CN100355598C - 移动体 - Google Patents

Abstract

包含在从燃料电池组(22)排出的废气中的水通过气液分离器(48)分离并蓄积在回收容器(54)中。本发明的程序根据行驶状态设定排水量并选择一个或多个排水位置，所述行驶状态包括：车速和加速度，转弯状态，侧滑抑制控制的启动或非启动状态，通过间隙声纳(94a至94d)检测的与任何物体的距离，通过特高频声纳(92)检测的与后续车辆的距离和由雨滴检测传感器检测的雨滴的存在，并从在多个不同位置的排水口(58a至58f)中选定的一个或多个位置的排水口排放蓄积在回收容器(54)中的水。该布置确保将由燃料电池组(22)产生的水适当排放到大气中。

Description

移动体

技术领域

本发明涉及一种移动体。更具体地，本发明涉及一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水。

背景技术

所提出的移动体的一个例子是在车辆侧面排放由燃料电池产生的水的摩托车(例如，见日本专利早期公开公报No.2001-313056)。在车辆侧面排放由燃料电池产生的水防止由水在车轮上的飞溅造成的可能故障，例如，车轮的侧滑。

发明内容

如上所述，安装有燃料电池的车辆在行驶过程中需要排放由燃料电池产生的水。即使当以不弄湿车轮而避免可能侧滑的方式排放水时，所排放的水也可能造成后续及附近车辆的某些故障。例如，所排放的水可能被车辆行驶风卷起并飞散(散开)而飞溅在后续车辆的前玻璃上。但是，水沿横向的排放可能造成所排放的水泼溅在路肩上的行人或附近的建筑物。

本发明的目的是提供一种移动体，该移动体抑制由移动体的燃料电池所排放的水卷起和飞散所造成的可能缺陷。本发明的目的还在于提供一种移动体，该移动体抑制所排放的水飞溅在任何行人和附近的建筑物上的可能缺陷。本发明的目的还在于提供一种移动体，该移动体抑制所排放的水对位于该移动体后的另一移动体的可能影响。本发明的目的是将从燃料电池排放的水适当地排放到大气中。

为实现至少部分上述目的，本发明的移动体构造如下。

本发明的第一移动体是带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括：将由所述燃料电池产生的水蓄积在其中的蓄水容器；通过至少一个排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水和蓄积在所述蓄水容器中的水的排放单元；检测所述移动体的状态的状态检测单元；以及响应于所检测的状态控制所述排放单元以调节所述水的排放的排放控制单元。

本发明的第一移动体响应于所检测到的移动体的状态，通过至少一个排水口将由所述燃料电池产生的水和蓄积的水排出到大气中。这种布置确保根据移动体的状态将水适当地排放到大气中。在这里，术语“蓄水容器”指任何位于从燃料电池到排水口的通道中能够蓄积水的容器、器皿和空间，例如，用于蓄积水的水容器，以及用于水从燃料电池流到排水口的通道(特别是与从燃料电池排出的废气一起的水流的通道)。术语“移动体”包括任何地上(陆地)移动体，例如，汽车、列车或任何其他各种车辆。除了燃料电池外，移动体可以具有其它电力源，例如二次电池、电容器和发电机。

在本发明的第一移动体的一个优选实施例中，所述状态检测单元检测所述移动体的移动状态，并且，所述排放控制单元控制所述排放单元，以使得与在所述移动体的停止状态下所述水的排放相比，限制在由所述状态检测单元检测到所述移动体的移动状态下所述水的排放。这种布置限制在移动体移动期间水排放的可能影响，例如，使排出的水由移动体的移动引起的空气流卷起和飞散而溅在位于后面或侧面的任何另外的移动体上的可能不利(影响)，使排出的水溅在任何行人和附近建筑物上的可能不利，以及使排出的水干扰移动体的稳定移动的可能不利。

在本发明的第一移动体的在移动状态中限制水的排放的该优选实施例中，当由所述状态检测单元检测的所述移动体的移动状态对应于预定移动状态时，所述排放控制单元可控制所述排放单元以禁止所述水的排放。在预定移动状态下，这种布置有效地防止由于水的排放带来的可能不利。在此，预定移动状态可以表示所述移动体以预定移动速度或高于预定移动速度移动的状态。

在本发明的第一移动体的在移动状态中限制水的排放的上述优选实施例中，所述排放控制单元可响应由所述状态检测单元检测的所述移动体的停止状态控制所述排放单元以在第一排放量范围内排放所述水，响应由所述状态检测单元检测的所述移动体的移动状态控制所述排放单元以在第二排放量范围内排放所述水，其中该第二排放量低于所述第一排放量。这种布置确保：当移动体处于停止状态时排放的水在第一排放量范围内，而当移动体处于移动状态时在第二排放量范围内适当排放水。由此，适当防止了当移动体处于移动状态时由于水的排放带来的可能不利。

在本发明的第一移动体的在移动状态中限制水的排放的上述优选实施例中，所述状态检测单元可以检测所述移动体的移动速度。在这种情况下，排放控制单元可以控制所述排放单元以随着由所述状态检测单元检测的移动速度的增加而减少所述水的排放。在这种情况下，作为另一种应用，所述排放控制单元可以设定趋向于随着由所述状态检测单元检测的移动速度的增加而降低的允许排放限值，并且控制所述排放单元以在设定的允许排放限值范围内排放所述水。这种布置防止由于随移动体移动速度的增加更频繁地发生水的排放而带来的不利。

在本发明的第一移动体的一个优选实施例中，所述状态检测单元检测所述移动体的加速状态，并且所述排放控制单元控制所述排放单元，以与在未检测到所述移动体的加速状态的情况下所述水的排放相比，限制在由所述状态检测单元检测到所述移动体的加速状态的情况下所述水的排放。通常，移动体加速时比恒速移动时稳定性差。这种实施例限制在可能的不稳定加速状态中水排放的可能作用(不利)的叠加。当由所述状态检测单元检测的所述移动体的加速度不低于预定值时，所述排放控制单元可控制所述排放单元以禁止所述水的排放。这种布置有效地防止不低于预定值的加速度下由于水排放所带来的可能不利。

在本发明的第一移动体的一个优选实施例中，所述状态检测单元检测所述移动体的移动状态，并且所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测的所述移动体的移动状态控制所述排放单元以使排放的水少于由所述燃料电池产生的水。这种布置降低移动体在移动状态下时水的排放。

在本发明的第一移动体的另一优选实施例中，所述状态检测单元检测周围空气流相对于所述移动体的相对速度，并且所述排放控制单元控制所述排放单元以随着由所述状态检测单元检测的周围空气流的相对速度的增加而减少所述水的排放。排出的水由周围空气流造成的飞散或卷起的程度取决于周围空气流相对于排出的水的相对速度。随着周围空气流相对于移动体的相对速度的增加，所述水的排放减少。这种布置如所希望地抑制了排出的水由周围空气流而飞散或卷起。在这种优选实施例中，当由所述状态检测单元检测的周围空气流的相对速度不低于预定值时，所述排放控制单元可控制所述排放单元以禁止所述水的排放。当周围空气流相对移动体的相对速度不低于预定值时，这种布置适当地防止由于水的排放带来的可能不利。

在本发明的第一移动体的另一优选实施例中，所述状态检测单元检测所述移动体的制动状态，并且所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测的所述移动体的制动状态控制所述排放单元以限制所述水的排放。这种布置抑制排放的水对移动体的顺利制动造成的可能干扰。在该优选实施例中，当由所述状态检测单元检测的所述移动体的制动状态对应于预定制动状态时，所述排放控制单元可控制所述排放单元以禁止所述水的排放。这种布置抑制在预定制动状态下排放的水对移动体的顺利制动造成的可能干扰。

在本发明的第一移动体的另一优选实施例中，所述状态检测单元检测所述移动体的规定转弯状态，并且所述排放控制单元控制所述排放单元，以与在未检测到所述规定转弯状态的情况下所述水的排放相比，限制在由所述状态检测单元检测到的所述规定转弯状态的情况下所述水的排放。这种布置有效地防止排出的水对移动体的转弯稳定性的可能干扰，例如，作为移动体的典型例子的车辆的可能侧滑。在此，对所述水的排放的限制包括禁止所述水的排放。

在本发明的第一移动体的在规定转弯状态中限制水的排放的优选实施例中，所述排放单元具有至少两个分别位于所述移动体的左侧和右侧用以排放所述水的排水口，并且在由所述状态检测单元检测到所述规定转弯状态的情况下，所述排放控制单元控制所述排放单元，以限制在所述左侧和右侧的所述排放单元的至少两个排水口之中的、通过转弯而位于外周侧的至少一个排水口的水的排放。在移动体的转弯中，大的离心力施加在转动体的外周侧。由此，限制从通过转弯而位于外周侧的排水口排放水从而可有效地防止排出的水对移动体的转弯的稳定性的可能干扰。在该优选的实施例中，所述规定转弯状态可以表示所述移动体在等于或小于预定移动速度的速度下以不大于预定值的转弯半径转弯。这抑制了排出的水对具有不大于预定值的转弯半径的移动体的可能干扰。

在本发明的第一移动体的一种优选实施例中，所述移动体是装有侧滑控制单元以控制至少一个车轮的侧滑的车辆。所述状态检测单元检测其中所述侧滑控制单元被致动以控制所述车轮的侧滑的侧滑抑制状态，并且所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的所述侧滑抑制状态控制所述排放单元以限制所述水的排放。侧滑抑制控制夹紧侧滑车轮并且取决于路面的摩擦系数。潮湿路面相比干燥路面具有较小的摩擦系数。由此，在侧滑抑制控制状态下对水的排放的限制有效地防止排出的水对顺利进行侧滑抑制控制的可能干扰。在此，对所述水的排放的限制可以是禁止所述水的排放。在本发明的第一移动体的该优选应用中，所述排放单元具有在多个不同位置的用以排放所述水的多个排水口，并且所述排放控制单元可响应由所述状态检测单元检测到的侧滑抑制状态，控制所述排放单元以限制从所述排放单元的多个排水口中至少一个影响在侧滑控制下的车轮的排水口的所述水的排放。这种布置还有效防止排出的水对顺利进行侧滑抑制控制的可能干扰。

在本发明的第一移动体中，所述状态检测单元可以检测所述移动体的环境。这种布置根据移动体的环境确保水的适当排放。

在本发明的第一移动体的根据所检测到的移动体的环境调节水的排放的优选实施例中，所述状态检测单元检测下雨状态，并且所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的下雨状态，控制所述排放单元以允许不加限制地排放所述水。在下雨时水的排放并不影响移动体的移动条件，从而无须限制水的排放。在此，对所述水的排放的限制可以是禁止所述水的排放。在该优选实施例中，所述排放控制单元可控制所述排放单元，以与在未检测到下雨状态的情况下所述水的排放相比，增大在由所述状态检测单元检测到预定下雨状态的情况下所述水的排放。在下雨状态下，可以增加水的排放。

在本发明的第一移动体的根据所检测到的移动体的环境调节水的排放的优选实施例中，所述移动体是车辆，其中，所述状态检测单元检测其中所述移动体在积雪表面或结冰表面上移动的所述移动体的积雪-结冰表面移动状态，并且所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的所述移动体的积雪-结冰表面移动状态，控制所述排放单元以限制所述水的排放。在车辆在积雪路面或结冰路面上移动时，这种布置有效防止由于水的排放造成的可能不利，例如，提高车辆在具有排出的水而使摩擦系数较小的潮湿路面上侧滑的可能性的不利，和提高车辆在具有冻结的水的结冰路面上侧滑的可能性的不利。在此，对所述水的排放的限制可以是禁止所述水的排放。

在本发明的第一移动体的根据所检测到的移动体的环境调节水的排放的另一优选实施例中，所述状态检测单元检测外部空气温度，并且所述排放控制单元控制所述排放单元以随着由所述状态检测单元检测的外部空气温度的降低而限制(减少)所述水的排放。这种布置有效防止在外部空气温度低的条件下由于水的排放造成的可能不利，例如，使蒸汽液化而导致液态水的卷起和飞散的不利，和冻结水而增大移动体侧滑的可能性的不利。在此，对所述水的排放的限制可以是禁止所述水的排放。

在本发明的第一移动体中，所述状态检测单元可以检测位于所述移动体附近的任一物体的状态。根据位于移动体附近的物体的状态，这种布置确保水的适当排放。在此，术语“物体”包括如建筑物和构筑物的固定物体和如其它移动体以及行人和其它人的各种移动体。

在本发明的第一移动体的根据所检测到的位于所述移动体附近的物体的状态调节水的排放的优选实施例中，所述状态检测单元检测在离所述移动体的预定距离内是否存在任一物体，并且所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的在离所述移动体的预定距离内存在任一物体，控制所述排放单元以限制所述水的排放。这种布置有效防止由于水的排放对位于预定距离内的物体造成的可能不利，例如，将排出的水直接或间接地溅在物体上的不利，和通过排出的水增大物体侧滑的可能性的不利。在此，对所述水的排放的限制可以是禁止所述水的排放。在本发明的第一移动体的该优选实施例中，所述排放单元具有在多个不同位置的用以排放所述水的多个排水口，所述状态检测单元可检测沿多个不同方向在预定距离内是否存在任一物体。所述排放控制单元控制所述排放单元，以限制从所述多个排水口中对应于由所述状态检测单元检测的预定距离内的任一物体的方向的排水口的所述水的排放。这种布置更有效地防止由于水的排放对位于移动体附近的任何物体造成的可能不利。

在本发明的第一移动体的根据所检测到的位于所述移动体附近的物体的状态调节水的排放的优选实施例中，所述状态检测单元检测所述移动体和位于所述移动体后面的另一移动体之间的距离，并且当由所述状态检测单元检测的与所述另一移动体的距离小于预定距离时，所述排放控制单元控制所述排放单元以限制所述水的排放。这种布置有效防止由于水的排放对位于移动体后的另一移动体造成的可能不利，例如，使排出的水通过空气流卷起和飞散而阻碍另一移动体的视野的不利，和通过排出的水增大另一移动体侧滑的可能性的不利。在此，对所述水的排放的限制可以是禁止所述水的排放。在该优选实施例中，所述状态检测单元可检测所述移动体的移动速度，并且所述排放控制单元将由所检测的所述移动体的移动速度计算的距离设定为所述预定距离，并且响应所述预定距离控制所述排放单元以限制所述水的排放。根据移动体的移动速度，这种布置响应离物体的距离控制水的排放。

在本发明的第一移动体的一种优选实施例中，所述状态检测单元检测上下所述移动体的驾驶员或乘员的估计上下(乘降)状态，并且所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的所述估计上下状态控制所述排放单元以限制所述水的排放。这种布置有效防止排出的水溅在上下移动体的驾驶员或乘客上。在此，对所述水的排放的限制可以是禁止所述水的排放。在该优选实施例中，所述排放单元具有在多个不同位置的用以排放所述水的多个排水口，所述状态检测单元可检测在所述移动体的多个不同位置的估计上下状态。所述排放控制单元控制所述排放单元，以限制从所述多个排水口中对应于由所述状态检测单元检测到所述估计上下状态的位置的排水口的所述水的排放。在保持排放水的情况下，这种布置还有效防止排出的水溅在上下移动体的驾驶员或乘客上。

在本发明的一种优选实施例中，第一移动体还包括检测在所述蓄水容器中所述水的蓄积状态的蓄积状态检测单元。所述排放控制单元根据由所述蓄积状态检测单元检测的所述水的蓄积状态控制所述排放单元以调节所述水的排放。这种布置根据水的蓄积状态调节水的排放。在本发明的第一移动体的响应于所检测到的水的蓄积状态调节水的排放的优选实施例的一种结构中，当由所述蓄积状态检测单元检测的作为所述水的蓄积状态的水的蓄积量不大于第一预定量时，所述排放控制单元控制所述排放单元以限制所述水的排放。在另一种结构中，当由所述蓄积状态检测单元检测的作为所述水的蓄积状态的水的蓄积量不小于第二预定量时，所述排放控制单元控制所述排放单元以增大所述水的排放。直至水的蓄积量(蓄积水位)超过第一预定值，前一种结构都有效防止由于水的排放造成的可能不利。在水的蓄积量超过预定第二值后，后一种结构有效抑制水的蓄积量的增加。在上述优选实施例的另一种结构中，响应于所检测到的水的蓄积量调节水的排放的本发明的第一移动体还可以包括当由所述蓄积状态检测单元检测的作为所述水的蓄积状态的水的蓄积量不小于第三预定量时，给出所述燃料电池的输出限制指令的输出限制指令单元。在水的蓄积量超过第三预定量后，这种结构有效地抑制水的蓄积量的增加。

在本发明的第一移动体的另一优选实施例中，所述排放单元具有在多个不同位置的多个排水口，并且所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测的状态控制所述排放单元以调节从所述多个排水口的所述水的排放。根据所检测到的移动体的状态，这种布置确保水从在适当位置的选定的排水口排放。

本发明的第二移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括：将由所述燃料电池产生的水以可变的排放状态排放到大气中的排放单元；检测所述移动体的移动状态的移动状态检测单元；以及排放控制单元，该排放控制单元对应于所检测的移动状态确定所述水的排放状态，并且控制所述排放单元从而以所确定的排放状态排放所述水。

本发明的第二移动体对应于所检测到的移动体的移动状态确定由燃料电池产生的水的排放状态，并且在所确定的排放状态排放所述水。这种布置确保在根据所检测到的移动体的移动状态的排放状态下水的适当排放。对适当的排放状态的选择如所希望地防止由于水的排放造成的可能不利，例如使排出的水由空气流卷起和飞散的不利，和使排出的水溅在移动体附近的任何物体上的不利。

在本发明的第二移动体的一种优选实施例中，所述排放单元改变所述水的排放方向，以及所述排放控制单元对应于所检测的移动状态确定所述水的排放方向并且控制所述排放单元以沿所确定的排放方向排放所述水。根据移动体的移动状态，这种布置确保水沿规定方向的适当排放。

在本发明的第二移动体的、沿对应于所检测到的移动体的移动状态规定的排放方向排放水的一种优选实施例中，所述移动状态检测单元检测所述移动体的移动速度。所述排放单元能够将所述排放方向改变为具有沿所述移动体的横向的分量的规定排放方向。所述排放控制单元确定所述排放方向以随着所检测的所述移动体的移动速度的增加而增加沿所述移动体的横向的分量，并且控制所述排放单元以沿所确定的排放方向排放所述水。随着移动体的移动速度的增加，沿由移动体的移动形成的空气流具有很小影响的该移动体的横向排放水。由此，这种布置有效地防止排出的水由移动体的移动所产生的空气流卷起和飞散。移动体的较低移动速度导致水沿横向排放更少。这种调节如所希望地抑制排出的水溅在位于移动体横向上的任何建筑物、构筑物或行人上。

在本发明的第二移动体的、沿对应于所检测到的移动体的移动状态而规定的排放方向排放水的另一种优选实施例中，所述移动状态检测单元检测所述移动体的移动速度。所述排放单元能够将所述排放方向改变为具有朝向所述移动体的后方的分量的规定排放方向。所述排放控制单元确定所述排放方向以随着所检测的所述移动体的移动速度的增加而增加朝向所述移动体的后方的分量，并且控制所述排放单元以沿所确定的排放方向排放所述水。排出的水相对于路面的较大相对速度增大了排出的水在路面上飞散并飞溅的可能性。所排出的水的较大程度的飞散和飞溅自然地增加了由移动体的移动产生的空气流卷起的水量。随着移动体移动速度的增加，该实施例的结构沿具有较大的、朝向所述移动体的后方的分量的方向排放水。这种布置降低了排出的水在路面上的飞散和飞溅，由此抑制大量的排出水由移动体的移动所产生的空气流卷起。

在本发明的第二移动体的另一种优选应用中，所述排放单元包括改变所述水的排放速度的排放速度改变单元，以及所述排放控制单元对应于所检测的移动状态确定所述排放速度改变单元的状态，调节所述排放速度改变单元以达到所确定的状态，并且控制所述排放单元以排放所述水。根据所检测到的移动体的移动状态，这种布置确保在适当排放速度下排放水。

在本发明的第二移动体的、在响应于所检测到的移动体移动状态的排放速度下排放水的一种优选实施例中，所述排放控制单元确定所述排放速度改变单元的状态以降低沿所述移动体的移动方向的所述水相对于路面的相对速度。这种布置有效地降低了排出的水在路面上的飞散和飞溅，由此抑制排出水由移动体的移动产生的空气流卷起。

在本发明的第二移动体的、在响应于所检测到的移动体移动状态的排放速度下排放水的另一种优选实施例中，所述排放速度改变单元调节用于排放所述水的排水口的开口面积，或者到用于排放所述水的排水口的路径中的压力，以改变所述水的排放速度。

在本发明的第二移动体的一种优选实施例中，所述排放单元排放所述水的同时排放从所述燃料电池排出的废气。由此，通过控制来自燃料电池的废气的排放，控制水的排放状态。

本发明的第三移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括：运行所述燃料电池的运行单元；排放单元，该排放单元向大气中以蒸汽的形式排放由所述燃料电池产生的水的至少一部分，并同时排放从所述燃料电池排出的废气；以及排放控制单元，该排放控制单元控制所述运行单元以使由所述排放单元排放的液态水的排放量在允许排水量的范围内。

在向大气中排放由燃料电池排出的废气的同时，本发明的第三实施例至少将由燃料电池产生的以蒸汽形式的部分水排放到大气中。将液态水的排放量调节在允许排水量的范围内。这种调节不管由燃料电池产生的水量，如所希望地将液态形式的水的排放限制在允许排水量内。这种布置有效地防止由于水的排放超过允许排水量所带来的可能不利，例如，使得排出水由移动体的移动产生的空气流卷起和飞散。

在本发明第三移动体的一种优选实施例中，所述运行单元调节从所述燃料电池排出的废气的温度，以及所述排放控制单元控制所述运行单元以调节从所述燃料电池排出的所述废气的温度，从而改变被包含在由所述燃料电池产生的水中的蒸汽的量并由此使所述液态水的排放量在所述允许排水量的范围内。在本发明第三移动体的另一种优选实施例中，所述运行单元驱动冷却装置以冷却所述燃料电池，以及所述排放控制单元控制所述运行单元以调节所述冷却装置的驱动状态并由此调节从所述燃料电池排出的废气的温度。在这些布置中，通过调节从燃料电池排出的废气的温度而改变包含在水中的蒸汽的量，将液态水的排放量控制在允许排水量内。在调节从燃料电池中排出的废气的温度的优选实施例的一种结构中，所述运行单元可调节从所述燃料电池排出的废气的背压，以及所述排放控制单元可控制所述运行单元以调节从所述燃料电池排出的废气的背压并由此调节从所述燃料电池排出的废气的温度。

在本发明第三移动体的另一种优选实施例中，所述运行单元包括使用被包含在从所述燃料电池排出的废气中的水分对供给所述燃料电池的气体加湿的加湿器单元，以及所述排放控制单元通过所述加湿器单元调节加湿量并由此使所述液态水的排放量在所述允许排水量的范围内。在这种布置中，通过调节供应到燃料电池的气体的加湿量，将液态水的排放量调节在允许排水量的范围内。

在本发明的另一种优选实施例中，所述移动体还包括检测所述燃料电池的运行状态的运行状态检测单元。所述排放控制单元响应由所述运行状态检测单元检测的所述燃料电池的运行状态计算所述液态水的排放量，设定所述运行单元中的控制参数以使所计算的液态水的排放量在所述允许排水量的范围内，并且利用所设定的控制参数控制所述运行单元。通过改变控制参数，将液态水的排放量调节在允许排水量的范围内。在此，所述控制参数可以是从所述燃料电池排出的废气的目标温度。

本发明的第四移动体包括：通过氢和氧的电化学反应产生电力的燃料电池；将燃料电池的废气排出移动体的排放系统；和限制含在废气中的水以不低于预定值的速度排出移动体的排水控制机构。

排出的水的飞散受移动体外的空气流影响。本发明的第四移动体因此限制含在废气中的水以不低于预定值的速度排出移动体，由此有效地防止排出的水的飞散。移动体的一种典型例子是车辆。

在本发明的第四移动体中，排水控制机构可以具有多种任意结构。在第一种可能的结构中，排水控制机构是一种在速度不低于预定值时降低开度的阀机构。该阀机构可以包括响应于移动体的速度调节电磁阀的开度的电磁阀和调节阀。可选地，该阀机构可以包括响应于外部压力的变化打开和关闭的簧片阀。在移动体的较高速的条件下，由阻碍空气流产生的压力或压力波动压力随着移动速度的增加而增加。响应于压力波动压力的变化而打开和关闭的簧片阀因此致动具有较简单结构的阀机构。

在第二种可能的结构中，排水控制机构是在使由所述移动体的移动而产生的压力波动压力作用于限制所述水的排出的方向的位置与方向上具有开口的排放管(drain)。例如，可以将该排放管朝前连接到移动体的外部。

排水控制机构可以位于排放系统中，例如，直接位于排放管中。在另一优选实施例中，排放系统具有气液分离机构以将水与废气分开，排水控制机构位于水排放系统(排水系统)中的气液分离机构的下游。气液分离机构将水与废气分开，并由此有利地确保水的有效排放。

在该实施例的一种优选结构中，气液分离机构具有暂时将水蓄积在其中的水容器。水容器的存在可以满意地在移动体高速移动条件下限制水的排放而不影响气液分离的功能。在这种结构中，优选地在水容器中设置排水系统以在移动体的前部具有开口。在移动体加速时，惯性力用于向后压蓄积在水容器中的水，并由此干扰水从水容器中的排放以防止水的飞溅。另一方面，在移动体减速时，惯性力用于向前压蓄积在水容器中的水，由此有助于水从水容器中排出。水容器的用于排放水的开口面向移动体的前面。这种简单的结构，在移动体加速时限制水的排放，而在移动体减速时有助于水的排出。

本发明的第五移动体包括：通过氢和氧的电化学反应产生电力的燃料电池；将燃料电池的废气排出移动体的排放系统；暂时保持含在废气中的水的水容器；和形成在移动体的前部以从水容器中排放水的排放管。

本发明的第五移动体具有位于排放系统中的水容器和形成在移动体的前部以从水容器中排放水的排放管。在移动体处于高速移动的条件下，本发明的第五移动体可能对对抑制水的排放具有不充分的作用。如上所述，朝前开口的存在限制了在移动体加速时水的排放，而在移动体减速时有助于水的排放。在正常行驶期间，移动体通常重复加速和减速，而不是在固定的巡行速度下连续行驶。由此，这种在减速时有助于水的排放而在加速时抑制水的排放的布置，将移动体行驶期间排出的水的飞散降低到不干扰后续和附近车辆顺利行驶的水平。在此，移动体的典型例子是车辆。

在本发明的第五移动体中，水容器和排放管可以位于移动体内以通过一排出管将水排出移动体。在本发明的第五移动体的一种优选实施例中，排出管在使由所述移动体的移动而产生的压力波动压力作用于限制所述水的排出的方向的位置与方向(定向)上具有开口。在该实施例的一种优选结构中，水容器连接到移动体的外部。这种结构确保压力波动压力作用在排放管上。在该实施例的另一优选结构中，水容器位于移动体内，而排放管形成在移动体的外部。在移动体高速移动时，压力波动压力施加在排放管上而限制水的排放，由此有效抑制排出的水的溅洒。

在本发明的第五移动体的另一种优选实施例中，排放管具有在不小于预设水平的速度时减小开度的阀机构。该结构同样在移动体的高速移动条件下抑制水的排放。所述阀机构可以是电磁阀和阀控制器的组合或者簧片阀，如以上对本发明的第四移动体所述。

在本发明的第五移动体的另一种优选实施例中，排放系统具有用以将所述水从所述废气分离的气液分离机构。在该实施例中，水容器位于水排放系统中气液分离机构的下游。

附图说明

图1是示出安装在作为本发明第一实施例的移动体的燃料电池车辆10上的装置的平面布置的俯视图；

图2是示意性示出安装在第一实施例的燃料电池车辆10上的燃料电池系统20的构造的系统图；

图3是示出相对安装在PCU70中的电子控制单元71输入和输出的、用以对来自排水口58a至58f的水进行排放控制的控制信号的方框图；

图4是示出由电子控制单元71执行的排放控制例程的流程图；

图5是示出设定排放禁止标志F1和校正值K1的行驶状态校正值和标志设定例程的流程图；

图6是示出车辆姿势标志设定例程的流程图，该例程设定禁止标志F2，FL1和FR1；

图7是示出转弯标志设定例程的流程图，该例程设定禁止标志F3，FL2和FR2；

图8是示出障碍校正值和标志设定例程的流程图，该例程设定禁止标志F4和校正值K2；

图9是示出设定禁止标志F5的上下车标志设定例程的流程图；

图10是车速校正系数设定图(map)的例子；

图11是加速度校正系数设定图的例子；

图12是风速校正系数设定图的例子；

图13是外部空气温度校正系数设定图的例子；

图14是排放限制距离设定图的例子；

图15示出校正值K2相对于后续车辆距离Lv关于排放限制距离L1和L2的变化关系；

图16示出校正值K3相对于水位HW关于阈值H1和H2的变化关系；

图17是示出安装在第二实施例的燃料电池车辆210上的装置的平面布置的俯视图；

图18是示意性示出安装在第二实施例的燃料电池车辆210上的燃料电池系统220的构造的系统图；

图19是示意性示出可变方向出口260的构造；

图20示出可变方向出口260的操作；

图21是示出由电子控制单元271执行的排放方向控制例程的流程图；

图22示出校正系数Pqfc相对于所产生的水量Qfc的设定关系；

图23示出校正系数Pva相对于车速Va的设定关系；

图24示出校正系数Pqa相对于空气流量Qa的设定关系；

图25是示出安装在第三实施例的燃料电池车辆310上的装置的平面布置的俯视图；

图26是示出由燃料电池车辆310的电子控制单元271执行的排放方向控制例程的流程图；

图27示出排放角Θ与相对路面的相对车速Vr和排放流速Vg的关系；

图28是在燃料电池车辆310的一个改进结构中的可变横截面积的出口370的截面图；

图29示出横截面积变化机构372的例子；

图30是示出由第三实施例的燃料电池车辆310的一个改进结构中执行的开口面积调节例程的流程图；

图31是示出安装在本发明的第四实施例的燃料电池车辆410上的装置的平面布置的俯视图；

图32是示意性示出安装在燃料电池车辆410上的燃料电池系统420的构造的系统图；

图33是示出相对安装在PCU70中的电子控制单元471输入和输出的、用以对废气进行排放控制的控制信号的方框图；

图34是示出由电子控制单元471执行的排放控制例程的流程图；

图35示出允许排水量设定图的例子；

图36是示出在混合动力车辆420的一个改进结构中执行的排放控制例程的流程图；

图37示意性示出第五实施例中车辆1010的构造；

图38示出缓冲槽1027的功能；

图39示出本发明第六实施例中的排放系统的结构；

图40示出在一个改进例子中的排放系统的结构；以及

图41示出在另一个改进例子中的排放系统的结构。

具体实施方式

实施本发明的一些方式作为优选实施例描述如下。

A.第一实施例

图1是示出安装在作为本发明第一实施例的移动体的燃料电池车辆10上的装置的平面布置的俯视图。图2是示意性示出安装在第一实施例的燃料电池车辆10上的燃料电池系统20的构造的系统图。为便于说明，首先参照图2的系统图说明燃料电池系统20的构造，然后参照图1说明安装在燃料电池系统20中的各装置的布置。

安装在第一实施例的燃料电池车辆10上的燃料电池系统20包括燃料电池组22或叠置的多层单格电池，每个单格电池具有在高分子电解质膜对面布置的两个电极(燃料电极和空气电极)。燃料电池系统20还包括从高压氢燃料箱31向燃料电池组22的燃料电极(阳极)供应氢的氢气供给系统30，向燃料电池组22的空气电极(阴极)供应空气并处理来自空气电极的阴极废气的空气供排系统40，排放在燃料电池系统20中产生的水的排放系统50，以及冷却燃料电池组22的冷却系统50。

氢气供给系统30包括氢供应管道32和氢循环管道33，氢供应管道32将氢从高压氢燃料箱31供应引导到在燃料电池组22内部形成的、连接到阳极的氢气供给路径中，氢循环管道33通过形成于燃料电池组22内部的氢气排气路径将来自阳极的未反应的氢气流返回到氢供应管道32。氢供应管道32具有防止氢回流到高压氢燃料箱31的止回阀和工作以开始或停止向燃料电池组22供应氢的闸阀。氢循环管道33具有向氢供应管道32压力输送氢的氢泵34，液化包含在所循环的氢中的蒸汽以用于气液分离的气液分离器38，防止氢流返回氢供应管道32的止回阀，和工作以停止从燃料电池组22排放废氢的闸阀。各种传感器连接到氢供应管道32和氢循环管道33上以调节向燃料电池组22供应的氢和燃料电池组22的运行状态。这种传感器的典型例子包括靠近燃料电池组22的入口和在氢泵34的排放侧上的压力传感器，以及靠近燃料电池组22的出口和在氢泵34的排放侧上的温度传感器。将由气液分离器38分离的水送到排放系统50中的多个区域的回收容器54中。

在空气供排系统40中，供应的空气通过质量流量计43检测，由空气压缩机44加压，由加湿器46加湿，并且通过空气供应管道42供应到燃料电池组22的阴极。来自燃料电池组22的阴极的空气(阴极废气)被引入加湿器46以加湿来自空气压缩机44的空气供应，并且通过气液分离器48进行气液分离。由气液分离器48分离的水通过回收管52流到回收容器54和缓冲槽57a和57b，而分离的气体(废气)通过废气管51流到车辆的后部并最终排放到大气中。用于该实施例的气液分离器48达不到完全的气液分离，而是仅不完全地分开气体和水。即，由气液分离器48分离的气体并不被完全地干燥，而是含有不饱和、完全饱和或过饱和的蒸汽或者除了含有这种蒸汽外还含有小水滴。

排放系统50暂时地将由氢气供给系统30的气液分离器38分离的水和由空气供排系统40的气液分离器48分离的水蓄积到回收容器54和缓冲槽57a至57f，并且通过多个排水口58a至58f(在第一实施例的结构中具有六个排水口)将蓄积的水排出。调节阀53靠近回收容器54的入口设置，以调节蓄积水进入回收容器54的流量。排放阀56a至56f靠近缓冲槽57a至57f的各入口设置，以调节蓄积水进入各缓冲槽57a至57f的流量。在缓冲槽57a至57f中，缓冲槽57a和57b设计成接收通过回收管52的分支直接从气液分离器48来的水流。其它缓冲槽57c至57f设计成接收蓄积在回收容器54中的水流。

冷却系统60通过冷却水循环管道62循环冷却水流以冷却燃料电池组22，冷却水循环管道62包括形成在燃料电池组22内的冷却水流路径。冷却水循环管道62具有用于循环冷却水流的冷却水泵64和带有风扇以利用外部空气的流动冷却所循环的冷却水的散热器66。为了控制冷却水的温度，用于检测冷却水的温度的温度传感器位于燃料电池组22的出口的附近以及位于冷却水循环管道62中的散热器66的下游。`

在具有上述构造的燃料电池系统20中，通过响应于发自各传感器的信号启动氢泵34、空气压缩机44和冷却水泵64以及调节闸阀和流量控制阀的开度，来控制燃料电池组22。燃料电池系统20还包括用于控制未示出的驱动马达的功率控制单元70(以下称作PCU，power control unit)，可充电和可放电蓄电池84，和用于驱动马达的逆变器。然而，这些元件并不是本发明的本质部分，所以省去对这些元件的图示和详细说明。

如图1所示，燃料电池组22位于车辆的前侧的下部中央区域，而PCU70位于燃料电池组22上方。加湿器46和空气压缩机44位于燃料电池组22的左、右前部。散热器66和用于客厢中的空气调节的另一散热器80位于更前方。尽管省略了图示，氢泵34、冷却水泵64和气液分离器38也位于车辆的前部。空气供排系统40中的气液分离器48位于燃料电池组22的后面并且在驾驶员座椅(右手驱动车辆的驾驶员座椅)的前方右下侧。回收容器54设置在车辆的客厢的中央区域的下面。四个高压氢燃料箱31a至31d(总称由数字“31”表示)位于车辆的后下部。蓄电池84位于高压氢燃料箱31a至31d的上面。

缓冲槽57a至57f位于前轮12a和12b的前方和后方和后轮14a和14b的前方。暂时蓄积在缓冲槽57a至57f中的水通过自由降落从排水口58a至58f中排出。来自排水口58a至58f的水流的排放和停止通过开关排放阀56a至56f来控制。排放阀56a至56f设计成通过致动未示出的致动器在0％至100％的范围内自由地调节它们的开度A。对各排放阀56a至56f的开度A的调节控制了从排水口58a至58f排放的水。

图3是示出相对于安装在PCU70中的电子控制单元71输入和输出的、用以对来自排水口58a至58f的水进行排放控制的控制信号的方框图。电子控制单元71构造成包括CPU72，存储处理程序的ROM73，暂时存储数据的RAM74，接收输入信号的输入处理电路75和输出信号的输出处理电路76的微处理器。电子控制单元71通过输入处理电路75接收由车速传感器101测量并发出的车速Va，由安装到车辆的前方中部(见图1)的风速传感器90测量并发出的风速Vw，由检测在前窗上出现水滴的雨滴检测传感器102发出的雨滴检测信号SWR，由空气温度探测器103检测并发出的外部空气温度Ta，由转向角传感器104检测并发出的转向角(驾驶员对方向盘的转动角)θ，由检测驾驶员对加速器踏板的踩踏量的加速器位置传感器105发出的加速器开度Acc，检测由驾驶员的换档操作当前设定的档位的档位传感器106发出的档位SP，由检测驾驶员对制动踏板的踩踏操作的制动开关107发出的制动开关信号SWB，和由检测驻车装置的致动的驻车开关108发出的驻车开关信号SWP。电子控制单元71还接收由检测四个门(左右门)的开闭位置的门开闭开关109发出的门开闭开关信号SWD1至SWD4，由设置在驾驶员座椅的前部的、用以在积雪表面或结冰表面上行驶期间执行驱动控制的积雪模式开关110发出的积雪模式开关信号，由检测蓄积在回收容器54中的水的水位HW的水位计111发出的水位HW，由响应来自连接到车辆四个角上的间隙声纳94a至94d的信号而计算离车辆四个角方向的物体(障碍物)的距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr的物体距离计算装置95发出的物体距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr，由响应位于车辆的后部中央的特高频雷达92发出的信号而计算离后续车辆的距离Lv的后续车辆距离计算装置93发出的后续车辆距离Lv，由进行侧滑抑制控制(ABS，TRC和VSC)而防止车轮抱死、空转和侧滑的侧滑抑制控制装置112发出的侧滑抑制控制信息。电子控制单元71通过输出处理电路76向未示出的排放阀56a至56f的致动器输出驱动信号。

下面说明排放由安装在上述构造的第一实施例的燃料电池车辆10上的燃料电池系统20中的燃料电池组22产生的水的一系列操作。图4是示出由电子控制单元71执行的排放控制例程的流程图。以预定的时间间隔(例如，每20毫秒)重复执行这种排放控制例程。这种排放控制例程采用多种排放禁止标志F1至F5，FL1至FL3和FR1至FR3以及校正值K1至K3来调节排放阀56a至56f的开度A，并由此调节水从各排水口58a至58f的排出。根据图5的行驶状态校正值和标志设定例程，图6的车辆姿势标志设定例程，图7的转弯标志设定例程，图8的障碍校正值和标志设定例程，和图9的上下车标志设定例程一以预定时间间隔(例如，每20毫秒)重复执行这些例程一来设定排放禁止标志F1至F5，FL1至FL3和FR1至FR3以及校正值K1和K2。为了便于阐述，首先说明设定排放禁止标志F1至F5，FL1至FL3和FR1至FR3以及校正值K1和K2的过程，然后说明排放控制程序。

当开始图5的行驶状态校正值和标志设定例程时，电子控制单元71的CPU72首先输入设定行驶状态校正值K1和排放禁止标志F1所需要的数据，例如，来自车速传感器101的车速Va，来自风速传感器90的风速Vw，来自空气温度探测器103的外部空气温度Ta，和来自制动开关107的制动开关信号SWB(步骤S200)。然后，CPU72由输入的车速Va计算车辆的加速度α(步骤S202)，并且检查制动开关信号SWB的开-关状态(步骤S204)。响应于制动开关信号SWB的接通状态，例程将排放禁止标志F1设定为值1以禁止从排水口58a至58f排放水，并且由此防止由于排放水而造成的可能的制动性能的恶化(步骤S226)，然后终止该例程。

另外，响应于制动开关信号SWB的关闭状态，比较输入的车速Va和预定阈值Va1(步骤S206)。阈值Va1取决于车辆的特性并且设定为并不防止从排水口58a至58f排出的水由于车辆行驶风(vehicle wind)卷起(打漩)和飞散的车速(例如，90km/h)。当输入的车速Va大于阈值Va1时，例程将排放禁止标志F1设定为值1以禁止从排水口58a至58f排放水(步骤S226)，然后终止该例程。这种设定的目的是，防止从排水口58a至58f排出的水由于车辆行驶风卷起和飞散以及溅在任何行驶在后面或侧面的车辆的前窗上。另外，当输入的车速Va不大于阈值Va1时，例程根据输入的车速设定车速校正系数Kva(步骤S208)。车速Va越大，车速校正系数Kva被设定为越小值以限制水从排水口58a至58f的排放。在第一实施例的结构中，事先设定车速校正系数Kva相对于车速Va的变化关系并将其作为车速校正系数设定图存储在ROM73中。第一实施例的程序从车速校正系数设定图中读取并设定对应于给定车速Va的车速校正系数Kva。车速校正系数设定图的一个例子示于图10中。在该示出的例子中，直至车速Va到达小于阈值Va1的值Va2时车速校正系数Kva都固定为值1，然后随着车速Va从值Va2的增加而降低。

在设定完车速校正系数Kva后，比较所计算的加速度α与预定阈值α1(步骤S210)。阈值α1设定为车辆突然迅速启动时的加速度。根据路面情况，车辆迅速启动可能造成驱动轮的侧滑。造成驱动轮侧滑的路面的一种典型条件是湿路面。阈值α1由此设定为用于估计由从排水口58a至58f排出的水造成的驱动轮的可能侧滑的参考加速度。当所计算的加速度α大于阈值α1时，例程估计驱动轮具有较高的侧滑可能性而将排放禁止标志F1设定为值1，以禁止水从排水口58a至58f的排放而由此防止驱动轮的可能侧滑(步骤S226)，然后终止该例程。另一方面，当计算的加速度α不大于阈值α1时，例程估计驱动轮具有很小的侧滑可能性并且根据所计算的加速度α设定加速度校正系数Kα(步骤S212)。将加速度校正系数Kα设定为加速度α越大则其值越小以限制水从排水口58a至58f的排放。在第一实施例的结构中，事先设定加速度校正系数Kα相对于加速度α的变化关系并将其作为加速度校正系数设定图存储在ROM73中。第一实施例的程序从加速度校正系数设定图中读取并设定对应于给定加速度α的加速度校正系数Kα。加速度校正系数设定图的一个例子示于图11中。在该示出的例子中，直至加速度α到达小于阈值α1的值α2时加速度校正系数Kα都固定在值1，然后随着加速度α从值α2的增加而降低。

在设定完加速度校正系数Kα后，将输入的风速Vw与预定阈值Vw1进行比较(步骤S214)。将阈值Vw1设定为并不防止从出水口58a至58f排出的水由车辆行驶风或相对于行驶的车辆的空气流卷起和飞散的风速(例如，20m/s)。当输入的风速Vw大于阈值Vw1时，例程将排放禁止标志F1设定为值1以禁止水从排水口58a至58f的排放(步骤S226)，然后终止该例程。这种设定的目的是，防止从排水口58a至58f排出的水由车辆行驶风卷起和飞散以及溅在任何行驶在后面或侧面的车辆的前窗上。另一方面，当输入的风速Vw不大于阈值Vw1时，例程根据输入的风速Vw设定风速校正系数Kvw(步骤S216)。风速Vw越大，则将风速校正系数Kvw设定为越小，以限制水从排水口58a至58f的排放。在第一实施例的结构中，事先设定风速校正系数Kvw相对于风速Vw的变化关系并将其作为风速校正系数设定图存储在ROM73中。第一实施例的程序从风速校正系数设定图中读取并设定对应于给定风速Vw的风速校正系数Kvw。风速校正系数设定图的一个例子示于图12中。在该示出的例子中，直至风速Vw到达小于阈值Vw1的值Vw2时风速校正系数Kvw都固定为值1，然后随着风速Vw从值Vw2的增加而降低。

在设定完风速校正系数Kvw后，将输入的外部空气温度Ta与预定的阈值Ta1进行比较(步骤S218)。将阈值Ta1设定为在排出的水蒸发或渗透进路面之前将其冻结的外部空气温度。因此，阈值Ta1设定为防止排出的水结冰。当输入的外部空气温度Ta低于阈值Ta1时，例程将排放禁止标志F1设定为值1以禁止水从排水口58a至58f的排放并由此防止路面由于排放的水而结冰(步骤S226)，然后终止该例程。另一方面，当输入的外部空气温度Ta不小于阈值Ta1时，例程根据输入的外部空气温度Ta设定外部空气温度校正系数Kta(步骤S220)。外部空气温度Ta越低，则将外部空气温度校正系数Kta设定为越小，以限制水从排水口58a至58f的排放。在第一实施例的结构中，事先设定外部空气温度校正系数Kta相对于外部空气温度Ta的变化关系并将其作为外部空气温度校正系数设定图存储在ROM73中。第一实施例的程序从外部空气温度校正系数设定图中读取并设定对应于给定外部空气温度Ta的外部空气温度校正系数Kta。外部空气温度校正系数设定图的一个例子示于图13中。在该示出的例子中，当外部空气温度Ta高于一个大于阈值Ta1的值Ta2时外部空气温度校正系数Kta都固定为值1，然后随着外部空气温度Ta从值Ta2的降低而降低。

在设定完各校正系数Kva、Kα、Kvw和Kta后，例程将排放禁止标志F1设定为值0(步骤S222)并随后将设定的各校正系数Kva、Kα、Kvw和Kta的乘积设定为行驶状态校正值K1(步骤S224)，然后终止该例程。行驶状态校正值K1根据行驶状态，例如车速Va、加速度α、风速Vw和外部空气温度Ta限制水从从排水口58a至58f的排放。

当开始图6的车辆姿势标志设定例程时，电子控制单元71的CPU72首先输入设定排放禁止标志F2和左、右排放禁止标志FL1和FR1所需要的数据，例如，来自侧滑抑制控制装置112的侧滑抑制控制信息，来自积雪模式开关110的积雪模式开关信号SWS，和来自制动开关107的制动开关信号SWB(步骤S230)。然后，例程连续检测输入的制动开关信号SWB和输入的积雪模式开关信号SWS的状态(步骤S232和S234)。响应于制动开关信号SWB的“接通(ON)”状态，例程将排放禁止标志F2设定为值1以禁止从排水口58a至58f排放水，并由此防止由于从排水口58a至58f排放水而可能使制动性能恶化(步骤S246)，然后终止该例程。响应于积雪模式开关信号SWS的“接通”状态，例程将排放禁止标志F2设定为值1以禁止从排水口58a至58f排放水(步骤S246)，然后终止该例程。这种设定的目的是，防止车辆在积雪或结冰路面上行驶期间由排放的水造成的可能不利，例如，由于排放的水引起的摩擦系数的降低而使侧滑具有非常高的可能性，和由于排放的水造成的结冰路面而使侧滑具有非常高的可能性。响应于制动开关信号SWB和积雪模式开关信号SWS的“断开(OFF)”状态，例程根据输入的侧滑抑制控制信息确定当前状态是否处于侧滑抑制控制下(步骤S236)。当当前状态不处于侧滑抑制控制下时，例程将排放禁止标志F2和左右排放禁止标志FL1和FR1设定为值0(步骤S244)，然后终止该例程。另一方面，当当前状态处于侧滑抑制控制下时，例程确定是左车轮还是右车轮处于侧滑抑制控制下(步骤S238)。当左车轮处于侧滑抑制控制下时，例程将左排放禁止标志FL1设定为值1以禁止水从左出水口58a，58c和58e的排放，其中这种水的排放可能对左车轮的侧滑具有不利的影响(步骤S240)，然后终止该例程。当右车轮处于侧滑抑制控制下时，例程将右排放禁止标志FR1设定为值1以禁止水从右出水口58b，58d和58f的排放，其中这种水的排放可能对右车轮的侧滑具有不利的影响(步骤S242)，然后终止该例程。

当开始图7的转弯标志设定例程时，电子控制单元71的CPU72首先输入设定排放禁止标志F3和左、右排放禁止标志FL2和FR2所需要的数据，例如，来自转向角传感器104的转向角θ和来自车速传感器101的车速Va(步骤S250)。将输入的转向角θ的绝对值与预定的阈值θ1进行比较(步骤S252)。阈值θ1是用于检测通过方向盘的顺时针或逆时针转动而达到的车辆的转弯的参考值。在第一实施例的结构中，转向角θ的负值表示方向盘的逆时针转动，而转向角θ的正值表示方向盘的顺时针转动。当转向角θ的绝对值小于阈值θ1时，例程估计为没有转弯或具有大转弯半径的转弯并且将排放禁止标志F3和左、右排放禁止标志FL2和FR2设定为值0(步骤S254)，然后终止该例程。另一方面，当转向角θ的绝对值不小于阈值θ1时，将输入的车速Va和预定的阈值Va3进行比较(步骤S256)。阈值Va3是车辆在交叉口向左转或向右转时的参考车速，其设定为等于例如30km/h。当输入的车速Va小于阈值Va3时，例程估计为在交叉口处的左转弯或右转弯并且将排放禁止标志F3设定为值1以禁止水从排水口58a至58f的排放，并且由此防止在交叉口的左侧形成水洼(步骤S258)，然后终止该例程。另一方面，当输入的车速Va不小于阈值Va3时，例程检测转向角θ的正或负(步骤S260)。当转向角θ为负值时，也就是说，在方向盘逆时针转动时，例程将右排放禁止标志FR2设定为值1以抑制右车轮的可能侧滑，其中在左转时该右车轮是外车轮(步骤S262)，然后终止该例程。当转向角θ为正值时，也就是说，在方向盘顺时针转动时，例程将左排放禁止标志FL2设定为值1以抑制左车轮的可能侧滑，其中在右转时该左车轮是外车轮(步骤S264)，然后终止该例程。

当开始图8的障碍物校正值和标志设定例程时，电子控制单元71的CPU72首先输入设定排放禁止标志F4和左、右排放禁止标志FL3和FR3和相对于后续车辆的校正值K2所需要的数据，例如，来自物体距离计算装置95的物体距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr和来自后续车辆距离计算装置93的后续车辆距离Lv，和来自车速传感器101的车速Va(步骤S270)。比较输入的物体距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr和预定的阈值Lref(步骤S272)。阈值Lref表示从排水口58a至58f排出的水不溅在物体上的非溅区域，其设定成等于例如50cm和1m。当所有的输入的物体距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr不小于阈值Lref时，例程将左、右排放禁止标志FL3和FR3设定为值0(步骤S274)。当在输入的物体距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr中响应于来自左间隙声纳94a和94c的信号所计算的物体距离Lfl和Lrl中的任一个小于阈值Lref时，例程将左排放禁止标志FL3设定为值1并由此防止从左排水口58a，58c和58e排出的水溅在物体上(步骤S276)。当在输入的物体距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr中响应于来自右间隙声纳94b和94d的信号所计算的物体距离Lfr和Lrr中的任一个小于阈值Lref时，例程将右排放禁止标志FR3设定为值1并由此防止从右排水口58b、58d和58f排出的水溅在物体上(步骤S278)。

在设定完左右排放禁止标志FL3和FR3后，例程根据输入的车速Va设定排放限制距离L1和L2，以便防止从排水口58a至58f排出的水由车辆行驶风卷起和飞散以及溅在任何行驶在后面或侧面的车辆的前窗上(步骤S280)。排放限制距离L1表示必须禁止水从排水口58a至58f排出的距离后续车辆的参考距离，而排放限制距离L2表示无须限制水从排水口58a至58f排出的离后续车辆的参考距离。排放限制距离L1和L2随着车速Va的增大而增大。在第一实施例的结构中，事先设定排放限制距离L1和L2相对于车速Va的变化并将其作为排放限制距离设定图存储在ROM73中。第一实施例的程序从排放限制距离设定图中读取并设定对应于给定车速Va的排放限制距离L1和L2。排放限制距离设定图的一个例子示于图14中。在该示出的例子中，根据用于排放限制距离L1相对于车速Va的L1设定曲线和用于排放限制距离L2相对于车速Va的L2设定曲线，设定排放限制距离L1和L2。

在设定完排放限制距离L1和L2后，例程比较输入的后续车辆距离Lv和排放限制距离L1和L2的设定值(步骤S282)。当输入的后续车辆距离Lv小于排放限制距离L1时，例程将排放禁止标志F4设定为值1以禁止水从排水口58a至58f的排放(步骤S284)，然后终止该例程。当输入的后续车辆距离Lv不小于排放限制距离L1但不大于排放限制距离L2时，例程将排放禁止标志F4设定为值0(步骤S286)并随后根据输入的后续车辆距离Lv和排放限制距离L1及L2设定校正值K2以限制水从排水口58a至58f的排放(步骤S288)，然后终止该例程。校正值K2的较小设定值较大程度地限制了水从从排水口58a至58f的排放。关于排放限制距离L1和L2的、校正值K2相对于后续车辆距离Lv的变化关系示于图15中。在该示出的例子中，校正值K2随着后续车辆距离Lv从排放限制距离L1的增加而增加，并在后续车辆距离Lv到达排放限制距离L2后固定为值1。当后续车辆距离Lv大于排放限制距离L2时，例程将排放禁止标志F4设定为值0(步骤S290)并随后将校正值K2设定为值1以不限制水从排水口58a至58f的排放(步骤S92)，然后终止该例程。

当开始图9的上下车标志设定例程时，电子控制单元71的CPU72首先输入设定排放禁止标志F5所需要的数据，例如，来自门的开闭开关109的门开闭开关信号SWD1至SWD4，来自档位传感器106的档位SP，和来自驻车开关108的驻车开关信号SWP(步骤S300)。例程连续确定输入的档位SP当前是否在位置P(步骤S302)，输入的驻车开关信号SWP是否为“接通”(步骤S304)，以及输入的门开闭开关信号SWD1至SWD4是否为“接通”(步骤S306)。当档位SP当前在位置P，当驻车开关信号SWP为“接通”，或当门开闭开关信号SWD1至SWD4中任意一个为“断开”时，例程认定驾驶员或乘客正在上或下(乘车或下车)车辆的客厢并将排放禁止标志F5设定为值1(步骤S310)，然后终止该例程。这种设定禁止水从排水口58a至58f的排放并由此防止从排水口58a至58f排放的水溅在上车或下车的驾驶员或乘客上。当档位SP当前不在位置P，当驻车开关信号SWP为“断开”，并且当所有门开闭开关信号SWD1至SWD4都为“接通”时，例程认定没有驾驶员或乘客正在上车或下车并将排放禁止标志F5设定为值0(步骤S308)，然后终止该例程。

如下所述，图4的排放控制例程根据排放禁止标志F1至F5，FL1至FL3，和FR1至FR3以及校正值K1和K2控制水从排水口58a至58f的排放。当启动图4的排放控制例程时，电子控制单元71的CPU72首先输入用于对水从排水口58a至58f的排放进行控制所需要的数据，例如，来自雨滴检测传感器102的雨滴检测信号SWR，来自水位计111的水位HW，和排放禁止标志F1至F5，FL1至FL3和FR1至FR3以及校正值K1和K2的设定值(步骤S100)。例程随后确定雨滴检测信号SWR是否为接通，即是否检测到雨滴的存在(步骤S102)。响应于雨滴检测信号SWR的接通状态，也就是，响应于检测到雨滴存在，例程认定路面由于雨而潮湿而无须限制水从排水口从排水口58a至58f的排出。因此，例程将左排放阀56a，56c和56e的开度Al和右排放阀56b，56d和56f的开度Ar都设定为100％(步骤S104)并且驱动排放阀56a至56f的致动器以将排放阀56a至56f的开度调节到阀开度Al和Ar的设定值(步骤S130)，然后终止该例程。即，在这种条件下排放阀56a至56f设定到全开位置。在雨中的湿路面的条件下，雨水自然地由车辆行驶风卷起和飞散。由此，从排水口58a至58f排出的水以及雨水都由车辆行驶风卷起和飞散，并不会造成不利影响。

另一方面，响应于雨滴检测信号SWR的断开状态，也就是，响应于未检测到雨滴存在，例程核查排放禁止标志F1至F5的设定值(步骤S106)。当排放禁止标志F1至F5的任意一个的设定值等于1时，例程将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定为0％(步骤S110)，并且驱动排放阀56a至56f的致动器以将排放阀56a至56f的开度调节到阀开度Al和Ar的设定值(步骤S130)，然后终止该例程。即，在这种条件下排放阀56a至56f设定到全关闭位置。如上所述，在于图5至9的各设定例程中将排放禁止标志F1至F5中的任意一个设定为值1的处理中，这种设置有效地防止从排水口58a至58f排出的水由车辆行驶风卷起和飞散以及溅在任何行驶在后面或侧面的车辆的前窗上。这种设置还防止由于从排水口58a至58f排出水而造成的制动性能的可能恶化。这种布置还防止由于水从排水口58a至58f排出而在交叉口的左侧形成水洼，从而保护上车或下车的驾驶员或乘客免受从排水口58a至58f排出的水的飞溅。

当所有的排放禁止标志F1至F5都等于0时，将回收容器54的输入的水位HW和阈值H1和H2进行比较(步骤S108)。阈值H1是允许将要从气液分离器48接收的充足量的水进入回收容器54的参考水位，其设定为等于例如回收容器54的总容积的30％或40％。阈值H2是估计回收容器54基本满水位的参考水位，其设定为等于例如回收容器54的总容积的90％。当回收容器54的输入水位HW低于阈值H1时，例程将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定为0％以消除由于水从排水口58a至58f的排放而带来的可能的不利(步骤S110)，并且驱动排放阀56a至56f的致动器以将排放阀56a至56f的开度调节到阀开度Al和Ar的设定值(步骤S130)，然后终止该例程。当回收容器54的输入水位HW不低于阈值H1但不高于阈值H2时，例程响应于较高水位HW设定用于增强水从排水口58a至58f的排放的校正值K3(步骤S112)，并且在设定有限制燃料电池组22的输出的输出限制时取消该输出限制(步骤S114)。在第一实施例的结构中，事先设定校正值K3相对于水位HW的变化关系并将其作为校正值设定图存储在ROM73中。第一实施例的程序从校正值设定图中读取并设定对应于给定水位HW的校正值K3。校正值K3的较小设定较大程度地限制了水从从排水口58a至58f的排放。关于阈值H1和H2的校正值K3相对于水位HW的变化关系示出于图16中。在该示出的例子中，校正值K3随着水位HW从阈值H1的升高而增加，并在水位HW到达阈值H2后固定为值1。当输入水位HW大于阈值H2时，例程将校正值K3设定为值1(步骤S116)并设定输出限制以限制从燃料电池组22的输出(步骤S118)。燃料电池组22的输出限制将控制与燃料电池组22的未示出端子连接的DC/DC变换器和其他相关元件，以限制从燃料电池组22的输出并且从蓄电池84补充不充足的电力。燃料电池组22的输出限制减少了每单位时间内由燃料电池组产生的水量，由此有效地防止了回收容器54达到其满水位。

在设定完校正值K3后，例程将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定为校正值K3的设定值、输入的校正值K1和K2以及值100的乘积(步骤S120)，并且随后核查左排放禁止标志FL1至FL3的设定值(步骤S122)。当左排放禁止标志FL1至FL3中的任一个的设定值等于1时，例程将左排放阀56a、56c和56e的开度Al设定为0％(步骤S124)。另一方面，当所有的左排放禁止标志FL1至FL3都等于0时，左排放阀56a、56c和56e的开度Al的当前设定保持不变。例程随后核查右排放禁止标志FR1至FR3的设定值(步骤S126)。当右排放禁止标志FR1至FR3中的任一个的设定值等于1时，例程将右排放阀56b、56d和56f的开度Ar设定为0％(步骤S128)。另一方面，当所有的右排放禁止标志FR1至FR3都等于0时，右排放阀56b、56d和56f的开度Ar的当前设定保持不变。在完成对排放阀56a至56f的阀开度Al至Ar的设定后，例程驱动排放阀56a至56f的致动器以将排放阀56a至56f的开度调节到阀开度Al和Ar的设定值(步骤S130)，然后终止该例程。当左排放禁止标志FL1至FL3中的任意一个等于1时，将左排放阀56a、56c和56e的开度Al设定为等于0％以禁止水从左排水口58a、58c和58e的排放。当右排放禁止标志FR1至FR3中的任意一个等于1时，将右排放阀56b、56d和56f的开度Ar设定为等于0％以禁止水从右排水口58b、58d和58f的排放。这种设置有效地消除了在侧滑抑制控制下对车轮侧滑的可能不利影响，抑制了在驾驶员操作方向盘使车辆转弯时的外车轮的可能侧滑，并且如所希望地防止了排出的水溅在任何附近物体上。

如上所述，第一实施例的燃料电池车辆10根据车辆的行驶状态、周围环境、上车或下车以及车辆附近的任何障碍物的状态，适当地排出由燃料电池组22产生的水。第一实施例的燃料电池车辆10由此发挥多种作用：(1)防止从排水口58a至58f排出的水由车辆行驶风卷起和飞散以及溅在任何行驶在后面或侧面的车辆的前窗上的作用；(2)抑制由于从排水口58a至58f排放水而使制动性能可能恶化的作用；(3)防止由于水从排水口58a至58f排出而在交叉口的左侧形成水洼的作用；(4)防止从排水口58a至58f排放的水溅在上车或下车的驾驶员或乘客上的作用；(5)在侧滑抑制控制下消除对车轮侧滑的可能不利影响的作用；(6)抑制在驾驶员操作方向盘使车辆转弯时的外车轮的可能侧滑的作用；以及(7)防止排出的水溅在任何附近物体上的作用。

在第一实施例的燃料电池车辆10中，根据车辆的车速Va和加速度α，风速Vw，外部空气温度Ta，表示制动开关107的状态的制动开关信号SWB，表示积雪模式开关110的积雪模式开关信号SWS，表示侧滑抑制控制条件的侧滑抑制控制信息，基于转向角θ和车速Va的转弯状态，车辆的四个角和物体的之间的距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr，与后续车辆距离Lv，响应于门的开闭开关信号SWD1至SWD4和驻车开关信号SWP所估计的上下车的可能性，回收容器54的水位HW和来自雨滴检测传感器102的雨滴检测信号SWR，设定排放阀56a至56f的开度Al和Ar以调节水从排水口58a至58f的排放。然而，这些输入、计算和估计根本不是限制性的。另外，可以根据表示车辆的驱动状态、周围环境、上下车辆的可能和任何障碍物的状态的任何输入、计算和估计调节水从排水口58a至58f的排放。对水从排水口58a至58f排放的调节可以不根据这些输入、计算(结果)和估计的全部，而是可以根据这些输入、计算和估计中的某些的适当组合，或者根据这些输入、计算和通过另一种技术的估计中的某些的适当组合。

在车速Va不大于阈值Va1的条件下，第一实施例的燃料电池车辆10相对于车速Va连续地改变校正系数Kva，以便随着车速Va的增加而减少水从排水口58a至58f的排放。然而，要求是校正系数Kva的变化使得随着车速Va的增加而减少水从排水口58a至58f的排放。由此，校正系数Kva可以设定成相对于车速Va阶梯式地改变。当车速Va不大于阈值Va1时，第一实施例的燃料电池车辆10将校正系数Kva设定成随着车速Va的增加而降低水从排水口58a至58f的排放。当车速Va大于阈值Va1时，将排放禁止标志F1设定成等于1以禁止水从排水口58a至58f的排放。一个更简单的变型可以在车速Va不大于阈值Va1的条件下允许水从排水口58a至58f的排放，同时在车速Va大于阈值Va1的条件下禁止水从排水口58a至58f的排放。在车速Va不大于阈值Va1的条件下，第一实施例的燃料电池车辆10将校正系数Kva设定成随着车速Va的增加而降低水从排水口58a至58f的排放。另一个可能的变型可以对应于车速Va设定水从排水口58a至58f排放的上限值并且允许水在上限值的设定范围内排放。优选地，该上限值随着车速Va的增加而降低。还一种可能的变型可以根据车速Va区别车辆的行驶状态和车辆的停止状态，并且调节水从排水口58a至58f的排放以便在行驶状态下水的排放少于在停止状态下水的排放。这种变型的程序可以设定在停止状态和行驶状态下从排水口58a至58f水的排放的相应上限值，并且允许在对应状态下的上限值的设定范围内水从排水口58a至58f的排放。另一种可能的变型可以根据车速Va区别车辆的行驶状态和车辆的停止状态，并且调节水从排水口58a至58f的排放以便在行驶状态下水的排放少于在行驶状态下由燃料电池组22产生的水，同时调节水从排水口58a至58f的排放以便在停止状态下水的排放大于在停止状态下由燃料电池组22产生的水。

在加速度α不大于阈值α1的条件下，第一实施例的燃料电池车辆10相对于加速度α线性地改变校正系数Kα，以便随着加速度α的增加而减少水从排水口58a至58f的排放。然而，要求是校正系数Kα的变化使得随着加速度α的增加而减少水从排水口58a至58f的排放。由此，校正系数Kα可以设定成相对于加速度α阶梯式地改变。当加速度α不大于阈值α1时，第一实施例的燃料电池车辆10将校正系数Kα设定成随着加速度α的增加而降低水从排水口58a至58f的排放。当加速度α大于阈值α1时，将排放禁止标志F1设定成等于1以禁止水从排水口58a至58f的排放。一个更简单的变型可以在加速度α不大于阈值α1的条件下允许水从排水口58a至58f的排放，同时在加速度α大于阈值α1的条件下禁止水从排水口58a至58f的排放。

在风速Vw不大于阈值Vw1的条件下，第一实施例的燃料电池车辆10相对于风速Vw连续地改变校正系数Kvw，以便随着风速Vw的增加而减少水从排水口58a至58f的排放。然而，要求是校正系数Kvw的变化使得随着风速Vw的增加而减少水从排水口58a至58f的排放。由此，校正系数Kvw可以设定成相对于风速Vw阶梯式地改变。当风速Vw不大于阈值Vw1时，第一实施例的燃料电池车辆10将校正系数Kvw设定成随着风速Vw的增加而降低水从排水口58a至58f的排放。当风速Vw大于阈值Vw1时，将排放禁止标志F1设定成等于1以禁止水从排水口58a至58f的排放。一个更简单的变型可以在风速Vw不大于阈值Vw1的条件下允许水从排水口58a至58f的排放，同时在风速Vw大于阈值Vw1的条件下禁止水从排水口58a至58f的排放。

在外部空气温度Ta不小于阈值Ta1的条件下，第一实施例的燃料电池车辆10相对于外部空气温度Ta线性地改变校正系数Kta，以便随着外部空气温度Ta的增加而增加水从排水口58a至58f的排放。然而，要求是校正系数Kta的变化使得随着外部空气温度Ta的增加而增加水从排水口58a至58f的排放。由此，校正系数Kta可以设定成相对于外部空气温度Ta阶梯式地改变。当外部空气温度Ta不小于阈值Ta1时，第一实施例的燃料电池车辆10将校正系数Kta设定成随着外部空气温度Ta的增加而增加水从排水口58a至58f的排放。当外部空气温度Ta小于阈值Ta1时，将排放禁止标志F1设定成等于1以禁止水从排水口58a至58f的排放。一个更简单的变型可以在外部空气温度Ta不小于阈值Ta1的条件下允许水从排水口58a至58f的排放，同时在外部空气温度Ta小于阈值Ta1的条件下禁止水从排水口58a至58f的排放。

在第一实施例的燃料电池车辆10中，响应于制动开关信号SWB的接通状态，将排放禁止标志F2设定成等于1以禁止水从排水口58a至58f的排放，并且由此抑制由于水的排放而使制动性能可能恶化。一种可能的变型可以甚至在制动开关信号SWB的接通状态下也不禁止水从排水口58a至58f的排放。这种变型的程序可以将在制动开关信号SWB的接通状态下的从排水口58a至58f的水的排放设置成少于在制动开关信号SWB的断开状态下的水的排放。

在第一实施例的燃料电池车辆10中，响应于积雪模式开关信号SWS的接通状态，将排放禁止标志F2设定成等于1以禁止水从排水口58a至58f的排放，并且由此抑制排放出的水在积雪路面上结冰。一种可能的变型可以甚至在积雪模式开关信号SWS的接通状态下也不禁止水从排水口58a至58f的排放。这种变型的程序可以将在积雪模式开关信号SWS的接通状态下的从排水口58a至58f的水的排放设定成少于在积雪模式开关信号SWS的断开状态下的水的排放。

在第一实施例的燃料电池车辆10中，当任何车轮都在侧滑抑制控制下时，将水的排放可能对车轮的侧滑产生不利影响的那一侧的排放禁止标志(左排放禁止标志FL1或右排放禁止标志FR1)设定成等于1，以禁止水从在处于侧滑抑制控制下的车轮的这一侧的所有排水口的排放。然而，禁止水从处于侧滑抑制控制下的车轮的这一侧的所有出水口排放水并不是必须的。一种可能的变型可以仅禁止水从对应于处于侧滑抑制控制下的车轮的排水口的排放，例如，当左前轮12a处于侧滑抑制控制下时仅禁止水从排水口58a的排放，而允许水从位于同一侧的排水口58c和58e的排放。另一种可能的变型可以在任何车轮都处于侧滑抑制控制下时禁止水从所有的排水口58a至58f的排放。

当转向角θ的绝对值不小于阈值θ1时且当车速Va小于阈值Va3时，第一实施例的燃料电池车辆10估计为在交叉口转弯并且将排放禁止标志F3设定为值1以禁止水从排水口58a至58f的排放，并且由此防止在交叉口的左侧形成水洼。可以根据转向灯信号的点亮结合上述比较结果估计在交叉口出的转弯。响应于对在交叉口处转弯的估计，例程可能仅减少水从排水口58a至58f的排放，而不是完全禁止水从排水口58a至58f的排放。

当转向角θ的绝对值不小于阈值θ1时且当车速Va不小于阈值Va3时，第一实施例的燃料电池车辆10估计为转弯并且将左排放禁止标志FL2或右排放禁止标志FR2设定为值1以禁止水从在转弯外侧的排水口排放，并且由此抑制在转弯时外车轮的可能侧滑。一种可能的变型可以在车辆转弯时禁止水从所有的排水口58a至58f的排放。

第一实施例的燃料电池车辆10响应于来自位于车辆的四个角上的间隙声纳94a至94d的信号计算车辆的四个角与物体之间的距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr。间隙声纳94a至94d的位置并不局限于车辆的四个角，而是可以任意设置。当响应于来自间隙声纳94a至94d的信号计算的车辆的四个角与物体之间的距离Lfl、Lfr、Lrl和Lrr中的任一个小于阈值Lref时，第一实施例的燃料电池车辆10禁止水从位于物体存在侧的排水口排放。这防止了排出的水溅在离车辆仅小于阈值Lref的距离的物体上。一种可能的变型可以仅减少水从位于物体存在侧的排水口排放。另一种可能的变型可以仅禁止水从位于物体方向的排水口的排放，例如，当响应于来自间隙声纳94a的信号计算的物体的距离Lfl小于阈值Lref时，仅禁止水从排水口58a的排放，而允许水从其它排水口58b和58f的排放。

第一实施例的燃料电池车辆10根据车速Va设定排放限制距离L1和L2，并且当后续车辆距离Lv小于排放限制距离L1时将排放禁止标志F4设定为值1以禁止水从排水口58a至58f的排放。一种可能的变型可以甚至在后续车辆距离Lv小于排放限制距离L1时仅减少水从排水口58a至58f的排放，而不是完全禁止水的排放。当后续车辆距离Lv不小于排放限制距离L1但不大于排放限制距离L2时，第一实施例的燃料电池车辆10连续地改变校正值K2以随着后续车辆距离Lv的减小更大程度地限制水从排水口58a至58f的排放。可选地，校正值K2可以阶梯式变化。尽管第一实施例的程序根据车速Va设定排放限制距离L1和L2，但是可以不管车速Va而设定排放限制距离L1和L2。

第一实施例的燃料电池车辆10响应于档位SP、驻车开关信号SWP和门开闭开关信号SWD1至SWD4，估计上下车辆的可能性。除了响应于这些输入外，可以响应于薄板开关(sheet switch)的通断状态估计上下车辆的可能。在估计到具有上下车辆的可能的情况下，第一实施例的燃料电池车辆10禁止水从所有排水口58a至58f的排放。一种可能的变型可以仅禁止水从估计到有可能上下的座位附近的排水口排放，而允许水从其它排水口排放。例如，在估计到具有上下左前座的可能的情况下，程序仅禁止水从左前座附近的排水口58c排放，而允许水从其它排水口58a，58b和58d至58f的排放。

第一实施例的燃料电池车辆10响应于利用雨滴检测传感器102检测到的雨滴的存在，将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定到全开位置(100％)。可选地，可以根据回收容器54的水位HW改变阀开度Al和Ar。在第一实施例的燃料电池车辆10中，响应于利用雨滴检测传感器102检测到的雨滴的存在，将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定到全开位置(100％)。一种可能的变型可以在利用雨滴检测传感器102检测到雨滴持续存在一预定时间段时，将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定到全开位置(100％)。第一实施例的燃料电池车辆10响应于利用雨滴检测传感器102检测到雨滴而认定路面潮湿，并将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定到全开位置(100％)。另一种可能的变型可以根据观测到的路面的反射而认定湿路面，并将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定到全开位置(100％)。

当回收容器54的水位HW低于阈值H1时，第一实施例的燃料电池车辆10将排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar设定到全关位置(0％)以禁止水从排水口58a至58f的排放。可选地，甚至在回收容器54的水位HW低于阈值H1时，也可以允许水从排水口58a至58f的排放。当回收容器54的水位HW不低于阈值H1但不高于阈值H2时，第一实施例的燃料电池车辆10连续地改变校正值K3以随着回收容器54的水位HW的上升而增加水从排水口58a至58f的排放。可选地，校正值K3可以阶梯式变化。另一种可能的变型可以在回收容器54的水位HW不低于阈值H1但不高于阈值H2时将校正值K3固定到预定值。当回收容器54的水位HW高于阈值H2时，第一实施例的燃料电池车辆10对燃料电池组22进行输出限制。一种可能的变型甚至在回收容器54的水位HW高于阈值H2时都不对燃料电池组22进行输出限制。

可以采用其它多种技术对水从排水口58a至58f的排放进行控制：例如，检测影响水滴飞溅的路面粗糙程度并且调节排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar的技术；根据由导航系统输入的天气预报调节回收容器54的水位HW并且控制水从排水口58a至58f的排放的技术；和根据地理信息调节排放阀56a至56f的阀开度Al和Ar的技术。

第一实施例的燃料电池车辆10具有六个用于排放水的排水口58a至58f。然而，排水口的数量并不局限于6，而是可以小于6，例如4，或者可以大于6，例如8。在第一实施例的燃料电池组10中，缓冲槽57a至57f位于排放阀56a至56f的下游。蓄积在缓冲槽57a至57f中的水由此通过自由下降从排水口58a至58f排出。在一个改进结构中，阀可以位于各排水口58a至58f中，并且调节这些阀的开度以控制水从排水口58a至58f的排放。当不需要时，缓冲槽57a至57f可以从结构中省去。

第一实施例的燃料电池车辆10具有用于将由燃料电池组22排出的未反应的氢循环到氢供应管道32的氢循环管道33。当不需要时，可以省去氢循环管道33。

在第一实施例的燃料电池车辆10中，空气供排系统40的气液分离器48并不实现完全的气液分离。该气液分离器也可以具有完全气液分离的能力。

B.第二实施例

以下说明作为本发明第二实施例的移动体的另一种燃料电池车辆210。图17是示出安装在第二实施例的燃料电池车辆210上的装置的平面布置的俯视图。图18是示意性示出安装在第二实施例的燃料电池车辆210上的燃料电池系统220的构造的系统图。如图17和18所示，除了位于包含在燃料电池系统220中的废气管51的排放端的可变方向出口260外，第二实施例的燃料电池车辆210具有类似于第一实施例的燃料电池车辆10的结构的构造。为了避免重复阐述，第二实施例的燃料电池车辆210中的与第一实施例的燃料电池车辆10中的相同的构件用相同的标号表示，并且在此不作具体说明。

参照图17和18，由气液分离器48分离的废气通过废气管51流到驾驶员座椅后的后车轮的后侧(即，车辆的右后侧)，并且通过可变方向出口260排放到大气。图19示意性示出位于废气管51的排放端的可变方向出口260的构造。图20示出可变方向出口260的工作。如所示出的，可变方向出口260包括：固定管262，该固定管262具有约45度角的切制端部并且设置成基本水平定向地连接废气管51；短可动管264，该短可动管264具有用于与固定管262连接的约45度角的连接切制端部；马达268，该马达作为一个致动器工作以如图20(a)和20(b)所示的在约90的角度内转动可动管264。可动管264的连接切制端部的边缘和固定管262的切制端部的边缘固定到马达268的转动轴266上。流过废气管51的含蒸汽的废气沿可动管264的方向排放，其中可动管264的方向在图20(a)的垂直向下方向和图20(b)的水平方向之间的角度内调节。如在图17和19中清楚地示出的，由于可动管264与车辆的侧面的角度约为45度，所以可动管264的移动方向具有沿车辆的横向和向后方向的分量。在车辆行驶期间，废气从处于使可动管264面向水平方向的的布置中(也就是，具有沿车辆的横向和向后方向的分量的图20(b)的状态)的可变方向出口260排出。由气液分离器48分离的废气含有蒸汽。蒸汽的一部分在从可变方向出口260排出之前液化并且随废气从可变方向出口260中排出。液化并随废气从可变方向出口260排出的水倾斜地向车辆后方(斜后方)流动。由车辆行驶所造成的车辆行驶风或空气流沿车辆宽度的后半部-尤其是在车辆的后部中央-相对强烈。随着与车辆侧面距离的增加车辆行驶风的作用降低。由此，废气倾斜地向车后排放如所希望地降低车辆行驶风对随废气排出的水的作用，并由此防止排出的水被车辆行驶风卷起。废气倾斜地向车后排放降低了随废气排出的水和含在排出的废气中的液化的蒸汽与路面的相对速度。水滴与路面的相对速度越大在，则导致水滴溅在路面上的程度越大。由此，降低排出的水和液化水与路面的相对速度有效地降低水溅洒的量。这种设置很好地防止了排出的水由于如车辆行驶风的扰动而在到达路面之前被卷起。在使可动管264面朝车辆斜后方的设置中排放废气具有如上优点。另一方面，在车辆停止时，废气从使可动管264垂直向下的布置的可变方向出口260排出。由于可动管264垂直向下，废气和液化水在车辆的轮廓内垂直向下排放。这种布置有效地防止了液化水洒落在车辆附近的任何行人上。在这种使可动管264垂直向下的的布置中废气的排放具有这种优点。

如同第一实施例的电子控制单元71，装在PCU70中的电子控制单元271具有CPU272、ROM273和RAM274。电子控制单元271通过其输入处理电路输入来自车速传感器101的车速Va，来自质量流量计43的空气流量Qa，和来自连接到燃料电池组22的未示出的输出端子以检测燃料电池组22的输出电流的电流表114的电流Ifc。电子控制单元271通过其输出处理电路向马达268输出驱动信号。

下面说明在上述构造的第二实施例的燃料电池车辆210中的一系列操作，尤其是排放来自燃料电池系统220的空气供排系统40的废气的一系列操作。图21是示出由电子控制单元271执行的控制废气从可变方向出口260的排放方向的排放方向控制例程的流程图。以预定的时间间隔(例如，每20毫秒)重复执行该例程。

当开始排放方向控制例程时，电子控制单元271的CPU272首先输入控制所需要的数据，例如，来自车速传感器101的车速Va，来自电流表114的电流Ifc和来自质量流量计43的空气流量Qa(步骤S400)，并且根据输入的电流Ifc计算由燃料电池组22产生的水量Qfc(步骤S402)。燃料电池组22的输出电流(电流Ifc)与在燃料电池组22中反应的分子量成比例。由此，所产生的水量Qfc可由输入电流Ifc容易地计算出。

在计算出产生的水量Qfc后，例程根据所计算的产生的水量Qfc，输入的车速Va和输入的空气流量Qa连续地设定校正系数Pqfc，Pva和Pqa(步骤S404至S408)。然后，例程将排放角Θ设定为校正系数Pqfc，Pva和Pqa的设定值与值90的乘积(步骤S410)并且致动马达268以达到排放角Θ的设定值(步骤S412)，然后终止该例程。校正系数Pqfc，Pva和Pqa用于确定可变方向出口260的可动管264的角度，并且设定在表示废气的排放方向垂直向下的值0和表示排放方向为水平方向的值1之间。图22、23和24的曲线图分别示出校正系数Pqfc相对于产生的水量Qfc的变化，校正系数Pva相对于车速Va的变化，和校正系数Pqa相对于空气流量Qa的变化。如图22所示，相对于产生的水量Qfc，校正系数Pqfc设定成随着产生的水量Qfc的增加而增加。这可归因于这样的事实，即产生的水量Qfc的增加导致随废气从可变方向出口260排出的水量和液化水的量的增加。水倾斜地向车后排放有效地防止排出的水在到达路面之前被车辆行驶风卷起以及在路面上溅起。如图23所示，相对于车速Va，校正系数Pva设定成随着车速Va的增加而增加。这可归因于这样的事实，即较高的车速Va产生较大的车辆行驶风作用。如图24所示，相对于空气流量Qa，校正系数Pqa设定成随着空气流量Qa的增加而减小。这可归因于这样的事实，即较高的空气流量Qa提高了废气和水的排放流速。由此，空气流量Qa可由通过废气管51的废气的流量(流率，flow rate)代替。排放角Θ在可动管264垂直向下布置时等于0，而在可动管264沿水平方向布置时等于90。如从图22至图24的曲线图中清楚明白的，与相对于产生的水量Qfc的校正系数Pqfc和相对于空气流量Qa的校正系数Pqa相比，第二实施例的程序将相对于车速Va的校正系数Pva设定为具有更大的作用。这是因为，车辆行驶风显著地影响被飞散和卷起的所述排出的水的行为。排放角Θ由此作为根据车速Va的设定值，该设定值利用由燃料电池组22产生的水量Qfc和空气供排系统40的空气流量Qa进行校正。对可动管264的方向的简单调节确保废气与水一起适当地排放。

如上所述，根据车速Va，由燃料电池组22产生的水量Qfc和空气供排系统40的空气流量Qa，第二实施例的燃料电池车辆210确保废气与水一起适当地排放。在高车速Va的条件下，废气在使可动管264面朝车辆斜后方的布置中排放。这种布置有效地防止随废气排出的水和含在排出的废气中的液化的蒸汽在到达路面之前由车辆行驶风卷起并且飞散，同时抑制溅在路面上的水由车辆行驶风卷起和飞散。响应于由燃料电池组22产生的大量的水Qfc，将排放角校正成使可动管264面朝车辆斜后方。甚至在较大量的水随着废气排出或在排出的废气中较大量的蒸汽液化时，这种校正有效地防止水在到达路面之前由车辆行驶风卷起并且飞散，同时抑制溅在路面上的水由车辆行驶风卷起和飞散。响应于空气供排系统40的高空气流量Qa，将排放角校正成使可动管264垂直向下。这种校正提高了从可变方向出口260的废气和水的排放流速并有效地防止水横向或向后流动。另一方面，在低车速Va的条件下，废气在使可动管264垂直向下的布置中排放。由此，废气和液化水在车辆的轮廓内垂直向下排放。这种布置如所希望地防止了排出的水洒落在车辆附近的任何行人上。

第二实施例的燃料电池车辆210根据车速Va，由燃料电池组22产生的水量Qfc和空气供排系统40的空气流量Qa调节由气液分离器48分离的废气的排放方向，并且从布置成调节后的排放方向的可变方向出口260排放废气。一种改进结构可以不具有气液分离器48，但是可以在不进行气液分离的情况下从可变方向出口260中排出废气，该可变方向出口260设置在根据车速Va，产生的水量Qfc和空气流量Qa而调整的排放方向上。另一种改进结构可以根据车速Va调节水-由气液分离器48分离的和蓄积在回收容器54中的水-的排放方向并且从布置在调整后的排放方向的可变方向出口中排放水。

第二实施例的燃料电池车辆210根据车速Va，由燃料电池组22产生的水量Qfc和空气供排系统40的空气流量Qa调节由气液分离器48分离的废气的排放方向，并且从布置在调节后的排放方向的可变方向出口260中排放废气。一种可能的变型可以仅根据车速Va和产生的水量Qfc调节废气的排放方向并且从布置在调节后的排放方向的可变方向出口260中排放废气。另一种可能的变型可以仅根据车速Va和空气流量Qa调节废气的排放方向，并且从布置在调节后的排放方向的可变方向出口260中排放废气。还一种可能的变型可以根据车速Va结合除产生的水量Qfc和空气流量Qa之外的因素调节废气的排放方向，并且从布置在调节后的排放方向的可变方向出口260中排放废气。另一种可能的变型可以根据车速Va结合产生的水量Qfc、空气流量Qa和另一种因素调节废气的排放方向，并且从布置在调节后的排放方向的可变方向出口260中排放废气。

第二实施例的燃料电池车辆210根据车速Va，产生的水量Qfc和空气流量Qa在横向分量和向后分量上调节可动管264的方向，并且从布置在调节后的方向的可变方向出口260中排放由气液分离器48分离的废气。可以仅沿横向调节可动管264的方向，而不沿向后方向调节。

C.第三实施例

以下说明作为本发明第三实施例的移动体的另一种燃料电池车辆310。图25是示出安装在第三实施例的燃料电池车辆310上的装置的平面布置的俯视图。如图25所示，除了位于废气管51的排放端的可变方向出口260的方向调节到与车辆的移动方向相同外，第三实施例的燃料电池车辆310具有类似于第二实施例的燃料电池车辆210的结构的构造。为了避免重复阐述，第三实施例的燃料电池车辆310中的与第二实施例的燃料电池车辆210中的相同的构件用相同的标号表示，并且在此不作具体说明。

在第三实施例的燃料电池车辆310中，电子控制单元271执行图26的排放方向控制例程，而不是图21的排放方向控制例程。图26的排放方向控制例程首先输入来自车速传感器101的车速Va和来自质量流量计43的空气流量Qa(步骤S420)，并且根据输入的空气流量Qa计算来自可变方向出口260的废气的排放流速Vg。如上所述，空气流量Qa可转换成由燃料电池组22排出的废气的流量(流速)。由此，由可变方向出口260的排放横截面计算来自可变方向出口260的废气的排放流速Vg。然后，例程由输入的车速Va计算对路面的相对车速Vr(步骤S424)。然后，例程根据所计算的相对车速Vr和所计算的排放流速Vg设定排放角Θ(步骤S426)并且致动马达268以达到排放角Θ的设定值(步骤S428)，然后终止该例程。图27示出相对于对路面的相对车速Vr和排放流速Vg的排放角Θ。排放角Θ表示对路面的相对车速Vr由排放流速Vg沿车辆移动方向的分量抵消的角度。这种控制从来自可变方向出口260排出的废气和水相对于路面的相对速度消除了沿车辆移动方向的速度分量，仅留下沿相对于路面的垂直方向的速度分量。即水沿垂直于路面的方向从可变方向出口260排出。这种布置消除了排出的水沿相对于路面的水平方向的速度分量，由此有效地防止排出的水散落在路面上并且抑制在路面上飞溅的水被车辆行驶风卷起。

如上所述，根据来自可变方向出口260的废气的排放流速Vg和对路面的相对车速Vr，第三实施例的燃料电池车辆310排放仅具有沿垂直向下方向的速度分量的废气和水。这种控制有效地防止排出的水在路面上飞散并且抑制在路面上飞溅的水由车辆行驶风卷起。

第三实施例的燃料电池车辆310改变可变方向出口260的可动管264的方向，以从可变方向出口260排放具有相对于路面仅沿垂直向下方向的速度分量的废气和水。一种可能的变型可以不改变废气和水的排放方向，但是可以改变废气排放流速Vg以排放仅具有沿垂直向下方向的速度分量的废气和水。在一种图28和29所示的改进结构中，沿垂直方向向下弯曲废气管51以使其具有排放角Θ。在废气管51的一端连接有可变截面积出口370。可变截面积出口370包括类似于摄像机孔阑(取景框)的截面积可变机构372和用作致动器以改变截面积可变机构372的截面积的马达374。在该改进的结构中，执行示于图30的流程图中的开口面积调节例程，以根据图27所示的相对于路面的相对车速Vr、排放角Θ和排放流速Vg之间的关系，由排放角Θ和相对于路面的相对车速Vr计算排放流速Vg，其中相对车速Vr由输入的车速Va来计算(步骤S430至S434)。然后，例程设定截面积可变机构372的开口面积S以按计算的排放流速Vg从可变截面积出口370排放废气(步骤S436)，并且致动马达374以达到开口面积S的设定值(步骤S438)。这种改进的结构从可变截面积出口370排放仅具有沿相对于路面垂直向下方向的速度分量的废气和水。这种布置发挥了类似于第三实施例的燃料电池车辆310的作用，有效地防止排出的水在路面上飞散并且抑制在路面飞溅的水由车辆行驶风卷起。在这种改进的结构中，通过改变可变截面积出口370的开口面积调节排放流速Vg。另一种改进结构可以将泵和流量控制阀连接到废气管51上，并且通过借助于泵对废气的加压和借助于流量控制阀对加压废气的流量的调节来调节排放流速Vg。

第三实施例的燃料电池车辆310根据来自可变方向出口260的废气的排放流速Vg和相对于路面的相对车速Vr，以仅具有沿相对于路面的垂直向下方向的速度分量的方式排放由气液分离器48分离的废气和水。一种改进结构可以不具有气液分离器48，但是可以根据废气的排放流速Vg和相对车速Vr在不进行气液分离的情况下排出仅具有沿相对于路面垂直向下的速度分量的废气。另一种改进结构可以根据相对车速Vr排出仅具有沿相对于路面垂直向下的速度分量的水，该水由气液分离器48分离并蓄积在回收容器54中。

D.第四实施例

以下说明作为本发明第四实施例的移动体的另一种燃料电池车辆410。图31是示出安装在第四实施例的燃料电池车辆410上的装置的平面布置的俯视图。图32是示意性示出安装在第四实施例的燃料电池车辆410上的燃料电池系统420的构造的系统图。如图31和32所示，除了排放系统50的结构外，第四实施例的燃料电池车辆410具有类似于第一实施例的燃料电池车辆10的结构的构造。为了避免重复阐述，第四实施例的燃料电池车辆410中的与第一实施例的燃料电池车辆10中的相同的构件用相同的标号表示，并且在此不作具体说明。

在第四实施例的燃料电池车辆410中，在空气供排系统40中来自燃料电池组22的废气用于在加湿器46中加湿供应的空气，并随后经过废气管451排放到大气中。由此，含蒸汽的废气和液化水直接从废气管451中排出。

图33是示出相对于安装在PCU70中的电子控制单元471输入和输出的用以对废气进行排放控制的控制信号的方框图。电子控制单元471构造成包括CPU472、存储处理程序的ROM473、暂时存储数据的RAM474、接收输入信号的输入处理电路475和输出信号的输出处理电路476的微处理器。电子控制单元471通过输入处理电路475接收来自车速传感器101的车速Va，来自安装到燃料电池组22的输出端子的电流传感器423的FC电流Ifc，来自安装到空气供排系统40的供应侧的空气温度传感器443的空气温度Tin，来自位于空气供排系统40的排放侧的燃料电池组22附近的背压传感器444的背压Pb，来自安装到废气管451上的废气温度传感器453、废气压力传感器454和废气流量传感器455的废气温度Tout、废气压力Pout和废气流量Qout，来自位于冷却系统60中的散热器66的前面和后面的冷却水温度传感器461和462的冷却水温度Tw1和Tw2，和来自位于氢气供给系统30中的包括温度传感器和压力传感器的各种传感器的各种检测信号。电子控制单元471通过输出处理电路476向冷却系统60中的散热器66的风扇66a、冷却系统60中的冷却水泵64和设置在空气供排系统40中的背压调节阀441输出驱动信号。

下面说明在上述构造的第四实施例的燃料电池车辆410中的一系列操作，尤其是对空气供排系统40中的废气进行排放控制的一系列操作。图34是示出由电子控制单元471执行的排放控制例程的流程图。以预定的时间间隔(例如，每几秒)重复执行该例程。

当开始排放控制例程时，电子控制单元471的CPU472首先输入控制所需要的数据，例如，来自车速传感器101的车速Va，来自电流传感器423的FC电流Ifc，来自废气温度传感器453的废气温度Tout，来自废气压力传感器454的废气压力Pout，和来自废气流量传感器455的废气流量Qout(步骤S500)。例程相继地由输入FC电流Ifc计算每单位时间由燃料电池组22产生的水量Qfc(生成水的量)(步骤S502)，由输入废气温度Tout、输入废气压力Pout和输入废气流量Qout计算表示每单位时间从废气管451排出的以蒸汽形式的量的蒸汽排放量Qw1(步骤504)，通过从所计算的产生的水量Qfc减去所计算的蒸汽排放量Qw1而计算的表示每单位时间以液体水形式排放的量的排水量Qw2(步骤S506)。该实施例的程序利用在废气温度Tout下的饱和水蒸汽压力来计算蒸汽排放量Qw1。如上所述，可以通过FC电流Ifc计算出产生的水量Qfc。

例程随后基于车速Va设定允许排放到大气中的液态水的量(允许排水量)Qwref(步骤S508)。在第四实施例的结构中，将允许排水量Qwref设定成随着车速Va的增加而降低。事先设定允许排水量Qwref相对于车速Va的变化关系并将其作为允许排水量设定图存储在ROM473中。第四实施例的程序从允许排水量设定图中读取并设定对应于给定车速Va的允许排水量Qwref。图35示出了允许排水量设定图的一个例子。

然后，例程设定目标电池温度Tfc^*以消除所计算的排水量Qw2和允许排水量Qwref之间的差(步骤S510)，并且将目标电池温度Tfc^*的设定值限制在温度上限值Tmax和温度下限值Tmin之间的范围内(步骤S512)。例程控制冷却系统60和燃料电池组22的背压，以在限制于温度上限值Tmax和温度下限值Tmin之间的范围内的目标电池温度Tfc^*下驱动燃料电池组22(步骤S514)，然后终止该例程。通过改变燃料电池组22的运行温度消除排水量Qw2和允许排水量Qwref之间的差值。这是因为，燃料电池组22的运行温度的变化改变了来自空气供排系统40的废气的温度，并且由此改变了蒸汽排放量Qw1。当排水量Qw2大于允许排水量Qwref时，目标电池温度Tfc^*得到提高，从而升高了废气的温度。废气的温度升高增加了蒸汽排放量Qw1，但是减少了排水量Qw2。另一方面，当排水量Qw2小于允许排水量Qwref时，目标电池温度Tfc^*降低，从而降低了废气的温度。废气的温度降低减少了蒸汽排放量Qw1，但是增加了排水量Qw2。通过响应于由冷却水温度传感器461检测到的温度而对散热器66的风扇66a的转速进行调节，并且通过响应于由冷却水温度传感器461检测到的温度而对冷却水泵64的排量进行调节，可以在目标电池温度Tfc^*下驱动燃料电池组22。也可以通过调节背压调节阀441而调节燃料电池组22的空气供排系统40中的背压，实现燃料电池组22在目标电池温度Tfc^*下的运行。这归因于这样的事实，即燃料电池组22的背压的增加导致空气压缩机44的较高排放温度。空气压缩机44的排放温度的升高增加了加湿器46的湿润度(加湿率)，从而显著地改变排水量Qw2。对燃料电池组22背压的控制导致对加湿器46中的湿润度的调节并因此消除排水量Qw2和允许排水量Qwref之间的差值。

如上所述，第四实施例的燃料电池车辆410调节燃料电池组22的运行温度，以消除排水量Qw2和对应于车速Va设定的允许排水量Qwref之间的差值，其中排水量Qw2由从产生的水量Qfc减去蒸汽排放量Qw1得到。这种运行温度的调节使从废气管451排出的液态水的量等于允许排水量Qwref。对应于车速Va设定允许排水量Qwref，以便对后续车辆和其它附近车辆几乎无影响或影响非常小。由此，根据车速Va而确定适当的排水量。

第四实施例的燃料电池车辆410将目标电池温度Tfc^*设定成燃料电池组22的运行温度，以便消除排水量Qw2和允许排水量Qwref之间的差值。也可以通过改变蒸汽排放量Qw1实现这个目的。由此，一种改进的程序设定来自废气管451的废气的目标温度并且驱动燃料电池组22以达到所定的目标温度。

第四实施例的燃料电池车辆410设定目标电池温度Tfc^*以消除排水量Qw2和允许排水量Qwref之间的差值。可以计算目标电池温度Tfc^*，以使排水量Qw2等于允许排水量Qwref。当在以标准(通常)温度运行燃料电池组22的情况下排水量Qw2大于允许排水量Qwref时，改变燃料电池组22的运行温度以使排水量Qw2等于允许排水量Qwref。另一方面，在以标准温度运行燃料电池组22的情况下排水量Qw2不大于允许排水量Qwref时，可以不改变燃料电池组22的运行温度。这种设置的排放控制例程示于图36的流程图中。在设定完允许排水量Qwref后，该例程比较所计算的排水量Qw2和允许排水量Qwref(步骤S520)。当排水量Qw2大于允许排水量Qwref时，例程确定目标电池温度Tfc^*是否等于标准温度(步骤S524)。当目标电池温度Tfc^*等于标准温度时，例程根据废气压力Pout，废气流量Qout和允许排水量Qwref重新设定目标电池温度Tfc^*，以使排水量Qw2等于允许排水量Qwref(步骤S526)。目标电池温度Tfc^*的设定受限于温度上限值Tmax(步骤S528)。然后，例程控制冷却系统60和燃料电池组22的背压以在受温度上限值Tmax限制的目标电池温度Tfc^*下驱动燃料电池组22(步骤S530)。当在步骤S524中目标电池温度Tfc^*不等于标准温度时，例程认定目标电池温度Tfc^*已经设定成使排水量Qw2等于允许排水量Qwref。因此，例程控制冷却系统60和燃料电池组22的背压以在当前目标电池温度Tfc^*的设定值下驱动燃料电池组22(步骤S530)。当排水量Qw2不大于允许排水量Qwref时，例程认定没有必要通过升高燃料电池组22的运行温度来降低排水量Qw2。因此，例程将目标电池温度Tfc^*设定成标准温度(步骤S522)并且控制冷却系统60和燃料电池组22的背压以在目标电池温度Tfc^*下驱动燃料电池组22(步骤S530)。当排水量Qw2不大于允许排水量Qwref时，这种改进的程序在标准温度下驱动燃料电池组22。这种布置确保燃料电池组22的高电力产生效率。

在第四实施例的燃料电池车辆410中，采用多种技术以在目标电池温度Tfc^*下驱动燃料电池组22：即响应于由冷却水温度传感器461检测的温度对散热器66的风扇66a的转速进行调节的技术；响应于由冷却水温度传感器461检测到的温度而对冷却水泵64的排量进行调节的技术；调节背压调节阀441以调节燃料电池组22的空气供排系统40中的背压的技术。可以采用这些技术的任一个或任两个以在目标电池温度Tfc^*下驱动燃料电池组22。

在第四实施例的燃料电池车辆410中，来自燃料电池组22的废气仅通过加湿器46并且不在气液分离器中进行气液分离的情况下直接排到大气中。然而，如同第一实施例的燃料电池车辆10，来自燃料电池组22的废气可以在排到大气中之前通过气液分离器48。在这种改进的布置中，控制使得由气液分离器48分离出来的液体水的量等于允许排水量Qwref。

E.第五实施例

图37示意性示出本发明第五实施例中的车辆1010的构造。该车辆1010具有作为电力源位于后部燃料电池室1012中的燃料电池/燃料电池组1020，并且由电机1030的动力驱动。电机1030可以是任何不同形式的电机，但是在本实施例中是同步电动机。逆变器1031用于将从该燃料电池组1020输出的直流电转换成三相交流电。通过三相交流电驱动电机1030。电机1030的动力通过转轴1032传递到车轮1033以驱动车辆1010。

该燃料电池组1020通过氢和氧的电化学反应产生电力。该燃料电池组1020可以是任意不同形式的燃料电池，但是在本实施例中是高分子电解质型燃料电池。通过供应管道1024向燃料电池组1020的氧电极或阴极供应空气。随后，通过供应管道1022从位于车顶氢燃料箱室1011中的多个氢燃料箱1050向燃料电池组1020的氢电极或阳极供应氢。

控制单元1040控制安装在车辆1010上的逆变器1031和其它装置的操作。控制单元1040构造成为包括CPU、ROM和RAM的微处理器。控制单元1040根据存储在ROM中的控制程序控制各装置和在位于驾驶员座位1014处的仪表面板1060上的显示。

在下部的放大示图中示出了燃料电池室1012中阴极的排气系统。来自燃料电池组1020的阴极的阴极废气包括由用于发电的电化学反应所产生的水。阴极废气通过管道1024P流到气液分离器1021以进行气液分离，并从排气管1025排出。所分离的水通过排水口1026并蓄积于位于车辆1010下方的缓冲槽1027中。在缓冲槽1027中蓄积的水通过排出管1028排出到大气。排出管1028设置在缓冲槽1027的前方。缓冲槽1027的底面从较高的后端朝向较低的前端倾斜以用于平滑地从排出管1028排出水。排出管1028的开口端离地面的高度H(下文称作“开口端高度”)被设置得充分地低，以防止所排出的水在车辆1010行驶期间被空气流卷起而飞散。

在本实施例的结构中，来自阳极的阳极废气不通过上述排气系统，而是循环到供给管1022以有效地利用剩余的未消耗氢气以进行发电。来自阳极的阳极废气也可以与阴极废气一起从排气系统排出。

图38示出缓冲槽1027的功能。在图38(a)中车辆1010处于停止状态。在该状态下，在缓冲槽1027中蓄积的水从排出管1028排出到车辆外部。当车辆1010处于停止状态时，没有水被空气流卷起和飞散。

在图38(b)中，车辆1010处于加速状态。在该状态下，在缓冲槽1027中蓄积的水被由加速引起的惯性力“A”向后压。这使得水面离开排出管1028的接头，并从而抑制水的排放。对水的排放进行抑制降低了由于车辆下方产生的空气流而造成的所排出的水的飞散的可能性。

在图38(c)中，车辆1010处于减速状态。在该状态下，在缓冲槽1027中蓄积的水被由减速引起的惯性力“A”向前压。这有利于从排出管1028排出水。车辆下方产生的空气流因减速而弱化，从而相对减少所排出的水的飞散。排出管1028的开口端高度理想地设置成可在减速状态下抑制所排出的水的飞散的充分低的高度。

如上所述，在第五实施例的车辆1010中，设置在排气系统中的缓冲槽1027和排出管1028的作用是可以有效地抑制加速状态下水的排放，有利于减速状态下水的排放。在通常行驶期间，车辆经常重复加速和减速并不在固定的巡航速度下连续行驶。从而，有利于减速状态下水的排放并抑制加速状态下水的排放的这种设置，可以将在行驶期间所排出的水的飞散减少到不会影响后续和附近车辆的平稳行驶的程度。

F.第六实施例

图39示出本发明的第六实施例的排气系统的结构。第六实施例的结构在缓冲槽1027的下方具有一个带有簧片阀(lead valve)1028V的排出管1028A。簧片阀1028V的作用是在车辆行驶期间响应于空气流的压力波动压力(冲压，ram pressure)，即，响应于阻止空气流的压力而打开和关闭。

下部的曲线图示出簧片阀1028V的作用。从排出管1028A排出的水随着车辆速度增加使得空气流(速度)增强而更剧烈地飞散。当车辆速度超过规定水平Vr时，因为存在影响后续和附近车辆的平稳行驶的可能性，所以要求抑制水滴的飞散。该实施例的程序将比规定水平Vr稍低的值设定为用于抑制水滴的飞散的设计速度Vd。

压力波动压力与车辆速度的平方成比例地增加，如曲线P所示。该曲线P给出一个与设计速度Vd相对应的压力波动压力Pd。在该实施例的结构中，调节簧片阀1028V的操作压力，以使得簧片阀1028V响应于小于值Pd的压力波动压力打开，而响应于不小于值Pd的压力波动压力关闭。

在第六实施例的车辆中，这种调节在车辆速度超过设计速度Vd时充分地关闭簧片阀1028V以停止水的排放。这种设置有效地抑制可能影响后续和附近车辆的平稳行驶的程度的所排出的水的飞散。

在第六实施例的结构中，排出管1028A位于缓冲槽1027的下方。排出管1028A也可以位于缓冲槽1027的前方，如同第五实施例的结构。当车辆速度超过设计速度Vd时不必充分地关闭簧片阀1028V。这种机构可以根据车辆速度连续或分阶段地减小簧片阀1028V的开度。

第六实施例的簧片阀1028V可以由电磁阀替换。这种变形结构还可另外包括用以控制电磁阀的操作的控制单元。当车辆速度超过设计速度Vd时该控制单元减小电磁阀的开度或充分地关闭电磁阀。

图40示出一变形例的另一排气系统的结构。在该变形示例中，缓冲槽1027A的底面以一个高度L从较高的前端朝向较低的后端倾斜。这种倾斜使得在缓冲槽1027A中蓄积的水即使是在图40(a)所示稳定状态下也将离开排出管1028，从而抑制水的排放。这种设置有效地抑制了车辆稳定行驶期间的水的排放，并从而减少了所排出的水的飞散。

当车辆处于加速状态下时，惯性力“A”用于抑制水的排放，如图40(b)所示。另一方面，当车辆处于减速状态下时，惯性力“A”用于朝前推压所蓄积的水并从而促进水的排放，如图40(c)所示。车辆的行驶通常包括减速时间段。从而在稳定行驶期间对水的排放的抑制不会对缓冲槽1027A中水的蓄积造成损害。

图41示出另一变形示例的又一排气系统的结构。在该变形示例中，前端开口的刚性排出管1028B安装在缓冲槽1027上。在所示出的该示例中，在排出管1028B的前端开口的截面积S0大于在与缓冲槽1027的接头处的截面积S1。排出管1028B也可以形成为具有相同的截面积S0和S1的圆筒形状。

在该变形示例的结构中，在车辆行驶期间向排出管1028B施加压力波动压力。在缓冲槽1027A中蓄积的水向前流动以流出排出管1028B。压力波动压力抑制水的流出。在该变形示例的结构中，压力波动压力的作用有效地抑制了在高速行驶期间水的排放。

下部曲线图示出截面积比例S0/S1对抑制水的排放的影响。假定如参照第六实施例的结构所述的内容考虑了需要抑制水的排放的车辆速度的下限Vr而设定设计速度Vd。曲线P给出与设计速度Vd对应的压力波动压力Pa。为了抑制水的排放，压力波动压力Pa要大于在缓冲箱1028中蓄积的水的液压，以从排出管1028B流出。所蓄积的水的液压随着在缓冲槽1027中蓄积的水量(水位)而变化，但是也可以对应于典型驱动条件下蓄积的平均水量而设定。该实施例的程序将比该对应的液压稍高的值设定为压力波动压力的设计值Pd。

管内压力一般随管的截面积的变化而变化。例如，将排出管1028B的截面积比例S0/S1设置为不小于1将增大在排出管1028B的接头处的压力波动压力而大于在前端开口处的压力波动压力。在该变形示例中，基于和压力比Rd(＝Pd/Pa)对应的截面积比Sd来确定排出管1028B的形状，其中，Pd是指压力波动压力的设计值，而Pa是指与设计速度Vd对应的压力波动压力。由此通过对压力波动压力的控制可以有效地抑制水的排放。

上述实施例涉及在其上安装有燃料电池作为电力源的汽车。除燃料电池之外，该汽车可以具有包括二次电池和电容器的任何其它各种电力源。本发明的技术不限于其上安装有燃料电池的汽车，也可以适用于除汽车以外的各种包括列车、小汽车及各种车辆的地上移动体，以及各种非地上移动体。

上述实施例在所有方面都是示例性的而非限制性的。在不脱离本发明的主要特征的范围或者精神的条件下，可以有多种变形、改变和变更。在权利要求的等效意义和范围内的所有改变都因此被包含于其中。

工业适应性

本发明的技术有效地适用于包括汽车在内的各种移动体的制造工业。

Claims (41)

1.一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括：

将由所述燃料电池产生的水蓄积在其中的蓄水容器；

通过至少一个排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水和蓄积在所述蓄水容器中的水的排放单元；

检测所述移动体的状态的状态检测单元；以及

响应于所检测的状态控制所述排放单元以调节所述水的排放的排放控制单元；

其中，由所述状态检测单元所检测的所述移动体的状态包括移动体的移动状态中的至少之一，所述移动体的移动状态表示：所述移动体以预定移动速度或高于预定移动速度移动的状态；所述移动体的停止状态；所述移动体的移动速度；所述移动体的加速状态；周围空气流相对于所述移动体的相对速度；所述移动体的制动状态；所述移动体的规定转弯状态；和侧滑抑制状态。

2.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述排放控制单元控制所述排放单元，以使得与在所述移动体的停止状态下所述水的排放相比，限制在由所述状态检测单元检测到所述移动体的移动状态下所述水的排放。

3.根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，当由所述状态检测单元检测的所述移动体的移动状态对应于所述移动体以预定移动速度或高于预定移动速度移动的状态时，所述排放控制单元控制所述排放单元以禁止所述水的排放。

4.根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，所述排放控制单元，响应由所述状态检测单元检测的所述移动体的停止状态，控制所述排放单元以在第一排放量范围内排放所述水，响应由所述状态检测单元检测的除停止状态以外的、其它的所述移动体的移动状态，控制所述排放单元以在第二排放量范围内排放所述水，其中该第二排放量低于所述第一排放量。

5.根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测所述移动体的移动速度，并且

所述排放控制单元控制所述排放单元以随着由所述状态检测单元检测的移动速度的增加而减少所述水的排放。

6.根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测所述移动体的移动速度，并且

所述排放控制单元设定趋向于随着由所述状态检测单元检测的移动速度的增加而降低的允许排放限值，并且控制所述排放单元以在设定的允许排放限值范围内排放所述水。

7.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测所述移动体的加速状态，并且

所述排放控制单元控制所述排放单元，以与在未检测到所述移动体的加速状态的情况下所述水的排放相比，限制在由所述状态检测单元检测到所述移动体的加速状态的情况下所述水的排放。

8.根据权利要求7所述的移动体，其特征在于，当由所述状态检测单元检测的所述移动体的加速度不低于预定值时，所述排放控制单元控制所述排放单元以禁止所述水的排放。

9.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测的所述移动体的移动状态控制所述排放单元以使排放的水少于由所述燃料电池产生的水。

10.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测周围空气流相对于所述移动体的相对速度，并且

所述排放控制单元控制所述排放单元以随着由所述状态检测单元检测的周围空气流的相对速度的增加而减少所述水的排放。

11.根据权利要求10所述的移动体，其特征在于，当由所述状态检测单元检测的周围空气流的相对速度不低于预定值时，所述排放控制单元控制所述排放单元以禁止所述水的排放。

12.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测所述移动体的制动状态，并且

所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测的所述移动体的制动状态控制所述排放单元以限制所述水的排放。

13.根据权利要求12所述的移动体，其特征在于，当由所述状态检测单元检测的所述移动体的制动状态对应于预定制动状态时，所述排放控制单元控制所述排放单元以禁止所述水的排放。

14.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测所述移动体的规定转弯状态，并且

所述排放控制单元控制所述排放单元，以与在未检测到所述规定转弯状态的情况下所述水的排放相比，限制在由所述状态检测单元检测到的所述规定转弯状态的情况下所述水的排放。

15.根据权利要求14所述的移动体，其特征在于，所述排放单元具有至少两个分别位于所述移动体的左侧和右侧用以排放所述水的排水口，并且

在由所述状态检测单元检测到所述规定转弯状态的情况下，所述排放控制单元控制所述排放单元，以限制在所述左侧和右侧的所述排放单元的至少两个排水口之中的、通过转弯而位于外周侧的至少一个排水口的水的排放。

16.根据权利要求14所述的移动体，其特征在于，所述规定转弯状态表示所述移动体在等于或小于预定移动速度的速度下以不大于预定值的转弯半径转弯。

17.根据权利要求14所述的移动体，其特征在于，对所述水的排放的限制是禁止所述水的排放。

18.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述移动体是装有侧滑控制单元以控制至少一个车轮的侧滑的车辆，

其中，所述状态检测单元检测其中所述侧滑控制单元被致动以控制所述至少一个车轮的侧滑的侧滑抑制状态，并且

所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的所述侧滑抑制状态控制所述排放单元以限制所述水的排放。

19.根据权利要求18所述的移动体，其特征在于，所述排放单元具有在多个不同位置的用以排放所述水的多个排水口，并且

所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的侧滑抑制状态，控制所述排放单元以限制从所述排放单元的多个排水口中至少一个影响在侧滑控制下的车轮的排水口的所述水的排放。

20.根据权利要求18所述的移动体，其特征在于，对所述水的排放的限制是禁止所述水的排放。

21.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测所述移动体的环境。

22.根据权利要求21所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测下雨状态，并且

所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的下雨状态，控制所述排放单元以允许不加限制地排放所述水。

23.根据权利要求22所述的移动体，其特征在于，所述排放控制单元控制所述排放单元，以与在未检测到下雨状态的情况下所述水的排放相比，增大在由所述状态检测单元检测到预定下雨状态的情况下所述水的排放。

24.根据权利要求21所述的移动体，其特征在于，所述移动体是车辆，

其中，所述状态检测单元检测其中所述移动体在积雪表面或结冰表面上移动的所述移动体的积雪-结冰表面移动状态，并且

所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的所述移动体的积雪-结冰表面移动状态，控制所述排放单元以限制所述水的排放。

25.根据权利要求24所述的移动体，其特征在于，对所述水的排放的限制是禁止所述水的排放。

26.根据权利要求21所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测外部空气温度，并且

所述排放控制单元控制所述排放单元以随着由所述状态检测单元检测的外部空气温度的降低而限制所述水的排放。

27.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测位于所述移动体附近的任一物体的状态。

28.根据权利要求27所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测在离所述移动体的预定距离内是否存在任一物体，并且

所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的在离所述移动体的预定距离内存在任一物体，控制所述排放单元以限制所述水的排放。

29.根据权利要求28所述的移动体，其特征在于，所述排放单元具有在多个不同位置的用以排放所述水的多个排水口，

所述状态检测单元检测沿多个不同方向在预定距离内是否存在任一物体，并且

所述排放控制单元控制所述排放单元，以限制从所述多个排水口中对应于由所述状态检测单元检测的预定距离内的任一物体的方向的排水口的所述水的排放。

30.根据权利要求28所述的移动体，其特征在于，对所述水的排放的限制是禁止所述水的排放。

31.根据权利要求27所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测所述移动体和位于所述移动体后面的另一移动体之间的距离，并且

当由所述状态检测单元检测的与所述另一移动体的距离小于预定距离时，所述排放控制单元控制所述排放单元以限制所述水的排放。

32.根据权利要求31所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测所述移动体的移动速度，并且

所述排放控制单元将由所检测的所述移动体的移动速度计算的距离设定为所述预定距离，并且响应所述预定距离控制所述排放单元以限制所述水的排放。

33.根据权利要求31所述的移动体，其特征在于，对所述水的排放的限制是禁止所述水的排放。

34.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述状态检测单元检测上下所述移动体的驾驶员或乘员的估计上下状态，并且

所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测到的所述估计上下状态控制所述排放单元以限制所述水的排放。

35.根据权利要求34所述的移动体，其特征在于，所述排放单元具有在多个不同位置的用以排放所述水的多个排水口，

所述状态检测单元检测在所述移动体的多个不同位置的估计上下状态，并且

所述排放控制单元控制所述排放单元，以限制从所述多个排水口中对应于由所述状态检测单元检测到所述估计上下状态的位置的排水口的所述水的排放。

36.根据权利要求34所述的移动体，其特征在于，对所述水的排放的限制是禁止所述水的排放。

37.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述移动体还包括：

检测在所述蓄水容器中所述水的蓄积状态的蓄积状态检测单元，并且

所述排放控制单元根据由所述蓄积状态检测单元检测的所述水的蓄积状态控制所述排放单元以调节所述水的排放。

38.根据权利要求37所述的移动体，其特征在于，当由所述蓄积状态检测单元检测的作为所述水的蓄积状态的水的蓄积量不大于第一预定量时，所述排放控制单元控制所述排放单元以限制所述水的排放。

39.根据权利要求37所述的移动体，其特征在于，当由所述蓄积状态检测单元检测的作为所述水的蓄积状态的水的蓄积量不小于第二预定量时，所述排放控制单元控制所述排放单元以增大所述水的排放。

40.根据权利要求37所述的移动体，其特征在于，所述移动体还包括：

当由所述蓄积状态检测单元检测的作为所述水的蓄积状态的水的蓄积量不小于第三预定量时，给出所述燃料电池的输出限制指令的输出限制指令单元。

41.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述排放单元具有在多个不同位置的多个排水口，并且

所述排放控制单元响应由所述状态检测单元检测的状态控制所述排放单元以调节从所述多个排水口的所述水的排放。

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