JP2006073309A - Fuel cell system and car equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システムおよびこれを搭載する自動車に関する。 The present invention relates to a fuel cell system and an automobile equipped with the same.
従来、この種の燃料電池システムを搭載する自動車としては、乗員室の水素ガス濃度が所定値以上になったときに乗員室のドアの解錠を禁止するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この自動車では、乗員室の水素ガス濃度が所定値以上になったときにはドアの解錠を禁止するだけでなく、報知することによりその状況を知らせたり、換気ファンを取り付けて駆動することにより換気を図るものとしている。
しかしながら、上述の燃料電池システムでは、燃料電池の運転状況や運転環境により目的とするガス濃度を正確に検出することが困難な場合が生じる。例えば、燃料電池システムを搭載する自動車を高地走行させているときには大気圧が低いために目的とするガス濃度を正確に検出することができず、寒冷地では温度が低いために目的とするガス濃度を正確に検出することができない場合が生じる。目的のガス濃度を正確に検出することができないと、ガス濃度に基づいて作動する機器の誤動作も生じる。 However, in the above-described fuel cell system, it may be difficult to accurately detect the target gas concentration depending on the operating state and operating environment of the fuel cell. For example, when driving an automobile equipped with a fuel cell system at a high altitude, the target gas concentration cannot be accurately detected because the atmospheric pressure is low, and the target gas concentration is low because the temperature is low in cold regions. May not be detected accurately. If the target gas concentration cannot be accurately detected, malfunction of a device that operates based on the gas concentration also occurs.
本発明の燃料電池システムおよびこれを搭載する自動車は、燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度をより正確に検出することを目的の一つとする。また、本発明の燃料電池システムおよびこれを搭載する自動車は、所定ガスの濃度に基づくより適正な処理を行なうことを目的の一つとする。 One object of the fuel cell system of the present invention and a vehicle equipped with the fuel cell system is to more accurately detect the concentration of a predetermined gas in the air in the external space of the fuel cell system. Another object of the fuel cell system of the present invention and a vehicle equipped with the fuel cell system is to perform more appropriate processing based on the concentration of a predetermined gas.
本発明の燃料電池システムおよびこれを搭載する自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 The fuel cell system of the present invention and a vehicle equipped with the fuel cell system employ the following means in order to achieve at least a part of the above object.
本発明の第1の燃料電池システムは、
燃料電池を有する燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度を検出する所定ガス濃度検出手段と、
前記燃料電池の運転状態および/または運転環境に基づいて前記所定ガス濃度検出手段により検出された所定ガスの濃度を補正する濃度補正手段と、
を備えることを要旨とする。
The first fuel cell system of the present invention comprises:
A fuel cell system having a fuel cell,
Predetermined gas concentration detection means for detecting the concentration of the predetermined gas in the air in the external space of the fuel cell system;
Concentration correcting means for correcting the concentration of the predetermined gas detected by the predetermined gas concentration detecting means based on the operating state and / or operating environment of the fuel cell;
It is a summary to provide.
この本発明の第1の燃料電池システムでは、燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度を検出し、燃料電池の運転状態や運転環境に基づいて検出した所定ガスの濃度を補正する。したがって、所定ガスの濃度をより正確なものとすることができる。ここで、燃料電池は酸化ガスとして空気を用いるものであり、所定ガスは酸素であるものとすることもできる。 In the first fuel cell system of the present invention, the concentration of the predetermined gas in the air in the external space of the fuel cell system is detected, and the concentration of the predetermined gas detected based on the operating state and operating environment of the fuel cell is corrected. . Therefore, the concentration of the predetermined gas can be made more accurate. Here, the fuel cell uses air as the oxidizing gas, and the predetermined gas may be oxygen.
本発明の第2の燃料電池システムは、
燃料電池と該燃料電池からの電力により駆動する駆動装置とを有する燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度を検出する所定ガス濃度検出手段と、
前記駆動装置の運転状態および/または運転環境に基づいて前記所定ガス濃度検出手段により検出された所定ガスの濃度を補正する濃度補正手段と、
を備えることを要旨とする。
The second fuel cell system of the present invention comprises:
A fuel cell system having a fuel cell and a drive device driven by electric power from the fuel cell,
Predetermined gas concentration detection means for detecting the concentration of the predetermined gas in the air in the external space of the fuel cell system;
Concentration correcting means for correcting the concentration of the predetermined gas detected by the predetermined gas concentration detecting means based on the operating state and / or operating environment of the driving device;
It is a summary to provide.
この本発明の第2の燃料電池システムでは、燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度を検出し、燃料電池からの電力により駆動する駆動装置の運転状態や運転環境に基づいて検出した所定ガスの濃度を補正する。したがって、所定ガスの濃度をより正確なものとすることができる。ここで、燃料電池は酸化ガスとして空気を用いるものであり、所定ガスは酸素であるものとすることもできる。 In the second fuel cell system of the present invention, the concentration of a predetermined gas in the air in the external space of the fuel cell system is detected and detected based on the operating state and operating environment of the driving device driven by the power from the fuel cell. The concentration of the predetermined gas is corrected. Therefore, the concentration of the predetermined gas can be made more accurate. Here, the fuel cell uses air as the oxidizing gas, and the predetermined gas may be oxygen.
こうした本発明の第1または第2の燃料電池システムにおいて、前記濃度補正手段は、システムが運転されている大気圧,温度,湿度の少なくとも一つを前記運転環境として前記所定ガスの濃度を補正する手段であるものとすることもできる。こうすれば、大気圧や温度,湿度の変化を考慮するから、所定ガスの濃度をより正確なものとすることができる。 In the first or second fuel cell system of the present invention, the concentration correction unit corrects the concentration of the predetermined gas using at least one of atmospheric pressure, temperature, and humidity at which the system is operated as the operating environment. It can also be a means. In this way, since changes in atmospheric pressure, temperature, and humidity are taken into account, the concentration of the predetermined gas can be made more accurate.
また、本発明の第1または第2の燃料電池システムにおいて、前記濃度補正手段により補正された所定ガスの濃度が所定濃度以下または所定濃度以上に至ったときに異常を出力する異常出力手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、所定ガスの濃度に基づく異常を出力することができる。 The first or second fuel cell system of the present invention further includes an abnormality output unit that outputs an abnormality when the concentration of the predetermined gas corrected by the concentration correction unit reaches a predetermined concentration or less or exceeds a predetermined concentration. It can also be. In this way, an abnormality based on the concentration of the predetermined gas can be output.
さらに、本発明の第1または第2の燃料電池システムにおいて、前記濃度補正手段により補正された所定ガスの濃度が所定濃度以下または所定濃度以上に至ったときにシステムを停止するシステム停止手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、所定ガスの濃度がそれ以上低下または上昇するのを抑制することができる。 Furthermore, the first or second fuel cell system of the present invention further comprises system stop means for stopping the system when the concentration of the predetermined gas corrected by the concentration correction means reaches a predetermined concentration or less or exceeds a predetermined concentration. It can also be. By so doing, it is possible to suppress further decrease or increase in the concentration of the predetermined gas.
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の第1または第2の燃料電池システム、即ち、基本的には、燃料電池を有する燃料電池システムであって、前記燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度を検出する所定ガス濃度検出手段と、前記燃料電池の運転状態および/または運転環境に基づいて前記所定ガス濃度検出手段により検出された所定ガスの濃度を補正する濃度補正手段と、を備える本発明の第1の燃料電池システムや、燃料電池と該燃料電池からの電力により駆動する駆動装置とを有する燃料電池システムであって、前記燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度を検出する所定ガス濃度検出手段と、前記駆動装置の運転状態および/または運転環境に基づいて前記所定ガス濃度検出手段により検出された所定ガスの濃度を補正する濃度補正手段と、を備える本発明の第2の燃料電池システムを搭載することを要旨とする。 The automobile of the present invention is the first or second fuel cell system of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a fuel cell system having a fuel cell, and is external to the fuel cell system. A predetermined gas concentration detecting means for detecting the concentration of the predetermined gas in the air in the space, and a concentration of the predetermined gas detected by the predetermined gas concentration detecting means based on the operating state and / or operating environment of the fuel cell. A fuel cell system comprising: a first fuel cell system of the present invention comprising a concentration correction means; and a fuel cell and a drive device that is driven by electric power from the fuel cell, in an external space of the fuel cell system Predetermined gas concentration detection means for detecting the concentration of the predetermined gas in the air, and the predetermined gas concentration detection based on the operating state and / or operating environment of the drive device. And summarized in that mounting a second fuel cell system of the present invention and a density correction means for correcting the concentration of the predetermined gas detected by means.
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の第1または第2の燃料電池システムを搭載するから、本発明の第1または第2の燃料電池システムが奏する効果、例えば、所定ガスの濃度をより正確なものとすることができる効果などと同様な効果を奏することができる。 Since the first or second fuel cell system of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted on the automobile of the present invention, the effects exhibited by the first or second fuel cell system of the present invention, for example, predetermined The same effect as the effect of making the gas concentration more accurate can be obtained.
こうした本発明の自動車において、前記所定ガス濃度検出手段は乗員室内に取り付けられてなり、前記燃料電池システムの外部空間は乗員室であるものとすることもできる。こうすれば、乗員室における所定ガスの濃度をより正確なものとして検出することができ、これにより適正に対処することができる。この場合、乗員室内の換気を行なう換気手段と、車両が走行している最中に前記濃度補正手段により補正された所定ガスの濃度が所定濃度以下または所定濃度以上に至ったときには乗員室内の換気が行なわれるよう前記換気手段を制御する制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、所定ガスが所定濃度以上に至ったり所定濃度以下に至っても換気により所定濃度未満や所定濃度以上にすることができる。 In such an automobile according to the present invention, the predetermined gas concentration detecting means may be mounted in the passenger compartment, and the external space of the fuel cell system may be the passenger compartment. In this way, it is possible to detect the concentration of the predetermined gas in the passenger compartment as a more accurate one, and to deal with it appropriately. In this case, ventilation means for ventilating the passenger compartment, and ventilation of the passenger compartment when the concentration of the predetermined gas corrected by the concentration correction means during driving of the vehicle reaches a predetermined concentration or lower or a predetermined concentration or higher. And a control means for controlling the ventilation means so as to be performed. If it carries out like this, even if predetermined gas reaches more than predetermined concentration or below predetermined concentration, it can make it less than predetermined concentration or more than predetermined concentration by ventilation.
また、本発明の自動車において、前記所定ガス濃度検出手段は乗員室外に取り付けられてなり、前記燃料電池システムの外部空間は車両を収納する車両周囲の空間であるものとすることもできる。こうすれば、車庫などの車両周囲の空間における所定ガスの濃度をより正確なものとして検出することができ、これにより適正に対処することができる。この場合、車両が停車している最中に前記濃度補正手段により補正された所定ガスの濃度が所定濃度以下または所定濃度以上に至ったときには異常を報知する報知手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、所定ガスが所定濃度以上に至ったり所定濃度以下に至ったのを報知することができる。なお、報知の手法としては、音や光,振動など種々の手法を用いることができる。 In the automobile of the present invention, the predetermined gas concentration detection means may be attached outside the passenger compartment, and the external space of the fuel cell system may be a space around the vehicle that houses the vehicle. By doing so, the concentration of the predetermined gas in the space around the vehicle such as a garage can be detected as a more accurate one, and this can be dealt with appropriately. In this case, it is possible to provide notifying means for notifying abnormality when the concentration of the predetermined gas corrected by the concentration correcting means reaches a predetermined concentration or lower or higher than a predetermined concentration while the vehicle is stopped. . In this way, it can be notified that the predetermined gas has reached a predetermined concentration or lower or a predetermined concentration or lower. As a notification method, various methods such as sound, light, and vibration can be used.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である燃料電池システムを搭載した燃料電池車20の構成の概略を示す構成図である。実施例の燃料電池車20は、図示するように、水素高圧タンク32から供給され循環ポンプ34により循環される燃料ガスとしての水素とエアコンプレッサ36により供給され排気中の水蒸気により加湿する加湿器38によって加湿された空気中の酸素とにより発電する燃料電池30と、この燃料電池30からの直流電力を三相交流電力に変換するインバータ26と、インバータ26により変換された三相交流電力により駆動しデファレンシャルギヤ24を介して駆動輪22a,22bに動力を出力する走行用モータ28と、燃料電池30の出力電圧を調整すると共に燃料電池30側の直流電力を低圧の直流電圧に変換してバッテリ42や低圧補機44に供給するDC/DCコンバータ40と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
燃料電池30は、図示しないが、電解質膜とこの電解質膜を狭持するアノード電極およびカソード電極とからなる単セルをセル間の隔壁をなすセパレータと共に複数積層してなる燃料電池スタックにより構成されており、セパレータに形成されたガス流路を通じてアノード電極に供給された水素ガスとカソード電極に供給された空気による電気化学反応により発電する。燃料電池30には、図示しないが、冷却媒体(例えば、冷却水)が循環可能な循環路が形成されており、この循環路内の冷却媒体の循環により燃料電池30内の温度が適温(例えば、65℃〜85℃)に保持されるようになっている。また、燃料電池30の運転に必要な循環ポンプ34やエアコンプレッサ36などの燃料電池用補機には燃料電池30により発電された電力が供給されている。
Although not shown, the
走行用モータ28は、例えば、電動機として機能すると共に発電機として機能する周知の同期発電電動機として構成されており、運転者のアクセルペダル83やブレーキペダル85の踏み込み量や車速Vに応じて電動機として又は発電機として駆動する。
The traveling
電子制御ユニット70は、CPU72を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に、処理プログラム等が記憶されたROM74と、一時的にデータを記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートや通信ポートとを備える。この電子制御ユニット70には、燃料電池30の出力端子間に取り付けられた電圧センサ52からの電圧Vfcや燃料電池30の出力端子からの電力ラインに取り付けられた電流センサ54からの電流Ifc,走行用モータ28の回転子の位置を検出する回転位置検出センサ29からの回転位置,シフトレバー81のポジションを検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジション,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキポジションセンサ86からのブレーキポジション,車両の走行速度を検出する車速センサ88からの車速V,乗員室内に取り付けられた乗員室酸素濃度センサ91からの乗員室内の酸素濃度Cin,同じく乗員室内に取り付けられた乗員室温度センサ92からの乗員室の温度Tin,前輪用のフェンダー内側や後輪用のフェンダー内側などに取り付けられた車外酸素濃度センサ93からの車外の酸素濃度Cout,同じく前輪用のフェンダー内側や後輪用のフェンダー内側などに取り付けられた車外温度センサ94からの車外の温度Tout,大気圧を検出する大気圧センサ95からの大気圧Paなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット70からは、循環ポンプ34への駆動信号やエアコンプレッサ36への駆動信号,インバータ26へのスイッチング信号,DC/DCコンバータ40への電圧指令Vfc*,電動ウィンドウ用のモータ96への駆動信号,ホーン97への警笛信号,ハザードランプや乗員室内のコーションランプなどの警告灯98への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。また、電子制御ユニット70は、乗員室内の空調機器であるエアコンの電子制御ユニット(以下、エアコンECUという)60と通信ポートを介して通信をしており、必要に応じて空調機器の状態情報や駆動信号のやりとりをしている。
The
次に、こうして構成された実施例の燃料電池車20の動作、特に乗員室や車両周辺における空気中の酸素濃度の変化に対応する際の動作について説明する。図2は実施例の電子制御ユニット70により実行される異常監視処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎(例えば、数秒毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
異常監視処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70のCPU72は、まず、乗員室酸素濃度センサ91からの乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度センサ93からの車外酸素濃度Cout,乗員室温度センサ92からの乗員室温度Tin,車外温度センサ94からの車外温度Tout,大気圧センサ95からの大気圧Pa,車速センサ88からの車速Vなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。
When the abnormality monitoring processing routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力した乗員室温度Tinや車外温度Toutに基づいて乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを補正するための温度補正係数KTin,KToutや大気圧Paに基づいて乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを補正する大気圧補正係数KPを設定すると共に(ステップS110)、設定した温度補正係数KTin,KToutと大気圧補正係数KPとを用いて乗員室酸素濃度Cinと車外酸素濃度Coutとを次式(1)および(2)により補正する(ステップS120)。ここで、温度補正係数KTin,KToutや大気圧補正係数KPは、実施例では、乗員室酸素濃度センサ91と車外酸素濃度センサ93に対して基準温度(例えば25℃)で基準気圧(例えば1.01325×105[Pa])のときに補正が必要ないように調整し、温度Tと温度補正係数KTとの関係および大気圧Paと大気圧補正係数KPとの関係を実験により求めて温度補正係数設定用マップおよび大気圧補正係数設定用マップとして予めROM74に記憶しておき、温度Tや大気圧Paが与えられると対応するマップから温度補正係数KTや大気圧補正係数KPを導出することにより設定するものとした。温度補正係数設定用マップの一例を図3に示し、大気圧補正係数設定用マップの一例を図4に示す。
When the data is input in this way, the passenger compartment oxygen based on the temperature correction coefficients KTin, KTout and the atmospheric pressure Pa for correcting the passenger compartment oxygen concentration Cin and the vehicle exterior oxygen concentration Cout based on the input passenger compartment temperature Tin and vehicle exterior temperature Tout. The atmospheric pressure correction coefficient KP for correcting the concentration Cin and the outside oxygen concentration Cout is set (step S110), and the passenger compartment oxygen concentration Cin and the outside oxygen are set using the set temperature correction coefficients KTin and KTout and the atmospheric pressure correction coefficient KP. The density Cout is corrected by the following equations (1) and (2) (step S120). Here, in the embodiment, the temperature correction coefficients KTin and KTout and the atmospheric pressure correction coefficient KP are set to a reference pressure (for example, 1....) At a reference temperature (for example, 25 ° C.) with respect to the passenger compartment
Cin=KTin・KP・Cin (1)
Cout=KTout・KP・Cout (2)
Cin = KTin ・ KP ・ Cin (1)
Cout = KTout ・ KP ・ Cout (2)
こうして乗員室酸素濃度Cinおよび車外酸素濃度Coutを補正すると、車速Vに基づいて車両が走行しているか否かを判定する(ステップS130)。車両が走行していると判定されたときには、乗員室酸素濃度Cinを閾値C1,C2と比較する(ステップS140)。ここで、閾値C1は乗員室の換気の必要性を判断する程度の酸素濃度として通常の空気中の酸素濃度より若干低い濃度(例えば、19%など)に設定されており、閾値C2は換気するだけでなくシステムの停止を判断する程度の酸素濃度として閾値C1よりも低い濃度(例えば,18%など)に設定されている。乗員室酸素濃度Cinが閾値C1,C2のいずれよりも大きいときには、換気もシステム停止も不要と判断し、異常監視処理ルーチンを終了する。乗員室酸素濃度Cinが閾値C2よりは大きいが閾値C1未満のときには、乗員室の換気が必要と判断し、乗員室の空調機器が外気導入モードで運転されるようエアコンEUC60に制御信号を出力すると共にウィンドウが開けられるよう電動ウィンドウ用のモータ96に駆動信号を出力して(ステップS160)、異常監視処理ルーチンを終了する。これにより、乗員室の換気を行なうことができ、乗員室の酸素濃度の低下を抑制することができる。乗員室酸素濃度Cinが閾値C2未満のときには、システム停止が必要と判断し、循環ポンプ34やエアコンプレッサ36を停止して燃料電池システムを停止すると共に(ステップS150)、乗員室の空調機器による外気導入モードでの運転やウィンドウを開成することによる換気が行なわれるようエアコンECU60や電動ウィンドウ用のモータ96に駆動信号を出力して(ステップS160)、異常監視処理ルーチンを終了する。これにより、乗員室の乗員室の酸素濃度の更なる低下を抑制することができると共に乗員室の換気を行なうことができる。
When the passenger compartment oxygen concentration Cin and the vehicle exterior oxygen concentration Cout are thus corrected, it is determined based on the vehicle speed V whether or not the vehicle is traveling (step S130). When it is determined that the vehicle is traveling, the passenger compartment oxygen concentration Cin is compared with the threshold values C1 and C2 (step S140). Here, the threshold value C1 is set to a concentration (for example, 19%, etc.) that is slightly lower than the oxygen concentration in the normal air as the oxygen concentration that determines the necessity of ventilation in the passenger compartment, and the threshold value C2 is ventilated. In addition, the concentration of oxygen that is determined not only to stop the system is set to a concentration (for example, 18%) lower than the threshold value C1. When the passenger compartment oxygen concentration Cin is larger than both the threshold values C1 and C2, it is determined that neither ventilation nor system stop is necessary, and the abnormality monitoring processing routine is ended. When the passenger compartment oxygen concentration Cin is greater than the threshold C2 but less than the threshold C1, it is determined that the passenger compartment needs to be ventilated, and a control signal is output to the
一方、ステップS130で車両が走行していないと判定されたときには、車外酸素濃度Coutを閾値C3,C4と比較する(ステップS170)。ここで、閾値C3と閾値C4は、車両周辺における空気中の酸素濃度の低下を2段階で判断する際の酸素濃度として通常の空気中の酸素濃度より若干低い濃度(例えば、19%など)と更に低い濃度(例えば、18%など)に設定されている。車外酸素濃度Coutが閾値C3,C4のいずれよりも大きいときには、車両周辺における空気中の酸素濃度は通常であると判断し、異常監視処理ルーチンを終了する。車外酸素濃度Coutが閾値C4よりは大きいが閾値C3未満のときには、車両周辺における空気中の酸素濃度が若干低下してきたと判断し、ホーン97による警笛を発生させたりハザードランプや乗員室内のコーションランプなどの警告灯98を点灯したりして酸素濃度の低下を報知して(ステップS190)、異常監視処理ルーチンを終了する。これにより、車両周辺における空気中の酸素濃度の低下を乗員室内の乗員や車両周辺の人に知らせることができる。車外酸素濃度Coutが閾値C4未満のときには、システム停止が必要と判断し、循環ポンプ34やエアコンプレッサ36を停止して燃料電池システムを停止すると共に(ステップS180)、ホーン97による警笛を発生させたりハザードランプや乗員室内のコーションランプなどの警告灯98を点灯したりして酸素濃度の低下を報知して(ステップS190)、異常監視処理ルーチンを終了する。これにより、車両周辺における空気中の酸素濃度がそれ以上低下するのを抑制することができると共に車両周辺における空気中の酸素濃度の低下を乗員室内の乗員や車両周辺の人に知らせることができる。なお、車両周辺における空気中の酸素濃度が低下する状況は密閉性の高い車庫などの閉鎖空間で燃料電池システムの運転を継続したときなどを考えることができる。
On the other hand, when it is determined in step S130 that the vehicle is not traveling, the vehicle oxygen concentration Cout is compared with threshold values C3 and C4 (step S170). Here, the threshold value C3 and the threshold value C4 are concentrations slightly lower than the normal oxygen concentration in air (for example, 19%) as the oxygen concentration when determining the decrease in the oxygen concentration in the air around the vehicle in two stages. A lower density (for example, 18%) is set. When the oxygen concentration outside the vehicle Cout is larger than both the threshold values C3 and C4, it is determined that the oxygen concentration in the air around the vehicle is normal, and the abnormality monitoring processing routine is terminated. When the oxygen concentration Cout outside the vehicle is greater than the threshold C4 but less than the threshold C3, it is determined that the oxygen concentration in the air around the vehicle has slightly decreased, and a
以上説明した実施例の燃料電池車20によれば、乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを乗員室温度Tinや車外温度Tout,大気圧Paにより補正するから、乗員室内の空気中の酸素濃度や車両周辺の空気中の酸素濃度をより適正に検出することができる。また、実施例の燃料電池車20によれば、車両が走行しているときには、乗員室酸素濃度Cinが閾値C1未満に至ったときに乗員室内を換気することにより乗員室内の空気中の酸素濃度が低下するのを抑制することができ、乗員室酸素濃度Cinが閾値C2未満に至ったときに燃料電池システムを停止することにより乗員室内の空気中の酸素濃度がそれ以上低下するのを抑止することができる。さらに、実施例の燃料電池車20によれば、車両が走行していないときには、車外酸素濃度Coutが閾値C3未満に至ったときにホーン97による警笛や警告灯98の点灯により車両周辺における空気中の酸素濃度が低下したのを報知することができ、車外酸素濃度Coutが閾値C4未満に至ったときに燃料電池システムを停止することにより車両周辺における空気中の酸素濃度がそれ以上低下するのを抑止することができる。この結果、燃料電池車20を車庫などの閉鎖空間でアイドリング運転したときに、知らない間に閉鎖空間における空気中の酸素濃度が低下するのを抑止することができる。
According to the
実施例の燃料電池車20では、車両が走行していないときには、乗員室酸素濃度Cinによる処理(ステップS140〜S160)は行なわないものとしたが、車両が走行していないときにも乗員室酸素濃度Cinによる処理を行なうものとしても差し支えない。
In the
実施例の燃料電池車20では、乗員室酸素濃度Cinによる処理として閾値C1,C2に基づく換気処理とシステム停止処理の2段階としたが、複数段の換気処理を行なったり報知処理を含めるなど3段階以上の処理としてもよい。また、実施例の燃料電池車20では、車外酸素濃度Coutによる処理として閾値C3,C4に基づく報知処理とシステム停止処理の2段階としたが、複数段の報知処理を行なうなど3段階以上の処理としてもよい。
In the
実施例の燃料電池車20では、燃料電池30の運転環境や走行用モータ28の運転環境としての大気圧Paと乗員室温度Tinや車外温度Toutとを用いた大気圧補正係数KPと温度補正係数KTin,KToutとにより乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを補正したが、大気圧補正係数KPによる補正は行なわずに温度補正係数KTin,KToutだけによって乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを補正するものとしたり、温度補正係数KTin,KToutによる補正は行なわずに大気圧補正係数KPだけによって乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを補正するものとしてもよい。また、温度や大気圧Pa以外の状態変数を用いた補正係数を用いて乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを補正するものとしてもかまわない。この場合、例えば、乗員室湿度Hinや車外湿度Houtを用いて乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを補正するものとしてもよい。この湿度により補正する場合、乗員室酸素濃度センサ91と車外酸素濃度センサ93に対して基準湿度のときに補正が必要ないように調整し、湿度Hと湿度補正係数KHとの関係を実験により求めて図5に例示するような湿度補正係数設定用マップとして予めROM74に記憶しておき、湿度Hが与えられると対応するマップから湿度補正係数KHを導出し、導出した湿度補正係数KHin,KHoutを乗員室酸素濃度センサ91や車外酸素濃度センサ93により検出された乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutに乗じればよい。さらに、燃料電池30の運転状態(例えば出力電力)や走行用モータ28の駆動状態(例えば、消費電力)などに基づいて乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを補正するものとしてもよい。
In the
実施例の燃料電池車20では、乗員室酸素濃度Cinや車外酸素濃度Coutを検出すると共に補正し、乗員室内や車両周辺の空気中の酸素濃度に対応するより適正な処理を行なうものとしたが、乗員室内や車両周辺の空気中の水素濃度を検出すると共に補正し、乗員室内や車両周辺の空気中の水素濃度に対応するより適正な処理を行なうものとしてもよいし、乗員室内や車両周辺の空気中の燃料ガスや酸化ガスに含まれるガスの濃度を検出すると共に補正し、乗員室内や車両周辺の空気中燃料ガスや酸化ガスに含まれるガスの濃度に対応するより適正な処理を行なうものとしてもよい。
In the
実施例では、燃料電池システムを搭載した燃料電池車20を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明したが、燃料電池システムを自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載するものとしてもよく、移動しない発電設備に組み込むものとしても差し支えない。
In the embodiments, the best mode for carrying out the present invention using the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、燃料電池システム製造業などに利用可能である。 The present invention can be used in the fuel cell system manufacturing industry and the like.
20 燃料電池車、22a,22b 駆動輪、24 デファレンシャルギヤ、26 インバータ、28 走行用モータ、29 回転位置検出センサ、30 燃料電池、34 循環ポンプ、36 エアコンプレッサ、38 加湿器、40 DC/DCコンバータ、42 バッテリ、44 低圧補機、52 電圧センサ、54 電流センサ、60 エアコンECU、70 電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキポジションセンサ、88 車速センサ、91 乗員室酸素濃度センサ、92 乗員室温度センサ、93 車外酸素濃度センサ、94 車外温度センサ、95 大気圧センサ、96 モータ、97 ホーン、98 警告灯。
20 Fuel Cell Vehicle, 22a, 22b Drive Wheel, 24 Differential Gear, 26 Inverter, 28 Traveling Motor, 29 Rotation Position Detection Sensor, 30 Fuel Cell, 34 Circulation Pump, 36 Air Compressor, 38 Humidifier, 40 DC /
Claims (11)
前記燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度を検出する所定ガス濃度検出手段と、
前記燃料電池の運転状態および/または運転環境に基づいて前記所定ガス濃度検出手段により検出された所定ガスの濃度を補正する濃度補正手段と、
を備える燃料電池システム。 A fuel cell system having a fuel cell,
Predetermined gas concentration detection means for detecting the concentration of the predetermined gas in the air in the external space of the fuel cell system;
Concentration correcting means for correcting the concentration of the predetermined gas detected by the predetermined gas concentration detecting means based on the operating state and / or operating environment of the fuel cell;
A fuel cell system comprising:
前記燃料電池システムの外部空間における空気中の所定ガスの濃度を検出する所定ガス濃度検出手段と、
前記駆動装置の運転状態および/または運転環境に基づいて前記所定ガス濃度検出手段により検出された所定ガスの濃度を補正する濃度補正手段と、
を備える燃料電池システム。 A fuel cell system having a fuel cell and a drive device driven by electric power from the fuel cell,
Predetermined gas concentration detection means for detecting the concentration of the predetermined gas in the air in the external space of the fuel cell system;
Concentration correcting means for correcting the concentration of the predetermined gas detected by the predetermined gas concentration detecting means based on the operating state and / or operating environment of the driving device;
A fuel cell system comprising:
前記燃料電池は、酸化ガスとして空気を用いるものであり、
前記所定ガスは酸素である
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein
The fuel cell uses air as an oxidizing gas,
The fuel cell system, wherein the predetermined gas is oxygen.
前記所定ガス濃度検出手段は乗員室内に取り付けられてなり、
前記燃料電池システムの外部空間は乗員室である
自動車。 The automobile according to claim 7,
The predetermined gas concentration detection means is mounted in the passenger compartment,
The external space of the fuel cell system is a passenger compartment.
乗員室内の換気を行なう換気手段と、
車両が走行している最中に、前記濃度補正手段により補正された所定ガスの濃度が所定濃度以下または所定濃度以上に至ったときには乗員室内の換気が行なわれるよう前記換気手段を制御する制御手段と、
を備える自動車。 The automobile according to claim 8,
A ventilation means for ventilating the passenger compartment;
Control means for controlling the ventilation means so that the passenger compartment is ventilated when the concentration of the predetermined gas corrected by the concentration correction means reaches a predetermined concentration or less or exceeds a predetermined concentration while the vehicle is running. When,
Automobile equipped with.
前記所定ガス濃度検出手段は乗員室外に取り付けられてなり、
前記燃料電池システムの外部空間は車両を収納する車両周囲の空間である
自動車。 The automobile according to claim 7,
The predetermined gas concentration detection means is attached outside the passenger compartment,
The external space of the fuel cell system is a space around the vehicle that houses the vehicle.
11. The automobile according to claim 10, further comprising a notifying means for notifying an abnormality when the concentration of the predetermined gas corrected by the concentration correcting means reaches a predetermined concentration or lower or exceeds a predetermined concentration while the vehicle is stopped.
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- 2004-09-01 JP JP2004254201A patent/JP2006073309A/en active Pending
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