(57)【要約】【課題】エンジンシステムについて、バッテリーなしでもエンジンを始動できるものとし、その小形化・軽量化を可能なものとする。【解決手段】電子制御ユニット１０で制御されるインジェクタ６を有し、エンジン２駆動中は必要とする電力をオルタネータで供給するバッテリーレス式のエンジンシステムに搭載される始動用電力供給装置３であって、燃料電池３０と、これに並列に接続された電気二重層コンデンサ３３とを備え、燃料電池３０が所定のタイミングで発電して電気二重層コンデンサ３３に蓄電するものとして、電気二重層コンデンサ３３でエンジン２の始動時に必要とする電力を供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式制御手段により制御される燃料噴射手段を有するとともにエンジン駆動中は必要とする電力をオルタネータで供給するバッテリーレス式のエンジンシステムに搭載される始動用電力供給装置であって、燃料電池と、この燃料電池に並列に接続された電気二重層コンデンサとを備え、前記燃料電池が所定のタイミングで発電して前記電気二重層コンデンサに蓄電した電力をエンジン始動時に必要とする電力として供給することを特徴とするエンジンの始動用電力供給装置。
【請求項２】
前記エンジンシステムはガソリンを燃料として使用するものであり、前記燃料電池がガソリンから水素を得るための燃料改質器と水素とを使用して発電する発電手段を備えており、前記エンジンへの燃料供給管路から分岐した分岐管を接続した前記燃料改質器が、導入したガソリンから水素を取り出して前記発電手段に供給することを特徴とする請求項１に記載したエンジンの始動用電力供給装置。
【請求項３】
前記電気二重層コンデンサは静電容量が１０Ｆ以上のものであり、燃料電池は出力が６Ｖ、１０ｍＡ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載したエンジンの始動用電力供給装置。
【請求項４】
請求項１，２または３に記載した始動用電力供給装置が、前記電子式制御手段に付設されて一体とされていることを特徴とするエンジンの始動用電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動用電力供給装置に関し、殊に、バッテリーレス式のエンジンシステムに搭載されて、始動時にバッテリーに代わって燃料噴射制御装置及びスタータ等に電力を供給するエンジンの始動用電力供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等のエンジン搭載機におけるエンジンシステムでは、エンジン駆動中はエンジンに付設したオルタネータから電力が供給されることもあって、バッテリーの電力供給負担は比較的高いものではないが、エンジン始動時にスタータや燃料噴射制御装置等が使用する電力は搭載したバッテリーだけで供給するのが通常である。そのため、エンジン始動時の比較的大きな電力使用量に対応可能とするのに高容量で比較的大型のバッテリーを搭載することが必要となり、これがエンジンシステムの大型化・重量増加を招き、ひいては搭載機の大型化・重量増加に繋がって、加速性能や燃費の悪化等の不都合を招いていた。
【０００３】
これに対し、特開平５−３２１７９８号公報には、エンジン始動用スタータに電力を供給するバッテリーに、通常のコンデンサよりも容量の大きな電気二重層コンデンサ（電気二重層キャパシタ）を直列に接続して、和電圧を始動用電力として供給するものとしたエンジン始動装置が提案されている。
【０００４】
このようにバッテリーとは別の蓄電手段を搭載することにより、バッテリーの容量が小さくてもスムースなエンジン始動が可能となるため、バッテリーの小型化・軽量化をはかることができる。しかし、この装置においては、エンジン停止中における電気二重層コンデンサへの電力供給源として、乾電池などの他の電力供給手段が必要となるため、新たな電力供給手段の配置スペースを要するとともに乾電池分の重量が増加するため、バッテリーを低容量としてもエンジンシステムの小型化・軽量化は僅かなものである。
【０００５】
そのため、特に小形化・軽量化の要請の強い小排気量のエンジンシステム等の場合に、重く嵩張るバッテリーを搭載しなくてもエンジン始動時に必要な電力を供給できる手段の開発が望まれていた。
【特許文献１】特開平５−３２１７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、エンジンシステムについてバッテリーなしでもエンジンを始動できるものとし、その小形化・軽量化を可能なものとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、電子式制御手段により制御される燃料噴射手段を有するとともにエンジン駆動中は必要とする電力をオルタネータで供給するバッテリーレス式のエンジンシステムに搭載される始動用電力供給装置であって、燃料電池と、この燃料電池に並列に接続された電気二重層コンデンサとを備え、前記燃料電池が所定のタイミングで発電して前記電気二重層コンデンサに蓄電した電力をエンジン始動時に必要とする電力として供給するものとした。
【０００８】
バッテリーと比べてはるかに小型で軽量の燃料電池と電気二重層コンデンサとの組合せにより、エンジン始動時に必要な電力を供給するものとしたことで、バッテリーレス式のエンジンシステムでもスムースなエンジン始動が可能となるため、システムの大幅な小型化・軽量化が可能となる。
【０００９】
また、そのエンジンシステムをガソリンを燃料として使用し、燃料電池がガソリンから水素を得るための燃料改質器及び水素を使用して発電するための発電手段を備えており、エンジンへの燃料供給管路から分岐した分岐管を接続した燃料改質器が、導入したガソリンから水素を取り出して発電手段に供給するものとすれば、エンジン駆動に使用するガソリンを燃料電池用の水素源として利用できるものとなる。
【００１０】
さらに、上述したエンジンの始動用電力供給装置において、電気二重層コンデンサは静電容量が１０Ｆ以上のものであり、燃料電池は出力が６Ｖ、１０ｍＡ以上のものとすれば、エンジンの大きさに応じて始動時に充分な電力を供給可能なものとなる。
【００１１】
さらにまた、上述したエンジンの始動用電力供給装置は、電子式制御手段に付設されて一体とされたものとすれば、これをエンジンシステムに搭載するだけで上述した作用を容易に発揮できるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
燃料電池に電気二重層コンデンサを並列に接続してなる本発明によると、バッテリーを搭載しなくてもエンジン始動時に必要な電力を供給することができ、エンジンシステムの小型化・軽量化を可能にするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明における実施の形態のエンジンの始動用電力供給装置３を搭載したエンジンシステムの配置図を示している。ガソリンを貯留する燃料タンク１から燃料供給管路９が延設され、エンジン２の吸気管に配設したインジェクタ６に接続されてガソリンを供給するようになっており、このインジェクタ６を燃料噴射制御装置としての電子制御ユニット１０が開閉制御するようになっている。
【００１５】
このエンジンシステムはバッテリーレス式であり、エンジン２に付設された図示しないオルタネータ及び以下に詳述する始動用電力供給装置３からの電力供給だけで必要とする電力をまかなうようになっており、エンジン２の始動時に始動用電力供給装置３で必要とする電力を供給するようになっている点を特徴としている。
【００１６】
燃料供給管路９からは、分岐管９ｂが分岐して始動用電力供給装置３に接続されており、始動用電力供給装置３からエンジン２を始動させるスタータ４に電力供給配線４１が接続され、電力供給配線４１の途中にはイグニッションスイッチ４ａが配設されており、始動時にイグニッションスイッチ４ａをＯＮ（またはＳＴＡＲＴ位置）にすることで始動用電力が供給されてエンジン２が始動するようになっている。
【００１７】
図２は始動用電力供給装置３の拡大図を示すものであり、始動用電力供給装置３は内部に燃料電池３０を備えており、この燃料電池３０はガソリンを導入しこれを改質する燃料改質器（ＣＨＦ改質型）３１と発電手段である燃料電池本体３２からなるものであり、この燃料電池３０に電気二重層コンデンサ３３が並列に接続されている。
【００１８】
燃料電池３０の燃料改質器３１には、燃料供給管路９から分岐した分岐管９ｂが接続され、燃料改質器３１から燃料電池本体３２に往復用の２本の配管３１ａ，３１ｂで接続されている。尚、この燃料電池３０は、能力が６〜１４Ｖ、１０〜１００ｍＡの範囲内で、使用するエンジンの大きさに適合したものを選択して用いれば、始動用電力供給装置３の重量・大きさと能力のバランスに優れたものとなる。
【００１９】
燃料改質器３１は、分岐管９ｂからガソリンを導入しこれから水素（Ｈ2）を取り出して燃料電池本体３２に送るようになっており、燃料改質器３１から水素を受け取った燃料電池本体３２は、水素の還元反応により発電しながら（酸素Ｏ2）を生成するようになっている。そして、燃料改質器３１は燃料電池本体３２で生じた酸素を導入し空気を用いて水にする。
【００２０】
このような構成の燃料電池３０から、電力供給配線４１が延出されて回路を形成しており、これにエンジン２のスタータ４、およびイグニッションスイッチ４ａが配設されている。また、この回路には電気二重層コンデンサ３３が並列に接続されており、これと燃料電池３０とで始動用電力供給装置３を構成している点が本発明の特徴部分である。
【００２１】
この電気二重層コンデンサ３３は、電気二重層と呼ばれる絶縁体を有して大容量化されたコンデンサ（キャパシタ）であり、本実施の形態においては静電容量１０〜１０００Ｆの範囲でエンジンの大きさ、及び燃料電池本体３２の能力に適したものを選択して用いれば、上記同様に重量と能力のバランスに優れたものとなる。
【００２２】
次に、本実施の形態の作用について説明すると、このようなバッテリーレス式のエンジンシステムにおいては、エンジン運転中は図示しないエンジン２に付設されたオルタネータから供給される電力だけで、電子制御ユニット１０等の必要とされる電力をまかなっている。
【００２３】
そして、エンジン２の始動時においては、エンジン２の停止中或いはイグニッションスイッチＯＮ時等のタイミングで、始動用電力供給装置３の燃料電池３０を駆動させる。即ち、分岐管９ｂからガソリンを導入した燃料改質器３１がガソリンからＨ2３とＯ2４を作成し、これを燃料電池本体３２に送りこれを用いて燃料電池本体３２内で発電する。
【００２４】
作られた電力は、電気二重層コンデンサ３３で蓄積されてエンジン始動に必要な電圧を保持し、スタータスイッチ４ａをＯＮ（またはＳＴＡＲＴ位置）にすることにより、電気二重層コンデンサ３３からスタータ４に電力が供給されてエンジン２が始動する。
【００２５】
このように、小型・軽量でも始動時に充分な電力を供給することのできる始動用電力供給装置３を備えた本実施の形態のエンジンシステムは、バッテリーを搭載した場合と比較して、小型化・軽量化が容易なものとなる。また、エンジンシステムを小型化・軽量化することはエンジン搭載機全体の小型化・軽量化に繋がるものである。
【００２６】
以上、述べたように、本発明によりエンジンシステムについてバッテリーなしでもエンジンを始動できるようになり、小形化・軽量化を可能なものとした。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態を示すエンジンシステムの配置図。
【図２】図１の始動用電力供給装置の詳細な構成図。
【符号の説明】
【００２８】
１  燃料タンク、２  エンジン、３  始動用電力供給装置、４  スタータ、４ａ  イグニッションスイッチ、６  インジェクタ、９  燃料供給管路、９ｂ  分岐管、１０  電子制御ユニット、３０  燃料電池、３１  燃料改質器、３２  燃料電池本体、３３  電気二重層コンデンサ、４１  電力供給配線
【図１】
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【図２】
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