JPH0599073A - エンジンの燃料供給装置 - Google Patents
エンジンの燃料供給装置Info
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- JPH0599073A JPH0599073A JP25373791A JP25373791A JPH0599073A JP H0599073 A JPH0599073 A JP H0599073A JP 25373791 A JP25373791 A JP 25373791A JP 25373791 A JP25373791 A JP 25373791A JP H0599073 A JPH0599073 A JP H0599073A
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- engine
- hydrogen
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素エンジン用水素水素吸蔵合金タンク等の
燃料容器において、デッドソーク時等に発生する過剰な
ガス状燃料を安全且つ有利に処理する。 【構成】 第１燃料容器（例．水素吸蔵合金タンク）２
と、それからエンジン１に燃料（水素）を供給する第１
燃料供給通路６と、少なくとも１個の第２燃料容器（水
素吸蔵合金タンク）９と、それからエンジン１に燃料を
補助的に供給する第２燃料供給通路と、第１燃料容器２
と第２燃料容器９との間に設けられるリリーフ弁８と、
第２燃料容器９からエンジン１に供給される燃料量を計
測する手段（ソニックノズル）１１と、第１燃料供給通
路６に設けられ前記計測手段によって計測された燃料量
だけ第１燃料容器２から供給される燃料量を減量する手
段（調量弁）７とを備えていることを特徴とするエンジ
ンの燃料供給装置。
燃料容器において、デッドソーク時等に発生する過剰な
ガス状燃料を安全且つ有利に処理する。 【構成】 第１燃料容器（例．水素吸蔵合金タンク）２
と、それからエンジン１に燃料（水素）を供給する第１
燃料供給通路６と、少なくとも１個の第２燃料容器（水
素吸蔵合金タンク）９と、それからエンジン１に燃料を
補助的に供給する第２燃料供給通路と、第１燃料容器２
と第２燃料容器９との間に設けられるリリーフ弁８と、
第２燃料容器９からエンジン１に供給される燃料量を計
測する手段（ソニックノズル）１１と、第１燃料供給通
路６に設けられ前記計測手段によって計測された燃料量
だけ第１燃料容器２から供給される燃料量を減量する手
段（調量弁）７とを備えていることを特徴とするエンジ
ンの燃料供給装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンに対する燃料
の供給装置に係り、例えば水素エンジン用の水素供給装
置に関する。
の供給装置に係り、例えば水素エンジン用の水素供給装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から水素エンジン用水素供給装置と
して水素吸蔵合金（メタルハイドライド、略してＭＨと
いう。）タンクが用いられており、タンクに供給する熱
量を制御することによってタンク内の圧力を制御してい
る。（一例として特開昭６１−２２０００９号公報参
照）。
して水素吸蔵合金（メタルハイドライド、略してＭＨと
いう。）タンクが用いられており、タンクに供給する熱
量を制御することによってタンク内の圧力を制御してい
る。（一例として特開昭６１−２２０００９号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の水素エンジンの
燃料供給装置では、デッドソーク時等のように、水素消
費量が急減する状態では、タンク及び水素吸蔵合金自身
の保有熱量により、エンジンの停止後も水素が発生し、
タンクの許容圧力を超えてしまうとことがある。その場
合、リリーフ弁等によって過剰な水素をタンク外に放出
すると水素が無駄になるばかりでなく、そのエンジンを
搭載した乗物の航続距離が短かくなる。しかしながら、
タンクの制御圧力を低く設定すると最大水素発生量が減
少し、全開加速時に必要な水素量をエンジンに供給する
ことができない。
燃料供給装置では、デッドソーク時等のように、水素消
費量が急減する状態では、タンク及び水素吸蔵合金自身
の保有熱量により、エンジンの停止後も水素が発生し、
タンクの許容圧力を超えてしまうとことがある。その場
合、リリーフ弁等によって過剰な水素をタンク外に放出
すると水素が無駄になるばかりでなく、そのエンジンを
搭載した乗物の航続距離が短かくなる。しかしながら、
タンクの制御圧力を低く設定すると最大水素発生量が減
少し、全開加速時に必要な水素量をエンジンに供給する
ことができない。
【０００４】本発明の目的は、一般的に燃料タンクにお
いて発生する過剰なガス状燃料を大気中に放出すること
なく貯蔵すると共に、それを補助的に、且つ支障なくエ
ンジンに供給して利用するシステムを提供することにあ
る。
いて発生する過剰なガス状燃料を大気中に放出すること
なく貯蔵すると共に、それを補助的に、且つ支障なくエ
ンジンに供給して利用するシステムを提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、第１燃料容器と、前記第１燃
料容器からエンジンに燃料を供給する第１燃料供給通路
と、少なくとも１個の第２燃料容器と、前記第２燃料容
器から前記エンジンに燃料を補助的に供給する第２燃料
供給通路と、前記第１燃料容器と前記第２燃料容器との
間に設けられ前記第１燃料容器の圧力が所定値を越えた
時に開弁して前記第１燃料容器内の燃料の一部が前記第
２燃料容器へ移動するのを許す弁手段と、前記第２燃料
供給通路に設けられ前記第２燃料容器から前記エンジン
に燃料が供給される時にその燃料量を計測する手段と、
前記第１燃料通路に設けられ前記第１燃料容器から前記
エンジンに供給される燃料量を前記第２燃料容器から前
記エンジンに供給される燃料量だけ減量する手段とを備
えていることを特徴とするエンジンの燃料供給装置を提
供する。
決するための手段として、第１燃料容器と、前記第１燃
料容器からエンジンに燃料を供給する第１燃料供給通路
と、少なくとも１個の第２燃料容器と、前記第２燃料容
器から前記エンジンに燃料を補助的に供給する第２燃料
供給通路と、前記第１燃料容器と前記第２燃料容器との
間に設けられ前記第１燃料容器の圧力が所定値を越えた
時に開弁して前記第１燃料容器内の燃料の一部が前記第
２燃料容器へ移動するのを許す弁手段と、前記第２燃料
供給通路に設けられ前記第２燃料容器から前記エンジン
に燃料が供給される時にその燃料量を計測する手段と、
前記第１燃料通路に設けられ前記第１燃料容器から前記
エンジンに供給される燃料量を前記第２燃料容器から前
記エンジンに供給される燃料量だけ減量する手段とを備
えていることを特徴とするエンジンの燃料供給装置を提
供する。
【０００６】
【作用】温度の上昇などによって第１燃料容器内の燃料
圧力が所定値よりも高くなったときに弁手段が開弁する
ため、第１燃料容器内の主としてガス状の燃料の一部が
第２燃料容器の方へ移動してその中に貯蔵される。エン
ジンが運転されるとき、第１燃料容器から第１燃料供給
通路を通ってエンジンに供給される燃料が主になるが、
条件が整ったときには補助的に第２燃料容器に貯蔵され
ていた燃料も第２燃料供給通路を通ってエンジンに供給
される。その時には、第２燃料供給通路に設けられた計
測手段によってその燃料量が計測され、第１燃料供給通
路に設けられた減量手段によって第１燃料容器からエン
ジンに供給される主たる燃料量を前記計測された燃料量
だけ減少させるので、エンジンに供給される燃料量に変
動はないので運転状態に支障を与えることがなく、第１
燃料容器に収容できなかった燃料を無駄なく利用するこ
とができ、大気中に放出する必要がない。
圧力が所定値よりも高くなったときに弁手段が開弁する
ため、第１燃料容器内の主としてガス状の燃料の一部が
第２燃料容器の方へ移動してその中に貯蔵される。エン
ジンが運転されるとき、第１燃料容器から第１燃料供給
通路を通ってエンジンに供給される燃料が主になるが、
条件が整ったときには補助的に第２燃料容器に貯蔵され
ていた燃料も第２燃料供給通路を通ってエンジンに供給
される。その時には、第２燃料供給通路に設けられた計
測手段によってその燃料量が計測され、第１燃料供給通
路に設けられた減量手段によって第１燃料容器からエン
ジンに供給される主たる燃料量を前記計測された燃料量
だけ減少させるので、エンジンに供給される燃料量に変
動はないので運転状態に支障を与えることがなく、第１
燃料容器に収容できなかった燃料を無駄なく利用するこ
とができ、大気中に放出する必要がない。
【０００７】
【実施例】以下本発明を図面に示す実施例により詳細に
説明する。図１は、本発明を水素エンジンの燃料供給装
置に適用した場合の実施例を示す全体構成図である。１
は水素を燃料とするエンジン、２はエンジン１に水素を
供給する水素吸蔵合金（ＭＨ）を収容しているメインタ
ンクである。通常、タンク２はその中を循環するエンジ
ン冷却水（排気ガスでもよい）から熱を受け、ＭＨはそ
の熱量に概ね対応する量の水素を発生する。３は、例え
ばエンジン１のシリンダヘッドの冷却水套や、ラジエー
タのアッパータンクのような、熱を持っている冷却水の
溜を模式的に示したものである。この際圧力センサ４に
よりタンク１内の水素の圧力を検知し、圧力が一定値に
なるよう調量弁５により、タンク２へ供給される熱い冷
却水の水量を調節する。一方、タンク２内のＭＨから発
生した水素は供給ライン６を通じ調量弁７により必要量
だけエンジン１に供給される。水素消費量が多いとき
は、ＭＨタンク２に供給する冷却水の温度、流量を増大
させ、タンク２に供給する熱量を増大させる。
説明する。図１は、本発明を水素エンジンの燃料供給装
置に適用した場合の実施例を示す全体構成図である。１
は水素を燃料とするエンジン、２はエンジン１に水素を
供給する水素吸蔵合金（ＭＨ）を収容しているメインタ
ンクである。通常、タンク２はその中を循環するエンジ
ン冷却水（排気ガスでもよい）から熱を受け、ＭＨはそ
の熱量に概ね対応する量の水素を発生する。３は、例え
ばエンジン１のシリンダヘッドの冷却水套や、ラジエー
タのアッパータンクのような、熱を持っている冷却水の
溜を模式的に示したものである。この際圧力センサ４に
よりタンク１内の水素の圧力を検知し、圧力が一定値に
なるよう調量弁５により、タンク２へ供給される熱い冷
却水の水量を調節する。一方、タンク２内のＭＨから発
生した水素は供給ライン６を通じ調量弁７により必要量
だけエンジン１に供給される。水素消費量が多いとき
は、ＭＨタンク２に供給する冷却水の温度、流量を増大
させ、タンク２に供給する熱量を増大させる。
【０００８】この様に水素消費量の多い条件（エンジン
１の高負荷運転）からデッドソーク条件（エンジン１の
停止）に変化すると、水素消費量が急減し、タンク２内
に既に流れこんでいる熱い冷却水や、タンク２、水素吸
蔵合金（ＭＨ）自身等が保有する熱によって水素がなお
もＭＨから解離し、その圧力が制御圧力を超えてしまう
場合がある。そこで、タンク２の制御圧力以上で、かつ
システムの許容圧力以内の圧力で開弁作動するリリーフ
弁８と、ＭＨを収容したサブタンク９を設けることによ
り、過剰な水素をＭＨサブタンク９に流入させる。この
例の特徴として、サブタンク９の下流にはストップ弁１
０と所謂ソニックノズル１１を設けている。
１の高負荷運転）からデッドソーク条件（エンジン１の
停止）に変化すると、水素消費量が急減し、タンク２内
に既に流れこんでいる熱い冷却水や、タンク２、水素吸
蔵合金（ＭＨ）自身等が保有する熱によって水素がなお
もＭＨから解離し、その圧力が制御圧力を超えてしまう
場合がある。そこで、タンク２の制御圧力以上で、かつ
システムの許容圧力以内の圧力で開弁作動するリリーフ
弁８と、ＭＨを収容したサブタンク９を設けることによ
り、過剰な水素をＭＨサブタンク９に流入させる。この
例の特徴として、サブタンク９の下流にはストップ弁１
０と所謂ソニックノズル１１を設けている。
【０００９】なお、図１において、１５は水素流量計、
１６はエンジン１の吸気量を測定するエアフローメー
タ、１７はスロットルバルブ、１８はスーパーチャージ
ャ、１９はインタークーラ、２０は冷却水の水温セン
サ、２１はＯ2 センサ、２２は冷却水をＭＨタンク２へ
強制的に循環させるウォータポンプ、２３はフィルタ、
２４は流路を切換える三方弁、２５はフューエルカット
弁、２６は安全弁をそれぞれ示している。
１６はエンジン１の吸気量を測定するエアフローメー
タ、１７はスロットルバルブ、１８はスーパーチャージ
ャ、１９はインタークーラ、２０は冷却水の水温セン
サ、２１はＯ2 センサ、２２は冷却水をＭＨタンク２へ
強制的に循環させるウォータポンプ、２３はフィルタ、
２４は流路を切換える三方弁、２５はフューエルカット
弁、２６は安全弁をそれぞれ示している。
【００１０】ところで、ソニックノズル１１は前後の圧
力比がある一定値以下になると、流体を音速で一定流量
を保って流すことが知られており、サブタンク９に設け
た圧力センサ１２及びエンジン１のインテークマニホル
ドに設けた圧力センサ１３により検出した圧力値に基づ
き、一定圧力比以下の場合にのみストップ弁１０を開い
て、サブタンク９内の水素をインテークマニホルドに流
す。この際、メインＥＣＵ（電子式制御装置）１４によ
ってこの分を減量補正するように調量弁７を制御する。
力比がある一定値以下になると、流体を音速で一定流量
を保って流すことが知られており、サブタンク９に設け
た圧力センサ１２及びエンジン１のインテークマニホル
ドに設けた圧力センサ１３により検出した圧力値に基づ
き、一定圧力比以下の場合にのみストップ弁１０を開い
て、サブタンク９内の水素をインテークマニホルドに流
す。この際、メインＥＣＵ（電子式制御装置）１４によ
ってこの分を減量補正するように調量弁７を制御する。
【００１１】ここでソニックノズル１１について、図２
及び図３を用いて詳細に説明する。図２は、ソニックノ
ズル１１の具体的構造の１実施例を示したものである。
図３はソニックノズル１１の前後圧力比Ｐ1 ／Ｐ0 と流
量の関係を示したものであるが、ソニックノズルＰ1 ／
Ｐ0がある一定値Ｐ1 ／Ｐ0 ＭＡＸ以下（ソニック域）
になると、流体を音速で一定流量を保って流す性質をも
っていることが知られている。そこで、水素流量をアイ
ドル時の流量以下になるように設計することにより、エ
ンジンのすべての運転条件において、ソニックノズルに
よる水素供給をすることが可能となる。ソニックノズル
の特性を利用し、図１に示す圧力センサ１２及び圧力セ
ンサ１３により、サブタンク９の内圧と吸気管（インテ
ークマニホルド）の圧力との比がＰ1 ／Ｐ0 ＭＡＸ以下
であるときのみ、ストップ弁１０によりサブタンク９か
ら水素をインテークマニホルドに流す。この際、メイン
ＥＣＵ１４でこの分を補正して調量弁７を制御する。
及び図３を用いて詳細に説明する。図２は、ソニックノ
ズル１１の具体的構造の１実施例を示したものである。
図３はソニックノズル１１の前後圧力比Ｐ1 ／Ｐ0 と流
量の関係を示したものであるが、ソニックノズルＰ1 ／
Ｐ0がある一定値Ｐ1 ／Ｐ0 ＭＡＸ以下（ソニック域）
になると、流体を音速で一定流量を保って流す性質をも
っていることが知られている。そこで、水素流量をアイ
ドル時の流量以下になるように設計することにより、エ
ンジンのすべての運転条件において、ソニックノズルに
よる水素供給をすることが可能となる。ソニックノズル
の特性を利用し、図１に示す圧力センサ１２及び圧力セ
ンサ１３により、サブタンク９の内圧と吸気管（インテ
ークマニホルド）の圧力との比がＰ1 ／Ｐ0 ＭＡＸ以下
であるときのみ、ストップ弁１０によりサブタンク９か
ら水素をインテークマニホルドに流す。この際、メイン
ＥＣＵ１４でこの分を補正して調量弁７を制御する。
【００１２】次にＥＣＵ１４による本システムの制御ロ
ジックの実施例を図４に示すフローチャートを用いて詳
細に説明する。ステップ４０１でスロットル開度や吸気
管圧力等、運転状態を示すセンサ類の計測値を読み込
み、ステップ４０２で基本水素量Ｑbaseを算出する。ス
テップ４０３でサブタンク９の圧力Ｐ0 及び吸気管圧力
Ｐ1 を検出しステップ４０４でストップ弁１１が開かど
うか判断する。ストップ弁１１が閉であったら、ステッ
プ４０８でこのエンジン１がとりうる最大吸気管負圧Ｐ
1maxとＰ0 の比Ｐ1max／Ｐ0 が、図３に示すＰ1 ／Ｐ0
ＭＡＸ（もしくは、それ以下の適当な値）以下かどうか
を判断し、Ｐ1max／Ｐ0 ≦Ｐ1 ／Ｐ0 ＭＡＸの時はステ
ップ４０９でストップ弁１０を開き、ステップ４０５へ
進む。ステップ４０８においてＰ1max／Ｐ0 ＞Ｐ1 ／Ｐ
0 ＭＡＸのとき、ステップ４１１にて最終水素量Ｑfin
をＱbaseとし、ステップ４１２でＱfin を出力し、ステ
ップ４０１へ戻る。ここで、４０８の判断を適用する理
由は、１度ストップ弁１０が開いて、水素が流れた場合
は、運転条件が変化して吸気管負圧が変化してもある程
度の時間はソニック域を維持しつづけ、制御を安定させ
るためである。
ジックの実施例を図４に示すフローチャートを用いて詳
細に説明する。ステップ４０１でスロットル開度や吸気
管圧力等、運転状態を示すセンサ類の計測値を読み込
み、ステップ４０２で基本水素量Ｑbaseを算出する。ス
テップ４０３でサブタンク９の圧力Ｐ0 及び吸気管圧力
Ｐ1 を検出しステップ４０４でストップ弁１１が開かど
うか判断する。ストップ弁１１が閉であったら、ステッ
プ４０８でこのエンジン１がとりうる最大吸気管負圧Ｐ
1maxとＰ0 の比Ｐ1max／Ｐ0 が、図３に示すＰ1 ／Ｐ0
ＭＡＸ（もしくは、それ以下の適当な値）以下かどうか
を判断し、Ｐ1max／Ｐ0 ≦Ｐ1 ／Ｐ0 ＭＡＸの時はステ
ップ４０９でストップ弁１０を開き、ステップ４０５へ
進む。ステップ４０８においてＰ1max／Ｐ0 ＞Ｐ1 ／Ｐ
0 ＭＡＸのとき、ステップ４１１にて最終水素量Ｑfin
をＱbaseとし、ステップ４１２でＱfin を出力し、ステ
ップ４０１へ戻る。ここで、４０８の判断を適用する理
由は、１度ストップ弁１０が開いて、水素が流れた場合
は、運転条件が変化して吸気管負圧が変化してもある程
度の時間はソニック域を維持しつづけ、制御を安定させ
るためである。
【００１３】ステップ４０５では、リアルタイムのＰ1
／Ｐ0 がＰ1 ／Ｐ0 ＭＡＸよりも小さいかどうか判断
し、小さければステップ４０６で基本水素量Ｑbaseから
ソニックノズル１１の水素流量Ｑs を減じたものを最終
水素量Ｑfin とし、ステップ４０７でＱfin を出力す
る。ステップ４０５でＰ1／Ｐ0 がＰ1 ／Ｐ0 ＭＡＸ以
上であれば、ステップ４１０でストップ弁１０を閉じ、
ステップ４１１で最終水素量Ｑfin を基本水素量Ｑbase
とし、ステップ４１２でＱfin を出力する。以上の制御
により、サブＭＨタンクに貯えた余剰水素を有効に利用
することが可能になる。
／Ｐ0 がＰ1 ／Ｐ0 ＭＡＸよりも小さいかどうか判断
し、小さければステップ４０６で基本水素量Ｑbaseから
ソニックノズル１１の水素流量Ｑs を減じたものを最終
水素量Ｑfin とし、ステップ４０７でＱfin を出力す
る。ステップ４０５でＰ1／Ｐ0 がＰ1 ／Ｐ0 ＭＡＸ以
上であれば、ステップ４１０でストップ弁１０を閉じ、
ステップ４１１で最終水素量Ｑfin を基本水素量Ｑbase
とし、ステップ４１２でＱfin を出力する。以上の制御
により、サブＭＨタンクに貯えた余剰水素を有効に利用
することが可能になる。
【００１４】ところが、前記システムのままでは、サブ
ＭＨタンク９から水素を放出する際、タンク９内での吸
熱反応によりＭＨの温度が下がり、タンク９内の圧力が
低下して、水素を出しきる前にソニック域を超えてしま
う。また、サブＭＨタンク９に余剰水素を流入する際、
タンク９内での発熱反応によりＭＨの温度が上がり、タ
ンク９の内圧が上昇して、許容圧力を超える恐れがあ
る。
ＭＨタンク９から水素を放出する際、タンク９内での吸
熱反応によりＭＨの温度が下がり、タンク９内の圧力が
低下して、水素を出しきる前にソニック域を超えてしま
う。また、サブＭＨタンク９に余剰水素を流入する際、
タンク９内での発熱反応によりＭＨの温度が上がり、タ
ンク９の内圧が上昇して、許容圧力を超える恐れがあ
る。
【００１５】サブタンク９内に水素を効率よく貯蔵し、
またサブタンク９内から水素を効率よく放出させるため
には、サブタンク９の温度コントロールが有効であり、
その実施例を図５に示す。図５（Ａ）は断面図、図５
（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。この実施例は、サブ
ＭＨタンクを、そのエンジンを搭載している車両のヒー
タダクト内に設置し、ヒータでタンクを温調した例であ
る。図５において、５０１は車両ヒーターダクト、５０
２はサブＭＨタンクであり、サブタンク５０２には水素
インレット５０２ａ、水素アウトレット５０２ｂ、放熱
フィン５０２ｃが設けてある。サブタンク５０２の内部
には粒状の水素吸蔵合金（ＭＨ）５０６が収容されてい
る。５０３はヒータコアで、ウォータインレット５０３
ａとウォータアウトレット５０３ｂが設けてあり、ウォ
ータインレット５０３ａの上流には水ストップ弁５０５
が設けてある。５０４はブロアであり、外気を吸込み、
サブＭＨタンク５０２に吹きつける。サブＭＨタンク５
０２を通過した外気は車室外へ放出される。
またサブタンク９内から水素を効率よく放出させるため
には、サブタンク９の温度コントロールが有効であり、
その実施例を図５に示す。図５（Ａ）は断面図、図５
（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。この実施例は、サブ
ＭＨタンクを、そのエンジンを搭載している車両のヒー
タダクト内に設置し、ヒータでタンクを温調した例であ
る。図５において、５０１は車両ヒーターダクト、５０
２はサブＭＨタンクであり、サブタンク５０２には水素
インレット５０２ａ、水素アウトレット５０２ｂ、放熱
フィン５０２ｃが設けてある。サブタンク５０２の内部
には粒状の水素吸蔵合金（ＭＨ）５０６が収容されてい
る。５０３はヒータコアで、ウォータインレット５０３
ａとウォータアウトレット５０３ｂが設けてあり、ウォ
ータインレット５０３ａの上流には水ストップ弁５０５
が設けてある。５０４はブロアであり、外気を吸込み、
サブＭＨタンク５０２に吹きつける。サブＭＨタンク５
０２を通過した外気は車室外へ放出される。
【００１６】次に本実施例の作動を図６に示すフローチ
ャートに従って説明する。ステップ６０１で水素ストッ
プ弁１０（図１）が開と判断すると、ステップ６０２で
水ストップ弁５０５を開き、ヒータコア５０３にエンジ
ン１の熱い冷却水を流して、温風をサブタンク５０２内
に導入する。それによってサブタンク５０２は加熱され
て収容しているＭＨ５０６から水素を放出する。更にス
テップ６０３でサブタンク内の圧力Ｐ0 を読み込み、ス
テップ６０４でサブタンクの安全弁２６の作動圧力より
低い圧力Ｐmax を越えたと判断した場合は、ステップ６
０５で水ストップ弁５０５を閉じ、エンジン冷却水を停
止して、外気でサブタンク５０２を冷却する。ＭＨ５０
６の温度が低下してサブタンク５０２内の圧力が低下し
たら再び水ストップ弁５０５を開ける。
ャートに従って説明する。ステップ６０１で水素ストッ
プ弁１０（図１）が開と判断すると、ステップ６０２で
水ストップ弁５０５を開き、ヒータコア５０３にエンジ
ン１の熱い冷却水を流して、温風をサブタンク５０２内
に導入する。それによってサブタンク５０２は加熱され
て収容しているＭＨ５０６から水素を放出する。更にス
テップ６０３でサブタンク内の圧力Ｐ0 を読み込み、ス
テップ６０４でサブタンクの安全弁２６の作動圧力より
低い圧力Ｐmax を越えたと判断した場合は、ステップ６
０５で水ストップ弁５０５を閉じ、エンジン冷却水を停
止して、外気でサブタンク５０２を冷却する。ＭＨ５０
６の温度が低下してサブタンク５０２内の圧力が低下し
たら再び水ストップ弁５０５を開ける。
【００１７】また、ステップ６０１で水素ストップ弁１
０が閉と判断した場合は、水ストップ弁５０５を閉じ、
外気でサブタンク５０２を冷却してサブタンク５０２内
の圧力を下げる。それによって、メインＭＨタンク２か
ら流れ込んだ水素をより多くサブタンク５０２内に貯え
ることが可能となる。このように、サブＭＨタンク５０
２から水素を放出する場合は、サブタンク５０２を加熱
して極力タンク５０２内の水素を使い切り、サブＭＨタ
ンク５０２から水素を放出しない場合は、タンク５０２
を冷却して、タンク内圧力及びＭＨ５０６の温度を低く
保つことにより、より多くの過剰水素を吸収しなおか
つ、吸収した水素を効率よく使い切ることが可能とな
る。
０が閉と判断した場合は、水ストップ弁５０５を閉じ、
外気でサブタンク５０２を冷却してサブタンク５０２内
の圧力を下げる。それによって、メインＭＨタンク２か
ら流れ込んだ水素をより多くサブタンク５０２内に貯え
ることが可能となる。このように、サブＭＨタンク５０
２から水素を放出する場合は、サブタンク５０２を加熱
して極力タンク５０２内の水素を使い切り、サブＭＨタ
ンク５０２から水素を放出しない場合は、タンク５０２
を冷却して、タンク内圧力及びＭＨ５０６の温度を低く
保つことにより、より多くの過剰水素を吸収しなおか
つ、吸収した水素を効率よく使い切ることが可能とな
る。
【００１８】以上説明した各実施例によれば、水素エン
ジン用のＭＨタンクにおける最大水素発生量を増加させ
ることができ、水素エンジンの出力が増大するのみなら
ず、ＭＨタンクから過剰に発生した水素を大気中に捨て
る事がないため安全で、しかも過剰水素を有効に利用す
ることができるので、車両の場合は走行距離を長くする
ことができる。また、ソニックノズルを使用する場合は
計測が容易で且つ正確であり、計測手段の構成も簡単な
ものとなる。
ジン用のＭＨタンクにおける最大水素発生量を増加させ
ることができ、水素エンジンの出力が増大するのみなら
ず、ＭＨタンクから過剰に発生した水素を大気中に捨て
る事がないため安全で、しかも過剰水素を有効に利用す
ることができるので、車両の場合は走行距離を長くする
ことができる。また、ソニックノズルを使用する場合は
計測が容易で且つ正確であり、計測手段の構成も簡単な
ものとなる。
【００１９】以上述べた実施例はいずれも水素エンジン
用のＭＨタンクに関するものであるが、本発明の技術思
想は単にＭＨタンクに止まらず、対応する構成を有する
他のエンジンの燃料容器に関して適用することができ
る。例えば、燃料として普通のガソリンを使用するエン
ジンの燃料タンクに本発明を適用すると、第１燃料容器
はガソリンを収容する燃料タンクであり、第２燃料容器
は燃料タンクから蒸発する蒸発燃料を吸着させるチャコ
ールキャニスタということになる。そして本発明によれ
ば、蒸発燃料のパージの条件が整った時に、チャコール
キャニスタの活性炭に吸着されていた蒸発燃料をソニッ
クノズル等からなる計測手段によって正確に計量してエ
ンジンに送り込み、その分だけ燃料タンクからエンジン
に送られる主たる燃料量を減量するという制御を行うこ
とになる。
用のＭＨタンクに関するものであるが、本発明の技術思
想は単にＭＨタンクに止まらず、対応する構成を有する
他のエンジンの燃料容器に関して適用することができ
る。例えば、燃料として普通のガソリンを使用するエン
ジンの燃料タンクに本発明を適用すると、第１燃料容器
はガソリンを収容する燃料タンクであり、第２燃料容器
は燃料タンクから蒸発する蒸発燃料を吸着させるチャコ
ールキャニスタということになる。そして本発明によれ
ば、蒸発燃料のパージの条件が整った時に、チャコール
キャニスタの活性炭に吸着されていた蒸発燃料をソニッ
クノズル等からなる計測手段によって正確に計量してエ
ンジンに送り込み、その分だけ燃料タンクからエンジン
に送られる主たる燃料量を減量するという制御を行うこ
とになる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、温度上昇等の原因によ
って第１燃料容器に収容することができなくなった燃料
を第２燃料容器に一時的に貯蔵し、エンジンが運転され
るときに第２燃料供給通路において正確に計量してエン
ジンに供給して利用し、その分だけ第１燃料容器から第
１燃料供給通路を通ってエンジンに送られる燃料量を減
量させるので燃料に無駄がなく、燃料を大気中に放出す
ることもないので、危険や公害を招くことがない。燃料
を無駄なく利用するので、車両等の場合は航続距離が延
びる等の効果がある。
って第１燃料容器に収容することができなくなった燃料
を第２燃料容器に一時的に貯蔵し、エンジンが運転され
るときに第２燃料供給通路において正確に計量してエン
ジンに供給して利用し、その分だけ第１燃料容器から第
１燃料供給通路を通ってエンジンに送られる燃料量を減
量させるので燃料に無駄がなく、燃料を大気中に放出す
ることもないので、危険や公害を招くことがない。燃料
を無駄なく利用するので、車両等の場合は航続距離が延
びる等の効果がある。
【００２１】計測手段の一部にソニックノズルを使用す
る場合は、計測手段を著しく簡単な構成のものとするこ
とができるが、その定流量特性によって正確な計測値が
得られるので、主たる燃料の減量分を正確に算出するこ
とができ、エンジンを正確な空燃比によって運転するこ
とができる。また、本発明を水素エンジンのＭＨタンク
に適用した場合は、タンク内の制御圧力を高めることが
可能になるので、最大水素発生量を増大させることがで
き、水素エンジンを出力の大きいものにすることができ
る。
る場合は、計測手段を著しく簡単な構成のものとするこ
とができるが、その定流量特性によって正確な計測値が
得られるので、主たる燃料の減量分を正確に算出するこ
とができ、エンジンを正確な空燃比によって運転するこ
とができる。また、本発明を水素エンジンのＭＨタンク
に適用した場合は、タンク内の制御圧力を高めることが
可能になるので、最大水素発生量を増大させることがで
き、水素エンジンを出力の大きいものにすることができ
る。
【図１】本発明に係る燃料供給装置を備えたエンジンの
一実施例を示す全体構成図
一実施例を示す全体構成図
【図２】図１の実施例の要部であるソニックノズルの断
面図である。
面図である。
【図３】ソニックノズルの前後圧力比と流量の関係を示
す特性図である。
す特性図である。
【図４】燃料供給装置の動作を説明するフローチャート
である。
である。
【図５】（Ａ）はＭＨサブタンクを温調した実施例を示
す断面図で、（Ｂ）はそのＡ−Ａ横断面図である。
す断面図で、（Ｂ）はそのＡ−Ａ横断面図である。
【図６】図５に示す実施例の作動を説明するフローチャ
ートである。 １…水素エンジン ２…ＭＨメインタンク ３…エンジン冷却水溜 ４…圧力センサ ５…冷却水調量弁 ６…水素供給ライン ７…水素調量弁 ８…リリーフ弁 ９…ＭＨサブタンク １０…ストップ弁 １１…ソニックノズル １２，１３…圧力センサ ５０１…ヒータダクト ５０２…ＭＨサブタンク ５０３…ヒータコア ５０４…ブロア ５０５…水ストップ弁
ートである。 １…水素エンジン ２…ＭＨメインタンク ３…エンジン冷却水溜 ４…圧力センサ ５…冷却水調量弁 ６…水素供給ライン ７…水素調量弁 ８…リリーフ弁 ９…ＭＨサブタンク １０…ストップ弁 １１…ソニックノズル １２，１３…圧力センサ ５０１…ヒータダクト ５０２…ＭＨサブタンク ５０３…ヒータコア ５０４…ブロア ５０５…水ストップ弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪頭 敏彦 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 鬼頭 修 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 第１燃料容器と、前記第１燃料容器から
エンジンに燃料を供給する第１燃料供給通路と、少なく
とも１個の第２燃料容器と、前記第２燃料容器から前記
エンジンに燃料を補助的に供給する第２燃料供給通路
と、前記第１燃料容器と前記第２燃料容器との間に設け
られ前記第１燃料容器の圧力が所定値を越えた時に開弁
して前記第１燃料容器内の燃料の一部が前記第２燃料容
器へ移動するのを許す弁手段と、前記第２燃料供給通路
に設けられ前記第２燃料容器から前記エンジンに燃料が
供給される時にその燃料量を計測する手段と、前記第１
燃料供給通路に設けられ前記第１燃料容器から前記エン
ジンに供給される燃料量を前記第２燃料容器から前記エ
ンジンに供給される燃料量だけ減量する手段とを備えて
いることを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 - 【請求項２】 前記第２燃料供給通路が、前記第２燃料
容器から前記エンジンに燃料が供給される時にその燃料
量を計測する前記手段の少なくとも一部を構成するソニ
ックノズルと、前記ソニックノズルの前後の圧力比が所
定値以下となったときに開弁する燃料停止弁とを直列的
に備えていることを特徴とする前記請求項１に記載され
たエンジンの燃料供給装置。 - 【請求項３】 前記第１燃料供給通路に設けられ前記第
１燃料容器から前記エンジンに供給される燃料量を前記
第２燃料容器から前記エンジンに供給される燃料量だけ
減量する前記手段における減量値が、前記ソニックノズ
ルの上流側の圧力によって補正されるようになっている
ことを特徴とする前記請求項２に記載されたエンジンの
燃料供給装置。 - 【請求項４】 前記燃料が水素であり、前記第１燃料容
器及び前記第２燃料容器が共に水素吸蔵合金を収容して
いることを特徴とする前記請求項１乃至３のいずれか１
項に記載されたエンジンの燃料供給装置。 - 【請求項５】 前記燃料がガソリンであり、前記第１燃
料容器が主として液状のガソリンを収容するガソリンタ
ンクであると共に、前記第２の燃料容器が活性炭のよう
な吸着剤を収容しており前記第１燃料容器において発生
したガソリンの蒸気を吸着するチャコールキャニスタで
あることを特徴とする前記請求項１乃至３のいずれか１
項に記載されたエンジンの燃料供給装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03253737A JP3085748B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 水素エンジンの水素供給装置 |
| US07/908,270 US5305714A (en) | 1991-07-03 | 1992-07-02 | Fuel supply system for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03253737A JP3085748B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 水素エンジンの水素供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599073A true JPH0599073A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3085748B2 JP3085748B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=17255441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03253737A Expired - Fee Related JP3085748B2 (ja) | 1991-07-03 | 1991-10-01 | 水素エンジンの水素供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3085748B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011010342A1 (ja) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | 株式会社技術開発総合研究所 | 燃料供給装置 |
| JP2017048866A (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 株式会社豊田中央研究所 | ガス貯蔵装置 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP03253737A patent/JP3085748B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011010342A1 (ja) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | 株式会社技術開発総合研究所 | 燃料供給装置 |
| JP2017048866A (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 株式会社豊田中央研究所 | ガス貯蔵装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3085748B2 (ja) | 2000-09-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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