(57)【要約】ガソリンエンジンの内側でアルコールと水との混合物を水素リッチガスに転換し、ガソリンエンジン車両に動力供給するための技法、システム、およびデバイスが、開示される。開示される技術の一側面では、ガソリンエンジン車両上に設置され、アルコールと水との混合物を燃料として運転するようにガソリンエンジン車両を制御するための電子制御モジュールが、開示される。この電子制御モジュールは、プロセッサと、メモリと、ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために、ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースとを含む。電子制御モジュールはまた、車両のガソリンタンク内に貯蔵されているアルコールと水との混合物で車両を運転するプロセスを制御するために、ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合される相互接続も含む。
2017516025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールと水との混合物を燃料としてガソリンエンジン車両を運転する方法であって、前記方法は、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすことと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成することと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むことであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ことと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も高い割合を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールと、メタノールとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、主として、エタノールを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アルコールと水との混合物における水部分は、全体積の少なくとも２０％であるが、全体積の７０％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも３０％であるが、全体積の６０％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の５５％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記触媒管に前記アルコールと水との混合物を通すことに先立って、前記方法は、前記触媒管を事前決定された温度まで予熱することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすことは、前記アルコールと水との混合物における水素結合が有意に弱められるようにする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記触媒管に前記アルコールと水との混合物を通すことに先立って、前記方法は、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することによって、前記ガソリンエンジンを予熱することと、
前記触媒管を事前決定された温度まで予熱するために、前記ガソリンエンジンによって生成された熱を提供することと
によって、エンジンコールドスタートプロセスを実施することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両上に設置されたリザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記リザーブタンクは、前記水素ガスまたは前記水素リッチガスを前記吸気マニホールド中に直接供給する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転する前に、前記方法は、前記燃料噴射器を作動停止させることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記アルコールと水との混合物は、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ガソリンエンジン車両上に設置されている電子制御モジュールであって、前記電子制御モジュールは、アルコールと水との混合物を燃料として運転するように前記ガソリンエンジン車両を制御し、前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なり、
前記電子制御モジュールは、
プロセッサと、
メモリと、
前記ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために前記ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンを含む、前記ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合されている一組の相互接続と
を備え、
前記組の相互接続を通して、前記電子制御モジュールの前記プロセッサは、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物で前記ガソリンエンジンを運転するプロセスを制御し、
前記プロセスは、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすステップと、
前記車両の前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するステップと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成するステップと
を含む、電子制御モジュール。
【請求項１８】
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両のコールドスタートプロセスを制御するように構成されている、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項１９】
前記電子制御モジュールは、
コールドスタート信号を受信することと、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することを制御することによって、前記ガソリンエンジンの予熱を制御することと、
事前決定された温度まで前記触媒管を予熱することを制御することと
によって、前記コールドスタートプロセスを制御する、請求項１８に記載の電子制御モジュール。
【請求項２０】
前記電子制御モジュールは、
前記コールドスタートプロセスの持続時間を制御することと、
前記コールドスタートプロセスから、前記アルコールと水との混合物で運転する普通の動作モードへ切り替わることを制御することと
をさらに行うことによって、前記コールドスタートプロセスを制御する、請求項１９に記載の電子制御モジュール。
【請求項２１】
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジンによって生成される熱を前記触媒管へ伝達することを制御することによって、前記触媒管を予熱することを制御する、請求項１９に記載の電子制御モジュール。
【請求項２２】
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両上に設置されたリザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、請求項１９に記載の電子制御モジュール。
【請求項２３】
前記電子制御モジュールは、前記リザーブタンクに結合されている前記組の相互接続を通して、前記リザーブタンクの開閉、ガス流量を制御するように構成されている、請求項２２に記載の電子制御モジュール。
【請求項２４】
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンタンクと前記リザーブタンクとの両方に結合されている前記組の相互接続を通して、前記ガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物と、前記リザーブタンク内に貯蔵されている前記水素ガスまたは水素リッチガスとの間で前記ガソリンエンジンのための燃料源を切り替えるように構成されている、請求項２２に記載の電子制御モジュール。
【請求項２５】
前記電子制御モジュールは、前記組の相互接続を通して、前記燃料噴射器のオン／オフ状態を制御するように構成されている、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項２６】
前記電子制御モジュールは、スパークプラグに結合されている前記組の相互接続を通して、前記水素リッチガスと空気との混合物の点火タイミングを制御するように構成されている、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項２７】
前記電子制御モジュールは、前記ＥＣＵから受信されたセンサ信号を使用して、前記アルコールと水との混合物で運転するときの前記ガソリンエンジンの動作状態をガソリン燃料で運転するときの前記ガソリンエンジンの動作状態と適合しているように調節および制御するように構成され、それによって、前記ＥＣＵは、前記ガソリンエンジンがガソリン燃料で運転しているかのようにエンジン性能を制御する通常機能を実施し続ける、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項２８】
前記電子制御モジュールは、前記リザーブタンクを開放し、前記ガソリンエンジンに追加の水素リッチガスを供給することによって、瞬時に出力トルクを増加させるターボモードを制御するように構成されている、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項２９】
前記電子制御モジュールは、排気システムに結合されている前記組の相互接続を通して、排気ガス放出を監視し、前記排気ガスにおける特定の化合物の放出レベルを制御するように構成されている、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項３０】
前記電子制御モジュールは、認証されていないアルコールと水との混合物が使用されることを防止するために、前記ガソリンタンクに結合されている前記組の相互接続を通して、前記アルコールと水との混合物の認証を実施するように構成されている、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項３１】
前記電子制御モジュールは、前記アルコールと水との混合物の購入情報を取得し、前記購入情報に基づいて、認証されていない燃料購入を検出するように構成されている、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項３２】
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の６０％以下である、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項３３】
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項３４】
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も大きな割合を有する、請求項１７に記載の電子制御モジュール。
【請求項３５】
アルコールと水との混合物と、ガソリンとの両方で運転するハイブリッド車両であって、
ガソリンエンジンと、
前記アルコールと水との混合物で充填されているガソリンタンクと、
前記ガソリンタンクと前記ガソリンエンジンとの間に結合されている触媒管であって、前記触媒管は、前記アルコールと水との混合物が前記触媒管を通過すると、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼす、触媒管と、
前記触媒管から前記触媒された前記アルコールと水との混合物を受け取り、前記アルコールと水との混合物で運転する前記ハイブリッド車両に動力供給する燃焼を引き起こすように前記ガソリンエンジンを制御する電子制御モジュールと
を備え、
前記電子制御モジュールは、ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なる、ハイブリッド車両。
【請求項３６】
水素ガスまたは水素リッチガスを貯蔵しているリザーブタンクをさらに備え、前記リザーブタンクは、前記水素ガスまたは水素リッチガスを前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に直接供給するように構成されている、請求項３５に記載のハイブリッド車両。
【請求項３７】
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の６０％以下である、請求項３５に記載のハイブリッド車両。
【請求項３８】
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、請求項３５に記載のハイブリッド車両。
【請求項３９】
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も大きな割合を有する、請求項３５に記載のハイブリッド車両。
【請求項４０】
関連付けられているガソリンエンジン車両がアルコールと水との混合物を燃料として運転するように、ガソリンエンジンの内側で前記アルコールと水との混合物を水素リッチガスに転換する方法であって、前記方法は、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することによって、前記ガソリンエンジンを予熱することと、
事前決定された温度まで触媒管を予熱することと、
前記触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼし、それによって、前記アルコールと水との混合物における水素結合が有意に弱められるようにすることと、
前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成することと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むことと
を含み、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させ、前記水素リッチガスと空気との混合物は、その後に燃焼することにより、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成する、方法。
【請求項４１】
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も大きな割合を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールと、メタノールとを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、主として、エタノールを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記アルコールと水との混合物における水部分は、全体積の少なくとも２０％であるが、全体積の７０％以下である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも３０％であるが、全体積の６０％以下である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の５５％以下である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４８】
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、請求項４０に記載の方法。
【請求項４９】
前記アルコールと水との混合物は、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵される、請求項４０に記載の方法。
【請求項５０】
前記二次燃料源は、リザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、請求項４０に記載の方法。
【請求項５１】
二次燃料源は、前記燃焼から生成される排気ガスにおける水素ガスまたは水素リッチガスの少なくとも一部で前記リザーブタンクを再充填することによって補充される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両の高温排気システムに制御された量の前記アルコールと水との混合物を通すことによって生成される水素リッチガスで前記リザーブタンクを再充填することによって補充される、請求項５０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権の主張および関連出願）
本願は、米国仮出願第６１／９８３，３６０号（２０１４年４月２３日出願、名称「ＦＵＥＬ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＧＡＳＯＬＩＮＥ  ＥＮＧＩＮＥＳ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＥＴＨＡＮＯＬ−ＷＡＴＥＲ−ＨＹＤＲＯＧＥＮ  ＭＩＸＴＵＲＥ  ＦＵＥＬＳ」、出願人：Ｕｎｉｔｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ，  Ｉｎｃ．、発明者：Ｐｉｎｌｉａｎｇ  Ｆａｎ）の優先権および利益を主張する。
【０００２】
（技術分野）
本開示に説明される主題は、概して、自動車のための代替燃料技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の水素燃料は、最初に、特殊な設備において製造され、次いで、ガスまたは液体形態のいずれかにおいて貯蔵および輸送され、次いで、水素燃料ベースの車両に提供される。例えば、水素ガスまたは水素リッチガスが、加圧ガスタンク内に貯蔵され、これは、次いで、車両上に設置され、車両エンジンによって使用され得る。しかしながら、ガスタンクから供給される水素ガスは、多くの場合、ガソリンエンジン内で燃焼されるとき、ガソリン燃料と比較して低いエネルギー密度を有する。その結果、燃料源としての水素ガスタンクは、多くの場合、普通のガソリンエンジン車両に動力供給するために不適正である。
【０００４】
代替として、液体水素が燃焼するためのシリンダ中に直接入れられると、液体水素は、ガス状水素よりもはるかに大きい動力を生成し得る。しかしながら、液体水素を貯蔵することは、超低温度および特殊な貯蔵タンクを要求するので、厄介である。さらに、車両内の多過ぎる空間を占有するそのような特殊な貯蔵タンクは、嵩張るだけではなく、また、ガソリンタンクよりもはるかに低い体積エネルギー容量しか有しない。その結果、そのような燃料タンクからの典型的な動作範囲は、ガソリン車両からの典型的な５００ｋｍ範囲を有意に下回る。さらに、ガス形態または液体形態のいずれかにおける水素を貯蔵および輸送することは、大いに危険かつ高価であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本文書に開示される技術は、ガソリンエンジン車両に動力供給するために、ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンの内側でアルコールと水との混合物を水素リッチガスに転換することによって、ガソリンエンジン車両に動力供給するための燃料としてアルコールと水との混合物を使用するためのシステム、デバイス、および技法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一側面では、アルコールと水との混合物を燃料としてガソリンエンジン車両を運転するためのプロセスが、開示される。本プロセスは、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすために、触媒管にある量のアルコールと水との混合物を通すことを含む。次に、空気と混合される触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するために、ガソリンエンジン車両の内側のガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、触媒されたアルコールと水との混合物は、ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射される。触媒されたアルコールと水との混合物のミストと、空気とは、ガソリンエンジンのシリンダ中に、シリンダの吸気弁を通して吸引され、触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、シリンダの内側の高温が、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気を瞬時に（最高比率においてＨ２を含むが、ＣＯ、ＣＯ２、およびＯ２等の他のガスも含み得る）水素リッチガスに転換させる。水素リッチガスと空気との混合物は、燃焼してガソリンエンジン車両のための動力を生成するために、その後に点火される。
【０００７】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールを含む。
【０００８】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールと、メタノールとを含む。
【０００９】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、主として、エタノールを含む。
【００１０】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物における水部分は、全体積の少なくとも２０％であるが、全体積の７０％以下である。
【００１１】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも３０％であるが、全体積の６０％以下である。
【００１２】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の５５％以下である。
【００１３】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る。
【００１４】
いくつかの実装では、触媒管にアルコールと水との混合物を通すことに先立って、本プロセスは、触媒管を事前決定された温度まで予熱することを含む。
【００１５】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすことは、アルコールと水との混合物における水素結合が有意に弱められるようにする。
【００１６】
いくつかの実装では、触媒管にルコールと水との混合物を通すことに先立って、本プロセスは、二次燃料源でガソリンエンジンを運転することによって、ガソリンエンジンを予熱することと、次いで、触媒管を事前決定された温度まで予熱するために、ガソリンエンジンによって生成された熱を提供することとによってエンジンコールドスタートプロセスを実施する。
【００１７】
いくつかの実装では、二次燃料源は、ガソリンエンジン車両上に設置されたリザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである。
【００１８】
いくつかの実装では、リザーブタンクは、水素ガスまたは水素リッチガスを吸気マニホールド中に直接供給する。
【００１９】
いくつかの実装では、二次燃料源でガソリンエンジンを運転する前に、本プロセスは、燃料噴射器を作動停止させることを含む。
【００２０】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物は、ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵される。
【００２１】
別の側面では、ガソリンエンジン車両上に設置され、アルコールと水との混合物を燃料として運転するようにガソリンエンジン車両を制御するための電子制御モジュールが、開示される。この電子制御モジュールは、ガソリンエンジン車両の従来の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なる。この電子制御モジュールは、プロセッサと、メモリと、ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために、ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースとを含む。電子制御モジュールはまた、ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンを含む、ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合されている一組の相互接続も含む。一組の相互接続を通して、電子制御モジュールのプロセッサは、ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されているアルコールと水との混合物でガソリンエンジンを運転するプロセスを制御する。該プロセスは、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすために、触媒管にある量のアルコールと水との混合物を通すステップと、空気と混合される触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するために、車両のガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、触媒されたアルコールと水との混合物をガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射するステップと、触媒されたアルコールと水との混合物のミストと、空気とをガソリンエンジンのシリンダ中に、シリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、シリンダの内側の高温が、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、燃焼してガソリンエンジン車両のための動力を生成するために、水素リッチガスと空気との混合物に点火するステップとを含む。
【００２２】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、ガソリンエンジン車両のコールドスタートプロセスを制御するように構成される。
【００２３】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、例えば、ＥＣＵからコールドスタート信号を受信することと、二次燃料源でガソリンエンジンの運転を制御することによって、ガソリンエンジンの予熱を制御することと、事前決定された温度まで触媒管を予熱することを制御することとによってコールドスタートプロセスを制御する。
【００２４】
いくつかの実装では、電子制御モジュールはさらに、コールドスタートプロセスの持続時間を制御することと、コールドスタートプロセスから、アルコールと水との混合物で運転する普通の動作モードへ切り替わることを制御することとによってコールドスタートプロセスを制御する。
【００２５】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、ガソリンエンジンによって生成される熱の触媒管への伝達を制御することによって、触媒管を予熱することを制御する。
【００２６】
いくつかの実装では、二次燃料源は、ガソリンエンジン車両上に設置されたリザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである。
【００２７】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、リザーブタンクに結合される一組の相互接続を通して、リザーブタンクの開閉、ガス流量を制御するように動作する。
【００２８】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、ガソリンタンクとリザーブタンクの両方に結合される、一組の相互接続を通して、ガソリンタンク内に貯蔵されているアルコールと水との混合物と、リザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスとの間でガソリンエンジンのための燃料源の切り替えを制御するように動作する。
【００２９】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、一組の相互接続を通して、燃料噴射器のオン／オフ状態を制御するように動作する。
【００３０】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、スパークプラグに結合される一組の相互接続を通して、水素リッチガスと空気との混合物の点火タイミングを制御するように動作する。
【００３１】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、ＥＣＵから受信されたセンサ信号を使用して、アルコールと水との混合物で運転するときのガソリンエンジンの動作状態をガソリン燃料で運転するときのガソリンエンジンの動作状態と適合しているように調節および制御するように動作し、それによって、ＥＣＵは、ガソリンエンジンがガソリン燃料で運転しているかのようにエンジン性能を制御する通常機能を実施し続ける。
【００３２】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、リザーブタンクを開放し、ガソリンエンジンに追加の水素リッチガスを供給することによって、瞬時に出力トルクを増加させるターボモードを制御するように動作する。
【００３３】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、排気システムに結合されている一組の相互接続を通して、排気ガス放出を監視し、排気ガスにおける特定の化合物の放出レベルを制御するように動作する。
【００３４】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、認証されていないアルコールと水との混合物が使用されることを防止するために、ガソリンタンクに結合されている一組の相互接続を通して、アルコールと水との混合物の認証を実施するように動作する。
【００３５】
いくつかの実装では、電子制御モジュールは、アルコールと水との混合物の購入情報を取得し、購入情報に基づいて、認証されていない燃料購入を検出するように動作する。
【００３６】
さらに別の側面では、アルコールと水との混合物と、ガソリンとの両方で運転するハイブリッド車両が、開示される。ハイブリッド車両は、ガソリンエンジンと、アルコールと水との混合物で充填されているガソリンタンクと、ガソリンタンクとガソリンエンジンとの間に結合され、アルコールと水との混合物が触媒管を通過すると、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼす、触媒管と、アルコールと水との混合物で運転するハイブリッド車両に動力供給する燃焼を引き起こすために、触媒管から触媒されたアルコールと水との混合物を受け取るようにガソリンエンジンを制御する、電子制御モジュールとを含む。電子制御モジュールは、ガソリンエンジン車両の従来の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なる。ハイブリッド車両はまた、水素リッチガスを貯蔵しているリザーブタンクも含む。このリザーブタンクは、水素リッチガスをガソリンエンジンの吸気マニホールド中に直接供給するように構成される。一実施形態では、アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る。
【００３７】
さらに別の側面では、関連付けられているガソリンエンジン車両がアルコールと水との混合物を燃料として運転するように、ガソリンエンジンの内側でアルコールと水との混合物を水素リッチガスに転換するプロセスが、開示される。本プロセスは、最初に、二次燃料源でガソリンエンジンを運転することによって、ガソリンエンジンを予熱し、触媒管を事前決定された温度まで予熱する。本プロセスは、次いで、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすために、触媒管にある量のアルコールと水との混合物を通し、それによって、アルコールと水との混合物における水素結合が有意に弱められるようにする。次に、空気と混合される触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するために、ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、触媒されたアルコールと水との混合物は、ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射される。触媒されたアルコールと水との混合物のミストと、空気とは、ガソリンエンジンのシリンダ中に、シリンダの吸気弁を通して吸引され、触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、シリンダの内側の高温が、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる。水素リッチガスと空気との混合物は、ガソリンエンジン車両のための動力を生成するために、その後に燃焼する。
【００３８】
いくつかの実装では、アルコールと水との混合物は、ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵され、二次燃料源は、リザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである。
【００３９】
いくつかの実装では、二次燃料源は、燃焼から生成される排気ガスにおける水素ガスまたは水素リッチガスの少なくとも一部でリザーブタンクを再充填することによって補充される。
【００４０】
いくつかの実装では、二次燃料源は、ガソリンエンジン車両の高温排気システムに制御された量のアルコールと水との混合物を通すことによって生成される、水素リッチガスでリザーブタンクを再充填することによって補充される。
【００４１】
開示される技術の上記の側面、実装、および他の特徴は、図面、説明、および請求項により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、ＥＷＨ車両の内側の例示的ＥＷ燃料送達システムのブロック図を提示する。
【図２】図２は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、ＥＷＨ車両の内側の例示的エンジンの概略図を例証する。
【図３】図３は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、適切なＥＷ燃料消費を確実にするための、ＥＷＨモジュール／コントローラからＥＷＨ車両の内側の種々のモジュールへの結合および制御を例証する、ブロック図を提示する。
【図４】図４は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、ＥＷ燃料で運転するガソリンエンジン車両上に設置される、提案されるＥＷＨコントローラによって実施され得る種々の制御機能を例証する。
【図５】図５は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、ＥＷ燃料で運転するガソリンエンジン車両を制御するために、提案されるＥＷＨコントローラを使用するプロセスを例証する、フローチャートを提示する。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本開示は、自動車のためのクリーン燃料技術を説明する。ガソリン燃料を使用する代わりに、本技術は、修正されたガソリン車両がアルコールと水との混合物から作製されたクリーン燃料で運転し得るように、ガソリンエンジン車両に最小限の修正を提供する。ガソリン車両に対する提案される修正は、エンジンシステムが実質的に改変されないままでありながら、普通のガソリンエンジンの燃料送達経路上に１つ以上の付属品を追加することを含むことができる。アルコールと水との混合物を燃料として運転するように修正されたガソリンエンジン車両を制御するため、および、修正されたガソリンエンジン車両に動力供給するために、ガソリンエンジンの内側でアルコールと水との混合物を水素リッチガスに転換するための技法、システム、およびデバイスも、開示される。
【００４４】
一側面では、アルコールと水との混合物を燃料としてガソリンエンジン車両を運転するためのプロセスが、開示される。プロセスは、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすために、触媒管にある量のアルコールと水との混合物を通すステップを含む。次に、空気と混合される触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するために、ガソリンエンジン車両の内側のガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、触媒されたアルコールと水との混合物は、ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射される。触媒されたアルコールと水との混合物のミストと、空気とは、ガソリンエンジンのシリンダ中に、シリンダの吸気弁を通して吸引され、触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、シリンダの内側の高温が、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に瞬時に水素リッチガス（最高比率においてＨ２を含むが、ＣＯ、ＣＯ２、およびＯ２等の他のガスも含み得る）に変わらせる。水素リッチガスと空気との混合物は、燃焼してガソリンエンジン車両のための動力を生成するために、その後に点火される。
【００４５】
別の側面では、ガソリンエンジン車両上に設置され、アルコールと水との混合物を燃料として運転するようにガソリンエンジン車両を制御するための電子制御モジュールが、開示される。この電子制御モジュールは、ガソリンエンジン車両の従来の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なる。この電子制御モジュールは、プロセッサと、メモリと、ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために、ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースとを含む。電子制御モジュールはまた、ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されているアルコールと水との混合物でガソリンエンジン車両を運転するプロセスを制御するために、ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合される、相互接続の組も含む。該プロセスは、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすために、触媒管にある量のアルコールと水との混合物を通すステップと、空気と混合される触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するために、車両のガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、触媒されたアルコールと水との混合物をガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射するステップと、触媒されたアルコールと水との混合物のミストと、空気とをガソリンエンジンのシリンダ中にシリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、シリンダの内側の高温が、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、燃焼してガソリンエンジン車両のための動力を生成するために、水素リッチガスと空気との混合物に点火するステップとを含む。
【００４６】
さらに別の側面では、アルコールと水との混合物と、ガソリンとの両方で運転するハイブリッド車両が、開示される。ハイブリッド車両は、ガソリンエンジンと、アルコールと水との混合物で充填されるガソリンタンクと、ガソリンタンクとガソリンエンジンとの間に結合され、アルコールと水との混合物が触媒管を通過するとき、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼす触媒管と、アルコールと水との混合物で運転するハイブリッド車両を制御するための電子制御モジュールとを含む。電子制御モジュールは、ガソリンエンジン車両の従来の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なる。ハイブリッド車両はまた、水素リッチガスを貯蔵するリザーブタンクも含む。このリザーブタンクは、水素リッチガスをガソリンエンジンの吸気マニホールド中に直接供給するように構成される。一実施形態では、アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る。
【００４７】
さらに別の側面では、関連付けられているガソリンエンジン車両がアルコールと水との混合物を燃料として運転するように、ガソリンエンジンの内側でアルコールと水との混合物を水素リッチガスに転換するプロセスが、開示される。プロセスは、最初に、二次燃料源でガソリンエンジンを運転することによって、ガソリンエンジンを予熱し、触媒管を事前決定された温度まで予熱する。本プロセスは、次いで、アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすために、触媒管にある量のアルコールと水との混合物を通し、それによって、アルコールと水との混合物における水素結合が有意に弱められるようにする。次に、空気と混合される触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するために、ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、触媒されたアルコールと水との混合物は、ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射される。触媒されたアルコールと水との混合物のミストと、空気とは、ガソリンエンジンのシリンダ中に、シリンダの吸気弁を通して吸引され、触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、シリンダの内側の高温が、触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる。水素リッチガスと空気との混合物は、ガソリンエンジン車両のための動力を生成するために、その後に燃焼する。
【００４８】
いくつかの実施形態では、提案される技術に適用可能である燃料は、エタノールと水との混合物であり、含水量は、少なくとも２０％であるが、７０％以下である。いくつかの実施形態では、提案される技術に適用可能である燃料は、エタノール、メタノール、および水の混合物であり、含水量は、少なくとも２０％であるが、７０％以下である。いくつかの実施形態では、提案される技術に適用可能である燃料は、２つ以上のアルコール系化学物質と水との混合物であり、含水量は、少なくとも２０％であるが、７０％以下である。いくつかの実施形態では、提案される技術に適用可能である燃料は、１つ以上のアルコール系化学物質と水との混合物であり、含水量は、少なくとも３０％であるが、６０％以下である。いくつかの実施形態では、提案される技術に適用可能である燃料は、１つ以上のアルコール系化学物質と水との混合物であり、含水量は、少なくとも４０％であるが、５５％以下である。いくつかの実施形態では、提案される技術に適用可能である燃料は、１つ以上のアルコール系化学物質、水、およびアルコールと水との混合物における水素結合を弱めることを促進する１つ以上の触媒の混合物である。
【００４９】
本開示はまた、アルコールと水との混合物を燃料として運転するようにガソリンエンジン車両を制御するための電子モジュールおよび技法も提供する。好ましい実施形態では、アルコールと水との混合物におけるアルコール含有物は、エタノールである。簡易化するために、以降では、ガソリンエンジンのための燃料として使用されるアルコールと水との混合物を「Ｅ（ｔｈａｎｏｌ）Ｗ（ａｔｅｒ）混合物」または「ＥＷ燃料」と称する。例えば、このクリーン燃料は、約５０％（体積）のエタノールおよび約５０％（体積）の水の混合物から作製されることができる。しかしながら、上で言及されるように、開示される技術は、他のタイプおよび比率のアルコールと水との混合物に適用可能であり、したがって、以下に説明される「ＥＷ混合物」または「ＥＷ燃料」は、種々の組成および比率のアルコール系化学物質と水との混合物を含むことができる。
【００５０】
提案される電子モジュールは、ガソリン車両の標準電子制御ユニット（ＥＣＵ）に電気的に結合され、ガソリンエンジンがＥＷ燃料で運転しているときに種々のリアルタイムセンサ信号を受信し、ＥＷ燃料で運転するときのエンジン性能が、ガソリン燃料で運転するときの性能と実質的に同一であることを確実にするように動作する。提案される電子モジュールは、ＥＷ燃料での運転と、ガソリンエンジン車両上のリザーブタンク内に貯蔵される水素ガスの二次燃料源での運転との間の切り替えを制御する。提案される電子モジュールはまた、車両がガソリン燃料とＥＷ燃料の両方を運搬する場合、ガソリン燃料動作とＥＷ燃料動作との間の切り替えを制御し得る。
【００５１】
いくつかの実装では、電子モジュールは、例えば、二次燃料源でのガソリンエンジンの運転を制御することによって、エンジンのコールドスタートを制御し、エンジンシリンダを加熱する。電子モジュールはまた、典型的には、ＥＷ燃料タンクとガソリンエンジンとの間に結合される、触媒管の予熱も制御する。ＥＷ燃料は、次いで、エンジンシリンダに進入する前に、加熱された触媒管を通過し、触媒作用を及ぼされる。触媒化／修正されたＥＷ燃料は、その後に加熱されたシリンダに進入し、即時の燃焼および動力生成のために水素リッチガスに瞬時に転換される（例えば、＜０．０５秒）。一実施形態では、転換プロセスが水素リッチガスの点火前に完了するために、最小時間が、要求される。例えば、この最小時間は、吸気弁が閉鎖された後の０．０５秒またはそれよりあり得る。一事例では、生産される水素リッチガスは、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、およびＯ２等の他のガスから成り、Ｈ２が、水素リッチガスにおいて最大比率である。電子モジュールはまた、エンジンの動力出力を自動的に調節するために、エンジンシリンダに進入するＥＷ燃料の量を調整することもできる。提案される電子モジュールはまた、以降では、「ＥＷＨ（ｙｄｒｏｇｅｎ）モジュール」または「ＥＷＨコントローラ」とも称される。ＥＷ燃料で運転するように修正されるガソリン車両を「ＥＷＨ車両」とも称する。
【００５２】
提案されるＥＷＨコントローラは、ガソリンエンジン車両上のガソリンエンジンに設置され、場合によっては、それと統合され、ガソリンエンジンを殆どまたは全く変化させない。ＥＷＨコントローラと触媒管およびリザーブタンク等の上に説明される付属品とを追加することによって、ガソリンエンジンは、ハイブリッドエンジンに変換され、ガソリンエンジン車両は、ハイブリッドエンジン車両に変換される。ハイブリッドエンジン車両は、ＥＷ燃料を修正するために触媒管にＥＷ燃料を供給するために、普通の燃料ラインを使用し、修正されたＥＷ燃料混合物を吸気マニホールド中に、次いで、ガソリンエンジンのシリンダ中に噴射するために、普通の燃料噴射器を使用することができる。提案されるＥＷＨコントローラの制御下で、ＥＷ燃料ミストは、シリンダに進入し、瞬時に気化され、水素リッチガス（例えば、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、およびＯ２等の他のガスの混合物であり、Ｈ２が大部分である）に転換され、これは、次いで、燃焼し、ピストンおよびクランクシャフトを駆動するために点火される。一実施形態では、この転換プロセスは、０．０５秒以内に完了する。
【００５３】
図１は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、ＥＷＨ車両の内側の例示的ＥＷ燃料送達システム１００のブロック図を提示する。
【００５４】
図１に見られ得るように、エタノール（例えば、５０％）と水（例えば、５０％）との混合物等のＥＷ燃料が、ＥＷ燃料タンク１０２内に貯蔵される。ＥＷ燃料タンク１０２は、ＥＷＨ車両の標準ガソリンタンクであり得るが、ガソリンの代わりにＥＷ燃料で充填される。いくつかの実施形態では、ＥＷ燃料タンク１０２は、既存のガソリンタンクとは別個のタンクでもあり得る。ＥＷ燃料タンク１０２は、燃料ラインおよび他の燃料送達手段を通して触媒管１０４に結合される。したがって、エンジンに達する前に、燃料タンク１０２からのＥＷ混合物は、最初に、触媒管１０４に進行し、触媒管１０４を通過し、触媒されたＥＷ混合物となる。より具体的には、典型的には、管の内側に特別に設計された触媒を備え付けられた金属管である触媒管１０４は、ＥＷ混合物における水素結合を弱めるために、ＥＷ混合物が管を通過するにつれて、ＥＷ混合物に触媒作用を及ぼす。その結果、触媒されたＥＷ混合物は、種々の水素結合に対して有意に低減された解離温度を有し、それによって、触媒されたＥＷ混合物が、触媒管１０４から下流のエンジンシリンダの内側で容易に水素リッチガスに変わることを可能にする。いくつかの実施形態では、燃料タンク１０２からのＥＷ混合物は、触媒管１０４を通過する前に、アルコールと水との混合物において弱化した水素結合を有する、１つ以上の触媒を含む。
【００５５】
触媒されたＥＷ燃料は、次いで、燃料レールを通して燃料噴射器１０６に送達される。燃料噴射器１０６は、従来のガソリン燃料噴射器を含む、種々の構成において実装され得る。燃料噴射器１０６は、普通のガソリンエンジンであるエンジン１０８中に制御された量の触媒されたＥＷ燃料を噴射する。修正されたＥＷ燃料は、エンジン１０８の吸気マニホールド中に噴霧され、空気と混合される。ちょうどその時、吸気弁は、開放し、修正されたＥＷ燃料のミストおよび空気が、シリンダ中に「吸引」される。シリンダの内側の高温は、触媒されたＥＷ燃料ミストに瞬時に気化させ、水素リッチガスに変わらせ、水素リッチガスは、その後に点火され、エンジン１０８の内側で燃焼する。いくつかの実施形態では、エンジン１０８は、加熱された冷却水管等を通して触媒管１０４に熱的に結合され、したがって、ＥＷ混合物に触媒作用を及ぼすために触媒管１０４において高温を維持するために、燃焼プロセスを通して生成される熱を触媒管１０４に提供する。
【００５６】
いくつかの実施形態では、ＥＷ燃料送達システムの上に説明される動作は、以下により詳細に説明される、ＥＷＨモジュール／コントローラによって制御される。
【００５７】
ＥＷ燃料送達システムの上に説明される動作は、ガソリンエンジンによって燃焼させるために、ＥＷ燃料を水素リッチガスに転換することを伴う。しかしながら、ＥＷＨ車両のコールドスタート中、エンジンは、依然として「冷たい」ので、ＥＷ燃料の水素への転換等のこれらの動作は、起こりにくい。いくつかの実装では、水素リッチガスまたは普通のガソリン燃料のいずれかを貯蔵するリザーブタンクが、エンジンおよび触媒管を始動させ、暖めるために使用される。
【００５８】
図２は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、ＥＷＨ車両の内側の例示的エンジン２００の概略図を例証する。エンジン２００は、エンジン２００の燃料送達経路上に取り付けられる１つ以上のモジュールを伴うが、ガソリンエンジンシステムの残部は変更されない、普通のガソリンエンジンである。
【００５９】
図２に見られ得るように、エンジン２００は、吸気マニホールド２０２と、吸気弁２０４と、シリンダ２０６と、ＥＷ燃料タンク２１０からＥＷ燃料を供給するために、吸気マニホールド２０２に通じている燃料噴射器２０８とを含む。リザーブタンク２１２が、ガス弁２１４を通して吸気マニホールド２０２上に結合される。リザーブタンク２１２は、水素リッチガスを貯蔵し、貯蔵される水素リッチガスをガス弁２１４を通して吸気マニホールド２０２中に供給し得る。エンジン２００のコールドスタート中、提案されるＥＷＨコントローラ（図示せず）は、ガス弁２１４の開閉を制御し得る。より具体的には、ＥＷＨコントローラが、例えば、ＥＣＵからコールドスタート信号を受信すると、ＥＷＨコントローラは、ＥＷ燃料タンク２１０からエンジン２００にＥＷ燃料またはガソリン燃料を供給することから燃料噴射器２０８を遮断する。その一方で、ＥＷＨコントローラは、ガス弁２１４を開放し、リザーブタンク２１２から吸気マニホールド２０２に、吸気マニホールド２０２中に入る空気２１６と混合されるべき水素リッチガス等のリバース燃料（「二次燃料源」とも称される）を供給し、その混合物は、次いで、開放された吸気弁２０４を通ってシリンダ２０６に進入する。リザーブタンク２１２は、転換を要求しない水素燃料を貯蔵しているので、リザーブタンク２１２からのリザーブ燃料は、触媒管（図示せず）を通過する必要はない。
【００６０】
コールドスタートプロセス中、エンジン２００は、暖めるために、リザーブタンク２１２からの燃料を消費する（したがって、このプロセスはまた、予熱プロセスとも称され得る）。エンジン予熱の進行中、エンジン２００からの熱は、触媒管を作業温度に向かって調節するように使用されることができる。典型的には、３０秒を下回る事前決定された予熱期間後、ＥＷＨコントローラは、ガス弁２１４を遮断することによって、リザーブタンク２１０からのリザーブ燃料を停止させる。例えば、ＥＷＨコントローラは、触媒管が動作できる状態であるとき、リザーブ燃料を停止させることができ、それは、触媒管と統合される温度センサによって測定される受信された温度信号に基づいて決定され得る。この時点で、ＥＷＨコントローラは、ＥＷ燃料タンク２１０からエンジン２００への燃料噴射器２０８を通したＥＷ燃料の供給を可能にすることができる。上に説明されるシナリオは、リザーブタンク２１２が水素リッチガスを貯蔵すると仮定するが、他の高効率燃料も、水素リッチガスの代わりに使用されることができる。例えば、リザーブタンク２１２は、リザーブ燃料としてガソリン燃料を貯蔵し得る。リザーブタンク２１０はまた、エンジン２００がＥＷ燃料で運転し、追加の動力が必要とされるとき、追加の燃料を供給することもできる。この「ブースター」動作モードは、ＥＷＨコントローラによって制御されることができる。さらなる実施形態では、ＥＷＨ車両が停止標識または信号において停止した後等、アイドルモードから加速し始めるとき、ＥＷＨコントローラは、エンジン２００が瞬間的にリザーブタンク２１０で運転するように、燃料源をＥＷ燃料からリザーブタンク２１０に切り替えることができ、ＥＷＨコントローラは、エンジンが所望される状態で運転すると、ＥＷ燃料に戻るように燃料源を切り替えるであろう。
【００６１】
図３は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、適切なＥＷ燃料消費を確実にするための、ＥＷＨモジュール／コントローラからＥＷＨ車両の内側の種々のモジュールへの結合および制御を例証する、ブロック図を提示する。
【００６２】
図３に見られ得るように、ＥＷＨコントローラ３００は、リザーブタンク３０２に電気的に結合され、リザーブタンク３０２は、エンジンのコールドスタート中または車両が（以下に説明される）普通の動作中に追加の動力を要求するとき、リザーブ燃料を普通のガソリンエンジン３０４に提供する。ＥＷＨコントローラ３００は、例えば、リザーブタンク３０２のガス弁の開閉を制御することによって、リザーブタンク３０２の開閉を制御することができる。ＥＷＨコントローラ３００は、スロットルによって制御される吸気と合致させるために、またはブースターモードで必要とされる追加の動力に従って、リザーブタンク３０２からエンジン３０４へのガスの流量を制御することもできる。ＥＷＨコントローラ３００は、リザーブタンク３０２と統合されるセンサからのガス圧力および温度等の監視信号も受信し得る。
【００６３】
リザーブタンク３０２内のリザーブガスが消費されるにつれて、ガス圧力は、低下するであろう。あるレベルのリザーブガスをリザーブタンク３０２内に維持することが、所望される。いくつかの実装では、ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＷＨ燃料消費中に生成されるが燃焼されない水素ガスまたは水素リッチガスでリザーブタンク３０２を自動的に補充するプロセスを制御することができる。したがって、ガス補充機構が、（図３に、エンジン３０４からリザーブタンク３０２への経路によって示される）リザーブタンク３０２とエンジン３０４との間に存在し、それは、排気ガスにおける水素ガスまたは水素リッチガスの少なくとも一部をリサイクルし、リザーブタンク３０２を再充填し、その際、リザーブタンク３０２の内側に十分な量のリザーブガスを維持し得る。いくつかの実装では、ＥＷＨコントローラ３００は、車両が運転しているとき、制御された量のＥＷ燃料をＥＷ燃料タンク３０８から排気システム３１４に渡すこと（図３に、ＥＷ燃料タンク３０８と排気システム３１４との間の経路によって示される）によって、リザーブタンク３０２を自動的に補充するプロセスを制御することができる。このプロセスは、ＥＷ燃料の一部を水素リッチガスに転換するために、排気システム３１４の内側の高温および触媒を利用する。生成される水素リッチガスは、次いで、指定送達機構（図３に、排気システム３１４からリザーブタンク３０２への経路によって示される）を通して、リザーブタンク３０２を再充填するように使用される。
【００６４】
さらに図３を参照すると、コールドスタートプロセス中、ＥＷＨコントローラ３００は、触媒管３０６の管温度等の１つ以上の状態を監視することができる。上で言及されるように、エンジン３０４は、加熱された冷却水システム等（図３に、エンジン３０４から触媒管３０６への経路によって示される）を通して、コールドスタートプロセス中に、燃焼中に生成される熱を触媒管３０６に供給することができる。ＥＷＨコントローラ３００は、触媒管３０６上に事前決定された温度が得られるまで、コールドスタート持続時間を調節することができる。さらに、コールドスタートプロセス中、ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＣＵ３１０からエンジン３０４の１つ以上の状態を受信し、受信された１つ以上のエンジン状態に従って、コールドスタート持続時間を調節することもできる。
【００６５】
ＥＷＨコントローラ３００はまた、ＥＷ燃料タンク３０８の種々の燃料供給機能を制御するために、ＥＷ燃料タンク３０８と、燃料噴射器３１２とに電気的に結合される。例えば、ＥＷＨコントローラ３００は、エンジン３０４および触媒管３０６が暖められ、動作状態に到達すると、リザーブタンク３０２を使用するコールドスタート運転段階から、ＥＷ燃料タンク３０８を使用するＥＷ燃料運転段階への切り替えを制御することができる。切り替え中、ＥＷＨコントローラ３００は、リザーブタンク３０２を遮断するための制御信号を送信すると同時に、ＥＷ燃料タンク３０８からエンジン３０４への触媒管３０６を通したＥＷ燃料の供給を可能にするための制御信号を送信することができる。いくつかの実施形態では、ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＷ燃料タンク３０８の燃料ポンプを作動させ、燃料噴射器３１２が修正されたＥＷ燃料をエンジン３０４の吸気マニホールド中に噴霧し始めることを可能にすることによって、ＥＷ燃料の供給を可能にする。いくつかの実施形態では、ＥＷＨコントローラ３００は、噴射頻度および噴射あたり燃料量の観点から、燃料噴射器３１２の動作を制御することができる。したがって、ＥＷＨコントローラ３００は、転換された水素リッチガスが、その普通のガソリン燃料と実質的に同一の燃焼サイクルあたりエネルギーおよび動力を生成するように、シリンダに進入するＥＷ燃料の量を制御することができる。噴射頻度および噴射あたり燃料量を増加／減少させることによって、ＥＷＨコントローラ３００は、車両の運転中の動力増大および低減を直接制御することができる。
【００６６】
スロットル制御に基づくＥＷ燃料供給の通常増加および減少の他に、ＥＷＨコントローラ３００は、坂道を上るとき、または別の車両を追い越すために加速するとき等、トルク出力の瞬間的増加をそのような増加が必要とされるときに制御し得る。そのために、ＥＷＨコントローラ３００は、燃料噴射頻度および／または燃料噴射持続時間（すなわち、噴射あたり量）を増加させることによって、通常動作中の燃料量を上回るように、シリンダに進入するＥＷ燃料の量の瞬間的増加を制御することができる。代替として、ＥＷＨコントローラ３００はまた、リザーブタンク３０２を開放し、追加の水素ガスを燃料混合物に供給し、それによって、トルクを瞬時に増加させることができる。いくつかの実施形態では、ＥＷＨコントローラ３００は、触媒管温度を上昇させ、水素転換率を増加させ、それによって、トルクを増加させ得る。瞬時にトルクを増加させるために（「ターボモード」と称される）、上記の技法のうちの複数が、例えば、同時に、ＥＷ燃料供給を増加させ、リザーブガス供給をオンにすることによって、組み合わせられ得る。いくつかの実施形態では、ターボモードは、別個のスイッチをオン／オフに押すことによって、作動または作動停止させられることができる。
【００６７】
上で言及されるように、ＥＷ燃料タンク３０８からのＥＷ燃料は、触媒管３０６によって触媒され、修正されたＥＷ燃料となる。燃料噴射器３１２が、次いで、修正されたＥＷ燃料をエンジン３０４の吸気ポート中に噴霧し、これは、修正されたＥＷ燃料のミストを生産する。修正されたＥＷ燃料ミストとＯ２を含む空気との混合物は、吸気弁が開放すると、シリンダに進入し、瞬時に気化する。吸気弁を遮断した直後、ＥＷ燃料蒸気は、シリンダの内側の高温によって水素リッチガスに転換する。いくつかの実装では、ＥＷＨコントローラ３００はまた、エンジン３０４に電気的に結合され、点火制御信号を直接提供し、水素リッチガスと空気との混合物に対する点火タイミングを制御する。
【００６８】
水素リッチガス燃焼は、ガソリン蒸発気の燃焼のそれよりも何倍も速い速度で伝播する火炎を生成することに留意されたい。さらに、水素リッチガスは、ガソリンよりもはるかに高いオクタン価を有する。ＥＷ燃料を修正するための触媒管３０６の使用と組み合わせた水素リッチガス燃焼のこれらの性質およびＥＷＨコントローラ３００と元々の車両ＥＣＵとの間の適切な協調は、ＥＷ混合物がシリンダに進入すると、水素リッチガスへの瞬間的転換を可能にする。
【００６９】
図３に見られるように、ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＷＨ車両の標準ＥＣＵ３１０に電気的に結合される。ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＷ燃料で運転するとき、ガソリン燃料で運転するときのエンジン動作状態と適合しているように、エンジン動作状態を制御および調節し、したがって、ＥＣＵ３１０は、ＥＷ燃料がエンジン３０４によって使用されていながら、普通のガソリン動作モードであるかのようにエンジン性能を制御する通常機能を実施するように「欺かれる」。より具体的には、ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＣＵ３１０からエンジン３０４の動作に関連する種々のセンサ信号を受信することができる。ＥＷＨコントローラ３００は、これらのセンサ信号を処理し、エンジン３０４の内側の燃焼サイクルあたりのＥＷ燃料送達および転換の正確な量を調節および制御することができ、したがって、転換された水素リッチガスの燃焼から生成されるエネルギーおよび動力の量は、ガソリン燃料がエンジン３０４によって使用されるときに生成されるエネルギーおよび動力と精密に合致する。この様式では、ＥＷ燃料動作中の車両ＥＣＵは、ＥＣＵ３１０によって把握されるガソリン動作に対して意図される動作状態に合致するエンジン動作状態を受信し続け、したがって、ＥＣＵは、警告をトリガするエンジン性能に基づく、任意の故障を疑わないであろう。その結果、ＥＣＵ３１０は、エンジン３０４の動作を制御することに対して、普通のガソリン燃料がエンジン３０４によって使用されているかのようにその元々プログラムされた機能の全てを実施することができ、それによって、ＥＷ燃料で運転しながらＥＷＨコントローラ３００と元々のＥＣＵとの間のシームレスな協働を達成する。
【００７０】
いくつかの実装では、ＥＷＨ車両のダッシュボード器具は、エンジン温度、ＲＰＭ等の種々の車両およびエンジン状態を表示することができ、これらの表示されるパラメータは、普通のガソリン燃料が使用されるときのパラメータ値と一貫する。いくつかの実施形態では、ＥＣＵ３１０は、ＥＷＨ車両がＥＷ燃料動作モードから標準ガソリン動作モードに切り替えられると、通常ＥＣＵ機能を実施する。
【００７１】
ＥＷＨコントローラ３００は、排気システム３１４に結合され、エンジン３０４によって生成される排気ガスから、排気ガスにおけるＣＯ、ＣＯ２、およびＯ２含有物の量等の排気フィードバックパラメータを受信することができる。コントローラ３００は、排気パラメータに基づいて、エンジン３０４に送達されるＥＷ燃料の量を調節し得る。特に、ＥＷ燃料が使用されているとき、ＥＷ燃料が水素に転換すると、Ｏ２が、生成される。したがって、より少ないＯ２が環境から供給される空気から要求されるほど、より多いＯ２が排気ガスに留まり得る。したがって、ＥＷ燃料動作モード中、Ｏ２警告閾値は、ガソリンが使用されるときのＯ２警告閾値よりも高く設定され得る。上で言及されるように、ＥＷＨコントローラ３００はまた、例えば、排気ガスから水素ガスを分離することによって、排気ガスにおける残りの水素ガスをリサイクルし、リサイクルされた水素ガスでリザーブタンクを充填するプロセスを制御することもできる。
【００７２】
リザーブタンク３０２は、通常ＥＷ燃料消費中に生成される排気ガスからリサイクルされたガスで再充填され得るが、一実施形態では、ＥＷＨコントローラ３００は、追加の水素ガスを生成するために増加されたＥＷ燃料消費を活性化し、その後、リザーブタンク中に余分の水素ガスを貯蔵することができる。
【００７３】
ＥＷＨコントローラ３００は、認証／認定されていない燃料を認識するために、複数の知的機能を有するように設計される。不適切なエタノールと水の混合比またはある汚染含有物の認証されていない燃料は、エンジンおよび他のシステムモジュールに危険かつ有害であり得ることに留意されたい。安全性、セキュリティ、および経済上の理由から、ＥＷＨ車両中に事前決定された混合比および純度を伴う認証されたＥＷ燃料のみを購入および添加することが必要である。ＥＷ燃料は、アルコールと水とを混合することによって、やや容易に「自宅で」作製され得るため、認証されていない燃料は、提案されるＥＷＨ車両に関して主要な懸念事項であり得る。
【００７４】
認証されていない燃料の使用を防止するための一方法は、認証されていない燃料を検出するＥＷＨコントローラ３００の能力に基づく。例えば、ＥＷ燃料タンク３０８は、燃料認証モジュール３１６に結合され得、燃料認証モジュール３１６は、ＥＷ燃料タンク３０８と統合された燃料性質を検出するセンサからの信号を読み取る。そのような性質は、限定ではないが、ＥＷ燃料の抵抗と、ＥＷ燃料の圧力と、ＥＷ燃料の温度と、アルコールと水含有物の混合比（例えば、エタノールの％対水の％）とを含むことができる。ＥＷ燃料タンク３０８が燃料補給される度に、または車両の始動時に、ＥＷＨコントローラ３００は、燃料認証モジュール３１６から燃料性質を受信し、受信された燃料性質を記憶される認定された燃料パラメータと比較する。例えば、ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＷ燃料タンク３０８の内側の燃料の抵抗値を受信し、これを認定された燃料の標準抵抗値と比較することができる。したがって、ＥＷＨコントローラ３００は、燃料性質分析に基づいて、認定されていない燃料を認識することができる。認定されていない燃料が検出される場合、ＥＷＨコントローラ３００は、警告を生成すること、エンジンが始動することを防止すること、またはエンジンが運転している場合、遅延エンジン遮断を実施することができる。いくつかの実装では、ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＷ燃料タンク３０８と統合されるセンサからセンサ信号を直接受信することができる。
【００７５】
ＥＷＨコントローラ３００は、認証された燃料の動作値を記憶することもでき、例えば、動作値は、単位燃料消費あたりリアルタイムエネルギー生成等の燃料消費データを含むことができる。したがって、燃焼補給後、ＥＷＨコントローラ３００は、新しい燃焼消費データを記憶される消費データと比較し、それらのデータが合致しない場合、認定されていない燃料を検出することができる。再び、認定されていない燃料が検出される場合、ＥＷＨコントローラ３００は、警告を生成すること、エンジンが始動することを防止すること、またはエンジンが運転している場合、遅延エンジン遮断を実施することができる。
【００７６】
認証されていない燃料を検出するための別の技法は、購入情報に基づく。購入されたときのＥＷ燃料は、製品コードと、燃料タイプと、購入量とを含む購入情報を生成することができる。ＥＷＨコントローラ３００は、燃料購入中に、例えば、この情報を読み取るためのインターフェースを含む燃料認証モジュール３１６からこの情報を得ることができる。製品コードもしくは燃料タイプが欠落している、または認証された燃料タイプに合致しない場合、または燃料補給後の燃料タンク内の量が購入量に合致しない場合、認証されていない燃料購入または認証されていない燃料補給が、検出される。ＥＷＨコントローラ３００は、次いで、エンジンが始動することを防止すること、またはエンジンが運転している場合、遅延エンジン遮断を実施すること、および／または警告を発することを行う。
【００７７】
図４は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、ＥＷ燃料で運転するガソリンエンジン車両上に設置された提案されるＥＷＨコントローラ３００によって実施され得る種々の制御機能を例証する。他の実装では、ＥＷＨコントローラは、図４に列挙されるものよりも少ないまたは多い機能を実施し得ることに留意されたい。
【００７８】
図４に示されるように、ＥＷＨコントローラ３００は、例えば、コールドスタートプロセス持続時間を制御し、コールドスタートプロセスから普通のＥＷ燃料動作モードに切り替えることによって、ガソリンエンジン車両のコールドスタートプロセスを制御することができる（４０２）。ＥＷＨコントローラ３００は、典型的には、リザーブ水素または水素リッチガスを貯蔵するリザーブタンクの開閉、ガス流量を制御することができる（４０４）。ＥＷＨコントローラ３００は、例えば、排気ガスに対して残りの水素ガスをリサイクルすることによって、または、高温排気システムに制御された量のＥＷ燃料を通すことによって生成される水素リッチガスを使用することによって、ＥＷ燃料動作中にリザーブタンクの自動再充填を制御することができる（４０６）。ＥＷＨコントローラ３００は、例えば、コールドスタートプロセスが完了し、リザーブタンクからＥＷ燃料タンクに切り替わるとき、またはアイドリング後に加速する場合にＥＷ燃料タンクからリザーブタンクに切り替わるとき、リザーブタンクと主要（ＥＷ）燃料タンクとの間でエンジン消費のための燃料源の切り替えを制御することができる（４０８）。ＥＷＨコントローラ３００は、例えば、触媒管を予熱するためのコールドスタートプロセス中、触媒管温度および触媒管の他の動作状態を制御することができる（４１０）。ＥＷＨコントローラ３００は、エンジンの吸気マニホールド中に修正されたＥＷ燃料を送達するために、燃料噴射器のオン／オフ状態を制御することができる（４１２）。ＥＷＨコントローラ３００はまた、エンジン中に調節可能な量の修正されたＥＷ燃料を送達するために、燃料噴射器の噴射頻度および噴射あたり持続時間（すなわち、パルス幅）を制御することもできる（４１２）。ＥＷＨコントローラ３００は、例えば、スパークプラグに点火信号を提供することによって、ガソリンエンジンシリンダの内側の転換された水素リッチガスの点火タイミングを制御することができる（４１４）。
【００７９】
ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信し、転換された水素リッチガスの燃焼から生成される動力の量が、ガソリン燃料が使用されるときに生成される動力に合致するように調節および制御することができる（４１６）。ＥＷＨコントローラ３００は、例えば、リザーブタンクを開放し、追加の水素ガスを燃料混合物に供給することによって、出力トルクを瞬時に増加させるターボモードの開始および停止を制御することができる（４１８）。ＥＷＨコントローラ３００は、排気ガス放出を監視し、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２等、排気ガスにおける特定の化合物の放出レベルを制御することができる（４２０）。ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＷ燃料認証を実施し、認証されていないＥＷ燃料の使用を防止することができ（４２２）、例えば、ＥＷＨコントローラ３００は、ＥＷ燃料の抵抗値に基づいてＥＷ燃料を認証することができる。ＥＷＨコントローラ３００はまた、ＥＷ燃料購入情報を取得し、購入情報に基づいて、認証されていない燃料購入を検出することもでき（４２４）、購入情報は、製品コードと、燃料タイプと、購入量とを含むことができる。
【００８０】
ＥＷＨコントローラ３００は、インターフェースを伴う電子モジュールとして実装される。この電子モジュールは、ＰＣＢ基板上に配列される１つ以上の集積回路（ＩＣ）チップを含むことができ、これは、次いで、高強度保護ケーシングの内側に置かれ、ＥＷＨパッケージを形成する。１つ以上のＩＣチップは、プロセッサチップと、メモリチップとを含むことができる。プロセッサチップは、専用論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）として実装されることができる。高強度ケーシングは、不正開封または力づくで開放されにくいように、不正開封防止かつ高強度金属、セラミック、またはプラスチックから作製されることができる。いくつかの実装では、ケーシングの内側のＥＷＨコントローラは、認証されていない検査デバイスから検査を受けると（例えば、保護ケーシングの開放、不正開封を試みると）、自己破壊し得る。したがって、保守および修理中、特殊化検査ツールが、ＥＷＨコントローラの損傷を防止するために使用され得る。
【００８１】
ＥＷＨコントローラ３００の上に説明される機能のいくつかまたは全ては、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）において実装され得ることに留意されたい。さらに、説明される機能は、当分野で公知であるように、ハードウェアにより多く、ソフトウェアにより少なく、またはハードウェアにより少なく、ソフトウェアにより多く実装され得る。加えて、ＥＷＨコントローラ３００内の回路は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）、ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）、ｐ型金属酸化物半導体（ＰＭＯＳ）、および／またはバイポーラ接合トランジスタを使用して実装され得る。
【００８２】
図５は、本明細書に説明されるいくつかの実施形態による、ＥＷ燃料で運転するガソリンエンジン車両を制御するために、提案されるＥＷＨコントローラを使用するプロセスを例証する、フローチャートを提示する。
【００８３】
プロセスは、ＥＷＨコントローラが、例えば、ガソリンエンジン車両のＥＣＵからコールドスタート信号を受信すると、開始し得る（ステップ５０２）。ＥＷＨコントローラは、次いで、ガソリンエンジンおよび触媒管を予熱するようにコールドスタートプロセスを制御する（ステップ５０４）。例えば、ＥＷＨコントローラは、ＥＷ燃料タンクからＥＷ燃料を供給することから燃料噴射器を遮断し、リザーブタンクからリザーブ水素リッチガスを供給するために、ガス弁を開放する。コールドスタートプロセスが完了した後、ＥＷＨコントローラは、リザーブタンク（二次燃料源）からＥＷ燃料タンク（主要燃料源）への燃料源の切り替えを制御する（ステップ５０６）。ＥＷＨコントローラは、次いで、ガソリンエンジンへの修正／触媒されたＥＷ燃料の送達を制御し、修正されたＥＷ燃料は、エンジンシリンダの内側で瞬時に水素リッチガスに転換される（ステップ５０８）。例えば、生成される水素リッチガスは、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、およびＯ２等の他のガスから成り得、Ｈ２が、水素リッチガスにおいて最大比率である。いくつかの実施形態では、この転換プロセスは、０．０５秒以内に完了する。次に、ＥＷＨコントローラは、転換された水素リッチガスを燃焼させることから生成される動力の量を同一のガソリンエンジン内でガソリン燃料を使用するときに生成される動力に合致させるように制御する（ステップ５１０）。その結果、ＥＣＵは、ＥＷ燃料がガソリンエンジンによって使用されていながら、普通のガソリン動作モードであるかのようにエンジン性能を制御する通常機能を実施するように「欺かれる」。
【００８４】
提案されるＥＷＨコントローラは、ガソリンエンジン車両上に設置され、場合によっては、ガソリンエンジンと統合され、ガソリンエンジンを殆どまたは全く変化させない。ＥＷＨコントローラと触媒管およびリザーブタンク等の上に説明される付属品とを追加することによって、ガソリンエンジンは、ハイブリッドエンジンに変換され、ガソリンエンジン車両は、ハイブリッドエンジン車両に変換される。ガソリンで運転することに加えて、そのようなハイブリッドエンジン車両は、提案されるＥＷ燃料で充填された普通のガソリンタンクによって直接供給されるＥＷ燃料で運転することができるか、または、それは、リザーブタンクによって供給される水素ガスで運転することができる。
【００８５】
ハイブリッドエンジン車両は、ＥＷ燃料を修正するために、金属触媒管にＥＷ燃料を供給するために普通の燃料ラインを使用し、修正されたＥＷ燃料混合物を吸気マニホールド中に、次いで、ガソリンエンジンのシリンダ中に噴射するために、普通の燃料噴射器を使用することができる。提案されるＥＷＨコントローラの制御下で、ＥＷ燃料ミストは、シリンダに進入し、瞬時に気化され、水素リッチガスに転換され、それは、次いで、点火され、燃焼することによりピストンおよびクランクシャフトを駆動する。提案されるハイブリッドエンジン車両の利点のいくつかは、限定ではないが、低構築コスト、低動作コスト、高動力およびトルク出力、柔軟性のある燃料源、ほぼゼロエミッション、多くのタイプのガソリン車両への多目的用途、ならびに代替燃料開発および環境保護を促進する能力を含む。
【００８６】
本特許文書に説明される主題および機能性動作の実装は、種々のシステム、デジタル電子回路、または本明細書に開示される構造およびそれらの構造的均等物を含む、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、もしくはハードウェア内に、またはそれらのうちの１つ以上のものの組み合わせにおいて実装されることができる。本明細書に説明される主題の実装は、１つ以上のコンピュータプログラム製品、すなわち、データ処理装置による実行のためまたはその動作を制御するための有形かつ非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体上でエンコードされるコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールとして実装されることができる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、機械読み取り可能な記憶デバイス、機械読み取り可能な記憶基板、メモリデバイス、機械読み取り可能な伝搬信号をもたらす構成物、またはそれらのうちの１つ以上のものの組み合わせであり得る。「データ処理装置」という用語は、例として、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、または複数のプロセッサもしくはコンピュータを含む、データを処理するための全ての装置、デバイス、および機械を包含する。本装置は、ハードウェアに加えて、当該コンピュータプログラムのための実行環境を作成するコード、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、またはそれらのうちの１つ以上のものの組み合わせを構成するコードを含むことができる。
【００８７】
コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、またはコードとしても公知である）が、コンパイルまたは解釈される言語を含む、プログラミング言語の任意の形態において書き込まれることができ、これは、スタンドアローンのプログラムとして、またはモジュール、構成要素、サブルーチン、もしくはコンピューティング環境における使用のために好適な他のユニットとして含まれる、任意の形態において展開されることができる。コンピュータプログラムは、必ずしも、ファイルシステム内のファイルに対応しない。プログラムは、当該プログラムの専用である単一ファイル内に、または複数の連携ファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラム、またはコードの一部を記憶するファイル）内に、他のプログラムまたはデータ（例えば、マークアップ言語ドキュメント内に記憶される１つ以上のスクリプト）を保持するファイルの一部内に記憶されることができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で、または１つの場所に位置する、もしくは複数の場所を横断して分散され、通信ネットワークによって相互接続される、複数のコンピュータ上で実行されるように展開されることができる。
【００８８】
本明細書に説明されるプロセスおよび論理フローは、入力データ上で動作し、出力を生成することによって機能を実施する１つ以上のコンピュータプログラムを実行する、１つ以上のプログラマブルプロセッサによって実施されることができる。プロセスおよび論理フローはまた、専用論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実施されることができ、装置はまた、そのようなものとして実装されることができる。
【００８９】
コンピュータプログラムの実行のために好適なプロセッサは、例として、汎用マイクロプロセッサおよび専用マイクロプロセッサの両方と、任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサとを含む。概して、プロセッサは、読み取り専用メモリまたはランダムアクセスメモリまたは両方から、命令およびデータを受信するであろう。コンピュータの不可欠な要素は、命令を実施するためのプロセッサならびに命令およびデータを記憶するための１つ以上のメモリデバイスである。概して、コンピュータはまた、データを記憶するための１つ以上の大容量記憶デバイス、例えば、磁気、光磁気ディスク、または光ディスクを含むか、またはそれらからデータを受信するか、もしくはそれらにデータを伝達するか、もしくはその両方を行うように動作可能に結合されるであろう。しかしながら、コンピュータは、そのようなデバイスを有する必要はない。コンピュータプログラム命令およびデータを記憶するために好適なコンピュータ読み取り可能な媒体は、実施例として、半導体メモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイスを含む、全ての形態の不揮発性メモリ、媒体、およびメモリデバイスを含む。本プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補完される、またはその中に組み込まれることができる。
【００９０】
本特許文書は、多くの仕様を含むが、これらは、任意の発明または請求され得るものの範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、むしろ、特定の発明の特定の実施形態に特有であり得る特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施形態の文脈において本特許文書に説明されるある特徴はまた、単一の実施形態における組み合わせにおいて実装されることもできる。逆に、単一の実施形態の文脈において説明される種々の特徴もまた、複数の実施形態において別個に、または任意の好適な副組み合わせにおいて実装されることができる。さらに、特徴は、ある組み合わせにおいて作用するものとして上に説明され、さらに、そのようなものとして最初に請求され得るが、請求される組み合わせからの１つ以上の特徴は、いくつかの場合においては、組み合わせから削除されることができ、請求される組み合わせは、副組み合わせまたは副組み合わせの変形例を対象とし得る。
【００９１】
同様に、動作は、特定の順序において図面に描写されているが、これは、所望される結果を達成するために、そのような動作が示される特定の順序において、もしくは連続的順序において実施される、または全ての例証される動作が実施されることを要求するものとして理解されるべきではない。さらに、本特許文書において説明される実施形態における種々のシステム構成要素の分離は、全ての実施形態においてそのような分離を要求するものとして理解されるべきではない。
【００９２】
いくつかの実装および実施例のみが説明され、他の実装、拡張、ならびに変形例は、本特許文書において説明および例証されるものに基づいて成されることができる。
【図１】
2017516025.tif 000003
【図２】
2017516025.tif 000004
【図３】
2017516025.tif 000005
【図４】
2017516025.tif 000006
【図５】
2017516025.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月24日(2017.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールと水との混合物を燃料としてガソリンエンジン車両を運転する方法であって、前記方法は、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすことと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成することと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むことであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ことと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成することと
を含み、
前記触媒管に前記アルコールと水との混合物を通すことに先立って、前記方法は、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することによって、前記ガソリンエンジンを予熱することと、
前記触媒管を事前決定された温度まで予熱するために、前記ガソリンエンジンによって生成された熱を提供することと
によって、エンジンコールドスタートプロセスを実施することを含む、方法。
【請求項２】
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両上に設置されたリザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記リザーブタンクは、前記水素ガスまたは前記水素リッチガスを前記吸気マニホールド中に直接供給する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転する前に、前記方法は、前記燃料噴射器を作動停止させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ガソリンエンジン車両上に設置されている電子制御モジュールであって、前記電子制御モジュールは、アルコールと水との混合物を燃料として運転するように前記ガソリンエンジン車両を制御し、前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なり、
前記電子制御モジュールは、
プロセッサと、
メモリと、
前記ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために前記ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンを含む、前記ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合されている一組の相互接続と
を備え、
前記組の相互接続を通して、前記電子制御モジュールの前記プロセッサは、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物で前記ガソリンエンジンを運転するプロセスを制御し、
前記プロセスは、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすステップと、
前記車両の前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するステップと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成するステップと
を含み、
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両のコールドスタートプロセスを制御するように構成され、
前記電子制御モジュールは、
コールドスタート信号を受信することと、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することを制御することによって、前記ガソリンエンジンの予熱を制御することと、
事前決定された温度まで前記触媒管を予熱することを制御することと
によって、前記コールドスタートプロセスを制御する、電子制御モジュール。
【請求項６】
前記電子制御モジュールは、
前記コールドスタートプロセスの持続時間を制御することと、
前記コールドスタートプロセスから、前記アルコールと水との混合物で運転する普通の動作モードへ切り替わることを制御することと
をさらに行うことによって、前記コールドスタートプロセスを制御する、請求項５に記載の電子制御モジュール。
【請求項７】
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジンによって生成される熱を前記触媒管へ伝達することを制御することによって、前記触媒管を予熱することを制御する、請求項５に記載の電子制御モジュール。
【請求項８】
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両上に設置されたリザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、請求項５に記載の電子制御モジュール。
【請求項９】
前記電子制御モジュールは、前記リザーブタンクに結合されている前記組の相互接続を通して、前記リザーブタンクの開閉、ガス流量を制御するように構成されている、請求項８に記載の電子制御モジュール。
【請求項１０】
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンタンクと前記リザーブタンクとの両方に結合されている前記組の相互接続を通して、前記ガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物と、前記リザーブタンク内に貯蔵されている前記水素ガスまたは水素リッチガスとの間で前記ガソリンエンジンのための燃料源を切り替えるように構成されている、請求項８に記載の電子制御モジュール。
【請求項１１】
ガソリンエンジン車両上に設置されている電子制御モジュールであって、前記電子制御モジュールは、アルコールと水との混合物を燃料として運転するように前記ガソリンエンジン車両を制御し、前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なり、
前記電子制御モジュールは、
プロセッサと、
メモリと、
前記ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために前記ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンを含む、前記ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合されている一組の相互接続と
を備え、
前記組の相互接続を通して、前記電子制御モジュールの前記プロセッサは、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物で前記ガソリンエンジンを運転するプロセスを制御し、
前記プロセスは、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすステップと、
前記車両の前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するステップと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成するステップと
を含み、
前記電子制御モジュールは、スパークプラグに結合されている前記組の相互接続を通して、前記水素リッチガスと空気との混合物の点火タイミングを制御するように構成されている、電子制御モジュール。
【請求項１２】
ガソリンエンジン車両上に設置されている電子制御モジュールであって、前記電子制御モジュールは、アルコールと水との混合物を燃料として運転するように前記ガソリンエンジン車両を制御し、前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なり、
前記電子制御モジュールは、
プロセッサと、
メモリと、
前記ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために前記ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンを含む、前記ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合されている一組の相互接続と
を備え、
前記組の相互接続を通して、前記電子制御モジュールの前記プロセッサは、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物で前記ガソリンエンジンを運転するプロセスを制御し、
前記プロセスは、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすステップと、
前記車両の前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するステップと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成するステップと
を含み、
前記電子制御モジュールは、リザーブタンクを開放し、前記ガソリンエンジンに追加の水素リッチガスを供給することによって、瞬時に出力トルクを増加させるターボモードを制御するように構成されている、電子制御モジュール。
【請求項１３】
ガソリンエンジン車両上に設置されている電子制御モジュールであって、前記電子制御モジュールは、アルコールと水との混合物を燃料として運転するように前記ガソリンエンジン車両を制御し、前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なり、
前記電子制御モジュールは、
プロセッサと、
メモリと、
前記ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために前記ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンを含む、前記ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合されている一組の相互接続と
を備え、
前記組の相互接続を通して、前記電子制御モジュールの前記プロセッサは、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物で前記ガソリンエンジンを運転するプロセスを制御し、
前記プロセスは、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすステップと、
前記車両の前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するステップと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成するステップと
を含み、
前記電子制御モジュールは、認証されていないアルコールと水との混合物が使用されることを防止するために、前記ガソリンタンクに結合されている前記組の相互接続を通して、前記アルコールと水との混合物の認証を実施するように構成されている、電子制御モジュール。
【請求項１４】
ガソリンエンジン車両上に設置されている電子制御モジュールであって、前記電子制御モジュールは、アルコールと水との混合物を燃料として運転するように前記ガソリンエンジン車両を制御し、前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なり、
前記電子制御モジュールは、
プロセッサと、
メモリと、
前記ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために前記ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンを含む、前記ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合されている一組の相互接続と
を備え、
前記組の相互接続を通して、前記電子制御モジュールの前記プロセッサは、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物で前記ガソリンエンジンを運転するプロセスを制御し、
前記プロセスは、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすステップと、
前記車両の前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するステップと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成するステップと
を含み、
前記電子制御モジュールは、前記アルコールと水との混合物の購入情報を取得し、前記購入情報に基づいて、認証されていない燃料購入を検出するように構成されている、電子制御モジュール。
【請求項１５】
アルコールと水との混合物と、ガソリンとの両方で運転するハイブリッド車両であって、
ガソリンエンジンと、
前記アルコールと水との混合物で充填されているガソリンタンクと、
前記ガソリンタンクと前記ガソリンエンジンとの間に結合されている触媒管であって、前記触媒管は、前記アルコールと水との混合物が前記触媒管を通過すると、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼす、触媒管と、
前記触媒管から前記触媒された前記アルコールと水との混合物を受け取り、前記アルコールと水との混合物で運転する前記ハイブリッド車両に動力供給する燃焼を引き起こすように前記ガソリンエンジンを制御する電子制御モジュールであって、前記電子制御モジュールは、ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なる、電子制御モジュールと、
水素ガスまたは水素リッチガスを貯蔵しているリザーブタンクと
を備え、
前記リザーブタンクは、前記水素ガスまたは水素リッチガスを前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に直接供給するように構成されている、ハイブリッド車両。
【請求項１６】
関連付けられているガソリンエンジン車両がアルコールと水との混合物を燃料として運転するように、ガソリンエンジンの内側で前記アルコールと水との混合物を水素リッチガスに転換する方法であって、前記方法は、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することによって、前記ガソリンエンジンを予熱することと、
事前決定された温度まで触媒管を予熱することと、
前記触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼし、それによって、前記アルコールと水との混合物における水素結合が有意に弱められるようにすることと、
前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成することと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むことと
を含み、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させ、前記水素リッチガスと空気との混合物は、その後に燃焼することにより、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成する、方法。
【請求項１７】
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も大きな割合を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールと、メタノールとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、主として、エタノールを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記アルコールと水との混合物における水部分は、全体積の少なくとも２０％であるが、全体積の７０％以下である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも３０％であるが、全体積の６０％以下である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の５５％以下である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記アルコールと水との混合物は、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記二次燃料源は、リザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
前記二次燃料源は、前記燃焼から生成される排気ガスにおける水素ガスまたは水素リッチガスの少なくとも一部で前記リザーブタンクを再充填することによって補充される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両の高温排気システムに制御された量の前記アルコールと水との混合物を通すことによって生成される水素リッチガスで前記リザーブタンクを再充填することによって補充される、請求項２６に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
開示される技術の上記の側面、実装、および他の特徴は、図面、説明、および請求項により詳細に説明される。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
アルコールと水との混合物を燃料としてガソリンエンジン車両を運転する方法であって、前記方法は、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすことと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成することと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むことであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ことと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成することと
を含む、方法。
（項目２）
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も高い割合を有する、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールを含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールと、メタノールとを含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、主として、エタノールを含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記アルコールと水との混合物における水部分は、全体積の少なくとも２０％であるが、全体積の７０％以下である、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも３０％であるが、全体積の６０％以下である、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の５５％以下である、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、項目１に記載の方法。
（項目１０）
前記触媒管に前記アルコールと水との混合物を通すことに先立って、前記方法は、前記触媒管を事前決定された温度まで予熱することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１１）
前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすことは、前記アルコールと水との混合物における水素結合が有意に弱められるようにする、項目１に記載の方法。
（項目１２）
前記触媒管に前記アルコールと水との混合物を通すことに先立って、前記方法は、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することによって、前記ガソリンエンジンを予熱することと、
前記触媒管を事前決定された温度まで予熱するために、前記ガソリンエンジンによって生成された熱を提供することと
によって、エンジンコールドスタートプロセスを実施することを含む、項目１に記載の方法。
（項目１３）
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両上に設置されたリザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記リザーブタンクは、前記水素ガスまたは前記水素リッチガスを前記吸気マニホールド中に直接供給する、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転する前に、前記方法は、前記燃料噴射器を作動停止させることをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
前記アルコールと水との混合物は、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵される、項目１に記載の方法。
（項目１７）
ガソリンエンジン車両上に設置されている電子制御モジュールであって、前記電子制御モジュールは、アルコールと水との混合物を燃料として運転するように前記ガソリンエンジン車両を制御し、前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なり、
前記電子制御モジュールは、
プロセッサと、
メモリと、
前記ＥＣＵから種々のセンサ信号を受信するために前記ガソリンエンジン車両のＥＣＵに結合されているインターフェースと、
前記ガソリンエンジン車両のガソリンエンジンを含む、前記ガソリンエンジン車両の種々のモジュールに結合されている一組の相互接続と
を備え、
前記組の相互接続を通して、前記電子制御モジュールの前記プロセッサは、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物で前記ガソリンエンジンを運転するプロセスを制御し、
前記プロセスは、
触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼすステップと、
前記車両の前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成するステップと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むステップであって、前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させる、ステップと、
燃焼すべき前記水素リッチガスと空気との混合物に点火して、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成するステップと
を含む、電子制御モジュール。
（項目１８）
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジン車両のコールドスタートプロセスを制御するように構成されている、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目１９）
前記電子制御モジュールは、
コールドスタート信号を受信することと、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することを制御することによって、前記ガソリンエンジンの予熱を制御することと、
事前決定された温度まで前記触媒管を予熱することを制御することと
によって、前記コールドスタートプロセスを制御する、項目１８に記載の電子制御モジュール。
（項目２０）
前記電子制御モジュールは、
前記コールドスタートプロセスの持続時間を制御することと、
前記コールドスタートプロセスから、前記アルコールと水との混合物で運転する普通の動作モードへ切り替わることを制御することと
をさらに行うことによって、前記コールドスタートプロセスを制御する、項目１９に記載の電子制御モジュール。
（項目２１）
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンエンジンによって生成される熱を前記触媒管へ伝達することを制御することによって、前記触媒管を予熱することを制御する、項目１９に記載の電子制御モジュール。
（項目２２）
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両上に設置されたリザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、項目１９に記載の電子制御モジュール。
（項目２３）
前記電子制御モジュールは、前記リザーブタンクに結合されている前記組の相互接続を通して、前記リザーブタンクの開閉、ガス流量を制御するように構成されている、項目２２に記載の電子制御モジュール。
（項目２４）
前記電子制御モジュールは、前記ガソリンタンクと前記リザーブタンクとの両方に結合されている前記組の相互接続を通して、前記ガソリンタンク内に貯蔵されている前記アルコールと水との混合物と、前記リザーブタンク内に貯蔵されている前記水素ガスまたは水素リッチガスとの間で前記ガソリンエンジンのための燃料源を切り替えるように構成されている、項目２２に記載の電子制御モジュール。
（項目２５）
前記電子制御モジュールは、前記組の相互接続を通して、前記燃料噴射器のオン／オフ状態を制御するように構成されている、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目２６）
前記電子制御モジュールは、スパークプラグに結合されている前記組の相互接続を通して、前記水素リッチガスと空気との混合物の点火タイミングを制御するように構成されている、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目２７）
前記電子制御モジュールは、前記ＥＣＵから受信されたセンサ信号を使用して、前記アルコールと水との混合物で運転するときの前記ガソリンエンジンの動作状態をガソリン燃料で運転するときの前記ガソリンエンジンの動作状態と適合しているように調節および制御するように構成され、それによって、前記ＥＣＵは、前記ガソリンエンジンがガソリン燃料で運転しているかのようにエンジン性能を制御する通常機能を実施し続ける、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目２８）
前記電子制御モジュールは、前記リザーブタンクを開放し、前記ガソリンエンジンに追加の水素リッチガスを供給することによって、瞬時に出力トルクを増加させるターボモードを制御するように構成されている、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目２９）
前記電子制御モジュールは、排気システムに結合されている前記組の相互接続を通して、排気ガス放出を監視し、前記排気ガスにおける特定の化合物の放出レベルを制御するように構成されている、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目３０）
前記電子制御モジュールは、認証されていないアルコールと水との混合物が使用されることを防止するために、前記ガソリンタンクに結合されている前記組の相互接続を通して、前記アルコールと水との混合物の認証を実施するように構成されている、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目３１）
前記電子制御モジュールは、前記アルコールと水との混合物の購入情報を取得し、前記購入情報に基づいて、認証されていない燃料購入を検出するように構成されている、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目３２）
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の６０％以下である、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目３３）
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目３４）
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も大きな割合を有する、項目１７に記載の電子制御モジュール。
（項目３５）
アルコールと水との混合物と、ガソリンとの両方で運転するハイブリッド車両であって、
ガソリンエンジンと、
前記アルコールと水との混合物で充填されているガソリンタンクと、
前記ガソリンタンクと前記ガソリンエンジンとの間に結合されている触媒管であって、前記触媒管は、前記アルコールと水との混合物が前記触媒管を通過すると、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼす、触媒管と、
前記触媒管から前記触媒された前記アルコールと水との混合物を受け取り、前記アルコールと水との混合物で運転する前記ハイブリッド車両に動力供給する燃焼を引き起こすように前記ガソリンエンジンを制御する電子制御モジュールと
を備え、
前記電子制御モジュールは、ガソリンエンジン車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）と異なる、ハイブリッド車両。
（項目３６）
水素ガスまたは水素リッチガスを貯蔵しているリザーブタンクをさらに備え、前記リザーブタンクは、前記水素ガスまたは水素リッチガスを前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に直接供給するように構成されている、項目３５に記載のハイブリッド車両。
（項目３７）
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の６０％以下である、項目３５に記載のハイブリッド車両。
（項目３８）
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、項目３５に記載のハイブリッド車両。
（項目３９）
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も大きな割合を有する、項目３５に記載のハイブリッド車両。
（項目４０）
関連付けられているガソリンエンジン車両がアルコールと水との混合物を燃料として運転するように、ガソリンエンジンの内側で前記アルコールと水との混合物を水素リッチガスに転換する方法であって、前記方法は、
二次燃料源で前記ガソリンエンジンを運転することによって、前記ガソリンエンジンを予熱することと、
事前決定された温度まで触媒管を予熱することと、
前記触媒管にある量の前記アルコールと水との混合物を通すことにより、前記アルコールと水との混合物に触媒作用を及ぼし、それによって、前記アルコールと水との混合物における水素結合が有意に弱められるようにすることと、
前記ガソリンエンジンの燃料噴射器を使用して、前記触媒されたアルコールと水との混合物を前記ガソリンエンジンの吸気マニホールド中に噴射することにより、空気と混合された前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストを形成することと、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストと空気とを前記ガソリンエンジンのシリンダ中に前記シリンダの吸気弁を通して押し込むことと
を含み、
前記触媒されたアルコールと水との混合物のミストは、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に変わり、前記シリンダの内側の高温が、前記触媒されたアルコールと水との混合物の蒸気に水素リッチガスに瞬時に転換させ、前記水素リッチガスと空気との混合物は、その後に燃焼することにより、前記ガソリンエンジン車両のための動力を生成する、方法。
（項目４１）
前記水素リッチガスは、Ｈ２と、ＣＯと、ＣＯ２とを含み、Ｈ２が、前記水素リッチガスの中で最も大きな割合を有する、項目４０に記載の方法。
（項目４２）
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールを含む、項目４０に記載の方法。
（項目４３）
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、エタノールと、メタノールとを含む、項目４０に記載の方法。
（項目４４）
前記アルコールと水との混合物におけるアルコール部分は、主として、エタノールを含む、項目４０に記載の方法。
（項目４５）
前記アルコールと水との混合物における水部分は、全体積の少なくとも２０％であるが、全体積の７０％以下である、項目４０に記載の方法。
（項目４６）
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも３０％であるが、全体積の６０％以下である、項目４０に記載の方法。
（項目４７）
前記アルコールと水との混合物における水成分は、全体積の少なくとも４０％であるが、全体積の５５％以下である、項目４０に記載の方法。
（項目４８）
前記アルコールと水との混合物は、エタノールおよび水の実質的に等しい部分から成る、項目４０に記載の方法。
（項目４９）
前記アルコールと水との混合物は、前記ガソリンエンジン車両のガソリンタンク内に貯蔵される、項目４０に記載の方法。
（項目５０）
前記二次燃料源は、リザーブタンク内に貯蔵されている水素ガスまたは水素リッチガスである、項目４０に記載の方法。
（項目５１）
二次燃料源は、前記燃焼から生成される排気ガスにおける水素ガスまたは水素リッチガスの少なくとも一部で前記リザーブタンクを再充填することによって補充される、項目５０に記載の方法。
（項目５２）
前記二次燃料源は、前記ガソリンエンジン車両の高温排気システムに制御された量の前記アルコールと水との混合物を通すことによって生成される水素リッチガスで前記リザーブタンクを再充填することによって補充される、項目５０に記載の方法。
【国際調査報告】
2017516025.tif 000008
2017516025.tif 000009