JP4600231B2 - デュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用燃料として気体燃料とガソリンとを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置に関する技術分野に属する。

近年、環境問題等の観点から、自動車等の車両用のエンジンとして、デュアルフューエルエンジンの開発が盛んに行われている。このデュアルフューエルエンジンは、例えば特許文献１や特許文献２に示されているように、使用燃料として天然ガス等の気体燃料とガソリンとを切換え可能とするものである。また、気体燃料として水素を用いることも知られている（例えば特許文献３参照）。

上記のようなデュアルフューエルエンジンにおいては、上記特許文献１に開示されているように、エンジン回転数のような車両の運転状態に関連する値を検出し、この検出された運転状態関連値に応じて使用燃料の切換えを実行するようにすることが知られている。すなわち、運転状態関連値が、予め設定した所定値以下の値から該所定値よりも大きい値になったとき、又は所定値よりも大きい値から該所定値以下の値になったときに使用燃料の切換えを実行するようにしている。
特開平５−９８９９４号公報 特開平７−３４９１５号公報 特開２００５−１５５５２８号公報

しかしながら、上記のように予め設定した所定値を閾値として使用燃料を切り換えるようにすると、車両の運転状態によっては、使用燃料の切換えが頻繁に生じて、トルクショックが頻繁に生じてしまう。すなわち、上記特許文献２にも示されているように、使用燃料の切換え時には、燃料性状の違いや制御系の応答遅れ等に起因してトルクショックが発生し、このようなトルクショックは、例えば変速操作時に起こるトルクショック等とは違って、車両の乗員にとって不意に発生するため、そのようなトルクショックが頻繁に生じると、乗員に大きな違和感を与えてしまう。

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、上記のようなデュアルフューエルエンジンを搭載した車両において、該車両の運転状態に関連する値に応じて該エンジンの使用燃料を切り換える場合に、使用燃料の切換えが頻繁に生じるのを防止しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、次の使用燃料の切換えの実行を制限するとともに、使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過したときには、上記切換えの実行の制限を即座に解除するようにした。

具体的には、請求項１の発明では、車両に搭載されかつ使用燃料として気体燃料とガソリンとを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置を対象とする。

そして、上記車両の運転状態に関連する値を検出する運転状態関連値検出手段と、上記運転状態関連値検出手段により検出された運転状態関連値に応じて使用燃料の切換えを実行する使用燃料切換手段と、上記使用燃料切換手段による使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、該使用燃料切換手段による次の使用燃料の切換えの実行を制限する制限手段とを備え、上記制限手段は、上記使用燃料切換手段による使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過したときには、上記切換えの実行の制限を即座に解除するように構成されているものとする。

上記の構成により、使用燃料の切換えが実行されると、該切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、次の切換えの実行が制限される、つまり次の切換えが実行され難くなるか、又は次の切換えの実行が禁止される。この結果、使用燃料の切換えが頻繁に生じることはなくなり、切換えによるトルクショックが頻繁に生じることはない。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記気体燃料を貯蔵する気体燃料タンクと、上記気体燃料タンクと上記気体燃料を上記エンジンの燃焼室へ供給する気体燃料供給手段とを連結する気体燃料供給路と、上記気体燃料供給路に設けられ、上記使用燃料切換手段により制御される制御弁とを備えており、上記使用燃料切換手段は、上記運転状態関連値検出手段により検出された運転状態関連値が、所定値以下の値から該所定値よりも大きい値になったときには、気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えを実行する一方、上記所定値よりも大きい値から該所定値以下の値になったときにはガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えを実行するように構成されており、上記制限手段は、上記使用燃料切換手段による気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間のみ、該使用燃料切換手段による次のガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えの実行を制限するとともに、上記使用燃料切換手段によるガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えの実行後は、該使用燃料切換手段による次の気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えの実行を制限しないように構成されているものとする。

すなわち、制御弁は、通常、気体燃料が気体燃料供給路から漏れるのを防止するために設けられるが、ガソリンから気体燃料へ切り換える際には、その制御弁の応答遅れが生じ、この応答遅れにより大きなトルクショックが生じ易くなる。その上に、使用燃料の切換えが頻繁に生じると、乗員はより一層違和感を感じ易くなる。しかし、この発明では、気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間は、ガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えの実行が制限されるので、トルクショックによる違和感を乗員に出来る限り感じさせないようにすることができる。一方、気体燃料からガソリンに切り換えるのは、高出力や高トルクが要求されたためであるので、次の切換えが気体燃料からガソリンとなる場合には、この切換えを制限しないことで、高出力ないし高トルク要求に対して素早く対応することができるようになる。しかも、気体燃料からガソリンに切り換えられたときには、トルクショックは比較的小さく、大きな問題とはならない。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、上記制限手段は、上記使用燃料切換手段による気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、上記所定値を小さくすることで、該使用燃料切換手段による次のガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えの実行を制限するように構成されているものとする。

このことにより、気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、所定値が小さくなってガソリンから気体燃料への切換えがなされ難くなる。よって、ガソリンから気体燃料への切換えの実行の制限を容易に行うことができる。

請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、上記制限手段は、上記使用燃料切換手段による次の使用燃料の切換えの実行を禁止することで制限するように構成されているものとする。

このことで、使用燃料の切換えが頻繁に生じるのをより確実に防止することができる。

請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１つの発明において、上記気体燃料は水素であり、上記エンジンの吸気通路に該エンジンの排気を還流する排気還流手段を備え、上記排気還流手段は、使用燃料が水素であるときにおける排気還流率を、使用燃料がガソリンであるときよりも高くするように構成されているものとする。

すなわち、気体燃料が水素である場合、水素は着火性がよいために、燃焼室内において水素濃度が或る程度高くなると、水素が点火前に自着火するという現象（この現象をプリイグニッションという）が生じる。この水素のプリイグニッションの発生を抑制するために、使用燃料が水素であるときにおける排気還流率を、使用燃料がガソリンであるときよりも高くする。一方、ガソリンから水素への切換え過渡時には、排気還流率を大きく変更しなければならなくなり、排気還流通路に設けた排気還流弁を駆動するアクチュエータ等の応答遅れが生じ、このため、排気還流率が直ぐには高くならず、その間、水素のプリイグニッションが発生し易くなって、大きなトルクショックが生じ易くなる。その上に、使用燃料の切換えが頻繁に生じると、乗員はより一層違和感を感じ易くなる。しかし、この発明では、使用燃料の切換えが頻繁に生じないようにしているので、トルクショックによる違和感を乗員に出来る限り感じさせないようにすることができる。特に請求項２の構成では、ガソリンから水素へ切り換える際には、水素のプリイグニッションの発生と相俟って、かなり大きなトルクショックが生じ易くなるが、次のガソリンから水素への切換えの実行を制限することで、トルクショックによる違和感を乗員に出来る限り感じさせないようにすることができる。

以上説明したように、本発明のデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置によると、使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、次の使用燃料の切換えの実行を制限するとともに、使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過したときには、上記切換えの実行の制限を即座に解除するようにしたことにより、使用燃料の切換えが頻繁に生じなくなり、トルクショックによる違和感を乗員に出来る限り感じさせないようにすることができる。

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。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置の構成を概略的に示す。図１中、１はロータリーエンジンであり、このロータリーエンジン１は、自動車等の車両に搭載されたものであって、使用燃料として気体燃料（本実施形態では、水素）とガソリンとを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンとされている。

上記ロータリーエンジン１は、トロコイド内周面を有する繭状のロータハウジングとサイドハウジングとにより囲まれてなるロータ収容室（以下、気筒という）１１に概略三角形状のロータ１２が収容されて構成されており、そのロータ１２の外周側に３つの作動室が区画されている。このロータリーエンジン１は、図示は省略するが、２つのロータハウジングを３つのサイドハウジングの間に挟み込むようにして一体化し、その間に形成される２つの気筒１１，１１にそれぞれロータ１２，１２を収容した２ロータタイプのものであり、図１では、その２つの気筒１１，１１を展開した状態で図示している。

上記各ロータ１２は、該ロータ１２外周の３つの頂部にそれぞれ配設されたシール部が各々ロータハウジング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。そして、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を介してエキセントリックシャフト１３から出力される。

上記ロータリーエンジン１の各気筒１１には、それぞれ２つの点火プラグ１４，１４が設けられており、この２つの点火プラグ１４，１４はそれぞれ、ロータハウジングの短軸近傍に配設されている一方、各気筒１１には、後述の水素タンク３１（図２参照）から供給された水素を筒内に直接噴射する２つの水素噴射用のインジェクタ４がそれぞれ設けられており（図１及び図２では各気筒１１に１つのみ示す）、この各インジェクタ４は、気体燃料としての水素をエンジン１の燃焼室（作動室）へ供給する気体燃料供給手段を構成することになる。尚、各気筒１１に設けられた２つのインジェクタ４はそれぞれ、ロータハウジングの長軸近傍に、エキセントリックシャフト１３の軸方向に並んで配置されている。

また、上記各気筒１１には、吸気行程にある作動室に連通するように吸気通路２が連通していると共に、排気行程にある作動室に連通するように排気通路３が連通している。吸気通路２は、上流側では１つであるが、下流側では、２つに分岐してそれぞれ上記各気筒１１の作動室に連通している。また、排気通路３は、上流側では、各気筒１１の作動室にそれぞれ連通して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３の該合流部よりも下流側には、排気を浄化するための排気浄化触媒としての三元触媒２５が配設されている（図２参照）。

上記吸気通路２の分岐部よりも上流側には、ステッピングモータ等のアクチュエータ２１により駆動されて通路２の断面積（弁開度）を調節するスロットル弁２２が配設され、吸気通路２の分岐部よりも下流側には、後述のガソリンタンク４１（図２参照）から供給されるガソリンを吸気通路２（分岐した部分）内に噴射するためのガソリン噴射用のインジェクタ５，５が配設されている。

そして、上記各点火プラグ１４、スロットル弁２２のアクチュエータ２１並びに水素及びガソリン噴射用の各インジェクタ４，５は、パワートレインコントロールモジュール（以下、ＰＣＭという）６によって作動制御されるようになっている。すなわち、各点火プラグ１４は、ロータ１２の回転位置に応じて所定のタイミングで点火される。また、スロットル弁２２のアクチュエータ２１は、後述のアクセル開度センサ５２の出力信号に応じてＰＣＭ６により制御されてスロットル弁２２の開度を調整する。つまり、スロットル弁２２の開度を、該開度を検出するスロットル弁開度センサ（本実施形態では、アクチュエータ２１が兼ねている）の出力値が、アクセル開度センサ５２の出力値に対応して予め決められた値になるように調整する。さらに、水素噴射用のインジェクタ４は、使用燃料が水素である場合に、ロータ１２の回転位置に応じて所定のタイミングで水素を気筒１１内（作動室内）に噴射し、ガソリン噴射用のインジェクタ５は、使用燃料がガソリンである場合に、ロータ１２の回転位置に応じて所定のタイミングでガソリンを吸気通路２内に噴射する。

図２は、上記ロータリーエンジン１に対する吸気系及び排気系並びに燃料供給系の構成を概略的に示す。図２中、３１は、内部に水素を貯蔵する気体燃料タンクとしての水素タンクであり、４１は、内部にガソリンを収容するガソリンタンクである。上記水素タンク３１には、元弁アクチュエータ６１（図１参照）により開閉される元弁３１ａが設けられており、この元弁３１ａと上記各水素噴射用のインジェクタ４とが、気体燃料供給路を構成する水素供給管３２により連結されている。また、上記ガソリンタンク４１と上記各ガソリン噴射用のインジェクタ５とが、ガソリン供給管４２により連結されている。尚、水素タンク３１内の圧力は、本実施形態では、３６ＭＰａとされている。

上記水素タンク３１の元弁３１ａは、使用燃料が水素であるときには開けられる一方、使用燃料がガソリンであるときには閉じられるようになっている。この元弁３１ａが閉じられているときには、水素タンク３１から水素供給管３２への水素供給がなされず、元弁３１ａが開けられているときには、水素タンク３１から水素供給管３２への水素供給がなされる。

また、上記水素供給管３２におけるインジェクタ４近傍には、遮断弁アクチュエータ６２（図１参照）により開閉される遮断弁３３が配設されており、この遮断弁３３も、上記元弁３１ａと同様に、使用燃料が水素であるときには開けられる一方、使用燃料がガソリンであるときには閉じられるようになっている。この遮断弁３３が閉じられているときには、水素供給管３２からインジェクタ４への水素供給がなされず、遮断弁３３が開けられているときには、水素供給管３２からインジェクタ４への水素供給がなされる。上記元弁３１ａ及び遮断弁３３は、使用燃料がガソリンであるときに、水素が水素供給管３２内から漏れるのを防止するためのものである。

さらに、上記水素供給管３２における上記元弁３１ａ近傍には、レギュレータ（減圧弁）３４が設けられており、このレギュレータ３４により、水素を、その圧力を減圧した状態で（本実施形態では、０．６ＭＰａに減圧する）、水素供給管３２を介してインジェクタ４へ供給するようになっている。

図２に示すように（図１では図示を省略している）、上記吸気通路２における上記分岐部よりも上流側の部分と排気通路３における上記合流部よりも下流側の部分とは、ＥＧＲ通路４５によって接続されており、このＥＧＲ通路４５により、吸気通路２に上記エンジン１の排気の一部が還流されるようになっている。このＥＧＲ通路４５には、ＥＧＲ弁４６が配設されている。このＥＧＲ弁４６の開度は、ＥＧＲ弁アクチュエータ４７によって調整されるようになっており、このＥＧＲ弁４６の開度によって、吸気通路２へ還流される排気還流量が決まることになる。上記ＥＧＲ通路４５、ＥＧＲ弁４６及びＥＧＲ弁アクチュエータ４７は、エンジン１の吸気通路２に該エンジン１の排気を還流する排気還流手段を構成する。尚、ＥＧＲ弁４６の開度は、ＥＧＲ弁開度センサ５４（本実施形態では、ＥＧＲ弁アクチュエータ４７が兼ねている）により検出されるようになっている。

上記ＰＣＭ６には、上記各点火プラグ１４、スロットル弁２２のアクチュエータ２１並びに水素及びガソリン噴射用の各インジェクタ４，５の作動制御に必要な信号の他に、図１に示すように、少なくとも、車両の速度を検出する車速センサ５１、該車両の乗員のアクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ５２及び上記ＥＧＲ弁開度センサ５４の各出力信号が入力されるようになっている。

上記ＰＣＭ６は、上記各点火プラグ１４、スロットル弁２２のアクチュエータ２１並びに水素及びガソリン噴射用の各インジェクタ４，５の作動制御に加えて、後に詳細に説明するように、上記車速センサ５１、アクセル開度センサ５２及びＥＧＲ弁開度センサ５４の各出力信号の各出力信号に基づいて、元弁アクチュエータ６１及び遮断弁アクチュエータ６２等を制御して、使用燃料の切換えを実行するとともに、ＥＧＲ弁４６の開度が、使用燃料及び乗員のエンジン１に対する要求トルクに応じた開度（後述の排気還流率に対応する開度）となるようにＥＧＲ弁アクチュエータ４７を制御する。

具体的には、ＰＣＭ６は、車両の運転状態に関連する値（運転状態関連値）としての、乗員のエンジン１に対する要求トルクに応じて使用燃料の切換えを実行する。すなわち、車速センサ５１より検出された車速と、アクセル開度センサ５２により検出されたアクセル開度とに基づいて、ＰＣＭ６に記憶された図３のマップ（以下、マップＡという）から要求トルクを検出する。このことで、車速センサ５１、アクセル開度センサ５２及びＰＣＭ６は、車両の運転状態に関連する値を検出する運転状態関連値検出手段を構成する。

上記マップＡにおいて車速が大きくなるに連れてアクセル開度が小さくなる線（実線及び二点鎖線）は等要求トルク線であり、この等要求トルク線の１つ（実線）が、予め設定された切換閾値（所定値）である。そして、ＰＣＭ６は、上記検出された要求トルクが切換閾値よりも大きい値であるとき（車速及びアクセル開度の座標点が切換閾値に対して右上の領域にあるとき）には、使用燃料をガソリンとし、要求トルクが切換閾値以下の値であるとき（車速及びアクセル開度の座標点が切換閾値を含めて該切換閾値に対して左下の領域にあるとき）には、使用燃料を水素とする。したがって、ＰＣＭ６は、上記検出された要求トルクが切換閾値以下の値から該切換閾値よりも大きい値になったときには、水素からガソリンへの使用燃料の切換えを実行する一方、上記切換閾値よりも大きい値から該切換閾値以下の値になったときにはガソリンから水素への使用燃料の切換えを実行する。但し、ＰＣＭ６は、使用燃料の切換えの実行から所定時間（例えば１分）が経過するまでの間、次の使用燃料の切換えの実行を制限する。本実施形態では、次の使用燃料の切換えの実行を禁止することで制限する。このことで、ＰＣＭ６は、上記運転状態関連値検出手段により検出された運転状態関連値に応じて使用燃料の切換えを実行する使用燃料切換手段を構成するとともに、次の使用燃料の切換えの実行を制限する制限手段を構成することになる。

上記使用燃料の切換えが実行されると、ガソリン噴射用のインジェクタ５によりガソリンが吸気通路２内に噴射されていた場合には、そのガソリン噴射が停止された後、上記元弁３１ａ及び遮断弁３３が開けられて、水素噴射用のインジェクタ４により水素が気筒１１内に噴射され、水素噴射用のインジェクタ４により水素が噴射されていた場合には、その水素噴射が停止された後、元弁３１ａ及び遮断弁３３が閉じられるとともに、ガソリン噴射用のインジェクタ５によりガソリンが噴射されることになる。上記元弁３１ａ及び遮断弁３３は、上記使用燃料切換手段としてのＰＣＭ６により制御される制御弁に相当する。

ここで、図４に示すように、使用燃料がガソリンであるとき（要求トルクが切換閾値よりも大きいとき）には、排気還流率（新気量及び還流排気量を合わせた全吸気量に対する還流排気量の割合；以下、ＥＧＲ率という）を最大３％から要求トルクが大きくなるに連れて０％に漸近させる。一方、使用燃料が水素であるとき（要求トルクが切換閾値以下であるとき）には、ＥＧＲ率を３０％とする。このことで、使用燃料が水素であるときにおけるＥＧＲ率は、使用燃料がガソリンであるときよりも高いことになる。これは、使用燃料が水素であるときには、水素のプリイグニッションが発生し易いので、これを抑制するためである。

ＰＣＭ６は、上記の如く設定されたＥＧＲ率になるように上記ＥＧＲ弁アクチュエータ４７を制御する。すなわち、ＥＧＲ弁４６の開度が、図４のＥＧＲ率に対応する値になるように、ＥＧＲ弁開度センサ５４の出力信号に基づいて、ＥＧＲ弁アクチュエータ４７を制御する。

次に、上記ＰＣＭ６における使用燃料の切換えに関する具体的な処理動作を、図５を参照しながら説明する。

先ず、最初のステップＳ１では、車速センサ５１及びアクセル開度センサ５２の各出力値（車速及びアクセル開度）を入力し、次のステップＳ２で、その車速及びアクセル開度並びにマップＡから検出される要求トルクが、該マップＡの切換閾値以下であるか否かを判定する。このステップＳ２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３に進む一方、ステップＳ２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ６に進む。

上記ステップＳ２の判定がＹＥＳであるときに進むステップＳ３では、現在の使用燃料が水素であるか否かを判定し、このステップＳ３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ４に進んで、水素を継続して使用することにしてリターンする一方、ステップＳ３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ５に進んで、ガソリンから水素への燃料切換えを実行し、しかる後にステップＳ９に進む。

一方、上記ステップＳ２の判定がＮＯであるときに進むステップＳ６では、現在の使用燃料がガソリンであるか否かを判定し、このステップＳ６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ７に進んで、ガソリンを継続して使用することにしてリターンする一方、ステップＳ６の判定がＮＯであるときには、ステップＳ８に進んで、水素からガソリンへの燃料切換えを実行し、しかる後にステップＳ９に進む。

上記ステップＳ５及びＳ８の後に進むステップＳ９では、次の使用燃料の切換えを禁止し、次のステップＳ１０で、その切換え禁止から所定時間が経過したか否かを判定する。このステップＳ１０の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１０の処理を繰り返し、ステップＳ１０の判定がＹＥＳになると、ステップＳ１１に進んで、切換え禁止を解除してリターンする。

上記ＰＣＭ６の処理動作により、要求トルクが切換閾値以下の値から該切換閾値よりも大きい値になったときには、使用燃料が水素からガソリンへ切り換えられ、切換閾値よりも大きい値から該切換閾値以下の値になったときにはガソリンから水素へ切り換えられる。そして、使用燃料が切り換えられてから所定時間が経過するまでの間は、要求トルクの値に関わらず、次の使用燃料の切換えは行われない。

したがって、本実施形態では、使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、次の使用燃料の切換えの実行を禁止するようにしたので、使用燃料の切換えが頻繁に生じることはなくなり、切換えによるトルクショックが頻繁に生じることはない。この結果、使用燃料が水素であるときにおけるＥＧＲ率を、使用燃料がガソリンであるときよりも高くしていても、乗員はトルクショックによる違和感を感じ難くなる。すなわち、図４のＥＧＲ率から分かるように、使用燃料をガソリンから水素へ切り換えるときには、ＥＧＲ弁４６の開度の変更量は非常に大きく、このため、使用燃料をガソリンから水素へ切り換えると、ＥＧＲ弁アクチュエータ４７の応答遅れが生じ、これにより、ＥＧＲ率が直ぐには高くならず、その間、水素のプリイグニッションが発生し易くなって、大きなトルクショックが生じ易くなる。また、ガソリンから水素へ切り換える際には、元弁アクチュエータ６１及び遮断弁アクチュエータ６２の応答遅れが生じ、この応答遅れによっても大きなトルクショックが生じ易くなる。これらのことに加えて、使用燃料の切換えが頻繁に生じると、乗員はかなり大きな違和感を感じ易くなる。しかし、本実施形態では、上記の如く使用燃料の切換えが頻繁に生じることはなく、特に、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、次のガソリンから水素への切換えを禁止することで、トルクショックによる違和感を乗員に出来る限り感じさせないようにすることができる。

（実施形態２）
本実施形態では、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間のみ、次のガソリンから水素への使用燃料の切換えの実行を制限するようにしたものである。尚、ロータリーエンジン１や、該エンジン１に対する吸気系及び排気系並びに燃料供給系の構成は、上記実施形態１と同様である。

すなわち、本実施形態では、ＰＣＭ６は、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、上記切換閾値を小さくすることで、次のガソリンから水素への使用燃料の切換えの実行を制限して、切換えの実行がなされ難いようにする。具体的には、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間は、上記実施形態１におけるマップＡから図６のマップ（以下、マップＢという）に変更する。このマップＢでは、切換閾値がマップＡよりも小さくなっている。このため、使用燃料が水素からガソリンへ切り換わってから所定時間が経過するまでは、ガソリンから水素へ切り換わり難くなる。

一方、ガソリンから水素に切り換えたときには、次の水素からガソリンへの切換えの実行を制限するようなことはしない。つまり、マップＢに変更しないで、マップＡを継続する。したがって、ＰＣＭ６は、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間のみ、次のガソリンから水素への使用燃料の切換えの実行を制限する。

上記ＰＣＭ６における具体的な処理動作を、図７及び図８を参照しながら説明する。尚、ステップＳ２１〜Ｓ２８は、上記実施形態１における図５のフローチャートのステップＳ１〜Ｓ８とそれぞれ同じであり、ステップＳ２５及びＳ２８の後の処理動作が上記実施形態１とは異なるので、その異なる処理動作を説明する。

すなわち、ステップＳ２５の後はリターンする一方、ステップＳ２８の後は、ステップＳ２９に進んで、燃料切換え用のマップをマップＢに変更し、次のステップＳ３０で、タイマーをセットする。

次のステップＳ３１では、車速センサ５１及びアクセル開度センサ５２の各出力値（車速及びアクセル開度）を入力し、次のステップＳ３２で、その車速及びアクセル開度並びにマップＢから検出される要求トルクが、該マップＢの切換閾値以下であるか否かを判定する。

上記ステップＳ３３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３３に進んで、ガソリンから水素への燃料切換えを実行し、次のステップＳ３４で、燃料切換え用のマップをマップＡに戻し、しかる後にリターンする。

一方、上記ステップＳ３３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３５に進んで、ガソリンを継続して使用することにしてステップＳ３６に進む。そして、このステップＳ３６で、上記タイマーのセットから所定時間が経過したか否かを判定し、このステップＳ３６の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ３１に戻る一方、ステップＳ３６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３７に進んで、燃料切換え用のマップをマップＡに戻し、しかる後にリターンする。

上記ＰＣＭ６の処理動作により、要求トルクがマップＡの切換閾値以下の値から該切換閾値よりも大きい値になったときには、使用燃料が水素からガソリンへ切り換えられ、マップＡの切換閾値よりも大きい値から該切換閾値以下の値になったときにはガソリンから水素へ切り換えられる。

そして、使用燃料がガソリンから水素へ切り換えらたときには、次の水素からガソリンへの切換えは制限されず、該切換えから所定時間以内であっても、要求トルクがマップＡの切換閾値以下の値から該切換閾値よりも大きい値になったときには、水素からガソリンへ切り換えられる。

一方、使用燃料が水素からガソリンへ切り換えらたときには、該切換えから所定時間の間、次のガソリンから水素への切換えが制限され、要求トルクがマップＢの切換閾値よりも大きい値から該切換閾値以下の値にならないと、ガソリンから水素へ切り換えらることはない。これにより、マップＢの切換閾値がマップＡよりも小さいので、ガソリンから水素への切換えが起こり難くなる。そして、上記切換えから所定時間が経過すると、マップＡに戻るので、切換えの制限が解除されることになる。

本実施形態では、上記実施形態１と同様に、ガソリンから水素へ切り換える際には、水素のプリイグニッションが発生し易くかつ元弁アクチュエータ６１及び遮断弁アクチュエータ６２の応答遅れが生じるため、大きなトルクショックが生じ易くなる。その上に、使用燃料の切換えが頻繁に生じると、乗員はかなり大きな違和感を感じ易くなる。しかし、本実施形態では、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間は、ガソリンから水素への使用燃料の切換えの実行が制限されるので、上記実施形態１と同様に、トルクショックによる違和感を乗員に出来る限り感じさせないようにすることができる。

一方、ガソリンから水素へ切り換えられたときには、次の水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行は制限されない。すなわち、水素からガソリンへ切り換えるのは、乗員が高トルクを要求しているためであるので、この切換えを制限しないことで、高トルク要求に対して素早く対応することができるようになる。しかも、水素からガソリンに切り換えられたときには、トルクショックは比較的小さく、大きな問題とはならない。

よって、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間のみ、次のガソリンから水素への使用燃料の切換えの実行を制限することにより、乗員の高トルク要求に対して素早く対応しつつ、トルクショックによる違和感を乗員に出来る限り感じさせないようにすることができる。

尚、上記実施形態２では、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間のみ、次のガソリンから水素への使用燃料の切換えの実行を制限するようにしたが、ガソリンから水素への使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間も、同様にマップＢに変更して、次の水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行を制限するようにしてもよい。

また、水素からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間のみ、次のガソリンから水素への使用燃料の切換えの実行を禁止することで制限するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態１及び２では、車両の運転状態に関連する値として乗員のエンジン１に対する要求トルクを検出するようにしたが、例えばエンジン回転数やエンジン負荷等であってもよい。

さらにまた、上記実施形態１及び２では、使用燃料として水素とガソリンとを切換え可能としたロータリーエンジン１に本発明を適用したが、天然ガス等の気体燃料とガソリンとを切換え可能としたデュアルフューエルエンジン（ロータリーエンジンに限らない）にも本発明を適用することができる。

本発明は、使用燃料として気体燃料とガソリンとを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置に有用である。

本発明の実施形態１に係るデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置を示す概略構成図である。 上記エンジンに対する吸気系及び排気系並びに燃料供給系を示す概略構成図である。 燃料切換え用のマップＡを示す図である。 要求トルクと排気還流率（ＥＧＲ率）との関係を示す図である。 パワートレインコントロールモジュールにおける使用燃料の切換えに関する処理動作を示すフローチャートである。 マップＡに対して切換閾値を小さくしたマップＢを示す図である。 実施形態２においてパワートレインコントロールモジュールにおける使用燃料の切換えに関する処理動作の前半部を示すフローチャートである。 上記使用燃料の切換えに関する処理動作の後半部を示すフローチャートである。

１ ロータリーエンジン（デュアルフューエルエンジン）
４ 水素噴射用のインジェクタ（気体燃料供給手段）
６ パワートレインコントロールモジュール
（運転状態関連値検出手段）（使用燃料切換手段）（制限手段）
３１ 水素タンク（気体燃料タンク）
３１ａ 元弁（制御弁）
３２ 水素供給管（気体燃料供給路）
３３ 遮断弁（制御弁）
４５ ＥＧＲ通路（排気還流手段）
４６ ＥＧＲ弁（排気還流手段）
４７ ＥＧＲ弁アクチュエータ（排気還流手段）
５１ 車速センサ（運転状態関連値検出手段）
５２ アクセル開度センサ（運転状態関連値検出手段）

Claims (5)

1. 車両に搭載されかつ使用燃料として気体燃料とガソリンとを切換え可能としたデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置であって、
   上記車両の運転状態に関連する値を検出する運転状態関連値検出手段と、
   上記運転状態関連値検出手段により検出された運転状態関連値に応じて使用燃料の切換えを実行する使用燃料切換手段と、
   上記使用燃料切換手段による使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、該使用燃料切換手段による次の使用燃料の切換えの実行を制限する制限手段とを備え、
   上記制限手段は、上記使用燃料切換手段による使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過したときには、上記切換えの実行の制限を即座に解除するように構成されていることを特徴とするデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置。
2. 請求項１記載のデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置において、
   上記気体燃料を貯蔵する気体燃料タンクと、
   上記気体燃料タンクと上記気体燃料を上記エンジンの燃焼室へ供給する気体燃料供給手段とを連結する気体燃料供給路と、
   上記気体燃料供給路に設けられ、上記使用燃料切換手段により制御される制御弁とを備えており、
   上記使用燃料切換手段は、上記運転状態関連値検出手段により検出された運転状態関連値が、所定値以下の値から該所定値よりも大きい値になったときには、気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えを実行する一方、上記所定値よりも大きい値から該所定値以下の値になったときにはガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えを実行するように構成されており、
   上記制限手段は、上記使用燃料切換手段による気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間のみ、該使用燃料切換手段による次のガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えの実行を制限するとともに、上記使用燃料切換手段によるガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えの実行後は、該使用燃料切換手段による次の気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えの実行を制限しないように構成されていることを特徴とするデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置。
3. 請求項２記載のデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置において、
   上記制限手段は、上記使用燃料切換手段による気体燃料からガソリンへの使用燃料の切換えの実行から所定時間が経過するまでの間、上記所定値を小さくすることで、該使用燃料切換手段による次のガソリンから気体燃料への使用燃料の切換えの実行を制限するように構成されていることを特徴とするデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置。
4. 請求項１又は２記載のデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置において、
   上記制限手段は、上記使用燃料切換手段による次の使用燃料の切換えの実行を禁止することで制限するように構成されていることを特徴とするデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置において、
   上記気体燃料は水素であり、
   上記エンジンの吸気通路に該エンジンの排気を還流する排気還流手段を備え、
   上記排気還流手段は、使用燃料が水素であるときにおける排気還流率を、使用燃料がガソリンであるときよりも高くするように構成されていることを特徴とするデュアルフューエルエンジンの燃料切換制御装置。

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