JPS63246459A - 金属水素化物を燃料とする自動車の監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属水素化物を水素の貯蔵に利用した燃料タ
ンクを有するガスエンジン搭載の自動車において、走行
中のシステムの機能の診断・異常監視及びその処置を行
う監視制御装置に関するものである。

［従来の技術］ ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を搭載した自
動車では、電子制ｍ装置を用いた運転制御システムがす
でに開発され、自動車に搭載されている。

一方１本発明者らは、金属水素化物に貯蔵した水素ガス
を燃料とする自動車の開発を行っているが、この種の自
動車において、上記運転制御システムを利用しようとし
ても、実質の制御項目並びにその基準が著しく相違する
ため、単純な転用は困難であり、特に燃料として金属水
素化物からの水素ガスという特殊なものを用いているた
め、それに起因して特殊な監視制御が必要になる。

即ち、金属水素化物に貯蔵した水素ガスを燃料とする自
動車では、そのシステムがエンジンと燃料タンクとの協
調制御により機能する。しかも、燃料を水素ガスとする
ことによるエンジン異常燃焼対策、タンク内での水素ガ
スの発生量の制御など、個々の特殊性がある。さらに、
これらの個々の要素に対する安全対策、並びにシステム
全体としての機能を把握して、それに対する安全対策が
必要であるが、これまでにその具体的な安全対策に対す
る評価項目並びに判定基準、更には異常時対策等は十分
に確立されていない。

［発明が解決しようとする問題点Ｊ 本発明は、金属水素化物からの水素ガスを燃料とするエ
ンジンを搭載した自動車について、その特殊性を把握認
識し、個々の要素に対する安全対策を配慮した監視制御
装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明の監視制御装置は、金
属水素化物を水素の貯蔵源及び水素発生源とする燃料タ
ンクをもち、このタンクから供給される水素を燃料とす
るガスエンジンを搭載し、上記エンジンの排気ガス経路
に熱交換器を設けて温水を作り、その温水により金属水
素化物を加熱するようにした自動車において、走行中の
各部の機能の診断・異常監視及びその処置を行うための
コントロールユニットを付設すると共に、エンジンの回
転数、エンジン冷却水温、前記タンクの水素ガス圧力、
同タンク内温度、同タンク出口水温、自動車の車速を計
測する手段を設け、上記コントロールユニットに、上記
計測手段による計測データを監視項目として、その計測
データと予めメモリーに記憶させた各監視項目について
の異常の判定基準とを比較し、異常である場合に、その
程度に応じた制御命令を所要部分に出力する機能をもた
せることによって構成される。

［作　用］ 上記構成を有する監視制御装置においては、エンジンシ
ステムを構成している各要素を代表するデータ、即ち、
エンジンではその回転数及び冷却水温、燃料タンクでは
タンク内圧力、温度、タンク出口水温の吸入空気温度を
検出し、それらのデータをコントロールユニットに設定
されている各部の異常や危険を示す判定基準の数値と比
較して、正常及び異常を判定し、異常の場合にはその異
常箇所を表示すると共に、その程度により、緊急停止処
置、異常対策制御の作動及び警報などに分け、自動処理
または運転者による手動処理を講じさせる。

これにより、金属水素化物からの水素ガスを燃料とする
エンジンを搭載した自動車について、その特殊性を考慮
した個々の要素及びシステム全体に対する安全対策を実
現することが可能になる。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の実施例について詳述する
。

第１図は、金属水素化物を水素ガスの貯蔵源及び発生源
に利用した自動車における金属水素化物エンジンシステ
ムの構成、及び走行中の各システムの機能の診断・異常
監視及びその処置を行う監視制御装置の構成を示すもの
である。

同図に示すエンジンシステムは、エンジン１、金属水素
化物３を充填した燃料タンク（以下、ＭＨタンクと呼ぶ
、）２、及びＭＨタンク２を加熱する温水を作る排熱熱
交換器４などを主体として構成される。

まず、そのシステムの構成及び作動の概要について説明
すると、上記ＭＨタンク２性貯蔵されている水素ガスは
、フィルタ５、緊急遮断弁６を介して減圧弁？で調圧（
３ｋｇｆ／ａｍ７Ｇ）され、必要に応じて直接噴射系８
と予混合系９に切換え制御される水素制御装置を通り、
エンジンｌに送られる。ここで、水素ガスは燃焼し、エ
ンジンは動力を発生する。その排気ガスは、排熱熱交換
器４に送られ、ここで温水が作られる。この温水は、水
ポンプｌＯでＭＨタンク２に送られ、金属水素化物３を
加熱するＳｉｔとなり、この温水で新しく水素ガスが金
属水素化物３から放出され、エンジン１に送られる。こ
のサイクルは、エンジンの運転中継続することになる。

エンジンｌによって駆動されるバキュームポンプ１３の
負圧タンク１４は、排気ガスの流路に並列に設けた遮断
弁１５．１６にそれぞれダイヤフラム弁１７、１８を介
して接続され、それらの遮断弁１５，１ｌｌｉを動作さ
せるものであるが、エンジンシステムの各部に設けた他
の必要な機器等を作動させるためにも利用することがで
きる。上記遮断弁１５．１６は、排熱熱交換器４に送る
排気ガスを制御し、それによってＭＨタンク２に温水の
温度制御を行うものである。

また、上記温水の循環系には、温水経路制限用のバルブ
２１と、ファン２３を備えたラジェータ２２が並列に接
続され、バルブ２１の開閉を制御することにより、ＭＨ
タンク２に送る温水の冷却による温度制御が行われる。

一方、上記エンジンシステムには、走行中のシステムの
機能の診断・異常監視及びその処置を行うためのコント
ロール二二ツ）ＣＣＵと略記する。）２５を付設し、Ｎ
転速で各部の計測データを等を監視できるようにするた
めの液晶表示部２６をそれに接続している。このＣｕ２
Ｓには、自己診断機能をもたせ、それ自体の故障及び電
源の故障等に際しては、システムが安全側に作動するよ
うに構成し、またＭＨタンク２からの水素ガスの流路に
設けた緊急遮断弁６は、Ｃｕ２Ｓと同一電源回路とし、
電源故障の場合には、その作動により水素ガスの供給が
停止される。さらに、運転者が独自の判断で緊急停止で
きるようにするため、上記緊急遮断弁６には、運転席か
ら手動操作する操作子２Ｂを設けている。

上記エンジンシステムの特徴は、ＭＨタンク２から水素
ガスの放出がまず起こり、その後に、金属水素化物３か
ら水素を放出するに必要な熱が、排熱熱交換器４からＭ
Ｈタンク２に供給されるという点にあり、またエンジン
の負荷変動に対して水素の放出をいかにして追従させる
かという点に問題がある。即ち、いずれにしてもエンジ
ンの負荷の変動に対して金属水禽化物３からの水素の放
出には遅れがあり、従って、エンジン１における必要量
の水素をいかにＭＨタンク２から供給できるかが、シス
テムを機能させる上で重要であり。

そのために、金属水素化物３の加熱制御が重要となる。

また、このようなシステムが機能するための制御に加え
て、その制御が故障なく機能すること。

及び故障しても安全側に作動させることが必要である。

そこで、エンジンシステムを監視、制御するために、エ
ンジンの回転数Ｎ、エンジン冷却水温Ｔ４、ＭＨタンク
の水素ガス圧力Ｐｌ、ＭＨタンク内温度丁１、ＭＨタン
ク出口水温Ｔ２、さらには自動車の車＠ｖ、吸入空気温
度Ｔ３を計測手段を必要箇所に設け、それらによる計測
データを各部の機能を監視する監視項目として、Ｃｕ２
Ｓに送るように構成している。

Ｃｕ２Ｓに送られたこれらの計測データは、以下に説明
するような、正常・異常の判断データとなる。即ち、Ｃ
ｕ２Ｓには予め異常の判定基準となる＆（４がメモリー
に記憶されており、そのデータと計測されたデータとを
比較し、異常である場合には、その程度に応じた制御命
令を所要部分に設けた駆動装置に出力させる。また、Ｃ
Ｕ２５接続した液晶表示ｇ［！２６には、必要な計測デ
ータ及び警告内容等が表示される。

基本的な異常判定をする項目、その具体的な異常の判定
基準、それらのねらい等のうちで主なものを、第１表に
示す。

また、Ｃｕ２Ｓからの出力によりコントロールされる個
所は、図中においてＯ印から伸びる矢印によって示して
いる。

ｍ１表かられかるように、実際の異常を生じた場合に、
その異常の程度により、次のように。

Ｃｕ２Ｓからの制御命令は異なっている。

第１表 （’１）最も異常の軽微な第１段階のものは、エンジン
水温などの単にエラー箇所とその警報を発するだけであ
る。

（２）第２段階のＭＨタンク出口水温異常等の場合は、
警報を発すると共に、バルブ２１を閉じることにより温
水系路をラジェータ経路のみとして、温水を冷却し、Ｍ
Ｈタンクの過圧、過熱を防止制御する。また、エンジン
停止後でもＭＨタンク出口水温Ｔ２が高い場合には、バ
ルブ２１を閉じた状態で水温が低下するまで水ポンプｌ
Ｏ並びにファン２３を作動させる。

この第２段階までは、生じる現象が時間的に緩慢なもの
であるから、運転者はその異常をみて、走行及び停止の
判断を行うことがでさる。

（３）第３段階は、緊急にシステムを停止する必要のあ
るものであり、例えば、走行中に不意に発生するものと
して、Ｃｕ２Ｓの故障が考えられる。これには、Ｃｕ２
Ｓ内の自己診断機能でシステムを安全側に作動するよう
にし、またＣｕ２Ｓ等の電源故障の場合には、ＣＵと同
一電源回路の緊急遮断弁６が作動し、水素ガスの供給を
停止させる。

また、運転者が独自にその他の異常で緊急停止したい場
合には上記緊急遮断弁６を運転席から手動で操作する。

［発明の効果］ 以上に詳述した本発明の監視制御装置によれば、次のよ
うな効果を期待することができる。

（１）金属水素化物を用いたエンジンシステムに特有の
各部の機能を、自動車の走行中に監視できる。

（２）運転者が、金属水素化物を用いたエンジンシステ
ムに特有の異常箇所及びその程度を把握でき、走行継続
及び緊急退避等の判断指針が得られる。

（３）運転中の突然のシステムの故障に対する各段階で
の制御機能が自動的に働き、運転者の安全性が向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図である。 ｌ　Ｉ・エンジン、　　２・ｅ燃料タンク、３・・金属
水素化物。 ２５・−コントロールユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属水素化物を水素の貯蔵源及び水素発生源とする
   燃料タンクをもち、このタンクから供給される水素を燃
   料とするガスエンジンを搭載し、上記エンジンの排気ガ
   スと熱交換する温水を温度調節可能にして、その温水に
   より金属水素化物を加熱するようにした自動車において
   、 走行中の各部の機能の診断・異常監視及びその処置を行
   うためのコントロールユニットを付設すると共に、エン
   ジンの回転数、エンジン冷却水温、前記タンクの水素ガ
   ス圧力、同タンク内温度、同タンク出口水温、自動車の
   車速を計測する手段を設け、 上記コントロールユニットに、上記計測手段による計測
   データを監視項目として、その計測データと予めメモリ
   ーに記憶させた各監視項目についての異常の判定基準と
   を比較し、異常である場合に、その程度に応じた制御命
   令を所要部分に出力する機能をもたせた、 ことを特徴とする金属水素化物を燃料とする自動車の監
   視制御装置。