JP4432751B2 - Fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システムに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell system.

従来、燃料電池は発電効率が高く、有害物質を排出しないので、産業用、家庭用の発電装置として、又は、人工衛星や宇宙船などの動力源として実用化されてきたが、近年は、乗用車、バス、トラック等の車両用の動力源として開発が進んでいる。そして、前記燃料電池は、アルカリ水溶液型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型、直接型メタノール等のものであってもよいが、固体高分子型燃料電池が一般的である。   Conventionally, since fuel cells have high power generation efficiency and do not emit harmful substances, they have been put into practical use as power generators for industrial and household use, or as power sources for artificial satellites and spacecrafts. Development is progressing as a power source for vehicles such as buses and trucks. The fuel cell may be an alkaline aqueous solution type, a phosphoric acid type, a molten carbonate type, a solid oxide type, a direct type methanol or the like, but a solid polymer type fuel cell is generally used.

この場合、固体高分子電解質膜を2枚のガス拡散電極で挟み、一体化させて接合する。そして、該ガス拡散電極の一方を燃料極(アノード極)とし、その表面に燃料としての水素ガスを供給すると、水素が水素イオン(プロトン)と電子とに分解され、水素イオンが固体高分子電解質膜を透過する。また、前記ガス拡散電極の他方を酸素極(カソード極)とし、その表面に酸化剤としての空気を供給すると、空気中の酸素と、前記水素イオン及び電子が結合して、水が生成される。このような電気化学反応によって起電力が生じるようになっている。   In this case, the solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between two gas diffusion electrodes and integrated to join. When one of the gas diffusion electrodes is used as a fuel electrode (anode electrode) and hydrogen gas as fuel is supplied to the surface thereof, hydrogen is decomposed into hydrogen ions (protons) and electrons, and the hydrogen ions are converted into a solid polymer electrolyte. Permeates the membrane. Further, when the other of the gas diffusion electrodes is an oxygen electrode (cathode electrode) and air as an oxidizing agent is supplied to the surface thereof, oxygen in the air is combined with the hydrogen ions and electrons to generate water. . An electromotive force is generated by such an electrochemical reaction.

そして、固体高分子型燃料電池においては、固体高分子電解質膜の両側を湿潤な状態に維持する必要があるので、燃料極側及び酸素極側のそれぞれに水を供給するようになっている。この場合、水分は、燃料極側から酸素極側に向けてプロトン同伴水として移動し、酸素極側から燃料極側に向けて逆拡散水として移動する。   In the polymer electrolyte fuel cell, since both sides of the polymer electrolyte membrane need to be kept wet, water is supplied to the fuel electrode side and the oxygen electrode side, respectively. In this case, moisture moves as proton-entrained water from the fuel electrode side toward the oxygen electrode side, and moves as back diffusion water from the oxygen electrode side toward the fuel electrode side.

ところで、酸素極側から燃料極側において余剰となった水分を滞留させておくと水素や酸素の十分な供給が阻害されるので、余剰の水分を排出する必要がある。この場合、酸素極側における余剰の水分は空気とともに大気中に放出することができるが、燃料極側における余剰の水分は、安全上の観点から水素ガスの大気中への放出が制限される。そこで、水素排気バルブの開度を制御したり、希釈器を使用したりすることによって、水素ガスの濃度を低下させてから大気中に放出する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−127621号公報
By the way, if excessive water is retained from the oxygen electrode side to the fuel electrode side, sufficient supply of hydrogen and oxygen is hindered, so it is necessary to discharge excess water. In this case, excess water on the oxygen electrode side can be released into the atmosphere together with air, but excess water on the fuel electrode side restricts the release of hydrogen gas into the atmosphere from the viewpoint of safety. In view of this, there has been proposed a technique for reducing the concentration of hydrogen gas and then releasing it into the atmosphere by controlling the opening of the hydrogen exhaust valve or using a diluter (see, for example, Patent Document 1). .)
JP 2004-127621 A

しかしながら、前記従来の燃料電池システムにおいては、水素ガスの濃度を低下させてから大気中に放出するようにしても、燃料電池を搭載した車両がトンネルや屋内駐車場のように、遮蔽(へい)物等の存在によって水素ガスが拡散しにくい環境にある場合、低濃度の水素ガスであっても放出すると、水素ガスが滞留し、車両周辺における水素ガスの濃度が増大してしまう。   However, in the conventional fuel cell system, even if the concentration of hydrogen gas is reduced and then released into the atmosphere, the vehicle equipped with the fuel cell is shielded like a tunnel or an indoor parking lot. In an environment where it is difficult for hydrogen gas to diffuse due to the presence of an object or the like, if even a low concentration hydrogen gas is released, the hydrogen gas stays and the concentration of hydrogen gas around the vehicle increases.

本発明は、前記従来の燃料電池システムの問題点を解決して、燃料電池を搭載した車両の周辺の環境に関する情報によって、前記車両周辺の環境が燃料ガスが滞留しやすい環境であるか否かを判断することにより、燃料ガスが滞留しやすい環境である場合、滞留のしやすさの程度が高いときには、燃料ガスを大気中に放出しないようにし、滞留のしやすさの程度が低いときには、燃料ガスの濃度を低くして大気中に放出するようにして、車両周辺における燃料ガスの濃度が増大することを防止し、安全性を高めることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。   The present invention solves the problems of the conventional fuel cell system and determines whether or not the environment around the vehicle is an environment in which fuel gas is likely to stay based on information about the environment around the vehicle equipped with the fuel cell. Therefore, when it is an environment in which the fuel gas is likely to stay, when the degree of stagnation is high, the fuel gas is not released into the atmosphere, and when the degree of stagnation is low, An object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of preventing the increase in the concentration of fuel gas in the vicinity of the vehicle and enhancing the safety by reducing the concentration of the fuel gas into the atmosphere. .

そのために、本発明の燃料電池システムにおいては、電解質層を燃料極と酸素極とで持した燃料電池が、前記燃料極に沿って燃料ガス流路が形成されたセパレータを挟んで積層され、車両に搭載された燃料電池スタックと、前記燃料ガス流路内の燃料ガスを希釈してパージを行うパージ手段と、前記車両周辺の環境に関する情報を取得する環境情報取得手段と、取得された車両周辺の環境に関する情報に基づいて、前記パージ手段に前記燃料ガスの濃度を前記環境に関する情報に応じて変化させてパージを行わせる制御手段とを有する。 Therefore, in the fuel cell system of the present invention, a fuel cell is sandwiched between the electrolyte layer with a fuel electrode and an oxygen electrode, are stacked to sandwich the separator fuel gas channel is formed along the fuel electrode, A fuel cell stack mounted in a vehicle, a purge unit that dilutes and purges the fuel gas in the fuel gas flow path, an environment information acquisition unit that acquires information about the environment around the vehicle, and the acquired vehicle And control means for causing the purge means to change the concentration of the fuel gas in accordance with the information related to the environment to perform purging based on information related to the surrounding environment.

本発明の他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記制御手段は、車両周辺の環境が燃料ガスが滞留しやすい環境である場合、滞留のしやすさの程度が高いときは、前記パージ手段にパージを行わせないモードを選択する。   In another fuel cell system according to the present invention, the control means may be arranged so that the purge means is used when the environment around the vehicle is an environment in which fuel gas is likely to stay, and when the degree of ease of staying is high. Select a mode that does not purge.

本発明の更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記燃料ガスが滞留しやすい環境は、トンネル内、駐車場内、アンダーパス内、高架下、渋滞区間内又は交差点区間内である。   In still another fuel cell system of the present invention, the environment in which the fuel gas is likely to stay is in a tunnel, a parking lot, an underpass, an underpass, a traffic jam section, or an intersection section.

本発明の更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記環境情報取得手段はナビゲーション装置である。   In still another fuel cell system of the present invention, the environmental information acquisition means is a navigation device.

本発明によれば、燃料電池システムにおいては、電解質層を燃料極と酸素極とで狭持した燃料電池が、前記燃料極に沿って燃料ガス流路が形成されたセパレータを挟んで積層され、車両に搭載された燃料電池スタックと、前記燃料ガス流路内の燃料ガスを希釈してパージを行うパージ手段と、前記車両周辺の環境に関する情報を取得する環境情報取得手段と、取得された車両周辺の環境に関する情報に基づいて、前記パージ手段に前記燃料ガスの濃度を変化させてパージを行わせる制御手段とを有する。   According to the present invention, in the fuel cell system, a fuel cell in which an electrolyte layer is sandwiched between a fuel electrode and an oxygen electrode is stacked with a separator having a fuel gas flow path formed along the fuel electrode, A fuel cell stack mounted in a vehicle, a purge unit that dilutes and purges the fuel gas in the fuel gas flow path, an environment information acquisition unit that acquires information about the environment around the vehicle, and the acquired vehicle Control means for causing the purge means to perform a purge by changing the concentration of the fuel gas based on information about the surrounding environment.

この場合、車両周辺の環境に応じて燃料ガスの濃度を変化させてパージを行うので、燃料ガス流路内の水分、窒素等の不純物を適切に大気中に排出して燃料電池スタックの発電状態を良好に維持することができ、かつ、車両周辺における燃料ガスの濃度が増大することを適切に防止することができる。また、車両周辺の環境に応じて、きめ細かく燃料ガスの排出を制御することができる。   In this case, purging is performed by changing the concentration of the fuel gas in accordance with the environment around the vehicle, so that impurities such as moisture and nitrogen in the fuel gas flow path are appropriately discharged into the atmosphere and the power generation state of the fuel cell stack Can be maintained well, and an increase in the concentration of fuel gas around the vehicle can be prevented appropriately. Further, the fuel gas discharge can be finely controlled in accordance with the environment around the vehicle.

他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記制御手段は、車両周辺の環境が燃料ガスが滞留しやすい環境である場合、滞留のしやすさの程度が高いときは、前記パージ手段にパージを行わせないモードを選択する。   In another fuel cell system, the control unit may purge the purge unit when the environment around the vehicle is an environment in which fuel gas is likely to stay, and when the degree of ease of staying is high. Select a mode that cannot be used.

この場合、滞留のしやすさの程度が高いときにはパージが行われないので、車両周辺における燃料ガスの濃度が増大することを確実に防止することができ、安全性を高めることができる。   In this case, since purge is not performed when the degree of easiness of staying is high, it is possible to reliably prevent an increase in the concentration of fuel gas around the vehicle, and to improve safety.

更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記燃料ガスが滞留しやすい環境は、トンネル内、駐車場内、アンダーパス内、高架下、渋滞区間内又は交差点区間内である。   In still another fuel cell system, the environment in which the fuel gas is likely to stay is in a tunnel, a parking lot, an underpass, an underpass, a traffic jam section, or an intersection section.

この場合、トンネル内、駐車場内、アンダーパス内、高架下、渋滞区間内又は交差点区間内に車両が位置するときにはパージが行われないか、又は、燃料ガスの濃度を変化させてパージを行わせるので、トンネル内、駐車場内、アンダーパス内、高架下、渋滞区間内又は交差点区間内において燃料ガスの濃度が増大することを確実に防止することができる。   In this case, purge is not performed when the vehicle is located in a tunnel, parking lot, underpass, underpass, in a traffic jam section, or in an intersection section, or purge is performed by changing the concentration of fuel gas. Therefore, it is possible to reliably prevent the fuel gas concentration from increasing in the tunnel, in the parking lot, in the underpass, under the overpass, in the traffic jam section, or in the intersection section.

更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記環境情報取得手段はナビゲーション装置である。   In still another fuel cell system, the environmental information acquisition means is a navigation device.

この場合、車両周辺の環境に関する情報を容易に、かつ、確実に取得することができる。また、該当箇所に車両が到達する以前に、あらかじめ環境に関する情報を取得することもできる。   In this case, information about the environment around the vehicle can be acquired easily and reliably. In addition, it is possible to acquire information about the environment in advance before the vehicle reaches the relevant location.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態における燃料電池システムの構成を示す図、図2は本発明の実施の形態における燃料電池システムの制御系の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel cell system in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the fuel cell system in an embodiment of the present invention.

図において、21は乗用車、バス、トラック、乗用カート、荷物用カート等の車両用の動力源として使用される燃料電池(FC)としての燃料電池スタックであり、56は燃料電池システムの動作を制御する燃料電池制御装置としてのFCコントロールユニット(ECU:Electronic Control Unit)、10はナビゲーション装置である。なお、前記車両は、照明装置、ラジオ、パワーウィンドウ等の車両の停車中にも使用される電気を消費する補機類を多数備えており、また、走行パターンが多様であり動力源に要求される出力範囲が極めて広いので、動力源としての燃料電池スタック21と図示されない蓄電手段としての二次電池とを併用して使用することが望ましい。   In the figure, 21 is a fuel cell stack as a fuel cell (FC) used as a power source for vehicles such as passenger cars, buses, trucks, passenger carts, luggage carts, etc. 56 controls the operation of the fuel cell system. An FC control unit (ECU: Electronic Control Unit) 10 as a fuel cell control device is a navigation device. The vehicle includes a large number of auxiliary devices that consume electricity even when the vehicle is stopped, such as a lighting device, a radio, and a power window, and has various traveling patterns and is required for a power source. Therefore, it is desirable to use a fuel cell stack 21 as a power source in combination with a secondary battery as a power storage means (not shown).

そして、燃料電池スタック21は、アルカリ水溶液型(AFC)、リン酸型(PAFC)、溶融炭酸塩型(MCFC)、固体酸化物型(SOFC)、直接型メタノール(DMFC)等のものであってもよいが、固体高分子型燃料電池(PEMFC)であることが望ましい。   The fuel cell stack 21 is of an alkaline aqueous solution type (AFC), phosphoric acid type (PAFC), molten carbonate type (MCFC), solid oxide type (SOFC), direct methanol (DMFC), or the like. However, a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) is desirable.

なお、更に望ましくは、水素ガスを燃料とし、酸素又は空気を酸化剤とするPEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)型燃料電池、又は、PEM(Proton Exchange Membrane)型燃料電池と呼ばれるものである。ここで、該PEM型燃料電池は、一般的に、プロトン等のイオンを透過する電解質層としての固体高分子電解質膜の両側に触媒、電極及びセパレータを結合した燃料電池としてのセル(Fuel Cell)を複数及び直列に結合したスタック(Stack)から成る。   More preferably, it is called a PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) type fuel cell or PEM (Proton Exchange Membrane) type fuel cell using hydrogen gas as fuel and oxygen or air as oxidant. Here, the PEM fuel cell is generally a fuel cell in which a catalyst, an electrode, and a separator are combined on both sides of a solid polymer electrolyte membrane as an electrolyte layer that transmits ions such as protons. Are composed of a plurality of stacks connected in series.

この場合、固体高分子電解質膜は、例えば、ナフィオン等の固体ポリマーイオン交換膜から成り、前記固体高分子電解質膜を2枚のガス拡散電極で挟み、一体化させて接合する。そして、該ガス拡散電極の一方を燃料極とし、該燃料極表面に接する燃料ガス流路を介し前記燃料極に燃料ガス、すなわち、アノードガスとしての水素ガスを供給する。また、前記ガス拡散電極の他方を酸素極とし、該酸素極表面に接する空気流路を介し前記酸素極に酸化ガス、すなわち、カソードガスとしての空気を供給する。すると、水素ガスは、燃料極(アノード極)での触媒反応によって、水素が水素イオン(プロトン)と電子とに分解され、水素イオンが固体高分子電解質膜を通過する。そして、水素イオンは、酸素極(カソード極)まで移動し、該酸素極において空気中の酸素と電気化学反応を起こして水を生成する。このような電気化学反応によって起電力が生じ、また、生成水が発生する。   In this case, the solid polymer electrolyte membrane is made of, for example, a solid polymer ion exchange membrane such as Nafion, and the solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between two gas diffusion electrodes and joined together. Then, one of the gas diffusion electrodes is used as a fuel electrode, and a fuel gas, that is, hydrogen gas as an anode gas is supplied to the fuel electrode through a fuel gas passage in contact with the surface of the fuel electrode. Further, the other of the gas diffusion electrodes is an oxygen electrode, and an oxidizing gas, that is, air as a cathode gas is supplied to the oxygen electrode through an air passage in contact with the surface of the oxygen electrode. Then, hydrogen gas is decomposed into hydrogen ions (protons) and electrons by a catalytic reaction at the fuel electrode (anode electrode), and the hydrogen ions pass through the solid polymer electrolyte membrane. Then, the hydrogen ions move to the oxygen electrode (cathode electrode) and cause an electrochemical reaction with oxygen in the air at the oxygen electrode to generate water. An electromotive force is generated by such an electrochemical reaction, and generated water is generated.

また、酸素極側で生じた生成水を固体高分子電解質膜を介して燃料極側に逆拡散させ、固体高分子電解質膜の湿潤状態を維持させるため、酸素極の電極表面又は酸素極と接するセパレータ流路付近には、酸化剤としての空気の経路中に設けられたノズルによって、液滴状の水が吹きかけられる。このように、水を吹きかけることによって、酸素極側の水の量を多くして濃度勾(こう)配を形成し、燃料極側に生成水を逆拡散させる。また、液滴の水が蒸発するときの潜熱及び水の顕熱で冷却を行い、燃料電池の温度を最適な範囲に制御することができる。   Further, the generated water generated on the oxygen electrode side is back-diffused to the fuel electrode side through the solid polymer electrolyte membrane, and the solid polymer electrolyte membrane is maintained in a wet state, so that it contacts the electrode surface of the oxygen electrode or the oxygen electrode. In the vicinity of the separator channel, droplet-shaped water is sprayed by a nozzle provided in an air path as an oxidant. Thus, by spraying water, the amount of water on the oxygen electrode side is increased to form a concentration gradient, and the generated water is back-diffused to the fuel electrode side. In addition, the temperature of the fuel cell can be controlled within the optimum range by cooling with the latent heat when the water of the droplets evaporates and the sensible heat of the water.

そして、空気は、ファンによって常圧又は常圧近傍の圧力で、空気供給流路及び空気供給マニホールドを通って燃料電池の酸素極に供給される。なお、前記空気供給流路又は空気供給マニホールド内には空気中に水を噴射するノズルが備えられる。そして、燃料電池に供給された空気は、発電に供された後、酸素極側で生じた生成水又は酸素極に供給された水としての直噴水とともに、空気排出マニホールドを経て空気排出流路を通り、燃料電池の外部に排出される。   The air is supplied to the oxygen electrode of the fuel cell through the air supply passage and the air supply manifold at a normal pressure or a pressure near normal pressure by a fan. A nozzle for injecting water into the air is provided in the air supply channel or the air supply manifold. After the air supplied to the fuel cell is supplied to the power generation, the air is supplied to the oxygen electrode side, or directly jetted water as water supplied to the oxygen electrode is passed through the air discharge manifold through the air discharge passage. And discharged outside the fuel cell.

また、図1には、燃料電池スタック21に燃料ガスとしての水素ガスを供給する装置が示されている。なお、図示されない改質装置によってメタノール、ガソリン等を改質して取り出した燃料である水素ガスを燃料電池スタック21に直接供給することもできるが、車両の高負荷運転時にも安定して十分な量の水素ガスを供給することができるようにするためには、燃料貯蔵手段22に貯蔵した水素ガスを供給することが望ましい。これにより、水素ガスがほぼ一定の圧力で、常に、十分に供給されるので、前記燃料電池スタック21は車両の負荷の変動に遅れることなく追随して、必要な電流を供給することができる。この場合、前記燃料電池スタック21の出力インピーダンスは極めて低く、0に近似することが可能である。   FIG. 1 shows an apparatus for supplying hydrogen gas as fuel gas to the fuel cell stack 21. Although hydrogen gas, which is fuel taken out by reforming methanol, gasoline, or the like by a reformer (not shown), can be directly supplied to the fuel cell stack 21, it is stable and sufficient even during high-load operation of the vehicle. In order to be able to supply an amount of hydrogen gas, it is desirable to supply the hydrogen gas stored in the fuel storage means 22. As a result, hydrogen gas is always sufficiently supplied at a substantially constant pressure, so that the fuel cell stack 21 can follow the fluctuation of the load of the vehicle and supply a necessary current. In this case, the output impedance of the fuel cell stack 21 is extremely low and can be approximated to zero.

水素ガスは、水素吸蔵合金を収納した容器、デカリンのような水素吸蔵液体を収納した容器、水素ガスボンベ等の燃料貯蔵手段22から、燃料供給管路23を通って、燃料電池スタック21の燃料ガス入口、すなわち、燃料ガス流路の入口に供給される。そして、燃料供給管路23には燃料供給電磁弁41が配設される。また、前記燃料貯蔵手段22は、十分に大きな容量を有し、常に、十分に高い圧力の水素ガスを供給することができる能力を有するものである。なお、図1に示される例においては、燃料貯蔵手段22が単数であるが、複数であってもよい。   Hydrogen gas is stored in a fuel cell stack 21 from a fuel storage means 22 such as a container storing a hydrogen storage alloy, a container storing a hydrogen storage liquid such as decalin, a hydrogen gas cylinder, or the like. It is supplied to the inlet, that is, the inlet of the fuel gas flow path. A fuel supply electromagnetic valve 41 is disposed in the fuel supply line 23. The fuel storage means 22 has a sufficiently large capacity and can always supply a sufficiently high pressure of hydrogen gas. In addition, in the example shown by FIG. 1, the fuel storage means 22 is single, but plural may be sufficient.

そして、燃料電池スタック21の燃料ガス出口、すなわち、燃料ガス流路の出口から未反応成分として排出される水素ガスは、第1燃料排出管路24を通って燃料電池スタック21の外部に排出される。前記第1燃料排出管路24の途中には、回収容器としての水回収ドレインタンク25が配設されている。そして、該水回収ドレインタンク25には水素ガスから分離された水が収容され、水を分離した水素ガスは、水回収ドレインタンク25より下流側において前記第1燃料排出管路24の途中に配設されたポンプとしての吸引循環ポンプ26に吸引される。なお、前記第1燃料排出管路24の燃料ガス流路の出口近傍には、圧力検出器45が配設されている。   The hydrogen gas discharged as an unreacted component from the fuel gas outlet of the fuel cell stack 21, that is, the outlet of the fuel gas flow path, is discharged to the outside of the fuel cell stack 21 through the first fuel discharge pipe 24. The A water recovery drain tank 25 as a recovery container is disposed in the middle of the first fuel discharge conduit 24. The water recovery drain tank 25 stores water separated from the hydrogen gas, and the hydrogen gas separated from the water is arranged in the middle of the first fuel discharge pipe 24 on the downstream side of the water recovery drain tank 25. It is sucked into a suction circulation pump 26 as a provided pump. A pressure detector 45 is disposed in the vicinity of the outlet of the fuel gas passage of the first fuel discharge pipe 24.

また、前記第1燃料排出管路24の下流側端部は、2つに分岐し、一方に第2燃料排出管路27が接続され、他方には循環管路29が接続されている。そして、前記第2燃料排出管路27は、第1燃料排出管路24と反対側の端部が空気排出マニホールドに接続され、また、途中に水素排気電磁弁43が配設されている。そのため、該水素排気電磁弁43を開くことによって、燃料電池スタック21の燃料ガス流路の出口から排出された水素ガスを、第1燃料排出管路24及び第2燃料排出管路27を介して、空気排出マニホールドに流入させ、該空気排出マニホールド内を通過する空気によって希釈された状態で大気中に排出することができる。この場合、第1燃料排出管路24及び第2燃料排出管路27は燃料排出管として機能する。   Further, the downstream end of the first fuel discharge pipe 24 is branched into two, and a second fuel discharge pipe 27 is connected to one end and a circulation pipe 29 is connected to the other end. The second fuel discharge line 27 is connected to the air discharge manifold at the end opposite to the first fuel discharge line 24, and a hydrogen exhaust electromagnetic valve 43 is provided on the way. Therefore, the hydrogen gas discharged from the outlet of the fuel gas flow path of the fuel cell stack 21 is opened via the first fuel discharge pipe 24 and the second fuel discharge pipe 27 by opening the hydrogen exhaust electromagnetic valve 43. The air can be discharged into the atmosphere in a state of being diluted with the air passing through the air discharge manifold and passing through the air discharge manifold. In this case, the first fuel discharge pipe 24 and the second fuel discharge pipe 27 function as a fuel discharge pipe.

なお、空気排出マニホールド内における第2燃料排出管路27の端部の近傍には、排出ガス中の水素ガス濃度を検出する水素濃度センサが設置され、該水素ガス濃度が、例えば、4〔%〕以下になるように前記水素排気電磁弁43の開度が制御される。また、水素ガスの濃度をより低くして排出する必要性があるときには、例えば、2〔%〕以下、又は、1〔%〕以下になるように前記水素排気電磁弁43の開度を制御することもできる。さらに、水素排気電磁弁43の開度を制御するだけでなく、水素ガスを排出するときだけファンを制御して、燃料電池の酸素極に供給される空気の流量を大きくしてもよい。   A hydrogen concentration sensor for detecting the hydrogen gas concentration in the exhaust gas is installed in the vicinity of the end of the second fuel discharge pipe 27 in the air discharge manifold, and the hydrogen gas concentration is, for example, 4%. The opening degree of the hydrogen exhaust solenoid valve 43 is controlled so as to be as follows. Further, when it is necessary to discharge the hydrogen gas at a lower concentration, the opening degree of the hydrogen exhaust solenoid valve 43 is controlled to be, for example, 2 [%] or less, or 1 [%] or less. You can also. Furthermore, not only the opening degree of the hydrogen exhaust electromagnetic valve 43 but also the fan may be controlled only when hydrogen gas is discharged to increase the flow rate of air supplied to the oxygen electrode of the fuel cell.

また、前記循環管路29は、第1燃料排出管路24と反対側の端部が燃料供給管路23の途中に接続され、また、途中に水素循環電磁弁42が配設されている。そのため、該水素循環電磁弁42を開くことによって、燃料電池スタック21の燃料ガス流路の出口から排出された水素ガスを、第1燃料排出管路24、循環管路29及び燃料供給管路23の一部を介して、燃料電池スタック21の燃料ガス入口、すなわち、燃料ガス流路の入口に戻して、再利用することができる。すなわち、燃料電池スタック21から排出された水素ガスは、燃料貯蔵手段22から供給される新しい水素ガスと合流して、再び燃料電池スタック21の燃料ガス流路に供給される。この場合、第1燃料排出管路24、循環管路29及び燃料供給管路23の一部は燃料循環管として機能する。   Further, the end of the circulation line 29 opposite to the first fuel discharge line 24 is connected in the middle of the fuel supply line 23, and a hydrogen circulation electromagnetic valve 42 is disposed in the middle. Therefore, by opening the hydrogen circulation electromagnetic valve 42, the hydrogen gas discharged from the outlet of the fuel gas flow path of the fuel cell stack 21 is discharged from the first fuel discharge pipe 24, the circulation pipe 29, and the fuel supply pipe 23. It is possible to return to the fuel gas inlet of the fuel cell stack 21, that is, the inlet of the fuel gas flow path through a part of the fuel cell stack 21 for reuse. That is, the hydrogen gas discharged from the fuel cell stack 21 merges with new hydrogen gas supplied from the fuel storage means 22 and is supplied again to the fuel gas flow path of the fuel cell stack 21. In this case, a part of the first fuel discharge conduit 24, the circulation conduit 29, and the fuel supply conduit 23 functions as a fuel circulation conduit.

さらに、前記燃料供給管路23の途中に、外気導入管路28が接続されている。そして、該外気導入管路28には、外気導入用電磁弁44が配設され、燃料電池スタック21の運転終了時に外気を燃料ガス流路に導入することができるようになっている。   Further, an outside air introduction line 28 is connected in the middle of the fuel supply line 23. The outside air introduction conduit 28 is provided with an outside air introduction solenoid valve 44 so that the outside air can be introduced into the fuel gas passage when the operation of the fuel cell stack 21 is completed.

また、前記蓄電手段としての二次電池は、いわゆる、バッテリ(蓄電池)であり、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池等が一般的である。なお、前記蓄電手段は、必ずしもバッテリでなくてもよく、電気二重層キャパシタのようなキャパシタ(コンデンサ)、フライホイール、超伝導コイル、蓄圧器等のように、エネルギを電気的に蓄積し放出する機能を有するものであれば、いかなる形態のものであってもよい。さらに、これらの中のいずれかを単独で使用してもよいし、複数のものを組み合わせて使用してもよい。   The secondary battery as the power storage means is a so-called battery (storage battery), and a lead storage battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, a sodium sulfur battery, and the like are common. The power storage means does not necessarily have to be a battery, and electrically stores and discharges energy, such as a capacitor (capacitor) such as an electric double layer capacitor, a flywheel, a superconducting coil, and a pressure accumulator. Any form may be used as long as it has a function. Furthermore, any of these may be used alone, or a plurality of them may be used in combination.

さらに、前記燃料電池スタック21は負荷に接続され、発生した電流を前記負荷に供給する。ここで、該負荷は、一般的には、駆動制御装置であるインバータ装置であり、前記燃料電池スタック21又は蓄電手段からの直流電流を交流電流に変換して、車両の車輪を回転させる駆動モータに供給する。ここで、該駆動モータは発電機としても機能するものであり、車両の減速運転時には、いわゆる、回生電流を発生する。この場合、前記駆動モータは車輪によって回転させられて発電するので、前記車輪にブレーキをかける、すなわち、車両の制動装置(ブレーキ)として機能する。そして、前記回生電流が蓄電手段に供給されて該蓄電手段が充電される。   Further, the fuel cell stack 21 is connected to a load and supplies the generated current to the load. Here, the load is generally an inverter device that is a drive control device, and converts a direct current from the fuel cell stack 21 or the power storage means into an alternating current to rotate a vehicle wheel. To supply. Here, the drive motor also functions as a generator, and generates a so-called regenerative current when the vehicle is decelerated. In this case, since the drive motor is rotated by the wheel to generate electric power, the wheel is braked, that is, functions as a vehicle braking device (brake). Then, the regenerative current is supplied to the power storage means, and the power storage means is charged.

そして、本実施の形態において、燃料電池システムは、制御手段としてのFCコントロールユニット56によって制御される。該FCコントロールユニット56は、CPU、MPU等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を備え、各種のセンサから燃料電池スタック21の燃料ガス流路及び空気流路に供給される水素、酸素、空気等の流量、温度、出力電圧等を検出して、酸化剤供給源としてのファン、燃料供給電磁弁41、水素循環電磁弁42、水素排気電磁弁43、外気導入用電磁弁44、吸引循環ポンプ26等の動作を制御する。さらに、前記FCコントロールユニット56は、他のセンサ及び他の制御装置と連携して、燃料電池スタック21に燃料及び酸化剤を供給するすべての装置の動作を統括的に制御する。   In the present embodiment, the fuel cell system is controlled by the FC control unit 56 as a control means. The FC control unit 56 includes a calculation means such as a CPU and MPU, a storage means such as a magnetic disk and a semiconductor memory, an input / output interface, and the like. By detecting the flow rate, temperature, output voltage, etc. of supplied hydrogen, oxygen, air, etc., a fan as an oxidant supply source, fuel supply solenoid valve 41, hydrogen circulation solenoid valve 42, hydrogen exhaust solenoid valve 43, outside air introduction The operation of the electromagnetic valve 44, the suction circulation pump 26, etc. is controlled. Further, the FC control unit 56 controls the operation of all the devices that supply fuel and oxidant to the fuel cell stack 21 in cooperation with other sensors and other control devices.

また、前記FCコントロールユニット56は、車両内に張り巡らされているネットワークシステムである車内LAN(Local Area Network)51を介して、環境情報取得手段としてのナビゲーション装置10と通信可能に接続されている。該ナビゲーション装置10は、一種のコンピュータであり、図2に示されるように、現在位置を検出する現在位置検出部13、道路データ、探索データ等が記録された記憶媒体としてのデータ記憶部12、入力された情報に基づいて、ナビゲーション処理等の各種の演算処理を行うナビゲーション処理部11、入力部16、表示部17、音声入力部18、音声出力部19及び通信部15を有し、前記ナビゲーション処理部11が車内LAN51に接続されている。   The FC control unit 56 is communicably connected to the navigation device 10 as an environmental information acquisition unit via an in-vehicle LAN (Local Area Network) 51 which is a network system extending in the vehicle. . The navigation device 10 is a kind of computer, and as shown in FIG. 2, a current position detection unit 13 for detecting a current position, a data storage unit 12 as a storage medium on which road data, search data, etc. are recorded, Based on the input information, the navigation processing unit 11, which performs various arithmetic processing such as navigation processing, the input unit 16, the display unit 17, the voice input unit 18, the voice output unit 19, and the communication unit 15, the navigation The processing unit 11 is connected to the in-vehicle LAN 51.

そして、前記ナビゲーション処理部11には、車内LAN51を介して、車両状態検出部30が接続されている。該車両状態検出部30は、車両の方向指示器としてのウィンカの動作を検出するウィンカセンサ34、運転者が操作するアクセル開度を検出するアクセルセンサ33、運転者が操作する車両のブレーキペダルの動きを検出するブレーキセンサ32、車両の速度を検出する車速センサ31、及び、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ35を有する。   A vehicle state detection unit 30 is connected to the navigation processing unit 11 via an in-vehicle LAN 51. The vehicle state detection unit 30 includes a winker sensor 34 that detects an operation of a winker as a vehicle direction indicator, an accelerator sensor 33 that detects an accelerator opening operated by the driver, and a brake pedal of a vehicle operated by the driver. It has a brake sensor 32 that detects movement, a vehicle speed sensor 31 that detects the speed of the vehicle, and a throttle opening sensor 35 that detects the opening of the throttle valve.

また、前記現在位置検出部13は、GPS(Global Positioning System)レシーバ131、地磁気センサ132、距離センサ133、ステアリングセンサ134、ビーコンセンサ135、ジャイロセンサ136、図示されない高度計等を備える。なお、前記GPSレシーバ131、地磁気センサ132、距離センサ133、ステアリングセンサ134、ビーコンセンサ135、ジャイロセンサ136、高度計等の中のいくつかは、製造コスト等の観点から、適宜省略することもできる。   The current position detection unit 13 includes a GPS (Global Positioning System) receiver 131, a geomagnetic sensor 132, a distance sensor 133, a steering sensor 134, a beacon sensor 135, a gyro sensor 136, an altimeter (not shown), and the like. Some of the GPS receiver 131, the geomagnetic sensor 132, the distance sensor 133, the steering sensor 134, the beacon sensor 135, the gyro sensor 136, the altimeter, and the like may be omitted as appropriate from the viewpoint of manufacturing cost.

そして、前記GPSレシーバ131は、人工衛星によって発生させられた電波を受信することにより地球上における現在位置を検出し、前記地磁気センサ132は、地磁気を測定することによって車両が向いている方位を検出し、前記距離センサ133は、道路上の所定の位置間の距離等を検出する。前記距離センサ133としては、例えば、車輪の回転数を測定し、該回転数に基づいて距離を検出するもの、加速度を測定し、該加速度を2回積分して距離を検出するもの等を使用することができる。   The GPS receiver 131 detects the current position on the earth by receiving radio waves generated by an artificial satellite, and the geomagnetic sensor 132 detects the direction in which the vehicle is facing by measuring the geomagnetism. The distance sensor 133 detects a distance between predetermined positions on the road. As the distance sensor 133, for example, a sensor that measures the rotational speed of a wheel and detects a distance based on the rotational speed, a sensor that measures acceleration, integrates the acceleration twice, and detects a distance is used. can do.

また、前記ステアリングセンサ134は、舵(だ)角を検出し、前記ステアリングセンサ134としては、例えば、ステアリングホイールの回転部に取り付けられた光学的な回転センサ、回転抵抗センサ、車輪に取り付けられた角度センサ等が使用される。   Further, the steering sensor 134 detects a rudder angle, and the steering sensor 134 is, for example, an optical rotation sensor, a rotation resistance sensor, or a wheel attached to a rotating portion of a steering wheel. An angle sensor or the like is used.

そして、前記ビーコンセンサ135は、道路に沿って配設されたビーコンからの位置情報を受信して現在位置を検出する。前記ジャイロセンサ136は、車両の回転角速度、すなわち、旋回角を検出し、前記ジャイロセンサ136としては、例えば、ガスレートジャイロ、振動ジャイロ等が使用される。そして、前記ジャイロセンサ136によって検出された旋回角を積分することにより、車両が向いている方位を検出することができる。   The beacon sensor 135 receives position information from beacons arranged along the road and detects the current position. The gyro sensor 136 detects the rotational angular velocity of the vehicle, that is, the turning angle. As the gyro sensor 136, for example, a gas rate gyro, a vibration gyro, or the like is used. Then, by integrating the turning angle detected by the gyro sensor 136, the direction in which the vehicle is facing can be detected.

なお、前記GPSレシーバ131及びビーコンセンサ135は、それぞれ、単独で現在位置を検出することができる。そして、距離センサ133によって検出された距離と、地磁気センサ132及びジャイロセンサ136によって検出された方位とを組み合わせることによって現在位置を検出することもできる。また、距離センサ133によって検出された距離と、ステアリングセンサ134によって検出された舵角とを組み合わせることによって現在位置を検出することもできる。   Each of the GPS receiver 131 and the beacon sensor 135 can detect the current position independently. The current position can also be detected by combining the distance detected by the distance sensor 133 and the azimuth detected by the geomagnetic sensor 132 and the gyro sensor 136. The current position can also be detected by combining the distance detected by the distance sensor 133 and the steering angle detected by the steering sensor 134.

そして、前記データ記憶部12は、道路地図、住宅地図、建造物形状地図等の地図データ、交差点データ、ノードデータ、道路データ、写真データ、登録地点データ、目的地点データ、案内道路データ、詳細目的地データ、目的地読みデータ、電話番号データ、住所データ、及び、各地域のホテル、ガソリンスタンド、観光地案内等の各種地域毎とのデータを含むデータを格納する各種のデータファイルを備えている。   The data storage unit 12 includes map data such as road maps, house maps, and building shape maps, intersection data, node data, road data, photo data, registration point data, destination point data, guide road data, and detailed purposes. There are various data files that store data including location data, destination reading data, telephone number data, address data, and data for each region such as hotels, gas stations, and sightseeing spots in each region. .

これら各データファイルには、経路探索を行うとともに、探索した経路に沿って案内図を表示したり、交差点や経路中における特徴的な写真やコマ図を出したり、交差点までの残り距離、次の交差点での進行方向を表示したり、その他の案内情報を表示部17や音声出力部19から出力するための各種データが格納されている。なお、前記データファイルのうち、通常のナビゲーションにおける経路探索に使用されるのは、交差点データ、ノードデータ及び道路データが、それぞれに格納された各データファイルである。該データファイルには、道路の幅員、勾配、路面の状態、コーナの曲率半径、交差点、T字路、道路の車線数、車線数の減少する地点、コーナの入口、踏切、高速道路出入口ランプウェイ、高速道路の料金所、道路の幅員の狭くなる地点、降坂路、登坂路等の道路データが格納されている。   In each of these data files, a route search is performed, a guide map is displayed along the searched route, a characteristic photograph or frame diagram in the intersection or route is displayed, the remaining distance to the intersection, the next Various data for displaying the traveling direction at the intersection and outputting other guidance information from the display unit 17 and the voice output unit 19 are stored. Of the data files, intersection data, node data, and road data are used for route search in normal navigation. The data file includes road width, slope, road surface condition, corner radius of curvature, intersection, T-junction, number of road lanes, number of lanes decreasing, corner entrance, railroad crossing, highway entrance rampway Stored are road data such as tollgates on highways, points where road width is narrowed, downhill roads, and uphill roads.

ここで、案内道路データのデータファイルは、n本の道路のそれぞれに対して、道路番号、長さ、道路属性データ、形状データのアドレス及びサイズ、案内データのアドレス及びサイズ等の各データを格納する。これらのデータは、経路探索によって探索された経路を案内するために、すなわち、経路案内を行うために必要なデータとして格納される。なお、前記道路番号は、分岐点間の道路毎に方向(往路、復路)別に設定されている。また、前記道路属性データは、道路案内補助情報データであり、その道路が高架か、高架の横か、地下道か、地下道の横か等を示す情報としての高架・地下道の情報、及び、車線数の情報を示すデータである。さらに、前記形状データは、各道路を複数のノード(節)で分割したとき、ノード同士の間隔は数メートル程度となり、ノードのそれぞれに対して付与された東経及び北緯から成る座標データを有している。すなわち、データ記憶部12に格納されている道路は、ノードと、該ノードを結ぶ線分としてのリンクによって表現される。そして、ノードは、座標データによって定義されている。   Here, the data file of the guide road data stores each data such as road number, length, road attribute data, address and size of shape data, and address and size of guide data for each of n roads. To do. These data are stored as data necessary for guiding the route searched by route search, that is, for performing route guidance. The road number is set for each direction (outbound path, return path) for each road between branch points. In addition, the road attribute data is road guidance auxiliary information data, information on elevated / underpass as information indicating whether the road is elevated, next to the elevated, underpass, next to the underpass, and the number of lanes This data indicates the information. Further, the shape data includes coordinate data composed of east longitude and north latitude given to each of the nodes when the road is divided into a plurality of nodes (nodes), and the distance between the nodes is about several meters. ing. That is, the road stored in the data storage unit 12 is represented by a node and a link as a line segment connecting the node. A node is defined by coordinate data.

また、前記案内データは、交差点(又は分岐点)の名称、注意点データ、道路名称データ、道路名称音声データのアドレス及びサイズ、並びに、行き先データのアドレス及びサイズの各データを含んでいる。そして、前記案内データのうち、注意点データは、踏切か、トンネル入口か、トンネル出口か、幅員減少点か、なしか等の情報を示すデータであり、分岐点以外の踏切、トンネル等において運転者に注意を促すためのデータである。また、前記道路名称データは、高速道路、都市高速道路、有料道路及び一般道(国道、県道、その他)の道路種別に関する情報と高速道路、都市高速道路及び有料道路について本線か取り付け道かを示す情報としてのデータであり、道路種別データと、各道路種別毎での個別番号データとしての種別内番号とから構成される。   The guide data includes intersection (or branch point) name, caution point data, road name data, road name voice data address and size, and destination data address and size data. Of the above guidance data, the caution point data is data indicating information such as whether it is a railroad crossing, tunnel entrance, tunnel exit, width reduction point, or nothing, and it is operated at a railroad crossing other than a branch point, a tunnel, etc. It is data to call attention to the person. In addition, the road name data indicates information on road types of expressways, city expressways, toll roads and general roads (national roads, prefectural roads, etc.) and whether the main road or the attached road for the expressway, city expressway and toll road It is data as information, and is composed of road type data and in-type numbers as individual number data for each road type.

さらに、前記行き先データは、行き先道路番号、行き先名称、行き先名称音声データのアドレス及びサイズ、並びに、行き先方向データ及び走行案内データを含んでいる。なお、行き先データのうち、行き先方向データは、無効(行き先方向データを使用しない)、不要(案内しない)、直進、右方向、斜め右方向、右に戻る方向、左方向、斜め左方向、左に戻る方向等の情報を示すデータである。また、前記走行案内データは、車線数が複数ある場合にどの車線を走行すべきかを案内するためのデータを格納したもので、右寄りか、左寄りか、中央寄りか又はなしかの情報を示すデータである。   Further, the destination data includes a destination road number, a destination name, an address and size of the destination name voice data, destination direction data, and travel guidance data. Of the destination data, the destination direction data is invalid (no destination direction data is used), unnecessary (not guided), straight ahead, right direction, diagonal right direction, right return direction, left direction, diagonal left direction, left It is data indicating information such as the direction to return to. The travel guidance data stores data for guiding which lane the vehicle should travel when there are a plurality of lanes, and is data indicating information on the right side, the left side, the center side, or nothing. It is.

そして、前記建造物形状地図のデータは、例えば、建築物や橋梁(りょう)、タワー、公園、運動場、道路等の建造物のデータ数Nの次にN個の各建造物のデータが記憶される。ここで、各建造物のデータは、建造物の名称、番地(住所)、種別、建造物の形状、高さ及び詳細の各情報から成る。また、名称は、ビルであればそのビル名、個人の家屋であればその居住者名、施設であれば、その施設名、道路であれば「中央通り」、「国道1号線」のように道路種別や通り名であり、番地(住所)は、その建造物の番地である。さらに、建造物の形状は、形状を表す座標数n及びその座標値(x0,y0)、(x1,y1)、・・・、(xn−1,yn−1)であり、種別は、一般の家屋、マンション、オフィスビル、公共施設、道路、公園等の情報である。そして、高さは、回数や高さ〔m〕の情報である。そして詳細は、例えば、テナントビルであれば各入居者に関する情報であり、名称数mと各テナントについて、名称、電話番号、部屋番号、分類(レストラン、コンビニ、・・・等の業種、事業内容)に関する情報である。したがって、建造物の形状に関する情報として座標値を順に読み出して線で結び、描画して表示することによって、例えば、ビルや家屋の平面形状や公園の地形を出力することができる。   As the data of the building shape map, data of each of N buildings is stored next to the number N of building data such as buildings, bridges, towers, parks, playgrounds, and roads. The Here, the data of each building includes information on the name, address (address), type, shape, height and details of the building. The name is the name of the building if it is a building, the name of its resident if it is a private house, the name of the facility if it is a facility, and “Chuo-dori” or “National Route 1” if it is a road. The road type and street name, and the address (address) is the address of the building. Furthermore, the shape of the building is the coordinate number n representing the shape and its coordinate values (x0, y0), (x1, y1), ..., (xn-1, yn-1), and the type is general Information on houses, condominiums, office buildings, public facilities, roads, parks, etc. The height is information on the number of times and the height [m]. For example, in the case of a tenant building, the details are information about each resident. For the name m and each tenant, name, phone number, room number, classification (restaurant, convenience store, etc. ). Accordingly, by sequentially reading out coordinate values as information relating to the shape of the building, connecting them with lines, drawing and displaying them, it is possible to output, for example, the planar shape of a building or a house or the topography of a park.

また、前記ナビゲーション処理部11は、ナビゲーション装置10の全体の制御を行う演算処理装置としてのCPU111、該CPU111が各種の演算処理を行うに当たりワーキングメモリとして使用される記録手段であるランダムアクセスメモリとしてのRAM113、及び、制御プログラムの他、目的地までの経路の探索、経路中の走行案内、特定区間の決定、地点、施設等の検索等を行うための各種のプログラムが記録された記録手段であるリードオンリーメモリとしてのROM112から成る。そして、前記ナビゲーション処理部11には、前記入力部16、表示部17、音声入力部18、音声出力部19及び通信部15が接続される。そして、経路の探索、経路の案内、特定区間の決定、地点、施設等の検索等の各種処理を実行する。なお、前記音声入力部18、音声出力部19及び通信部15の中のいくつかは、製造コスト等の観点から、適宜省略することもできる。   The navigation processing unit 11 includes a CPU 111 as an arithmetic processing device that controls the entire navigation device 10, and a random access memory that is a recording unit used as a working memory when the CPU 111 performs various arithmetic processes. In addition to the RAM 113 and the control program, it is a recording means in which various programs for searching a route to the destination, driving guidance in the route, determining a specific section, searching for a point, a facility, and the like are recorded. It consists of a ROM 112 as a read-only memory. The navigation processing unit 11 is connected to the input unit 16, the display unit 17, the voice input unit 18, the voice output unit 19, and the communication unit 15. Then, various processes such as route search, route guidance, determination of a specific section, search for points, facilities, and the like are executed. Some of the voice input unit 18, the voice output unit 19, and the communication unit 15 may be omitted as appropriate from the viewpoint of manufacturing cost.

また、前記ナビゲーションプログラムや、探索データ、道路データ等を記録したデータ記憶部12及びROM112は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であれば、半導体メモリだけでなく、いかなる種類の記憶媒体であってもよく、例えば、磁気テープ、ハードディスク等の磁気ディスク、磁気ドラム、CD−ROM、MD、DVD−ROM、光ディスク、MO、ICカード、光カード、メモリカード等であってもよい。   In addition, the data storage unit 12 and the ROM 112 in which the navigation program, search data, road data, and the like are recorded may be any type of storage medium as well as a semiconductor memory as long as it is a computer-readable storage medium. For example, it may be a magnetic tape, a magnetic disk such as a hard disk, a magnetic drum, a CD-ROM, an MD, a DVD-ROM, an optical disk, an MO, an IC card, an optical card, a memory card, or the like.

さらに、前記通信部15は、FM送信装置、電話回線網、インターネット、携帯電話網等との間で各種のデータの送受信を行うためのものであり、例えば、情報センサ等によって受信した渋滞等の道路情報、交通事故情報、駐車場等の各種施設の位置情報、GPSレシーバ131の検出誤差を検出するD−GPS情報等の各種のデータを受信する。また、本発明の機能を実現するためのプログラム、ナビゲーション装置10を作動させるためのその他のプログラム、データ等を、情報センタ(インターネットサーバ、ナビゲーション用サーバ等)から複数の基地局(インターネットのプロバイダ端末、前記通信部15と電話回線網、通信回線網等を介して接続された通信局等)に送信し、さらに、各基地局から通信部15に送信することもできる。このようなシステムを使用する場合、各基地局から送信された前記プログラム及びデータの少なくとも一部が受信されると、前記CPU111は、読み書き可能なメモリ、例えば、RAM113、フラッシュメモリ、ハードディスク等の記録媒体にダウンロードし、前記プログラムを起動し、データに基づいて各種の処理を行うことができる。   Further, the communication unit 15 is for transmitting and receiving various data to and from an FM transmitter, a telephone line network, the Internet, a mobile phone network, etc. For example, a traffic jam received by an information sensor or the like Various data such as road information, traffic accident information, position information of various facilities such as a parking lot, and D-GPS information for detecting a detection error of the GPS receiver 131 are received. Also, a program for realizing the functions of the present invention, other programs for operating the navigation device 10, data, etc. are transferred from an information center (Internet server, navigation server, etc.) to a plurality of base stations (Internet provider terminals). The communication unit 15 can be transmitted to a communication station or the like connected to the communication unit 15 via a telephone line network, a communication line network, or the like. When such a system is used, when at least a part of the program and data transmitted from each base station is received, the CPU 111 records in a readable / writable memory, for example, a RAM 113, a flash memory, a hard disk, or the like. It is possible to download to a medium, start the program, and perform various processes based on the data.

そして、前記入力部16は、走行開始時の位置を修正したり、目的地を入力したりするためのものであり、ナビゲーション装置10の本体に配設された操作キー、押しボタン、ジョグダイヤル、十字キー等から成るものであるが、リモートコントローラであってもよい。なお、表示部17がタッチパネルである場合には、該表示部17の画面に表示された操作キー、操作メニュー等の操作スイッチから成るものであることが望ましい。この場合、通常のタッチパネルのように前記操作スイッチを押す(タッチする)ことによって、入力を行うことができる。   The input unit 16 is used for correcting the position at the start of traveling or inputting a destination. The input unit 16 includes operation keys, push buttons, a jog dial, and a cross. Although it consists of a key etc., a remote controller may be sufficient. When the display unit 17 is a touch panel, it is desirable that the display unit 17 includes operation switches such as operation keys and operation menus displayed on the screen of the display unit 17. In this case, an input can be performed by pressing (touching) the operation switch like a normal touch panel.

そして、前記表示部17の画面には、操作案内、操作メニュー、操作キーの案内、現在位置から目的地までの経路、該経路に沿った案内情報等が表示される。前記表示部17としては、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ、LED(Light Emitting Diode)ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フロントガラスにホログラムを投影するホログラム装置等を使用することができる。   The screen of the display unit 17 displays operation guidance, operation menus, operation key guidance, a route from the current position to the destination, guidance information along the route, and the like. As the display unit 17, a CRT display, a liquid crystal display, an LED (Light Emitting Diode) display, a plasma display, a hologram device that projects a hologram on a windshield, or the like can be used.

また、音声入力部18は、マイクロホン等によって構成され、音声によって必要な情報を入力することができる。さらに、音声出力部19は、音声合成装置及びスピーカを備え、音声情報、例えば、音声合成装置によって合成された音声から成る案内情報、変速情報等をスピーカから出力し、操作者に知らせる。なお、音声合成装置によって合成された音声の他に、各種の音、あらかじめテープ、メモリ等に録音された各種の案内情報をスピーカから出力することもできる。   The voice input unit 18 is constituted by a microphone or the like, and can input necessary information by voice. Furthermore, the voice output unit 19 includes a voice synthesizer and a speaker, and outputs voice information, for example, guidance information composed of voice synthesized by the voice synthesizer, shift information, and the like from the speaker to notify the operator. In addition to the voice synthesized by the voice synthesizer, various kinds of sound and various kinds of guidance information recorded in advance on a tape, a memory, and the like can be output from the speaker.

そして、前記ナビゲーション装置10は、運転者に車両の現在位置としての自車位置周辺の道路情報等の環境を知らせて、車両の目的地までの走行経路を誘導する。すなわち、ナビゲーション処理部11のCPU111によって経路案内システムのプログラムが起動されると、現在位置検出部13によって現在位置を検出し、検出した現在位置を中心とする周辺地図を表示するとともに、現在位置の名称等を表示する。また、電話番号や住所、施設名称、登録地点等を用いて目的地が設定されると、前記ナビゲーション装置10は、現在位置から目的地までの経路を探索するための経路探索を実行する。前記目的地までの経路が探索されて設定されると、現在位置検出部13によって自車位置の追跡を行いながら、目的地に到着するまで経路案内を繰り返し行う。さらに、目的地に到着する前に寄り道設定の入力があった場合には、探索エリアを設定してその探索エリアでの再探索を行い、同様に目的地に到着するまで経路案内を繰り返し行う。なお、運転者が目的地等を特に設定しない場合には、前記ナビゲーション装置10は、現在位置検出部13によって自車位置の追跡を行いながら、自車位置周辺の地図を表示する。   The navigation device 10 informs the driver of the environment such as road information around the vehicle position as the current position of the vehicle, and guides the travel route to the destination of the vehicle. That is, when the route guidance system program is started by the CPU 111 of the navigation processing unit 11, the current position is detected by the current position detection unit 13, a peripheral map centered on the detected current position is displayed, and the current position is also displayed. Display name, etc. When a destination is set using a telephone number, an address, a facility name, a registered point, etc., the navigation device 10 executes a route search for searching for a route from the current position to the destination. When the route to the destination is searched and set, the route guidance is repeatedly performed until the vehicle arrives at the destination while the current position detector 13 tracks the vehicle position. Further, if there is an input for setting a detour before arriving at the destination, a search area is set, a re-search is performed in the search area, and route guidance is similarly repeated until the destination is reached. If the driver does not set a destination or the like, the navigation device 10 displays a map around the vehicle position while tracking the vehicle position by the current position detection unit 13.

本実施の形態において、FCコントロールユニット56は、前述のように、車内LAN51を介して、ナビゲーション装置10と通信可能に接続され、該ナビゲーション装置10から自車位置周辺の道路情報等の環境に関する情報を取得するようになっている。また、前記車内LAN51には、環境情報取得手段として機能する画像認識手段60も接続されており、前記FCコントロールユニット56は、画像認識手段60が取得した車両の周囲の画像に関する情報を自車位置周辺の環境に関する情報として取得する。   In the present embodiment, as described above, the FC control unit 56 is connected to the navigation device 10 via the in-vehicle LAN 51 so as to be communicable, and information on the environment such as road information around the vehicle position from the navigation device 10. To get to. The in-vehicle LAN 51 is also connected to an image recognizing unit 60 that functions as an environmental information acquiring unit. Obtained as information about the surrounding environment.

ここで、前記画像認識手段60は、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を備え、車体の前面部、後面部又は側面部、運転席のフロントウィンドウ等に取り付けられ、車両の前方、後方、側方等の景色を撮影する。なお、前記画像認識手段60は、複数の撮像素子を並列に配置したステレオ視カメラであることが望ましい。さらに、前記画像認識手段60は、映像基盤、絞り基盤、中央演算装置等を備え、撮像素子で撮影した画像を中央演算装置の画像処理部によって画像処理を行う。そして、前記画像認識手段60は、例えば、車両前方に位置するトンネル入口の暗部、自車位置が屋内駐車場内である場合に車両周辺の柱、壁等を認識し、その情報を自車位置周辺の環境に関する情報として前記FCコントロールユニット56に送信するようになっている。   Here, the image recognition means 60 includes an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and the like, and includes a front part, a rear part, a side part, and a front part of a driver's seat. Attached to a window, etc., takes pictures of the front, back, side, etc. of the vehicle. The image recognition means 60 is preferably a stereo camera having a plurality of image sensors arranged in parallel. Further, the image recognizing means 60 includes a video base, a diaphragm base, a central processing unit, and the like, and performs image processing on an image captured by the image sensor by an image processing unit of the central processing unit. The image recognition means 60 recognizes, for example, a dark part of the tunnel entrance located in front of the vehicle, a pillar, a wall, etc. around the vehicle when the vehicle position is in an indoor parking lot, The information on the environment is transmitted to the FC control unit 56.

そして、該FCコントロールユニット56は、ナビゲーション装置10及び画像認識手段60から取得した自車位置周辺の環境に関する情報に基づいて、自車位置周辺の環境が水素ガスが滞留しやすい環境であるか否かを判断する。そして、水素ガスが滞留しやすい環境である場合には、さらに、水素ガスの滞留のしやすさの程度を判断し、滞留のしやすさの程度が高いときには、水素ガスを大気中に放出しないようにし、滞留のしやすさの程度が低いときには、水素ガスの濃度を低くして大気中に放出するように燃料電池システムを制御する。すなわち、取得された車両の環境に関する情報に基づいて、パージ手段に燃料ガスの濃度を変化させてパージを行わせる。また、滞留のしやすさの程度が高いときには、パージ手段にパージを行わせないモードを選択する。なお、前記パージ手段には、水素排気電磁弁43、第2燃料排出管路27、吸引循環ポンプ26、外気導入管路28、外気導入用電磁弁44等が含まれる。   The FC control unit 56 determines whether or not the environment around the vehicle position is an environment in which hydrogen gas is likely to stay based on the information about the environment around the vehicle position acquired from the navigation device 10 and the image recognition means 60. Determine whether. In the case where the hydrogen gas is likely to stay, the degree of the ease of staying of the hydrogen gas is further determined. When the degree of staying of the hydrogen gas is high, the hydrogen gas is not released into the atmosphere. Thus, when the degree of stagnation is low, the fuel cell system is controlled so that the concentration of hydrogen gas is lowered and released into the atmosphere. That is, based on the acquired information on the environment of the vehicle, the purge means is made to perform the purge by changing the concentration of the fuel gas. Further, when the ease of staying is high, a mode is selected in which the purge means does not perform the purge. The purge means includes a hydrogen exhaust solenoid valve 43, a second fuel discharge conduit 27, a suction circulation pump 26, an outside air introduction conduit 28, an outside air introduction solenoid valve 44, and the like.

また、燃料電池システムの通常運転においては、パージ手段が一定時間間隔でパージを行い、水素排気電磁弁43を開いて、第2燃料排出管路27から燃料ガス流路内の水素ガスを排出させるようになっている。すなわち、水素ガスが滞留しやすい環境でない場合、パージ手段にパージを行わせるモードを選択する。これにより、水素ガスは、水回収ドレインタンク25内の貯留水、燃料電池スタック21の燃料流路内の水分、増加した窒素、その他の不純物等を伴って、空気排出マニホールド内を通過する空気とともに、大気中に排出される。そのため、燃料電池スタック21の発電状態を良好に維持することができる。しかし、水素ガスが滞留しやすい環境である場合であって滞留のしやすさの程度が高いときには、前記FCコントロールユニット56は、パージ手段にパージを行わせないモードを選択し、水素ガスを第2燃料排出管路27から空気排出マニホールドを介して、大気中へ放出することがないように制御する。また、水素ガスが滞留しやすい環境である場合であって滞留のしやすさの程度が低いときには、パージ手段に燃料ガスの濃度を変化させてパージを行わせ、燃料ガスの濃度を通常の場合よりも低くして、例えば、2〔%〕以下、又は、1〔%〕以下の濃度になるようにして、水素ガスを第2燃料排出管路27から空気排出マニホールドを介して、大気中へ放出するように制御する。   In the normal operation of the fuel cell system, the purge means purges at regular time intervals, opens the hydrogen exhaust solenoid valve 43, and discharges the hydrogen gas in the fuel gas flow path from the second fuel discharge pipe 27. It is like that. That is, when the environment is not likely to retain hydrogen gas, a mode is selected in which the purge means performs the purge. As a result, the hydrogen gas is stored together with the air passing through the air discharge manifold together with the water stored in the water recovery drain tank 25, moisture in the fuel flow path of the fuel cell stack 21, increased nitrogen, and other impurities. Discharged into the atmosphere. Therefore, the power generation state of the fuel cell stack 21 can be maintained satisfactorily. However, when the hydrogen gas is likely to stay in the environment and the degree of ease of staying is high, the FC control unit 56 selects the mode in which the purge means does not perform the purge, (2) Control is performed so that the fuel is not discharged from the fuel discharge line 27 through the air discharge manifold into the atmosphere. Also, when hydrogen gas is likely to stay in the environment and the degree of ease of staying is low, the purge means changes the fuel gas concentration to perform purging, and the fuel gas concentration is normal. The hydrogen gas from the second fuel discharge line 27 to the atmosphere through the air discharge manifold so that the concentration becomes 2% or less or 1% or less. Control to release.

次に、水素ガスが滞留しやすい環境について説明する。   Next, an environment where hydrogen gas tends to stay will be described.

図3は本発明の実施の形態における水素ガスが滞留しやすい環境を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an environment in which hydrogen gas tends to stay in the embodiment of the present invention.

図3(a)に示されるように、ナビゲーション装置10によって、目的地までの経路として設定された道路61上を車両が通常に走行している場合、すなわち、車両の現在位置としての自車位置の周辺の環境が水素ガスが滞留しやすい環境でない場合には、FCコントロールユニット56は、一定時間間隔でパージを行うような制御を行う。なお、図において、62は車両の現在位置としての自車位置を示す自車位置マークであり、三角形状の矢印の先端が車両の進行方向を示している。   As shown in FIG. 3A, when the vehicle normally travels on the road 61 set as the route to the destination by the navigation device 10, that is, the vehicle position as the current position of the vehicle. When the surrounding environment is not an environment in which hydrogen gas is likely to stay, the FC control unit 56 performs control such that purging is performed at regular time intervals. In the figure, 62 is a vehicle position mark indicating the vehicle position as the current vehicle position, and the tip of a triangular arrow indicates the traveling direction of the vehicle.

この場合、水素排気電磁弁43を開いて、第2燃料排出管路27から燃料ガス流路内の水素ガスを空気排出マニホールドに流入させ、該空気排出マニホールド内を通過する空気によって希釈された状態で大気中に排出する。なお、前記水素ガスの濃度が、例えば、4〔%〕以下になるように、前記水素排気電磁弁43の開度、又は、燃料電池の酸素極に空気を供給するファンが制御される。   In this case, the hydrogen exhaust solenoid valve 43 is opened, the hydrogen gas in the fuel gas flow path is caused to flow from the second fuel discharge pipe 27 into the air discharge manifold, and is diluted with the air passing through the air discharge manifold. To the atmosphere. Note that the opening degree of the hydrogen exhaust electromagnetic valve 43 or a fan that supplies air to the oxygen electrode of the fuel cell is controlled so that the concentration of the hydrogen gas is, for example, 4% or less.

一方、自車位置の周辺の環境が水素ガスが滞留しやすい環境である場合、FCコントロールユニット56は、水素ガスの滞留のしやすさの程度を判断し、滞留のしやすさの程度が高いときには、水素排気電磁弁43を開かず、水素ガスを大気中に放出しないように制御する。また、滞留のしやすさの程度が低いときには、水素ガスの濃度を、自車位置の周辺の環境が水素ガスが滞留しやすい環境でない場合より、すなわち、通常の場合よりも低くなるように、例えば、1〔%〕以下になるように、前記水素排気電磁弁43の開度、又は、燃料電池の酸素極に空気を供給するファンが制御される。   On the other hand, when the environment around the vehicle position is an environment where hydrogen gas is likely to stay, the FC control unit 56 determines the degree of ease of staying of the hydrogen gas, and the degree of staying ease is high. In some cases, the hydrogen exhaust solenoid valve 43 is not opened, and control is performed so that hydrogen gas is not released into the atmosphere. In addition, when the degree of ease of staying is low, the concentration of hydrogen gas is lower than when the environment around the vehicle position is not an environment in which hydrogen gas tends to stay, that is, lower than normal. For example, the opening degree of the hydrogen exhaust electromagnetic valve 43 or the fan that supplies air to the oxygen electrode of the fuel cell is controlled so as to be 1% or less.

ここで、水素ガスが滞留しやすい環境の1つとして、トンネル内を挙げることができる。そこで、ナビゲーション装置10によって、目的地までの経路として設定された道路61上における車両の進行方向前方にトンネルの入口ノード及び出口ノードが存在することが判明した場合には、前記入口ノードと出口ノードとの間の区間をトンネルであると判断し、FCコントロールユニット56は、さらに、前記トンネルの区間の長さによって滞留のしやすさの程度を判断する。そして、前記トンネルの区間の長さが所定値、例えば、500〔m〕以上であるときには、滞留のしやすさの程度が高いとして、前記トンネルの区間において、水素ガスを大気中に放出しないように制御する。一方、前記トンネルの区間の長さが前記所定値未満であるときには、滞留のしやすさの程度が低いとして、前記トンネルの区間において、水素ガスの濃度を通常の場合よりも低くなるようにして、大気中に放出するように制御する。   Here, the inside of a tunnel can be mentioned as one of the environments where hydrogen gas tends to stay. Therefore, when the navigation device 10 finds that there are an entrance node and an exit node of the tunnel on the road 61 set as a route to the destination ahead of the traveling direction of the vehicle, the entrance node and the exit node The FC control unit 56 further determines the degree of ease of staying according to the length of the tunnel section. When the length of the tunnel section is a predetermined value, for example, 500 [m] or more, the degree of ease of staying is high, so that hydrogen gas is not released into the atmosphere in the tunnel section. To control. On the other hand, when the length of the tunnel section is less than the predetermined value, it is assumed that the degree of easiness of staying is low, and in the tunnel section, the hydrogen gas concentration is made lower than usual. Control to release into the atmosphere.

また、目的地までの経路が設定されていない場合も同様であり、この場合、車両が走行中の道路61上における車両の進行方向前方にトンネルの入口ノード及び出口ノードが存在するか否かに基づいて、トンネルの有無を判断する。さらに、画像認識手段60が車両前方にトンネル入口の暗部が存在することを認識した場合に、トンネルがあるものと判断して、水素ガスを大気中に放出しないように制御することもできる。   The same applies to the case where the route to the destination is not set. In this case, whether there is an entrance node and an exit node of the tunnel ahead of the traveling direction of the vehicle on the road 61 on which the vehicle is traveling. Based on this, the presence or absence of a tunnel is determined. Furthermore, when the image recognition means 60 recognizes that there is a dark part at the tunnel entrance in front of the vehicle, it can be determined that there is a tunnel and control can be performed so that hydrogen gas is not released into the atmosphere.

他の水素ガスが滞留しやすい環境として、駐車場内を挙げることができる。この場合、ナビゲーション装置10によって、設定された目的地の周辺(例えば、目的地を中心とする半径300〔m〕以内の範囲)に車両が接近し、かつ、図3(b)に示されるように、建造物を示す区域66内に車両が進入したことが判明したとき、建造物に付随する駐車場に到達したと判断し、FCコントロールユニット56は、さらに、前記駐車場が屋内駐車場であるか屋外駐車場であるかによって滞留のしやすさの程度を判断する。そして、前記駐車場が屋内駐車場であるときには、滞留のしやすさの程度が高いとして、前記駐車場において、水素ガスを大気中に放出しないように制御する。一方、前記駐車場が屋外駐車場であるときには、滞留のしやすさの程度が低いとして、前記トンネルの区間において、水素ガスの濃度を通常の場合よりも低くなるようにして、大気中に放出するように制御する。   As an environment in which other hydrogen gas tends to stay, the inside of a parking lot can be mentioned. In this case, the vehicle approaches the periphery of the set destination (for example, a range within a radius of 300 [m] around the destination) by the navigation device 10, and as shown in FIG. When it is determined that the vehicle has entered the area 66 indicating the building, it is determined that the parking lot associated with the building has been reached, and the FC control unit 56 further determines that the parking lot is an indoor parking lot. The degree of ease of staying is judged based on whether there is an outdoor parking lot. And when the said parking lot is an indoor parking lot, it is controlled that hydrogen gas is not discharged | emitted in air | atmosphere in the said parking lot considering that the grade of the ease of staying is high. On the other hand, when the parking lot is an outdoor parking lot, it is assumed that the degree of ease of staying is low, and in the tunnel section, the hydrogen gas concentration is made lower than usual and released into the atmosphere. Control to do.

なお、画像認識手段60が、車両周囲に柱や壁のような建造物の一部が存在することを認識した場合に、屋内駐車場であると判断し、それ以外の場合には屋外駐車場であると判断することができる。また、車両に図示されない輝度センサを取り付け、車両周囲の輝度が所定値以上である場合に、屋外駐車場であると判断することもできる。   When the image recognizing means 60 recognizes that there is a part of a building such as a pillar or wall around the vehicle, it is determined to be an indoor parking lot, otherwise it is an outdoor parking lot. Can be determined. In addition, a luminance sensor (not shown) is attached to the vehicle, and when the luminance around the vehicle is a predetermined value or more, it can be determined that the vehicle is an outdoor parking lot.

また、目的地の周辺でなくても、図3(b)に示されるように、目的地までの経路として設定された道路61から外れて、建造物を示す区域66内に車両が進入したときも、駐車場に到達したと判断する。これは、目的地までの途中で、コンビニエンスストア等の商店、ファミリーレストラン等の食堂のような店舗に立ち寄ったと考えられるからである。さらに、目的地までの経路が設定されていない場合も同様であり、車両が走行中の道路61から外れて、建造物を示す区域66内に車両が進入したときも、駐車場に到達したと判断する。   In addition, even when the vehicle is not in the vicinity of the destination, as shown in FIG. 3B, when the vehicle enters the area 66 indicating the building after deviating from the road 61 set as the route to the destination. Judge that it has reached the parking lot. This is because it is considered that the customer stopped by a store such as a convenience store or a restaurant such as a family restaurant on the way to the destination. Further, the same applies to the case where the route to the destination is not set, and it is assumed that the vehicle has reached the parking lot even when the vehicle departs from the traveling road 61 and enters the area 66 indicating the building. to decide.

なお、ナビゲーション装置10が、車両を後退させての車庫入れ、縦列駐車等における運転者のステアリング操作を補助するための駐車アシスト機能を備えるものである場合、該駐車アシスト機能が作動しているときには、車両が駐車場内にあると判断して、水素ガスを大気中に放出しないように制御することもできる。   When the navigation device 10 has a parking assist function for assisting a driver's steering operation in entering a garage with the vehicle retracted, parallel parking, etc., when the parking assist function is operating It can also be determined that the vehicle is in the parking lot and that hydrogen gas is not released into the atmosphere.

更に他の水素ガスが滞留しやすい環境として、アンダーパス内を挙げることができる。アンダーパスは、例えば、立体交差の交差点における下方を通過する道路のように、低い箇所を通過する道路である。この場合、ナビゲーション装置10によって、目的地までの経路として設定された道路61上における車両の進行方向前方に、他の道路のリンクと交差しているが互いにノードで結ばれていない箇所があることが判明したときには、他の道路のリンクと交差している点の周辺(例えば、目的地を中心とする半径100〔m〕以内の範囲)をアンダーパスの区間であると判断し、FCコントロールユニット56は、さらに、前記アンダーパスの区間の長さによって滞留のしやすさの程度を判断する。そして、前記アンダーパスの区間の長さが所定値、例えば、500〔m〕以上であるときには、滞留のしやすさの程度が高いとして、前記アンダーパスの区間において、水素ガスを大気中に放出しないように制御する。一方、前記アンダーパスの区間の長さが前記所定値未満であるときには、滞留のしやすさの程度が低いとして、前記アンダーパスの区間において、水素ガスの濃度を通常の場合よりも低くなるようにして、大気中に放出するように制御する。   Furthermore, the inside of an underpass can be mentioned as an environment where other hydrogen gas tends to stay. An underpass is a road that passes through a low place, such as a road that passes under a three-dimensional intersection. In this case, there is a portion that intersects with a link of another road but is not connected to each other by a node in front of the traveling direction of the vehicle on the road 61 set as a route to the destination by the navigation device 10. When it becomes clear, the periphery of the point intersecting with another road link (for example, a radius of 100 [m] around the destination) is determined as an underpass section, and the FC control unit 56 further determines the degree of easiness of stay based on the length of the underpass section. Then, when the length of the underpass section is a predetermined value, for example, 500 [m] or more, it is determined that the degree of easiness of staying is high, and hydrogen gas is released into the atmosphere in the underpass section. Control not to. On the other hand, when the length of the underpass section is less than the predetermined value, it is assumed that the degree of easiness of staying is low, and the hydrogen gas concentration in the underpass section is made lower than usual in the underpass section. And control it to be released into the atmosphere.

また、目的地までの経路が設定されていない場合も同様であり、この場合、車両が走行中の道路61上における車両の進行方向前方に他の道路のリンクと交差しているが互いにノードで結ばれていない箇所があるか否かに基づいて、アンダーパスの有無を判断する。さらに、画像認識手段60が車両前方にアンダーパスが存在することを認識した場合に、アンダーパスがあるものと判断して、水素ガスを大気中に放出しないように制御することもできる。   The same applies to the case where the route to the destination is not set. In this case, the vehicle intersects with the link of another road ahead of the traveling direction of the vehicle on the road 61 on which the vehicle is traveling. The presence or absence of an underpass is determined based on whether or not there is an unconnected portion. Furthermore, when the image recognition means 60 recognizes that there is an underpass in front of the vehicle, it can be determined that there is an underpass and control can be performed so that hydrogen gas is not released into the atmosphere.

更に他の水素ガスが滞留しやすい環境として、高架下を挙げることができる。該高架下は、例えば、高速道路、都市高速道路等の高架橋の近傍を通過する一般道等の道路であり、高架橋の下方を通過している可能性が高く、水素ガスが滞留しやすいと考えられる。この場合、ナビゲーション装置10によって、目的地までの経路として設定された道路61のある区間の属性が高架横であることが判明したときには、前記区間を高架下の区間であると判断し、FCコントロールユニット56は、さらに、前記高架下の区間の長さによって滞留のしやすさの程度を判断する。そして、前記高架下の区間の長さが所定値、例えば、500〔m〕以上であるときには、滞留のしやすさの程度が高いとして、前記高架下の区間において、水素ガスを大気中に放出しないように制御する。一方、前記高架下の区間の長さが前記所定値未満であるときには、滞留のしやすさの程度が低いとして、前記高架下の区間において、水素ガスの濃度を場合よりも低くなるようにして、大気中に放出するように制御する。   Furthermore, as an environment in which other hydrogen gas tends to stay, an underpass can be mentioned. The underpass is, for example, a road such as a general road that passes through the vicinity of a viaduct such as an expressway or an urban expressway, and is likely to pass under the viaduct, and hydrogen gas is likely to stay there. It is done. In this case, when the navigation device 10 determines that the attribute of a certain section of the road 61 set as the route to the destination is an elevated side, the section determines that the section is an elevated section, and FC control is performed. The unit 56 further determines the degree of easiness of staying based on the length of the section under the elevated. When the length of the section under the overpass is a predetermined value, for example, 500 [m] or more, it is determined that the degree of easiness of staying is high, and hydrogen gas is released into the atmosphere in the section under the overpass. Control not to. On the other hand, when the length of the section under the overhead is less than the predetermined value, it is assumed that the degree of easiness of staying is low, and in the section under the overhead, the hydrogen gas concentration is made lower than the case. Control to release into the atmosphere.

なお、高架下は、トンネル内やアンダーパス内と比較すると、滞留のしやすさの程度が低いと考えることができる。そのため、高架下の区間は、その長さに無関係に、滞留のしやすさの程度が低いとして、前記高架下の区間において、水素ガスの濃度を通常の場合よりも低くなるようにして、大気中に放出するように制御することもできる。   In addition, it can be considered that the degree of easiness of staying is lower under the overpass than in the tunnel or underpass. Therefore, in the section under the overhead, regardless of its length, it is assumed that the degree of easiness of staying is low, and in the section under the overhead, the hydrogen gas concentration is made lower than usual, It can also be controlled to release into.

また、目的地までの経路が設定されていない場合も同様であり、この場合、車両が走行中の道路61上における区間の属性が高架横であるか否かに基づいて、高架下であることを判断する。さらに、画像認識手段60が車両が高架橋の近傍を通過していることを認識した場合に、高架下であるものと判断して、水素ガスを大気中に放出しないように制御することもできる。   The same applies to the case where the route to the destination is not set. In this case, the route is under an overpass based on whether the attribute of the section on the road 61 on which the vehicle is traveling is an overpass. Judging. Furthermore, when the image recognition means 60 recognizes that the vehicle is passing the vicinity of the viaduct, it can be determined that the vehicle is under an overpass and control can be performed so as not to release hydrogen gas into the atmosphere.

更に他の水素ガスが滞留しやすい環境として、渋滞区間内を挙げることができる。渋滞区間内では、車両の密度が高く、周辺に水素ガスを排出する他の燃料電池システムを搭載した車両が存在する可能性も高いので、水素ガスが滞留しやすいと考えられる。この場合、VICS(R)(道路交通情報通信システム:Vehicle Information & Communication System)情報等の交通情報を受信したナビゲーション装置10によって、目的地までの経路として設定された道路61における車両の進行方向前方に渋滞区間が存在することが判明したときには、FCコントロールユニット56は、さらに、前記渋滞区間の長さによって滞留のしやすさの程度を判断する。そして、前記渋滞区間の長さが所定値、例えば、1000〔m〕以上であるときには、滞留のしやすさの程度が高いとして、前記渋滞区間において、水素ガスを大気中に放出しないように制御する。一方、前記渋滞区間の長さが前記所定値未満であるときには、滞留のしやすさの程度が低いとして、前記渋滞区間において、水素ガスの濃度を通常の場合よりも低くなるようにして、大気中に放出するように制御する。   Further, as an environment in which other hydrogen gas tends to stay, the inside of a traffic jam section can be cited. In a congested section, the density of the vehicle is high, and there is a high possibility that there is a vehicle equipped with another fuel cell system that discharges hydrogen gas in the vicinity. In this case, the navigation apparatus 10 that has received traffic information such as VICS (R) (Vehicle Information & Communication System) information forwards the vehicle in the traveling direction on the road 61 set as a route to the destination. When it is found that there is a traffic jam section, the FC control unit 56 further determines the degree of ease of staying based on the length of the traffic jam section. When the length of the traffic jam section is a predetermined value, for example, 1000 [m] or more, it is determined that the degree of ease of staying is high, and control is performed so that hydrogen gas is not released into the atmosphere in the traffic jam section. To do. On the other hand, when the length of the traffic jam section is less than the predetermined value, it is assumed that the degree of ease of staying is low, and in the traffic jam section, the hydrogen gas concentration is made lower than usual, Control to release inside.

また、目的地までの経路が設定されていない場合も同様であり、この場合、車両が走行中の道路61上における車両の進行方向前方に渋滞区間があるか否かを判断する。なお、前記交通情報は、現在の交通情報だけでなく、過去の交通情報を蓄積して統計的に処理された統計的交通情報、自車が取得した走行履歴である自車の実走行データ、プローブカー等の他車が提供する走行履歴情報等を利用することもできる。この場合、統計的交通情報、走行履歴情報等によって渋滞の発生する確率の高い区間を渋滞区間であると判断する。さらに、車速が所定値以下の低速であって、かつ、画像認識手段60が認識した自車周辺の車両の密度が所定値以上であったり、前方の車両との距離が所定値以下であったりする場合に、車両が渋滞区間内であるものと判断することもできる。   The same applies to the case where the route to the destination is not set. In this case, it is determined whether there is a traffic jam section ahead of the traveling direction of the vehicle on the road 61 on which the vehicle is traveling. The traffic information is not only current traffic information but also statistical traffic information statistically processed by accumulating past traffic information, actual travel data of the vehicle that is a travel history acquired by the vehicle, Travel history information provided by other vehicles such as a probe car can also be used. In this case, a section having a high probability of occurrence of traffic jam is determined as a traffic jam section based on statistical traffic information, travel history information, and the like. Furthermore, the vehicle speed is a low speed equal to or lower than a predetermined value, and the density of vehicles around the vehicle recognized by the image recognition means 60 is equal to or higher than the predetermined value, or the distance from the vehicle ahead is equal to or lower than the predetermined value. In this case, it can be determined that the vehicle is in a traffic jam section.

更に他の水素ガスが滞留しやすい環境として、交差点区間内を挙げることができる。交差点区間内は、車両の密度が高く、周辺に水素ガスを排出する他の燃料電池システムを搭載した車両が存在する可能性も高いので、水素ガスが滞留しやすいと考えられる。この場合、ナビゲーション装置10によって、目的地までの経路として設定された道路61における車両の進行方向前方に他の道路のリンクと交差しているノードがあることが判明したときには、該ノードの前後所定距離(例えば、前記ノードの前後各々100〔m〕)にあるノードで囲まれた区間を交差点の区間であると判断し、FCコントロールユニット56は、さらに、前記交差点の区間の車線数によって滞留のしやすさの程度を判断する。そして、前記交差点の区間の車線数が所定値、例えば、上下方向合計で4車線以上であるときには、滞留のしやすさの程度が高いとして、前記交差点の区間において、水素ガスを大気中に放出しないように制御する。一方、前記交差点の区間の車線数が前記所定値未満であるときには、滞留のしやすさの程度が低いとして、前記交差点の区間において、水素ガスの濃度を通常の場合よりも低くなるようにして、大気中に放出するように制御する。   Furthermore, as an environment where other hydrogen gas tends to stay, the inside of an intersection can be mentioned. In the intersection section, the density of the vehicle is high, and there is a high possibility that there is a vehicle equipped with another fuel cell system that discharges hydrogen gas in the vicinity. In this case, when the navigation device 10 finds that there is a node that intersects with a link of another road ahead of the vehicle in the traveling direction of the road 61 set as a route to the destination, the predetermined position before and after the node is determined. The section surrounded by the nodes at distances (for example, 100 [m] before and after each of the nodes) is determined to be the section of the intersection, and the FC control unit 56 further retains depending on the number of lanes in the section of the intersection. Determine how easy it is. When the number of lanes in the intersection section is a predetermined value, for example, when the total number of lanes in the vertical direction is four or more, hydrogen gas is released into the atmosphere in the intersection section because the degree of ease of staying is high. Control not to. On the other hand, when the number of lanes in the intersection section is less than the predetermined value, it is assumed that the degree of ease of staying is low, and the hydrogen gas concentration in the intersection section is made lower than usual. Control to release into the atmosphere.

また、目的地までの経路が設定されていない場合も同様であり、この場合、車両が走行中の道路61上における車両の進行方向前方に他の道路のリンクと交差しているノードが存在するか否かに基づいて、交差点の区間の有無を判断する。さらに、画像認識手段60が車両前方に交差点が存在することを認識した場合に、車両が交差点の区間内であるものと判断することもできる。   The same applies to the case where the route to the destination is not set. In this case, there is a node that intersects with a link of another road ahead of the traveling direction of the vehicle on the road 61 on which the vehicle is traveling. Whether or not there is an intersection section is determined based on whether or not it is. Furthermore, when the image recognition means 60 recognizes that an intersection exists in front of the vehicle, it can also be determined that the vehicle is within the intersection section.

なお、滞留のしやすさの程度を判断する場合に、道路61の幅員を条件として加味することもできる。例えば、道路61の幅員が狭いときには、滞留のしやすさの程度が高いとして、水素ガスを大気中に放出しないように制御し、道路61が一般道であってある程度幅員が広いときには、滞留のしやすさの程度が低いとして、水素ガスの濃度を通常の場合よりも低くなるようにして、大気中に放出するように制御し、さらに、道路61が高速道路のように幅員が十分に広いときには、水素ガスの濃度を通常の場合にして、大気中に放出するように制御する。   Note that the width of the road 61 can be taken into consideration when determining the degree of ease of staying. For example, when the width of the road 61 is narrow, it is assumed that the degree of ease of staying is high, so that hydrogen gas is not released into the atmosphere. When the road 61 is a general road and is somewhat wide, Assuming that the degree of ease is low, the hydrogen gas concentration is controlled to be released into the atmosphere so as to be lower than usual, and the road 61 is sufficiently wide like a highway. In some cases, the hydrogen gas concentration is controlled to be released into the atmosphere in a normal case.

さらに、滞留のしやすさの程度を判断する場合に、車速を条件として加味することもできる。例えば、車速が高いほど、滞留のしやすさの程度が低いとして、水素ガスの濃度を高くして、大気中に放出するように制御する。   Furthermore, when determining the degree of ease of staying, it is possible to consider the vehicle speed as a condition. For example, assuming that the higher the vehicle speed is, the lower the degree of easiness of staying is, so that the concentration of hydrogen gas is increased and controlled to be released into the atmosphere.

次に、前記構成の燃料電池システムの動作について説明する。   Next, the operation of the fuel cell system having the above configuration will be described.

図4は本発明の実施の形態における燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the fuel cell system according to the embodiment of the present invention.

ここでは、定常運転における動作について説明する。本実施の形態の燃料電池システムにおける定常運転時には、燃料供給電磁弁41から流出する水素ガスの圧力をあらかじめ設定した一定の圧力に調整した後、前記燃料供給電磁弁41は燃料電池システムの運転中には調整されることがなく、そのままの状態が保持される。また、酸化剤供給源としてのファンは常に一定量の空気を燃料電池スタック21の空気流路に供給するように作動する。この場合、供給される空気の量は、燃料電池スタック21の出力が最大となるために必要な空気の量よりも十分に多い量である。また、本実施の形態において、燃料電池スタック21の空気流路に供給される空気の圧力は大気圧程度の常圧であり、特段加圧される必要がない。   Here, the operation in steady operation will be described. During steady operation in the fuel cell system of the present embodiment, after adjusting the pressure of the hydrogen gas flowing out from the fuel supply solenoid valve 41 to a predetermined constant pressure, the fuel supply solenoid valve 41 is in operation of the fuel cell system. Is not adjusted and the state is maintained as it is. The fan as the oxidant supply source always operates so as to supply a constant amount of air to the air flow path of the fuel cell stack 21. In this case, the amount of air supplied is an amount sufficiently larger than the amount of air necessary for the output of the fuel cell stack 21 to be maximized. In the present embodiment, the pressure of the air supplied to the air flow path of the fuel cell stack 21 is a normal pressure of about atmospheric pressure and does not need to be particularly pressurized.

そして、燃料電池スタック21が運転を開始すると、該燃料電池スタック21を構成する各単位セルにおいて逆拡散水が発生し、該逆拡散水が固体高分子電解質膜を透過して燃料ガス流路にまで浸透して、前記固体高分子電解質膜の燃料極側を加湿する。これにより、該固体高分子電解質膜の燃料極側は湿潤な状態となり、電気化学反応によって水素から生成された水素イオンが固体高分子電解質膜内をスムーズに移動することができる。   When the fuel cell stack 21 starts operation, reverse diffusion water is generated in each unit cell constituting the fuel cell stack 21, and the reverse diffusion water permeates the solid polymer electrolyte membrane and enters the fuel gas flow path. And the fuel electrode side of the solid polymer electrolyte membrane is humidified. As a result, the fuel electrode side of the solid polymer electrolyte membrane becomes wet, and hydrogen ions generated from hydrogen by the electrochemical reaction can move smoothly in the solid polymer electrolyte membrane.

また、前記燃料ガス流路に供給されて余剰となった未反応成分としての水素ガスは、前記燃料ガス流路にまで浸透して余剰となった逆拡散水と混合して、気液混合物となる。該気液混合物となった水素ガスは、吸引循環ポンプ26によって吸引され、燃料電池スタック21に接続された第1燃料排出管路24を通って前記燃料電池スタック21の外部に排出される。そして、前記気液混合物は、第1燃料排出管路24を通過して水回収ドレインタンク25内に導入される。そして、比較的広い空間を備える前記水回収ドレインタンク25内に滞留することによって、重量物である水分が重力によって下方に落下し、水素ガスから逆拡散水が分離する。該逆拡散水が分離して乾燥した状態の水素ガスは、第1燃料排出管路24から水回収ドレインタンク25外に排出される。   Further, the hydrogen gas as an unreacted component that is supplied to the fuel gas flow path and surplus is mixed with the back-diffused water that has permeated into the fuel gas flow path and becomes surplus, and a gas-liquid mixture Become. The hydrogen gas that has become the gas-liquid mixture is sucked by the suction circulation pump 26 and discharged to the outside of the fuel cell stack 21 through the first fuel discharge pipe 24 connected to the fuel cell stack 21. The gas-liquid mixture passes through the first fuel discharge conduit 24 and is introduced into the water recovery drain tank 25. Then, by staying in the water recovery drain tank 25 having a relatively wide space, heavy moisture falls downward due to gravity, and the reverse diffusion water is separated from the hydrogen gas. The hydrogen gas in a state where the reverse diffusion water is separated and dried is discharged out of the water recovery drain tank 25 from the first fuel discharge pipe 24.

そして、定常運転においては、前記第1燃料排出管路24から排出された水素ガスは、循環管路29に配設され、開いた状態になっている水素循環電磁弁42を通過して、燃料供給管路23に導入され、再び、燃料電池スタック21の燃料ガス流路に供給されて再利用される。なお、水素排気電磁弁43が閉じた状態となっているので、吸引循環ポンプ26から排出された水素ガスは、第2燃料排出管路27を通って空気排出マニホールドに排出されることなく、循環管路29に導入される。   In steady operation, the hydrogen gas discharged from the first fuel discharge pipe 24 passes through the hydrogen circulation electromagnetic valve 42 which is disposed in the circulation pipe 29 and is in an open state. The fuel is introduced into the supply pipe 23 and supplied again to the fuel gas flow path of the fuel cell stack 21 for reuse. Since the hydrogen exhaust solenoid valve 43 is in a closed state, the hydrogen gas discharged from the suction circulation pump 26 circulates without being discharged to the air discharge manifold through the second fuel discharge pipe 27. It is introduced into the conduit 29.

一方、ナビゲーション装置10は、現在位置検出部13によって車両の現在位置としての自車位置を検出する(ステップS1)。そして、前記ナビゲーション装置10は、自車位置周辺の道路属性を判断し(ステップS2)、その結果を自車位置周辺の道路情報等の環境に関する情報として、車内LAN51を介してFCコントロールユニット56に送信する。該FCコントロールユニット56は、ナビゲーション装置10から受信した情報に基づいて、自車位置は制御対象地域であるか否かを判断する(ステップS3)。ここで、該制御対象地域とは、前述した水素ガスが滞留しやすい環境に該当する地域である。   On the other hand, the navigation apparatus 10 detects the vehicle position as the current position of the vehicle by the current position detection unit 13 (step S1). Then, the navigation device 10 determines road attributes around the vehicle position (step S2), and uses the result as environment information such as road information around the vehicle position to the FC control unit 56 via the in-vehicle LAN 51. Send. Based on the information received from the navigation device 10, the FC control unit 56 determines whether or not the vehicle position is a controlled area (step S3). Here, the control target area is an area corresponding to the environment in which the hydrogen gas tends to stay.

そして、自車位置が制御対象地域でない場合には、ステップS1に戻り、再度自車位置の検出が行われる。また、自車位置が制御対象地域である場合、FCコントロールユニット56は、希釈度変更制御を実行する(ステップS4)。該希釈度変更制御を実行することによって、水素ガスを希釈し、その濃度を通常の場合よりも低くなるようにして大気中に放出するように制御するか、又は、水素ガスを大気中へ放出することがないように制御する。続いて、FCコントロールユニット56は、自車位置が制御対象地域を脱出したか否かを判断する(ステップS5)。そして、制御対象地域を脱出した場合には、希釈度変更制御を解除する(ステップS6)。また、制御対象地域を脱出していない場合には、ステップS4に戻り、再度希釈度変更制御を実行する。すなわち、制御対象地域を脱出するまで、希釈度変更制御を継続する。   And when the own vehicle position is not a control object area, it returns to step S1 and the own vehicle position is detected again. Further, when the vehicle position is the control target area, the FC control unit 56 executes dilution degree change control (step S4). By performing the dilution change control, hydrogen gas is diluted and controlled so that its concentration is lower than usual and released into the atmosphere, or hydrogen gas is released into the atmosphere. Control so that it does not. Subsequently, the FC control unit 56 determines whether or not the own vehicle position has escaped from the control target area (step S5). When the control target area is escaped, the dilution change control is canceled (step S6). If the control target area has not been escaped, the process returns to step S4, and dilution degree change control is executed again. That is, the dilution degree change control is continued until the control target area is escaped.

続いて、FCコントロールユニット56は、イグニッションがオフ(OFF)であるか否かを判断する(ステップS7)。なお、前記イグニッションは、一般的な乗用車等の車両におけるイグニッションスイッチと同様のものであるので、詳細な説明は省略する。また、前記イグニッションの基本的な操作方法も、一般的な乗用車等の車両におけるイグニッションスイッチとほぼ同様であり、キー挿入スロットにキーを挿入した状態で該キーを回転させ、その回転位置に応じてオン(ON)又はオフを選択することができ、オンであると燃料電池システムが作動し、オフであると燃料電池システムが停止するようになっている。なお、本実施の形態において、ナビゲーション装置10は、イグニッションがオフにされると、その時点における検出された自車位置を記憶手段に保存するとともに、保存された自車位置の情報として、車内LAN51を介してFCコントロールユニット56に送信する。   Subsequently, the FC control unit 56 determines whether or not the ignition is off (OFF) (step S7). Since the ignition is the same as an ignition switch in a vehicle such as a general passenger car, detailed description is omitted. Further, the basic operation method of the ignition is almost the same as an ignition switch in a vehicle such as a general passenger car, and the key is rotated in a state where the key is inserted into the key insertion slot, and according to the rotation position. ON (ON) or OFF can be selected. The fuel cell system is activated when it is on, and the fuel cell system is stopped when it is off. In the present embodiment, when the ignition is turned off, the navigation device 10 saves the vehicle position detected at that time in the storage means, and uses the in-vehicle LAN 51 as the saved vehicle position information. To the FC control unit 56.

そして、イグニッションがオフでない場合、すなわち、オンである場合には、ステップS1に戻り、再度自車位置の検出が行われる。また、イグニッションがオフである場合、FCコントロールユニット56は、保存された自車位置は制御対象地域であるか否かを判断する(ステップS8)。そして、FCコントロールユニット56は、保存された自車位置が制御対象地域である場合には希釈度変更制御を実行し(ステップS9)、保存された自車位置が制御対象地域でない場合には停止制御(パージ)を実行して(ステップS10)、処理を終了する。   If the ignition is not off, that is, if it is on, the process returns to step S1, and the vehicle position is detected again. When the ignition is off, the FC control unit 56 determines whether or not the stored own vehicle position is a control target area (step S8). The FC control unit 56 executes dilution change control when the stored vehicle position is in the control target area (step S9), and stops when the stored vehicle position is not in the control target area. Control (purge) is executed (step S10), and the process is terminated.

ここで、停止制御は、燃料電池システムの運転を停止するための通常の制御であり、前記FCコントロールユニット56は、燃料ガス流路への水素ガスの供給を停止し、前記燃料ガス流路内の水素ガスの空気によるパージを行う。まず、前記FCコントロールユニット56は、燃料供給電磁弁41を閉じて燃料貯蔵手段22からの水素ガスの供給を遮断する。続いて、前記FCコントロールユニット56は、水素循環電磁弁42を閉じて水素ガスの循環を停止させる。これにより、燃料電池スタック21の燃料ガス流路への水素ガスの供給が遮断される。続いて、前記FCコントロールユニット56は、水素排気電磁弁43を開いて、燃料ガス流路内の水素ガスを第2燃料排出管路27から空気排出マニホールドに流入させ、該空気排出マニホールド内を通過する空気によって希釈された状態で大気中に排出させる。この場合、吸引循環ポンプ26が作動しているので、減圧が開始され、燃料電池スタック21、水回収ドレインタンク25、第1燃料排出管路24等に残留している水素ガスは、吸引循環ポンプ26によって吸引され、第2燃料排出管路27から排出される。そして、燃料ガス流路の内部が負圧となるので、燃料ガス流路内から水素ガスが確実に速やかに除去されて排出される。これにより、パージが行われ、水素ガスは、水回収ドレインタンク25内の貯留水、燃料電池スタック21の燃料流路内の水分、増加した窒素、その他の不純物等を伴って、空気排出マニホールド内を通過する空気中とともに、大気中に排出される。そして、燃料ガス流路内の水素ガスの圧力が閾(しきい)値未満となると、前記FCコントロールユニット56は、外気導入用電磁弁44を開き、空気を燃料ガス流路内へ導入する。続いて、燃料電池スタック21の出力が所定電圧以下となると、前記FCコントロールユニット56は、吸引循環ポンプ26を停止させ、外気導入用電磁弁44を閉じ、最後に酸化剤供給源を停止させる。これにより、燃料電池スタック21の運転が停止された状態となる。   Here, the stop control is normal control for stopping the operation of the fuel cell system, and the FC control unit 56 stops the supply of hydrogen gas to the fuel gas flow path, The hydrogen gas is purged with air. First, the FC control unit 56 closes the fuel supply electromagnetic valve 41 to shut off the supply of hydrogen gas from the fuel storage means 22. Subsequently, the FC control unit 56 closes the hydrogen circulation electromagnetic valve 42 to stop the circulation of hydrogen gas. Thereby, the supply of hydrogen gas to the fuel gas flow path of the fuel cell stack 21 is interrupted. Subsequently, the FC control unit 56 opens the hydrogen exhaust solenoid valve 43 to allow the hydrogen gas in the fuel gas flow path to flow into the air discharge manifold from the second fuel discharge pipe 27 and pass through the air discharge manifold. The product is discharged into the atmosphere diluted with air. In this case, since the suction circulation pump 26 is operating, pressure reduction is started, and the hydrogen gas remaining in the fuel cell stack 21, the water recovery drain tank 25, the first fuel discharge conduit 24, etc. 26 and is discharged from the second fuel discharge line 27. And since the inside of a fuel gas flow path becomes a negative pressure, hydrogen gas is reliably removed from the fuel gas flow path quickly and discharged. As a result, purging is performed, and hydrogen gas is contained in the air discharge manifold along with water stored in the water recovery drain tank 25, moisture in the fuel flow path of the fuel cell stack 21, increased nitrogen, and other impurities. Along with the air passing through the air, it is discharged into the atmosphere. When the pressure of the hydrogen gas in the fuel gas flow path becomes less than the threshold value, the FC control unit 56 opens the outside air introduction electromagnetic valve 44 and introduces air into the fuel gas flow path. Subsequently, when the output of the fuel cell stack 21 becomes a predetermined voltage or less, the FC control unit 56 stops the suction circulation pump 26, closes the outside air introduction electromagnetic valve 44, and finally stops the oxidant supply source. As a result, the operation of the fuel cell stack 21 is stopped.

また、希釈度変更制御において、水素ガスを大気中へ放出することがないように制御する場合には、パージが行われないようになっている。この場合、前記FCコントロールユニット56は、燃料供給電磁弁41を閉じて燃料貯蔵手段22からの水素ガスの供給を遮断する。続いて、前記FCコントロールユニット56は、吸引循環ポンプ26を停止させ、さらに、水素循環電磁弁42を閉じて水素ガスの循環を停止させる。これにより、燃料電池スタック21の燃料ガス流路への水素ガスの供給が遮断され、燃料電池スタック21の燃料ガス流路に水素ガスが封入された状態が開始される。この場合、外気導入用電磁弁44も水素排気電磁弁43も閉止したままであるので、燃料電池スタック21の燃料ガス流路に水素ガスが封入された状態が維持される。したがって、水素ガスが大気中に排出されることがない。   In addition, in the dilution degree change control, when control is performed so that hydrogen gas is not released into the atmosphere, purging is not performed. In this case, the FC control unit 56 closes the fuel supply electromagnetic valve 41 to shut off the supply of hydrogen gas from the fuel storage means 22. Subsequently, the FC control unit 56 stops the suction circulation pump 26, and further closes the hydrogen circulation electromagnetic valve 42 to stop the circulation of hydrogen gas. As a result, the supply of hydrogen gas to the fuel gas flow path of the fuel cell stack 21 is shut off, and a state in which hydrogen gas is sealed in the fuel gas flow path of the fuel cell stack 21 is started. In this case, since the outside air introduction solenoid valve 44 and the hydrogen exhaust solenoid valve 43 remain closed, the state in which hydrogen gas is sealed in the fuel gas flow path of the fuel cell stack 21 is maintained. Therefore, hydrogen gas is not discharged into the atmosphere.

なお、希釈度変更制御において、水素ガスを希釈し、その濃度を通常の場合よりも低くなるようにして大気中に放出するように制御する場合には、前記停止制御と同様の制御が行われるが、空気排出マニホールドに流入させた水素ガスを空気排出マニホールド内を通過する空気によって希釈する程度を通常よりも低くし、例えば、2〔%〕以下、又は、1〔%〕以下の濃度になるようにする。   In the dilution degree change control, when the hydrogen gas is diluted and controlled to be released into the atmosphere so that its concentration is lower than usual, the same control as the stop control is performed. However, the degree of dilution of the hydrogen gas flowing into the air discharge manifold by the air passing through the air discharge manifold is made lower than usual, for example, a concentration of 2% or less or 1% or less. Like that.

このように、本実施の形態においては、ナビゲーション装置10が車両の自車位置周辺の環境に関する情報をFCコントロールユニット56に送信すると、該FCコントロールユニット56は受信した情報に基づいて、自車位置周辺の環境が水素ガスが滞留しやすい環境であるか否かを判断する。そして、自車位置周辺の環境が水素ガスが滞留しやすい環境である場合には、前記FCコントロールユニット56は、さらに、水素ガスの滞留のしやすさの程度を判断し、滞留のしやすさの程度が高いときには水素ガスを大気中に放出しないように制御する。また、滞留のしやすさの程度が低いときには、水素ガスの濃度を通常の場合よりも低くなるように制御する。これにより、車両が水素ガスが滞留しやすい環境にあっても、車両周辺における水素ガスの濃度が増大することを防止することができ、安全性を高める。また、車両の自車位置周辺の環境に応じて、きめ細かく水素ガスの排出を制御することができる。   As described above, in the present embodiment, when the navigation device 10 transmits the information about the environment around the vehicle position of the vehicle to the FC control unit 56, the FC control unit 56 is based on the received information. It is determined whether or not the surrounding environment is an environment in which hydrogen gas is likely to stay. If the environment around the vehicle position is an environment in which hydrogen gas tends to stay, the FC control unit 56 further determines the degree of ease of staying of the hydrogen gas, and makes it easier to stay. When the degree of is high, control is performed so that hydrogen gas is not released into the atmosphere. Further, when the degree of easiness of staying is low, the hydrogen gas concentration is controlled to be lower than usual. Thereby, even if the vehicle is in an environment where hydrogen gas tends to stay, the concentration of hydrogen gas around the vehicle can be prevented from increasing, and safety is improved. Further, it is possible to finely control the discharge of hydrogen gas according to the environment around the vehicle position of the vehicle.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.

本発明の実施の形態における燃料電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fuel cell system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における燃料電池システムの制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the fuel cell system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における水素ガスが滞留しやすい環境を示す図である。It is a figure which shows the environment where the hydrogen gas in embodiment of this invention tends to stay. 本発明の実施の形態における燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell system in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 ナビゲーション装置
21 燃料電池スタック
56 FCコントロールユニット
60 画像認識手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Navigation apparatus 21 Fuel cell stack 56 FC control unit 60 Image recognition means

Claims (4)

電解質層を燃料極と酸素極とで持した燃料電池が、前記燃料極に沿って燃料ガス流路が形成されたセパレータを挟んで積層され、車両に搭載された燃料電池スタックと、
前記燃料ガス流路内の燃料ガスを希釈してパージを行うパージ手段と、
前記車両周辺の環境に関する情報を取得する環境情報取得手段と、
取得された車両周辺の環境に関する情報に基づいて、前記パージ手段に前記燃料ガスの濃度を前記環境に関する情報に応じて変化させてパージを行わせる制御手段とを有することを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell where the electrolyte layer is sandwiched between the fuel electrode and the oxygen electrode, wherein along the fuel electrode the fuel gas flow passage is laminated to sandwich the formed separator, a fuel cell stack mounted on the vehicle,
Purge means for purging by diluting the fuel gas in the fuel gas flow path;
Environmental information acquisition means for acquiring information about the environment around the vehicle;
And a control means for causing the purge means to change the concentration of the fuel gas in accordance with the information related to the environment to perform purging based on the acquired information related to the environment around the vehicle. .
前記制御手段は、車両周辺の環境が燃料ガスが滞留しやすい環境である場合、滞留のしやすさの程度が高いときは、前記パージ手段にパージを行わせないモードを選択する請求項1に記載の燃料電池システム。   The control unit selects a mode in which the purge unit is not purged when the environment around the vehicle is an environment in which fuel gas is likely to stay, and when the degree of ease of staying is high. The fuel cell system described. 前記燃料ガスが滞留しやすい環境は、トンネル内、駐車場内、アンダーパス内、高架下、渋滞区間内又は交差点区間内である請求項1又は2に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein the environment in which the fuel gas is likely to stay is in a tunnel, a parking lot, an underpass, an underpass, a traffic jam section, or an intersection section. 前記環境情報取得手段はナビゲーション装置である請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, wherein the environmental information acquisition unit is a navigation device.
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