過剰であるか否かを判定する。
【００７８】
上記ステップＳ１２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１３に進んで、バッテリ３０のＳＯＣが、予め設定された上限閾値よりも低いか否かを判定する。この上限閾値は、バッテリ３０をこれ以上に充電すると、バッテリ３０の劣化を早めるような値である。上記ステップＳ１３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２２に進む一方、ステップＳ１３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１５に進む。
【００７９】
上記ステップＳ１２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１４に進んで、バッテリ３０のＳＯＣが、予め設定された下限閾値よりも高いか否かを判定する。この下限閾値は、ＳＯＣがこれ以上低くなると、バッテリ３０の劣化を早めるような値であって、バッテリ３０の放電電力により駆動モータ４０を駆動するためにも早期に充電が必要な値である。
【００８０】
上記ステップＳ１４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２３に進む一方、ステップＳ１４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１５に進む。
【００８１】
上記ステップＳ１５では、水素ガスのみをエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を第１リーン空燃比（λ＝１．８）よりも高い空燃比（ここでは、上記ステップＳ８，Ｓ９における第１燃料単独噴射制御時の空燃比よりも高い空燃比（λ＝２．６））にする第１燃料単独噴射制御を実行する。また、エンジン１０を上記高効率回転数領域で運転し、さらに、発電機２０による発電電力を駆動モータ４０に供給するとともに、発電機２０による発電電力の、駆動モータ４０の要求電力に対する過不足に応じて、発電機２０による発電電力を第１インバータ５０を介してバッテリ３０に充電するか又はバッテリ３０の放電電力を第２インバータ５１を介して駆動モータ４０に供給するバッテリ使用供給を実行する。しかる後、上記ステップＳ１０に進む。
【００８２】
上記ステップＳ４の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１６では、エンジン１０の上記高効率回転数領域での運転で、発電機２０が上記駆動モータ４０の要求電力を過不足無く発電可能であるか否かを判定する。
【００８３】
上記ステップＳ１６の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１８に進む一方、ステップＳ１６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１７に進む。
【００８４】
上記ステップＳ１７では、水素ガス及び天然ガスを所定の比率（ここでは、共に約５０％）でもってエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比（ここでは、λ＝１．８）にする上記通常制御を実行する。また、エンジン１０を上記高効率回転数領域で運転するとともに、駆動モータ４０に対し発電機２０による発電電力のみが上記第１経路２５を介して供給される上記バッテリ不使用供給を実行する。しかる後、上記ステップＳ１０に進む。
【００８５】
上記ステップＳ１８では、発電機２０による発電電力が駆動モータ４０の要求電力に対して過剰であるか否かを判定する。このステップＳ１８の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１９に進む一方、ステップＳ１８の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２０に進む。
【００８６】
上記ステップＳ１９では、バッテリ３０のＳＯＣが上記上限閾値よりも低いか否かを判定し、このステップＳ１９の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２２に進む一方、ステップＳ１９の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２１に進む。
【００８７】
上記ステップＳ２０では、バッテリ３０のＳＯＣが上記下限閾値よりも高いか否かを判定し、このステップＳ２０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２１に進む一方、ステップＳ２０の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２３に進む。
【００８８】
上記ステップＳ２１では、水素ガス及び天然ガスを所定の比率（ここでは、共に約５０％）でもってエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比（λ＝１．８）にする上記通常制御を実行する。また、エンジン１０を上記高効率回転数領域で運転し、さらに、発電機２０による発電電力を駆動モータ４０に供給するとともに、発電機２０による発電電力の、駆動モータ４０の要求電力に対する過不足に応じて、発電機２０による発電電力を第１インバータ５０を介してバッテリ３０に充電するか又はバッテリ３０の放電電力を第２インバータ５１を介して駆動モータ４０に供給するバッテリ使用供給を実行する。しかる後、上記ステップＳ１０に進む。
【００８９】
上記ステップＳ２２では、エンジン１０を停止して、バッテリ３０の放電電力のみにより駆動モータ４０を駆動する。しかる後、上記ステップＳ１０に進む。
【００９０】
上記ステップＳ２３では、水素ガス及び天然ガスを所定の比率（ここでは、共に約５０％）でもってエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比（λ＝１．８）にする上記通常制御を実行する。また、発電機２０が、駆動モータ４０の要求電力に加え、バッテリ３０を充電する電力を発電するよう、上記高効率回転数領域よりも高回転側でエンジン１０を運転する。しかる後、上記ステップＳ１０に進む。
【００９１】
したがって、本実施形態では、エンジン１０の負荷が所定負荷以上であるか、又は、エンジン１０の出力が一定でないときには、水素ガス及び天然ガスを所定の比率（本実施形態では、略同じ体積比率）でもってエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を所定の第１リーン空燃比（本実施形態では、λ＝１．８）にする通常制御により、エンジン１０の出力性能や応答性を確保することができる。また、エンジン１０が、上記所定負荷よりも低い負荷でかつ一定出力で運転される際には、水素ガスのみをエンジン１０に供給しかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を上記第１リーン空燃比よりも高い空燃比（本実施形態では、λ＝２．２又はλ＝２．６）にする第１燃料単独噴射制御により、燃費性能を向上させることができる。
【００９２】
また、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第１リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも所定値以上低い第２リーン空燃比（λ＝２．２）にするようにしたので、エンジン１０の出力を安定させることができ、エンジン１０の出力変動（特に出力低下）をなくして、上記バッテリ不使用供給を維持することができる。また、上記第２リーン空燃比を、エンジン１０の出力を安定させ得る範囲で出来る限り高くすることで、ＮＯｘ排出量を出来る限り抑制することができるとともに、バッテリ不使用供給とエンジンの最高効率付近での運転とにより、燃費性能を最大限に向上させることができる。
【００９３】
さらに、上記バッテリ使用供給がなされているときに上記第１燃料単独噴射制御を実行する際には、エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比を、上記第２リーン空燃比よりも高くかつ水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも低い第３リーン空燃比（λ＝２．６）にするようにしたので、上記第３リーン空燃比を水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比に近付けて、燃費性能及びエミッション性能を出来る限り向上させることができる。また、上記バッテリ使用供給がなされているときには、エンジン１０の出力低下があっても、バッテリ１０の放電電力が駆動モータ４０に供給されるので、第３リーン空燃比を水素ガスのリーン限界の燃焼空燃比に近付けてエンジン１０の出力が不安定になっても問題はない。
【００９４】
また、上記バッテリ不使用供給がなされているときに上記第１燃料単独噴射制御が実行されるときにおいて、発電機２０による発電電流の振幅及び位相が、駆動モータ４０の要求電流の振幅及び位相とそれぞれ略一致するときには、上記バッテリ不使用供給における発電機２０による発電電力の駆動モータ４０への供給が、第１及び第２インバータ５０，５１をバイパスする第２経路２６により行われるので、燃費性能をより一層向上させることができる。
【００９５】
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。
【００９６】
例えば、上記実施形態では、エンジン１０をロータリピストンエンジンとしたが、往復動型エンジンとすることも可能である。
【００９７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、車両に搭載されかつ第１燃料及び第２燃料がそれぞれ供給可能に構成された多種燃料エンジンの燃料制御装置に有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１      車両
１０    多種燃料エンジン
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）
２０    発電機
２５    第１経路
２６    第２経路
２７    発電電力供給経路
３０    バッテリ
４０    駆動モータ
５０    第１インバータ
５１    第２インバータ
７０    水素タンク（第１燃料タンク）
７１    ＣＮＧタンク（第２燃料タンク）
１００  コントロールユニット（制御手段）
１０７  タンク圧力センサ（第１燃料残量検出手段）（第２燃料残量検出手段）
【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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