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JP6135681B2 - Multi-fuel engine control system - Google Patents

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JP6135681B2
JP6135681B2 JP2015004737A JP2015004737A JP6135681B2 JP 6135681 B2 JP6135681 B2 JP 6135681B2 JP 2015004737 A JP2015004737 A JP 2015004737A JP 2015004737 A JP2015004737 A JP 2015004737A JP 6135681 B2 JP6135681 B2 JP 6135681B2
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崇勝 足立
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

本発明は、多種燃料エンジンの制御装置に関する技術分野に属する。   The present invention belongs to a technical field related to a control device for a multi-fuel engine.

従来より、第1燃料と第2燃料とを用いる多種燃料エンジンが知られており、例えば特許文献1では、第1燃料として、水素、天然ガス、アルコール類等が用いられ、第2燃料として、軽油、ガソリン、天然ガス等が用いられている。この特許文献1では、第1燃料は吸気管内に噴射されるか、又は、燃焼室内に直接噴射され、第2燃料は燃焼室内に直接噴射される。   Conventionally, a multi-fuel engine using a first fuel and a second fuel is known. For example, in Patent Document 1, hydrogen, natural gas, alcohols, or the like is used as the first fuel, and as the second fuel, Light oil, gasoline, natural gas, etc. are used. In Patent Document 1, the first fuel is injected into the intake pipe or directly injected into the combustion chamber, and the second fuel is directly injected into the combustion chamber.

特開2010−14054号公報JP 2010-14054 A

ところで、水素燃料は、着火性が良好であることから、リーン運転を行うことで、大気並のエミッション性能と低燃費とを達成することができる。ところが、水素燃料のみでは、エンジンの出力性能が不十分となる。このことから、上記特許文献1のように、水素燃料と他の燃料とを併用する多種燃料エンジンを採用することが考えられる。   By the way, since hydrogen fuel has good ignitability, by performing lean operation, it is possible to achieve emission performance and fuel efficiency comparable to the atmosphere. However, the output performance of the engine is insufficient with only hydrogen fuel. From this, it is conceivable to employ a multi-fuel engine that uses both hydrogen fuel and other fuels as in Patent Document 1.

しかし、エミッション性能、燃費性能及び出力性能のいずれの性能も満足させるようにするためには、どのような燃料を水素燃料とどのように併用するかが問題となる。   However, in order to satisfy any of the emission performance, the fuel consumption performance, and the output performance, there is a problem as to what kind of fuel is used in combination with the hydrogen fuel.

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、エミッション性能、燃費性能及び出力性能のいずれの性能も良好な、多種燃料エンジンの制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a control device for a multi-fuel engine that has good emission performance, fuel consumption performance, and output performance. is there.

上記の目的を達成するために、本発明では、車両に搭載された多種燃料エンジンの制御装置を対象として、上記エンジンは、上記エンジンの燃焼室内に、水素からなる第1燃料を直接噴射する第1の燃料噴射弁と、上記エンジンの燃焼室内に、上記第1燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が高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気体燃料からなる第2燃料を直接噴射する第2の燃料噴射弁と、上記エンジンの燃焼室内への吸気の過給を行う過給機と、を有し、上記第1及び第2の燃料噴射弁の作動を含めて、上記エンジンの作動を制御する制御手段を備え、上記制御手段は、上記第1及び第2燃料を略同じ体積比率でもって上記エンジンの燃焼室内に噴射し、かつ、該燃焼室内の燃焼空燃比を、該エンジンからのNOx排出量が、上記第2燃料のみをそのリーン限界の燃焼空燃比でもって燃焼させたときのNOx排出量と略同じになる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よう構成されている、という構成とした。   In order to achieve the above object, according to the present invention, for a control device for a multi-fuel engine mounted on a vehicle, the engine directly injects a first fuel made of hydrogen into a combustion chamber of the engine. In the combustion chamber of the engine 1 and the combustion chamber of the engine, the calorific value per unit volume is high with respect to the first fuel, the NOx emission amount from the engine is small under the same combustion air-fuel ratio, and the lean limit is reached. A second fuel injection valve for directly injecting a second fuel made of gaseous fuel having a low combustion air-fuel ratio, and a supercharger for supercharging intake air into the combustion chamber of the engine, Control means for controlling the operation of the engine including the operation of the second fuel injection valve is provided, and the control means injects the first and second fuels into the combustion chamber of the engine at substantially the same volume ratio. And the The combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to a lean air-fuel ratio in which the NOx emission amount from the engine is substantially the same as the NOx emission amount when only the second fuel is burned with the lean combustion air-fuel ratio. Therefore, the first and second fuel injection valves are configured to be controlled.

上記の構成により、第1燃料(水素)と、該第1燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が高くかつ同じ燃焼空燃比下でエンジンからのNOx排出量が少なくかつリーン限界の燃焼空燃比が低い気体燃料からなる第2燃料とを略同じ体積比率でもってエンジンの燃焼室内に噴射することで、燃焼室内の燃焼空燃比を、第2燃料のリーン限界の燃焼空燃比よりも高い(リーンな)空燃比に設定することができて、良好な燃費性能が得られる。また、燃焼室内の燃焼空燃比を、エンジンからのNOx排出量が、第2燃料のみをそのリーン限界の燃焼空燃比でもって燃焼させたときのNOx排出量と略同じになるリーン空燃比にするので、良好なエミッション性能が得られる。さらに、第2燃料の単位体積当たりの発熱量が第1燃料(水素)の単位体積当たりの発熱量よりも高いとともに、第1及び第2燃料が共に燃焼室内に直接噴射されかつエンジンが過給機を有しているので、良好な出力性能が得られる。   With the above configuration, the first fuel (hydrogen) and the first fuel have a high calorific value per unit volume, a low NOx emission from the engine under the same combustion air-fuel ratio, and a lean limit combustion air. By injecting the second fuel made of gaseous fuel having a low fuel ratio into the combustion chamber of the engine at substantially the same volume ratio, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is higher than the lean-limit combustion air-fuel ratio of the second fuel ( A lean air-fuel ratio can be set, and good fuel efficiency can be obtained. Further, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to a lean air-fuel ratio in which the NOx emission amount from the engine is substantially the same as the NOx emission amount when only the second fuel is burned with the lean combustion air-fuel ratio. Therefore, good emission performance can be obtained. Further, the heat generation amount per unit volume of the second fuel is higher than the heat generation amount per unit volume of the first fuel (hydrogen), and both the first and second fuels are directly injected into the combustion chamber and the engine is supercharged. As a result, a good output performance can be obtained.

上記多種燃料エンジンの制御装置の一実施形態では、上記エンジンは、シリーズハイブリッドシステムにおいて発電機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り、上記制御手段は、上記エンジンを、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よう構成されている。   In one embodiment of the control apparatus for the multi-fuel engine, the engine is a power generation engine used to drive a generator in a series hybrid system to generate power, and the control means sends the power generation request to the engine. At the time of steady operation at the time, the vehicle is configured to operate at a medium load or a high load that is a load higher than a predetermined load and in a predetermined rotation speed region.

このことにより、良好なエミッション性能及び燃費性能に加えて、高い発電性能が得られる。また、エンジンを、発電要求時において定常運転する際に、中負荷ないし高負荷でかつ所定回転数領域で運転することで、エンジンを高効率のポイントで運転することができ、燃費性能及び発電性能をより一層向上させることができる。   Thus, in addition to good emission performance and fuel consumption performance, high power generation performance can be obtained. In addition, when the engine is in steady operation at the time of power generation request, the engine can be operated at a high efficiency point by operating at a medium load or a high load and in a predetermined rotation speed region. Can be further improved.

上記多種燃料エンジンの制御装置において、上記過給機は、上記エンジンの排気通路に配設されたタービンと、該エンジンの吸気通路に配設され、該タービンに連結されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機であり、上記制御手段は、上記エンジンの停止時において所定条件の成立により該エンジンを始動するときには、該エンジンの始動開始から点火前までの間の所定期間において、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させることにより、上記排気通路における上記タービンの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行し、該未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させて点火を行うよう構成されている、ことが好ましい。   In the control apparatus for a multi-fuel engine, the supercharger is an exhaust turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the engine and a compressor disposed in an intake passage of the engine and coupled to the turbine. When the engine is started due to the establishment of a predetermined condition when the engine is stopped, the control means performs combustion in the combustion chamber during a predetermined period from the start of the engine to before ignition. By injecting the first and second fuels from the first and second fuel injection valves so that the air-fuel ratio becomes the lean air-fuel ratio, unburned gas is introduced upstream of the turbine in the exhaust passage. The unburned gas accumulation control to be accumulated is executed, and after the unburned gas accumulation control is executed, the combustion air fuel ratio in the combustion chamber is set to the lean air fuel ratio. 1 and the second from the fuel injection valve the first and second fuel is injected, respectively and is configured to perform ignition, it is preferable.

こうすることで、未燃ガス蓄積制御の実行後の点火により燃焼室内で燃焼した高温のガスが排気通路に排気されたときに、その排気ガスにより、排気通路におけるタービンの上流側に蓄積されていた未燃ガスが一気に燃焼し、これにより、タービンを勢いよく回転させることができる。この結果、エンジンの始動後直ぐに高い過給圧が得られるようになる。   In this way, when the high-temperature gas combusted in the combustion chamber by the ignition after execution of the unburned gas accumulation control is exhausted to the exhaust passage, the exhaust gas accumulates on the upstream side of the turbine in the exhaust passage. The unburned gas is combusted at once, which allows the turbine to rotate vigorously. As a result, a high boost pressure can be obtained immediately after the engine is started.

上記のような未燃ガス蓄積制御を実行する構成の場合、上記制御手段は、上記所定条件として上記車両の所定以上の加速要求があったときの上記エンジンの始動時に、上記未燃ガス蓄積制御を実行するよう構成されている、ことが好ましい。   In the case of the configuration for executing the unburned gas accumulation control as described above, the control means performs the unburned gas accumulation control at the time of starting the engine when the vehicle is requested to accelerate more than a predetermined value as the predetermined condition. Are preferably configured to perform.

このことで、車両の所定以上の加速要求時に、その加速要求に対応する過給圧が即座に得られるようになり、スムーズな車両加速を実現することができる。特に、上記エンジンが上記発電用エンジンである場合には、上記加速要求時に発電機の発電電力を車両駆動モータに即座に供給することができ、その発電電力とバッテリの放電電力とにより車両駆動モータを駆動することで、高い加速性能が得られる。   This makes it possible to immediately obtain a supercharging pressure corresponding to the acceleration request when the vehicle requests acceleration more than a predetermined value, thereby realizing smooth vehicle acceleration. In particular, when the engine is the power generation engine, the power generated by the generator can be immediately supplied to the vehicle drive motor at the time of the acceleration request, and the vehicle drive motor is generated by the generated power and the discharge power of the battery. High acceleration performance can be obtained by driving.

また、上記のような未燃ガス蓄積制御を実行する構成の場合、上記エンジンを始動するモータを更に備え、上記制御手段は、更に上記モータを制御するものであって、上記所定条件の成立時における上記エンジンの始動時には、上記モータにより駆動される上記エンジンの回転数を、上記所定条件の非成立時における上記エンジンの始動時に比べて高くするよう構成されている、ことが好ましい。   Further, in the case of the configuration for executing the unburned gas accumulation control as described above, the control device further includes a motor for starting the engine, and the control means further controls the motor when the predetermined condition is satisfied. When the engine is started, the engine speed driven by the motor is preferably configured to be higher than when the engine is started when the predetermined condition is not satisfied.

このことにより、モータによる予回転を高めることで、より一層スムーズな車両加速を実現することができる。   As a result, the smoother vehicle acceleration can be realized by increasing the pre-rotation by the motor.

上記エンジンが上記発電用エンジンである上記一実施形態の構成の場合、上記過給機は、上記エンジンの排気通路に配設されたタービンと、該エンジンの吸気通路に配設され、該タービンに連結されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機であり、上記エンジンは、その排気通路における上記タービンの下流側に配設されかつ該エンジンの排気ガスを浄化するNOx吸蔵還元触媒を更に有し、上記NOx吸蔵還元触媒は、上記エンジンの排気ガス中の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するものであり、上記制御手段は、上記NOx吸蔵還元触媒からのNOx放出時には、上記エンジンを無負荷運転にしかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比をリッチ空燃比にするとともに、該NOx放出開始からNOx放出完了の所定時間前までの間に、上記車両の所定以上の加速要求があったときには、NOx放出完了の上記所定時間前の時点から、点火を停止した状態で、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リッチ空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させることにより、上記排気通路における上記タービンの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行し、該未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させて点火を再開させるよう構成されていてもよい。   In the case of the configuration of the embodiment in which the engine is the power generation engine, the supercharger is disposed in the exhaust passage of the engine and the intake passage of the engine. An exhaust turbocharger having a connected compressor, and the engine further includes a NOx occlusion reduction catalyst disposed on a downstream side of the turbine in the exhaust passage and purifying exhaust gas of the engine, The NOx occlusion reduction catalyst occludes NOx in the exhaust gas of the engine in a lean air-fuel ratio atmosphere, and releases the occluded NOx in a rich air-fuel ratio atmosphere. When NOx is released from the NOx occlusion reduction catalyst, the engine is put into a no-load operation and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine is set to a rich air-fuel ratio. In addition, when there is an acceleration request for the vehicle more than a predetermined time between the start of NOx release and a predetermined time before completion of NOx release, the ignition is stopped from the time before the predetermined time before completion of NOx release. Then, the first and second fuels are injected from the first and second fuel injection valves so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the rich air-fuel ratio, respectively. The unburned gas accumulation control for accumulating unburned gas upstream is executed, and after the unburned gas accumulation control is executed, the first and second combustion air fuel ratios in the combustion chamber become the lean air fuel ratio. The first and second fuels may be respectively injected from the fuel injection valve to restart the ignition.

このことで、未燃ガス蓄積制御の実行後の再点火により燃焼室内で燃焼した高温のガスが排気通路に排気されたときに、その排気ガスにより、排気通路におけるタービンの上流側に蓄積されていた未燃ガスが一気に燃焼する。この結果、NOx放出時(無負荷運転時)における車両の所定以上の加速要求時に、出来る限り早期に高い過給圧が得られるようになる。また、上記未燃ガスの燃焼したガスにより、NOxの放出を完了させることができる。   As a result, when high-temperature gas combusted in the combustion chamber by re-ignition after execution of unburned gas accumulation control is exhausted into the exhaust passage, the exhaust gas accumulates on the upstream side of the turbine in the exhaust passage. Unburned gas burns at once. As a result, a high supercharging pressure can be obtained as early as possible when the vehicle is requested to accelerate more than a predetermined amount when NOx is released (during no-load operation). Moreover, the release of NOx can be completed by the burned gas of the unburned gas.

上記一実施形態の構成の場合、上記過給機は、上記エンジンの排気通路に配設されたタービンと、該エンジンの吸気通路に配設され、該タービンに連結されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機であり、上記エンジンの冷却水を利用して上記車両の車室内を暖房する暖房装置を更に備え、上記制御手段は、発電要求がない暖房要求時には、上記エンジンを、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とともに、該軽負荷運転時に、上記車両の所定以上の加速要求があったときには、該加速要求時からの所定期間、点火を停止した状態で、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させることにより、上記排気通路における上記タービンの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行し、該未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させて点火を再開させるよう構成されていてもよい。   In the case of the configuration of the above-described embodiment, the supercharger has an exhaust turbo including a turbine disposed in the exhaust passage of the engine and a compressor disposed in the intake passage of the engine and connected to the turbine. The supercharger further includes a heating device that heats the vehicle interior of the vehicle using the cooling water of the engine, and the control means causes the engine to move from the predetermined load during a heating request without a power generation request. And when the vehicle is requested to accelerate more than a predetermined amount during the light load operation, the ignition is stopped for a predetermined period after the acceleration request. By injecting the first and second fuels from the first and second fuel injection valves so that the combustion air-fuel ratio of the engine becomes the lean air-fuel ratio, the tar in the exhaust passage The unburned gas accumulation control for accumulating the unburned gas upstream of the combustion chamber is executed, and after the unburned gas accumulation control is executed, the first and the first and the first and second so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the lean air-fuel ratio. The first and second fuels may be respectively injected from the second fuel injection valve to restart ignition.

このことにより、未燃ガス蓄積制御の実行後の再点火により燃焼室内で燃焼した高温のガスが排気通路に排気されたときに、その排気ガスにより、排気通路におけるタービンの上流側に蓄積されていた未燃ガスが一気に燃焼する。この結果、軽負荷運転時における車両の所定以上の加速要求時に、即座に高い過給圧が得られるようになる。   As a result, when high-temperature gas combusted in the combustion chamber due to reignition after execution of unburned gas accumulation control is exhausted into the exhaust passage, the exhaust gas accumulates upstream of the turbine in the exhaust passage. Unburned gas burns at once. As a result, when the vehicle is requested to accelerate more than a predetermined amount during light load operation, a high boost pressure can be obtained immediately.

上記のような未燃ガス蓄積制御を実行する構成の場合、上記制御手段は、上記未燃ガス蓄積制御の実行時においては、上記第1及び第2燃料の噴射量を、略同じ体積比率から変更して、上記第1燃料の噴射量の体積比率を減少させかつ上記第2燃料の噴射量の体積比率を増大させるよう構成されている、ことが好ましい。   In the case of the configuration for executing the unburned gas accumulation control as described above, the control means sets the injection amounts of the first and second fuels from substantially the same volume ratio when the unburned gas accumulation control is performed. It is preferable that the volume ratio of the injection quantity of the first fuel is changed and the volume ratio of the injection quantity of the second fuel is increased.

このように、未燃ガス蓄積制御の実行時に、単位体積当たりの発熱量が高い第2燃料の噴射量の体積比率を増大させることで、未燃ガスの燃焼により、タービンをより一層勢いよく回転させることができる。   As described above, when the unburned gas accumulation control is performed, the volume ratio of the injection amount of the second fuel having a high calorific value per unit volume is increased, whereby the turbine is rotated more vigorously due to the combustion of the unburned gas. Can be made.

以上説明したように、本発明の多種燃料エンジンの制御装置によると、上記エンジンが、該エンジンの燃焼室内に、水素からなる第1燃料を直接噴射する第1の燃料噴射弁と、上記エンジンの燃焼室内に、上記第1燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が高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気体燃料からなる第2燃料を直接噴射する第2の燃料噴射弁と、過給機と、を有し、上記第1及び第2燃料を略同じ体積比率でもって上記エンジンの燃焼室内に噴射し、かつ、該燃焼室内の燃焼空燃比を、該エンジンからのNOx排出量が、第2燃料のみをそのリーン限界の燃焼空燃比でもって燃焼させたときのNOx排出量と略同じになるリーン空燃比にするようにしたことにより、エミッション性能、燃費性能及び出力性能のいずれの性能も良好にすることが可能になる。   As described above, according to the control device for a multi-fuel engine of the present invention, the engine directly injects the first fuel made of hydrogen into the combustion chamber of the engine, and the engine. In the combustion chamber, the first fuel is composed of a gaseous fuel that has a high calorific value per unit volume, a low NOx emission from the engine under the same combustion air-fuel ratio, and a low lean-limit combustion air-fuel ratio. A second fuel injection valve for directly injecting fuel, and a supercharger, injecting the first and second fuels into the combustion chamber of the engine at substantially the same volume ratio, and the combustion The indoor combustion air-fuel ratio is set to a lean air-fuel ratio so that the NOx emission amount from the engine is substantially the same as the NOx emission amount when only the second fuel is burned with the lean combustion air-fuel ratio. To do Ri, emission performance, any performance of fuel consumption performance and output performance and it becomes possible to improve.

本発明の実施形態1に係る制御装置により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。It is the schematic of the vehicle carrying the multi-fuel engine controlled by the control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 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。It is a block diagram which shows the structure of the engine of the said vehicle, and its control system. 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。It is a graph which shows the relationship between the excess air ratio (lambda) and NOx discharge | emission amount from an engine when making it burn with an engine about hydrogen gas, natural gas, and these mixed gas A, B, and C. FIG. 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。Regarding hydrogen gas, natural gas, and mixed gas A, B, and C thereof, the relationship between the excess air ratio λ and the engine output torque and the excess air ratio λ and the thermal efficiency of the engine when the engine is burned It is a graph which shows a relationship. 実施形態1における、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。3 is a flowchart showing processing operations at the time of engine start and operation by the control unit in the first embodiment. 実施形態2における、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。6 is a flowchart illustrating processing operations at the time of engine start and operation by a control unit in the second embodiment. 実施形態3における、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。10 is a flowchart showing processing operations at the time of engine start and operation by a control unit in the third embodiment.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る制御装置により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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle 1 equipped with a multi-fuel engine 10 (hereinafter referred to as an engine 10) controlled by a control device according to Embodiment 1 of the present invention. The vehicle 1 is a so-called range extender EV vehicle (also referred to as a vehicle having a series hybrid system (series hybrid vehicle)), and includes an engine 10, a generator 20 driven by the engine 10 to generate electric power, A high-voltage / large-capacity battery 30 in which the power generated by the generator 20 is stored (charged), and the generated power of the generator 20 driven by the engine 10 and the stored power (discharged power) of the battery 30 A drive motor 40 that is driven by both or only the discharge power of the battery 30 is provided. In the present embodiment, the generator 20 is a motor generator having a function of a motor, and the engine 10 is driven (cranked) by the generator 20 as a motor to start the engine 10. .

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。   A first inverter 50 is provided between the generator 20 and the battery 30, and a second inverter 51 is provided between the battery 30 and the drive motor 40. The first inverter 50 and the second inverter 51 are connected to each other, and the battery 30 is connected to the connection line. The power generated by the generator 20 is supplied to the battery 30 via the first inverter 50 and also supplied to the drive motor 40 via the first and second inverters 50 and 51. Discharged power from the battery 30 is supplied to the drive motor 40 via the second inverter 51.

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。   The drive motor 40 is basically driven by the discharge power of the battery 30, and the output of the drive motor 40 is insufficient with only the discharge power of the battery 30, such as when the vehicle 1 is requested to accelerate the vehicle 1. Sometimes, the engine 10 is started and the power generated by the generator 20 is also supplied to the drive motor 40. The output of the drive motor 40 is transmitted to the drive wheels 61 (the left and right front wheels steered by the steering wheel 62) via the differential device 60, whereby the vehicle 1 travels.

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。   The drive motor 40 is capable of generating regenerative power, and operates as a generator when the vehicle 1 is decelerated, so that the battery 30 is charged with the generated power (regenerative power). When the remaining capacity (SOC) of the battery 30 falls below a predetermined capacity, the engine 10 is started and the battery 30 is charged with the generated power of the generator 20. The predetermined capacity is a capacity that is higher than the level that requires urgently required charging of the battery 30, and is a capacity that can be maintained at an appropriate level that is not too low and not too high as the remaining capacity of the battery 30. is there. The battery 30 can be externally charged by a power source external to the vehicle 1.

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、単位体積当たりの発熱量が高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気体燃料からなる第2燃料に相当する。この第2燃料としては、天然ガスに限らず、例えばプロパンやブタンであってもよい。   The engine 10 is a power generation engine used to drive the generator 20 to generate power. The engine 10 is a multi-fuel engine configured such that hydrogen gas stored in the hydrogen tank 70 and natural gas (CNG) stored in the CNG tank 71 can be supplied as fuels. Hydrogen gas corresponds to the first fuel, and natural gas has a higher calorific value per unit volume and lower NOx emission from the engine 10 (combustion chamber) under the same combustion air-fuel ratio than the first fuel. Further, it corresponds to a second fuel made of a gaseous fuel having a low lean limit combustion air-fuel ratio. The second fuel is not limited to natural gas but may be propane or butane, for example.

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。   As shown in FIG. 2, the engine 10 is a twin-rotor (two-cylinder) rotary piston engine, and is roughly arranged in a rotor housing chamber 11 a formed in two saddle-shaped rotor housings 11 (inside cylinders). Each of the triangular rotors 12 is accommodated. The two rotor housings 11 are integrated with the side housings so as to be sandwiched between three side housings (not shown), and each rotor housing chamber 11a is composed of each rotor housing 11 and the side housings on both sides thereof. Is formed. In FIG. 2, the two rotor housings 11 (two cylinders) are shown in an unfolded state, and the eccentric shafts 13 respectively drawn in the central portions in the two rotor housings 11 are the same.

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。   Each of the rotors 12 has apex seals (not shown) at the apexes of the triangles, and the apex seals are in sliding contact with the inner surface of the trochoid of the rotor housing 11. Three working chambers (corresponding to combustion chambers) are defined in 11a (each cylinder). Each rotor 12 rotates around the eccentric shaft 13 in a state where the three apex seals of the rotor 12 are in contact with the inner peripheral surface of the trochoid of the rotor housing 11, and around the axis of the eccentric shaft 13. To revolve around. While the rotor 12 makes one revolution, the working chambers formed between the tops of the rotor 12 move in the circumferential direction, and the intake, compression, expansion (combustion), and exhaust strokes are performed. The rotating force is output from the eccentric shaft 13 as the output shaft through the rotor 12.

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。   An intake passage 14 is connected to each of the rotor accommodating chambers 11a so as to communicate with an intake opening that opens to the working chamber in the intake stroke, and communicates with an exhaust opening that opens to the working chamber in the exhaust stroke. An exhaust passage 15 is connected to the front. There is one intake passage 14 on the upstream side, but on the downstream side, the intake passage 14 branches into two branch passages and communicates with each of the rotor accommodating chambers 11a. On the upstream side of the branch portion of the intake passage 14 (upstream side of a compressor 85a of an exhaust turbocharger 85 to be described later), the intake passage 14 is driven by a throttle valve actuator 90 such as a stepping motor and has a cross-sectional area ( A throttle valve 16 for adjusting the valve opening) is provided. The throttle valve 16 adjusts the amount of intake air into each rotor accommodating chamber 11a (the working chamber in the intake stroke). In engine control described later in this embodiment, the throttle valve 16 is fully opened.

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、基本的には、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、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。   Hydrogen ports from which hydrogen gas from the hydrogen tank 70 and natural gas from the CNG tank 71 are respectively injected into the intake passage 14 in each branch passage downstream of the branch portion of the intake passage 14. An injection valve 17A and a CNG port injection valve 17B are provided. The hydrogen gas and natural gas injected by the hydrogen and CNG port injection valves 17A and 17B, respectively, are mixed with air and supplied to the working chamber in the intake stroke. The hydrogen and CNG port injection valves 17A and 17B are used when the engine 10 is extremely cold (when the engine coolant temperature is very low even when the engine is cold and is lower than a preset set temperature). Is a fuel injection valve that is used only at the time of start-up. Basically, fuel (hydrogen gas and natural gas) is directly injected into the combustion chamber from hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B described later. . In other words, when the engine 10 is extremely cold, the fuel injection openings of the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B may be blocked by freezing of water generated by fuel combustion. Therefore, fuel is injected from the hydrogen and CNG port injection valves 17A and 17B exceptionally at the time of start-up during extremely cold. It is possible to eliminate the port injection valves 17A and 17B for hydrogen and CNG. In the following description, it is assumed that fuel (hydrogen gas and natural gas) is injected from the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B.

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。   Two exhaust passages 15 are provided on the upstream side so as to communicate with the respective rotor accommodating chambers 11a, but are joined together on the downstream side. A low temperature active three-way catalyst 81 and a NOx occlusion reduction catalyst 82 for purifying exhaust gas are disposed downstream of the merging portion of the exhaust passage 15. The low temperature active three-way catalyst 81 is a three-way catalyst having a catalyst activation temperature lower than that of the NOx storage reduction catalyst 82, and is disposed upstream of the NOx storage reduction catalyst 82. In FIG. 2, arrows shown in the intake passage 14 and the exhaust passage 15 indicate the flow of intake and exhaust.

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。   The NOx occlusion reduction catalyst 82 is configured, for example, by supporting a NOx occlusion agent such as barium (Ba) or potassium (K) on a carrier containing a noble metal such as platinum (Pt) or palladium (Pd). The NOx in the exhaust gas of the engine 10 is occluded in a lean air-fuel ratio atmosphere, and the occluded NOx is released in a rich air-fuel ratio atmosphere to cause the NOx to react with HC and CO in the exhaust gas. Have the function of reducing

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(第1の燃料噴射弁)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(第2の燃料噴射弁)と、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bよりそれぞれ噴射された水素ガス及び天然ガスの点火を行う2つの点火プラグ19とが設けられている。水素ガス及び天然ガスは、後述の未燃ガス蓄積制御時を除いて、略同じ体積比率でもって燃焼室内に噴射される。   In each of the rotor housings 11 (each cylinder), hydrogen direct injection valve 18A (first cylinder) for directly injecting hydrogen gas from the hydrogen tank 70 into the working chamber (combustion chamber) in the compression stroke of the rotor accommodating chamber 11a. 1) and a CNG direct injection valve 18B (second fuel injection) for directly injecting natural gas from the CNG tank 71 into the working chamber (combustion chamber) in the compression stroke of the rotor accommodating chamber 11a. Valve) and two spark plugs 19 for igniting hydrogen gas and natural gas injected from hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B, respectively. Hydrogen gas and natural gas are injected into the combustion chamber at substantially the same volume ratio except during unburned gas accumulation control described later.

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。尚、NOx吸蔵還元触媒82は、排気通路15におけるタービン85bの下流側に配設されることになる。   The engine 10 is provided with an exhaust turbocharger 85 that supercharges intake air into the working chamber (combustion chamber) in the intake stroke in each rotor accommodating chamber 11a of the engine 10. The exhaust turbocharger 85 includes a compressor 85 a disposed on the downstream side of the throttle valve 16 in the intake passage 14 and a downstream side of the merging portion in the exhaust passage 15 and an upstream side of the three-way catalyst 81. And a turbine 85b disposed in the turbine. The turbine 85b is rotated by the exhaust gas flow, and the rotation of the turbine 85b activates the compressor 85a connected to the turbine 85b to compress the air taken into the intake passage 14. The compressed air is cooled by an intercooler 86 disposed on the downstream side of the compressor 85a in the intake passage 14, and then in the intake chamber in each rotor accommodating chamber 11a via each branch path. Inhaled. The NOx occlusion reduction catalyst 82 is disposed on the downstream side of the turbine 85b in the exhaust passage 15.

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、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。尚、図2中、55は、後述の実施形態3において暖房装置に設けられる、車両1の乗員が操作して該暖房装置を作動させるための操作スイッチである。   The vehicle 1 includes a battery current / voltage sensor 101 that detects a current flowing in and out of the battery 30 and a voltage of the battery 30, and an accelerator that detects an amount of depression of an accelerator pedal by an occupant of the vehicle 1 (accelerator opening by an occupant's operation). An opening sensor 102, a vehicle speed sensor 103 that detects the vehicle speed of the vehicle 1, a rotation angle sensor 104 that is provided on the eccentric shaft 13 and detects the rotation angle position of the eccentric shaft 13, and a low-temperature active three-way catalyst in the exhaust passage 15 An air-fuel ratio sensor 105 (configured by a linear O2 sensor in this embodiment) that is disposed between the turbine 81 and the turbine 85 b and detects the air-fuel ratio of the exhaust gas of the engine 10, and the rotor housing 11 It faces the formed water jacket (not shown) and flows through the water jacket. Engine water temperature sensor 106 for detecting the temperature of the engine coolant (engine water temperature), the pressure in the hydrogen tank 70 (that is, the hydrogen gas remaining amount in the hydrogen tank 70), and the pressure in the CHG tank 71 (that is, in the CNG tank 71) A tank pressure sensor 107 (which is provided separately for the hydrogen tank 70 and the CNG tank 71), and an air flow sensor 108 for detecting the intake air flow rate sucked into the intake passage 14. A control unit 100 that performs operation control of the engine 10, operation control of the first and second inverters 50 and 51 (that is, operation control of the generator 20 and the drive motor 40), and the like is provided. The rotation angle sensor 104 also serves as an engine rotation speed sensor that detects the rotation speed of the engine 10. In FIG. 2, reference numeral 55 denotes an operation switch provided in the heating device in Embodiment 3 to be described later and operated by an occupant of the vehicle 1 to operate the heating device.

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。   The control unit 100 is a controller based on a well-known microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) that executes a program, a memory that is configured by, for example, a RAM or ROM, and stores a program and data, and an electrical signal An input / output (I / O) bus. The control unit 100 includes a battery current / voltage sensor 101, an accelerator opening sensor 102, a vehicle speed sensor 103, a rotation angle sensor 104, an air-fuel ratio sensor 105, an engine water temperature sensor 106, a tank pressure sensor 107, an air flow sensor 108, and the like. An information signal is input.

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。   The generator 20 transmits information on the voltage and current generated by the generator 20 to the control unit 100. The control unit 100 inputs the information and generates power generated by the generator 20 from the information. (Power generation amount) is detected.

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。   The drive motor 40 transmits information on the rotational speed of the drive motor 40 and information on the regenerative power generation voltage and regenerative power generation current generated by the drive motor 40 to the control unit 100, and the control unit 100 transmits the information. The input is used to control the operation of the drive motor 40.

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、水素用直噴噴射弁18A及びCNG用直噴噴射弁18Bの作動を含めて、エンジン10の作動を制御する制御手段を構成することになる。   Then, based on the input signal, the control unit 100 controls the throttle valve actuator 90, the hydrogen port injection valve 17A, the CNG port injection valve 17B, the hydrogen direct injection valve 18A, the CNG direct injection valve 18B, and A control signal is output to the spark plug 19 to control the engine 10, and a control signal is output to the first and second inverters 50 and 51 to control the generator 20 and the drive motor 40. The control unit 100 constitutes control means for controlling the operation of the engine 10 including the operations of the hydrogen direct injection valve 18A and the CNG direct injection valve 18B.

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。   The control unit 100 controls the first and second inverters 50 and 51 to generate power from the generator 20 and the first mode in which the drive motor 40 is driven only with the discharged power from the battery 30 with the engine 10 stopped. A second mode in which the drive motor 40 is driven with the discharge power from the battery 30 while charging the battery 30 with the power, and a third mode in which the drive motor 40 is driven with the power from both the battery 30 and the generator 20. Switch to the mode. In this third mode, all of the power generated by the generator 20 is supplied to the drive motor 40, and a part of the power generated by the generator 20 is supplied to the drive motor 40 while the rest is supplied to the battery 30. Is included.

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。   The control unit 100 detects the remaining capacity (SOC) of the battery 30 based on the current flowing into and out of the battery 30 and the voltage of the battery 30 detected by the battery current / voltage sensor 101. Then, the control unit 100 selects the first mode when the SOC of the battery 30 is higher than the predetermined capacity, and the acceleration request of the vehicle 1 more than the predetermined even if the SOC of the battery 30 is higher than the predetermined capacity. In the case where the required output of the drive motor 40 based on the signals from the accelerator opening sensor 102 and the vehicle speed sensor 103 is large as in the case where there is, the third mode is selected. Further, the control unit 100 selects the second mode when the SOC of the battery 30 is not more than the predetermined capacity. It should be noted that when the remaining amount of hydrogen gas in the hydrogen tank 70 by the tank pressure sensor 107 is equal to or lower than a preset first set value, or the remaining amount of natural gas in the CNG tank 71 is set to a second preset value. The first mode is selected when the set value or less is reached.

コントロールユニット100は、エンジン10が停止した状態にあるときにおいて、駆動モータ40の要求出力及びバッテリ30のSOCの値に基づいて、エンジン10の運転要求の有無(本実施形態では、発電要求の有無と同じことである)を確認し、エンジン10の運転要求(発電要求)が有るときには、モータとしての発電機20によりエンジン10をクランキングしてエンジン10を始動させ、その始動後に発電機20に発電を行わせるべくエンジン10を運転する。   When the engine 10 is in a stopped state, the control unit 100 determines whether or not there is an operation request for the engine 10 based on the required output of the drive motor 40 and the SOC value of the battery 30 (in this embodiment, whether or not there is a power generation request). If the engine 10 is requested to operate (power generation request), the engine 10 is cranked by the generator 20 as a motor and the engine 10 is started. The engine 10 is operated to generate power.

コントロールユニット100は、エンジン10の運転時には、水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率でもってエンジン10の燃焼室内に噴射し、かつ、該燃焼室内の燃焼空燃比を、該エンジン10(燃焼室)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するべく、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bを制御する。   When the engine 10 is in operation, the control unit 100 injects hydrogen gas and natural gas into the combustion chamber of the engine 10 at substantially the same volume ratio, and sets the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber to the engine 10 (combustion chamber). In order to obtain a lean air-fuel ratio so that the NOx emission amount from the combustion chamber is substantially the same as the NOx emission amount when only natural gas is burned with the lean combustion air-fuel ratio, the direct injection valve 18A for hydrogen and CNG , 18B are controlled.

コントロールユニット100は、エンジン10の運転要求(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。   When the engine 10 is operated in response to an operation request (power generation request) for the engine 10, the control unit 100 basically performs a steady operation unless there is a request for acceleration of the vehicle 1 or more. When the control unit 100 operates in a steady state at the time of a power generation request in this manner, the control unit 100 operates at a medium load or a high load that is a load higher than a predetermined load and in a predetermined rotation speed region. In the present embodiment, the predetermined rotational speed region is an efficient region including the highest efficiency point of the engine 10 (for example, 1800 rpm to 2200 rpm). In the present embodiment, the predetermined rotational speed region is basically operated at 2000 rpm.

ここで、図3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4に、図3の上記各ガスについて、エンジン10(回転数2000rpm、スロットル弁16全開)で燃焼させたときの、空気過剰率λとエンジン10の出力トルクとの関係、及び、空気過剰率λとエンジン10の熱効率との関係を示す。ここでは、天然ガスはCNG用直噴噴射弁18Bより噴射させ、水素ガスは水素用ポート噴射弁17Aより噴射させている。この場合、水素ガス及び天然ガスを水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bよりそれぞれ噴射させる場合と比べて、出力トルクの大きさ等は変わるものの、上記関係の傾向は大きくは変わらない。   Here, FIG. 3 shows the excess air ratio λ and the engine 10 when hydrogen gas, natural gas, and mixed gas A, B, and C thereof are burned by the engine 10 (rotation speed 2000 rpm, throttle valve 16 fully opened). The relationship with the NOx emission amount from (combustion chamber) is shown. The mixed gas A has hydrogen gas and natural gas at substantially the same volume ratio (both are about 50%), and the mixed gas B has a larger volume ratio of hydrogen gas than the mixed gas A, The mixed gas C has a volume ratio of hydrogen gas larger than that of the mixed gas B. FIG. 4 shows the relationship between the excess air ratio λ and the output torque of the engine 10 when the above-mentioned gases shown in FIG. 3 are burned by the engine 10 (rotation speed 2000 rpm, throttle valve 16 fully opened), and air. The relationship between excess ratio (lambda) and the thermal efficiency of the engine 10 is shown. Here, natural gas is injected from the CNG direct injection valve 18B, and hydrogen gas is injected from the hydrogen port injection valve 17A. In this case, compared with the case where hydrogen gas and natural gas are respectively injected from the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B, the magnitude of the output torque and the like change, but the tendency of the above relationship does not change greatly.

図3及び図4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3及び図4では、空気過剰率λが2.7までしかないが、水素ガスのリーン限界の空気過剰率λは約3である。尚、図3及び図4では、水素ガスについての、空気過剰率λが1.8よりも低い場合の結果は省略している。   From FIG. 3 and FIG. 4, the lean air limit combustion air-fuel ratio (here, the excess air ratio λ) of natural gas is 1.6, and even if the excess air ratio λ is larger than this, stable ignition is achieved. I can't do it. 3 and 4, the excess air ratio λ is only up to 2.7, but the lean excess air excess ratio λ of hydrogen gas is about 3. In FIGS. 3 and 4, the results when the excess air ratio λ of hydrogen gas is lower than 1.8 are omitted.

図3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。   From FIG. 3, if the excess air ratio λ is the same, natural gas has a smaller NOx emission than hydrogen gas, and the mixed gas A, B, C has a larger volume ratio of natural gas (hydrogen gas It can be seen that the smaller the volume ratio), the smaller the NOx emissions. That is, when the volume ratio of hydrogen gas in the hydrogen gas or mixed gas is large, the NOx emission amount increases. However, when the volume ratio of hydrogen gas in the hydrogen gas or mixed gas is large, the lean combustion air-fuel ratio becomes high, so the NOx emission can be reduced by increasing the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber. .

そこで、本実施形態では、燃焼室内の燃焼空燃比(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3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。   Therefore, in this embodiment, the combustion air-fuel ratio (excess air ratio λ) in the combustion chamber is set so that the NOx emission amount from the engine 10 is only natural gas with the lean-limit combustion air-fuel ratio (λ = 1.6). The lean air-fuel ratio is made substantially the same as the NOx emission amount when burned. In this embodiment, the lean air-fuel ratio is obtained at the point Q2 where the line parallel to the horizontal axis passing through the point Q1 of λ = 1.6 on the natural gas line in FIG. The value of λ (that is, λ = 1.9) is obtained.

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5のフローチャートに基づいて説明する。   Next, processing operations when the engine 10 is started and operated by the control unit 100 will be described based on the flowchart of FIG.

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。   In the first step S1, signals from various sensors are read, and in the next step S2, the required output of the drive motor 40 is calculated based on the signals from the accelerator opening sensor 102 and the vehicle speed sensor 103.

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。   In the next step S3, based on the required output of the drive motor 40 and the SOC of the battery 30, the presence or absence of an operation request for the engine 10 is confirmed. In the next step S4, it is determined whether or not there is an operation request for the engine 10. judge.

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、所定条件が成立したか否か(本実施形態では、車両1の所定以上の加速要求が有ったか否か)を判定する。すなわち、エンジン10の停止時において所定条件の成立(車両1の所定以上の加速要求)によりエンジン10を始動することになったか否かを判定する。   When the determination in step S4 is NO, the process returns to step S1. On the other hand, when the determination in step S4 is YES, the process proceeds to step S5 to determine whether or not a predetermined condition is satisfied (in this embodiment, the vehicle 1 Whether or not there is an acceleration request greater than or equal to a predetermined value). That is, it is determined whether or not the engine 10 is to be started when a predetermined condition is satisfied (acceleration request exceeding a predetermined value of the vehicle 1) when the engine 10 is stopped.

上記ステップS5の判定がNOであるときには、ステップS6に進んで、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(燃料噴射はしない)、次のステップS7で、エンジン10の回転数が500rpmを超えたか否かを判定する。   When the determination in step S5 is NO, the process proceeds to step S6 where the engine 10 is cranked by the generator 20 as a motor (no fuel injection is performed), and in the next step S7, the rotational speed of the engine 10 is 500 rpm. It is determined whether or not the number is exceeded.

上記ステップS7の判定がNOであるときには、ステップS7の処理動作を繰り返し、ステップS7の判定がYESになると、ステップS10に進む。   When the determination at step S7 is NO, the processing operation at step S7 is repeated. When the determination at step S7 is YES, the process proceeds to step S10.

一方、上記ステップS5の判定がYESであるときには、ステップS8に進んで、モータとしての発電機20によりエンジン10をクランキングするとともに、未燃ガス蓄積制御を実行する。この未燃ガス蓄積制御は、エンジン10の始動開始(クランキング開始)から点火前までの間の所定期間において、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比(λ=1.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させることにより、排気通路15におけるタービン85bの上流側に未燃ガスを蓄積させる。すなわち、燃焼室内に供給された水素ガス及び天然ガスは、点火されないので、未燃のまま排気通路15に排出され、その未燃ガスが、排気通路15におけるタービン85bの上流側に蓄積されることになる。   On the other hand, when the determination in step S5 is YES, the process proceeds to step S8 where the engine 10 is cranked by the generator 20 as a motor and unburned gas accumulation control is executed. In the unburned gas accumulation control, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 is the lean air-fuel ratio (λ = 1.9) in a predetermined period from the start of engine 10 (start of cranking) to before ignition. By injecting hydrogen gas and natural gas from the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B, respectively, the unburned gas is accumulated in the exhaust passage 15 upstream of the turbine 85b. That is, since hydrogen gas and natural gas supplied into the combustion chamber are not ignited, they are discharged into the exhaust passage 15 unburned, and the unburned gas is accumulated in the exhaust passage 15 upstream of the turbine 85b. become.

上記所定期間は、本実施形態では、エンジン10の始動開始から点火直前までの期間(クランキングの全期間)としているが、未燃ガスを排気通路15におけるタービン85bの上流側に、該未燃ガスの燃焼によりタービン85bを勢いよく回転させることが可能な量だけ蓄積できるのであれば、クランキングの全期間中の一部の期間としてもよい。   In the present embodiment, the predetermined period is a period from the start of engine 10 to immediately before ignition (all periods of cranking). However, the unburned gas is introduced into the exhaust passage 15 upstream of the turbine 85b. As long as the gas 85 can be accumulated by an amount capable of vigorously rotating the turbine 85b, it may be a partial period of the entire cranking period.

このように排気通路15におけるタービン85bの上流側に未燃ガスを蓄積しておくことで、後述のステップS10での点火により燃焼室内で燃焼した高温のガスが排気通路15に排気されたときに、その排気ガスにより、上記蓄積されていた未燃ガスが一気に燃焼し、これにより、タービン85bを勢いよく回転させることができる。   By accumulating unburned gas in the upstream side of the turbine 85b in the exhaust passage 15 in this way, when high-temperature gas combusted in the combustion chamber by ignition in step S10 described later is exhausted to the exhaust passage 15. The accumulated unburned gas is burned at a time by the exhaust gas, and the turbine 85b can be rotated vigorously.

上記未燃ガス蓄積制御の実行時には、水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率でもって噴射するようにしてもよいが、本実施形態では、水素ガス及び天然ガスの噴射量を、略同じ体積比率から変更して、水素ガスの噴射量の体積比率を減少させかつ天然ガスの噴射量の体積比率を増大させる(本実施形態では、水素ガスの噴射量:天然ガスの噴射量=20:80にする)。上記リーン空燃比を変更しないで天然ガスの噴射量の体積比率を増大させると、NOx排出量は、略同じ体積比率の場合よりも低減するとともに、未燃ガスの燃焼により、タービン85bをより一層勢いよく回転させることができる。尚、天然ガスの噴射量の体積比率を本実施形態のように高くする(80%)と、燃焼室内の燃焼では、その混合ガスのリーン限界を超えて燃焼しない可能性があるが、上記蓄積された未燃ガスは、燃焼室内で燃焼した高温のガスにより燃焼するので、燃焼しなくなるという問題はない。   During execution of the unburned gas accumulation control, hydrogen gas and natural gas may be injected at substantially the same volume ratio, but in the present embodiment, the injection amounts of hydrogen gas and natural gas are set at substantially the same volume ratio. The volume ratio of the hydrogen gas injection amount is decreased and the volume ratio of the natural gas injection amount is increased (in this embodiment, the hydrogen gas injection amount: natural gas injection amount = 20: 80). To do). When the volume ratio of the natural gas injection amount is increased without changing the lean air-fuel ratio, the NOx emission amount is reduced as compared with the case of substantially the same volume ratio, and the turbine 85b is further increased by the combustion of the unburned gas. It can be rotated vigorously. If the volume ratio of the injection amount of natural gas is increased as in this embodiment (80%), combustion in the combustion chamber may not exceed the lean limit of the mixed gas, but the above accumulation may occur. Since the burned unburned gas is burned by the high-temperature gas burned in the combustion chamber, there is no problem that it does not burn.

次のステップS9では、エンジン10の回転数が1000rpmを超えたか否かを判定し、このステップS9の判定がNOであるときには、ステップS9の処理動作を繰り返し、ステップS9の判定がYESになると、ステップS10に進む。このように本実施形態では、車両1の所定以上の加速要求があったとき(所定条件の成立時)におけるエンジン10の始動時には、発電機20により駆動されるエンジン10の回転数を、上記加速要求がなかったとき(所定条件の非成立時)におけるエンジン10の始動時に比べて高くする。   In the next step S9, it is determined whether or not the rotational speed of the engine 10 has exceeded 1000 rpm. If the determination in step S9 is NO, the processing operation in step S9 is repeated, and if the determination in step S9 is YES, Proceed to step S10. As described above, in the present embodiment, when the engine 10 is started when the vehicle 1 is requested to accelerate more than a predetermined value (when a predetermined condition is satisfied), the rotational speed of the engine 10 driven by the generator 20 is set to the acceleration. It is higher than when the engine 10 is started when there is no request (when the predetermined condition is not satisfied).

尚、本実施形態では、車両1の所定以上の加速要求があるという所定条件の成立によりエンジン10を始動するときに、未燃ガス蓄積制御を実行するようにしたが、その他の条件の成立によりエンジン10を始動するときに、未燃ガス蓄積制御を実行するようにしてもよい。   In the present embodiment, the unburned gas accumulation control is executed when the engine 10 is started when the predetermined condition that there is a predetermined acceleration request of the vehicle 1 is satisfied. When the engine 10 is started, unburned gas accumulation control may be executed.

ステップS10では、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比(λ=1.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率でもってそれぞれ噴射させて点火を行う。   In step S10, hydrogen gas and natural gas are supplied from the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). Therefore, each is injected and ignited.

次のステップS11では、駆動モータ40の要求出力が所定値よりも小さいか否かを判定する。この所定値は、駆動モータ40の要求出力がこれよりも大きいと、その駆動モータ40の要求出力に対応できるようにエンジン10の回転数を2000rpmよりも大きくする必要があるような値である。   In the next step S11, it is determined whether or not the required output of the drive motor 40 is smaller than a predetermined value. This predetermined value is such that if the required output of the drive motor 40 is larger than this, the rotational speed of the engine 10 needs to be larger than 2000 rpm so that the required output of the drive motor 40 can be accommodated.

上記ステップS11の判定がNOであるときには、ステップS12に進んで、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とともに、その駆動モータ40の要求出力に応じた目標過給圧に設定する。このとき、水素ガス及び天然ガスの噴射量は略同じ体積比率(共に約50%)とし、燃焼室内の燃焼空燃比は上記リーン空燃比(λ=1.9)とする。上記のように車両1の所定以上の加速要求があったときには、ステップS11の判定はNOとなり、ステップS12に進むことになる。ステップS12の後は、ステップS14に進む。   When the determination in step S11 is NO, the process proceeds to step S12, in which the target rotational speed of the engine 10 is set to a higher value as the required output of the drive motor 40 is larger, and in response to the required output of the drive motor 40. Set the target boost pressure. At this time, the injection amounts of hydrogen gas and natural gas are set to substantially the same volume ratio (both are about 50%), and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). As described above, when there is a request for acceleration of the vehicle 1 or more, the determination in step S11 is NO, and the process proceeds to step S12. After step S12, the process proceeds to step S14.

一方、上記ステップS11の判定がYESであるときには、ステップS13に進んで、エンジン10の目標回転数を2000rpmとし、駆動モータ40の要求出力に応じた目標過給圧に設定する。このときも、水素ガス及び天然ガスの噴射量は略同じ体積比率(共に約50%)として、燃焼室内の燃焼空燃比は上記リーン空燃比(λ=1.9)とする。このステップS13では、エンジン10は、定常運転される。ステップS13の後は、ステップS14に進む。   On the other hand, when the determination in step S11 is YES, the process proceeds to step S13, where the target rotational speed of the engine 10 is set to 2000 rpm, and the target boost pressure corresponding to the required output of the drive motor 40 is set. Also at this time, the injection amounts of hydrogen gas and natural gas are set to substantially the same volume ratio (both are about 50%), and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). In step S13, the engine 10 is steadily operated. After step S13, the process proceeds to step S14.

上記ステップS14では、新たに各種センサからの信号を読み込んで新たにエンジン要求運転の有無を確認して、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S14の判定がNOであるときには、上記ステップS11に戻る。一方、ステップS14の判定がYESであるときには、ステップS15に進んで、エンジン10を停止し、しかる後にリターンする。   In step S14, signals from various sensors are newly read and the presence or absence of the engine request operation is newly confirmed, and it is determined whether or not there is no operation request for the engine 10. When the determination in step S14 is NO, the process returns to step S11. On the other hand, when the determination in step S14 is YES, the process proceeds to step S15, the engine 10 is stopped, and then the process returns.

したがって、本実施形態では、水素ガスと、水素ガスに対して、単位体積当たりの発熱量が高くかつ同じ燃焼空燃比下でエンジン10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天然ガスとを略同じ体積比率でもってエンジン10の燃焼室内に噴射するようにしたので、燃焼室内の燃焼空燃比を、天然ガスのリーン限界の燃焼空燃比よりも高い(リーンな)空燃比に設定することができて、良好な燃費性能が得られる。また、燃焼室内の燃焼空燃比を、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ので、良好なエミッション性能が得られる。さらに、天然ガスの単位体積当たりの発熱量が水素ガスの単位体積当たりの発熱量よりも高いとともに、水素ガス及び天然ガスが共に燃焼室内に直接噴射されかつエンジン10が排気ターボ過給機85を有しているので、良好な出力性能が得られる。   Therefore, in the present embodiment, the hydrogen gas and the calorific value per unit volume of the hydrogen gas are high, the NOx emission amount from the engine 10 is small under the same combustion air-fuel ratio, and the lean-limit combustion air-fuel ratio is low. Since natural gas is injected into the combustion chamber of the engine 10 at substantially the same volume ratio, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is made higher (lean) than the lean-limit combustion air-fuel ratio of natural gas. It can be set and good fuel economy performance can be obtained. Further, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to a lean air-fuel ratio in which the NOx emission amount from the engine 10 is substantially the same as the NOx emission amount when only natural gas is burned with the lean combustion air-fuel ratio. Therefore, good emission performance can be obtained. Further, the calorific value per unit volume of natural gas is higher than the calorific value per unit volume of hydrogen gas, and both hydrogen gas and natural gas are directly injected into the combustion chamber, and the engine 10 causes the exhaust turbocharger 85 to Therefore, good output performance can be obtained.

また、本実施形態では、車両1の所定以上の加速要求があるという所定条件の成立によりエンジン10を始動するときに、未燃ガス蓄積制御を実行するようにしたので、未燃ガス蓄積制御の実行後の点火により燃焼室内で燃焼した高温のガスの排気通路15への排気により、排気通路15におけるタービン85bの上流側に蓄積されていた未燃ガスを一気に燃焼させることができ、これにより、タービン85bを勢いよく回転させることができて、エンジン10の始動後直ぐに高い過給圧が得られるようになる。   Further, in the present embodiment, the unburned gas accumulation control is executed when the engine 10 is started when a predetermined condition that the vehicle 1 has a predetermined acceleration request or more is satisfied. By exhausting the high-temperature gas combusted in the combustion chamber by ignition after execution into the exhaust passage 15, the unburned gas accumulated on the upstream side of the turbine 85b in the exhaust passage 15 can be burned all at once. The turbine 85b can be vigorously rotated, and a high supercharging pressure can be obtained immediately after the engine 10 is started.

(実施形態2)
図6は、本発明の実施形態2における、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示し、NOx吸蔵還元触媒82からのNOx放出時(NOxパージ時)に、車両1の所定以上の加速要求があったときの処理動作を示す。
(Embodiment 2)
FIG. 6 shows processing operations at the time of start-up and operation of the engine 10 by the control unit 100 according to the second embodiment of the present invention. When NOx is released from the NOx storage reduction catalyst 82 (NOx purge), the vehicle 1 The processing operation when there is a predetermined acceleration request or higher is shown.

本実施形態においても、ハード構成は上記実施形態1と同様である。また、本実施形態においても、上記実施形態1と同様に、コントロールユニット100は、エンジン10の運転時には、水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率でもってエンジン10の燃焼室内に噴射し、かつ、該燃焼室内の燃焼空燃比を、該エンジン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(λ=1.9)にするべく、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bを制御する。但し、後述の如く、NOx吸蔵還元触媒82からのNOx放出時(後述のNOx放出制御時)には、上記燃焼室内の燃焼空燃比をリッチ空燃比(λ=0.9)にする。   Also in the present embodiment, the hardware configuration is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the engine 10 is operated, the control unit 100 injects hydrogen gas and natural gas into the combustion chamber of the engine 10 at substantially the same volume ratio, and The combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is equal to the lean air-fuel ratio (λ) in which the NOx emission amount from the engine 10 is substantially the same as the NOx emission amount when only natural gas is burned with the lean combustion air-fuel ratio. = 1.9), the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B are controlled. However, as will be described later, when NOx is released from the NOx occlusion reduction catalyst 82 (at the time of NOx release control described later), the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to a rich air-fuel ratio (λ = 0.9).

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NOx吸蔵量が所定量以上になったとき、NOx吸蔵還元触媒82からNOxを放出させるためのNOx放出制御を実行する。上記所定量は、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であって、吸蔵したNOxの放出が必要となる量である。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。コントロールユニット100は、NOx放出開始から、予め設定された設定時間t1が経過したときに、NOx放出完了と判断して、NOx放出制御を停止する。上記設定時間t1は、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)である。   In the present embodiment, the control unit 100 executes NOx release control for releasing NOx from the NOx storage reduction catalyst 82 when the NOx storage amount of the NOx storage reduction catalyst 82 becomes a predetermined amount or more. The predetermined amount is close to a level at which NOx can no longer be occluded, and is an amount that requires the occlusion of the occluded NOx. The NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst 82 can be calculated from the operation history of the engine 10, and the control unit 100 integrates the NOx occlusion amount based on the operation state during the operation of the engine 10. The control unit 100 determines that NOx release is complete when a preset time t1 has elapsed from the start of NOx release, and stops NOx release control. The set time t1 is a time (for example, 10 s) required to release substantially the entire amount of NOx stored in the NOx storage reduction catalyst 82 by the NOx release control.

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。このとき、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。   During the NOx release control, the control unit 100 puts the engine 10 into a no-load operation and sets the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 to a rich air-fuel ratio (λ = 0.9). At this time, the control unit 100 drives the engine 10 by the generator 20 so as to maintain the rotational speed of the engine 10 at 2000 rpm. As a result, there is no change in the engine sound that accompanies the execution of the NOx release control, and the passenger of the vehicle 1 does not feel uncomfortable.

また、コントロールユニット100は、上記NOx放出制御によるNOx放出開始からNOx放出完了の所定時間t2前までの間に、車両1の所定以上の加速要求があったときには、NOx放出完了の上記所定時間t2前の時点から、点火を停止した状態で、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比が上記リッチ空燃比(λ=0.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させることにより、排気通路15におけるタービン85bの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行する。上記実施形態1の未燃ガス蓄積制御と同様に、本実施形態の未燃ガス蓄積制御においても、水素ガス及び天然ガスの噴射量を、略同じ体積比率から変更して、水素ガスの噴射量の体積比率を減少させかつ天然ガスの噴射量の体積比率を増大させる。但し、本実施形態では、要求されている加速が大きいほど、天然ガスの噴射量の体積比率を増大させる。また、コントロールユニット100は、未燃ガス蓄積制御時においても、NOx放出制御時と同様に、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。   In addition, when there is an acceleration request for the vehicle 1 that is greater than or equal to a predetermined time t2 between the start of NOx release by the NOx release control and a predetermined time t2 before completion of NOx release, the control unit 100 performs the predetermined time t2 of completion of NOx release. From the previous time point, from the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 becomes the rich air-fuel ratio (λ = 0.9) with the ignition stopped. By injecting hydrogen gas and natural gas, unburned gas accumulation control is performed to accumulate unburned gas on the upstream side of the turbine 85b in the exhaust passage 15. Similar to the unburned gas accumulation control of the first embodiment, in the unburned gas accumulation control of the present embodiment, the injection amount of hydrogen gas and natural gas is changed from substantially the same volume ratio, and the injection amount of hydrogen gas is changed. The volume ratio of the natural gas and the volume ratio of the natural gas injection amount are increased. However, in this embodiment, the volume ratio of the injection amount of natural gas is increased as the required acceleration is larger. Further, the control unit 100 drives the engine 10 by the generator 20 so as to maintain the rotational speed of the engine 10 at 2000 rpm in the unburned gas accumulation control as in the NOx release control.

そして、コントロールユニット100は、上記未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比(λ=1.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させて点火を再開させる。この再点火により燃焼室内で燃焼した高温のガスが排気通路15に排気されたときに、その排気ガスにより、排気通路15におけるタービン85bの上流側に蓄積されていた未燃ガスが一気に燃焼する。この結果、NOx放出時(無負荷運転時)における車両1の所定以上の加速要求時に、出来る限り早期に高い過給圧が得られるようになる。また、上記未燃ガスの燃焼したガスにより、NOxの放出を完了させることができる。すなわち、既に(t1−t2)時間のNOx放出制御を行っているので、上記所定時間t2で蓄積した未燃ガスの燃焼でもって、t1時間のNOx放出制御を行ったのと同じこととなり、NOxの放出を完了させることができる。上記所定時間t2は、未燃ガスを排気通路15におけるタービン85bの上流側に、該未燃ガスの燃焼によりタービン85bを勢いよく回転させることが可能な量だけ蓄積できるような出来る限り短い時間にすることが好ましい。   The control unit 100 then performs the direct injection valve 18A for hydrogen and CNG so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the lean air-fuel ratio (λ = 1.9) after execution of the unburned gas accumulation control. , 18B, hydrogen gas and natural gas are respectively injected to restart ignition. When the high-temperature gas combusted in the combustion chamber by this re-ignition is exhausted into the exhaust passage 15, unburned gas accumulated on the upstream side of the turbine 85 b in the exhaust passage 15 is combusted at once by the exhaust gas. As a result, a high boost pressure can be obtained as early as possible when the vehicle 1 is requested to accelerate more than a predetermined value when NOx is released (during no-load operation). Moreover, the release of NOx can be completed by the burned gas of the unburned gas. That is, since the NOx release control for (t1-t2) time has already been performed, the combustion of the unburned gas accumulated at the predetermined time t2 is the same as the NOx release control for t1 time. Release can be completed. The predetermined time t2 is as short as possible so that the unburned gas can be accumulated upstream of the turbine 85b in the exhaust passage 15 so that the turbine 85b can be vigorously rotated by combustion of the unburned gas. It is preferable to do.

上記コントローラ100による制御を、具体的に、図6のフローチャートに基づいて説明する。   The control by the controller 100 will be specifically described based on the flowchart of FIG.

ステップS31〜S34では、上記実施形態1のS1〜S4とそれぞれ同様の処理動作を行う。   In steps S31 to S34, processing operations similar to those in S1 to S4 of the first embodiment are performed.

ステップS34の判定がYESであるときに進むステップS35で、エンジン10を始動する。ここでは、上記実施形態1のステップS6、S7及びS10のように動作してエンジン10を始動する。   In step S35 that proceeds when the determination in step S34 is YES, the engine 10 is started. Here, the engine 10 is started by operating in steps S6, S7 and S10 of the first embodiment.

次のステップS36では、駆動モータ40の要求出力が所定値(上記実施形態1(ステップS11)の所定値と同様の値)よりも小さいか否かを判定し、このステップS36の判定がNOであるときには、ステップS37に進んで、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とともに、その駆動モータ40の要求出力に応じた目標過給圧に設定する。このとき、水素ガス及び天然ガスの噴射量は略同じ体積比率(共に約50%)とし、燃焼室内の燃焼空燃比は上記リーン空燃比(λ=1.9)とする。ステップS37の後は、ステップS40に進む。   In the next step S36, it is determined whether or not the required output of the drive motor 40 is smaller than a predetermined value (the same value as the predetermined value in the first embodiment (step S11)), and the determination in step S36 is NO. In some cases, the process proceeds to step S37, where the target rotational speed of the engine 10 is set to a higher value as the required output of the drive motor 40 is larger, and is set to a target boost pressure corresponding to the required output of the drive motor 40. . At this time, the injection amounts of hydrogen gas and natural gas are set to substantially the same volume ratio (both are about 50%), and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). After step S37, the process proceeds to step S40.

上記ステップS36の判定がYESであるときには、ステップS38に進んで、エンジン10の目標回転数を2000rpmとし、駆動モータ40の要求出力に応じた目標過給圧に設定する。このときも、水素ガス及び天然ガスの噴射量は略同じ体積比率(共に約50%)として、燃焼室内の燃焼空燃比は上記リーン空燃比(λ=1.9)とする。このステップS38では、エンジン10は、定常運転される。   When the determination in step S36 is YES, the process proceeds to step S38, where the target rotational speed of the engine 10 is set to 2000 rpm, and the target supercharging pressure corresponding to the required output of the drive motor 40 is set. Also at this time, the injection amounts of hydrogen gas and natural gas are set to substantially the same volume ratio (both are about 50%), and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). In step S38, the engine 10 is steadily operated.

次のステップS39では、NOx吸蔵還元触媒82のNOx吸蔵量が上記所定量以上になったか否かを判定する。このステップS39の判定がNOであるときには、ステップS40に進む。このステップS40では、新たに各種センサからの信号を読み込んで新たにエンジン要求運転の有無を確認して、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S40の判定がNOであるときには、上記ステップS36に戻る。   In the next step S39, it is determined whether or not the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst 82 is equal to or greater than the predetermined amount. If the determination in step S39 is no, the process proceeds to step S40. In this step S40, signals from various sensors are newly read and the presence or absence of the engine request operation is newly confirmed, and it is determined whether or not the operation request for the engine 10 has been lost. If the determination in step S40 is no, the process returns to step S36.

一方、ステップS40の判定がYESであるときには、ステップS41に進んで、エンジン10を停止し、しかる後にリターンする。   On the other hand, when the determination in step S40 is YES, the process proceeds to step S41, the engine 10 is stopped, and then the process returns.

上記ステップS39の判定がYESであるときには、ステップS42に進んで、NOx放出制御を実行し、次のステップS43で、NOx放出開始からNOx放出完了の所定時間t2前までの間に(NOx放出開始から(t1−t2)時間経過するまでの間に)、車両1の所定以上の加速要求があったか否かを判定する。   When the determination in step S39 is YES, the process proceeds to step S42 to execute NOx release control, and in the next step S43, from the start of NOx release to the predetermined time t2 before the completion of NOx release (NOx release start). Until (t1-t2) time elapses), it is determined whether or not the vehicle 1 has been requested to accelerate more than a predetermined value.

上記ステップS43の判定がNOであるときには、ステップS44に進んで、NOx放出が完了したか否か(NOx放出開始からt1時間経過したか否か)を判定する。このステップS44の判定がNOであるときには、当該ステップS44の処理動作を繰り返す一方、ステップS44の判定がYESであるときには、上記ステップS40に進む。   When the determination in step S43 is NO, the process proceeds to step S44 to determine whether or not NOx release has been completed (whether t1 time has elapsed since the start of NOx release). When the determination at step S44 is NO, the processing operation at step S44 is repeated, while when the determination at step S44 is YES, the process proceeds to step S40.

一方、上記ステップS43の判定がYESであるときには、ステップS45に進んで、NOx放出開始から(t1−t2)時間経過したか否かを判定する。このステップS45の判定がNOであるときには、当該ステップS45の処理動作を繰り返す一方、ステップS45の判定がYESであるときには、ステップS46に進んで、上記未燃ガス蓄積制御を実行する。ステップS46の後は、上記ステップS36に戻る。このようにステップS46からステップS36に戻ったときの該ステップS36の判定はNOとなり、ステップS37に進むことになる。   On the other hand, when the determination in step S43 is YES, the process proceeds to step S45, and it is determined whether (t1-t2) time has elapsed since the start of NOx release. If the determination in step S45 is NO, the processing operation in step S45 is repeated. If the determination in step S45 is YES, the process proceeds to step S46, and the unburned gas accumulation control is executed. After step S46, the process returns to step S36. As described above, when the process returns from step S46 to step S36, the determination in step S36 is NO, and the process proceeds to step S37.

したがって、本実施形態では、NOx放出制御によるNOx放出開始からNOx放出完了の所定時間t2前までの間に、車両1の所定以上の加速要求があったときには、NOx放出完了の上記所定時間t2前の時点から、点火を停止した状態で、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比が上記リッチ空燃比(λ=0.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させることにより、排気通路15におけるタービン85bの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行し、この未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比(λ=1.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させて点火を再開させるようにしたので、NOx放出時(無負荷運転時)における車両1の所定以上の加速要求時に、出来る限り早期に高い過給圧が得られるようになる。また、上記未燃ガスの燃焼したガスにより、NOxの放出を完了させることができる。尚、NOx放出制御時に車両1の所定以上の加速要求があっても、NOx放出制御が略完了するまでは、高い過給圧が得られないことになるが、それまでは、バッテリ30の放電電力でもって加速要求に出来る限り対応する。   Therefore, in the present embodiment, when there is an acceleration request for the vehicle 1 more than a predetermined time between the start of NOx release by the NOx release control and the predetermined time t2 before the completion of NOx release, the predetermined time t2 before the completion of NOx release. From the point of time, when the ignition is stopped, the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B provide hydrogen so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 becomes the rich air-fuel ratio (λ = 0.9). By injecting the gas and the natural gas, unburned gas accumulation control for accumulating unburned gas on the upstream side of the turbine 85b in the exhaust passage 15 is executed, and after executing the unburned gas accumulation control, Hydrogen gas and natural gas are respectively injected from the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B so that the combustion air-fuel ratio becomes the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). Since the ignition is restarted, a high supercharging pressure can be obtained as soon as possible when the vehicle 1 is requested to accelerate more than a predetermined value when NOx is released (during no-load operation). Moreover, the release of NOx can be completed by the burned gas of the unburned gas. Note that even if there is a request for acceleration of the vehicle 1 or more during NOx release control, a high boost pressure cannot be obtained until the NOx release control is substantially completed, but until then, the battery 30 is discharged. Respond as much as possible to acceleration demands with electric power.

(実施形態3)
図7は、本発明の実施形態3における、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示し、暖房運転制御中に、車両1の所定以上の加速要求があったときの処理動作を示す。
(Embodiment 3)
FIG. 7 shows processing operations at the time of starting and operation of the engine 10 by the control unit 100 in Embodiment 3 of the present invention, and processing when there is a request for acceleration of the vehicle 1 or more during heating operation control. The operation is shown.

本実施形態では、車両1に暖房装置が設けられている点で上記実施形態1及び2とは異なるが、その他のハード構成は上記実施形態1及び2と同様である。尚、上記実施形態1及び2においても、車両1に暖房装置が設けられて、本実施形態で説明するような、暖房運転制御や、暖房運転制御時に、車両1の所定以上の加速要求があったときの制御を実行するようにしてもよい。   This embodiment is different from the first and second embodiments in that the vehicle 1 is provided with a heating device, but the other hardware configuration is the same as the first and second embodiments. In the first and second embodiments as well, the vehicle 1 is provided with a heating device, and when the heating operation control and the heating operation control as described in the present embodiment are performed, there is a request for acceleration of the vehicle 1 more than a predetermined value. The control at that time may be executed.

また、本実施形態においても、上記実施形態1及び2と同様に、コントロールユニット100は、エンジン10の運転時には、水素ガス及び天然ガスを略同じ体積比率でもってエンジン10の燃焼室内に噴射し、かつ、該燃焼室内の燃焼空燃比を、該エンジン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(λ=1.9)にするべく、水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bを制御する。但し、上記実施形態2と同様に、NOx放出制御時には、上記燃焼室内の燃焼空燃比をリッチ空燃比にする。さらに、本実施形態においても、上記実施形態2と同様に、コントロールユニット100は、NOx吸蔵還元触媒82のNOx吸蔵量が所定量(上記実施形態2(ステップS39)の所定量と同様の値)以上になったとき、NOx放出制御を実行する。   Also in this embodiment, as in Embodiments 1 and 2, the control unit 100 injects hydrogen gas and natural gas into the combustion chamber of the engine 10 at substantially the same volume ratio when the engine 10 is in operation. In addition, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber has a lean air-fuel ratio in which the NOx emission amount from the engine 10 is substantially the same as the NOx emission amount when only natural gas is burned with the combustion air-fuel ratio at its lean limit. In order to make (λ = 1.9), the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B are controlled. However, as in the second embodiment, during the NOx release control, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to a rich air-fuel ratio. Further, also in the present embodiment, as in the second embodiment, the control unit 100 determines that the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst 82 is a predetermined amount (the same value as the predetermined amount in the second embodiment (step S39)). When this is the case, NOx release control is executed.

上記暖房装置は、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である。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操作スイッチ55(図2に示す)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(発電要求時に定常運転する際の負荷の最小値)よりも小さい負荷である軽負荷で運転する暖房運転制御を実行する。すなわち、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。   The heating device is a device that heats the passenger compartment of the vehicle 1 using the cooling water of the engine 10. This heating device may be incorporated as an air conditioner. This heating device includes a heater core that performs heat exchange between the air blown into the passenger compartment and the cooling water, and an operation switch 55 (shown in FIG. 2) that is operated by an occupant of the vehicle 1 to operate the heating device. The operation information of the operation switch 55 is input to the control unit 100. If there is no power generation request and the engine 10 is stopped, and the heating request is made by the operation switch 55, the control unit 100 starts the engine 10 and warms the cooling water of the engine 10. At this time, the control unit 100 executes the heating operation control in which the engine 10 is operated with a light load that is smaller than the predetermined load (the minimum value of the load when performing steady operation when generating power). That is, the cooling water of the engine 10 is warmed by operating the engine 10 while generating power slightly by the generator 20.

コントロールユニット100は、上記暖房運転制御時には、エンジン10を上記軽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上記リーン空燃比(λ=1.9)にする。このとき、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。   During the heating operation control, the control unit 100 sets the engine 10 to the light load operation and sets the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine 10 to the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). At this time, the control unit 100 drives the engine 10 by the generator 20 so as to maintain the rotational speed of the engine 10 at 2000 rpm.

そして、コントロールユニット100は、上記暖房運転制御時(軽負荷運転時)に、車両1の所定以上の加速要求があったときには、該加速要求時からの所定期間、点火を停止した状態で、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比(λ=1.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させることにより、排気通路15におけるタービン85bの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行する。上記実施形態2の未燃ガス蓄積制御と同様に、本実施形態の未燃ガス蓄積制御においても、水素ガス及び天然ガスの噴射量を、略同じ体積比率から変更して、水素ガスの噴射量の体積比率を減少させかつ天然ガスの噴射量の体積比率を増大させる(要求されている加速が大きいほど、天然ガスの噴射量の体積比率を増大させる)。また、上記実施形態2と同様に、コントロールユニット100は、未燃ガス蓄積制御時において、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。   When the vehicle 1 is requested to accelerate more than a predetermined value during the heating operation control (light load operation), the control unit 100 stops the ignition for a predetermined period after the acceleration request. By injecting hydrogen gas and natural gas from the direct injection valves 18A and 18B for hydrogen and CNG so that the combustion air-fuel ratio in the 10 combustion chambers becomes the lean air-fuel ratio (λ = 1.9), exhaust gas Unburned gas accumulation control for accumulating unburned gas on the upstream side of the turbine 85b in the passage 15 is executed. Similar to the unburned gas accumulation control of the second embodiment, in the unburned gas accumulation control of the present embodiment, the injection amount of hydrogen gas and natural gas is changed from substantially the same volume ratio, and the injection amount of hydrogen gas is changed. And increase the volume ratio of the natural gas injection amount (the larger the required acceleration, the higher the volume ratio of the natural gas injection amount). Similarly to the second embodiment, the control unit 100 drives the engine 10 by the generator 20 so as to maintain the rotational speed of the engine 10 at 2000 rpm during unburned gas accumulation control.

上記所定期間は、未燃ガスを排気通路15におけるタービン85bの上流側に、該未燃ガスの燃焼によりタービン85bを勢いよく回転させることが可能な量だけ蓄積できるような出来る限り短い期間である。   The predetermined period is as short as possible so that the unburned gas can be accumulated upstream of the turbine 85b in the exhaust passage 15 by an amount capable of rotating the turbine 85b vigorously by the combustion of the unburned gas. .

そして、コントロールユニット100は、上記未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比(λ=1.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させて点火を再開させる。この再点火により燃焼室内で燃焼した高温のガスが排気通路15に排気されたときに、その排気ガスにより、排気通路15におけるタービン85bの上流側に蓄積されていた未燃ガスが一気に燃焼する。この結果、暖房運転制御時(軽負荷運転時)における車両1の所定以上の加速要求時に、即座に高い過給圧が得られるようになる。   The control unit 100 then performs the direct injection valve 18A for hydrogen and CNG so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the lean air-fuel ratio (λ = 1.9) after execution of the unburned gas accumulation control. , 18B, hydrogen gas and natural gas are respectively injected to restart ignition. When the high-temperature gas combusted in the combustion chamber by this re-ignition is exhausted into the exhaust passage 15, unburned gas accumulated on the upstream side of the turbine 85 b in the exhaust passage 15 is combusted at once by the exhaust gas. As a result, when the vehicle 1 is requested to accelerate more than a predetermined amount during heating operation control (light load operation), a high supercharging pressure can be obtained immediately.

上記コントローラ100による制御を、具体的に、図7のフローチャートに基づいて説明する。   The control by the controller 100 will be specifically described based on the flowchart of FIG.

ステップS61〜S65では、上記実施形態2のS31〜S35とそれぞれ同様の処理動作を行う。   In steps S61 to S65, processing operations similar to those in S31 to S35 of the second embodiment are performed.

ステップS65の次のステップS66では、発電要求がなくて暖房要求のみがなされているか否かを判定する。このステップS66の判定がYESであるときには、ステップS67に進む一方、ステップS66の判定がNOであるときには、ステップS70に進む。   In step S66 following step S65, it is determined whether there is no power generation request and only a heating request is made. When the determination in step S66 is YES, the process proceeds to step S67, while when the determination in step S66 is NO, the process proceeds to step S70.

上記ステップS67では、上記暖房運転制御を実行し、次のステップS68で、車両1の所定以上の加速要求があるか否かを判定する。このステップS68の判定がNOであるときには、ステップS75に進む一方、ステップS68の判定がYESであるときには、ステップS69に進んで、上記未燃ガス蓄積制御を実行する。ステップS69の後は、ステップS70に進む。   In the step S67, the heating operation control is executed, and in the next step S68, it is determined whether or not there is an acceleration request greater than or equal to a predetermined value for the vehicle 1. When the determination in step S68 is NO, the process proceeds to step S75. On the other hand, when the determination in step S68 is YES, the process proceeds to step S69, and the unburned gas accumulation control is executed. After step S69, the process proceeds to step S70.

上記ステップS70では、駆動モータ40の要求出力が所定値(上記実施形態1(ステップS11)の所定値と同様の値)よりも小さいか否かを判定し、このステップS70の判定がNOであるときには、ステップS71に進んで、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とともに、その駆動モータ40の要求出力に応じた目標過給圧に設定する。このとき、水素ガス及び天然ガスの噴射量は略同じ体積比率(共に約50%)とし、燃焼室内の燃焼空燃比は上記リーン空燃比(λ=1.9)とする。上記ステップS69からステップS70に進んだときの該ステップS70の判定はNOになり、ステップS71に進むことになる。ステップS71の後は、ステップS75に進む。   In step S70, it is determined whether the required output of the drive motor 40 is smaller than a predetermined value (the same value as the predetermined value in the first embodiment (step S11)), and the determination in step S70 is NO. In some cases, the process proceeds to step S71, where the target rotational speed of the engine 10 is set to a higher value as the required output of the drive motor 40 is larger, and is set to a target boost pressure corresponding to the required output of the drive motor 40. At this time, the injection amounts of hydrogen gas and natural gas are set to substantially the same volume ratio (both are about 50%), and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). When the process proceeds from step S69 to step S70, the determination in step S70 is NO, and the process proceeds to step S71. After step S71, the process proceeds to step S75.

上記ステップS70の判定がYESであるときには、ステップS73に進む。このステップS73では、エンジン10の目標回転数を2000rpmとし、駆動モータ40の要求出力に応じた目標過給圧に設定する。このときも、水素ガス及び天然ガスの噴射量は略同じ体積比率(共に約50%)として、燃焼室内の燃焼空燃比は上記リーン空燃比(λ=1.9)とする。このステップS73では、エンジン10は、定常運転される。   When the determination in step S70 is YES, the process proceeds to step S73. In step S73, the target rotational speed of the engine 10 is set to 2000 rpm, and the target boost pressure corresponding to the required output of the drive motor 40 is set. Also at this time, the injection amounts of hydrogen gas and natural gas are set to substantially the same volume ratio (both are about 50%), and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is set to the lean air-fuel ratio (λ = 1.9). In step S73, the engine 10 is steadily operated.

次のステップS74では、NOx吸蔵還元触媒82のNOx吸蔵量が所定量(上記実施形態2(ステップS39)の所定量と同様の値)以上になったか否かを判定する。このステップS74の判定がNOであるときには、ステップS75に進む。このステップS75では、新たに各種センサからの信号を読み込んで新たにエンジン要求運転の有無を確認して、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S75の判定がNOであるときには、上記ステップS66に戻る一方、ステップS75の判定がYESであるときには、ステップS76に進んで、エンジン10を停止し、しかる後にリターンする。   In the next step S74, it is determined whether or not the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst 82 is equal to or greater than a predetermined amount (the same value as the predetermined amount in the second embodiment (step S39)). If the determination in step S74 is no, the process proceeds to step S75. In step S75, signals from various sensors are newly read to check whether or not there is a new engine request operation, and it is determined whether or not there is no operation request for the engine 10. When the determination in step S75 is NO, the process returns to step S66. On the other hand, when the determination in step S75 is YES, the process proceeds to step S76, the engine 10 is stopped, and then the process returns.

上記ステップS74の判定がYESであるときには、ステップS77に進んで、NOx放出制御を実行し、次のステップS78で、NOx放出が完了したか否か(NOx放出開始からt1時間経過したか否か)を判定する。このステップS78の判定がNOであるときには、当該ステップS78の処理動作を繰り返す一方、ステップS78の判定がYESであるときには、上記ステップS75に進む。   When the determination in step S74 is YES, the process proceeds to step S77 to execute NOx release control, and in the next step S78, whether NOx release is completed (whether t1 time has elapsed from the start of NOx release). ). When the determination at step S78 is NO, the processing operation at step S78 is repeated, while when the determination at step S78 is YES, the process proceeds to step S75.

したがって、本実施形態では、暖房運転制御時(軽負荷運転時)に、車両1の所定以上の加速要求があったときには、該加速要求時からの所定期間、点火を停止した状態で、エンジン10の燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比(λ=1.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させることにより、排気通路15におけるタービン85bの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行し、この未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比(λ=1.9)になるように水素用及びCNG用直噴噴射弁18A,18Bより水素ガス及び天然ガスをそれぞれ噴射させて点火を再開させるようにしたので、軽負荷運転時における車両1の所定以上の加速要求時に、出来る限り早期に高い過給圧が得られるようになる。   Therefore, in the present embodiment, when the vehicle 1 is requested to accelerate more than a predetermined value during heating operation control (during light load operation), the engine 10 is kept in a state where ignition is stopped for a predetermined period from the acceleration request time. By injecting hydrogen gas and natural gas from the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B, respectively, so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the lean air-fuel ratio (λ = 1.9), the exhaust passage 15, an unburned gas accumulation control for accumulating unburned gas on the upstream side of the turbine 85 b is executed. After the unburned gas accumulation control is executed, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the lean air-fuel ratio (λ = 1. 9) Since hydrogen gas and natural gas are respectively injected from the hydrogen and CNG direct injection valves 18A and 18B so as to restart ignition, the ignition of the vehicle 1 during light load operation is performed. When the acceleration request exceeds a predetermined value, a high supercharging pressure can be obtained as early as possible.

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。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be substituted without departing from the spirit of the claims.

例えば、上記各実施形態では、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、上記実施形態1においては、エンジン10を、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)とすることも可能である。この場合、例えば、所定車速以下でアイドルストップしたときにおける車両1の所定以上の加速要求時に、上記実施形態1のような未燃ガス蓄積制御を実行してエンジン10を始動するようにすればよい。   For example, in each of the above embodiments, the engine 10 is a power generation engine that is used to generate power by driving the generator 20 in a series hybrid system. However, in the first embodiment, the engine 10 is the same as that of the vehicle 1. It is also possible to use an engine (including a parallel hybrid system engine) that drives the drive wheels 61. In this case, for example, when the vehicle 1 is requested to accelerate more than a predetermined speed when idling is stopped at a predetermined vehicle speed or lower, the unburned gas accumulation control as in the first embodiment may be executed to start the engine 10. .

また、上記各実施形態では、エンジン10をロータリピストンエンジンとしたが、往復動型エンジンとすることも可能である。   In each of the above embodiments, the engine 10 is a rotary piston engine, but it is also possible to use a reciprocating engine.

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。   The above-described embodiments are merely examples, and the scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

本発明は、車両に搭載されかつ第1燃料及び第2燃料をそれぞれ供給可能に構成された多種燃料エンジンの制御装置に有用である。   The present invention is useful for a control device for a multi-fuel engine mounted on a vehicle and configured to be able to supply a first fuel and a second fuel, respectively.

1 車両
10 多種燃料エンジン
14 吸気通路
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)
20 発電機(エンジンを始動するモータ)
82 NOx吸蔵還元触媒
85 排気ターボ過給機
85a コンプレッサ
85b タービン
100 コントロールユニット(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 10 Multifuel engine 14 Intake passage 15 Exhaust passage 18A Hydrogen direct injection valve (1st fuel injection valve)
18B CNG direct injection valve (second fuel injection valve)
20 Generator (motor that starts the engine)
82 NOx storage reduction catalyst 85 Exhaust turbocharger 85a Compressor 85b Turbine 100 Control unit (control means)

Claims (8)

車両に搭載された多種燃料エンジンの制御装置であって、
上記エンジンは、
上記エンジンの燃焼室内に、水素からなる第1燃料を直接噴射する第1の燃料噴射弁と、
上記エンジンの燃焼室内に、上記第1燃料に対して、単位体積当たりの発熱量が高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気体燃料からなる第2燃料を直接噴射する第2の燃料噴射弁と、
上記エンジンの燃焼室内への吸気の過給を行う過給機と、
を有し、
上記第1及び第2の燃料噴射弁の作動を含めて、上記エンジンの作動を制御する制御手段を備え、
上記制御手段は、上記第1及び第2燃料を略同じ体積比率でもって上記エンジンの燃焼室内に噴射し、かつ、該燃焼室内の燃焼空燃比を、該エンジンからのNOx排出量が、上記第2燃料のみをそのリーン限界の燃焼空燃比でもって燃焼させたときのNOx排出量と略同じになる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制御装置。
A control device for a multi-fuel engine mounted on a vehicle,
The above engine
A first fuel injection valve for directly injecting a first fuel made of hydrogen into the combustion chamber of the engine;
In the combustion chamber of the engine, a gaseous fuel having a high calorific value per unit volume with respect to the first fuel, a low NOx emission amount from the engine under the same combustion air-fuel ratio, and a low lean-limit combustion air-fuel ratio A second fuel injection valve for directly injecting a second fuel comprising:
A supercharger for supercharging intake air into the combustion chamber of the engine,
Have
Control means for controlling the operation of the engine including the operation of the first and second fuel injection valves;
The control means injects the first and second fuels into the combustion chamber of the engine at substantially the same volume ratio, and the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is determined based on the NOx emission amount from the engine. The first and second fuel injection valves are controlled so that the lean air-fuel ratio becomes substantially the same as the NOx emission amount when only two fuels are burned with the lean air-fuel ratio. A control device for a multi-fuel engine.
請求項1記載の多種燃料エンジンの制御装置において、
上記エンジンは、シリーズハイブリッドシステムにおいて発電機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り、
上記制御手段は、上記エンジンを、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制御装置。
The control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 1,
The engine is a power generation engine used to drive a generator in a series hybrid system to generate power,
The control means is configured to operate at a medium load or a high load that is a load greater than or equal to a predetermined load and in a predetermined rotation speed region when the engine is in a steady operation at the time of a power generation request. Multi-fuel engine control device.
請求項1又は2記載の多種燃料エンジンの制御装置において、
上記過給機は、上記エンジンの排気通路に配設されたタービンと、該エンジンの吸気通路に配設され、該タービンに連結されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機であり、
上記制御手段は、上記エンジンの停止時において所定条件の成立により該エンジンを始動するときには、該エンジンの始動開始から点火前までの間の所定期間において、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させることにより、上記排気通路における上記タービンの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行し、該未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させて点火を行う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制御装置。
The control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 1 or 2,
The supercharger is an exhaust turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the engine and a compressor disposed in an intake passage of the engine and coupled to the turbine.
When the engine is started due to the establishment of a predetermined condition when the engine is stopped, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is reduced to the lean air during a predetermined period from the start of the engine to before ignition. Unburnt gas accumulation that causes unburned gas to accumulate on the upstream side of the turbine in the exhaust passage by injecting the first and second fuels from the first and second fuel injection valves so that the fuel ratio becomes equal to the fuel ratio. Control, and after execution of the unburned gas accumulation control, the first and second fuels are supplied from the first and second fuel injection valves so that the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber becomes the lean air-fuel ratio. A control device for a multi-fuel engine, characterized in that each of them is configured to inject and ignite.
請求項3記載の多種燃料エンジンの制御装置において、
上記制御手段は、上記所定条件として上記車両の所定以上の加速要求があったときの上記エンジンの始動時に、上記未燃ガス蓄積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制御装置。
The control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 3,
The multi-fuel engine is characterized in that the control means is configured to execute the unburned gas accumulation control when the engine is started when the vehicle is requested to accelerate more than a predetermined value as the predetermined condition. Control device.
請求項3又は4記載の多種燃料エンジンの制御装置において、
上記エンジンを始動するモータを更に備え、
上記制御手段は、更に上記モータを制御するものであって、上記所定条件の成立時における上記エンジンの始動時には、上記モータにより駆動される上記エンジンの回転数を、上記所定条件の非成立時における上記エンジンの始動時に比べて高く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制御装置。
The control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 3 or 4,
A motor for starting the engine;
The control means further controls the motor, and at the time of starting the engine when the predetermined condition is satisfied, the rotational speed of the engine driven by the motor is set when the predetermined condition is not satisfied. A control apparatus for a multi-fuel engine, characterized by being configured to be higher than that at the time of starting the engine.
請求項2記載の多種燃料エンジンの制御装置において、
上記過給機は、上記エンジンの排気通路に配設されたタービンと、該エンジンの吸気通路に配設され、該タービンに連結されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機であり、
上記エンジンは、その排気通路における上記タービンの下流側に配設されかつ該エンジンの排気ガスを浄化するNOx吸蔵還元触媒を更に有し、
上記NOx吸蔵還元触媒は、上記エンジンの排気ガス中の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するものであり、
上記制御手段は、上記NOx吸蔵還元触媒からのNOx放出時には、上記エンジンを無負荷運転にしかつ該エンジンの燃焼室内の燃焼空燃比をリッチ空燃比にするとともに、該NOx放出開始からNOx放出完了の所定時間前までの間に、上記車両の所定以上の加速要求があったときには、NOx放出完了の上記所定時間前の時点から、点火を停止した状態で、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リッチ空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させることにより、上記排気通路における上記タービンの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行し、該未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させて点火を再開させ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制御装置。
The control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 2,
The supercharger is an exhaust turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the engine and a compressor disposed in an intake passage of the engine and coupled to the turbine.
The engine further includes a NOx occlusion reduction catalyst that is disposed downstream of the turbine in the exhaust passage and purifies the exhaust gas of the engine,
The NOx occlusion reduction catalyst occludes NOx in the exhaust gas of the engine in a lean air-fuel ratio atmosphere, and releases the occluded NOx in a rich air-fuel ratio atmosphere,
When the NOx is released from the NOx storage reduction catalyst, the control means sets the engine to no-load operation, sets the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine to a rich air-fuel ratio, and completes NOx release from the start of NOx release. If the vehicle has requested acceleration more than a predetermined time before a predetermined time, the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber is rich when the ignition is stopped from the predetermined time before the completion of NOx release. Unburned gas that accumulates unburned gas on the upstream side of the turbine in the exhaust passage by injecting the first and second fuels from the first and second fuel injection valves so that the air-fuel ratio is obtained. The accumulation control is executed, and after the unburned gas accumulation control is executed, the first and second fuel injection valves adjust the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber to the lean air-fuel ratio. Control device for a multi-fuel engine, characterized in that the serial first and second fuel are arranged to resume the ignition by injection, respectively.
請求項2記載の多種燃料エンジンの制御装置において、
上記過給機は、上記エンジンの排気通路に配設されたタービンと、該エンジンの吸気通路に配設され、該タービンに連結されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機であり、
上記エンジンの冷却水を利用して上記車両の車室内を暖房する暖房装置を更に備え、
上記制御手段は、発電要求がない暖房要求時には、上記エンジンを、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とともに、該軽負荷運転時に、上記車両の所定以上の加速要求があったときには、該加速要求時からの所定期間、点火を停止した状態で、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させることにより、上記排気通路における上記タービンの上流側に未燃ガスを蓄積させる未燃ガス蓄積制御を実行し、該未燃ガス蓄積制御の実行後に、上記燃焼室内の燃焼空燃比が上記リーン空燃比になるように上記第1及び第2の燃料噴射弁より上記第1及び第2燃料をそれぞれ噴射させて点火を再開させ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制御装置。
The control apparatus for a multi-fuel engine according to claim 2,
The supercharger is an exhaust turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the engine and a compressor disposed in an intake passage of the engine and coupled to the turbine.
A heating device for heating the vehicle interior of the vehicle using the cooling water of the engine;
The control means operates the engine at a light load that is a load smaller than the predetermined load at the time of a heating request without a power generation request, and at the time of the light load operation, the vehicle has been requested to accelerate more than a predetermined amount. Sometimes, the first and second fuel injection valves cause the combustion air-fuel ratio in the combustion chamber to become the lean air-fuel ratio in a state where ignition is stopped for a predetermined period after the acceleration request. Two fuels are respectively injected to execute unburned gas accumulation control for accumulating unburned gas upstream of the turbine in the exhaust passage, and after execution of the unburned gas accumulation control, the combustion air in the combustion chamber is The first and second fuel injection valves are respectively injected from the first and second fuel injection valves so that the fuel ratio becomes the lean air-fuel ratio, and the ignition is restarted. The control device of the multi-fuel engine.
請求項3〜7のいずれか1つに記載の多種燃料エンジンの制御装置において、
上記制御手段は、上記未燃ガス蓄積制御の実行時においては、上記第1及び第2燃料の噴射量を、略同じ体積比率から変更して、上記第1燃料の噴射量の体積比率を減少させかつ上記第2燃料の噴射量の体積比率を増大させ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制御装置。
In the control apparatus of the multi-fuel engine as described in any one of Claims 3-7,
The control means reduces the volume ratio of the first fuel injection amount by changing the injection amounts of the first and second fuels from substantially the same volume ratio during execution of the unburned gas accumulation control. And a controller for a multi-fuel engine, characterized in that the volume ratio of the injection amount of the second fuel is increased.
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