(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素貯蔵源から水素エンジンに水素を供給する水素供給装置と、ガソリン貯蔵源から水素エンジンにガソリンを供給するガソリン供給装置と、上記水素貯蔵源の水素残量を検出する水素残量検出手段とを備えた水素エンジンの制御装置であって、
上記水素エンジンは、さらに、上記ガソリン貯蔵源のガソリン残量を検出するガソリン残量検出手段を備え、
上記水素エンジンの制御装置は、上記水素残量検出手段により水素残量が所定値以下であると検出され且つ上記ガソリン残量検出手段によりガソリン残量が所定値以下であると検出されたとき、上記水素供給装置による水素の供給から、上記水素供給装置及び上記ガソリン供給装置による水素及びガソリンの両方の供給へと切り換える供給燃料切換手段と、
上記水素エンジンの低回転時には、水素とガソリンとの供給比率をガソリンより水素が大とし、高回転時には、低回転時よりもガソリンの比率を高める供給燃料比率設定手段と、を有することを特徴とする水素エンジンの制御装置。
【請求項２】
さらに、水素及びガソリンの両方が供給されているとき、水素の空燃比及びガソリンの空燃比がそれぞれリーン領域となるように水素供給量及びガソリン供給量を決定する燃料供給量決定手段を有する請求項１に記載の水素エンジンの制御装置。
【請求項３】
上記水素エンジンは、さらに、ＥＧＲ装置を備え、
上記制御装置は、さらに、上記水素残量検出手段により水素残量が所定値以下であると検出され且つ上記ガソリン残量検出手段によりガソリン残量が所定値を超えると検出されたとき、水素の供給から、ガソリンの供給へと切り換える第２供給燃料切換手段と、
水素及びガソリンの両方が供給されているとき、上記ＥＧＲ装置のＥＧＲ率を、ガソリンの供給時におけるＥＧＲ率よりも増大させるＥＧＲ制御手段と、を有する請求項２記載の水素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、水素エンジンの制御装置に係り、特に、水素エンジンに水素を供給する水素供給装置と、水素エンジンにガソリンを供給するガソリン供給装置と、水素貯蔵源の水素残量を検出する水素残量検出手段とを備えた水素エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料として水素及びガソリンの両方を使用可能なデュアルフューエル水素エンジンが知られている（例えば、特許文献１）。このような水素エンジンでは、通常は水素燃料により走行し、水素の残量が少なくなった場合にガソリンによる走行に切り換えるようにしている。つまり、インフラとしての水素ステーションの数が少なく、水素を補充することが出来ない状況でも、ガソリンにより航続距離を延ばすことが出来るようにしている。
【０００３】
このようなデュアルフューエル水素エンジンにおいて、より航続距離を延ばすには、水素及びガソリンをそれぞれ有効に使用する必要がある。例えば、水素とガソリンを混合させて、各燃料を有効に利用することが考えられる。特に、水素残量及びガソリン残量とも少ない場合に、水素ステーション或いはガソリンステーションまで確実に走行出来るようにすることが必要とされる。
【０００４】
特許文献２には、燃料の圧縮天然ガスの残圧が低下したとき、圧縮天然ガスを吸気通路に噴射すると共にガソリンを吸気通路に噴射するようにしたエンジンが開示されている。この特許文献２に記載のエンジンは、圧縮天然ガスの残圧が小さく燃焼の安定化を図ることが出来ないときに圧縮天然ガスが残存して無駄となり、その分、航続距離が減少しまうことを防止するようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−０９７９０６号公報
【特許文献２】特開２００４−３４６８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、水素エンジンは、もともと、エミッション性能及び燃費性能の観点で優れたエンジンである。従って、水素エンジンにおいて、ガソリンを併用する場合においても、エミッション性能を確保することが要望されている。しかしながら、上述したデュアルフューエル水素エンジンにおいて、水素とガソリンを混合させて燃焼させる場合、水素のみの燃焼時に比べ、ガソリンを混合させる分、一般に、出力性能は得やすいが、エミッション性能が低下し易くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、エミッション性能の低下を抑制しつつ航続距離を延ばすことが出来る水素及びガソリンの両方を使用可能な水素エンジンの制御装置を提供することを目的としている。
【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は、水素貯蔵源から水素エンジンに水素を供給する水素供給装置と、ガソリン貯蔵源から水素エンジンにガソリンを供給するガソリン供給装置と、水素貯蔵源の水素残量を検出する水素残量検出手段とを備えた水素エンジンの制御装置であって、水素エンジンは、さらに、ガソリン貯蔵源のガソリン残量を検出するガソリン残量検出手段を備え、水素エンジンの制御装置は、水素残量検出手段により水素残量が所定値以下であると検出され且つガソリン残量検出手段によりガソリン残量が所定値以下であると検出されたとき、水素供給装置による水素の供給から、水素供給装置及びガソリン供給装置による水素及びガソリンの両方の供給へと切り換える供給燃料切換手段と、水素エンジンの低回転時には、水素とガソリンとの供給比率をガソリンより水素が大とし、高回転時には、低回転時よりもガソリンの比率を高める供給燃料比率設定手段と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、水素残量が所定値以下であると検出されたとき、供給燃料切換手段により、水素の供給から、水素及びガソリンの両方の供給へと切り換えられるので、水素とガソリンの両方を有効に利用して航続距離を延ばすことが出来る。さらに、供給燃料比率設定手段により、低回転時に水素とガソリンとの供給比率をガソリンより水素が大とし、高回転時に低回転時よりもガソリンの比率を高めるので、低回転時にエミッション性能（例えば、ＨＣやＣＯの排出量）が低下することを抑制すると共に高回転時に高出力を確保しつつ航続距離を延ばすことが出来る。さらに、本発明においては、供給燃料切換手段が、水素残量が所定値以下であると検出され且つガソリン残量が所定値以下であると検出されたとき、水素の供給から、水素及びガソリンの両方の供給へと切り換えるので、水素及びガソリンの両方とも残量が少ないとき、それらの各燃料を有効に利用して航続距離を延ばすことが出来る。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、さらに、水素及びガソリンの両方が供給されているとき、水素の空燃比及びガソリンの空燃比がそれぞれリーン領域となるように水素供給量及びガソリン供給量を決定する燃料供給量決定手段を有する。
このように構成された本発明においては、水素の空燃比及びガソリンの空燃比がそれぞれリーン領域となるように水素供給量及びガソリン供給量を決定するので、水素及びガソリンの供給量を抑えて、より確実に航続距離を延ばすことが出来る。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、水素エンジンは、さらに、ＥＧＲ装置を備え、制御装置は、さらに、水素残量検出手段により水素残量が所定値以下であると検出され且つガソリン残量検出手段によりガソリン残量が所定値を超えると検出されたとき、水素の供給から、ガソリンの供給へと切り換える第２供給燃料切換手段と、水素及びガソリンの両方が供給されているとき、ＥＧＲ装置のＥＧＲ率を、ガソリンの供給時におけるＥＧＲ率よりも増大させるＥＧＲ制御手段と、を有する。
このように構成された本発明においては、ＥＧＲ制御手段により、水素及びガソリンの両方が供給されているときのＥＧＲ率を、ガソリンの供給時におけるＥＧＲ率よりも増大させるので、ガソリンを併用することによるエミッション性能の低下、特に、ＮＯｘ量の増大を抑制することが出来る。さらに、水素の着火性は非常に高いので、ＥＧＲ率を増大させることによる燃焼性悪化も防止される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による水素及びガソリンの両方を使用可能な水素エンジンによれば、エミッション性能の低下を抑制しつつ航続距離を延ばすことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
先ず、図１及び図２により、本発明の実施形態による水素エンジンの制御装置が適用された水素エンジンの構成を説明する。図１は、本実施形態による水素エンジンの制御装置が適用された水素エンジン本体部の概略構成を示す図であり、図２は、図１に示す水素エンジン本体部及びそれに付随する装置を示す水素エンジンの全体構成を示す図である。
【００１４】
先ず、図１に示すように、本実施形態による水素エンジン１は、ロータリ型エンジンである。この水素エンジン１は、トロコイド状の内周面を有するロータハウジング２及びその両側にそれぞれ配置された平面状の内面を有するサイドハウジング４（片方は図示を省略する）を備え、これらのハウジング２、４により構成された空間内にロータ６が配置されている。このロータ６は、その内方の偏心軸８により支持されると共にその偏心軸８と共に偏心回転するようになっている。このロータ６の周囲には、各ハウジング２、４とこのロータ６とにより囲まれた３つの作動室１０、１１、１２が形成されている。各作動室１０、１１、１２の容積は、ロータ６の偏心回転により変化するようになっている。そして、作動室１０、１１、１２における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の一連の工程により、ロータ６が回転させられると共に偏心軸８が回転させられ、その回転力が動力として偏心軸８からドライブシャフト（図示せず）等に出力される。なお、この図１に示す状態では、作動室１０において吸気及び圧縮行程が行われ、作動室１１において膨張（爆発）工程が行われ、作動室１２において排気行程が行われるようになっている。
【００１５】
ロータハウジング２には点火プラグ１４が取り付けられ、また、サイドハウジング４には、吸気ポート１６及び排気ポート１８が形成されている。吸気ポート１６には、吸気通路２０が接続されており、その吸気通路２０を介して作動室１０内に空気が導かれる。また、排気ポート１８には、排気通路２２が接続されており、その排気通路２２を介して作動室１２内の排気ガスが排出される。
【００１６】
図２に示すように、吸気通路２０の上流側にはスロットル弁２４が設けられ、さらにその上流側にはエアクリーナー２６が設けられている。
また、排気通路２２の下流側には、排気ガス浄化触媒（図示せず）などが設けられている。この排気通路２２には、排気通路２２中の排気ガスの一部を吸気通路２０に還流するためのＥＧＲ装置３０が設けられている。このＥＧＲ装置３０は、排気通路２２と吸気通路２０とを連結するＥＧＲ通路３２と、このＥＧＲ通路３２内の還流する排気ガスを冷却して密度を高めるＥＧＲクーラ３４と、ＥＧＲ率を制御するためのＥＧＲ弁３６とを有している。このＥＧＲ弁３６は、コントロールユニット（ＥＣＵ）７０に接続され、このＥＣＵ７０によって、後述するようにＥＧＲ率が制御される。
【００１７】
ここで、この水素エンジン１は、燃料として水素（水素ガス）及びガソリンの両方を使用可能になっている。図１に示すように、水素及び燃料の噴射装置として、水素を作動室１０内に噴射する直噴式水素ガスインジェクタ４０がロータハウジング２に取り付けられ、水素を吸気通路２０内に噴射するポート噴射式水素ガスインジェクタ４２が吸気通路２０に取り付けられ、さらに、ガソリン燃料を吸気通路２０内に噴射するポート噴射式ガソリンインジェクタ４４が、ポート噴射式水素ガスインジェクタ２６より吸気ポート１６に近い位置で吸気通路２０に取り付けられている。
【００１８】
図２に示すように、各水素ガスインジェクタ４０、４２は、それぞれ、途中で分岐した水素ガス供給通路５０を介して水素高圧ガスタンク５２に接続され、この水素高圧ガスタンク５２から水素ガスが供給されるようになっている。この水素高圧ガスタンク５２の排出口には、そのタンク５２から水素ガス供給通路５０への水素ガス排出を制御するための停止弁５４が設けられ、さらに、その下流側の水素ガス供給通路５０には、各インジェクタ４０、４２に対する水素供給量（水素供給圧力）を制御する遮断弁５６が設けられている。さらに、遮断弁５６の下流側の水素ガス供給通路５０には、水素ガス供給通路５０内の残圧を検出するための水素ガス圧力センサ５８が取り付けられている。水素高圧ガスタンク５２内の水素残量は、このセンサ５８で検出された水素ガス供給通路５０内の残圧から算出される。
【００１９】
ガソリンインジェクタ４４は、ガソリン供給通路６０を介してガソリンタンク６２に接続されている。ガソリンタンク６２内のガソリンは、フューエルポンプ６４によりガソリン供給通路６０に送出される。ガソリンタンク６２には、ガソリンの残量を検出するためのガソリンレベルセンサ６６が取り付けられている。
水素及びガソリン用の各インジェクタ４０、４２、４４の内部には、それぞれ電磁弁（図示せず）が組み込まれており、水素ガスインジェクタ４０、４２による水素ガス噴射量、及び、ガソリンインジェクタ４４によるガソリン噴射量は、それぞれ、各電磁弁の開閉量により調整される。各インジェクタ４０、４２、４４は、それぞれ、ＥＣＵ７０に接続され、このＥＣＵ７０によって、後述するように水素ガス噴出量及びガソリン噴出量が制御される。
【００２０】
エンジン１には、センサとして、上述した水素ガス圧力センサ５８、ガソリンレベルセンサ６６の他に、エンジン本体部に、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ７２が取り付けられている。また、排気通路２２に、排気通路２２中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ７４が取り付けられ、空燃比λは、この酸素濃度センサ７４により検出された酸素濃度によって算出される。さらに、図示しないが、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ、吸気通路２０内の空気の温度及び量を検出する吸気温センサ及びエアフローセンサ、スロットル弁２４の開度を検出するスロットル開度センサ、排気通路２２内の排気ガスの温度を検出する排気温センサ、水素ガス供給通路５０内を流れる水素ガスの流量を検出する水素ガス流量計、ガソリン供給通路６０内を流れるガソリンの流量を検出するガソリン流量計なども、エンジン１に設けられている。
【００２１】
ＥＣＵ７０には、これらのセンサの出力信号、特に、水素ガス圧力センサ５８からの水素高圧ガスタンク５２内の水素残量Ｈに関する出力信号、ガソリンレベルセンサ６６からのガソリン残量Ｇに関する出力信号、エンジン回転数センサ７２からのエンジン回転数Ｎに関する出力信号、及び、酸素濃度センサ７４からの空燃比λに関する出力信号が入力されるようになっている。
【００２２】
次に、図３及び図４により、ＥＣＵ７０による燃料噴射制御及びＥＧＲ率制御の内容を説明する。
図３は、本実施形態のコントロールユニットによる燃料噴射制御の内容を示すフローチャートであり、図４は、エンジン回転数に基づいて水素及びガソリンの混合比率を決定するための制御マップを示す図表である。なお、図３に示すフローチャートにおいて、「Ｓ」は各ステップを示す。
【００２３】
先ず、図３に示すように、Ｓ１において、水素残量Ｈに関する出力信号、ガソリン残量Ｇを示す出力信号及びエンジン回転数Ｎを示す出力信号を各センサ５８、６６、７２から読み込む。
次に、Ｓ２において、Ｓ１で読み込んだ水素残量Ｈが所定値以下であるか否かを判定する。本実施形態では、所定値として、水素高圧ガスタンク５２の全容量の３％の容量と設定している。例えば、タンク５２の全容量が３５ＭＰａとすると、所定値として１ＭＰａと設定する。このように、Ｓ２においては、水素残量Ｈが少ないか否かを判定する。
また、Ｓ３においては、Ｓ１で読み込んだガソリン残量Ｇが所定値以下であるか否かを判定する。本実施形態では、所定値としてガソリンタンク６２の全容量の３％の容量と設定している。このように、Ｓ３においては、ガソリン残量Ｇが少ないか否かを判定する。なお、水素残量及びガソリン残量の所定値は、車両に応じて異なっていても良い。
【００２４】
本実施形態では、これらのＳ２及びＳ３の判定により、水素による運転、ガソリンによる運転、水素とガソリンを混合させた運転を切り換えるようにしている。以下に、それぞれの場合を説明する。
先ず、Ｓ２において、水素残量Ｈが所定値を超えていると判定された場合、即ち、水素残量に余裕がある場合について説明する。
この場合には、Ｓ２の判定終了後、Ｓ４に進み、水素ガスによる運転を行う。具体的には、ＥＣＵ７０は、ポート噴射式ガソリンインジェクタ４４によるガソリンの噴射を禁止し、直噴式水素ガスインジェクタ４０やポート噴射式水素ガスインジェクタ４２による水素ガスの噴射を実行させるように、各インジェクタ４０、４２、４４を制御する。
【００２５】
ここで、このＳ４における水素ガスの噴射の制御内容を説明する。本実施形態では、エンジン回転数に応じて各インジェクタ４０、４２を使い分けるようにしている。
具体的には、Ｓ１で読み込んだエンジン回転数Ｎが第１領域（８００〜２５００ｒｐｍ）の場合は、圧縮行程において直噴式水素ガスインジェクタ４０のみで水素ガスを噴射する。これにより、空気及び水素ガスの充填効率を高めて、出力トルクを確保するようにしている。つまり、仮に吸気行程中に吸気通路２０から噴射したのでは、水素ガスが気体でありその体積が大きいことに起因して、十分な空気量を作動室１０に確保しにくいのである。
【００２６】
エンジン回転数Ｎが第２領域（２５００〜５０００ｒｐｍ）の場合は、吸気行程において直噴式水素ガスインジェクタ４０のみで水素ガスを噴射する。このように吸気行程の段階で水素ガスを噴射することにより、空気と水素ガスのミキシング時間を確保して、ミキシング不足による過早着火などの異常燃焼の発生を抑制するようにしている。
エンジン回転数Ｎが第３領域（５０００〜７０００ｒｐｍ）の場合は、圧縮行程における直噴式水素ガスインジェクタ４０による噴射と、吸気行程におけるポート噴射式水素ガスインジェクタ４２による予混合噴射とを併用する。これは、圧縮行程における直噴式水素ガスインジェクタ４０による噴射によりトルクを確保すると共に、ポート噴射式水素ガスインジェクタ４２による予混合噴射により空気と水素ガスのミキシング性を向上させるためである。各インジェクタ４０、４２の噴射量の比率は、本実施形態では、直噴式水素ガスインジェクタ４０による噴射量が２０％、ポート噴射式水素ガスインジェクタ４２による噴射量が８０％と設定されている。
【００２７】
なお、水素ガスの噴射量自体は、空燃比がλ＝２となるように、吸入空気量、吸入空気温度、酸素濃度センサ７４からの出力信号（空燃比λ）などに基づいて決定される。
このＳ４における処理が終了すると、次に、Ｓ５に進み、ＥＣＵ７０は、ＥＧＲ率が５０％となるように、ＥＧＲ弁３６を制御する。このように、ガソリンのみの燃焼時におけるＥＧＲ率（限界は２０％程度）に比べ、ＥＧＲ率を５０％と大きな値に設定して、ＮＯｘを効果的に低減させるようにしている。ここで、ＥＧＲ率を５０％と大きな値に設定しても、水素ガスはガソリンに比べ着火性が非常に優れているので、燃焼性の悪化の懸念が非常に少ない。
【００２８】
次に、Ｓ２において水素残量Ｈが所定値以下であると判定され、且つ、Ｓ３においてガソリン残量Ｇが所定値を超えていると判定された場合、即ち、水素残量は少ないがガソリン残量に余裕がある場合について説明する。
この場合には、Ｓ３の判定終了後、Ｓ６に進み、ガソリンによる運転を行う。具体的には、ＥＣＵ７０は、ポート噴射式ガソリンインジェクタ４４によるガソリンの噴射を実行させ、直噴式水素ガスインジェクタ４０及びポート噴射式水素ガスインジェクタ４２による水素ガスの噴射を禁止するように、各インジェクタ４０、４２、４４を制御する。なお、ガソリン水素ガスの噴射量は、空燃比がλ＝１となるように、吸入空気量、吸入空気温度、酸素濃度センサ７４からの出力信号（空燃比λ）などに基づいて決定される。
次に、Ｓ７に進み、ＥＣＵ７０は、ＥＧＲ率が２０％となるように、ＥＧＲ弁３６を制御する。このＥＧＲ率の２０％という値は、一般に、ガソリン燃焼における限界値に近い値であり、ＥＧＲ率２０％を超えると非常に着火しにくくなり、或いは着火しても失火する恐れがある。
【００２９】
次に、Ｓ２において水素残量Ｈが所定値以下であると判定され、且つ、Ｓ３においてガソリン残量Ｇが所定値以下であると判定された場合、即ち、水素残量もガソリン残量も少ない場合について説明する。
この場合には、Ｓ３の判定終了後、Ｓ８に進み、水素ガスとガソリンを混合させた運転を行う。具体的には、ＥＣＵ７０は、ポート噴射式ガソリンインジェクタ４４によるガソリンの噴射、及び、直噴式水素ガスインジェクタ４０やポート噴射式水素ガスインジェクタ４２による水素ガスの噴射を実行させるように、各インジェクタ４０、４２、４４を制御する。
【００３０】
ここで、このＳ８における水素ガス及びガソリンの噴射の制御内容を説明する。本実施形態では、エンジン回転数に応じて水素ガスとガソリンの混合比率を設定している。
このＳ８では、図４に示すマップに基づき、エンジン回転数Ｎに応じた水素ガスとガソリンの混合比率を決定し、その決定された混合比率となるように、各インジェクタ４０、４２、４４を制御するようにしている。
本実施形態では、図４に示すように、実用域（低回転域）のエンジン回転数（〜３０００ｒｐｍ）では、水素ガスとガソリンの比率を、水素ガスがガソリンよりも大きくなるように、水素ガスを７０％、ガソリンを３０％と設定している。中回転域のエンジン回転数（３０００〜３５００ｒｐｍ）では、水素ガスを７０％から５０％までエンジン回転数Ｎに対してリニアに低下するように設定し、ガソリンを５０％から７０％までエンジン回転数Ｎに対してリニアに増加するように設定している。高回転域のエンジン回転数（３５００ｒｐｍ〜）では、水素ガスとガソリンの比率を、それぞれ５０％と同等に設定している。従って、この高回転域では、実用域に比べ、水素ガスの比率を低める一方、ガソリンの比率を高めている。
【００３１】
本実施形態では、このように、実用域において、水素ガスの比率がガソリンの比率よりも大きくなるように制御することにより、ガソリン併用によるエミッション増加が極力小さくなるようにしている。即ち、ガソリンの比率が少ない分、ＨＣやＣＯの発生を極力抑えることが出来るのである。一方、高回転域では、実用域に比べてガソリンの比率を大きくすることにより高出力（高トルク）を得ることが出来る。また、高トルクを得ることにより、坂道などトルクが必要な状況においてアクセルを過剰に踏み込むことを抑制して、航続距離を延ばすことが出来る。
【００３２】
ここで、水素ガスを噴射する各インジェクタ４０、４２は、上述したＳ４と同様にエンジン回転数に応じて使い分けられる。即ち、第１領域（８００〜２５００ｒｐｍ）では、圧縮行程において直噴式水素ガスインジェクタ４０のみ、第２領域（２５００〜５０００ｒｐｍ）では、吸気行程において直噴式水素ガスインジェクタ４０のみ、第３領域（５０００〜７０００ｒｐｍ）では、直噴圧縮行程における直噴式水素ガスインジェクタ４０による噴射と、吸気行程におけるポート噴射式水素ガスインジェクタ４２による予混合噴射との併用、によりそれぞれ水素ガスを噴射する。
【００３３】
水素ガス及びガソリンのそれぞれの噴射量は、水素ガスの空燃比及びガソリンの空燃比がそれぞれリーン領域となるように設定される。例えば、水素ガスの空燃比及びガソリンの空燃比がそれぞれλ＝２と設定される。そして、水素ガス及びガソリンの全体としての空燃比がλ＝１となるように設定されている。そして、噴射量自体は、吸入空気量、吸入空気温度、酸素濃度センサ７４からの出力信号（空燃比λ）などに基づいて決定される。
【００３４】
このＳ８における処理が終了すると、次に、Ｓ９に進み、ＥＣＵ７０は、ＥＧＲ率が４０％となるように、ＥＧＲ弁３６を制御する。このように、ガソリンのみの燃焼時におけるＥＧＲ率（例えば２０％）に比べ、ＥＧＲ率を４０％と大きな値に設定することにより、ＮＯｘを効果的に低減させるようにしている。つまり、水素ガスの着火性が高いので、ガソリンのみの場合よりもＥＧＲ率を増大させることが出来、その結果、燃焼性が悪化することを防止すると共にＮＯｘを低減させることが出来るのである。
【００３５】
ここで、図５に、水素、水素とガソリンの混合、ガソリンをそれぞれ使用した場合のエンジン特性の一例として、出力特性及び充填効率特性を示す。
図５に示すように、各燃料使用時に、それぞれ、エンジン回転数に応じて充填効率及び出力としてのトルクが変化する。水素とガソリンの混合時には、その混合比率に応じて特性が変化し、水素７０％、ガソリン３０％の実用域では、ほぼ水素使用時の充填効率及び出力と同等であり、中回転域では、水素比率を下げ且つガソリン比率を上げるにつれて、充填効率及び出力ともにその増加度合いが大きくなり、高回転域（水素５０％、ガソリン５０％）では、水素使用時とガソリン使用時のほぼ中間の大きさの充填効率及び出力が得られる。このように、水素残量が少ない場合に、水素とガソリンを混合させた運転を行っても、充填効率及び出力のいずれも確保され、確実に走行することが出来ることが確認されている。
【００３６】
なお、他の実施形態として、Ｓ２において水素残量Ｈが所定値以下であると判定された場合に、ガソリン残量にかかわらず、Ｓ８及びＳ９による水素ガス及びガソリンの混合による運転を行うようにしても良い。この場合、Ｓ３において、水素残量Ｈが０であるかを判定し、水素残量が０と判定された場合、即ち、水素を全て使い切った場合に、Ｓ６及びＳ７によるガソリンのみの運転に切り換えるようにするのが良い。この変形例によれば、水素ガスを使い果たすまで、ガソリンのみによる運転に比べ、エミッション、例えば、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを低減させる運転を行わせることが出来る。
【００３７】
なお、本実施形態では、水素エンジンの制御装置をロータリエンジンに適用しているが、レシプロエンジンにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態による水素エンジン本体部の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す水素エンジン本体部及びそれに付随する装置を示す本実施形態による水素エンジンの全体構成を示す図である。
【図３】本実施形態のコントロールユニットによる制御内容を示すフローチャートである。
【図４】エンジン回転数に基づいて水素及びガソリンの混合比率を決定するための制御マップを示す図表である。
【図５】水素とガソリンの混合時におけるエンジン回転数と充填効率或いは出力との関係を水素使用時及びガソリン使用時における関係と共に示す線図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  水素エンジン
２０  吸気通路
２２  排気通路
３２  ＥＧＲ通路
３６  ＥＧＲ弁
４０  直噴式水素ガスインジェクタ
４２  ポート噴射式水素ガスインジェクタ
４４  ポート噴射式ガソリンインジェクタ
５０  水素ガス供給通路
５２  水素高圧ガスタンク
５８  水素ガス圧力センサ
６０  ガソリン供給通路
６２  ガソリンタンク
６６  ガソリンレベルセンサ
７０  コントロールユニット
７２  エンジン回転数センサ
【図１】
0004478887.tif 000002
【図２】
0004478887.tif 000003
【図３】
0004478887.tif 000004
【図４】
0004478887.tif 000005
【図５】
0004478887.tif 000006