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公開番号2025068766
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2023178763
出願日2023-10-17
発明の名称熱管理システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類B60K 11/04 20060101AFI20250422BHJP(車両一般)
要約【課題】燃料噴射制御の精度低下を抑制することができる熱管理システムを提供する。
【解決手段】熱管理システム100は、タンク10に貯留されている水素ガスをレギュレータ12により調圧した上で燃料噴射弁13から噴射することによって、水素ガスを燃料としてエンジン14に供給する燃料供給系統を備えた車両に適用される。熱管理システム100は、エンジン14の冷却水とタンク10とを熱交換させる熱交換部24と、エンジン14から出発した冷却水が熱交換部24を通ってエンジン14に戻るように設置された経路であるタンク調温経路と、を備える。また、熱管理システム100は、タンク調温経路を流れる冷却水の量を調節する電磁弁23と、電磁弁23を制御する制御装置50と、を備える。この熱管理システム100では、制御装置50が、電磁弁23を制御することを通じて冷却水がタンク調温経路を流れる量を調節することを実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
タンクに貯留されている水素ガスをレギュレータにより調圧した上で燃料噴射弁から噴射することによって、前記水素ガスを燃料としてエンジンに供給する燃料供給系統を備えた車両に適用される熱管理システムであり、
前記エンジンの冷却水と前記タンクとを熱交換させる熱交換部と、
前記エンジンから出発した前記冷却水が前記熱交換部を通って前記エンジンに戻るように設置された経路であるタンク調温経路と、
前記タンク調温経路を流れる前記冷却水の量を調節する電磁弁と、
前記電磁弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置が、
前記電磁弁を制御することを通じて前記冷却水が前記タンク調温経路を流れる量を調節することを実行する
熱管理システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御装置が、
前記冷却水が前記タンク調温経路を流れるように前記電磁弁を制御する際に、前記燃料噴射弁による前記水素ガスの噴射量が多いほど前記タンク調温経路を通る前記冷却水の量が多くなるように前記電磁弁を制御する
請求項１に記載の熱管理システム。
【請求項３】
前記制御装置が、
前記燃料噴射弁による前記水素ガスの噴射量が予め設定されていた規定噴射量以下のときに前記冷却水が前記タンク調温経路を通らないように前記電磁弁を制御する
請求項１又は請求項２に記載の熱管理システム。
【請求項４】
前記制御装置が、
前記エンジンから出発した後、かつ、前記熱交換部に到達する前の前記冷却水の温度が前記タンクの温度より低い場合に前記冷却水が前記タンク調温経路を通らないように前記電磁弁を制御し、
前記エンジンから出発した後、かつ、前記熱交換部に到達する前の前記冷却水の温度が前記タンクの温度以上である場合に前記冷却水が前記タンク調温経路を通るように前記電磁弁を制御する
請求項１又は請求項２に記載の熱管理システム。
【請求項５】
前記熱管理システムが、
前記エンジンから出発した前記冷却水がラジエータ、サーモスタットバルブ、ウォーターポンプの順に通って前記エンジンに戻るように設置された経路であるラジエータ経路をさらに備え、
前記ラジエータ経路が、
前記エンジンから出発した後、かつ、前記ラジエータに到達する前の前記冷却水が通る部分に第１接続点を、前記ラジエータを通った後、かつ、前記サーモスタットバルブに到達する前の前記冷却水が通る部分に第２接続点を有しており、
前記タンク調温経路が、
前記エンジンから出発した前記冷却水が前記第１接続点、前記熱交換部、前記第２接続点、前記サーモスタットバルブ、前記ウォーターポンプの順に通って前記エンジンに戻るように前記第１接続点及び前記第２接続点において前記ラジエータ経路と接続しており、
前記サーモスタットバルブが、
前記エンジンの暖機が完了しているときに前記ラジエータ経路及び前記タンク調温経路を開通させることと、
前記エンジンの暖機が完了していないときに前記ラジエータ経路及び前記タンク調温経路を遮断することと、を実行する
請求項１又は請求項２に記載の熱管理システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は熱管理システムに関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱管理システムが開示されている。この熱管理システムでは、水素ガスを燃料とする車両において、水素ガスを充填する際に温度が上昇したタンクと、燃料電池の冷却水と、を熱交換させることによって燃料電池を温める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１４５１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素ガスを燃料としてエンジン内で燃焼させることによって動力を得る車両では、タンクに貯留された水素ガスが水素ガス配管を通じて燃料噴射弁に送られる。水素ガス配管の途中には、レギュレータが設けられている。燃料噴射弁に供給される水素ガスの圧力は、レギュレータによって一定の圧力になるよう調整される。圧力を調整した水素ガスは燃料噴射弁から噴射される。
【０００５】
タンク内の水素ガスは、燃料噴射弁からの水素ガスの噴射量が多いほど減圧される。タンク内の水素ガスは、減圧に伴って温度が低下する。温度が低下すると圧力が一定であっても水素ガスの体積は減少する。つまり、温度が低下すると水素ガスの密度が高くなる。そのため、水素ガスの温度が低下すると、レギュレータによって一定の圧力に調圧されていたとしても、燃焼室に供給される水素の量が多くなってしまう。このように水素ガスの密度は温度によって変化するため、タンク内の水素ガスの温度変化は、燃料噴射制御の精度を低下させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための熱管理システムは、タンクに貯留されている水素ガスをレギュレータにより調圧した上で燃料噴射弁から噴射することによって、前記水素ガスを燃料としてエンジンに供給する燃料供給系統を備えた車両に適用される。熱管理システムは、前記エンジンの冷却水と前記タンクとを熱交換させる熱交換部と、前記エンジンから出発した前記冷却水が前記熱交換部を通って前記エンジンに戻るように設置された経路であるタンク調温経路と、を備える。また、熱管理システムは、前記タンク調温経路を流れる前記冷却水の量を調節する電磁弁と、前記電磁弁を制御する制御装置と、を備える。この熱管理システムでは、前記制御装置が、前記電磁弁を制御することを通じて前記冷却水が前記タンク調温経路を流れる量を調節することを実行する。
【発明の効果】
【０００７】
熱管理システムは、タンク内の水素ガスの温度変化による水素ガスの密度の変化を抑制することができる。つまり、熱管理システムは、水素ガスの温度変化を抑制することによって燃料噴射制御の精度低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、一実施形態の熱管理システムの構成を示す模式図である。
図２は、実施形態の熱管理システムにおける制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
図３は、実施形態の熱管理システムを採用する車両における燃料噴射弁による水素ガスの噴射量と制御装置が決定する電磁弁の開度との関係を示すグラフである。
図４は、変更例の熱管理システムを採用する車両における燃料噴射弁による水素ガスの噴射量と制御装置が決定する電磁弁の開度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、熱管理システムの一実施形態について、図１～図３を参照して説明する。熱管理システム１００は、水素ガスを燃料とする水素自動車に適用される。
＜燃料供給系統の構成＞
図１に示すように、熱管理システム１００を適用する車両は、エンジン１４の燃料供給系統として、タンク１０と、レギュレータ１２と、を備える。
【００１０】
タンク１０は、車両の外部から供給された水素ガスを貯留する。タンク１０は水素ガス配管１５によってエンジン１４と接続されている。タンク１０内の水素ガスは、水素ガス配管１５を通じてエンジン１４に供給される。
（【００１１】以降は省略されています）

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