BRPI0413919B1 - Body in movement - Google Patents

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BRPI0413919B1
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Yoshida Naohiro
Kondo Toshiyuki
Hibino Masahiko
Yumita Osamu
Funayama Yoshihiro
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Abstract

"corpo em movimento". a água contida em um gás de exaustão descarregado a partir de uma pilha de célula de combustível 22 é separada por um separador de gás e líquido 48 e é acumulada em um tanque de recuperação 54. o procedimento da invenção regula uma quantidade de liberação de água e seleciona uma ou múltiplas posições para liberação da água, com base nas condições de acionamento incluindo a velocidade e a aceleração do veículo, o estado de curva, a ativação ou a não-ativação de um controle de redução de derrapagem, a distância de qualquer objeto detectado por sonares de espaço 94a a 94d, uma distância a partir de um veículo subseqüente medida por um radar de freqüência extremamente alta 92, e a presença de gotas de chuva detectadas por um sensor de detecção de gotas de chuva, e libera a água acumulada no tanque de recuperação 54 a partir de saídas de água na posição selecionada ou nas múltiplas posições dentre as saídas de água 58a a 58f em múltiplos locais diferentes. o arranjo assegura uma liberação adequada da água produzida pela pilha de célula de combustível 22 para a atmosfera.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CORPO EM MOVIMENTO".
Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um corpo em movimento. Especificamente, a presente invenção refere-se a um corpo em movimento com células de combustível que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como subproduto.
Antecedentes da Técnica [002] Um exemplo de corpos em movimento propostos é uma motocicleta que libera água produzida por células de combustível na lateral do veículo (veja, por exemplo, a Publicação Aberta de Patente Japonesa N° 2001-313056). A liberação da água produzida pelas células de combustível na lateral do veículo impede problemas potenciais causados pelo derramamento de água sobre as rodas, por exemplo, uma derrapagem das rodas.
Descrição da Invenção [003] Como descrito acima, o veículo com células de combustível montadas nele requer a liberação de água, a qual é produzida pelas células de combustível, para fora do veículo, durante um trajeto. Mesmo quando a água é liberada de maneira que não umedeça as rodas, para se evitar uma derrapagem em potencial, a água liberada pode causar alguns problemas nos veículos subseqüentes e próximos. Por exemplo, a água liberada pode ser turbilhonada e dispersa pelo vento no veículo e pode ser derramada no vidro dianteiro de um veículo sub-seqüente. A liberação da água em uma direção lateral, contudo, pode fazer com que a água liberada caia sobre um pedestre na beirada da estrada ou uma construção próxima.
[004] O objetivo da presente invenção é prover um corpo em movimento o qual restrinja a desvantagem potencial de tornar a água libe- rada, a qual é liberada das células de combustível do corpo em movimento, turbilhonada e dispersa. O objetivo da invenção também é prover um corpo em movimento o qual restrinja a desvantagem potencial de fazer com que a água liberada caia sobre quaisquer pedestres e construções próximas. O objetivo da invenção também é prover um corpo em movimento o qual restrinja o efeito potencial da água liberada para um outro corpo em movimento localizado atrás do corpo em movimento. O objetivo da invenção é adequadamente descarregar a água liberada das células de combustível do corpo em movimento para a atmosfera.
[005] De modo a se obter pelo menos parte dos objetivos mencionados anteriormente, o corpo em movimento da presente invenção é construído como se segue.
[006] Um primeiro corpo em movimento da presente invenção é um corpo em movimento com células de combustível que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o corpo em movimento incluindo: um reservatório de água que acumula ali a água produzida pelas células de combustível; um módulo de liberação que libera a água produzida pelas células de combustível e a água acumulada no reservatório de água através de pelo menos uma saída de água para a atmosfera; um módulo de detecção de status que detecta um status do corpo em movimento; e um módulo de controle de liberação que controla o módulo de liberação para a regulagem da liberação da água em resposta ao status detectado.
[007] O primeiro corpo em movimento da invenção libera a água produzida pelas células de combustível e a água acumulada através de pelo menos uma saída de água para a atmosfera, em resposta ao status detectado do corpo em movimento. Este arranjo assegura uma liberação adequada da água para a atmosfera, de acordo com o status do corpo em movimento. Aqui, a terminologia 'reservatório de água' significa qualquer um dos recipientes, vasos e espaços que estão localizados em um percurso das células de combustível até a saída e são capazes de acumularem água, por exemplo, um tanque de água das células de combustível para a saída (especialmente uma passagem do fluxo de água com o gás de exaustão descarregado a partir das células de combustível). A terminologia 'corpo em movimento' inclui qualquer corpo em movimento em terra, por exemplo, um automóvel, um trem ou qualquer um de vários outros veículos. O corpo em movimento pode ter outras fontes de potência, tais como uma bateria secundária, um capacitor e um gerador, além das células de combustível.
[008] Em uma modalidade preferida do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status detecta um estado de movimento do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restrição da liberação da água no estado de movimento do corpo em movimento detectado pelo módulo de detecção de status, comparado com a liberação da água em um estado parado do corpo em movimento. Este arranjo restringe os efeitos potenciais da liberação de água durante um movimento do corpo em movimento, por exemplo, uma desvantagem potencial de fazer com que a água liberada forme um rodamoinho ou disperse pelo fluxo de ar causado pelo movimento do corpo em movimento para derramar em qualquer outro corpo em movimento localizado atrás ou no lado, uma desvantagem potencial de fazer com que a água liberada derrame em quaisquer pedestres e construções próximas, e a desvantagem potencial de fazer com que a água liberada interfira com um movimento estável do corpo em movimento.
[009] Nesta modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, que restringe a liberação da água no estado de movimento, o módulo de controle de liberação pode controlar o módulo de liberação para proibir a liberação da água, quando o estado de movimento do corpo em movimento detectado pelo módulo de detecção de status corresponder a um estado de movimento predeterminado. Este arranjo efetivamente impede uma desvantagem potencial devido à liberação de água no estado de movimento predeterminado. Aqui, o estado de movimento predeterminado pode representar um estado no qual o corpo em movimento se move à ou além de uma velocidade de movimento pré-regulada.
[0010] Na modalidade preferível acima do primeiro corpo em movimento da invenção, que restringe a liberação da água no estado de movimento, o módulo de controle de liberação pode controlar o módulo de liberação para liberar a água em uma primeira quantidade de liberação, em resposta a uma detecção de um estado de parada do corpo em movimento pelo módulo de detecção de status, enquanto controla o módulo de liberação para liberar a água em uma segunda quantidade de liberação, a qual é menor do que a primeira quantidade de liberação, em resposta à detecção de um estado de movimento do corpo em movimento pelo módulo de detecção de status. Este arranjo assegura uma liberação da água na primeira quantidade de liberação, quando o corpo em movimento estiver no estado parado, enquanto assegura uma liberação adequada da água na segunda quantidade de liberação, quando o corpo em movimento estiver no estado de movimento. Assim, as desvantagens potenciais devido à liberação da água, enquanto o corpo em movimento está no estado de movimento, são adequadamente evitadas.
[0011] Na modalidade preferível acima do primeiro corpo em movimento da invenção, que restringe a liberação da água no estado de movimento, o módulo de detecção de status pode medir uma velocidade de movimento do corpo em movimento. Neste caso, o módulo de controle de liberação pode controlar o módulo de liberação para dimi- nuir a liberação da água com um aumento na velocidade de movimento medida pelo módulo de detecção de status. Neste caso, como uma outra aplicação, o módulo de controle de liberação pode regular um limite de liberação admissível, o qual tende a diminuir com um aumento na velocidade de movimento medida pelo módulo de detecção de status, e controlar o módulo de liberação para liberar a água na regu-lagem de um limite de liberação admissível. Este arranjo impede as desvantagens potenciais devido à liberação de água, o que tende a ocorrer mais freqüentemente conforme a velocidade de movimento do corpo em movimento aumentar.
[0012] Em uma modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status detecta um estado de aceleração do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água no caso de detecção do status de aceleração do corpo em movimento pelo módulo de detecção de status, comparado com a liberação da água no caso de nenhuma detecção do status de aceleração do corpo em movimento. Em geral, o corpo em movimento é menos estável sob aceleração do que sob um movimento a uma velocidade constante. Esta modalidade restringe a superposição de efeitos potenciais (desvantagens) da liberação de água no estado de aceleração potencialmente instável. O módulo de controle de liberação pode controlar o módulo de liberação para proibir a liberação da água, quando uma aceleração do corpo em movimento medida pelo módulo de detecção de status não for menor do que um nível pré-regulado. Este arranjo efetivamente impede as desvantagens potenciais devido à liberação de água sob aceleração de não menos do que o nível pré-regulado.
[0013] Em uma modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status detecta um esta- do de movimento do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para fazer uma liberação da água menor do que a produção da água pelas células de combustível, em resposta à detecção do estado de movimento do corpo em movimento pelo módulo de detecção de status. Este arranjo reduz a liberação da água do corpo em movimento no estado de movimento.
[0014] Em uma outra modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status mede uma velocidade relativa de um fluxo de ar ambiente para o corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para diminuir a liberação da água com um aumento na velocidade relativa do fluxo de ar ambiente medido pelo módulo de detecção de status. O grau de dispersão ou turbilhonamento da água liberada pelo fluxo de ar ambiente depende da velocidade relativa do fluxo de ar ambiente em relação à água liberada. A liberação da água é diminuída com um aumento na velocidade relativa do fluxo de ar ambiente para o corpo em movimento. Este arranjo desejável mente restringe a água liberada quanto a ser turbilhonada e dispersa pelo fluxo de ar ambiente. Nesta modalidade preferível, o módulo de controle de liberação pode controlar o módulo de liberação para proibir a liberação da água, quando a velocidade relativa do fluxo de ar ambiente medida pelo módulo de detecção de status não é menor do que um nível pré-regulado. Este arranjo adequadamente impede as desvantagens potenciais devido à liberação da água quando a velocidade relativa do fluxo de ar ambiente para o corpo em movimento não for menor do que um nível pré-regulado.
[0015] Em uma outra modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status detecta um estado de frenagem do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água, em resposta à detecção do estado de frenagem do corpo em movimento pelo módulo de detecção de status. Este arranjo restringe a interferência potencial da água liberada com a frenagem suave do corpo em movimento. Nesta modalidade preferível, o módulo de controle de liberação pode controlar o módulo de liberação para proibir a liberação da água, quando o estado de frenagem do corpo em movimento detectado pelo módulo de detecção de status corresponder a um estado de frenagem predeterminado. Este arranjo restringe a interferência potencial da água, a qual é liberada sob o estado de frenagem predeterminado, com a frenagem suave do corpo em movimento.
[0016] Em uma outra modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status detecta um estado de curva específico do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água no caso de detecção do estado de curva específico pelo módulo de detecção de status, comparado com a liberação da água no caso de nenhuma detecção do estado de curva específico. Este arranjo efetivamente impede uma interferência potencial da água liberada com a estabilidade na curva do corpo em movimento, por exemplo, uma derrapagem potencial de um veículo como um exemplo típico do corpo em movimento. Aqui, a restrição da liberação de água inclui a proibição da liberação de água.
[0017] Na modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção que restringe a liberação de água no estado de curva específico, o módulo de liberação tem pelo menos duas saídas de água localizadas respectivamente nos lados esquerdo e direito do corpo em movimento para liberação da água, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água de pelo menos uma saída de água localizada em um lado circunferen-cial externo por uma curva, entre pelo menos duas saídas do módulo de liberação nos lados esquerdo e direito, em resposta à detecção do estado de curva específico pelo módulo de detecção de status. Na curva do corpo em movimento, uma força centrífuga grande é aplicada ao lado circunferencial externo do corpo em curva. A restrição da liberação de água a partir da saída de água no lado circunferencial externo pela curva, assim, efetivamente impede a interferência potencial da água liberada com a estabilidade na curva do corpo em movimento. Na modalidade preferível, o estado de curva específico pode representar uma curva do corpo em movimento a ou abaixo de uma velocidade de movimento pré-regulada com um raio de curva de não mais do que um valor predeterminado. Isto restringe uma interferência potencial da água liberada do corpo em curva com o raio de curva da água liberada de não mais do que o valor predeterminado.
[0018] Em uma aplicação preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o corpo em movimento é um veículo que é equipado com um módulo de controle de derrapagem para controle de uma derrapagem de pelo menos uma roda. O módulo de detecção de status detecta um estado de controle de redução de derrapagem no qual o módulo de controle de derrapagem é ativado para controle da derrapagem da roda, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água, em resposta à detecção do estado de controle de redução de derrapagem pelo módulo de detecção de status. O controle de redução de derrapagem sujeita a roda derrapando e depende do coeficiente de atrito da superfície de rodagem. A superfície de rodagem úmida tem um coeficiente de atrito menor do que a superfície de rodagem seca. Uma restrição da liberação de água no estado de controle de redução de derrapagem, assim, efetivamente impede a interferência potencial da água liberada com o controle de redução de derrapagem suave. Aqui, a restrição da liberação da água pode ser a proibição da liberação da água. Nesta aplica- ção preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de liberação tem múltiplas saídas de água em múltiplos locais diferentes para liberação da água a partir dali, e o módulo de controle de liberação pode controlar o módulo de liberação para restringir a liberação da água de pelo menos uma saída de água que afeta a roda sob controle da derrapagem, dentre as múltiplas saídas de água do módulo de liberação, em resposta a uma detecção do estado de controle de redução de derrapagem pelo módulo de detecção de status. Este arranjo também efetivamente impede a interferência potencial da água liberada com o controle de redução de derrapagem suave.
[0019] No primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status pode detectar um ambiente do corpo em movimento. Este arranjo assegura a liberação adequada de água de acordo com o ambiente do corpo em movimento.
[0020] Em uma modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, que regula a liberação de água de acordo com o ambiente detectado do corpo em movimento, o módulo de detecção de status detecta um estado chuvoso, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para permitir a liberação da água sem restrição, em resposta à detecção do estado chuvoso pelo módulo de detecção de status. A liberação de água na chuva não afeta as condições de movimento do corpo em movimento, de modo que não há necessidade de restrição da liberação da água. Aqui, a restrição da liberação da água pode ser a proibição da liberação da água. Nesta modalidade preferível, o módulo de controle de liberação pode controlar a liberação de água para aumentar a liberação da água no caso de detecção de um estado chuvoso predeterminado pelo módulo de detecção de status, comparado com a liberação da água no caso de nenhuma detecção do estado chuvoso. A liberação da água pode ser aumentada no estado chuvoso.
[0021] Em uma modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, que regula a liberação de água de acordo com o ambiente detectado do corpo em movimento, o corpo em movimento é um veículo, onde o módulo de detecção de status detecta um estado de movimento de superfície com neve - gelo do corpo em movimento, no qual o corpo em movimento se move em uma superfície com neve ou uma superfície com gelo, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água, em resposta à detecção do estado de movimento de superfície com neve -gelo do corpo em movimento pelo módulo de detecção de status. Este arranjo efetivamente impede as desvantagens potenciais devido à liberação de água durante um movimento do veículo na superfície com neve ou na superfície com gelo, por exemplo, da desvantagem de elevação do potencial para derrapagem do veículo na superfície de rodagem úmida com a água liberada tendo o menor coeficiente de atrito e a desvantagem de elevação do potencial para uma derrapagem do veículo na superfície de rodagem com gelo com água congelada. Aqui, a restrição da liberação da água pode ser a proibição da liberação da água.
[0022] Em uma outra modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, que regula a liberação de água de acordo com o ambiente detectado do corpo em movimento, o módulo de detecção de status mede uma temperatura do ar externo, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para diminuir a liberação da água com uma diminuição na temperatura do ar externo medida pelo módulo de detecção de status. Este arranjo efetivamente impede as desvantagens potenciais devido à liberação de água sob a condição da temperatura do ar externo baixa, por exemplo, a desvantagem de liquefação de vapor que leva a um turbilhonamento e a uma dispersão da água líquida e a desvantagem de congelamento da água para elevação do potencial para uma derrapagem do corpo em movimento. Aqui, a restrição da liberação da água pode ser a proibição da liberação da água.
[0023] No primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status pode detectar um estado de um objeto localizado nas vizinhanças do corpo em movimento. Este arranjo assegura a liberação de água adequada de acordo com o estado do objeto localizado nas vizinhanças do corpo em movimento. Aqui, a terminologia 'objeto' inclui objetos estacionários como prédios e construções e vários objetos móveis como outros corpos em movimento, bem como pedestres e outras pessoas.
[0024] Em uma modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção que regula a liberação de água de acordo com o estado detectado do objeto localizado nas vizinhanças do corpo em movimento, o módulo de detecção de status detecta a presença de qualquer objeto a uma distância predeterminada do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água, em resposta à detecção da presença de qualquer objeto na distância predeterminada do corpo em movimento pelo módulo de detecção de status. Este arranjo efetivamente impede as desvantagens potenciais devido à liberação de água contra qualquer objeto localizado na distância predeterminada, por exemplo, a desvantagem de derramar água liberada direta ou indiretamente sobre o objeto e a desvantagem de elevação do potencial para uma derrapagem do objeto pela liberação de água. Aqui, a restrição da liberação da água pode ser a proibição da liberação da água. Nesta modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de liberação tem múltiplas saídas de água em múltiplos locais diferentes, para liberação da água dali, e o módulo de detecção de status pode detectar a presença de qualquer objeto na distância prede- terminada em múltiplas direções diferentes. O módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água a partir de uma saída de água correspondente a uma direção com qualquer objeto detectado na distância predeterminada pelo módulo de detecção de status, dentre as múltiplas saídas de água. Este arranjo impede mais efetivamente as desvantagens potenciais devido à liberação de água contra qualquer objeto localizado nas vizinhanças do corpo em movimento.
[0025] Em uma outra modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, que regula a liberação de água de acordo com o estado detectado do objeto localizado nas vizinhanças do corpo em movimento, o módulo de detecção de status mede uma distância entre o corpo em movimento e um outro corpo em movimento localizado atrás do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restrição da liberação da água, quando a distância do outro corpo em movimento medida pelo módulo de detecção de status for menor do que uma distância pré-regulada. Este arranjo efetivamente impede as desvantagens potenciais para um outro corpo em movimento localizado atrás do corpo em movimento devido à liberação de água, por exemplo, a desvantagem de fazer com que a água liberada seja turbilhonada e dispersa pelo fluxo de ar bloqueie a visão de um outro corpo em movimento e a desvantagem de elevação do potencial para uma derrapagem de um outro corpo em movimento pela liberação de água. Aqui, a restrição da liberação de água pode ser a proibição da liberação da água. Nesta modalidade preferível, o módulo de detecção de status pode medir uma velocidade de movimento do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação regula uma distância calculada a partir da velocidade de movimento medida do corpo em movimento para a distância pré-regulada e controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água em resposta à distância pré-regulada. Este arranjo controla a liberação da água em resposta à distância do objeto, de acordo com a velocidade de movimento do corpo em movimento.
[0026] Em uma modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de detecção de status detecta um estado de carregamento - descarregamento estimado de um motorista ou um passageiro carregado no ou descarregado do corpo em movimento, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água, em resposta à detecção do estado de carregamento - descarregamento estimado pelo módulo de detecção de status. Este arranjo efetivamente impede a água liberada de derramar no motorista ou passageiro carregado no ou descarregado do corpo em movimento. Aqui, a restrição da liberação da água pode ser a proibição da liberação da água. Nesta modalidade preferível, o módulo de liberação tem múltiplas saídas de água em múltiplos locais diferentes para a liberação da água dali, e o módulo de detecção de status pode detectar o estado de carregamento - descarregamento estimado em múltiplas posições diferentes no corpo em movimento. O módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água de uma saída de água correspondente a uma posição em que o estado de carregamento - descarregamento estimado é detectado pelo módulo de detecção de status, dentre as múltiplas saídas de água. Este arranjo também efetivamente impede a água liberada de derramar sobre o motorista ou passageiro carregado no ou descarregado do corpo em movimento, enquanto se mantém a liberação da água.
[0027] Em uma modalidade preferível da invenção, o primeiro corpo em movimento ainda inclui um módulo de detecção de estado de acumulação que detecta um estado de acumulação da água no reservatório de água. O módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para regular a liberação da água, com base no estado de acumulação da água detectado pelo módulo de detecção de estado de acumulação. Este arranjo regula a liberação da água com base no estado de acumulação da água. Em uma estrutura da modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, que regula a liberação de água em resposta ao estado de acumulação detectado da água, o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para restringir a liberação da água, quando um nível de acumulação da água detectado como o estado de acumulação da água pelo módulo de detecção de estado de acumulação não é maior do que um primeiro nível pré-regulado. Em uma outra estrutura, o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para melhorar a liberação da água, quando um nível de acumulação da água detectado como o estado de acumulação da água pelo módulo de detecção de estado de acumulação não é menor do que um segundo nível pré-regulado. A primeira estrutura efetivamente evita as desvantagens potenciais devido à liberação da água até o nível de acumulação da água exceder ao segundo nível pré-regulado. Ainda em uma outra estrutura da modalidade preferível acima, o primeiro corpo em movimento da invenção, que regula a liberação de água em resposta ao estado de acumulação detectado da água, ainda pode incluir um módulo de instrução de restrição de saída que dá uma instrução de restrição de saída para as células de combustível, quando um nível de acumulação da água detectado como o estado de acumulação da água pelo módulo de detecção de estado de acumulação não for menor do que um terceiro nível pré-regulado. Esta estrutura efetivamente restringe um aumento no nível de acumulação da água, após o nível de acumulação da água exceder ao terceiro nível pré-regulado.
[0028] Em uma outra modalidade preferível do primeiro corpo em movimento da invenção, o módulo de liberação tem múltiplas saídas de água em múltiplos locais diferentes, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de liberação para regular a liberação da água das múltiplas saídas de água, em resposta ao status detectado pelo módulo de detecção de status. Este arranjo assegura a liberação da água das saídas de água selecionadas nos locais adequados, de acordo com o status detectado do corpo em movimento.
[0029] Um segundo corpo em movimento da presente invenção é um corpo em movimento com células de combustível que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o corpo em movimento incluindo: um módulo de liberação que libera a água produzida pelas células de combustível para a atmosfera em um estado de liberação mutável; um módulo de detecção de estado de movimento que detecta um estado de movimento do corpo em movimento; e um módulo de controle de liberação que especifica o estado de liberação da água correspondente ao estado de movimento detectado e controla o módulo de liberação para liberar a água no estado de liberação especificado.
[0030] O segundo corpo em movimento da invenção especifica o estado de liberação da água produzida pelas células de combustível correspondente ao estado de movimento detectado do corpo em movimento e libera a água no estado de liberação especificado. Este arranjo assegura a liberação adequada de água no estado de liberação de acordo com o estado de movimento detectado do corpo em movimento. A seleção do estado de liberação apropriado desejável mente impede as desvantagens potenciais devido à liberação de água, por exemplo, a desvantagem de fazer com que a água liberada seja turbi-Ihonada e dispersa pelo fluxo de ar e a desvantagem de fazer com que a água liberada seja derramada sobre qualquer objeto nas vizinhanças do corpo em movimento.
[0031] Em uma aplicação preferível do segundo corpo em movi- mento da invenção, o módulo de liberação muda a direção de liberação da água, e o módulo de controle de liberação especifica a direção de liberação da água correspondente ao estado de movimento detectado e controla o módulo de liberação para liberação da água na direção de liberação especificada. Este arranjo assegura a liberação de água adequada na direção especificada de acordo com o estado de movimento do corpo em movimento.
[0032] Em uma modalidade preferível do segundo corpo em movimento da invenção que libera a água na direção de liberação especificada correspondente ao estado de movimento detectado do corpo em movimento, o módulo de detecção de estado de movimento mede uma velocidade de movimento do corpo em movimento. O módulo de liberação é capaz de mudar a direção de liberação para uma direção de liberação específica tendo uma componente em uma direção lateral do corpo em movimento. O módulo de controle de liberação especifica a direção de liberação para melhorar a componente na direção lateral do corpo em movimento com um aumento na velocidade de movimento medida do corpo em movimento, e controla o módulo de liberação para liberar a água na direção de liberação especificada. Com um aumento na velocidade de movimento do corpo em movimento, a água é liberada na direção lateral do corpo em movimento que tem menos efeitos do fluxo de ar causado pelo movimento do corpo em movimento. Este arranjo, assim, efetivamente impede a água liberada de ser turbilhonada e dispersa pelo fluxo de ar produzido pelo movimento do corpo em movimento. A velocidade de movimento mais baixa do corpo em movimento leva à taxa menor da liberação de água na direção lateral. Essa regulagem desejavelmente restringe a água liberada quanto a um derramamento sobre qualquer prédio, construção ou pedestre localizado na direção lateral do corpo em movimento.
[0033] Em uma outra modalidade preferível do segundo corpo em movimento da invenção que libera a água na direção lateral especificada correspondente ao estado de movimento detectado do corpo em movimento, o módulo de detecção de estado de movimento mede uma velocidade de movimento do corpo em movimento. O módulo de liberação é capaz de mudar a direção lateral para uma direção lateral específica tendo uma componente em uma direção para trás do corpo em movimento. O módulo de controle de liberação especifica a direção de liberação para melhoria da componente na direção para trás do corpo em movimento com um aumento na velocidade de movimento medida do corpo em movimento, e controla o módulo de liberação para liberar a água na direção de liberação específica. Quanto maior a velocidade relativa da água liberada para a superfície de rodagem, aumenta o potencial para dispersão e derramamento da água liberada contra a superfície de rodagem. Quanto maior o grau da dispersão e do derramamento da água liberada, naturalmente aumenta a quantidade de água turbilhonada no fluxo de ar causado pelo movimento do corpo em movimento. A estrutura desta modalidade libera a água na direção tendo o maior componente na direção para trás do corpo em movimento com um aumento na velocidade de movimento do corpo em movimento. Este arranjo reduz a dispersão e o derramamento da água liberada contra a superfície de rodagem e, desse modo, restringe uma grande quantidade da água liberada quanto a ser turbilhonada no fluxo de ar produzido pelo movimento do corpo em movimento.
[0034] Em uma outra aplicação preferível do segundo corpo em movimento da invenção, o módulo de liberação tem um módulo de variação de taxa de liberação que varia uma taxa de liberação da água, e o módulo de controle de liberação especifica uma condição do módulo de variação de taxa de liberação em resposta ao estado de movimento detectado, ajusta o módulo de variação de taxa de liberação para atingir a condição especificada, e controla o módulo de liberação para libe- rar a água. Este arranjo assegura a liberação de água na taxa de liberação adequada, de acordo com o estado de movimento detectado do corpo em movimento.
[0035] Em uma modalidade preferível do segundo corpo em movimento da invenção, que libera a água na taxa de liberação em resposta ao estado de movimento detectado do corpo em movimento, o módulo de controle de liberação especifica a condição do módulo de variação de taxa de liberação para diminuir uma velocidade relativa da água para a superfície de rodagem em uma direção de movimento do corpo em movimento. Este arranjo efetivamente reduz a dispersão e o derramamento da água contra a superfície de rodagem e, desse modo, restringe a água liberada de ser turbilhonada no fluxo de ar causado pelo movimento do corpo em movimento.
[0036] Em uma outra modalidade preferível do segundo corpo em movimento da invenção, que libera a água na taxa de liberação em resposta ao estado de movimento detectado do corpo em movimento, o módulo de variação de taxa de liberação regula uma área de abertura de uma saída de água para liberação da água a partir dali, e uma pressão em um percurso para uma saída de água para liberação da água a partir dali, de modo a variar a taxa de liberação da água.
[0037] Em uma modalidade preferível do segundo corpo em movimento da invenção, o módulo de liberação libera a água em conjunto com um gás de exaustão descarregado das células de combustível. O estado de liberação da água assim é controlado pelo controle da descarga do gás de exaustão a partir das células de combustível.
[0038] Um terceiro corpo em movimento da presente invenção é um corpo em movimento com células de combustível que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o corpo em movimento incluindo: um módulo de operação que opera as células de combustível; um módulo de liberação que libera pelo menos parte da água, a qual é produzida pelas células de combustível, na forma de vapor, em conjunto com um gás de exaustão descarregado das células de combustível, para a atmosfera; e um módulo de controle de liberação que controla o módulo de operação para fazer com que uma quantidade de liberação de água líquida liberada pelo módulo de liberação esteja em uma faixa de um nível de liberação de água admissível.
[0039] O terceiro corpo em movimento da invenção libera pelo menos parte da água, a qual é produzida pelas células de combustível, na forma de vapor, em conjunto com o gás de exaustão descarregado das células de combustível para a atmosfera. A quantidade de liberação de água líquida é regulada para estar na faixa do nível de liberação de água admissível. Essa regulagem desejável mente restringe a liberação da água na forma líquida para o nível de liberação de água admissível, independentemente da quantidade da água produzida pelas células de combustível. Este arranjo efetivamente impede as desvantagens potenciais devido à liberação da água excedendo ao nível de liberação de água admissível, por exemplo, a desvantagem de fazer com que a água liberada turbilhone e seja dispersa pelo fluxo de ar causado pelo movimento do corpo em movimento.
[0040] Em uma modalidade preferível do terceiro corpo em movimento da invenção, o módulo de operação regula uma temperatura do gás de exaustão descarregado das células de combustível, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de operação para regular a temperatura do gás de exaustão descarregado das células de combustível, de modo a variar uma quantidade de vapor incluída na água produzida pelas células de combustível e, desse modo, fazem com que a qualidade de liberação de água líquida esteja na faixa do nível de liberação de água admissível. Em uma outra modalidade preferível do terceiro corpo em movimento da invenção, o módulo de operação aciona um dispositivo de resfriamento para resfriamento das células de combustível, e o módulo de controle de liberação controla o módulo de operação para ajustar uma condição de acionamento do dispositivo de resfriamento e, desse modo, regular a temperatura do gás de exaustão descarregado das células de combustível. Nesses arranjos, a quantidade de liberação de água líquida é regulada para estar na faixa do nível de liberação de água admissível, pela regulagem da temperatura do gás de exaustão descarregado das células de combustível para variação de uma quantidade de vapor incluída na água. Em uma estrutura da modalidade preferível que regula uma temperatura do gás de exaustão descarregado a partir das células de combustível, o módulo de operação pode regular uma contrapressão do gás de exaustão descarregado a partir das células de combustível, e o módulo de controle de liberação pode controlar o módulo de operação para ajustar a contrapressão do gás de exaustão descarregado das células de combustível e, desse modo, regular a temperatura do gás de exaustão descarregado das células de combustível.
[0041] Em uma outra modalidade preferível do terceiro corpo em movimento da invenção, o módulo de operação inclui um módulo umi-dificador que umidifica um suprimento de um gás alimentado para as células de combustível com o teor de água incluído no gás de exaustão descarregado das células de combustível, e o módulo de controle de liberação regula um nível de umidificação pelo módulo umidificador e, desse modo, faz com que a quantidade de liberação de água líquida esteja na faixa do nível de liberação de água admissível. Neste arranjo, a quantidade de liberação de água líquida é regulada para estar na faixa do nível de liberação de água admissível pela regulagem de um nível de umidificação do suprimento do gás alimentado para as células de combustível.
[0042] Em uma outra modalidade preferível da invenção, o corpo em movimento ainda inclui um módulo de detecção de estado de operação que detecta um estado de operação das células de combustível. O módulo de controle de liberação computa a quantidade de liberação de água líquida em resposta ao estado de operação das células de combustível detectado pelo módulo de detecção de estado de operação, regula um parâmetro de controle no módulo de operação para fazer com que a quantidade de liberação de água líquida computada esteja na faixa do nível de liberação de água admissível, e controla o módulo de operação com a regulagem do parâmetro de controle. A quantidade de liberação de água líquida é regulada para estar na faixa do nível de liberação de água admissível pela mudança do parâmetro de controle. Aqui, o parâmetro de controle pode ser uma temperatura alvo do gás de exaustão descarregada a partir das células de combustível.
[0043] Um quarto corpo em movimento da presente invenção inclui: células de combustível que geram potência elétrica através de uma reação eletroquímica de hidrogênio com oxigênio; um sistema de exaustão que emite gás de exaustão a partir das células de combustível para fora do corpo em movimento; e um mecanismo de controle de descarga de água que restringe a descarga de água, a qual está contida no gás de exaustão, para fora do corpo em movimento a uma velocidade de não menos do que um nível pré-regulado.
[0044] A dispersão da água liberada é afetada pelo fluxo de ar fora do corpo em movimento. O quarto corpo em movimento da invenção, assim sendo, restringe a descarga de água, a qual está contida no gás de exaustão, para fora do corpo em movimento na velocidade de não menos do que o nível pré-regulado, desse modo efetivamente impedindo a dispersão da água liberada. Um exemplo típico do corpo em movimento é um veículo.
[0045] No quarto corpo em movimento da invenção, o mecanismo de controle de descarga de água pode ter qualquer uma de diversas estruturas. Em uma primeira estrutura disponível, o mecanismo de controle de descarga de água é um mecanismo de válvula que reduz uma abertura na velocidade de não menos do que um nível pré-regulado. O mecanismo de válvula pode incluir uma válvula solenóide e um regulador de válvula que regula a abertura da válvula solenóide em resposta à velocidade do corpo em movimento. O mecanismo de válvula pode incluir, alternativamente, uma válvula de entrada que abre e fecha em resposta a uma variação na pressão externa. Sob a condição de um movimento a uma velocidade relativamente alta do corpo em movimento, a pressão de êmbolo ou a pressão causada pelo bloqueio do fluxo de ar aumenta com um aumento na velocidade de movimento. A válvula de entrada que se abre e fecha em resposta a uma variação na pressão de êmbolo, assim sendo, atualiza o mecanismo de válvula da estrutura relativamente simples.
[0046] Em uma segunda estrutura disponível, o mecanismo de controle de descarga de água é um dreno que tem uma abertura em uma posição e uma orientação para fazer com que a pressão de êmbolo produzida pelo movimento do corpo em movimento atue em uma direção de restrição da descarga da água. Por exemplo, o dreno pode ser afixado ao exterior do corpo em movimento para se voltar para frente.
[0047] O mecanismo de controle de descarga de água pode estar localizado no sistema de exaustão, por exemplo, regulado diretamente em um tubo de exaustão. Em uma outra modalidade preferível, o sistema de exaustão tem um mecanismo de separação de gás e líquido para separação da água do gás de exaustão, e o mecanismo de controle de descarga de água está localizado em um sistema de descarga de água a jusante do mecanismo de separação de gás e líquido. O mecanismo de separação de gás e líquido separa a água do gás de exaustão e, assim, vantajosamente, assegura uma descarga eficiente de água.
[0048] Em uma outra estrutura preferível desta modalidade, o mecanismo de separação de gás e líquido tem um tanque de água que temporariamente mantém a água acumulada ali. A presença do tanque de água desejavelmente restringe a descarga da água sob a condição de movimento à alta velocidade do corpo em movimento, sem afetar a função da separação de gás e líquido. Nesta estrutura, é preferível que o sistema de descarga de água seja provido no tanque de água para ter uma abertura em uma porção dianteira do corpo em movimento. Sob a aceleração do corpo em movimento, a força de inércia funciona para pressionar a água acumulada para trás no tanque de água e, desse modo, interferir com a descarga de água do tanque de água, para evitar um derramamento de água. Sob uma desaceleração do corpo em movimento, por outro lado, a força de inércia funciona para pressionar a água acumulada para frente no tanque de água e, desse modo, facilitar a descarga de água do tanque de água. A abertura do tanque de água para descarga de água se volta para a dianteira do corpo em movimento. Esta estrutura simples restringe a descarga de água sob uma aceleração do corpo em movimento, enquanto facilita a descarga de água sob uma desaceleração do corpo em movimento.
[0049] Um quinto corpo em movimento da presente invenção inclui: células de combustível que geram potência elétrica através de uma reação eletroquímica de hidrogênio com oxigênio; um sistema de exaustão que emite o gás de exaustão das células de combustível para fora do corpo em movimento; um tanque de água que temporariamente mantém a água contida no gás de exaustão; e um dreno que é formado em uma porção dianteira do corpo em movimento para descarga da água do tanque de água.
[0050] O quinto corpo em movimento da invenção tem o tanque de água localizado no sistema de exaustão e o dreno formado na porção dianteira do corpo em movimento para descarga da água do tanque de água. O quinto corpo em movimento da invenção pode ter efeitos insuficientes de restrição da descarga de água sob a condição do movimento à alta velocidade do corpo em movimento. Como mencionado acima, a presença da abertura voltada para a dianteira restringe a descarga de água sob uma aceleração do corpo em movimento, enquanto facilita a descarga de água sob uma desaceleração do corpo em movimento. Durante um funcionamento geral, o corpo em movimento freqüentemente repete a aceleração e a desaceleração e não continua a funcionar a uma velocidade de cruzeiro fixa. O arranjo de facilitar a descarga de água sob uma desaceleração e restrição da descarga de água sob uma aceleração, assim, reduz a dispersão da água descarregada durante um funcionamento do corpo em movimento para o nível que não interfere com o acionamento suave de corpos em movimento subseqüentes e próximos. Aqui, um exemplo típico do corpo em movimento é um veículo.
[0051] No quinto corpo em movimento da invenção, o tanque de água e o dreno podem estar localizados dentro do corpo em movimento para descarga da água para fora do corpo em movimento através de um tubo de exaustão. Em uma modalidade preferível do quinto corpo em movimento da invenção, o dreno tem uma abertura em uma posição e uma orientação para fazer com que a pressão de êmbolo produzida pelo movimento do corpo em movimento atue em uma direção de restrição da descarga da água. Em uma estrutura preferível desta modalidade, o tanque de água é afixado ao exterior do corpo em movimento. Esta estrutura assegura a aplicação da pressão de êmbolo sobre o dreno. Em uma outra estrutura preferível desta modalidade, o tanque de água está localizado dentro do corpo em movimento, ao passo que o dreno é formado fora do corpo em movimento. A aplica- ção da pressão de embolo sobre o dreno restringe a descarga de água sob a condição do movimento à alta velocidade do corpo em movimento e, desse modo, efetivamente restringe o derramamento da água descarregada.
[0052] Em uma outra modalidade preferível do quinto corpo em movimento da invenção, o dreno tem um mecanismo de válvula que reduz a abertura a uma velocidade não menor do que um nível pré-regulado. Este arranjo também restringe a descarga de água sob a condição do movimento a alta velocidade do corpo em movimento. O mecanismo de válvula pode ser a combinação da válvula solenóide e do regulador de válvula ou a válvula de entrada, como discutido acima com respeito ao quarto corpo em movimento da invenção.
[0053] Em uma outra modalidade preferível do quinto corpo em movimento da invenção, o sistema de exaustão tem um mecanismo de separação de gás e líquido para separação da água do gás de exaustão. Nesta modalidade, o tanque de água está localizado em um sistema de descarga de água a jusante do mecanismo de separação de gás e líquido.
Breve Descrição dos Desenhos [0054] A figura 1 é uma vista plana que mostra um layout plano de dispositivos montados em um veículo a célula de combustível 10 como um corpo em movimento de uma primeira modalidade da invenção; a figura 2 é um diagrama de sistema que mostra esquematicamente a configuração de um sistema de célula de combustível 20 montado no veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade; a figura 3 é um diagrama de blocos que mostra sinais de controle introduzidos em e extraídos de uma unidade de controle eletrônica 71, a qual é construída em uma PCU 70, para controle da liberação de água de saídas de água 58a a 58f; a figura 4 é um fluxograma uma rotina de controle de liberação executada pela unidade de controle eletrônica 71; a figura 5 é um fluxograma que mostra um valor de correção de estado de acionamento e uma rotina de regulagem de indicador, a qual regula um indicador de proibição de liberação F1 e um valor de correção K1; a figura 6 é um fluxograma que mostra uma rotina de regulagem de indicador de atitude de veículo, a qual regula indicadores de proibição F2, FL1, e FR1; a figura 7 é um fluxograma que mostra uma rotina de regulagem de indicador de curva, a qual regula indicadores de proibição F3, FL2, e FR2; a figura 8 é um fluxograma que mostra um valor de correção de obstáculo e uma rotina de regulagem de indicador, a qual regula um indicador de proibição F4 e um valor de correção K2; a figura 9 é um fluxograma que mostra uma rotina de regulagem de indicador de carregamento / descarregamento a qual regula um indicador de proibição F5; a figura 10 é um exemplo de um mapa de regulagem de coeficiente de correção de velocidade de veículo; a figura 11 é um exemplo de um mapa de regulagem de coeficiente de correção de aceleração; a figura 12 é um exemplo de um mapa de regulagem de coeficiente de correção de velocidade do vento; a figura 13 é um exemplo de um mapa de regulagem de coeficiente de correção de temperatura do ar externo; a figura 14 é um exemplo de um mapa de regulagem de distância de restrição de liberação; a figura 15 mostra uma variação no valor de correção K2 contra uma distância de veículo subseqüente Lv em relação às distâncias de restrição de liberação L1 e L2; a figura 16 mostra uma variação no valor de correção K3 contra o nível de água HW em relação aos valores de limite H1 e H2; a figura 17 é uma vista plana que mostra um layout de plano de dispositivos montados em um veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade; a figura 18 é um diagrama de sistema que mostra esquema-ticamente a configuração de um sistema de célula de combustível 220 montado no veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade; a figura 19 ilustra esquematicamente a estrutura de uma saída de direção variável 260; a figura 20 mostra uma operação da saída de direção variável 260; a figura 21 é um fluxograma que mostra que mostra uma rotina de controle de direção de liberação executada pela unidade de controle eletrônica 271; a figura 22 mostra regulagens de coeficiente de correção Pqfc com respeito à quantidade de água produzida Qfc; a figura 23 mostra regulagens do coeficiente de correção Pva com respeito à velocidade do veículo Va; a figura 24 mostra regulagens de coeficiente de correção Pqa com respeito à vazão de ar Qa; a figura 25 é uma vista plana que mostra um layout de plano de dispositivos montados em um veículo a célula de combustível 310 de uma terceira modalidade; a figura 26 é um fluxograma que mostra uma rotina de controle de direção de liberação executada por uma unidade de controle eletrônica 271 do veículo a célula de combustível 310; a figura 27 mostra o ângulo de liberação Θ em relação à velocidade de veículo relativa Vr para superfície de rodagem e a vazão de liberação Vg; a figura 28 é uma vista em corte de uma saída de área de seção variável 370 em uma estrutura modificada do veículo a célula de combustível 310; a figura 29 mostra um exemplo de um mecanismo de variação de área de seção 372; a figura 30 é um fluxograma que mostra uma rotina de regulagem de área de abertura executada em uma estrutura modificada do veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade; a figura 31 é uma vista plana que mostra um layout de plano de dispositivos montados em um veículo a célula de combustível 410 de uma quarta modalidade da invenção; a figura 32 é um diagrama de sistema que mostra esquematicamente a configuração de um sistema de célula de combustível 420 montado no veículo a célula de combustível 410; a figura 33 é um diagrama de blocos que mostra sinais de controle introduzidos em e extraídos de uma unidade de controle eletrônica 471, a qual é construída na PCU 70, para controle de liberação de um gás de exaustão; a figura 34 é um fluxograma que mostra uma rotina de controle de liberação executada pela unidade de controle eletrônica 471; a figura 35 mostra um exemplo de mapa de regulagem de nível de liberação de água admissível; a figura 36 é um fluxograma que mostra uma rotina de controle de liberação executada em uma estrutura modificada do veículo híbrido 420; a figura 37 ilustra esquematica-mente a configuração de um veículo 1010 em uma quinta modalidade; a figura 38 mostra as funções de um tanque de armazenamento temporário 1027; a figura 39 mostra a estrutura de um sistema de exaustão em uma sexta modalidade da invenção; a figura 40 mostra a estrutura de um sistema de exaustão em um exemplo modifcado; e a figura 41 mostra a estrutura de um sistema de exaustão em um outro exemplo modificado.
Melhores Modos de Realização da Invenção [0055] Alguns modos de realização da invenção são discutidos abaixo como modalidades preferidas. A. Primeira Modalidade [0056] A figura 1 é uma vista plana que mostra um layout de plano de dispositivos montados em um veículo a célula de combustível 10 como um corpo em movimento de uma primeira modalidade da invenção. A figura 2 é um diagrama de sistema que mostra esquematica-mente a configuração de um sistema de célula de combustível 20 montado no veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade. Por simplicidade de explanação, a descrição prime ira mente refere-se à configuração do sistema de célula de combustível 20 com referência ao diagrama de sistema da figura 2 e, então, o layout dos respectivos dispositivos incluídos no sistema de célula de combustível 20 com referência à figura 1.
[0057] O sistema de célula de combustível 20 montado no veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade inclui uma pilha de célula de combustível 22 ou uma pilha de múltiplas camadas de célu- Ias unitárias, cada uma das quais tendo dois eletrodos (um eletrodo de combustível e um eletrodo de ar) dispostos através de uma membrana de eletrólito de polímero. O sistema de célula de combustível 20 também inclui um sistema de suprimento de hidrogênio 30 que alimenta um suprimento de hidrogênio a partir de um tanque de hidrogênio a alta pressão 31 para os eletrodos de combustível (anodos) da pilha de célula de combustível 22, e um sistema de descarga de suprimento de ar 40 que alimenta um suprimento do ar para os eletrodos de ar (cato-dos) da pilha de célula de combustível 22 e processa a exaustão de catodo dos eletrodos de ar, um sistema de liberação 50 que libera a água produzida no sistema de célula de combustível 20, e um sistema de liberação 50 que resfria a pilha de célula de combustível 22.
[0058] O sistema de suprimento de hidrogênio 30 inclui um conduto de suprimento de hidrogênio 32 que leva a um suprimento de hidrogênio do tanque de hidrogênio a alta pressão 31 para um percurso de suprimento de hidrogênio para os anodos, o qual é formado dentro da pilha de célula de combustível 22, e um conduto de circulação de hidrogênio 33 que retorna um fluxo de hidrogênio não reagido através de um percurso de exaustão de hidrogênio a partir dos anodos, o qual é formado dentro da pilha de célula de combustível 22, para o conduto de suprimento de hidrogênio 32. O conduto de suprimento de hidrogênio 32 tem uma válvula de retenção que impede um fluxo reverso de hidrogênio para o tanque de hidrogênio a alta pressão 31 e uma válvula de gaveta que trabalha para começar ou parar o suprimento de hidrogênio para a pilha de célula de combustível 22. O conduto de circulação de hidrogênio 33 tem uma bomba de hidrogênio 34 que alimenta sob pressão hidrogênio para o conduto de suprimento de hidrogênio 32, um separador de gás e líquido 38 que liquefaz vapor contido no hidrogênio circulado para separação de gás e líquido, uma válvula de retenção que impede um fluxo reverso de hidrogênio para o conduto de suprimento de hidrogênio 32, e uma válvula de gaveta que trabalha para parar a descarga de hidrogênio de exaustão a partir da pilha de célula de combustível 22. Uma diversidade de sensores é afixada ao conduto de suprimento de hidrogênio 32 e ao conduto de circulação de hidrogênio 33, para regulagem do suprimento de hidrogênio para a pilha de célula de combustível 22 e as condições de operação da pilha de célula de combustível 22. Os exemplos típicos desses sensores incluem sensores de pressão localizados nas vizinhanças de uma entrada da pilha de célula de combustível 22 e no lado de descarga da bomba de hidrogênio 34 e sensores de temperatura localizados nas vizinhanças de uma saída da pilha de célula de combustível 22 e no lado de descarga da bomba de hidrogênio 34. A água separada pelo separador de gás e líquido 38 é enviada para um tanque de recuperação 54 de múltiplas divisões no sistema de liberação 50.
[0059] No sistema de descarga de suprimento de ar 40, um suprimento do ar é medido por um medidor de vazão 43, é pressurizado por um compressor de ar 44, é umidificado por um umidificador 46 e é suprido para o catodo da pilha de célula de combustível 22 através de um conduto de suprimento de ar 42. O ar (exaustão de catodo) dos catodos da pilha de célula de combustível 22 é introduzido no umidificador 46 para a umidificação do suprimento do ar a partir do compressor de ar 44 e passa através de um separador de gás e líquido 48 para separação de gás e líquido. A água separada pelo separador de gás e líquido 48 é fluida através de um tubo de recuperação 52 para os tanques de recuperação 54 e os tanques de armazenamento temporário 57a e 57b, enquanto o gás separado (gás de exaustão) é fluído através de um tubo de gás de exaustão 51 para a porção traseira do veículo e é eventualmente liberado para a atmosfera. O separador de gás e líquido 48 usado nesta modalidade não obtém uma separação completa de gás e líquido, mas apenas separa de forma imperfeita o gás da água. Especificamente, o gás separado pelo separador de gás e líquido 48 não está completamente seco, mas pode conter vapor saturado imperfeitamente, saturado perfeitamente ou supersaturado ou conter pequenas gotículas de água além desse vapor.
[0060] O sistema de liberação 50 temporariamente acumula a água separada pelo separador de gás e líquido 38 do sistema de suprimento de hidrogênio 30 e a água separada pelo separador de gás e líquido 48 do sistema de descarga de suprimento de ar 40 nos tanques de recuperação 54 e nos tanques de armazenamento temporário 57a a 57f e libera a água acumulada através de múltiplas saídas de água 58a a 58f (seis saídas de água na estrutura da primeira modalidade). Uma válvula reguladora 53 é regulada nas vizinhanças da entrada do tanque de recuperação 54 para a regulagem do fluxo da água acumulada para o tanque de recuperação 54. As válvulas de liberação 56a a 56f são reguladas nas vizinhanças das respectivas entradas dos tanques de armazenamento temporário 57a a 57f para regular o fluxo da água acumulada nos tanques de armazenamento temporário respectivos 57a a 57f. Dentre os tanques de armazenamento temporário 57a a 57f, os tanques de armazenamento temporário 57a e 57b são projetados para receberem o fluxo de água diretamente do separador de gás e líquido 48 através de uma ramificação do tubo de recuperação 52. Os tanques de armazenamento temporário remanescentes 57c a 57f são projetados para receberem o fluxo de água acumulada no tanque de recuperação 54.
[0061] O sistema de resfriamento 60 circula um fluxo de água de resfriamento através de um conduto de circulação de água de resfriamento 62, o qual inclui um percurso de fluxo de água de resfriamento formado dentro da pilha de célula de combustível 22, para o resfriamento da pilha de célula de combustível 22. O conduto de circulação de água de resfriamento 62 tem uma bomba de água de resfriamento 64 para circulação do fluxo de água de resfriamento e um radiador 66 com um ventilador para resfriamento da água de resfriamento circulada com o fluxo do ar externo. Para fins de controle da temperatura da água de resfriamento, sensores de temperatura para a medição da temperatura da água de resfriamento estão localizados nas vizinhanças de uma saída da pilha de célula de combustível 22 e a jusante do radiador 66 no conduto de circulação de água de resfriamento 62.
[0062] No sistema de célula de combustível 20 tendo a configuração acima, a pilha de célula de combustível 22 é controlada através da atuação da bomba de hidrogênio 34, do compressor de ar 44 e da bomba de água de resfriamento 64 e pela regulagem das aberturas das válvulas de gaveta e válvulas de controle de fluxo em resposta a sinais enviados dos diversos sensores. O sistema de célula de combustível 20 também inclui uma unidade de controle de potência (referida a partir deste ponto como uma PCU) 70 para controle de um motor de acionamento não ilustrado, uma bateria carregável e descarregável 84 e um inversor para acionamento do motor. Estes elementos, contudo, não são essenciais para a invenção, de modo que a ilustração e a descrição detalhada destes elementos são omitidas.
[0063] Como mostrado na figura 1, a pilha de célula de combustível 22 é deixada na área central inferior no lado dianteiro do veículo e a PCU 70 está localizada acima da pilha de célula de combustível 22. O umidificador 46 e o compressor de ar 44 estão localizados na dianteira esquerda e direita da pilha de célula de combustível 22. O radiador 66 e um outro radiador 80 para condicionamento de ar no compartimento de passageiros estão localizados mais à frente. A bomba de hidrogênio 34, a bomba de água de resfriamento 64 e o separador de gás e líquido 38 estão localizados também na porção dianteira do veículo, embora estes elementos sejam omitidos da ilustração. O separador de gás e líquido 48 no sistema de descarga de suprimento de ar 40 está localizado atrás da pilha de célula de combustível 22 e no lado direito inferior dianteiro do assento do motorista (o assento do motorista no veículo de direção pela direita). O tanque de recuperação 54 é fixado abaixo da área central do compartimento de passageiros do veículo. Quatro tanques de hidrogênio a alta pressão 31a a 31 d (geralmente expressos por um número '31') são deixados na porção traseira inferior do veículo. A bateria 84 é posicionada acima dos tanques de hidrogênio a alta pressão 31a a 31 d.
[0064] Os tanques de armazenamento temporário 57a a 57f estão localizados na dianteira e na traseira das rodas dianteira 12a e 12b e na dianteira das rodas traseiras 14a e 14b. A água temporariamente armazenada nos tanques de armazenamento temporário 57a a 57f é descarregada a partir das saídas de água 58a a 58f por queda livre. A liberação e a parada do fluxo de água a partir das saídas de água 58a a 58f são controladas pela abertura e pelo fechamento das válvulas de liberação 56a a 56f. As válvulas de liberação 56a a 56f são projetadas para ajustarem livremente suas aberturas A em uma faixa de 0 a 100% pela atuação de atuadores não-ilustrados. O ajuste das aberturas A das respectivas válvulas de liberação 56a a 56f regula a liberação da água a partir das saídas de água 58a a 58f.
[0065] A figura 3 é um diagrama de blocos que mostra sinais de controle introduzidos em e extraídos de uma unidade de controle eletrônica 71, a qual é construída na PCU 70, para controle de liberação de água das saídas de água 58a a 58f. A unidade de controle eletrônica 71 é construída como um microprocessador incluindo uma CPU 72, uma ROM 73 que armazena programas de processamento, uma RAM 74 que temporariamente armazena dados, um circuito de processamento de entrada 75, que recebe sinais de entrada, e um circuito de processamento de saída 76, que extrai sinais. A unidade de controle eletrônica 71 recebe, através do circuito de processamento de entrada 75, uma velocidade de veículo Va medida por e enviada a partir de um sensor de velocidade de veículo 101, uma velocidade de vento Vw medida por e enviada a partir de um sensor de velocidade do vento 90 afixado ao centro dianteiro do veículo (veja a figura 1), um sinal de detecção de gota de chuva SWR enviado a partir de um sensor de detecção de gota de chuva 102, que detecta a presença de gotas de água de uma janela dianteira, uma temperatura do ar externo Ta medida por e enviada a partir de uma sonda de temperatura do ar 103, um ângulo de direção (o ângulo de curva do motorista de um volante de direção) Θ medido por e enviado a partir de um sensor de ângulo de direção 104, uma abertura de acelerador Acc enviada a partir de um sensor de posição de acelerador 105, que detecta a quantidade de pisada do motorista de um pedal de acelerador, uma posição de câmbio SP enviada a partir de um sensor de posição de câmbio 106 que detecta a posição de câmbio atualmente regulada pela operação do câmbio pelo motorista, um sinal de comutador de freio SWB enviado a partir de um comutador de freio 107 que detecta a operação de pisada do motorista em um pedal de freio, e um sinal de comutador de estacionamento SWP enviado a partir de um comutador de estacionamento 108 que detecta a atuação de um dispositivo de estacionamento. A unidade de controle eletrônica 71 também recebe sinais de comutador de abertura - fechamento de porta SWD1 a SWD4 enviados a partir de comutadores de abertura - fechamento de porta 109 que detectam as posições de abertura - fechamento das quatro portas (portas à esquerda e à direita), um sinal de comutador de modo de neve SWS enviado a partir de um comutador de modo de neve 110 que é regulado na frente do assento do motorista para efetuar um controle de acionamento durante um funcionamento em uma superfície com neve ou uma superfície com gelo, um nível de água HW enviado a partir de um medidor de nível de água 111 que mede o nível de água HW da água acumulada no tanque de recuperação 54, distâncias de objeto Lfl, Lfr, Lrl e Lrr enviadas a partir de uma unidade de computação de distância de objeto 95 que computa as distâncias Lfl, Lfr, Lrl e Lrr dos objetos (obstáculos) localizados nas direções dos quatro cantos do veículo em resposta a sinais de sonares de espaço 94a a 94d afixados aos quatro cantos do veículo, uma distância de veículo subseqüente Lv enviada a partir de uma unidade de computação de distância de veículo subseqüente 93, que computa a distância Lv a partir de um veículo subseqüente em resposta a um sinal de um radar de freqüência extremamente alta 92 localizada no centro traseiro do veículo, e uma informação de controle de redução de derrapagem enviada a partir de um dispositivo de controle de redução de derrapagem 112 que se encarrega de controles de redução de derrapagem (ABS, TRC e VSC), para se evitar um travamento, um giro de roda e patinagem das rodas. A unidade de controle eletrônica 71 extrai sinais de acionamento para atua-dores não-ilustrados das válvulas de liberação 56a a 56f através do circuito de processamento de saída 76.
[0066] O que vem a seguir descreve uma série de operações para liberação da água produzida pela pilha de célula de combustível 22 no sistema de célula de combustível 20 montado no veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade construído como discutido acima. A figura 4 é um fluxograma que mostra uma rotina de controle de liberação executada pela unidade de controle eletrônica 71. Esta rotina de controle de liberação é realizada repetidamente em intervalos de tempo pré-regulados (por exemplo, a cada 20 ms). A rotina de controle de liberação usa múltiplos indicadores de proibição de liberação F1 a F5, FL1 a FL3, e FR1 a FR3 e valores de correção K1 a K3 para o ajuste das aberturas A das válvulas de liberação 56a a 56f e, desse modo, para a regulagem da liberação de água a partir das respectivas saídas de água 5Ôa a 58f. Os indicadores de proibição de liberação F1 a F5, FL1 a FL3, e FR1 a FR3 e os valores de correção K1 e K2 são regulados de acordo com uma rotina de regulagem de valor de correção e indicador de estado de acionamento da figura 5, uma rotina de regulagem de indicador de atitude de veículo da figura 6, uma rotina de regulagem de indicador de curva da figura 7, uma rotina de regulagem de valor de correção e indicador de obstáculo da figura 8, e uma rotina de regulagem de indicador de carregamento / descarregamento da figura 9, as quais são repetidamente realizadas em intervalos de tempo pré-regulados (por exemplo, a cada 20 ms). Por conveniência de explanação, a descrição primeiramente refere-se ao processo de regulagem dos indicadores de proibição de liberação F1 a F5, FL1 a FL3, e FR1 a FR3 e aos valores de correção K1 e K2 e, então, ao procedimento de controle de liberação.
[0067] Quando a rotina de regulagem de valor de correção e indicador de estado de acionamento da figura 5 começa, a CPU 72 da unidade de controle eletrônica 71 primeiramente introduz dados requeridos para a regulagem do valor de correção de estado de acionamento K1 e o indicador de proibição de liberação F1, por exemplo, a velocidade de veículo Va do sensor de velocidade de veículo 101, a velocidade de vento Vw do sensor de velocidade do vento 90, a temperatura do ar externo Ta da sonda de temperatura do ar 103, e o sinal de comutador de freio SWB do comutador de freio 107 (etapa S200). A CPU 72, então, calcula uma aceleração α do veículo a partir da velocidade de veículo Va introduzida (etapa S202), e verifica o estado liga -desliga do sinal de comutador de freio SWB (etapa S204). Em resposta ao estado ligado do sinal de comutador de freio SWB, a rotina regula um valor '1' para o indicador de proibição de liberação F1 para proibir a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, impedir uma deterioração potencial da performance de frena-gem devido à liberação de água (etapa S226), antes de ser terminada.
[0068] Em resposta ao estado desligado do sinal de comutador de freio SWB, por outro lado, a velocidade de veículo Va introduzida é comparada com um valor de limite pré-regulado Va1 (etapa S206). O valor de limite Va1 depende das características do veículo e é regulado como uma velocidade de veículo (por exemplo, 90 km/h) que não impede a água liberada das saídas de água 58a a 58f de ser turbilho-nada e dispersa pelo vento do veículo. Quando a velocidade de veículo Va introduzida é maior do que o valor de limite Va1, a rotina regula o valor T para o indicador de proibição de liberação F1, para impedir a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f (etapa S226), antes de ser terminada. Essa regulagem tem por objetivo impedir a água liberada das saídas de água 58a a 58f de ser turbilhonada e dispersa pelo vento do veículo e ser derramada sobre a janela dianteira de qualquer veículo rodando atrás ou no lado. Quando a velocidade de veículo Va introduzida não é maior do que o valor de limite Va1, por outro lado, a rotina regula um coeficiente de correção de velocidade do veículo Kva, com base na velocidade de veículo Va introduzida (etapa S208). O coeficiente de coreção de velocidade do veículo kva é regulado menor para restringir a liberação de água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de veículo Va. Na estrutura da primeira modalidade, uma variação no coeficiente de correção de velocidade do veículo Kva contra a velocidade de veículo Va é regulada de antemão e armazenada como um mapa de regulagem de coeficiente de correção de velocidade de veículo na ROM 73. O procedimento da primeira modalidade lê e regula o coeficiente de correção de velocidade do veículo Kva correspondente à dada velocidade de veículo Va a partir do mapa de regulagem de coeficiente de correção de velocidade de veículo. Um exemplo do mapa de regulagem de coeficiente de correção de velocidade de veículo é mostrado na figura 10. Neste exemplo ilustrado, o coeficiente de correção de velocidade do veículo Kva é fixado para um valor '1', até a velocidade de veículo Va atingir um valor Va2, que é menor do que o valor de limite Va1 e, então, diminui com um aumento na velocidade de veículo Va a partir do valor Va2.
[0069] Após a regulagem do coeficiente de correção de velocidade do veículo Kva, a aceleração calculada α é comparada com um valor de limite a1 (etapa S210). O valor de limite a1 é regulado como uma aceleração na ocasião de uma partida com aceleração súbita do veículo. A partida com aceleração súbita do veículo pode causar a patinagem das rodas de acionamento de acordo com a condição da superfície de rodagem. Uma condição típica da superfície de rodagem causando uma derrapagem das rodas de acionamento é uma superfície de rodagem úmida. O valor de limite a1 é regulado, assim sendo, como uma aceleração de referência para estimativa do potencial de uma patinagem das rodas de acionamento pela liberação da água das saídas de água 58a a 58f. Quando a aceleração calculada α é maior do que o valor de limite a1, a rotina estima um potencial relativamente alto de uma patinagem das rodas de acionamento e regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação F1 para proibir a liberação da água das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, impedir a patinagem potencial das rodas de acionamento (etapa S226), antes de ser terminada. Quando a aceleração calculada α não é maior do que o valor de limite a1, por outro lado, a rotina estima um potencial muito baixo de uma patinagem das rodas de acionamento e regula um coeficiente de correção de aceleração Ka com base na aceleração calculada α (etapa S212). O coeficiente de correção de aceleração Ka é regulado menor para restrição da liberação da água a partir das saídas de água 58a a 58f com um aumento na aceleração a. Na estrutura da primeira modalidade, uma variação no coeficiente de correção de aceleração Ka contra a aceleração α é regulada de antemão e armazena- da como um mapa de regulagem de coeficiente de correção de aceleração na ROM 73. O procedimento da primeira modalidade lê e regula o coeficiente de correção de aceleração Ka correspondente à dada aceleração α a partir do mapa de regulagem de coeficiente de correção de aceleração. Um exemplo do mapa de regulagem de coeficiente de correção de aceleração é mostrado na figura 11. Neste exemplo ilustrado, o coeficiente de aceleração Ka é fixado para um valor T até a aceleração α atingir um valor a2 que é menor do que o valor de limite a1 e, então, diminui com um aumento na aceleração α a partir do valor a2.
[0070] Após a regulagem do coeficiente de correção de aceleração Ka, a velocidade de vento Vw é comparada com um valor de limite pré-regulado Vw1 (etapa S214). O valor de limite Vw1 é regulado como uma velocidade do vento (por exemplo, 20 m/s) que não impede a água liberada das saídas de água 58a a 58f de ser turbilhonada e dispersa pelo vento do veículo ou o fluxo de ar em relação ao veículo rodando. Quando a velocidade de vento Vw introduzida é maior do que o valor de limite Vw1, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação F1 para proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f (etapa S226), antes de ser terminada. Essa regulagem tem por objetivo impedir a água liberada das saídas de água 58a a 58f de ser turbilhonada e dispersa pelo vento do veículo e ser derramada sobre a janela dianteira de qualquer veículo rodando atrás ou no lado. Quando a velocidade de vento Vw introduzida não é maior do que o valor de limite Vw1, por outro lado, a rotina regula um coeficiente de correção de velocidade do vento Kvw com base na velocidade de vento Vw introduzida (etapa S216). O coeficiente de correção de velocidade do vento Kvw é regulado menor para restrição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de vento Vw. Na estrutura da primeira modalidade, uma variação no coeficiente de correção de velocidade do vento Kvw contra a velocidade de vento Vw é regulada de antemão e armazenada como um mapa de regulagem de coeficiente de correção de velocidade do vento na ROM 73. O procedimento da primeira modalidade lê e regula o coeficiente de correção de velocidade do vento Kvw correspondente à dada velocidade de vento Vw a partir do mapa de regulagem de coeficiente de correção de velocidade do vento. Um exemplo do mapa de regulagem de coeficiente de correção de velocidade do vento é mostrado na figura 12. Neste exemplo ilustrado, o coeficiente de correção de velocidade do vento Kvw é fixado para um valor T até a velocidade de vento Vw atingir um valor Vw2 que é menor do que o valor de limite Vw1 e, então, diminui com um aumento na velocidade de vento Vw a partir do valor Vw2.
[0071] Após a regulagem do coeficiente de correção de velocidade do vento Kvw, a temperatura do ar externo Ta introduzida é comparada com um valor de limite pré-regulado Ta1 (etapa S218). O valor de limite Ta1 é regulado como uma temperatura do ar externo que congela a água liberada antes de ser evaporada ou ser ensopada na superfície de rodagem. O valor de limite Ta1 é regulado, assim sendo, para se evitar que a água liberada seja congelada. Quando a temperatura do ar externo Ta introduzida é mais baixa do que o valor de limite Ta1, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação F1 para proibição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, impede a superfície de rodagem de ser congelada com a água liberada (etapa S226), antes de ser terminada. Quando a temperatura do ar externo Ta introduzida não é mais baixa do que o valor de limite Ta1, por outro lado, a rotina regula um coeficiente de correção de temperatura do ar externo Kta com base na temperatura do ar externo Ta introduzida (etapa S220). O coeficiente de correção de temperatura do ar externo Kta é regulado menor para restrição da libera- ção de água das saídas de água 58a a 58f com uma diminuição na temperatura do ar externo Ta. Na estrutura da primeira modalidade, uma variação no coeficiente de correção de temperatura do ar externo Kta contra a temperatura do ar externo Ta é regulada de antemão e armazenada como um mapa de regulagem de coeficiente de correção de temperatura do ar externo na ROM 73. O procedimento da primeira modalidade lê e regula o coeficiente de correção de temperatura do ar externo Kta correspondente à dada temperatura do ar externo Ta a partir do mapa de regulagem de coeficiente de correção de temperatura do ar externo. Um exemplo do mapa de regulagem de coeficiente de correção de temperatura do ar externo é mostrado na figura 13. Neste exemplo ilustrado, o coeficiente de correção de temperatura do ar externo Kta é fixado para um valor 'T, quando a temperatura do ar externo Ta for mais alta do que um valor Ta2 que é maior do que o valor de limite Ta1 e, então, diminui com uma diminuição na temperatura do ar externo Ta a partir do valor Ta2.
[0072] Na conclusão da regulagem dos respectivos coeficientes de correção Kva, Ka, Kvw e Kta, a rotina regula um valor '0' para o indicador de proibição de liberação F1 (etapa S222) e subseqüentemente regula o produto das regulagens dos respectivos coeficientes de correção Kva, Ka, Kvw e Kta para o valor de correção de estado de acionamento K1 (etapa S224), antes de ser terminada. O valor de correção de estado de acionamento K1 restringe a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f, com base nas condições de acionamento, por exemplo, a velocidade de veículo Va, a aceleração a, a velocidade de vento Vw, e a temperatura do ar externo Ta.
[0073] Quando a rotina de regulagem de indicador de atitude de veículo da figura 6 começa, a CPU 72 da unidade de controle eletrônica 71 primeiramente introduz dados requeridos para a regulagem do indicador de proibição de liberação F2 e os indicadores de proibição de liberação à esquerda e à direita FL1 e FR1, por exemplo, a informação de controle de redução de derrapagem a partir do dispositivo de controle de redução de derrapagem 112, o sinal de comutador de modo de neve SWS do comutador de modo de neve 110 e o sinal de comutador de freio SWB do comutador de freio 107 (etapa S230). A rotina, então, detecta com sucesso as condições do sinal de comutador de freio SWB e do sinal de comutador de modo de neve SWS (etapas S232 e S234). Em resposta ao estado LIGADO do sinal de comutador de freio SWB, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação F2 para proibição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, se evitar uma deterioração potencial da performance de frenagem devido à liberação de água das saídas de água 58a a 58f (etapa S246), antes de ser terminada. Em resposta ao estado LIGADO do sinal de comutador de modo de neve SWS, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação F2 para proibir a liberação da água das saídas de água 58a a 58f, antes de ser terminada (etapa S246). Essa regulagem tem por objetivo impedir desvantagens potenciais causadas pela água liberada durante um funcionamento do veículo na superfície de rodagem com neve ou com gelo, por exemplo, um potencial significativamente alto para uma derrapagem devido ao coeficiente de atrito decrescente pela água liberada e um potencial significativamente alto para uma derrapagem devido à superfície de rodagem com gelo com a água liberada. Em resposta ao estado DESLIGADO de ambos o sinal de comutador de freio SWB e o sinal de comutador de modo de neve SWS, a rotina determina se o estado atual está sob um controle de redução de derrapagem, com base na informação de controle de redução de derrapagem introduzida (etapa S236). Quando o estado atual não está sob o controle de redução de derrapagem, a rotina regula um valor '0' para o indicador de proibição de liberação F2 e os indicadores de proibição de libe- ração à esquerda e à direita FL1 e FR1 (etapa S244), antes de ser terminada. Quando o estado atual está sob um controle de redução de derrapagem, por outro lado, a rotina determina se a roda esquerda ou a roda direita está sob um controle de redução de derrapagem (etapa S238). Quando a roda esquerda está sob o controle de redução de derrapagem, a rotina regula o valor T para o indicador de proibição de liberação à esquerda FR1 para proibição da liberação de água a partir das saídas de água à esquerda 58a, 58c e 58e, o que pode afetar adversamente a derrapagem da roda esquerda (etapa S240), antes de ser terminada. Quando a roda direita está sob o controle de redução de derrapagem, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação à direita FL1 para proibição da liberação de água a partir das saídas de água à direita 58b, 58d e 58f, o que pode afetar adversamente a derrapagem da roda direita (etapa S242), antes de ser terminada.
[0074] Quando a rotina de regulagem de indicador de curva da figura 7 começa, a CPU 72 da unidade de controle eletrônica 71 primeiramente introduz dados requeridos para a regulagem do indicador de proibição de liberação F3 e os indicadores de proibição de liberação à esquerda e à direita FL2 e FR2, por exemplo, o ângulo de direção Θ do sensor de ângulo de direção 104 e a velocidade de veículo Va do sensor de velocidade de veículo 101 (etapa S250). O valor absoluto do ângulo de direção Θ introduzido é comparado com um valor de limite pré-regulado Θ1 (etapa S252). O valor de limite Θ1 é um valor de referência para a detecção de uma curva do veículo com uma curva no sentido horário ou sentido anti-horário do volante de direção. Na estrutura da primeira modalidade, um valor negativo do ângulo de direção Θ representa uma virada no sentido anti-horário do volante de direção, enquanto um valor positivo do volante de direção Θ representa um virada no sentido horário do volante de direção. Quando o cabeçote do ângulo de direção Θ é menor do que o valor de limite Θ1, a rotina não estima uma curva ou uma curva com um raio de curva grande e regula o valor '0' para o indicador de proibição de liberação F3 e os indicadores de proibição de liberação à esquerda e à direita FL2 e FR2 (etapa S254), antes de ser terminada. Quando o valor absoluto do ângulo de direção Θ não é menor do que o valor de limite Θ1, por outro lado, a velocidade de veículo Va introduzida é comparada com o valor de limite pré-regulado Va3 (etapa S256). O valor de limite Va3 é uma velocidade de veículo de referência na curva à esquerda ou na curva à direita do veículo na interseção e é regulado igual, por exemplo, a 30 km/h. Quando a velocidade de veículo Va introduzida é menor do que o valor de limite Va3, a rotina estima uma curva à esquerda ou uma curva à direita na interseção e regula o valor T para o indicador de proibição de liberação F3 para proibição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, impede uma poça de ser deixada na interseção (etapa S258), antes de ser terminada. Quando a velocidade de veículo Va introduzida não é menor do que o valor de limite Va3, por outro lado, a rotina detecta uma regulagem positiva ou uma regu-lagem negativa do ângulo de direção Θ (etapa S260). Quando o ângulo de direção Θ é uma regulagem negativa, isto é, no caso de uma curva no sentido anti-horário do volante de direção, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação à direita FR2 para restringir uma derrapagem potencial da roda direita, a qual é a roda mais externa na curva à esquerda (etapa S262), antes de ser terminada. Quando o ângulo de direção Θ é uma regulagem positiva, isto é, no caso de uma curva no sentido horário do volante de direção, ao contrário, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação à esquerda FL2 para restringir uma derrapagem potencial da roda esquerda, a qual é a roda externa na curva à direita (etapa S264), antes de ser terminada.
[0075] Quando a rotina de regulagem de valor de correção e indicador de obstáculo da figura 8 começa, a CPU 72 da unidade de controle eletrônica 71 primeiramente introduz dados requeridos para a regulagem do indicador de proibição de liberação F4, os indicadores de proibição de liberação à esquerda e à direita FL3 e FR3, e o valor de correção K2 com respeito ao veículo subseqüente, por exemplo, as distâncias de objeto Lfl, Lfr, Lrl e Lrr da unidade de computação de distância de objeto 95 e a distância de veículo subseqüente Lv a partir da unidade de computação de distância de veículo subseqüente 93, e a velocidade de veículo Va a partir do sensor de velocidade de veículo 101 (etapa S270). As distâncias de objeto Lfl, Lfr, Lrl e Lrr introduzidas são comparadas com um valor de limite pré-regulado Lref (etapa S272). O valor de limite Lref representa uma área não de derramamento em que a água liberada das saídas de água 58a a 58f não derrama sobre o objeto, e é regulado igual a, por exemplo, 50 cm e 1 m. Quando todas as distâncias de objeto Lfl, Lfr, Lrl e Lrr introduzidas não são menores do que o valor de limite Lref, a rotina regula o valor '0' para os indicadores de proibição de liberação à esquerda e à direita FL3 e FR3 (etapa S274). Quando uma das distâncias de objeto Lfl e Lrl computadas em resposta aos sinais dos sonares de espaço à esquerda 94a e 94c, dentre as distâncias de objeto Lfl, Lfr, Lrl e Lrr introduzidas é menor do que o valor de limite Lref, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação à esquerda FL3 e, desse modo, impede a água liberada das saídas de água à esquerda 58a, 58c e 58e de ser derramada sobre o objeto (etapa S276). Quando uma das distâncias de objeto Lfr e Lrr computada em resposta a sinais dos sonares de espaço à direta 94b e 94d, dentre as distâncias de objeto Lfl, Lfr, Lrl e Lrr introduzidas é menor do que o valor de limite Lref, a rotina regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação à direta FR3 e, desse modo, impede a água liberada das saídas de água à direta 58b, 58d e 58f de ser derramada sobre o objeto (etapa S278).
[0076] Após a regulagem dos indicadores de proibição de liberação à esquerda e à direita FL3 e FR3, a rotina regula as distâncias de restrição de liberação L1 e L2 com base na velocidade de veículo Va introduzida, de modo a evitar que a água liberada das saídas de água 58a a 58f seja turbilhonada e dispersa pelo vento do veículo e seja derramada sobre a janela dianteira de qualquer veículo rodando atrás ou no lado (etapa S280). A distância de restrição de liberação L1 representa uma distância de referência do veículo subseqüente com necessidade de proibição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f, ao passo que a distância de restrição de liberação L2 representa uma distância de referência a partir do veículo subseqüente sem a necessidade de restrição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f. As distâncias de restrição de liberação L1 e L2 aumentam com um aumento na velocidade de veículo Va. Na estrutura da primeira modalidade, variações nas distâncias de restrição de liberação L1 e L2 contra a velocidade de veículo Va são reguladas de antemão e armazenadas como um mapa de regulagem de distância de restrição de liberação na ROM 73. O procedimento da primeira modalidade lê e regula as distâncias de restrição de liberação L1 e L2 correspondentes à dada velocidade de veículo Va a partir do mapa de regulagem de distância de restrição de liberação. Um exemplo do mapa de regulagem de distância de restrição de liberação é mostrado na figura 14. Neste exemplo ilustrado, as distâncias de restrição de liberação L1 e L2 são reguladas de acordo com uma curva de regulagem de L1 para a distância de restrição de liberação L1 contra a velocidade de veículo Va e uma curva de regulagem de L2 para a distância de restrição de liberação L2 contra a velocidade de veículo Va.
[0077] Na conclusão da regulagem das distâncias de restrição de liberação L1 e L2, a rotina compara a distância de veículo subseqüen- te introduzida Lv com as regulagens das distâncias de restrição de liberação L1 e L2 (etapa S2887). Quando a distância de veículo subse-qüente introduzida Lv é menor do que a distância de restrição de liberação L1, a rotina regula o valor T para o indicador de proibição de liberação F4 para proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f (etapa S284), antes de ser terminada. Quando a distância de veículo subseqüente introduzida Lv não é menor do que a distância de restrição de liberação L1, mas não é maior do que a distância de restrição de liberação L2, a rotina regula o valor '0' para o indicador de proibição de liberação F4 (etapa S286) e subseqüente-mente regula o valor de correção K2 com base na distância de veículo subseqüente introduzida Lv e nas regulagens das distâncias de restrição de liberação L1 e L2 para a restrição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f (etapa S282), antes de ser terminada. A regulagem menor do valor de correção K2 restringe a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f até o maior grau. Uma variação no valor de correção K2 contra a distância de veículo subseqüente Lv em relação às distâncias de restrição de liberação L1 e L2 é mostrada na figura 15. Neste exemplo ilustrado, o valor de correção K2 aumenta com um aumento da distância de veículo subseqüente Lv a partir da distância de restrição de liberação L1, e é fixado para o valor '1' após a distância de veículo subseqüente Lv atingir a distância de restrição de liberação L2. Quando a distância de veículo subseqüente Lv é maior do que a distância de restrição de liberação L2, a rotina regula o valor '0' para o indicador de proibição de liberação F4 (etapa S290) e subseqüentemente regula o valor T para o valor de correção K2 para não dar nenhuma restrição de liberação de água das saídas de água 58a a 58f (etapa S292), antes de ser terminada.
[0078] A rotina de regulagem de indicador de carregamento / des-carregamento da figura 9 começa, a CPU 72 da unidade de controle eletrônica 71 primeiramente introduz dados requeridos para a regula-gem do indicador de proibição de liberação F5, por exemplo, os sinais de comutador de abertura - fechamento de porta SWD1 a SWD4 dos comutadores de abertura - fechamento de porta 109, a posição de câmbio SP do sensor de posição de câmbio 106 e o sinal de comutador de estacionamento SWP do comutador de estacionamento 108 (etapa S300). A rotina sucessivamente determina se a posição de câmbio SP introduzida está atualmente em uma posição P (etapa S302), se o sinal de comutador de estacionamento SWP introduzido está ATIVO (etapa S304) e se os sinais de comutador de abertura -fechamento de porta SWD1 a SWD4 introduzidos estão ATIVOS (etapa S306). Quando a posição de câmbio SP está atualmente na posição P, quando o sinal de comutador de estacionamento SWP está ATIVO ou quando qualquer um dos sinais de comutador de abertura -fechamento de porta SWD1 a SWD4 está INATIVO, a rotina assume que um motorista ou um passageiro está atualmente entrando ou saindo do compartimento de passageiros do veículo e regula o valor T para o indicador de proibição de liberação f5 (etapa S310), antes de ser terminada. Essa regulagem proíbe a liberação de água das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, impede a água liberada das saídas de água 58a a 58f de derramar sobre o motorista ou o passageiro entrando ou saindo do veículo. Quando a posição de câmbio SP não está atualmente na posição P, quando o sinal de comutador de estacionamento SWP está INATIVO e todos os sinais de comutador de abertura - fechamento de porta SWD1 a SWD4 estão ATIVOS, a rotina assume que nenhum motorista ou passageiro está atualmente entrando ou saindo do veículo e regula o valor '0' para o f5 (etapa S308), antes de ser terminada.
[0079] A rotina de controle de liberação da figura 4 controla a liberação de água das saídas de água 58a a 58f, com base nas regula- gens dos indicadores de proibição de liberação F1 a F5, FL1 a FL3 e FR1 a FR3, e nos valores de correção K1 e K2, como discutido abaixo. Quando a rotina de controle de liberação da figura 4 começa, a CPU 72 da unidade de controle eletrônica 71 primeiramente introduz os dados requeridos para o controle de liberação de água das saídas de água 58a a 58f, por exemplo, o sinal de detecção de gota de chuva SWR do sensor de detecção de gota de chuva 102, o nível de água HW do medidor de nível de água 111 e as regulagens dos indicadores de proibição de liberação F1 a F5, FL1 a FL3 e FR1 a FR3 e dos valores de correção K1 e K2 (etapa S100). A rotina subseqüentemente determina se o sinal de detecção de gota de chuva SWR está ATIVO, isto é, se a presença de gotas de chuva é detectada (etapa S102). Em resposta ao estado ATIVO do sinal de detecção de gota de chuva SWR, isto é, em resposta à detecção da presença de gotas de chuva, a rotina assume que a superfície de rodagem está úmida com a chuva e não há necessidade de restrição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f. A rotina, assim sendo, regula 100% para uma abertura Al das válvulas de liberação à esquerda 56a, 56c e 56e e para uma abertura Ar das válvulas de liberação à direita 56b, 56d e 56f (etapa S104) e aciona os atuadores das válvulas de liberação 56a a 56f para regulagem as aberturas das válvulas de liberação 56a a 56f para as regulagens das aberturas de válvula Al e Ar (etapa S130), antes de ser terminada. Especificamente, as válvulas de liberação 56a a 56f são reguladas na posição plenamente aberta sob tais condições. Na condição da superfície de rodagem úmida na chuva, a água da chuva é naturalmente turbilhonada e dispersa pelo vento do veículo. Assim sendo, não há desvantagem de a água liberada das saídas de água 58a a 58f, bem como a água da chuva, ser turbilhonada e dispersa pelo vento do veículo.
[0080] Em resposta ao estado INATIVO do sinal de detecção de gota de chuva SWR, isto é, em resposta a nenhuma detecção da presença de gotas de chuva, por outro lado, a rotina verifica as regula-gens dos indicadores de proibição de liberação F1 a F5 (etapa S106). Quando a regulagem de qualquer um dos indicadores de proibição de liberação F1 a F5 é igual a 1, a rotina regula 0% para as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f (etapa S110), e aciona os atuadores das válvulas de liberação 56a a 56f para a regulagem das aberturas das válvulas de liberação 56a a 56f para as regu-lagens das aberturas de válvula Al e Ar (etapa S130), antes de ser terminada. Especificamente, as válvulas de liberação 56a a 56f são reguladas na posição plenamente fechada sob tais condições. Como discutido previamente no processo de regulagem do valor T para qualquer um dos indicadores de proibição de liberação F1 a F5 nas respectivas rotinas de regulagem das figura 5 a 9, este arranjo efetivamente impede a água liberada das saídas de água 58a a 58f de ser turbilhonada ou dispersa pelo vento do veículo e ser derramada sobre a janela dianteira de qualquer veículo rodando atrás ou no lado. Este arranjo também restringe a deterioração potencial da performance de frenagem devido à liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f. O arranjo ainda impede uma poça de ser deixada na interseção pela liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f, desse modo protegendo o motorista ou o passageiro entrando ou saindo do veículo quanto a um derramamento de água liberada das saídas de água 58a a 58f.
[0081] Quando todos os indicadores de proibição de liberação F1 a F5 são iguais a 0, o nível de água HW introduzido do tanque de recuperação 54 é comparado com os valores de limite H1 e H2 (etapa S108). O valor de limite H1 é um nível de água de referência que permite que uma quantidade suficiente de água seja recebida a partir do separador de gás e líquido 48 para o tanque de recuperação 54 e é regulado, por exemplo, igual a 30% ou 40% da capacidade total do tanque de recuperação 54. O valor de limite H2 é um nível de água de referência que estima um nível substancialmente pleno do tanque de recuperação 54 e é regulado, por exemplo, igual a 90% da capacidade total do tanque de recuperação 54. Quando o nível de água HW introduzido do tanque de recuperação 54 é menor do que o valor de limite H1, a rotina regula 0% para as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f, para a eliminação de uma desvantagem potencial devido à liberação de água das saídas de água 5Ôa a 58f (etapa S110), e aciona os atuadores das válvulas de liberação 56a a 56f para a regulagem das aberturas das válvulas de liberação 56a a 56f para as regulagens das aberturas de válvula Al e Ar (etapa S130), antes de ser terminada. Quando o nível de água HW introduzido do tanque de recuperação 54 não é menor do que o valor de limite H1, mas não é maior do que o valor de limite H2, a rotina regula um valor de correção K3 para melhoria da liberação da água das saídas de água 58a a 58f, em resposta ao nível de água mais alto HW (etapa S112), e cancela uma restrição de saída quando sendo imposta para limitação da saída da pilha de célula de combustível 22 (etapa S114). Na estrutura da primeira modalidade, uma variação no valor de correção K3 contra o nível de água HW é regulada de antemão e armazenada como um mapa de regulagem de valor de correção na ROM 73. O procedimento da primeira modalidade lê e regula o valor de correção K3 correspondente ao dado nível de água HW do mapa de regulagem de valor de correção. A regulagem menor do valor de correção K3 restringe a liberação de água das saídas de água 58a a 58f até o maior grau. Uma variação no valor de correção K3 contra o nível de água HW em relação aos valores de limite H1 e H2 é mostrada na figura 16. Neste exemplo ilustrado, o valor de correção K3 aumenta com um aumento do nível de água HW a partir do valor de limite H1 e é fixado para o valor T, após o nível de água HW atingir o valor de limite H2. Quando o nível de água HW introduzido é maior do que o valor de limite H2, a rotina regula o valor '1' para o valor de correção K3 (etapa S116) e impõe a restrição de saída para limitação da saída da pilha de célula de combustível 22 (etapa S118). A restrição de saída da pilha de célula de combustível 22 controla um conversor DC/DC se conectando a um terminal de saída não-ilustrado da pilha de célula de combustível 22 e outros elementos relevantes para limitação da saída da pilha de célula de combustível 22 e suplementa uma potência elétrica insuficiente da bateria 84. A restrição de saída da pilha de célula de combustível 22 reduz a quantidade de água produzida pela pilha de célula de combustível 22 por unidade de tempo e, desse modo, efetivamente impede o tanque de recuperação 54 de atingir seu nível pleno.
[0082] Após a regulagem do valor de correção K3, a rotina regula as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f como o produto da regulagem do valor de correção K3, os valores de correção de entrada K1 e K2 e o valor '100' (etapa S120) e, subse-qüentemente, checa as regulagens dos indicadores de proibição de liberação à esquerda FL1 a FL3 (etapa S122). Quando a regulagem de qualquer um dos indicadores de proibição de liberação à esquerda FL1 a FL3 é igual a 1, a rotina regula 0% para a abertura Al das válvulas de liberação à esquerda 56a, 56c e 56e (etapa S124). Quando todos os indicadores de proibição de liberação à esquerda FL1 a FL3 são iguais a 0, por outro lado, a regulagem atual da abertura Al das válvulas de liberação à esquerda 56a, 56c e 56e é mantida não-modificada. A rotina subseqüentemente checa as regulagens dos indicadores de proibição de liberação à direita FR1 a FR3 (etapa S126). Quando a regulagem de qualquer um dos indicadores de proibição de liberação à direita FR1 a FR3 é igual a 1, a rotina regula 0% para a abertura Ar das válvulas de liberação à direita 56b, 56d e 56f (etapa S128). Quando todos os indicadores de proibição de liberação à direita FR1 a FR3 são iguais a 0, por outro lado, a regulagem atual da abertura Ar das válvulas de liberação à direita 56b, 56d e 56f é mantida não modificada. Na conclusão da regulagem das aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f, a rotina aciona os atuadores das válvulas de liberação 56a a 56f para a regulagem das aberturas das válvulas de liberação 56a a 56f para as regulagens das aberturas de válvula Al e Ar (etapa S130), antes de ser terminada. Quando qualquer um dos indicadores de proibição de liberação à esquerda FL1 a FL3 é igual a 1, a abertura Al das válvulas de liberação à esquerda 56a, 56c e 56e é regulada igual a 0%, para se proibir a liberação da água das saídas de água à esquerda 58a, 58c e 58e. Quando qualquer um dos indicadores de proibição de liberação à direita FR1 a FR3 é igual a 1, a abertura Ar das válvulas de liberação à direita 56b, 56d e 56f é regulada igual a 0%, para se proibir a liberação da água das saídas de água à direita 58b, 58d e 58f. Este arranjo efetivamente elimina efeitos potencialmente adversos sobre uma derrapagem de uma roda sob um controle de redução de derrapagem, restringe uma derrapagem potencial da roda externa em uma curva do veículo através da manipulação pelo motorista do volante de direção e, desejavelmente, impede a água liberada de ser derramada sobre qualquer objeto próximo.
[0083] Como descrito acima, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade adequadamente libera a água produzida pela pilha de célula de combustível 22 de acordo com o estado de acionamento do veículo, o ambiente circundante, o carregamento no e o des-carregamento do veículo, e o estado de qualquer obstáculo nas vizinhanças do veículo. O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, assim, exerce os diversos efeitos, incluindo: (1) o efeito de impedir que a água liberada das saídas de água 58a a 58f seja tur- bilhonada e dispersa pelo vento do veículo e seja derramada sobre a janela dianteira de qualquer veículo rodando atrás ou no lado; (2) o efeito de restrição de uma deterioração potencial da performance de frenagem devido à liberação de água das saídas de água 58a a 58f; (3) o efeito de impedir que uma poça seja deixada na interseção pela liberação de água das saídas de água 58a a 58f; (4) o efeito de impedir que a água liberada das saídas de água 58a a 58f derrame sobre o motorista ou o passageiro entrando ou saindo do veículo; (5) o efeito de eliminação de efeitos potencialmente adversos sobre uma derrapagem de uma roda sob um controle de redução de derrapagem; (6) o efeito de restringir uma derrapagem potencial da roda externa em uma curva do veículo através da manipulação do motorista do volante de direção; e (7) o efeito de impedir a água liberada de ser derramada sobre qualquer objeto próximo.
[0084] No veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, as aberturas Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f são reguladas para a regulagem da liberação de água das saídas de água 58a a 58f, com base na velocidade de veículo Va e na aceleração α do veículo, na velocidade de vento Vw, na temperatura do ar externo Ta, no sinal de comutador de freio SWB representando o estado do comu-tador de freio 107, o sinal de comutador de freio SWB representando o estado do comutador de modo de neve 110, a informação de controle de redução de derrapagem representando as condições do controle de redução de derrapagem, o estado de uma curva com base no ângulo de direção Θ e na velocidade de veículo Va, as distâncias Lfl, Lfr, Lrl e Lrr entre os quatro cantos do veículo e um objeto, a distância Lv do veículo subseqüente, o potencial estimado para carregamento ou des-carregamento do veículo em resposta aos sinais de comutador de abertura - fechamento de porta SWD1 a SWD4 e ao sinal de comutador de estacionamento SWP, o nível de água HW do tanque de recu- peração 54, e o sinal de detecção de gota de chuva SWR do sensor de detecção de gota de chuva 102. Estas entradas, computações e estimativas, contudo, não são restritivas de todo. A liberação de água das saídas de água 58a a 58f, de outra forma, pode ser regulada de acordo com quaisquer entradas, computações e estimativas que representam o estado de acionamento do veículo, o ambiente circundante, o potencial para carregamento ou descarregamento do veículo, e o status de qualquer obstáculo. A regulagem da liberação da água das saídas de água 58a a 58f pode não ser baseada em todas estas entradas, computações e estimativas, mas pode ser baseada em combinações adequadas de algumas dessas entradas, computações e estimativas ou baseada em combinações adequadas de algumas dessas entradas, computações e estimativas com aquelas por uma outra técnica.
[0085] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade varia continuamente o coeficiente de correção Kva contra a velocidade de veículo Va, para a redução da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de veículo Va, com a condição de a velocidade de veículo Va não ser maior do que o valor de limite Va1. A exigência é, contudo, uma variação no coeficiente de correção Kva para a redução da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de veículo Va. O coeficiente de correção Kva assim pode ser regulado para variação em incrementos contra a velocidade de veículo Va. Quando a velocidade de veículo Va não é maior do que o valor de limite Va1, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade regula o coeficiente de correção Kva para diminuição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de veículo Va. Quando a velocidade de veículo Va é maior do que o valor de limite Va1, o indicador de proibição de liberação F1 é regulado igual a 1, para proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f. Uma modificação mais simples pode permitir a liberação de água das saídas de água 58a a 58f sob a condição de a velocidade de veículo Va não ser maior do que o valor de limite Va1, enquanto se proíbe a liberação de água das saídas de água 58a a 58f sob a condição de a velocidade de veículo Va ser maior do que o valor de limite Va1. O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade regula o coeficiente de correção Kva para diminuição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de veículo Va, com a condição de a velocidade de veículo Va não ser maior do que o valor de limite Va1. Uma outra modificação possível pode regular um limite superior da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f correspondente à velocidade de veículo Va e permitir a liberação de água na faixa de regulagem do limite superior. É preferível que o limite superior diminua com um aumento na velocidade de veículo Va. Ainda uma outra modificação possível pode discriminar o estado de acionamento do veículo a partir do estado de parada do veículo, com base na velocidade de veículo Va, e regular a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f no estado de acionamento para ser menor do que a liberação de água no estado de parada. O procedimento desta modificação pode regular respectivos limites superiores da liberação de água das saídas de água 58a a 58f no estado de parada e no estado de acionamento e permitir a liberação de água das saídas de água 58a a 58f na faixa de regulagem do limite superior no estado correspondente. Uma outra modificação possível pode discriminar o estado de acionamento do veículo do estado de parada do veículo, com base na velocidade de veículo Va e regular a liberação de água das saídas de água 58a a 58f no estado de acionamento para ser menor do que a produção de água pela pilha de célula de combustível 22 no estado de acionamento, enquanto regula a liberação de água das saídas de água 58a a 58f no estado de parada para ser maior do que a produção de água pela pilha de célula de combustível 22 no estado de parada.
[0086] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade varia linearmente o coeficiente de correção Ka contra a aceleração a, para redução da liberação de água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na aceleração a, com a condição de a aceleração α não ser maior do que o valor de limite a1. A exigência é, contudo, uma variação no coeficiente de correção Ka para redução da liberação de água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na aceleração a. O coeficiente de correção Ka assim pode ser regulado para variação em incrementos contra a aceleração a. Quando a aceleração α não é maior do que o valor de limite α1, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade regula o coeficiente de correção Ka para diminuição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f com um aumento na aceleração a. Quando a aceleração α é maior do que o valor de limite α1, o indicador de proibição de liberação F1 é regulado igual a 1, para proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f. Uma modificação mais simples pode permitir a liberação de água das saídas de água 58a a 58f sob a condição de a aceleração α não ser maior do que o valor de limite a1, enquanto proíbe a liberação de água das saídas de água 58a a 58f sob a condição da aceleração α ser maior do que o valor de limite a1.
[0087] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade continuamente varia o coeficiente de correção Kvw contra a velocidade de vento Vw para redução da liberação de água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de vento Vw, com a condição de a velocidade de vento Vw não ser maior do que o valor de limite Vw1. A exigência é, contudo, uma variação no coeficiente de correção Kvw para redução da liberação de água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de vento Vw. O coeficiente de correção Kvw assim pode ser regulado para variar em incrementos contra a velocidade de vento Vw. Quando a velocidade de vento Vw não é maior do que o valor de limite Vw1, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade regula o coeficiente de correção Kvw para diminuição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na velocidade de vento Vw. Quando a velocidade de vento Vw é maior do que o valor de limite Vw1, o indicador de proibição de liberação F1 é regulado igual a 1 para a proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f. Uma modificação mais simples pode permitir a liberação de água das saídas de água 58a a 58f sob a condição de a velocidade de vento Vw não ser maior do que o valor de limite Vw1, enquanto proíbe a liberação de água das saídas de água 58a a 58f sob a condição de a velocidade de vento Vw ser maior do que o valor de limite Vw1.
[0088] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade linearmente varia o coeficiente de correção Kta contra a temperatura do ar externo Ta, para melhoria da liberação de água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na temperatura do ar externo Ta, com a condição de a temperatura do ar externo Ta não ser menor do que o valor de limite Ta1. A exigência é, contudo, uma variação no coeficiente de correção Kta para melhoria da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f com um aumento na temperatura do ar externo Ta. O coeficiente de correção Kta assim pode ser regulado para variação em incrementos contra a temperatura do ar externo Ta. Quando a temperatura do ar externo Ta não é mais baixa do que o valor de limite Ta1, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade regula o coeficiente de correção Kta para melhoria da liberação da água das saídas de água 58a a 58f com um aumento na temperatura do ar externo Ta. Quando a temperatura do ar externo Ta é menor do que o valor de limite Ta1, o indicador de proibição de liberação F1 é regulado igual a 1 para proibição da liberação de água das saídas de água 58a a 58f. Uma modificação mais simples pode permitir a liberação de água das saídas de água 58a a 58f sob a condição de a temperatura do ar externo Ta não ser menor do que o valor de limite Ta1, enquanto se proíbe a liberação de água das saídas de água 58a a 58f sob a condição da temperatura do ar externo Ta ser menor do que o valor de limite Ta1.
[0089] No veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, em resposta ao estado ATIVO do sinal de comutador de freio SWB, o indicador de proibição de liberação F2 é regulado igual a 1 para a proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, para se restringir a deterioração potencial da performance de frenagem devido à liberação de água. Uma modificação possível pode não proibir a liberação de água das saídas de água 58a a 58f, mesmo no estado ATIVO do sinal de comutador de freio SWB. O procedimento desta modificação pode regular a liberação de água das saídas de água 58a a 58f no estado ATIVO do sinal de comutador de freio SWB para ser menor do que a liberação de água no estado INATIVO do sinal de comutador de freio SWB.
[0090] No veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, em resposta ao estado ATIVO do sinal de comutador de modo de neve SWS, o indicador de proibição de liberação F2 é regulado igual a 1, para a proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, para se evitar que a água liberada seja congelada na superfície de rodagem com neve. Uma modificação possível pode não proibir a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f, mesmo no estado ATIVO do sinal de comutador de modo de neve SWS. O procedimento desta modificação pode regular a liberação de água das saídas de água 58a a 58f no estado ATIVO do sinal de comutador de modo de neve SWS para ser menor do que a liberação de água no estado INATIVO do sinal de comutador de modo de neve SWS.
[0091] No veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, quando qualquer roda está sob um controle de redução de derrapagem, o indicador de proibição de liberação no lado em que a liberação de água pode afetar adversamente uma derrapagem da roda (o indicador de proibição de liberação à esquerda FL1 ou o indicador de proibição de liberação à direita FR1) é regulado igual a 1, para a proibição da liberação de água a partir de todas as saídas de água no lado da roda sob o controle de redução de derrapagem. Contudo, não é essencial proibir a liberação de água de todas as saídas de água no lado da roda sob controle de redução de derrapagem. Uma modificação possível pode proibir a liberação de água apenas a partir da saída de água correspondente à roda sob o controle de redução de derrapagem, por exemplo, a liberação de água apenas a partir da saída de água 58a quando a roda dianteira esquerda 12a estiver sob o controle de redução de derrapagem, enquanto permite a liberação de água a partir das saídas de água 58c e 58e no mesmo lado. Uma outra modificação possível pode proibir a liberação de água de todas as saídas de água 58a a 58f quando qualquer roda estiver sob um controle de redução de derrapagem.
[0092] Quando o valor absoluto do ângulo de direção Θ não é menor do que o valor de limite Θ1 e quando a velocidade de veículo Va é menor do que o valor de limite Va3, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade estima uma curva na interseção e regula o valor T para o indicador de proibição de liberação F3 para proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f e, desse modo, impedir que uma poça seja deixada na interseção. Uma curva na interseção pode ser estimada, com base no acendimento de um sinal de seta em combinação com os resultados acima de comparação. Em resposta à estimativa de uma curva na interseção, o procedimento pode apenas reduzir a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f, ao invés de proibir completamente a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f.
[0093] Quando o valor absoluto do ângulo de direção Θ não é menor do que o valor de limite Θ1 e quando a velocidade de veículo Va não é menor do que o valor de limite Va3, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade estima uma curva e regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação à esquerda FL2 ou o indicador de proibição de liberação à direita FR2, para a proibição da liberação de água a partir das saídas de água no lado externo da curva e, desse modo, restringir uma derrapagem potencial da roda externa na curva. Uma modificação possível pode proibir a liberação de água de todas as saídas de água 58a a 58f quando o veículo estiver em uma curva.
[0094] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade computa as distâncias Lfl, Lfr, Lrl e Lrr entre os quatro cantos do veículo e um objeto, em resposta aos sinais dos sonares de espaço 94a a 94d localizados nos quatro cantos do veículo. As localizações dos sonares de espaço 94a a 94d não são restritas aos quatro cantos do veículo, mas podem ser reguladas arbitrariamente. Quando qualquer uma das distâncias Lfl, Lfr, Lrl e Lrr entre os quatro cantos do veículo e um objeto, as quais são computadas em resposta aos sinais dos sonares de espaço 94a a 94d, é menor do que o valor de limite Lref, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade proíbe a liberação da água das saídas de água no lado em que o objeto está presente. Isto impede a água liberada de ser derramada sobre o objeto, o qual está distante do veículo apenas pela distância de menos do que o valor de limite Lref. Uma modificação possível pode reduzir apenas a liberação de água das saídas de água no lado em que o objeto está presente. Uma outra modificação possível pode proibir a liberação de água da saída de água localizada na direção do objeto, por exemplo, a liberação de água apenas a partir da saída de água 5Ôa, quando a distância Lf1 do objeto computada em resposta ao sinal do sonar de espaço 94a for menor do que o valor de limite Lref, enquanto permite a liberação de água das outras saídas de água 5Ôb a 58f.
[0095] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade regula as distâncias de restrição de liberação L1 e L2 com base na velocidade de veículo Va e regula o valor '1' para o indicador de proibição de liberação F4 para a proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f quando a distância de veículo subseqüente Lv for menor do que a distância de restrição de liberação L1. Uma modificação possível pode reduzir a liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f, ao invés de proibir completamente a liberação de água, mesmo quando a distância de veículo subseqüente Lv for menor do que a distância de restrição de liberação L1. Quando a distância de veículo subseqüente Lv não é menor do que a distância de restrição de liberação L1, mas não é maior do que a distância de restrição de liberação L2, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade varia continuamente o valor de correção K2 para restrição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f até o maior grau, com uma diminuição na distância de veículo subseqüente Lv. O valor de correção K2 alternativamente pode ser variado em incrementos. As distâncias de restrição de liberação L1 e L2 podem ser reguladas, independentemente da velocidade de veículo Va, enquanto o procedimento da primeira modalidade regula as distâncias de restrição de liberação L1 e L2 com base na velocidade de veículo Va.
[0096] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade estima o potencial para carregamento em ou descarregamento do veículo, em resposta à posição de câmbio SP, ao sinal de comutador de estacionamento SWP e aos sinais de comutador de abertura - fechamento de porta SWD1 a SWD4. O potencial para carregamento ou descarregamento do veículo pode ser estimado em resposta ao estado liga - desliga de um comutador de folha além destas entradas. O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade proíbe a liberação de água a partir de todas as saídas de água 5Ôa a 5Ôf, no caso de uma estimativa do potencial para carregamento em ou descarregamento do veículo. Uma modificação possível pode proibir a liberação de água apenas a partir da saída de água nas vizinhanças de um assento para o qual o potencial para carregamento ou descarregamento é estimado, enquanto se permite a liberação de água a partir das outras saídas de água. Por exemplo, o procedimento proíbe a liberação de água apenas a partir da saída de água 58c nas vizinhanças de um assento dianteiro esquerdo, no caso de estimativa do potencial para carregamento ou descarregamento em ou do assento dianteiro esquerdo, enquanto se permite a liberação de água das outras saídas de água 58a, 58b, e 58d a 58f.
[0097] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade regula as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f para a posição plenamente aberta (100%), em resposta à detecção da presença de gotas de chuva com o sensor de detecção de gota de chuva 102. As aberturas de válvula Al e Ar alternativamente podem ser variadas de acordo com o nível de água HW do tanque de recuperação 54. No veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f são reguladas para a posição plenamente aberta (100%) em resposta à detecção da presença de gotas de chuva com o sensor de detecção de gota de chuva 102. Uma modificação possível pode regular as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f para a posição plenamente aberta (100%) quando detecção da presença de gotas de chuva com o sensor de detecção de gota de chuva 102 continuar por ou além de um período de tempo pré-regulado. O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade assume a superfície de rodagem úmida em resposta à detecção de gotas de chuva com o sensor de detecção de gota de chuva 102 e regula as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f para a posição plenamente aberta (100%). Uma outra modificação possível pode assumir a superfície de rodagem úmida com base na reflectância observada da superfície de rodagem e regular as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f para a posição plenamente aberta (100%).
[0098] Quando o nível de água HW do tanque de recuperação 54 é menor do que o valor de limite H1, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade regula as aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f para a posição plenamente fechada (0%) para proibição da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f. A liberação de água das saídas de água 58a a 58f alternativamente pode ser permitida mesmo quando o nível de água HW do tanque de recuperação 54 for menor do que o valor de limite H1. Quando o nível de água HW do tanque de recuperação 54 não é menor do que o valor de limite H1, mas não é mais alto do que o valor de limite H2, o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade continuamente varia o valor de correção K3 para melhoria da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f com uma elevação do nível de água HW do tanque de recuperação 54. O valor de correção K3 alternativamente pode ser variado em incrementos. Uma outra modificação possível pode fixar o valor de correção K3 para um valor pré-regulado quando o nível de água HW do tanque de recuperação 54 não for menor do que o valor de limite H1, mas não for mais alto do que o valor de limite H2. O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade impõe a restrição de saída da pilha de célula de combustível 22, quando o nível de água HW do tanque de recuperação 54 for mais alto do que o valor de limite H2. Uma modificação possível pode impor a restrição de saída da pilha de célula de combustível 22, mesmo quando o nível de água HW do tanque de recuperação 54 estiver mais alto do que o valor de limite H2.
[0099] A diversidade de outras técnicas pode ser aplicada para o controle da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f: por exemplo, a técnica de detecção da rugosidade da superfície de rodagem, a qual afeta o derramamento de gotículas de água, e a regu-lagem das aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f; a técnica de regulagem do nível de água HW do tanque de recuperação 54 de acordo com a previsão do tempo introduzida por um sistema de navegação e o controle da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f; e a técnica de regulagem das aberturas de válvula Al e Ar das válvulas de liberação 56a a 56f com base em uma informação geográfica.
[00100] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade tem as seis saídas de água 58a a 58f para liberação de água a partir dali. O número de saídas de água, contudo, não está restrito a 6, mas pode ser menor do que 6, por exemplo, 4, ou pode ser maior do que 6, por exemplo, 8. No veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, os tanques de armazenamento temporário 57a a 57f estão localizados a jusante das válvulas de liberação 56a a 56f. A água acumulada nos tanques de armazenamento temporário 57a a 57f, assim, é descarregada a partir das saídas de água 58a a 58f por queda livre. Em uma estrutura modificada, as válvulas podem estar localizadas nas respectivas saídas de água 58a a 58f e as aberturas destas válvulas são reguladas para controle da liberação de água a partir das saídas de água 58a a 58f. Os tanques de armazenamento temporário 57a a 57f podem ser omitidos da estrutura, quando não-requeridos.
[00101] O veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade tem o conduto de circulação de hidrogênio 33 para a circulação do hidrogênio nâo-reagido, o qual é descarregado a partir da pilha de célula de combustível 22, para o conduto de suprimento de hidrogênio 32. O conduto de circulação de hidrogênio 33 pode ser omitido, quando não-requerido.
[00102] No veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, o separador de gás e líquido 48 do sistema de descarga de suprimento de ar 40 não atinge uma separação completa de gás e líquido. O separador de gás e líquido pode ter a capacidade de completar a separação de gás e líquido. B. Segunda Modalidade [00103] O que vem a seguir descreve um outro veículo a célula de combustível 210 como um corpo em movimento em uma segunda modalidade da invenção. A figura 17 é uma vista plana que mostra um layout de plano de dispositivos montados no veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade. A figura 18 é um diagrama de sistema que mostra esquematicamente a configuração de um sistema de célula de combustível 220 montado no veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade. Como mostrado nas figuras 17 e 18, o veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade tem a configuração similar àquela do veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, exceto por uma saída de direção variável 260 localizada em uma extremidade de descarga do tubo de gás de exaustão 51 incluído no sistema de célula de combustível 220. De modo a se evitar a explanação duplicada, os constituintes no veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade similares àqueles no veí- culo a célula de combustível 10 da primeira modalidade são expressos por números iguais e não são especificamente descritos aqui.
[00104] Com referência às figura 17 e 18, o gás de exaustão separado pelo separador de gás e líquido 48 é fluído através do tubo de gás de exaustão 51 para o lado traseiro da roda traseira atrás do assento do motorista (isto é, o lado traseiro direito do veículo) e é liberado através da saída de direção variável 260 para a atmosfera. A figura 19 ilustra esquematicamente a estrutura da saída de direção variável 260 localizada na extremidade de descarga do tubo de gás de exaustão 51. A figura 20 mostra uma operação da saída de direção variável 260. Como ilustrado, a saída de direção variável 260 inclui um tubo estacionário 262 que tem uma extremidade cortada em um ângulo de aproximadamente 45 graus e é disposto em uma orientação substancialmente horizontal para conexão ao tubo de gás de exaustão 51, um tubo móvel curto 264 que tem uma extremidade cortada de junta em um ângulo de aproximadamente 45 graus para ligação ao tubo estacionário 262, e um motor 268 que trabalha como um atuador para rotação do tubo móvel 264 no ângulo de aproximadamente 90 graus, como mostrado nas figuras 20(a) e 20(b). A borda da extremidade cortada de junta do tubo móvel 264 e a borda da extremidade cortada do tubo estacionário 262 são fixadas a um eixo de rotação 266 do motor 268. O gás de exaustão contendo vapor fluído através do tubo de gás de exaustão 51 é liberado na direção do tubo móvel 264, o qual é ajustado no ângulo entre a direção verticalmente para baixo da figura 20(a) e a direção horizontal da figura 20(b). A direção de movimento do tubo móvel 264 tem componentes na direção lateral e na direção para trás do veículo, uma vez que o tubo móvel 264 faz um ângulo de aproximadamente 45 graus com a face lateral do veículo, como mostrado claramente nas figuras 17 e 19. Durante um funcionamento do veículo, o gás de exaustão é liberado da saída de direção variável 260 no ar- ranjo voltado para o tubo móvel 264 na direção horizontal (isto é, o estado da figura 20(b) tendo as componentes na direção lateral e na direção para trás do veículo). O gás de exaustão separado pelo separador de gás e líquido 48 contém vapor. Parte do vapor é liquefeita antes da liberação da saída de direção variável 260 e é liberada com o gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260. A água liquefeita e liberada com o gás de exaustão da saída de direção variável 260 é fluida de forma oblíqua para trás do veículo. O vento do veículo ou o fluxo de ar causado pelo funcionamento do veículo é relativamente forte na metade traseira através da largura do veículo, especialmente na porção central traseira do veículo. O efeito do vento do veículo é reduzido com um aumento na distância a partir da face lateral do veículo. A liberação do gás de exaustão obliquamente para trás do veículo, assim, desejavelmente, reduz o efeito do vento do veículo sobre a água liberada com o gás de exaustão e, desse modo, impede a água liberada de ser turbilhonada no vento do veículo. A liberação do gás de exaustão obliquamente para trás do veículo diminui a velocidade relativa da água liberada com o gás de exaustão e do vapor liquefeito incluído no gás de exaustão liberado para a superfície de rodagem. A velocidade relativa mais alta de gotículas de água em relação à superfície de rodagem leva ao maior grau de derramamento de gotículas de água contra a superfície de rodagem. A velocidade relativa reduzida da água liberada e da água liquefeita em relação à superfície de rodagem, assim, efetivamente reduz a quantidade de derramamento de água. Este arranjo impede bem a água liberada de ser turbilhonada por uma perturbação como o vento do veículo, antes de atingir a superfície de rodagem. A liberação do gás de exaustão no arranjo voltado para o tubo móvel 264 obliquamente para trás do veículo tem estas vantagens discutidas acima. Em uma parada do veículo, por outro lado, o gás de exaustão é liberado da saída de direção variável 260 no arranjo voltado para o tubo móvel 264 verticalmente para baixo. Uma vez que o tubo móvel 264 se volta verticalmente para baixo, o gás de exaustão e a água liquefeita são descarregados verticalmente para baixo no contorno do veículo. Este arranjo efetivamente impede a água liquefeita de ser dispersa sobre qualquer pedestre nas vizinhanças do veículo. A liberação do gás de exaustão no arranjo de voltar o tubo móvel 264 verticalmente para baixo tem esta vantagem.
[00105] Uma unidade de controle eletrônica 271 construída na PCU 70 tem uma CPU 272, uma ROM 273 e uma RAM 274, como a unidade de controle eletrônica 71 da primeira modalidade. A unidade de controle eletrônica 271 introduz, através de seu circuito de processamento de entrada, a velocidade de veículo Va do sensor de velocidade de veículo 101, uma vazão de ar Qa do medidor de vazão 43 e uma corrente elétrica Ifc de um amperímetro 114 para um terminal de saída não-ilustrado da pilha de célula de combustível 22, para a medição da corrente de saída da pilha de célula de combustível 22. A unidade de controle eletrônica 271 extrai os sinais de acionamento para o motor 268 através de seu circuito de processamento de saída.
[00106] O que vem a seguir descreve uma série de operações do veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade construído como discutido acima, especialmente uma série de operações para liberação do gás de exaustão do sistema de descarga de suprimento de ar 40 do sistema de célula de combustível 220. A figura 21 é um fluxograma que mostra a rotina de controle de direção de liberação executada pela unidade de controle eletrônica 271 para controle da direção de liberação do gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260. Esta rotina é repetidamente realizada em intervalos de tempo pré-regulados (por exemplo, a cada 200 ms).
[00107] Quando a rotina de controle de direção de liberação começa, a CPU 272 da unidade de controle eletrônica 271 primeiramente introduz dados requeridos para controle, por exemplo, da velocidade de veículo Va a partir do sensor de velocidade do veículo 101, da corrente elétrica Ifc a partir do amperímetro 114 e da vazão de ar Qa a partir do medidor de vazão 43 (etapa S400), e calcula uma quantidade de água Qfc produzida pela pilha de célula de combustível 22 a partir da corrente elétrica Ifc introduzida (etapa S402). A corrente de saída (corrente elétrica Ifc) da pilha de célula de combustível 22 é proporcional ao peso molecular submetido à reação na pilha de célula de combustível 22. A quantidade de água produzida Qfc assim é prontamente computável a partir da corrente elétrica Ifc introduzida.
[00108] Após o cálculo da quantidade de água produzida Qfc, a rotina sucessivamente regula coeficientes de correção Pqfc, Pva e Pqa, com base na quantidade de água produzida Qfc calculada a velocidade de entrada do veículo Va, e a vazão do ar de entrada Qa (etapas S404 a S408). A rotina, então, regula um ângulo de liberação Θ como o produto dos ajustes dos coeficientes de correção Pqfc, Pva e Pqa e um valor ‘90’ (etapas 410) e aciona o motor 268 para atingir o ajuste do ângulo de liberação Θ (etapa S412), antes de ser terminada. Os coeficientes de correção Pqfc, Pva e Pqa são usados para a determinação do ângulo do tubo móvel 264 da saída de direção variável 260 e são regulados na faixa entre um valor Ό', que representa que a direção de liberação do gás de exaustão é a direção verticalmente para baixo, e um valor T, que representa que a direção de liberação é a direção horizontal. Os gráficos das figura 22, 23 e 24 respectivamente mostram uma variação no coeficiente de correção Pqfc contra a quantidade de água produzida Qfc, uma variação no coeficiente de correção Pva contra a velocidade de veículo Va e uma variação no coeficiente de correção Pqa contra a vazão de ar Qa. Como mostrado na figura 22, o coeficiente de correção Pfqc com respeito à quantidade de água produzida Qfc é regulado para aumentar com um aumento da quanti- dade de água produzida Qfc. Isto é atribuído ao fato de o aumento na quantidade de água produzida Qfc levar a um aumento na quantidade de água liberada com o gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260 e na quantidade de água liquefeita. A liberação da água obliquamente para trás do veículo efetivamente impede a água liberada de ser turbilhonada no vento do veículo, antes de atingir a superfície de rodagem, bem como de ser derramada contra a superfície de rodagem. Como mostrado na figura 23, o coeficiente de correção Pva com respeito à velocidade de veículo Va é regulado para aumentar com um aumento na velocidade de veículo Va. Isto é atribuído ao fato da velocidade maior do veículo Va possuir o maior efeito do vento do veículo. Como mostrado na figura 24, o coeficiente de correção Pqa com relação à vazão de ar Qa é ajustado para diminuir com um aumento na vazão de ar Qa. Isto é atribuído ao fato da maior vazão de ar Qa elevar a taxa de liberação do gás de exaustão e de água. A vazão de ar Qa pode então ser substituída pela vazão do gás de exaustão através do tubo de gás de exaustão 51. o ângulo de liberação Θ é igual a 0 quando o tubo móvel 264 é disposto verticalmente para baixo, enquanto é igual a 90 quando o tubo móvel 264 é disposto na direção horizontal. Como claramente compreendido a partir dos gráficos das figuras 22 a 24, o procedimento da segunda concretização ajusta o coeficiente de correção Pva com relação à velocidade do veículo Va para possuir o maior efeito, comparado com o coeficiente de correção Pqfc em relação à quantidade de água produzida Qfc e ao coeficiente de correção Pqa em relação à vazão de ar Qa. Isto é porque o vento do veículo significativamente afeta o comportamento da água liberada que é disperso e turbilhonado. O ângulo de liberação Θ assim é considerado como a regulagem com base na velocidade de veículo Va, a qual é corrigida com a quantidade de água Qfc produzida pela pilha de célula de combustível 22 e com a vazão de ar Qa A do sistema de descarga de suprimento de ar 40. Um ajuste simples da direção do tubo móvel 264 assegura uma liberação adequada do gás de exaustão com a água.
[00109] Como descrito acima, o veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade assegura uma liberação adequada do gás de exaustão com água de acordo com a velocidade de veículo Va, a quantidade de água Qfc produzida pela pilha de célula de combustível 22 e a vazão de ar Qa do sistema de descarga de suprimento de ar 40. Sob a condição da velocidade de veículo Va alta, o gás de exaustão é liberado no arranjo de voltar o tubo móvel 264 obliquamente para trás do veículo. Este arranjo efetivamente impede a água liberada com o gás de exaustão e o vapor liquefeito incluído no gás de exaustão liberado de serem turbilhonados e dispersos pelo vento do veículo, antes de atingirem a superfície de rodagem, enquanto se restringe o derramamento de água contra a superfície de rodagem de ser turbilhona-do ou disperso pelo vento do veículo. Em resposta à grande quantidade de água Qfc produzida pela pilha de célula de combustível 22, o ângulo de liberação é corrigido para se voltar o tubo móvel 264 obliquamente para trás do veículo. Mesmo quando uma quantidade relativamente grande de água é liberada com o gás de exaustão ou uma quantidade relativamente grande de vapor no gás de exaustão liberado é liquefeita, essa correção efetivamente impede a água de ser turbi-Ihonada e dispersa pelo vento do veículo, antes de atingir a superfície de rodagem, enquanto se restringe o derramamento de água contra a superfície de rodagem de ser turbilhonado e disperso pelo vento do veículo. Em resposta à vazão de ar Qa alta do sistema de descarga de suprimento de ar 40, o ângulo de liberação é corrigido para se voltar o tubo móvel 264 verticalmente para baixo. Essa correção eleva a taxa de liberação do gás de exaustão e da água a partir da saída de direção variável 260 e efetivamente impede a água de ser fluida lateral- mente ou para trás. Sob a condição da velocidade de veículo Va baixa, por outro lado, o gás de exaustão é liberado no arranjo de se voltar o tubo móvel 264 verticalmente para baixo. O gás de exaustão e a água liquefeita, assim, são descarregados verticalmente para baixo no contorno do veículo. Isto desejavelmente impede a água liberada de ser derramada sobre qualquer pedestre nas vizinhanças do veículo.
[00110] O veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade ajusta a direção de liberação do gás de exaustão separado pelo separador de gás e líquido 48 de acordo com a velocidade de veículo Va, a quantidade de água Qfc produzida pela pilha de célula de combustível 22 e a vazão de ar Qa do sistema de descarga de suprimento de ar 40, e libera o gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260 disposta na direção de liberação ajustada. Uma estrutura modificada pode não ter o separador de gás e líquido 48, mas pode liberar o gás de exaustão sem uma separação de gás e líquido a partir da saída de direção variável 260 disposta na direção de liberação ajustada de acordo com a velocidade de veículo Va, a quantidade de água produzida Qfc e a vazão de ar Qa. Uma outra estrutura modificada pode ajustar a direção de liberação da água, a qual é separada pelo separador de gás e líquido 48 e é acumulada no tanque de recuperação 54, de acordo com a velocidade de veículo Va e a liberação de água de uma saída de direção variável disposta na direção de liberação ajustada.
[00111] O veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade ajusta a direção de liberação do gás de exaustão separado pelo separador de gás e líquido 48 de acordo com a velocidade de veículo Va, a quantidade de água Qfc produzida pela pilha de célula de combustível 22 e a vazão de ar Qa do sistema de descarga de suprimento de ar 40, e libera o gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260 disposta na direção de liberação ajustada. Uma modificação possível pode ajustar a direção de liberação do gás de exaustão de acordo com apenas a velocidade de veículo Va e a quantidade de água produzida Qfc e liberar o gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260 disposta na direção de liberação ajustada. Uma outra modificação possível pode ajustar a direção de liberação do gás de exaustão de acordo com apenas a velocidade de veículo Va e a vazão de ar Qa e liberar o liberar o gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260 disposta na direção de liberação ajustada. Uma outra modificação possível pode ajustar a direção de liberação do gás de exaustão de acordo com a velocidade de veículo Va em combinação com a quantidade de água produzida Qfc, a vazão de ar Qa e um outro fator e liberar o gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260 disposta na direção de liberação ajustada.
[00112] O veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade ajusta a direção do tubo móvel 264 com respeito à componente lateral e à componente para trás, com base na velocidade de veículo Va, na quantidade de água produzida Qfc e na vazão de ar Qa, e libera o gás de exaustão separado pelo separador de gás e líquido 48 a partir da saída de direção variável 260 disposta na direção ajustada. A direção do tubo móvel 264 pode ser ajustada apenas na direção lateral, mas não na direção traseira. C. Terceira Modalidade [00113] O que vem a seguir descreve ainda um outro veículo a célula de combustível 310 como um corpo em movimento em uma terceira modalidade da invenção. A figura 25 é uma vista plana que mostra um layout de plano de dispositivos montados no veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade. Como mostrado na figura 25, o veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade tem uma configuração similar àquela do veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade, exceto pelo fato de a direção da saída de dire- ção variável 260 localizada na extremidade de descarga do tubo de gás de exaustão 51 ser ajustada para ser idêntica à direção de movimento do veículo. De modo a se evitar a explicação duplicada, os constituintes iguais no veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade àqueles no veículo a célula de combustível 210 da segunda modalidade são expressos pelos números iguais e não especificamente descritos aqui.
[00114] No veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade, a unidade de controle eletrônica 271 executa uma rotina de controle de direção de liberação da figura 26, no lugar da rotina de controle de direção de liberação da figura 21. A rotina de controle de direção de liberação da figura 26 primeiramente introduz a velocidade de veículo Va a partir do sensor de velocidade de veículo 101 e a vazão de ar Qa do medidor de vazão 43 (etapa S420) e calcula uma vazão de liberação Vg do gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260, de acordo com a vazão de ar Qa introduzida (etapa S422). Como descrito previamente, a vazão de ar Qa é conversível na vazão do gás de exaustão descarregado a partir da pilha de célula de combustível 22. A vazão de liberação Vg do gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260, assim, é calculada a partir da seção transversal de descarga da saída de direção variável 260. A rotina, então, calcula uma velocidade de veículo relativa Vr para a superfície de rodagem a partir da velocidade de veículo Va introduzida (Etapa S424). A rotina regula o ângulo de liberação Θ, com base na velocidade de veículo relativa Vr calculada (etapa S426), e atua o motor 268 para atingir a regulagem do ângulo de liberação Θ (etapa S428), antes de ser terminada. A figura 27 mostra o ângulo de liberação Θ em relação à velocidade de veículo relativa Vr para a superfície de rodagem e a vazão de liberação Vg. O ângulo de liberação Θ representa um ângulo no qual a velocidade de veículo relativa Vr para a superfície de rodagem é can- celada pela componente da vazão de liberação Vg na direção de movimento do veículo. Esse controle elimina a componente de velocidade na direção de movimento do veículo da velocidade relativa do gás de exaustão e da água liberados a partir da saída de direção variável 260 para a superfície de rodagem e deixa apenas a componente de velocidade na direção vertical em relação à superfície de rodagem. Especificamente, a água é liberada da saída de direção variável 260 na direção vertical em relação à superfície de rodagem. Este arranjo elimina a componente de velocidade da água liberada na direção horizontal em relação à superfície de rodagem, desse modo efetivamente impedindo a água liberada de ser dispersa na superfície de rodagem e restringindo o derramamento da água contra a superfície de rodagem de ser turbilhonada no vento do veículo.
[00115] Como descrito acima, o veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade libera o gás de exaustão e a água para ter apenas a componente de velocidade na direção verticalmente para baixo em relação à superfície de rodagem, com base na vazão de liberação Vg do gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260 e na velocidade de veículo relativa Vr para a superfície de rodagem. Esse controle efetivamente impede a água liberada de ser dispersa sobre a superfície de rodagem e restringe o derramamento de água contra a superfície de rodagem de ser turbilhonado no vento do veícu- lo.
[00116] O veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade varia a direção do tubo móvel 264 da saída de direção variável 260 para a liberação do gás de exaustão e da água tendo apenas a componente de velocidade na direção verticalmente para baixo em relação à superfície de rodagem, a partir da saída de direção variável 260. Uma modificação possível pode não mudar a direção de liberação do gás de exaustão e da água, mas pode variar a vazão de liberação Vg do gás de exaustão para liberação do gás de exaustão e da água tendo apenas a componente de velocidade na direção verticalmente para baixo. Em uma estrutura modificada mostrada nas figura 28 e 29, o tubo de gás de exaustão 51 é curvado para baixo na direção vertical para ter o ângulo de liberação Θ. Uma saída de área de seção variável 370 é afixada a uma extremidade do tubo de gás de exaustão 51. A saída de área de seção variável 370 inclui um mecanismo de variação de área de seção 372 similar a uma abertura de câmara e um motor 374 funcionando como um atuador para variação da área de seção do mecanismo de variação de área de seção 372. Nesta estrutura modificada, uma rotina de regulagem de área de abertura mostrada no flu-xograma da figura 30 é executada para a computação da vazão de liberação Vg a partir do ângulo de liberação Θ e da velocidade de veículo relativa Vr para a superfície de rodagem, a qual é calculada a partir da velocidade de veículo Va introduzida, com base na relação entre a velocidade de veículo relativa Vr para a superfície de rodagem, o ângulo de liberação Θ e a vazão de liberação Vg mostrada na figura 27 (etapas S430 a S434). A rotina, então, regula uma área de abertura S do mecanismo de variação de área de seção 372 para liberação do gás de exaustão a partir da saída de área de seção variável 370 na vazão de liberação Vg computada (etapa S436), e atua o motor 374 para atingir a regulagem da área de abertura S (etapa S438). A estrutura modificada libera o gás de exaustão e a água tendo apenas a componente de velocidade na direção verticalmente para baixo em relação à superfície de rodagem, a partir da saída de área de seção variável 370. Este arranjo exerce os efeitos similares àqueles do veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade para efetivamente impedir que a água liberada seja dispersa sobre a superfície de rodagem e restringe o derramamento de água contra a superfície de rodagem quanto a ser turbilhonado no vento do veículo. Nesta estrutu- ra modificada, a vazão de liberação Vg é regulada pela variação da área de abertura da saída de área de seção variável 370. Uma outra estrutura modificada pode afixar uma bomba e uma válvula de controle de fluxo ao tubo de gás de exaustão 51 e regular a vazão de liberação Vg pela pressurização do gás de exaustão por meio da bomba e pelo ajuste da vazão de liberação do gás de exaustão pressurizado por meio da válvula de controle de fluxo.
[00117] O veículo a célula de combustível 310 da terceira modalidade libera o gás de exaustão separado pelo separador de gás e líquido 48 e a água para terem apenas a componente de velocidade na direção verticalmente para baixo em relação à superfície de rodagem, com base na vazão de liberação Vg do gás de exaustão a partir da saída de direção variável 260 e na velocidade de veículo relativa Vr para a superfície de rodagem. Uma estrutura modificada pode não ter o separador de gás e líquido 48, mas pode liberar o gás de exaustão sem uma separação de gás e líquido para ter apenas a componente de velocidade na direção verticalmente para baixo em relação à superfície de rodagem, com base na vazão de liberação Vg do gás de exaustão e na velocidade de veículo relativa Vr. Uma outra estrutura modificada pode liberar água, a qual é separada pelo separador de gás e líquido 48 e é acumulada no tanque de recuperação 54, para ter apenas a componente de velocidade na direção verticalmente para baixo em relação à superfície de rodagem, com base na velocidade de veículo relativa Vr. D. Quarta Modalidade [00118] O que vem a seguir descreve o veículo a célula de combustível 410 como um corpo em movimento em uma quarta modalidade da invenção. A figura 31 é uma vista plana que mostra um layout plano de dispositivos montados no veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade. A figura 32 é um diagrama de sistema que mostra esquematicamente a configuração de um sistema de célula de combustível 420 montado no veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade. Como mostrado nas figura 31 e 32, o veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade tem a configuração similar àquela do veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, exceto pela estrutura do sistema de liberação 50. De modo a se evitar a explicação duplicada, os constituintes iguais no veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade àqueles no veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade são expressos por números iguais e não são especificamente descritos aqui.
[00119] No veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade, o gás de exaustão da pilha de célula de combustível 22 no sistema de descarga de suprimento de ar 40 é usado para a umidificação do suprimento de ar no umidificador 46 e então é liberado para a atmosfera através de um tubo de gás de exaustão 451. O gás de exaustão contendo vapor e a água liquefeita assim são diretamente liberados a partir do tubo de gás de exaustão 451.
[00120] A figura 33 é um diagrama de blocos que mostra sinais de controle introduzidos em e extraídos de uma unidade de controle eletrônica 471, a qual é construída na PCU 70, para controle de liberação do gás de exaustão. A unidade de controle eletrônica 471 é construída como um microprocessador incluindo uma CPU 472, uma ROM 473 que armazena programas de processamento, uma RAM 474 que temporariamente armazena dados, um circuito de processamento de entrada 475 que recebe sinais de entrada, e um circuito de processamento de saída 476 que extrai sinais. A unidade de controle eletrônica 471 recebe, através do circuito de processamento de entrada 475, a velocidade de veículo Va do sensor de velocidade de veículo 101, uma corrente de FC Ifc de um sensor de corrente 423 afixado ao terminal de saída da pilha de célula de combustível 22, uma temperatura do ar Tin de um sensor de temperatura do ar 443 afixado ao lado de suprimento do sistema de descarga de suprimento de ar 40, uma contra-pressão Pb de um sensor de contrapressão 444 localizado nas vizinhanças da pilha de célula de combustível 22 no lado de descarga do sistema de descarga de suprimento de ar 40, uma temperatura de gás de exaustão Tout, uma pressão de gás de exaustão Pout e uma vazão de gás de exaustão Qout de um sensor de temperatura de gás de exaustão 453, um sensor de pressão de gás de exaustão 454 e um sensor de fluxo de gás de exaustão 455 afixados ao tubo de gás de exaustão 451, as temperaturas de água de resfriamento Tw1 e Tw2 de sensores de temperatura de água de resfriamento 461 e 462 localizados antes e depois do radiador 66 no sistema de resfriamento 60, e diversidade de sinais de detecção de vários sensores incluindo sensores de temperatura e sensores de pressão localizados no sistema de suprimento de hidrogênio 30. A unidade de controle eletrônica 471 extrai sinais de acionamento para um ventilador 66a do radiador 66 no sistema de resfriamento 60, para a bomba de água de resfriamento 64 no sistema de resfriamento 60 e para uma válvula reguladora de contrapressão 441 provida no sistema de descarga de suprimento de ar 40 através do circuito de processamento de saída 476.
[00121] O que vem a seguir descreve uma série de operações no veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade construído como discutido acima, especialmente uma série de operações para liberação do controle do gás de exaustão no sistema de descarga de suprimento de ar 40. A figura 34 é um fluxograma que mostra uma rotina de controle de liberação executada pela unidade de controle eletrônica 471. Esta rotina é repetidamente realizada em intervalos de tempo pré-regulados (por exemplo, a cada vários segundos).
[00122] Quando a rotina de controle de liberação começa, a CPU 472 da unidade de controle eletrônica 471 primeiramente introduz da- dos requeridos para controle, por exemplo, da velocidade de veículo Va a partir do sensor de velocidade de veículo 101, da corrente de FC Ifc do sensor de corrente 423, a temperatura de gás de exaustão Tout do sensor de temperatura de gás de exaustão 453, a pressão de gás de exaustão Pout do sensor de pressão de gás de exaustão 454 e a vazão de gás de exaustão Qout do sensor de fluxo de gás de exaustão 455 (etapa S500). A rotina sucessivamente calcula uma quantidade de água Qfc produzida por unidade de tempo (quantidade de água produzida) pela pilha de célula de combustível 22 a partir da corrente de FC Ifc introduzida (etapa S502), uma quantidade de liberação de vapor Qw1, a qual representa uma qualidade liberada na forma de vapor por unidade de tempo a partir do tubo de gás de exaustão 451, a partir da temperatura de gás de exaustão Tout, da pressão de gás de exaustão Pout e da vazão de gás de exaustão Qout (etapa S504), e uma quantidade de liberação de água Qw2, a qual representa uma qualidade liberada na forma de água líquida por unidade de tempo, pela subtração da quantidade de liberação de vapor Qw1 calculada da quantidade de água produzida Qfc calculada (etapa S506). O procedimento desta modalidade utiliza a pressão de vapor d'água saturado na temperatura de gás de exaustão Tout para o cálculo da quantidade de liberação de vapor Qw1. A quantidade de água produzida Qfc é computável a partir da corrente de FC Ifc, como discutido previamente.
[00123] A rotina subseqüentemente regula uma quantidade admissível de água líquida liberada para a atmosfera (nível de liberação de água admissível) Qwref correspondente à velocidade de veículo Va (etapa S508). Na estrutura da quarta modalidade, o nível de liberação de água admissível Qwref é regulado para diminuir com um aumento na velocidade de veículo Va. Uma variação no nível de liberação de água admissível Qwref contra a velocidade de veículo Va é regulada de antemão e armazenada como um mapa de regulagem de nível de liberação de água admissível na ROM 473. O procedimento da quarta modalidade lê e regula o nível de liberação de água admissível Qwref correspondente à dada velocidade de veículo Va a partir do mapa de regulagem de nível de liberação de água admissível. A figura 35 mostra um exemplo do mapa de regulagem de nível de liberação de água admissível.
[00124] A rotina, então, regula uma temperatura de célula alvo Tfc* para cancelar uma diferença entre a quantidade de liberação de água Qw2 calculada e o qwref (etapa S510), e restringe a regulagem da temperatura de célula alvo Tfc* em uma faixa de um limite de temperatura superior Tmax e um limite de temperatura inferior Tmin (etapa S512). A rotina controla o sistema de resfriamento 60 e a contrapres-são da pilha de célula de combustível 22 para acionamento da pilha de célula de combustível 22 na temperatura de célula alvo Tfc* restrita na faixa de limite de temperatura superior Tmax e limite de temperatura inferior Tmin (etapa S514), antes de ser terminada. A diferença entre a quantidade de liberação de água Qw2 e o nível de liberação de água admissível Qwref é cancelada pela variação da temperatura de operação da pilha de célula de combustível 22. Isto é porque a variação na temperatura de operação da pilha de célula de combustível 22 muda a temperatura do gás de exaustão do sistema de descarga de suprimento de ar 40 e, desse modo, varia a quantidade de liberação de vapor Qw1. Quando a quantidade de liberação de água Qw2 é maior do que o nível de liberação de água admissível Qwref, a temperatura de célula alvo Tfc* é aumentada para elevação da temperatura do gás de exaustão. A elevação de temperatura do gás de exaustão aumenta a quantidade de liberação de vapor Qw1, enquanto diminui a quantidade de liberação de água Qw2. Quando a quantidade de liberação de água Qw2 é menor do que o nível de liberação de água admissível Qwref, por outro lado, a temperatura de célula alvo Tfc* é diminuída para a redução da temperatura do gás de exaustão. A queda de temperatura do gás de exaustão diminui a quantidade de liberação de vapor Qw1, enquanto aumenta a quantidade de liberação de água Qw2. A pilha de célula de combustível 22 pode ser acionada na temperatura de célula alvo Tfc*, por exemplo, pela regulagem da velocidade de revolução do ventilador 66a do radiador 66, em resposta à temperatura observada pelo sensor de temperatura da água de resfriamento 461 e pela regulagem da taxa de descarga da bomba de água de resfriamento 64 em resposta à temperatura observada pelo sensor de temperatura da água de resfriamento 461. A operação da pilha de célula de combustível 22 na temperatura de célula alvo Tfc* também pode ser atingida pelo ajuste da válvula reguladora de contrapressão 441 para a regulagem da contrapressão no sistema de descarga de suprimento de ar 40 da pilha de célula de combustível 22. Isto é atribuído ao fato de um aumento na contrapressão da pilha de célula de combustível 22 levar a uma temperatura de descarga mais alta do compressor de ar 44. A elevação da temperatura de descarga do compressor de ar 44 aumenta a taxa de umidificação no umidificador 46 para se variar significativamente a quantidade de liberação de água Qw2. O controle da contrapressão da pilha de célula de combustível 22 leva à regulagem da taxa de umidificação no umidificador 46 e, assim sendo, cancela a diferença entre a quantidade de liberação de água Qw2 e o nível de liberação de água admissível Qwref.
[00125] Como descrito acima, o veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade regula a temperatura de operação da pilha de célula de combustível 22 para cancelamento da diferença entre a quantidade de liberação de água Qw2, a qual é obtida pela subtração da quantidade de liberação de vapor Qw1 da quantidade de água produzida Qfc, e o nível de liberação de água admissível Qwref, o qual é regulado correspondente à velocidade de veículo Va. Essa regulagem da temperatura de operação permite que a quantidade de água líquida liberada do tubo de gás de exaustão 451 seja igual ao nível de liberação de água admissível Qwref. O nível de liberação de água admissível Qwref é regulado correspondente à velocidade de veículo Va para não ter substancialmente nenhum efeito ou ter muito pouco efeito sobre os veículos subseqüentes e outros próximos. A quantidade adequada de liberação de água assim é determinada de acordo com a velocidade de veículo Va.
[00126] O veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade regula a temperatura de célula alvo Tfc* como a temperatura de operação da pilha de célula de combustível 22 para cancelamento da diferença entre a quantidade de liberação de água Qw2 e o nível de liberação de água admissível Qwref. Este objetivo também é atingido pela variação da quantidade de liberação de vapor Qw1. Um procedimento modificado, assim, pode regular uma temperatura alvo do gás de exaustão a partir do tubo de gás de exaustão 451 e acionar a pilha de célula de combustível 22 para se atingir a regulagem da temperatura alvo.
[00127] O veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade regula a temperatura de célula alvo Tfc* para cancelamento da diferença entre a quantidade de liberação de água Qw2 e o nível de liberação de água admissível Qwref. A temperatura de célula alvo Tfc* pode ser computada para se tornar a quantidade de liberação de água Qw2 igual ao nível de liberação de água admissível Qwref. Quando a quantidade de liberação de água Qw2 é maior do que o nível de liberação de água admissível Qwref sob a operação da pilha de célula de combustível 22 em uma temperatura padrão, a temperatura de operação da pilha de célula de combustível 22 é variada para se tornar a quantidade de liberação de água Qw2 igual ao nível de liberação de água admissível Qwref. Quando a quantidade de liberação de água Qw2 não é maior do que o nível de liberação de água admissível Qwref sob a operação da pilha de célula de combustível 22 na temperatura padrão, por outro lado, a temperatura de operação da pilha de célula de combustível 22 não pode ser variada. Uma rotina de controle de liberação deste arranjo é mostrada no fluxograma na figura 36. Após a regulagem do nível de liberação de água admissível Qwref, esta rotina compara a quantidade de liberação de água Qw2 calculada com o nível de liberação de água admissível Qwref (etapa S520). Quando a quantidade de liberação de água Qw2 é maior do que o nível de liberação de água admissível Qwref, a rotina determina se a temperatura de célula alvo Tfc* é igual à temperatura padrão (etapa S524). Quando a temperatura de célula alvo Tfc* é igual à temperatura padrão, a rotina novamente regula a temperatura de célula alvo Tfc* com base na pressão de gás de exaustão Pout, na vazão de gás de exaustão Qout e no nível de liberação de água admissível Qwref para se tornar a quantidade de liberação de água Qw2 igual ao nível de liberação de água admissível Qwref (etapa S526). A regulagem da temperatura de célula alvo Tfc* é restrita a um limite de temperatura superior Tmax (etapa S528). A rotina, então, controla o sistema de resfriamento 60 e a contrapressão da pilha de célula de combustível 22 para acionamento da pilha de célula de combustível 22 na temperatura de célula alvo Tfc* restrita pelo limite de temperatura superior Tmax (etapa S530). Quando a temperatura de célula alvo Tfc* não é igual à temperatura padrão na etapa S524, a rotina assume que a temperatura de célula alvo Tfc* já foi regulada para se tornar a quantidade de liberação de água Qw2 igual ao nível de liberação de água admissível Qwref. A rotina assim sendo controla o sistema de resfriamento 60 e a contrapressão da pilha de célula de combustível 22 para acionamento da pilha de célula de combustível 22 na regulagem atual da temperatura de célula alvo Tfc* (etapa S530). Quando a quantidade de liberação de água Qw2 não é maior do que o nível de liberação de água admissível Qwref, a rotina assume que não há necessidade de redução da quantidade de liberação de água Qw2 pela elevação da temperatura de operação da pilha de célula de combustível 22. A rotina assim sendo regula a temperatura padrão para a temperatura de célula alvo Tfc* (etapa S522) e controla o sistema de resfriamento 60 e a contrapres-são da pilha de célula de combustível 22 para circuito da pilha de célula de combustível 22 na temperatura de célula alvo Tfc* (etapa S530). Este procedimento modificado aciona a pilha de célula de combustível 22 na temperatura padrão, quando a quantidade de liberação de água Qw2 não for maior do que o nível de liberação de água admissível Qwref. Este arranjo assegura a eficiência de geração de potência alta da pilha de célula de combustível 22.
[00128] No veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade, técnicas diversas são aplicadas para acionamento da pilha de célula de combustível 22 na temperatura de célula alvo Tfc*: isto é, a técnica de regulagem da velocidade de revolução do ventilador 66a do radiador 66 em resposta à temperatura observada pelo sensor de temperatura da água de resfriamento 461; a técnica de regulagem da taxa de descarga da bomba de água de resfriamento 64 em resposta à temperatura observada pelo sensor de temperatura da água de resfriamento 461; e a técnica de ajuste da válvula reguladora de contra-pressão 441 para a regulagem da contrapressão no sistema de descarga de suprimento de ar 40 da pilha de célula de combustível 22. Qualquer uma destas técnicas ou quaisquer duas destas técnicas podem ser aplicadas para acionamento da pilha de célula de combustível 22 na temperatura de célula alvo Tfc*.
[00129] No veículo a célula de combustível 410 da quarta modalidade, o gás de exaustão da pilha de célula de combustível 22 passa através apenas do umidificador 46 e é diretamente liberado para a at- mosfera, sem uma separação de gás e líquido no separador de gás e líquido. Como o veículo a célula de combustível 10 da primeira modalidade, contudo, o gás de exaustão da pilha de célula de combustível 22 pode passar através do separador de gás e líquido 48, antes de ser liberado para a atmosfera. Neste arranjo modificado, o controle torna a quantidade de água líquida separada pelo separador de gás e líquido 48 igual ao nível de liberação de água admissível Qwref. E. Quinta Modalidade [00130] A figura 37 ilustra esquematicamente a configuração de um veículo 1010 em uma quinta modalidade da invenção. O veículo 1010 tem uma pilha de células de combustível 1020 localizada em uma câmara de célula de combustível traseira 1012 como uma fonte de potência e é acionado pela potência de um motor 1030. O motor 1030 pode ser qualquer um de diversos tipos de motores, mas é um motor síncrono nesta modalidade. Um inversor 1031 funciona para converter uma saída de corrente contínua da pilha de células de combustível 1020 em uma corrente alternada trifásica. O motor 1030 é acionado pela corrente alternada trifásica. A potência do motor 1030 é transmitida para as rodas 1033 através de um eixo de rotação 1032 para acionamento do veículo 1010.
[00131] A pilha de células de combustível 1020 gera potência elétrica através de reações eletroquímicas de hidrogênio com oxigênio. A pilha de células de combustível 1020 pode ser qualquer um de vários tipos de células de combustível, mas não células de combustível de eletrólito de polímero nesta modalidade. Um suprimento do ar é alimentado para os eletrodos de oxigênio ou catodos das células de combustível 1020 através de um conduto de suprimento 1024. Um suprimento de hidrogênio é seqüencialmente alimentado a partir de múltiplos tanques de hidrogênio 1050 localizados em uma câmara de tanque de hidrogênio de teto 1011 através de um conduto de suprimento 1022 para eletrodos de hidrogênio ou anodos das células de combustível 1020.
[00132] Uma unidade de controle 1040 controla as operações do inversor 1031 e outros dispositivos montados no veículo 1010. A unidade de controle 1040 é construída como microprocessador, incluindo uma CPU, uma ROM e uma RAM. A unidade de controle 1040 controla as operações dos respectivos dispositivos e as exibições em um painel de instrumento 1060 localizado no assento de um passageiro 1014, de acordo com programas de controle localizados na ROM.
[00133] Um sistema de exaustão dos catodos na câmara de célula de combustível 1012 é mostrado em uma vista aumentada inferior. A exaustão de catodo dos catodos das células de combustível 1020 inclui a água produzida pelas reações eletroquímicas para geração de potência. A exaustão de catodo é fluida para um separador de gás e líquido 1021 através de uma tubulação 1024P para separação de água líquida e é descarregada a partir de um tubo de exaustão 1025. A água separada passa através de um dreno 1026 e é acumulada em um tanque de armazenamento temporário 1027 localizado abaixo do veículo 1010. A água acumulada no tanque de armazenamento temporário 1027 é liberada para a atmosfera através de um tubo de descarga 1028. O tubo de descarga 1028 é disposto atrás do tanque de armazenamento temporário 1027. A face de fundo do tanque de armazenamento temporário 1027 é inclinada a partir da extremidade traseira mais alta até a extremidade dianteira mais baixa para uma liberação suave do fluxo de água a partir do tubo de descarga 1028. Uma altura H de uma extremidade de abertura do tubo de descarga 1028 a partir da superfície de rodagem (a partir deste ponto, referida como 'altura de extremidade de abertura') é regulada suficientemente baixa para se evitar que a água liberada seja turbilhonada e dispersa pela corrente de ar durante um funcionamento do veículo 1010.
[00134] Na estrutura desta modalidade, a exaustão de anodo dos anodos não passa através do sistema de exaustão acima, mas é circulada para o conduto de suprimento 1022 para o uso efetivo do hidrogênio não consumido remanescente para a geração de potência. A exaustão de anodo dos anodos alternativamente pode ser descarregada com a exaustão de catodo do sistema de exaustão.
[00135] A figura 38 mostra as funções do tanque de armazenamento temporário 1027. O veículo 1010 está em uma parada na figura 38(a). Neste estado, a água acumulada no tanque de armazenamento temporário 1027 é liberada para fora do veículo a partir do tubo de descarga 1028. Enquanto o veículo 1010 está em uma parada, nenhuma água é turbilhonada ou dispersa pela corrente de ar.
[00136] O veículo 1010 está sob aceleração na figura 38(b). Neste estado, a água acumulada no tanque de armazenamento temporário 1027 é pressionada para trás pela força de inércia TV causada pela aceleração. Isso torna a superfície de água separada da junta do tubo de descarga 1028 e, desse modo, restringe a descarga de água. A restrição da descarga de água diminui o potencial para dispersão da água descarregada pela corrente de ar produzida abaixo do veículo.
[00137] O veículo 1010 está sob desaceleração na figura 38(c). Neste estado, a água acumulada no tanque de armazenamento temporário 1027 é pressionada para frente pela força de inércia Ά causada pela desaceleração. Isso facilita a descarga da água do tubo de descarga 1028. A corrente de ar produzida abaixo do veículo é enfraquecida sob uma desaceleração para se reduzir relativamente a dispersão da água descarregada. A altura de extremidade de abertura do tubo de descarga 1028 desejavelmente é regulada para um nível suficientemente baixo que restrinja a dispersão da água descarregada sob uma desaceleração.
[00138] Como descrito acima, no veículo 1010 da quinta modalida- de, as funções do tanque de armazenamento temporário 1027 e do tubo de descarga 1028 providas no sistema de exaustão efetivamente restringem a descarga de água sob uma aceleração, enquanto facilitam a descarga de água sob uma desaceleração. Durante um funcionamento geral, o veículo freqüentemente repete a aceleração e a desaceleração e não continua funcionando a uma velocidade de cruzeiro fixa. O arranjo de facilitação da descarga de água sob uma desaceleração e de restrição da descarga de água sob uma aceleração, assim, reduz a dispersão da água descarregada durante um funcionamento para o nível que não interfere com o acionamento suave dos veículos subseqüentes e próximos. F. Sexta Modalidade [00139] A figura 39 mostra a estrutura de um sistema de exaustão em uma sexta modalidade da invenção. A estrutura da sexta modalidade tem um tubo de descarga 1028A com uma válvula de entrada 1028V abaixo do tanque de armazenamento temporário 1027. A válvula de entrada 1028V funciona para abrir e fechar em resposta à pressão de êmbolo da corrente de ar durante um funcionamento do veículo, isto é, em resposta à pressão mantendo a corrente de ar para trás.
[00140] Os gráficos inferiores mostram as funções da válvula de entrada 1028V. A água descarregada do tubo de descarga 1028A é mais drasticamente dispersa com um aumento na velocidade do veículo para aumento da corrente de ar. Quando a velocidade do veículo excede a um nível específico Vr, uma restrição da dispersão de gotícu-las de água é demandada, uma vez que há uma possibilidade de interferência com o acionamento suave dos veículos subseqüentes e próximos. O procedimento desta modalidade regula um valor pequeno mais baixo do que o valor específico Vr para uma velocidade de projeto Vd para restrição da dispersão de gotículas de água.
[00141] A pressão de êmbolo aumenta em proporção com o qua- drado da velocidade do veículo, como mostrado pela curva P. Esta curva P dá uma pressão de êmbolo Pd correspondente à velocidade de projeto Vd. Na estrutura desta modalidade, a pressão de operação da válvula de entrada 1028V é regulada de modo que a válvula de entrada 1028V se abra em resposta à pressão de êmbolo menor do que o nível Pd, enquanto se fecha em resposta à pressão de êmbolo não menor do que o nível Pd.
[00142] No veículo da sexta modalidade, essa regulagem fecha plenamente a válvula de entrada 1028V para parada da descarga de água, quando a velocidade do veículo excede à velocidade de projeto Vd. Este arranjo efetivamente restringe a dispersão da água descarregada em um nível que pode interferir com o acionamento suave dos veículos subseqüentes e próximos.
[00143] Na estrutura da sexta modalidade, o tubo de descarga 1028A está localizado abaixo do tanque de armazenamento temporário 1027. O tubo de descarga 1028A, alternativamente, pode estar localizado à frente do tanque de armazenamento temporário 1027, como a estrutura da quinta modalidade. Não é essencial fechar plenamente a válvula de entrada 1028V, quando a velocidade do veículo exceder à velocidade de projeto Vd. O mecanismo pode reduzir, alternativamente, a abertura da válvula de entrada 1028V continuamente ou em incrementos, de acordo com a velocidade do veículo.
[00144] A válvula de entrada 1028V da sexta modalidade pode ser substituída por uma válvula eletromecânica. Esta estrutura modificada adicionalmente inclui uma unidade de controle para controle das operações da válvula eletromagnética. A unidade de controle reduz a abertura da válvula eletromagnética ou fecha plenamente a válvula eletromagnética, quando a velocidade do veículo exceder à velocidade de projeto Vd.
[00145] A figura 40 mostra a estrutura de um outro sistema de exa- ustão em um exemplo modificado. Neste exemplo modificado, a face de fundo de um tanque de armazenamento temporário 1027 A é inclinada a partir de uma extremidade dianteira mais alta para uma extremidade traseira mais baixa por uma altura L. Essa inclinação separa a água acumulada no tanque de armazenamento temporário 1027A do tubo de descarga 1028 mesmo no regime permanente, como mostrado na figura 40(a) e, desse modo, restringe a descarga de água. Este arranjo efetivamente restringe a descarga de água durante um funcionamento permanente do veículo e, assim, reduz a dispersão da água descarregada.
[00146] Enquanto o veículo está sob aceleração, a força de inércia Ά' funciona para restrição da descarga de água, como mostrado na figura 40(b). Enquanto o veículo está sob uma desaceleração, por outro lado, a força de inércia Ά' funciona para pressionar a água acumulada para frente e, desse modo, facilitar a descarga de água, como mostrado na figura 40(c). Um funcionamento do veículo naturalmente inclui um período de tempo de desaceleração. A restrição da descarga de água durante um acionamento permanente assim não é prejudicial para a acumulação de água no tanque de armazenamento temporário 1027 A.
[00147] A figura 41 mostra uma estrutura ainda de um outro sistema de exaustão em um outro exemplo modificado. Neste exemplo modificado, um tubo de descarga rígido 1028B tendo uma abertura dianteira é afixado ao tanque de armazenamento temporário 1027. No exemplo ilustrado, uma área de seção S0 na abertura dianteira do tubo de descarga 1028B é maior do que uma área de seção S1 na junta com o tanque de armazenamento temporário 1027. O tubo de descarga 1028B de outra forma pode ser formado em um formato cilíndrico tendo as áreas de seção S0 e S1 idênticas.
[00148] Na estrutura deste exemplo modificado, a pressão de êm- bolo é aplicada sobre o tubo de descarga 1028B durante um funcionamento do veículo. A água acumulada no tanque de armazenamento temporário 1027 é fluida para frente para estar fora do tubo de descarga 1028B. A pressão de êmbolo atua para restrição do fluxo para fora. Na estrutura deste exemplo modificado, a ação da pressão de êmbolo efetivamente restringe a descarga de água durante um funcionamento a uma alta velocidade.
[00149] Os gráficos inferiores mostram os efeitos de uma relação de área de seção S0/S1 sobre a restrição da descarga de água. É assumido que a velocidade de projeto Vd seja regulada ao se levar em consideração o limite inferior Vr da velocidade do veículo que requer restrição da descarga de água, como discutido acima com referência à estrutura da sexta modalidade. Uma curva P dá uma pressão de êmbolo Pa correspondente à velocidade de projeto Vd. Para restrição da descarga de água, a pressão de êmbolo Pa é para ser mais alta do que a pressão hidráulica da água acumulada no tanque de armazenamento temporário 1027 para fluir para fora a partir do tubo de descarga 1028B. A pressão hidráulica da água acumulada varia com o nível da água acumulado no tanque de armazenamento temporário 1027, mas pode ser regulado correspondentemente ao nível médio da água acumulada sob as condições de acionamento típicas. O procedimento desta modalidade regula um valor um pouco mais alto do que esta pressão hidráulica correspondente para um valor de projeto Pd da pressão de êmbolo.
[00150] A pressão em um tubo geralmente varia com uma variação na área de seção do tubo. Por exemplo, a regulagem da relação de área de seção S0/S1 do tubo de descarga 1028B para não ser menor do que 1 eleva a pressão de êmbolo na junta do tubo de descarga 1028B para ser mais alta do que a pressão de êmbolo na abertura dianteira. Neste exemplo modificado, o formato do tubo de descarga 1028Β é determinado com base em uma relação de área de seção Sd correspondente a uma relação de pressão Rd (= Pd/Pa), onde Pd denota o valor de projeto da pressão de êmbolo e Pa denota a pressão de êmbolo correspondente à velocidade de projeto Vd. A regulagem da pressão de êmbolo, assim, efetivamente restringe a descarga de água.
[00151] As modalidades discutidas acima referem-se a automóveis com células de combustível montadas nele como a fonte de potência. Os automóveis podem ter qualquer uma de outras diversas fontes de potência, incluindo baterias secundárias e capacitores, além das células de combustível. As técnicas da invenção não estão restritas aos automóveis com células de combustível montadas neles, mas também são aplicáveis à diversidade de corpos em movimento em terra incluindo trens, vagões e vários veículos, além de automóveis, bem como à diversidade de corpos em movimento não em terra.
[00152] As modalidades acima devem ser consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas. Pode haver muitas modificações, mudanças e alterações, sem se desviar do escopo ou do espírito das características principais da presente invenção. Pretende-se, portanto, que todas as mudanças no significado e na faixa de equivalência das reivindicações estejam envolvidas ali.
Aplicabilidade Industrial [00153] As técnicas da invenção são efetivamente aplicáveis às indústrias de fabricação de diversos corpos em movimento, incluindo automóveis.
REIVINDICAÇÕES

Claims (45)

1. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta o estado de movimento do referido corpo em movimento, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água no estado de movimento do referido corpo em movimento (120) detectado pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112), em comparação com a liberação da água no estado de parada do referido corpo em movimento (10).
2. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para proibir a liberação da água, quando o estado de movimento do referido corpo em movimento (10) detectado pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112) corresponder a um estado de movimento predeterminado.
3. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o estado de movimento predeterminado representa um estado no qual o referido corpo em movimento (10) se move na, ou além de uma velocidade de movimento pré-regulada.
4. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para liberação da água em uma primeira quantidade de liberação em resposta à detecção de um estado de parada do referido corpo em movimento (10) pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112), enquanto controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para liberar a água em uma segunda quantidade de liberação, a qual é menor do que a primeira quantidade de liberação, em resposta à detecção de um estado de movimento do referido corpo em movimento (10) pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
5. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 1, , caracterizado pelo fato de que o referido módulo de detecção de status (90 - 112) mede uma velocidade de movimento do referido corpo em movimento, e o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para diminuição da liberação da água com um aumento na velocidade de movimento medida pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
6. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 2, , caracterizado pelo fato de que o referido módulo de detecção de status (90 - 112) mede uma velocidade de movimento do referido corpo em movimento, e o referido módulo de controle de liberação (72) regula um limite de liberação admissível, o qual tende a diminuir com um aumento na velocidade de movimento medida pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112), e controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para liberação da água na regulagem do limite de liberação admissível.
7. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta o estado de aceleração do referido corpo em movimento, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restringir a liberação da água no caso de detecção do status de aceleração do referido corpo em movimento pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112), em comparação com a liberação da água no caso de nenhuma detec- ção do status de aceleração do referido corpo em movimento (10).
8. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a proibição da liberação da água quando uma aceleração do referido corpo em movimento medida pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112) não é menor do que um nível pré-regulado.
9. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta o estado de movimento do referido corpo em movimento, e o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para fazer a liberação da água menor do que a produção da água pelas células de combustível (22), em resposta à detecção do estado de movimento do referido cor- po em movimento (10) pelo referido módulo de detecção de status (90 -112).
10. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) mede uma velocidade de um fluxo de ar ambiente em relação ao referido corpo em movimento (10), e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para diminuição da liberação da água com um aumento na velocidade relativa do fluxo de ar ambiente medido pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
11. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para proibir a liberação da água quando a velocidade relativa do fluxo de ar ambiente medido pelo referido módulo de detecção de status (90 -112) não é menor do que um nível pré-regulado.
12. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta um estado de frenagem do referido corpo em movimento, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação de água, em resposta à detecção do estado de frenagem do referido corpo em movimento pelo referido módulo de detecção de status (90 -112).
13. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a proibição da liberação da água, quando o estado de frenagem do referido corpo em movimento detectado pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112) corresponder a um estado de frenagem predeterminado.
14. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta um estado de curva específico do referido corpo em movimento (10), e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restringir a liberação da água no caso de detecção do estado de curva específico pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112), em comparação com com a liberação da água no caso de nenhuma detecção do estado de curva específico.
15. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de liberação (58a - 58e) tem pelo menos duas saídas de água localizadas respectivamente nos lados esquerdo e direito do referido corpo em movimento para liberação da água, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a restrição da liberação da água de pelo menos uma saída de água localizada em um lado cir-cunferencial externo de uma curva do corpo em movimento (10), entre pelo menos duas saídas de água do referido módulo de liberação (58a - 58e) nos lados esquerdo e direito, no caso de detecção do estado de curva específico pelo referido módulo de detecção de status (90 -112).
16. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o estado de curva específico representa uma curva do referido corpo em movimento na ou abaixo de uma velocidade de movimento pré-regulada com um raio de curva de não mais do que um valor predeterminado.
17. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a restrição da liberação da água é proibição da liberação da água.
18. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido corpo em movimento (10) é um veículo que é equipado com um módulo de controle de derrapagem para controle de uma derrapagem de pelo menos uma roda, - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta um estado de controle de redução de derrapagem no qual o referido módulo de controle de derrapagem está ativado para controle da derrapagem de pelo menos uma roda, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água, em resposta à detecção do estado de controle de redução de derrapagem pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
19. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de liberação (58a - 58e) tem múltiplas saídas de água em múltiplos locais diferentes para liberação da água dali, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água a partir de pelo menos uma saída de água afetando a roda sob controle da derrapagem, dentre as múltiplas saídas de água do referido módulo de liberação (58a - 58e), em resposta à detecção do estado de controle de redução de derrapagem pelo referido módulo de de- tecção de status (90 - 112).
20. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a restrição da liberação da água é a proibição da liberação da água.
21. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta um estado chuvoso, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para permitir a liberação da água, sem restrição, em resposta à detecção do estado chuvoso pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
22. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para aumento da liberação da água no caso de detecção de um estado chuvoso pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112), se comparado com a liberação da água no caso de nenhuma detecção do estado chuvoso.
23. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta um estado de movimento de superfície com neve - com gelo do referido corpo em movimento (10), no qual o referido corpo em movimento (10) se move em uma superfície com neve ou em uma superfície com gelo, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água, em resposta à detecção do estado de movimento de superfície com neve - com gelo do referido corpo em movimento pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
24. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a restrição da liberação da água é a proibição da liberação da água.
25. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) mede uma temperatura do ar externo como o ambiente do referido corpo em movmento (10), e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água com uma diminuição na temperatura do ar externo medida pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
26. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta um estado de qualquer objeto localizado nas vizinhanças do referido corpo em movimento.
27. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta a presença de qualquer objeto em uma distância predeterminada do referido corpo em movimento, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restringir a liberação da água, em resposta à detecção da presença de qualquer objeto na distância predeterminada a partir do referido corpo em movimento pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
28. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de liberação (58a - 58e) tem múltiplas saídas de água em múltiplos locais diferentes para a liberação da água a partir dali, - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta a presença de qualquer objeto na distância predeterminada em múltiplas direções diferentes, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água a partir de uma saída de água correspondente a uma direção com qualquer objeto detectado na distância predeterminada pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112), dentre as múltiplas saídas de água.
29. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a restrição da liberação da água é a proibição da liberação da água.
30. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) mede uma distância entre o referido corpo em movimento e um outro corpo em movimento (10) localizado atrás do referido corpo em movimento (10), e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água, quando a distância a partir do outro corpo em movimento medida pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112) for menor do que uma distância pré-regulada.
31. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) mede uma velocidade de movimento do referido corpo em movimento, e - o referido módulo de controle de liberação (72) regula uma distância calculada a partir da velocidade de movimento medida do referido corpo em movimento para a distância pré-regulada e controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água em resposta à distância pré-regulada.
32. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a restrição da liberação da água é a proibição da liberação da água.
33. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta um estado de carregamento - descarregamento estimado de um motorista ou um passageiro carregado ou descarregado do referido corpo em movimento, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água, em resposta à detecção do estado de carregamento - descarre-gamento estimado pelo referido módulo de detecção de status (90 -112).
34. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de liberação (58a - 58e) tem múltiplas saídas de água em múltiplos locais diferentes para a liberação da água a partir dali, - o referido módulo de detecção de status (90 - 112) detecta o estado de carregamento - descarregamento estimado em múltiplas posições diferentes no referido corpo em movimento, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para restrição da liberação da água a partir de uma saída de água correspondente a uma posição em que o estado de carregamento - descarregamento estimado é detectado pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112), dentre as múltiplas saídas de água.
35. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que a restrição da liberação da água é a proibição da liberação da água.
36. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento compreendendo: um reservatório de água (54) que acumula ali a água produzida pelas células de combustível (22); um módulo de liberação (58a,- 58e) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) e a água acumulada no referido reservatório de água (54) através de pelo menos uma saída de água a partir da superfície externa do referido corpo em movimento (10) para a atmosfera; um módulo de detecção de status (90 -112) que detecta um status do referido corpo em movimento (10); e um módulo de controle de liberação (72) que controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da liberação da água, em resposta ao status detectado; caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de liberação (58a - 58e) tem múltiplas saídas de água em múltiplos locais diferentes, e - o referido módulo de controle de liberação (72) controla o referido módulo de liberação (58a - 58e) para a regulagem da água a partir das múltiplas saídas de água, em resposta ao status detectado pelo referido módulo de detecção de status (90 - 112).
37. Corpo em movimento com células de combustível (22) que são montadas nele como uma fonte de potência e geram potência elétrica com a produção de água como um subproduto, o referido corpo em movimento (210, 310) compreendendo: um módulo de liberação (260, 270) que libera a água produzida pelas células de combustível (22) a partir de superfícies externas do referido corpo em movimento (210, 310) para a atmosfera em um estado de liberação mutável; e um módulo de detecção de estado de movimento (90 -112) que detecta um estado de movimento do referido corpo em movimento (210, 310); caracterizado pelo fato de compreender ainda um módulo de controle de liberação (271) que especifica o estado de liberação da água correspondente ao estado de movimento detectado e controla o referido módulo de liberação (260, 270) para a liberação da água no estado de liberação especificado.
38. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de liberação (260, 270) muda uma direção de liberação da água, e - o referido módulo de controle de liberação (271) especifica a direção de liberação da água correspondente ao estado de movimento detectado e controla o referido módulo de liberação (260, 270) para a liberação da água na direção de liberação especificada.
39. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de estado de movimento (90 - 112) mede uma velocidade de movimento do referido corpo em movimento (210, 310), - o referido módulo de liberação (260, 270) é capaz de mudar a direção de liberação para uma direção de liberação especificada tendo uma componente em uma direção lateral do referido corpo em movimento (210, 310) e o referido módulo de controle de liberação (271) especifica a direção de liberação para melhoria da componente na direção lateral do referido corpo em movimento (210, 310) com um aumento na velocidade de movimento medida do referido corpo em movimento (210, 310) e controla o referido módulo de liberação (260, 270) para liberar a água na direção de liberação especificada.
40. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de detecção de estado de movimento (90 - 112) mede uma velocidade de movimento do referido corpo em movimento (210, 310), - o referido módulo de liberação (260, 270) é capaz de mudar a direção de liberação para uma direção de liberação especificada tendo uma componente em uma direção para trás do referido corpo em movimento (210, 310) e - o referido módulo de controle de liberação (271) especifica a direção de liberação para melhoria da componente na direção para trás do referido corpo em movimento (210, 310) com um aumento na velocidade de movimento medida do referido corpo em movimento e controla o referido módulo de liberação (260, 270) para a liberação da água na direção de liberação especificada.
41. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que: - o referido módulo de liberação (260, 270) compreende um módulo de variação de taxa de liberação (370) que varia uma taxa de liberação da água e - o referido módulo de controle de liberação (271) especifica uma condição do referido módulo de variação de taxa de liberação (370) correspondente ao estado de movimento detectado, ajusta o referido módulo de variação de taxa de liberação (370) para atingir a condição especificada e controla o referido módulo de liberação (260, 270) para liberação da água.
42. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de controle de liberação (271) especifica a condição do referido módulo de variação de taxa de liberação (370) para a diminuição de uma velocidade relativa da água para a superfície de rodagem em uma direção de movimento do referido corpo em movimento (210, 310).
43. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de variação de taxa de liberação (370) regula a área de abertura de uma saída de água para liberação da água a partir dali, de modo a se variar a taxa de liberação da água.
44. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 41, on caracterizado pelo fato de que o referido módulo de variação de taxa de liberação (370) regula a pressão em um percurso para uma saída de água para liberação da água a partir dali, de modo a se variar a taxa de liberação da água.
45. Corpo em movimento, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que o referido módulo de liberação (260, 270) libera a água em conjunto com o gás de exaustão descarregado a partir das células de combustível (22).
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