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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffversorgungseinheit, die zum Einstellen der Strömungsrate und des Drucks von Brennstoffgas, mit dem ein Versorgungsziel aus einem Brennstoffbehälter versorgt wird, verwendet wird.
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Ein in Patentdokument 1 offenbartes Brennstoffzellensystem weist einen Gasversorgungskanal zum Versorgen einer Brennstoffzelle und eines in dem Brennstoffversorgungskanal installierten Injektors mit Gas auf. Der Injektor ist an einer stromabwärtigen Seite von seinem Ventilelement vorgesehen, mit einem Drosselelement, das aus einem Filter gebildet ist. Dieses Drosselelement ist dazu vorgesehen, das Generieren einer Impulswelle zu verhindern, die beim Eindüsen von Gas aus dem Injektor generiert wird.
Patentdokument 1:
JP-A-2009-129827 -
Wenn allerdings eine Vielzahl von Injektoren in dem Brennstoffzellensystem, das in Patentdokument 1 offenbart ist, verwendet wird, benötigt jeder einzelne der Injektoren ein Drosselelement, um das Generieren von Impulswellen zu verhindern, welche in allen Injektoren generiert werden. Dies würde in einem komplexen Aufbau und hohen Kosten resultieren.
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Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der obigen Probleme gemacht, und hat einen Zweck, ein Brennstoffzellensystem mit einem einfachen Aufbau vorzusehen, das es ermöglicht, Geräusche zu reduzieren, die durch das Eindüsen von einem Injektor verursacht werden.
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Um den obigen Zweck zu erreichen, wird eine Brennstoffversorgungseinheit gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
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Gemäß diesem Aspekt wird während des Leerlaufs nur ein ausgewählter Injektor betrieben, und das Druckreduzierungsteil drosselt den Einspritzdruck des Brennstoffgases, welches aus dem Injektoranschluss dieses ausgewählten Injektors eingedüst wird. Demzufolge wird die Anzahl der Druckreduzierungselemente reduziert, und folglich ist es mit einem einfachen Aufbau möglich, Geräusche zu reduzieren, die beim Eindüsen von den Injektoren verursacht werden. Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer Brennstoffversorgungseinheit der vorliegenden Erfindung ist es mit einem einfachen Aufbau möglich, Geräusche zu reduzieren, die beim Eindüsen von den Injektoren verursacht werden.
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1 ist ein schematischer Aufbau eines Brennstoffzellensystems;
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2 ist eine Querschnittansicht einer Wasserstoffversorgungseinheit;
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3 ist eine Tabelle, die für jeden Injektor das Vorliegen oder die Abwesenheit eines Druckreduzierungselements und den Betriebsbereich zeigt;
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4 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines zweiten Injektors und dessen Umgebung;
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5 ist eine perspektivische Außenansicht des Druckreduzierungsteils;
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6 ist eine Ansicht des Druckreduzierungsteils von oben; und
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7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht von Injektoranschlüssen von Injektoren und deren Umgebung in einem modifizierten Beispiel.
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Als erstes wird ein Brennstoffzellensystem 1 erläutert. Dieses Brennstoffzellensystem 1 weist, wie in 1 gezeigt, eine Brennstoffzelle (FC) 10, einen Wasserstoffzylinder 12, einen Wasserstoffversorgungskanal 14, einen Wasserstoffablasskanal 16, ein Hauptabsperrventil 18, ein erstes Umschaltventil 20, einen Hochdruckregulator 22, eine Wasserstoffversorgungseinheit 24, ein Mitteldruck-Überdruckventil 26, ein Niederdruck-Überdruckventil 28, einen Luftversorgungskanal 30, einen Luftablasskanal 32, eine Luftpumpe 34, ein zweites Umschaltventil 36, einen ersten Drucksensor 38, einen Luftdrucksensor 40, eine Steuerung 42, und weitere auf.
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Dieses Brennstoffzellensystem 1 wird in einem elektrischen Fahrzeug montiert und zum Versorgen eines Antriebsmotors (nicht dargestellt) des Fahrzeugs mit elektrischer Energie verwendet. Die Brennstoffzelle 10 erzeugt Strom durch das Empfangen von Wasserstoffgas als Brennstoffgas und Luft als Oxidatorgas. Der Antriebsmotor (nicht dargestellt) wird durch einen Inverter (nicht dargestellt) mit dem in der Brennstoffzelle 10 erzeugten elektrischen Strom versorgt. Der Wasserstoffzylinder 12 speichert Wasserstoffgas unter hohem Druck.
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Auf einer Anodenseite der Brennstoffzelle 10 ist ein Wasserstoffversorgungssystem vorgesehen. Dieses System weist den Wasserstoffversorgungskanal 14 zum Zuführen von Wasserstoffgas aus dem Wasserstoffzylinder 12 zu einem Versorgungsziel, wie beispielsweise der Brennstoffzelle 10, und den Wasserstoffablasskanal 16 zum Ablassen von Wasserstoffabgas, dem ein Ausströmen aus der Brennstoffzelle 10 erlaubt ist, auf. In dem Wasserstoffversorgungskanal 14 ist direkt stromabwärts des Wasserstoffzylinders 12 das Hauptabsperrventil 18 angeordnet, welches aus einem elektromagnetischen Ventil besteht, das dazu eingerichtet ist, zwischen dem Zuführen und Abschalten von Wasserstoffgas aus dem Wasserstoffzylinder 12 zu dem Wasserstoffversorgungskanal 14 umzuschalten. In dem Wasserstoffablasskanal 16 ist das erste Umschaltventil 20 vorgesehen, das aus einem elektromagnetischen Ventil besteht.
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In dem Wasserstoffversorgungskanal 14 ist stromabwärts des Hauptabsperrventils 18 der Hochdruckregulator 22 vorgesehen, um den Druck des Wasserstoffgases zu reduzieren. In dem Wasserstoffversorgungskanal 14 ist zwischen dem Hauptabsperrventil 18 und dem Hochdruckregulator 22 der erste Drucksensor 38 vorgesehen, um den Innendruck des Kanals 14 als den ersten Druck P1 zu erfassen.
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In dem Wasserstoffversorgungskanal 14 ist stromabwärts des Hochdruckregulators 22 die Wasserstoffversorgungseinheit 24 vorgesehen, um die Strömungsrate und den Druck von Wasserstoffgas, mit dem die Brennstoffzelle 10 versorgt wird, einzustellen. Die Wasserstoffversorgungseinheit 24 ist ein Beispiel für eine Brennstoffversorgungseinheit der vorliegenden Erfindung. Die Details der Wasserstoffversorgungseinheit 24 werden später erklärt.
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Das Mitteldruck-Überdruckventil 26 ist in dem Wasserstoffversorgungskanal 14 zwischen dem Hochdruckregulator 22 und der Wasserstoffversorgungseinheit 24 vorgesehen. Das Niederdruck-Überdruckventil 28 ist in dem Wasserstoffversorgungskanal 14 zwischen der Wasserstoffversorgungseinheit 24 und der Brennstoffzelle 10 vorgesehen. Sowohl das Mitteldruck-Überdruckventil 26 als auch das Niederdruck-Überdruckventil 28 sind dazu angeordnet, sich zu öffnen und den Druck zu reduzieren, wenn der entsprechende Druck im Inneren des Wasserstoffversorgungskanals 14 einen vorbestimmten Wert erreicht oder größer wird.
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Andererseits sind an einer Kathodenseite der Brennstoffzelle 10 der Luftversorgungskanal 30 zum Zuführen von Luft zu der Brennstoffzelle 10 und der Luftablasskanal 32 zum Ablassen von Luftabgas vorgesehen, dem es erlaubt ist, aus der Brennstoffzelle 10 auszuströmen. In dem Luftversorgungskanal 30 ist die Luftpumpe 34 vorgesehen, um die Luftströmungsrate, mit der die Brennstoffzelle 10 versorgt wird, einzustellen. In dem Luftversorgungskanal 30 stromabwärts der Luftpumpe 34 ist der Luftdrucksensor 40 vorgesehen, um den Luftdruck P4 zu erfassen. In dem Luftablasskanal 32 ist das zweite Umschaltventil 36 vorgesehen, das aus einem elektromagnetischen Ventil besteht.
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In dem vorangegangenen Aufbau wird das Wasserstoffgas, das aus dem Wasserstoffzylinder 12 geliefert wird, der Brennstoffzelle 10 zugeführt, mittels Durchströmen des Wasserstoffversorgungskanals 14 via dem Hauptabsperrventil 18, dem Hochdruckregulator 22, und der Wasserstoffversorgungseinheit 24. Das Wasserstoffgas, mit dem die Brennstoffzelle 10 versorgt wird, wird zur Stromerzeugung in der Brennstoffzelle 10 verwendet, und danach als Wasserstoffabgas aus der Brennstoffzelle 10 via dem Wasserstoffablasskanal 16 und dem ersten Umschaltventil 20 abgelassen.
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Des Weiteren wird in dem obigen Aufbau die durch die Luftpumpe 34 in den Luftversorgungskanal 30 eingedüste Luft der Brennstoffzelle 10 zugeführt. Diese der Brennstoffzelle 10 zugeführte Luft wird zur Stromerzeugung in der Brennstoffzelle 10 verwendet, und danach als Luftabgas aus der Brennstoffzelle 10 via dem Luftablasskanal 32 und dem zweiten Umschaltventil 36 abgelassen.
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Dieses Brennstoffzellensystem 1 weist des Weiteren eine Steuerung 42, die für die Steuerung des Systems verantwortlich ist, auf. Um eine Strömung von Wasserstoffgas, das der Brennstoffzelle 10 zugeführt wird, zu steuern, steuert die Steuerung 42 das Hauptabsperrventil 18 und Injektoren 54, die in der Wasserstoffversorgungseinheit 24 vorgesehen sind, basierend auf erfassten Werten des ersten Drucksensors 38, und eines zweiten Drucksensors 56 und eines dritten Drucksensors 58, die in der Wasserstoffversorgungseinheit 24 vorgesehen sind. Die Steuerung 42 steuert des Weiteren das erste Umschaltventil 20, um eine Strömung von Wasserstoffabgas in dem Wasserstoffablasskanal 16 zu steuern.
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Andererseits steuert die Steuerung 42 die Luftpumpe 34, basierend auf einem erfassten Wert des Luftdrucksensors 40, um eine Strömung der Luft zu steuern, die der Brennstoffzelle 10 zugeführt wird. Des Weiteren steuert die Steuerung 42 das zweite Umschaltventil 36, um eine Strömung von Luftabgas in dem Luftablasskanal 32 zu steuern. Des Weiteren empfängt die Steuerung 42 einen Spannungswert und einen Stromstärkenwert, die aus dem Erzeugen von elektrischem Strom in der Brennstoffzelle 10 resultieren. Die Steuerung 42 weist eine zentrale Recheneinheit (CPU) und einen Speicher auf, und steuert folglich jeden der Injektoren 54, die Luftpumpe 34, und andere, basierend auf einem vorbestimmten Steuerprogramm, das in dem Speicher gespeichert ist, um die Strömungsrate des Wasserstoffgases und die Strömungsrate von Luft, die der Brennstoffzelle 10 zugeführt werden, zu steuern.
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Des Weiteren steuert die Steuerung 42 jeden der Injektoren 54 basierend auf einem erfassten Wert einer Druckgröße (Gaspedalöffnungswinkel) eines Gaspedals 46, die durch einen Gaspedalsensor 44 erfasst wird.
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Als nächstes wird die Wasserstoffversorgungseinheit 24 untenstehend erklärt.
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In dem vorliegenden Beispiel weist die Wasserstoffversorgungseinheit 24, wie in den 1 und 2 gezeigt, einen Einströmblock 50, einen Ausströmblock 52, die Injektoren 54, den zweiten Drucksensor 56, den dritten Drucksensor 58, Schrauben 60, und Weiteres auf.
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Der Einströmblock 50 ist ein Bauteil zum Verteilen von Wasserstoffgas in dem Wasserstoffversorgungskanal 14 auf die Injektoren 54. Dieser Einströmblock 50 weist, wie in 2 gezeigt, einen Einströmkanal 62, einen Hohlraum 64, Einströmlöcher 66, ein Sensorloch 58, Löcher mit Innengewinde 70, und Weitere auf.
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Der Einströmkanal 62 ist ein Kanal, in den Wasserstoffgas aus dem Wasserstoffversorgungskanal 14 einströmt. Der Hohlraum 64 ist von einer Fläche 50a des Einströmblockes 50 zurückgesetzt, auf einer Seite, die dem Ausströmblock 52 gegenüberliegt. Im Inneren des Hohlraums 64 sind die Injektoren 54 vorgesehen.
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Die Einströmlöcher 66 sind jeweils zwischen dem Einströmkanal 62 und dem Hohlraum 64 ausgebildet. Jedes der Einströmlöcher 66 ist mit einem Einlassrohr 54b bestückt, das nahe an einem Einlass von jedem der Injektoren 54 angeordnet ist. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind drei Einlassrohre 54b der Injektoren 54 parallel zueinander angeordnet und mit dem Einströmkanal 62 verbunden. Das Sensorloch 68 ist mit dem zweiten Drucksensor 56 ausgestattet. Die Schrauben 60 sind in den Löchern mit Innengewinde 70 befestigt. Der Einströmblock 50 ist somit durch die Schrauben 60 an dem Ausströmblock 52 befestigt.
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Der Ausströmblock 52 ist ein Bauteil, um es Wasserstoffgasstrahlen, die von den Injektoren 54 eingedüst wurden, zu erlauben, sich miteinander zu vermischen. Dieser Ausströmblock 52 weist wie in 2 gezeigt einen Ausströmkanal 72, Düsenlöcher 74, ein Sensorloch 76, Schraubenlöcher 78, und Weiteres auf.
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Der Ausströmkanal 72 ist ein Kanal, in den das Wasserstoffgas, das von den Injektoren 54 eingedüst wurde, strömt. Das Wasserstoffgas wird dann der Brennstoffzelle 10 zugeführt, von dem Ausströmkanal 72 via dem Wasserstoffversorgungskanal 14.
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Die Düsenlöcher 74 sind zwischen einer dem Einströmblock 50 gegenüberliegenden Fläche 52a des Ausströmblocks 52 und dem Ausströmkanal 72 vorgesehen. Jedes der so geformten Düsenlöcher 74 zweigt von dem Ausströmkanal 72 ab und ist so positioniert, um jedem Injektor 54 zu entsprechen. Die Düsenlöcher 74 sind jeweils mit einem Düsenrohr 54c ausgestattet, das an einer Auslassseite von jedem Injektor 54 vorgesehen ist. Folglich sind die Düsenlöcher 74 mit entsprechenden Eindüsanschlüssen 54d verbunden, die an einem vorderen Ende der Düsenrohre 54c von jedem Injektor 54 ausgebildet sind. Dementsprechend strömt das Wasserstoffgas, das von den Injektoren 54 eingedüst wurde, in den Ausströmkanal 72 via den Düsenlöchern 74. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind drei Düsenrohre 54c der Injektoren 54 parallel zueinander angeordnet und mit dem Auslasskanal 72 verbunden. Das Düsenloch 74 ist ein Beispiel für ”einen Abzweigkanal” der vorliegenden Erfindung.
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Insbesondere weist jedes Düsenloch 74 einen Befestigungsabschnitt 80, einen Mittelabschnitt 82, und einen Auslassabschnitt 84 in dieser Reihenfolge von der Seite der Oberfläche 52a auf. Eine innere Umfangsoberfläche 80a des Befestigungsabschnittes 80, eine innerer Umfangsoberfläche 82a des Mittelabschnittes 82, und eine innere Umfangsoberfläche 84a des Auslassabschnittes 84 sind jeweils zylindrisch ausgebildet. Die innere Umfangsoberfläche 82a des Mittelabschnittes 82 weist einen kleineren Durchmesser auf, als die Innenumfangsoberfläche 80a des Befestigungsabschnittes 80, und die innere Umfangsoberfläche 84a des Auslassabschnittes 84 weist einen geringeren Durchmesser auf als die Innenumfangsoberfläche 82a des Mittelabschnittes 82. Hierbei können die Innenumfangsoberfläche 80a des Befestigungsabschnittes 80, die Innenumfangsoberfläche 82a des Mittelabschnittes 82, und die Innenumfangsoberfläche 84a des Auslassabschnittes 84 jeweils kreisförmig, außerdem mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet sein (beispielsweise eine annähernd zylindrische Gestalt oder eine elliptische zylindrische Gestalt)
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Jeder Befestigungsabschnitt 80 ist ein Abschnitt, in dem das entsprechende Düsenrohr 54c des Injektors 54 mittels eines O-Rings 86 eingebaut ist. Jeder Mittelabschnitt 82 ist ein Abschnitt, in dem der Einlassanschluss 54d des entsprechenden Injektors 54 positioniert ist. Jeder Auslassabschnitt 84 ist ein Abschnitt, der in einem Auslassabschnitt des Düsenlochs 74 auf der Seite des Ausströmkanals 72 ausgebildet ist.
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Das Sensorloch 76 ist mit dem dritten Drucksensor 58 ausgestattet. Des Weiteren sind die Schrauben 60 in die Schraubenlöcher 78 eingesetzt.
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Die Injektoren 54 sind angeordnet, um durch den Einströmblock 50 und den Ausströmblock 52 gehalten zu werden. Die Injektoren 54 sind demnach mit dem Einströmkanal 62 und dem Ausströmkanal 72 verbunden, um die Strömungsrate und den Druck des Wasserstoffgases einzustellen.
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Jeder Injektor 54 weist einen Körper 54a, ein Einlassrohr 54b, ein Düsenrohr 54c und Weiteres auf. Der Körper 54a ist zylindrisch geformt. Das Einlassrohr 54b steht an einem Ende des Körpers 54a vor und ist zylindrisch geformt, mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Körpers 54a ist. Das Düsenrohr 54c steht von dem anderen Ende des Körpers 54a vor und ist zylindrisch gestaltet, mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Körpers 54a ist. Das Wasserstoffgas tritt durch das Einlassrohr 54b in das Innere des Körpers 54a ein und wird dann von dem Injektoranschluss 54d, der an einem vorderen Ende des Düsenrohrs 54c ausgebildet ist, eingedüst. In dem in 2 gezeigten Beispiel weist die Wasserstoffversorgungseinheit 24 drei Injektoren 54 auf. Diese Anzahl der vorgesehenen Injektoren 54 ist nicht speziell begrenzt und kann 2 oder größer als 3 sein.
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Der zweite Drucksensor 56 erfasst den Druck (den Innendruck) im Inneren des Einströmkanals 62 als den zweiten Druck P2, der ein Mitteldruck (medium) ist. Der dritte Drucksensor 58 erfasst den Innendruck des Ausströmkanals 72 als dritten Druck P3, der ein Niederdruck ist.
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Die Wasserstoffversorgungseinheit 24 mit dem oben erwähnten Aufbau weist die Injektoren 54, die das Wasserstoffgas, das in den Einströmkanal 62 mitgenommen wurde, in den Ausströmkanal 72 eindüsen, wodurch folglich das Gas dekomprimiert wird, auf.
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Als nächstes wird eine Funktion der Geräuschreduzierung (Strömungsgeräusch), verursacht durch das Eindüsen von den Injektoren 54, erklärt.
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In der Wasserstoffversorgungseinheit 24 des vorliegenden Beispiels sind drei Injektoren 54, nämlich ein erster Injektor 54-1, ein zweiter Injektor 54-2, und ein dritter Injektor 54-3 in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite einer Wasserstoffgasströmungsrichtung in dem Einströmkanal 62 angeordnet.
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Während des Leerlaufvorgangs (in einem Bereich mit geringer Last) implementiert die Steuerung 42 (siehe 1) ein Steuern, um lediglich den zweiten Injektor 54-2, der ein Injektor 54 aus den drei Injektoren 54 (siehe 3) ist, zu betreiben. Hierbei bedeutet der Ausdruck ”während dem Leerlauf”, dass ein Betriebszustand eines Fahrzeugs, in dem das Brennstoffzellensystem 1 montiert ist, ein Leerlaufzustand ist. Um genauer zu sein, repräsentiert ”während des Leerlaufs” einen Betriebszustand eines Fahrzeugs, in dem die Brennstoffzelle 10 in einem Standby-Zustand ist, mit einem minimalen Verbrauch von Reaktionsgas. Beispielsweise bedeutet dieser Leerlauf einen Zustand, in dem ein Gaspedalöffnungswinkel, der durch den Gaspedalsensor 44 erfasst wird, null ist (ein Gaspedal nicht nach unten gedrückt ist), und ein Fahrzeug gestoppt ist.
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Wie in den 2 und 4 gezeigt ist, weist die Wasserstoffversorgungseinheit 24 ein Druckreduzierungsteil 90 in dem Düsenloch 74 auf, das mit dem Düsenrohr 54c des zweiten Injektors 54-2 ausgestattet ist. In anderen Worten ist das Druckreduzierungsteil 90 in dem Ausgangsabschnitt 84 des Düsenlochs 74 vorgesehen, das mit dem Eindüsungsanschluss 54d des zweiten Injektors 54-2 verbunden ist. Dieses Druckreduzierungsteil 90 ist ein Teil zum Reduzieren des Eindüsungsdrucks von Wasserstoffgas, das von dem Injektoranschluss 54d des zweiten Injektors 54-2 eingedüst wird.
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Das Druckreduzierungsteil 90 ist, wie in 5 und 6 gezeigt, durch ein hohles zylindrisches Röhrenteil 92 und ein Netzmaterial 94, das im Inneren des Röhrenteils 92 angeordnet ist, ausgebildet. Das Netzmaterial 94 ist ein netzartiges oder scheibenartiges Element, hergestellt aus einem von verschiedenen Materialien, wie beispielsweise Metall (rostfreier Stahl oder ähnliches) und Kunststoff. In dem vorliegenden Beispiel ist das Netzmaterial 94 über die gesamte Querschnittsfläche eines inneren Strömungskanals des Röhrenteils 92 (siehe 6) ausgebildet. Eine Maschengröße des Maschenmaterials 94 ist, in einem Beispiel, 150 μm bis 300 μm. Des Weiteren ist das Netzmaterial 94 an dem Röhrenteil 92 befestigt, durch Kaltverformen oder Schweißen. Das Röhrenteil 92 ist aus einem von verschiedenen Materialien ausgebildet, wie beispielsweise Metall oder Kunststoff, und an dem Ausgangsabschnitt 84 des Düsenlochs 74 befestigt, durch ein Verfahren aus Kaltverformen, Schweißen, Presspassen, und Weiteren.
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Als eine Alternative kann das Druckreduzierungsteil 90 aus einem porösen Material hergestellt sein. Hierbei ist das poröse Material in einer säulenartigen Gestalt ausgebildet (inklusive einer annähernd säulenartigen Gestalt) oder einer zylindrischen Gestalt (inklusive einer annähernd zylindrischen Gestalt) und ist durch sich selbst an dem Auslassabschnitt 84 des Düsenlochs 74 befestigbar. Das poröse Material ist beispielsweise eines aus verschiedenen porösen Metallkörpern (wie beispielsweise rostfreier Stahl), einem porösen Kunststoffkörper, und einem porösen Keramikkörper.
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Des Weiteren ist ein Innendurchmesser des Röhrenteils 92 gleich oder ungefähr gleich zu einem Durchmesser von jedem der Innenumfangsoberflächen 84a der Ausgangsabschnitte 84 der Düsenlöcher 74, die mit den entsprechenden Düsenrohren 54c des ersten Injektors 54-1 und des dritten Injektors 54-3 ausgestattet sind.
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Wie oben wird in der Wasserstoffversorgungseinheit 24 des vorliegenden Beispiels während des Leerlaufs lediglich der zweite Injektor 54-2 betrieben. Des Weiteren ist das Druckreduzierungsteil 90 in dem Ausgangsabschnitt 84 des Düsenlochs 74 angeordnet, das mit dem Injektoranschluss 54d des zweiten Injektors 54-2 verbunden ist, sodass der Eindüsungsdruck des Wasserstoffgases, das aus dem zweiten Injektor 54-2 eingedüst wird, reduziert wird. Genauer wird der Injektor 54, der in einem Leerlaufbetrieb betrieben wird, welcher einen Fahrzeugbetriebsbereich darstellt, in dem Geräusche maximal reduziert werden sollen, vorab ausgewählt. Folglich wird das Druckreduzierungsteil 90 lediglich für den ausgewählten Injektor 54 vorgesehen.
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Dementsprechend wird während des Leerlaufs lediglich der zweite Injektor 54-2 betrieben und der Eindüsungsdruck des Wasserstoffgases, das von dem Injektoranschluss 54d des zweiten Injektors 54-2 eingedüst wird, durch das Druckreduzierungsteil 90 reduziert. Das Druckreduzierungsteil 90 ist demnach nur für den entsprechenden zweiten Injektor 54-2 vorgesehen, wodurch die Anzahl der Druckreduzierungsteile 90 reduziert werden kann und folglich eine Kostenreduktion erreicht werden kann. Auf diese Art und Weise ist es während dem Leerlauf, der ein Zeitpunkt ist, in dem Geräusche maximal reduziert werden sollen, möglich, mit einem einfachen Aufbau die Geräusche zu reduzieren (Strömungsgeräusche des Wasserstoffgases, die aufgrund eines hohen Eindüsungsdrucks generiert werden), verursacht durch das Eindüsen aus den Injektoren 54. Wie in 3 gezeigt, wird der erste Injektor 54-1 und der dritte Injektor 54-3 während des Fahrbetriebs betrieben (in einem mittleren Lastbereich des Betriebsbereichs und in einem hohen Lastbereich des Betriebsbereichs).
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Jeder der Ausgangsabschnitte 84 der Düsenlöcher 74, die mit den entsprechenden Einlassanschlüssen 54d des ersten Injektors 54-1 und des dritten Injektors 54-3 in Wechselwirkung stehen, können mit einem Teil versehen sein (Druckreduzierungsteil zu einem günstigen Preis), das eine Druckreduzierung zu einem geringeren Preis und einem einfacheren Aufbau als das Druckreduzierungsteil 90 ermöglicht.
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Des Weiteren ist das Druckreduzierungsteil 90 aus einem porösen Material oder Netzmaterial wie oben erwähnt hergestellt. Deshalb kann das Druckreduzierungsteil 90 durch einen einfachen Aufbau ausgebildet werden, und folglich kann eine Kostenreduktion erreicht werden.
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Des Weiteren besteht das Druckreduzierungsteil 90 aus dem hohlen zylindrischen Röhrenteil 92 und dem Netzmaterial 94, welches im Inneren des Röhrenteils 92 angeordnet ist. Dementsprechend muss das Röhrenteil 92 lediglich in dem Ausgangsabschnitt 84 des Düsenlochs 74 gehalten werden, um dadurch das Druckreduzierungsteil 90 stabil und einfach in dem Ausgangsabschnitt 84 des Düsenlochs 74 zu befestigen. Dementsprechend wird der Eindüsungsdruck des Wasserstoffgases, das aus den Injektoranschlüssen 54d des zweiten Injektors 54-2 eingedüst wird, sicher durch das Druckreduzierungsteil 90 reduziert, wodurch eine stabile Reduktion von Geräuschen, verursacht durch das Eindüsen aus dem Injektor 54, erreicht wird. Des Weiteren wird die Handhabung beim Befestigen des Druckreduzierungsteils 90 an dem Ausgangsabschnitt 84 des Düsenlochs 74 verbessert.
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Als eine Alternative können der erste Injektor 54-1 oder der dritte Injektor 54-3 während des Leerlaufs anstatt dem zweiten Injektor 54-2 betrieben werden. Als eine andere Alternative können während des Leerlaufs der erste Injektor 54-1 oder der dritte Injektor 54-3 als auch der zweite Injektor 54-2 betrieben werden. In diesen Fällen werden die Druckreduzierungsteile 90 in den entsprechenden Ausgangsabschnitten 84 der Düsenlöcher 74 angeordnet, in denen die entsprechenden Düsenrohre 54c der Injektoren 54, die betrieben werden sollen, befestigt sind.
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Des Weiteren ist die Anzahl der Injektoren 54, die in der Wasserstoffversorgungseinheit 24 vorgesehen sind, nicht ausdrücklich begrenzt. Wenn beispielsweise eine Anzahl von N Injektoren 54 vorgesehen sind, steuert die Steuerung 42 den Betrieb von lediglich der ausgewählten Injektoren bestehend aus N – 1 oder weniger der Injektoren 54 aus einer Anzahl von N. Die Druckreduzierungsteile 90 sind in den Ausgangsabschnitten 84 der Düsenlöcher 74, die mit den entsprechenden Injektoranschlüssen 54d der (N – 1) oder weniger Injektoren 54 verbunden sind, welche die ausgewählten Injektoren sind, angeordnet. Folglich reduzieren die Druckreduzierungsteile 90 den Eindüsungsdruck des Wasserstoffgases, das von den ausgewählten Injektoren eingedüst wird. Dabei ist N eine Ganzzahl größer als 1.
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Als ein verbessertes Beispiel kann eine Strömungsrate von Wasserstoffgas, das von dem zweiten Injektor 54-2 als der ausgewählte Injektor eingedüst wird, geringer eingestellt werden als eine Strömungsrate von Wasserstoffgas, das von dem ersten Injektor 54-1 und dem dritten Injektor 54-3, welche nicht die ausgewählten Injektoren sind, eingedüst wird.
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Wie ausdrücklich in 7 gezeigt wird, ist es vorstellbar, dass ein Durchmesser D2 des Injektoranschlusses 54d des zweiten Injektors 54-2 kleiner ausgeführt ist als ein Durchmesser D1 des Injektoranschlusses 54d des ersten Injektors 54-1 und eines Durchmessers D3 des Injektoranschlusses 54d des dritten Injektors 54-3 (Anpassung der Durchmesser der Injektoranschlüsse 54d). Des Weiteren, zusammen mit der oben erwähnten Anpassung des Durchmessers der Injektoranschlüsse 54d oder unabhängig von dem oben erwähnten Anpassen der Durchmesser ist es vorstellbar, dass ein Hubweg von einem Ventilelement (nicht dargestellt) des zweiten Injektors 54-2 (eine Bewegungsgröße des Ventilelements zwischen einem Zustand des voll geschlossenen Ventils und einem Zustand des voll geöffneten Ventils) kleiner ausgeführt ist als ein Hubweg eines Ventilelementes des ersten Injektors 54-1 und des dritten Injektors 54-3.
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In diesem modifizierten Beispiel wird eine Strömungsrate von Wasserstoffgas, das von dem Injektoranschluss 54d des zweiten Injektors 54-2 eingedüst wird, reduziert. Mit anderen Worten, wenn die Ventilelemente der Injektoren 54 in einem Takt mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit geöffnet und geschlossen werden, ist eine Strömungsrate von Wasserstoffgas, das von dem Injektoranschluss 54d des zweiten Injektors 54-2 für einen Hub eingedüst wird, kleiner als die Strömungsrate des ersten Injektors 54-1 und des dritten Injektors 54-3. Dementsprechend wird während des Leerlaufvorgangs der Eindüsungsdruck des Wasserstoffgases, das von dem Injektoranschluss 54d des zweiten Injektors 54-2 eingedüst wird, reduziert, und des Weiteren wird dieser durch das Druckreduzierungsteil 90 noch weiter reduziert. Als ein Ergebnis ist es während des Leerlaufs möglich, wenn die Geräusche maximal reduziert werden sollen, die durch das Eindüsen von den Injektoren 54 verursachten Geräusche noch weiter zu reduzieren.
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Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung beispielhaft durch die Ausführungsformen dargestellt, wobei die Erfindung aber nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt ist und mit verschiedenen Veränderungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, ohne vom Kern des beanspruchten Gegenstandes abzuweichen. Beispielsweise kann die Steuerung 42 die Injektoren 54, die während des Leerlaufs betrieben werden, so steuern, dass diese auch während des Fahrens betrieben werden. Des Weiteren kann in dem Druckreduzierungsteil 90 das Maschenmaterial 94 so ausgebildet sein, dass dieses einen Teil des Querschnitts des Strömungskanals des Röhrenteils 92 bedeckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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