JP4736612B2 - 移動体 - Google Patents

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Description

本発明は燃料電池のような燃料ガスを用いるエネルギー発生手段を備える移動体に関し、特にエネルギー発生手段の制御手段に関する。
燃料電池を搭載した電気自動車は、主として水素からなる燃料と空気を用いて発電を行う燃料電池と、燃料電池に空気を供給する空気供給装置と、燃料電池に水素等の燃料を供給する燃料供給装置と、電力を駆動源に変換するモータなどから構成され、燃料電池と二次電池とのハイブリッド構成とすることが一般的である。また電気自動車の燃料電池システムとしては、主に固体高分子膜型燃料電池が用いられる。
ところで、燃料電池には上述のように水素のような燃料ガスが用いられるが、水素は分子量が小さく、シール性の確保の困難性により、燃料電池システムから漏洩することが想定される。そのため車両に水素センサを設けて水素ガスの漏洩を早期に検知する方法等が提案されている(特許文献1参照。)。さらに水素センサの検知精度を向上させ、水素センサの誤動作を回避する方法も提案されている(特許文献1参照。)。
特開2002−352824号公報
特許文献1の方法では、車両走行中に燃料電池システムから水素漏れが生じたと判定された場合、燃料電池システムは緊急停止される。しかしながら、走行位置、走行環境(地形、交通量状態等)に関わらず、車両を強制的に停止させると、状況によっては交通の妨げとなったり、かえって危険な状況となったりする場合がある。また地下駐車場やトンネル内など閉塞環境内でガスの漏洩している車両を停止させることは好ましくない。
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、燃料電池のような燃料ガスを用いるエネルギー発生手段を備える車両等の移動体であって、燃料ガスの漏洩に関する故障が生じた場合に、走行位置、走行環境に応じて的確な制御を行うことの可能な制御手段を備える移動体を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明においては、燃料ガスを供給することによりエネルギーを発生するエネルギー発生手段と、燃料ガスがエネルギー発生手段の外部に漏洩することを検出するガス漏洩検出手段と、エネルギー発生手段の運転状態を制御する制御手段と、を備えた移動体であって、所定の情報源から移動体周辺の環境情報を取得する情報取得手段と、ガス漏洩検出手段によりガス漏れが検出された場合、移動体周辺の環境情報に基づいて、制御手段によるエネルギー発生手段の作動制限態様を決定する制限態様決定手段と、を備えることを特徴とする移動体が提供される。
ここで、前記移動体周辺の環境情報は、移動体位置情報および/または移動体位置周辺の環境情報であっても良い。
移動体をこのように構成することで、停止することが好ましくない場所で燃料ガスの漏洩している移動体が強制的に停止されるという問題を回避することができる。
さらに本発明の移動体の制限態様決定手段は、環境情報に基づいて作動制限禁止地点を決定する手段を有し、制限態様決定手段は、ガス漏洩検出手段によりガス漏れが検出された場合であって、移動体が作動制限禁止地点を走行していると判断された場合には、制限手段によるエネルギー発生手段の作動制限を抑制または禁止する。
また本発明の移動体の制限態様決定手段は、環境情報に基づいて作動制限禁止地点を決定する手段を有し、制限態様決定手段は、ガス漏洩検出手段によりガス漏れが検出された場合、前記作動制限禁止地点と移動体との間の距離情報に基づいて、制限手段によるエネルギー発生手段の作動制限態様を決定する。
また本発明の移動体の制限態様決定手段は、環境情報に基づいて作動制限禁止地点を決定する手段を有し、制限態様決定手段は、ガス漏洩検出手段によりガス漏れが検出された場合であって、移動体が作動制限禁止地点またはその手前を走行していると判断された場合には、移動体が作動制限禁止地点を通過するまで制限手段によるエネルギー発生手段の作動制限を抑制または禁止する。
本発明の移動体をこのように構成することで、停止することが好ましくない場所で燃料ガスの漏洩している移動体が強制的に停止されるという問題をより確実に回避することができる。
制限態様決定手段は、移動体位置情報と、移動体位置周辺の環境情報に加えて、ガス漏洩検出手段により検出された燃料ガスのガス漏れ指標に基づいて制限手段によるエネルギー発生手段の作動制限態様を決定することも可能である。
例えば本発明の移動体の制限態様決定手段は、環境情報に基づいて作動制限禁止地点を決定する手段を有し、制限態様決定手段は、ガス漏洩検出手段によりガス漏れが検出された場合、作動制限禁止地点と移動体との距離に応じて変化する燃料ガスのガス漏れ指標の閾値を用いて、制限手段によるエネルギー発生手段の作動制限態様を決定しても良い。
また移動体周辺の環境情報は、ガス流通性の悪い閉塞環境であるか否かを示す情報、または地形を表す情報であっても良い。
また移動体が車両である場合には、前記移動体周辺の環境情報は、道路の渋滞情報であっても良い。
また移動体が車両である場合には、環境情報に基づいて定められる前記作動制限禁止地点は、トンネルまたは地下駐車場であっても良い。
また移動体が車両である場合には、環境情報に基づいて定められる前記作動制限禁止地点は、所定基準以上の交通量の道路または交差点であっても良い。
移動体のエネルギー発生手段をこのように制御することで、トンネル内または地下駐車場のような閉塞環境で燃料ガスの漏洩している移動体が強制的に停止されるという問題を回避することができ、あるいは交差点のような交通量の多いところで移動体が強制的に停止し、他の物体の走行を妨げるという問題を回避することができる。
本発明のこれらの移動体においては、前記ガス漏洩検出手段の測定濃度が基準値を超えた場合に、音声または表示によりシステムの異常を運転手に告知するようにしても良い。これにより運転手が的確な運転および措置を取るように誘導することができる。
また本発明においては、環境情報はナビゲーションシステムに含まれる地図情報または外部との通信を介して取得される情報としても良い。
このような本発明の移動体によって、エネルギー発生手段に燃料ガスの漏洩に関する故障が生じた場合に、故障の状況、走行位置、環境状況を判断して、移動体のエネルギー発生手段の出力制御に関する適切な制御を行うことが可能となる。
なおエネルギー発生手段の作動が制限または停止された場合、本発明の移動体は二次電池などの第2のエネルギー発生手段で作動することができる。
本発明の移動体によって、エネルギー発生手段に燃料ガスの漏洩に関する故障が生じた場合に、走行位置、周辺環境に応じたエネルギー発生手段の的確な出力制御を行うことが可能となる。
以下実施例を用いて本発明の最良の形態を説明する。
なお本願において、燃料ガスとは、水素、CNG、LPG等のガスを意味し、エネルギー発生手段とは、例えば水素の供給を受けて、電気エネルギーを発生する燃料電池、燃料ガスの供給を受けて燃焼作用により機械エネルギー(動力)を発生する内燃機関を含むシステムを意味する。また、エネルギー発生手段は、燃料ガスを貯蔵するガス貯蔵装置(高圧タンク)、燃料電池または内燃機関まで燃料ガスを供給するガス配管、付属のバルブ、センサ、ポンプ、制御装置などを含んで解釈しても良い。
また前述の移動体とは、車両、航空機、船舶、ロボットを示すが、以下の例では、車両を例に説明する。特に以下の例ではエネルギー発生手段として燃料電池システムを備える車両を例に説明する。
図1は、燃料電池システム1の一例を示すシステム構成図である。燃料電池システム1は、図1に示すように、主に電子制御ユニット50(以下、「FC・ECU50」という)により制御される。FC・ECU50は、図示しないバスを介して互いに接続されたCPU、ROM、及びRAM等からなるマイクロコンピュータから構成されている。
図1に示す燃料電池システム1では、燃料電池10には、燃料ガス供給配管12がつながれており、このラインを介して燃料(水素)貯蔵タンク14から燃料ガスが供給される。まず燃料供給遮断弁16が開かれると、タンク14から圧力調整器20に燃料が供給される。圧力調整器20は、後流側の開閉弁22に燃料ガスを適切な圧力で供給するため、燃料ガス圧力を減圧する。減圧された燃料ガスは次に、開閉弁22に供給され、ここで所定の体積にされて、燃料電池10に供給される。燃料電池10内で消費されずに残留した燃料ガスは、水回収装置24で水分を除去された後、通常は再循環装置26を経由して、再度燃料電池に供給される。なお燃料電池には、この他、空気を供給する配管ラインと冷却水を供給する配管ラインも接続されるが、これらは既知の構成により既知の方法で設置することができるため説明は省略する。
FC・ECU50には、燃料電池システム1に使用される燃料ガスの漏洩の有無を検知するガス漏検出装置2が接続される。ガス漏検出装置2は、例えば燃料電池スタックの設置空間内、乗車室床下、天井および排気室内に配置される。
ここでガス漏検出装置は、外部のガスセンサを用いて、燃料電池システム等のエネルギー発生装置(例えば配管やシール部材、つなぎ目等)から外部に漏洩した燃料ガスの有無やその濃度を検出しても良く、あるいは燃料ガスが存在する空間(例えば、燃料電池の場合、燃料電池内やガス配管等の燃料ガスが存在する空間)の圧力変化やガス流量の変化などから漏洩を検出しても良い。
FC・ECU50は、燃料電池システム1に燃料ガスの漏洩が生じた際に、後述の方法で燃料電池システム1の出力を制限しあるいは作動を停止する。燃料電池の出力は、基本的に燃料電池に供給する反応ガス量によって変化するため、FC・ECU50は、圧力調整器20および開閉弁22を開閉して、燃料電池システムの出力を制御する。また、FC・ECU50は、燃料電池システムの緊急停止時、燃料供給遮断弁16を閉止する。

FC・ECU50には、CAN(controller area network)などの適切なバスを介して、車両内の各種の電子部品(車速センサ、アクセル開度センサ、ブレーキ踏力センサのような各種センサや各種ECU)が接続される。FC・ECU50は、これらの各種の電子部品との通信を介して、車両位置情報および環境情報を取得する。
図1に示す例では、FC・ECU50には、車載ナビゲーションシステムを制御するナビゲーションECUが接続される。FC・ECU50は、ナビゲーションECUとの通信を介して、車両位置情報および環境情報の一つである作動制限禁止地点情報(以下で詳説)を取得する。
ナビゲーションECUには、地図データベースが接続される。地図データベースに格納されている地図データは、通常的な車載ナビゲーションシステムの地図データと同様、交差点に対応するノードの座標情報、隣接するノードを接続するリンク情報、各リンクに対応する道路の幅員情報、各リンクに対応する国道・県道・高速道路等の道路種別、各リンクの通行規制情報及び各リンク間の通行規制情報等の各種道路情報を含む。
特に、本実施例の地図データベースには、作動制限禁止地点(例えば、後述するようなトンネルの位置等)を表す情報(以下、「作動制限禁止地点情報」という)が格納される。作動制限禁止地点情報については後述する。尚、作動制限禁止地点情報は、可能な場合は初期的に地図データベース内に収録されても良く、或いは、事後的に、例えば実走行時に得たデータ(例えばカメラの撮像画像)に基づいて逐次地図データベースに格納されても良い。
ナビゲーションECUは、車両位置情報を形成する自車位置検出手段を備える。自車位置検出手段は、GPS(Global Positioning System)受信機、ビーコン受信機及びFM多重受信機や、車速センサやジャイロセンサ等の各種センサを含む。例えばGPS受信機の場合、GPSアンテナを介してGPS衛星が出力する衛星信号が受信され、受信した衛星信号の位相積算値に基づいて、例えば搬送波位相式測位により現在の車両位置が測位されても良い。
FC・ECU50は、ガス漏検出装置2からの測定結果によって燃料ガスが漏洩していると判断した場合、自車位置検出手段から得られる自車位置情報と、環境情報とに基づいて、車両進行方向前方所定領域内に作動制限禁止地点が存在するか否かを判断する。
ここで、作動制限禁止地点とは、燃料電池システム1の作動制限により生ずる車両の停止状態又は走行性能低下状態により、不都合が生ずるような地点であり、例えば、トンネルまたは地下駐車場のようなガス流通性の悪い閉塞環境のみならず、踏切内や交差内など、車両が停止する位置として不適切な地点を含み、同様に、渋滞エリアなど、他の車両との関係で不適切な地点を含む。尚、トンネルなどリアルタイムに変化しない作動制限禁止地点については、上述の如く作動制限禁止地点情報として地図データベースに格納されても良く、渋滞エリアなど時間と共に変化する作動制限禁止地点については、車外との無線通信を介して得られる環境情報に基づいて検出されても良い。かかる環境情報は、ビーコン、FM多重局等による路車間通信、他車両との車車間通信、又は、情報提供センタから取得されてよい。尚、作動制限禁止地点は、上述の各種検出手段に代えて又はそれに加えて、車載カメラによる撮像画像に基づいて検出されても良い。
本実施例のFC・ECU50は、ガス漏検出装置2からの測定結果によって燃料ガスが漏洩していると判断した場合であっても、現在の車両位置が作動制限禁止地点内又はその近傍にあり、燃料電池システム1の作動制限を行うと、作動制限禁止地点内で車両が停止してしまう可能性があると判断した場合、燃料電池システム1の作動制限を抑制する。
ここで、通常の燃料電池システムの制御手段では、燃料電池システムに燃料ガスの漏洩が生じた場合、燃料電池システムを緊急停止し、車両を停止させるのが一般的である。しかしながら燃料ガスの漏洩している場合は、走行環境や状況によっては車両を緊急停止させることが必ずしも得策ではない場合がある。また燃料ガスが漏洩しても車両の走行自体は可能である場合が多く、車両を安全な場所まで退避させてから停止させることが有効である場合がある。
これに対して、本実施例は、燃料ガスの漏洩が生じた際に、その際の車両位置情報、および車両周辺の環境情報に基づいて燃料電池システムの出力制御態様を決定することで、燃料電池システムの出力制限により、不適切な地点での車両停止を余儀なくされることを防止することができる。
以下具体的にこの特徴的な構成について説明する。
図2にはFC・ECU50において行われる処理の概要を示す。ガス漏検出装置2の測定濃度が一定基準値を超えたと判断された場合、FC・ECU50は、例えばトンネルのような予め定められた作動制限禁止地点からの距離によって燃料電池システムの緊急停止を行うか否かを判定する(距離判定モード)。あるいは車両と作動制限禁止地点との距離に応じて、燃料電池システムの出力を100%から0%(すなわち緊急停止)の範囲で段階的に決定するようにしても良い(出力抑制モード)。さらに車両と作動制限禁止地点との距離に依存して変化する燃料ガス閾値を予め設定しておき、ガス漏検出装置2での測定結果とこの閾値との比較によって、燃料電池システムの緊急停止を行うか否かを判定しても良い(閾値制御モード)。また出力抑制モードと閾値制御モードを組み合わせて、燃料電池システムの制御判定を行わせるようにしても良い。これらの判定結果に基づいて、PCU(Power control unit)および/または燃料供給遮断弁16の適切な制御が行われ、所望の燃料電池システムの出力が得られる。
ここで本発明の第1の実施例を図3のフローチャートにより説明する。これは図2の距離判定モードに基づいて燃料電池システムの制御を行うものである。まずステップ10においては、ガス漏検出装置2によって燃料ガスの漏洩の有無が判断される。具体的にはガス漏検出装置2による測定濃度が基準値以上である場合に、燃料ガスが漏洩していると判断される。従って測定された濃度が基準値未満の場合は、以降のステップは行われない。
燃料ガス濃度が基準値以上であった場合は、ステップ20において車両の走行位置および周辺環境に関する情報が取得される。その結果、ステップ30においてFC・ECU50により車両が作動制限禁止地点(例えばトンネル内)を走行していると判断された場合は、ステップ50において燃料電池システムの緊急停止は行われず、燃料電池システムの作動がそのまま継続される。このステップ20、30および50の動作は、車両が作動制限禁止地点から離れるまで継続される。これに対して、FC・ECU50により車両が作動制限禁止地点から脱したことがステップ30において確認されると、ECUによって燃料電池システムの作動を停止する判定がされ、これを受けてステップ80において供給遮断弁16が閉じられ、燃料電池システムが緊急停止される。その後車両は、従来と同様の方法、例えば二次電池等の第2のエネルギー発生手段による駆動によって路肩などの安全な場所まで移行した後に停止される。
このような燃料電池システムの制御を行うことにより、燃料ガスの漏洩している車両がトンネルのような閉塞環境で緊急停止すること、あるいは交差点等で緊急停止して他の車両の交通の妨げとなったりすることを回避することができる。
また上記の実施例では、FC・ECU50によってステップ30において車両が作動制限禁止地点を走行中か否かが判定され、燃料電池システムの緊急停止の可否が判断されるが、車両が作動制限禁止地点およびその手前を走行しているときに同様の制御をするようにしても良い。これにより燃料電池システムの緊急停止が、作動制限禁止地点内で生じることをより確実に避けることができる。
本発明の燃料電池システムの制御手段の第2の実施例を図4のフローチャートに示す。この例は図2の出力制御モードに基づくものである。第2の実施例においてもステップ10および20の部分、すなわち燃料ガス漏洩チェックから情報取得までの工程は、第1の実施例と同様である。ただし第2の実施例の場合、ステップ60では、ステップ20において取得された作動制限禁止地点と車両間の距離の情報に基づいて、FC・ECU50は予め定められた距離と燃料電池システムの出力との関係から燃料電池システムの出力を決定し、その指令に基づいて、PCUおよび/または燃料供給遮断弁16が制御され、燃料電池システムの出力が抑制される。またこの情報取得から燃料電池システムの出力制御までのステップは、作動制限禁止地点と車両間の距離が所定の値(d)になるまで続けられ、その後FC・ECU50によってステップ70において作動制限禁止地点と車両間の距離が所定値以上であると判定されたときに、燃料供給遮断弁16が閉止され、燃料電池システムが緊急停止される。例えば表1に示すように、車両が作動制限禁止地点を走行していると判定された場合は燃料電池システムの出力は制限されず(出力100%)、作動制限禁止地点から500m離れた位置を走行していると判定された場合は50%出力となり、1000m以上離れていると判定されたときに燃料電池システムが停止される。
Figure 0004736612
なお燃料電池の出力が抑制された場合、出力低下による駆動エネルギーの減少分は二次電池によって補われる。
図5に示す本発明の燃料電池システムの制御手段の第3の実施例は、図2の閾値制御モードに基づくものである。この実施例ではステップ30において、車両と作動制限禁止地点との距離に依存して変化する、予め設定された燃料ガス閾値が呼び出され、ステップ40においてこの閾値とガス漏検出装置2の測定結果とが比較され、測定結果が閾値未満である場合には燃料電池システムの出力は維持される。また測定結果が閾値以上である場合には燃料電池システムが緊急停止される。
Figure 0004736612
例えば表2に示すように、車両が作動制限禁止地点を走行していると判定された場合は、燃料ガス濃度が100%とならない限り、FC・ECU50から燃料電池システムの緊急停止の命令は行われない。これに対して、車両が作動制限禁止地点から500m離れた位置を走行していると判定された場合は、FC・ECU50が燃料電池システムを緊急停止させるか否かを判定する燃料ガス濃度閾値は例えば4%に設定され、さらに車両が作動制限禁止地点から1000m以上離れていると判定された場合は、燃料電池システムを緊急停止させる燃料ガス濃度閾値は例えば3.5%に設定される。
このように本実施例では、作動制限禁止地点からの距離との関係で変化する予め設定された燃料ガス閾値に基づいて燃料電池システムの運転維持/停止が判定される。しかしながらFC・ECU50が、作動制限禁止地点からの距離、およびガス漏検出装置によって検出された燃料ガス濃度に基づいて、燃料電池システムの出力制限を定めることも可能である。
本発明の燃料電池システムの制御手段の第4の実施例は第2の実施例と第3の実施例を組み合わせたものである。すなわち図6に示すように、ステップ30において作動制限禁止地点と車両間の距離に依存して変化する、予め設定された燃料ガス閾値が呼び出され、ガス漏検出装置2による燃料ガス測定値が閾値を超えない場合には、燃料電池システムの出力は維持される。これに対して燃料ガス測定値が閾値を超える場合は、ステップ60において作動制限禁止地点からの距離に基づく燃料電池システム出力が決定され、出力の制御が行われる。さらに作動制限禁止地点からの距離が所定値(d)以上となった場合、ステップ80により燃料電池システムが緊急停止される。この制御マップの一例を表3に示す。
Figure 0004736612
第2乃至第4の実施例では、FC・ECU50が燃料電池システムの制御態様を判定する際、さらに作動制限禁止地点からの距離以外のパラメータが利用されるため、第1の実施例よりもいっそう的確な制御を行うことが可能である。なお当然のことながら、表1乃至3に示した数値は一例であって、距離と出力の関係、および/または距離と閾値の関係は所定の要求に応じて変更することができる。例えば作動制限禁止地点がトンネル内であるとき、トンネルが複数続く地形の場合、ひとつのトンネル出口と次のトンネル入口の間で的確に車両が停止されるように、距離と出力の関係、および/または距離と閾値の関係(すなわち出力および/または閾値の距離に対する勾配)をより顕著にすること等が考えられる。
上記の各実施例において、車両がステップ20において閉空間を走行していると判断された場合に、「燃料電池システムに異常が発生しました。トンネル(または地下駐車場もしくは交差点)を抜けるまで走行が継続できます」もしくは「燃料電池システムに異常が発生しました。トンネル(または地下駐車場もしくは交差点)を抜けてから車両の停止を行ってください」等の音声メッセージを出力し、または車内のいずれかのディスプレイ画面やその他の部分に文字表示を行い、運転手に制御状況を告知しても良い。
このように本発明の燃料電池システムの制御手段によって、燃料電池車両に燃料ガスの漏洩に関する故障が生じた場合に、故障の状況、走行環境、位置状況に応じた的確な燃料電池システムの制御を行うことが可能となる。従ってトンネルや地下駐車場のような閉空間に燃料ガスの漏洩した車両が強制的に停止されるという問題や、交差点または交差点近傍で車両が強制的に停止して、他の車両の走行を妨げるという問題を回避することができる。
なお本実施例においては燃料電池システムを搭載する車両を例に本発明を説明したが、本発明の制御手段の適用はこのような車両に限られるものではなく、例えばガスエンジン車のような、燃料ガスの燃焼によって駆動エネルギーを得るエネルギー発生手段を有する他の車両にも用いることができる。
またこのような駆動源の出力が制限された場合、出力低下による駆動エネルギーの減少分は例えば二次電池によって補完されるが、両者の出力はいかなる割合としても良く、例えば走行環境状況に応じて、両者の出力比を変化させることも可能である。
燃料電池システムの制御手段および制限態様決定手段の概略図である。 制限態様決定手段のECUの制御モードを示す図である。 本発明の第1の実施例をフローチャートで示した図である。 本発明の第2の実施例をフローチャートで示した図である。 本発明の第3の実施例をフローチャートで示した図である。 本発明の第4の実施例をフローチャートで示した図である。
符号の説明
1 燃料電池システム
2 ガス漏検出装置
10 燃料電池本体
12 燃料ガス供給配管
14 燃料貯蔵タンク
16 燃料供給遮断弁
20 圧力調整器
22 開閉弁
24 水回収装置
26 再循環装置
28 逆止弁
50 FC・ECU50

Claims (13)

  1. 移動体であって、
    燃料ガスを供給することによりエネルギーを発生するエネルギー発生手段と、
    前記燃料ガスが前記エネルギー発生手段の外部に漏洩していることを検出するガス漏洩検出手段と、
    前記ガス漏洩検出手段の検出結果に基づき前記エネルギー発生手段の運転状態を制御する制御手段と、
    所定の情報源から前記移動体周辺の環境情報を取得する情報取得手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記情報取得手段により取得された移動体周辺の環境情報に基づいて前記エネルギー発生手段の作動制限禁止地点を決定する手段を有し、
    前記移動体が前記作動制限禁止地点を走行しているときに前記ガス漏洩検出手段によりガス漏れが検出された場合には、前記移動体が前記作動制限禁止地点から退出するまで、前記移動体が前記エネルギー発生手段から動力を得られるように前記エネルギー発生手段の運転を継続させることを特徴とする、
    移動体。
  2. 前記環境情報は、移動体位置情報および/または移動体位置周辺の環境情報を含む、請求項1に記載の移動体。
  3. 前記制御手段は、前記ガス漏洩検出手段によりガス漏れが検出されたときに、前記作動制限禁止地点と移動体との間の距離情報に基づいて、前記エネルギー発生手段の作動制限を行う手段である、請求項1または2に記載の移動体
  4. 前記制御手段は、前記作動制限禁止地点と移動体との間の距離情報に加えて、ガス漏洩検出手段により検出された燃料ガスのガス漏れ指標に基づいて前記エネルギー発生手段の作動制限を行う手段である、請求項3に記載の移動体。
  5. 前記制御手段は、前記作動制限禁止地点と移動体との距離に応じて変化する燃料ガスのガス漏れ指標の閾値を用いて、前記エネルギー発生手段の作動制限を行う手段である、請求項4に記載の移動体。
  6. 前記制御手段は、前記ガス漏洩検出手段の測定濃度が閾値以上である場合に、前記エネルギー発生手段を停止させる手段である、請求項1に記載の移動体。
  7. 前記移動体周辺の環境情報は、ガス流通性の悪い閉塞環境であるか否かを示す情報、または地形を表す情報である、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の移動体。
  8. 前記移動体は車両であり、前記移動体周辺の環境情報は、道路の渋滞情報であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の移動体。
  9. 当該移動体は車両であり、前記作動制限禁止地点は、トンネルまたは地下駐車場である、請求項に記載の移動体。
  10. 当該移動体は車両であり、前記作動制限禁止地点は、所定基準以上の交通量の道路または交差点である、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の移動体。
  11. 前記ガス漏洩検出手段の測定濃度が基準値を超えた場合に、音声または表示によりシステムの異常を運転手に告知することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の移動体。
  12. 前記環境情報は、ナビゲーションシステムに含まれる地図情報または外部との通信を介して取得される情報であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の移動体。
  13. 前記エネルギー発生手段の作動が制限または停止された場合、前記エネルギー発生手段とは異なる第2のエネルギー発生手段で作動する、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の移動体。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9449494B2 (en) * 2009-04-01 2016-09-20 General Motors Llc First-responder notification for alternative fuel vehicles
US9458004B2 (en) * 2011-02-01 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Fueling nozzle for gaseous fuels with integrated means for gas detection
CN102358290B (zh) * 2011-08-29 2015-05-13 潍柴动力股份有限公司 一种车辆信息处理方法、系统及pcu控制器
US9108529B2 (en) * 2012-02-02 2015-08-18 Suzuki Motor Corporation Fuel cell vehicle
EP2898404A4 (en) * 2012-09-21 2016-05-25 Civilized Cycles Inc VERSATILE ELECTRIC BICYCLE SYSTEMS
JP6189693B2 (ja) * 2013-09-26 2017-08-30 トヨタ自動車株式会社 燃料電池搭載車両
DE102014214594A1 (de) * 2014-07-24 2016-01-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Assistenzsystems eines Fahrzeugs mit mindestens einem elektrischen Energiespeicher
DE102016201212A1 (de) 2016-01-27 2017-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuerungsvorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Brennstoffzellenbasierten Kraftfahrzeugantriebs
USD829131S1 (en) 2016-12-14 2018-09-25 Civilized Cycles Incorporated Bicycle with panniers
JP7289260B2 (ja) * 2019-12-23 2023-06-09 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 処理装置及び該処理装置の制御方法
WO2024105937A1 (ja) * 2022-11-16 2024-05-23 日本国土開発株式会社 移動装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017094A (ja) * 2001-07-04 2003-01-17 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の運転方法
JP2003063373A (ja) * 2001-08-27 2003-03-05 Toyota Motor Corp 車両の自動退避装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6015634A (en) * 1998-05-19 2000-01-18 International Fuel Cells System and method of water management in the operation of a fuel cell
US6815106B1 (en) * 2000-05-31 2004-11-09 General Motors Corporation Fuel cell having dynamically regulated backpressure
JP3666380B2 (ja) 2000-10-31 2005-06-29 日産自動車株式会社 燃料電池車両
JP3572455B2 (ja) 2001-05-30 2004-10-06 日産自動車株式会社 燃料電池システム
EP1270303B1 (de) * 2001-06-11 2007-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs
JP2003077484A (ja) 2001-08-31 2003-03-14 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池自動車
JP2003149071A (ja) 2001-11-14 2003-05-21 Toyota Motor Corp 移動体における有害ガス漏れ検出装置
US7353897B2 (en) * 2003-07-23 2008-04-08 Fernandez Dennis S Telematic method and apparatus with integrated power source
JP2005093185A (ja) 2003-09-16 2005-04-07 Toyota Motor Corp 燃料電池システム及び燃料電池車両
JP2005197156A (ja) 2004-01-09 2005-07-21 Toyota Motor Corp 燃料電池システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017094A (ja) * 2001-07-04 2003-01-17 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の運転方法
JP2003063373A (ja) * 2001-08-27 2003-03-05 Toyota Motor Corp 車両の自動退避装置

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