JPH06200773A - 水素エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、水素エンジンの低温始動
時に、始動に必要な水素を十分に供給して始動性を向上
するとともに、ヒータ等の加熱器を不要とし、安全性を
向上し、しかも、消費電流を少なくし、さらに、水素タ
ンクの構造の複雑化を防止することにある。 【構成】 このため、この発明は、燃料供給通路途中に
リザーブタンクを設け、リザーブタンクの上流側の燃料
供給通路に第１開閉弁を設けるとともにリザーブタンク
の下流側の燃料供給通路に第２開閉弁を設け、水素エン
ジンの停止後にリザーブタンクに水素を貯留すべく第１
開閉弁及び第２開閉弁を開閉動作し、低温始動の際には
第２開閉弁を開動作するとともに所定温度状態に至るま
で第１開閉弁を閉動作制御する制御手段を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は水素エンジン始動装置
に係り、特に低温始動時に安全で且つ確実に燃料である
水素を水素エンジンに供給するとともに、水素タンクの
構造の複雑化を防止し得る水素エンジン始動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】エンジンには、燃料として主にガソリン
や軽油等を使用しているが、排気有害物質による大気汚
染等のために、代替燃料として水素を使用する水素エン
ジンがある。

【０００３】この水素エンジンにおいては、水素タンク
に貯留した水素貯蔵合金（ＭＨ：メタルハイドライド）
に熱を加えて生成した水素を燃料供給通路から供給し、
この水素を燃料としている。上述の水素貯蔵合金は、常
温脱着として、常温でも圧力平衡まで量的には少ないが
水素を発生し、加温脱着として、温度を低下させると、
水素を吸着する一方、温度を加えると吸着した水素を放
出する性質を有している。

【０００４】従って、水素エンジンの稼動中は、エンジ
ン熱を利用して水素を発生させ、この水素を水素エンジ
ンに供給させることが可能である。

【０００５】また、水素エンジンの始動時にあっては、
常温状態（例えば気温２０℃以上）であれば、水素貯蔵
合金が常温脱着の特性があるので、始動性が良好である
が、氷点下等の低温状態の場合には、水素貯蔵合金が完
全に水素を吸着してしまうので、始動に必要な水素を水
素エンジンに十分供給させることができず、始動性が低
下する欠点があった。

【０００６】この欠点を解消するために、水素エンジン
を始動させる前に、ヒータ等の別途の加熱器によって水
素貯蔵合金を加熱し、低温始動時の措置を行っている。

【０００７】また、このような水素エンジンとしては、
例えば、特開平１−２１６０２４号公報に記載されてい
る。この公報に記載のものは、第１に、水素エンジン駆
動装置の金属水素化物の水素含有量が下限許容値を下回
ると、警告表示を行い、運転者にこれを認識させ、第２
に、金属水素化物の水素含有量が下限許容値を下回る
と、予備の金属水素化物を加熱して水素ガスを放出さ
せ、走行作業を若干延長した時等に水素ガス切れを防止
し、エンジンの停止を回避することができ、第３に、金
属水素化物の水素含有量が設定値を下回ると、警告表示
を行って運転者に水素の補充を促し、さらに警告表示後
に直ちに水素ガス切れを防止し、エンジンの停止を回避
するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、水素エンジ
ンにおいて、低温始動時に、ヒータ等の加熱器で水素貯
蔵合金を加熱する場合に、水素を取扱う上で加熱すると
危険が伴うとともに、加熱器の設置のために、水素タン
クの変更を必要として水素タンクの構造の複雑化を招
き、しかも、消費電流が多くなるという不都合があっ
た。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、水素貯蔵合金を貯留した
水素タンクを設け、この水素タンクに燃料供給通路の一
端側を接続して設け、前記水素タンク内で生成した水素
を燃料として稼動すべく前記燃料供給通路の他端側に設
けた水素エンジンにおいて、前記燃料供給通路途中にリ
ザーブタンクを設け、このリザーブタンクの上流側の前
記燃料供給通路に第１開閉弁を設けるとともに前記リザ
ーブタンクの下流側の前記燃料供給通路に第２開閉弁を
設け、前記水素エンジンの停止後に前記リザーブタンク
に水素を貯留すべく前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁
を開閉動作し、低温始動の際には前記第２開閉弁を開動
作するとともに所定温度状態に至るまで前記第１開閉弁
を閉動作制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明の構成によれば、制御手段は、水素エ
ンジンの停止後に、リザーブタンクに水素を貯留すべく
第１開閉弁及び第２開閉弁を開閉動作し、低温始動の際
には第２開閉弁を開動作するとともに所定温度状態に至
るまで第１開閉弁を閉動作制御する。これにより、水素
エンジンの低温始動時に、リザーブタンクで蓄えられた
水素を水素エンジンに供給させ、始動に必要な水素を十
分に供給して始動性を向上するとともに、ヒータ等の加
熱器が不要なので、安全性が向上し、しかも、消費電流
を少なくすることができる。

【００１１】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１、２は、この発明の実施例
を示すものである。図１において、２は車両に搭載され
る水素エンジン、４は水素タンク、６はラジエータであ
る。前記水素エンジン２には、インジェクタ８が取付け
られている。このインジェクタ８には、燃料供給通路１
０を形成する燃料供給管１２の一端側が接続されてい
る。この燃料供給管１２の他端側は、水素タンク４の接
続部１４に接続されている。

【００１２】また、前記水素エンジン２には、インレッ
ト通路１６を形成するインレット管１８及びアウトレッ
ト通路２０を形成するアウトレット管２２の夫々一端側
が接続されている。このインレット管１８及びアウトレ
ット管２２の夫々他端側は、ラジエータ６に接続されて
いる。

【００１３】前記インレット管１８途中には、第１冷却
水用弁（電磁弁）２４が設けられている。また、この第
１冷却水用弁２４と水素エンジン２間のインレット管１
８途中には、加熱用冷却水通路２６を形成する加熱用冷
却水管２８の一端側が接続されている。この加熱用冷却
水管２８は、水素タンク４内で巻回され、他端側がアウ
トレット管２０途中に接続されている。

【００１４】前記加熱用冷却水管２８の一端側には、第
２冷却水用弁（電磁弁）３０と、加熱用冷却水通路２６
に冷却水を圧送する加熱用冷却水ポンプ３２とが順次に
設けられている。

【００１５】前記水素タンク４内には、水素貯蔵合金
（ＭＨ：メタルハイドライド）（図示せず）が貯留され
ている。

【００１６】前記水素タンク４の接続部１４には、第１
手動弁３４が取付けられている。この接続部１４に接続
した燃料供給管１２には、充填口３６を有する第２手動
弁３８と、リリーフ弁４０と、緊急遮断弁４２と、水素
エンジン２側にレギュレータ４４とが順次設けられてい
る。

【００１７】前記緊急遮断弁４２とレギュレータ４４と
の間の燃料供給管１２には、所定容量のリザーブタンク
４６が設けられる。このリザーブタンク４６の容量は、
氷点下においても水素エンジン２をある程度まで暖機で
きるだけの燃料量である水素量を貯留できるものであ
る。また、このリザーブタンク４６の上流側の燃料供給
管１２に第１開閉弁（電磁弁）４８が設けられるととも
に、リザーブタンク４６の下流側の燃料供給管１２には
第２開閉弁（電磁弁）５０が設けられる。

【００１８】これら第１、第２開閉弁４８、５０は、制
御手段（ＥＣＵ）５２に連絡されている。また、この制
御手段５２には、前記第１、第２冷却水用弁２４、３０
と、水素タンク４の接続部１４に設置したタンク内温度
センサ５４及びタンク内圧力センサ５６と、水素エンジ
ン２の冷却水温度を検出する冷却水温度センサ５８とが
連絡されている。

【００１９】この制御手段５２は、水素エンジン２の停
止後に、リザーブタンク４６に水素を貯留すべく第１開
閉弁４８及び第２開閉弁５０を開閉動作し、低温始動の
際には、第２開閉弁５０を開動作するとともに、所定温
度状態（例えばタンク内温度が水素を吸着しない２０℃
以上又は冷却水温度が６０℃以上）に至るまで第１開閉
弁４８を閉動作制御するものである。

【００２０】また、前記第１開閉弁４８には、オンにな
った時に該第１開閉弁４８を開動作させる充填時手動ス
イッチ６０が連絡されている。この充填時手動スイッチ
６０には、バッテリ６２が連絡されている。

【００２１】次に、この実施例の作用を説明する。

【００２２】水素タンク４内の水素貯蔵合金の加熱にお
いては、制御手段５２が、冷却水温度センサ５８、タン
ク内圧力センサ５６等の信号状態によって第１、第２冷
却水用弁２４、３０を動作させると、加熱用冷却水ポン
プ３２によって圧送される加熱用冷却水通路２６からの
冷却水の熱によって水素貯蔵合金が加熱される。この水
素貯蔵合金は加熱されると水素を生成（放出）し、この
水素が燃料供給通路１０、リザーブタンク４６を経て水
素エンジン２に供給される。

【００２３】そして、車両の走行後で、イグニションス
イッチ（図示せず）をオフとして水素エンジン２が停止
すると、制御手段５２が第１、第２開閉弁４８、５０を
閉動作する。これにより、リザーブタンク４６には、水
素が封鎖されてそのまま蓄えられる。

【００２４】また、燃料充填時には、充填時手動スイッ
チ６０をオンとすれば、バッテリ６２によって第１開閉
弁４８が開動作され、そして、充填が終了したならば、
充填時手動スイッチ６０をオフとすれば、第１開閉弁４
８が閉動作し、これにより、リザーブタンク４６に水素
が貯留される。この燃料充填時には、危険防止のため
に、イグニションスイッチをオフの状態で、第１開閉弁
４８を開閉動作させる。

【００２５】そして、水素エンジン２の低温始動の際
に、イグニションスイッチをオンにすると、第１開閉弁
４８が閉動作状態のままで、制御手段５２によって第２
開閉弁５０が開動作され、リザーブタンク４６に貯留さ
せた水素によって水素エンジン２を始動させる。このリ
ザーブタンク４６には、低温始動時に必要な水素量が十
分蓄えられている。

【００２６】次いで、タンク内温度が水素を吸着しない
２０℃以上又は冷却水温度が６０℃以上になったなら
ば、制御手段５２が第１開閉弁４８を開動作する。

【００２７】これにより、タンク内温度が低い場合に、
リザーブタンク４６に貯留された水素が水素タンク４内
の水素貯蔵合金によって吸着されるのを防止することが
できる。

【００２８】この結果、前回の走行又は燃料充填時に、
水素をリザーブタンク４６に蓄えさせ、氷点下等の低温
始動時には、このリザーブタンク４６の水素を利用して
水素エンジン２を始動させるので、低温始動時における
必要量の水素を十分に供給することができ、氷点下にあ
っても容易に始動を行わせ、始動性を向上することがで
きる。

【００２９】また、従来の如きヒータ等の加熱器を不要
とするので、安全に水素を水素エンジン２に供給するこ
とができ、また、加熱しないので、安全であり、更に、
既存の水素タンク４をそのまま使用することができ、水
素タンク４の構造の複雑化を防止することができ、しか
も、消費電流を少なくすることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの
発明によれば、燃料供給通路途中にリザーブタンクを設
け、リザーブタンクの上流側の燃料供給通路に第１開閉
弁を設けるとともにリザーブタンクの下流側の燃料供給
通路に第２開閉弁を設け、水素エンジンの停止後にリザ
ーブタンクに水素を貯留すべく第１開閉弁及び第２開閉
弁を開閉動作し、低温始動の際には第２開閉弁を開動作
するとともに所定温度状態に至るまで第１開閉弁を閉動
作制御する制御手段を設けたことにより、水素エンジン
の低温始動時にリザーブタンクからの水素を水素エンジ
ンに供給させ、始動に必要な水素を十分に供給して始動
性を向上するとともに、ヒータ等の加熱器が不要なの
で、安全性が向上し、しかも、消費電流を少なくし得
る。

【００３１】また、この発明の構成によれば、既存の水
素タンクをそのまま使用することができ、水素タンクの
構造の複雑化を防止し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】始動装置のシステム構成図である。

【図２】始動装置の基本の概略図である。

【符号の説明】

２ エンジン ４ 水素タンク １０ 燃料供給通路 ２６ 加熱用冷却水通路 ４６ リザーブタンク ４８ 第１開閉弁 ５０ 第２開閉弁 ５２ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水素貯蔵合金を貯留した水素タンクを設
   け、この水素タンクに燃料供給通路の一端側を接続して
   設け、前記水素タンク内で生成した水素を燃料として稼
   動すべく前記燃料供給通路の他端側に設けた水素エンジ
   ンにおいて、前記燃料供給通路途中にリザーブタンクを
   設け、このリザーブタンクの上流側の前記燃料供給通路
   に第１開閉弁を設けるとともに前記リザーブタンクの下
   流側の前記燃料供給通路に第２開閉弁を設け、前記水素
   エンジンの停止後に前記リザーブタンクに水素を貯留す
   べく前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を開閉動作し、
   低温始動の際には前記第２開閉弁を開動作するとともに
   所定温度状態に至るまで前記第１開閉弁を閉動作制御す
   る制御手段を設けたことを特徴とする水素エンジン始動
   装置。