JPH06336934A

JPH06336934A - 水素エンジンの水素燃料供給装置

Info

Publication number: JPH06336934A
Application number: JP5129366A
Authority: JP
Inventors: Keishin Morimasa; 敬信森政; Kiyotaka Mamiya; 清孝間宮; Kenji Morimoto; 賢治森本; Michihiro Imada; 道宏今田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】減速時に水素吸蔵合金から適正な水素ガスの
放出を行なわせる。【構成】燃料としての水素ガスを吸熱によって放出す
る水素吸蔵合金を内蔵した水素吸蔵タンク２を備え、エ
ンジン１によって加熱されたエンジン冷却水を水素吸蔵
タンク２内に供給して水素吸蔵合金に熱量を与えること
により、水素ガスを放出させる。ＥＣＵ３１は、エンジ
ン１の減速時を検出する加減速検出手段３１１と、この
加減速検出手段３１１により減速時が検出されたときに
水素吸蔵タンク２に与える熱量を強制的に低下させるバ
イパス通路２１及び熱媒バルブ２２と熱量低下制御手段
３１３とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水素ガスを燃料として
用いる水素エンジン、特に、水素吸蔵合金に水素ガスを
吸蔵させる水素エンジンの水素燃料供給装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】水素吸蔵合金と呼ばれるある種の合金
は、水素と反応して金属水素化合物（メタルハイドライ
ド（ＭＨ））となることによって、合金１ｇ当たり１５
０ml〜２００mlの水素を吸蔵することができるようにな
っており、水素を気体で貯蔵する場合に比して約１／３
の体積で同容量の水素を貯蔵することができる。

【０００３】そして、この水素吸蔵合金を利用すべく、
例えば特開昭５３−１１８６０７号公報及び特開平２−
２１８８１２号公報に示されているように、水素ガスを
燃料とする水素エンジンの燃料タンクとして、上記水素
吸蔵合金を内蔵した水素吸蔵タンク（一般にＭＨタンク
という。）が提案されている。

【０００４】上記水素吸蔵合金を用いる場合に、水素ガ
ス放出のために水素吸蔵合金を所定の温度に加熱する必
要があるので、加熱された熱媒が水素吸蔵タンクに供給
されるようになっている。

【０００５】例えば、上記特開昭５３−１１８６０７号
公報及び特開平２−２１８８１２号公報の水素エンジン
にあっては、上記水素吸蔵タンクにエンジンからの排気
ガスを導いて、あるいは排気ガスによって加熱されたエ
ンジン冷却水を導いて水素吸蔵合金へ熱量を与えること
により、水素ガスの放出量を維持して水素ガスの安定供
給を図るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の水素
エンジンは、水素吸蔵タンクへの排気ガスの供給量を制
御し、あるいは排気ガスによるエンジン冷却水の加熱を
制御することにより、水素吸蔵合金から放出される水素
ガスのガス圧を調整しているが、急減速時のように水素
ガスの消費量が急激に減少した場合には、水素吸蔵合金
への熱量制御の応答遅れによる余熱によって消費量に比
して過大な水素ガスが放出される。そして、この過剰分
の水素ガスによって水素吸蔵タンク及び水素ガスの供給
通路等の圧力が急激に上昇することになる。

【０００７】この結果、水素吸蔵タンク及び水素ガスの
供給通路等の疲労を招いて、水素吸蔵タンク及び水素ガ
スの供給通路等の寿命が短くなるとともに、信頼性が低
下するといった問題が生じる。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み、減速時であ
っても水素吸蔵合金から適正な水素ガスの放出を行なわ
せる水素エンジンの水素燃料供給装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、燃料としての水素ガスを吸熱によって放出
する水素吸蔵合金を内蔵した水素吸蔵タンクを備えると
ともに、加熱された熱媒を上記水素吸蔵タンク内に供給
する熱媒供給手段を有し、上記熱媒から上記水素吸蔵合
金に熱量を与えることにより上記水素ガスを放出させる
水素エンジンの水素燃料供給装置において、エンジンの
減速時を検出する減速検出手段と、この減速検出手段の
検出結果に応じて上記エンジンの減速時に上記水素吸蔵
タンクに与える熱量を強制的に低下させる熱量低下手段
とを備えたものである。

【００１０】また、熱媒供給手段は、エンジンにより加
熱されたエンジン冷却用の熱媒を上記エンジンから水素
吸蔵タンク内に供給して水素吸蔵合金に熱量を与えるよ
うに構成し、熱量低下手段は、上記エンジンから供給さ
れるエンジン冷却用の熱媒より低温の熱媒を上記水素吸
蔵タンク内へ供給する手段を有し、減速時に上記低温の
熱媒の上記水素吸蔵タンクへの供給割合を増加させるよ
うに構成することが好ましい。

【００１１】さらに、熱量低下手段は、水素吸蔵合金に
よって吸熱された後に水素吸蔵タンクから排出された低
温の熱媒を上記水素吸蔵タンクの上流へ還流させる手段
を有し、減速時に上記水素吸蔵タンクからの低温の還流
割合を増加させるように構成することが好ましい。

【００１２】また、熱媒供給手段は、エンジンにより加
熱されたエンジン冷却用の熱媒と水素吸蔵タンクから排
出された熱媒とを合流させ、その合流部分に熱媒を所定
温度に保つサーモバルブを備え、熱量低下手段は、減速
時に上記サーモバルブと上記水素吸蔵タンクとの間の熱
媒通路に上記水素吸蔵タンクから排出された低温の熱媒
を還流させるように構成することが好ましい。

【００１３】さらに、エンジンにより加熱されたエンジ
ン冷却用の熱媒を水素吸蔵タンクへ導く熱媒通路に、運
転状態に応じて制御されて上記熱媒の流量を調整する流
量調整手段を備えることが好ましい。

【００１４】また、水素吸蔵合金によって吸熱された後
に水素吸蔵タンクから排出された熱媒の温度を検出する
タンク排出熱媒温度検出手段と、ラジエータによって冷
却されたエンジン冷却用の熱媒の温度を検出するエンジ
ン熱媒温度検出手段と、上記水素吸蔵タンクから排出さ
れた熱媒あるいは上記ラジエータによって冷却されたエ
ンジン冷却用の熱媒のいずれか一方を上記水素吸蔵タン
ク内へ供給する熱媒切換手段とを備え、熱量低下手段
は、減速時に上記熱媒切換手段を制御して上記水素吸蔵
タンクから排出された熱媒あるいはラジエータによって
冷却されたエンジン冷却用の熱媒のうち、低温側の熱媒
を上記水素吸蔵タンク内へ供給するように構成すること
が好ましい。

【００１５】

【作用】請求項１の構成によると、加熱された熱媒が水
素吸蔵タンク内に供給されて、水素吸蔵合金に熱量が与
えられることにより、水素吸蔵合金から水素ガスが放出
される。そして、エンジンの減速時が検出され、減速時
が検出されたときに水素吸蔵タンクに与える熱量が強制
的に低下されることにより、減速によってエンジンの水
素ガスの消費量が短時間で低下するのに対応して水素吸
蔵合金から放出される水素ガスの放出量を低下させるこ
とができる。この加熱された熱媒は、エンジン冷却水で
あってもよく、エンジンオイルであってもよく、排気ガ
スであってもよい。

【００１６】また、請求項２の構成によると、エンジン
により加熱されたエンジン冷却用の熱媒が水素吸蔵タン
ク内に導かれて水素吸蔵合金に熱量が与えられる。そし
て、エンジンの減速時には、上記エンジン冷却用の熱媒
より低温である熱媒の水素吸蔵タンク内への供給割合が
増加されることにより、水素吸蔵タンク内へ供給される
エンジン冷却用の熱媒の温度が引き下げられ、水素吸蔵
タンクに与えられる熱量が強制的に低下される。

【００１７】さらに、請求項３の構成によると、エンジ
ンの減速時に水素吸蔵タンクから排出された低温の熱媒
の還流割合が増加されることにより、水素吸蔵タンクに
与えられる熱量が強制的に低下される。

【００１８】また、請求項４の構成によると、エンジン
冷却用の熱媒と水素吸蔵タンクから排出された熱媒との
合流部においてサーモバルブにより、熱媒が所定温度に
調整されるが、エンジンの減速時には、サーモバルブと
水素吸蔵タンクとの間の熱媒通路に水素吸蔵タンクから
排出された熱媒が還流されることにより、水素吸蔵タン
クに与えられる熱量が強制的に低下される。

【００１９】さらに、請求項５の構成によると、エンジ
ンの減速時にエンジン冷却用の熱媒の温度が引き下げら
れるとともに、上記熱媒の流量が調整されることによ
り、水素吸蔵タンクに与えられる熱量の低下が適切に行
なわれる。

【００２０】また、請求項６の構成によると、水素吸蔵
合金によって吸熱された後に水素吸蔵タンクから排出さ
れた熱媒の温度が検出され、ラジエータによって冷却さ
れたエンジン冷却用の熱媒の温度が検出される。そし
て、水素吸蔵タンクから排出された熱媒あるいはラジエ
ータによって冷却されたエンジン冷却用の熱媒のうち、
低温側の熱媒が水素吸蔵タンク内へ導かれることによ
り、水素吸蔵タンクに与えられる熱量が強制的に低下さ
れる。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による水素燃料供給装置を備え
た水素ガスを燃料とする水素エンジンの概略構成を示す
ものである。

【００２２】図において、１はエンジンであり、２はメ
タルハイドライドタンク（以下、ＭＨタンクという。）
であり、３１はコントロールユニット（ＥＣＵ）を示
す。ＭＨタンク２は、その内部に水素を吸蔵し、所定温
度（例えば約４０℃）に加熱されたときに所定圧力（例
えば５Ｋｇ／ｃｍ²以上）の水素ガスを放出する水素吸
蔵合金を備えており、このＭＨタンク２からエンジン１
には、上記放出された水素ガスをエンジン１に供給する
水素供給通路３が配設されている。

【００２３】水素供給通路３には、この通路３を開閉す
る水素バルブ４が設けられており、その下流側にエンジ
ン１に供給される水素ガスの圧力を、例えば５Ｋｇ／ｃ
ｍ²に調整する圧力調整器５が設けられ、更にその下流
側には、エンジン１への水素ガスの流量を調整する流量
調整弁６が設けられている。また、水素バルブ４の上流
側には水素ガスの圧力（ガス圧）を検出する圧力センサ
７及び圧力計８が設置されている。

【００２４】エンジン１には、エンジン冷却用の熱媒と
してのエンジン冷却水をエンジン１のウォータジャケッ
トとラジエータ９との間で循環させる冷却水循環路１０
が設けられている。この冷却水循環路１０には、ラジエ
ータ９の出口部下流にエンジン冷却水をエンジン１に強
制的に循環させるウォータポンプ１１が設置されるとと
もに、ラジエータ９をバイパスするバイパス通路１２が
設けられている。このバイパス通路１２のラジエータ９
上流側分岐部には、予め設定された温度以下でバイパス
通路１２側を自動的に開いてエンジン１から排出された
エンジン冷却水をラジエータ９を介することなくエンジ
ン１に循環させるサーモスタット１３が介設されてい
る。

【００２５】また、ＭＨタンク２に対する熱媒供給手段
として、上記冷却水循環路１０のサーモスタット１３上
流側に接続された熱媒取入路１４が設けられ、この熱媒
取入路１４により、エンジン１から排出されたエンジン
冷却水の一部がＭＨタンク２の熱媒取入口２ａに供給さ
れるようになっている。このＭＨタンク２の熱媒取出口
２ｂには、熱媒取出口２ｂと冷却水循環路１０のラジエ
ータ９の出口部下流側とを接続する低温熱媒通路１５が
設けられている。

【００２６】上記熱媒取入路１４には、その上流側か
ら、この取入路１４を開閉する熱媒バルブ１６と、エン
ジン１から排出された高温のエンジン冷却水とＭＨタン
ク２から上記低温熱媒通路１５へ排出された低温の熱媒
（エンジン冷却水）とを温度に応じて適宜合流させて、
例えば約４０℃の所定温度の熱媒（エンジン冷却水）と
してＭＨタンク２へ導くサーモバルブ１７と、このサー
モバルブ１７からＭＨタンク２へのエンジン冷却水の流
量を調整する熱媒ポンプ１８とが介設されている。ま
た、熱媒取入路１４には、サーモバルブ１７をバイパス
して高温のエンジン冷却水をサーモバルブ１７の下流側
に導くバイパス通路１９が設けられており、このバイパ
ス通路１９には、この通路１９を開閉する熱媒バルブ２
０が設けられている。

【００２７】上記低温熱媒通路１５には、サーモバルブ
１７をバイパスして低温熱媒通路１５内の低温のエンジ
ン冷却水をサーモバルブ１７の下流側に導くバイパス通
路２１が設けられており、このバイパス通路２１には、
この通路２１を開閉する熱媒バルブ２２が設けられてい
る。また、低温熱媒通路１５の冷却水循環路１０との接
続部には、低温熱媒通路１５と冷却水循環路１０との接
続を開閉する熱媒バルブ２３が設けられている。

【００２８】また、冷却水循環路１０のラジエータ９の
出口部にはラジエータ９から排出されるエンジン冷却水
の温度を検出する温度センサ２６が、熱媒取入路１４の
熱媒ポンプ１８下流側にはＭＨタンク２への熱媒の温度
を検出する温度センサ２７が、低温熱媒通路１５のＭＨ
タンク２の熱媒取出口２ｂ下流側にはＭＨタンク２から
排出された熱媒の温度を検出する温度センサ２８及び温
度計２９がそれぞれ設けられている。

【００２９】また、低温熱媒通路１５のＭＨタンク２の
熱媒取入口２ａ上流側には、電気ヒータ３０が配設され
ており、冷間時のエンジン冷却水の温度が水素吸蔵合金
から水素ガスが放出可能となる温度（例えば１０℃）未
満の場合に、ＥＣＵ３１からの制御信号を受けて作動し
て、ＭＨタンク２の熱媒取入口２ａへのエンジン冷却水
を水素ガス放出可能温度以上に予熱するようになってい
る。

【００３０】ＥＣＵ３１は、図２に示すように、上記圧
力センサ７及び吸気量を検出するエアフローメータ３４
と、スロットル弁の開度を検出するアクセル開度センサ
３５と、エンジン回転数を検出する回転数センサ３６等
からの検出信号を受け、流量調整弁６へ出力する制御信
号によりエンジン１の運転状態に応じた水素ガスの供給
量に調整し、且つ、水素バルブ４を制御する水素供給調
整手段３１０を備えている。

【００３１】また、ＥＣＵ３１は、上記温度センサ２
６，２７，２８からの検出信号を受け、熱媒バルブ１
６，２２，２３と熱媒ポンプ１８へ出力する制御信号に
より、ＭＨタンク２への熱媒（エンジン冷却水）の流れ
及びエンジン１への水素ガスの供給有無を制御する熱媒
制御手段３１１を備えている。

【００３２】また、ＥＣＵ３１は、上記圧力センサ７か
らの検出信号を受け、エンジン１の加減速の開始時を検
出する加減速検出手段３１２と、この加減速検出手段３
１２によりエンジン１の減速時が検出されたときには熱
媒バルブ２２を開くように制御信号を出力する熱量低下
制御手段３１３とを備えている。この熱量低下制御手段
３１３と、上記バイパス通路２１及び熱媒バルブ２２と
によって、エンジン１の減速時にＭＨタンク２へ与える
熱量を強制的に低下させる熱量低下手段が構成されてい
る。そして、エンジン１の減速時には、水素吸蔵合金に
よって吸熱されて低温となったエンジン冷却水をサーモ
バルブ１７をバイパスして低温状態のままでＭＨタンク
２へ還流させ、ＭＨタンク２に与える熱量を強制的に低
下させるようになっている。

【００３３】また、ＥＣＵ３１は、上記加減速検出手段
３１２によりエンジン１の加速時が検出されたときには
熱媒バルブ２０を開くように制御信号を出力し、エンジ
ン１によって加熱されて高温となっているエンジン冷却
水をサーモバルブ１７をバイパスして高温状態でＭＨタ
ンク２へ循環させてＭＨタンク２に与える熱量を増加さ
せる熱量増加制御手段３１４を備えている。

【００３４】なお、ＥＣＵ３１は、ＭＨタンク２へ水素
ガスを吸蔵させるときには、水素バルブ４を閉じるとと
もに吸入バルブ３２を開くように制御信号を出力するよ
うになっている。これにより、車外の水素ガス供給装置
に接続された取入口３３から水素ガスが吸入バルブ３２
を介してＭＨタンク２へ導かれて水素吸蔵合金に吸蔵さ
れる。

【００３５】次に、上記ＥＣＵ３１による水素ガスの供
給制御動作について説明する。

【００３６】先ず、冷間状態によってエンジン冷却水の
温度が水素吸蔵合金から水素ガスが放出可能となる温度
未満のときには、水素バルブ４が閉じられ、熱媒バルブ
１６，２０，２３，２５が閉じられ、熱媒バルブ２２が
開かれ、更に熱媒ポンプ１８及び電気ヒータ３が作動さ
れる。これにより、エンジン冷却水をＭＨタンク２の熱
媒取出口２ｂから熱媒バルブ２２、熱媒ポンプ１８、熱
媒取入口２ａへ還流する熱媒流が形成され、その還流の
過程でエンジン冷却水が電気ヒータ３によって加熱され
て温度上昇する。

【００３７】そして、温度センサ２７によってＭＨタン
ク２へのエンジン冷却水の温度が水素ガス放出可能温度
以上となったことが検出されると、水素バルブ４が開い
てエンジン１への水素の供給が開始され、エンジン１の
始動が可能になる。

【００３８】この後、エンジン１が始動されて冷却水循
環路１０内のエンジン冷却水がエンジン１の熱によって
上昇するまでは、上記熱媒バルブ１６，２３は共に閉じ
られたままとなり、冷却水循環路１０内のエンジン冷却
水がＭＨタンク２へ還流されないようにしている。この
ように冷却水循環路１０をＭＨタンク２の熱媒流から切
り離すことにより、エンジン始動直後の低温のエンジン
冷却水によってＭＨタンク２の熱媒流の温度が急激に低
下し、水素吸蔵合金からの水素ガスの放出が減少するこ
とを防いでいる。

【００３９】そして、温度センサ２６の検出結果に基づ
いてエンジン１から排出されるエンジン冷却水が水素ガ
ス放出可能温度以上になったことが検出されると、熱媒
バルブ２２が閉じられ、熱媒バルブ１６，２３が共に開
かれ、電気ヒータ３が停止される。これにより、エンジ
ン冷却水をＭＨタンク２の熱媒取出口２ｂから熱媒バル
ブ２３、ウォータポンプ１１、エンジン１、熱媒バルブ
１６、サーモバルブ１７、熱媒ポンプ１８、熱媒取入口
２ａへ還流する熱媒流が形成される。更に熱媒取出口２
ｂからの低温のエンジン冷却水の一部がサーモバルブ１
７に導かれ、エンジン１からの高温のエンジン冷却水に
合流して所定温度に調整されてＭＨタンク２に導かれ
る。これによってＭＨタンク２からは、所定圧の水素ガ
スが放出される状態になる。

【００４０】また、圧力センサ７の検出結果に応じてこ
の水素ガスの圧力（ガス圧）が一定となるように、熱媒
ポンプ１８が制御されてＭＨタンク２へのエンジン冷却
水の流量が調整される。例えば、エンジン１による水素
ガスの消費量が増えてガス圧が低下すると、熱媒ポンプ
１８が制御されてＭＨタンク２の熱媒取入口２ａへの熱
媒の流量が増加し、水素吸蔵合金へ与えられる熱量が増
加し、水素吸蔵合金の水素ガスの放出量が消費量の増加
に応じて増加する。また、水素ガスの消費量が減ってガ
ス圧が上昇した場合には、熱媒ポンプ１８が制御されて
ＭＨタンク２の熱媒取入口２ａへの熱媒の流量が減少
し、水素吸蔵合金へ与えられる熱量が減少し、水素吸蔵
合金の水素ガスの放出量が消費量の低下に応じて減少す
るようになっている。

【００４１】次に、上記ＥＣＵ３１によって行なわれる
ＭＨタンク２へのエンジン冷却水の制御動作について図
４のフローチャートを用いて説明する。

【００４２】先ず、回転数センサ３６により検出された
エンジン回転数と、圧力センサ７により検出された水素
ガスのガス圧とが読み取られ、更にエアフローメータ３
４の検出結果に基づいて吸気量が求められる（ステップ
Ｓ１）。続いて、上記エンジン回転数と吸気量とに基づ
いてエンジン１の要求する水素流量Ｑｆが算出される
（ステップＳ２）。次いで、前回算出された水素流量Ｑ
ｆ２と今回算出された水素流量Ｑｆ１との差ΔＱｆが演
算される（ステップＳ３）。そして、ステップＳ４で、
上記差ΔＱｆが０の場合には、エンジン１が一定速度で
運転されており、水素ガスの消費量に変化がないため、
ステップＳ１に戻る。

【００４３】一方、ステップＳ４で、上記差ΔＱｆが負
の値となった時には（ΔＱｆ＜０）、エンジン１の要求
水素流量Ｑｆが減少する減速時となっているので、ＭＨ
タンク２から排出された低温のエンジン冷却水をＭＨタ
ンク２へ還流し、水素吸蔵合金へ与えられる熱量を強制
的に低下させるべく、熱媒バルブ２２の作動時間Ｔ１が
設定される（ステップＳ５）。この作動時間Ｔ１は、水
素ガスの消費量低下に対応して熱媒ポンプ１８が制御さ
れ、この熱媒ポンプ１８によってサーモバルブ１７から
ＭＨタンク２へのエンジン冷却水の流量が低下されるま
での時間（一定時間）に設定されている。

【００４４】ステップＳ６では、上記作動時間Ｔ１がＥ
ＣＵ３１に内蔵されているタイマにセットされる。続い
て、熱媒バルブ２２が開かれる（ステップＳ７）。これ
により、ＭＨタンク２から排出された低温のエンジン冷
却水が熱媒バルブ２２を介してＭＨタンク２へ還流され
る。この結果、低温のエンジン冷却水のＭＨタンク２へ
の供給割合が増加し、水素吸蔵合金が強制的に冷却され
て水素ガスの放出量が短時間で低下する。

【００４５】そして、上記作動時間Ｔ１が経過してタイ
マがタイムアップするまでステップＳ８で待機し、作動
時間Ｔ１が経過すると（ステップＳ８でＹＥＳ）、熱媒
バルブ２２が閉じられる（ステップＳ９）。この時に
は、熱媒ポンプ１８による熱媒の流量が減少しており、
減速時の水素ガスの消費量に応じた水素ガスが放出され
る。この後、ステップＳ１に戻ってステップＳ２以降の
処理が繰り返される。

【００４６】一方、ステップＳ４で、上記差ΔＱｆが正
の値となった時には（ΔＱｆ＞０）、エンジン１の要求
水素流量Ｑｆが増加する加速時となっているので、この
水素流量Ｑｆの増加に応じてエンジン１から排出された
高温のエンジン冷却水をＭＨタンク２へ直接供給し、水
素吸蔵合金からの水素ガスの放出量を迅速に増加すべ
く、熱媒バルブ２０の作動時間Ｔ２が設定される（ステ
ップＳ１０）。この作動時間Ｔ２は、水素ガスの消費量
上昇に対応して熱媒ポンプ１８が制御され、この熱媒ポ
ンプ１８によってサーモバルブ１７からＭＨタンク２へ
のエンジン冷却水の流量が上昇するまでの時間（一定時
間）に設定されている。

【００４７】ステップＳ１１では、上記作動時間Ｔ２が
ＥＣＵ３１のタイマにセットされ、続いて、熱媒バルブ
２０が開かれる（ステップＳ１２）。これにより、エン
ジン１の熱によって高温となったエンジン冷却水がその
ままＭＨタンク２へ供給され、水素吸蔵合金が加熱され
て水素ガスの放出量が短時間で上昇する。

【００４８】そして、上記作動時間Ｔ２が経過してタイ
マがタイムアップするまでステップＳ１３で待機し、作
動時間Ｔ２が経過すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、
熱媒バルブ２０が閉じられる（ステップＳ１４）。この
時には、熱媒ポンプ１８による熱媒の流量が増加してお
り、加速に応じた水素ガスが放出される。この後、ステ
ップＳ１に戻ってステップＳ２以降の処理が繰り返され
る。

【００４９】なお、加速時及び減速時を前回算出された
水素流量Ｑｆ２と今回算出された水素流量Ｑｆ１との差
ΔＱｆによって判断したが、これに限られるものではな
く、例えば、スロットル開度の変化率によって加速時及
び減速時を判断するようにしてもよい。

【００５０】また、上記説明では、減速時の作動時間Ｔ
１（加速時には作動時間Ｔ２）は一定時間としたが、例
えば図４のマップから上記水素流量Ｑｆ２と水素流量Ｑ
ｆ１との差｜ΔＱｆ｜に応じた作動時間Ｔ１（Ｔ２）を
読み出し、この読み出された時間をタイマにセットする
ようにしてもよい。

【００５１】このように、エンジン１の減速時には、Ｍ
Ｈタンク２からの低温のエンジン冷却水を熱媒バルブ２
２を介してＭＨタンク２へ還流し、ＭＨタンク２への低
温のエンジン冷却水の供給割合を増加させるので、水素
吸蔵合金を強制的に冷却して水素ガスの放出量を短時間
で低下させることができる。従って、熱媒ポンプ１８に
よる熱媒の流量調整の応答遅れによる余熱によりＭＨタ
ンク２から過剰な水素ガスが放出されるという事態が防
止され、ＭＨタンク２及び水素供給通路３に過大な圧力
が加わることが避けられる。この結果、上記過大な圧力
によるＭＨタンク２及び水素供給通路３の疲労が防止さ
れ、ＭＨタンク２及び水素供給通路３の寿命が向上する
とともに、信頼性が向上する。また、水素ガスの供給量
の調整が向上する。

【００５２】また、エンジン１の加速時には、エンジン
１の熱によって高温となったエンジン冷却水を熱媒バル
ブ２０を介してＭＨタンク２へ還流し、ＭＨタンク２へ
の高温のエンジン冷却水の供給割合を増加させるので、
水素吸蔵合金を強制的に加熱して水素ガスの放出量を短
時間で上昇させることができる。従って、熱媒ポンプ１
８による熱媒の流量調整の応答遅れを低減し、水素ガス
供給の応答性を向上させることができる。

【００５３】なお、エンジン１の減速時におけるＭＨタ
ンク２への低温のエンジン冷却水の供給割合を増加させ
ることに加え、熱媒ポンプ１８を制御して、例えば、熱
媒バルブ２２を開いた直後に流量増加方向に調整し、水
素吸蔵合金の温度引き下げを促進するようにしてもよ
い。この場合、所定時間経過後にエンジン冷却水の流量
を減少させ、水素吸蔵合金が過剰に冷却されないように
熱媒ポンプ１８が制御されることになる。

【００５４】また、減速時に熱媒ポンプ１８を一旦停止
してエンジン冷却水による水素吸蔵合金への熱量の供給
を完全に停止することによっても、水素吸蔵合金の温度
引き下げをより促進することができる。

【００５５】また、他の実施例として、冷却水循環路１
０のラジエータ９の出口部下流側に、図１の二点鎖線に
示すように、冷却水循環路１０のラジエータ９の出口部
と熱媒取入路１４のサーモバルブ１７下流側とを連通す
る直結路２４を設けるとともに、この直結路２４に、こ
の通路２４を開閉する熱媒バルブ２５を設けるようにし
てもよい。この場合、熱量低下制御手段３１３は、温度
センサ２６及び温度センサ２８からの検出結果を受け、
エンジン１の減速時にＭＨタンク２の熱媒取出口２ｂか
ら排出されたエンジン冷却水の温度よりもラジエータ９
から排出されたエンジン冷却水の温度が低温のとき、熱
媒バルブ２２を開く代わりに熱媒バルブ２５を開くよう
に制御信号を出力することになる。この結果、ＭＨタン
ク２から排出されたエンジン冷却水の温度よりもさらに
低温であるラジエータ９からのエンジン冷却水が、直結
路２４を介してＭＨタンク２へ供給される。これによ
り、水素吸蔵合金の温度の引き下げをより迅速に行なう
ことができ、水素ガスの放出をより迅速に低下させるこ
とができる。

【００５６】また、上記実施例では、水素吸蔵合金を加
熱する熱媒としてエンジン冷却水を使用したが、これに
限られるものではなく、排気ガス、エンジン冷却用のエ
ンジンオイル等であってもよい。そして、熱媒が排気ガ
スの場合には、排気ガスに外気を合流することで、排気
ガスを所定温度に調整してＭＨタンク２に導くように構
成する。また、排気ガスの場合、減速時には外気を直接
ＭＨタンク２に導いて水素吸蔵合金を強制的に冷却し、
加速時には排気ガスをＭＨタンク２に直結して水素吸蔵
合金を加熱するように構成することになる。

【００５７】また、熱媒がエンジンオイルの場合には、
オイルクーラを備えたオイル循環路に本発明に係る熱媒
取入路及び熱媒路等を設けることになる。

【００５８】また、本発明はロータリピストンエンジン
であっても、レシプロエンジンであっても適用すること
ができる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１，２に記載の発明に係る水素燃
料供給装置は、エンジンの減速時を検出し、減速時が検
出されたときに水素吸蔵タンクに与える熱量を強制的に
低下させるので、減速時の水素ガスの消費量低下に応じ
て、水素吸蔵合金へ与えられる熱量を短時間で低下さ
せ、放出される水素ガスを短時間で減少させることがで
き、適正な水素ガスの放出を行なうことができる。従っ
て、従来のような減速時の水素ガスの消費量低下によっ
て、水素吸蔵タンク及び水素ガスの供給通路等へ過剰な
ガス圧が加わることが防止され、水素吸蔵タンク及び水
素ガスの供給通路等の長寿命化を図るとともに、信頼性
を向上させることができる。また、水素ガスの供給の応
答性を向上させることができる。

【００６０】また、請求項３に記載のように、エンジン
の減速時に水素吸蔵タンクから排出された低温の熱媒を
水素吸蔵タンク内へ還流して水素吸蔵タンクに与える熱
量を低下させることにより、水素吸蔵合金の吸熱によっ
て低温となった熱媒を有効に利用することができる。

【００６１】また、請求項４に記載のように、サーモバ
ルブにより熱媒が所定温度に調整されて水素吸蔵タンク
に供給されるが、エンジンの減速時には、水素吸蔵タン
クから排出された低温の熱媒がサーモバルブの下流側に
供給されて水素吸蔵タンクに与える熱量が強制的に低下
されることにより、通常走行時に安定した水素ガスの放
出を図ることができるとともに、減速時であっても適正
な水素ガスの放出を行なうことができる。

【００６２】さらに、請求項５に記載のように、エンジ
ンの減速時に熱媒の温度が引き下げられるとともに、熱
媒の流量が制御されることにより、エンジンの減速時に
適正な水素ガスの放出を行なうことができる。

【００６３】また、請求項６に記載のように、水素吸蔵
タンクから排出された熱媒の温度を検出し、ラジエータ
によって冷却されたエンジン冷却用の熱媒の温度を検出
し、水素吸蔵タンクから排出された熱媒あるいはラジエ
ータによって冷却されたエンジン冷却用の熱媒のうち、
低温側の熱媒を水素吸蔵タンクへ導いて水素吸蔵タンク
に与える熱量を低下させることにより、エンジンの減速
時に水素ガスの放出をより迅速に低下させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による水素エンジンの全体構
造の概略図である。

【図２】コントロールユニットの構成を示すブロック図
である。

【図３】コントロールユニットによって行なわれる制御
動作を示すフローチャートである。

【図４】熱媒バルブ及び熱媒バルブの作動時間と、前回
算出された水素流量と今回算出された水素流量との差と
の関係を示すマップである。

【符号の説明】

１エンジン２メタルハイドライドタンク（ＭＨタンク）４水素バルブ７圧力センサ９ラジエータ１７サーモバルブ１８熱媒ポンプ２１バイパス通路（熱量低下手段）２２熱媒バルブ（熱量低下手段）１６，２０，２３，２５熱媒バルブ２６，２７，２８温度センサ３１コントロールユニット（ＥＣＵ）３１０水素供給調整手段３１１熱媒制御手段３１２加減速検出手段（減速検出手段）３１３熱量低下制御手段（熱量低下手段）３１４熱量増加制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 31/16 ＥＪ (72)発明者今田道宏広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料としての水素ガスを吸熱によって放
出する水素吸蔵合金を内蔵した水素吸蔵タンクを備える
とともに、加熱された熱媒を上記水素吸蔵タンク内に供
給する熱媒供給手段を有し、上記熱媒から上記水素吸蔵
合金に熱量を与えることにより上記水素ガスを放出させ
る水素エンジンの水素燃料供給装置において、エンジン
の減速時を検出する減速検出手段と、この減速検出手段
の検出結果に応じて上記エンジンの減速時に上記水素吸
蔵タンクに与える熱量を強制的に低下させる熱量低下手
段とを備えたことを特徴とする水素エンジンの水素燃料
供給装置。
【請求項２】上記熱媒供給手段は、エンジンにより加
熱されたエンジン冷却用の熱媒を上記エンジンから上記
水素吸蔵タンク内に供給して上記水素吸蔵合金に熱量を
与えるように構成し、上記熱量低下手段は、上記エンジ
ンから供給されるエンジン冷却用の熱媒より低温の熱媒
を上記水素吸蔵タンク内へ供給する手段を有し、上記減
速時に上記低温の熱媒の上記水素吸蔵タンクへの供給割
合を増加させるように構成したことを特徴とする請求項
１記載の水素エンジンの水素燃料供給装置。
【請求項３】上記熱量低下手段は、上記水素吸蔵合金
によって吸熱された後に上記水素吸蔵タンクから排出さ
れた低温の熱媒を上記水素吸蔵タンクの上流へ還流させ
る手段を有し、上記減速時に上記水素吸蔵タンクからの
低温の還流割合を増加させるように構成したことを特徴
とする請求項２記載の水素エンジンの水素燃料供給装
置。
【請求項４】上記熱媒供給手段は、上記エンジンによ
り加熱されたエンジン冷却用の熱媒と上記水素吸蔵タン
クから排出された熱媒とを合流させ、その合流部分に熱
媒を所定温度に保つサーモバルブを備え、上記熱量低下
手段は、上記減速時に上記サーモバルブと上記水素吸蔵
タンクとの間の熱媒通路に上記水素吸蔵タンクから排出
された低温の熱媒を還流させるように構成したことを特
徴とする請求項３記載の水素エンジンの水素燃料供給装
置。
【請求項５】上記エンジンにより加熱されたエンジン
冷却用の熱媒を上記水素吸蔵タンクへ導く熱媒通路に、
運転状態に応じて制御されて上記熱媒の流量を調整する
流量調整手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の
水素エンジンの水素燃料供給装置。
【請求項６】請求項２記載の水素エンジンの水素燃料
供給装置において、上記水素吸蔵合金によって吸熱され
た後に水素吸蔵タンクから排出された熱媒の温度を検出
するタンク排出熱媒温度検出手段と、ラジエータによっ
て冷却されたエンジン冷却用の熱媒の温度を検出するエ
ンジン熱媒温度検出手段と、上記水素吸蔵タンクから排
出された熱媒あるいは上記ラジエータによって冷却され
たエンジン冷却用の熱媒のいずれか一方を上記水素吸蔵
タンク内へ供給する熱媒切換手段とを備え、上記熱量低
下手段は、上記減速時に上記熱媒切換手段を制御して上
記水素吸蔵タンクから排出された熱媒あるいはラジエー
タによって冷却されたエンジン冷却用の熱媒のうち、低
温側の熱媒を上記水素吸蔵タンク内へ供給するように構
成したことを特徴とする水素エンジンの水素燃料供給装
置。