JP2008260485A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】空気より軽い燃料ガスの漏洩等が生じた場合であっても、車両内空間への燃料ガスの滞留を防止する。
【解決手段】燃料電池車１０の制御ユニット６０は、まず、底部空間９４の水素濃度検知器７２ａで検知された水素濃度ＨＳ１が閾値濃度Ｔｈ１以上であれば、動力室・タンク間エアバック８２ｂを膨張させ、水素が滞留する恐れのある動力室９２への水素の流入路を遮断する。また、動力室９２の水素濃度検知器７２ｂで検知された水素濃度ＨＳ２が閾値濃度Ｔｈ２以上であれば、動力室下エアバック８２ａを膨張させて、動力室９２への水素の流入路を遮断する。そして、同時に、フード開放エアバック８２ｄ及び外気吸込口エアバック８２ｃを膨張させ、動力室９２に既に滞留している水素を大気に拡散させつつ、乗員室９８への水素の流入路を遮断する。
【選択図】図５

Description

本発明は、所定形状の車体を有する車両に関し、特に、空気より軽い燃料ガスの漏洩時等における燃料ガスの滞留防止技術に関する。

近年、燃料電池を動力源として搭載した燃料電池車が注目されている。この燃料電池車は、水素などの燃料ガスを空気などの酸化ガスと反応させ、電気化学反応により電気エネルギーを取り出し、それを車両の動力源とするものであり、クリーンでエネルギー効率の高い走行を行うことができる。一方で、燃料ガスとして用いられる水素は、燃えやすい、爆発限界が広い、軽く拡散しやすい（漏れやすい）などの性質を有している。そのため、燃料電池車においては、水素漏れを防止する種々の対策が講じられる。こうした水素漏れ防止技術として、例えば、下記特許文献１に記載の技術が知られている。

特開２００４−１２７７４８号公報

この特許文献１では、水素漏れを検出したときに、水素タンクのシャット弁を閉じるとともに、燃料電池での発電をしばらく継続させて、シャット弁の下流側に残留する水素を問題のないレベルまで消費させる技術を開示している。

しかし、一旦漏れてしまった水素は、軽く、拡散しやすいという性質を有してはいるものの、上方に向かって凸である空間、例えば、燃料電池を設置する動力室（内燃機関を動力源とする車両のエンジンルームに相当）に移動した場合には拡散に時間がかかることが問題となっていた。このような問題は、燃料電池を搭載した車両に限らず、空気より軽い燃料ガスを利用した動力源を有する車両に共通した問題であった。

上述した問題を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、空気より軽い燃料ガスの漏洩等が生じた場合であっても、車両内空間への燃料ガスの滞留を防止することである。

上記課題を解決する本発明の車両は、
車両であって、
前記車両の車体内における空気より軽い燃料ガスの漏洩、または前記車体の外部から内部への前記燃料ガスの流入を推定する漏洩等推定手段と、
該漏洩等推定手段が前記燃料ガスの漏洩または流入を推定したとき、前記車体の一部によって構成される、前記燃料ガスが滞留する恐れのある所定の空間への前記燃料ガスの流入路を遮断する遮断手段と
を備えたことを要旨とする。

かかる構成の車両は、車体内における空気より軽い燃料ガスの漏洩または車体外部から内部への流入を推定すると、燃料ガスが滞留する恐れのある所定の空間への燃料ガスの流入路を遮断する。したがって、空気より軽い燃料ガスの漏洩や流入があっても、燃料ガスが、滞留する恐れのある場所へ流入して滞留することを防止することができる。

また、かかる構成の車両において、漏洩等推定手段は、燃料ガスの濃度を定量可能なガス濃度センサであり、ガス濃度センサが所定量の濃度を検知したときに、燃料ガスの漏洩または流入を推定するものとしてもよい。このような構成とすれば、燃料ガスの漏洩または流入を確実に検知して、燃料ガスの滞留を防止することができる。

また、かかる構成の車両において、漏洩等推定手段は、車両の加速度を定量可能な加速度センサであり、加速度センサが所定量の加速度を検知したときに、燃料ガスの漏洩または流入を推定するものとしてもよい。このような構成とすれば、加速度から車両の衝突事故などによる燃料ガスの漏洩または流入を推定し、燃料ガスの滞留を防止することができる。

また、かかる構成の車両において、燃料ガスは水素としてもよい。このような構成とすれば、燃料ガスが、燃えやすく、爆発限界の広い水素であっても、滞留を防止できるので、安全である。

また、かかる構成の車両において、所定の空間は、少なくとも車両の動力源またはバッテリを設置するための動力室であり、遮断手段は、流入路としての動力室の下方の少なくとも一部を遮断するものとしてもよい。このような構成とすれば、空気より軽いために下方から上方へ移動しやすい燃料ガスが、燃料ガスが滞留する恐れのある空間となりやすい動力室へ、その下部から流入して滞留することを防止できる。

また、かかる構成の車両において、所定の空間は、車両の乗員空間であり、遮断手段は、流入路としての乗員空間へ空調用空気を供給するために外気を吸い込む外気吸込口を遮断するものとしてもよい。このような構成とすれば、燃料ガスが滞留する恐れのある空間となりやすい乗員空間への流入経路である外気吸込口を遮断するので、乗員空間へ燃料ガスが流入して滞留することを防止できる。

また、かかる構成の車両において、遮断手段は、アクチュエータとアクチュエータにより移動される移動体としてもよい。このような構成とすれば、通常時は、移動体を収納しておけるので、例えば車両の底面に設置するような場合であっても、車両の走行等に対して邪魔になることがない。

また、かかる構成の車両において、遮断手段は、エアバックを膨張させ、膨張したエアバックにより流入路を遮断するエアバック装置としてもよい。このような構成とすれば、簡単な機構で瞬時に流入路を遮断して、滞留を防止することができる。また、通常時は、コンパクトに収納しておけるので、車両のスペースを有効に活用できると共に、例えば車両の底面に設置するような場合であっても、車両の走行等に対して邪魔になることがない。

また、かかる構成の車両は、車両の動力源として燃料電池を搭載してもよい。このような構成とすれば、燃料ガスを常時貯留または使用するために、車両の空間内に燃料ガスが滞留する蓋然性の大きい燃料電池搭載車両においても、燃料ガスの滞留を防止することができる。

また、かかる構成の車両において、漏洩等推定手段は、車体内の複数箇所について燃料ガスの漏洩または流入を推定し、遮断手段は、複数箇所での漏洩または流入の推定の結果に応じて、遮断する流入路を決定するものとしてもよい。このような構成とすれば、複数箇所での漏洩または流入の推定の結果から、漏洩または流入の経路を予測して、遮断する流入路を決定するので、滞留防止について効率的な対応が可能となる。

また、かかる構成の車両において、漏洩等推定手段は、複数種類の方法により燃料ガスの漏洩または流入を推定可能な手段であり、遮断手段は、複複数種類の方法による推定の結果に応じて、遮断する流入路を決定するものとしてもよい。このような構成とすれば、複数種類の方法による漏洩または流入の推定の結果から、燃料ガスが自己の車体内で漏洩しているのか、あるいは車体の外部から内部への流入であるのかを予測して、遮断する流入路を決定するので、滞留防止について効率的な対応が可能となる。

また、かかる構成の車両において、更に、車両の走行速度を検出する手段を備え、流路確保手段は、検出された走行速度が所定値より小さい場合のみ、流路を開くものとしてもよい。このような構成とすれば、車両の走行速度が遅く、車両の走行により車体内に流入する車速風によって、燃料ガスが滞留しやすい空間から拡散することが期待できない場合のみ流入路を遮断するので、燃料ガスの滞留防止について、車両の走行の状況に応じて効率的に対応することが可能である。

本発明の実施例について説明する。
Ａ．燃料電池車の概略構造：
図１は、本発明の実施例としての燃料電池車１０の概略構成を示す説明図である。燃料電池車１０は、燃料電池システム２０、電力変換機構３０、車両補機４０、駆動モータ５２、減速ギア５４、駆動輪５６、制御ユニット６０、水素濃度検知器７２、滞留防止装置８２を備えている。

燃料電池車１０は、減速ギア５４を介して駆動輪５６に連結された駆動モータ５２を駆動力源として走行する。駆動モータ５２の電源は、燃料電池システム２０により発電された電力である。

電力変換機構３０は、インバータ、バッテリなどを備えており、燃料電池システム２０から出力される直流を三相交流に変換して駆動モータ５２に供給したり、余剰電力を蓄電したりする。車両補機４０は、燃料電池車１０の運転時などに使用される種々の電力機器であり、照明機器、空調機器、油圧ポンプなどが含まれる。

燃料電池システム２０は、電気化学反応により、燃料電池車１０の動力源としての電気エネルギーを発生させるシステムである。この燃料電池システム２０は、燃料電池スタック２２、水素供給・排出機構２４、空気供給・排出機構２８を備えている。

燃料電池スタック２２は、アノード、カソード、電解質、セパレータ等からなる積層体アセンブリを複数積層させた燃料電池である。本実施例においては、固形高分子形燃料電池を用いているが、種々の燃料電池を用いることが可能である。

水素供給・排出機構２４は、燃料ガスとしての水素を貯留する水素タンク２５のほか、図示しないシャットバルブ、レギュレータ、循環ポンプ、配管などによって構成され、水素タンク２５に貯蔵された高圧水素を、圧力及び供給量を調整して、燃料電池スタック２２のアノードに供給すると共に、アノードからの排ガス（アノードオフガス）を系外に排出させる。なお、本実施例においては、水素の貯蔵方法として水素タンク２５を用いたが、これに限るものではない。例えば、水素吸蔵金属を用いてもよい。また、貯留時の状態は気体に限らず、液化水素を用いてもよい。もとより、例えば、アルコール、炭化水素、アルデヒドなどを原料とする改質反応によって水素を生成する水素生成装置を用いるものとしてもよい。

空気供給・排出機構２８は、エアクリーナ、エアコンプレッサ、希釈器、配管などによって構成され、酸化ガスとしての空気を燃料電池スタック２２のカソードに供給すると共に、カソードからの排ガス（カソードオフガス）を系外に排出させる。

水素濃度検知器７２は、燃料電池車１０の事故時などに、水素供給・排出機構２４や燃料電池スタック２２からの水素の漏洩や、衝突車両から燃料電池車１０の車体内部に水素が流入することなどを検知するために設置される。本実施例においては、半導体式を用いたが、熱線式、吸蔵合金式、接触燃焼式など種々の方式を用いることができる。また、本実施例においては、この水素濃度検知器７２を２箇所に設置しており、その設置箇所については、図２を用いて後述する。

滞留防止装置８２は、水素濃度検知器７２が水素の漏洩や外部からの流入を検知した場合に、燃料電池車１０の車体内部の水素が滞留しやすい車両内空間に漏洩または流入した水素が流入しないように、当該車両内空間への水素の流入経路を遮断すると共に、滞留した水素を大気中へ拡散させるための装置である。本実施例における滞留防止装置８２は、４つのエアバック装置により構成され、その設置箇所については、図２を用いて後述する。

制御ユニット６０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することで、滞留防止制御部６２として機能するほか、各種センサからの入力信号を受けて、各種負荷への指示信号を送り、燃料電池車１０のシステム全体を制御する。

Ｂ．滞留防止装置８２及び水素濃度検知器７２の配置：
燃料電池車１０における滞留防止装置８２及び水素濃度検知器７２の配置について図２に示す。まず、燃料電池車１０の車体により構成される主な空間について説明する。燃料電池車１０は、図示するように、乗員室９８を有している。この乗員室９８は、窓やサンルーフを開放しない状態では、上方へ向かって凸である空間であり、エアコン用の外気吸込口９６を通じてのみ、外気と通じている。

また、燃料電池車１０は、その車体の前方に動力室９２を有している。この動力室９２は、燃料電池スタック２２が収納される空間であり、従来のガソリンエンジンを動力源とする車両のエンジンルームに相当するものである。動力室９２は、従来のエンジンルームと同様に、燃料電池車１０の整備時などにフード９３をリフトアップすることでその上部を開口できるが、通常時には、概ね閉じた状態であり、上方へ向かって凸である車両内空間となっている。なお、動力室９２の下部は開放され、大気と接触する状態である。

また、燃料電池車１０には、乗員室９８の底部によって、上方へ向かって凸である車両内空間である底部空間９４が形成されている。この底部空間９４は、動力室９２と連通する空間であり、下部は開放され、大気と接触する状態である。この底部空間９４の車両後方側には、水素タンク２５が設置されている。

なお、本実施例においては、燃料電池スタック２２を設置する動力室９２を車体の前方に配置し、水素タンク２５を底部空間９４の車体後方部に設置したが、これに限られるものではない。車のタイプや設計思想に応じて、それぞれを前方、中央部、後方などに配置する種々の組合せが考えられる。

次に、滞留防止装置８２を構成する４つのエアバック装置の配置について説明する。上述の動力室９２の下部には、動力室下エアバック８２ａが配置されている。一方、動力室９２の上部には、フード９３の近傍にフード開放エアバック８２ｄが、外気吸込口９６の入口の近傍に外気吸込口エアバック８２ｃが配置されている。また、動力室９２と底部空間９４とが接する箇所には、動力室・タンク間エアバック８２ｂが配置されている。

次に、水素濃度検知器７２の配置について説明する。２箇所に設置される水素濃度検知器７２の内、一つの水素濃度検知器７２ａは、底部空間９４の上部であって、水素タンク２５の近傍に配置され、他の一つの水素濃度検知器７２ｂは、動力室９２の上部に配置されている。このように水素濃度検知器７２ａ及び７２ｂを各空間の上部に設置するのは、本実施例において燃料電池スタック２２の燃料ガスとして用いる水素が空気と比べて非常に軽いために、例えば、水素の漏洩が起こった場合には、漏洩水素は、動力室９２や底部空間９４の上部に滞留するためである。

Ｃ．水素滞留防止処理：
燃料電池車１０における水素滞留防止処理の流れを示すフローチャートを図３に示す。燃料電池車１０では、衝突事故などにより、燃料電池システム２０の燃料ガスである水素が水素供給・排出機構２４や燃料電池スタック２２から漏洩したり、衝突した他車が搭載する燃料電池システムなど、燃料電池車１０の外部から水素が流入したりすることが想定される。図３の処理は、そのような場合に、燃料電池車１０の車体内の水素が滞留しやすい車両内空間に漏洩または流入した水素が流入しないように、当該車両内空間への水素の流入経路を遮断すると共に、車両内空間に滞留する水素を大気中へ拡散させるための処理である。

この処理では、まず、制御ユニット６０が、底部空間９４に設置された水素濃度検知器７２ａで検知された水素濃度ＨＳ１が所定の閾値濃度Ｔｈ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１００）。その結果、閾値濃度Ｔｈ１以上であれば（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、水素は非常に軽く、高い位置から低い位置へは移動しにくいことを考え合わせると、水素タンク２５の周辺で水素の漏洩があると予測される。そこで、制御ユニット６０は、動力室９２と底部空間９４とが接する箇所に設置された動力室・タンク間エアバック８２ｂに点火信号を送る。動力室・タンク間エアバック８２ｂでは、この点火信号を受けて、インフレータがガスを発生させ、エアバックを膨張させる（ステップＳ１１０）。

このステップＳ１１０における動力室・タンク間エアバック８２ｂの機能については、図４を用いて詳述する。動力室・タンク間エアバック８２ｂは、点火信号を受けると、図示のとおり、動力室９２と底部空間９４を分断するように膨張する。このように膨張させるのは、上記ステップＳ１００で検知された水素が、水素が滞留しやすい車両内空間である動力室９２に流入する流入路を遮断するためである。

そして、動力室・タンク間エアバック８２ｂを膨張させると、あるいは上記ステップＳ１００において、水素濃度検知器７２ａで検知された水素濃度ＨＳ１が所定の閾値濃度Ｔｈ１未満であれば（ステップＳ１００：ＮＯ）、制御ユニット６０は、動力室９２に設置された水素濃度検知器７２ｂで検知された水素濃度ＨＳ２が所定の閾値濃度Ｔｈ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２０）。

その結果、閾値濃度Ｔｈ２以上であれば（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、燃料電池スタック２２周辺での水素漏洩、燃料電池車１０の外部からの水素の流入などがあったと推測される。そこで、制御ユニット６０は、動力室下エアバック８２ａ、フード開放エアバック８２ｄ及び外気吸込口エアバック８２ｃに点火信号を送る。この点火信号を受けて、上述の３つのエアバックでは、インフレータがガスを発生させ、各エアバックを膨張させる（ステップＳ１３０）。

このステップＳ１３０における各エアバックの機能については、図５を用いて詳述する。動力室下エアバック８２ａは、点火信号を受けると、図示するように、動力室９２の前面下部に沿って膨張する。このように膨張させることで、上記ステップＳ１００で検知された水素が、例えば、燃料電池車１０と他の燃料電池車との衝突事故により、燃料電池車１０の前方から動力室９２に流入したものである場合に、水素が滞留しやすい動力室９２へ流入する流入路を遮断して、これ以上水素が流入することを抑制するのである。

また、フード開放エアバック８２ｄは、点火信号を受けると、図示するように、近傍のフード９３を持ち上げるように膨張する。このように膨張させることで、フード９３を持ち上げ、上方に向かって凸であり、水素が滞留する恐れのある車両内である動力室９２において大気に通じる流路を開き、滞留する水素を大気に拡散させるのである。

また、外気吸込口エアバック８２ｃは、点火信号を受けると、図示するように、外気吸込口９６の入口を閉じるように膨張する。これは、フード開放エアバック８２ｄの膨張により動力室９２の上部に生じた大気への流通流路から大気に拡散される水素が、外気吸込口９６を通じて、上方に向かって凸であり、水素が滞留する恐れのある車両内空間である乗員室９８に流入する恐れがあるので、その流入路を遮断するのである。

上記ステップＳ１３０において、各エアバックを膨張させると、あるいは上記ステップＳ１２０において、水素濃度検知器７２ｂで検知された水素濃度ＨＳ２が所定の閾値濃度Ｔｈ２未満であれば（ステップＳ１２０：ＮＯ）、制御ユニット６０は、水素滞留防止処理を完了する。なお、上述の一連の処理は、滞留防止制御部６２の処理として制御される。

かかる構成の燃料電池車１０は、水素濃度検知器７２ａで検知された水素濃度ＨＳ１が所定の閾値濃度Ｔｈ１以上であると判断すると、動力室・タンク間エアバック８２ｂを膨張させて、水素の動力室９２への流入路を遮断する。同様に、水素濃度検知器７２ｂで検知された水素濃度ＨＳ２が所定の閾値濃度Ｔｈ２以上であると判断すると、動力室下エアバック８２ａ及び外気吸込口エアバック８２ｃを膨張させて、水素の動力室９２または乗員室９８への流入路を遮断する。このように、動力室９２や乗員室９８といった、水素が滞留する恐れのある空間に水素が流入することを防ぐので、水素の滞留を防止することができる。

また、かかる構成の燃料電池車１０は、水素濃度検知器７２ｂで検知された水素濃度ＨＳ２が所定の閾値濃度Ｔｈ２以上であると判断すると、フード開放エアバック８２ｄを膨張させて、フード９３を持ち上げて、動力室９２の上部において、大気に通じる流路を開く。したがって、水素が空気より軽い性質を利用して、速やかに当該流路から滞留する水素を大気に拡散させることができる。また、高濃度の水素が燃料電池車１０の車両内空間に残存し続けることがなく、安全である。

なお、本実施例においては、動力室９２に滞留した水素が大気へ流通可能な流路を開く流路確保手段として、フード開放エアバック８２ｄを用いてフード９３を持ち上げる構成としたが、これに限られるものではない。エアバック装置のほか、エアシリンダやソレノイドモータなど種々のアクチュエータを利用して、動力室９２を構成する車体の少なくとも一部に流路を開く構成であればよい。なお、ここで用いられるアクチュエータは、防爆に配慮して、リンク機構を用いるなど、水素が滞留する恐れのある空間内またはその近傍で電気を使用しない工夫がされたものが望ましい。

また、本実施例においては、水素が滞留しやすい車両内空間である動力室９２や乗員室９８に水素が流入しないように、動力室・タンク間エアバック８２ｂ、外気吸込口エアバック８２ｃ及び動力室下エアバック８２ａを膨張させることで、水素の流入路を遮断する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、遮断すべき流路にゴムベラなどのエアダムを予め取り付けておく構成、収納されていたエアダムがアクチュエータにより流路を遮断する位置に移動する構成、エアカーテンにより流路を遮断する構成、エアコンダンパを閉じて外気吸込口を遮断する構成など、種々の構成が考えられる。

また、本実施例においては、水素が滞留する恐れのある空間として動力室９２及び乗員室９８を想定し、動力室９２または乗員室９８へ水素が流入する流入路として動力室９２の下部、外気吸込口９６の入口、底部空間９４と外気吸込口９６が接する空間を遮断すると共に、動力室９２の上部に水素を大気拡散させる流路を開く例を示したが、水素が滞留する恐れのある空間、遮断する流入流路及び流路を開く箇所は、これに限られるものではない。例えば、水素が滞留する恐れのある空間として底部空間９４やトランクルームなどを想定してもよい。これらの構成は、燃料電池車１０の車体形状に応じて、適宜設定すればよい。また、水素濃度検知器の設置数や設置箇所についても、燃料電池車１０の車体形状や上述の遮断する流入路、流路を開く箇所などに対応させて適宜設定すればよい。

また、本実施例においては、燃料電池車１０における水素の漏洩、または他車からの水素の流入を推定する漏洩等推定手段として、水素濃度検知器を用いたが、これに限られるものではない。水素濃度検知器のように直接的に水素を計測しなくても、水素の存在が推定できる構成であればよい。例えば、水素供給・排出機構２４に水素圧力計や水素流量計を設置し、その検出値から水素の漏洩を推定する構成であってもよい。あるいは、燃料電池車１０に加速度センサを設置して、所定量の加速度を検知したときに、水素の漏洩または流入があったものとして推定する構成であってもよい。これは、燃料電池車１０の衝突事故により所定量の加速度が生じた場合に、燃料電池車１０の破壊による水素の漏洩または、他車の破壊による水素の流入を推定するものである。勿論、上に例示した方法を組み合わせて推定精度を高めるものであってもよい。

なお、本実施例においては、燃料ガスの検知結果に応じて、水素が滞留する恐れのある車両内空間へ移動する流路を遮断すると共に、車両内空間に滞留する水素を大気へ拡散させるための流路を開く例を示したが、必ずしもこれらを組み合わせる必要はなく、流路を遮断するだけの構成であってもよいことは言うまでもない。

Ｄ．変形例：
本発明のいくつかの変形例について説明する。
Ｄ−１．変形例１：
変形例１としての燃料電池車１０における水素滞留防止処理の流れを示すフローチャートを図６に示す。図３に示した実施例との相違点は、図中のステップＳ２１０及びステップＳ２４０のみであるので、この点についてのみ説明する。本変形例では、制御ユニット６０は、ステップＳ２００において（実施例のステップＳ１００に相当）、底部空間９４に設置された水素濃度検知器７２ａで検知された水素濃度ＨＳ１が所定の閾値濃度Ｔｈ１以上であると判断した場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）には、燃料電池車１０が備える車速センサに検出される車速Ｖが所定の閾値Ｔｈ３（例えば１０ｋｍ／ｈ）未満であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。その結果、車速ＶがＴｈ３未満である場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）のみ、制御ユニット６０は、動力室・タンク間エアバック８２ｂを膨張させる（ステップＳ２２０）。

同様に、制御ユニット６０は、ステップＳ２３０において（実施例のステップＳ１２０に相当）、動力室９２に設置された水素濃度検知器７２ｂで検知された水素濃度ＨＳ２が所定の閾値濃度Ｔｈ２以上であると判断した場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、または上記ステップＳ２００において検知した水素濃度ＨＳ１が閾値濃度Ｔｈ１未満であった場合、または、上記ステップＳ２１０において車速Ｖが閾値Ｔｈ３以上であった場合には、燃料電池車１０の車速Ｖが所定の閾値Ｔｈ３未満であるか否かを判断する（ステップＳ２４０）。そして、車速ＶがＴｈ３未満である場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）のみ、動力室下エアバック８２ａ、フード開放エアバック８２ｄ及び外気吸込口エアバック８２ｃを膨張させる（ステップＳ２５０）

このように燃料電池車１０の車速Ｖに応じて各エアバックの膨張の可否を変化させるのは、所定値以上の車速で走行している場合には、走行により生じる車速風が燃料電池車１０の車体内部に流入することによって、動力室９２や底部空間９４に漏洩または流入した水素の拡散が期待できるからである。かかる構成の燃料電池車１０は、車速風による水素の拡散が期待できない場合のみ水素の流入路を遮断したり、大気に拡散する流路を開いたりするので、燃料ガスの滞留防止について、燃料電池車１０の走行状態に応じて効率的に対応することが可能となる。

Ｄ−２．変形例２：
変形例２としての燃料電池車１０における水素滞留防止処理の流れを示すフローチャートを図７に示す。この変形例２では、まず、制御ユニット６０が、底部空間９４に設置された水素濃度検知器７２ａで検知された水素濃度ＨＳ１が所定の閾値濃度Ｔｈ１以上であるか否かと、動力室９２に設置された水素濃度検知器７２ｂで検知された水素濃度ＨＳ２が所定の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを併せて判断する（ステップＳ３００）。

その結果、水素濃度ＨＳ１が所定の閾値濃度Ｔｈ１以上、または水素濃度ＨＳ２が所定の閾値濃度Ｔｈ２以上であれば（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、制御ユニット７０は、水素濃度ＨＳ１が水素濃度ＨＳ２よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３１０）。そして、水素濃度ＨＳ１が水素濃度ＨＳ２よりも大きい場合には（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、水素漏れが底部空間９４で生じていると判断する。そこで、制御ユニット７０は、動力室・タンク間エアバック８２ｂを膨張させ、底部空間９４から、水素が滞留する恐れのある閉鎖空間である動力室９２への流入路を遮断する（ステップＳ３２０）。

一方、水素濃度ＨＳ１が水素濃度ＨＳ２以下である場合には（ステップＳ３１０：ＮＯ）、制御ユニット７０は、水素漏れが動力室９２で生じている、または燃料電池車１０の車体前方の外部から動力室９２に水素が流入していると判断する。そこで、制御ユニット６０は、動力室下エアバック８２ａを膨張させて、動力室９２への水素の流入路を遮断する。また、同時に、フード開放エアバック８２ｄ及び外気吸込口エアバック８２ｃを膨張させ、乗員室９８への水素の流入路を遮断しつつ、動力室９２に既に滞留している水素を大気に拡散させる（ステップＳ３３０）。

上記ステップＳ３２０またはＳ３３０において、対応するエアバックを膨張させると、あるいは、上記ステップ３００において、水素濃度ＨＳ１が所定の閾値濃度Ｔｈ１未満、かつ水素濃度ＨＳ２が所定の閾値濃度Ｔｈ２未満であると判断すれば（ステップＳ３００：ＮＯ）、制御ユニット６０は、水素滞留防止処理を完了する。

かかる構成の燃料電池車１０は、複数箇所、上述の例では、動力室９２と底部空間９４について、水素の漏洩または流入を推定し、その結果によっては、漏洩または流入の経路を絞り込み、遮断する流入路を決定する。したがって、滞留防止について効率的な対応が可能となる。なお、水素の漏洩または流入を推定する箇所数や箇所については、燃料電池車１０の車体形状などに応じて適宜設定すればよいことは言うまでもない。

Ｄ−３．変形例３：
変形例３としての燃料電池車１０における水素滞留防止処理の流れを示すフローチャートを図８に示す。図３に示した実施例との相違点は、図中のステップＳ４３０〜Ｓ４５０のみであるので、この点についてのみ説明する。変形例３では、制御ユニット７０は、ステップＳ４２０において（実施例のステップＳ１２０に相当）、底部空間９４に設置された水素濃度検知器７２ａで検知された水素濃度ＨＳ２が所定の閾値濃度Ｔｈ２以上であると判断した場合（ステップＳ４２０：ＹＥＳ）には、燃料電池車１０が備える加速度センサの所定時間内の検出値Ａが所定の閾値Ｔｈ４以上であるか否かを判断する（ステップＳ４３０）。

その結果、加速度検出値Ａが閾値Ｔｈ４以上であれば（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）、制御ユニット６０は、燃料電池車１０が衝突事故を起こしたので、水素供給・排出機構２４または燃料電池スタック２２での水素漏洩の恐れと、衝突した車両等から漏洩した水素が流入する恐れがあると判断する。そこで、制御ユニット６０は、動力室下エアバック８２ａを膨張させて、動力室９２への水素の流入路を遮断する。また、同時に、フード開放エアバック８２ｄ及び外気吸込口エアバック８２ｃを膨張させ、乗員室９８への水素の流入路を遮断しつつ、動力室９２に既に滞留している水素を大気に拡散させる（ステップＳ４４０）。

一方、加速度検出値Ａが閾値Ｔｈ４未満であれば（ステップＳ４３０：ＮＯ）、制御ユニット６０は、燃料電池車１０が衝突事故を起こしたわけではないので、水素供給・排出機構２４または燃料電池スタック２２で水素の漏洩が生じていると判断する。そこで、制御ユニット６０は、フード開放エアバック８２ｄ及び外気吸込口エアバック８２ｃを膨張させ、乗員室９８への水素の流入路を遮断しつつ、動力室９２に既に滞留している水素を大気に拡散させる（ステップＳ４５０）。

かかる構成の燃料電池車１０は、複数種類の方法、上述の例では、水素濃度検知器と加速度センサにより、水素の漏洩または流入を推定し、その結果によっては、水素が水素供給・排出機構２４または燃料電池スタック２２での水素漏洩であるのか、あるいは、燃料電池車１０が衝突した車両で漏洩した水素の流入であるのかを絞り込み、遮断する流入路を決定する。したがって、滞留防止について効率的な対応が可能となる。

なお、上述の変形例３においては、水素の漏洩または流入を推定する複数種類の方法として、水素濃度検知器と加速度センサを用いたが、これに限られるものではない。水素濃度検知器、加速度センサ、水素供給・排出機構２４に設置する水素圧力計または水素流量計など、水素の漏洩または流入を推定できる種々の方法の中から選択して組み合わせればよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした例に限られるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、本願においては、水素滞留防止処理を行う燃料電池車１０を実施例として示したが、これに限られるものではない。例えば、水素を燃料ガスとして用いる内燃機関を動力源とする車両に適用するものであってもよい。また、燃料ガスは、水素に限らず、天然ガスなど空気より軽い性質のものであればよい。もとより、本発明は、空気より軽い燃料ガスを扱う車両に限るものではなく、空気より軽い燃料ガスを扱う車両との衝突事故時などの対策として、従来のガソリン等の液体燃料を用いる内燃機関を動力源とする車両にも適用できる。

本発明の実施例としての燃料電池車１０００の概略構成を示す説明図である。 燃料電池車１０００における滞留防止装置８２及び水素濃度検知器７２の配置を示す説明図である。 燃料電池車１０００における水素滞留防止処理の流れを示すフローチャートである。 滞留防止装置８２の機能を説明する説明図である。 滞留防止装置８２の機能を説明する説明図である。 変形例１としての燃料電池車１０００における水素滞留防止処理の流れを示すフローチャートである。 変形例２としての燃料電池車１０００における水素滞留防止処理の流れを示すフローチャートである。 変形例３としての燃料電池車１０００における水素滞留防止処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０...燃料電池車
２０...燃料電池システム
２２...燃料電池スタック
２４...水素供給・排出機構
２５...水素タンク
２８...空気供給・排出機構
３０...電力変換機構
４０...車両補機
５２...駆動モータ
５４...減速ギア
５６...駆動輪
６０...制御ユニット
６２...滞留防止制御部
７２，７２ａ，７２ｂ...水素濃度検知器
８２...滞留防止装置
８２ａ...動力室下エアバック
８２ｂ...動力室下・タンク間エアバック
８２ｃ...外気吸込口エアバック
８２ｄ...フード開放エアバック
９２...動力室
９３...フード
９４...底部空間
９６...外気吸込口
９８...乗員室

Claims (12)

1. 車両であって、
   前記車両の車体内における空気より軽い燃料ガスの漏洩、または前記車体の外部から内部への前記燃料ガスの流入を推定する漏洩等推定手段と、
   該漏洩等推定手段が前記燃料ガスの漏洩または流入を推定したとき、前記車体の一部によって構成される、前記燃料ガスが滞留する恐れのある所定の空間への前記燃料ガスの流入路を遮断する遮断手段と
   を備えた車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   前記漏洩等推定手段は、前記燃料ガスの濃度を定量可能なガス濃度センサであり、該ガス濃度センサが所定量の濃度を検知したときに、前記燃料ガスの漏洩または流入を推定する
   車両。
3. 請求項１記載の車両であって、
   前記漏洩等推定手段は、前記車両の加速度を定量可能な加速度センサであり、該加速度センサが所定量の加速度を検知したときに、前記燃料ガスの漏洩または流入を推定する
   車両。
4. 前記燃料ガスは水素である請求項１ないし請求項３のいずれか記載の車両。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか記載の車両であって、
   前記所定の空間は、少なくとも前記車両の動力源またはバッテリを設置するための動力室であり、
   前記遮断手段は、前記流入路としての前記動力室の下方の少なくとも一部を遮断する
   車両。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか記載の車両であって、
   前記所定の空間は、前記車両の乗員空間であり、
   前記遮断手段は、前記流入路としての前記乗員空間へ空調用空気を供給するために外気を吸い込む外気吸込口を遮断する
   車両。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか記載の車両であって、
   前記遮断手段は、アクチュエータと該アクチュエータにより移動される移動体である
   車両。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか記載の車両であって、
   前記遮断手段は、エアバックを膨張させ、該膨張したエアバックにより前記流入路を遮断するエアバック装置である
   車両。
9. 前記車両の動力源として燃料電池を搭載した請求項１ないし請求項８のいずれか記載の車両。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか記載の車両であって、
    前記漏洩等推定手段は、前記車体内の複数箇所について前記燃料ガスの漏洩または流入を推定し、
    前記遮断手段は、該複数箇所での漏洩または流入の推定の結果に応じて、遮断する前記流入路を決定する
    車両。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか記載の車両であって、
    前記漏洩等推定手段は、複数種類の方法により前記燃料ガスの漏洩または流入を推定可能な手段であり、
    前記遮断手段は、該複複数種類の方法による推定の結果に応じて、遮断する前記流入路を決定する
    車両。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれか記載の車両であって、
    更に、前記車両の走行速度を検出する手段を備え、
    前記流路確保手段は、該検出された走行速度が所定値より小さい場合のみ、前記流路を開く
    車両。

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