(57)【要約】【課題】  水素エンジンにおいて良好な始動性が得ることができる水素エンジン制御装置及び方法を提供する。【解決手段】  エンジン温度検出部３１及び空燃比調整部３２を備え、水素エンジン２を始動し、かつ燃料燃焼温度が既定値より低い状態、つまり早期着火が発生しないとみなせる状態に限り、水素エンジンに供給する水素の空燃比を通常よりリッチに調整するようにした。よって、エンジン始動性を悪化させることなく、水素エンジンを迅速に始動させることができる。【選択図】図１
2007051613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素供給系及び点火系を有する水素エンジンの制御装置において、
上記水素エンジンの始動時における該水素エンジンの燃料燃焼温度に関連する温度を検出するエンジン温度検出部と、
上記水素エンジンが始動しかつ上記エンジン温度検出部にて検出された上記燃料燃焼温度に関連する温度が規定値よりも低いとき、上記水素供給系に対して上記水素エンジンに供給する水素の空燃比を通常よりリッチに調整する空燃比調整部と、
を備えたことを特徴とする水素エンジン制御装置。
【請求項２】
上記空燃比調整部により上記水素エンジンに供給する水素の空燃比が通常よりリッチに調整されたときに、上記点火系に対して上記水素エンジンの点火時期をリタードする点火時期補正部をさらに備えた、請求項１記載の水素エンジン制御装置。
【請求項３】
上記水素エンジンは、電力供給にて駆動力を生じるモータ及び上記水素エンジンの少なくとも一方の出力にて駆動されるパワートレインに搭載されるエンジンである、請求項１又は２記載の水素エンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車などの内燃機関に利用される、水素を燃料とする水素エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低公害化を目的として、例えば圧縮天然ガス、液化プロパンガス、圧縮水素等の気体燃料を使用するエンジンを搭載した車両の開発が進められている。又、更なる低公害化を実現するために、例えば特開平１１−３１１１３６号公報には、ガソリン及び気体水素によるデュアルフューエルエンジンとともにモータを使用して車輪を駆動するハイブリッド自動車において、運転状況に応じ駆動力を確保する手段を変更するようにした技術が開示されている。又、特開２００４−２２５５６３号公報には、上記ハイブリッド自動車において、モータ走行からエンジン走行へ切り替わるとき、エンジンの回転数が低い場合にはジェネレータでエンジン回転数を上昇させた後、エンジンへの燃料供給を開始する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３１１１３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２２５５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のガソリンを燃料として用いるエンジンと同様に、水素エンジンにおいても良好な始動性が要求される。特に、水素エンジンとともに、モータを使用して車輪を駆動するハイブリッド自動車では、モータにて駆動され水素エンジンが休止している状態から、水素エンジンに燃料供給を開始して水素エンジンを始動させるとき、車両の駆動力に変動が生じないように水素エンジンを良好に始動性させる必要がある。
エンジンの始動性を良くするためには、基本的に、エンジンにおける空燃比を通常状態よりもリッチにすればよい。しかしながら、水素エンジンにおいて、その始動性を良くするためにエンジンに供給する水素濃度を通常よりも濃くしたとき、空気と水素とのミキシング性に起因して、プリイグ（早期着火）が発生し易くなり上記始動性を悪化させるという問題がある。尚、この問題は、ハイブリッド自動車に限らず、水素エンジンのみを備えた場合も同様である。
そこで本発明は、水素エンジンにおいて良好な始動性が得ることができる水素エンジンの制御装置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】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様の水素エンジン制御装置は、水素供給系及び点火系を有する水素エンジンの制御装置において、
上記水素エンジンの始動時における該水素エンジンの燃料燃焼温度に関連する温度を検出するエンジン温度検出部と、
上記水素エンジンが始動しかつ上記エンジン温度検出部にて検出された上記燃料燃焼温度に関連する温度が規定値よりも低いとき、上記水素供給系に対して上記水素エンジンに供給する水素の空燃比を通常よりリッチに調整する空燃比調整部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００５】
又、上記空燃比調整部により上記水素エンジンに供給する水素の空燃比が通常よりリッチに調整されたときに、上記点火系に対して上記水素エンジンの点火時期をリタードする点火時期補正部をさらに備えることもできる。
【０００６】
又、上記水素エンジンは、電力供給にて駆動力を生じるモータ及び上記水素エンジンの少なくとも一方の出力にて駆動されるパワートレインに搭載されるエンジンであるように構成することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の第１態様の水素エンジン制御装置によれば、エンジン温度検出部及び空燃比調整部を備え、水素エンジンを始動し、かつ燃料燃焼温度に関連する温度が既定値より低い状態、つまり低温始動時に相当する状態であり早期着火が発生しないとみなせる状態に限り、水素エンジンに供給する水素の空燃比を通常よりリッチに調整するようにした。よって、エンジン始動性を悪化させることなく、水素エンジンを迅速に始動させることができる。
【０００８】
又、空燃比をリッチにすることで、一般的にはＮＯｘ排出量は増加するが、点火時期補正部をさらに備え、燃料点火時期をリタードすることにより、空燃比をリッチにすることにて生じるＮＯｘ排出量の悪化を確実に抑制することができる。
【０００９】
パワートレインのエンジンとして水素エンジンが用いられるとき、モータ駆動から水素エンジン駆動への切り替えの際、上述のように水素エンジンは迅速に始動可能である。したがって、上記切り替え時に車両の駆動力に変動が生じることはなく、例えば乗員に不快感を与えることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態である水素エンジンの制御装置、及び該制御装置にて実行される制御方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
又、以下に説明する実施形態では、水素の燃焼により駆動力を生じる水素エンジンと、電力供給により駆動力を生じるモータとを搭載したハイブリッド自動車を例に採るが、これに限定されず、ガソリン及び気体水素によるデュアルフューエルエンジンとモータとを搭載したハイブリッド自動車、水素エンジンのみを搭載した自動車、さらに自動車に限定されず、船舶や航空機などに搭載することができる水素エンジンにも適用可能である。又、水素エンジンは、レシプロエンジン及びロータリピストンエンジンのいずれの構造であってもよい。
【００１１】
又、水素エンジンへの燃料となる水素の供給方式としては、エンジン燃料室への供給前に、予め空気と水素とを混合させる予混合方式と、燃料室内には空気のみを吸引した後、水素ガスを噴射し混合させる直噴方式とがある。以下の実施形態では、後者の直噴方式を例に採るが、上記予混合方式のエンジンシステムについても、本発明の実施形態である水素エンジンの制御装置及び方法を適用可能である。
【００１２】
図１は、水素エンジンと駆動モータとが組み合わされてなるパワートレイン及びその制御装置を概略的に示す図である。このパワートレイン１は、基本的に、水素エンジン２と、動力分割機構７と、ジェネレータ８と、駆動モータ１０と、減速機１６と、本実施形態の水素エンジン制御装置を含むＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２０とを備える。水素エンジン２からの動力は、動力分割機構７により二分割され、分割された動力の出力軸の一方はジェネレータ８に接続され、他方は駆動モータ１０及び減速機１６に接続されている。減速機１６は、デファレンシャルギヤからなるもので、その両端側に車輪１８を備えた車軸１７に取り付けられている。
【００１３】
水素エンジン２としては、燃焼燃料として気体水素を用いるエンジンであり、水素供給系３及び点火系４を有する。水素供給系３は、インジェクタ３ａと、該インジェクタ３ａに接続される燃料タンク３ｂとを有する。インジェクタ３ａは、水素エンジン２の気筒内へ気体水素を供給する部分であり、後述する空燃比調整部３２による制御にて、供給する水素量を調整する部分である。点火系４は、上記気筒内の燃料に着火する部分であり、後述する点火時期補正部３３にて点火時期が制御される。
【００１４】
又、水素エンジン２に接続される吸気通路１９内には、水素エンジン２の気筒内に吸入される空気量を調整すべく吸気通路１９を開閉するスロットル弁１３が設けられている。このスロットル弁１３は、ＥＣＵ２０の制御によりスロットル弁用アクチュエータ１４により作動される。よって、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１３の開度情報を認識している。
又、吸気通路１９には、エンジン２に吸入される空気の温度を測定する吸気温検出器２１が設けられており、測定された空気温度情報は、ＥＣＵ２０へ供給される。
又、水素エンジン２には、エンジン冷却水の温度を検出するエンジン水温検出器２２、エンジン潤滑油の温度を検出するエンジン潤滑油温検出器２３、及び出力軸の回転の有無を検出する回転検出器２４が設けられており、測定されたエンジン水温情報、エンジン潤滑油温情報、及び出力軸の回転信号は、ＥＣＵ２０へ供給される。
【００１５】
さらにパワートレイン１には、駆動モータ１０の駆動源となる電力を蓄電するバッテリ１２が設けられている。このバッテリ１２は、駆動モータ１０へ電力を供給するとともに、ジェネレータ８にて発電された電力を蓄電する。更に、ジェネレータ８や駆動モータ１０の交流電流とバッテリ１２の直流電流の変換を行うインバータ９が設けられている。尚、ジェネレータ８にて発電された電力は、バッテリ１２に蓄電されることなく、駆動モータ１０の駆動源として直接に利用されることも可能である。又、バッテリ１２における充電量（ＳＯＣ）情報は、ＥＣＵ２０に供給される。
【００１６】
ＥＣＵ２０は、上述の各構成部分を制御する制御部分であり、コンピュータからなる総合的な制御装置であって、上述の各検出器２１〜２４の他に、車両に搭載された各種センサ（特に図示しないが、例えばエアフローセンサ，エンジン回転数センサ，等）から検出された情報に基づいて、パワートレイン１，インジェクタ３ａ，駆動モータ１０，バッテリ１２，スロットル弁１３等、各種構成の動作制御を行う。このＥＣＵ２０は、その内部に、制御回路（不図示）を有しており、各種動作制御を行うに際して実行される補正，演算，判定等の処理は、その制御回路によって行われる。
【００１７】
又、上記実施形態における水素エンジン制御方法を実行するため、ＥＣＵ２０には機能的にエンジン温度検出部３１及び空燃比調整部３２を有し、さらに点火時期補正部３３及び始動判断部３４を有するのが好ましい。
エンジン温度検出部３１は、水素エンジン２の始動時における該水素エンジン２の温度、本実施形態では水素エンジン２の燃料燃焼温度を検出する。ここで水素エンジン２の始動時とは、本実施形態のようなパワートレイン１においては、特に、駆動モータ１０から水素エンジン２へ駆動力が切り替わるときに該当し、水素エンジン２をクランキングしている状態が該当する。エンジン温度検出部３１には、吸気温検出器２１から吸気温度情報が、エンジン水温検出器２２からエンジン冷却水の温度情報が、及び、エンジン潤滑油温検出器２３からエンジン潤滑油の温度情報がそれぞれ供給される。そして、エンジン温度検出部３１は、これらの吸気温度情報、エンジン冷却水温度情報、及びエンジン潤滑油温度情報の少なくとも一つに基づいて、エンジン温度としての上記燃料燃焼温度を求める。尚、上記燃料燃焼温度は、文字通り燃料の燃焼温度そのものであるのが好ましいが、本実施形態では上述のように例えば吸気温度情報に基づくことから、実際には燃料燃焼温度に関連する温度である。求めた燃料燃焼温度情報又は下記低信号が空燃比調整部３２へ送出される。
尚、エンジン温度としての上記燃料燃焼温度を求めるための情報として、上記吸気温度情報、上記エンジン冷却水温度情報、及び上記エンジン潤滑油温度情報の他に、水素エンジン２の停止状態経過時間情報を加えることもできる。
【００１８】
空燃比調整部３２は、水素エンジン２が始動しかつエンジン温度検出部３１にて検出された上記燃料燃焼温度が規定値αよりも低いとき、水素供給系３のインジェクタ３ａに対して水素エンジン２に供給する水素の空燃比を通常よりリッチになるように制御を行う。即ち、上述のように、パワートレイン１において駆動モータ１０から水素エンジン２へ駆動力が切り替わるとき、つまり水素エンジン２が冷間時始動される場合であっても、駆動力の変動を抑えるため水素エンジン２には迅速な始動が求められる。そこで、水素エンジン２を迅速に始動させるため、水素エンジン２の始動が検知されたとき、水素エンジン２に供給する水素の空燃比を通常よりリッチになるように、空燃比調整部３２によりインジェクタ３ａの動作を制御する。但し、図３に示すように、水素エンジン２の温度が冷間時始動の場合に比べて比較的高い通常始動の場合に空燃比をリッチにすると、早期着火つまり異常燃焼が生じる可能性が高くなる。一方、冷間時始動では、図３に示すように空燃比を比較的リッチにしても早期着火が生じる可能性は低い。よって、エンジン温度検出部３１にて検出された上記燃料燃焼温度を用い、該燃料燃焼温度が規定値αよりも低いとき、つまり早期着火が生じにくい状態のときには、水素の空燃比を通常よりリッチに制御するものである。本実施形態において、上記規定値αは、約５０℃である。
【００１９】
又、本実施形態では、上記燃料燃焼温度と規定値αとの大小関係の判断を、上述のように空燃比調整部３２にて行っているが、これに限定されず、上記大小関係の判断を例えばエンジン温度検出部３１にて行い上記燃料燃焼温度が規定値αより低い場合のみエンジン温度検出部３１から空燃比調整部３２へその旨を示す低信号を送出するようにしてもよい。
又、水素の空燃比を通常よりリッチにするとは、本実施形態では、一例として、通常始動の場合における、理論空燃比よりもリーンなλ＝１．６に対して、冷間始動の場合には理論空燃比であるλ＝１程度にまでリッチにする。
又、水素の空燃比を通常よりリッチにする判断の基準として、上記燃料燃焼温度と規定値αとの大小関係の他に、水素エンジン２の停止状態経過時間情報を加えることもできる。
【００２０】
又、水素エンジン２の始動検知は、始動判断部３４にて判断される。始動判断部３４は、水素エンジン２の始動を判断し、エンジン温度検出部３１及び空燃比調整部３２へ始動可信号を送出する。上述のように、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１３の開度情報、バッテリ１２の充電量情報、及び車速情報を認識している。そこで、始動判断部３４は、一例として、スロットル弁１３の開度が２０％以下、バッテリ１２の充電量が５０％以上、及び車速が４０ｋｍ／ｈ以下である場合には、駆動モータ１０により走行可能と判断し、これらの少なくとも一つが設定条件から外れたときには水素エンジン２を始動させると判断する。又、水素エンジン２が実際に作動したか否かは、回転検出器２４からの信号に従い始動判断部３４が判断する。
【００２１】
点火時期補正部３３は、空燃比調整部３２により水素エンジン２に供給する水素の空燃比が通常よりリッチに調整されたときに、点火系４に対して水素エンジン２の点火時期をリタード（遅角）する。即ち、水素の空燃比を通常よりリッチにすることで、一般的にはＮＯｘ排出量が増えてしまう。そこで、ＮＯｘ排出量の増加を抑えるため、燃料の点火時期をリタードする。これにより、燃料の燃焼が緩慢になり燃焼室温度が低下し、ＮＯｘ排出量を低減することができる。
【００２２】
次に、動力分割機構７について説明する。図５は、パワートレイン１における動力伝達を実現するために互いに係合する動力分割機構７を含む各種構成を示す図である。本実施形態では、動力分割機構７として、遊星歯車機構が採用されている。この機構では、歯車機構内部のプラネタリキャリア７ａの回転軸が、水素エンジン２と連結され、エンジン出力は、プラネタリキャリア７ａの回転軸の回転に伴い、ピニオンギヤ７ｂを通じて内側のサンギヤ７ｃ及び外周のリングギヤ７ｄに伝達される。サンギヤ７ｃの回転軸はジェネレータ８に連結され、ジェネレータ８では、サンギヤ７ｃから伝達された動力により発電が行われる。また、一方、リングギヤ７ｄは、その外側近傍に配設された中間ギヤ１１と係合し、リングギヤ７ｄからの動力が、中間ギヤ１１を介して、減速機１６に伝達される。中間ギヤ１１は、駆動モータ１０の回転軸に直結された出力ギヤ１０ａと係合し、駆動モータ１０による駆動力が、また、中間ギヤ１１を介して、減速機１６に伝達される。
【００２３】
引き続き、動力分割機構７の特性について説明する。図６は、動力分割機構７の構成の一部であるプレネタリキャリヤ７ａ，サンギヤ７ｃ及びリングギヤ７ｄの回転数に基づく共線図である。この図から明らかなように、各ギヤの回転数の間には、それらが常に一直線上に並ぶ関係がある（点Ａ，Ｂ及びＣ参照）。図５にあらわれる各ギヤの連結機構により、プレネタリキャリヤ７ａの回転数は、エンジン回転数に準じて変化し、サンギヤ７ｃの回転数は、ジェネレータ８の回転数に準じて変化し、また、リングギヤ７ｄの回転数は、駆動モータ１０の回転数に準じて変化する。逆もまた同様であり、すなわち、エンジン回転数は、プレネタリキャリヤ７ａの回転数に準じて変化し、ジェネレータ８の回転数は、サンギヤ７ｃの回転数に準じて変化し、また、駆動モータ１０の回転数は、リングギヤ７ｄの回転数に準じて変化する。更に、図５にあらわれる各ギヤの連結機構により、リングギヤ７ｄの回転数は、モータ１０の回転数以外にも、減速機１６の回転数，出力トルク及び車速等の種々のパラメータに準じて変化する。
【００２４】
かかる動力分割機構７では、プレネタリキャリヤ７ａ，サンギヤ７ｃ及びリングギヤ７ｄのいずれかの回転数の変化に伴い、各ギヤの回転数が一直線上に並ぶ関係を確保しつつ、残りのギヤの回転数が変化する。例えば、サンギヤ７ｃの回転数を一定に固定した状態で、リングギヤ７ｄの回転数を上げると、プレネタリキャリヤ７ａの回転数が上がり、他方、リングギヤ７ｄの回転数を下げると、プレネタリキャリヤ７ａの回転数が下がる。また、リングギヤ７ｄの回転数を一定に固定した状態で、サンギヤ７ｃの回転数を上げると、プレネタリキャリヤ７ａの回転数が上がり、他方、サンギヤ７ｃの回転数を下げると、プレネタリキャリヤ７ａの回転数が下がる。更に、プレネタリキャリヤ７ａの回転数を一定に固定した状態で、リングギヤ７ｄの回転数を上げると、サンギヤ７ｃの回転数が下がり、他方、リングギヤ７ｄの回転数を下げると、サンギヤ７ｃの回転数が上がる。
【００２５】
次に、パワートレイン１の基本制御について説明する。パワートレイン１では、車両の状態に応じて必要な駆動力が小さい場合、エンジン２は停止し、バッテリ１２から駆動モータ１０に電力が供給されることにより、駆動モータ１０によるモータ出力のみで車輪１８が駆動される。また、必要な駆動力が中程度である場合には、バッテリ１２から駆動モータ１０への電力供給が停止され、エンジン出力のみで車輪１８が駆動される。この場合には、ジェネレータ８により発電が行われ、得られた電力が、負荷に合わせて駆動モータ１０に供給され、リングギヤ７ｄから伝達されたエンジントルクに加算される。余剰分はバッテリ１２に充電される。更に、必要な駆動力が比較的高い場合には、伝達されるエンジン出力に加えて、バッテリ１２から供給された電力によって作動させられた駆動モータ１０によるモータトルクが用いられ、車輪１８が駆動される。
尚、駆動モータ１０と水素エンジン２との切り替えについては、上述したように規定の条件を満足するか否かにて判断される。又、エンジン負荷状態は、スロットル弁１３の開度等に基づき検出され、他方、バッテリ１２のＳＯＣは、例えばバッテリ１２における電流収支をバッテリ温度や電圧で補正しつつ積算するなど、従来公知の方法を採用して検出される。
【００２６】
又、パワートレイン１では、車両の制動時に、車輪１８から車軸１７や減速機１６等を介して駆動モータ１０に制動エネルギーが伝達され得るが、この場合に、駆動モータ１０を、制動エネルギーを電力に変換し得る発電機能を備えた回生ブレーキとして作用させることができる。制動エネルギーから変換された電力は、バッテリ１２に充電される。
【００２７】
次に、ＥＣＵ２０により実行される各種制御処理の内、水素エンジン２の始動に関する制御処理について、図２を参照して以下に説明する。この処理では、駆動モータ１０による運転が可能か否かが判断され、水素エンジン２の始動を要する場合には所定のステップが実行された後、メインルーチンへリターンされる。
【００２８】
ステップＳ１１では、上記始動判断部３４にて、水素エンジン２の始動の可否を判断するための各種の情報が読み込まれる。本実施形態では、上述したようにパワートレイン１の車速、スロットル弁１３の開度情報、及びバッテリ１２の充電量情報が収集される。尚、判断用の情報として、これら３種類の情報に限定するものではない。そして次のステップＳ１２では、始動判断部３４は、収集した上記各情報に基づいて、駆動モータ１０による駆動が可能か否かを判断する。具体的には、上述したように、スロットル弁１３の開度が２０％以下、バッテリ１２の充電量が５０％以上、及び車速が４０ｋｍ／ｈ以下である場合には、始動判断部３４は、駆動モータ１０により走行可能と判断する。駆動モータ１０により走行可能と判断されたときには、ステップＳ１３に移行し駆動モータ１０による駆動が行われ、さらに、水素エンジン２が作動していたときには、ステップＳ１４にて、水素エンジン２を停止させる。そしてメインルーチンへリターンする。
【００２９】
一方、ステップＳ１２にて駆動モータ１０による走行不可能、つまり水素エンジン２による駆動要と判断されたときには、ステップＳ１５にて、回転検出器２４からの信号に基づき始動判断部３４は、水素エンジン２が始動したか否かを判断する。以下に説明するステップＳ１５〜ステップＳ１９における動作は、図４に示す、モータ１０による駆動から水素エンジン２による駆動へ切り替わる途中の、水素エンジン２のクランキング操作期間における動作に対応する。よって上記ステップＳ１５では、水素エンジン２がクランキングを開始したか否かが判断される。
【００３０】
水素エンジン２がクランキングした場合には、ステップＳ１６にて、エンジン温度が規定値α未満か否かが判断される。本実施形態では、上記エンジン温度として水素エンジン２の燃料燃焼温度を用い、上述のようにエンジン温度検出部３１にて検出され、エンジン温度検出部３１から空燃比調整部３２へ供給される。そして本実施形態では空燃比調整部３２にて上記燃料燃焼温度が上記規定値α未満か否かが判断される。
【００３１】
上記燃料燃焼温度が規定値α未満であったときには、ステップＳ１７にて、上述したように空燃比調整部３２によりインジェクタ３ａに対して水素の空燃比（Ａ／Ｆ）を通常よりリッチにするよう制御が行われる。これにより、図４において符号４１、４２にて示すように、空燃比をリッチにした方が、リッチ化を行わない、点線にて示す、通常の場合に比べて、エンジントルク及びエンジン回転数を迅速に立ち上げることが可能となる。
【００３２】
上述したように、水素の空燃比を通常よりリッチにすることでＮＯｘ排出量が増加することから、ＮＯｘ排出量の増加を抑えるため、次のステップＳ１８では、点火時期補正部３３により点火系４に対して燃料の点火時期をリタードする。
次のステップＳ１９では、駆動モータ１０によるクランキングを実行する。
【００３３】
一方、ステップＳ１６において、エンジン温度が規定値α以上であると判断されたときには、ステップＳ２０へ移行する。この場合、エンジン温度が比較的高いことから、空燃比はリーンな状態でも十分に水素エンジン２を迅速に始動させることが可能である。よって、ステップＳ２０では、空燃比調整部３２はインジェクタ３ａに対して水素の空燃比が通常よりリーンとなるように制御を行う。
【００３４】
さらに又、ステップＳ１５において、水素エンジン２のクランキングが必要無い場合、即ち、既に、駆動モータ１０と水素エンジン２との両方で当該パワートレイン１を駆動しており、次に水素エンジン２のみによる駆動に切り替わる場合であって、水素エンジン２が既に通常に動作している場合には、ステップＳ２１に移行し、水素エンジン２に対して通常実行される制御が実行される。そして次のステップＳ２２では、駆動モータ１０が停止される。
【００３５】
以上説明したように、水素エンジン２を始動させる場合で、水素エンジン２の温度により冷間時始動に相当するとき、即ち、早期着火が生じにくい、又は生じない状態のときには、水素の空燃比を通常よりリッチにすることで、水素エンジン２を迅速に始動させることができる。さらに、空燃比を通常よりリッチにすることで生じるＮＯｘ排出量の増加を抑えるため、点火時期をリタイドするようにした。これによりＮＯｘ排出量の増加を抑えることができる。
【００３６】
尚、上述の説明では、パワートレイン１を例に採り駆動モータ１０から水素エンジン２へ駆動力を切り替える場合を例に採ったが、これに限定されず、水素エンジン自動車において、エンジン停止状態から水素エンジン２を始動させる場合にも、当該実施形態の制御装置及び方法は、適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、特に自動車などの内燃機関に利用される、水素を燃料とする水素エンジンの制御装置及び方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態である水素エンジン制御装置を備え、駆動モータと水素エンジンとを搭載したパワートレインの概略構成図である。
【図２】図１に示す水素エンジン制御装置にて実行される水素エンジン制御方法の動作を説明するフローチャートである。
【図３】水素エンジンにおける冷間時始動特性及び通常始動特性を示すグラフである。
【図４】図２に示すステップＳ１５〜ステップＳ１９における水素エンジン及び駆動モータの概略状態を示すグラフである。
【図５】図１に示すパワートレインにおける動力伝達を実現するために互いに係合する動力分割機構を含む各種構成を示す図である。
【図６】図５に示す動力分割機構において、エンジン，ジェネレータ及びモータの回転数にそれぞれ関連するプレネタリキャリヤ，サンギヤ及びリングギヤの回転数に基づく共線図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…パワートレイン、２…水素エンジン、３…水素供給系、３ａ…インジェクタ、
４…点火系、８…ジェネレータ、１０…駆動モータ、１２…バッテリ、
１３…スロットル弁、２０…ＥＣＵ、
３１…エンジン温度検出部、３２…空燃比調整部、３３…点火時期補正部、３４…始動判断部。
【図１】
2007051613.tif 000003
【図２】
2007051613.tif 000004
【図３】
2007051613.tif 000005
【図４】
2007051613.tif 000006
【図５】
2007051613.tif 000007
【図６】
2007051613.tif 000008