JP2024029550A - Drive device and power generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水素を燃料とする内燃機関を備える駆動装置、及び、同駆動装置と発電機とを備える発電装置に関する。 The present invention relates to a drive device including an internal combustion engine that uses hydrogen as fuel, and a power generation device including the drive device and a generator.
特許文献1は、水素を生成する反応器と、反応器が生成した水素を燃料とする内燃機関とを備えた駆動装置を開示している。この駆動装置では、内燃機関の将来の運転状態に応じて反応器での水素の発生量が調整される。
内燃機関での水素の消費量と、内燃機関への水素の供給量との間に乖離があると、内燃機関の要求出力に対して内燃機関の出力が大きく下回ったり、未燃の水素が内燃機関に滞留してしまったりするおそれがある。 If there is a discrepancy between the amount of hydrogen consumed by the internal combustion engine and the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine, the output of the internal combustion engine may be significantly lower than the required output of the internal combustion engine, or unburned hydrogen may be There is a risk that they may end up staying in the institution.
上記課題を解決するための駆動装置の第1態様は、水素を生成する反応器と、前記反応器が発生した水素を燃料とする内燃機関と、前記内燃機関の出力に対する要求値である要求出力に基づいて前記内燃機関への水素の供給量を調整することにより、前記内燃機関の出力を制御する制御装置と、を備えている。前記要求出力に応じた前記内燃機関への水素の供給量を基準供給量としたとき、前記内燃機関の出力と前記要求出力との間に差が生じる場合には、当該内燃機関の出力と前記要求出力との差分の大きさを小さくすべく前記内燃機関への水素の供給量を前記基準供給量に対して変更する。 A first aspect of a drive device for solving the above problems includes a reactor that generates hydrogen, an internal combustion engine that uses the hydrogen generated by the reactor as fuel, and a required output that is a required value for the output of the internal combustion engine. a control device that controls the output of the internal combustion engine by adjusting the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine based on the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine. When the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine according to the required output is set as the reference supply amount, if there is a difference between the output of the internal combustion engine and the required output, the output of the internal combustion engine and the The amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine is changed with respect to the reference amount of supply in order to reduce the magnitude of the difference from the required output.
上記駆動装置は、内燃機関の出力と要求出力との間に差が生じている場合、上記差分の大きさを小さくすべく内燃機関への水素の供給量が調整される。そのため、内燃機関での水素の消費量と内燃機関への水素の供給量との間に乖離が生じることを抑制できる。 In the drive device, when there is a difference between the output of the internal combustion engine and the required output, the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine is adjusted to reduce the magnitude of the difference. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a discrepancy between the amount of hydrogen consumed by the internal combustion engine and the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine.
上記課題を解決するための駆動装置の第2態様は、水素を生成する反応器と、前記反応器が発生した水素を燃料とする内燃機関と、前記内燃機関の出力が当該内燃機関への水素の供給量に基づいた出力となるように、当該内燃機関の出力を制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記内燃機関に所定の異常が発生している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を減少させる。 A second aspect of the drive device for solving the above problems includes a reactor that generates hydrogen, an internal combustion engine that uses hydrogen generated by the reactor as fuel, and an output of the internal combustion engine that supplies hydrogen to the internal combustion engine. and a control device that controls the output of the internal combustion engine so that the output is based on the supply amount of the internal combustion engine. The control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine when a predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine.
上記駆動装置は、内燃機関に所定の異常が発生した場合に、内燃機関への水素の供給量を減少させることにより、内燃機関の出力を小さくする。すなわち、内燃機関の出力が低下して当該内燃機関での水素の消費量が減少しても、内燃機関への水素の供給量もまた減少される。したがって、上記駆動装置は、内燃機関での水素の消費量と内燃機関への水素の供給量との間に乖離が生じることを抑制できる。 The drive device reduces the output of the internal combustion engine by reducing the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine when a predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine. That is, even if the output of the internal combustion engine decreases and the amount of hydrogen consumed by the internal combustion engine decreases, the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine also decreases. Therefore, the drive device can suppress the occurrence of a discrepancy between the amount of hydrogen consumed by the internal combustion engine and the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine.
上記課題を解決するための発電装置の第1態様は、上記第1態様の駆動装置と、前記内燃機関の出力に基づいて発電する発電機と、を備えている。前記制御装置は、前記発電機の発電を制限している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を前記基準供給量よりも少なくする。 A first aspect of a power generation device for solving the above problems includes the drive device of the first aspect and a generator that generates electricity based on the output of the internal combustion engine. The control device makes the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine smaller than the reference amount of supply when the power generation of the generator is restricted.
上記発電装置は、発電機の発電が制限されている場合には、内燃機関への水素の供給量を基準供給量よりも少なくすることにより、内燃機関の出力を要求出力よりも小さくする。すなわち、内燃機関の出力が低下して当該内燃機関での水素の消費量が減少しても、内燃機関への水素の供給量もまた減少される。したがって、上記発電装置は、発電機の発電が制限されて内燃機関の出力が低下したとしても、内燃機関での水素の消費量と内燃機関への水素の供給量との間に乖離が生じることを抑制できる。 When the power generation of the generator is limited, the power generation device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine to be less than the reference amount of supply, thereby making the output of the internal combustion engine smaller than the required output. That is, even if the output of the internal combustion engine decreases and the amount of hydrogen consumed by the internal combustion engine decreases, the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine also decreases. Therefore, even if the power generation of the generator is limited and the output of the internal combustion engine is reduced, the power generation device described above does not cause a discrepancy between the amount of hydrogen consumed by the internal combustion engine and the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine. can be suppressed.
上記課題を解決するための発電装置の第2態様は、上記第2態様の駆動装置と、前記内燃機関の出力に基づいて発電する発電機と、を備えている。前記制御装置は、前記発電機の発電を制限している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を減少させる。 A second aspect of a power generation device for solving the above problem includes the drive device of the second aspect and a generator that generates electricity based on the output of the internal combustion engine. The control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine when power generation by the generator is restricted.
上記発電装置は、発電機の発電が制限されている場合には、内燃機関への水素の供給量を減少させることにより、内燃機関の出力を小さくする。すなわち、内燃機関の出力が低下して当該内燃機関での水素の消費量が減少しても、内燃機関への水素の供給量もまた減少される。したがって、上記発電装置は、発電機の発電が制限されて内燃機関の出力が低下したとしても、内燃機関での水素の消費量と内燃機関への水素の供給量との間に乖離が生じることを抑制できる。 The power generation device reduces the output of the internal combustion engine by reducing the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine when the power generation of the generator is limited. That is, even if the output of the internal combustion engine decreases and the amount of hydrogen consumed by the internal combustion engine decreases, the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine also decreases. Therefore, even if the power generation of the generator is limited and the output of the internal combustion engine is reduced, the power generation device described above does not cause a discrepancy between the amount of hydrogen consumed by the internal combustion engine and the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine. can be suppressed.
(第1実施形態)
以下、駆動装置及び発電装置の第1実施形態を図1~図5に従って説明する。
図1に示すように、発電装置10は、水素発生装置20と、内燃機関40と、発電機80と、制御装置90とを備えている。発電機80は、内燃機関40の出力に応じて発電する。本実施形態では、水素発生装置20、内燃機関40及び制御装置90により、「駆動装置」の一例が構成されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a drive device and a power generation device will be described according to FIGS. 1 to 5.
As shown in FIG. 1, the
<水素発生装置>
水素発生装置20は、水素ガスを発生させ、当該水素ガスを内燃機関40に供給する装置である。水素発生装置20は、貯留部21と、供給ポンプ23と、反応器25と、直流電源26とを備えている。以降では、水素ガスを単に「水素」という。
<Hydrogen generator>
The
貯留部21は、水素を発生させるための材料である純水を貯留している。
供給ポンプ23は、貯留部21から純水を汲み取り、当該純水を吐出する電動式のポンプである。供給ポンプ23は、水供給通路231を介して反応器25に接続されている。水供給通路231は、供給ポンプ23が吐出した純水を反応器25に供給する通路である。
The
The
反応器25は、固体高分子型水電解法によって水素を発生させる装置である。反応器25は、水供給通路231を介して供給された純水を用いて水素を発生させる。反応器25は、接続通路27を介して内燃機関40に接続されている。
The
反応器25は、陽極主電極251と、陰極主電極252と、イオン交換膜253と、陽極触媒電極254と、陰極触媒電極255とを有している。イオン交換膜253は、陽極主電極251と陰極主電極252との間に位置している。イオン交換膜253と陽極主電極251との間に陽極触媒電極254が介在している。イオン交換膜253と陰極主電極252との間に陰極触媒電極255が介在している。
The
直流電源26は、反応器25に電圧を印加する電源装置である。直流電源26の正電極が陽極主電極251に電気的に接続されている。直流電源26の負電極が陰極主電極252に電気的に接続されている。そのため、直流電源26によって、陽極主電極251に正の電荷が供給される一方、陰極主電極252に負の電荷が供給される。
The
このように直流電源26が反応器25に電圧を印加すると、以下の式(A1)に示す陽極反応が起こるとともに、以下の式(A2)で示す陰極反応が起こる。これにより、反応器25で水素が発生する。
When the
2H2O→O2+4H++4e- (A1)
4H++4e-→H2 (A2)
反応器25で発生した水素は、接続通路27に導かれる。そして、接続通路27を介して水素が内燃機関40に供給される。一方、反応器25で発生した酸素は、酸素用通路256から反応器25外に流出する。
2H 2 O→O 2 +4H + +4e - (A1)
4H + +4e - →H 2 (A2)
Hydrogen generated in the
なお、接続通路27には、空気供給通路28が接続されている。空気供給通路28は、空気を接続通路27に導入するための通路である。そのため、内燃機関40には、水素と空気とを含む混合気が接続通路27を介して供給される。
Note that an
<内燃機関>
内燃機関40は、反応器25が生成した水素を燃料とする内燃機関である。内燃機関40は、シリンダブロック41と、クランクケース43と、オイルパン45と、シリンダヘッド47とを備えている。
<Internal combustion engine>
The
クランクケース43は、シリンダブロック41の下部に取り付けられている。クランクケース43内には、内燃機関40の出力軸であるクランク軸49が収容されている。オイルパン45は、クランクケース43の下部に取り付けられている。オイルパン45内には、内燃機関40を循環するオイルが貯留される。
The
シリンダヘッド47は、シリンダブロック41の上部に取り付けられている。シリンダブロック41とシリンダヘッド47とにより、複数の気筒51が区画されている。図1では、複数の気筒51の中の1つのみが図示されている。
The
内燃機関40は、気筒51の数と同数のピストン53及びコネクティングロッド55を備えている。ピストン53は、対応する気筒51内に収容されているとともに、対応するコネクティングロッド55を介してクランク軸49に連結されている。複数のピストン53が気筒51内で往復動することにより、クランク軸49が回転する。なお、気筒51の周壁とピストン53とによって区画された空間を燃焼室57という。
The
シリンダヘッド47には、接続通路27及び排気通路59が接続されている。接続通路27は、複数の燃焼室57に導入する混合気が流れる通路である。接続通路27には、燃焼室57に導入する混合気の量を調整する電動式の調整バルブ61が設けられている。具体的には、接続通路27のうち、空気供給通路28との接続部分よりも下流の部分に調整バルブ61が配置されている。調整バルブ61の開度が小さいほど、複数の燃焼室57に導入される混合気の量が少なくなる。複数の燃焼室57では、燃焼室57に導入された混合気が燃焼される。このように混合気が燃焼すると、複数の燃焼室57で排気が生成される。そして、複数の燃焼室57で生成された排気が排気通路59に排出される。
A
クランク軸49には発電機80が連結されている。そのため、複数の燃焼室57での混合気の燃焼によって生じた動力が、ピストン53、コネクティングロッド55及びクランク軸49を介して発電機80に伝達される。これにより、内燃機関40の出力に基づいて発電機80が発電する。
A
内燃機関40は、複数のセンサを備えている。複数のセンサは、クランク角センサ71、水素濃度センサ72及び水分量センサ73を含んでいる。クランク角センサ71は、クランク軸49の回転角を検出する。水素濃度センサ72は、クランクケース43内の水素濃度を検出する。水分量センサ73は、オイルパン45内に滞留するオイルの水分量を検出する。これら複数のセンサ71~73は、検出結果に応じた信号を制御装置90に出力する。
<制御装置>
制御装置90は、CPU91及びメモリ93を備えている。メモリ93には、CPU91によって実行される制御プログラムが記憶されている。すなわち、CPU91は、制御プログラムを実行する実行部である。CPU91は、制御プログラムを実行することにより、水素発生装置20による水素の発生量、内燃機関40の出力及び発電機80の発電量を調整する。
<Control device>
The
図2~図5を参照し、CPU91が実行する各種の処理について説明する。
図2に示すように、CPU91は、要求出力設定処理M11と、供給量導出処理M13と、異常判定処理M15と、乖離判定処理M16と、調整処理M17とを実行する。
Various processes executed by the
As shown in FIG. 2, the
<要求出力設定処理>
CPU91は、要求出力設定処理M11において、内燃機関40の出力の要求値である要求出力PERを設定する。例えば、CPU91は、発電機80に発電させる場合、予め設定された出力を要求出力PERとして設定する。
<Request output setting process>
The
<供給量導出処理>
CPU91は、供給量導出処理M13において、反応器25から内燃機関40に供給される水素の量である水素供給量SHとして、要求出力PERに応じた量を導出する。例えば、CPU91は、要求出力PERが大きいほど大きい値を水素供給量SHとして導出する。
<Supply amount derivation process>
In the supply amount deriving process M13, the
<異常判定処理>
CPU91は、異常判定処理M15において、内燃機関40に所定の異常が発生しているか否かを判定する。所定の異常とは、内燃機関40を保護することが必要となるような異常である。例えば、CPU91は、クランクケース43内の水素濃度CH、及びオイルパン45内に滞留するオイルの水分量AWを基に、内燃機関40に所定の異常が発生しているか否かを判定する。
<Abnormality determination processing>
In abnormality determination processing M15, the
また、CPU91は、異常判定処理M15において、発電機80の発電を制限する必要があるか否かを判定する。例えば、CPU91は、発電機80の温度である発電機温度TPgを基に、発電機80の発電を制限する必要があるか否かを判定する。
Furthermore, in the abnormality determination process M15, the
図3及び図4を参照し、異常判定処理M15について詳述する。異常判定処理M15は、所定の制御サイクル毎に繰り返し実行される。
図4に示すように、異常判定処理M15においてステップS11では、CPU91は、クランクケース43内の水素濃度CHを取得する。例えば、CPU91は、水素濃度センサ72の検出値に基づいた水素濃度を水素濃度CHとして取得する。
The abnormality determination process M15 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. The abnormality determination process M15 is repeatedly executed at every predetermined control cycle.
As shown in FIG. 4, in step S11 of the abnormality determination process M15, the
次のステップS13において、CPU91は、水素濃度CHが判定水素濃度CH以上になるか否かを判定する。クランクケース43内の水素濃度が高くなると、CPU91は、例えば、内燃機関40を保護する目的で掃気処理を実行する。掃気処理は、クランクケース43内から水素をクランクケース43外に排出するための処理である。内燃機関40を保護することを目的とする処理の実行が必要であるか否かの判断基準として、判定水素濃度CHthが設定されている。CPU91は、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上になると判定した場合(S13:YES)、処理をステップS23に移行する。一方、CPU91は、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上にならないと判定した場合(S13:NO)、処理をステップS15に移行する。
In the next step S13, the
図3を参照し、ステップS13の判定処理を詳述する。CPU91は、図3に実線で示すような水素濃度CHの推移を監視する。そして、CPU91は、水素濃度CHの推移を基に、図3に二点鎖線で示すような水素濃度CHの増大量の推移を示す近似式を作成する。続いて、CPU91は、当該近似式を用い、水素濃度CHが判定水素濃度CHthに達するタイミングである到達タイミングtaを推定する。到達タイミングtaよりも所定の猶予時間TMaだけ手前の時期を基準タイミングtbとしたとき、CPU91は、基準タイミングtbが現時点よりも時系列的に前である場合、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上になると判定する。一方、CPU91は、基準タイミングtbが現時点よりも時系列的に後である場合、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上にならないと判定する。
Referring to FIG. 3, the determination process in step S13 will be described in detail. The
図4に戻り、ステップS15において、CPU91は、内燃機関40を循環するオイルの水分量AWを取得する。例えば、CPU91は、水分量センサ73の検出値に基づいた水分量を水分量AWとして取得する。この場合、水分量AWは、オイルパン45内におけるオイルの水分量である。
Returning to FIG. 4, in step S15, the
次のステップS17において、CPU91は、水分量AWが判定水分量AWth以上になるか否かを判定する。燃焼室57で水素を燃焼させると、水が生成される。燃焼室57で生成された水の一部は、気筒51の周壁とピストン53との間の隙間を介してオイルパン45に漏出する。そのため、オイルパン45内におけるオイルの水分量が増える。すなわち、内燃機関40を循環するオイルの水分量が増える。オイルの水分量が増えると、CPU91は、例えば、内燃機関40を保護する目的で蒸発処理を実行する。蒸発処理は、オイルに含まれる水分を蒸発させることにより、オイルの水分量を減少させる処理である。内燃機関40を保護することを目的とする処理の実行が必要であるか否かの判断基準として、判定水分量AWthが設定されている。CPU91は、水分量AWが判定水分量AWth以上になると判定した場合(S17:YES)、処理をステップS23に移行する。一方、CPU91は、水分量AWが判定水分量AWth以上にならないと判定した場合(S17:NO)、処理をステップS19に移行する。
In the next step S17, the
図3を参照し、ステップS17の判定処理を詳述する。CPU91は、図3に実線で示すような水分量AWの推移を監視する。そして、CPU91は、水分量AWの推移を基に、図3に二点鎖線で示すような水分量AWの増大量の推移を示す近似式を作成する。続いて、CPU91は、当該近似式を用い、水分量AWが判定水分量AWthに達するタイミングである到達タイミングtaを推定する。到達タイミングtaよりも所定の猶予時間TMaだけ手前の時期を基準タイミングtbとしたとき、CPU91は、基準タイミングtbが現時点よりも時系列的に前である場合、水分量AWが判定水分量AWth以上になると判定する。一方、CPU91は、基準タイミングtbが現時点よりも時系列的に後である場合、水分量AWが判定水分量AWth以上にならないと判定する。
Referring to FIG. 3, the determination process in step S17 will be described in detail. The
図4に戻り、ステップS19において、CPU91は、発電機80の温度である発電機温度TPgを取得する。例えば、CPU91は、発電機80の温度を検出するセンサの検出値に応じた温度を発電機温度TPgとして取得する。
Returning to FIG. 4, in step S19, the
次のステップS21において、CPU91は、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上になるか否かを判定する。発電機温度TPgが高くなりすぎると、発電機80を保護する目的で発電機80の発電を制限することが好ましい。発電機80の保護が必要であるか否かの判断基準として、判定発電機温度TPgthが設定されている。CPU91は、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上になると判定した場合(S21:YES)、処理をステップS23に移行する。一方、CPU91は、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上にならないと判定した場合(S21:NO)、処理をステップS25に移行する。
In the next step S21, the
図3を参照し、ステップS21の判定処理を詳述する。CPU91は、図3に実線で示すような発電機温度TPgの推移を監視する。そして、CPU91は、発電機温度TPgの推移を基に、図3に二点鎖線で示すような発電機温度TPgの増大量の推移を示す近似式を作成する。続いて、CPU91は、当該近似式を用い、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgthに達するタイミングである到達タイミングtaを推定する。到達タイミングtaよりも所定の猶予時間TMaだけ手前の時期を基準タイミングtbとしたとき、CPU91は、基準タイミングtbが現時点よりも時系列的に前である場合、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上になると判定する。一方、CPU91は、基準タイミングtbが現時点よりも時系列的に後である場合、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上にならないと判定する。
Referring to FIG. 3, the determination process in step S21 will be described in detail. The
図4に戻り、ステップS23において、CPU91は、異常判定フラグFLGにオンをセットする。すなわち、CPU91は、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上になると判定した場合には、内燃機関40に所定の異常が発生していると判定する。また、CPU91は、水分量AWが判定水分量AWth以上になると判定した場合には、内燃機関40に所定の異常が発生していると判定する。そして、CPU91は、内燃機関40に所定の異常が発生していると判定すると、異常判定フラグFLGにオンをセットする。また、CPU91は、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上になると判定した場合には、発電機80の発電を制限する必要があると判定する。そして、CPU91は、発電機80の発電を制限する必要があると判定すると、異常判定フラグFLGにオンをセットする。その後、CPU91は、異常判定処理M15を一旦終了する。
Returning to FIG. 4, in step S23, the
ステップS25において、CPU91は、異常判定フラグFLGにオフをセットする。すなわち、CPU91は、内燃機関40に所定の異常が発生していないと判定すること、及び、発電機80の発電を制限する必要がないと判定することの何れもが成立している場合には異常判定フラグFLGにオフをセットする。その後、CPU91は、異常判定処理M15を一旦終了する。
In step S25, the
<乖離判定処理>
図2に示すように、CPU91は、乖離判定処理M16において、内燃機関40の出力である実出力PEを取得する。そして、CPU91は、実出力PEと要求出力PERとを比較することにより、実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じているか否かを判定する。例えば、CPU91は、実出力PEと要求出力PERとの差分の大きさが所定差分以上である場合には、実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じていると判定する。実出力PEの演算誤差を考慮した値が、所定差分として設定されている。そのため、CPU91は、当該差分の大きさが所定差分未満である場合には、実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じていないと判定する。
<Difference determination process>
As shown in FIG. 2, the
<調整処理>
CPU91は、調整処理M17において、水素発生装置20による水素の発生量、内燃機関40の出力及び発電機80の発電量を調整する。
<Adjustment process>
In adjustment processing M17, the
図5を参照し、調整処理M17について詳述する。調整処理M17は、所定の制御サイクル毎に繰り返し実行される。
調整処理M17においてステップS40では、CPU91は、乖離判定処理M16の実行結果を基に、内燃機関40の実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じているか否かを判定する。CPU91は、実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じている場合(S40:YES)、処理をステップS47に移行する。一方、CPU91は、実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じていない場合(S40:NO)、処理をステップS41に移行する。
The adjustment process M17 will be described in detail with reference to FIG. The adjustment process M17 is repeatedly executed at every predetermined control cycle.
In step S40 of the adjustment process M17, the
ステップS41において、CPU91は、異常判定フラグFLGにオフがセットされているか否かを判定する。CPU91は、異常判定フラグFLGにオフがセットされている場合(S41:YES)、処理をステップS43に移行する。一方、CPU91は、異常判定フラグFLGにオンがセットされている場合(S41:NO)、処理をステップS45に移行する。
In step S41, the
ステップS43において、CPU91は標準制御を実施する。標準制御において、CPU91は、内燃機関40の出力の指示値である指示出力PEIを要求出力PERと等しくする。水素発生装置20による水素の発生量の要求値を要求発生量QOHとしたとき、CPU91は、指示出力PEIに応じた値を要求発生量QOHとして設定する。要求出力PERに基づいた水素発生装置20による水素の発生量を基準発生量BOHとした場合、標準制御では要求発生量QOHは基準発生量BOHと等しくなる。なお、水素発生装置20による水素の発生量は内燃機関40への水素の供給量と相関する。そのため、要求出力PERに基づいた内燃機関40への水素の供給量を基準供給量としたとき、標準制御は、内燃機関40への水素の供給量を基準供給量と等しくする制御であると云える。
In step S43, the
また、発電機80の発電量の要求値を要求発電量RPGとしたとき、CPU91は、内燃機関40の出力が大きいほど大きい値を要求発生量QOHとして設定する。そのため、標準制御において、CPU91は、要求出力PERに応じた値を要求発電量RPGとして設定する。
Further, when the required value of the power generation amount of the
そして、標準制御において、CPU91は、要求発生量QOHに基づいて水素発生装置20を制御する。例えば、CPU91は、要求発生量QOHが少ないほど反応器25に供給される純水の量が少なくなるように、供給ポンプ23の作動を制御する。また、CPU91は、指示出力PEIに基づいて内燃機関40の運転を制御する。CPU91は、要求発電量RPGに基づいて発電機80を制御する。このように標準制御を実施すると、CPU91は、調整処理M17を一旦終了する。
In the standard control, the
ステップS45において、CPU91は第1保護制御を実施する。第1保護制御において、CPU91は、要求出力PERよりも小さい値を指示出力PEIとして設定する。CPU91は、指示出力PEIに応じた値を要求発生量QOHとして設定する。すなわち、第1保護制御では、上記基準発生量BOHよりも小さい値が要求発生量QOHとして設定される。そのため、第1保護制御は、内燃機関40への水素の供給量を基準供給量よりも少なくする制御であると云える。
In step S45, the
また、CPU91は、内燃機関40の出力が大きいほど大きい値を要求発生量QOHとして設定する。そのため、第1保護制御において、CPU91は、要求出力PERに応じた発電量よりも小さい値を要求発電量RPGとして設定する。
Further, the
そして、第1保護制御において、CPU91は、要求発生量QOHに基づいて水素発生装置20を制御する。上記のように要求発生量QOHに基づいて反応器25への純水の供給量を調整するとき、CPU91は、標準制御を実施する場合と比較して反応器25への純水の供給量が少なくなるように供給ポンプ23の作動を制御する。また、CPU91は、指示出力PEIに基づいて内燃機関40の運転を制御する。CPU91は、要求発電量RPGに基づいて発電機80を制御する。このように第1保護制御を実施すると、CPU91は、調整処理M17を一旦終了する。
In the first protection control, the
ステップS47において、CPU91は第2保護制御を実施する。第2保護制御において、CPU91は、内燃機関40の実出力PEと要求出力PERとの差分の大きさを小さくすべく内燃機関40への水素の供給量を基準供給量BSHに対して変更する。具体的には、CPU91は、実出力PEが要求出力PERよりも大きい場合には、要求出力PERよりも小さい値を指示出力PEIとして設定する。CPU91は、指示出力PEIに応じた値を要求発生量QOHとして設定する。これにより、上記基準発生量BOHよりも小さい値が要求発生量QOHとして設定される。一方、CPU91は、実出力PEが要求出力PERよりも小さい場合には、要求出力PERよりも大きい値を指示出力PEIとして設定する。CPU91は、指示出力PEIに応じた値を要求発生量QOHとして設定する。これにより、上記基準発生量BOHよりも大きい値が要求発生量QOHとして設定される。
In step S47, the
また、CPU91は、内燃機関40の出力、すなわち実出力PEが大きいほど大きい値を要求発生量QOHとして設定する。言い換えると、第2保護制御において、CPU91は、要求出力PERに応じた発電量とは異なる値を要求発電量RPGとして設定する。
Furthermore, the
そして、第2保護制御において、CPU91は、要求発生量QOHに基づいて水素発生装置20を制御する。また、CPU91は、指示出力PEIに基づいて内燃機関40の運転を制御する。さらに、CPU91は、要求発電量RPGに基づいて発電機80を制御する。このように第2保護制御を実施すると、CPU91は、調整処理M17を一旦終了する。
In the second protection control, the
<本実施形態の作用>
内燃機関40に所定の異常が発生していないと判定されている場合、正常に内燃機関40が運転する。特に内燃機関40の実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じていない場合、標準制御が実施されるため、要求出力PERに基づいて駆動装置が作動する。すなわち、水素発生装置20では、要求出力PERに応じた量の水素が反応器25で発生するように供給ポンプ23が作動する。このとき、反応器25では、基準発生量BOHとほぼ等しい量の水素が反応器25で発生する。反応器25で発生した水素は、空気と共に接続通路27を介して内燃機関40に供給される。すると、内燃機関40の燃焼室57では、接続通路27を介して供給された混合気が燃焼されるため、内燃機関40の実出力PEは、燃焼室57に導入された水素の量に応じた大きさとなる。この場合、内燃機関40の実出力PEは要求出力PERとほぼ等しい。
<Action of this embodiment>
If it is determined that no predetermined abnormality has occurred in the
発電機80では、内燃機関40の実出力PEに基づいて発電する。標準制御が実施されている場合、内燃機関40の実出力PEは要求出力PERとほぼ等しい。そのため、発電機80の発電量は、要求出力PERに応じた発電量となる。すなわち、発電機80の発電は制限されない。
The
なお、内燃機関40に所定の異常が発生していないと判定されている場合であっても、内燃機関40の実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じている場合には、第2保護制御が実施される。第2保護制御が実施されている場合、実出力PEが要求出力PERよりも大きいと、水素発生装置20は、標準制御の実施時よりも反応器25での水素の発生量が少なくなるように作動する。本実施形態では、供給ポンプ23によって反応器25に供給される純水の量が減少される。これにより、反応器25での水素の発生量が上記基準発生量BOHよりも少なくなる。すると、内燃機関40への水素の供給量が上記の基準供給量BSHより少なくなるため、内燃機関40の実出力PEが小さくなり、結果として、実出力PEと要求出力PERとの差分の大きさが小さくなる。
Note that even if it is determined that no predetermined abnormality has occurred in the
反対に、実出力PEが要求出力PERよりも小さいと、水素発生装置20は、標準制御の実施時よりも反応器25での水素の発生量が多くなるように作動する。本実施形態では、供給ポンプ23によって反応器25に供給される純水の量が増大される。これにより、反応器25での水素の発生量が上記基準発生量BOHよりも多くなる。すると、内燃機関40への水素の供給量が上記の基準供給量BSHより多くなるため、内燃機関40の実出力PEが大きくなり、結果として、実出力PEと要求出力PERとの差分の大きさが小さくなる。
On the other hand, when the actual output PE is smaller than the required output PER, the
一方、内燃機関40に所定の異常が発生していると判定されると、第1保護制御が実施されるようになる。すると、内燃機関40の実出力PEが要求出力PERよりも小さくなる。すなわち、水素発生装置20は、標準制御の実施時よりも反応器25での水素の発生量が少なくなるように作動する。本実施形態では、供給ポンプ23によって反応器25に供給される純水の量が減少される。これにより、反応器25での水素の発生量が上記基準発生量BOHよりも少なくなる。すると、内燃機関40への水素の供給量が上記の基準供給量BSHより少なくなるため、内燃機関40の実出力PEが要求出力PERよりも小さくなる。このように内燃機関40の実出力PEが要求出力PERよりも小さくなると、発電機80の発電量が、基準発生量BOHに応じた発電量よりも少なくなる。すなわち、発電機80の発電が制限される。
On the other hand, if it is determined that a predetermined abnormality has occurred in the
<本実施形態の効果>
(1-1)内燃機関40に所定の異常が発生していないと判定されている状況下で、内燃機関40の実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じている場合、実出力PEと要求出力PERとの差分の大きさを小さくするように内燃機関40への水素の供給量が調整される。これにより、内燃機関40での水素の消費量と内燃機関40への水素の供給量との間に乖離が生じることを抑制できる。
<Effects of this embodiment>
(1-1) In a situation where it is determined that no predetermined abnormality has occurred in the
(1-2)内燃機関40に所定の異常が発生していると判定されると、内燃機関40への水素の供給量が基準供給量BSHよりも少なくなり、且つ内燃機関40の実出力PEが要求出力PERよりも小さくなる。すなわち、内燃機関40の実出力PEが低下して内燃機関40での水素の消費量が減少しても、内燃機関40への水素の供給量もまた減少される。そのため、内燃機関40に所定の異常が発生して内燃機関40の実出力PEが低下しても、内燃機関40ではクランクケース43内に漏出する水素の量が増えることを抑制できる。したがって、発電装置10は、内燃機関40に所定の異常が発生して内燃機関40の実出力PEが低下したとしてもクランクケース43内の水素濃度が高くなることを抑制できる。
(1-2) When it is determined that a predetermined abnormality has occurred in the
(1-3)本実施形態では、発電機80の発電を制限する場合でも、第1保護制御が実施される。第1保護制御が実施されると、標準制御の実施時と比較して内燃機関40の実出力PEが小さくなる。そのため、発電装置10は、発電機80の発電量に対して内燃機関40の実出力PEが過大になることを抑制できる。
(1-3) In the present embodiment, even when power generation by the
(1-4)制御が標準制御から第1保護制御に移行することにより、反応器25への純水の供給量を減少させても、反応器25の水素の発生量が直ぐに少なくならない可能性がある。反応器25の水素の発生量が減少しない期間では、内燃機関40への水素の供給量は基準供給量BSHとほぼ等しい。この場合、内燃機関40では、燃焼室57からクランクケース43内に漏出する水素の量が減らない。
(1-4) Due to the control shifting from standard control to first protection control, even if the amount of pure water supplied to
そこで、本実施形態では、CPU91は、クランクケース43内の水素濃度CHの推移を基に、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上になるか否かを判定している。そのため、実際に水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上になる前に、CPU91は制御を標準制御から第1保護制御に移行できる。そのため、実際に水素濃度CHが判定水素濃度CHthに達してから、内燃機関40への水素の供給量が実際に減少し始めるまでのタイムラグを短くできる。これにより、クランクケース43内の水素濃度が高くなることの抑制効果を高くできる。
Therefore, in the present embodiment, the
CPU91は、オイルパン45内におけるオイルの水分量AWの推移を基に、水分量AWが判定水分量AWth以上になるか否かを判定している。そのため、実際に水分量AWが判定水分量AWth以上になる前に、CPU91は制御を標準制御から第1保護制御に移行できる。そのため、実際に水分量AWが判定水分量AWthに達してから、内燃機関40への水素の供給量が実際に減少し始めるまでのタイムラグを短くできる。これにより、クランクケース43内の水素濃度が高くなることの抑制効果を高くできる。
The
CPU91は、発電機温度TPgの推移を基に、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上になるか否かを判定している。そのため、実際に発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上になる前に、CPU91は制御を標準制御から第1保護制御に移行できる。そのため、実際に発電機温度TPgが判定発電機温度TPgthに達してから、内燃機関40への水素の供給量が実際に減少し始めるまでのタイムラグを短くできる。これにより、クランクケース43内の水素濃度が高くなることの抑制効果を高くできる。
The
(1-5)調整バルブ61の開度を小さくすることによっても内燃機関40への水素の供給量を減少できる。しかし、反応器25での水素の発生量を減少させないと、反応器25で滞留する水素の量が過剰になるおそれがある。この点、本実施形態では、第1保護制御が実施されると、標準制御の実施時と比較して反応器25の水素の発生量が減少される。そのため、発電装置10は、第1保護制御の実施によって反応器25に滞留する水素の量が過剰になることを抑制できる。
(1-5) The amount of hydrogen supplied to the
(第2実施形態)
駆動装置及び発電装置の第2実施形態を図6に従って説明する。なお、第2実施形態では、制御装置の処理内容の一部が第1実施形態と異なっている。以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Second embodiment)
A second embodiment of the drive device and power generation device will be described according to FIG. 6. Note that in the second embodiment, some of the processing contents of the control device are different from the first embodiment. In the following description, parts that are different from the first embodiment will be mainly explained, and the same reference numerals will be given to the same member configurations as in the first embodiment, and redundant explanation will be omitted.
図6に示すように、CPU91は、要求供給量設定処理M21と、基準出力設定処理M23と、異常判定処理M15と、乖離判定処理M16Aと、調整処理M27とを実行する。
As shown in FIG. 6, the
CPU91は、要求供給量設定処理M21において、内燃機関40への水素の供給量の要求値である要求供給量RSHを設定する。例えば、CPU91は、予め設定された所定量を要求供給量RSHとして設定する。
In the required supply amount setting process M21, the
CPU91は、基準出力設定処理M23において、要求供給量RSHに応じた内燃機関40の出力を基準出力PEBとして設定する。
CPU91は、乖離判定処理M16Aにおいて、内燃機関40の実出力PEと要求出力PERとの間に乖離が生じているか否かを判定する。乖離判定処理M16Aにおいて、CPU91は、基準出力PEBを要求出力PERとして取得する。そして、CPU91は、上記第1実施形態における乖離判定処理M16と同じように判定を行う。
In the reference output setting process M23, the
In the deviation determination process M16A, the
CPU91は、調整処理M27において、水素発生装置20による水素の発生量、内燃機関40の出力及び発電機80の発電量を調整する。具体的には、CPU91は、異常判定フラグFLGにオフがセットされており、且つ実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じていないと判定した場合には上記標準制御を実施する。CPU91は、異常判定フラグFLGにオフがセットされていても、実出力PEと要求出力PERとの間に差が生じていると判定した場合には第2保護制御を実施する。一方、CPU91は、異常判定フラグFLGにオンがセットされている場合には第1保護制御を実施する。
In adjustment processing M27, the
本実施形態の第1保護制御について説明する。すなわち、第1保護制御において、CPU91は、反応器25の水素の発生量が要求供給量RSHよりも少なくなるように供給ポンプ23を作動させる。また、CPU91は、反応器25の水素の発生量に応じた内燃機関40の出力を指示出力PEIとして設定する。そして、CPU91は指示出力PEIに基づいて内燃機関40の運転を制御する。また、CPU91は、指示出力PEIに応じた発電量を要求発電量RPGとして設定する。そして、CPU91は要求発電量RPGに基づいて発電機80を制御する。すなわち、CPU91は、第1保護制御の実施時には、標準制御の実施時よりも指示出力PEIを小さくする。また、CPU91は、第1保護制御の実施時には、標準制御の実施時よりも要求発電量RPGを小さくする。
The first protection control of this embodiment will be explained. That is, in the first protection control, the
本実施形態の第2保護制御について説明する。すなわち、第2保護制御において、CPU91は、実出力PEが要求出力PERよりも大きい場合には、反応器25の水素の発生量が要求供給量RSHよりも少なくなるように供給ポンプ23を作動させる。また、CPU91は、反応器25の水素の発生量に応じた内燃機関40の出力を指示出力PEIとして設定する。そして、CPU91は指示出力PEIに基づいて内燃機関40の運転を制御する。一方、CPU91は、実出力PEが要求出力PERよりも小さい場合には、反応器25の水素の発生量が要求供給量RSHよりも多くなるように供給ポンプ23を作動させる。また、CPU91は、反応器25の水素の発生量に応じた内燃機関40の出力を指示出力PEIとして設定する。そして、CPU91は指示出力PEIに基づいて内燃機関40の運転を制御する。
The second protection control of this embodiment will be explained. That is, in the second protection control, when the actual output PE is larger than the required output PER, the
<本実施形態の作用及び効果>
本実施形態では、上記第1実施形態の効果(1-1)及び(1-3)~(1-5)と同等の効果に加え、以下に示す効果をさらに得ることができる。
<Actions and effects of this embodiment>
In this embodiment, in addition to the effects (1-1) and (1-3) to (1-5) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(2-1)内燃機関40に所定の異常が発生していると判定されると、反応器25の水素の発生量が要求供給量RSHよりも少なくなり、且つ内燃機関40の実出力PEが基準出力PEBよりも小さくなる。すなわち、内燃機関40の実出力PEが低下して内燃機関40での水素の消費量が減少しても、内燃機関40への水素の供給量もまた減少される。そのため、内燃機関40に所定の異常が発生して内燃機関40の実出力PEが低下しても、内燃機関40ではクランクケース43内に漏出する水素の量が増えることを抑制できる。したがって、発電装置10は、内燃機関40に所定の異常が発生して内燃機関40の実出力PEが低下したとしてもクランクケース43内の水素濃度が高くなることを抑制できる。
(2-1) When it is determined that a predetermined abnormality has occurred in the
(変更例)
上記複数の実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記複数の実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Example of change)
The above embodiments can be modified and implemented as follows. The plurality of embodiments described above and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・発電機80の発電が制限される場合であっても、内燃機関40に所定の異常が発生していないのであれば、CPU91は標準制御又は第2保護制御を実施してもよい。
・第1保護制御及び第2保護制御では、反応器25の水素の発生量を減少させることができるのであれば、反応器25への純水の供給量を減少させなくてもよい。例えば、CPU91は、第1保護制御及び第2保護制御において、反応器25に印加する電圧を低くすることにより、反応器25の水素の発生量を減少させてもよい。また、第2保護制御において反応器25の水素の発生量を増大させる場合、CPU91は、反応器25に印加する電圧を高くすることにより、反応器25の水素の発生量を増大させてもよい。
- Even if the power generation of the
- In the first protection control and the second protection control, if the amount of hydrogen generated in the
・第1保護制御及び第2保護制御では、内燃機関40への水素の供給量を減少させることができるのであれば、反応器25の水素の発生量を減少させなくてもよい。例えば、CPU91は、第1保護制御及び第2保護制御において、接続通路27に設置された調整バルブ61の開度を小さくすることによって、内燃機関40への水素の供給量を減少させてもよい。また、第2保護制御において反応器25の水素の発生量を増大させる場合、CPU91は、調整バルブ61の開度を大きくすることによって、内燃機関40への水素の供給量を増大させてもよい。
- In the first protection control and the second protection control, as long as the amount of hydrogen supplied to the
・第1保護制御及び第2保護制御では、反応器25の水素の発生量を減少させること、及び調整バルブ61の開度を小さくすることを何れも行うことにより、内燃機関40への水素の供給量を減少させるようにしてもよい。また、第2保護制御では、反応器25の水素の発生量を増大させること、及び調整バルブ61の開度を大きくすることを何れも行うことにより、内燃機関40への水素の供給量を増大させるようにしてもよい。
- In the first protection control and the second protection control, hydrogen is supplied to the
・異常判定処理M15のステップS13では、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上になると、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上になると判定するようにしてもよい。この場合、水素濃度CHが判定水素濃度CHth未満である場合は、水素濃度CHが判定水素濃度CHth以上にならないと判定するとよい。 - In step S13 of the abnormality determination process M15, when the hydrogen concentration CH becomes equal to or higher than the determined hydrogen concentration CHth, it may be determined that the hydrogen concentration CH becomes equal to or higher than the determined hydrogen concentration CHth. In this case, if the hydrogen concentration CH is less than the determined hydrogen concentration CHth, it may be determined that the hydrogen concentration CH does not exceed the determined hydrogen concentration CHth.
・異常判定処理M15のステップS17では、オイルの水分量AWが判定水分量AWth以上になると、水分量AWが判定水分量AWth以上になると判定するようにしてもよい。この場合、水分量AWが判定水分量AWth未満である場合は、水分量AWが判定水分量AWth以上にならないと判定するとよい。 - In step S17 of the abnormality determination process M15, when the water content AW of the oil becomes the judgment water content AWth or more, it may be determined that the water content AW becomes the judgment water content AWth or more. In this case, if the moisture content AW is less than the determination moisture content AWth, it may be determined that the moisture content AW does not exceed the determination moisture content AWth.
・異常判定処理M15のステップS21では、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上になると、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上になると判定するようにしてもよい。この場合、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth未満である場合は、発電機温度TPgが判定発電機温度TPgth以上にならないと判定するとよい。 - In step S21 of the abnormality determination process M15, when the generator temperature TPg becomes equal to or higher than the determined generator temperature TPgth, it may be determined that the generator temperature TPg becomes equal to or higher than the determined generator temperature TPgth. In this case, if the generator temperature TPg is less than the determined generator temperature TPgth, it may be determined that the generator temperature TPg does not exceed the determined generator temperature TPgth.
・異常判定処理M15のステップS11で取得する水素濃度CHは、水素濃度センサ72の検出値に基づいた値でなくてもよい。例えば、CPU91は、内燃機関40の運転状態に基づいた水素濃度の推定値を水素濃度CHとして取得してもよい。この際、CPU91は、機械学習を施した学習済モデルを用いて水素濃度を推定してもよい。学習済モデルは、機関回転数NE及び機関負荷率KLなどの内燃機関40の運転状態を示す状態変数を入力とし、水素濃度に対応する変数を出力とするモデルとするとよい。
- The hydrogen concentration CH acquired in step S11 of the abnormality determination process M15 does not have to be a value based on the detected value of the
・異常判定処理M15のステップS15で取得するオイルの水分量AWは、水分量センサ73の検出値に基づいた値でなくてもよい。例えば、CPU91は、内燃機関40の運転状態に基づいたオイルの水分量の推定値を水分量AWとして取得してもよい。この際、CPU91は、機械学習を施した学習済モデルを用いて水分量を推定してもよい。学習済モデルは、機関回転数NE及び機関負荷率KLなどの内燃機関40の運転状態を示す状態変数を入力とし、オイルの水分量に対応する変数を出力とするモデルとするとよい。
- The water content AW of the oil acquired in step S15 of the abnormality determination process M15 does not have to be a value based on the detected value of the
・異常判定処理M15のステップS19で取得する発電機温度TPgは、温度センサの検出値に基づいた値であってもよいし、発電機80の作動状態に基づいた発電機80の温度の推定値であってもよい。CPU91は、発電機80の温度を推定する場合、機械学習を施した学習済モデルを用いて発電機の温度を推定してもよい。学習済モデルは、発電機80の回転数などの発電機80の作動状態を示す状態変数を入力とし、発電機80の温度に対応する変数を出力とするモデルとするとよい。
- The generator temperature TPg acquired in step S19 of the abnormality determination process M15 may be a value based on the detected value of the temperature sensor, or an estimated value of the temperature of the
・発電機80によって発電された電力がバッテリに蓄電されるとき、異常判定処理M15では、バッテリの蓄電量が判定蓄電量以上になると判定した場合には、発電機80の発電を制限する必要があると判定するようにしてもよい。
- When the power generated by the
・CPU91は、機械学習を施した学習済モデルを用いて内燃機関40に所定の異常が発生しているか否かを判定してもよい。例えば、学習済モデルは、機関回転数NE及び機関負荷率KLなどの内燃機関40の運転状態を示す状態変数を入力とし、所定の異常が発生している確率を示す値を出力とするモデルとするとよい。この場合、CPU91は、学習済モデルから出力された値が示す確率が判定値以上であるときには所定の異常が発生していると判定する一方、当該確率が判定値未満であるときには所定の異常が発生していないと判定する。
- The
・反応器は、水素を発生させることができるのであれば、固体高分子型水電解法以外の方法で水素を発生させる装置であってもよい。例えば、反応器は、アルカリ水電解法によって水素を発生させる装置であってもよい。この場合、反応器は、KOH溶液が材料として供給されると、KOH容器を用いて水素を発生させる。 - The reactor may be a device that generates hydrogen by a method other than solid polymer water electrolysis, as long as it can generate hydrogen. For example, the reactor may be a device that generates hydrogen by alkaline water electrolysis. In this case, the reactor uses a KOH container to generate hydrogen when a KOH solution is fed as feedstock.
・制御装置90は、CPUとROMとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。すなわち、制御装置90は、以下(a)~(c)の何れかの構成であればよい。
(a)制御装置90は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROMなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。
- The
(a) The
(b)制御装置90は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちASIC又はFPGAを挙げることができる。なお、ASICは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記であり、FPGAは、「Field Programmable Gate Array」の略記である。
(b) The
(c)制御装置90は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうちの残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。
(c) The
(技術的思想)
次に、上記複数の実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を付記として記載する。
(technical thought)
Next, technical ideas that can be understood from the above-mentioned plurality of embodiments and modified examples will be described as additional notes.
(付記1)水素を生成する反応器と、
前記反応器が発生した水素を燃料とする内燃機関と、
前記内燃機関の出力に対する要求値である要求出力に基づいて前記内燃機関への水素の供給量を調整することにより、前記内燃機関の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記要求出力に応じた前記内燃機関への水素の供給量を基準供給量としたとき、
前記制御装置は、前記内燃機関の出力と前記要求出力との間に差が生じる場合には、当該内燃機関の出力と前記要求出力との差分の大きさを小さくすべく前記内燃機関への水素の供給量を前記基準供給量に対して変更する、駆動装置。
(Additional Note 1) A reactor that generates hydrogen,
an internal combustion engine that uses hydrogen generated by the reactor as fuel;
A control device that controls the output of the internal combustion engine by adjusting the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine based on a required output that is a required value for the output of the internal combustion engine,
When the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine according to the required output is set as the standard supply amount,
When a difference occurs between the output of the internal combustion engine and the required output, the control device controls hydrogen supply to the internal combustion engine in order to reduce the magnitude of the difference between the output of the internal combustion engine and the required output. A drive device that changes the supply amount of the fuel with respect to the reference supply amount.
(付記2)前記反応器で生成された水素を前記内燃機関に供給する接続通路と、前記接続通路に設けられている調整バルブと、を備え、前記調整バルブの開度を調整することによって前記内燃機関への水素の供給量が変わるようになっており、
前記制御装置は、前記調整バルブの開度を調整することによって前記内燃機関への水素の供給量を変更する、付記1に記載の駆動装置。
(Additional Note 2) A connection passage for supplying hydrogen generated in the reactor to the internal combustion engine, and an adjustment valve provided in the connection passage, and the opening of the adjustment valve can be adjusted to The amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine is changing.
The drive device according to
(付記3)前記制御装置は、前記反応器での水素の生成量を調整することによって前記内燃機関への水素の供給量を調整する、付記1又は付記2に記載の駆動装置。
(付記4)前記制御装置は、前記内燃機関に所定の異常が発生している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を前記基準供給量よりも減少させる、付記1~付記3のうち何れか一項に記載の駆動装置。
(Supplementary Note 3) The drive device according to
(Supplementary Note 4) The control device is configured to reduce the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine from the reference supply amount when a predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine. The drive device according to any one of these.
(付記5)水素を生成する反応器と、
前記反応器が発生した水素を燃料とする内燃機関と、
前記内燃機関の出力が当該内燃機関への水素の供給量に基づいた出力となるように、当該内燃機関の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関に所定の異常が発生している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を減少させる、駆動装置。
(Additional Note 5) A reactor that generates hydrogen,
an internal combustion engine that uses hydrogen generated by the reactor as fuel;
A control device that controls the output of the internal combustion engine so that the output of the internal combustion engine is based on the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine,
The control device is a drive device that reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine when a predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine.
(付記6)前記制御装置は、前記内燃機関のクランクケース内の水素濃度が濃度判定値以上になると判定した場合に、前記内燃機関に前記所定の異常が発生していると判定する、付記4又は付記5に記載の駆動装置。 (Supplementary Note 6) The control device determines that the predetermined abnormality has occurred in the internal combustion engine when determining that the hydrogen concentration in the crankcase of the internal combustion engine is equal to or higher than the concentration determination value. Or the drive device according to appendix 5.
(付記7)前記制御装置は、前記内燃機関を循環するオイルの水分量が水分量判定値以上になると判定した場合に、前記内燃機関に前記所定の異常が発生していると判定する、付記4~付記6のうち何れか一項に記載の駆動装置。 (Supplementary note 7) The control device determines that the predetermined abnormality has occurred in the internal combustion engine when determining that the moisture content of the oil circulating in the internal combustion engine is equal to or greater than a moisture content determination value. The drive device according to any one of Items 4 to 6.
(付記8)前記反応器で生成された水素を前記内燃機関に供給する接続通路と、前記接続通路に設けられている調整バルブと、を備え、前記調整バルブの開度を調整することによって前記内燃機関への水素の供給量が変わるようになっており、
前記制御装置は、前記内燃機関に前記所定の異常が発生している場合には、前記調整バルブの開度を調整することによって前記内燃機関への水素の供給量を少なくする、付記4~付記7のうち何れか一項に記載の駆動装置。
(Additional Note 8) A connection passage for supplying hydrogen generated in the reactor to the internal combustion engine, and an adjustment valve provided in the connection passage, and the opening of the adjustment valve can be adjusted to The amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine is changing.
Supplementary notes 4 to 4, wherein the control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine by adjusting the opening degree of the adjustment valve when the predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine. 7. The drive device according to any one of 7.
(付記9)前記制御装置は、前記内燃機関に前記所定の異常が発生している場合には、前記反応器での水素の生成量を減少させることによって前記内燃機関への水素の供給量を少なくする、付記4~付記8のうち何れか一項に記載の駆動装置。 (Supplementary note 9) When the predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine, the control device reduces the amount of hydrogen produced in the reactor to reduce the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine. The drive device according to any one of Supplementary Notes 4 to 8, wherein the drive device is reduced in number.
(付記10)付記1~付記4のうち何れか一項に記載の駆動装置と、前記内燃機関の出力に基づいて発電する発電機と、を備え、
前記制御装置は、前記発電機の発電を制限している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を前記基準供給量よりも少なくする、発電装置。
(Additional Note 10) Comprising the drive device according to any one of
The control device is configured to reduce the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine to be less than the reference amount of supply when the power generation of the generator is restricted.
(付記11)付記5~付記9のうち何れか一項に記載の駆動装置と、前記内燃機関の出力に基づいて発電する発電機と、を備え、
前記制御装置は、前記発電機の発電を制限している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を減少させる、発電装置。
(Additional Note 11) Comprising the drive device according to any one of Additional Notes 5 to 9, and a generator that generates electricity based on the output of the internal combustion engine,
A power generating device, wherein the control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine when power generation by the power generator is restricted.
10…発電装置
25…反応器
27…接続通路
40…内燃機関
43…クランクケース
61…調整バルブ
80…発電機
90…制御装置
10...
Claims (11)
前記反応器が発生した水素を燃料とする内燃機関と、
前記内燃機関の出力に対する要求値である要求出力に基づいて前記内燃機関への水素の供給量を調整することにより、前記内燃機関の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記要求出力に応じた前記内燃機関への水素の供給量を基準供給量としたとき、
前記制御装置は、前記内燃機関の出力と前記要求出力との間に差が生じる場合には、当該内燃機関の出力と前記要求出力との差分の大きさを小さくすべく前記内燃機関への水素の供給量を前記基準供給量に対して変更する
駆動装置。 a reactor that produces hydrogen;
an internal combustion engine that uses hydrogen generated by the reactor as fuel;
A control device that controls the output of the internal combustion engine by adjusting the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine based on a required output that is a required value for the output of the internal combustion engine,
When the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine according to the required output is set as the standard supply amount,
When a difference occurs between the output of the internal combustion engine and the required output, the control device controls hydrogen supply to the internal combustion engine in order to reduce the magnitude of the difference between the output of the internal combustion engine and the required output. A drive device that changes the supply amount of the fuel to the reference supply amount.
前記制御装置は、前記調整バルブの開度を調整することによって前記内燃機関への水素の供給量を変更する
請求項1に記載の駆動装置。 A connection passage for supplying hydrogen generated in the reactor to the internal combustion engine, and an adjustment valve provided in the connection passage, and by adjusting the opening degree of the adjustment valve, the hydrogen is supplied to the internal combustion engine. The amount of hydrogen supplied is changing,
The drive device according to claim 1, wherein the control device changes the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine by adjusting the opening degree of the adjustment valve.
請求項1に記載の駆動装置。 The drive device according to claim 1, wherein the control device adjusts the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine by adjusting the amount of hydrogen produced in the reactor.
請求項1に記載の駆動装置。 The drive device according to claim 1, wherein the control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine from the reference amount of supply when a predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine.
前記反応器が発生した水素を燃料とする内燃機関と、
前記内燃機関の出力が当該内燃機関への水素の供給量に基づいた出力となるように、当該内燃機関の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関に所定の異常が発生している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を減少させる
駆動装置。 a reactor that produces hydrogen;
an internal combustion engine that uses hydrogen generated by the reactor as fuel;
A control device that controls the output of the internal combustion engine so that the output of the internal combustion engine is based on the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine,
The control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine when a predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine.
請求項4又は請求項5に記載の駆動装置。 The control device determines that the predetermined abnormality has occurred in the internal combustion engine when determining that the hydrogen concentration in the crankcase of the internal combustion engine is equal to or higher than a concentration determination value. The drive device described in .
請求項4又は請求項5に記載の駆動装置。 The control device determines that the predetermined abnormality has occurred in the internal combustion engine when determining that the moisture content of the oil circulating in the internal combustion engine is equal to or greater than a moisture content determination value. 5. The drive device according to 5.
前記制御装置は、前記内燃機関に前記所定の異常が発生している場合には、前記調整バルブの開度を調整することによって前記内燃機関への水素の供給量を少なくする
請求項4又は請求項5に記載の駆動装置。 A connection passage for supplying hydrogen generated in the reactor to the internal combustion engine, and an adjustment valve provided in the connection passage, and by adjusting the opening degree of the adjustment valve, the hydrogen is supplied to the internal combustion engine. The amount of hydrogen supplied is changing,
The control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine by adjusting the opening degree of the adjustment valve when the predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine. The drive device according to item 5.
請求項4又は請求項5に記載の駆動装置。 The control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine by reducing the amount of hydrogen produced in the reactor when the predetermined abnormality occurs in the internal combustion engine. The drive device according to claim 4 or claim 5.
前記制御装置は、前記発電機の発電を制限している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を前記基準供給量よりも少なくする
発電装置。 comprising the drive device according to claim 1 and a generator that generates electricity based on the output of the internal combustion engine,
The control device is configured to reduce the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine to be less than the reference amount of supply when the power generation of the generator is restricted.
前記制御装置は、前記発電機の発電を制限している場合には、前記内燃機関への水素の供給量を減少させる
発電装置。 comprising the drive device according to claim 5 and a generator that generates electricity based on the output of the internal combustion engine,
The control device reduces the amount of hydrogen supplied to the internal combustion engine when the power generation of the generator is limited.
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