JPH07133731A

JPH07133731A - 水素エンジンの制御方法

Info

Publication number: JPH07133731A
Application number: JP6327993A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Furuhama; 庄一古浜; Kimitaka Yamane; 公高山根
Original assignee: Gotoh Educational Corp
Current assignee: Gotoh Educational Corp
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】バックファイヤ現象と燃焼振動を防止するこ
のができるとともに高出力を得ることができ、しかも低
出力時でも窒素酸化物の排出量を低減することができる
水素エンジンの制御方法を提供する。【構成】低出力運転時には水素と空気とを燃焼室内又
は燃焼室外で予め混合して予混合気を生成し、この予混
合気に点火栓により着火燃焼させて出力を得、高出力運
転時には既に着火した前記予混合気の中に水素を高圧で
噴射して前記予混合気を火種として着火燃焼させて出力
を得る。

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の制御方法
に係り、特に自動車などの内燃機関に利用される水素を
燃料とする水素エンジンの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化や大気汚染などの地球
環境問題や、石油・石炭などの化石燃料の枯渇化の問題
への対策の一つとして、水素を燃料とした水素エンジン
を備えた自動車の開発が行われている。

【０００３】この水素は、地球上に無尽蔵にある水を電
気分解することにより人工的に作り出すことができるエ
ネルギーであるが、水素を製造するためのエネルギー源
として石油などを使用すれば前記各問題の根本的な解決
にはならない。そのため、地球環境問題などの各問題を
完全に解決するためには、自然エネルギー即ち太陽エネ
ルギーから作り出される水力、風力、潮力および太陽光
等を利用して水素を作ることが望ましい。従って、自然
エネルギーの豊富な地域で水素を製造してこれを運搬す
る必要があり、そのためにも、運搬される水素を燃料と
して使うことができるとともに船舶や航空機や車両など
に搭載することができる水素エンジンが求められてい
る。

【０００４】水素エンジンは、燃料となる水素の供給方
式によって、次に示す２つの方式に大別することができ
る。第１の方式は、水素を燃料室に吸引する前またはこ
れに着火する前に、空気と水素とを燃料室外部または内
部で予め混合（予混合）し、次いで、予混合した混合気
を燃料室内で圧縮したのち着火燃焼させて出力を得る方
法である。以下、この方式を「予混合方式」と呼ぶ。

【０００５】第２の方式は、燃料室内に空気のみを吸引
して圧縮し、そこに高圧の水素ガスを噴射し、圧縮空気
と水素ガスとが混合して着火可能になった部分に点火栓
で着火して燃焼させ、燃焼中にも水素ガスの噴射は続け
られ、噴射状態の水素ガスが燃焼して出力を得る方法で
ある。以下、この方式を「高圧噴射方式」と呼ぶ。な
お、第１・第２の方式におけるエンジン出力の調整は、
広い可燃範囲を持っている水素燃料の特性を生かして、
燃料供給量の調整のみで行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記予混合方式は、最
も簡単な混合気の生成方法であるが、以下の問題点を有
している。（１）予め空気と燃料である水素とを混合しておくた
め、エンジン内の高温部（排気バルブ、点火栓、ピスト
ンキャビティエッジ部など）、残留ガス及び高温浮遊物
質（塵・埃・潤滑油などが燃焼し高温になっている）な
どが着火源となって、エンジン行程中の不都合な時期に
着火してしまい、吸気弁が開いている間に、吸気管中の
混合気に逆火してしまうバックファイヤ現象が起こり、
この現象によりエンジンの運転が不能になる。

【０００７】（２）上記運転不能範囲としては、エンジ
ンの形式にもよるが、通常は理論混合比の約２倍の空気
が存在する混合気より水素濃度が濃いところ（空気過剰
率λ＜２）で発生する傾向がある。そのために、最大出
力が得られる理論混合比でエンジンの運転をすることが
できない。

【０００８】（３）ガス燃料を用いた予混合方式である
ため、燃焼室内に占める燃料容量が多くなり、その結
果、酸化剤である空気を燃焼室内に多量に入れることが
できない。そのため、この方式によればエンジンの低出
力化は免れず、同じ排気量のエンジンを用いてガソリン
を燃料として得られた出力を１００とすると、この予混
合方式による水素エンジンでは５０程度の低出力しか得
られない。

【０００９】これに対して前記高圧噴射方式は、前記バ
ックファイヤ現象を完全に防止することができるととも
にエンジンの高出力化を実現する方法として提案された
ものであるが、下記の問題点がある。

【００１０】（１）着火時期と燃料噴射時期とを最適に
選ぶ必要があるが、この最適範囲が狭いのでその制御が
非常に難しい。この範囲を外れると、失火や燃焼振動が
発生して燃焼騒音が大きくなり、又、エンジンの振動も
大きくなる。

【００１１】（２）低出力時の運転でも、圧縮された空
気中に水素燃料を噴射して着火燃焼する方法をとってい
るので、低出力時、燃料供給を噴射期間で調整してい
る。全体の混合比をＮＯx （窒素酸化物）の発生が防止
できる混合比にしたとしても、局部的に燃料濃度の濃い
部分が生じるので、ＮＯx の発生を完全に抑えることは
できない。

【００１２】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
で、バックファイヤ現象と燃焼振動を防止するこのがで
きるとともに高出力を得ることができ、しかも低出力時
でも窒素酸化物の排出量を低減することができる水素エ
ンジンの制御方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は低出力運転時には水素と空気とを燃焼室内
又は燃焼室外で予め混合して予混合気を生成し、この予
混合気に点火栓により着火燃焼させて出力を得、高出力
運転時には既に着火した前記予混合気の中に水素を高圧
で噴射して前記予混合気を火種として着火燃焼させて出
力を得ることを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】本発明においては、低出力運転時には予混合方
式をとっている。即ち、吸気管内に水素を噴射して予混
合装置により予混合気を作ってこれを燃焼室に供給して
運転する外部予混合運転か、または、空気を燃焼室に吸
引後、着火前にここに水素を噴射して予混合気を作りこ
れに着火してエンジンを運転する内部予混合運転を行
う。そして、出力制御を行うために空気を絞った運転も
できるようにしている。

【００１５】そして、予混合方式のみで出力が不足する
場合、すなわち高出力運転時には、高圧噴射方式をとっ
ている。即ち、前記予混合気を燃焼室で予め着火してお
いて、これを火種として、水素を燃焼室内に高圧噴射す
ることにより高出力を得るようにしている。

【００１６】このように、予混合方式と高圧噴射方式と
を組み合わせることにより、従来予混合方式のみおよび
高圧噴射方式のみが持っていた問題点を解決することが
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１を参照して
説明する。図１は本発明に係る水素エンジンの制御方法
が適用される水素エンジンの全体構成図である。図１に
示すように、水素エンジンは、シリンダ４と、このシリ
ンダ４に連通される吸気管５及び排気管１５を備えてい
る。エンジンのシリンダ４の内部にはピストン７が往復
動自在に配設されており、このピストン７に設けられた
ピストンリング８によりシリンダ４とピストン７との間
の間隙がシールされている。そして、ピストン７の上端
面とシリンダ４とにより形成される空間が燃焼室３８に
なっている。

【００１８】ピストン７と出力軸４４とはクランク機構
９により連結されており、ピストン７がシリンダ４内を
往復動すると、クランク機構９を介して出力軸４４が回
転して、自動車の車輪を駆動するようになっている。出
力軸４４の回転速度はエンジン回転センサ２により検出
され制御装置３７に入力される。また、出力軸４４に巻
き掛けられたタイミングベルト１２を介して回転するエ
ンジンクランク角度センサ１３により、クランク機構９
のクランク角度を検出してピストン７の位置を検出し制
御装置３７に入力するようにしている。更に、出力軸４
４が回転すると、出力軸４４に巻き掛けられたポンプ駆
動用ベルト１０を介して油圧ポンプ１１が回転駆動され
るようになっている。

【００１９】また、吸気管５は、出口部に設けられた吸
気弁６により開閉可能になっており、排気管１５も、入
口部に設けられた排気弁１４により開閉可能になってい
る。前記吸気弁６及び排気弁１４は、出力軸４４と連動
する吸排気弁駆動用カム機構（図示せず）により、開閉
操作される様になっている。吸気管５には、空気３５の
流量を測定する空気流量計４１が設けられ、この空気流
量計４１の検出値は制御装置３７に入力されるようにな
っている。

【００２０】水素エンジンが搭載された自動車（図示せ
ず）の車体には、運転者により揺動操作されるアクセル
ペダル１が設けられており、このアクセルペダル１によ
る出力要求はアクセルペダル位置センサ４６により検出
され制御装置３７に入力されるようになっている。排気
管１５には、燃焼室３８で燃焼したのちの排気ガスに含
まれる残留酸素の量を測定するためのＯ₂センサ１６が
取付けられており、このＯ₂センサ１６の検出値は制御
装置３７に入力されるようになっている。

【００２１】シリンダヘッドには、燃焼室３８に供給さ
れた未燃焼ガスに着火するための点火栓２２が取付けら
れており、点火栓２２のスパーク発生部３９が燃焼室３
８の内部に突出するように設けられている。点火栓２２
に高圧電流を供給するための点火栓用コイル２５には、
点火栓１次ケーブル２３と、点火栓２次ケーブル２４と
が接続されており、１次ケーブル２３で供給される電圧
を昇圧して２次ケーブル２４により点火栓２２に高圧電
流を供給するようになっている。

【００２２】また、シリンダヘッドには、ＬＨ₂ポンプ
（図示せず）によって昇圧された水素を供給する高圧水
素ライン３１によって供給される水素を燃焼室３８に高
圧で噴射するための水素高圧噴射弁２６が取付けられて
いる。水素高圧噴射弁２６の内部には、ピストン２７が
往復動自在に設けられている。ピストン２７により仕切
られた水素高圧噴射弁２６の内部スペースのうち燃焼室
３８側のスペースには高圧水素ライン３１が連通してい
るので、このスペース内には高圧水素ライン３１により
水素が供給されるようになっている。水素高圧噴射弁２
６の底部には弁体２８が設けられている。弁体２８はピ
ストン２７に連結されているので、ピストン２７が往復
動すると弁体２８が開閉して、燃焼室３８に水素を供給
及び供給停止している。

【００２３】ピストン２７により仕切られた内部スペー
スのうち他方のスペースには、ピストン２７を往復動さ
せるための作動油４０が供給されるようになっている。
前記作動油４０は、作動油タンク１７からエンジンの出
力軸４４により駆動される油圧ポンプ１１により供給さ
れる。即ち、作動油タンク１７に貯留された作動油４０
は、吸込配管の入口部に設けられたストレーナ１８によ
りゴミ等の異物が除去されたのち油圧ポンプ１１に吸い
込まれてここで昇圧された後、吐出配管を通って作動油
リザーバ１９に送られる。作動油リザーバ１９で圧力変
動が吸収されて一定圧力となった作動油４０は、電磁式
制御弁２０を開くことにより水素高圧噴射弁２６に供給
され、ピストン２７を押し下げ弁体２８を開く。なお、
電磁式制御弁２０は、作動ケーブル２１により制御装置
３７から制御信号が供給されて作動する。

【００２４】弁体２８はリリーフバルブ４５から作動油
４０が排出されることにより降下して閉じるようになっ
ている。リリーフバルブ４５から作動油が排出される圧
力は調節つまみ２９を調節して調節スプリング３０のス
プリング力を調節することにより行うことができる。な
おリリーフバルブ４５から排出された作動油４０は作動
油タンク１７に戻る。

【００２５】次に前述のように構成された水素エンジン
の制御方法を説明する。低出力運転時には、吸気行程
時、空気３５を吸気管５より吸入し、空気流量計４１で
空気の流量を計測する。吸気行程が終了し、圧縮行程
（吸気弁６は閉じている）の初期に、水素高圧噴射弁２
６より高圧水素ライン３１から送られた高圧水素が燃焼
室３８内に噴射され、噴射された水素と燃焼室３８の空
気３５とが圧縮行程中に混合し予混合気となる。そして
予め決められた時期に制御装置３７の指令により点火栓
２２の点火栓スパーク発生部３９よりスパークが発生
し、前記予混合気は着火・燃焼する。燃焼室３８では、
燃焼圧が発生しピストン７に作用し、ピストン７はエン
ジンのシリンダ４にそって移動する。ピストンに作用し
た力は、クランク機構９を介して出力軸４４を回転し出
力となる。

【００２６】出力軸４４の回転はタイミングベルト１３
を介してエンジンクランク角度センサ１３に伝達され、
エンジンクランク角度センサ１３の出力は、エンジン回
転センサ２の出力と共に制御装置３７に送られ、電磁式
制御弁２０を作動させたり、点火栓１次ケーブル２３に
電流を流し点火栓用コイル２５で昇圧し、点火栓２次ケ
ーブル２４を介して点火栓２２からスパークを飛ばす制
御に使われる。燃焼した予混合気は排気行程に排気弁１
４を通って排気管１５へ放出され、排気管１５内に設け
られたＯ₂センサ１６によって、排気中の残留酸素濃度
が計測され、この計測値が制御装置３７に入力される。
それにより運転時の予混合気の空気過剰率λを算出す
る。出力調整は、アクセルペダル１のアクセルペダル位
置センサ４６の信号により制御装置３７で後述する方法
により水素噴射量を調整することによって行う。

【００２７】一方、予混合気のみの高出力運転では、バ
ックファイヤ等の異常燃焼が発生するか、又は、排気中
のＮＯ_X が急増するので、高出力運転時には、空気過剰
率λが２以上の予混合気を生成し、それを点火栓２２で
着火する。出力を増強するために、圧縮上死点付近で再
度水素高圧噴射弁２６から高圧水素が予混合気の火炎中
に噴射され着火・燃焼する。それにより低出力運転より
大きな燃焼圧が燃焼室３８内に発生し大きな出力が得ら
れる。

【００２８】水素高圧噴射弁２６の弁体２８を開閉する
時期と期間は、制御装置３７から作動ケーブル２１を介
して送られてくる電力とその時期・期間によって電磁式
制御弁２０を制御することによって制御され、これによ
って高圧水素ライン３１から送られた高圧水素の噴射量
を調整する。

【００２９】水素高圧噴射弁２６の弁体２８の作動は、
出力軸４４からポンプ駆動用ベルト１０を介して油圧ポ
ンプ１１を駆動し、噴射弁作動油タンク１７にたまって
いる作動油４０をストレーナ１８より吸い込み加圧して
作動油リザーバ１９に送ることによってなされる。前述
のごとく、制御装置３７から送られた電力とその時期・
期間により水素高圧噴射弁２６に送られる作動油量と時
期・期間が決まる。水素高圧噴射弁２６では、その送ら
れた作動油４０により水素高圧噴射弁２６内のピストン
２７を押し下げ、その結果、弁体２８が決められた時期
に決められた期間だけ開き、高圧水素ライン３１から送
られる高圧水素を燃焼室３８内に噴射する。その期間が
終了すると、電磁式制御弁２０は閉じる。その結果、水
素高圧噴射弁２６内の作動油４０は、圧力を失い水素噴
射弁２６にあるピストン２７と弁体２８の高圧水素の受
圧面積差（ピストン面積は弁体面積より大きい）から、
ピストン２７が持ち上げられ弁体２８は閉じる。

【００３０】一方、作動油４０は、リリーフバルブ４５
を介して噴射弁作動油タンク１７へ戻る。リリーフバル
ブ４５の作動圧は調節つまみ２９によって調節スプリン
グ３０を調節することによって決まる。

【００３１】エンジン回転センサ２の出力と出力軸４４
からタイミングベルト１２を介して回転するエンジンク
ランク角度センサ１３の出力は、水素高圧噴射弁２６の
開弁時期と期間を制御する信号として用いられる。

【００３２】次に本発明の第２実施例を図２を参照して
説明する。図２において、図１の構成要素と同一の作用
及び機能を有する構成要素は同一符号を付し、説明を省
略する。本実施例においては、吸気管５にはスロットル
バルブ３３が設けられており、吸入空気の量を絞ること
ができるようになっている。また、スロットルバルブ３
３はスロットルワイヤ４３を介してアクセルペダル１に
連結されており、アクセルペダル１が揺動操作される
と、アクセルペダル１とスロットルバルブ３３とを連結
するスロットルワイヤ４３を介してスロットルバルブ３
３が開閉する。スロットルバルブ３３の開度は、スロッ
トルワイヤ４３の箇処に設けられたスロットルバルブ開
度センサ３４により検出される。その他の構成は図１に
示す実施例と同様である。

【００３３】次に上述の構成を有する水素エンジンの制
御方法を説明する。低出力運転時には、吸気行程時、空
気３５を空気流量計４１を計測し、運転者の出力要求を
伝えるアクセルペダル１によってスロットルワイヤ４
３、スロットルバルブ開度センサ３４を介し、スロット
ルバルブ３３が回転して、吸気管５を流れる空気流量を
調整する。吸気行程が終了して圧縮行程（吸気弁６は閉
じている）の初期に水素高圧噴射弁２６から噴射された
高圧水素は、燃焼室３８の空気と混合し、予混合気を生
成する。排気管１５に設けられたＯ₂センサ１６によっ
て、第１実施例と同様に、排気弁１４から排出された排
気中の残留酸素が計測され、燃焼した予混合気の空気過
剰率λが制御装置３７により演算される。例えば、予め
決められた空気過剰率λ＝２の一定に制御するように、
水素高圧噴射弁２６からの噴射量を常に制御する。第１
実施例と同様に、予混合気に着火・燃焼させ、燃焼圧に
よりピストン７に作用した力は出力軸４４に伝達されエ
ンジン出力となる。このように低出力運転時の出力調整
はスロットルバルブ３３にて実施する。

【００３４】一方、スロットルバルブ３３全開後には、
前述の予混合気をまず着火させそれを火種に、水素高圧
噴射弁２６より噴射された高圧水素を着火燃焼する。水
素高圧噴射弁２６の弁体２８の開弁時期と期間を第１実
施例と同様に調整することにより、高圧水素ライン３１
から送られる高圧水素の噴射量を制御し、これにより出
力の調整を行う。なお、エンジン回転センサ２及びエン
ジンクランク角度センサ１３の作動及び機能は第１実施
例と同様である。

【００３５】次に本発明の第３実施例を図３を参照して
説明する。図３において、図１の構成要素と同一の作用
及び機能を有する構成要素は同一符号を付し、説明を省
略する。本実施例においては、吸気管５には高圧水素ラ
イン３１から供給される水素を空気３５に混合して予混
合気を生成するための予混合装置３２が設けられてい
る。また、予混合装置３２と高圧水素ライン３１との間
には、流れる水素の流量を調整するための水素流量調整
器３と水素の流量を測定するための水素流量計４２とが
介装されている。水素流量調整器３にはドライバーケー
ブル３６が接続されている。また、水素流量計４２の検
出値は制御装置３７に入力されるようになっている。そ
の他の構成は図１に示す実施例と同様である。

【００３６】次に上述の構成を有する水素エンジンの制
御方法を説明する。低出力運転時では、吸気行程時、空
気３５を空気流量計４１で計測し、吸気管５より吸入さ
れる空気と、吸気管５に設けた予混合装置３２より供給
される水素とが混合し、予混合気を生成する。運転者の
出力要求を伝えるアクセルペダル１のアクセルペダル位
置センサ４６からの信号に基づいて制御装置３７からド
ライバーケーブル３６を介して水素流量調整器３に電流
が供給されて、水素流量が調整され、出力調整が行われ
る。

【００３７】一方、予混合気（例えば空気過剰率λが２
以下）のみの高出力運転では、バックファイヤ等の異常
燃焼が発生するか、または排気中のＮＯ_X が急増するの
で、空気流量計４１及び水素流量計４２の信号又は排気
管１５に設けたＯ₂センサ１６の信号から、制御装置３
７により空気過剰率λを演算し、この空気過剰率λが例
えば２以下であった場合は、前述したように空気過剰率
λ＝２以上の予混合気を予め作っておいて、圧縮行程中
に、点火栓２２で着火し、その火炎の中に圧縮上死点付
近で水素高圧噴射弁２６より高圧水素を燃焼室３８内に
噴射して、燃焼させることにより出力を得る。出力調整
は第１実施例と同様に高圧水素噴射量で行う。エンジン
回転センサ２及びエンジンクランク角度センサ１３の作
動及び機能は第１実施例と同様である。

【００３８】次に本発明の第４実施例を図４を参照して
説明する。図４において、図３の構成要素と同一の作用
及び機能を有する構成要素は同一符号を付し、説明を省
略する。本実施例は、図３の実施例にスロットルバルブ
３３を付加したものである。即ち、吸気管５にはスロッ
トルバルブ３３が設けられており、吸入空気の量を絞る
ことができるようになっている。また、スロットルバル
ブ３３はスロットルワイヤ４３を介してアクセルペダル
１に連結されており、アクセルペダル１が揺動操作され
ると、アクセルペダル１とスロットルバルブ３３とを連
結するスロットルワイヤ４３を介してスロットルバルブ
３３が開閉する。スロットルバルブ３３の開度は、スロ
ットルワイヤ４３の箇処に設けられたスロットルバルブ
開度センサ３４により検出される。その他の構成は図３
に示す実施例と同様である。

【００３９】次に、上述の構成を有する水素エンジンの
制御方法を説明する。低出力運転時では、吸気行程時、
空気３５を空気流量計４１で計測し、運転者の出力要求
を伝えるアクセルペダル１によってスロットルワイヤ４
３、スロットルバルブ開度センサ３４を介してスロット
ルバルブ３３が回転して、吸気管５を流れる空気流量を
調整することにより出力を調整する。空気３５は、吸気
管５内に設けられた予混合装置３２より供給される水素
と混合し予混合気を生成する。予混合気の空気過剰率λ
は排気管１５に設けられたＯ₂センサ１６によって検出
された排気弁１４から排出された排気中の残留酸素濃度
の値、又は、空気流量計４１と水素流量計４２の出力か
ら空気過剰率λを算出する。そして、予め決められた空
気過剰率λになるように水素流量を制御して調整する。

【００４０】一方、スロットルバルブ３３全開後の出力
調整は、前述の予混合気をまず着火させそれを火種に、
水素高圧噴射弁２６より噴射された高圧水素を着火・燃
焼する。水素高圧噴射弁２６の弁体２８の開弁時期と期
間を第１実施例と同様に調整することにより、高圧水素
ライン３１から送られる高圧水素の噴射量を制御し、こ
れにより出力の調整を行う。エンジン回転センサ２及び
エンジンクランク角度センサ１３の作動及び機能は第１
実施例と同様である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低出力運転時には予混合方式で運転し、高出力運転時に
は予混合気を火種に高圧水素を噴射して着火・燃焼させ
ることにより以下に述べる効果が得られる。（１）低出力運転では、ＮＯ_X の排出量がゼロ又はごく
小さい濃度が実現できる予混合気による運転を採用して
いるため、水素噴射のみの運転よりは低いＮＯ_Xの排出
量を実現できる。（２）予混合気を着火しそれを水素高圧噴射の火種にす
ることによって、噴射された水素が、反応中の混合気と
広範かつ速やかに燃焼するので、噴射された水素が確実
に着火されかつ着火遅れも小さくなるため、振動燃焼が
防止でき、その結果燃焼騒音及びエンジン振動の低減が
図れる。（３）低出力運転では、バックファイヤ等の異常燃焼が
起こらない空気過剰率λ、例えばλ＝２以上で運転し、
高出力運転時にはバックファイヤ等の異常燃焼が起こら
ない空気過剰率λの予混合気に点火栓で着火し、圧縮上
死点付近で水素高圧噴射弁より水素を予混合気が燃焼し
ている中に噴射することによって、噴射量に従って、整
然と燃焼するのでバックファイヤ等の異常燃焼を防止で
きる。（４）高出力要求時には、吸気管に設けた予混合装置で
混合気を生成した場合でも、吸気・排気弁が閉じている
中に、高圧水素を噴射するので、一種の過給作用とな
り、予混合気のみの運転に比較して高出力化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水素エンジンの制御方法の第１実
施例を示す図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す図である。

【図４】本発明の第４実施例を示す図である。

【符号の説明】

１アクセルペダル２エンジン回転センサ３水素流量調整器４エンジンのシリンダ５吸気管６吸気弁７ピストン８ピストンリング９クランク機構１０ポンプ駆動用ベルト１１油圧ポンプ１２タイミングベルト１３エンジンクランク角度センサ１４排気弁１５排気管１６Ｏ₂センサ１７噴射弁作動油タンク１８ストレーナ１９作動用リザーバ２０電磁式制御弁２１作動ケーブル２２点火栓２３点火栓１次ケーブル２４点火栓２次ケーブル２５点火栓用コイル２６水素高圧噴射弁２７ピストン２８弁体２９調節つまみ３０調節スプリング３１高圧水素ライン３２予混合装置３３スロットルバルブ３４スロットルバルブ開度センサ３５空気３６ドライバーケーブル３７制御装置３８燃焼室３９点火栓スパーク発生部４０作動油４１空気流量計４２水素流量計４３スロットルワイヤ４４出力軸４５リリーフバルブ４６アクセルペダル位置センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 21/02 ３１１Ｂ 21/04 Ｑ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低出力運転時には水素と空気とを燃焼室
内又は燃焼室外で予め混合して予混合気を生成し、この
予混合気に点火栓により着火燃焼させて出力を得、高出
力運転時には既に着火した前記予混合気の中に水素を高
圧で噴射して前記予混合気を火種として着火燃焼させて
出力を得ることを特徴とする水素エンジンの制御方法。
【請求項２】前記予混合気は圧縮行程の初期に燃焼室
に水素高圧噴射弁より高圧水素を噴射することにより生
成することを特徴とする請求項１記載の水素エンジンの
制御方法。
【請求項３】前記低出力運転時及び高出力運転時とも
に、前記水素高圧噴射弁からの水素噴射量を調整するこ
とにより出力調整を行うことを特徴とする請求項２記載
の水素エンジンの制御方法。
【請求項４】前記低出力運転時にはスロットルバルブ
により燃焼室に吸入される空気量を調整することにより
出力調整を行い、前記高出力運転時には前記水素高圧噴
射弁からの水素噴射量を調整することにより出力調整を
行うことを特徴とする請求項２記載の水素エンジンの制
御方法。
【請求項５】前記予混合気は吸気管に設けた予混合装
置により吸気管内に水素を供給することにより生成する
ことを特徴とする請求項４記載の水素エンジンの制御方
法。
【請求項６】前記低出力運転時には前記予混合装置か
ら供給される水素量を調整することにより出力調整を行
い、前記高出力運転時には前記水素高圧噴射弁からの水
素噴射量を調整することにより出力調整を行うことを特
徴とする請求項５記載の水素エンジンの制御方法。
【請求項７】前記低出力運転時にはスロットルバルブ
により燃焼室に吸入される空気量を調整することにより
出力調整を行い、前記高出力運転時には前記水素高圧噴
射弁からの水素噴射量を調整することにより出力調整を
行うことを特徴とする請求項５記載の水素エンジンの制
御方法。