JPH0610689A

JPH0610689A - 水素エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH0610689A
Application number: JP16608892A
Authority: JP
Inventors: Nagahisa Fujita; 永久藤田; Kosuke Fujii; 浩介藤井
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジン停止時において、アフタバーンを招
くことなく速やかに残存水素ガスを掃気して、水素供給
通路内などに水素ガスが残存していない状態にする。【構成】エンジンの停止直前状態を検出する停止直前
状態検出手段４９ａを設け、これからの出力を受けて、
ＭＨタンク４側の水素遮断弁を閉作動させる水素遮断制
御手段５０と、水素供給通路５の残存水素圧力を検出す
る水素圧力検出手段３１とを設ける。エンジン１側の水
素流量調整弁３２の開度を徐々に増大させる第１開閉制
御手段５２と、上記水素流量調整弁の開度を一時的に急
増させ、かつ、徐々に低減させる第２開閉制御手段５３
とを設ける。そして、残存水素圧力が所定値より高い場
合に第１開閉制御手段を、上記残存水素圧力が上記所定
値より低い場合に第２開閉制御手段を作動させる作動切
換制御手段５１を設ける。さらに、エンジン停止後も、
所定時間、点火手段１８に点火用電流を供給する電源供
給制御手段５４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水素エンジンを停止す
る際、水素供給系に水素ガスを残存させないようにする
ための水素エンジンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、水素エンジンにおいて、燃料と
しての水素は液体状態で水素貯蔵タンク内に貯蔵され、
この水素貯蔵タンクで気化されてガス状態のものが水素
供給系を通してエンジン本体に供給されるようになって
いる。この場合、エンジンの停止時、水素ガスが上記水
素供給系内に残存することになり、この残存水素ガスが
上記エンジンの再始動時に燃焼室に流入する結果、始動
初期に水素濃度が高くなりアフタファイヤの発生するお
それがある。このため、従来より、水素エンジンの再始
動時に、まず上記水素貯蔵タンク側の水素遮断弁を閉じ
たままエンジンを空転させて上記水素供給系や燃焼室内
の残存水素ガスを掃気し、その後上記水素遮断弁を開け
て点火状態にするようにしたものが知られている（例え
ば、特開平２−８６９２３号公報、特開平３−１０５０
２４号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
水素エンジンの制御装置の場合、再始動時に残存水素ガ
スの掃気の処理を行なうようにしているため、その掃気
の際、クランキングによる静電気や排気管への排出時の
静電気などにより燃焼室外でアフタファイヤを起こすこ
とがある。従って、これらの問題を解決するために、エ
ンジン停止後から再始動時までの間、上記水素供給通路
や燃焼室内に水素ガスを残存させないようにする必要が
ある。

【０００４】その手段として、エンジンの停止直前の運
転状態を検出し、その停止直前状態が検出された場合、
上記水素遮断弁を全閉にかつエンジン側の水素供給調整
弁を全開にすることにより、その時点で水素供給系内に
残存している水素ガスをエンジン停止までのエンジンの
慣性により掃気させることが考えられる。

【０００５】しかし、上記エンジン停止直前の水素供給
系内の残存水素圧力が比較的高い場合、残存水素ガスが
急激に燃焼室内に導入されてしまい、空燃比がリッチに
なり過ぎてアフタバーンを招くという問題が生じる。そ
の一方、上記残存水素圧力が比較的低い場合、エンジン
停止までに掃気しきれずに、結局残存してしまうおそれ
がある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、エンジン停止
時において、アフタバーンを招くことなく水素供給系内
の残存水素を速やかに掃気して、水素供給系などを水素
ガスが残存していない状態にすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、図１に示すように、水素貯
蔵タンク４からエンジン１に水素を燃料として供給する
水素供給系５と、上記水素貯蔵タンク４側の水素供給系
５に介在されて上記水素貯蔵タンク４からの水素を開閉
可能に遮断する水素遮断弁２７と、上記エンジン１側の
水素供給系５に介在されてエンジン１への水素の供給量
を調整する水素供給調整弁３２とを備えたものを前提と
する。このものにおいて、エンジン１の停止直前の運転
状態を検出する停止直前状態検出手段４９ａと、この停
止直前状態検出手段４９ａからの出力を受けて、上記水
素遮断弁２７を全閉状態にする水素遮断制御手段５０と
を備える。また、上記停止直前状態検出手段４９ａから
の出力を受けて、上記水素供給系５の残存水素の圧力を
検出する水素圧力検出手段３１と、上記水素供給調整弁
３２の開度を徐々に増大させる第１開閉制御手段５２
と、上記水素供給調整弁３２の開度を一時的に急増さ
せ、かつ、その後徐々に低減させる第２開閉制御手段５
３とを備える。そして、上記水素圧力検出手段３１から
の出力を受けて、上記残存水素圧力が所定値より高い場
合に上記第１開閉制御手段５２を作動させる一方、上記
残存水素圧力が所定値より低い場合に上記第２開閉制御
手段５３を作動させる作動切換制御手段５１を備える構
成とするものである。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、点火プラグを点火させる点火手段１
８と、エンジン１の停止時点を検出する運転停止状態検
出手段４９ｂとを備える。そして、上記運転停止状態検
出手段４９ｂからの出力を受けて、上記停止時点から所
定時間の間、上記点火手段に点火用電流を供給する電源
供給制御手段５４を備える構成とするものである。

【０００９】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
停止直前状態検出手段４９ａによりエンジン１が停止直
前であることを検出した場合、水素遮断制御手段５０に
より水素遮断弁２７が全閉状態にされる。そして、水素
圧力検出手段３１により検出される水素供給系５内の水
素圧力が所定値より高い場合、作動切換制御手段５１に
より第１開閉制御手段５２が作動されて水素供給調整弁
３２の開度が徐々に増大される。これにより、エンジン
１の回転に従って上記水素供給系５内の残存水素が燃焼
室に掃気されて燃焼されるため、残存水素の水素圧力が
徐々に低減し、この低減に従って、上記水素供給調整弁
３２の開度が徐々に増大される。その結果、燃焼室に供
給される水素ガス量がエンジン停止までほぼ一定に保た
れて、アフタバーンの防止が図られる。

【００１０】一方、上記残存水素圧力が上記所定値より
低い場合、上記作動切換制御手段５１により第２開閉制
御手段５３が作動されて水素供給調整弁３２の開度が一
時的に急増され、かつ、その後徐々に低減される。これ
により、上記残存水素圧力が低くてもエンジンの回転に
従って上記残存水素が燃焼室に速やかに掃気されて燃焼
される。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の発明による作用に加えて、エンジン１の停止時点
後も、運転停止状態検出手段４９ｂからの出力を受けて
点火のための電流が点火手段１８に所定時間供給される
ため、燃焼室に供給された残存水素の燃焼が継続され
る。このため、上記水素供給系５および燃焼室内の水素
ガスがほぼすべて燃焼されて、より確実に残存水素ガス
のない状態にされる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００１３】図２は、本発明の実施例に係る空燃比制御
装置を備えた水素ロータリピストンエンジン（以下、単
にエンジンという）１の全体構成を示しており、ロータ
を直列に２個連結したいわゆる２ロータのロータリピス
トンエンジンが左右に展開した状態で示されている。

【００１４】同図において、２は上記エンジン１に空気
を供給する吸気通路、３は上記エンジン１から排ガスを
外部に放出する排気通路、４は水素貯蔵タンクとしての
メタルハイドライドタンク（以下ＭＨタンクと略称す
る）、５はこのＭＨタンク４から燃料としての水素ガス
を上記エンジン１に供給する水素供給系である水素供給
通路、６はこの水素供給通路５による水素ガスの供給を
制御するコントロールユニットである。

【００１５】上記エンジン１はペリトロコイド曲線を内
周面とするロータハウジング７と、このロータハウジン
グ７の両側面に装着された図示しない一対のサイドハウ
ジングと、上記ロータハウジング７の内部を二つに仕切
るインタミディエイトハウジング８とを備えており、こ
れらのハウジング７，８によって２つの気筒９，９が形
成されている。この各気筒９内には、３つの内方包絡面
を有する略三角形のロータ１０が収容されており、この
各ロータ１０の３つの稜線部がそれぞれアペックスシー
ルを介して上記ロータハウジング７の内周面に気密的に
当接することにより、上記各ロータ１０と上記ハウジン
グ７，８との間にそれぞれ３つの作動室１１，１１，…
が区画形成されている。

【００１６】上記各ロータ１０はエキセントリックシャ
フト１２により偏心回転運動可能に支持されており、各
ロータ１０の偏心回転に伴って各作動室１１の容積が変
化して吸入、圧縮、膨脹（爆発）および排気の各行程を
順に行なうことにより上記エキセントリックシャフト１
２が回転駆動されるようになっている。

【００１７】上記インタミディエイトハウジング８に
は、上記各気筒９の吸気行程にある作動室１１に臨んで
開口する吸気ポート１３と水素供給ポート１４とが互い
に独立して形成されている。上記吸気ポート１３は上記
吸気通路２の下流端と連通されており、上記水素供給ポ
ート１４は上記水素供給通路と連通されている。

【００１８】上記ロータハウジング７には上記各気筒９
の排気行程にある作動室１１に臨んで開口する排気ポー
ト１５が形成されており、この排気ポート１５は上記排
気通路３の上流端と連通されている。

【００１９】また、上記ロータハウジング７には、各気
筒９の圧縮および膨脹行程の作動室１１，１１に対応す
る部分であって、ロータ回転方向のリーディング側位置
に一対のリーディング側点火プラグ（ＩＧＴ−Ｆ／Ｌ、
ＩＧＴ−Ｒ／Ｌ）１６，１６が、また、トレーリング側
位置に一対のトレーリング側点火プラグ（ＩＧＴ−Ｆ／
Ｔ、ＩＧＴ−Ｒ／Ｔ）１７，１７がそれぞれ取付けられ
ている。すなわち、各気筒９には、リーディング側位置
およびトレーリング側位置に上記ロータ１０の幅方向に
各一対ずつ、計４つの点火プラグ１６，１７がそれぞれ
取付けられている。なお、図２は上記ロータ１０の幅方
向について各１のみ示している。各点火プラグ１６，１
７はこの各点火プラグ１６，１７ごとに点火手段である
イグナイタコイル１８，１８，…と接続され、この各イ
グナイタコイル１８は上記コントロールユニット６から
の制御信号に基いて各点火プラグ１６，１７をそれぞれ
異なる所定のタイミングで点火させるようになってい
る。

【００２０】上記吸気通路２には、図示しないエアクリ
ーナおよびエアポンプが上流端側位置に、空気絞り弁１
９が中間位置に、空気圧力センサ２０が上記空気絞り弁
１９の下流側位置にそれぞれ配設されている。上記空気
絞り弁１９はアクチュエータ２１の駆動により開閉作動
されるようになっており、このアクチュエータ２１は上
記コントロールユニット６からの制御信号により駆動さ
れるようになっている。つまり、上記空気絞り弁１９は
上記コントロールユニット６に制御されて所定の流量の
空気を各気筒９に供給するようになっている。また、上
記空気絞り弁１９には、その弁開度を検出して上記コン
トロールユニットに入力するポジションセンサ２２が備
えられている。さらに、上記空気圧力センサ２０は上記
吸気ポート１３を通して各気筒９に供給される空気の圧
力を検出して上記コントロールユニット６に入力するよ
うになっている。

【００２１】上記排気通路３の下流側位置にはＯ2 セン
サ２３が配設されており、この出力電圧に基いて実際の
空燃比（実空燃比）Ａ／ＦＲを検出して上記コントロー
ルユニット６に入力するようになっている。

【００２２】上記ＭＨタンク４は、内部に水素を吸蔵、
放出することができる水素吸蔵合金を備えている。この
水素吸蔵合金は金属結晶格子間に侵入した水素が金属水
素化物を形成することにより水素を貯蔵するものであ
り、冷却により金属化物の生成が進行して水素が吸蔵さ
れ、逆に、加熱によりその水素が放出されるようになっ
ている。また、上記ＭＨタンク４には上記水素吸蔵合金
に水素を供給する水素充填通路２４と、冷却水を供給、
排出することにより上記水素吸蔵合金を冷却する冷却水
通路２５と、ロータハウジング７のウォータジャケット
との間でエンジン冷却水を循環させることにより上記水
素吸蔵合金を加熱して水素ガスの吐出量を制御する加熱
水通路２６とがそれぞれ接続されている。

【００２３】上記水素供給通路５は、上流側である上記
ＭＨタンク４の側から下流端の水素供給ポート１４まで
の間に上流側から順に介在された、上記水素供給通路５
の開閉を行なう水素電磁弁２７と、圧力調整器２８と、
第１水素圧力センサ２９と、第１水素流量調整弁３０
と、第２水素圧力センサ３１と、各気筒９ごとに設けら
れた一対の第２水素流量調整弁３２，３２と、各気筒９
ごとに設けられた一対の水素噴射弁としてのポペット弁
３３，３３とを備えている。

【００２４】上記水素電磁弁２７は上記コントロールユ
ニット６からの制御信号によって開閉作動されるように
ており、ＯＮ作動信号により全開状態となり、ＯＦＦ作
動信号により全閉状態となるようになっている。この水
素電磁弁２７が、上記ＭＨタンク４から水素供給通路５
への水素ガスの供給を開閉可能に遮断する水素遮断弁を
構成している。

【００２５】上記圧力調整器２８はＭＨタンク４から供
給される水素ガスをほぼ５ｋｇ／ｃｍ²に調圧するよう
になっており、上記水素圧力センサ２９はこの圧力調整
器２８と上記第１水素流量調整弁３０との間の水素供給
通路５内の水素圧力を検出してコントロールユニット６
に第１水素圧力ＰＨ₂Ａとして入力するようになってい
る。

【００２６】上記第１水素流量調整弁３０はワイヤを介
してアクセル３４と接続されて、上記アクセル３４の操
作量、すなわち、アクセル開度の大小にほぼ比例して水
素ガスの流量が増減されるようになっている。この第１
水素流量調整弁３０は、図３に実線で示すようにドライ
バーが上記アクセル３４を戻してアクセル開度が０の近
傍になることにより上記第１水素流量調整弁３０は所定
の最小開度まで閉じるようになっている。この第１水素
流量調整弁３０には弁開度、すなわち、アクセル開度Ａ
ＣＰを検出してコントロールユニット６に入力するアク
セルセンサ３５が備えられている。そして、上記第２水
素圧力センサ３１はこの第１水素流量調整弁３０と上記
各第２水素流量調整弁３２との間の水素供給通路５内の
水素圧力を検出してコントロールユニット６に第２水素
圧力ＰＨ₂Ｂとして入力するようになっている。この第
２水素圧力センサ３１が上記水素供給通路５内の水素圧
力を検出する水素圧力検出手段を構成している。

【００２７】また、上記第２水素流量調整弁３２は、ア
クチュエータ３６の駆動により開閉作動されて水素ガス
の流量を調整するようになっており、このアクチュエー
タ３６はコントロールユニット６からの制御信号により
駆動されるようになっている。つまり、この第２水素流
量調整弁３２が、上記コントロールユニット６に制御さ
れて、所定の流量の水素ガスを各気筒９に供給する水素
供給調整弁を構成している。

【００２８】上記各ポペット弁３３は、タイミングベル
トを介してエキセントリックシャフト１２と連結され
て、エキセントリックシャフト１２の回転と機械的に同
期して所定タイミングで開閉作動されるようになってい
る。すなわち、各ポペット弁３３は、両気筒９，９間で
２つのロータ１０，１０の位相差と等しく１８０度位相
をずらして開閉作動されるようになっており、各吸気ポ
ート１３の閉口時期近傍で開作動されて、上記吸気ポー
ト１３より遅れて開口状態となった水素供給ポート１４
から水素ガスを各気筒９の圧縮行程初期に噴射するよう
になっている。

【００２９】つまり、上記水素供給通路５において、Ｏ
Ｎ状態の水素電磁弁２７を通してＭＨタンク４から供給
される水素ガスは、前提として、圧力調整器２８により
５Ｋｇ／ｃｍ²の圧力に調圧され、かつ、第１水素流量
調整弁３０によってドライバーのアクセル３４の操作に
基く機械的フェイルセーフが図られる。その上で、上記
水素ガスは、上記各第２水素流量調整弁３２を介して制
御された所定の供給量のものが、上記各ポペット弁３３
により設定される所定の噴射タイミングで各気筒９に噴
射される。

【００３０】なお、図２中、３７はシールを潤滑するた
めに各気筒９内にオイルを供給するメタリングオイルポ
ンプ（ＭＯＰ）であり、このメタリングオイルポンプ３
６はコントロールユニット６からの制御信号により駆動
されてエンジン１の状況に応じて所定の吐出量のオイル
を吐出するようになっている。

【００３１】また、図４に示すように、エンジン１のエ
キセントリックシャフト１２のオートマチックトランス
ミッション３８との接続部側の端部には、無整流子電動
機を備えたアクティブトルクコントロール装置（以下、
単にＡＴＣＳという）３９が配設されている。このＡＴ
ＣＳ３９は、本出願人が特開昭６４−１８２５３６号公
報で詳細を開示したものと同様のものであり、上記無整
流子電動機をモータとして機能させることにより上記エ
キセントリックシャフト１２に正トルクを与え、また、
上記無整流子電動機を発電機として機能させることによ
り上記エキセントリックシャフト１２に逆トルクを与え
るように構成されている。そして、上記ＡＴＣＳ３９
は、上記エキセントリックシャフト１２に発生するトル
クの周期的変動と同期してトルク増大時に上記エキセン
トリックシャフト１２に逆トルクを、トルク減少時に上
記エキセントリックシャフト１２に正トルクをそれぞれ
付与するようになっている。すなわち、上記ＡＴＣＳ３
９は始動用のスタータの機能と、充電用のオルタネータ
の機能とを兼ね備えたものであり、例えば低速時にトル
クが不足する場合などに積極的にトルクアシストを行な
い、アクティブなトルクの制御を図るものである。

【００３２】上記ＡＴＣＳ３９に、スタータスイッチの
ＯＮ、ＯＦＦを検出するスタータ信号検出センサ４０、
上記エキセントリックシャフト１２の回転角を検出する
回転角センサ４１および各気筒９を識別する気筒識別セ
ンサ４２が設けられ、これらのセンサ４０，４１，４２
は各検出値をコントロールユニット６に入力するように
なっている。

【００３３】上記コントロールユニット６は、図５に詳
細を示すように、ライン４３によってバッテリ４４と接
続されており、このライン４３の途中にはリレー４５お
よびイグニッションキー４６が介在されている。上記リ
レー４５は、上記イグニッションキー４６のＯＮ操作に
より電磁コイル４５ａが励磁されて接点４５ｂを閉状態
とするようになっており、これにより、上記コントロー
ルユニット６のＥＣＵ内部電源６ａに通電されるように
なっている。また、上記リレー４５にはコントロールユ
ニット６からの電源制御信号を出力するライン４７が接
続されている。この電源制御信号により上記電磁コイル
４５ａが励磁されて上記接点４５ｂを閉状態として、上
記ＥＣＵ内部電源６ａから各イグナイタコイル１８に電
流を供給するようになっている。すなわち、上記コント
ロールユニット６、ＥＣＵ内部電源６ａ、リレー４５お
よびライン４７が、イグニッションスイッチ４６のＯＦ
Ｆ操作時点、すなわち、エンジン停止時点から所定時間
の間、各点火プラグ１６，１７に点火用電流を供給する
電源供給手段４８を構成している。

【００３４】上記コントロールユニット６は、図１に示
すように、運転状態を判別する運転状態判別手段４９
と、この運転状態判別手段４９によって停止直前状態が
検出された場合に作動される水素遮断制御手段５０およ
び作動切換制御手段５１と、この作動切換制御手段５１
に基いて作動される第１および第２開閉制御手段５２，
５３と、上記運転状態判別手段４９によって運転停止状
態が検出された場合に作動される電源供給制御手段５４
とを備えている。

【００３５】次に、上記コントロールユニット６におけ
る制御を図６〜図２１に基いて説明する。この制御は、
図６に示すメインルーチンと、図７に示すエンジン回転
同期割込み処理と、図８に示すタイマ同期割込みとから
なり、これらはイグニッションスイッチのＯＮによりそ
れぞれ同時に起動される。

【００３６】上記メインルーチンは、図６に示すよう
に、まず、初期化ルーチンＳＵＢ１を行ない、次に、ス
テップＳ１でタイマフラグＷＡＩＴが１か否かを判別
し、１になるまでステップＳ１を繰り返し、１になった
ら入力信号処理ルーチンＳＵＢ２を行なう。そして、ゾ
ーン判定ルーチンＳＵＢ３を行なった後、判定されたゾ
ーンに基いて、始動ゾーン制御ルーチンＳＵＢ４、定常
ゾーン制御ルーチンＳＵＢ５、過渡ゾーン制御ルーチン
ＳＵＢ６、エンストＡゾーン制御ルーチンＳＵＢ７、エ
ンストＢゾーン制御ルーチンＳＵＢ８および停止ゾーン
制御ルーチンＳＵＢ９を行なう。その後、点火時期制御
ルーチンＳＵＢ１０を行ない、ステップＳ２で上記タイ
マフラグＷＡＩＴをクリア、すなわち、０にしてステッ
プＳ１に戻り、ステップＳ１以下の処理を繰り返す。

【００３７】上記エンジン回転同期割込み処理は、図７
に示すように、エンジン回転角（ＴＤＣ毎）に同期して
上記メインルーチンに割込み処理を行ない、各点火プラ
グ１６，１７を所定のタイミングで点火させるものであ
る。すなわち、まず、ステップＳ３で、回転角センサ４
０からの回転角検出値に基いてエンジンの回転パルス周
期を演算し、ステップＳ４で、上記周期の逆数を演算す
ることによりエンジン回転数ＮＥを求める。次に、ステ
ップＳ５で、上記点火時期制御ルーチンＳＵＢ１０によ
り決定された各点火プラグ１６，１７の点火タイミング
に基いて各４つのイグナイタコイル１８，１８，…に点
火信号を出力して各点火プラグ１６，１７の点火を行な
った後、リターンする。

【００３８】上記タイマ同期割込み処理は、図８に示す
ように、上記メインルーチンに対して１０ｍｓｅｃを１
単位として、この１０ｍｓｅｃごとに割込み処理を行な
うものである。すなわち、１０ｍｓｅｃ経過ごとに、ス
テップＳ６でタイマフラグＷＡＩＴに１を設定し、ステ
ップＳ７で水素弁遅延時間Ｈ2 ＯＤＬＹ，Ｈ2 ＯＤＬＹ
１および電源制御タイマＩＧＴＩＭＥＲから１単位、す
なわち、１０ｍｓｅｃを減算する。なお、各時間値Ｈ2
ＯＤＬＹ，Ｈ2 ＯＤＬＹ１，ＩＧＴＩＭＥＲが負の値に
なる場合、０をそれぞれ設定する。このステップＳ６お
よびＳ７により、上記メインルーチンのステップＳ１
（図６参照）におけるタイマフラグＷＡＩＴが１０ｍｓ
ｅｃごとに１となって、サブルーチンＳＵＢ２〜１０に
よる処理が上記１０ｍｓｅｃごとに行なわれる。なお、
上記サブルーチンＳＵＢ２〜１０による処理は概略６〜
７ｍｓｅｃで行われる。

【００３９】そして、ステップＳ８で点火継続フラグＦ
ＩＧＤＬＹが１であるか否かを判別し、１であれば通常
点火が継続しているためステップＳ９で上記ＥＣＵ内部
電源６ａをＯＦＦ状態にしてリターンする。また、上記
点火継続フラグＦＩＧＤＬＹが１でなければステップＳ
１０に進み、ステップＳ１０で電源制御タイマーＩＧＴ
ＩＭＥＲの設定時間が経過したか否かを判別し、経過し
ているならステップＳ１３でＥＣＵ内部電源６ａをＯＦ
Ｆ状態にしてリターンする。

【００４０】上記電源制御タイマーＩＧＴＩＭＥＲの設
定時間が進行中であれば、ステップＳ１１で上記ＥＣＵ
内部電源６ａをＯＮ状態に維持し、ステップＳ１２で上
記点火時期制御ルーチンＳＵＢ１０により決定された各
点火プラグ１６，１７の点火タイミングに基いて各４つ
のイグナイタコイル１８，１８，…に点火信号を出力し
て各点火プラグ１６，１７の点火を行なった後、リター
ンする。このステップＳ８，Ｓ１０およびＳ１２と、後
述の停止ゾーン制御ＳＵＢ９におけるステップＳ８６と
が、上記エンジン停止後の電源供給制御手段５４を構成
している。

【００４１】次に、上記メインルーチンにおけるサブル
ーチンＳＵＢ１〜１０の各内容について説明する。

【００４２】上記初期化ルーチンＳＵＢ１の処理は、図
９に示すように、ステップＳ１３〜Ｓ１５からなる。ま
ず、ステップＳ８でＣＰＵの動作モードの設定を行な
い、次に、ステップＳ９でそのＣＰＵの内部メモリ、す
なわち、各レジスタおよびＲＡＭなどをクリアする。そ
して、ステップＳ１０でタイマ、Ａ／Ｄコンバータなど
の上記ＣＰＵの各周辺装置のモードのセット、およびそ
の内部メモリの初期化などを行なった後、メインルーチ
ンのステップＳ１に進む。

【００４３】上記入力信号処理ルーチンＳＵＢ２の処理
は、図１０に示すように、ステップＳ１６で各センサか
らの入力信号である検出値をＡ／Ｄ変換して記憶するも
のである。すなわち、アクセルセンサ３５からの検出値
をアクセル開度ＡＣＰとして、第１水素圧力センサ２９
からの検出値を第１水素圧力ＰＨ2 Ａとして、第２水素
圧力センサ３１からの検出値を第２水素圧力ＰＨ2 Ｂと
して、Ｏ2 センサ２３からの検出値を実空燃比Ａ／ＦＲ
として入力する他、ボジションセンサ２２から空気絞り
弁開度および空気圧力センサ２０から空気圧力などの入
力を行なう。そして、次のゾーン判定ルーチンＳＵＢ３
に進む。

【００４４】上記ゾーン判定ルーチンＳＵＢ３の処理
は、図１１に示すように、運転状態が始動ゾーン、定常
ゾーン、過渡ゾーン、エンストＡゾーン，エンストＢゾ
ーンもしくは停止ゾーンのいずれであるかをエンジン回
転数ＮＥおよび第１水素流量調整弁３０を挟んだ上下流
側の水素供給通路５内の圧力差ＤＥＦＰなどに基いて判
定するものである。上記各ゾーンは以下の条件に基いて
区分されている。すなわち、上記始動ゾーンはスタータ
スイッチがＯＮで、かつ、エンジン回転数ＮＥが５００
ｒｐｍ以下の領域とする。上記定常ゾーンはスタータス
イッチがＯＦＦで、エンジン回転数が５００ｒｐｍ以上
で、かつ、上記圧力差が所定値（例えば０．２Ｋｇ／ｃ
ｍ2 ）以下の領域とする。上記過渡ゾーンは上記定常ゾ
ーンにおける上記圧力差が所定値（例えば０．５Ｋｇ／
ｃｍ2 ）以上になる領域とする。上記エンストＡゾーン
およびエンストＢゾーンは、上記定常ゾーンもしくは過
渡ゾーンにおいて、エンジン回転数が５００ｒｐｍ以下
になり、エンジンが止まろうとしている停止直前の領域
とする。また、この停止直前の領域において、水素供給
通路５内の第２水素圧力ＰＨ2 Ｂが所定値（例えば２．
５Ｋｇ／ｃｍ2 ）以下の場合がエンストＢゾーンと、そ
の所定値より高い場合がエンストＡゾーンとそれぞれ定
める。

【００４５】上記各ゾーンの判定は、まず、ステップＳ
１７でスタータ信号検出センサ４０からの検出信号に基
きスタータスイッチがＯＮであるか否かを判別して、Ｏ
ＮであればステップＳ１８に、ＯＦＦであればステップ
Ｓ１９にそれぞれ進んでエンジン回転数ＮＥの判別を行
なう。ステップＳ１８でエンジン回転数ＮＥが５００ｒ
ｐｍ以下の場合、ステップＳ２０に進んでゾーンフラグ
ＦＺＯＮＥに始動ゾーンフラグＳＴＡを設定して、次の
始動ゾーン制御ルーチンＳＵＢ４に進む。逆に、エンジ
ン回転数ＮＥが５００ｒｐｍより大きい場合、ステップ
Ｓ２１に進む。

【００４６】上記ステップＳ１９で、エンジン回転数Ｎ
Ｅが５００ｒｐｍ以上の場合、ステップＳ２１に進んで
過渡判定処理を行なう。この過渡判定処理は、第１水素
圧力ＰＨ₂Ａから第２水素圧力ＰＨ₂Ｂを減算すること
により、水素供給通路５内の第１水素流量調整弁３０を
挟んだ上下流側の圧力差ＤＥＦＰを求める。そして、ス
テップＳ２２で上記圧力差ＤＥＦＰの判別を行ない、そ
の圧力差ＤＥＦＰが０．２Ｋｇ／ｃｍ2 以下である場
合、ステップＳ２３に進んでゾーンフラグＦＺＯＮＥに
定常ゾーンフラグＺＳＴＣを設定して定常ゾーン制御Ｓ
ＵＢ５に進む。

【００４７】また、上記ステップＳ２２で上記圧力差Ｄ
ＥＦＰが０．２Ｋｇ／ｃｍ2 以下でなければ、ステップ
Ｓ２４で再度判別を行ない、その圧力差ＤＥＦＰが０．
５Ｋｇ／ｃｍ2 より大きい場合、ステップＳ２５に進ん
でゾーンフラグＦＺＯＮＥに過渡ゾーンフラグＺＴＲＮ
を設定して過渡ゾーン制御ＳＵＢ６に進む。なお、上記
ステップＳ２４で圧力差ＤＥＦＰが０．５Ｋｇ／ｃｍ2
より大きくない場合、ステップＳ１７に戻り再度判定を
繰り返す。つまり、上記圧力差ＤＥＦＰが０．２Ｋｇ／
ｃｍ2 以下であれば、上記第１水素圧力調整弁３０によ
って水素圧力が減圧されていない状態であるとして定常
ゾーンとし、また、上記圧力差ＤＥＦＰが０．５Ｋｇ／
ｃｍ2 以上であれば、減圧されている状態であるとして
過渡ゾーンとするようになっている。

【００４８】一方、上記ステップＳ１９でエンジン回転
数ＮＥが５００ｒｐｍより小さい場合、ステップＳ２６
に進み、現在の運転状態を示すゾーンフラグＦＺＯＮＥ
が定常ゾーンフラグＺＳＴＣもしくは過渡ゾーンフラグ
ＺＴＲＮであるか否かを判別する。現在の運転状態が定
常もしくは過渡運転状態であれば、ステップＳ２７で上
記第２水素圧力ＰＨ2 Ｂが２．５Ｋｇ／ｃｍ2 以下であ
るか否かを判別して、２．５Ｋｇ／ｃｍ2 以下でなけれ
ば、つまり２．５Ｋｇ／ｃｍ2 より高圧であればステッ
プＳ２８でゾーンフラグＦＺＯＮＥにエンストＡゾーン
フラグＥＮＳＴＡを設定してエンストＡゾーン制御ＳＵ
Ｂ７に進む。また、上記第２水素圧力ＰＨ2 Ｂが２．５
Ｋｇ／ｃｍ2 以下であれば、ステップＳ２９でゾーンフ
ラグＦＺＯＮＥにエンストＢゾーンフラグＥＮＳＴＢを
設定してエンストＢゾーン制御ＳＵＢ８に進む。

【００４９】また、上記ステップＳ２６で現在の運転状
態が定常もしくは過渡運転状態になければ、ステップＳ
３０でエンジン回転数ＮＥが０、すなわち、エンジンが
停止しているか否かを判別し、停止している場合、ステ
ップＳ３１でゾーンフラグＦＺＯＮＥに停止ゾーンフラ
グＳＴＯＰを設定して、停止ゾーン制御ＳＵＢ９に進
む。また、上記ステップＳ３０でエンジン回転数ＮＥが
０でなければ、ステップＳ１７に戻り再度判定を繰り返
す。

【００５０】以上のゾーン判定制御ＳＵＢ３が運転状態
判別手段４９を構成し、この内、ステップＳ１７，Ｓ１
９，Ｓ２６が停止直前状態検出手段４９ａを、ステップ
Ｓ１７，Ｓ１９，Ｓ２６，Ｓ３０が運転停止状態検出手
段４９ｂを、また、上記ステップＳ２７が作動切換制御
手段５１をそれぞれ構成している。

【００５１】上記始動ゾーン制御ルーチンＳＵＢ４によ
る処理は図１２に示すように、まずステップＳ３２でゾ
ーンフラグＦＺＯＮＥの確認を行ない、ゾーンフラグＦ
ＺＯＮＥが始動ゾーンフラグＳＴＡである場合、ステッ
プＳ３３〜Ｓ３８の処理を行ない、始動ゾーンフラグＳ
ＴＡ以外である場合、上記ステップＳ３３〜Ｓ３８をと
ばして次の定常ゾーン制御ルーチンＳＵＢ５に進む。

【００５２】始動ゾーンである場合、まず、上記ステッ
プＳ３３で水素電磁弁２７をＯＮ作動してＭＨタンク４
から水素ガスを水素供給通路５に供給する。次に、ステ
ップＳ３４で水素弁遅延時間Ｈ2 ＯＤＬＹに２００ｍｓ
ｅｃを設定し、ステップＳ３５で上記時間Ｈ2 ＯＤＬＹ
の経過を判別する。２００ｍｓｅｃ経過していない場
合、次の定常ゾーン制御ルーチンＳＵＢ５以下の処理を
繰り返し、タイマ同期割込み処理（図８参照）のステッ
プＳ７による１０ｍｓｅｃごとの減算により上記時間Ｈ
2 ＯＤＬＹが０になるのを待つ。なお、上記ステップＳ
３４での時間設定は１回行われるだけで、以後の処理で
は省かれる。

【００５３】そして、２００ｍｓｅｃ経過した場合、ス
テップＳ３６で水素供給量ＱＨ2 として１０ｍｓｅｃの
経過ごとに所定の増加定数ＱＨ2 ＳＴＡを加えた値を設
定し、ステップＳ３７でこの水素供給量ＱＨ2 が所定の
上限値（例えば２０％）を超えないように制限を加え
る。そして、ステップＳ３８でこの水素供給量ＱＨ2 に
対応する制御信号を各アクチュエータ３６に出力して、
各第２水素流量調整弁３３の開度調整を行なう。すなわ
ち、始動ゾーン制御では、図１３に示すように、水素電
磁弁２７をＯＮ作動にした後、上記水素弁遅延時間Ｈ2
ＯＤＬＹの経過後初めて各第２水素流量調整弁３２が開
かれて水素ガスが各気筒９に供給される。そして、時間
の経過と共に増量されるが上記所定の上限値まで増量さ
れれば、以後その上限値の水素供給量で供給される。

【００５４】上記定常ゾーン制御ルーチンＳＵＢ５によ
る処理は、図１４に示すように、まずステップＳ３９で
ゾーンフラグＦＺＯＮＥの確認を行ない、ゾーンフラグ
ＦＺＯＮＥが定常ゾーンフラグＳＴＣである場合、ステ
ップＳ４１〜Ｓ４９の処理を行ない、定常ゾーンフラグ
ＳＴＣ以外である場合、上記ステップＳ４１〜Ｓ４９を
とばし、それぞれステップＳ４０を経た後、次の過渡ゾ
ーン制御ルーチンＳＵＢ６に進む。

【００５５】定常ゾーンである場合、まず、上記ステッ
プＳ４１で水素電磁弁２７をＯＮ作動してＭＨタンク４
から水素ガスを水素供給通路５に供給する。次に、ステ
ップＳ４２で目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆをアクセル開度Ａ
ＣＰとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとして予め定
めた三次元のマップから演算する。このマップは最大の
空燃比であっても理論空燃比を超えない値として与えら
れるようになっており、これにより、アクセル開度ＡＣ
Ｐとエンジン回転数ＮＥとの関係におけるすべての領
域、すなわち、すべての運転状態で上記理論空燃比より
リーン側に制御される。

【００５６】そして、ステップＳ４３で目標吸気量ＴＱ
ＡＩＲを上記目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆとエンジン回転数
ＮＥとの関係に基いて予め定めたマップから求め、ステ
ップＳ４４で実吸気量ＱＡＩＲを空気圧力センサ２０の
検出値とエンジン回転数ＮＥとの関係に基いて予め作成
したマップから求める。次に、ステップＳ４５で目標水
素供給量ＱＨ2 を上記目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆと上記実
吸気量ＱＡＩＲとの関係に基いて予め定めたマップから
求める。

【００５７】次に、ステップＳ４６〜Ｓ４８で上記目標
空燃比ＴＲＧＡ／Ｆを実現する水素供給量ＱＨ2 となる
ようにＰＩ制御を行なう。

【００５８】すなわち、上記ステップＳ４６で上記目標
水素供給量ＱＨ2 に基いて空燃比のＦ／Ｂゲインとして
比例ゲインＫＰおよび積分ゲインＫＩをあらかじめ記憶
させたマップから求める。次に、ステップＳ４７で上記
目標空燃比ＴＲＧＡ／ＦからＯ2 センサにより得られた
実空燃比Ａ／ＦＲを減ずることにより空燃比の偏差ΔＡ
／Ｆを演算し、この偏差ΔＡ／Ｆの正負に基き上記積分
ゲインＫＩの積分値ΣＩを求める。そして、ステップＳ
４８でＦ／Ｂ制御定数ＣＦＢの演算および制御対象であ
る上記目標水素供給量ＱＨ2 の補正を行なう。上記Ｆ／
Ｂ制御定数ＣＦＢは、上記偏差ΔＡ／Ｆに上記比例ゲイ
ンＫＰを乗じた後、上記積分値ΣＩを加算することによ
り演算する。このＦ／Ｂ制御定数ＣＦＢを上記ステップ
Ｓ４５で得た目標水素供給量ＱＨ2 に乗じることにより
増減補正する。

【００５９】そして、ステップＳ４９で上記目標吸気量
ＴＱＡＩＲに基く制御信号をアクチュエータ２１に出力
して空気絞り弁１９の開度調整を行なうとともに、上記
目標水素供給量ＱＨ2 に基く制御信号を各アクチュエー
タ３６に出力して各第２水素流量調整弁３２の開度調整
を行なう。最後に、ステップＳ４０で水素供給量ＱＨ2
とエンジン回転数ＮＥとの関係に基いて予め定められた
マップによりＭＯＰ３７の吐出量を求め、この吐出量に
基く制御信号を上記ＭＯＰ３７に出力する。

【００６０】上記過渡ゾーン制御ルーチンＳＵＢ６によ
る処理は、図１５に示すように、まずステップＳ５０で
ゾーンフラグＦＺＯＮＥの確認を行ない、ゾーンフラグ
ＦＺＯＮＥが過渡ゾーンフラグＴＲＮである場合、ステ
ップＳ５２〜Ｓ６０の処理を行ない、過渡ゾーンフラグ
ＴＲＮ以外である場合、上記ステップＳ５２〜Ｓ６０を
とばして、それぞれステップＳ５１を経た後、次のエン
ストＡゾーン制御ルーチンＳＵＢ７に進む。

【００６１】過渡ゾーンである場合、まず、上記ステッ
プＳ５２で水素電磁弁２７をＯＮ作動して開状態にす
る。次に、ステップＳ５３で目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆ
を、上記定常ゾーン制御ルーチンＳＵＢ６のステップＳ
４２と同様の三次元のマップから演算する。従って、得
られる目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆは理論空燃比よりリーン
側に制御される。

【００６２】そして、ステップＳ５４で、上記ステップ
Ｓ５３の目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆに対してアクセル変化
量ΔＡＣＰに応じてリーン側への補正をさらに加える。
すなわち、アクセル変化量ΔＡＣＰに基いて補正値ＣＡ
Ｆを予め定めたマップより求め、この補正値ＣＡＦを上
記ステップＳ５３の目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆに乗じるこ
とにより補正後の目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆを演算する。
なお、上記マップはアクセル変化量ΔＡＣＰが大きい
程、よりリーン側に補正されるように定められている。

【００６３】次に、ステップＳ５５で目標水素供給量Ｑ
Ｈ2 を上記目標空燃比ＴＲＧＡ／Ｆとエンジン回転数Ｎ
Ｅとの関係に基いて予め定めたマップから求め、ステッ
プＳ５６で目標吸気量ＱＴＡＩＲを上記目標水素供給量
ＱＨ2 とエンジン回転数ＮＥとの関係に基いて予め定め
たマップから求める。

【００６４】次に、ステップＳ５７〜Ｓ５９で上記目標
空燃比ＴＲＧＡ／Ｆを実現する水素供給量ＱＨ2 となる
ように、上記定常ゾーン制御ルーチンＳＵＢ５（図１４
参照）のステップＳ４６〜Ｓ４８と同様にＰＩ制御を行
ない、補正後の目標水素供給量ＱＨ2 を求める。

【００６５】そして、ステップＳ６０で上記ステップＳ
５６の目標吸気量ＴＱＡＩＲに基く制御信号をアクチュ
エータ２１に出力して空気絞り弁１９の開度調整を行な
うとともに、上記補正後の目標水素供給量ＱＨ2 に基く
制御信号を各アクチュエータ３６に出力して各第２水素
流量調整弁３２の開度調整を行なう。最後に、ステップ
Ｓ５１で水素供給量ＱＨ2 とエンジン回転数ＮＥとの関
係に基いて予め定められたマップによりＭＯＰ３７の吐
出量を求め、この吐出量に基く制御信号を上記ＭＯＰ３
７に出力する。

【００６６】上記エンストＡゾーン制御ルーチンＳＵＢ
７による処理は図１６に示すように、まず、ステップＳ
６１でゾーンフラグＦＺＯＮＥの確認を行ない、ゾーン
フラグＦＺＯＮＥがエンストＡゾーンフラグＥＮＳＴＡ
である場合、ステップＳ６２〜Ｓ６７の処理を行ない、
エンストＡゾーンフラグＥＮＳＴＡ以外である場合、上
記ステップＳ６２〜Ｓ６７をとばして次のエンストＢゾ
ーン制御ルーチンＳＵＢ８に進む。

【００６７】エンストＡゾーンである場合、まず、上記
ステップＳ６２で水素電磁弁２７をＯＦＦ作動してＭＨ
タンク４からの水素ガスを遮断する。次に、ステップＳ
６３で水素弁遅延時間Ｈ2 ＯＤＬＹ１に８０ｍｓｅｃを
設定し、ステップＳ６４で上記時間Ｈ2 ＯＤＬＹ１の経
過を判別する。８０ｍｓｅｃ経過していない場合、次の
エンストＢゾーン制御ルーチンＳＵＢ８以下の処理を繰
り返し、タイマ同期割込み処理（図８参照）のステップ
Ｓ７による１０ｍｓｅｃごとの減算により上記時間Ｈ2
ＯＤＬＹ１が０になるのを待つ。なお、上記ステップＳ
６３での時間設定は１回行われるだけで、以後の処理で
は省かれる。

【００６８】そして、８０ｍｓｅｃ経過した場合、ステ
ップＳ６５で水素供給量ＱＨ2 として１０ｍｓｅｃの経
過ごとに所定の増加定数ＱＨ2 ＥＳＴ１を加えた値を設
定し、ステップＳ６６でこの水素供給量ＱＨ2 が所定の
上限値（例えば２０％）を超えないように制限を加え
る。そして、ステップＳ６７でこの水素供給量ＱＨ2 に
対応する制御信号を各アクチュエータ３６に出力して、
各第２水素流量調整弁３３の開度調整を行なう。つま
り、エンストＡゾーン制御では、図１７に示すように、
停止直前状態の検出により水素電磁弁２７が閉状態（Ｏ
ＦＦ）にされ、この閉状態した後であって上記水素弁遅
延時間Ｈ2 ＯＤＬＹ１の経過後から、各第２水素流量調
整弁３２の開度が上記上限値（２０％）まで徐々に増大
されてその開度に対応した水素ガスが各気筒９に供給さ
れる。

【００６９】以上のエンストＡゾーン制御ルーチンＳＵ
Ｂ７が第１開閉制御手段５２を構成し、その内、ステッ
プＳ６２が水素遮断制御手段５０を構成している。

【００７０】上記エンストＢゾーン制御ルーチンＳＵＢ
８による処理は図１８に示すように、まず、ステップＳ
６８でゾーンフラグＦＺＯＮＥの確認を行ない、ゾーン
フラグＦＺＯＮＥがエンストＢゾーンフラグＥＮＳＴＢ
である場合、ステップＳ６９〜Ｓ７８の処理を行ない、
エンストＢゾーンフラグＥＮＳＴＢ以外である場合、上
記ステップＳ６９〜Ｓ７８をとばして次の停止ゾーン制
御ルーチンＳＵＢ９に進む。

【００７１】上記ステップＳ６８での判別の結果エンス
トＢゾーンである場合、まず、上記エンストＡゾーン制
御ルーチンＳＵＢ７のステップＳ６２〜Ｓ６４と同様
に、上記ステップＳ６９で水素電磁弁２７をＯＦＦ作動
してＭＨタンク４からの水素ガスを遮断して、以下の遅
延処理を行なう。すなわち、ステップＳ７０で水素弁遅
延時間Ｈ2 ＯＤＬＹ１に８０ｍｓｅｃを設定し、ステッ
プＳ７１で上記時間Ｈ2ＯＤＬＹ１の経過を判別する。
８０ｍｓｅｃ経過していない場合、次の停止ゾーン制御
ルーチンＳＵＢ９以下の処理を繰り返し、タイマ同期割
込み処理（図８参照）のステップＳ７による１０ｍｓｅ
ｃごとの減算により上記時間Ｈ2 ＯＤＬＹ１が０になる
のを待つ。なお、上記ステップＳ７０での時間設定は１
回行われるだけで、以後の処理では省かれる。

【００７２】そして、８０ｍｓｅｃ経過した場合、ステ
ップＳ７２で第２水素流量調整弁３２の初期開度Ｈ2 Ｉ
ＮＩＯに２０％を設定し、ステップＳ７３でこの初期開
度Ｈ2 ＩＮＩＯが出力されたか否かを初期開度出力フラ
グＦＨ2 ＩＮＩＯが１であるか否かによって判別する。
上記初期開度出力フラグＦＨ2 ＩＮＩＯが１でない場
合、すなわち、上記第２水素流量調整弁３２にまだ出力
されていない場合、ステップＳ４に進み、このステップ
Ｓ７４で上記初期開度Ｈ2 ＩＮＩＯに対応する制御信号
を各アクチュエータ３６に出力して、各第２水素流量調
整弁３２の開度設定をする。そして、ステップＳ７５で
上記初期開度出力フラグＦＨ2 ＩＮＩＯに１を設定して
リターンする。

【００７３】上記ステップＳ７３ですでに上記初期開度
Ｈ2 ＩＮＩＯを上記第２水素流量調整弁３２に出力して
いるならば、ステップＳ７６に進み、このステップＳ７
６で水素供給量ＱＨ2 として１０ｍｓｅｃの経過ごとに
所定の減少定数ＱＨ2 ＥＳＴ２を減じた値を設定し、ス
テップＳ７７でこの水素供給量ＱＨ2 が所定の下限値
（０％）を超えないように制限を加える。そして、ステ
ップＳ７８でこの水素供給量ＱＨ2 に対応する制御信号
を各アクチュエータ３６に出力して、各第２水素流量調
整弁３３の開度調整を行なう。つまり、エンストＢゾー
ン制御では、図１９に示すように、停止直前状態の検出
により水素電磁弁２７が閉状態（ＯＦＦ）にされ、この
閉状態した後であって上記水素弁遅延時間Ｈ2 ＯＤＬＹ
１の経過後、各第２水素流量調整弁３２の開度が上記初
期開度（２０％）まで一気に増大され、かつ、この初期
開度からその開度が徐々に低減されるようになってい
る。なお、上記初期開度設定（ステップＳ７２）は、ス
テップＳ７０と同様に１回だけ行なわれ、以後は省略さ
れる。

【００７４】以上のエンストＢゾーン制御ルーチンＳＵ
Ｂ８が第２開閉制御手段５３を構成し、その内、ステッ
プＳ６９が水素遮断制御手段５０を構成している。

【００７５】上記停止ゾーン制御ルーチンＳＵＢ９によ
る処理は、図２０に示すように、まずステップＳ７９で
ゾーンフラグＦＺＯＮＥの確認を行ない、ゾーンフラグ
ＦＺＯＮＥが停止ゾーンフラグＳＴＯＰである場合、ス
テップＳ８１〜Ｓ８６の処理を行ない、停止ゾーンフラ
グＳＴＯＰ以外である場合、上記ステップＳ８０の処理
を行なって、次の点火時期制御ルーチンＳＵＢ１０に進
む。

【００７６】停止ゾーンである場合、まず、上記ステッ
プＳ８１で水素電磁弁２７をＯＦＦ作動してＭＨタンク
４からの水素ガスを遮断する。次に、ステップＳ８２で
水素供給量ＱＨ2 に０％を、ステップＳ８３で目標吸気
量ＱＡＩＲに０％をそれぞれ設定し、ステップＳ８４で
対応するアクチュエータ２１，３６に制御信号を出力し
て空気絞り弁１９および各第２水素流量調整弁３２を閉
状態にする。そして、ステップＳ８５で点火継続フラグ
ＦＩＧＤＬＹに０を設定してクリアし、ステップＳ８６
でＥＣＵ電源制御タイマＩＧＴＩＭＥＲに５０００ｍｓ
を設定する。この５０００ｍｓがタイマ同期割込み制御
（図８参照）のステップＳ７での１０ｍｓ毎に減算され
る。なお、上記ＥＣＵ電源制御タイマＩＧＴＩＭＥＲの
設定も１回飲み行なわれ、以後、このステップＳ８６の
処理は省略される。

【００７７】一方、停止ゾーンではない場合、ステップ
Ｓ８０で点火継続フラグＦＩＧＤＬＹに１を設定し、通
常点火を継続する。

【００７８】上記点火時期制御ルーチンＳＵＢ１０によ
る処理は、図２１に示すように、ステップＳ８７で各ゾ
ーン制御ルーチンＳＵＢ４〜９で設定された水素供給量
ＱＨ2 とエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマッ
プより各点火プラグ１６，１７の点火時期を求める。そ
して、上記メインルーチン（図６参照）におけるステッ
プＳ２に進む。

【００７９】上記エンジン１の場合、エンジンが停止直
前状態である場合、停止直前状態検出手段４９ａによっ
てそれが検出されて、水素遮断制御手段５０によって水
素電磁弁２７が全閉状態にされる（図１６のステップＳ
６２，図１８のステップＳ６９参照）。これにより、Ｍ
Ｈタンク４からの水素ガスの水素供給通路５側への流出
を完全に遮断させることができる。そして、上記水素供
給通路５内の残存水素圧力（第２水素圧力ＰＨ2 Ｂ）の
高低に応じて高い場合、第１開閉制御手段５２（エンス
トＡゾーン制御ルーチンＳＵＢ７）へ、低い場合、第２
開閉制御手段５３（エンストＢゾーン制御ルーチンＳＵ
Ｂ８）への作動切換が作動切換制御手段５１によって行
われる（図１１のステップＳ２７〜Ｓ２９参照）。

【００８０】上記第１および第２開閉制御手段５２，５
３では、いずれも各処理が所定の遅延時間Ｈ2 ＯＤＬＹ
１の経過後に行われるようになっており、これにより、
各気筒９の作動室１１内の水素濃度が過濃になり過ぎる
ことに起因するアフタバーンを防止することができる。
すなわち、上記停止直前状態の検出に伴い空気絞り弁１
９の開度も絞られるため、上記遅延を行なわずに上記第
２水素流量調整弁３２の開度を増大する場合、水素濃度
が過濃となり過ぎるためである。

【００８１】そして、上記第２水素圧力ＰＨ2 Ｂが２．
５Ｋｇ／ｃｍ2 より高い場合、例えば、急加速状態から
急に停止しようとしてアクセル３４と連動する第１水素
流量調整弁３０が急に絞られて下流側の水素供給通路５
に比較的高い水素圧力の水素ガスが残存する場合、上記
第１開閉制御手段５２が作動されて第２水素流量調整弁
３２の開度が、上記遅延処理の後、上限値（２０％）ま
で徐々に増大制御される。これにより、上記水素電磁弁
２７より下流側の水素供給通路５の残存水素をエンジン
１の回転に従って各気筒９の作動室１１に掃気すること
ができ、その残存水素がここで燃焼されて排出されるた
め上記残存水素の水素圧力が徐々に低減する。この際、
上記残存水素圧力の低減に従って上記第２水素流量調整
弁３２の開度が増大されるため、水素ガス供給量をエン
ジン停止時点までほぼ一定に保った状態で上記各気筒９
へ供給することができ、空燃比の変動に伴うアフタバー
ンを招くことなく上記水素供給通路５内の残存水素ガス
の掃気およびその燃焼を効率よく行うことができる。

【００８２】一方、上記第２水素圧力ＰＨ2 Ｂが２．５
Ｋｇ／ｃｍ2 以下である場合、例えば、定常走行状態か
ら上記アクセル３４が徐々に絞られて停止直前状態に至
るような場合、上記第２開閉制御手段５３が作動されて
上記第２水素流量調整弁３２の開度が所定の初期開度
（２０％）まで一気に増大された後、徐々に低減され
る。この場合、上記水素圧力が低くても上記第２水素流
量調整弁３２の開度を初期に一気に増大させているた
め、残存水素の掃気を速やかに行うことができ、しか
も、その後、第２水素流量調整弁３２の開度を徐々に低
減させているため、空燃比の変動を伴うことなくほぼ一
定に保つことができる。

【００８３】また、上記第１および第２開閉制御手段５
２，５３のいずれの制御による場合であっても、アクセ
ル３４が全閉となっても第１水素流量調整弁３０は所定
開度だけ開かれているため、その第１水素流量調整弁３
０の上流側の水素供給通路５に残存している水素ガス
も、上記第１水素流量調整弁３０の下流側の残存水素と
同様に掃気することができる。

【００８４】そして、エンジンが運転停止状態となった
場合、運転停止状態検出手段４９ｂによってそれが検出
されて、その停止時点から５秒間（５０００ｍｓ）、電
源供給制御手段５４から電源制御信号が電源供給手段４
８に出力される。これにより、上記電源供給手段４８か
ら各イグナイタコイル１８を介して各点火プラグ１６，
１７に電流が供給されるため、イグニッションスイッチ
４６がＯＦＦ状態になっても上記５秒間は点火を継続さ
せて燃焼を継続させることができる。このため、上記水
素供給通路５から各作動室１１に掃気された水素ガスを
エンジン停止後も継続して燃焼させることができ、上記
水素供給通路５内の残存水素のほぼすべてを燃焼させる
ことができる。

【００８５】これらの制御の結果、エンジン停止後、再
始動時までの間、水素供給通路５および各作動室１１を
未燃水素ガスが残存していない状態にすることができ、
水素ガス漏出に伴う問題発生を防止することができると
ともに、再始動を円滑に行うことができる。

【００８６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。すなわち、上記実施例では、水素エンジンをロータ
リピストンエンジンとして構成した示しているが、これ
に限らず、例えばレシプロエンジンとして構成してもよ
い。この場合においても、同様の作用、効果を得ること
ができる。

【００８７】また、上記実施例ではコントロールユニッ
ト６の内部電源６ａからイグニッションスイッチＯＦＦ
後の点火用電流を供給するように構成しているが、これ
に限らず、例えばバッテリから上記点火用電流を供給す
るに構成してもよい。

【００８８】さらに、上記実施例では１つの水素供給通
路５について第２水素圧力に応じて第２水素流量調整弁
３２の開度状態を第１または第２開閉制御手段のいずれ
か一方に切換えるようにしているが、残存水素圧力の特
性があらかじめ特定できる場合であれば、作動切換制御
手段５１を省略して上記第１または第２開閉制御手段を
いずれか一方のみ作動させるようにしてもよい。例え
ば、ＭＨタンク側の水素遮断弁からエンジンまでの水素
供給通路の経路が短くかつ経路の容積が小さい場合、残
存水素圧力が高い場合の第１制御手段を、逆に、上記経
路が長くかつ経路の容積が大きい場合、残存水素圧力が
低い場合の第２制御手段をそれぞれ適用すればよい。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における水素エンジンの制御装置によれば、エンジン
が停止直前状態である場合、停止直前状態検出手段によ
ってそれが検出されて、水素遮断制御手段によって水素
遮断弁が全閉状態にされる。これにより、水素貯蔵タン
クから水素供給通路側への水素ガスの流出を完全に遮断
することができる。そして、上記水素供給通路内の残存
水素圧力の高低に応じて作動切換制御手段により第１ま
たは第２開閉制御手段のいずれか一方に切換えることに
より、上記残存水素圧力に応じて適切な水素供給調整弁
の開度調整を行うことができ、水素供給系の残存水素を
アフタバーンを招くことなく速やかに掃気させて燃焼さ
せることができる。すなわち、上記残存水素圧力が高い
場合、第１開閉制御手段により上記水素供給調整弁の開
度を徐々に増大させることにより、残存している水素ガ
スをほぼ一定の空燃比で燃焼室に供給して燃焼させるこ
とができ、空燃比の変動に伴うアフタバーンの発生を防
止することができる。また、上記残存水素圧力が低い場
合、第２開閉制御手段により上記水素供給調整弁の開度
を一時的に急増させた後、徐々に低減させることによ
り、上記残存水素圧力が低くても上記水素供給系から残
存水素を速やかに掃気させることができる。

【００９０】このため、エンジン停止状態で水素供給系
および燃焼室内を水素ガスがほぼ残存していない状態に
することができ、再始動までの間の水素ガスの漏出に伴
う問題の発生のおそれを解消することができ、かつ、再
始動に際してアフタファイヤなどの発生を防止して円滑
に始動を行うことができる。

【００９１】また、請求項２記載の発明によれば、上記
請求項１記載の発明による効果に加えて、エンジンの停
止操作が行われた後も、所定時間の間、電源供給制御手
段により点火プラグの点火を継続させることにより、上
記水素供給系から導入される残存水素ガスをほぼすべて
燃焼させることができ、上記水素供給系および燃焼室を
水素ガスが残存していない状態により確実にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】水素エンジンの全体構成図である。

【図３】第１および第２水素流量調整弁の開度特性を示
す図である。

【図４】図２のエンジンの一部を示す側面構成図であ
る。

【図５】電源供給手段を示すブロック構成図である。

【図６】メインルーチンのフローチャートである。

【図７】エンジン回転同期割込み処理のフローチャート
である。

【図８】タイマ同期割込み処理のフローチャートであ
る。

【図９】初期化ルーチンのフローチャートである。

【図１０】入力信号処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１１】ゾーン判定ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１２】始動ゾーン制御ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１３】始動ゾーンにおける水素供給特性を示す図で
ある。

【図１４】定常ゾーン制御ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１５】過渡ゾーン制御ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１６】エンストＡゾーン制御ルーチンのフローチャ
ートである。

【図１７】エンストＡゾーンにおける水素供給特性を示
す図である。

【図１８】エンストＢゾーン制御ルーチンのフローチャ
ートである。

【図１９】エンストＢゾーンにおける水素供給特性を示
す図である。

【図２０】停止ゾーン制御ルーチンのフローチャートで
ある。

【図２１】点火時期制御ルーチンのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１水素エンジン４ＭＨタンク（水素貯蔵タンク）５水素供給通路（水素供給系）１６，１７点火プラグ１８イグナイタコイル（点火手段）２７水素電磁弁（水素遮断弁）３１第２水素圧力センサ（水素圧力検出手段）３２第２水素流量調整弁（水素供給調整弁）４８電源供給手段４９ａ停止直前状態検出手段４９ｂ運転停止状態検出手段５０水素遮断制御手段５１作動切換制御手段５２第１開閉制御手段５３第２開閉制御手段５４電源供給制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水素貯蔵タンクからエンジンに水素を燃
料として供給する水素供給系と、上記水素貯蔵タンク側
の水素供給系に介在されて上記水素貯蔵タンクからの水
素を開閉可能に遮断する水素遮断弁と、上記エンジン側
の水素供給系に介在されてエンジンへの水素の供給量を
調整する水素供給調整弁とを備えた水素エンジンの制御
装置において、エンジンの停止直前の運転状態を検出する停止直前状態
検出手段と、この停止直前状態検出手段からの出力を受けて、上記水
素遮断弁を全閉状態にする水素遮断制御手段と、上記停止直前状態検出手段からの出力を受けて、上記水
素供給系の残存水素の圧力を検出する水素圧力検出手段
と、上記水素供給調整弁の開度を徐々に増大させる第１開閉
制御手段と、上記水素供給調整弁の開度を一時的に急増させ、かつ、
その後徐々に低減させる第２開閉制御手段と、上記水素圧力検出手段からの出力を受けて、上記残存水
素圧力が所定値より高い場合に上記第１開閉制御手段を
作動させる一方、上記残存水素圧力が所定値より低い場
合に上記第２開閉制御手段を作動させる作動切換制御手
段とを備えていることを特徴とする水素エンジンの制御
装置。
【請求項２】点火プラグを点火させる点火手段と、エンジンの停止時点を検出する運転停止状態検出手段
と、この運転停止状態検出手段からの出力を受けて、上記停
止時点から所定時間の間、上記点火手段に点火用電流を
供給する電源供給制御手段とを備えている請求項１記載
の水素エンジンの制御装置。