JP5589623B2 - 燃料電池搭載車両 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池を搭載する燃料電池搭載車両に関する。

従来、かかる燃料電池搭載車両では、漏れ水素（リーク水素）を希釈して排出する構成が種々提案されている。例えば、特許文献１では、ケーシング内に流通する換気ガスを排出する換気口に、カソードオフガス配管を近づけることにより、カソードオフガスを希釈する構成が提案されている。

特開２００９−１１７２９７号公報 特開２００５−３４７１９８号公報 特開２００３−１４９０７１号公報

しかしながら、前記従来の燃料電池搭載車両では、車両から排出されるリーク水素の希釈には成功するが、車両をガレージや地下駐車場等の閉鎖空間に駐車した時に、結局、リーク水素は閉鎖空間内に蓄積されることになり、閉鎖空間内に、水素濃度が所定濃度を超える高濃度エリアが生じる虞があった。

本発明は、ガレージ等の閉鎖空間内に燃料電池搭載車両を駐車したときに、閉鎖空間内に水素の高濃度エリアが生じることを防止することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］ 燃料電池と、前記燃料電池に供給される水素燃料を貯蔵する燃料タンクとを搭載する燃料電池搭載車両であって、前記燃料電池で利用されるエアーを前記車両の外側から吸入する外気吸入装置と、前記外気吸入装置により吸入されたエアーを、前記車両の外側に開く排気口まで送るためのエアー流路と、前記車両のルーフまたはルーフ付近に設けられ、水素を検知する第１の水素検知部と、前記第１の水素検知部により水素が検知されたときに、前記外気吸入装置を動作させる第１の動作制御部とを備える燃料電池搭載車両。

適用例１に係る燃料電池搭載車両では、ガレージ等の閉鎖空間内に駐車したときに、車両から水素漏れがある場合に、第１の水素検知部によりその水素漏れが検知される。第１の水素検知部は、車両のルーフといった高い位置に設けられたものであることから、水素漏れを早い段階で検知することが可能となる。そして、第１の水素検知部により水素が検知されたときに、外気吸入装置を動作させることで、外気をエアー流路を介して排気口に導くことができることから、閉鎖空間内のエアーを撹拌し、閉鎖空間内に水素の高濃度エリアが発生することを防止することができる。

［適用例２］ 適用例１に記載の燃料電池搭載車両であって、前記外気吸入装置は、前記燃料電池の冷却用のラジエータに設けられるラジエータファンである、燃料電池搭載車両。

適用例２に係る燃料電池搭載車両では、通常備えられるラジエータファンを用いることで外気（閉鎖空間内のエアー）の吸入を行うことができることから、構成が簡単に済む。

［適用例３］ 適用例１または２に記載の燃料電池搭載車両であって、前記外気吸入装置、第１の水素検知部、および第１の動作制御部は、暗電流により動作を行いうる構成である、燃料電池搭載車両。

適用例３に係る燃料電池搭載車両では、燃料電池搭載車両の駐車時にあっても、外気吸入装置、第１の水素検知部、および第１の動作制御部を動作させることができる。

［適用例４］ 適用例１に記載の燃料電池搭載車両であって、前記水素タンクの周辺に設けられ、水素を検知する第２の水素検知部と、駐車されるガレージの扉を開く指令を送信するための送信部と、前記第１の水素検知部と第２の水素検知部の双方により水素が検知されたときに、前記送信部に前記指令を送信させる第２の動作制御部とを備える、燃料電池搭載車両。

水素タンクの周辺から水素漏れがあるときは、漏れ量が大きく、その上で、ルーフ付近で水素漏れが検知されたということは、閉鎖空間内の広範囲に水素ガスが充満していると考えられる。適用例４に係る燃料電池搭載車両では、送信部にガレージの扉を開く指令を送信させることで、ガレージの扉を開くことができることから、閉鎖空間内のエアーを早急に換気することができる。

［適用例５］ 適用例４に記載の燃料電池搭載車両であって、前記燃料電池に供給するエアーを圧縮するコンプレッサと前記燃料電池を少なくとも含む隔室内に設けられ、水素を検知する第３の水素検知部と、前記第１の水素検知部と第２の水素検知部の双方で水素が検知されず、かつ前記第３の水素検知部で水素が検知されたときに、前記コンプレッサを動作させる第３の動作制御部とを備える燃料電池搭載車両。

適用例５に係る燃料電池搭載車両では、コンプレッサと燃料電池とを含む隔室内で水素漏れがあったきに、コンプレッサを動作させることで、隔室内のエアーを燃料電池に導くことができ、燃料電池によりそのエアーに含まれる水素を消費させることができることから、隔室内の換気を行うことができる。

［適用例６］ 適用例５に記載の燃料電池搭載車両であって、前記第１の動作制御部および第２の動作制御部のそれぞれは、水素ガス漏れがあった旨のログをメモリに記憶することで、前記車両の再始動時に前記ログを運転者に報知可能とする構成を備え、前記第３の動作制御部は、前記車両の再始動を不可能とする処置を実行する構成を備える、燃料電池搭載車両。

適用例６に係る燃料電池搭載車両では、ガレージ内の水素ガスの充満の程度に応じて、車両の再始動時に、ログを運転者に報知したり、再始動そのものを不可能としたりすることができる。したがって、水素ガス漏れに対する安全性をより高めることができる。

さらに、本発明は、上記適用例１ないし６以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、適用例１ないし６のうちのいずれかの燃料電池搭載車両とその燃料電池搭載車両が駐車しうるガレージとを含むシステムとしての態様で実現することができる。

本発明の一実施例としての燃料電池搭載車両１０とガレージ２００の概略構成図である。 パワーコントロールユニット４０に対する電気的な接続を示す説明図である。 パワーコントロールユニット４０で実行される換気制御処理を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１３５にて実行されるモード１の詳細を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１４５にて実行されるモード２の詳細を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１２５にて実行されるモード３の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、実施例に基づき説明する。

Ａ．ハードウェア構成：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池搭載車両１０とガレージ２００の概略構成図である。図示するように、燃料電池搭載車両（以下、単に「車両」と呼ぶ）１０の前方部のエンジンコンパートメント１０ａ内には、主として燃料電池スタック２０や、エアーコンプレッサ３０などが配置されている。「エンジンコンパートメント」とは、従来のエンジン車において、エンジンが搭載される空間のことである。車両１０のダッシュ部には、パワーコントロールユニット４０が配置されている。車両１０の床下部１０ｂには、水素ガス流路（図示せず）やエアー排気用流路１１０などが配置され、リア部１０ｃには、高圧水素ガスタンク（以下、単に「水素タンク」と呼ぶ）１２０、排気管１３０、および二次電池１４０等が配置されている。

エンジンコンパートメント（以下、単に「エンコパ」とも呼ぶ）１０ａ内には、さらに、エアーコンプレッサ３０に送るためのエアーを吸い込むエアーインテーク２５、燃料電池スタック２０によって発生された電力により車両１０の推進力を生じさせる駆動モータ５０、駆動モータ５０の発生したトルクを車軸に伝えるギヤ５５、燃料電池スタック２０を冷却するためのラジエータ６０、およびラジエータファン６５などが配置されている。エアーインテーク２５から流入したエアーは、連通流路７０を介してエアーコンプレッサ３０に送られる。

燃料電池スタック２０は、燃料電池としての複数の単セルが積層されたスタック構造を備える。１つの単セルは、電解質膜（図示せず）と、それを両側から挟み込む拡散電極（図示せず）である水素極及び酸素極と、さらにそれらを両側から挟み込む２枚のセパレータ（図示せず）と、で構成されている。各セパレータと水素極および酸素極との間には、多孔質体がそれぞれ介在されており、各多孔質体により単セル内ガス流路を形成している。このうち、水素極との間で形成される単セル内ガス流路には、水素タンク１２０から水素ガス流路を介して供給された水素ガスが流れている。酸素極との間で形成される単セル内ガス流路には、エアーコンプレッサ３０により圧縮され、エアー供給用流路７５を介して供給された空気（エアー）が流れている。

燃料電池スタック２０は、ケース内に収納されて、エンジンコンパートメント１０ａ内に搭載されている。また、燃料電池スタックの酸素極側の単セル内ガス流路からの排気は、前述したエアー排気用流路１１０を介して排気管１３０まで送られる。排気管１３０は、車両１０の外側に開いた排気口を有する。この結果、前記排気は、排気管１３０から車両１０の外側に送られる。なお、エアー供給用流路７５、燃料電池スタック２０、エアー排気用流路１１０と順に送られるエアーの流れとは別に、燃料電池スタック２０を迂回して、エアー供給用流路７５とエアー排気用流路１１０とを結ぶバイパス流路８０が設けられている。バイパス流路８０は、両端に配置されたシャットバルブ８２，８４により連通／遮断される。

ラジエータ６０は、燃料電池スタックの内部を流れる冷却媒体を冷却するための熱交換器である。ラジエータファン６５は、ラジエータ６０と対に設けられ、ラジエータ６０へ外気を導く。ラジエータ６０は、適用例１における「外気吸入装置」に相当する。

車両１０には、水素の漏れを検知する３つの水素ディテクタ９１，９２，９３が設けられている。詳しくは、車両１０のルーフ１０ｅの内側に第１の水素ディテクタ９１が、水素タンク１２０の周辺に第２の水素ディテクタ９２が、エンジンコンパートメント１０ａ内に第３の水素ディテクタ９３がそれぞれ設けられている。水素タンク１２０の上方は、床下パネル１０ｆにより覆われているが、第２の水素ディテクタ９２は、この床下パネル１０ｆの水素タンク１２０側の面に固設されている。

なお、第２の水素ディテクタ９２の取付位置は、必ずしも床下パネル１０ｆの水素タンク１２０側の面である必要はなく、水素タンク１２０周辺の水素漏れを検知可能な水素タンク１２０周辺であれば、どのような位置でもよい。第３の水素ディテクタ９３の取付位置は、エンジンコンパートメント１０ａ内であればいずれの位置であってもよい。第１の水素ディテクタ９１の取付位置は、ルーフ１０ｅの内側に換えて、ルーフ１０ｅの外側としてもよい。また、ルーフを外したり収納可能ないわゆるオープンカーにおいては、第１の水素ディテクタ９１は、ルーフを設けたときにルーフ付近となる位置、例えばルーフと連結されるフロントウィンドウの枠体の上部に設けるようにすればよい。

各水素ディテクタ９１〜９３は、検出ガス中の水素濃度を測定し、その水素濃度が所定の閾値以上であるときに、水素漏れが発生した旨の検知信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力するものである。なお、第１の水素ディテクタ９１は適用例１における「第１の水素検知部」に、第２の水素ディテクタ９２は適用例４における「第２の水素検知部」に、第３の水素ディテクタ９３は適用例５における「第３の水素検知部」にそれぞれ相当する。以下、第１の水素ディテクタ９１を「ルーフ水素ディテクタ９１」と、第２の水素ディテクタ９２を「タンク水素ディテクタ９２」と、第３の水素ディテクタ９３を「エンコパ水素ディテクタ９３」と、それぞれ呼ぶ。

パワーコントロールユニット４０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えたマイクロコンピュータとして構成されている。

二次電池１４０は、充放電可能な蓄電池である。本実施例では、ニッケル水素バッテリを用いるものとした。その他、種々のタイプの二次電池を適用可能である。車両１０は、二次電池１４０が搭載されることで、前述した各種の電気製品に暗電流を供給することが可能となっている。

車両１０の客室１０ｄのインストルメントパネル（図示せず）には、インストルメントパネル１５０と、始動スイッチ１６０（従来のエンジン車に準じて、「イグニッションスイッチ」と以下、呼ぶ。）等が配置されているインストルメントパネル１５０には、フューエルゲージを始めとする各種メータやランプが設けられて、また、水素ガス漏れを警告するためのディスプレイが設けられている。

図示では、車両１０は、ガレージ２００内に駐車されている。ガレージ２００は、車両専用の密閉空間を形成するためのものであり、車両１０の入退用のガレージドア２１０が、ガレージ２００の前側に設けられている。ガレージドア２１０は、電動式のもので、車両１０内に設置したガレージオープナ１７０からの電波信号を受けて開閉する。

ガレージオープナ１７０は、ガレージドア２１０を遠隔開閉するための送信機を備える周知のものである。ガレージ２００には、図示しない受信機が設けられており、前記送信機から発せられる電波信号を受信することにより、ガレージドア２１０が開閉される。

ガレージ２００内の後方の床面には、排気ダクト２２０が設けられている。排気ダクト２２０は、ガレージ２００内のエアーをガレージ２００の外側に排気するための導管であり、車両１０が駐車されたときに、車両１０の排気管１３０と対向するような位置に配置される。本実施例では、排気管１３０は、車両１０のリア部１０ｃの低い位置に設けられており、排気ダクト２２０はガレージ２００の床面に設けられている。なお、排気ダクト２２０には、図示しない換気扇が設けられており、換気を効率的に行うことができる。なお、換気扇は、必ずしも必要なく、単なる導管とすることできる。また、排気ダクト２２０の配設位置は、必ずしも排気管１３０と対向する位置である必要はなく、換気をある程度効率的に行うことが可能な位置であれば、どのような位置としてもよい。

図２は、パワーコントロールユニット４０に対する電気的な接続を示す説明図である。図２に示すように、パワーコントロールユニット４０には、入力装置である前述した、ルーフ水素ディテクタ９１、タンク水素ディテクタ９２、エンコパ水素ディテクタ９３、およびイグニッションスイッチ１６０等が接続されている。これらディテクタ９１〜９３以外にも、図示しない各種のディテクタやセンサ等が接続されている。さらに、パワーコントロールユニット４０には、アクチュエータとして、エアーコンプレッサ３０や、ラジエータファン６５や、シャットバルブ８２，８４や、図示しないポンプ等が接続されている。また、パワーコントロールユニット４０には、アクチュエータ以外にも、インストルメントパネル１５０や、ガレージオープナ１７０等が接続されている。

パワーコントロールユニット４０は、前述した各種のスイッチやディテクタやセンサ等に基づいて、前述した各種のアクチュエータやインストルメントパネル１５０やガレージオープナ１７０等を駆動制御することにより、燃料電池スタック２０の運転を制御する運転制御処理や、車両１０の内部や周辺を自動換気する換気制御処理を実行する。図２では、運転制御処理および換気制御処理が、機能のブロックＢ１，Ｂ２によって示されている。換気制御処理に対応したブロックＢ２は、第１の動作制御部４１と、第２の動作制御部４２と、第３の動作制御部４３とを備える。各部４１，４２，４３の働きは後ほど詳述する。

なお、パワーコントロールユニット４０、各水素ディテクタ９１〜９３、エアーコンプレッサ３０、ラジエータファン６５、シャットバルブ８２，８４、およびガレージオープナ１７０等は、イグニッションスイッチ１６０がオフ状態であるときに、二次電池１４０から暗電流の供給を受ける構成となっている。

Ｂ．ソフトウェア構成（換気制御処理）：
＜全体構成＞
図３は、パワーコントロールユニット４０で実行される換気制御処理を示すフローチャートである。この換気制御処理は、パワーコントロールユニット４０に備えられるＣＰＵにより、所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、イグニッションスイッチ１６０がオンであるときもオフであるときも、所定時間ごとに繰り返し実行される。図示するように、処理が開始されると、ＣＰＵは、ルーフ水素ディテクタ９１、タンク水素ディテクタ９２、およびエンコパ水素ディテクタ９３のそれぞれから検知信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を取り込む（ステップＳ１１０）。

次いで、ＣＰＵは、ステップＳ１１０で取り込んだ検知信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうちのＳ３だけがオン状態（水素漏れを検知した状態）にあるか否か、すなわち、３つの水素ディテクタ９１〜９３のうちのエンコパ水素ディテクタ９３だけから水素漏れが検知された状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。また、ＣＰＵは、ステップＳ１１０で取り込んだ検知信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうちのＳ１だけがオン状態（水素漏れを検知した状態）にあるか否か、すなわち、３つの水素ディテクタ９１〜９３のうちのルーフ水素ディテクタ９１だけから水素漏れが検知された状態であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。また、ＣＰＵは、ステップＳ１１０で取り込んだ検知信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の全てがオン状態（水素漏れを検知した状態）にあるか否か、すなわち、３つの水素ディテクタ９１〜９３の全てで水素漏れが検知された状態であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。

ステップＳ１２０で肯定判別、すなわち、エンコパ水素ディテクタ９３だけから水素漏れが検知されたと判定されたときには、ＣＰＵは、後述する「モード３」の処理を実行する（ステップＳ１２５）。

ステップＳ１３０で肯定判別、すなわち、ルーフ水素ディテクタ９１だけから水素漏れが検知されたと判定されたときには、ＣＰＵは、後述する「モード１」の処理を実行する（ステップＳ１３５）。

ステップＳ１４０で肯定判別、すなわち、３つの水素ディテクタ９１〜９３の全てで水素漏れが検知されたと判定されたときには、ＣＰＵは、後述する「モード２」の処理を実行する（ステップＳ１４５）。ＣＰＵは、ステップＳ１２５、Ｓ１３５、ステップＳ１４５の各処理の実行後には、「リターン」に抜けて、この換気制御処理を一旦終了する。また、ステップＳ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０のいずれでも否定判別されたときにも「リターン」に抜けて、この換気制御処理を一旦終了する。

＜モード１＞
・条件：
モード１の処理を以下に詳述する。モード１に移行するのは、前述したように、３つの水素ディテクタ９１〜９３のうちのルーフ水素ディテクタ９１だけから水素漏れが検知された状態のときである。この状態は、エンコパ１０ａ内および水素タンク１２０周辺で水素漏れが検知されず、それでもルーフ１０ｅ付近で水素漏れが検知された状態である。

・要因：
通常、漏れが発生する初期段階では、いずれの水素ディテクタ９１〜９３でも漏れは検知できない。駐車時には、イグニッションスイッチ１６０のオフにより、水素タンク１２０の主止弁は閉じており、また、水素ガス流路を構成する配管内の残水素を燃料電池スタックに送ることで使い切る作業がなされているために、配管内に水素は残らない。何らかの異常により、配管内に水素が残っていたり、主止弁からわずかに水素が漏れている場合、水素タンク１２０周辺に設けられたタンク水素ディテクタ９２では、ガス測定量が少ないことから、ガス漏れを検知するまでには至らない。

しかし、水素ガス漏れが継続していくと、ガレージ２００内に水素ガスが充満してくる。ガレージ２００は、例えば高さ２ｍ〜３ｍで、ルーフ水素ディテクタ９１の高さは、例えば１．５ｍ〜２ｍなので、水素の拡散性も考慮すると、可燃化する４％に達する前に、水素ディテクタ９１によりガス漏れを検知することが可能となる。すなわち、エンコパ１０ａ内および水素タンク１２０周辺で水素漏れが検知されず、車両１０の配管のどこかで少量の水素漏れが発生した場合に、その少量の水素漏れがガレージ２００の上方に滞留し、水素濃度が次第に高くなって、ルーフ水素ディテクタ９１によりガス漏れが検知されることになる。

・動作：
モード１では、次の動作を実行する。図４は、図３のステップＳ１３５にて実行されるモード１の詳細を示すフローチャートである。図示するように、処理が開始されると、ＣＰＵは、バイパス流路８０が連通するようにシャットバルブ８２，８４を作動させ（ステップＳ２１０）、ラジエータファン６５を差動させ（ステップＳ２２０）、エアーコンプレッサ３０を作動させる（ステップＳ２３０）。ここでは、上記バイパス流路８０の「連通」は、燃料電池スタック２０方向への流通量は０であり、エアーの全部がバイパス流路８０側に流れることを意味する。なお、必ずしも、エアーの全部をバイパス流路８０側に流す必要はなく、一部がバイパス流路８０側に流れる構成に換えることもできる。

ステップＳ２１０〜Ｓ２３０の動作の結果、エアーは次のように移動する。すなわち、ラジエータファン６５を作動させることで、外気が車両１０内に吸い込まれる。吸い込んだエアーは、図１の破線の矢印に示すように、エアーインテーク２５に流入し、連通流路７０を介してエアーコンプレッサ３０に送られる。エアーコンプレッサ３０を作動させることで、この送られてきたエアーは圧縮されて、エアーコンプレッサ３０から吐出される。バイパス流路８０はステップＳ２１０により連通していることから、エアーコンプレッサ３０からの圧縮エアーは、バイパス流路８０に送られ、その後、エアー排気用流路１１０を通じて、排気管１３０から、車両１０の外側に送られる。なお、エアーインテーク２５からエアーコンプレッサ３０、バイパス流路８０、エアー排気用流路１１０と向かう経路が、適用例１における「エアー流路」に相当する。

ステップＳ２３０の実行後、ＣＰＵは、水素ガス漏れがあった旨のログをメモリ等に記憶する（ステップＳ２４０）。なお、ログは、例えば、少量の水素ガス漏れがあったことを示すものであってもよいし、ガレージ２００の上方に水素ガスの蓄積があったことを示すものであってもよい。このメモリ等に記憶されたログは、次回の車両１０の始動時に、インストルメントパネル１５０に表示される。ステップＳ２４０の実行後、「リターン」に抜けて、モード１の処理、すなわち、図３のステップＳ１３５の処理を抜ける。

・モード効果：
「動作」の欄で説明したように動作させることで、水素濃度が高くなったガレージ２００内のエアーは、ラジエータファン６５で車両１０内に吸い込まれ、排気管１３０から車両１０の外側に送られる。「要因」の欄で説明したように、ガレージ２００の上方に滞留する水素量自体は少ないことから、上記のようにしてラジエータファン６５により排気管１３０に向かって送り出すことで、ガレージ２００内のエアーを撹拌することができ、ガレージ２００内で可燃濃度を上回る高濃度エリアが生じることを防止することができる。特に、本実施例では、車両１０の排気管１３０に対向するように排気ダクト２２０が設けられていることから、排気管１３０から出た排気は、排気ダクト２２０からガレージの外側に送られ、ガレージ２００内の換気を確実に行うことができる。

前記動作によれば、例えば３５００〜４０００［ｌ／ｍｉｎ］程度の外気を吸入し排気することができる。ガレージ２００は１台用で例えば５００００［ｌ］程度の容積なので、例えば１０〜１５分程度でガレージ２００の全体を吸入し排気することができる。この計算例程度であれば、短期間で水素ガスを拡散することができることから、水素ガスは可燃濃度になることはない。

・補足：
水素タンク１２０にタンク内の圧力を検出する圧力センサを設ける構成は、通常よく知られている技術である。本実施例の変形例として、この圧力センサを併用してモード１を実行するか否かの判断を行う構成としてもよい。すなわち、前記圧力センサで異常が検知されていない状態で、３つの水素ディテクタ９１〜９３のうちのルーフ水素ディテクタ９１だけから水素漏れが検知されたときに、モード１を実行する構成とする。ここで、圧力センサで検知される「異常」とは、例えば、圧力センサの検出値の変化速度が所定値以上大きいときに異常と判断するものである。この構成によれば、圧力センサでも異常が検知できない状態で、ルーフ水素ディテクタ９１だけが漏れを検知した場合に、少量の水素漏れで滞留して水素濃度が高くなったものと判断できることから、モード１の動作を実行すればよい。これにより、制御の精度をより高めることができる。

なお、前記圧力センサは、イグニッションスイッチ１６０がオフ状態にあるときに、水素漏れと判断する閾値を小さくする構成とするのが好ましい。運転時においては、水素タンク１２０内の温度との関係で、圧力センサによる圧力の測定精度は比較的低い。これに対して、駐車時は、駐車後３０分ほどでタンク内の温度は一定となり、温度変化は小さい（例えば５℃以内）ことから、水素漏れと判断する閾値を小さくしても判断を誤ることがない。したがって、制御の精度を、より高めることができる。

＜モード２＞
・条件：
モード２の処理を以下に詳述する。モード２に移行するのは、前述したように、３つの水素ディテクタ９１〜９３の全てで水素漏れが検知された状態のときである。この状態は、ルーフ１０ｅ付近、エンコパ１０ａ内、水素タンク１２０周辺の全てで水素漏れが検知された状態である。

・要因：
水素タンク１２０周辺（タンク本体や主止弁等）から水素漏れがあるときは、漏れ量が大きく、その上で、ルーフ１０ｅ付近およびエンコパ１０ａ内で水素漏れが検知されたということは、ガレージ２００内の広範囲に水素ガスが充満していると考えることができる。

・動作：
モード２では、次の動作を実行する。図５は、図３のステップＳ１４５にて実行されるモード２の詳細を示すフローチャートである。図示するように、処理が開始されると、ＣＰＵは、ガレージオープナ１７０に対して、ガレージドア２１０を開くための開信号を送信させる処理を行う（ステップＳ３１０）。前記「要因」の欄で説明したように、ガレージ２００内の広範囲に水素ガスが充満していると考えられることから、早急にガレージ２００内の水素濃度を下げるべく、ガレージドア２１０を開く。

ステップＳ３１０で、ガレージドア２１０の開信号の送信後、ＣＰＵは、モード１におけるステップＳ２１０ないしＳ２３０と同一の処理であるステップＳ３２０ないしＳ３４０の処理を実行する。すなわち、バイパス流路８０を連通し、ラジエータファン６５とエアーコンプレッサ３０を作動させる処理を行う。この結果、ガレージドア２１０を開くとともに、ラジエータファン６５とエアーコンプレッサ３０を作動させて、ガレージ２００内のエアーをラジエータ６０から排気管１３０に向かって強制的に送り出すことで、ガレージ２００内のエアーを撹拌することができる。

なお、ステップＳ３２０ないしＳ３４０の処理は、本実施例では必要であるとしたが、省略することも可能である。ガレージドア２１０を開くことで、ガレージ２００内の換気が充分になされる場合には、ステップＳ３２０ないしＳ３４０の処理は不要であるためである。ガレージドア２１０の大きさ等を考慮して、ステップＳ３２０ないしＳ３４０の処理の要否を定めることができる。

ステップＳ３４０の実行後、ＣＰＵは、車両１０の再始動を不可能とする処置を実行する（ステップＳ３５０）。例えば、車両１０の再始動を不可能とする旨をメモリに記憶して、再起動を禁止する構成とする。前記「要因」の欄で説明したように、水素タンク１２０周辺（タンク本体や主止弁等）から水素漏れがあるということは、重大な問題が発生した可能性があることから、運転者による車両１０の再始動を禁止するのである。ステップＳ３５０の実行後、「リターン」に抜けて、モード１の処理、すなわち、図３のステップＳ１３５の処理を抜ける。

・モード効果：
前記の結果、ガレージ２００内の水素濃度を早急に下げることができる。

・補足：
モード２においては、前述したように、ガレージドア２１０を自動的に開くことから、ガレージ２００内の換気が完了した後でも、ガレージドア２１０は開いたままとなってします。そこで、水素タンク１２０のガス漏れが止まったり、水素タンク１２０が空になったりして、３つの水素ディテクタ９１〜９３の全てで水素漏れが検知されなくなったときには、ＣＰＵは、ガレージオープナ１７０に対して、ガレージドア２１０を閉じるための閉信号を送信させる処理を行う構成とすることができる。この構成により、ガレージ２００の換気後のセキュリティを確保することができる。

また、モード２においては、ガレージドア２１０を開けると同時に、車両１０のホーンや盗難防止ブザーにて、異常を周辺に対して警報する構成としてもよい。これにより、安全性をより高めることができる。この場合、例えば、衝突が発生し、衝突後にイグニッションスイッチがオフ状態となった場合に、衝突による水素漏れを検知し、異常をホーンや盗難防止ブザーにて周囲に警報することができることから、車両周辺からの避難や、レスキュー隊の安全確保に役立てることができる。

＜モード３＞
・条件：
モード３の処理を以下に詳述する。モード３に移行するのは、前述したように、３つの水素ディテクタ９１〜９３のうちのエンコパ水素ディテクタ９３だけから水素漏れが検知された状態のときである。この状態は、ルーフ１０ｅ周辺および水素タンク１２０周辺で水素漏れが検知されず、それでもエンコパ１０ａ内で水素漏れが検知された状態である。

・要因：
前記状態は、エンコパ１０ａ内、主に燃料電池スタック２０周辺で水素漏れが発生したと考えられる。燃料電池スタック２０周辺では、水素ガスは図示しないレギュレータ等で充分に減圧されているため、水素漏れが発生しても、漏れの総量は少ない。

・動作：
モード３では、次の動作を実行する。図６は、図３のステップＳ１２５にて実行されるモード３の詳細を示すフローチャートである。図示するように、処理が開始されると、ＣＰＵは、エアーコンプレッサ３０を作動させる処理を行う（ステップＳ４１０）。エアーコンプレッサ３０が動作すると、エンコパ１０ａ内のエアーは、エアーインテーク２５から強制的に吸い込まれる。吸い込まれたエアーはエアーコンプレッサ３０により圧縮されて、燃料電池スタック２０に送られる。駐車開始時においては、バイパス流路８０は閉鎖された状態となっていることから、エアーコンプレッサ３０から吐出された圧縮エアーは燃料電池スタック２０に送られる。

燃料電池スタック２０では、送られてきた水素を含むエアーを酸素極側の触媒で反応させる作用を起こし、水素が酸化して水を作成することにより水素は消費される。これにより、水素を除去することができる。なお、エアーコンプレッサ３０のエアーの取り込み量は、例えば最大３０００〜４０００［ｌ／ｍｉｎ］であることから、エンコパ１０ａ内の容量が例えば７００〜１０００［ｌ］であるとすると、エンコパ１０ａ内は１０秒程度で換気が終了してしまうことになる。

ステップＳ４１０の実行後、ＣＰＵは、水素ガス漏れがあった旨のログをメモリ等に記憶する（ステップＳ４２０）。なお、ログは、例えば、少量の水素ガス漏れがあったことを示すものであってもよいし、エンコパ１０ａ内で水素ガス漏れがあったことを示すものであってもよい。このメモリ等に記憶されたログは、次回の車両１０の始動時に、インストルメントパネル１５０に表示される。ステップＳ４２０の実行後、「リターン」に抜けて、モード３の処理、すなわち、図３のステップＳ１２５の処理を抜ける。

・モード効果：
前述したように、エンコパ１０ａ内で水素ガス漏れが発生した場合に、短時間でエンコパ１０ａ内の換気を完了することができる。

なお、モード１の機能が第１の動作制御部４１（図２）に、モード２の機能が第２の動作制御部４２（図２）に、モード３の機能が第３の動作制御部４３（図２）にそれぞれ相当する。

Ｃ．実施例効果：
以上詳述したように、本実施例の燃料電池搭載車両１０によれば、水素漏れの要因に合致した動作でもって、種々の水素漏れに対して効果的に対処することができる。さらに、燃料電池搭載車両１０では、通常備えられるラジエータファン６５やエアーコンプレッサ３０等を用いて、追加の装置なしにガレージ２００内の換気を行うことができることから、構成が簡単で済む。また、ガレージ２００側に特別装置を設ける必要もなく、すなわち、ファンや換気設備の追加や大型化等が必要なく対応できる。

なお、本実施例では、燃料電池搭載車両１０がガレージ２００に駐車した場合として説明したが、ガレージ以外にも、地下駐車場や立体駐車場などの他の閉ざされた空間に駐車した場合に適用可能である。

Ｄ．他の実施形態：
この発明は前記実施例やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

・第１変形例：
前記実施例では、水素ガス漏れを検知する水素検知部として、ルーフ水素ディテクタ９１、タンク水素ディテクタ９２、およびエンコパ水素ディテクタ９３を備えていたが、これに換えて、ルーフ水素ディテクタ９１とタンク水素ディテクタ９２だけを備える構成とすることもできる。この構成では、図３の換気制御処理において、ステップＳ１２０およびＳ１２５を削除し、ステップＳ１４０では、Ｓ１とＳ２がオン状態であるときに、モード２に移行するようにすればよい。この構成によっても、少量の水素ガス漏れがあり、ガレージ２００の上方に水素ガスの蓄積があったとき、および水素タンク１２０周辺から水素漏れがあり、ガレージ２００内の広範囲に水素ガスが充満したときに、ガレージ２００内の換気を効果的に行うことができる。

・第２変形例：
前記実施例における水素ディテクタ９１〜９３のそれぞれは、検出ガス中の水素濃度を測定し、その水素濃度が所定の閾値以上であるときに、水素漏れが発生した旨の検知信号を出力する構成としたが、これに換えて、各水素ディテクタは、検出ガス中の水素濃度を測定するだけの構成としてもよい。この場合には、パワーコントロールユニット４０側で、測定して得られた水素濃度が所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、水素漏れを検知する構成とすればよい。

・第３変形例：
前記実施例における「モード１」では、ラジエータファン６５とエアーコンプレッサ３０の双方を作動させる構成としていたが、必ずしも双方を作動させる必要はなく、ラジエータファン６５だけを作動させて排気の流れを確保可能な場合には、ラジエータファン６５だけを作動させる構成とすればよい。

・第４変形例：
前記実施例における「モード１」では、バイパス流路８０を設け、ラジエータファン６５により吸い込んだエアーを、燃料電池スタック２０を迂回してバイパス流路８０に流す構成としたが、これに換えて、ラジエータファン６５により吸い込んだエアーを、バイパス流路８０を通すことなく燃料電池スタック２０に送る構成としてもよい。この構成によっても、排気管１３０までのエアー流路を確保することができることから、第１実施例と同様に、ガレージ２００内のエアーを撹拌することができる。

なお、前述した実施例および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明はこれらの実施例および各変形例になんら限定されるものではなく、例えば、燃料電池スタック、水素タンク等の搭載位置をこれら実施例と違えた構成等、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様での実施が可能である。

１０…燃料電池搭載車両
１０ａ…エンジンコンパートメント
１０ｂ…床下部
１０ｃ…リア部
１０ｄ…客室
１０ｅ…ルーフ
１０ｆ…床下パネル
２０…燃料電池スタック
２５…エアーインテーク
３０…エアーコンプレッサ
４０…パワーコントロールユニット
４１…第１の動作制御部
４２…第２の動作制御部
４３…第３の動作制御部
５０…駆動モータ
５５…ギヤ
６０…ラジエータ
６５…ラジエータファン
７０…連通流路
７５…エアー供給用流路
８０…バイパス流路
８２，８４…シャットバルブ
９１…ルーフ水素ディテクタ
９２…タンク水素ディテクタ
９３…エンコパ水素ディテクタ
１１０…エアー排気用流路
１２０…水素タンク
１３０…排気管
１４０…二次電池
１５０…インストルメントパネル
１６０…イグニッションスイッチ
１７０…ガレージオープナ
２００…ガレージ
２１０…ガレージドア
２２０…排気ダクト

Claims (6)

1. 燃料電池と、
   前記燃料電池に供給される水素燃料を貯蔵する燃料タンクと
   を搭載する燃料電池搭載車両であって、
   前記車両の外側からエアーを吸入する外気吸入装置と、
   前記外気吸入装置により吸入されたエアーを、前記燃料電池内を通し、前記車両の外側に開く排気口まで送るためのエアー流路と、
   前記エアー流路における前記燃料電池部分を迂回するバイパス流路と、
   前記エアー流路における前記エアーの流れを、前記燃料電池側と前記バイパス流路側との間で切り替えるバルブと、
   前記車両のルーフまたはルーフ付近に設けられ、水素を検知する第１の水素検知部と、
   当該燃料電池搭載車両の駐車中に前記第１の水素検知部により水素が検知されたときに、前記バイパス通路側に前記エアーが流れるように前記バルブを動作させ、かつ前記外気吸入装置を動作させることによって、前記車両の外気を前記バイパス流路および前記エアー流路を介して前記排気口に導く第１の動作制御部と
   を備える燃料電池搭載車両。
2. 請求項１に記載の燃料電池搭載車両であって、
   前記外気吸入装置は、
   前記燃料電池の冷却用のラジエータに設けられるラジエータファンである、燃料電池搭載車両。
3. 請求項１または２に記載の燃料電池搭載車両であって、
   前記車両の始動スイッチがオフ状態であるときに、前記外気吸入装置、第１の水素検知部、および第１の動作制御部に電流を供給し得る二次電池
   を備える、燃料電池搭載車両。
4. 請求項１に記載の燃料電池搭載車両であって、
   前記水素タンクの周辺に設けられ、水素を検知する第２の水素検知部と、
   駐車されるガレージの扉を開く指令を送信するための送信部と、
   前記第１の水素検知部と第２の水素検知部の双方により水素が検知されたときに、前記送信部に前記指令を送信させる第２の動作制御部と
   を備える、燃料電池搭載車両。
5. 請求項４に記載の燃料電池搭載車両であって、
   前記燃料電池に供給するエアーを圧縮するコンプレッサと前記燃料電池を少なくとも含む隔室内に設けられ、水素を検知する第３の水素検知部と、
   前記第１の水素検知部と第２の水素検知部の双方で水素が検知されず、かつ前記第３の水素検知部で水素が検知されたときに、前記コンプレッサを動作させる第３の動作制御部と
   を備える燃料電池搭載車両。
6. 請求項５に記載の燃料電池搭載車両であって、
   前記第１の動作制御部および第２の動作制御部のそれぞれは、
   水素ガス漏れがあった旨のログをメモリに記憶することで、前記車両の再始動時に前記ログを運転者に報知可能とする構成を備え、
   前記第３の動作制御部は、
   前記車両の再始動を不可能とする処置を実行する構成を備える、燃料電池搭載車両。

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