(57)【要約】【課題】触媒が未活性状態にあるときに、エミッション性能の悪化を抑制しながら、触媒の早期活性化を図ることが可能な、多種燃料エンジンの燃料制御装置を提供する。【解決手段】触媒８２の未活性状態検出時には、活性状態検出時に対してエンジン１０からのＮＯｘ排出量が同等以下になるように、燃焼空燃比を所定のリーン空燃比よりも低くしながらエンジン１０への第２燃料の供給量の比率を活性状態検出時よりも増大させるべく、第１及び第２の燃料噴射弁１８Ａ，１８Ｂを制御する第１制御を実行するか、又は、該第１制御の実行時よりもエンジン１０からのＮＯｘ排出量が少なくなるように、燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比よりも高くしながらエンジン１０への第１燃料の供給量の比率を活性状態検出時よりも増大させるべく、第１及び第２の燃料噴射弁１８Ａ，１８Ｂを制御する第２制御を実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２燃料は、上記第１燃料に対して燃焼速度が遅くかつ同じ燃焼空燃比下で上記エンジンからのＮＯｘ排出量が少なくかつリーン限界の燃焼空燃比が低い燃料であり、
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、
上記エンジンの排気通路に配設され、該エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、
上記触媒が活性状態にあるか又は未活性状態にあるかを検出する触媒活性／未活性検出手段と、
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、
上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の活性状態検出時には、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、
上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の未活性状態検出時には、上記活性状態検出時に対して上記エンジンからのＮＯｘ排出量が同等以下になるように、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比よりも低くしながら上記エンジンへの上記第２燃料の供給量の比率を上記活性状態検出時よりも増大させるべく、上記第１及び第２の燃料噴射弁を制御する第１制御を実行するか、又は、該第１制御の実行時よりも上記エンジンからのＮＯｘ排出量が少なくなるように、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比よりも高くしながら上記エンジンへの上記第１燃料の供給量の比率を上記活性状態検出時よりも増大させるべく、上記第１及び第２の燃料噴射弁を制御する第２制御を実行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、
上記触媒は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、
上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量を検出するＮＯｘ吸蔵量検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の未活性状態検出時において、上記ＮＯｘ吸蔵量検出手段によるＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であるときには、上記第１制御を実行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、
上記触媒は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、
上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量を検出するＮＯｘ吸蔵量検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の未活性状態検出時において、上記ＮＯｘ吸蔵量検出手段によるＮＯｘ吸蔵量が所定量以上であるときには、上記第２制御を実行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４】
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２の燃料噴射弁は、２つ設けられていて、上記エンジンの燃焼室内に上記第２燃料を直接噴射するものであり、
上記２つの第２の燃料噴射弁のうち一方の第２の燃料噴射弁は、上記第２燃料を上記燃焼室内において他方の第２の燃料噴射弁よりも燃え残りが発生し難い位置に噴射するものであり、
上記制御手段は、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の活性状態検出時には、上記一方の第２の燃料噴射弁より上記第２燃料を噴射させる一方、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の未活性状態検出時には、上記２つの第２の燃料噴射弁より上記第２燃料を噴射させるように、上記２つの第２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５】
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、
外気温を検出する外気温検出手段と、
上記エンジンの冷却水の温度を検出するエンジン水温検出手段とを更に備え、
上記制御手段は、上記第１制御の実行時において、上記エンジンの負荷が、所定負荷よりも小さい負荷である軽負荷であるときには、上記外気温検出手段による上記外気温、又は、上記エンジン水温検出手段による上記冷却水の温度が低いほど、上記エンジンへの上記第２燃料の供給量の比率を増大する割合を低減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。
【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、第１燃料及び第２燃料（特許文献１では、水素及びガソリン）を使用可能な多種燃料エンジンが知られている。この特許文献１では、エンジンの排気ガスを浄化する触媒が未活性状態にあるときには、基本的に水素燃料を使用することで、エミッションの向上を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２８０３２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、触媒が未活性状態にあるときには、上記特許文献１のように、第１燃料及び第２燃料のうち燃焼速度が速い燃料（例えば、水素燃料）のみを使用すれば、着火性が良好であることから、リーン運転を行うことができ、大気並のエミッション性能を達成できる可能性がある。
【０００５】
しかし、燃焼速度が速い燃料のみを使用してリーン運転すると、排気ガスの温度が低くなる傾向にあり、このため、触媒が活性状態になるまでには時間がかかり、触媒が未活性状態にあるときのエミッション性能の悪化が懸念される。
【０００６】
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、触媒が未活性状態にあるときに、エミッション性能の悪化を抑制しながら、触媒の早期活性化を図ることが可能な、多種燃料エンジンの燃料制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明では、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２燃料は、上記第１燃料に対して燃焼速度が遅くかつ同じ燃焼空燃比下で上記エンジンからのＮＯｘ排出量が少なくかつリーン限界の燃焼空燃比が低い燃料であり、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、上記エンジンの排気通路に配設され、該エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、上記触媒が活性状態にあるか又は未活性状態にあるかを検出する触媒活性／未活性検出手段と、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、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の活性状態検出時には、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、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の未活性状態検出時には、上記活性状態検出時に対して上記エンジンからのＮＯｘ排出量が同等以下になるように、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比よりも低くしながら上記エンジンへの上記第２燃料の供給量の比率を上記活性状態検出時よりも増大させるべく、上記第１及び第２の燃料噴射弁を制御する第１制御を実行するか、又は、該第１制御の実行時よりも上記エンジンからのＮＯｘ排出量が少なくなるように、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比よりも高くしながら上記エンジンへの上記第１燃料の供給量の比率を上記活性状態検出時よりも増大させるべく、上記第１及び第２の燃料噴射弁を制御する第２制御を実行するよう構成されている、という構成とした。
【０００８】
上記の構成により、制御手段は、触媒の未活性状態検出時には、第１制御を実行するか、又は、第２制御を実行する。上記第１制御では、触媒の活性状態検出時に対してエンジンからのＮＯｘ排出量が同等以下になるように、燃焼室内の燃焼空燃比を、活性状態検出時の燃焼空燃比である所定のリーン空燃比よりも低く（リッチに）しながら第２燃料の供給量の比率を活性状態検出時よりも増大させる。これにより、活性状態検出時に対してエンジンからのＮＯｘ排出量を増大させることなく、排気ガスの温度を上昇させることができ、触媒を早期に活性状態にすることができる。特に、第２燃料が、第１燃料よりも単位体積当たりの発熱量が高い燃料であれば、触媒をより一層早期に活性状態にすることができる。また、上記第２制御では、上記第１制御の実行時よりもエンジンからのＮＯｘ排出量が少なくなるように、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比よりも高く（リーンに）しながら第１燃料の供給量の比率を活性状態検出時よりも増大させる。これにより、第１制御の実行時よりもエンジンからのＮＯｘ排出量を低減することができる。また、燃焼空燃比は活性状態検出時よりもリーンにはなるものの、第１燃料と第２燃料との併用により、触媒のある程度の早期活性化を図るようにすることができる。
【０００９】
上記多種燃料エンジンの燃料制御装置において、上記触媒は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量を検出するＮＯｘ吸蔵量検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の未活性状態検出時において、上記ＮＯｘ吸蔵量検出手段によるＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であるときには、上記第１制御を実行するよう構成されている、ことが好ましい。
【００１０】
このことにより、排気ガスの温度を第２制御の実行時よりも高くすることが可能な第１制御を実行することで、第２制御の実行時よりも触媒を早期に活性状態にすることができる。また、触媒が未活性状態であっても、触媒の温度によっては、ある程度のＮＯｘを吸蔵することができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であるときには、ＮＯｘ吸蔵還元触媒がＮＯｘを吸蔵する余力があるので、第２制御の実行時よりもエンジンからのＮＯｘ排出量が多くなる第１制御を実行しても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒がＮＯｘを吸蔵することで、エミッション性能の悪化を抑制することができる。
【００１１】
上記多種燃料エンジンの燃料制御装置において、上記触媒は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量を検出するＮＯｘ吸蔵量検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の未活性状態検出時において、上記ＮＯｘ吸蔵量検出手段によるＮＯｘ吸蔵量が所定量以上であるときには、上記第２制御を実行するよう構成されている、ことが好ましい。
【００１２】
このことで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量以上であるときには、ＮＯｘ吸蔵還元触媒がＮＯｘを吸蔵する余力がないので、エンジンからのＮＯｘ排出量がより少なくなる第２制御を実行することにより、エミッション性能の悪化を抑制することができる。
【００１３】
上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であるときに上記第１制御を実行する場合、上記第２の燃料噴射弁は、２つ設けられていて、上記エンジンの燃焼室内に上記第２燃料を直接噴射するものであり、上記２つの第２の燃料噴射弁のうち一方の第２の燃料噴射弁は、上記第２燃料を上記燃焼室内において他方の第２の燃料噴射弁よりも燃え残りが発生し難い位置に噴射するものであり、上記制御手段は、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の活性状態検出時には、上記一方の第２の燃料噴射弁より上記第２燃料を噴射させる一方、上記触媒活性／未活性検出手段による上記触媒の未活性状態検出時には、上記２つの第２の燃料噴射弁より上記第２燃料を噴射させるように、上記２つの第２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。
【００１４】
こうすることで、触媒の未活性状態検出時には、２つの第２の燃料噴射弁より第２燃料が噴射され、そのうちの一方の第２の燃料噴射弁より噴射された第２燃料は、第１燃料と共に略完全に燃焼するが、他方の第２の燃料噴射弁より噴射された第２燃料は、燃え残ることになり、その燃え残った未燃の第２燃料が後燃えすることにより、触媒の温度を上昇させる役割を果たす。この結果、触媒をより一層早期に活性状態にすることができる。
【００１５】
また、上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であるときに上記第１制御を実行する場合、外気温を検出する外気温検出手段と、上記エンジンの冷却水の温度を検出するエンジン水温検出手段とを更に備え、上記制御手段は、上記第１制御の実行時において、上記エンジンの負荷が、所定負荷よりも小さい負荷である軽負荷であるときには、上記外気温検出手段による上記外気温、又は、上記エンジン水温検出手段による上記冷却水の温度が低いほど、上記エンジンへの上記第２燃料の供給量の比率を増大する割合を低減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、外気温又はエンジン水温が低くて、軽負荷運転では燃焼安定性が悪化するような場合には、第１制御の実行時に、燃焼速度が速い（着火性が良好な）第１燃料の供給量の比率が低下し過ぎないようにして、軽負荷運転での燃焼安定性を維持することができるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
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、触媒が未活性状態にあるときに、エミッション性能の悪化を抑制しながら、触媒の早期活性化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】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３】通常噴射弁及び未燃ガス生成用噴射弁の配置を示すエンジンの概略図である。
【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】第１制御及び第２制御の実行時にそれぞれ用いる、触媒温度と空気過剰率λとの関係を表す第１マップ（実線）及び第２マップ（二点鎖線）を示すグラフである。
【図７】第１制御及び第２制御の実行時にそれぞれ用いる、触媒温度とエンジンへの水素ガスの供給量の体積比率との関係を表す第３マップ（実線）及び第４マップ（二点鎖線）を示すグラフである。
【図８】コントロールユニットによるエンジンの始動時及び運転時の処理動作を示すフローチャートである。
【図９】往復動型エンジンの場合の、通常噴射弁及び未燃ガス生成用噴射弁の配置を示す概略図であって、（ａ）はエンジンの縦断面図であり、（ｂ）はエンジンのシリンダヘッドを燃焼室側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【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。
【００２０】
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）の両方又はバッテリ３０の放電電力のみで駆動される駆動モータ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。
【００２１】
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、その接続ラインにバッテリ３０が接続されている。発電機２０の発電電力は、第１インバータ５０を介してバッテリ３０に供給されるとともに、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。バッテリ３０からの放電電力は、第２インバータ５１を介して駆動モータ４０に供給される。
【００２２】
駆動モータ４０は、基本的には、バッテリ３０の放電電力で駆動され、車両１の乗員による車両１の加速要求時等のように、バッテリ３０の放電電力のみでは駆動モータ４０の出力が不足するときには、エンジン１０が始動されて発電機２０の発電電力も駆動モータ４０に供給される。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。
【００２３】
また、駆動モータ４０は、回生発電電力を発生可能なものであって、車両１の減速時に発電機として作動して、その発電した電力（回生発電電力）がバッテリ３０に充電される。バッテリ３０の残存容量（ＳＯＣ）が所定容量以下になると、エンジン１０が始動されて発電機２０の発電電力でもってバッテリ３０が充電される。上記所定容量は、バッテリ３０の充電が早急に必要な緊急性を要するレベルよりも多い容量であって、バッテリ３０の残存容量として少なすぎずかつ多すぎない適切なレベルに維持できるような容量である。尚、バッテリ３０は、車両１の外部の電源による外部充電も可能になされている。
【００２４】
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に貯留されている水素ガス、及び、ＣＮＧタンク７１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。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、燃焼速度が遅くかつ同じ燃焼空燃比下でエンジン１０（燃焼室）からのＮＯｘ排出量が少なくかつリーン限界の燃焼空燃比が低い燃料からなる第２燃料に相当する。第１燃料は、水素ガスには限らないが、燃焼速度が出来る限り速い（着火性が良好な）燃料が好ましいので、水素ガスが第１燃料として最適である。また、第２燃料は、天然ガスに限らず、第１燃料が水素ガスである場合、例えばプロパンやブタンであってもよい。第２燃料は、特に、第１燃料よりも単位体積当たりの発熱量が高い燃料が好ましく、この点から、第１燃料が水素ガスである場合、天然ガス、プロパン、ブタンは、第２燃料として好適な燃料である。尚、第１及び第２燃料は、このような気体燃料に限るものではなく、少なくとも一方が液体燃料であってもよい。
【００２５】
図２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２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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が未活性状態にあるときを除いて、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。
【００３２】
本実施形態では、水素用直噴噴射弁１８Ａが、第１燃料をエンジン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。
【００３３】
図２では、図面の都合上、ＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂを１つしか記載していないが、本実施形態では、図３に示すように、ＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂは２つ設けられている。これら２つのＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂのうち一方のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂは、天然ガスを燃焼室内において他方のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂよりも燃え残りが発生し難い位置に噴射するものであり、基本的には、該一方のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂより天然ガスが噴射される。上記他方のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂは、後述の如く、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が未活性状態にあるときに、天然ガスの燃え残りを生じさせてその燃え残った未燃の天然ガスを後燃えさせることによりＮＯｘ吸蔵還元触媒８２を早期に活性状態にするために使用されるものである。以下、２つのＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂを区別するときには、上記一方のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂを、通常噴射弁１８Ｂａといい、上記他方のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂを、未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂという。ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が活性状態にあるときには、通常噴射弁１８Ｂａのみから天然ガスが噴射され、未活性状態にあるときには、通常噴射弁１８Ｂａ及び未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂから天然ガスが噴射される。
【００３４】
通常噴射弁１８Ｂａは、圧縮行程にある作動室（燃焼室）内におけるロータ１２の回転方向のリーディング側に天然ガスを噴射することで、天然ガスの燃え残りを生じ難くする。一方、未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂは、圧縮行程にある作動室内におけるロータ１２の回転方向のトレーディング側に天然ガスを噴射することで、天然ガスの燃え残りを生じ易くする。尚、未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂは、必ずしも必要なものではなく、通常噴射弁１８Ｂａしか設けられていない場合であってもよい。
【００３５】
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。
【００３６】
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、吸気通路１４の上流端近傍に配設され、吸気通路１４内に吸入される吸気の温度を検出する吸気温度センサ１０９と、後述の暖房装置に設けられ、車両１の乗員が操作して暖房装置を作動させるための操作スイッチ５５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。また、上記吸気温度センサ１０９は、車両周囲の外気温を検出する外気温センサを兼ねていて、外気温を検出する外気温検出手段を構成する。
【００３７】
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、吸気温度センサ１０９、操作スイッチ５５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。
【００３８】
発電機２０は、該発電機２０による発電電圧及び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該情報から発電機２０による発電電力（発電量）を検出する。
【００３９】
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。
【００４０】
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（例外的に水素用ポート噴射弁１７Ａ）、及び、第２の燃料噴射弁としてのＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂ（例外的にＣＮＧ用ポート噴射弁１７Ｂ）の作動を制御する制御手段を構成することになる。
【００４１】
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からの放電電力のみでもって駆動モータ４０を駆動する第１態様と、発電機２０の発電電力でもってバッテリ３０を充電しながら、バッテリ３０からの放電電力でもって駆動モータ４０を駆動する第２態様と、バッテリ３０及び発電機２０の両方からの電力でもって駆動モータ４０を駆動する第３態様とに切換える。この第３態様には、発電機２０の発電電力の全てが駆動モータ４０に供給される場合と、発電機２０の発電電力の一部が駆動モータ４０に供給されながら、残りがバッテリ３０に供給される場合とが含まれる。
【００４２】
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。そして、コントロールユニット１００は、バッテリ３０のＳＯＣが上記所定容量よりも高いときには、上記第１態様を選択し、バッテリ３０のＳＯＣが上記所定容量よりも高くても、車両１の所定以上の加速要求があったときのように、アクセル開度センサ１０２及び車速センサ１０３からの信号に基づく駆動モータ４０の要求出力が大きい場合においては、上記第３態様を選択する。また、コントロールユニット１００は、バッテリ３０のＳＯＣが上記所定容量以下であるときには、上記第２態様を選択する。尚、タンク圧力センサ１０７による水素タンク７０内の水素ガス残量が、予め設定された第１設定値以下になった場合や、ＣＮＧタンク７１内の天然ガス残量が、予め設定された第２設定値以下になった場合等においては、上記第１態様を選択する。
【００４３】
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の運転要求の有無を確認し、エンジン１０の運転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。
【００４４】
コントロールユニット１００は、発電要求によりエンジン１０を運転する際には、車両１の所定以上の加速要求がなければ、基本的に定常運転する。コントロールユニット１００は、このように発電要求時において定常運転する際には、所定負荷以上の負荷である中負荷ないし高負荷でかつ所定回転数領域で運転する。上記所定回転数領域は、本実施形態では、エンジン１０の最高効率点を含む効率の良い領域（例えば１８００ｒｐｍ〜２２００ｒｐｍ）であり、本実施形態では、基本的に、２０００ｒｐｍで運転する。一方、コントロールユニット１００は、車両１の所定以上の加速要求があったときには、エンジン１０の目標回転数を、駆動モータ４０の要求出力が大きいほど高い値に設定する。
【００４５】
本実施形態では、エンジン１０の運転要求有りとされるのは、エンジン１０が停止しているときの発電要求時、及び、発電要求がなくてエンジン１０が停止しているときに、車両１の乗員の操作スイッチ５５により暖房要求があったときである。
【００４６】
すなわち、車両１には、エンジン１０の冷却水を利用して車両１の車室内を暖房する装置が設けられている。この暖房装置は、空調装置として組み込まれたものであってもよい。この暖房装置は、車室内へ吹き出される空気と上記冷却水との熱交換を行うヒータコアと、車両１の乗員が操作して暖房装置を作動させるための上記操作スイッチ５５とを有し、この操作スイッチ５５の操作情報がコントロールユニット１００に入力される。発電要求がなくてエンジン１０が停止しているときに、上記操作スイッチ５５による暖房要求がなされると、コントロールユニット１００は、エンジン１０を始動して、エンジン１０の冷却水を暖める。このとき、コントロールユニット１００は、エンジン１０を、上記所定負荷よりも小さい負荷である軽負荷で運転する。つまり、発電機２０により僅かに発電させながらエンジン１０を運転することで、エンジン１０の冷却水を暖める。
【００４７】
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、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が活性状態にあるか又は未活性状態にあるかを判定する。この判定は、本実施形態では、エンジン水温センサ１０６によるエンジン水温が所定温度以上であるか否かにより行う。この所定温度は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の活性化温度Ｔ１に対応する温度（例えば７０℃）であり、エンジン水温が上記所定温度以上であるときには、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が活性状態にあると判定し、エンジン水温が上記所定温度よりも低いときには、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が未活性状態にあると判定する。すなわち、本実施形態では、エンジン水温センサ１０６が、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が活性状態にあるか又は未活性状態にあるかを検出する触媒活性／未活性検出手段を構成することになる。尚、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度を触媒温度センサにより直接検出して、その検出温度がＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の活性化温度Ｔ１以上であるか否かにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が活性状態にあるか又は未活性状態にあるかを判定するようにしてもよい。この場合、上記触媒温度センサが、上記触媒活性／未活性検出手段を構成することになる。
【００４８】
そして、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の活性状態検出時には、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１０の燃焼室内の燃焼空燃比を所定のリーン空燃比にするべく、水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂを制御する。
【００４９】
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用ポート噴射弁１７Ａ，１７Ｂ、又は、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。
【００５０】
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４及び図５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。
【００５１】
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。
【００５２】
そこで、本実施形態では、上記所定のリーン空燃比（空気過剰率λ）を、エンジン１０からのＮＯｘ排出量が、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排出量と略同じになるリーン空燃比にする。このリーン空燃比は、本実施形態では、図４の天然ガスのライン上のλ＝１．６の点Ｑ１を通る、横軸と平行なラインと、混合ガスＡのラインとが交わる点Ｑ２のλの値（つまりλ＝１．９）となる。
【００５３】
一方、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の未活性状態検出時には、上記活性状態検出時に対してエンジン１０（燃焼室）からのＮＯｘ排出量が同等以下になるように、燃焼室内の燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比（λ＝１．９）よりも低くしながらエンジン１０への天然ガスの供給量の体積比率を上記活性状態検出時よりも増大させるべく、水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂを制御する第１制御を実行するか、又は、該第１制御の実行時よりもエンジン１０からのＮＯｘ排出量が少なくなるように、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比（λ＝１．９）よりも高くしながらエンジン１０への水素ガスの供給量の体積比率を上記活性状態検出時よりも増大させるべく、水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂを制御する第２制御を実行する。
【００５４】
本実施形態では、上記第１制御では、図６及び図７において実線のラインでそれぞれ示す第１及び第３マップ（コントロールユニット１００の上記メモリに予め記憶されている）に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度（エンジン水温で代用）が低いほど（活性化温度Ｔ１に対してより低いほど）、上記燃焼空燃比（空気過剰率λ）を低くしかつエンジン１０への天然ガスの供給量の体積比率を増大させる（水素ガスの供給量の体積比率を減少させる）。本実施形態では、天然ガスの供給量の体積比率は約５０％から８０％までとされる（水素ガスの供給量の体積比率は約５０％から２０％までとされる）。上記第１制御時の空気過剰率λは、１．６から１．９までの間であって、リーン限界を超えないようにかつ活性状態検出時に対してエンジン１０からのＮＯｘ排出量が同等以下になるように、天然ガスの供給量の体積比率が増大するほど、低くなる。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の活性状態検出時（ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度が活性化温度Ｔ１以上であるとき）に対してエンジン１０からのＮＯｘ排出量を増大させることなく、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度が低いほど排気ガスの温度を上昇させて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２を早期に活性状態にする。特に天然ガスは、水素ガスよりも単位体積当たりの発熱量が高い燃料であるので、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２をより一層早期に活性状態にすることができる。
【００５５】
一方、上記第２制御では、図６及び図７において二点鎖線のラインでそれぞれ示す第２及び第４マップ（コントロールユニット１００の上記メモリに予め記憶されている）に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度（エンジン水温で代用）が低いほど、上記燃焼空燃比（空気過剰率λ）を高くしかつエンジン１０への水素ガスの供給量の体積比率を増大させる。本実施形態では、水素ガスの供給量の体積比率は約５０％から８０％までとされる（天然ガスの供給量の体積比率は約５０％から２０％までとされる）。上記第２制御時の空気過剰率λは、１．９から３までの間であって、リーン限界を超えないようにかつ上記第１制御の実行時よりもエンジン１０からのＮＯｘ排出量が少なくなるように、水素ガスの供給量の体積比率が増大するほど、高くなる。これにより、エンジン１０からのＮＯｘ排出量が上記第１制御の実行時よりも少なくなるとともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度が低いほど少なくなる。上記第２制御では、排気ガスの温度が上記第１制御よりも低くなるが、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度の上昇に連れて天然ガスの供給量の体積比率を増大させるので、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のある程度の早期活性化を図ることはできる。
【００５６】
本実施形態では、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の未活性状態検出時において、ＮＯｘ吸蔵量触媒８２のＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であるときには、上記第１制御を実行する一方、ＮＯｘ吸蔵量触媒８２のＮＯｘ吸蔵量が上記所定量以上であるときには、上記第２制御を実行する。上記所定量は、吸蔵したＮＯｘの放出が必要となる、予め設定された設定量（これ以上ＮＯｘを吸蔵することができなくなるレベルに近い量）よりも僅かに少ない量である。ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のＮＯｘ吸蔵量は、エンジン１０の運転履歴から計算することができ、コントロールユニット１００が、エンジン１０の運転中、その運転状態に基づいてＮＯｘ吸蔵量を積算していく。したがって、本実施形態では、コントロールユニット１００が、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のＮＯｘ吸蔵量を検出するＮＯｘ吸蔵量検出手段を構成することになる。
【００５７】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２が未活性状態であっても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度によっては、ある程度のＮＯｘを吸蔵することができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のＮＯｘ吸蔵量が上記所定量未満であるときには、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２がＮＯｘを吸蔵する余力があるので、第２制御の実行時よりもエンジン１０からのＮＯｘ排出量が多くなる第１制御を実行しても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒がＮＯｘを吸蔵することで、エミッション性能の悪化を抑制することができる。そこで、ＮＯｘ吸蔵量触媒８２のＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であるときには、第２制御の実行時よりも排気ガスの温度を高くすることができる第１制御を実行して、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２を出来る限り早期に活性状態にする。
【００５８】
一方、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量以上であるときには、ＮＯｘ吸蔵還元触媒がＮＯｘを吸蔵する余力がないので、エミッション性能を重視して、エンジン１０からのＮＯｘ排出量がより少なくなる第２制御を実行する。
【００５９】
また、本実施形態では、コントロールユニット１００は、上記第１制御の実行時において、エンジン１０の負荷が、上記所定負荷よりも小さい負荷である軽負荷であるとき（つまり、発電要求がない暖房要求時）には、吸気温度センサ１０９による吸気温度（つまり外気温）が低いほど、エンジン１０への天然ガスの供給量の体積比率を増大する割合（水素ガスの供給量の体積比率を減少する割合）を低減するべく、図７の第２マップ（実線のライン）より求めた水素ガスの供給量の体積比率を、５０％よりも低い範囲で高くする側に補正する。その補正の分だけ、天然ガスの供給量の体積比率は低い側に補正されることになる。すなわち、上記吸気温度（外気温）が低いと、軽負荷運転では燃焼安定性が悪化する可能性があるので、燃焼速度が速い（着火性が良好な）水素ガスの供給量の体積比率が低下し過ぎないようにして、軽負荷運転での燃焼安定性を維持するようにする。尚、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度を、エンジン水温に代えて、上記触媒温度センサにより直接検出する場合には、エンジン１０の負荷が上記軽負荷であるとき、エンジン水温センサ１０６（エンジン水温検出手段）によるエンジン水温、又は、上記吸気温度（外気温）が低いほど、エンジン１０への天然ガスの供給量の体積比率を増大する割合（水素ガスの供給量の体積比率を減少する割合）を低減するようにしてもよい。
【００６０】
コントロールユニット１００は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が、上記設定量以上になったときには、ＮＯｘ放出制御を実行する。このＮＯｘ放出制御は、予め設定された設定時間（ＮＯｘ放出制御により、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２に吸蔵されているＮＯｘの略全量が放出されるのに要する時間（例えば１０ｓ））だけ実行される。コントロールユニット１００は、上記ＮＯｘ放出制御時においては、エンジン１０を無負荷運転にしかつ該エンジン１０の燃焼室内の燃焼空燃比をリッチ空燃比（λ＝０．９）にする。水素ガス及び天然ガスの供給量の体積比率は略同じ（共に約５０％）である。このＮＯｘ放出制御時に、コントロールユニット１００は、エンジン１０の回転数２０００ｒｐｍを維持するべく、発電機２０によりエンジン１０を駆動する。これにより、ＮＯｘ放出制御の実行に伴うエンジン音の変化が無くなり、車両１の乗員に違和感を生じさせることはない。
【００６１】
次に、コントロールユニット１００によるエンジン１０の始動時及び運転時の処理動作を、図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００６２】
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。
【００６３】
次のステップＳ３では、上記駆動モータ４０の要求出力とバッテリ３０のＳＯＣとに基づき、エンジン１０の運転要求の有無を確認し、次のステップＳ４では、エンジン１０の運転要求が有るか否かを判定する。
【００６４】
上記ステップＳ４の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ１に戻る一方、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を始動する。
【００６５】
次のステップＳ６では、エンジン水温センサ１０６によるエンジン水温が所定温度以上であるか否か（つまり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の温度が活性化温度Ｔ１以上であるか否か）を判定する。
【００６６】
上記ステップＳ６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ７に進んで、天然ガスを噴射する噴射弁として通常噴射弁１８Ｂａを選択し、しかる後にステップＳ８に進む。このステップＳ８では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の活性状態検出時の空気過剰率λ（ここでは、λ＝１．９）並びに水素ガス及び天然ガスの供給量の体積比率（ここでは、共に約５０％）を設定し、しかる後にステップＳ１５に進む。
【００６７】
一方、上記ステップＳ６の判定がＮＯであるときには、ステップＳ９に進んで、天然ガスを噴射する噴射弁として、通常噴射弁１８Ｂａと未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂとを選択し、しかる後にステップＳ１０に進む。
【００６８】
上記ステップＳ１０では、ＮＯｘ吸蔵量触媒８２のＮＯｘ吸蔵量が上記所定量未満であるか否かを判定する。このステップＳ１０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１１に進んで、上記第１及び第３マップより、第１制御用の空気過剰率λ（ここでは、１．６から１．９までの間の値）及び水素ガスの供給量の体積比率（同時に天然ガスの供給量の体積比率）を設定し、しかる後にステップＳ１２に進む。
【００６９】
上記ステップＳ１２では、エンジン１０の負荷が軽負荷であるか否か（発電要求がなく暖房要求があったか否か）を判定する。このステップＳ１２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１５に進む一方、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、吸気温度センサ１０９による吸気温度（外気温）が低いほど、上記ステップＳ１１で設定した第１制御用の水素ガスの供給量の体積比率を高い側に補正するとともに、上記ステップＳ１１で設定した第１制御用の天然ガスの供給量の体積比率を低い側に補正する。ステップＳ１３の後は、ステップＳ１５に進む。
【００７０】
一方、ステップＳ１０の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１４に進んで、上記第２及び第４マップより、第２制御用の空気過剰率λ（ここでは、１．９から３までの間の値）及び水素ガスの供給量の体積比率（同時に天然ガスの供給量の体積比率）を設定し、しかる後にステップＳ１５に進む。
【００７１】
上記ステップＳ１５では、エンジン１０の要求出力（車両１の所定以上の加速要求があるときには、その加速要求（つまり駆動モータ４０の要求出力）に対応する出力であり、該加速要求がないときには、一定の出力）、吸入空気量、エンジン回転数、上記設定した空気過剰率λ、及び、上記設定した燃料比率に基づき、水素ガス及び天然ガスの噴射量を計算する。
【００７２】
次のステップＳ１６で、所定のタイミングで、水素用及びＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ａ，１８Ｂより、上記計算した噴射量でもって水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させる。
【００７３】
次のステップＳ１７では、新たに各種センサからの信号を読み込んでエンジン運転要求の有無を確認して、エンジン１０の運転要求がなくなったか否かを判定する。このステップＳ１７の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ６に戻る一方、ステップＳ１７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１８に進んで、エンジン１０を停止し、しかる後にリターンする。
【００７４】
したがって、本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の活性状態検出時には、水素ガスと天然ガスとを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リーン空燃比（エンジン１０からのＮＯｘ排出量が、天然ガス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リーン空燃比）にしたので、水素ガスと天然ガスとの消費量を極力同じにしながら、良好なエミッション性能及び燃費性能を達成することができる。
【００７５】
また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の未活性状態検出時において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のＮＯｘ吸蔵量が所定量未満であるときには、上記第１制御を実行する、すなわち、上記活性状態検出時に対してエンジン１０（燃焼室）からのＮＯｘ排出量が同等以下になるように、燃焼室内の燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比よりも低くしながらエンジン１０への天然ガスの供給量の体積比率を上記活性状態検出時よりも増大させるようにしたので、排気ガスの温度を出来る限り高くすることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２を出来る限り早期に活性状態にすることができる。また、エンジン１０からのＮＯｘ排出量が、上記第２制御の実行時よりも多くはなるが、上記活性状態検出時よりも少なく、しかも、未活性状態のＮＯｘ吸蔵量触媒８２が或る程度のＮＯｘを吸蔵するので、エミッション性能の悪化を抑制することができる。
【００７６】
一方、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の未活性状態検出時において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のＮＯｘ吸蔵量が上記所定量以上であるときには、上記第２制御を実行する、すなわち、上記第１制御の実行時よりもエンジン１０からのＮＯｘ排出量が少なくなるように、上記燃焼空燃比を上記所定のリーン空燃比よりも高くしながらエンジン１０への水素ガスの供給量の体積比率を上記活性状態検出時よりも増大させるようにしたので、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のある程度の早期活性化を図りながら、エンジン１０からのＮＯｘ排出量を上記第１制御の実行時よりも少なくして、エミッション性能の悪化を抑制することができる。
【００７７】
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。
【００７８】
例えば、上記実施形態におけるロータリピストンエンジンであるエンジン１０に代えて、往復動型エンジンを採用することも可能である。この往復動型エンジンにおいて、上記実施形態のように、ＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂを２つ設けて、そのうちの一方のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂを通常噴射弁１８Ｂａとし、他方のＣＮＧ用直噴噴射弁１８Ｂを未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂとする場合には、通常噴射弁１８Ｂａ及び未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂを図９（ａ）及び（ｂ）のように配設すればよい。すなわち、往復動型エンジン１２０では、シリンダブロック１２１に形成されたシリンダ１２１ａ内に、ピストン１２２がシリンダ１２１ａの軸方向に摺動可能に嵌装され、シリンダ１２１ａ内においてピストン１２２とシリンダヘッド１２３とにより燃焼室１２５が区画され、そのシリンダヘッド１２３における吸気ポート開口１２６及び排気ポート開口１２７間における点火プラグ１２８を挟む両側近傍に、水素用直噴噴射弁１８Ａと通常噴射弁１８Ｂａとが燃焼室１２５に臨むようにそれぞれ配設され、シリンダヘッド１２３における燃焼室１２５周縁部に対応する部分（２つの吸気ポート開口１２６間の点火プラグ１２８とは反対側の部分）に、未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂが燃焼室１２５に臨むように配設される。通常噴射弁１８Ｂａは、天然ガスを、ピストン１２２の頂面の中央部に形成されたキャビティ１２２ａに向けて噴射する一方、未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂは、燃焼室１２５周縁部に天然ガスを噴射する。このことで、通常噴射弁１８Ｂａは、燃焼室１２５内において未燃ガス生成用噴射弁１８Ｂｂよりも天然ガスを燃え残りが発生し難い位置に噴射することになる。
【００７９】
また、上記実施形態では、エンジン１０を、シリーズハイブリッドシステムにおいて発電機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としたが、本発明は、車両１の駆動輪６１を駆動するエンジン（パラレルハイブリッドシステムのエンジンを含む）に適用することも可能である。
【００８０】
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】
【００８１】
本発明は、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】
【００８２】
１０    多種燃料エンジン
１５    排気通路
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）
８２    ＮＯｘ吸蔵還元触媒
１００  コントロールユニット（制御手段）（ＮＯｘ吸蔵量検出手段）
１０６  エンジン水温センサ（触媒活性／未活性検出手段）（エンジン水温検出手段）
１０９  吸気温度センサ（外気温検出手段）
【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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【図８】
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【図９】
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