JP2008133756A - Control device for vehicle provided with dual-fuel engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly activate a catalyst while taking into consideration exhaust emission in a vehicle provided with a dual-fuel engine. <P>SOLUTION: The control device for the vehicle provided with the dual-fuel engine having a plurality of cylinders and usable with a gasoline and hydrogen has a fuel feeding means for feeding at least one of hydrogen or gasoline into the respective cylinders; a fuel burning means for burning the fuel in the respective cylinders; the catalyst provided on an exhaust passage merged/passed with the exhaust gas from the respective cylinders and cleaning the merged exhaust gas; an activation state detection means for detecting whether or not the catalyst is in the activated state; and a catalyst activation means for making the catalyst in the activated state by burning heat generated by burning of the hydrogen by the heat of the exhaust gas by merging the exhaust gas generated by burning of the gasoline and the hydrogen in the exhaust passage by only burning the gasoline by feeding the hydrogen to the remaining cylinders while feeding the gasoline to a part of the plurality of cylinders when the catalyst is in the inactivated state. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料として2種類の燃料を使用可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置に関し、排気エミッションの向上を図る燃焼機関の技術分野に属する。   The present invention relates to a control apparatus for a vehicle including a dual fuel engine that can use two types of fuel as fuel, and belongs to the technical field of a combustion engine for improving exhaust emission.

一般に、地球環境保護の観点からガソリンなどの液体燃料と水素などの気体燃料とを切り替えて使用することが可能なデュアルフューエルエンジンを備えた車両が知られている。このデュアルフューエルエンジンは、気体燃料が燃焼して発生する排気ガスに含まれる有害物質の量が液体燃料が燃焼して発生する排気ガスに含まれる有害物質の量に比べて少ないこととともに、気体燃料が未燃状態で大気に排出されても液体燃料が未燃状態で大気に排出される場合に比べて環境に与える影響が少ないことを前提にしている。   In general, a vehicle including a dual fuel engine that can be used by switching between a liquid fuel such as gasoline and a gaseous fuel such as hydrogen from the viewpoint of protecting the global environment is known. In this dual fuel engine, the amount of harmful substances contained in the exhaust gas generated by burning gaseous fuel is smaller than the amount of harmful substances contained in the exhaust gas generated by burning liquid fuel. It is assumed that even if the fuel is discharged into the atmosphere in an unburned state, the liquid fuel is less affected by the environment than when it is discharged into the atmosphere in an unburned state.

このようなデュアルフューエルエンジンを備えた車両に関して、例えば、冷間始動時の未燃燃料(気体燃料と液体燃料)の外部への排出を抑制するために、エンジンの排気通路に備えられて未燃燃料を燃焼させるための排気浄化触媒(以下、「触媒」と称する。)が活性状態(未燃燃料を燃焼することができる状態)となるまでは気体燃料を使用し、活性状態となったのちは液体燃料を使用するという技術がある(特許文献1参照。)。   With regard to a vehicle equipped with such a dual fuel engine, for example, in order to suppress discharge of unburned fuel (gaseous fuel and liquid fuel) to the outside during cold start, the unburned fuel is provided in the exhaust passage of the engine. Gas fuel is used until the exhaust purification catalyst for burning the fuel (hereinafter referred to as “catalyst”) is in an active state (a state in which unburned fuel can be burned). Has a technique of using liquid fuel (see Patent Document 1).

特開2000−213394公報JP 2000-213394 A

しかしながら、上述の技術において触媒がエンジンからの排気ガスの熱を用いて活性化されるとともにガソリンと水素を燃料として使用する場合、水素が燃焼して発生した排気ガスの熱を触媒の活性に利用することになる。そのため、触媒の活性化にかかる時間は、ガソリンが燃焼して発生した排気ガスの熱を触媒の活性化に使用する場合に比べて長くなる。これは、水素が燃焼して発生する排気ガスの温度がガソリンが燃焼して発生する排気ガスの温度に比べて低いことによる。   However, in the above-described technology, when the catalyst is activated using the heat of the exhaust gas from the engine and gasoline and hydrogen are used as fuel, the heat of the exhaust gas generated by the combustion of hydrogen is used for the activity of the catalyst. Will do. Therefore, the time required for the activation of the catalyst is longer than that in the case where the heat of the exhaust gas generated by burning gasoline is used for the activation of the catalyst. This is because the temperature of exhaust gas generated by burning hydrogen is lower than the temperature of exhaust gas generated by burning gasoline.

このことを言い換えると、触媒が活性化するまではガソリンを使用できず、例えば、運転者が使用する燃料を選択できるように車両が構成されている場合、触媒が活性化するまではガソリンを燃料として選択できないことになる。   In other words, gasoline cannot be used until the catalyst is activated. For example, when the vehicle is configured so that the driver can select the fuel to be used, the gasoline is not fueled until the catalyst is activated. Will not be selectable.

なお、ガソリンのみを燃料として使用するエンジンと同様に触媒の活性にガソリンが燃焼して発生した排気ガスの熱を利用することにより触媒の活性を迅速に行うことが考えれるが、これは触媒が活性化するまで未燃のガソリンを大気に排出し続けることになり、地球環境保護の観点からガソリンと水素を燃料とするデュアルフューエルエンジンの利点を損なうことになる。   As with an engine that uses only gasoline as fuel, it is conceivable that the catalyst can be activated quickly by utilizing the heat of exhaust gas generated by combustion of gasoline for the activity of the catalyst. Until it is activated, unburned gasoline will continue to be discharged into the atmosphere, which will detract from the advantages of dual fuel engines that use gasoline and hydrogen as fuel from the viewpoint of protecting the global environment.

そこで、本発明は、触媒がエンジンからの排気ガスの熱を用いて活性化されるとともにガソリンと水素を燃料として使用する場合において、未燃のガソリンの大気への排出を抑制しつつ触媒を迅速に活性化することができるデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention enables the catalyst to be activated while suppressing the discharge of unburned gasoline into the atmosphere when the catalyst is activated using the heat of exhaust gas from the engine and gasoline and hydrogen are used as fuel. It is an object of the present invention to provide a vehicle control device including a dual fuel engine that can be activated quickly.

上述の課題を解決するために、本願の請求項1に記載の発明は、複数の気筒を有し、燃料としてガソリンと水素とが使用可能なデュアルフュールエンジンを備えた車両の制御装置であって、各気筒内に水素またはガソリンの少なくとも一方の燃料を供給するための燃料供給手段と、各気筒内の燃料を燃焼するための燃料燃焼手段と、各気筒からの排気ガスが合流して通過する排気通路に備えられて合流した排気ガスを浄化する触媒と、前記触媒が活性状態にあるか否かを検出する活性状態検出手段と、前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出しているとき、前記燃料供給手段に複数の気筒の一部にガソリンを供給させつつ残りの気筒に水素を供給させて前記燃料燃焼手段にガソリンのみ燃焼させることにより、ガソリンが燃焼して発生した排気ガスと水素が排気通路内で合流して該水素が該排気ガスの熱で燃焼されて発生した燃焼熱で前記触媒を活性状態にする触媒活性手段とを有することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present application is a control device for a vehicle including a dual fuel engine having a plurality of cylinders and capable of using gasoline and hydrogen as fuel. The fuel supply means for supplying at least one of hydrogen and gasoline into each cylinder, the fuel combustion means for burning the fuel in each cylinder, and the exhaust gas from each cylinder merge and pass A catalyst provided in the exhaust passage for purifying the combined exhaust gas, an active state detecting means for detecting whether or not the catalyst is in an active state, and the active state detecting means for detecting an inactive state of the catalyst; When the fuel supply means supplies gasoline to a part of the plurality of cylinders, hydrogen is supplied to the remaining cylinders and the fuel combustion means burns only gasoline so that the gasoline burns. Exhaust gas and the hydrogen generated is characterized in that it has a catalytic activity means that the active state of the catalytic combustion heat of the hydrogen is generated is burned by the heat of the exhaust gas merges with the exhaust passage.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、乗員の指示により前記燃料供給手段が全気筒に供給する燃料を変更する燃料変更手段を有し、前記触媒活性手段は、前記活性検知手段が前記触媒の未活性状態を検出しているとき、前記燃料変更手段による燃料変更を禁止することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle control apparatus comprising the dual fuel engine according to the first aspect, wherein the fuel supply means changes the fuel supplied by the fuel supply means to all cylinders in accordance with an instruction from a passenger. And the catalyst activation means prohibits fuel change by the fuel change means when the activity detection means detects an inactive state of the catalyst.

さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、前記触媒活性手段は、前記触媒を活性状態にする間、所定時間経過毎に前記燃料供給手段が各気筒に供給する燃料をガソリンから水素に変更するまたは水素からガソリンに変更することを特徴とする。   Further, according to a third aspect of the present invention, in the control device for a vehicle including the dual fuel engine according to the first or second aspect, the catalyst activating means is configured so that the catalyst activation means is activated every predetermined time while the catalyst is activated. The fuel supply means changes the fuel supplied to each cylinder from gasoline to hydrogen or from hydrogen to gasoline.

さらにまた、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、エンジンの出力シャフトにトルクを供給するモータと、前記モータを制御してトルクのアシスト量を調節するモータ制御手段とを有し、前記モータ制御手段は、前記触媒活性手段が前記触媒を活性状態にする間、水素が供給される気筒の行程に基づいて、トルク量を調節することを特徴とする。   Furthermore, the invention according to claim 4 is a vehicle control device comprising the dual fuel engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor for supplying torque to the output shaft of the engine, Motor control means for adjusting a torque assist amount by controlling a motor, the motor control means based on a stroke of a cylinder to which hydrogen is supplied while the catalyst activation means activates the catalyst. And adjusting the amount of torque.

加えて、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段とを有し、前記触媒活性手段は、前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出するとともに前記蓄電量検出手段が所定量以下の前記バッテリの蓄電量を検出したとき、前記燃料供給手段に全気筒に水素を供給させ、前記燃料燃焼手段に全気筒に供給された水素を燃焼させることを特徴とする。
In addition, according to a fifth aspect of the present invention, in the control device for a vehicle including the dual fuel engine according to the fourth aspect, a battery that supplies electric power to the motor;
A storage amount detection means for detecting a storage amount of the battery, wherein the catalyst activation means detects the inactive state of the catalyst by the activation state detection means and the storage amount detection means has a predetermined amount or less. When the storage amount of the battery is detected, the fuel supply means supplies hydrogen to all cylinders, and the fuel combustion means burns hydrogen supplied to all cylinders.

請求項1に記載の発明によれば、触媒が未活性状態であるとき、デュアルフューエルエンジンの複数の気筒の一部にガソリンが供給されつつ残りの気筒に水素が供給され、ガソリンのみが気筒内で燃焼される。それにより、ガソリンが気筒内で燃焼されて発生した排気ガスと気筒内で燃焼されなかった水素とがそれぞれの気筒から排気通路に排出されてその内部において合流し、合流することにより水素が排気ガスの熱で燃焼し、このときに発生した燃焼熱で触媒が活性化される。その結果、エンジンの全気筒に水素のみを供給して気筒内において燃焼させた場合に比べて迅速に触媒を活性化することができるとともに、エンジンの全気筒にガソリンのみを供給して気筒内において燃焼させた場合に比べて未燃のガソリンが大気に排出される量が小さくなる。また、気筒に比べて触媒に近い排気通路内において燃焼が生じるため、ガソリンと水素が燃焼して発生する熱が効率良く触媒の活性に使用されることになる。すなわち、燃料が燃焼することにより発生した熱量が触媒に到達するまでに減少するという熱量の移動によるロスが抑制される。   According to the first aspect of the invention, when the catalyst is in an inactive state, gasoline is supplied to some of the plurality of cylinders of the dual fuel engine while hydrogen is supplied to the remaining cylinders, and only gasoline is in the cylinders. Burned in. As a result, the exhaust gas generated by burning gasoline in the cylinder and the hydrogen not burned in the cylinder are discharged from the respective cylinders into the exhaust passage, merged in the interior, and merged to form hydrogen. The catalyst is activated by the combustion heat generated at this time. As a result, the catalyst can be activated more quickly than when only hydrogen is supplied to all cylinders of the engine and burned in the cylinder, and only gasoline is supplied to all cylinders of the engine. The amount of unburned gasoline discharged into the atmosphere is smaller than when it is burned. In addition, since combustion occurs in the exhaust passage closer to the catalyst than the cylinder, heat generated by combustion of gasoline and hydrogen is efficiently used for the activity of the catalyst. That is, the loss due to the movement of the amount of heat that the amount of heat generated by the combustion of the fuel decreases before reaching the catalyst is suppressed.

また、請求項2に記載の発明によれば、乗員の指示によりエンジンの全気筒に供給する燃料を変更できる構成であっても、触媒を活性状態にする間(触媒が未活性状態である間)、燃料の変更を禁止することができる。これにより、触媒が未活性状態であるとき、デュアルフューエルエンジンの複数の気筒の一部にガソリンを供給しつつ残りの気筒に水素が供給し、ガソリンのみを気筒内で燃焼させることが確実に行える。すなわち、触媒を活性状態にすることを優先することができる。   According to the second aspect of the present invention, even when the fuel supplied to all the cylinders of the engine can be changed according to an instruction from the occupant, the catalyst is in an active state (while the catalyst is in an inactive state) ) Fuel changes can be prohibited. Thus, when the catalyst is in an inactive state, it is possible to reliably supply hydrogen to some of the plurality of cylinders of the dual fuel engine while supplying hydrogen to the remaining cylinders and burn only gasoline in the cylinders. . That is, priority can be given to bringing the catalyst into an active state.

さらに、請求項3に記載の発明によれば、触媒を活性状態にする間、各気筒において、ガソリンが供給されて燃焼して排気ガスを排気通路に排出することと水素が供給されて燃焼させずに該水素を排気通路に排出することが交互に行われる。これにより、複数の気筒内の温度は略同一になる。   Further, according to the third aspect of the present invention, while the catalyst is activated, in each cylinder, gasoline is supplied and burned to discharge exhaust gas into the exhaust passage and hydrogen is supplied to burn. Instead, the hydrogen is alternately discharged into the exhaust passage. Thereby, the temperature in a some cylinder becomes substantially the same.

さらにまた、請求項4に記載の発明によれば、触媒を活性状態にする間、エンジンに発生する振動(エンジンから発生する騒音)が抑制される。具体的に説明すると、触媒を活性状態にする間、エンジンの出力シャフトには、ガソリンが供給されて燃焼する気筒のピストンによりトルクが供給されるが、水素が供給されて該水素が燃焼されない気筒のピストンからはトルクは供給されない。すなわちエンジンの出力シャフトに断続的にトルクが供給される。そのために出力シャフトの回転がスムーズに行われなくなり、その結果エンジンに振動が生じたり該エンジンから発生する騒音が大きくなることがある。この対処として、モータが水素が供給される気筒の行程に基づいて出力シャフトにトルクを供給することにより、出力シャフトに連続的にトルクが供給されるようにする。   Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention, vibration (noise generated from the engine) generated in the engine is suppressed while the catalyst is activated. Specifically, while the catalyst is in an activated state, torque is supplied to the engine output shaft by a piston of a cylinder that is supplied with gasoline and burns, but is not supplied with hydrogen and does not burn the cylinder. Torque is not supplied from the piston. That is, torque is intermittently supplied to the output shaft of the engine. As a result, the output shaft does not rotate smoothly, and as a result, the engine may vibrate or the noise generated from the engine may increase. As a countermeasure, the torque is continuously supplied to the output shaft by supplying torque to the output shaft based on the stroke of the cylinder to which hydrogen is supplied.

加えて、請求項5に記載の発明によれば、駆動系統にトルクを供給するモータに電力を供給するバッテリの蓄電量が所定量以下である場合、水素を全気筒に供給して各気筒内において燃焼させ、その燃焼熱で触媒を活性状態にする。具体的に説明すると、バッテリの蓄電量が所定量以下である場合、触媒を活性状態にする間にモータがエンジンの出力シャフトにトルクを安定して供給できない。すなわち、エンジンの出力シャフトに断続的にトルクが供給されることによって発生するエンジンの振動を抑制することができない。このエンジンの振動を抑制するために、エンジンの全気筒に水素を供給させて各気筒内において燃焼させることにより、モータから出力シャフトにトルクが供給されなくても、エンジンの出力シャフトに供給されるトルクが連続的になる。また、ガソリンでなく水素を使用して、排気エミッションを考慮している。   In addition, according to the fifth aspect of the present invention, when the storage amount of the battery that supplies electric power to the motor that supplies torque to the drive system is equal to or less than the predetermined amount, hydrogen is supplied to all the cylinders. And the catalyst is activated by the heat of combustion. More specifically, when the amount of electricity stored in the battery is equal to or less than a predetermined amount, the motor cannot stably supply torque to the output shaft of the engine while the catalyst is activated. In other words, it is not possible to suppress engine vibration that occurs when torque is intermittently supplied to the output shaft of the engine. In order to suppress the vibration of the engine, hydrogen is supplied to all cylinders of the engine and burned in each cylinder, so that even if no torque is supplied from the motor to the output shaft, it is supplied to the engine output shaft. Torque is continuous. In addition, exhaust gas emissions are taken into account using hydrogen instead of gasoline.

図1は、本発明の一実施形態に係る車両Wの全体構成を示す図である。この車両Wは、いわゆるシリーズ/パラレルタイプのハイブリッド車両であって、エンジン10と、エンジン12からトルク(駆動力)を供給されて駆動して電力を発生するとともに電力が供給されるとモータとして機能することが可能なジェネレータ(発電機であって特許請求の範囲に記載のモータに対応。)12と、このジェネレータ12で発生された電力を蓄えるバッテリ14と、このバッテリ14及び/又はジェネレータ12から電力の供給を受けてトルクを発生して該トルクを駆動輪16を駆動する駆動系統(シャフトやデファレンシャルなどからなる機構)18に供給する車両Wの動力源としての動力モータ(電動機)20とを有する。   FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a vehicle W according to an embodiment of the present invention. The vehicle W is a so-called series / parallel type hybrid vehicle that is driven by torque (driving force) supplied from the engine 10 and the engine 12 to generate electric power and functions as a motor when electric power is supplied. A generator (corresponding to the motor described in the claims) 12, a battery 14 for storing electric power generated by the generator 12, and the battery 14 and / or the generator 12. A power motor (electric motor) 20 as a power source of the vehicle W that generates torque upon receipt of electric power and supplies the torque to a drive system (mechanism including a shaft and a differential) 18 that drives the drive wheels 16; Have.

また、ジェネレータ12とバッテリ14との間には交流電気を直流電気に変換するためのAC/DCコンバータ22が介設され、バッテリ14とモータ20との間には直流電気を交流電気に変換するためのDC/ACコンバータ24が介設されている。   Further, an AC / DC converter 22 for converting AC electricity into DC electricity is interposed between the generator 12 and the battery 14, and DC electricity is converted into AC electricity between the battery 14 and the motor 20. For this purpose, a DC / AC converter 24 is provided.

エンジン10は、ガソリンと水素を燃料とするデュアルフューエルエンジンであって、エンジン10が発生したトルクをジェネレータ12と駆動系統18に分配するまたは分配せずにいずれかに供給する駆動力分配機構26に駆動連結されている。燃料の水素は燃料タンク28に貯蔵され、ガソリンは燃料タンク30に貯蔵されている。燃料タンク28、30それぞれは、エンジン10内の後述する燃料噴射弁に接続されている。   The engine 10 is a dual fuel engine that uses gasoline and hydrogen as fuel, and the torque generated by the engine 10 is distributed to the generator 12 and the drive system 18 or is supplied to the drive force distribution mechanism 26 that supplies either to the generator 12 and the drive system 18 without distribution. Drive coupled. Fuel hydrogen is stored in the fuel tank 28, and gasoline is stored in the fuel tank 30. Each of the fuel tanks 28 and 30 is connected to a fuel injection valve described later in the engine 10.

図2は、車両Wの制御系と流体の流れ系を示す図である。エンジン10は、ツインロータ式のロータリーエンジンであって、ロータハウジング50a、50bのトロコイド面52a、52bに3点で接し3つの作動室を画成するロータ54a、54bの回転(→で示す)により出力軸としてのエキセントリックシャフト56が回転駆動される。ロータハウジング50a、50b内に接続されている吸気通路58上にスロットル弁60及びガソリン燃料噴射弁62a、62bが配設され、排気通路64上に触媒66が配設されている。水素燃料噴射弁68a、68b及び1対の点火プラグ70a、70bはロータハウジング50a、50bの作動室を臨むように取り付けられている。なお、吸気通路58内及び排気通路64内に示した矢印は吸気や排気等の流体の流れを示す。   FIG. 2 is a diagram showing a control system of the vehicle W and a fluid flow system. The engine 10 is a twin-rotor type rotary engine, which is in contact with the trochoidal surfaces 52a and 52b of the rotor housings 50a and 50b at three points by rotation (indicated by →) of the rotors 54a and 54b that define three working chambers. An eccentric shaft 56 as an output shaft is driven to rotate. A throttle valve 60 and gasoline fuel injection valves 62a and 62b are disposed on the intake passage 58 connected to the rotor housings 50a and 50b, and a catalyst 66 is disposed on the exhaust passage 64. The hydrogen fuel injection valves 68a and 68b and the pair of spark plugs 70a and 70b are attached so as to face the working chambers of the rotor housings 50a and 50b. The arrows shown in the intake passage 58 and the exhaust passage 64 indicate the flow of fluid such as intake and exhaust.

コントロールユニット100は、バッテリ14の蓄電量を検出するためのバッテリ14を出入りする電流を検出する電流センサ102及びバッテリ40の電圧を検出する電圧センサ104それぞれからの信号と、車速センサ106からの信号と、乗員によるアクセルペダル(図示せず)の踏込量を検出するアクセル開度センサ1108からの信号と、運転席前方のインパネ(図示せず)に備えられ、乗員が操作することにより使用燃料としてガソリン又は水素を選択するための燃料切換えスイッチ110からの信号と、排気浄化触媒66の温度を検出する触媒温度センサ(特許請求の範囲に記載の活性状態検出手段に対応)112からの信号と、エンジン回転数センサ114からの信号とが入力されるように構成されている。   The control unit 100 includes a signal from each of a current sensor 102 that detects a current flowing in and out of the battery 14 and a voltage sensor 104 that detects a voltage of the battery 40, and a signal from the vehicle speed sensor 106. And a signal from an accelerator opening sensor 1108 that detects the amount of depression of an accelerator pedal (not shown) by the occupant, and an instrument panel (not shown) in front of the driver's seat. A signal from a fuel changeover switch 110 for selecting gasoline or hydrogen, a signal from a catalyst temperature sensor 112 (corresponding to the active state detecting means described in the claims) 112 for detecting the temperature of the exhaust purification catalyst 66, A signal from the engine speed sensor 114 is input.

また、コントロールユニット100は、ジェネレータ12、動力モータ20、AC/DCコンバータ22、DC/ACコンバータ24、ガソリン燃料噴射弁62aと62b、水素燃料噴射弁68aと68b、及び点火プラグ70aと70b、エキセントリックシャフト56を回転駆動させるスタータ116、スロットル弁60の開度を調節するためのスロットル弁アクチュエータ118それぞれに制御信号を出力するように構成されている。   The control unit 100 includes a generator 12, a power motor 20, an AC / DC converter 22, a DC / AC converter 24, gasoline fuel injection valves 62a and 62b, hydrogen fuel injection valves 68a and 68b, spark plugs 70a and 70b, and an eccentric. Control signals are output to a starter 116 for rotating the shaft 56 and a throttle valve actuator 118 for adjusting the opening of the throttle valve 60, respectively.

このコントロールユニット100の通常時の制御動作、具体的に言えば、触媒66が活性状態であるとき(触媒温度センサ112から所定の温度以上の温度に対応する信号が出力されているとき)の制御を説明する。なお、触媒66が未活性状態であるときの制御動作の内容については後述する。   Control operation of the control unit 100 during normal operation, specifically, control when the catalyst 66 is in an active state (when a signal corresponding to a temperature equal to or higher than a predetermined temperature is output from the catalyst temperature sensor 112). Will be explained. The contents of the control operation when the catalyst 66 is in an inactive state will be described later.

コントロールユニット100は、通常時において、車両Wが始動するまたは低トルクの走行が要求されるとき、エンジン10を停止状態にして動力モータ20を駆動制御し、動力モータ20からのトルクのみで駆動輪16を回転駆動させる。   The control unit 100 controls the drive motor 20 by stopping the engine 10 and driving the power motor 20 only when the vehicle W is started or when low-torque travel is required. 16 is rotated.

また、通常時において、中トルクの走行が要求されるとき、コントロールユニット100は、動力モータ20を停止状態にしてエンジン10を駆動制御するとともに駆動力分配機構26を制御して該エンジン10からトルクを駆動系統18に供給する、すなわちエンジン10からのトルクのみで駆動輪16を回転駆動させる。なお、エンジン10は、燃料切換えスイッチ110からの信号に従い、水素またはガソリンを燃料として駆動される。   Further, in the normal state, when medium torque travel is required, the control unit 100 controls the drive of the engine 10 with the power motor 20 stopped, and controls the driving force distribution mechanism 26 to generate torque from the engine 10. Is supplied to the drive system 18, that is, the drive wheels 16 are rotationally driven only by the torque from the engine 10. The engine 10 is driven using hydrogen or gasoline as fuel in accordance with a signal from the fuel changeover switch 110.

さらに、通常時において、高トルクの走行が要求されるとき、コントロールユニット100は、エンジン10と動力モータ20の両方を駆動制御するとともに駆動力分配機構26を制御して該エンジン10からトルクを駆動系統18に供給する、すなわちエンジン10と動力モータ20の両方からのトルクで駆動輪16を回転駆動させる。なお、エンジン10は、燃料切換えスイッチ110からの信号に従い、水素またはガソリンを燃料として駆動される。   Further, when high torque traveling is required in the normal state, the control unit 100 drives and controls both the engine 10 and the power motor 20 and controls the driving force distribution mechanism 26 to drive torque from the engine 10. The drive wheels 16 are driven to rotate by torque supplied from both the engine 10 and the power motor 20 to the system 18. The engine 10 is driven using hydrogen or gasoline as fuel in accordance with a signal from the fuel changeover switch 110.

さらにまた、通常時においてバッテリ電流センサ102とバッテリ電圧センサ104からの信号に基づいてバッテリ14の蓄電量が所定量以下であることが検出されたとき、コントロールユニット100は、エンジン10を駆動制御するとともに駆動力分配機構26を制御して該エンジン10のトルクをジェネレータ12に供給する、すなわちジェネレータ12にバッテリ14を充電させる。なお、バッテリ14の蓄電量が所定量以下であることが検出されたときが中トルク走行または高トルク走行している間である場合、すなわちエンジン10から駆動系統18にトルクが供給されている場合、コントロールユニット100は、駆動系統18とジェネレータ12の両方に必要なトルクが分配できるように、バッテリ14の蓄電量が十分あって中トルク走行または高トルク走行している場合のトルク以上のトルクをエンジン10が供給できるように制御する。   Furthermore, when it is detected that the charged amount of the battery 14 is equal to or less than a predetermined amount based on the signals from the battery current sensor 102 and the battery voltage sensor 104 at normal time, the control unit 100 controls the drive of the engine 10. At the same time, the driving force distribution mechanism 26 is controlled to supply the torque of the engine 10 to the generator 12, that is, the generator 12 is charged with the battery 14. Note that when it is detected that the amount of power stored in the battery 14 is equal to or less than a predetermined amount is during middle torque traveling or high torque traveling, that is, when torque is being supplied from the engine 10 to the drive system 18. The control unit 100 provides a torque that is equal to or greater than the torque when the battery 14 has a sufficient amount of charge and is traveling at a middle torque or at a high torque so that the necessary torque can be distributed to both the drive system 18 and the generator 12. It controls so that the engine 10 can supply.

ここからは、通常時でない場合、すなわち触媒14が未活性状態である場合の制御動作も含む、エンジン10の始動が要求されて始まり上述の通常時の制御動作に移行するまでのコントロールユニット100の制御動作の流れの一例を、図3に示すフローを参照しつつ説明する。   From here, the control unit 100 starts when the engine 10 is requested to start, and includes the control operation when the catalyst 14 is not activated, that is, when the catalyst 14 is in an inactive state. An example of the flow of the control operation will be described with reference to the flow shown in FIG.

まず、S10においてエンジンの始動が要求される。エンジンの始動要求は、走行中に中トルクまたは高トルクが要求されるとき、またはバッテリ14の蓄電量が所定量以下である場合に実行される。   First, an engine start is requested in S10. The engine start request is executed when a medium torque or a high torque is required during traveling, or when the storage amount of the battery 14 is a predetermined amount or less.

次に、S12においてS10でのエンジンの始動要求に応じてスタータ116
を駆動してエンジン10を始動する。
Next, in step S12, the starter 116 according to the engine start request in step S10.
To start the engine 10.

エンジン10の始動後、S14において、エンジン10の回転数に対応するエンジン回転数センサ114からの信号を読み込む。   After the engine 10 is started, in S14, a signal from the engine speed sensor 114 corresponding to the engine speed is read.

S16では、S14において読み込んだ信号に基づいて、エンジン10の回転数が所定回転数(例えば、600〜700rpm)以上であるか否かが判定される。エンジン10の回転数が所定回転数以上である場合はS18に進む。そうでない場合は、S14に戻る。   In S16, based on the signal read in S14, it is determined whether or not the rotational speed of the engine 10 is equal to or higher than a predetermined rotational speed (for example, 600 to 700 rpm). When the rotational speed of the engine 10 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the process proceeds to S18. Otherwise, the process returns to S14.

S18において、触媒66の温度に対応する触媒温度センサ112からの信号とバッテリ14の蓄電量に対応する、バッテリ電流センサ102とバッテリ電圧センサ104とからの信号とを読み込む。   In S18, a signal from the catalyst temperature sensor 112 corresponding to the temperature of the catalyst 66 and a signal from the battery current sensor 102 and the battery voltage sensor 104 corresponding to the storage amount of the battery 14 are read.

S20では、S18において読み込んだ触媒66の温度に対応する信号に基づいて、触媒66の温度が所定温度(触媒66が活性状態であることを示す温度)以上であるか否かが判定される。触媒66の温度が所定温度以上である場合は、S24に進んで後述する制御Aが実行される。そうでない場合は、S22に進む。   In S20, based on the signal corresponding to the temperature of the catalyst 66 read in S18, it is determined whether or not the temperature of the catalyst 66 is equal to or higher than a predetermined temperature (a temperature indicating that the catalyst 66 is in an active state). When the temperature of the catalyst 66 is equal to or higher than the predetermined temperature, the process proceeds to S24 and a control A described later is executed. Otherwise, the process proceeds to S22.

S22では、S18において読み込んだバッテリ14の蓄電量に対応する信号に基づいて、バッテリ14の蓄電量が所定量(後述するようにジェネレータをモータとして機能させるために必要な量)以上であるか否かが判定される。バッテリ14の蓄電量が所定量以上である場合は、S26に進んで後述する制御Bが実行される。そうでない場合はS28に進み後述する制御Cが実行される。   In S22, based on the signal corresponding to the charged amount of the battery 14 read in S18, whether or not the charged amount of the battery 14 is equal to or greater than a predetermined amount (an amount necessary for causing the generator to function as a motor as will be described later). Is determined. When the amount of power stored in the battery 14 is equal to or greater than the predetermined amount, the process proceeds to S26 and control B described later is executed. Otherwise, the process proceeds to S28 and the control C described later is executed.

制御A、制御B、制御Cの実行が完了すると、S30に進み、上述する通常時の制御動作、すなわち触媒66が活性状態であるときの制御動作が実行される。   When the execution of the control A, the control B, and the control C is completed, the process proceeds to S30, and the above-described normal control operation, that is, the control operation when the catalyst 66 is in the active state is executed.

制御A、制御B、制御Cの内容を、それぞれの制御フローを示す図4、図5、図6を参照しながら説明する。   The contents of the control A, the control B, and the control C will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6 showing respective control flows.

制御Aは、図3に示すように触媒66の温度が所定温度以上であるときに実行される制御である。制御Aにおいては、図4に示すように、まず、乗員によって選択された使用燃料がガソリンであるかまたは水素であるかを燃料切換えスイッチ110からの信号を読み込むことにより確認する(S24−1)。   Control A is control executed when the temperature of the catalyst 66 is equal to or higher than a predetermined temperature as shown in FIG. In the control A, as shown in FIG. 4, first, it is confirmed by reading a signal from the fuel changeover switch 110 whether the fuel used by the occupant is gasoline or hydrogen (S24-1). .

次に、S24−2において、S24−1で確認された燃料を両方のロータリハウジング50a、50b内に供給する。確認された燃料が水素である場合は水素燃料噴射弁68a、68bにより水素が、ガソリンである場合はガソリン燃料噴射弁62a、62bによりガソリンがロータリハウジング50a、50b内に供給される。   Next, in S24-2, the fuel confirmed in S24-1 is supplied into both the rotary housings 50a and 50b. When the confirmed fuel is hydrogen, hydrogen is supplied to the rotary housings 50a and 50b by hydrogen fuel injection valves 68a and 68b, and when the fuel is gasoline, gasoline is supplied by the gasoline fuel injection valves 62a and 62b.

両方のロータハウジング50a、50b内に燃料が供給されると、S24−3において両方の点火プラグ70a、70bにより燃料が点火される。これにより、エンジン10のエキセントリックシャフト56が燃料の燃焼により回転駆動される。   When fuel is supplied into both rotor housings 50a and 50b, the fuel is ignited by both spark plugs 70a and 70b in S24-3. Thereby, the eccentric shaft 56 of the engine 10 is rotationally driven by the combustion of fuel.

燃料によるエンジン10の駆動が始まると、S24−4においてスタータ116が停止される。そして、制御Aが終了し、図3に示すS30に進む。   When driving of the engine 10 with fuel starts, the starter 116 is stopped in S24-4. Then, control A ends, and the process proceeds to S30 shown in FIG.

次に、制御Bについて説明する。   Next, the control B will be described.

制御Bは、バッテリ14の蓄電量が所定量以上であって触媒66が未活性状態であるときに実施される、触媒66を活性するための制御である。   The control B is a control for activating the catalyst 66, which is performed when the charged amount of the battery 14 is equal to or greater than a predetermined amount and the catalyst 66 is in an inactive state.

まず、図5に示すように、S26−1において、ロータハウジング50a、50bのそれぞれに供給する燃料を設定する。一方のロータハウジング内に供給される燃料を水素と設定すると、他方のロータハウジング内に供給される燃料はガソリンに設定される。   First, as shown in FIG. 5, in S26-1, fuel to be supplied to each of the rotor housings 50a and 50b is set. If the fuel supplied into one rotor housing is set to hydrogen, the fuel supplied into the other rotor housing is set to gasoline.

次に、S26−2において、水素が、S26−1で水素用と設定された一方のロータハウジング内に供給される。例えば、ロータハウジング50aが水素用と設定されているとき、水素燃料噴射弁68aが水素をロータハウジング50a内に噴射する。   Next, in S26-2, hydrogen is supplied into one of the rotor housings set for hydrogen in S26-1. For example, when the rotor housing 50a is set for hydrogen, the hydrogen fuel injection valve 68a injects hydrogen into the rotor housing 50a.

続くS26−3においては、ガソリンが、S26−1でガソリン用と設定された他方のロータハウジング内に供給される。例えば、ロータハウジング50bがガソリン用と設定されているとき、ガソリン燃料噴射弁62bがガソリンをロータハウジング50b内に噴射する。   In the subsequent S26-3, gasoline is supplied into the other rotor housing that is set for gasoline in S26-1. For example, when the rotor housing 50b is set for gasoline, the gasoline fuel injection valve 62b injects gasoline into the rotor housing 50b.

他方のロータハウジング内に供給されたガソリンは、S26−4において、他方のロータハウジング内を臨む点火プラグにより点火されて燃焼する。例えば、ロータハウジング50b内に供給された燃料は、点火プラグ70bにより点火されて燃焼する。これにより、エンジン10のエキセントリックシャフト56がガソリンの燃焼により回転駆動される。
In S26-4, the gasoline supplied into the other rotor housing is ignited and burned by a spark plug that faces the other rotor housing. For example, the fuel supplied into the rotor housing 50b is ignited by the spark plug 70b and burned. Thereby, the eccentric shaft 56 of the engine 10 is rotationally driven by the combustion of gasoline.

このように、コントロールユニット100が、一方のロータハウジング内に水素を供給するとともに他方のロータハウジング内にガソリンを供給し、ガソリンのみを燃焼させる理由について説明する。   The reason why the control unit 100 supplies hydrogen into one of the rotor housings and supplies gasoline into the other rotor housing to burn only the gasoline will be described.

理由は、触媒66の温度を上昇させるためである。原理としては、まず水素をロータハウジング50a、50bのいずれか一方の内部に供給し、これを燃焼させずにロータにより該ロータハウジング内から排気通路64に排出させる。それに続き、ガソリンを他方のロータハウジング内に供給し、これをロータハウジング内で燃焼し、ロータによりガソリンが燃焼して発生した排気ガスを該ロータハウジング内から排気通路64に排出される。   The reason is to increase the temperature of the catalyst 66. In principle, hydrogen is first supplied into one of the rotor housings 50a and 50b, and is discharged from the rotor housing to the exhaust passage 64 by the rotor without being combusted. Subsequently, gasoline is supplied into the other rotor housing and burned in the rotor housing, and exhaust gas generated by burning the gasoline by the rotor is discharged from the rotor housing to the exhaust passage 64.

これにより、排気通路64内を触媒66に向かって水素が先行し、続いてガソリン燃焼により発生した排気ガスが水素を追いかけるように触媒66に向かって進行する。水素と排気ガスは図2に示すように、排気通路64の合流部Pで合流する。水素と排気ガスが合流すると、水素が排気ガスの熱により燃焼する。水素が燃焼して発生した燃焼熱は、触媒66に移動し、触媒66の温度を上昇させる。   As a result, hydrogen precedes the exhaust passage 64 toward the catalyst 66, and then the exhaust gas generated by gasoline combustion advances toward the catalyst 66 so as to follow the hydrogen. As shown in FIG. 2, the hydrogen and the exhaust gas join at the joining portion P of the exhaust passage 64. When hydrogen and exhaust gas merge, hydrogen burns with the heat of the exhaust gas. The combustion heat generated by the combustion of hydrogen moves to the catalyst 66 and raises the temperature of the catalyst 66.

すなわち、コントロールユニット100が、特許請求の範囲に記載の触媒活性手段として機能する。   That is, the control unit 100 functions as the catalyst activation means described in the claims.

その効果について説明すると、両方のロータハウジング50a、50b内に水素のみを供給してその内部において該水素を燃焼させた場合に比べて迅速に触媒66を活性化することができる。また、両方のロータハウジング50a、50b内にガソリンのみを供給してその内部に燃焼させた場合に比べて未燃のガソリンが大気に排出される量が小さくなる。さらに、ロータハウジング50a、50b内に比べて触媒66に近い排気通路64内の合流部Pにおいて燃焼が生じるため、ガソリンと水素が燃焼して発生する熱が効率良く触媒66の活性に使用されことになる。すなわち、燃料が燃焼することにより発生した熱量が触媒に到達するまでに減少するという熱量の移動によるロスが抑制される。   Explaining the effect, the catalyst 66 can be activated more quickly than when only hydrogen is supplied into both the rotor housings 50a and 50b and the hydrogen is combusted therein. Further, the amount of unburned gasoline discharged into the atmosphere is smaller than when only gasoline is supplied into both rotor housings 50a and 50b and burned into the rotor housings 50a and 50b. Further, since combustion occurs in the joining portion P in the exhaust passage 64 closer to the catalyst 66 than in the rotor housings 50a and 50b, heat generated by combustion of gasoline and hydrogen is efficiently used for the activation of the catalyst 66. become. That is, the loss due to the movement of the amount of heat that the amount of heat generated by the combustion of the fuel decreases before reaching the catalyst is suppressed.

図5に戻って、燃料によるエンジン10の駆動が始まると、S26−5においてスタータ116が停止される。   Returning to FIG. 5, when driving of the engine 10 with fuel starts, the starter 116 is stopped in S <b> 26-5.

スタータ116が停止すると、S26−6においてタイマーによる時間計測が開始される。   When the starter 116 stops, time measurement by a timer is started in S26-6.

タイマーによる時間計測が開始されると、S26−7において、触媒66の温度に対応する触媒温度センサ112からの信号を読み込む。   When the time measurement by the timer is started, a signal from the catalyst temperature sensor 112 corresponding to the temperature of the catalyst 66 is read in S26-7.

S26−8では、S26−7において読み込んだ触媒66の温度に対応する信号に基づいて、触媒66の温度が所定温度以上であるか否かが判定される。触媒66の温度が所定温度以上である場合は、図3に示すS30に進み、制御Bが終了する。そうでない場合はS26−9に進む。   In S26-8, it is determined whether or not the temperature of the catalyst 66 is equal to or higher than a predetermined temperature based on the signal corresponding to the temperature of the catalyst 66 read in S26-7. When the temperature of the catalyst 66 is equal to or higher than the predetermined temperature, the process proceeds to S30 shown in FIG. Otherwise, the process proceeds to S26-9.

S26−9においては、S26−2と同様に、水素が、水素用と設定された一ロータハウジング50a,50bのいずれか一方の内部に供給される。それとともに、ジェネレータ12をモータとして機能するように制御して該ジェネレータ12からエンジン10のエキセントリックシャフト56にトルクを供給する(トルクアシストを実行する。)。トルクアシストを実行する理由は後述する。   In S26-9, as in S26-2, hydrogen is supplied into one of the one rotor housings 50a and 50b set for hydrogen. At the same time, the generator 12 is controlled to function as a motor, and torque is supplied from the generator 12 to the eccentric shaft 56 of the engine 10 (torque assist is executed). The reason for executing torque assist will be described later.

続くS26−10においては、S26−3と同様に、ガソリンが、ガソリン用と設定された他方のロータハウジング内に供給される。   In subsequent S26-10, as in S26-3, gasoline is supplied into the other rotor housing set for gasoline.

他方のロータハウジング内に供給されたガソリンは、S26−4と同様に、S26−11において他方のロータハウジング内を臨む点火プラグにより点火されて燃焼する。   The gasoline supplied into the other rotor housing is ignited and burned by a spark plug facing the other rotor housing in S26-11, as in S26-4.

ここで、ジェネレータ12をモ−タとして機能させてエンジン10のエキセントリックシャフト56にトルクを供給する理由を図7を参照しながら説明する。   Here, the reason why the generator 12 functions as a motor to supply torque to the eccentric shaft 56 of the engine 10 will be described with reference to FIG.

通常時、言い換えると両方のロータハウジング50a、50b内に燃料(水素またはガソリン)が供給されて両方のロータハウジング50a、50b内において燃料が燃焼された場合、それによりエキセントリックシャフト56に供給されるトルクは、図7(a)に示すように連続的に変化する。すなわち、両方のロータハウジング50a、50b内のローラ54a、54bそれぞれから交互にトルクがエキセントリックシャフト56に供給される。   Normally, in other words, when fuel (hydrogen or gasoline) is supplied into both rotor housings 50a and 50b and the fuel is combusted in both rotor housings 50a and 50b, the torque supplied to the eccentric shaft 56 thereby. Changes continuously as shown in FIG. That is, torque is alternately supplied to the eccentric shaft 56 from the rollers 54a and 54b in both the rotor housings 50a and 50b.

ところが、ロータハウジング50a、50bのいずれか一方に水素を供給するとともに他方にガソリンを供給し、ガソリンのみを燃焼させる制御BのS26−2〜S26−4またはS26−9〜S26−11において、エキセントリックシャフト56に供給されるトルクは、図7(b)に示すように断続的に変化する。これは、水素が燃焼されないために、水素が供給されたロータハウジング内のロータがエキセントリックシャフトにトルクを供給できないために起こる。   However, in S26-2 to S26-4 or S26-9 to S26-11 of control B in which hydrogen is supplied to one of the rotor housings 50a and 50b and gasoline is supplied to the other to burn only gasoline, an eccentric is performed. The torque supplied to the shaft 56 changes intermittently as shown in FIG. This occurs because the rotor in the rotor housing supplied with hydrogen cannot supply torque to the eccentric shaft because the hydrogen is not combusted.

図7(b)に示すように、エキセントリックシャフト56に供給されるトルクが断続的に変化すると、エンジン10に振動が発生することがある。また、振動によりエンジン10から騒音が発生することがある。   As shown in FIG. 7B, when the torque supplied to the eccentric shaft 56 changes intermittently, vibration may occur in the engine 10. Further, noise may be generated from the engine 10 due to vibration.

この対処として、ジェネレータ12をモ−タとして機能させ、ジェネレータ12に図7(c)に示すように補完するようにトルクをエキセントリックシャフト56に断続的に供給させる。すなわち、水素が供給されるロータハウジングの行程(対応するロータの行程)に基づいて、具体的に言えば、水素が供給されるロータハウジング内のロータがあたかもトルクを供給したように、ジェネレータ12にトルクをエキセントリックシャフト56に供給させる。これにより、エキセントエリックシャフト56には連続的にトルクが供給されたことになり、エンジン10の振動やエンジン10からの騒音発生が抑制される。   As a countermeasure, the generator 12 is caused to function as a motor, and the torque is intermittently supplied to the eccentric shaft 56 so as to complement the generator 12 as shown in FIG. That is, based on the stroke of the rotor housing to which hydrogen is supplied (corresponding to the stroke of the corresponding rotor), specifically, the generator 12 is supplied to the generator 12 as if the rotor in the rotor housing to which hydrogen is supplied supplies torque. Torque is supplied to the eccentric shaft 56. As a result, torque is continuously supplied to the eccentric Eric shaft 56, and vibration of the engine 10 and noise generation from the engine 10 are suppressed.

図5に戻って、S26−12では、タイマーが時間計測を始めて所定時間経過したか否かが判定される。所定時間経過した場合はS26−13に進む。そうでない場合はS26−7に進む。   Returning to FIG. 5, in S26-12, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the timer started measuring time. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to S26-13. Otherwise, the process proceeds to S26-7.

S26−13においては、ロータハウジング50a、50bに設定されている燃料が設定変更される。水素用と設定されているロータハウジングはガソリン用と設定変更されるとともに、ガソリン用と設定されているロータハウジングは水素用と設定される。   In S26-13, the fuel set in the rotor housings 50a and 50b is changed. The rotor housing set for hydrogen is changed for gasoline and the rotor housing set for gasoline is set for hydrogen.

所定時間経過したとき(所定時間が経過する毎に)、ロータハウジングに供給する燃料を変更する理由を説明する。   The reason for changing the fuel supplied to the rotor housing when the predetermined time has elapsed (every time the predetermined time has elapsed) will be described.

ロータハウジング50a、50bのいずれか一方にガソリンを供給するとともに他方に水素を供給して該ガソリンを燃焼させることを続けると、ガソリンが供給されるロータハウジング内の温度と水素が供給されるロータハウジング内の温度との差が大きくなっていく。ロータハウジング50a、50b内の温度差が大きくなりその状態が継続されると、エンジン10の寿命が縮む可能性がある。これを防止するために、所定時間経過する毎に、水素用のロータハウジングはガソリン用に、一方、ガソリン用のロータハウジングは水素用に設定変更する。   When gasoline is supplied to one of the rotor housings 50a and 50b and hydrogen is supplied to the other and combustion of the gasoline is continued, the temperature in the rotor housing to which gasoline is supplied and the rotor housing to which hydrogen is supplied The difference with the temperature inside increases. If the temperature difference in the rotor housings 50a and 50b becomes large and the state continues, the life of the engine 10 may be shortened. In order to prevent this, every time a predetermined time elapses, the rotor housing for hydrogen is set for gasoline, while the rotor housing for gasoline is changed for hydrogen.

なお、ロータハウジング50a、50b内それぞれに供給される燃料の設定変更は、図8に示すように行われる。   The setting change of the fuel supplied to each of the rotor housings 50a and 50b is performed as shown in FIG.

図8(a)は、水素用からガソリン用に設定変更されたロータハウジング内のロータがエキセントリックシャフト56に供給するトルクの変化を示し、図8(b)は、ガソリン用から水素用に設定変更されたロータハウジング内のロータがエキセントリックシャフト56に供給するトルクの変化を示している。また、図8(c)は、ロータハウジング50a、50b内それぞれに供給される燃料の設定変更が行われるときにジェネレータ12からエキセントリックシャフト56に供給されるトルクの変化を示している。図中の点線は、仮にロータハウジング内において水素が燃焼された場合、そのときにロータがエキセントリックシャフトに供給するトルクの変化を示している(すなわち、水素の供給タイミングを示している。)。   FIG. 8A shows a change in torque supplied to the eccentric shaft 56 by the rotor in the rotor housing whose setting has been changed from hydrogen to gasoline, and FIG. 8B shows a change in setting from gasoline to hydrogen. The change in torque supplied to the eccentric shaft 56 by the rotor in the rotor housing is shown. FIG. 8C shows a change in torque supplied from the generator 12 to the eccentric shaft 56 when the setting of the fuel supplied into the rotor housings 50a and 50b is changed. The dotted line in the figure indicates a change in torque supplied to the eccentric shaft by the rotor when hydrogen is combusted in the rotor housing (that is, the hydrogen supply timing).

ロータハウジング50a、50b内それぞれに供給される燃料の設定変更は、設定変更後において、ガソリン用から水素用に設定変更されたロータハウジング内から排気通路64に排出される水素が、ガソリン用に設定変更されたロータハウジング内から排気通路64に排出される排気ガス(ガソリンが燃焼して発生したガス)に比べて排気通路64内で先行するように行われる。   In the setting change of the fuel supplied to each of the rotor housings 50a and 50b, the hydrogen discharged into the exhaust passage 64 from the inside of the rotor housing changed from setting for gasoline to hydrogen is set for gasoline after the setting change. This is performed so as to precede the exhaust passage 64 compared to the exhaust gas (gas generated by combustion of gasoline) discharged from the changed rotor housing into the exhaust passage 64.

例を挙げて説明すると、図8(a)と図8(b)に示すように、設定変更後において、水素用に設定変更されたロータハウジングのロータが仮のトルクをエキセントリックシャフト56に供給している設定変更後の最初の期間Aに該ロータハウジング内に供給された水素が、ガソリン用に設定変更されたロータハウジングのロータがトルクをエキセントリックシャフト56に供給している設定変更後の最初の期間Bに該ロータハウジング内に供給されたガソリンが燃焼して発生した排気ガスに対して先行するように燃料の設定変更が行われる。   For example, as shown in FIGS. 8A and 8B, after the setting is changed, the rotor of the rotor housing whose setting is changed for hydrogen supplies temporary torque to the eccentric shaft 56. In the first period A after the setting change, the hydrogen supplied into the rotor housing is changed to the first time after the setting change in which the rotor of the rotor housing changed for gasoline supplies torque to the eccentric shaft 56. In the period B, the fuel setting is changed so as to precede the exhaust gas generated by combustion of gasoline supplied into the rotor housing.

また、設定変更時、ジェネレータ12に、エキセントリック56に供給されるトルクの変化が連続的になるように(図7(a)に示すようなトルク変化になるように)、具体的には、図8(c)に示すように、ガソリン用に設定変更されるロータハウジングのロータが最後に仮のトルクを供給する期間Cと、水素用に設定変更されたロータハウジングのロータが最初に仮のトルクを供給する期間Aとにおいて、エキセントリックシャフト56にトルクを供給させる。   Further, when the setting is changed, the torque supplied to the eccentric 56 is continuously changed to the generator 12 (so that the torque changes as shown in FIG. 7A). As shown in FIG. 8 (c), a period C in which the rotor of the rotor housing whose setting is changed for gasoline is finally supplied with provisional torque, and a rotor of the rotor housing whose setting is changed for hydrogen is used for the first time. The torque is supplied to the eccentric shaft 56 during the period A in which the pressure is supplied.

図5に戻って、ロータハウジング50a、50bに設定された燃料の設定変更が終了した後、S26−14においてタイマーがリセットされる。そして、S26−6に戻る。   Returning to FIG. 5, after the fuel setting change set in the rotor housings 50 a and 50 b is completed, the timer is reset in S <b> 26-14. Then, the process returns to S26-6.

最後に制御Cについて説明する。   Finally, the control C will be described.

制御Cは、バッテリ14の蓄電量が所定量未満であって触媒66が未活性状態であるときに実施される、バッテリ14の電力を使用せずに触媒66を活性するための制御である。   The control C is a control for activating the catalyst 66 without using the electric power of the battery 14, which is performed when the charged amount of the battery 14 is less than a predetermined amount and the catalyst 66 is in an inactive state.

まず、図6に示すように、制御CのS28−1において、水素を両方のロータハウジング50a、50b内に供給する。   First, as shown in FIG. 6, in S28-1 of control C, hydrogen is supplied into both rotor housings 50a and 50b.

次に、S28−2において、両方のロータハウジング50a、50b内の水素を点火プラグ70a、70bの点火により燃焼させる。これにより、エンジン10の燃料による駆動が開始される。   Next, in S28-2, hydrogen in both rotor housings 50a and 50b is burned by ignition of the spark plugs 70a and 70b. Thereby, the drive of the engine 10 by the fuel is started.

燃料によるエンジン10の駆動が開始されると、S28−3においてスタータ116を停止させる。そして、制御Cが終了して、図3に示すS30に進む。   When the driving of the engine 10 with fuel is started, the starter 116 is stopped in S28-3. Then, the control C ends, and the process proceeds to S30 shown in FIG.

この制御Cは、バッテリ14の蓄電量が少ないことにによりジェネレータ12をモータとして機能させることができない、すなわち制御Bにおけるジェネレータ12によるエンジン10のエキセントリックシャフト56にトルクが供給できない場合を考慮したものである。   This control C takes into account the case where the generator 12 cannot function as a motor due to the small amount of power stored in the battery 14, that is, the case where torque cannot be supplied to the eccentric shaft 56 of the engine 10 by the generator 12 in control B. is there.

したがって、制御Cは、ジェネレータ12をモータとして機能させることができないために、制御Bのように一方のロータハウジング内に水素を供給するとともに他方のロータハウジング内にガソリンを供給して該ガソリンを燃焼させるということを実行せず、両方のロータハウジング内に水素を供給させ、両方のハウジング内において水素を燃焼させる。これにより、ロータ54a、54bからエキセントリックシャフト56に交互にトルクが供給され、その結果エンジン10は振動とエンジン10からの騒音が抑制される。   Therefore, the control C cannot cause the generator 12 to function as a motor. Therefore, like the control B, the control C supplies hydrogen into one rotor housing and supplies gasoline into the other rotor housing to burn the gasoline. The hydrogen is supplied into both rotor housings and the hydrogen is combusted in both housings. As a result, torque is alternately supplied from the rotors 54a and 54b to the eccentric shaft 56. As a result, the engine 10 is suppressed from vibration and noise from the engine 10.

なお、制御Cにおいて燃料としてガソリンを使用せず水素を使用する理由は、排気エミッションを考慮したためである。制御Cにおいてガソリンを使用すると触媒66が活性状態になるまでの時間は水素に比べて短くなるが、2つの燃料を使用するデュアルフューエルエンジンの効果である環境保護という利点が損なわれるためである。   The reason for using hydrogen instead of gasoline as the fuel in the control C is that exhaust emission is taken into consideration. When gasoline is used in the control C, the time until the catalyst 66 is activated is shorter than that of hydrogen, but the advantage of environmental protection, which is the effect of the dual fuel engine using two fuels, is impaired.

三つの制御A、制御B、制御Cを説明したが、このうち乗員が選択した燃料を使用する制御は制御Aのみである。制御Bと制御Cは、乗員の指示に従わない制御である。すなわち、制御Bと制御Cが実行される場合、言い換えるならば触媒が未活性状態であるとき、乗員による燃料変更を禁止していることになる。   Three controls A, control B, and control C have been described. Of these, control A is the only control that uses the fuel selected by the occupant. Controls B and C are controls that do not follow the passenger's instructions. That is, when the control B and the control C are executed, in other words, when the catalyst is in an inactive state, the occupant is prohibited from changing the fuel.

以上、上述の一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。   While the present invention has been described with reference to the above-described embodiment, the present invention is not limited to this.

例えば、上述の実施形態のデュアルフューエルエンジンはロータリーエンジンであったが、それに限定されず、例えば4気筒レシプロエンジンであってもよい。   For example, the dual fuel engine of the above-described embodiment is a rotary engine, but is not limited thereto, and may be a four-cylinder reciprocating engine, for example.

デュアルフューエルエンジンが4気筒レシプロエンジンである場合、気筒は上述の実施形態のロータハウジング内に相当し、クランクシャフトはエキセントリックシャフトに相当する。また、コントロールユニットが実行する制御Bの内容が図9に示すように変更される。   When the dual fuel engine is a four-cylinder reciprocating engine, the cylinder corresponds to the rotor housing in the above-described embodiment, and the crankshaft corresponds to the eccentric shaft. Further, the contents of the control B executed by the control unit are changed as shown in FIG.

図9に示すように、スタータを停止させるS126−5以降の内容は図5に示すフローのS26−5以降の内容と同一である。S126−5以前、すなわち燃料によるエンジンの駆動を開始するための制御について説明する。   As shown in FIG. 9, the contents after S126-5 for stopping the starter are the same as the contents after S26-5 in the flow shown in FIG. Control before S126-5, that is, control for starting driving of the engine with fuel will be described.

まず、図9に示すように、S126−1において、4つの気筒それぞれに供給される燃料が設定される。例えば、2つの気筒が水素用に設定され、残りの2つの気筒がガソリン用に設定される。   First, as shown in FIG. 9, in S126-1, fuel to be supplied to each of the four cylinders is set. For example, two cylinders are set for hydrogen and the remaining two cylinders are set for gasoline.

次に、S126−1において各気筒の燃料設定が終了した後、その直後においてスタータにクランクシャフトが回転駆動されることにより圧縮工程中である水素用に設定された気筒に水素燃料を供給する(S126−2)。   Next, after the fuel setting of each cylinder is completed in S126-1, immediately after that, the crankshaft is rotationally driven by the starter to supply hydrogen fuel to the cylinder set for hydrogen in the compression process ( S126-2).

次に、S126−2’において、S126−2で水素燃料が供給された気筒が1工程終了したか否かが確認される。1工程終了したことが確認された場合、S126−3に進む。   Next, in S126-2 ', it is confirmed whether or not the cylinder supplied with hydrogen fuel in S126-2 has completed one step. If it is confirmed that one step is completed, the process proceeds to S126-3.

S126−3では、S126−2’の確認動作が実行された直後において圧縮工程中であるガソリン用に設定された気筒にガソリンを供給する。   In S126-3, gasoline is supplied to the cylinder set for gasoline in the compression process immediately after the confirmation operation in S126-2 'is executed.

続くS126−4において、気筒に供給されたガソリンを対応する点火プラグによる点火して燃焼させる。これにより、燃料によるエンジンの駆動が開始される。   In subsequent S126-4, the gasoline supplied to the cylinder is ignited and burned by the corresponding spark plug. Thereby, the drive of the engine by fuel is started.

また、上述の実施形態においては、スタータによってエンジンをクランキングする構成であるが、スタータを設けずにモータとして機能可能なジェネレータによってエンジンをクランキングする構成であってもよい。   In the above-described embodiment, the engine is cranked by the starter. However, the engine may be cranked by a generator that can function as a motor without providing the starter.

さらに、上述の実施形態においては、車両はシリーズ/パラレルハイブリッド(動力モータからのトルクとエンジンからのトルクの少なくとも一方で駆動輪が回転駆動する駆動方式)であったが、パラレルハイブリッド(動力モータからのトルクまたはエンジンからのトルクのいずれかで駆動輪が回転駆動する方式)であってもよい。また、エンジンによってジェネレータが駆動し、ジェネレータによってバッテリが充電され、バッテリの電力を使用してトルクを駆動輪に供給するモータを有するシリーズハイブリッドであってもよい。本発明に係る車両は、広義にはデュアルフューエルエンジンを搭載する車両であればよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the vehicle is a series / parallel hybrid (a drive system in which driving wheels are driven to rotate at least one of torque from the power motor and torque from the engine). The drive wheel may be driven to rotate by either the torque of the engine or the torque from the engine. Alternatively, a series hybrid having a motor in which a generator is driven by an engine, a battery is charged by the generator, and torque is supplied to driving wheels using electric power of the battery may be used. The vehicle according to the present invention may be a vehicle equipped with a dual fuel engine in a broad sense.

さらにまた、上述の実施形態によれば、触媒を活性状態にする間ジェネレータをモータとして機能させて該ジェネレータからトルクをエンジンの出力シャフトに供給しているが、触媒を活性状態にする間、すなわち複数の気筒(ロータハウジング内)の一部にガソリンを供給しつつ残りの気筒に水素を供給して該ガソリンのみを燃焼させることにより生じるエンジンの振動や騒音が小さい場合(振動や騒音が許容できるレベルである場合)は、ジェネレータをモータとして機能させなくてもよい。   Furthermore, according to the above-described embodiment, the generator is caused to function as a motor while the catalyst is activated, and torque is supplied from the generator to the output shaft of the engine. When the engine vibration and noise generated by supplying gasoline to some of the cylinders (in the rotor housing) and supplying hydrogen to the remaining cylinders and burning only the gasoline is small (vibration and noise are acceptable) Level), the generator need not function as a motor.

加えて、上述の実施形態は、エンジンに使用する2つの燃料を乗員が選択可能な構成であったが、本発明に係る車両の制御装置は、乗員によってエンジンに使用する燃料が選択されることがなくコントロールユニットがそれぞれの燃料残量や走行状態などに基づいて使用する燃料を決定する構成であってもよい。   In addition, in the above-described embodiment, the occupant can select two fuels to be used for the engine. However, in the vehicle control device according to the present invention, the fuel to be used for the engine is selected by the occupant. There may be a configuration in which the control unit determines the fuel to be used based on the remaining amount of fuel or the running state.

本発明の最良の実施の形態に係る車両の全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a vehicle according to a best embodiment of the present invention. 車両の制御システムを示す図である。It is a figure which shows the control system of a vehicle. 車両のコントロールユニットが行う具体的制御動作の一例のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of an example of the concrete control action which the control unit of a vehicle performs. 図3における制御Aのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the control A in FIG. 図3における制御Bのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the control B in FIG. 図3における制御Cのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the control C in FIG. 制御Bにおいて、ジェネレータが実行するトルクアシストを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining torque assist performed by a generator in control B; 制御Bにおいて、各ロータハウジング内に供給される燃料が設定変更されるときの制御を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining control when setting of fuel supplied into each rotor housing is changed in control B; エンジンが4気筒レシプロエンジンである場合の制御Bのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the control B in case an engine is a 4-cylinder reciprocating engine.

Claims (5)

複数の気筒を有し、燃料としてガソリンと水素とが使用可能なデュアルフュールエンジンを備えた車両の制御装置であって、
各気筒内に水素またはガソリンの少なくとも一方の燃料を供給するための燃料供給手段と、
各気筒内の燃料を燃焼するための燃料燃焼手段と、
各気筒からの排気ガスが合流して通過する排気通路に備えられて合流した排気ガスを浄化する触媒と、
前記触媒が活性状態にあるか否かを検出する活性状態検出手段と、
前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出しているとき、前記燃料供給手段に複数の気筒の一部にガソリンを供給させつつ残りの気筒に水素を供給させて前記燃料燃焼手段にガソリンのみ燃焼させることにより、ガソリンが燃焼して発生した排気ガスと水素とが排気通路内で合流して該水素が該排気ガスの熱で燃焼されて発生した燃焼熱で前記触媒を活性状態にする触媒活性手段とを有することを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
A control device for a vehicle having a dual fuel engine having a plurality of cylinders and capable of using gasoline and hydrogen as fuel,
Fuel supply means for supplying at least one of hydrogen or gasoline into each cylinder;
Fuel combustion means for burning the fuel in each cylinder;
A catalyst for purifying exhaust gas that is provided in an exhaust passage through which exhaust gas from each cylinder merges and passes;
Active state detecting means for detecting whether or not the catalyst is in an active state;
When the active state detecting means detects the inactive state of the catalyst, the fuel supplying means supplies the remaining cylinders with hydrogen while supplying the fuel to the fuel cylinders while supplying gasoline to a part of the plurality of cylinders. By burning only gasoline, the exhaust gas generated by burning gasoline and hydrogen merge in the exhaust passage, and the hydrogen is burned by the heat of the exhaust gas to bring the catalyst into an active state. And a catalyst activation unit for controlling the vehicle equipped with a dual fuel engine.
請求項1に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、
乗員の指示により前記燃料供給手段が全気筒に供給する燃料を変更する燃料変更手段を有し、
前記触媒活性手段は、前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出しているとき、前記燃料変更手段による燃料変更を禁止することを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
In the control apparatus of the vehicle provided with the dual fuel engine according to claim 1,
Fuel changing means for changing the fuel supplied to all cylinders by the fuel supply means in accordance with a passenger's instruction;
The control device for a vehicle with a dual fuel engine, wherein the catalyst activation means prohibits fuel change by the fuel change means when the active state detection means detects an inactive state of the catalyst. .
請求項1または2に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、
前記触媒活性手段は、前記触媒を活性状態にする間、所定時間経過毎に前記燃料供給手段が各気筒に供給する燃料をガソリンから水素に変更するまたは水素からガソリンに変更することを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
In the control apparatus of the vehicle provided with the dual fuel engine according to claim 1 or 2,
The catalyst activation means changes the fuel supplied from the fuel supply means to each cylinder from gasoline to hydrogen or changes from hydrogen to gasoline every predetermined time while the catalyst is activated. A vehicle control device equipped with a dual fuel engine.
請求項1〜3のいずれか1つに記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、
エンジンの出力シャフトにトルクを供給するモータと、
前記モータを制御してトルクのアシスト量を調節するモータ制御手段とを有し、
前記モータ制御手段は、前記触媒活性手段が前記触媒を活性状態にする間、水素が供給される気筒の行程に基づいて、トルク量を調節することを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
In the control apparatus of the vehicle provided with the dual fuel engine according to any one of claims 1 to 3,
A motor that supplies torque to the output shaft of the engine;
Motor control means for adjusting the assist amount of torque by controlling the motor,
The motor control means adjusts the amount of torque based on the stroke of a cylinder to which hydrogen is supplied while the catalyst activation means activates the catalyst. A vehicle equipped with a dual fuel engine is provided. Control device.
請求項4に記載のデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置において、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段とを有し、
前記触媒活性手段は、前記活性状態検出手段が前記触媒の未活性状態を検出するとともに前記蓄電量検出手段が所定量以下の前記バッテリの蓄電量を検出したとき、前記燃料供給手段に全気筒に水素を供給させ、前記燃料燃焼手段に全気筒に供給された水素を燃焼させることを特徴とするデュアルフューエルエンジンを備えた車両の制御装置。
In the control apparatus of the vehicle provided with the dual fuel engine according to claim 4,
A battery for supplying power to the motor;
A storage amount detecting means for detecting a storage amount of the battery;
The catalyst activation means is configured such that when the activation state detection means detects an inactive state of the catalyst and the charge amount detection means detects a charge amount of the battery equal to or less than a predetermined amount, A control apparatus for a vehicle having a dual fuel engine, characterized in that hydrogen is supplied and the fuel combustion means burns hydrogen supplied to all cylinders.
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