KR20080004635A

KR20080004635A - 이동체

Info

Publication number: KR20080004635A
Application number: KR1020077027665A
Authority: KR
Inventors: 나오히로 요시다; 도시유키 곤도; 마사히코 히비노; 오사무 유미타; 요시히로 후나야마
Original assignee: 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2008-01-09
Also published as: WO2005018980A3; US20110313606A1; US7975788B2; EP2131436A3; BRPI0413919B1; KR100816537B1; JP4622313B2; CA2536884C; EP2131436A2; KR100827808B1; BRPI0413919A; CA2641623A1; CA2641562A1; EP1658189A2; WO2005018980A2; EP2131436B1; JP2005153853A; CA2641562C; EP1658189B1; DE602004028376D1

Abstract

연료 전지 스택(22)으로부터 배출되는 배기가스에 함유된 물은 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되어 회수 탱크(54) 안에 축적된다. 본 발명의 과정은, 차량 속도와 가속, 회전 상태, 스키드 감소 제어의 활성화 혹은 비활성화, 간격 탐지기(clearance sonar)(94a 내지 94d)에 의해 검출된 여하한의 물체와의 거리, 초고주파 레이더(92)에 의해 측정된 후속 차량과의 거리 및 빗방울 검출 센서에 의해 검출된 빗방울의 존재를 포함하는 주행 상태를 토대로, 물의 방출량을 설정하고 물을 방출하기 위한 하나 또는 다수의 위치들을 선택하며, 다수의 상이한 위치들에서의 수출구(58a 내지 58f) 사이에서 선택된 하나의 또는 다수의 위치들에서의 수출구들로부터 회수 탱크(54) 내에 축적된 물을 방출한다. 이러한 구성예는 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물을 대기로 적절하게 방출시키는 것을 보장한다.

이동체, 연료전지, 물, 방출, 조절

Description

이동체{MOVING BODY}

본 발명은 이동체에 관한 것이다. 특별히, 본 발명은 전원으로서 연료 전지가 이동체 위에 장착되고 전력 발생 시 부산물로서 물이 생성되는 이동체에 관한 것이다.

제안된 이동체들의 일 예로는 차량의 측면에서 연료 전지들에 의해 생성되는 물을 방출하는 오토바이를 들 수 있다(예를 들어, 일본국 특허 공개 공보 제 2001-313056호 참조). 차량의 측면에서 연료 전지들에 의해 생성되는 물을 방출함으로써, 물이 바퀴들에 튀겨서 일어날 수 있는 곤란함, 예컨대 바퀴들의 스키드(skid)를 방지할 수 있다.

상술된 바와 같이, 차량 위에 장착된 연료 전지들을 구비한 차량은 상기 연료 전지들에 의해 생성되는 물을 주행하는 동안에 차량 밖으로 방출하여야만 한다. 잠재적인 스키드(skid)를 피하도록 바퀴들을 적시지 않는 방식으로 물을 방출하는 경우에도, 방출된 물은 뒤따라 오는 차량과 이웃하는 차량들에 곤란함을 야기할 수도 있다. 예컨대, 방출된 물이 차량풍(vehicle wind)에 의하여 소용돌이치거나 산란될 수도 있고, 후속 차량의 앞유리창에 튀길 수도 있다. 하지만, 횡방향으로 물을 방출하는 것은 방출된 물이 인도 상의 보행자들에게 튈 수도 있고 또는 인접한 빌딩에 튈 수도 있다.

본 발명의 목적은, 이동체의 연료 전지들로부터 방출되는 물이 소용돌이치거나 산란될 수도 있는 단점을 제한하는 이동체를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 방출된 물이 여하한의 보행자들에게 튀거나 인접한 빌딩들에 튀길 수도 있는 잠재적인 단점을 제한하는 이동체를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 상기 이동체 뒤쪽에 위치한 또 다른 이동체에 상기 방출된 물이 영향을 줄 수도 있는 가능성을 제한하는 이동체를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 상기 이동체의 연료 전지들로부터 방출되는 물을 대기로 적절하게 배출하기 위함이다.

상술된 목적들의 적어도 일부를 성취하기 위하여, 본 발명의 이동체는 아래와 같이 구성된다.

본 발명의 첫번째 이동체는, 전원으로서 연료 전지들이 이동체 위에 장착되고 전력 발생 시에 부산물로서 물이 생성되는 이동체로서, 상기 이동체는: 상기 연료 전지들에 의해 생성되는 물을 내부에 축적하는 물저장소; 상기 연료 전지들에 의해 생성된 물과 상기 물저장소 내에 축적된 물을 1이상의 수출구(water outlet)를 통하여 대기로 방출하는 방출 모듈; 상기 이동체의 상태를 검출하는 상태 검출 모듈; 및 상기 검출된 상태에 대응하여 물의 방출을 조절하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 방출 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 첫번째 이동체는, 상기 이동체의 검출된 상태에 대응하여, 상기 연료 전지들에 의해 생성된 물과 상기 축적된 물을 하나 이상의 수출구를 통하여 대기로 방출시킨다. 이러한 구성예는 이동체의 상태에 따라 대기로의 적절한 물 방출을 보장한다. 본 명세서에서, '물저장소(water reservoir)' 라는 용어는, 연료 전지들로부터 수출구로의 경로에 위치하여 물을 축적할 수 있는 여하한의 컨테이너, 용기 및 공간들을 의미하며, 예컨대 물을 축적하기 위한 물탱크뿐만 아니라 상기 연료 전지들로부터 수출구로의 물의 유동을 위한 통로(특히, 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스에 의한 물의 유동 통로)를 들 수 있다. 여기서, '이동체' 라는 용어는 여하한의 육상용 이동체, 예컨대 오토바이, 기차 또는 여타의 다양한 차량들을 포함한다. 상기 이동체는 상기 연료 전지들 이외에, 예컨대 2차 전지 및 캐패시터와 같은 기타 전원들을 구비할 수도 있다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 이동 상태를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 이동체 의 정지 상태에서의 물의 방출과 비교하여, 상기 상태 검출 모듈에 의해 검출된 상기 이동체의 이동 상태에서의 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체의 주행 동안 물 방출의 잠재적인 영향들, 예컨대 이동체의 움직임에 의해 야기되는 기류에 의하여 방출되는 물이 소용돌이치거나 산란되어 후방이나 측방에 위치하는 여하한의 또 다른 이동체에 물이 튀게 되는 잠재적인 단점, 상기 방출된 물이 여하한의 보행자나 인접한 빌딩들에 튀기게 되는 잠재적인 단점 및 상기 방출된 물이 이동체의 안정적인 주행을 방해하게 되는 잠재적인 단점을 제한한다.

이동 상태에서 물의 방출을 제한하는 본 발명의 첫번째 이동체의 상기 바람직한 실시예에 있어서, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 검출된 상기 이동체의 이동 상태가 기설정된 이동 상태에 상응하는 경우, 물의 방출을 금지하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 기설정된 이동 상태에서의 물의 방출로 인한 잠재적인 단점들을 효과적으로 방지한다. 여기서, 기설정된 이동 상태는, 상기 이동체가 미리 정해진 이동 속도 이상으로 이동하는 상태를 나타낼 수도 있다.

이동 상태에서 물의 방출을 제한하는 본 발명의 첫번째 이동체의 상기 바람직한 실시예에 있어서, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 이동체의 정지 상태의 검출에 대응하여 제1방출량 내에서 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 한편, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 이동체의 이동 상태의 검출에 대응하여 상기 제1방출량보다 적은 제2방출량 내에서 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체가 정지 상태에 있는 경우에 제1방출량 이내의 물의 방출을 보장하는 한편, 이동체가 이동 상태에 있는 경우에는 제2방출량 이내의 적절한 물의 방출을 보장한다. 따라서, 이동체가 이동 상태에 있는 동안의 물의 방출로 인한 잠재적인 단점들이 적절하게 방지된다.

이동 상태에서 물의 방출을 제한하는 본 발명의 첫번째 이동체의 상기 바람직한 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 이동 속도를 측정할 수도 있다. 이 경우, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 측정되는 이동 속도가 증가함에 따라 물의 방출을 감소시키도록 상기 방출 모듈을 제어할 수도 있다. 이 경우, 또 다른 적용예로서, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 측정되는 이동 속도가 증가함에 따라 감소하는 경향이 있는 허용 가능한 방출 한계치를 설정하고, 상기 허용 가능한 방출 한계치의 설정값 내에서 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어할 수도 있다. 이러한 구성예는 이동체의 이동 속도가 증가함에 따라 보다 빈번하게 발생할 수도 있는 물 방출로 인한 잠재적인 단점들을 방지한다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 가속 상태를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 이동체의 가속 상태를 검출하지 못한 경우의 물의 방출과 비교하여, 상기 상태 검출 모듈에 의해 상기 이동체의 가속 상태를 검출한 경우에 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 이동체는 일정한 속도의 주행에서보다 가속 상태에서 덜 안정적이다. 이러한 실시예는 잠재적으로 불안정한 가속 상태에서의 물 방출의 잠재적인 영향들(단점들)의 중첩을 제한한다. 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 측정된 상기 이동체의 가속이 미리 정해진 레벨보다 작지 않은 경우에 물의 방출을 금지하도록 상기 방출 모듈을 제어할 수도 있다. 이러한 구성예는 미리 정해진 레벨보다 작지 않은 가속 하에 물 방출로 인한 잠재적인 단점들을 효과적으로 방지한다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 이동 상태를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 이동체의 이동 상태의 검출에 대응하여, 상기 연료 전지들에 의해 물이 생성되는 것보다 적게 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동 상태에서의 이동체의 물 방출을 감소시킨다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체에 대한 주변 기류의 상대 속도를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 측정되는 상기 주변 기류의 상대 속도가 증가함에 따라 물의 방출을 감소시키도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 상기 주변 기류에 의한 상기 방출된 물의 산란이나 소용돌이 정도는 상기 방출된 물에 대한 상기 주변 기류의 상대 속도에 따라 좌우된다. 상기 물의 방출은, 상기 이동체에 대한 주변 기류의 상대 속도가 증가함에 따라 감소된다. 이러한 구성예는, 바람직하게는 상기 방출된 물이 상기 주변 기류에 의해 소용돌이치거나 산란되는 것을 제한한다. 이러한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 방출 제어 모듈 은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 측정되는 주변 기류의 상대 속도가 미리 정해진 레벨보다 작지 않은 경우에 물의 방출을 금지하도록 상기 방출 모듈을 제어할 수도 있다. 이러한 구성예는 상기 이동체에 대한 주변 기류의 상대 속도가 미리 정해진 레벨보다 작지 않은 경우의 물 방출로 인한 잠재적인 단점들을 적절하게 방지한다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 제동 상태를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 이동체의 제동 상태의 검출에 대응하여 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 상기 이동체의 원활한 제동에 의한 상기 방출된 물의 잠재적인 간섭을 제한한다. 이러한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 방출 제어 모듈은 상기 상태 검출 모듈에 의해 검출된 상기 이동체의 제동 상태가 기설정된 제동 상태에 상응하는 경우, 물의 방출을 금지하도록 상기 방출 모듈을 제어할 수도 있다. 이러한 구성예는 이동체의 원활한 제동에 의해, 기설정된 제동 상태 하에 방출되는 물의 잠재적인 간섭을 제한한다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 특정 회전 상태를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 특정 회전 상태를 검출하지 못한 경우의 물의 방출과 비교하여, 상기 상태 검출 모듈에 의해 상기 특정 회전 상태를 검출하는 경우의 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체의 회전 상의 안정성에 대한 상기 방출된 물의 잠재적인 간섭, 예컨대 이동체의 전형적인 일 예시로서 차량의 잠재적인 스키드를 효과적으로 방지한다. 여기서, 물의 방출을 제한하는 것은 물의 방출을 금지하는 것을 포함한다.

특정 회전 상태에서의 물 방출을 제한하는 본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 방출 모듈은 물을 방출하기 위하여 상기 이동체의 좌측과 우측에 각각 위치한 둘 이상의 수출구를 구비하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 상기 특정 회전 상태를 검출하는 경우, 상기 좌측과 우측에 있는 상기 방출 모듈의 둘 이상의 수출구들 사이에서, 회전에 의한 외주면 상에 위치한 하나 이상의 수출구로부터의 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이동체의 회전 시, 상기 회전하는 이동체의 외주면 상에는 큰 원심력이 가해진다. 따라서, 외주면 상에 대해 회전에 의한 수출구로부터의 물 방출의 제한은, 이동체의 회전 시의 안정성에 대한 방출된 물의 잠재적인 간섭을 효과적으로 방지한다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 특정 회전 상태는 기설정된 값보다 크지 않은 회전 반경을 가지는 미리 정해진 이동 속도 이하의 상기 이동체의 회전을 나타낼 수도 있다. 이것은 기설정된 값보다 크지 않은 회전 반경으로 상기 회전하고 있는 이동체의 방출되는 물의 잠재적인 간섭을 제한한다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 일 적용예에 있어서, 상기 이동체는 하나 이상의 바퀴의 스키드를 제어하도록 스키드 제어 모듈이 갖춰진 차량이다. 상기 상태 검출 모듈은, 상기 스키드 제어 모듈이 상기 하나 이상의 바퀴의 스키드를 제어하도록 활성화되는 스키드 감소 제어 상태를 검출하며, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 스키드 감소 제어 상태의 검출에 대응하여, 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 상기 스키드 감소 제어는 미끄러지는 바퀴를 잡아주고, 도로면의 마찰 계수에 따라 좌우된다. 젖은 도로면은 마른 도로면보다 작은 마찰 계수를 가진다. 따라서, 스키드 감소 제어 상태에서의 물 방출의 제한은 원활한 스키드 감소 제어에 대한 방출된 물의 잠재적인 간섭을 효과적으로 방지한다. 여기서, 물의 방출을 제한하는 것은 물 방출을 금지하는 것일 수도 있다. 본 발명의 첫번째 이동체의 이러한 바람직한 적용예에 있어서, 상기 방출 모듈은 물을 방출하기 위하여 다수의 상이한 위치에 다수의 수출구를 구비하며, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 스키드 감소 제어 상태의 검출에 대응하여, 상기 방출 모듈의 다수의 수출구들 사이에서, 상기 스키드의 제어 하에 상기 바퀴에 영향을 주는 하나 이상의 수출구로부터 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어할 수도 있다. 또한 이러한 구성예는 원활한 스키드 감소 제어에 대한 방출된 물의 잠재적인 간섭을 효과적으로 방지한다.

본 발명의 첫번째 이동체에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 환경을 검출할 수도 있다. 이러한 구성예는 이동체의 환경에 따라 적절한 물 방출을 보장한다.

상기 이동체의 검출된 환경에 따라 물 방출을 조절하는 본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 비에 젖은 상태를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 비에 젖은 상태의 검출에 대응하여, 아무런 제한 없이 물의 방출을 허용하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 비가 오는 상태에서의 물 방출은 이동체의 이동 상태들에 영향을 미치지 않으므로, 물 방출을 제한할 필요가 없게 된다. 여기서, 물의 방출을 제한하는 것은 물의 방출을 금지하는 것일 수도 있다. 이러한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 비에 젖은 상태를 검출하지 못한 경우의 물의 방출과 비교하여, 상기 상태 검출 모듈에 의해 기설정된 비에 젖은 상태를 검출한 경우에 물의 방출을 증가시키도록 상기 방출 모듈을 제어할 수도 있다. 상기 물 방출은 비에 젖은 상태에서 증가할 수도 있다.

상기 이동체의 검출된 환경에 따라 물 방출을 조절하는 본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 이동체는 차량이고, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체가 눈길이나 빙판길에서 이동하는 상기 이동체의 눈길-빙판길 이동 상태를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 이동체의 눈길-빙판길 이동 상태의 검출에 대응하여, 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 눈길이나 빙판길에서 차량을 주행하는 동안에 물 방출로 인한 잠재적인 단점들, 예컨대 보다 작은 마찰 계수를 갖는 방출된 물에 의해 젖은 도로면 상에서 차량의 스키드가 일어날 가능성을 증대시키는 단점 및 얼어버린 물에 의해 빙판 도로면에서 차량의 스키드가 일어날 가능성을 증대시키는 단점을 효과적으로 방지한다. 여기서, 상기 물의 방출을 제한하는 것은 물의 방출을 금지하는 것일 수도 있다.

상기 이동체의 검출된 환경에 따라 물 방출을 조절하는 본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 외부 공기 온도 를 측정하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 측정되는 외부 공기 온도가 감소함에 따라 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 외부 공기 온도의 상태 하에 물 방출로 인한 잠재적인 단점들, 예컨대 증기가 액화되어 액체 물의 소용돌이와 산란을 유발시키는 단점 및 물이 얼어 이동체의 스키드가 일어날 가능성을 증대시키는 단점을 효과적으로 방지한다. 여기서, 상기 물의 방출을 제한하는 것은 물의 방출을 금지하는 것일 수도 있다.

본 발명의 첫번째 이동체에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체 부근에 위치한 물체의 상태를 검출할 수도 있다. 이러한 구성예는 이동체 부근에 위치한 물체의 상태에 따라 적절한 물 방출을 보장한다. 여기서, '물체' 라는 용어는 빌딩이나 구조물과 같은 고정된 물체들과, 여타의 이동체들과 같은 다양한 이동체들뿐만 아니라, 보행자나 기타 사람들을 포함한다.

이동체 부근에 위치한 물체의 검출된 상태에 따라 물 방출을 조절하는 본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체로부터 기설정된 거리 이내에 있는 여하한의 물체의 존재를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 이동체로부터 기설정된 거리 이내에 있는 여하한의 물체의 존재의 검출에 대응하여, 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 기설정된 거리 이내에 위치한 여하한의 물체에 대해 물 방출로 인한 잠재적인 단점들, 예컨대 방출된 물이 물체에 대해 직접 또는 간접으로 튀기는 단점 및 물 방출에 의하여 물체의 스키드가 일어날 가능성을 증대시키는 단점을 효과적으로 방지한다. 여기서, 상기 물의 방출을 제한하는 것은 물의 방출을 금지하는 것일 수도 있다. 본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 상기 실시예에 있어서, 상기 방출 모듈은 물을 방출하기 위하여 다수의 상이한 위치에 다수의 수출구를 구비하고, 상기 상태 검출 모듈은 다수의 상이한 방향으로 기설정된 거리 이내에 있는 여하한의 물체의 존재를 검출할 수도 있다. 상기 방출 제어 모듈은, 상기 다수의 수출구들 사이에서, 상기 상태 검출 모듈에 의해 기설정된 거리 이내에서 검출되는 여하한의 물체가 있는 방향에 상응하는 수출구로부터의 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체 부근에 위치한 여하한의 물체에 대해 물 방출로 인한 잠재적인 단점들을 더욱 효과적으로 방지한다.

이동체 부근에 위치한 물체의 검출된 상태에 따라 물 방출을 조절하는 본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체와 상기 이동체 뒤쪽에 위치한 또 다른 이동체 사이의 거리를 측정하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 측정되는 또 다른 이동체로부터의 거리가 미리 정해진 거리보다 짧은 경우에 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 물 방출로 인하여 이동체 뒤쪽에 위치한 또 다른 이동체에 대한 잠재적인 단점들, 예컨대 방출되는 물이 기류에 의해 소용돌이치거나 산란되어 또 다른 이동체의 시야를 방해하는 단점 및 물 방출에 의해 또 다른 이동체의 스키드가 일어날 가능성을 증대시키는 단점을 효과적으로 방지한다. 여기서, 상기 물의 방출을 제한하는 것은 물의 방출을 금지 하는 것일 수도 있다. 이러한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 이동 속도를 측정하고, 상기 방출 제어 모듈은 상기 이동체의 상기 측정된 이동 속도로부터 산출된 거리를 미리 정해진 거리로 설정하고, 상기 미리 정해진 거리에 대응하여 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체의 이동 속도에 따라, 물체와의 거리에 대응하여 물의 방출을 제어한다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체에 승차하거나 상기 이동체로부터 하차하는 운전자나 승객의 추정된 승차-하차 상태를 검출하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의한 상기 추정된 승차-하차 상태의 검출에 대응하여, 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체로부터 승차하거나 하차하는 운전자나 승객에게 방출된 물이 튀는 것을 효과적으로 방지한다. 여기서, 물의 방출을 제한하는 것은 물의 방출을 금지하는 것을 포함한다. 이러한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 방출 모듈은 물을 방출하기 위하여 다수의 상이한 위치에 다수의 수출구를 구비하고, 상기 상태 검출 모듈은 상기 이동체 상의 다수의 상이한 위치에서 상기 추정된 승차-하차 상태를 검출할 수도 있다. 상기 방출 제어 모듈은, 상기 추정된 승차-하차 상태가 상기 다수의 수출구들 사이에서 상기 상태 검출 모듈에 의해 검출되는 위치에 상응하는 수출구로부터의 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 또한 물의 방출을 유지하면서도, 이동체로부터 승차하거나 하차하는 운전자나 승객에게 상기 방출된 물이 튀는 것을 효과적으로 방지한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 첫번째 이동체는 상기 물저장소 내의 물의 축적 상태를 검출하는 축적 상태 검출 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 방출 제어 모듈은, 상기 축적 상태 검출 모듈에 의해 검출되는 물의 축적 상태를 토대로 물의 방출을 조절하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 물의 축적 상태를 토대로 물의 방출을 조절한다. 물의 검출된 축적 상태에 대응하여 물 방출을 조절하는 본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 실시예의 일 구조에 있어서, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 축적 상태 검출 모듈에 의해 물의 축적 상태로서 검출된 물의 축적 레벨이 미리 정해진 제1레벨보다 크지 않은 경우, 물의 방출을 제한하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 또 다른 구조에서, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 축적 상태 검출 모듈에 의해 물의 축적 상태로서 검출된 물의 축적 레벨이 미리 정해진 제2레벨보다 작지 않은 경우, 물의 방출을 증대시키도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 전자의 구조는 물의 축적 레벨이 미리 정해진 제1레벨을 초과할 때까지, 물 방출로 인한 잠재적인 단점들을 효과적으로 방지한다. 후자의 구조는 물의 축적 레벨이 미리 정해진 제2레벨을 초과한 후의 물의 축적 레벨의 증가를 효과적으로 제한한다. 상기 바람직한 실시예의 또 다른 구조에 있어서, 물의 검출된 축적 상태에 대응하여 물 방출을 조절하는 본 발명의 첫번째 이동체는, 상기 축적 상태 검출 모듈에 의해 물의 축적 상태로서 검출된 물의 축적 레벨이 미리 정해진 제3레벨보다 작지 않은 경우, 상기 연료 전지들의 출력 제한의 명령을 제공하는 출력 제 한 명령 모듈을 더 포함할 수도 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 구조는 물의 축적 레벨이 미리 정해진 제3레벨을 초과한 후의 물의 축적 레벨의 증가를 효과적으로 제한한다.

본 발명의 첫번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 상기 방출 모듈은 다수의 상이한 위치에 다수의 수출구들을 구비하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 상태 검출 모듈에 의해 검출되는 상태에 대응하여, 상기 다수의 수출구들로부터의 물의 방출을 조절하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체의 검출된 상태에 따라 적절한 위치들에서의 선택된 수출구들로부터의 물의 방출을 보장한다.

본 발명의 두번째 이동체는 전원으로서 연료 전지들이 이동체 위에 장착되고 전력 발생 시에 부산물로서 물이 생성되는 이동체로서, 상기 이동체는: 상기 연료 전지들에 의해 생성되는 물을 변경 가능한 방출 상태에서 대기로 방출하는 방출 모듈; 상기 이동체의 이동 상태를 검출하는 이동 상태 검출 모듈; 및 상기 검출된 이동 상태에 상응하는 물의 방출 상태를 특정하고, 상기 특정된 방출 상태에서 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 방출 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 두번째 이동체는 이동체의 검출된 이동 상태에 상응하는 연료 전지들에 의해 생성되는 물의 방출 상태를 특정하고, 상기 특정된 방출 상태에서 물을 방출시킨다. 이러한 구성예는 이동체의 검출된 이동 상태에 따라 방출 상태에서 적절한 물 방출을 보장한다. 적절한 방출 상태의 선택은, 바람직하게는 물 방출로 인한 잠재적인 단점들, 예컨대 방출된 물이 기류에 의해 소용돌이치거나 산란되는 단점 및 이동체 부근의 여하한의 물체에 상기 방출된 물이 튀기게 되는 단점을 방지한다.

본 발명의 두번째 이동체의 바람직한 일 적용예에 있어서, 상기 방출 모듈은 물의 방출 방향을 변경하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 검출된 이동 상태에 상응하는 물의 방출 상태를 특정하고, 상기 특정된 방출 상태에서 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체의 이동 상태에 따라 특정된 방향으로 적절한 물 방출을 보장한다.

이동체의 검출된 이동 상태에 상응하여 특정된 방출 방향으로 물을 방출하는 본 발명의 두번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 이동 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 이동 속도를 측정하는 것을 특징으로 한다. 상기 방출 모듈은 방출 방향을, 상기 이동체의 횡방향으로의 성분을 갖는 특정 방출 방향으로 변경할 수 있다. 상기 방출 제어 모듈은, 상기 이동체의 측정된 이동 속도가 증가함에 따라 상기 이동체의 횡방향으로의 성분을 증대시키도록 상기 방출 방향을 특정하고, 상기 특정된 방출 방향으로 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이동체의 이동 속도가 증가함에 따라, 이동체의 움직임에 의해 야기되는 기류의 영향들이 적은 이동체의 횡방향으로 물이 방출된다. 따라서, 이러한 구성예는 이동체의 움직임에 의해 생성되는 기류에 의해 상기 방출된 물이 소용돌이치거나 산란되는 것을 효과적으로 방지한다. 이동체의 보다 낮은 이동 속도는 횡방향으로의 물 방출의 보다 낮은 속도를 유발시킨다. 이러한 조절은, 바람직하게는 상기 방출된 물이 이동체의 횡방향에 위치한 여하한의 빌딩, 구조물 또는 보행자에게 튀는 것을 제한한다.

이동체의 검출된 이동 상태에 상응하여 특정된 방출 방향으로 물을 방출하는 본 발명의 두번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 상기 이동 상태 검출 모듈은 상기 이동체의 이동 속도를 측정하는 것을 특징으로 한다. 상기 방출 모듈은 방출 방향을, 상기 이동체의 후방 방향으로의 성분을 갖는 특정 방출 방향으로 변경할 수 있다. 상기 방출 제어 모듈은, 상기 이동체의 측정된 이동 속도가 증가함에 따라 상기 이동체의 후방 방향으로의 성분을 증대시키도록 상기 방출 방향을 특정하고, 상기 특정된 방출 방향으로 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 도로면에 대한 방출된 물의 보다 큰 상대 속도는 도로면에 대하여 방출된 물이 산란되거나 튀게 될 가능성을 증가시킨다. 상기 방출된 물의 보다 큰 정도의 산란과 튐은 자연적으로 이동체의 움직임에 의해 야기되는 기류에 의해 소용돌이치게 되는 물의 양을 증가시킨다. 이러한 실시예의 구조는, 이동체의 이동 속도가 증가함에 따라 이동체의 후방 방향으로의 성분이 보다 큰 방향으로 물을 방출시킨다. 이러한 구성예는 도로면에 대한 방출된 물의 산란 및 튐을 감소시켜, 대량의 방출된 물이 이동체의 움직임에 의해 생성되는 기류에 의해 소용돌이치는 것을 제한하게 된다.

본 발명의 두번째 이동체의 바람직한 또 다른 적용예에 있어서, 방출 모듈은 물의 방출 속도를 변경하는 방출 속도 변경 모듈을 구비하고, 상기 방출 제어 모듈은, 상기 검출된 이동 상태에 상응하는 상기 방출 속도 변경 모듈의 상태를 특정하 며, 상기 특정된 상태를 달성하도록 상기 방출 속도 변경 모듈을 조정하고, 물을 방출하도록 상기 방출 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 이동체의 검출된 이동 상태에 따라 물 방출을 적절한 방출 속도로 하는 것을 보장한다.

이동체의 검출된 이동 상태에 대응하는 방출 속도로 물을 방출하는 본 발명의 두번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 방출 제어 모듈은 상기 방출 속도 변경 모듈의 상태를 특정하여, 상기 이동체의 이동 방향으로의 도로면에 대한 물의 상대 속도를 낮추도록 하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 도로면에 대하여 물이 산란되고 튀게 되는 것을 효과적으로 감소시켜, 상기 방출된 물이 상기 이동체의 움직임에 의해 야기되는 기류에 의해 소용돌이치게 되는 것을 제한하게 된다.

이동체의 검출된 이동 상태에 대응하는 방출 속도로 물을 방출하는 본 발명의 두번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 방출 속도 변경 모듈은, 물을 방출하기 위한 수출구의 개방 면적을 조절하거나 또는 물을 방출하기 위한 수출구로의 통로 내의 압력을 조절하여, 물의 방출 속도를 변경하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 두번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 방출 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스와 함께 물을 방출하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 물의 방출 상태는 연료 전지들로부터 배기가스의 배출을 제어함으로써 제어된다.

본 발명의 세번째 이동체는, 전원으로서 연료 전지들이 이동체 위에 장착되 고 전력 발생 시에 부산물로서 물이 생성되는 이동체로서, 상기 이동체는: 상기 연료 전지들을 작동시키는 작동 모듈; 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스와 함께, 상기 연료 전지들에 의해 증기 형태로 생성되는 물의 적어도 일부를 대기로 방출하는 방출 모듈; 및 상기 방출 모듈에 의해 방출되는 액체 물의 방출량이 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 상기 작동 모듈을 제어하는 방출 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세번째 이동체는 연료 전지들로부터 대기로 방출되는 배기가스와 함께 증기 형태로 상기 연료 전지들에 의해 생성되는 물의 적어도 일부를 방출시킨다. 액체 물의 방출량은 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 조절된다. 이러한 조절은, 바람직하게는 연료 전지들에 의해 생성되는 물의 양에 관계없이, 허용 가능한 물 방출 레벨까지 액체 형태로 물의 방출을 제한한다. 이러한 구성예는 허용 가능한 물 방출 레벨을 초과하는 물 방출로 인한 잠재적인 단점들, 예컨대 방출된 물이 이동체의 움직임에 의해 야기되는 기류에 의해 소용돌이치거나 산란되는 단점을 효과적으로 방지한다.

본 발명의 세번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 작동 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 온도를 조절하고, 상기 방출 제어 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 온도를 조절하도록 상기 작동 모듈을 제어하여, 상기 연료 전지들에 의해 생성되는 물에 포함된 증기량을 변경시킴으로써, 액체 물의 방출량이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 세번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예 에 있어서, 상기 작동 모듈은 상기 연료 전지들을 냉각하도록 냉각 장치를 구동시키고, 상기 방출 제어 모듈은 상기 냉각 장치의 구동 상태를 조정하도록 상기 작동 모듈을 제어함으로써, 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 온도를 조절하도록 하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예들에 있어서, 물에 포함된 증기량을 변경하기 위해 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 온도를 조절함으로써, 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 액체 물의 방출량이 조절된다. 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 온도를 조절하는 바람직한 실시예의 일 구조에 있어서, 상기 작동 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 배압을 조절할 수도 있고, 상기 방출 제어 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 배압을 조정하도록 상기 작동 모듈을 제어함으로써, 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 온도를 조절할 수도 있다.

본 발명의 세번째 이동체의 바람직한 또 다른 실시예에 있어서, 상기 작동 모듈은, 상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스에 포함된 물 함유량으로 상기 연료 전지들에 공급되는 가스의 공급을 습도조절하는 습도 조절 모듈을 포함하고, 상기 방출 제어 모듈은 상기 습도 조절 모듈에 의하여 습도 레벨을 조절함으로써, 액체 물의 방출량이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예에 있어서, 연료 전지들로 공급되는 가스 공급의 습도조절 레벨을 조절함으로써, 액체 물의 방출량이 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 조절된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 이동체는 상기 연료 전 지들의 작동 상태를 검출하는 작동 상태 검출 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 방출 제어 모듈은, 상기 작동 상태 검출 모듈에 의해 검출되는 상기 연료 전지들의 작동 상태에 대응하여 액체 물의 방출량을 산출하고, 상기 액체 물의 산출된 방출량이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 상기 작동 모듈에서의 제어 파라미터를 설정하며, 상기 제어 파라미터의 설정값에 의해 상기 작동 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다. 액체 물의 방출량은, 제어 파라미터를 변경함으로써 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 조절된다. 여기서, 상기 제어 파라미터는 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스의 목표 온도일 수도 있다.

본 발명의 네번째 이동체는: 산소와 수소의 전기화학적 반응을 통해 전력을 발생시키는 연료 전지들; 상기 연료 전지들로부터 상기 이동체 밖으로 배기가스를 방출하는 배기 시스템; 및 미리설정된 레벨보다 느리지 않은 속도로 상기 배기가스 내에 함유된 물이 상기 이동체 밖으로 배출되는 것을 제한하는 물배출 제어 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방출된 물의 산란은 상기 이동체 외부의 기류에 의해 영향을 받는다. 이에 따라, 본 발명의 네번째 이동체는 미리설정된 레벨보다 느리지 않은 속도로 상기 배기가스 내에 함유된 물이 상기 이동체 밖으로 배출되는 것을 제한함으로써, 상기 방출된 물의 산란을 효과적으로 방지하게 된다. 상기 이동체의 통상적인 예시가 차량이다.

본 발명의 네번째 이동체에 있어서, 상기 물배출 제어 기구는 소정의 다양한 구조를 가질 수도 있다. 첫번째 이용가능한 구조에 있어서, 상기 물배출 제어 기구는, 미리설정된 레벨보다 느리지 않은 속도로 개구 정도를 감소시키는 밸브기구인 것을 특징으로 한다. 상기 밸브기구는 솔레노이드 밸브 및 상기 이동체의 속도에 대응하여 상기 솔레노이드 밸브의 개구 정도를 조절하는 밸브 조절장치를 포함할 수도 있다. 상기 밸브기구는 대안적으로 외부 압력의 변동에 대응하여 개폐되는 유도밸브를 포함할 수도 있다. 상기 이동체의 비교적 빠른-속도 움직임의 조건 하에, 상기 기류의 차단에 의해 야기되는 압력 또는 램 압력(ram pressure)이 이동 속도의 증가에 따라 증가한다. 이에 따라, 램 압력의 변동에 대응하여 개폐되는 상기 유도밸브는 비교적 간단한 구조의 밸브기구를 활성화시킨다.

두번째 이용가능한 구조에 있어서, 상기 물배출 제어 기구는 상기 이동체의 움직임에 의해 생성되는 램 압력이 상기 물의 배출을 제한하는 방향으로 작용하도록 하는 위치 및 방위에 개구부를 구비한 배수부(drain)인 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 상기 배수부는 전방을 향하도록 상기 이동체의 외부에 부착될 수도 있다.

상기 물배출 제어 기구는, 예컨대 배기관에 직접 세팅되는 배기 시스템 내에 위치될 수도 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서는, 상기 배기 시스템이 물을 배기가스로부터 분리하기 위한 가스 액체 분리 기구를 구비하고, 상기 물배출 제어 기구는 상기 가스 액체 분리 기구 하류의 물배출 시스템 내에 위치된다. 상기 가스 액체 분리 기구는 상기 배기가스로부터 물을 분리시킴으로써, 물의 효율적인 배출을 보장하기에 좋다.

본 실시예의 바람직한 일 구조에 있어서, 상기 가스 액체 분리 기구는 축적 되는 물을 일시적으로 유지시키는 물탱크를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 물탱크의 존재는 바람직하게 가스 액체 분리의 기능에 영향을 주지 않으면서도, 상기 이동체의 고속 운동 상태 하에 물의 배출을 제한한다. 이러한 구조에 있어서, 상기 물배출 시스템은 상기 이동체의 전방에 개구부를 구비하도록 상기 물탱크 내에 제공되는 것이 바람직하다. 상기 이동체의 가속 하에, 상기 물탱크 내에서 축적된 물을 후방으로 가압하도록 관성력이 작용함으로써, 상기 물탱크로부터의 물 배출과 간섭하여 물이 튀기는 것이 방지되게 된다. 다른 한편으로, 상기 이동체의 감속 하에, 상기 물탱크 내에서 축적된 물을 전방으로 가압하도록 관성력이 작용함으로써, 상기 물탱크로부터의 물 배출을 촉진하게 된다. 물 배출을 위한 물탱크의 개구부는 이동체의 전방을 향한다. 이러한 간단한 구조는 상기 이동체의 가속 하에 물 배출을 제한하는 한편, 상기 이동체의 감속 하에는 물 배출을 촉진시키게 된다.

본 발명의 다섯번째 이동체는: 산소와 수소의 전기화학적 반응을 통해 전력을 발생시키는 연료 전지들; 상기 연료 전지들로부터 상기 이동체 밖으로 배기가스를 방출하는 배기 시스템; 상기 배기가스 내에 함유된 물을 일시적으로 유지시키는 물탱크; 및 상기 물탱크로부터 물을 배출하도록 상기 이동체의 전방부에 형성되는 배수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다섯번째 이동체는, 배기 시스템 내에 위치한 물탱크 및 상기 물탱크로부터 물을 배출하도록 상기 이동체의 전방부에 형성된 배수부를 구비한다. 본 발명의 다섯번째 이동체는, 상기 이동체의 고속 운동의 상태 하에 물 배출을 제한하는 불충분한 영향들을 가질 수도 있다. 상술된 바와 같이, 전방을 향하는 개구 부의 존재는 상기 이동체의 가속 하에 물 배출을 제한하는 한편, 상기 이동체의 감속 하에 물 배출을 촉진시킨다. 일반적인 주행 동안, 상기 이동체는 종종 가속과 감속을 반복하고, 고정된 주행 속도로 계속해서 주행하지는 않는다. 따라서, 감속 하에 물 배출을 촉진하고 가속 하에 물 배출을 제한하는 구성예는, 상기 이동체의 주행 동안에 배출되는 물의 산란을 후속하는 이동체와 인접한 이동체들의 원활한 주행을 방해하지 않는 레벨로 감소시킨다. 여기서, 상기 이동체의 통상적인 예시는 차량이다.

본 발명의 다섯번째 이동체에 있어서, 물탱크와 배수부는 배기관을 통해 이동체 외부로 물을 배출하도록 상기 이동체 내부에 위치될 수도 있다. 본 발명의 다섯번째 이동체의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 배수부는 상기 이동체의 움직임에 의해 생성되는 램 압력이 상기 물의 배출을 제한하는 방향으로 작용하도록 하는 위치 및 방위에 개구부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 실시예의 바람직한 일 구조에 있어서, 상기 물탱크는 상기 이동체의 외부에 부착된다. 이러한 구조는 배수부 상으로의 램 압력의 인가를 보장한다. 상기 실시예의 또 다른 바람직한 구조에 있어서, 상기 물탱크는 상기 이동체 내부에 위치되는 반면, 상기 배수부는 상기 이동체 외부에 형성된다. 상기 배수부 상으로의 램 압력의 인가는, 상기 이동체의 고속 운동의 상태 하에 물 배출을 제한함으로써, 상기 배출된 물이 튀기는 것을 효과적으로 제한하게 된다.

본 발명의 다섯번째 이동체의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 배수부는 미리설정된 레벨보다 느리지 않은 속도로 개구 정도를 감소시키는 밸브기구를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성예는 또한 상기 이동체의 고속 운동 상태 하에 물 배출을 제한한다. 상기 밸브기구는, 본 발명의 네번째 이동체에 관하여 상술된 바와 같이, 솔레노이드 밸브 및 밸브 조절장치 또는 유도 밸브의 조합일 수도 있다.

본 발명의 다섯번째 이동체의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 배기 시스템은 상기 물을 상기 배기가스로부터 분리하기 위한 가스 액체 분리 기구를 구비한다. 상기 물탱크는 상기 가스 액체 분리 기구 하류의 물배출 시스템 내에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 이동체에 구비된 연료전지에서 발생하는 물이 적절히 방출되도록 유도할 수 있다. 특히 본 발명에 따르면 이동체에서의 물 방출을 제어함으로써 이동체의 물 방출이 야기할 수 있는 단점들을 해소할 수 있다.

본 발명의 각 실시예에 따른 개별적인 특이한 효과는 본원 명세서 전체를 통해 명확히 파악될 수 있다.

이하, 바람직한 실시예들로서 본 발명을 수행하는 소정의 모드들이 논의된다.

A. 제1실시예

도 1은 본 발명의 제1실시예의 이동체로서 연료 전지 차량(10) 상에 장착된 장치들의 평면 레이아웃을 도시한 평면도이다. 도 2는 제1실시예의 연료 전지 차 량(10) 상에 장착된 연료 전지 시스템(20)의 구성을 개략적으로 도시한 시스템 다이어그램이다. 설명을 간단히 하기 위하여, 도 2의 시스템 다이어그램을 참조하여 연료 전지 시스템(20)의 구성을 먼저 설명한 다음, 도 1을 참조하여 연료 전지 시스템(20)에 포함된 각각의 장치들의 레이아웃을 설명한다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10) 상에 장착된 연료 전지 시스템(20)은, 연료 전지 스택(22) 또는 단위 전지들의 다수의 층들의 스택을 포함하는데, 이들 각각은 중합체 전해질 멤브레인을 가로질러 배치되는 2개의 전극(연료 전극 및 공기 전극)을 구비한다. 상기 연료 전지 시스템(20)은 또한 고압 수소 탱크(31)로부터 상기 연료 전지 스택(22)의 연료 전극(애노드)들로 수소를 공급하는 수소 공급 시스템(30), 공기를 상기 연료 전지 스택(22)의 공기 전극(캐소드)들로 공급하고 상기 공기 전극들로부터의 캐소드 배기가스를 처리하는 공기 공급 배출 시스템(40), 상기 연료 전지 시스템(20)에서 생성되는 물을 방출시키는 방출 시스템(50) 및 상기 연료 전지 스택(22)을 냉각시키는 냉각 시스템(60)을 포함한다.

상기 수소 공급 시스템(30)은, 수소 공급로 안으로의 고압 수소 탱크(31)로부터의 수소 공급을 연료 전지 스택(22) 내부에 형성되는 애노드들로 유도하는 수소 공급도관(32) 및 수소 배기로를 통해 반응하지 않은 수소의 유동을 상기 연료 전지 스택(22) 내부에 형성되는 애노드들로부터 상기 수소 공급도관(32)으로 복귀시키는 수소 순환도관(33)을 포함한다. 상기 수소 공급도관(32)은, 고압 수소 탱크(31)에 대한 수소의 반전 유동을 방지하는 체크 밸브 및 상기 연료 전지 스택(22)으로의 수소의 공급을 개시하거나 중단하도록 작용하는 게이트 밸브를 구비 한다. 상기 수소 순환도관(33)은, 수소를 수소 공급도관(32)으로 가압 공급하는 수소 펌프(34), 가스-액체 분리를 위해 순환된 수소에 함유된 증기를 액화하는 가스-액체 분리장치(38), 수소 공급도관(32)에 대한 수소의 반전 유동을 방지하는 체크 밸브, 및 연료 전지 스택(22)으로부터의 배기 수소의 방출을 중단하도록 작용하는 게이트 밸브를 구비한다. 다양한 센서들이 수소 공급도관(32) 및 수소 순환도관(33)에 부착되어, 상기 연료 전지 스택(22)으로의 수소 공급 및 상기 연료 전지 스택(22)의 동작 상태들을 조절하게 된다. 이러한 센서들의 통상적인 예시로는 상기 연료 전지 스택(22)의 유입구 부근에 위치되거나 상기 수소 펌프(34)의 배출면 상에 위치되는 압력 센서들과 상기 연료 전지 스택(22)의 유출구 부근에 위치되거나 상기 수소 펌프(34)의 배출면 상에 위치되는 온도 센서들을 들 수 있다. 상기 가스-액체 분리장치(38)에 의해 분리되는 물은 방출 시스템(50) 내의 다수의 분기부들의 회수 탱크(54)로 전해진다.

상기 공기 공급 배출 시스템(40)에 있어서, 공기의 공급은 질량유량계(43)에 의해 측정되고, 에어 컴프레서(44)에 의해 가압되고, 습도 조절 장치(46)에 의해 습도조절되고, 공기 공급도관(42)을 통해 연료 전지 스택(22)의 캐소드들로 공급된다. 상기 연료 전지 스택(22)의 캐소드들로부터의 공기(캐소드 배기가스)는 상기 습도 조절 장치(46) 안으로 도입되어, 상기 컴프레서(44)로부터 공급된 공기를 습도조절하도록 하고, 가스-액체 분리를 위해 가스-액체 분리장치(48)를 통해 이동된다. 상기 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 물은 회수관(52)을 통과하여 회수 탱크(54) 및 버퍼 탱크(57a 내지 57b)로 전해지는 한편, 상기 분리된 가스(배기 가스)는 배기 가스관(51)을 통과하여 차량의 후방부로 전해져 최종적으로 대기로 방출된다. 상기 실시예에서 사용되는 가스-액체 분리장치(48)는 완전한 가스-액체 분리를 달성하는 것이 아니라, 단지 물에서 가스를 불완전하게 분리시킬 뿐이다. 즉, 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 가스는 완전히 건조되는 것이 아니라, 불완전하게 포화된, 완전하게 포화된 또는 과포화된 증기를 함유할 수도 있고, 또는 이러한 증기 이외에 작은 물방울들을 함유할 수도 있다.

상기 방출 시스템(50)은, 수소 공급 시스템(30)의 가스-액체 분리장치(38)에 의해 분리되는 물과 상기 공기 공급 배출 시스템(40)의 상기 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 물을 회수 탱크(54) 및 버퍼 탱크(57a 내지 57f) 안에 일시적으로 축적하고, 상기 축적된 물은 다수의 수출구(58a 내지 58f)(제1실시예의 구조에서는 6개의 수출구)들을 통해 방출시킨다. 조절 장치 밸브(53)는 회수 탱크(54)의 유입구 부근에 설치되어, 상기 축적된 물의 상기 회수 탱크(54) 안으로의 유동을 조절하게 된다. 방출 밸브(56a 내지 56f)는 상기 버퍼 탱크(57a 내지 57f)의 각각의 유입구 부근에 설치되어, 상기 축적된 물의 각각의 버퍼 탱크(57a 내지 57f) 안으로의 유동을 조절하게 된다. 버퍼 탱크(57a 내지 57f)들 중에, 버퍼 탱크(57a, 57b)는 상기 회수관(52)의 분기를 통해 상기 가스-액체 분리장치(48)로부터 직접적으로 물의 유동을 수용하도록 설계된다. 나머지 버퍼 탱크(57c 내지 57f)들은 상기 회수 탱크(54) 내에 축적된 물의 유동을 수용하도록 설계된다.

상기 냉각 시스템(60)은 상기 연료 전지 스택(22) 내부에 형성된 냉각수 유로를 포함하는 냉각수 순환도관(62)을 통해 냉각수의 유동을 순환시켜, 상기 연료 전지 스택(22)을 냉각시키게 된다. 상기 냉각수 순환도관(62)은 냉각수의 유동을 순환시키기 위한 냉각수 펌프(64) 및 외부 공기의 유동에 의해 상기 순환된 냉각수를 냉각시키기 위한 팬을 구비한 라디에이터(66)를 구비한다. 냉각수의 온도 제어를 위하여, 냉각수의 온도를 측정하기 위한 온도 센서들이 상기 연료 전지 스택(22)의 유출구 부근에 그리고 상기 냉각수 순환도관(62) 내의 라디에이터(66)의 하류에 위치된다.

상기 구성을 갖는 연료 전지 시스템(20)에 있어서, 상기 연료 전지 스택(22)은, 수소 펌프(34), 에어 컴프레서(44) 및 냉각수 펌프(64)의 작동과 다양한 센서들로부터 보내진 신호들에 응답하여 게이트 밸브 및 유동 제어 밸브들의 개구 정도의 조절을 통하여 제어된다. 또한 상기 연료 전지 시스템(20)은 예시되지 않은 구동 모터, 충전 가능한 배터리와 충전 가능하지 않은 배터리(84) 및 상기 모터를 구동하기 위한 인버터를 제어하기 위해 파워 컨트롤 유닛(이하, PCU)(70)을 포함한다. 하지만, 이러한 요소들은 본 발명의 핵심적인 것은 아니므로, 상기 요소들의 예시 및 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연료 전지 스택(22)은 차량의 전방면 상의 하부 중앙 영역에 놓여지고, 상기 PCU(70)는 상기 연료 전지 스택(22) 위쪽에 위치된다. 상기 습도 조절 장치(46) 및 에어 컴프레서(44)는 상기 연료 전지 스택(22)의 좌우 전방에 위치된다. 승객실에서의 에어 컨디셔닝을 위한 라디에이터(66) 및 또 다른 라디에이터(80)는 더욱 앞쪽에 위치된다. 상기 수소 펌프(34), 냉각수 펌프(64) 및 가스-액체 분리장치(38) 또한 차량의 전방부에 배치되지만, 이들 요소들 은 설명에서 생략되어 있다. 공기 공급 배출 시스템(40) 내의 상기 가스-액체 분리장치(48)는, 상기 연료 전지 스택(22) 뒤쪽에 그리고 운전석(우측에 핸들이 있는 운전석)의 전방 우하부측 상에 위치된다. 상기 회수 탱크(54)는 차량의 승객실의 중앙 영역 밑에 설치된다. 4개의 고압 수소 탱크(31a 내지 31d)(포괄적으로 도면번호 '31'로 표시함)들이 차량의 하부 후방부에 놓여진다. 배터리(84)는 상기 고압 수소 탱크(31a 내지 31d) 위쪽에 배치된다.

상기 버퍼 탱크(57a 내지 57f)는 앞바퀴(12a, 12b)의 전방과 후방에 그리고 뒷바퀴(14a, 14b)의 전방에 위치된다. 상기 버퍼 탱크(57a 내지 57f) 내에 일시적으로 축적된 물은 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터 자유 낙하에 의해 배출된다. 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 유동의 방출 및 중지는 방출 밸브(56a 내지 56f)를 개폐함으로써 제어된다. 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)는 예시되지 않은 액추에이터들의 작동에 의하여 0% 내지 100%의 범위 내에서 그들의 개방 정도 A를 자유롭게 조정하도록 설계된다. 각각의 방출 밸브(56a 내지 56f)의 개방 정도 A의 조정은, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 조절한다.

도 3은 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출 제어를 위하여, PCU(70) 내에 설치되는 전자제어유닛(71)으로 입력되고 전자제어유닛(71)으로부터 출력되는 제어 신호들을 도시한 블록 다이어그램이다. 상기 전자제어유닛(71)은 CPU(72), 처리 프로그램들을 저장하는 ROM(73), 데이터를 일시적으로 저장하는 RAM(74), 입력 신호들을 수신하는 입력 처리 회로(75) 및 신호들을 출력하는 출력 처리 회로(76)를 포함하는 마이크로컴퓨터로서 구성된다. 상기 전자제어유닛(71)은 입력 처리 회 로(75)를 통해, 차량 속도 센서(101)에 의해 측정 및 전송되는 차량 속도 Va, 상기 차량의 전방 중앙에 부착된 풍속 센서(90)에 의해 측정 및 전송되는 풍속 Vw(도 1 참조), 앞유리창에 물이 떨어지는 지를 감지하는 빗방울 검출 센서(102)로부터 전송되는 빗방울 감지 신호 SWR, 기온 프로브(103)에 의해 측정 및 전송되는 외부 공기 온도 Ta, 조향 각도 센서(104)에 의해 측정 및 전송되는 조향각(운전자의 핸들 회전각), 운전자가 액셀레이터 페달을 밟는 정도를 감지하는 액셀레이터 위치 센서(105)로부터 전송되는 액셀레이터 개방 정도 Acc, 운전자의 기어 변속 동작에 의해 현재 설정된 변속 레버 위치를 검출하는 변속 레버 위치 센서(106)로부터 전송되는 변속 레버 위치 SP, 운전자가 브레이크 페달을 밟는 조작을 감지하는 브레이크 스위치(107)로부터 전송되는 브레이크 전환 신호 SWB, 및 주차 장치의 작동을 감지하는 주차 스위치(108)로부터 전송되는 주차 전환 신호 SWP를 수신한다. 또한 상기 전자제어유닛(71)은 4개의 도어(좌우측 도어들)의 개폐 위치들을 검출하는 도어 개폐 스위치(109)들로부터 전송되는 도어 개폐 전환 신호 SWD1 내지 SWD4, 눈길이나 빙판길에서 주행하는 동안에 운전 제어를 실행하도록 운전석의 전방에 설치되는 스노우 모드 스위치(110)로부터 전송되는 스노우 모드 전환 신호 SWS, 회수 탱크(54) 내에 축적된 물의 물 레벨 HW을 측정하는 물 레벨 게이지(111)로부터 전송되는 물 레벨 HW, 차량의 4군데 코너들에 부착된 간격 탐지기(clearance sonar)(94a 내지 94d)들로부터의 신호들에 응답하여 차량의 네 코너들의 방향에 위치한 물체(장애물)들과의 거리 Lfl, Lfr, Lrl, Lrr를 산출하는 물체 거리 산출 유닛(95)으로부터 전송되는 물체 거리 Lfl, Lfr, Lrl, Lrr, 차량의 후방 중앙 상에 위치한 초고주파 레이더(92)로부터의 신호에 응답하여 후속 차량과의 거리 Lv를 산출하는 후속차량 거리 산출 유닛(93)으로부터 전송되는 후속차량거리 Lv, 및 바퀴들의 로크(lock), 휠스핀(wheelspin) 및 스키드(skid)를 방지하기 위하여 스키드 감소 제어(ABS, TRC, VSC)를 책임지는 스키드 감소 제어 장치(112)로부터 전송되는 스키드 감소 제어 정보를 수신한다. 상기 전자제어유닛(71)은 상기 출력 처리 회로(76)를 통해 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 예시되지 않은 액추에이터들로 구동 신호들을 출력한다.

상술된 구조의 제1실시예의 연료 전지 차량(10) 상에 장착된 연료 전지 시스템(20)에서의 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물을 방출하기 위한 일련의 동작들을 후술한다. 도 4는 전자제어유닛(71)에 의해 실행되는 방출 제어 순서를 도시한 플로우차트이다. 이러한 방출 제어 순서는 미리 정해진 시간 간격으로(예컨대, 매 20 msec 마다) 반복해서 수행된다. 상기 방출 제어 순서는 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 개방 정도 A를 조정하기 위해 다수의 방출 금지 플래그 F1 내지 F5, FL1 내지 FL3 및 FR1 내지 FR3와 보정값 K1 내지 K3를 사용함으로써, 각각의 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 조절하게 된다. 상기 방출 금지 플래그 F1 내지 F5, FL1 내지 FL3 및 FR1 내지 FR3와 보정값 K1 및 K2는 도 5의 구동 상태 보정값 및 플래그 셋팅 순서, 도 6의 차량 자세 플래그 셋팅 순서, 도 7의 회전 플래그 셋팅 순서, 도 8의 장애물 보정값 및 플래그 셋팅 순서, 및 도 9의 로딩/언로딩 플래그 셋팅 순서에 따라 설정되며, 이들은 미리 정해진 시간 간격으로(예컨대, 매 20 msec 마다) 반복해서 수행된다. 설명의 편의성을 위하여, 방출 금지 플래그 F1 내지 F5, FL1 내지 FL3 및 FR1 내지 FR3와 보정값 K1 및 K2을 설정하는 과정을 먼저 설명한 다음, 방출 제어의 절차를 설명한다.

도 5의 구동 상태 보정값 및 플래그 셋팅 순서가 개시되면, 전자제어유닛(71)의 CPU(72)는 우선 구동 상태 보정값 K1 및 방출 금지 플래그 F1을 설정하는데 필요한 데이터, 예컨대 차량 속도 센서(101)로부터의 차량 속도 Va, 풍속 센서(90)로부터의 풍속 Vw, 기온 프로브(103)로부터의 외부 공기 온도 Ta, 및 브레이크 스위치(107)로부터의 브레이크 전환 신호 SWB를 입력한다(단계 S200). 그 후, 상기 CPU(72)는 입력 차량 속도 Va로부터의 차량의 가속도 α를 산출하고(단계 S202), 상기 브레이크 전환 신호 SWB의 온-오프 상태를 체크한다(단계 S204). 상기 브레이크 전환 신호 SWB의 온 상태에 대응하여, 방출 금지 플래그 F1에 값 '1'을 설정하고, 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지시킴으로써, 종결되기 전에 물 방출로 인한 제동 성능의 잠재적인 저하를 방지하게 된다(단계 S226).

다른 한편으로, 브레이크 전환 신호 SWB의 오프 상태에 대응하여, 입력 차량 속도 Va는 미리 정해진 임계값 Va1과 비교된다(단계 S206). 상기 임계값 Va1은 차량의 특성에 따라 좌우되며, 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되는 것을 방지하지 못하는 차량 속도(예컨대, 90 km/h)로 설정된다. 상기 입력 차량 속도 Va가 상기 임계값 Va1보다 큰 경우, 상기 방출 금지 플래그 F1에 값 '1'을 설정하여, 종결되기 전에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 된다(단계 S226). 이러한 설정은 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되는 것을 방지하고, 또한 후방이나 측방에서 주행하고 있는 여타의 차량의 앞유리창에 상기 방출된 물이 튀게 되는 것을 방지하기 위함이다. 다른 한편으로, 상기 입력 차량 속도 Va가 상기 임계값 Va1보다 크지 않으면, 상기 입력 차량 속도 Va를 토대로 차량 속도 보정 계수 Kva를 설정한다(단계 S208). 상기 차량 속도 보정 계수 Kva는 차량 속도 Va가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제한하도록 보다 작게 설정된다. 제1실시예의 구조에 있어서, 차량 속도 Va에 대한 차량 속도 보정 계수 Kva의 변동은 사전에 미리 설정되어 상기 ROM(73) 내의 차량 속도 보정 계수 셋팅 맵으로서 저장된다. 제1실시예의 절차는, 상기 차량 속도 보정 계수 셋팅 맵으로부터 주어진 차량 속도 Va에 상응하는 차량 속도 보정 계수 Kva를 판독 및 설정한다. 차량 속도 보정 계수 셋팅 맵의 일 예가 도 10에 도시되어 있다. 이러한 예시에 있어서, 차량 속도 보정 계수 Kva는 차량 속도 Va가 임계값 Va1보다 작은 값 Va2에 도달할 때까지 값 '1'로 고정되고, 그 후에 상기 값 Va2로부터 차량 속도 Va의 증가에 따라 감소된다.

차량 속도 보정 계수 Kva를 설정한 후, 산출된 가속도 α는 미리 정해진 임계값 α1과 비교된다(단계 S210). 상기 임계값 α1은 차량의 잭래빗 출발(jackrabbit start)의 경우에서의 가속도로서 설정된다. 상기 차량의 잭래빗 출발은 도로면의 상태에 따라 구동 바퀴들의 스키드를 야기할 수도 있다. 구동 바퀴들의 스키드를 야기하는 도로면의 전형적인 일 상태는 젖은 도로면이다. 이에 따라, 상기 임계값 α1은 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출에 의한 구동 바퀴들의 스키드 가능성을 추정하기 위한 기준 가속도로서 설정된다. 산출된 가속도 α 가 상기 임계값 α1보다 큰 경우, 구동 바퀴들의 스키드의 비교적 높은 가능성을 추정하여 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하도록 상기 방출 금지 플래그 F1에 값 '1'을 설정함으로써, 종결되기 전에 구동 바퀴들의 잠재적인 스키드를 방지하게 된다(단계 S226). 다른 한편으로, 상기 산출된 가속도 α가 임계값 α1보다 크지 않으면, 구동 바퀴들의 스키드의 매우 낮은 가능성을 추정하여 상기 산출된 가속도 α를 토대로 가속도 보정 계수 Kα를 설정한다(단계 S212). 상기 가속도 보정 계수 Kα는 가속도 α가 증가함에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제한하도록 보다 작게 설정된다. 제1실시예의 구조에 있어서, 가속도 α에 대한 가속도 보정 계수 Kα의 변동은 사전에 미리 설정되어 ROM(73) 내의 가속도 보정 계수 셋팅 맵으로서 저장된다. 제1실시예의 절차는 상기 차량 속도 보정 계수 셋팅 맵으로부터 주어진 가속도 α에 상응하는 가속도 보정 계수 Kα를 판독 및 설정한다. 가속도 보정 계수 셋팅 맵의 일 예가 도 11에 도시되어 있다. 이러한 예시에 있어서, 가속도 보정 계수 Kα는 가속도 α가 임계값 α1보다 작은 값 α2에 도달할 때까지 값 '1'로 고정되고, 그 후에 상기 값 α2로부터 가속도 α의 증가에 따라 감소된다.

가속도 보정 계수 Kα를 설정한 후, 입력 풍속 Vw는 미리 정해진 임계값 Vw1과 비교된다(단계 S214). 상기 임계값 Vw1은 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 차량풍 또는 주행하고 있는 차량에 대한 공기의 유동에 의해 소용돌이치거나 산란되는 것을 방지하지 못하는 풍속(예컨대, 20 m/s)으로서 설정된다. 상기 입력 풍속 Vw가 임계값 Vw1보다 큰 경우, 종결되기 전에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부 터의 물의 방출을 금지하도록 방출 금지 플래그 F1에 값 '1'을 설정한다(단계 S226). 이러한 설정은 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되는 것을 방지하고, 또한 후방이나 측방에서 주행하고 있는 여타의 차량의 앞유리창에 상기 방출된 물이 튀게 되는 것을 방지하기 위함이다. 다른 한편으로, 상기 입력 풍속 Vw가 상기 임계값 Vw1보다 크지 않으면, 상기 입력 풍속 Vw를 토대로 풍속 보정 계수 Kvw를 설정한다(단계 S216). 상기 풍속 보정 계수 Kvw는 풍속 Vw가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제한하도록 보다 작게 설정된다. 제1실시예의 구조에 있어서, 풍속 Vw에 대한 풍속 보정 계수 Kvw의 변동은 사전에 미리 설정되어 상기 ROM(73) 내의 풍속 보정 계수 셋팅 맵으로서 저장된다. 제1실시예의 절차는, 상기 풍속 보정 계수 셋팅 맵으로부터 주어진 풍속 Vw에 상응하는 풍속 보정 계수 Kvw를 판독 및 설정한다. 풍속 보정 계수 셋팅 맵의 일 예가 도 12에 도시되어 있다. 이러한 예시에 있어서, 풍속 보정 계수 Kvw는 풍속 Vw가 임계값 Vw1보다 작은 값 Vw2에 도달할 때까지 값 '1'로 고정되고, 그 후에 상기 값 Vw2로부터 풍속 Vw의 증가에 따라 감소된다.

풍속 보정 계수 Kvw를 설정한 후, 입력 외부 공기 온도 Ta는 미리 정해진 임계값 Ta1과 비교된다(단계 S218). 상기 임계값 Ta1은 상기 방출되는 물이 증발되거나 도로면 안으로 스며들기 전에 얼어버리는 외부 공기 온도로서 설정된다. 이에 따라, 상기 임계값 Ta1은 방출된 물이 얼어버리는 것을 방지하도록 설정된다. 입력 외부 공기 온도 Ta가 상기 임계값 Ta1보다 낮은 경우, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하도록 상기 방출 금지 플래그 F1에 값 '1'을 설정함으 로써, 종결되기 전에 상기 방출된 물에 의해 도로면이 결빙되는 것을 방지하게 된다(단계 S226). 다른 한편으로, 상기 입력 외부 공기 온도 Ta가 임계값 Ta1보다 낮지 않으면, 상기 입력 외부 공기 온도 Ta를 토대로 외부 공기 온도 보정 계수 Kta를 설정한다(단계 S220). 상기 외부 공기 온도 보정 계수 Kta는 외부 공기 온도 Ta가 감소함에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제한하도록 보다 작게 설정된다. 제1실시예의 구조에 있어서, 외부 공기 온도 Ta에 대한 외부 공기 온도 보정 계수 Kta의 변동은 사전에 미리 설정되어 ROM(73) 내의 외부 공기 온도 보정 계수 셋팅 맵으로서 저장된다. 제1실시예의 절차는 상기 외부 공기 온도 보정 계수 셋팅 맵으로부터 주어진 외부 공기 온도 Ta에 상응하는 외부 공기 온도 보정 계수 Kta를 판독 및 설정한다. 외부 공기 온도 보정 계수 셋팅 맵의 일 예가 도 13에 도시되어 있다. 이러한 예시에 있어서, 외부 공기 온도 보정 계수 Kta는, 외부 공기 온도 Ta가 임계값 Ta1보다 큰 값 Ta2보다 높은 경우에 값 '1'로 고정되고, 그 후에 상기 값 Ta2로부터 외부 공기 온도 Ta의 감소에 따라 증가된다.

각각의 보정 계수 Kva, Kα, Kvw, Kta 설정의 종료 시, 방출 금지 플래그 F1에 값 '0'을 설정하고(단계 S222), 후속해서 상기 각각의 보정 계수 Kva, Kα, Kvw, Kta의 설정값들의 곱을 종결되기 전에 구동 상태 보정값 K1으로 설정한다(단계 S224). 상기 구동 상태 보정값 K1은 구동 상태들, 예컨대 차량 속도 Va, 가속도 α, 풍속 Vw 및 외부 공기 온도 Ta 들을 토대로 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제한한다.

도 6의 차량 자세 플래그 셋팅 순서가 개시되면, 전자제어유닛(71)의 CPU(72)는 우선 방출 금지 플래그 F2 및 좌우측 방출 금지 플래그 FL1 및 FR1를 설정하는데 필요한 데이터, 예컨대 스키드 감소 제어 장치(112)로부터의 스키드 감소 제어 정보, 스노우 모드 스위치(110)로부터의 스노우 모드 전환 신호 SWS 및 브레이크 스위치(107)로부터의 브레이크 전환 신호 SWB를 입력한다(단계 S230). 그 후, 연속해서 입력 브레이크 전환 신호 SWB 및 입력 스노우 모드 전환 신호 SWS의 상태들을 검출한다(단계 S232, S234). 상기 브레이크 전환 신호 SWB의 ON 상태에 대응하여, 상기 방출 금지 플래그 F2에 값 '1'을 설정하여 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지시킴으로써, 종결되기 전에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출로 인한 제동 성능의 잠재적인 저하를 방지하게 된다(단계 S246). 상기 스노우 모드 전환 신호 SWS의 ON 상태에 대응하여, 상기 방출 금지 플래그 F2에 값 '1'을 설정하여, 종결되기 전에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 된다(단계 S246). 이러한 설정은 차량이 눈길이나 빙판길에서 주행하는 동안에 방출되는 물에 의해 야기되는 잠재적인 단점들, 예컨대 방출된 물에 의해 감소하는 마찰 계수로 인하여 스키드가 일어날 가능성이 현저하게 높아지는 것과 상기 방출된 물에 의한 빙판길로 인하여 스키드가 일어날 가능성이 현저하게 높아지는 것 등을 방지하기 위함이다. 브레이크 전환 신호 SWB와 스노우 모드 전환 신호 SWS 양자 모두의 OFF 상태에 대응하여, 상기 입력 스키드 감소 제어 정보를 토대로 현재 상태가 스키드 감소 제어 하에 있는지의 여부를 결정한다(단계 S236). 현재 상태가 스키드 감소 제어 하에 있지 않으면, 종결되기 전에 상기 방출 금지 플래그 F2 및 좌우측 방출 금지 플래그 FL1 및 FR1에 값 '0'을 설정한다. 다른 한 편으로, 현재 상태가 스키드 감소 제어 하에 있으면, 좌측 바퀴나 우측 바퀴가 스키드 감소 제어 하에 있는지의 여부를 결정한다(단계 S238). 상기 좌측 바퀴가 스키드 감소 제어 하에 있으면, 좌측 방출 금지 플래그 FL1에 값 '1'을 설정하여, 종결되기 전에 좌측 바퀴의 스키드에 악영향을 줄 수도 있는 좌측 수출구(58a, 58c, 58e)들로부터의 물의 방출을 금지하게 된다(단계 S240). 상기 우측 바퀴가 스키드 감소 제어 하에 있으면, 우측 방출 금지 플래그 FR1에 값 '1'을 설정하여, 종결되기 전에 우측 바퀴의 스키드에 악영향을 줄 수도 있는 우측 수출구(58b, 58d, 58f)들로부터의 물의 방출을 금지하게 된다(단계 S242).

도 7의 회전 플래그 셋팅 순서가 개시되면, 상기 전자제어유닛(71)의 CPU(72)는 우선 상기 방출 금지 플래그 F3 및 상기 좌우측 방출 금지 플래그 FL2 및 FR2를 설정하는 데 필요한 데이터, 예컨대 조향 각도 센서(104)로부터의 조향각 θ 및 차량 속도 센서(101)로부터의 차량 속도 Va 를 입력한다(단계 S250). 상기 입력 조향각 θ의 절대값은 미리 정해진 임계값 θ1과 비교된다(단계 S252). 상기 임계값 θ1은 핸들의 시계 방향 또는 반시계 방향 회전에 의한 차량의 회전을 검출하기 위한 기준값이다. 제1실시예의 구조에 있어서, 상기 조향각 θ의 음의 값은 핸들의 반시계 방향 회전을 나타내는 반면, 상기 조향각 θ의 양의 값은 핸들의 시계 방향 회전을 나타낸다. 상기 조향각 θ의 절대값이 상기 임계값 θ1 보다 작으면, 회전이 없다고 추정하거나 큰 회전 반경으로 회전된다고 추정하여, 종결되기 전에 상기 방출 금지 플래그 F3 및 좌우측 방출 금지 플래그 FL2 및 FR2에 값 '0'을 설정한다(단계 S254). 다른 한편으로, 상기 조향각 θ의 절대값이 상기 임계값 θ1 보다 작지 않으면, 상기 입력 차량 속도 Va는 미리 정해진 임계값 Va3과 비교된다(단계 S256). 상기 임계값 Va3은 교차로에서 차량의 좌측 회전 또는 우측 회전 시의 기준 차량 속도이고, 예컨대 30 km/h 와 같게 설정된다. 상기 입력 차량 속도 Va가 상기 임계값 Va3보다 작으면, 교차로에서 좌측 회전 또는 우측 회전을 추정하고, 상기 방출 금지 플래그 F3에 값 '1'을 설정하여, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지시킴으로써, 종결되기 전에 교차로의 좌측을 흙탕물로 더럽히는 것을 방지하게 된다(단계 S258). 다른 한편으로, 상기 입력 차량 속도 Va가 상기 임계값 Va3보다 작지 않으면, 조향각 θ의 양의 설정값 또는 음의 설정값을 검출한다(단계 S260). 상기 조향각 θ가 음의 설정값이면, 즉 핸들이 반시계 방향으로 회전하는 경우, 우측 방출 금지 플래그 FR2에 값 '1'을 설정하여, 종결되기 전에 좌측 회전 시에 바깥쪽 바퀴인 우측 바퀴의 잠재적인 스키드를 제한하게 된다(단계 S262). 이와 반대로, 상기 조향각 θ가 양의 설정값이면, 즉 핸들이 시계 방향으로 회전하는 경우, 좌측 방출 금지 플래그 FL2에 값 '1'을 설정하여, 종결되기 전에 우측 회전 시에 바깥쪽 바퀴인 좌측 바퀴의 잠재적인 스키드를 제한하게 된다(단계 S264).

도 8의 장애물 보정값 및 플래그 셋팅 순서가 개시되면, 상기 전자제어유닛(71)의 CPU(72)는 우선 방출 금지 플래그 F4, 좌우측 방출 금지 플래그 FL3 및 FR3 및 후속 차량에 대한 보정값 K2를 설정하는데 필요한 데이터, 예컨대 물체 거리 산출 유닛(95)으로부터의 물체 거리 Lf1, Lfr, Lr1, Lrr 및 후속 차량 거리 산출 유닛(93)으로부터의 후속 차량 거리 Lv 및 상기 차량 속도 센서(101)로부터의 차량 속도 Va를 입력한다(단계 S270). 상기 입력 물체 거리 Lf1, Lfr, Lr1, Lrr 는 미리 정해진 임계값 Lref와 비교된다(단계 S272). 상기 임계값 Lref는, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 물체에 튀지 않는 물이 안튀는 영역을 나타내고, 예컨대 50 cm 및 1 m 와 같게 설정된다. 모든 입력 물체 거리 Lf1, Lfr, Lr1, Lrr 가 상기 임계값 Lref 보다 작지 않으면, 좌우측 방출 금지 플래그 FL3 및 FR3에 값 '0'을 설정한다(단계 S274). 상기 입력 물체 거리 Lf1, Lfr, Lr1, Lrr 중, 좌측 간격 탐지기(clearance sonar)(4a, 94c)로부터의 신호들에 응답하여 산출된 물체 거리 Lfl 및 Lrl 중 어느 하나가 상기 임계값 Lref보다 작으면, 좌측 방출 금지 플래그 FL3에 값 '1'을 설정하여, 상기 좌측 수출구(58a, 58c, 58e)로부터 방출되는 물이 상기 물체 상에 튀게 되는 것을 방지하게 된다(단계 S276). 상기 입력 물체 거리 Lf1, Lfr, Lr1, Lrr 중, 우측 간격 탐지기(clearance sonar)(94b, 94d)로부터의 신호들에 응답하여 산출된 물체 거리 Lfr 및 Lrr 중 어느 하나가 상기 임계값 Lref보다 작으면, 우측 방출 금지 플래그 FR3에 값 '1'을 설정하여, 상기 우측 수출구(58b, 58d, 58f)로부터 방출되는 물이 상기 물체 상에 튀게 되는 것을 방지하게 된다(단계 S278).

상기 좌우측 방출 금지 플래그 FL3 및 FR3를 설정한 후, 상기 입력 차량 속도 Va를 토대로 방출 제한 거리 L1 및 L2를 설정하여, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 차량풍에 의해 소용돌이치게 되거나 산란되는 것을 방지하게 되고, 후방이나 측방에서 주행하고 있는 여하한의 차량의 앞유리창에 물이 튀기는 것도 방지하게 된다(단계 S280). 상기 방출 제한 거리 L1은 수출구(58a 내지 58f) 로부터의 물의 방출을 금지할 필요성이 있는 후속 차량으로부터의 기준 거리를 나타내는 반면, 상기 방출 제한 거리 L2는 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제한할 필요성이 없는 후속 차량으로부터의 기준 거리를 나타낸다. 상기 방출 제한 거리 L1 및 L2는 차량 속도 Va가 증가함에 따라 증가한다. 제1실시예의 구조에 있어서, 상기 차량 속도 Va에 대한 방출 제한 거리 L1 및 L2의 변동들은 사전에 미리 설정되어 ROM(73) 내의 방출 제한 거리 셋팅 맵으로서 저장된다. 상기 제1실시예의 절차는 상기 방출 제한 거리 셋팅 맵으로부터 주어진 차량 속도 Va에 상응하는 방출 제한 거리 L1 및 L2를 판독 및 설정한다. 상기 방출 제한 거리 셋팅 맵의 일 예가 도 14에 도시되어 있다. 이러한 예시에 있어서, 상기 방출 제한 거리 L1 및 L2는 상기 차량 속도 Va에 대한 방출 제한 거리 L1에 대한 설정 곡선 L1 및 상기 차량 속도 Va에 대한 방출 제한 거리 L2에 대한 설정 곡선 L2에 따라 설정된다.

방출 제한 거리 L1 및 L2의 설정 종료 시, 상기 입력 후속 차량 거리 Lv를 상기 방출 제한 거리 L1 및 L2의 설정값들과 비교한다(단계 S282). 상기 입력 후속 차량 거리 Lv가 상기 방출 제한 거리 L1보다 작으면, 상기 방출 금지 플래그 F4에 값 '1'을 설정하여, 종결되기 전에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하도록 한다(단계 S284). 상기 입력 후속 차량 거리 Lv는 상기 방출 제한 거리 L1보다 작지 않지만, 상기 방출 제한 거리 L2보다 크지 않은 경우, 상기 방출 금지 플래그 F4에 값 '0'을 설정하고(단계 S286), 이어서 상기 입력 후속 차량 거리 Lv 및 상기 방출 제한 거리 L1 및 L2의 설정값들을 토대로 보정값 K2를 설정하 여, 종결되기 전에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제한하게 된다(단계 S288). 상기 보정값 K2의 보다 작은 설정값은 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 보다 큰 정도로 제한한다. 상기 방출 제한 거리 L1 및 L2에 대하여 후속 차량 거리 Lv에 대한 보정값 K2의 변동이 도 15에 도시되어 있다. 이러한 예시에 있어서, 상기 보정값 K2는 상기 방출 제한 거리 L1으로부터의 후속 차량 거리 Lv의 증가에 따라 증가하고, 상기 후속 차량 거리 Lv가 상기 방출 제한 거리 L2에 도달한 후 값 '1'로 고정된다. 상기 후속 차량 거리 Lv가 상기 방출 제한 거리 L2보다 크면, 상기 방출 금지 플래그 F4에 값 '0'을 설정하고(단계 S290), 이어서 상기 보정값 K2에 값 '1'을 설정하여, 종결되기 전에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물 방출의 제한이 없도록 한다(단계 S292).

도 9의 로딩/언로딩 플래그 셋팅 순서가 개시되면, 상기 전자제어유닛(71)의 CPU(72)는 우선 상기 방출 금지 플래그 F5를 설정하는데 필요한 데이터, 예컨대 도어 개폐 스위치(109)들로부터의 도어 개폐 전환 신호들 SWD1 내지 SWD4, 변속 레버 위치 센서(106)로부터의 변속 레버 위치 SP 및 주차 스위치(108)로부터의 주차 전환 신호 SWP를 입력한다(단계 S300). 연속적으로 상기 입력 변속 레버 위치 SP가 현재 위치 P에 있는 지의 여부를 결정하고(단계 S302), 상기 입력 주차 전환 신호 SWP가 ON인 지의 여부를 결정하며(단계 S304), 상기 입력 도어 개폐 전환 신호들 SWD1 내지 SWD4이 ON인 지의 여부를 결정한다(단계 S306). 상기 변속 레버 위치 SP가 현재 위치 P에 있는 경우, 상기 주차 전환 신호 SWP가 ON인 경우, 또는 여하한의 도어 개폐 전환 신호들 SWD1 내지 SWD4이 OFF인 경우, 운전자나 승객이 현재 차 량의 객실로 승차하거나 하차한다고 여기고, 종결되기 전에 상기 방출 금지 플래그 F5에 값 '1'을 설정한다(단계 S310). 이러한 설정은 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지함으로써, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 차량에서 승차하거나 하차하는 운전자나 승객들에게 튀는 것이 방지된다. 상기 변속 레버 위치 SP가 현재 위치 P에 없는 경우, 상기 주차 전환 신호 SWP가 OFF인 경우, 모든 도어 개폐 전환 신호들 SWD1 내지 SWD4가 ON인 경우, 운전자나 승객이 현재 차량에 승차하거나 하차하지 않는다고 여기고, 종결되기 전에 상기 방출 금지 플래그 F5에 값 '0'을 설정한다(단계 S308).

도 4의 방출 제어 순서는, 후술하는 상기 방출 금지 플래그 F1 내지 F5, FL1 내지 FL3 및 FR1 내지 FR3의 설정값들과 보정값 K1 및 K2를 토대로, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제어한다. 도 4의 방출 제어 순서가 개시되면, 상기 전자제어유닛(71)의 CPU(72)는 우선 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출 제어에 필요한 데이터, 예컨대 빗방울 검출 센서(102)로부터의 빗방울 감지 신호 SWR, 물 레벨 게이지(111)로부터의 물 레벨 HW 및 방출 금지 플래그 F1 내지 F5, FL1 내지 FL3 및 FR1 내지 FR3의 설정값들과 보정값 K1 및 K2를 입력한다(단계 S100). 후속해서 상기 빗방울 감지 신호 SWR이 ON인 지의 여부, 즉 빗방울의 존재가 감지되는 지의 여부를 결정한다(단계 S102). 상기 빗방울 감지 신호 SWR의 ON 상태에 대응하여, 즉 빗방울의 존재 감지에 대응하여, 도로면이 비에 의해 젖어 있다고 여기고, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제한할 필요가 없다. 이에 따라, 좌측 방출 밸브(56a, 56c, 56e)의 개방 정도 Al 및 우측 방출 밸브(56b, 56d, 56f)의 개방 정도 Ar을 100%로 설정하고(단계 S104), 종결되기 전에 밸브 개방 정도 Al 및 Ar의 설정값으로 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 개방 정도들을 조절하도록 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 액추에이터들을 구동시킨다(단계 S130). 다시 말해, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)들은 이러한 상태 하에 완전-개방된 위치로 설정된다. 비로 젖은 도로면의 상태에서는, 빗물이 자연적으로 차량풍에 의해 소용돌이치고 산란된다. 이에 따라, 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물 뿐만 아니라 빗물이 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되는 단점이 없게 된다.

다른 한편으로, 상기 빗방울 감지 신호 SWR의 OFF 상태에 대응하여, 즉 빗방울의 존재를 감지하지 못한 것에 대응하여, 상기 방출 금지 플래그 F1 내지 F5의 설정값들을 체크한다(단계 S106). 여하한의 방출 금지 플래그 F1 내지 F5의 설정값이 1과 같은 경우, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 0%로 설정하고, 종결되기 전에 밸브 개방 정도 Al 및 Ar의 설정값으로 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 개방 정도들을 조절하도록 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 액추에이터들을 구동시킨다(단계 S130). 다시 말해, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)들은 이러한 상태 하에 완전-폐쇄된 위치로 설정된다. 앞서 논의된 바와 같이, 도 5 내지 도 9의 각각의 셋팅 순서들에서 여하한의 방출 금지 플래그 F1 내지 F5에 값 '1'을 설정하는 과정에 있어서, 상기 구성예는 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되고, 후방이나 측방에서 주행하고 있는 여하한의 차량의 앞유리창에 물이 튀는 것을 효과적으로 방지한다. 이러한 구성 예는 또한 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출로 인한 제동 성능의 잠재적인 저하를 제한하기도 한다. 상기 구성예는 또한 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출에 의해 교차로의 좌측을 흙탕물로 더럽히는 것을 방지함으로써, 차량에 승차하거나 하차하는 운전자나 승객에게 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 튀게 되는 것을 막게 된다.

모든 방출 금지 플래그 F1 내지 F5가 0과 같으면, 상기 회수 탱크(54)의 입력 물 레벨 HW이 임계값 H1 및 H2와 비교된다(단계 S108). 상기 임계값 H1은, 가스-액체 분리장치(48)로부터 상기 회수 탱크(54) 안으로 충분한 양의 물이 수용되도록 하는 기준 물 레벨이고, 예컨대 상기 회수 탱크(54)의 전체 용량의 30% 또는 40%와 같게 설정된다. 상기 임계값 H2는 상기 회수 탱크(54)의 실질적으로 완전한 레벨을 추정하는 기준 물 레벨이고, 예컨대 상기 회수 탱크(54)의 전체 용량의 90%와 같게 설정된다. 상기 회수 탱크(54)의 입력 물 레벨 HW이 상기 임계값 H1보다 작으면, 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 0%로 설정하여, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출로 인한 잠재적인 단점을 제거하고(단계 S110), 종결되기 전에 밸브 개방 정도 Al 및 Ar의 설정값으로 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 개방 정도들을 조절하도록 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 액추에이터들을 구동시킨다(단계 S130). 상기 회수 탱크(54)의 입력 물 레벨 HW가 상기 임계값 H1보다 작지 않지만 상기 임계값 H2보다 크지 않으면, 보다 높은 물 레벨 HW에 대응하여 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 증대시키도록 보정값 K3을 설정하고(단계 S112), 상기 연료 전지 스택(22)으로부터의 출력을 제 한하도록 배치되는 경우에 출력 제한을 취소한다(단계 S114). 제1실시예의 구조에 있어서, 상기 물 레벨 HW에 대한 보정값 K3의 변동은 사전에 미리 설정되어 상기 ROM(73) 내의 보정값 셋팅 맵으로서 저장된다. 제1실시예의 절차는 상기 보정값 셋팅 맵으로부터의 주어진 물 레벨 HW에 상응하는 보정값 K3을 판독 및 설정한다. 상기 보정값 K3의 보다 작은 설정값은 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 보다 큰 정도로 제한한다. 상기 임계값 H1 및 H2에 대한 물 레벨 HW에 대한 보정값 K3의 변동이 도 16에 도시되어 있다. 이러한 예시에 있어서, 상기 보정값 K3은 상기 임계값 H1으로부터의 물 레벨 HW의 상승에 따라 증가하고, 상기 물 레벨 HW가 상기 임계값 H2에 도달한 후에 값 '1'로 고정된다. 상기 입력 물 레벨 HW이 상기 임계값 H2보다 큰 경우, 상기 보정값 K3에 값 '1'을 설정하고(단계 S116), 상기 연료 전지 스택(22)으로부터의 출력을 제한하도록 상기 출력 제한을 실시한다(단계 S118). 상기 연료 전지 스택(22)의 출력 제한은 상기 연료 전지 스택(22)으로부터의 출력을 제한하도록 여타의 관련 요소들 및 상기 연료 전지 스택(22)의 예시되지 않은 출력 단자와 함께 연결되는 DC/DC 컨버터를 제어하고, 불충분한 전력을 배터리(84)로부터 보충한다. 상기 연료 전지 스택(22)의 출력 제한은 단위 시간당 상기 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물의 양을 감소시켜, 상기 회수 탱크(54)가 그 완전 레벨에 도달하는 것을 효과적으로 방지하게 된다.

상기 보정값 K3을 설정한 후, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 상기 보정값 K3, 상기 입력 보정값 K1 및 K2의 설정값 및 값 '100'의 곱으로 설정하고(단계 S120), 이어서 상기 좌측 방출 금지 플래그 FL1 내지 FL3 의 설정값들을 체크한다(단계 S122). 여하한의 좌측 방출 금지 플래그 FL1 내지 FL3의 설정값이 1과 같은 경우, 상기 좌측 방출 밸브(56a, 56c, 56e)의 개방 정도 Al을 0%로 설정한다(단계 S124). 다른 한편으로, 모든 좌측 방출 금지 플래그 FL1 내지 FL3가 0과 같으면, 좌측 방출 밸브(56a, 56c, 56e)의 개방 정도 A1의 현재 설정값이 변하지 않고 유지된다. 후속해서 우측 방출 금지 플래그 FR1 내지 FR3의 설정값들을 체크한다(단계 S126). 여하한의 우측 방출 금지 플래그 FR1 내지 FR3의 설정값이 1과 같으면, 우측 방출 밸브(56b, 56d, 56f)의 개방 정도 Ar을 0%로 설정한다(단계 S128). 다른 한편으로, 모든 우측 방출 금지 플래그 FR1 내지 FR3가 0과 같으면, 상기 우측 방출 밸브(56d, 56d, 56f)의 개방 정도 Ar의 현재 설정값이 변하지 않고 유지된다. 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar의 설정 종료 시, 종결되기 전에 상기 밸브 개방 정도 Al 및 Ar의 설정값들로 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 개방 정도들을 조절하도록 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 액추에이터들을 구동시킨다(단계 S130). 여하한의 좌측 방출 금지 플래그 FL1 내지 FL3가 1과 같으면, 상기 좌측 방출 밸브(56a, 56c, 56e)의 개방 정도 Al이 0%와 같게 설정되어, 상기 좌측 수출구(58a, 58c, 58e)들로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 여하한의 우측 방출 금지 플래그 FR1 내지 FR3가 1과 같으면, 상기 우측 방출 밸브(56b, 56d, 56f)의 개방 정도 Ar이 0%와 같게 설정되어, 상기 우측 수출구(58b, 58d, 58f)들로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 이러한 구성예는 스키드 감소 제어 하에 바퀴의 스키드에 악영향을 줄 수 있는 가능성을 효과적으로 제거하고, 운전자가 핸들을 조작하여 차량을 회전시킬 때에 바깥쪽 바퀴의 잠재적인 스키드를 효과적으로 제한하며, 바람직하게는 상기 방출된 물이 인접한 여하한의 물체에 튀게 되는 것을 방지한다.

상술된 바와 같이, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 차량의 구동 상태, 주변 환경, 차량으로의 승차와 차량으로부터의 하차 및 상기 차량 부근의 여하한의 장애물의 상태에 따라 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물을 적절하게 방출시킨다. 따라서, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 다음을 포함하는 다양한 효과들을 발휘한다: (1) 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되고, 후방이나 측방에서 주행하고 있는 여하한의 차량의 앞유리창에 튀게 되는 것을 방지하는 효과; (2) 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출로 인한 제동 성능의 잠재적인 저하를 제한하는 효과; (3) 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출에 의하여 교차로의 좌측을 흙탕물로 더럽히는 것을 방지하는 효과; (4) 차량에서 승차하거나 하차하는 운전자나 승객에게 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터 방출되는 물이 튀기는 것을 방지하는 효과; (5) 스키드 감소 제어 하에 바퀴의 스키드에 대한 잠재적인 악영향을 제거하는 효과; (6) 운전자가 핸들을 조작하여 차량을 회전시킬 때에 바깥쪽 바퀴의 잠재적인 스키드를 제한하는 효과; 및 (7) 인접한 여하한의 물체에 상기 방출된 물이 튀게 되는 것을 방지하는 효과.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)에 있어서, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 개구 정도 Al 및 Ar는, 차량 속도 Va 및 차량의 가속도 α, 풍속 Vw, 외부 공기 온도 Ta, 브레이크 스위치(107)의 상태를 나타내는 브레이크 전환 신호 SWB, 스노우 모드 스위치(110)의 상태를 나타내는 스노우 모드 전환 신호 SWS, 스키드 감소 제어의 상태들을 나타내는 스키드 감소 제어 정보, 조향각 θ와 차량 속도 Va에 기초한 회전의 상태, 차량의 네 코너들과 물체간의 거리 Lfl, Lfr, Lrl, Lrr, 후속 차량으로부터의 거리 Lv, 도어 개폐 전환 신호 SWD1 내지 SWD4와 주차 전환 신호 SWP에 응답하여 차량에 승차하거나 차량으로부터 하차할 추정된 가능성, 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW 및 빗방울 검출 센서(102)로부터의 빗방울 감지 신호 SWR를 토대로, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 조절하도록 설정된다. 하지만, 이러한 입력값, 산출값 및 추정값들은 결코 제한적인 것이 아니다. 그렇지 않으면, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출은, 차량의 구동 상태, 주변 환경, 차량에 승차하거나 차량으로부터 하차할 가능성 및 여하한의 장애물의 상태를 나타내는 여하한의 입력값, 산출값 및 추정값들에 따라 조절될 수도 있다. 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출의 조절은, 이러한 입력값, 산출값, 추정값들 모두를 기초로 하지 않고, 이러한 입력값, 산출값 및 추정값들 중 일부의 적절한 조합을 기초로 하거나 또는 상기 입력값, 산출값 및 추정값들 중 일부와 또 다른 기술에 의한 것과의 적절한 조합을 기초로 할 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 차량 속도 Va가 임계값 Va1보다 크지 않은 상태에서, 상기 차량 속도 Va가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 감소시키도록 상기 차량 속도 Va에 대한 보정 계수 Kva를 연속적으로 변화시킨다. 하지만, 차량 속도 Va가 증가함에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 줄이기 위한 보정 계수 Kva의 변동을 요건으로 한다. 따라서, 상기 보정 계수 Kva는 차량 속도 Va에 대하여 계단식으로 변하도록 설정될 수도 있다. 상기 차량 속도 Va가 상기 임계값 Va1보다 크지 않으면, 상기 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 차량 속도 Va가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 낮추도록 보정 계수 Kva를 설정한다. 상기 차량 속도 Va가 상기 임계값 Va1보다 크면, 상기 방출 금지 플래그 F1은 1과 같게 설정되어, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 보다 간단한 일 수정예는, 임계값 Va1보다 큰 차량 속도 Va의 상태 하에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하면서, 상기 임계값 Va1보다 크지 않은 차량 속도 Va의 상태 하에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 허용할 수도 있다. 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 차량 속도 Va가 임계값 Va1보다 크지 않은 상태에서, 차량 속도 Va가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 낮추도록 보정 계수 Kva를 설정한다. 가능성 있는 또 다른 수정예는 차량 속도 Va에 상응하는 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출의 상한치를 설정하고, 상기 상한치의 설정 범위 내에서 물의 방출을 허용할 수도 있다. 상기 상한치는 차량 속도 Va가 증가함에 따라 감소하는 것이 바람직하다. 가능성 있는 또 다른 수정예는 차량 속도 Va를 토대로 차량의 정지 상태와 상기 차량의 구동 상태를 식별하고, 상기 구동 상태에서의 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출이 상기 정지 상태에서의 물의 방출보다 적도록 조절할 수도 있다. 상기 수정예의 절차는, 정지 상태와 구동 상태에서의 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출의 각각의 상한치를 설정하고, 상응하는 상태에서의 상한치의 설정 범위 내에서 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터 의 물의 방출을 허용할 수도 있다. 가능성 있는 또 다른 수정예는 차량 속도 Va를 토대로 차량의 정지 상태와 차량의 구동 상태를 식별하고, 상기 구동 상태에서의 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출이 상기 구동 상태에서의 연료 전지 스택(22)에 의한 물의 생성보다 적도록 조절할 수도 있는 한편, 정지 상태에서의 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출이 상기 정지 상태에서의 연료 전지 스택(22)에 의한 물의 생성보다 크도록 조절할 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 가속도 α가 임계값 α1보다 크지 않은 상태에서, 가속도 α에 대한 보정 계수 Kα를 선형으로 변화시켜, 가속도 α가 증가함에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 감소시키게 된다. 하지만, 가속도 α가 증가함에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 줄이기 위한 보정 계수 Kα의 변동을 요건으로 한다. 따라서, 상기 보정 계수 Kα는 가속도 α에 대하여 계단식으로 변하도록 설정될 수도 있다. 상기 가속도 α가 상기 임계값 α1보다 크지 않으면, 상기 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 가속도 α가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 낮추도록 보정 계수 Kα를 설정한다. 상기 가속도 α가 상기 임계값 α1보다 크면, 상기 방출 금지 플래그 F1은 1과 같게 설정되어, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 보다 간단한 일 수정예는, 임계값 α1보다 큰 가속도 α의 상태 하에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하면서, 상기 임계값 α1보다 크지 않은 가속도 α의 상태 하에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 허용할 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 풍속 Vw가 임계값 Vw1보다 크지 않은 상태에서, 풍속 Vw가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 감소시키도록 상기 풍속 Vw에 대한 보정 계수 Kva를 연속적으로 변화시킨다. 하지만, 풍속 Vw가 증가함에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 줄이기 위한 보정 계수 Kvw의 변동을 요건으로 한다. 따라서, 상기 보정 계수 Kvw는 풍속 Vw에 대하여 계단식으로 변하도록 설정될 수도 있다. 상기 풍속 Vw가 상기 임계값 Vw1보다 크지 않으면, 상기 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 풍속 Vw가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 낮추도록 보정 계수 Kvw를 설정한다. 상기 풍속 Vw가 상기 임계값 Vw1보다 크면, 상기 방출 금지 플래그 F1은 1과 같게 설정되어, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 보다 간단한 일 수정예는, 임계값 Vw1보다 큰 풍속 Vw의 상태 하에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하면서, 상기 임계값 Vw1보다 크지 않은 풍속 Vw의 상태 하에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 허용할 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 외부 공기 온도 Ta가 임계값 Ta1보다 낮지 않은 상태에서, 외부 공기 온도 Ta에 대한 보정 계수 Kta를 선형으로 변화시켜, 외부 공기 온도 Ta가 증가함에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 증대시키게 된다. 하지만, 외부 공기 온도 Ta가 증가함에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 증대시키기 위한 보정 계수 Kta의 변동을 요건으로 한다. 따라서, 상기 보정 계수 Kta는 외부 공기 온도 Ta에 대하여 계단식으로 변하도록 설 정될 수도 있다. 상기 외부 공기 온도 Ta가 상기 임계값 Ta1보다 낮지 않으면, 상기 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 외부 공기 온도 Ta가 증가함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 증대시키도록 보정 계수 Kta를 설정한다. 상기 외부 공기 온도 Ta가 상기 임계값 Ta1보다 낮으면, 상기 방출 금지 플래그 F1은 1과 같게 설정되어, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 보다 간단한 일 수정예는, 임계값 Ta1보다 낮은 외부 공기 온도 Ta의 상태 하에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하면서, 상기 임계값 Ta1보다 낮지 않은 외부 공기 온도 Ta의 상태 하에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 허용할 수도 있다.

*제1실시예의 연료 전지 차량(10)에 있어서, 브레이크 전환 신호 SWB의 ON 상태에 대응하여, 방출 금지 플래그 F2는 1과 같게 설정되어, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 됨으로써, 물의 방출로 인한 제동 성능의 잠재적인 저하를 제한하게 된다. 가능성 있는 일 수정예는, 상기 브레이크 전환 신호 SWB의 ON 상태에서도 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하지 않을 수도 있다. 이러한 수정예의 절차는, 상기 브레이크 전환 신호 SWB의 ON 상태에서의 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출이 상기 브레이크 전환 신호 SWB의 OFF 상태에서의 물의 방출보다 적도록 설정될 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)에 있어서, 스노우 모드 전환 신호 SWS의 ON 상태에 대응하여, 방출 금지 플래그 F2는 1과 같게 설정되어, 상기 수출구(58a 내 지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 됨으로써, 상기 방출된 물이 눈길 도로면 상에서 얼어 붙게 되는 것을 방지하게 된다. 가능성 있는 일 수정예는, 상기 스노우 모드 전환 신호 SWS의 ON 상태에서도 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하지 않을 수도 있다. 이러한 수정예의 절차는, 상기 스노우 모드 전환 신호 SWS의 ON 상태에서의 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출이 상기 스노우 모드 전환 신호 SWS의 OFF 상태에서의 물의 방출보다 적도록 설정될 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)에 있어서, 여하한의 바퀴가 스키드 감소 제어 하에 있으면, 상기 물의 방출이 바퀴의 스키드에 악영향을 줄 수도 있는 쪽에 있는 방출 금지 플래그(좌측 방출 금지 플래그 FL1 또는 우측 방출 금지 플래그 FR1 중 어느 것)가 1과 같게 설정되어, 스키드 감소 제어 하에 상기 바퀴 쪽에 있는 모든 수출구로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 하지만, 스키드 감소 제어 하에 상기 바퀴 쪽에 있는 모든 수출구로부터의 물의 방출을 금지하는 것이 핵심적인 것은 아니다. 가능성 있는 일 수정예는 스키드 감소 제어 하에 상기 바퀴에 상응하는 수출구로부터만 물의 방출을 금지할 수도 있는데, 예컨대 좌측 앞바퀴(12a)가 스키드 감소 제어 하에 있는 경우에 수출구(58a)로부터만 물의 방출을 금지할 수도 있는 한편, 같은 쪽에 있는 수출구(58c, 58e)로부터의 물의 방출을 허용한다. 가능성 있는 또 다른 수정예는 여하한의 바퀴가 스키드 감소 제어 하에 있는 경우에 모든 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지할 수도 있다.

조향각 θ의 절대값이 임계값 θ1보다 작지 않은 경우 및 차량 속도 Va가 임계값 Va3보다 작은 경우에, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 교차로에서의 회전 을 추정하고 상기 방출 금지 플래그 F3에 값 '1'을 설정하여, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 됨으로써, 상기 교차로의 좌측을 흙탕물로 더럽히는 것을 방지하게 된다. 교차로에서의 회전은, 상기 비교 결과들과 조합하여 회전 신호의 점등을 토대로 추정될 수도 있다. 교차로에서의 회전의 추정에 대응하여, 상기 절차는 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 완벽하게 금지하는 대신에, 단지 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출만을 감소시킬 수도 있다.

상기 조향각 θ의 절대값이 임계값 θ1보다 작지 않은 경우 및 상기 차량 속도 Va가 임계값 Va3보다 작지 않은 경우에는, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)이 회전을 추정하고, 좌측 방출 금지 플래그 FL2 또는 우측 방출 금지 플래그 FR2 중 어느 것에 값 '1'을 설정하여, 회전의 바깥쪽에 있는 수출구로부터의 물의 방출을 금지하게 됨으로써, 회전 시 바깥쪽 바퀴의 잠재적인 스키드를 제한하게 된다. 가능성 있는 일 수정예로, 차량이 회전할 때에 모든 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지할 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 차량의 네 코너들에 위치한 간격 탐지기(clearance sonar)(94a 내지 94d)로부터의 신호들에 응답하여 차량의 네 코너들과 물체 사이의 거리 Lfl, Lfr, Lrl, Lrr을 산출한다. 상기 간격 탐지기(clearance sonar)(94a 내지 94d)의 위치들은 차량의 네 코너들에만 제한되는 것이 아니라 임의로 설정될 수도 있다. 간격 탐지기(clearance sonar)(94a 내지 94d)로부터의 신호들에 응답하여 산출되는 물체와 상기 차량의 네 코너들간의 여하한의 거리 Lfl, Lfr, Lrl, Lrr가 임계값 Lref보다 작으면, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 물체가 존재하는 쪽에 있는 수출구들로부터의 물의 방출을 금지한다. 이것은 임계값 Lref보다 작은 거리만큼만 차량으로부터 떨어져 있는 물체에 방출된 물이 튀는 것을 방지한다. 가능성 있는 일 수정예는 단지 물체가 존재하는 쪽에 있는 수출구들로부터의 물의 방출만을 감소시킬 수도 있다. 가능성 있는 또 다른 수정예는, 물체의 방향에 위치한 수출구로부터만 물의 방출을 금지할 수도 있는데, 예컨대 간격 탐지기(clearance sonar)(94a)로부터의 신호에 응답하여 산출되는 물체의 거리 Lfl가 임계값 Lref보다 작은 경우에 수출구(58a)로부터만 물의 방출을 금지하는 한편, 여타의 수출구(58b 내지 58f)로부터의 물의 방출을 허용할 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 차량 속도 Va를 토대로 방출 제한 거리 L1 및 L2를 설정하고, 상기 방출 금지 플래그 F4에 값 '1'을 설정하여, 후속 차량 거리 Lv가 방출 제한 거리 L1보다 짧은 경우에 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 가능성 있는 일 수정예는 단지 후속 차량 거리 Lv가 방출 제한 거리 L1보다 짧은 경우에도 물의 방출을 완벽하게 금지하는 대신에, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출만을 감소시킬 수도 있다. 상기 후속 차량 거리 Lv가 상기 방출 제한 거리 L1보다는 짧지 않지만, 상기 방출 제한 거리 L2보다 길지 않은 경우, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 후속 차량 거리 Lv가 감소함에 따라 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 보다 큰 정도로 제한하도록 보정값 K2을 계속해서 변화시킨다. 상기 보정값 K2은 대안적으로 계단식으로 변할 수도 있다. 상기 방출 제한 거리 L1 및 L2는, 제1실시예의 절차가 차량 속도 Va를 토대로 방출 제한 거리 L1 및 L2를 설정하는 동안에 상기 차량 속도 Va에 관계 없이 설정될 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 변속 레버 위치 SP, 주차 전환 신호 SWP 및 도어 개폐 전환 신호 SWD1 내지 SWD4에 응답하여, 차량에 승차하거나 차량으로부터 하차할 가능성을 추정한다. 차량에 승차하거나 차량으로부터 하차할 가능성은, 이러한 입력값들 이외에 시트 스위치(sheet switch)의 온-오프 상태에 대응하여 추정될 수도 있다. 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 차량에 승차하거나 차량으로부터 하차할 가능성을 추정하는 경우에, 모든 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지한다. 가능성 있는 일 수정예로, 승차 또는 하차의 가능성이 추정되는 좌석 부근의 수출구로부터만 물의 방출을 금지하는 한편, 여타의 수출구들로부터의 물의 방출을 허용할 수도 있다. 예를 들어, 좌측 앞좌석에 승차하거나 좌측 앞좌석으로부터 하차할 가능성을 추정하는 경우에 좌측 앞좌석 부근의 수출구(58c)로부터만 물의 방출을 금지하는 한편, 여타의 수출구(58a, 58b, 58d 내지 58f)로부터의 물의 방출을 허용한다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 빗방울 검출 센서(102)에 의해 빗방울의 존재를 감지하는 것에 대응하여, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 완전-개방된 위치(100%)로 설정한다. 상기 밸브 개방 정도 Al 및 Ar은 대안적으로 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW에 따라 변할 수도 있다. 제1실시예의 연료 전지 차량(10)에 있어서, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar은, 빗방울 검출 센서(102)에 의해 빗방울의 존재를 감지하는 것에 대응하여, 완 전-개방된 위치(100%)로 설정된다. 가능성 있는 일 수정예로, 빗방울 검출 센서(102)로 빗방울을 감지하는 것이 미리 정해진 시간 주기 동안 또는 시간 주기에 걸쳐 계속되는 경우에 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 완전-개방된 위치(100%)로 설정할 수도 있다. 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 빗방울 검출 센서(102)에 의한 빗방울의 감지에 대응하여 젖은 도로면을 가정하고, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 완전-개방된 위치(100%)로 설정한다. 가능성 있는 또 다른 수정예로, 도로면의 관측된 반사율을 토대로 젖은 도로면을 가정하고, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 완전-개방된 위치(100%)로 설정할 수도 있다.

회수 탱크(54)의 물 레벨 HW가 임계값 H1보다 낮으면, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 완전-폐쇄된 위치(0%)로 설정하여, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 금지하게 된다. 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출은 대안적으로 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW이 임계값 H1보다 낮은 경우에도 허용될 수도 있다. 상기 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW이 임계값 H1보다 낮지 않지만, 임계값 H2보다 높지 않으면, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 상기 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW의 상승에 따라 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 증대시키도록 보정값 K3을 계속해서 변화시킨다. 상기 보정값 K3은 대안적으로 계단식으로 변할 수도 있다. 가능성 있는 또 다른 수정예로, 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW이 임계값 H1보다 낮지 않지만 임계값 H2보다 높지 않은 경우에 상기 보정값 K3을 미리 정해진 값으로 고정할 수 도 있다. 제1실시예의 연료 전지 차량(10)은, 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW이 임계값 H2보다 높은 경우에 연료 전지 스택(22)의 출력 제한을 정한다. 가능성 있는 일 수정예로, 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW이 임계값 H2보다 높은 경우에도 연료 전지 스택(22)의 출력 제한을 정하지 않을 수도 있다.

여타의 다양한 기술들이 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제어하기 위해 적용될 수도 있다. 예컨대, 물방울이 튀는 것에 영향을 주는 도로면의 거칠기를 감지하고, 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 조절하는 기술; 네비게이션 시스템에 의한 일기예보 입력에 따라 회수 탱크(54)의 물 레벨 HW을 조절하고, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제어하는 기술; 및 지리적인 정보를 토대로 상기 방출 밸브(56a 내지 56f)의 밸브 개방 정도 Al 및 Ar을 조절하는 기술 등이 적용될 수 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 6개의 수출구(58a 내지 58f)를 구비하여 그로부터 물을 방출하게 된다. 하지만, 수출구들의 개수는 6개로 제한되는 것이 아니라, 6개보다 적은 개수, 예컨대 4개일 수도 있고 또는 6개보다 많은, 예컨대 8개일 수도 있다. 제1실시예의 연료 전지 스택(10)에 있어서, 버퍼 탱크(57a 내지 57f)들은 상기 방출 밸브(56a 내지 56f) 하류에 위치된다. 상기 버퍼 탱크(57a 내지 57f) 내에 축적된 물은 이에 따라 자유 낙하에 의하여 수출구(58a 내지 58f)로부터 배출된다. 수정된 일 구조에 있어서, 밸브들은 각각의 수출구(58a 내지 58f)에 위치되고, 상기 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출을 제어하도록 조절될 수도 있다. 상기 버퍼 탱크(57a 내지 57f)는 필요하지 않은 경우에 상기 구조에서 생략될 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)은 수소 순환도관(33)을 구비하여 상기 연료 전지 스택(22)으로부터 배출되는 반응하지 않은 수소를 수소 공급도관(32)으로 순환시키게 된다. 상기 수소 순환도관(33)은 필요하지 않은 경우 생략될 수도 있다.

제1실시예의 연료 전지 차량(10)에 있어서, 공기 공급 배출 시스템(40)의 가스-액체 분리장치(48)는 완벽한 가스-액체 분리를 달성하지 못한다. 상기 액체-가스 분리장치는 완벽한 가스-액체 분리의 능력을 가질 수도 있다.

B. 제2실시예

본 발명의 제2실시예의 이동체로서 또 다른 연료 전지 차량(210)을 아래에 설명한다. 도 17은 제2실시예의 연료 전지 차량(210) 상에 장착된 장치들의 평면 레이아웃을 도시한 평면도이다. 도 18은 제2실시예의 연료 전지 차량(210) 상에 장착된 연료 전지 시스템(220)의 구성을 개략적으로 도시한 시스템 다이어그램이다. 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 제2실시예의 연료 전지 차량(210)은, 연료 전지 시스템(220) 내에 포함된 배기 가스관(51)의 배출단 상에 위치한 가변-방향 유출구(260)를 제외하고는, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)과 유사한 구성을 가진다. 중복 설명을 피하기 위하여, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)의 구성요소와 제2실시예의 연료 전지 차량(210)의 동일한 구성요소들은 동일한 도면부호들로 표시되고, 본 명세서에서 특별히 설명하지는 아니한다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 상기 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 배기가스는 배기 가스관(51)을 통해 운전석 뒤쪽의 뒷바퀴의 후방측(즉, 차량의 우 측 후방측)으로 흐르고, 가변-검출 유출구(260)를 통해 대기로 방출된다. 도 19는 배기 가스관(51)의 배출단 상에 위치한 가변-방향 유출구(260)의 구조를 개략적으로 예시한다. 도 20은 가변-방향 유출구(260)의 동작을 보여준다. 예시된 바와 같이, 상기 가변-방향 유출구(260)는, 대략적으로 45도의 각도로 절단부(cut end)를 구비하고 상기 배기 가스관(51)과 연결하기 위해 실질적으로 수평 방향 방위로 배치되는 고정관(262), 상기 고정관(262)과 연결하기 위하여 대략적으로 45도의 각도로 조인트 절단부를 구비한 짧은 가동관(264) 및 도 20(a) 및 도 20(b)에 도시된 바와 같이 대략적으로 90도의 각도로 상기 가동관(264)을 회전시키는 액추에이터로서 작동하는 모터(268)를 포함한다. 상기 가동관(264)의 조인트 절단부의 에지 및 상기 고정관(262)의 절단부의 에지는 상기 모터(268)의 회전 샤프트(266)에 고정된다. 상기 배기 가스관(51)을 통해 흐르는 증기-함유 배기가스는, 도 20(a)의 수직으로 하향 방향과 도 20(b)의 수평 방향 사이의 각도에서 조정되는 가동관(264)의 방향으로 방출된다. 상기 가동관(264)의 이동 방향은 차량의 횡방향과 후방 방향의 성분들을 가지는데, 그 이유는 상기 가동관(264)이 도 17 및 도 19에 명확하게 도시된 바와 같이, 차량의 측면과 대략적으로 45도의 각도를 이루기 때문이다. 차량의 주행 동안, 수평 방향으로 상기 가동관(264)을 향하는 형태(즉, 차량의 횡방향과 후방 방향의 성분들을 가지는 도 20(b)의 상태)에서는 배기가스가 가변-방향 유출구(260)로부터 방출된다. 상기 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 배기가스는 증기를 함유한다. 증기의 일부는 상기 가변-방향 유출구(260)로부터 방출하기 이전에 액화되고, 상기 가변-방향 유출구(260)로부터 배기가스와 함께 방출된다. 상기 가변-방향 유출구(260)로부터 배기가스와 함께 액화 및 방출되는 물은 차량의 후방으로 비스듬하게 유동된다. 차량의 주행으로 인해 야기되는 차량풍 또는 기류는 상기 차량의 폭을 가로질러 후방 절반쯤에서, 특히 차량의 후방 중심부에서 상대적으로 강하다. 차량풍의 영향은 차량의 측면으로부터 떨어져 있는 거리가 증가함에 따라 감소된다. 따라서, 차량의 후방으로 비스듬하게 배기가스를 방출하는 것은 바람직하게 배기가스와 함께 방출되는 물에 대한 차량풍의 영향을 감소시켜, 상기 방출된 물이 차량풍에 의해 소용돌이치는 것을 방지하게 된다. 차량의 후방으로 비스듬하게 배기가스를 방출하는 것은, 도로면에 대한 상기 방출된 배기가스 내에 포함된 액화된 증기 및 배기가스와 함께 방출된 물의 상대 속도를 낮춘다. 도로면에 대한 물방울의 상대 속도가 보다 높아지면, 상기 도로면에 대하여 물방울이 튀는 정도가 보다 커지게 된다. 따라서, 상기 방출된 물 및 액화된 물의 도로면에 대한 상대 속도가 낮아지면, 물이 튀기는 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이러한 구성예는 방출된 물이 도로면에 닿기 전에 차량풍과 같은 교란에 의해 상기 방출된 물이 소용돌이치는 것을 효과적으로 방지한다. 차량의 후방으로 비스듬하게 가동관(264)을 향하는 형태에서 배기가스를 방출하는 것은 상술된 것과 같은 장점들을 가진다. 다른 한편으로, 차량의 정지 시에는, 가동관(264)을 수직 방향으로 아래쪽을 향하는 형태에서 가변-방향 유출구(260)로부터 배기가스가 방출된다. 상기 가동관(264)은 수직 방향으로 아래쪽을 향하기 때문에, 배기가스 및 액화된 물이 차량의 차체 안에서 수직 방향 아래쪽으로 배출된다. 이러한 구성예는 상기 액화된 물이 차량의 부근에 있는 여하한의 보행자에게 산란되는 것을 효과적으로 방지한다. 가동관(264)을 수직 방향으로 아래쪽을 향하는 형태에서 배기가스를 방출하는 것은 이러한 장점을 가진다.

PCU(70) 내에 설치된 전자제어유닛(271)은, 제1실시예의 전자제어유닛(71)과 같이 CPU(272), ROM(273) 및 RAM(274)을 구비한다. 상기 전자제어유닛(271)은 그 입력 처리 회로를 통해, 차량 속도 센서(101)로부터의 차량 속도 Va, 질량유량계(43)로부터의 공기유량 Qa 및 상기 연료 전지 스택(22)의 출력 전류를 측정하기 위하여 상기 연료 전지 스택(22)의 예시되지 않은 출력 단자에 부착된 전류계(114)로부터의 전류 Ifc를 입력한다. 상기 전자제어유닛(271)은 그 출력 처리 회로를 통해 구동 신호들을 모터(268)로 출력한다.

상술된 구조의 제2실시예의 연료 전지 차량(210)의 일련의 동작들, 특히 연료 전지 시스템(220)의 공기 공급 배출 시스템(40)로부터 배기가스를 방출하기 위한 일련의 동작들을 아래에 설명한다. 도 21은 가변-방향 유출구(260)로부터 배기가스의 방출 방향을 제어하기 위하여 상기 전자제어유닛(271)에 의해 실행되는 방출 방향 제어 순서를 도시한 플로우차트이다. 미리 정해진 시간 간격(예컨대, 매 200 msec)들로 반복해서 수행된다.

상기 방출 방향 제어 순서가 개시되면, 전자제어유닛(271)의 CPU(272)는 우선 제어에 필요한 데이터, 예컨대 차량 속도 센서(101)로부터의 차량 속도 Va, 전류계(114)로부터의 전류 Ifc, 및 질량유량계(43)로부터의 공기유량 Qa을 입력하고(단계 S400), 상기 입력 전류 Ifc로부터 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물의 양 Qfc를 산출한다(단계 S402). 상기 연료 전지 스택(22)의 출력 전류(전류 Ifc)는 연료 전지 스택(22)에서 반응을 겪게 되는 분자량에 비례한다. 생성되는 물의 양 Qfc는 이에 따라 상기 입력 전류 Ifc로부터 용이하게 계산될 수 있다.

생성된 물의 양 Qfc의 산출 후, 계산된 생성된 물의 양 Qfc, 입력 차량 속도 Va, 및 입력 공기유량 Qa를 토대로, 보정 계수 Pqfc, Pva, Pqa를 연속적으로 설정한다(단계 S404 내지 S408). 그 후, 보정 계수 Pqfc, Pva, Pqa의 설정값들과 값 '90'의 곱으로 방출각 Θ을 설정하고(단계 S410), 종결되기 전에 상기 방출각 Θ의 설정값을 달성하도록 모터(268)를 활성화시킨다. 상기 보정 계수 Pqfc, Pva, Pqa는 가변-방향 유출구(260)의 가동관(264)의 각도를 결정하는데 사용되고, 배기가스의 방출 방향이 수직 방향으로 하향 방향인 것을 나타내는 값 '0'과 상기 방출 방향이 수평 방향인 것을 나타내는 값 '1' 사이의 범위에서 설정된다. 도 22, 도 23, 도 24의 그래프들은 각각 생성된 물의 양 Qfc에 대한 보정 계수 Pqfc의 변동, 차량 속도 Va에 대한 보정 계수 Pva의 변동 및 공기유량 Qa에 대한 보정 계수 Pqa의 변동을 보여준다. 도 22에 도시된 바와 같이, 생성된 물의 양 Qfc에 대한 보정 계수 Pqfc는 생성된 물의 양 Qfc이 증가함에 따라 증가하도록 설정된다. 이것은 생성된 물의 양 Qfc의 증가가 가변-방향 유출구(260)로부터 배기가스와 함께 방출되는 물의 양과 액화된 물의 양의 증가를 유도한다는 사실에 기인한다. 차량의 후방으로 비스듬하게 물을 방출하는 것은, 방출된 물이 도로면에 닿기 전에 차량풍에 의해 소용돌이치는 것을 효과적으로 방지할 뿐만 아니라, 도로면에 대해 튀게 되는 것을 효과적으로 방지한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 차량 속도 Va에 대한 보정 계수 Pva는 차량 속도 Va가 증가함에 따라 증가하도록 설정된다. 이것은 보다 높은 차량 속도 Va가 차량풍의 보다 큰 영향을 가진다는 사실에 기인한다. 도 24에 도시된 바와 같이, 공기유량 Qa에 대한 보정 계수 Pqa는 공기유량 Qa가 증가함에 따라 감소하도록 설정된다. 이것은 보다 큰 공기유량 Qa이 배기가스 및 물의 방출 속도를 높인다는 사실에 기인한다. 따라서, 상기 공기유량 Qa은 배기 가스관(51)을 통한 상기 배기가스의 유량으로 대체될 수도 있다. 상기 방출각 Θ은 가동관(264)이 수직 방향으로 아래쪽으로 배치될 때에 0과 같은 한편, 상기 가동관(264)이 수평 방향으로 배치될 때에는 90과 같다. 도 22 내지 도 24의 그래프들로부터 분명하게 이해되는 바와 같이, 제2실시예의 절차는, 생성된 물 Qfc의 양에 대한 보정 계수 Pqfc 및 공기유량 Qa에 대한 보정 계수 Pqa에 비해, 보다 큰 영향을 가지도록 차량 속도 Va에 대한 보정 계수 Pva를 설정한다. 이는 산란되어 소용돌이치는 방출된 물의 거동에 있어 차량풍이 현저하게 영향을 주기 때문이다. 따라서, 상기 방출각 Θ은 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물의 양 Qfc와 공기 공급 배출 시스템(40)의 공기유량 Qa으로 보정되는 차량 속도 Va에 기초한 설정값으로 간주된다. 가동관(264)의 방향의 간단한 조정은 물을 함유한 배기가스의 적절한 방출을 보장한다.

상술된 바와 같이, 제2실시예의 연료 전지 차량(210)은 차량 속도 Va, 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물의 양 Qfc 및 공기 공급 배출 시스템(40)의 공기유량 Qa에 따라 물을 함유한 배기가스의 적절한 방출을 보장한다. 높은 차량 속도 Va의 상태 하에, 상기 배기가스는 차량의 후방으로 비스듬하게 가동관(264)을 향하는 형태로 방출된다. 이러한 구성예는 배기가스와 함께 방출되는 물과 상기 방출되는 배기가스에 포함된 액화된 증기가 도로면에 닿기 전에 차량풍에 의해 소용돌이 치거나 산란되는 것을 효과적으로 방지하는 한편, 도로면에 대하여 튀는 물이 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되는 것을 억제할 수 있게 된다. 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 대량의 물 Qfc에 대응하여, 차량의 후방으로 비스듬하게 가동관(264)을 향하도록 방출각이 보정된다. 비교적 대량의 물이 배기가스와 함께 방출되거나 또는 상기 방출되는 배기가스 내의 비교적 대량의 증기가 액화되더라도, 이러한 보정에 의하면 상기 물이 도로면에 닿기 전에 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되는 것을 효과적으로 방지하는 한편, 도로면에 대하여 튀는 물이 차량풍에 의해 소용돌이치거나 산란되는 것을 억제할 수 있게 된다. 공기 공급 배출 시스템(40)의 높은 공기유량 Qa에 대응하여, 상기 방출각은 가동관(264)을 수직 방향으로 아래쪽으로 향하도록 보정된다. 이러한 보정은 가변-방향 유출구(260)로부터의 물과 배기가스의 방출 속도를 높이고, 상기 물이 횡방향이나 후방으로 유동하는 것을 효과적으로 방지한다. 다른 한편으로, 낮은 차량 속도 Va의 상태 하에는, 상기 배기가스가 가동관(264)을 수직 방향으로 아래쪽으로 향하는 형태로 방출된다. 따라서, 상기 배기가스 및 액화된 물은 차량의 차체 안에서 수직 방향으로 아래쪽으로 배출된다. 이것은 바람직하게 방출되는 물이 차량에 인접한 여하한의 보행자에게 튀게 되는 것을 방지한다.

제2실시예의 연료 전지 차량(210)은, 차량 속도 Va, 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물의 양 Qfc 및 공기 공급 배출 시스템(40)의 공기유량 Qa에 따라 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 배기가스의 방출 방향을 조정하고, 상기 조정된 방출 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구(260)로부터 배기가스를 방출시킨 다. 수정된 일 구조는 가스-액체 분리장치(48)를 구비하지 않을 수도 있지만, 차량 속도 Va, 생성되는 물의 양 Qfc 및 공기유량 Qa에 따라 조정되는 방출 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구(260)로부터 가스-액체 분리없이 배기가스를 방출시킬 수도 있다. 수정된 또 다른 구조는, 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되고 회수 탱크(54) 내에 축적되는 물의 방출 방향을 차량 속도 Va에 따라 조정할 수도 있고, 상기 조정된 방출 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구로부터 상기 물을 방출시킬 수도 있다.

제2실시예의 연료 전지 차량(210)은, 차량 속도 Va, 연료 전지 스택(22)에 의해 생성되는 물의 양 Qfc 및 공기 공급 배출 시스템(40)의 공기유량 Qa에 따라 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 배기가스의 방출 방향을 조정하고, 상기 조정된 방출 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구(260)로부터 배기가스를 방출시킨다. 가능성 있는 일 수정예로, 단지 차량 속도 Va 및 생성되는 물의 양 Qfc에 따라서만 배기가스의 방출 방향을 조정할 수도 있고, 상기 조정된 방출 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구(260)로부터 상기 배기가스를 방출시킬 수도 있다. 가능성 있는 또 다른 수정예로, 단지 차량 속도 Va 및 공기유량 Qa에 따라서만 배기가스의 방출 방향을 조정할 수도 있고, 상기 조정된 방출 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구(260)로부터 상기 배기가스를 방출시킬 수도 있다. 가능성 있는 또 다른 수정예로, 생성되는 물의 양 Qfc 및 공기유량 Qa 이외의 요인들과 조합되는 차량 속도 Va에 따라 배기가스의 방출 방향을 조정할 수도 있으며, 상기 조정된 방출 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구(260)로부터 상기 배기가스를 방출시킬 수도 있다. 가능성 있는 또 다른 수정예로, 생성되는 물의 양 Qfc, 공기유량 Qa 및 또 다른 요인과 조합되는 차량 속도 Va에 따라 배기가스의 방출 방향을 조정할 수도 있으며, 상기 조정된 방출 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구(260)로부터 상기 배기가스를 방출시킬 수도 있다.

제2실시예의 연료 전지 차량(210)은, 차량 속도 Va, 생성되는 물의 양 Qfc 및 공기유량 Qa를 토대로, 횡방향 성분과 후방 방향 성분 양자 모두에 관한 가동관(264)의 방향을 조정하고, 상기 조정된 방향으로 배치되는 가변-방향 유출구(260)로부터 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 상기 배기가스를 방출시킨다. 상기 가동관(264)의 방향은 후방 방향이 아닌 횡방향으로만 조정될 수도 있다.

C. 제3실시예

본 발명의 제3실시예의 이동체로서 또 다른 연료 전지 차량(310)을 아래에 설명한다. 도 25는 제3실시예의 연료 전지 차량(310) 상에 장착된 장치들의 평면 레이아웃을 도시한 평면도이다. 도 25에 도시된 바와 같이, 제3실시예의 연료 전지 차량(310)은, 배기 가스관(51)의 배출단 상에 위치한 가변-방향 유출구(260)의 방향이 차량의 이동 방향과 일치하도록 조정되는 것을 제외하고는, 제2실시예의 연료 전지 차량(210)의 것과 유사한 구조를 가진다. 중복 설명을 피하기 위하여, 제2실시예의 연료 전지 차량(210)의 구성요소와 제3실시예의 연료 전지 차량(310)의 동일한 구성요소들은 동일한 도면부호들로 표시되고, 본 명세서에서 특별히 설명하지는 아니한다.

제3실시예의 연료 전지 차량(310)에 있어서, 상기 전자제어유닛(271)은 도 21의 방출 방향 제어 순서 대신에, 도 26의 방출 방향 제어 순서를 실행한다. 도 26의 방출 방향 제어 순서는 먼저 차량 속도 센서(101)로부터의 차량 속도 Va 및 질량유량계(43)로부터의 공기유량 Qa을 입력하고(단계 S420) 및 상기 입력 공기유량 Qa에 따라 가변-방향 유출구(260)로부터의 배기가스의 방출 유량 Vg을 산출한다(단계 S422). 앞서 설명한 바와 같이, 상기 공기유량 Qa은 상기 연료 전지 스택(22)으로부터 배출되는 배기가스의 유량으로 변환될 수 있다. 따라서, 상기 가변-방향 유출구(260)로부터의 배기가스의 방출 유량 Vg은 상기 가변-방향 유출구(260)의 배출 단면적으로부터 산출된다. 그 후, 입력 차량 속도 Va로부터 도로면에 대한 상대 차량 속도 Vr을 산출한다(단계 S424). 산출된 상대 차량 속도 Vr 및 산출된 방출 유량 Vg를 토대로 방출각 Θ을 설정하고(단계 S426), 종결되기 전에, 상기 방출각 Θ의 설정값을 달성하도록 모터(268)를 활성화시킨다(단계 S428). 도 27은 도로면에 대한 상대 차량 속도 Vr 및 방출 유량 Vg에 관련된 방출각 Θ을 보여준다. 상기 방출각 Θ은, 도로면에 대한 상대 차량 속도 Vr가 차량-이동 방향으로의 방출 유량 Vg의 성분에 의해 상쇄되는 각도를 나타낸다. 이러한 제어는 도로면에 대한 상기 가변-방향 유출구(260)로부터 방출되는 물과 배기가스의 상대 속도로부터의 차량-이동 방향의 속도 성분을 소거하고, 상기 도로면에 대해 수직 방향으로의 속도 성분만을 남긴다. 다시 말해, 상기 가변-방향 유출구(260)로부터 도로면에 대한 수직 방향으로 물이 방출된다. 이러한 구성예는 도로면에 대한 수평 방향으로 방출되는 물의 속도 성분을 소거함으로써, 상기 방출된 물이 도로면 상에 산란되는 것을 효과적으로 방지하고, 상기 도로면에 대하여 물이 튀기는 것이 차량 풍에 의해 소용돌이치게 되는 것을 억제한다.

상술된 바와 같이, 제3실시예의 연료 전지 차량(310)은, 가변-방향 유출구(260)로부터의 배기가스의 방출 유량 Vg 및 도로면에 대한 상대 차량 속도 Vr를 토대로, 도로면에 대한 수직 하향 방향으로의 속도 성분만을 가지도록 배기가스와 물을 방출시킨다. 이러한 제어는 상기 방출된 물이 도로면 상에 산란되는 것을 효과적으로 방지하고, 도로면에 대하여 물이 튀기는 것이 차량풍에 의해 소용돌이치게 되는 것을 효과적으로 억제한다.

제3실시예의 연료 전지 차량(310)은 상기 가변-방향 유출구(260)의 가동관(264)의 방향을 변경시켜, 상기 가변-방향 유출구(260)로부터, 상기 도로면에 대한 수직 하향 방향으로의 속도 성분만을 가지는 배기가스와 물을 방출하게 된다. 가능성 있는 일 수정예로 배기가스와 물의 방출 방향을 변경하지 않을 수도 있지만, 수직 하향 방향으로의 속도 성분만을 가지는 배기가스와 물을 방출시키기 위하여 상기 배기가스의 방출 유량 Vg을 변경시킬 수도 있다. 도 28 및 도 29에 도시된 수정된 일 구조에 있어서, 배기 가스관(51)은 방출각 Θ을 가지도록 수직 방향으로 아래쪽으로 구부러져 있다. 가변-단면적 유출구(370)는 배기 가스관(51)의 일 단부에 부착된다. 상기 가변-단면적 유출구(370)는, 단면적 변동기구(372)의 단면적을 변경시키기 위하여 액추에이터로서의 기능을 하는 모터(374) 및 카메라창(camera aperture)와 유사한 상기 단면적 변동기구(372)를 포함한다. 이러한 수정된 구조에 있어서, 도 30의 플로우차트에 도시된 개방 면적 조절 과정이 실행되어, 도 27에 도시된 도로면에 대한 상대 차량 속도 Vr, 방출각 Θ 및 방출 유량 Vg간의 관계를 토대로, 상기 입력 차량 속도 Va로부터 산출되는 도로면에 대한 상대 차량 속도 Vr 및 상기 방출각 Θ으로부터의 방출 유량 Vg를 산출하게 된다(단계 S430 내지 S434). 그 후, 단면적 변동기구(372)의 개방 면적 S를 설정하여, 상기 산출된 방출 유량 Vg에서의 가변-단면적 유출구(370)로부터 배기가스를 방출시키고(단계 S436), 상기 개방 면적 S의 설정값을 달성하도록 모터(374)를 활성화시킨다(단계 S438). 상기 수정된 구조는, 상기 가변-단면적 유출구(370)로부터, 도로면에 대한 수직 하향 방향으로의 속도 성분만을 가지는 배기가스와 물을 방출시킨다. 이러한 구성예는 제3실시예의 연료 전지 차량(310)의 것과 유사한 효과들을 발휘하여, 상기 방출되는 물이 도로면 상에 산란되는 것을 효과적으로 방지하고, 상기 도로면에 대해 물이 튀기는 것이 차량풍에 의해 소용돌이치게 되는 것을 효과적으로 억제하게 된다. 이러한 수정된 구조에 있어서, 상기 방출 유량 Vg은 가변-단면적 유출구(370)의 개방 면적을 변경시켜 조절된다. 또 다른 수정된 구조는, 펌프 및 유동 제어 밸브를 배기 가스관(51)에 부착할 수도 있고, 상기 펌프에 의해 배기가스를 가압하고 상기 유동 제어 밸브에 의해 상기 가압된 배기가스의 방출 유동의 조정에 의하여 상기 방출 유량 Vg을 조절할 수도 있다.

제3실시예의 연료 전지 차량(310)은, 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 배기가스 및 물을 방출시켜, 도로면에 대한 상대 차량 속도 Vr 및 가변-방향 유출구(260)로부터의 배기가스의 방출 유량 Vg를 토대로, 상기 도로면에 대한 수직 하향 방향으로의 속도 성분만을 가지도록 한다. 수정된 일 구조는, 가스-액체 분리장치(48)를 구비하지 않을 수도 있지만, 배기가스의 방출 유량 Vg 및 상대 차량 속 도 Vr를 토대로, 도로면에 대한 수직 하향 방향으로의 속도 성분만을 가지도록 가스-액체 분리없이 상기 배기가스를 방출시킬 수도 있다. 또 다른 수정된 구조는, 상대 차량 속도 Vr을 토대로, 도로면에 대한 수직 하향 방향으로의 속도 성분만을 가지도록, 회수 탱크(54)에 축적되고 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 물을 방출시킬 수도 있다.

D. 제4실시예

본 발명의 제4실시예의 이동체로서 또 다른 연료 전지 차량(410)을 아래에 설명한다. 도 31은 제4실시예의 연료 전지 차량(410) 상에 장착된 장치들의 평면 레이아웃을 도시한 평면도이다. 도 32는 제4실시예의 연료 전지 차량(410) 상에 장착된 연료 전지 시스템(420)의 구성을 개략적으로 도시한 시스템 다이어그램이다. 도 31 및 도 32에 도시된 바와 같이, 제4실시예의 연료 전지 차량(410)은, 방출 시스템(50)의 구조를 제외하고는 상기 제1실시예의 연료 전지 차량(10)의 것과 유사한 구성을 가진다. 중복 설명을 피하기 위하여, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)의 구성요소와 제4실시예의 연료 전지 차량(410)의 동일한 구성요소들은 동일한 도면부호들로 표시되고, 본 명세서에서 특별히 설명하지는 아니한다.

제4실시예의 연료 전지 차량(410)에 있어서, 공기 공급 배출 시스템(40)에서의 연료 전지 스택(22)으로부터의 배기가스는 습도 조절 장치(46) 내의 공기의 공급을 습도조절하는데 사용된 다음, 배기 가스관(451)을 통해 대기로 방출된다. 따라서, 상기 증기-함유 배기가스 및 액화된 물은 상기 배기 가스관(451)으로부터 직접 방출된다.

도 33은 배기가스의 방출 제어를 위하여, PCU(70)에 설치되는 전자제어유닛(471)으로 입력되는 제어 신호들 및 전자제어유닛(471)으로부터 출력되는 제어 신호들을 도시한 블록 다이어그램이다. 상기 전자제어유닛(471)은, CPU(472), 처리 프로그램들을 저장하는 ROM(473), 데이터를 일시적으로 저장하는 RAM(474), 입력 신호들을 수신하는 입력 처리 회로(475) 및 신호들을 출력하는 출력 처리 회로(476)를 포함하는 마이크로컴퓨터로서 구성된다. 상기 전자제어유닛(471)은 상기 입력 처리 회로(475)를 통해, 차량 속도 센서(101)로부터의 차량 속도 Va, 연료 전지 스택(22)의 출력 단자에 부착된 전류센서(423)로부터의 FC 전류 Ifc, 공기 공급 배출 시스템(40)의 공급측에 부착된 공기 온 도센서(443)로부터의 공기 온도 Tin, 상기 공기 공급 배출 시스템(40)의 배출측 상의 연료 전지 스택(22) 부근에 위치한 배압 센서(444)로부터의 배압 Pb, 배기가스 온도 Tout, 배기가스 압력 Pout, 배기가스 온도 센서(453)로부터의 배기가스 유량 Qout, 배기가스 압력 센서(454), 상기 배기 가스관(451)에 부착된 배기가스 유동 센서(455), 냉각 시스템(60) 내의 라디에이터(66) 전후에 위치한 냉각수 온도 센서(461, 462)로부터의 냉각수 온도 Tw1와 Tw2, 및 수소 공급 시스템(30) 내에 위치한 온도 센서와 압력 센서를 포함하는 여러 센서들로부터의 다양한 검출 신호들을 수신한다. 상기 전자제어유닛(471)은, 냉각 시스템(60) 내의 라디에이터(66)의 팬(66a)에, 냉각 시스템(60)의 냉각수 펌프(64)에, 그리고 공기 공급 배출 시스템(40) 내에 제공되는 배압 조절기 밸브(441)에, 출력 처리 회로(476)를 통해 구동 신호들을 출력한다.

상술된 구조의 제4실시예의 연료 전지 차량(410)의 일련의 동작들, 특히 공 기 공급 배출 시스템(40)에서의 배기가스의 방출 제어를 위한 일련의 동작들을 아래에 설명한다. 도 34는 전자제어유닛(471)에 의해 실행되는 방출 제어 순서를 보여주는 플로우차트이다. 이러한 과정은 미리 정해진 시간 간격(예컨대, 매 수 초)들로 반복해서 수행된다.

방출 제어 과정이 개시되면, 상기 전자제어유닛(471)의 CPU(472)는 우선 제어에 필요한 데이터, 예컨대 차량 속도 센서(101)로부터의 차량 속도 Va, 전류 센서(423)로부터의 FC 전류 Ifc, 배기가스 온도 센서(453)으로부터의 배기가스 온도 Tout, 배기가스 압력 센서(454)로부터의 배기가스 압력 Pout, 및 배기가스 유동 센서(455)로부터의 배기가스 유량 Qout을 입력한다(단계 S500). 입력 FC 전류 Ifc로부터의 연료 전지 스택(22)에 의하여 단위 시간당 생성되는 물의 양 Qfc(생성된 물의 양)을 산출하고(단계 S502), 입력 배기가스 온도 Tout으로부터, 배기 가스관(451)으로부터의 단위 시간당 증기 형태로 배출되는 양을 나타내는 증기 방출량 Qw1, 입력 배기가스 압력 Pout, 및 입력 배기가스 유량 Qout을 산출하며(단계 S504), 상기 산출된 증기 방출량 Qw1을 상기 산출된 생성되는 물의 양 Qfc로부터 감산하여, 단위 시간당 액체 물의 형태로 방출되는 양을 나타내는 물 방출량 Qw2을 연속적으로 산출한다(단계 S506). 상기 실시예의 절차는, 증기 방출량 Qw1의 산출을 위하여 배기가스 온도 Tout에서의 포화된 수증기 압력을 활용한다. 생성되는 물의 양 Qfc는 앞서 논의된 바와 같이 FC 전류 Ifc로부터 산출 가능하다.

다음으로, 후속해서 차량 속도 Va에 상응하는 대기로 방출되는 액체 물의 허용 가능한 양(허용 가능한 물 방출 레벨) Qwref를 설정한다(단계 S508). 제4실시예 의 구조에 있어서, 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref는 차량 속도 Va가 증가함에 따라 감소되도록 설정된다. 상기 차량 속도 Va에 대한 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref의 변동은 사전에 미리 설정되어, 상기 ROM(473) 내의 허용 가능한 물 방출 레벨 셋팅 맵으로서 저장된다. 제4실시예의 절차는, 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 셋팅 맵으로부터 주어진 차량 속도 Va에 상응하는 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref를 판독 및 설정한다. 도 35는 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 셋팅 맵의 일 예를 보여준다.

그 후, 산출된 물 방출량 Qw2과 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref간의 차이를 상쇄하기 위한 목표 전지 온도 Tfc*를 설정하고(단계 S510), 온도 상한치 Tmax 및 온도 하한치 Tmin의 범위 안에서 상기 목표 전지 온도 Tfc*의 설정값을 제한한다(단계 S512). 연료 전지 스택(22)의 배압 및 냉각 시스템(60)을 제어하여, 종결되기 전에 온도 상한치 Tmax 및 온도 하한치 Tmin의 범위 안에서 제한되는 상기 목표 전지 온도 Tfc*로 상기 연료 전지 스택(22)을 구동시키게 된다(단계 S514). 상기 물 방출량 Qw2과 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref간의 차이는 상기 연료 전지 스택(22)의 작동 온도를 변경시킴으로써 상쇄된다. 이는 연료 전지 스택(22)의 작동 온도의 변동이 공기 공급 배출 시스템(40)으로부터의 배기가스의 온도를 변경시킴으로써, 증기 방출량 Qw1을 변경시키기 때문이다. 상기 물 방출량 Qw2이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref보다 큰 경우, 상기 목표 전지 온도 Tfc*가 높아져 배기가스의 온도를 상승시킨다. 상기 배기가스의 온도 상승은 증기 방출량 Qw1을 증가시키는 한편, 물 방출량 Qw2를 감소시킨다. 다른 한편으로, 상기 물 방출량 Qw2가 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref보다 적으면, 상기 목표 전지 온도 Tfc*가 낮아져 상기 배기가스의 온도를 낮추게 된다. 배기가스의 온도 하강은 증기 방출량 Qw1을 감소시키는 한편, 물 방출량 Qw2를 증가시킨다. 상기 연료 전지 스택(22)은 목표 전지 온도 Tfc*에서, 예컨대 냉각수 온도 센서(461)에 의해 관측된 온도에 대응하여 라디에이터(66)의 팬(66a)의 회전 속도를 조절하여, 그리고 상기 냉각수 온도 센서(461)에 의해 관측된 온도에 대응하여 냉각수 펌프(64)의 배출 속도를 조절하여 구동될 수도 있다. 상기 목표 전지 온도 Tfc*에서의 연료 전지 스택(22)의 동작은 또한 상기 연료 전지 스택(22)의 공기 공급 배출 시스템(40)에서의 배압을 조절하도록 배압 조절기 밸브(441)를 조정함으로써 달성될 수도 있다. 이것은 연료 전지 스택(22)의 배압의 증가가 에어 컴프레서(44)의 보다 높은 배출 온도를 유도한다는 사실에 기인한다. 상기 에어 컴프레서(44)의 배출 온도의 상승은 습도 조절 장치(46)에서의 습도조절 속도를 증가시켜, 상기 물 방출량 Qw2를 현저하게 변경시키게 된다. 상기 연료 전지 스택(22)의 배압을 제어하는 것은, 상기 습도 조절 장치(46)에서의 습도조절 속도의 조절을 유도하고, 이에 따라 상기 물 방출량 Qw2와 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref간의 차이를 상쇄하게 된다.

상술된 바와 같이, 제4실시예의 연료 전지 차량(410)은 상기 연료 전지 스택(22)의 작동 온도를 조절하여, 상기 증기 방출량 Qw1을 생성되는 물의 양 Qfc로부터 감산하여 얻어지는 물 방출량 Qw2과 차량 속도 Va에 상응하여 설정되는 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref간의 차이를 상쇄하게 된다. 이러한 작동 온도의 조절은, 배기 가스관(451)으로부터 방출되는 액체 물의 양이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref와 같도록 할 수 있다. 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref은 차량 속도 Va에 상응하게 설정되어, 후속 차량과 여타의 인접한 차량들에 실질적으로 영향이 없는 또는 거의 없는 영향들을 미치게 한다. 따라서, 적절한 양의 물 방출이 차량 속도 Va에 따라 결정된다.

제4실시예의 연료 전지 차량(410)은 상기 연료 전지 스택(22)의 작동 온도로서 상기 목표 전지 온도 Tfc*를 설정하여, 상기 물 방출량 Qw2와 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref간의 차이를 상쇄하게 된다. 이러한 목적은 또한 상기 증기 방출량 Qw1을 변경시켜 달성되기도 한다. 따라서, 수정된 일 절차는 배기 가스관(451)으로부터의 배기가스의 목표 온도를 설정할 수도 있고, 상기 목표 온도의 설정값을 달성하도록 상기 연료 전지 스택(22)을 구동할 수도 있다.

제4실시예의 연료 전지 차량(410)은 목표 전지 온도 Tfc*를 설정하여, 상기 물 방출량 Qw2와 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref간의 차이를 상쇄하도록 한다. 상기 목표 전지 온도 Tfc*는 상기 물 방출량 Qw2를 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref와 같게 되도록 산출될 수도 있다. 표준 온도에서 상기 연료 전지 스택(22)의 작동 하에, 상기 물 방출량 Qw2가 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref보다 큰 경우, 상기 연료 전지 스택(22)의 작동 온도는 상기 물 방출량 Qw2가 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref와 같게 되도록 변경된다. 다른 한편으로, 표준 온도에서 상기 연료 전지 스택(22)의 작동 하에, 상기 물 방출량 Qw2가 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref보다 크지 않은 경우, 상기 연료 전지 스택(22)의 작동 온도는 변경되지 않을 수도 있다. 이러한 구성예의 방출 제어 순서가 도 36의 플로우차트에 도시되어 있다. 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref를 설정한 후, 상기 산출된 물 방출량 Qw2을 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref와 비교한다(단계 S520). 상기 물 방출량 Qw2가 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref보다 큰 경우, 상기 목표 전지 온도 Tfc*가 상기 표준 온도와 같은 지의 여부를 결정한다(단계 S524). 상기 목표 전지 온도 Tfc*가 상기 표준 온도와 같으면, 새롭게 배기가스압력 Pout, 배기가스유량 Qout, 및 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref를 설정하여, 상기 물 방출량 Qw2가 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref와 같도록 만든다(단계 S526). 상기 목표 전지 온도 Tfc*의 설정값은 온도 상한치 Tmax로 제한된다(단계 S528). 그 후, 냉각 시스템(60) 및 상기 연료 전지 스택(22)의 배압을 제어하여, 상기 온도 상한치로 제한된 목표 전지 온도 Tfc*에서 상기 연료 전지 스택(22)을 구동하게 된다(단계 S530). 상기 목표 전지 온도 Tfc*가 단계 S524에서 표준 온도와 같지 않은 경우, 상기 목표 전지 온도 Tfc*가 이미 상기 물 방출량 Qw2가 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref와 같게 만들도록 설정되었다고 여긴다. 이에 따라 상기 냉각 시스템(60) 및 상기 연료 전지 스택(22)의 배압을 제어하여, 상기 목표 전지 온도 Tfc*의 현재 설정값에서 상기 연료 전지 스택(22)을 구동하게 한다(단계 S530). 상기 물 방출량 Qw2이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref보다 크지 않으면, 상기 연료 전지 스택(22)의 작동 온도를 상승시켜 상기 물 방출량 Qw2를 감소시킬 필요가 없다고 여긴다. 이에 따라 상기 표준 온도를 상기 목표 전지 온도 Tfc*에 설정하고(단계 S522), 상기 냉각 시스템(60) 및 상기 연료 전지 스택(22)의 배압을 제어하여, 상기 목표 전지 온도 Tfc*에서 상기 연료 전지 스택(22)을 구동하게 된다 (단계 S530). 이러한 수정된 절차는, 상기 물 방출량 Qw2가 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref보다 크지 않은 경우에 표준 온도에서 상기 연료 전지 스택(22)을 구동시킨다. 이러한 구성예는 상기 연료 전지 스택(22)의 높은 전력 생성 효율성을 보장한다.

제4실시예의 연료 전지 차량(410)에 있어서, 상기 목표 전지 온도 Tfc*에서 상기 연료 전지 스택(22)을 구동하기 위해 여러 기술들이 적용된다. 즉, 냉각수 온도 센서(461)에 의해 관측된 온도에 대응하여 라디에이터(66)의 팬(66a)의 회전 속도를 조절하는 기술; 냉각수 온도 센서(461)에 의해 관측된 온도에 대응하여 냉각수 펌프(64)의 배출 속도를 조절하는 기술; 및 상기 연료 전지 스택(22)의 공기 공급 배출 시스템(40)에서의 배압을 조절하도록 배압 조절기 밸브(441)를 조정하는 기술이 적용된다. 상기 목표 전지 온도 Tfc*에서 상기 연료 전지 스택(22)을 구동시키기 위하여 상기 기술들 중 어떤 한 가지 또는 상기 기술들 중 어떤 두 가지가 적용될 수도 있다.

제4실시예의 연료 전지 차량(410)에 있어서, 상기 연료 전지 스택(22)으로부터의 배기가스는 단지 습도 조절 장치(46)만을 통과하여, 가스-액체 분리장치에서의 가스-액체 분리없이 대기로 직접 방출된다. 하지만, 제1실시예의 연료 전지 차량(10)과 같이, 상기 연료 전지 스택(22)으로부터의 배기가스는 대기로 방출되기 전에 상기 가스-액체 분리장치(48)를 통과할 수도 있다. 이러한 수정된 구성예에 있어서, 상기 제어는 상기 가스-액체 분리장치(48)에 의해 분리되는 액체 물의 양을 상기 허용 가능한 물 방출 레벨 Qwref와 같도록 만든다.

E. 제5실시예

도 37은 본 발명의 제5실시예의 차량(1010)의 구성을 개략적으로 예시한다. 상기 차량(1010)은 전원으로서 후방 연료 전지 챔버(1012) 내에 위치하고 모터(1030)의 동력에 의해 구동되는 연료 전지 스택(1020)을 구비한다. 상기 모터(1030)는 여하한의 다양한 타입의 모터일 수 있지만, 본 실시예에서는 동기 모터이다. 인버터(1031)는 연료 전지 스택(1020)으로부터의 직류 출력을 3상 교류로 변환하는 역할을 한다. 상기 모터(1030)는 3상 교류에 의해 구동된다. 상기 모터(1030)의 동력은 상기 차량(1010)을 구동하기 위해 회전축(1032)을 통해 바퀴(1033)들로 전달된다.

연료 전지 스택(1020)은 산소와 수소의 전기화학적 반응들을 통해 전력을 발생시킨다. 상기 연료 전지 스택(1020)은 여하한의 다양한 타입의 연료 전지들일 수 있지만, 본 실시예에서는 중합체 전해질 연료 전지들이다. 공급 도관(1024)을 통해 연료 전지(1020)들의 산소 전극들 또는 캐소드들로 공기가 공급된다. 천장 수소 탱크 챔버(1011) 내에 위치한 다수의 수소 탱크(1050)들로부터 상기 연료 전지(1020)들의 수소 전극들이나 애노드들로 수소가 순차적으로 공급된다.

제어 유닛(1040)은 상기 인버터(1031)의 동작 및 차량(1010)에 장착된 여타의 장치들의 동작을 제어한다. 상기 제어 유닛(1040)은 CPU, ROM, RAM을 포함하는 마이크로컴퓨터로서 구성된다. 상기 제어 유닛(1040)은 상기 ROM 안에 저장된 제어 프로그램들에 따라 각각의 장치들의 동작을 제어하고 운전석(1014)에 위치한 계기판(1060) 상에 디스플레이한다.

연료 전지 챔버(1012) 내의 캐소드들의 배기 시스템이 하부 확대도에 도시되어 있다. 상기 연료 전지(1020)의 캐소드들로부터의 캐소드 배기가스는, 전력 발생을 위해 전기화학적 반응들에 의해 생성되는 물을 포함한다. 상기 캐소드 배기가스는 액체 물의 분리를 위한 배관(1024P)을 통해 가스-액체 분리장치(1021)로 흘러 배기관(1025)으로부터 배출된다. 상기 분리된 물은 배수부(1026)를 통과하고, 상기 차량(1010) 밑에 위치한 버퍼 탱크(1027) 내에 축적된다. 상기 버퍼 탱크(1027) 내에 축적된 물은 배출관(1028)을 통해 대기로 방출된다. 상기 배출관(1028)은 상기 버퍼 탱크(1027) 앞쪽에 배치된다. 상기 버퍼 탱크(1027)의 저부면은 상기 배출관(1028)으로부터 물을 원활하게 배출하기 위해 보다 높은 후방단으로부터 하부 전방단으로 기울어져 있다. 도로면으로부터 상기 배출관(1028)의 개방단의 높이 H(이하, '개방단 높이'라 함)가 충분히 낮게 설정되어, 차량(1010)의 주행 시에 공기 흐름에 의하여 상기 방출된 물이 소용돌이치거나 산란되는 것이 방지된다.

이러한 실시예의 구조에 있어서, 상기 애노드들로부터의 애노드 배기가스는 상기 배기 시스템을 통과하지 않고, 전력 발생을 위하여 소비되지 않은 남아 있는 수소의 효과적인 사용을 위해 공급 도관(1022)으로 순환된다. 상기 애노드들로부터의 애노드 배기가스는 대안적으로 상기 배기 시스템으로부터의 캐소드 배기가스와 함께 배출될 수도 있다.

도 38은 상기 버퍼 탱크(1027)의 기능들을 보여준다. 상기 차량(1010)은 도 38(a)에서 정지되어 있다. 이 상태에서, 상기 버퍼 탱크(1027)에 축적된 물은 배출관(1028)으로부터 차량 밖으로 방출된다. 상기 차량(1010)이 정지되어 있는 동안에 는, 공기 흐름에 의해 물이 소용돌이치거나 산란되지 아니한다.

도 38(b)에서는 차량(1010)이 가속 하에 있다. 이 상태에서는, 버퍼 탱크(1027) 내에 축적된 물이 가속으로 인하여 야기된 관성력 'A' 에 의해 후방으로 가압된다. 이것은 물 표면이 상기 배출관(1028)의 조인트로부터 이격되게 함으로써, 물 배출을 제한하게 된다. 이러한 물 배출의 제한은 차량 아래에 생성되는 공기 흐름에 의하여 상기 배출된 물이 산란될 가능성을 낮춘다.

도 38(c)에서는 차량(1010)이 감속 하에 있다. 이 상태에서, 버퍼 탱크(1027) 내에 축적된 물은 감속에 의해 야기된 관성력 'A'에 의하여 전방으로 가압된다. 이것은 물이 배출관(1028)으로부터 배출되는 것을 촉진시킨다. 상기 차량 아래에 생성되는 공기 흐름은 감속 하에 약해져, 상기 배출된 물의 산란을 비교적 감소시키게 된다. 상기 배출관(1028)의 개방단 높이는 바람직하게 감속 하에 상기 배출된 물의 산란을 제한하는 충분히 낮은 레벨로 설정된다.

상술된 바와 같이, 제5실시예의 차량(1010)에 있어서, 상기 배기 시스템에 제공되는 버퍼 탱크(1027) 및 배출관(1028)의 기능들은 가속 하에 물의 배출을 효과적으로 제한하는 한편, 감속 하에 물의 배출을 촉진시킨다. 일반적인 주행 동안, 상기 차량은 종종 가속과 감속을 반복하며, 고정된 주행 속도로 계속해서 주행하지는 않는다. 따라서, 감속 하에 물 배출을 촉진시키고 가속 하에 물 배출을 제한하는 구성예는, 주행 시에 배출되는 물의 산란을 후속 차량 및 이웃한 차량들의 원활한 주행을 방해하지 않는 레벨로 감소시킨다.

F. 제6실시예

도 39는 본 발명의 제6실시예에서의 배기 시스템의 구조를 보여준다. 상기 제6실시예의 구조는 상기 버퍼 탱크(1027) 아래에 유도 밸브(1028V)가 있는 배출관(1028A)을 구비한다. 상기 유도 밸브(1028V)는 상기 차량의 주행 동안에 공기 흐름의 램 압력에 대응하여, 즉 공기 흐름을 뒤로 유지하는 압력에 대응하여, 개폐시키는 기능을 담당한다.

아래 그래프들이 유도 밸브(1028V)의 기능들을 보여준다. 배출관(1028A)으로부터 배출되는 물은 차량 속도가 증가하여 공기 흐름이 빨라짐에 따라 보다 강렬하게 산란된다. 상기 차량 속도가 특정 레벨 Vr을 초과하는 경우, 물방울들의 산란을 제한할 필요가 있는데, 그 이유는 후속 차량들과 이웃한 차량들의 원활한 주행을 방해할 가능성이 있기 때문이다. 이러한 실시예의 절차는 상기 특정 레벨 Vr보다 약간 낮은 값을 물방울들의 산란을 제한하기 위한 설계 속도 Vd로 설정한다.

상기 램 압력은 곡선 P로 도시된 바와 같이 차량 속도의 제곱에 비례하여 증가한다. 이 곡선 P는 설계 속도 Vd에 상응하는 램 압력 Pd을 제공한다. 상기 실시예의 구조에 있어서, 유도 밸브(1028V)의 작동 압력은, 상기 유도 밸브(1028V)가 레벨 Pd 보다 작은 램 압력에 대응하여 개방되는 한편, 레벨 Pd 보다 작지 않은 램 압력에 대응하여 폐쇄되도록 조절된다.

제6실시예의 차량에 있어서, 이러한 조절에 의하면, 상기 차량 속도가 설계 속도 Vd를 초과하는 경우, 물 배출을 중단하기 위하여 상기 유도 밸브(1028V)를 완전히 폐쇄시킨다. 이러한 구성예는, 후속 차량 및 이웃한 차량들의 원활한 주행을 방해하지 않을 수 있는 레벨로 상기 배출된 물의 산란을 효과적으로 제한한다.

상기 제6실시예의 구조에 있어서, 상기 배출관(1028A)은 상기 버퍼 탱크(1027) 밑에 위치한다. 상기 배출관(1028A)은 대안적으로 상기 제5실시예의 구조와 마찬가지로, 상기 버퍼 탱크(1027) 앞쪽에 위치될 수도 있다. 상기 차량 속도가 설계 속도 Vd를 초과하는 경우, 상기 유도 밸브(1028V)를 완전히 폐쇄시키는 것이 핵심적인 것은 아니다. 상기 기구는 대안적으로 차량 속도에 따라 연속적으로 또는 단계식으로 상기 유도 밸브(1028V)의 개방 정도를 감소시킬 수도 있다.

제6실시예의 유도 밸브(1028V)는 전자기 밸브로 대체될 수도 있다. 이러한 수정된 구조는 부가적으로 전자기 밸브의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 상기 제어 유닛은, 차량 속도가 설계 속도 Vd를 초과하는 경우, 상기 전자기 밸브의 개방 정도를 감소시키거나 또는 상기 전자기 밸브를 완전히 폐쇄시킨다.

도 40은 수정된 예시의 또 다른 배기 시스템의 구조를 보여준다. 이러한 수정된 예시에 있어서, 버퍼 탱크(1027A)의 저부면은 보다 높은 전방단으로부터 하부 후방단으로 높이 L 만큼 기울어져 있다. 이러한 경사는, 도 40(a)에 도시된 바와 같이 안정된 상태에서도 상기 버퍼 탱크(1027A) 안에 축적된 물이 상기 배출관(1028)으로부터 이격되게 함으로써, 물 배출을 제한하게 된다. 이러한 구성예는, 차량의 안정된 주행 시에 물 배출을 효과적으로 제한함으로써, 상기 배출된 물의 산란을 감소시키게 된다.

차량이 가속 하에 있는 동안, 관성력 'A'는 도 40(b)에 도시된 바와 같이 물 배출을 제한하는 역할을 한다. 다른 한편으로, 차량이 감속 하에 있는 동안에는, 상기 관성력 'A'는 축적된 물을 전방으로 가압함으로써 도 40(c)에 도시된 바와 같 이 물 배출을 촉진시키는 역할을 한다. 차량의 주행은 자연적으로 감속의 시간 주기를 포함한다. 따라서, 안정된 운전 동안에 물 배출의 제한은 상기 버퍼 탱크(1027A) 내의 물 축적에 악영향을 주지 않는다.

도 41은 또 다른 수정된 예시에서의 또 다른 배기 시스템의 구조를 보여준다. 이러한 수정된 예시에 있어서는, 전방 개구부를 구비한 견고한 배출관(1028B)이 상기 버퍼 탱크(1027)에 부착된다. 예시된 예시에 있어서, 상기 배출관(1028B)의 전방 개구부에서의 단면적 S0은 상기 버퍼 탱크(1027)와의 조인트에서의 단면적 S1보다 크다. 그렇지 않으면, 상기 배출관(1028B)은 동일한 단면적 S0 및 S1을 갖는 원통형으로 형성될 수도 있다.

이러한 수정된 예시의 구조에 있어서, 차량이 주행하는 동안에 배출관(1028B) 상으로 램 압력이 가해진다. 상기 버퍼 탱크(1027) 내에 축적된 물은 전방으로 유동되어 상기 배출관(1028B) 외부로 흘러 나간다. 상기 램 압력은 유동-배출(flow-out)을 제한하도록 작용한다. 이러한 수정된 예시의 구조에 있어서, 상기 램 압력의 작용은 고속으로 주행 시에 물 배출을 효과적으로 제한한다.

아래 그래프들은 물 배출의 제한에 대한 단면적 비 S0/S1의 효과들을 보여준다. 설계 속도 Vd는, 제6실시예의 구조를 참조하여 상술된 바와 같이, 물 배출의 제한을 필요로 하는 차량 속도의 하한치 Vr을 고려하여 설정된다고 가정한다. 곡선 P는 설계 속도 Vd에 상응하는 램 압력 Pa을 제공한다. 물 배출을 제한하기 위하여, 상기 램 압력 Pa는 상기 배출관(1028B)으로부터의 유동-배출을 위한 버퍼 탱크(1028) 내에 축적된 물의 수압보다 높게 된다. 상기 축적된 물의 수압은 상기 버 퍼 탱크(1027) 내에 축적된 물의 레벨에 따라 변하지만, 통상적인 주행 조건들 하에서 상기 축적된 물의 평균 레벨에 상응하게 설정될 수도 있다. 이러한 실시예의 절차는 상기 상응하는 수압보다 약간 높은 값을 램 압력의 설계값 Pd로 설정한다.

관 내의 압력은 일반적으로 상기 관의 단면적의 변동에 따라 변한다. 예를 들어, 상기 배출관(1028B)의 단면적 비 S0/S1을 1 보다 작지 않도록 설정하면, 상기 배출관(1028B)의 조인트에서의 램 압력을 상승시켜 전방 개구부에서의 램 압력보다 높게 된다. 이러한 수정된 예시에 있어서, 상기 배출관(1028B)의 형상은 압력비 Rd(=Pd/Pa)에 상응하는 단면적 비 Sd를 토대로 결정된다(단, Pd는 램 압력의 설계 값을 나타내고, Pa는 설계 속도 Vd에 상응하는 램 압력을 나타냄). 따라서, 상기 램 압력의 조절은 물 배출을 효과적으로 제한할 수 있다.

상술된 실시예들은 전원으로서 자동차 위에 장착된 연료 전지들을 구비한 자동차들에 관한 것이다. 상기 자동차들은, 연료 전지 이외에 2차 전지 및 캐패시터들을 포함하는 여하한의 다양한 전원들을 구비할 수도 있다. 본 발명의 기술들은 연료 전지들을 장착한 자동차들에 국한되는 것이 아니라, 자동차 이외에 열차, 전차 및 다양한 차량들을 포함하는 여러 육상용 이동체들에 적용가능할 뿐만 아니라 여러 비육상용 이동체들에도 적용가능하다.

상기 실시예들은 모든 실시형태들에 있어서 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명의 주된 특성들의 범위나 기술적 사상을 벗어나지 않는 수많은 수정예, 변경예 및 변형예들이 가능하다. 그러므로, 청구범위의 균등론의 의미와 범위 내에서 모든 변경들을 내포하고 있는 것으로 의도된다.

본 발명의 기술들은 자동차들을 포함하는 다양한 이동체들의 제조 산업들에 있어서 효과적으로 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1실시예의 이동체로서 연료 전지 차량(10) 상에 장착된 장치들의 평면 레이아웃을 도시한 평면도;

도 2는 제1실시예의 연료 전지 차량(10) 상에 장착된 연료 전지 시스템(20)의 구성을 개략적으로 도시한 시스템 다이어그램;

도 3은 수출구(58a 내지 58f)로부터의 물의 방출 제어를 위하여, PCU(70) 내에 설치되는 전자제어유닛(71)으로 입력되고 전자제어유닛(71)으로부터 출력되는 제어 신호들을 도시한 블록 다이어그램;

도 4는 전자제어유닛(71)에 의해 실행되는 방출 제어 순서를 도시한 플로우차트;

도 5는 방출 금지 플래그 F1 및 보정값 K1을 설정하는 구동 상태 보정값 및 플래그 셋팅 순서를 도시한 플로우차트;

도 6은 금지 플래그들 F2, FL1, FR1을 설정하는 차량 자세 플래그 셋팅 순서를 도시한 플로우차트;

도 7은 금지 플래그들 F3, FL2, FR2를 설정하는 회전 플래그 셋팅 순서를 도시한 플로우차트;

도 8은 금지 플래그 F4 및 보정값 K2를 설정하는 장애물 보정값 및 플래그 셋팅 순서를 도시한 플로우차트;

도 9는 금지 플래그 F5를 설정하는 로딩/언로딩 플래그 셋팅 순서를 도시한 플로우차트;

도 10은 차량 속도 보정 계수 셋팅 맵의 예시도;

도 11은 가속도 보정 계수 셋팅 맵의 예시도;

도 12는 풍속 보정 계수 셋팅 맵의 예시도;

도 13은 외부 공기 온도 보정 계수 셋팅 맵의 예시도;

도 14는 방출 제한 거리 셋팅 맵의 예시도;

*도 15는 방출 제한 거리 L1 및 L2에 대하여 후속 차량 거리 Lv에 대한 보정값 K2의 변동을 도시한 도면;

도 16은 임계값 H1 및 H2에 대하여 물 레벨 HW에 대한 보정값 K3의 변동을 도시한 도면;

도 17은 제2실시예의 연료 전지 차량(210) 상에 장착된 장치들의 평면 레이아웃을 도시한 평면도;

도 18은 제2실시예의 연료 전지 차량(210) 상에 장착된 연료 전지 시스템(220)의 구성을 개략적으로 도시한 시스템 다이어그램;

도 19는 가변-방향 유출구(260)의 구조를 개략적으로 예시한 도면;

도 20은 가변-방향 유출구(260)의 작동을 도시한 도면;

도 21은 전자제어유닛(271)에 의해 실행되는 방출 방향 제어 순서를 도시한 플로우차트;

도 22는 생성된 물의 양 Qfc에 대한 보정 계수 Pqfc의 설정값들을 도시한 도면;

도 23은 차량 속도 Va에 대한 보정 계수 Pva의 설정값들을 도시한 도면;

도 24는 기류량 Qa에 대한 보정 계수 Pqa의 설정값들을 도시한 도면;

도 25는 제3실시예의 연료 전지 차량(310) 상에 장착된 장치들의 평면 레이아웃을 도시한 평면도;

도 26은 연료 전지 차량(310)의 전자제어유닛(271)에 의해 실행되는 방출 방향 제어 순서를 도시한 플로우차트;

도 27은 방출 유량 Vg 및 도로면에 대한 상대 차량 속도 Vr에 관련된 방출각 θ을 도시한 도면;

도 28은 연료 전지 차량(310)의 수정된 일 구조에서 가변-단면적 유출구(370)의 단면도;

도 29는 단면적 변동기구(372)의 일 예를 도시한 도면;

도 30은 제3실시예의 연료 전지 차량(310)의 수정된 일 구조에서 실행되는 개방 면적 조절 순서를 도시한 플로우차트;

도 31은 본 발명의 제4실시예의 연료 전지 차량(410) 상에 장착된 장치들의 평면 레이아웃을 도시한 평면도;

도 32는 연료 전지 차량(410) 상에 장착된 연료 전지 시스템(420)의 구성을 개략적으로 도시한 시스템 다이어그램;

도 33은 배기가스의 방출 제어를 위하여, PCU(70) 내에 설치되는 전자제어유닛(471)으로 입력되고 전자제어유닛(471)으로부터 출력되는 제어 신호들을 도시한 블록 다이어그램;

도 34는 전자제어유닛(471)에 의해 실행되는 방출 제어 순서를 도시한 플로우차트;

도 35는 허용 가능한 물 방출 레벨 셋팅 맵의 일 예를 도시한 도면;

도 36은 하이브리드 차량(420)의 수정된 일 구조에서 실행되는 방출 제어 순서를 도시한 플로우차트;

도 37은 제5실시예의 차량(1010)의 구성을 개략적으로 예시한 도면;

도 38은 버퍼 탱크(1027)의 기능들을 도시한 도면;

도 39는 본 발명의 제6실시예에서의 배기 시스템의 구조를 도시한 도면;

도 40은 수정된 일 예시에서의 배기 시스템의 구조를 도시한 도면; 및

도 41은 수정된 또 다른 예시에서의 배기 시스템의 구조를 도시한 도면이다.

Claims

전원으로서 연료 전지들이 이동체 위에 장착되고 전력 발생 시에 부산물로서 물이 생성되는 상기 이동체에 있어서,

상기 연료 전지들을 작동시키는 작동 모듈;

상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스와 함께, 상기 연료 전지들에 의해 증기 형태로 생성되는 물의 적어도 일부를 상기 이동체의 외측면으로부터 대기로 방출하는 방출 모듈; 및

상기 방출 모듈에 의해 방출되는 액체 물의 방출량이 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 상기 작동 모듈을 제어하는 방출 제어 모듈을 포함하되,

상기 작동 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 상기 배기가스의 온도를 조절하고,

상기 방출 제어 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 상기 배기가스의 상기 온도를 조절하도록 상기 작동 모듈을 제어하여, 상기 연료 전지들에 의해 생성되는 상기 물에 포함된 증기량을 변경시킴으로써, 액체 물의 방출량이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이동체.
제1항에 있어서,

상기 작동 모듈은 상기 연료 전지들을 냉각하도록 냉각 장치를 구동시키고,

상기 방출 제어 모듈은 상기 냉각 장치의 구동 상태를 조정하도록 상기 작동 모듈을 제어함으로써, 상기 연료 전지들로부터 배출되는 상기 배기가스의 온도를 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동체.
제1항에 있어서,

상기 작동 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 상기 배기가스의 배압을 조절하고,

상기 방출 제어 모듈은 상기 연료 전지들로부터 배출되는 상기 배기가스의 상기 배압을 조정하도록 상기 작동 모듈을 제어함으로써, 상기 연료 전지들로부터 배출되는 상기 배기가스의 상기 온도를 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동체.
전원으로서 연료 전지들이 이동체 위에 장착되고 전력 발생 시에 부산물로서 물이 생성되는 상기 이동체에 있어서,

상기 연료 전지들을 작동시키는 작동 모듈;

상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스와 함께, 상기 연료 전지들에 의해 증기 형태로 생성되는 물의 적어도 일부를 상기 이동체의 외측면으로부터 대기로 방출하는 방출 모듈; 및

상기 방출 모듈에 의해 방출되는 액체 물의 방출량이 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 상기 작동 모듈을 제어하는 방출 제어 모듈을 포함하 되,

상기 작동 모듈은, 상기 연료 전지들로부터 배출되는 상기 배기가스에 포함된 물 함유량으로 상기 연료 전지들에 공급되는 가스의 공급을 습도조절하는 습도 조절 모듈을 포함하고,

상기 방출 제어 모듈은 상기 습도 조절 모듈에 의하여 습도 레벨을 조절함으로써, 상기 액체 물의 방출량이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이동체.
전원으로서 연료 전지들이 이동체 위에 장착되고 전력 발생 시에 부산물로서 물이 생성되는 상기 이동체에 있어서,

상기 연료 전지들을 작동시키는 작동 모듈;

상기 연료 전지들로부터 배출되는 배기가스와 함께, 상기 연료 전지들에 의해 증기 형태로 생성되는 물의 적어도 일부를 상기 이동체의 외측면으로부터 대기로 방출하는 방출 모듈;

상기 방출 모듈에 의해 방출되는 액체 물의 방출량이 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 상기 작동 모듈을 제어하는 방출 제어 모듈; 및

상기 연료 전지들의 작동 상태를 검출하는 작동 상태 검출 모듈을 포함하고,

상기 방출 제어 모듈은, 상기 작동 상태 검출 모듈에 의해 검출되는 상기 연료 전지들의 상기 작동 상태에 대응하여 상기 액체 물의 방출량을 산출하고, 산출된 상기 액체 물의 방출량이 상기 허용 가능한 물 방출 레벨의 범위 이내에 있도록 상기 작동 모듈에서의 제어 파라미터를 설정하며, 상기 제어 파라미터의 설정값에 의해 상기 작동 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 이동체.
제5항에 있어서,

상기 제어 파라미터는 상기 연료 전지들로부터 배출되는 상기 배기가스의 목표 온도인 것을 특징으로 하는 이동체.