特開 2024-118853 バイフューエル車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118853

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】バイフューエル車両

(51)【国際特許分類】

   F02D 19/06 20060101AFI20240826BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

F02D19/06 B

F02D29/02 321A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025405

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩▲崎▼ 桂誠

(72)【発明者】

【氏名】那須田 悠貴

【テーマコード（参考）】

3G092

3G093

【Ｆターム（参考）】

3G092AB02

3G092AB08

3G092AB12

3G092FA24

3G092FA31

3G093BA19

3G093CA01

3G093DA06

3G093DB23

(57)【要約】

【課題】始動性の低い燃料の使用時であっても、発進性を確保でき、アイドルストップの機会を増やすことで燃費を向上させることができるバイフューエル車両を提供すること。
【解決手段】ＥＣＵは、アイドルストップによる内燃機関の自動停止（ステップＳ１）を実施後、アイドルストップ前の使用燃料は第１燃料（ＣＮＧ）か否かを判別する（ステップＳ２）。ＥＣＵは、アイドルストップ前の使用燃料が第１燃料である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、再始動条件の成立（ステップＳ３）を条件に、ドライバに即時発進の意図があるか否かを判別する（ステップＳ４）。ＥＣＵは、ドライバに即時発進の意図がある場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、第１燃料を用いて内燃機関の再始動を行い（ステップＳ５）、ＩＳＧ６による駆動力の補助（アシスト）を行う（ステップＳ６）。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに種別の異なる第１燃料と第２燃料とを切替えて使用する内燃機関と、
走行を補助するアシストトルクを発生する補機と、
所定の自動停止条件が成立した場合に前記内燃機関を自動停止させ、前記内燃機関の自動停止中に所定の再始動条件が成立した場合に前記内燃機関を再始動させる制御部と、を備えるバイフューエル車両であって、
前記第１燃料の使用時の前記内燃機関の再始動性は、前記第２燃料の使用時の前記内燃機関の再始動性より劣り、
前記制御部は、前記再始動条件の成立により前記第１燃料を使用して前記内燃機関を再始動させる場合、ドライバによる車両の即時発進の要求を表す所定の即時発進条件が成立することを条件として前記補機にアシストトルクを発生させることを特徴とするバイフューエル車両。

【請求項2】

前記即時発進条件には、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み換えが所定時間以内に行われることが含まれることを特徴とする請求項１に記載のバイフューエル車両。

【請求項3】

前記即時発進条件には、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み換えが所定時間以内に行われ、かつ、前記アクセルペダルの踏み込み量が所定量以上であることが含まれることを特徴とする請求項１に記載のバイフューエル車両。

【請求項4】

前記第１燃料は圧縮天然ガスであり、前記第２燃料はガソリンであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のバイフューエル車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バイフューエル車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の内燃機関の自動停止制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、始動性の異なる第１燃料と第２燃料とを混合または単独で使用可能な内燃機関において、自動停止要求が設定され、かつ、冷却水温が境界線の冷却水温軸上の値以下であるときには自動停止制御を禁止し、始動性の低いアルコールの混合燃料における割合が大きくなるにつれて境界線を増大するようにした技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－９６０６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、始動性の低い燃料の使用時はアイドルストップが禁止されることが多くなるため燃費が悪化してしまうという問題があった。

【0005】

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、始動性の低い燃料の使用時であっても、発進性を確保でき、アイドルストップの機会を増やすことで燃費を向上させることができるバイフューエル車両を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、互いに種別の異なる第１燃料と第２燃料とを切替えて使用する内燃機関と、走行を補助するアシストトルクを発生する補機と、所定の自動停止条件が成立した場合に前記内燃機関を自動停止させ、前記内燃機関の自動停止中に所定の再始動条件が成立した場合に前記内燃機関を再始動させる制御部と、を備えるバイフューエル車両であって、前記第１燃料の使用時の前記内燃機関の再始動性は、前記第２燃料の使用時の前記内燃機関の再始動性より劣り、前記制御部は、前記再始動条件の成立により前記第１燃料を使用して前記内燃機関を再始動させる場合、ドライバによる車両の即時発進の要求を表す所定の即時発進条件が成立することを条件として前記補機にアシストトルクを発生させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

このように上記の本発明によれば、始動性の低い燃料の使用時であっても、発進性を確保でき、アイドルストップの機会を増やすことで燃費を向上させることができるバイフューエル車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係るバイフューエル車両の構成図である。

【図2】図２は、本発明の一実施例に係るバイフューエル車両のＥＣＵの動作を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の一実施の形態に係るバイフューエル車両は、互いに種別の異なる第１燃料と第２燃料とを切替えて使用する内燃機関と、走行を補助するアシストトルクを発生する補機と、所定の自動停止条件が成立した場合に内燃機関を自動停止させ、内燃機関の自動停止中に所定の再始動条件が成立した場合に内燃機関を再始動させる制御部と、を備えるバイフューエル車両であって、第１燃料の使用時の内燃機関の再始動性は、第２燃料の使用時の内燃機関の再始動性より劣り、制御部は、再始動条件の成立により第１燃料を使用して内燃機関を再始動させる場合、ドライバによる車両の即時発進の要求を表す所定の即時発進条件が成立することを条件として補機にアシストトルクを発生させることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るバイフューエル車両は、始動性の低い燃料の使用時であっても、発進性を確保でき、アイドルストップの機会を増やすことで燃費を向上させることができる。

【実施例0010】

以下、本発明の一実施例に係るバイフューエル車両について図面を用いて説明する。図１、図２は、本発明の一実施例に係るバイフューエル車両を説明する図である。

【0011】

図１に示すように、本発明の一実施例に係るバイフューエル車両１は、駆動源としての内燃機関２（図中、エンジンと記す）と、この内燃機関２から動力が伝達される変速機４と、変速機４から動力が伝達される駆動輪５と、を備えている。内燃機関２と変速機４との間にはクラッチ３が設けられている。

【0012】

また、バイフューエル車両１は、アクセルペダルセンサ１２Ａと、ブレーキペダルセンサ１３Ａと、内燃機関２等を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１と、を含んで構成されている。

【0013】

内燃機関２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に点火を行いバイフューエル車両１の駆動力を発生させる４サイクルのエンジンによって構成されている。

【0014】

バイフューエル車両１は、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）６を備えている。ＩＳＧ６は、内燃機関２を始動する始動装置（スタータ）と発電機（オルタネータ）を１つに統合したものである。ＩＳＧ６は、内燃機関２の動力またはバイフューエル車両１の減速時のエネルギーにより発電する。また、ＩＳＧ６は、図示しないバッテリから供給された電力によりモータトルクを発生し、このモータトルクにより内燃機関２のクランク軸２Ａを回転させる（クランキングする）ことで内燃機関２を始動する。また、ＩＳＧ６は、発生したモータトルク（アシストトルク）によりバイフューエル車両１の走行を補助する。ＩＳＧ６のアシストトルクを用いる走行態様には、巡航状態等の走行、停止状態からの発進時の走行、アシストトルクのみによる走行、アシストトルクをエンジントルクに付与する走行が含まれる。このように、バイフューエル車両１は、ハイブリッド車両の構成を有する。なお、バイフューエル車両１は、走行を補助するアシストトルクを発生する補機として、ＩＳＧ６に代わってモータを備えていてもよく、ＩＳＧ６とともにモータを備えていてもよい。

【0015】

変速機４は、例えば、手動変速機に一般的に用いられる平行軸歯車式の変速機構として構成されている。クラッチ３は、乾式単板の摩擦クラッチとして構成されており、内燃機関２のクランク軸２Ａに連結されたフライホイール３Ａと、変速機４に連結されたクラッチディスク３Ｂとを有している。

【0016】

クラッチ３は、フライホイール３Ａに対してクラッチディスク３Ｂが係合（接続）状態に切替えられた場合に内燃機関２と変速機４との間で動力を伝達し、開放（切断）状態に切替えられた場合に内燃機関２と変速機４との間の動力伝達を遮断する。なお、変速機４は、クラッチ３の代わりにトルクコンバータを備える遊星歯車式または無段変速式の自動変速機であってもよい。

【0017】

このように構成されたバイフューエル車両１において、内燃機関２から出力された回転は、変速機４で成立している変速段に応じた変速比で変速され、図示しないディファレンシャル装置およびドライブシャフトを介して駆動輪５に伝達される。

【0018】

アクセルペダルセンサ１２Ａは、アクセルペダル１２に設けられており、アクセルペダル１２の操作量を検出する。ブレーキペダルセンサ１３Ａは、ブレーキペダル１３に設けられており、ブレーキペダル１３の操作量を検出する。ここで、各ペダルの操作量とは、ドライバによる踏み込み量であり、踏み込み量が大きいほど操作量が大きくなる。なお、ブレーキペダルセンサ１３Ａは、ブレーキペダル１３の踏み込み量に代わって、ブレーキペダル１３に連結されたマスタシリンダの油圧（マスタシリンダ圧力）を検出するようになっていてもよい。

【0019】

内燃機関２は、互いに種別の異なる第１燃料と第２燃料とを切替えて使用可能なバイフューエル型の内燃機関である。第１燃料は、気体燃料のＣＮＧ（Compressed Natural Gas：圧縮天然ガス）である。第２燃料は、液体燃料のガソリンである。なお、内燃機関２は、ＣＮＧおよびガソリンに限らず、燃料特性の異なる複数種類の燃料を切替えて使用可能に構成されていてもよい。

【0020】

バイフューエル車両１は、第１燃料を貯留する第１燃料貯留部８と、第２燃料を貯留する第２燃料貯留部９とを備えている。ＣＮＧである第１燃料は、気体燃料用の図示しないインジェクタによって吸気経路に噴射される。ガソリンである第２燃料は液体燃料用の図示しないインジェクタによって吸気経路または燃焼室に噴射される。

【0021】

バイフューエル車両１は、内燃機関２に供給する燃料を第１燃料または第２燃料に切替える燃料切替装置７と、ドライバが使用燃料の選択操作を行う使用燃料選択スイッチ１８とを備えている。燃料切替装置７は、使用燃料選択スイッチ１８によるドライバの選択操作またはＥＣＵ１１の指令に応じて燃料切替を行う。言い換えれば、燃料切替装置７は、ドライバによる手動操作またはＥＣＵ１１による自動制御によって燃料切替を行う。

【0022】

バイフューエル車両１は、アイドルストップ用センサ３０を備えている。アイドルストップ用センサ３０は、車速を検出する図示しない車速センサ、加速度を検出する図示しないＧセンサ、バッテリ電圧を検出する図示しないバッテリ電圧センサ等からなる。アイドルストップ用センサ３０の検出信号は、内燃機関２の自動停止および再始動の可否の判断に用いられる。

【0023】

バイフューエル車両１は報知部３１を備えている。報知部３１は運転席に設けられており、警告や注意等を含む各種の情報をドライバに報知する。

【0024】

ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されており、制御対象を電気的に制御する。

【0025】

ＥＣＵ１１のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ１１として機能させるためのプログラムが記憶されている。ＥＣＵ１１において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ１１として機能する。

【0026】

ＥＣＵ１１の入力ポートには、内燃機関２と、アクセルペダルセンサ１２Ａ、ブレーキペダルセンサ１３Ａ、アイドルストップ用センサ３０等の各種センサ類と、使用燃料選択スイッチ１８とが電気的に接続されている。

【0027】

ＥＣＵ１１の出力ポートには、内燃機関２と、ＩＳＧ６と、燃料切替装置７等の制御対象が接続されている。ＥＣＵ１１は、入力ポートに入力されたセンサ類等からの検出信号に基づいて、出力ポートに接続された制御対象を制御する。

【0028】

本実施例では、ＥＣＵ１１は、所定の自動停止条件が成立した場合に内燃機関２を自動停止させる。また、ＥＣＵ１１は、内燃機関２の自動停止中に所定の再始動条件が成立した場合に内燃機関２を再始動させる。このように、ＥＣＵ１１は、内燃機関２を自動停止および再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御を実施する。

【0029】

ここで、ＣＮＧである第１燃料は、ガソリンである第２燃料と比較してエミッションを低減できるという特性を有する。そのため、エミッションを低減するためには、内燃機関２の使用燃料として第１燃料を使用することが好ましい。

【0030】

一方、ＣＮＧである第１燃料は、ガソリンである第２燃料と比較して発火点が高いという特性を有する。このため、第１燃料は、第２燃料よりも高い温度でないと発火（燃焼開始）できず、第２燃料を用いる場合よりも内燃機関２の始動性が相対的に劣る。したがって、第１燃料を用いて内燃機関２を始動する場合、始動装置としてのＩＳＧ６による内燃機関２のクランキングを長時間行う必要がある。

【0031】

また、ＣＮＧである第１燃料とガソリンである第２燃料とを切替えて使用する内燃機関２にあっては、第１燃料用の気体燃料インジェクタから燃焼室までの経路が第２燃料用の液体燃料インジェクタから燃焼室までの経路よりも長いため、第１燃料の使用時の内燃機関２の始動に要する時間（始動時間）は、第２燃料の使用時の始動時間より長いという特性がある。

【0032】

このように、第１燃料と第２燃料とでは、燃料特性および燃料供給構造等が異なる。その結果、第１燃料の使用時の内燃機関２の再始動性は、第２燃料の使用時の内燃機関２の再始動性より劣る。ここで、再始動性とは、内燃機関２の再始動のし易さであり、例えば、内燃機関２がクランキングを開始してから自立回転をするまでの経過時間や、内燃機関２のクランキングの開始後のエンジン回転速度またはエンジントルクの上昇度合等により定量化することができる。

【0033】

本実施例では、ＥＣＵ１１は、再始動条件の成立により第１燃料を使用して内燃機関２を再始動させる場合、ドライバによる車両の即時発進の要求を表す所定の即時発進条件が成立することを条件としてＩＳＧ６にアシストトルクを発生させる。

【0034】

即時発進条件には、ブレーキペダル１３からアクセルペダル１２への踏み換えが所定時間以内に行われることが含まれることが好ましい。

【0035】

即時発進条件には、ブレーキペダル１３からアクセルペダル１２への踏み換えが所定時間以内に行われ、かつ、アクセルペダル１２の踏み込み量が所定量以上であることが含まれることが好ましい。

【0036】

また、本実施例のバイフューエル車両１において、第１燃料は圧縮天然ガスであり、第２燃料はガソリンである。

【0037】

なお、ＥＣＵ１１は、アクセルペダル１２の踏み込み量が所定量以上であることにより即時発進条件が成立した場合、アクセルペダル１２の踏み込み量に応じたアシストトルクをＩＳＧ６に発生させるようにしてもよい。これにより、ドライバの意図をより正確に反映した効率的な運転支援が可能になる。

【0038】

また、即時発進条件としては、上記の条件に限らない。例えば、車載カメラ等から前方の信号機の表示を検出し、信号機の表示が赤から緑に変化したことを即時発進条件に含めてもよい。

【0039】

また、ＥＣＵ１１は、再始動性の劣る第１燃料を用いて内燃機関２を再始動させる場合、内燃機関２の再始動が完了するまでの期間、ＩＳＧ６の発生するアシストトルクのみでバイフューエル車両１を発進および走行させるようにしてもよい。また、ＥＣＵ１１は、内燃機関２の再始動の完了直後の期間、不安定な内燃機関２の回転状態をアシストトルクにより補助するようにしてもよい。

【0040】

また、第２燃料の残量低下に起因して第１燃料を自動的に用いて内燃機関２が再始動されることがあるため、ＥＣＵ１１は、即時発進条件の成立によりＩＳＧ６にアシストトルクを発生させた場合に、第２燃料の残量低下の可能性を報知部３１によって報知し、ドライバに注意を促すようにしてもよい。

【0041】

次に、図２に示すフローチャートを参照して、本実施例に係るバイフューエル車両１のＥＣＵ１１の動作の流れについて説明する。図２は、アイドルストップの自動停止条件が成立した場合の動作を示すものである。

【0042】

ＥＣＵ１１は、所定の自動停止条件が成立したことでアイドルストップによる内燃機関２の自動停止を実施する（ステップＳ１）。

【0043】

次いで、ＥＣＵ１１は、アイドルストップ前の使用燃料は第１燃料（ＣＮＧ）か否かを判別する（ステップＳ２）。

【0044】

ＥＣＵ１１は、アイドルストップ前の使用燃料が第１燃料である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、再始動条件の成立（ステップＳ３）を条件に、ドライバに即時発進の意図があるか否かを判別する（ステップＳ４）。

【0045】

ＥＣＵ１１は、ドライバに即時発進の意図がある場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、第１燃料を用いて内燃機関の再始動を行い（ステップＳ５）、ＩＳＧ６による駆動力の補助（アシスト）を行い（ステップＳ６）、今回の動作を終了する。

【0046】

ＥＣＵ１１は、ドライバに即時発進の意図がない場合（ステップＳ４でＮｏ）、第１燃料を用いて内燃機関の再始動を行い（ステップＳ７）、今回の動作を終了する。

【0047】

一方、ＥＣＵ１１は、アイドルストップ前の使用燃料が第１燃料ではなく、第２燃料（ガソリン）である場合（ステップＳ２でＮｏ）、再始動条件の成立後（ステップＳ８）、第２燃料を用いて内燃機関の再始動を行い（ステップＳ９）、今回の動作を終了する。

【0048】

このように、図２のフローチャートでは、所定の自動停止条件が成立すると、燃料の種別を問わずに内燃機関２の自動停止が実施される。そして、始動性の低い第１燃料を使用して内燃機関２の再始動が行われる場合であってドライバに即時発進の意図があるときは、始動性が低いことに起因する発進性の低下を防止するため、ＩＳＧ６のモータトルクによるアシストが実施される。

【0049】

以上のように、本実施例のバイフューエル車両１において、第１燃料の使用時の内燃機関２の再始動性は、第２燃料の使用時の内燃機関２の再始動性より劣り、ＥＣＵ１１は、再始動条件の成立により第１燃料を使用して内燃機関２を再始動させる場合、ドライバによる車両の即時発進の要求を表す所定の即時発進条件が成立することを条件として、ＩＳＧ６にアシストトルクを発生させる。

【0050】

これにより、再始動性の低い第１燃料で再始動する場合に、ＩＳＧ６が発生するアシストトルクにより発進性を確保できる。

【0051】

また、燃料の種別を問わずに内燃機関２の自動停止が実施されるので、再始動性の低い第１燃料の使用時に、自動停止条件の成立による内燃機関２の自動停止（アイドルストップ）の機会を増やすことができ、燃費を向上させることができる。

【0052】

この結果、始動性の低い燃料の使用時であっても、発進性を確保でき、アイドルストップの機会を増やすことで燃費を向上させることができる。

【0053】

また、本実施例のバイフューエル車両１において、即時発進条件には、ブレーキペダル１３からアクセルペダル１２への踏み換えが所定時間以内に行われることが含まれる。

【0054】

これにより、駆動力の速やかな増大が必要な状況において、ブレーキペダル１３からアクセルペダル１２への踏み換えが所定時間以内に行われた場合は、ＩＳＧ６が発生するアシストトルクによりドライバビリティーを向上させることができる。一方、渋滞路における前方車両の低速追従走行等、駆動力の速やかな増大が不要な状況において、ブレーキペダル１３からアクセルペダル１２への踏み換えが所定時間以内に行われなかった場合は、ＩＳＧ６がアシストトルクを発生しないことでエネルギー消費を低減でき、燃費を向上させることができる。

【0055】

また、本実施例のバイフューエル車両１において、即時発進条件には、ブレーキペダル１３からアクセルペダル１２への踏み換えが所定時間以内に行われ、かつ、アクセルペダル１２の踏み込み量が所定量以上であることが含まれる。

【0056】

これにより、信号待ちの停車中からの再発進時等、駆動力の即時確保が特に必要な状況において、ドライバが車両の発進のためにブレーキペダル１３からアクセルペダル１２への踏み換えを所定時間以内に素早く行い、かつ、アクセルペダル１２を所定量以上で大きく踏み込んだ場合、ＩＳＧ６のアシストトルクによって円滑な発進が可能となる。

【0057】

また、本実施例のバイフューエル車両１において、第１燃料は圧縮天然ガスであり、第２燃料はガソリンである。

【0058】

これにより、ガソリンよりも再始動性に劣るＣＮＧ（圧縮天然ガス）を使用して内燃機関２を再始動させる場合に、発進性を確保でき、アイドルストップの機会を増やすことで燃費を向上させることができる。

【0059】

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0060】

１ バイフューエル車両
２ 内燃機関
６ ＩＳＧ（補機）
１１ ＥＣＵ（制御部）
１２ アクセルペダル
１３ ブレーキペダル

【図1】

【図2】