WO2006030959A1 - 燃料電池車両および車両 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell vehicle and a vehicle with quiet running noise.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 1-2 8 2 2 6 3 (Page 3 and FIG. 1)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 7-3 2 9 4 8 (FIG. 1) Disclosure of the invention
  • the first object of the present invention was made by paying attention to the fact that the gas piping line of the fuel cell system is equipped with a silencer. Fuel cell vehicle capable of generating low running noise Is to provide.
  • the second object of the present invention is to focus on the fact that the exhaust system is provided with a muffler, and to effectively utilize this, it is possible to make the vehicle approach the object outside the vehicle with less running noise. It is to provide a vehicle that can communicate.
  • a fuel cell vehicle is a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system having a silencer in a gas piping line, and the silencer corresponds to a traveling state of the fuel cell vehicle. It is configured so that the muffling ability can be changed accordingly.
  • the fuel cell system mounted on the fuel cell vehicle may be a system for reforming on the vehicle from a raw fuel such as natural gas to a fuel gas containing hydrogen as a main component.
  • a system in which a high-pressure tank to be stored or a storage alloy is mounted on a vehicle may be used.
  • a fuel cell for a fuel cell vehicle a solid polymer type is the mainstream, but of course it is not limited to this, and for example, a phosphoric acid type fuel cell may be used.
  • fuel cell vehicles include four- and two-wheeled vehicles, trains, and bicycles.
  • the position of the silencer in the gas piping line may be, for example, on the upstream side of the fuel cell or on the downstream side thereof.
  • the “running situation” means a state quantity (vehicle movement state such as speed, acceleration, deceleration, turning state, etc.) relating to running (moving) of the fuel cell vehicle, and an operating state of the fuel cell as a driving source of running ( (Power generation amount, gas amount), driving state of the motor that rotates the wheel (motor rotation speed, motor torque), environmental information on which the fuel cell vehicle runs (Position information such as road surface, city area, suburb area, altitude, surrounding facility information, presence of surrounding people, presence of surrounding moving bodies).
  • the muffling capability of the muffler is changed as follows.
  • the muffling unit is configured so that the muffling ability can be lowered when the fuel cell vehicle is traveling at a low speed or in an urban area.
  • the gas flow rate in the gas piping line decreases during low-speed traveling, so that the sound is silenced sufficiently in the silencer where the silencer capacity remains unchanged. Therefore, as in the above configuration, the sound volume generated during low-speed traveling can be increased by reducing the muffling ability of the muffling unit. This makes it possible for a pedestrian to recognize the approach of the fuel cell vehicle to other vehicles such as a bicycle when traveling at a low speed.
  • the fuel cell generally has a low load when the fuel cell vehicle travels at a low speed, and the fuel cell generally has a high load when the fuel cell vehicle travels at a high speed.
  • the muffling unit is configured to be able to increase the muffling capability when the fuel cell vehicle is traveling at a high speed or traveling in a suburban area.
  • the silencer includes a silencer that can mute by introducing gas in the gas piping line, and the inside of the silencer includes at least two silencer spaces having different silencer capabilities, and at least two It is preferable to have switching means for switching the two silencing spaces based on the driving situation.
  • the gas introduced into the silencer is guided by the switching means to one silence space corresponding to the traveling state. This makes it possible to generate or attenuate sound appropriately according to the driving situation. Further, since two or more silencing spaces and switching means are provided in one silencer, it is possible to reduce the space occupied by the fuel cell vehicle as a whole silencer.
  • the silencer can be composed of an inversion type or a multistage expansion type.
  • at least two silencing spaces may be configured so that their cross-sectional areas are different. You may comprise so that the muffling ability of one muffling space may become a mouthpiece substantially.
  • the silencer may be provided with a sound absorbing material such as glass wool, or may be provided with a resonance part that attenuates sound by resonance.
  • the silencer includes a silencer that introduces gas in the gas piping line and silences, a bypass passage that bypasses the silencer, and a silencer that is based on the driving situation. And switching means for switching to any one of the bypass paths.
  • the gas that is switched by the switching unit according to the traveling state and introduced into the silencer is guided to the silencer or the bypass passage.
  • This allows gas to be introduced into the silencer, for example, when silence is required in driving situations.
  • Gas can be introduced into the bypass passage when sound generation is required in driving conditions. In consideration of such specifications, it is only necessary to design the silencer so that a sufficient silencing effect can be obtained for a large flow rate gas.
  • the muffling unit is a gas pipe line gas. It is preferable to include at least two silencers that are configured so as to be muteable by introducing a noise reduction ability and to switch at least two silencers based on the driving situation.
  • the gas introduced into the muffler is guided to the one silencer corresponding to the traveling state by the switching means, so that the sound can be appropriately generated or attenuated according to the traveling state.
  • the switching means need not be provided in the silencer, these configurations are not complicated as much as possible. Such a configuration is useful when there is a relatively large space in the vehicle-mounted space of the muffler.
  • the fuel cell vehicle further includes: a detection unit that detects a traveling state; and a control device that controls a switching operation of the switching unit based on a detection result of the detection unit. Is preferred.
  • the control device controls based on the detection result of the traveling situation, the switching operation of the switching means can be appropriately performed.
  • the detection means is preferably a flow meter that is provided in the gas piping line and detects the gas flow rate.
  • the flow meter is provided upstream of the fuel cell in the gas piping line. Water is generated by the gas reaction in the fuel cell. By installing a flow meter in the gas piping line upstream of the fuel cell, the flow meter is not affected by this generated water.
  • the detection means may be a vehicle speedometer that detects the speed of the fuel cell vehicle.
  • the detection means is a fuel cell vehicle. Both travel positions may be detected by GPS signals.
  • the sound according to the travel position of the fuel cell vehicle can be appropriately generated or attenuated.
  • the state of the sound can be changed between an urban area and a suburban area.
  • the traveling position of the fuel cell vehicle may be detected by road-to-vehicle communication or vehicle-to-vehicle communication.
  • the fuel cell vehicle includes a pressurization device that is provided in the gas piping line and pumps the oxidizing gas to the fuel cell, and the pressurization device based on the traveling state. And a control device for controlling.
  • the control device controls the switching operation of the switching means based on the flow rate of the oxidizing gas estimated from the control command value to the pressurizing device.
  • the fuel cell vehicle includes a detection unit that detects a traveling state, a notification unit that notifies a detection result of the detection unit to a vehicle occupant, and an operation performed by the vehicle occupant. And an operation means capable of switching the switching means.
  • the traveling state is transmitted to the vehicle occupant by the notification means, the vehicle occupant can appropriately change the muffling ability by the operation means.
  • the driver can make a pedestrian or the like recognize the approach of the fuel cell vehicle with a traveling sound with less sense of incongruity without using a horn or the like.
  • the notification means may be a case where the detection result is notified to the vehicle occupant visually by a sound such as a lamp or a buzzer, or a case where the detection result is tactile notification such as slight vibration. May be.
  • the driver In addition, passengers in passenger seats such as passenger seats are also included.
  • the switching means may be mechanically switched based on the flow velocity of the gas flowing therethrough. According to this configuration, since the switching means mechanically switches depending on the gas flow velocity, the muffling ability can be changed without using a sensor or the like.
  • the switching means is preferably a directional control valve.
  • the muffling ability can be changed with a simple configuration.
  • the silencer is provided on the downstream side of the fuel cell in the gas piping line.
  • the influence of gas pressure loss on the fuel cell can be reduced as compared with the case where the silencer is provided on the upstream side of the fuel cell.
  • the fuel cell vehicle includes: a detection unit that detects a traveling state; and a muffler unit based on a detection result of the detection unit. And a control device that varies the muffling ability.
  • control device since the control device performs control based on the detection result of the traveling situation, it can be changed to the silencing capability of the silencer according to the traveling situation.
  • control device may continuously change the mute state.
  • this type of silencer include a variable volume chamber and a configuration that continuously varies the size of the valve opening.
  • the volume is varied by an electric motor, for example.
  • duty control of a reair solenoid valve or an open / close solenoid valve is used.
  • the detection means may be a flow meter that detects the flow rate of gas or a vehicle speed meter that detects the speed of the fuel cell vehicle.
  • the detection means may detect the travel position of the fuel cell vehicle, and in that case, a GPS signal, road-to-vehicle communication, or vehicle-to-vehicle communication may be used.
  • a fuel cell vehicle includes a gas pipe ra A pressurization device that is provided in the fuel cell and pumps the oxidizing gas to the fuel cell; and a control device that controls the pressurization device based on the running state. Then, the control device varies the silencing capability of the silencing unit based on the flow rate of the oxidizing gas estimated from the control command value to the pressurizing device.
  • the fuel cell vehicle includes a detecting means for detecting a traveling state, a notifying means for notifying a vehicle occupant of a detection result by the detecting means, and a mute operation by an operation by the vehicle occupant And an operation means capable of variably operating the sound deadening ability of the unit.
  • the vehicle occupant since the traveling state is transmitted to the vehicle occupant by the notification means, the vehicle occupant can appropriately change the muffling ability by the operation means.
  • a vehicle of the present invention in a drive source that generates gas by supplying gas through a gas pipe, an exhaust system that exhausts gas from the drive source, and an exhaust system.
  • the muffler is configured so that the muffling ability can be changed according to the traveling state of the vehicle.
  • the drive source is the above-described fuel cell, an internal combustion engine of a gasoline engine or a diesel engine, or a hydrogen internal combustion engine. That is, in the vehicle for achieving the second object, not only the fuel cell vehicle but also the internal combustion engine as a driving source for traveling. This also applies to engine vehicles.
  • a fuel cell may be used for supplementary driving.
  • the “traveling state” means a state amount related to traveling of the vehicle, an operating state of a driving source of driving (gas amount, etc.), a driving state of a motor that rotates a wheel (motor rotation speed, motor Torque) and environmental information where the vehicle travels.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the fuel cell vehicle according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the main part of the fuel cell vehicle according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the main part of the fuel cell vehicle according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of the main part of the fuel cell vehicle according to the fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the fuel cell vehicle according to the fifth embodiment.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing the configuration of the fuel cell vehicle according to the sixth embodiment.
  • FIG. 7 is a side view showing the configuration of the engine vehicle according to the seventh embodiment.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
  • the characteristic part of the present invention is that various vehicles generate sounds with less discomfort according to their running conditions by changing the silencing capability of the silencing unit.
  • a fuel cell vehicle will be described as an example of a fuel cell vehicle.
  • a fuel cell vehicle 1 has a fuel cell system 3 mounted on a vehicle body 2.
  • the fuel cell 4 of the fuel cell system 3 is connected to a drive motor (not shown) via an inverter (not shown), and the drive motor rotates an axle (not shown).
  • This type of fuel cell vehicle is not limited to the four-wheeled fuel cell vehicle 1 shown in FIG. 1, but may be a two-wheeled vehicle, a train, a bicycle, or the like.
  • the fuel cell 4 has a stack structure in which a large number of single cells are stacked.
  • the fuel cell 4 generates electric power (driving energy) by receiving supply of air as an oxidizing gas and hydrogen gas as a fuel gas.
  • the fuel cell 4 there are various types such as a phosphoric acid type, but here, it is constituted by a solid polymer electrolyte type.
  • a method for supplying hydrogen gas to the fuel cell 4 a method of reforming natural gas or other raw fuel into hydrogen gas in the vehicle body 2 may be used, or a high-pressure tank storing hydrogen gas is installed in the vehicle body 2. You can use the method you want.
  • a fuel gas supply line 1 1 for supplying hydrogen gas to the fuel cell 4 from a high-pressure tank via a regulator, and a hydrogen off-gas from the fuel cell 4 are discharged to the gas piping line 5 of the fuel cell system 3.
  • the fuel gas discharge line 12 is joined to the oxidant gas discharge line 14, and the hydrogen off-gas joins the oxidant off-gas and is finally exhausted outside the vehicle body 2.
  • the oxidizing gas supply line 13 is provided with a compressor 17 (pressurizing device) that pumps the oxidizing gas to the fuel cell 4.
  • the compressor 17 takes in air from the atmosphere and pressurizes it, and supplies air as oxidizing gas to the fuel cell 4 via a humidifier (not shown).
  • a humidifier not shown.
  • the flow rate of the oxidizing gas fed to the fuel cell 4 is adjusted.
  • the fuel cell 4 is subjected to a high load, such as when the fuel cell vehicle 1 is running at high speed, the oxidizing gas becomes a large flow rate.
  • the fuel cell 4 has a low load, such as when the fuel cell vehicle 1 is traveling at a low speed, the oxidizing gas has a small flow rate.
  • the oxidizing gas discharge line 14 is provided with a silencer 20 surrounded by a broken line in FIG. As will be described later, the muffling unit 20 is configured so that the muffling ability can be varied in accordance with the traveling state of the fuel cell vehicle 1. Although not shown, the oxidizing gas discharge line 14 on the upstream side of the silencer 20 is provided with a pressure regulating valve that adjusts the pressure of the oxidizing gas in the fuel cell 4, and downstream of the pressure regulating valve. The fuel gas discharge line 1 and 2 are connected.
  • the muffler 20 includes a muffler 21 for introducing a mixed gas of oxidizing off gas and hydrogen off gas to mute, a main flow path 2 2 in which the muffler 21 is interposed, and a main flow path 2 2 in parallel.
  • the bypass passage 2 3 that bypasses the silencer 2 1 installed in the unit, and the flow path of the mixed gas based on the driving situation of the fuel cell vehicle 1 is silenced 2
  • the main flow passage 2 2 on the 1 side and the bypass passage 2 3 And a directional control valve 24 to switch to any one of the following.
  • the silencer 2 1 can expand the mixed gas inside the silencer 2 1.
  • An expansion type that exhibits a silencing effect, or an inversion type that exhibits a silencing effect by inverting the mixed gas inside the silencer 21 can be configured.
  • the interior of the silencer 21 is configured so that a sound absorbing material such as glass wool can be disposed.
  • the silencer 21 of the present embodiment is mainly configured to be able to mute the oxidizing off gas or mixed gas at a large flow rate.
  • the silencer 21 may be configured to be directly attached to the exhaust port on the main flow passage 22 side of the direction control valve 24.
  • the upstream end of the bypass passage 23 is connected to the exhaust port of the directional control valve 24, and the downstream end is connected to the downstream side of the silencer 21 in the main passage 22.
  • the bypass passage 23 is composed of a pipe having a smaller or equivalent inner diameter than that of the main flow passage 22.
  • the bypass passages 2 and 3 are not provided with auxiliary equipment (for example, a filter) having a silencing action. For this reason, the mixed gas passing through the bypass passage 23 is exhausted from the downstream side of the main passage 22 to the outside without being silenced.
  • the directional control valve 24 (switching means) is composed of a three-way valve, and the supply port is connected to the main flow path 22 on the fuel cell 4 side.
  • the direction control valve 24 is configured to be mechanically switched based on the flow velocity of the gas flowing therethrough (that is, the mixed gas).
  • the flow rate of the mixed gas is high.
  • the direction control valve 24 is mechanically switched to the silencer 21 side.
  • the mixed gas passes through the silencer 21 and is silenced and exhausted to the outside.
  • the silencing capability of the silencing unit 20 increases as a whole.
  • the flow rate of the mixed gas is low.
  • the control valve 24 is mechanically switched to the bypass passage 23 side.
  • the mixed gas is exhausted to the outside through the bypass passage 23 without passing through the silencer 21. That is, since the mixed gas is not silenced by the silencer 20, the silencing capability of the silencer 20 as a whole decreases to substantially zero when traveling at low speed.
  • the silencing capability of the silencing unit 20 is mechanically changed according to the traveling state. Therefore, if the sound deadening capacity of the sound deadening section 20 increases due to high speed running, it is possible to prevent the generation of noise more than necessary. Also, if the noise reduction capability of the noise reduction unit 20 decreases due to low speed running, an air flow noise corresponding to the flow rate of the mixed gas is generated. As a result, when driving at low speeds, other fuel vehicles such as pedestrians and bicycles
  • the approach of 1 can be recognized by the operation sound.
  • the airflow sound exhaust sound
  • the approach of the fuel cell vehicle 1 is difficult to be recognized.
  • the exhaust noise can be increased, though relative, by not passing the mixed gas through the silencer 21 during low-speed traveling as in this embodiment. Therefore, it is possible to suitably alert pedestrians and the like about the approach of the fuel cell vehicle 1 when traveling at a low speed.
  • the silencer 2 0 of the oxidant gas discharge line 14 can be used effectively, By changing the silencing capability according to the driving situation, it is possible to emit a sound according to the driving situation. As a result, it is not necessary to separately provide a pseudo sound generator as in the prior art, which can simplify the structure and generate an operation sound with less sense of incongruity.
  • the silencer 20 is provided in the oxidizing gas discharge line 14, but the silencer 20 can also be provided in the oxidizing gas supply line 13. However, Considering the influence of the pressure loss of the oxidizing gas pumped to the fuel cell 4 by the compressor 17, it is preferable to provide the silencer 20 on the downstream side of the fuel cell 4 as in this embodiment.
  • the fuel gas discharge line 12 is connected to the oxidizing gas discharge line 14 on the upstream side of the silencer 20, it is of course not limited to this position.
  • the connection position may be the downstream side of the silencer 20 or the main flow path 22 between the direction control valve 24 and the silencer 21. In the latter case, the directional control valve 24 is switched based on the flow rate of the oxidation off gas, not the flow rate of the mixed gas.
  • the directional control valve 24 that functions as a switching means is not limited to the gas flow rate, and the gas pressure and flow rate may be configured as setting elements for the switching operation. Further, the directional control valve 24 may be configured as a valve capable of applying pressure, and the directional control valve 24 may be configured to mechanically perform the switching operation by applying a predetermined pressure. . For example, the pressure of the oxidizing gas in the oxidizing gas supply line 1 3, the pressure of the oxidizing off gas in the oxidizing gas discharge line 1 4, the pressure of the hydrogen gas in the fuel gas supplying line 1 1, or the hydrogen in the fuel gas discharging line 1 2 The off-gas pressure may be applied to the directional control valve 24.
  • the directional control valve 2 4 does not have to be completely switched to the silencer 2 1 side bypass passage 2 3 side, and the flow rate of the exhausted mixed gas is not affected by the silencer 2 1
  • It may be configured as a distributor that distributes a predetermined amount to the side and the bypass passage 23 side.
  • the distributor guides a larger amount of mixed gas to the bypass passage 23 side than the silencer 21 during low-speed travel, while the silencer 21 toward the silencer 21 compared to the bypass passage 23 during high-speed travel. A large amount of mixed gas can be guided.
  • FIG. 2 shows a fuel cell system 3 mounted on a fuel cell vehicle 1.
  • the difference from the first embodiment is the configuration of the silencer 20.
  • the silencer 20 includes a silencer 21 that can be silenced by introducing the mixed gas from the oxidizing gas discharge line 14.
  • the interior of the silencer 21 is divided into two silence spaces 3 1 a and 3 1 b with different silencing capabilities.
  • the direction control valve 24 has the same structure as that of the first embodiment.
  • the direction control valve 24 is mechanically operated based on the traveling state of the fuel cell vehicle 1 and switches between the two silencing spaces 3 1 a and 3 1 b.
  • One silencing space 3 1 a has a silencing capability corresponding to a large flow rate of mixed gas when the fuel cell vehicle 1 is running at high speed, and a large flow rate of mixed gas so as not to generate more noise than necessary. Mute.
  • the other silencing space 3 1 b has a silencing capability corresponding to a mixed gas with a small flow rate when the fuel cell vehicle 1 travels at a low speed.
  • the silencing space 3 1 b only needs to have a function corresponding to the bypass passage 23 of the first embodiment, and may be configured such that its silencing capability is substantially zero, or can be slightly muted. It may be configured.
  • the silencer 20 is configured so that when the fuel cell vehicle 1 is traveling at high speed, the direction control valve 24 is switched to the silencer space 3 1a side so that the overall noise reduction capability is increased. It is configured.
  • the silencer 20 is configured such that when the vehicle is running at a low speed, the direction control valve 24 is switched to the silencer space 31b and the overall silencer performance is reduced.
  • Each silencing space 3 1 a, 3 1 b exhibits a silencing function by appropriately setting its volume (length, cross-sectional area), space shape, and the like.
  • the structure of each silencing space 3 1 a, 3 1 b can be configured as an expansion type or an inversion type, and can be designed as appropriate, for example, by arranging a sound absorbing material only on the silencing space 3 1 a side. it can.
  • the silence space 3 1 b may be configured as a simple passage. In other words, each silencing space 3 1 a, 3 lb can be set as appropriate according to the frequency band of the exhaust sound to be silenced.
  • the noise reduction capability of the silencer 20 is changed in accordance with the traveling state of the fuel cell vehicle 1, so that it is possible to appropriately generate an operation sound in accordance with the traveling state.
  • the silencer 20 since the two silencer spaces 3 1 a and 3 1 b and the directional control valve 24 are provided in the single silencer 21, the silencer 20 as a whole in the fuel cell vehicle 1 is provided. It does not take up much space.
  • the number of the silence spaces 31 is not limited to two, and may be three, for example. In this case, for example, a silencer space for ultra-low speed, a silencer space for low speed, and a silencer space for high speed other than these may be configured. Further, the number of discharge side ports of the directional control valve 24 is increased corresponding to the increase in the number of the silence spaces 31. For example, in the case of three silence spaces 31, there are three discharge ports.
  • the present embodiment also includes various modified examples such as the position of the silencer 20 in the gas piping line 5 and the alternative configuration of the direction control valve 24 to the distributor. Can be applied. In this respect, the following embodiments can also be applied when structurally possible.
  • FIG. 3 shows the fuel cell system 3 installed in the fuel cell vehicle 1.
  • the difference from the first embodiment is the configuration of the silencer 20.
  • the silencer 2 0 is equipped with one of the two silencers 2 1 a and 2 1 b and the two silencers 2 1 a and 2 1 b that can be silenced by introducing the mixed gas from the oxidizing gas discharge line 14. And a directional control valve 2 4 to be switched.
  • One silencer 21a is interposed in the main passage 22 and the other silencer 21b is interposed in a branch passage 41 provided in parallel with the main passage 22.
  • the upstream end of the branch passage 41 is connected to the directional control valve 24, and the downstream end thereof is connected to the downstream side of the silencer 21 a of the main flow passage 22.
  • the directional control valve 24 is mechanically operated based on the traveling state of the fuel cell vehicle 1 and is one of the silencers 2 1 a, 2 1 b as a flow path for introducing the mixed gas. Switch to the passage where is located.
  • the two silencers 2 1 a and 2 l b have different silencing capabilities and function in the same way as the two silence spaces 3 1 a and 3 1 b of the second embodiment. That is, the silencer 2 1a on the main flow path 2 2 side has a silencing capability corresponding to a large amount of mixed gas when the fuel cell vehicle 1 is running at high speed, and it does not generate more noise than necessary. Eliminate large flow gas mixtures.
  • the silencer 2 1 b on the branch passage 4 1 side has a silencing capability corresponding to a small flow rate of mixed gas when the fuel cell vehicle 1 is running at a low speed, and the silencing capability may be substantially zero. However, the sound may be slightly muted.
  • the noise reduction capability of the muffling unit 20 is changed according to the traveling state of the fuel cell vehicle 1, so that it is possible to appropriately generate an operation sound according to the traveling state.
  • the directional control valve 24 is not required to be provided in the silencer 21. Therefore, the structure of each silencer 2 1a, 2 1b can be simplified. it can. Such a configuration is useful when the space for mounting the silencer 20 is relatively large.
  • the number of silencers 21 having different silencing capabilities may be three or more.
  • the number of discharge side ports of the directional control valve 24 is also three or more.
  • the downstream end of the branch passage 41 is connected to the main passage 22, it may of course be opened directly to the outside.
  • FIG. 4 shows a control configuration of the fuel cell vehicle 1 with the fuel cell system 3 as a main part.
  • the difference from the first embodiment is that the change of the silencing capability of the silencer 20 is controlled by the control device 51 (ECU).
  • the directional control valve 24 of this embodiment is not mechanically switched according to the flow velocity of the mixed gas, but is connected to the control device 51 and output from the control device 51.
  • the switching operation is controlled by the signal.
  • This kind of directional control 4 wholesale valve 24 is driven by electric / magnetic force such as a solenoid valve type driven by a solenoid, an electric valve type driven by a motor, a piezoelectric element or a magnetostrictive element, etc. Can be configured.
  • the fuel cell vehicle 1 has a vehicle speed meter 5 2 provided in the vehicle body 2, a flow meter 5 3 provided in the gas distribution line 5, and a detection means for detecting the traveling state of the power fuel cell vehicle 1.
  • the speedometer 52 is connected to the control device 51.
  • the speed of the fuel cell vehicle 1 is measured by the vehicle speedometer 5 2.
  • the flow meter 53 is connected to the control device 51.
  • the flow meter 53 is provided on the upstream side of the compressor 17 in the oxidant gas supply line 13. The flow rate of the oxidant gas supplied to the fuel cell 4 by the compressor 17 is measured by the flow meter 5 3.
  • a flow meter 53 can be provided in the acid gas discharge line 14.
  • the flow meter 5 3 can be used for the water generated in the fuel cell 4. No need to be affected.
  • the control device 5 1 controls the entire fuel cell vehicle 1 including the operation of the fuel cell 4.
  • the control device 51 is not shown in the figure, but the CPU, It has a ROM that stores control programs and control data processed by the CPU, a RAM that is mainly used as various work areas for control processing, and an input / output interface, which are connected to each other via a bus. Has been.
  • various sensors such as a speedometer 52 and a flow meter 53 are connected to the input / output interface.
  • the CPU inputs the detection signals of the vehicle speed meter 52 and flow meter 53 through the input / output interface according to the control program in the ROM, and various data in the RAM, etc. Process. After that, the CPU outputs control signals to various drivers via the input / output interface, so that the silencing capacity of the silencing unit 20 is changed according to the driving situation of the fuel cell vehicle 1. The entire car 1 is controlled.
  • the control device 51 determines from the output signal of the vehicle speed meter 52 whether or not the condition of whether the vehicle speed is a low-speed traveling condition where the vehicle speed is equal to or less than a threshold value is satisfied. When the condition is satisfied, the control device 51 outputs a control signal for switching to the bypass passage 2 3 side to the direction control valve 24, and the direction control valve 24 receives the direction control valve 2 4 in response to this. Perform switching operation on the 3rd side.
  • the control device 51 when the vehicle speed is higher than the threshold value, for example, when the vehicle is traveling at high speed, the control device 51 outputs a control signal for switching to the muffler 21 side with respect to the direction control valve 24.
  • the direction control valve 24 Upon receiving this signal, the direction control valve 24 performs a switching operation to the silencer 21 side. Similarly, the control device 51 determines from the output signal of the flow meter 53 whether or not the condition that the flow rate of the oxidizing gas is equal to or less than the threshold is satisfied. When the control device 51 determines that the flow rate of the oxidizing gas is below the threshold value and the vehicle is traveling at a low speed, the control device 5 1 controls the direction control valve 24 to switch to the bypass passage 23 side. Is output. On the other hand, when it is determined that the flow rate of the oxidizing gas is larger than the threshold value, for example, the traveling state of the high-speed traveling, the silencer 2 for the direction control valve 2 A control signal for switching to the 1 side is output.
  • the threshold value for example, the traveling state of the high-speed traveling
  • control device 51 controls the number of revolutions of the motor of the compressor 17 according to the detection result of the detection means (52, 53) and the opening degree of the accelerator pedal. Specifically, the control device 51 determines the required load of the fuel cell 4, and determines how much the motor speed of the compressor 17 is to be based on the determination result.
  • the control device 51 outputs a control signal to the compressor 17 based on the determination, and estimates the flow rate of the gas (oxidized off gas or mixed gas) to the silencer 20 based on the control command value. Then, the control device 51 outputs a switching signal to the direction control valve 24 based on the estimation result to control the switching operation of the direction control valve 24.
  • the silencing capability of the silencing unit 20 can be changed by switching the direction control valve 24 with the control device 51. As a result, it is possible to more appropriately generate an operation sound in the traveling state of the fuel cell vehicle 1.
  • the example applied to the silencer 20 in FIG. 1 has been described as an example of control, it can be applied to the silencer 20 in FIGS. 2 and 3 as a matter of course.
  • the vehicle speed meter 52 and the flow meter 53 have been described as examples of detection means for detecting the traveling state of the fuel cell vehicle 1, it is of course not limited thereto.
  • the rotational speed of the drive motor that rotates the axle of the fuel cell vehicle 1 may be detected.
  • the battery car 1 includes a control device 5 1 (CPU) and a navigation device 61, and controls the change of the sound reduction capability of the silencer 20 based on the detection result of the navigation device 61. It is that.
  • the navigation device 61 is mounted on the vehicle body 2 and receives a GPS signal that is position information regarding the position of the fuel cell vehicle 1.
  • the navigation device 61 is connected to the control device 51 and sends the received GPS signal to the control device 51. That is, the navigation device 61 functions as detection means for detecting the traveling state of the fuel cell vehicle 1 by acquiring the position information of the fuel cell vehicle 1.
  • the control device 51 is configured in the same manner as in the fourth embodiment, and receives a signal from the navigation device 61 and controls the switching operation of the direction control valve 24 of the silencer 20. Specifically, the control device 51 determines, based on the input from the navigation device 61, whether the fuel cell vehicle 1 is running in an urban area or a suburban area.
  • the control device 51 When it is determined that the vehicle is traveling in an urban area, the control device 51 outputs a signal to the directional control valve 24 to switch to the bypass passage 23, thereby increasing the traveling sound of the fuel cell vehicle 1. I will let you. That is, the silencing capability of the silencer 20 is reduced. On the other hand, if it is determined that the vehicle is traveling in a suburban area, the control device 51 outputs a signal indicating that the directional control valve 24 is switched to the silencer 21 and does not generate more noise than necessary. So that the running sound of the fuel cell vehicle 1 is muted. That is, the silencing capability of the silencer 20 is increased.
  • the sound deadening capacity of the sound deadening unit 20 is changed according to the running situation related to the running position, so that it is suitable for urban areas and suburban areas. An operation sound can be appropriately emitted.
  • an urban area with a relatively large number of pedestrians and the like it is possible to increase the running sound, so that the pedestrians and the like can easily recognize the approach of the fuel cell vehicle 1.
  • suburban areas surrounded by nature, where there are relatively few pedestrians, etc. it is not necessary to generate more noise than necessary in order to make pedestrians recognize the approach of fuel-based vehicles.
  • detection means such as a vehicle speed meter 52 may be connected to the control device 51, and the control device 51 includes the vehicle speed meter 52 and the flow meter 53.
  • the silencing capability of the silencing unit 20 may be varied by taking into account both the detection result of the above and the detection result of the navigation device 61.
  • a fuel cell vehicle 1 according to a sixth embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
  • the main difference from the above embodiment is that the fuel cell vehicle 1 is provided with a notification means 71 and an operation means 72, and is operated by the vehicle occupant due to the notification to the vehicle occupant (inside passenger). This makes it possible to change the silencing capability of the silencing unit 20.
  • the detection means 73 includes, for example, a vehicle speed meter 52, a flow meter 53, and a navigation device 61, each of which includes a control device 51. It is connected to the.
  • the notification means 71 is configured to notify the vehicle occupant of the detection result of the detection means 73.
  • the notification means 71 can be constituted by a display means such as a lamp 81 for displaying the detection result so as to be displayed to the vehicle occupant. Further, the notification means 71 can be constituted by means for transmitting the detection result to the vehicle occupant by voice, such as a buzzer 82, for example. Alternatively, the notification means 71 can be configured by means for tactilely transmitting the detection result to the vehicle occupant, for example, by micro vibration. Monkey.
  • the operating means 72 is configured to be able to switch the direction control valve 24 by an operation by a vehicle occupant.
  • the operation means 72 can be constituted by, for example, a key button or a leper that can be manually operated by a vehicle occupant.
  • the operation signal is input to the control device 51, and the control device 51 controls the switching operation of the direction control valve 24.
  • the operation means 72 is preferably configured to be able to adjust, for example, the light amount setting of the lamp 81 and the volume setting of the buzzer 82 of the notification means 71.
  • the running state of the fuel cell vehicle 1 is appropriately detected by the detection means 73, and the detection result is sent to the control device 51. If the control device 51 determines from the detection result that the vehicle is traveling at a low speed or in an urban area, for example, the control device 51 notifies the vehicle occupant to that effect. As a result, the vehicle occupant can select whether or not to change the silencing capability of the silencing unit 20 by the operating means 72.
  • the vehicle occupant when the vehicle occupant desires to reduce the silencing capability of the silencer 20, the vehicle occupant operates the operation means 7 2 to operate the direction control valve 2 via the control device 51. 4 can be switched to the bypass passage 2 3 side. As a result, a vehicle occupant can make a pedestrian or the like recognize the approach of the fuel cell vehicle 1 with less uncomfortable driving sound without using an in-vehicle horn.
  • control device 51 performs control so that the vehicle occupant is not notified by the notification means 71 when it is determined from the detection result that the vehicle is traveling at a high speed or a suburban area.
  • control device 51 may notify the vehicle occupant to that effect by the notification means 7 1.
  • the vehicle occupant can appropriately change the silencing capability of the silencing unit 20 by the operating means 72, and the operation sound corresponding to the traveling state is appropriately set. Can be issued.
  • the vehicle occupants In addition to a turn, this includes passengers in passenger seats such as passenger seats.
  • the engine vehicle 9 1 has an internal combustion engine 9 3 mounted on a vehicle body 9 2.
  • the internal combustion engine 9 3 (drive source) is constituted by a gasoline engine or a diesel engine, gas (air mixture) is supplied by the gas pipe on the upstream side of the engine, and the drive energy for running the engine vehicle 9 1 Is generated.
  • the internal combustion engine 93 can be a hydrogen internal combustion engine.
  • the exhaust system 9 4 of the internal combustion engine 93 is provided with an exhaust pipe 95 for exhausting exhaust gas exhausted from the internal combustion engine 93 to the outside.
  • the exhaust pipe 9 5 of the exhaust system 9 4 includes a catalyst 96 for purifying exhaust gas, and a silencer 2 0 located on the downstream side of the catalyst 9 6 for silencing the exhaust sound of the exhaust gas. It is provided.
  • the main part of the silencer 20 is configured to have the configuration of the silencer 20 shown in FIG. 2 has been described in the second embodiment, the description thereof is omitted here.
  • the silencing capability of the silencing unit 20 is varied according to the traveling situation. In this case, when the engine vehicle 91 is traveling at a low speed, the direction control valve 24 of the silencer 20 is switched so as to reduce the silencing capability.
  • the running noise increases at low speeds.
  • the running sound of the engine vehicle 91 is quiet, the running sound during low-speed running can be increased, and the approach of the engine vehicle 91 to a pedestrian or the like can be reduced. It becomes possible to recognize with sound.
  • the engine vehicle 91 includes the control device 51 and the navigation device 61 shown in FIG. 5 and the like, so that the noise reduction capability of the silencer 20 can be reduced even when the engine vehicle 91 is traveling in an urban area. Is possible. Therefore, running sound Even in a quiet engine vehicle 91, by adopting the configuration applied in the fuel cell vehicle 1 in the silencer 20, pedestrians etc. in a driving situation such as low-speed driving without equipped with a pseudo sound generator Safety can be ensured appropriately.
  • the first to sixth embodiments can be appropriately applied to the engine vehicle 91 of the present embodiment.
  • the explanation of the applied example is omitted.

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Abstract

 燃料電池システムのガス配管ラインに消音部が備えられていることに着目してなされたものであり、これを有効に利用して走行状況に応じた違和感の少ない走行音を発生することができる燃料電池車両を提供することを課題とする。ガス配管ライン(5)に消音部(20)を備える燃料電池システム(3)を搭載した燃料電池車両(1)において、消音部(20)は、燃料電池車両(1)の走行状況に応じて消音能力を可変可能に構成されているものである。低速の走行状況のときに、消音部(20)の消音能力が低下する。例えば、消音部(20)は、走行状況に基づいて消音器(21)およびバイパス通路(23)のいずれかに切り替える方向制御弁(24)を備える。方向制御弁(24)は、ガスの流速により機械的に作動するものでもよいし、制御装置(51)により切替え動作を制御するようにしてもよい。

Description

明細書 燃料電池車両およぴ車両 技術分野
本発明は、 走行音が静粛な燃料電池車両および車両に関するものである。 背景技術 、
電気自動車に代表される電気車両の走行音は、 内燃機関を搭載したェンジ ン車両に比べて小さい。 このため、 低速走行中の電気自動車が歩行者等に接 近しても、 歩行者等は電気自動車の存在に気づかない場合がある。 そこで安 全面に配慮して、 ェンジン擬似音を発生させる擬似音発生装置を電気自動車 に搭載し、 電気自動車の走行状況に応じて擬似音発生装置のスピー力から擬 似音を発生させるようにしたものが提案されている (例えば、 特許文献 1お よび 2参照。)。
[特許文献 1 ] 特開 2 0 0 1— 2 8 2 2 6 3号公報 (第 3頁及び第 1図) [特許文献 2 ] 特開平 7— 3 2 9 4 8号公報 (第 1図) 発明の開示
このような従来の電気自動車によれば、 その走行状況に応じた擬似音で歩 行者等に注意を喚起できる点では有用である。 し力 し、 スピーカなどの擬似 音発生装置の装備が別途必要であった。 また、 擬似音であるゆえに実際の動 作音と異なるため、 運転者や歩行者等にとつて違和感があった。
本発明の第 1の目的は、 燃料電池システムのガス配管ラインに消音部が備 えられていることに着目してなされたものであり、 これを有効に利用して走 行状況に応じた違和感の少ない走行音を発生することができる燃料電池車両 を提供することである。
また、 他の本発明の第 2の目的は、 排気系に消音部が備えられていること に着目し、 これを有効に利用して違和感の少ない走行音で車外対象に対して 車両の接近を伝達することができる車両を提供することである。
上記第 1の目的を達成するべく、 本発明の燃料電池車両は、 ガス配管ライ ンに消音部を備える燃料電池システムを搭載した燃料電池車両において、 消 音部は、 燃料電池車両の走行状況に応じて消音能力を可変可能に構成されて いるものである。
この構成によれば、 走行状況に応じて消音部の消音能力が変更されるため、 走行状況に応じた音を発することが可能となる。 このように、 通常の燃料電 池システムにおいて備えられるガス配管ラインの消音部を有効に利用するこ とで、 擬似音源たる擬似音発生装置などが不要となるなど構造上簡素化し易 い上、 走行状況に応じた違和感の少ない音を発生することができる。
ここで、 燃料電池車両に搭載される燃料電池システムとしては、 天然ガス などの原燃料から水素を主成分とする燃料ガスに車上にて改質するシステム であってもよいし、 燃料ガスを貯蔵する高圧タンクや吸蔵合金を車上に搭載 するシステムであってもよい。 燃料電池車両用の燃料電池としては、 固体高 分子型が主流であるが、 もちろんこれに限るものでなく、 例えばリン酸型の 燃料電池などであってもよい。 また、 燃料電池車両としては、 四輪や二輪の 自動車、 電車、 自転車などが挙げられる。 さらに、 消音部のガス配管ライン における位置は、 例えば燃料電池の上流側であってもよいし、 その下流側で めってもよレヽ。
ここで、 「走行状況」 とは、 燃料電池車両の走行 (移動) に関する状態量 (速度、 加速度、 減速度、 旋回状態などの車両運動状態)、 走行の駆動源と なる燃料電池の運転状態 (発電量、 ガス量)、 車輪を回転させるモータの駆 動状態 (モータ回転数、 モータトルク)、 燃料電池車両が走行する環境情報 (路面 、 市街地や郊外地などの位置情報、 標高、 周囲の施設情報、 周囲の 人物存在の有無、 周囲の移動体存在の有無) など、 を意味する。 好ましくは、 特定の走行状況では、 以下のように消音部の消音能力が変更される。
本発明の一態様によれば、 消音部は、 燃料電池車両の低速走行または市街 地走行の走行状況のときに、 消音能力を低下可能に構成されていることが、 好ましい。
一般に、 低速走行時にはガス配管ラインのガスの流量が低下するため、 消 音能力が不変の消音部では十分に消音されることになる。 そこで上記構成の ように、 消音部の消音能力を低下させることで、 低速走行時に発生する音量 を増大させることができる。 これにより、 低速走行する場合に、 歩行者ゃ自 転車等の他の車両等に対して燃料電池車両の接近を認識させることが可能と なる。
一方、 一般に市街地は、 歩行者など人物がいることが多かったり、 混雑や 幅員減少など諸般の事情によっては低速走行を余儀なくされる場合がある。 上記構成とすることで、 歩行者等に対して燃料電池車両の接近を認識させる ことが可能となる。
ここで、 燃料電池車両の低速走行時には燃料電池は一般に低負荷となり、 その高速走行時には燃料電池は一般に高負荷となる。
同様に、 本発明の一態様によれば、 消音部は、 燃料電池車両の高速走行ま たは郊外地走行の走行状況のときに、 消音能力を上昇可能に構成されている ことが、 好ましい。
この構成によれば、 上記の場合とは逆に、 高速走行時にはガスの流量が増 大して音が大きく発生し易いが、 消音能力が上昇した消音部により必要以上 の音を減衰することができる。 また、 燃料地車両の接近を知らせる意義が少 ない、 周囲が自然で囲まれたような郊外地においても、 必要以上に音を発生 させなくて済む。 本発明の一態様によれば、、 消音部は、 ガス配管ラインのガスを導入して 消音可能な消音器を備え、 消音器の内部は、 消音能力の異なる少なくとも二 つの消音空間と、 少なくとも二つの消音空間を走行状況に基づいて切り替え る切替え手段と、 を有することが、 好ましい。
この構成によれば、 消音器に導入されたガスは、 走行状況に応じた一の消 音空間に切替え手段によって導かれる。 これにより、 走行状況に応じた音を 適切に発生または減衰することができる。 また、 一つの消音器内に二以上の 消音空間および切替え手段を設けているため、 消音部全体として燃料電池車 両に占めるスペースを小さくすることも可能となる。
ここで、 消音器は、 反転型や多段膨張型などで構成することができる。 例 えば、 少なくとも二つの消音空間を、 その流路断面積が異なるものとなるよ うに構成してもよい。 一つの消音空間の消音能力を実質的にゼ口となるよう に構成してもよい。 また、 消音器には、 グラスウールなどの吸音材を設けて もよいし、 共鳴により音を減衰する共鳴部などを設けてもよい。
同様に、 本発明の一態様によれば、 消音部は、 ガス配管ラインのガスを導 入して消音する消音器と、 消音器をバイパスするパイパス通路と、 走行状況 に基づいて消音器おょぴバイパス通路のいずれかに切り替える切替え手段と、 を有することが、 好ましい。
この構成によれば、 走行状況に応じて切替え手段によって切り替えられ、 消音部に導入されたガスは、 消音器またはパイパス通路に導かれる。 これに より、 例えば走行状況において消音が要求される場合には、 消音器にガスを 導入することができる。 また、 走行状況において音の発生が要求される場合 には、 パイパス通路にガスを導入することができる。 なお、 このような仕様 を考慮すると、 大流量のガスの場合について十分な消音効果が得られるよう に消音器を設計しておけばよい。
また同様に、 本発明の一態様によれば、 消音部は、 ガス配管ラインのガス を導入して消音可能に構成されていると共にその消音能力の異なる少なくと も二つの消音器と、 少なくとも二つの消音器を走行状況に基づいて切り替え る切替え手段と、 を有することが、 好ましい。
この構成によれば、 消音部に導入されたガスは、 走行状況に応じた一の消 音器に切替え手段によって導かれるため、 走行状況に応じて音を適切に発生 または減衰することができる。 また、 切替え手段を消音器内に設けなくて済 むため、 これらの構成を極力複雑ィヒさせることがない。 このような構成は、 消音部の車載スペースに比較的ゆとりがある場合に有用となる。
本発明の一態様によれば、 燃料電池車両は、 走行状況を検出する検出手段 と、 検出手段の検出結果に基づいて、 切替え手段の切替え動作を制御する制 御装置と、 を更に備えたことが、 好ましい。
この構成によれば、 走行状況の検出結果に基づいて制御装置が制御するた め、 切替え手段の切替え動作を適切に行うことができる。
この場合、 検出手段は、 ガス配管ラインに設けられ、 ガスの流量を検出す る流量計であることが、 好ましい。
この構成によれば、 ガス配管ラインにおける音と密接な関係にあるガスの 流量を検出するため、 走行状況に応じた音をより一層適切に発生または減衰 することができる。 好ましくは、 流量計は、 ガス配管ラインにおいて燃料電 池の上流側に設けられる。 燃料電池でのガス反応により水が生成されるが、 流量計を燃料電池の上流側におけるガス配管ラインに設けることで、 流量計 がこの生成水の影響を受けなく済む。
本発明の好ましい一態様によれば、 検出手段は、 燃料電池車両の速度を検 出する車速計であってもよい。
この構成によれば、 燃料電池車両の速度に応じた音を適切に発生または減 衰することができる。
また同様に、 本発明の好ましい一態様によれば、 検出手段は、 燃料電池車 両の走行位置を G P S信号により検出してもよい。
この構成によれば、 燃料電池車両の走行位置に応じた音を適切に発生ま†こ は減衰することができ、 例えば市街地と郊外地とで音の状況を変えることが できる。 なお、 燃料電池車両の走行位置を路車間通信又は車車間通信により 検出するようにしてもよい。
また上記の場合、 本発明の好ましい一態様によれば、 燃料電池車両は、 ガ ス配管ラインに設けられて酸化ガスを燃料電池に圧送する加圧装置と、 加圧 装置を走行状況に基づいて制御する制御装置と、 を更に備える。 制御装置は、 加圧装置への制御指令値から推定された酸化ガスの流量に基づいて、 切替え 手段の切替え動作を制御する。
この構成によれば、 ガス配管ラインにおける音と密接な関係にある酸化ガ スの推定流量に基づくため、 走行状況に応じた音をより一層適切に発生また は減衰することができる。 特に、 上記のような流量計や車速計を用いなくて も済む。
また同様に、 本発明の好ましい一態様によれば、 燃料電池車両は、 走行状 況を検出する検出手段と、 検出手段による検出結果を車両の乗員に報知する 報知手段と、 車両の乗員による操作により切替え手段を切替え操作可能な操 作手段と、 を更に備えてもよい。
この構成によれば、 走行状況が報知手段によつて車両の乗員に伝達される ため、 車両の乗員は、 適宜、 操作手段によって消音能力を変更することがで きる。 これにより、 例えば運転者はクラクションなどを用いることなく、 違 和感の少ない走行音で燃料電池車両の接近を歩行者等に認識させることがで きる。
ここで、 報知手段は、 ランプなどの表示やブザーなどの音により視聴覚的 に検出結果を車両の乗員に報知する場合であってもよいし、 例えば微振動な ど触覚的に報知する場合であってもよい。 ここで、 車両の乗員には、 運転手 のほか、 助手席など運転席以外の席に乗車している者も含まれる。
また同様に、 本発明の好ましい一態様によれば、 燃料電池車両は、 切替え 手段は、 ここを流れるガスの流速に基づいて機械的に切替え動作してもよい。 この構成によれば、 切替え手段がガスの流速により機械的に切り替えるた め、 センサなどを用いることなく、 消音能力を変更することができる。
これらの場合、 切替え手段は、 方向制御弁であることが、 好ましい。
この構成によれば、 簡易な構成で消音能力を変更することができる。
本発明の一態様によれば、 消音器は、 ガス配管ラインにおいて燃料電池の 下流側に設けられていることが、 好ましい。
この構成によれば、 消音器を燃料電池の上流側に設ける場合に比べ、 燃料 電池に対するガスの圧損の影響を小さくすることができる。
また、 本発明の好ましい一態様によれば (請求項 1ないし 3のいずれかの 場合)、 燃料電池車両は、 走行状況を検出する検出手段と、 検出手段の検出 結果に基づいて、 消音部の消音能力を可変する制御装置と、 を更に備えても よい。
この構成によれば、 走行状況の検出結果に基づいて制御装置が制御するた め、 走行状況に応じた消音部の消音能力に変更することができる。
ここで、 制御装置は、 連続的に消音状態を変更してもよい。 この種の消音 部の一例としては、 可変容積室や、 弁開度の大きさを連続可変する構成が挙 げられる。 前者は、 例えば電動モータで容積を可変する。 後者では、 例えば リエア電磁弁や開閉電磁弁のデューティー制御が用いられる。
この場合、 上記同様に、 検出手段は、 ガスの流量を検出する流量計又は燃 料電池車両の速度を検出する車速計であってもよい。 また、 検出手段は、 燃 料電池車両の走行位置を検出してもよく、 その場合に G P S信号や、 路車間 通信や車車間通信を用いてもよい。
同様に、 本発明の好ましい一態様によれば、 燃料電池車両は、 ガス配管ラ インに設けられ、 酸化ガスを燃料電池に圧送する加圧装置と、 加圧装置を走 行状況に基づいて制御する制御装置と、 を更に備える。 そして、 制御装置は、 加圧装置への制御指令値から推定された酸化ガスの流量に基づいて、 消音部 の消音能力を可変する。
この構成によれば、 酸化ガスの推定流量に基づく制御装置の制御により、 走行状況に応じた消音部の消音能力に変更することができる。
同様に、 本発明の好ましい一態様によれば、 燃料電池車両は、 走行状況を 検出する検出手段と、 検出手段による検出結果を車両の乗員に報知する報知 手段と、 車両の乗員による操作により消音部の消音能力を可変操作可能な操 作手段と、 を更に備えてもよい。
この構成によれば、 走行状況が報知手段によって車両の乗員に伝達される ため、 車両の乗員は、 適宜、 操作手段によって消音能力を変更することがで さる。
上記第 2の目的を達成するべく、 本発明の車両は、 ガス配管によってガス を供給されて駆動エネルギーを発生する駆動源と、 駆動源からガスを排気す る排気系と、 排気系に設けられた消音部と、 を備えた車両であって、 消音部 は、 車両の走行状況に応じて消音能力を可変可能に構成されているものであ る。
この構成によれば、 走行状況に応じて消音部の消音能力が変更されるため、 走行状況に応じた音を発することが可能となる。 これにより、 ガスを用いて 駆動エネルギーを発生する車両の排気系に通常備えられる消音部を有効に利 用することで、 擬似音発生装置などが不要となるなど構造上簡素化し易い上、 走行状況に応じた違和感の少ない音を発生することができる。
ここで、 駆動源としては、 上記した燃料電池、 ガソリン機関やディーゼル 機関の内燃機関、 または水素内燃機関である。 すなわち、 第 2の目的を達成 するための車両では、 燃料電池車両のみならず、 内燃機関を走行の駆動源と するエンジン車両も対象となる。 水素内燃機関の場合には、 燃料電池を補記 駆動用に用いてもよい。
ここで、 「走行状況」 とは、 上記のように、 車両の走行に関する状態量、 走行の駆動源の運転状態 (ガス量など)、 車輪を回転させるモータの駆動状 態 (モータ回転数、 モータトルク)、 車両が走行する環境情報など、 を意味 する。
以上説明した本発明の燃料電池車両によれば、 ガス配管ラインの消音部を 有効に利用して、 走行状況に応じた違和感の少ない走行音を発生することが できる。
以上説明した本発明の車両によれば、 排気系の消音部を有効に利用して、 違和感の少ない走行音で車外対象に対して車両の接近を伝達することができ る。 図面の簡単な説明
図 1は、 第 1実施形態に係る燃料電池車両の構成を示す構成図である。 図 2は、 第 2実施形態に係る燃料電池車両の主要部の構成を示す構成図で ある。
図 3は、 第 3実施形態に係る燃料電池車両の主要部の構成を示す構成図で ある。
図 4は、 第 4実施形態に係る燃料電池車両の主要部の構成を示す構成図で める。
図 5は、 第 5実施形態に係る燃料電池車両の構成を示す構成図である。 図 6は、 第 6実施形態に係る燃料電池車両の構成を示す構成図である。 図 7は、 第 7実施形態に係るエンジン車両の構成を示す側面図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 添付図面を参照して、 本発明の好適な実施形態について説明する。 本発明の特徴部分は、 消音部の消音能力を変更することで、 各種車両がその 走行状況に応じた違和感の少ない音を発生させる点にある。 以下では、 先ず 燃料電池車両について燃料電池自動車を例に説明する。 第 1〜第 3実施形態 では、 主として消音部の変形例について説明し、 第 4〜第 5実施形態では、 主として消音部の制御例について説明する。 そして、 残りの実施形態で応用 例について説明する。 なお、 第 2実施形態以降では、 第 1実施形態の構造と 同一となる部分については、 第 1実施形態と同一の符号を付してその説明を 省略する。
[第 1実施形態]
図 1に示すように、 燃料電池自動車 1は、 車体 2に燃料電池システム 3を 搭載している。 燃料電池システム 3の燃料電池 4が図外のインパータを介し て図外の駆動モータに連結されており、 駆動モータが図外の車軸を回転させ る。 この種の燃料電池車両は、 図 1に示すような四輪の燃料電池自動車 1の みならず、 二輪の自動車であってもよいし、 または電車や自転車などであつ てもよい。
燃料電池 4は、 多数の単セルを積層したスタック構造からなる。 燃料電池 4は、 酸化ガスとしての空気と、 燃料ガスとしての水素ガスとの供給を受け て電力 (駆動エネルギー) を発生する。 燃料電池 4としては、 リン酸型など 各種の種類があるが、 ここでは固体高分子電解質型で構成されている。 水素 ガスを燃料電池 4に供給する方法として、 車体 2において天然ガスなどの原 燃料から水素ガスに改質する方法を用いてもよいし、 あるいは水素ガスを貯 留した高圧タンクを車体 2に搭載する方法を用いてもよレ、。
燃料電池システム 3のガス配管ライン 5には、 例えば高圧タンクからレギ ュレータを介して燃料電池 4に水素ガスを供給するための燃料ガス供給ライ ン 1 1と、 燃料電池 4から水素オフガスを排出するための燃料ガス排出ライ ン 1 2と、 燃料電池 4に酸化ガスを供給するための酸化ガス供給ライン 1 3 と、 燃料電池 4から酸化オフガスを排出するための酸化ガス排出ライン 1 4 と、 が設けられている。 燃料ガス排出ライン 1 2は、 酸化ガス排出ライン 1 4に合流しており、 水素オフガスは、 酸化オフガスに合流して最終的に車体 2の外部に排気される。
酸化ガス供給ライン 1 3には、 酸化ガスを燃料電池 4に圧送するコンプレ ッサ 1 7 (加圧装置) が設けられている。 コンプレッサ 1 7は、 大気中の空 気を取り込んで加圧し、 図外の加湿器を介して燃料電池 4に酸化ガスとして の空気を供給する。 コンプレッサ 1 7の駆動源となるモータの回転数を制御 することで、 燃料電池 4に圧送する酸化ガスの流量が調整される。 燃料電池 自動車 1の高速走行時など、 燃料電池 4が高負荷となると、 酸化ガスは大流 量となる。 一方、 燃料電池自動車 1の低速走行時など、 燃料電池 4が低負荷 となると、 酸化ガスは小流量となる。
酸化ガス排出ライン 1 4には、 図 1において破線で囲まれた消音部 2 0が 設けられている。 消音部 2 0は、 後述するように、 燃料電池自動車 1の走行 状況に応じてその消音能力を可変可能に構成されている。 また、 図示省略し たが消音部 2 0の上流側の酸化ガス排出ライン 1 4には、 燃料電池 4内の酸 化ガスの圧力を調整する調圧弁が設けられており、 調圧弁の下流側において 燃料ガス排出ライン 1 2が接続されている。
消音部 2 0は、 酸化オフガスと水素オフガスとの混合ガスを導入して消音 する消音器 2 1と、 消音器 2 1が介設された本流通路 2 2と、 本流通路 2 2 と並列に設けられて消音器 2 1をバイパスするパイパス通路 2 3と、 燃料電 池自動車 1の走行状況に基づいて混合ガスの流路を消音器 2 1側の本流通路 2 2およびバイパス通路 2 3のいずれかに切り替える方向制御弁 2 4と、 を 有している。
消音器 2 1は、 例えば、 消音器 2 1の内部で混合ガスを膨張させることで 消音効果を発揮する膨張型のものや、 消音器 2 1の内部で混合ガスを反転さ せることで消音効果を発揮する反転型のもので、 構成することができる。 消 音器 2 1の内部は、 グラスウールなどの吸音材を配設可能に構成されている。 本実施形態の消音器 2 1は、 主として、 大流量時の酸化オフガスまたは混合 ガスの消音を可能に構成されている。 なお、 消音器 2 1は、 方向制御弁 2 4 の本流通路 2 2側の排気ポートに直接取り付けることができる構成であって もよい。
バイパス通路 2 3は、 その上流端が方向制御弁 2 4の排気ポートに接続さ れ、 下流端が本流通路 2 2における消音器 2 1の下流側に接続されている。 バイパス通路 2 3は、 本流通路 2 2に比較して小さなまたは同等の内径の管 で構成されている。 パイパス通路 2 3には、 消音作用のある補助機器 (例え ばフィルタなど) は設けられていない。 このため、 パイパス通路 2 3を通つ た混合ガスは、 消音作用を受けずに本流通路 2 2の下流側から外部へと排気 される。
方向制御弁 2 4は (切替え手段)、 三方弁で構成され、 供給ポートが燃料 電池 4側の本流通路 2 2に接続されている。 方向制御弁 2 4は、 ここを流れ るガス (すなわち混合ガス) の流速に基づいて、 機械的に切替え動作するよ うに構成されている。
具体的には、 混合ガスが大流量となる燃料電池自動車 1の高速走行の走行 状況のときには、 混合ガスの流速は高速となる。 混合ガスが高流速となると、 方向制御弁 2 4は機械的に消音器 2 1側へと切替え動作される。 これにより、 混合ガスは、 消音器 2 1を通り、 消音されて外部へと排気される。 すなわち、 高速走行の走行状況のときには、 消音部 2 0の消音能力は、 全体として上昇 することになる。
一方、 混合ガスが小流量となる燃料電池自動車 1の低速走行の走行状況の ときには、 混合ガスの流速は低速となる。 混合ガスが低流速となると、 方向 制御弁 2 4は機械的にバイパス通路 2 3側へと切替え動作される。 これによ り、 混合ガスは、 消音器 2 1を通らずにバイパス通路 2 3を通って、 外部へ と排気される。 すなわち、 混合ガスは消音部 2 0では消音されないことから、 低速走行の走行状況のときには、 消音部 2 0の消音能力は、 全体として低下 し実質ゼロとなる。
以上のように、 本実施形態の燃料電池自動車 1によれば、 その走行状況に 応じて消音部 2 0の消音能力が機械的に変更される。 したがって、 高速走行 となって消音部 2 0の消音能力が上昇する場合には、 必要以上の騒音の発生 を防止することができる。 また、 低速走行となって消音部 2 0の消音能力が 低下する場合には、 混合ガスの流速に応じた気流音が発生する。 これによつ て、 低速走行時に、 歩行者や自転車等の他の車両に対して、 燃料電池自動車
1の接近をその動作音によって認識させることができる。
つまり、 本実施形態と異なり、 低速走行時にも混合ガスを消音器 2 1に導 くと、 気流音 (排気音) が十分に消音されて燃料電池自動車 1の接近が認識 され難い。 これに対し、 本実施形態のように、 低速走行時に混合ガスを消音 器 2 1に通さないことで、 相対的ではあるが、 排気音を増大させることがで きる。 したがって、 低速走行時に、 燃料電池自動車 1の接近について歩行者 等に注意を好適に喚起することができる。
このように、 本実施形態によれば、 一般にエンジン車両と比べて静粛な走 行音の燃料電池自動車 1であっても、 酸化ガス排出ライン 1 4の消音部 2 0 を有効に利用して、 その消音能力を走行状況に応じて変更することで、 走行 状況に応じた音を発することが可能となる。 これによつて、 従来のような擬 似音発生装置など別途設ける必要がなくなり、 構造上簡素化することができ ると共に、 違和感の少ない動作音を発生することができる。
なお、 本実施形態では、 消音部 2 0を酸化ガス排出ライン 1 4に設けたが、 消音部 2 0を酸化ガス供給ライン 1 3に設けることもできる。 もっとも、 コ ンプレッサ 1 7により燃料電池 4に圧送される酸化ガスの圧損の影響を考慮 すると、 本実施形態のような燃料電池 4の下流側に消音部 2 0を設けること が好ましい。
また、 燃料ガス排出ライン 1 2を消音部 2 0の上流側の酸化ガス排出ライ ン 1 4に接続しているが、 もちろんこの位置に限るものでもない。 例えば、 その接続位置は、 消音部 2 0の下流側であってもよいし、 方向制御弁 2 4と 消音器 2 1との間の本流通路 2 2であってもよい。 後者の場合には、 方向制 御弁 2 4は、 混合ガスの流速ではなく、 酸化オフガスの流速に基づいて切替 え動作することになる。
また、 切替え手段として機能する方向制御弁 2 4は、 ガスの流速に限らず、 ガスの圧力や流量等が切替え動作のための設定要素として構成されてもよレ、。 また、 方向制御弁 2 4を圧力印加可能な弁として構成してもよく、 方向制御 弁 2 4が、 所定の圧力を印加されることで切替え動作を機械的に行うように 構成されてもよい。 例えば、 酸化ガス供給ライン 1 3の酸化ガスの圧力、 酸 化ガス排出ライン 1 4の酸化オフガスの圧力、 燃料ガス供給ライン 1 1の水 素ガスの圧力、 または、 燃料ガス排出ライン 1 2の水素オフガスの圧力、 を 方向制御弁 2 4に作用させてもよい。
なお、 方向制御弁 2 4は、 消音器 2 1側おょぴパイパス通路 2 3側のいず れかに完全に切り替える構成でなくてもよく、 排気される混合ガスの流量を 消音器 2 1側およびバイパス通路 2 3側に所定量ずつ分配する分配器として 構成されてもよい。 例えば、 分配器は、 低速走行時には消音器 2 1側に比べ てパイパス通路 2 3側に混合ガスの流量を多く導き、 一方高速走行時にはパ ィパス通路 2 3側に比べて消音器 2 1側に混合ガスの流量を多く導くことが できる。
〖第 2実施形態]
次に、 図 2を参照して、 第 2実施形態に係る燃料電池自動車 1について、 第 1実施形態との相違点を中心に説明する。 図 2は、 燃科電池自動車 1に搭 載された燃料電池システム 3を示している。 第 1実施形態との相違点は、 消 音部 2 0の構成である。
消音部 2 0は、 酸化ガス排出ライン 1 4の混合ガスを導入して消音可能な 消音器 2 1を備えている。 消音器 2 1の内部は、 消音能力の異なる二つの消 音空間 3 1 a、 3 1 bに区画されている。 消音器 2 1の内部のガス入口側に は、 混合ガスを導く通路として二つの消音空間 3 l a、 3 1 bを切り替える 方向制御弁 2 4が設けられている。 方向制御弁 2 4は、 第 1実施形態と同様 の構造である。 方向制御弁 2 4は、 燃料電池自動車 1の走行状況に基づいて 機械的に作動し、 二つの消音空間 3 1 a、 3 1 bをいずれかに切り替える。 一方の消音空間 3 1 aは、 燃料電池自動車 1の高速走行時における大流量 の混合ガスに対応した消音能力を有しており、 必要以上の騒音を発生させな いように大流量の混合ガスを消音する。 他方の消音空間 3 1 bは、 燃料電池 自動車 1の低速走行時における小流量の混合ガスに対応した消音能力を有し ている。 この消音空間 3 1 bは、 第 1実施形態のバイパス通路 2 3に相当す る機能を奏すればよく、 その消音能力が実質ゼロとなるように構成されても よいし、 僅かに消音可能に構成されてもよい。
このように、 消音部 2 0は、 燃料電池自動車 1の高速走行の走行状況のと きには、 方向制御弁 2 4が消音空間 3 1 a側に切り替えて、 全体として消音 能力が上昇するように構成されている。 一方、 消音部 2 0は、 低速走行の走 行状況のときには、 方向制御弁 2 4が消音空間 3 1 b側に切り替えて、 全体 として消音能力が低下するように構成されている。
なお、 各消音空間 3 1 a、 3 1 bは、 その容積の大きさ (長さ、 断面積)、 空間の形状等を適宜設定することで消音機能を発揮する。 各消音空間 3 1 a、 3 1 bの構造は、 膨張型や反転型などで構成することができ、 例えば消音空 間 3 1 a側にのみ吸音材を配設するなど、 適宜設計することができる。 また 例えば、 消音空間 3 1 bを単なる通路として構成してもよい。 すなわち、 各 消音空間 3 1 a、 3 l bは、 消音したい排気音の周波数帯域に応じて適宜設 定可能である。
したがって、 本実施形態によっても、 燃料電池自動車 1の走行状況に応じ て消音部 2 0の消音能力が変更されるため、 走行状況に応じた動作音を適切 に発することが可能となる。 本実施形態では特に、 単一の消音器 2 1内に二 つの消音空間 3 1 a、 3 1 bおよび方向制御弁 2 4を設けているため、 燃料 電池自動車 1において消音部 2 0全体としてのスペースを大きく占有しない で済む。
なお、 消音空間 3 1の個数は二つに限られるものではなく、 例えば三つと してもよい。 この場合には、 例えば超低速用の消音空間、 低速用の消音空間、 これら以外の高速用の消音空間として構成してもよい。 また、 消音空間 3 1 の個数の増加に対応して、 方向制御弁 2 4の排出側ポートの個数も増加し、 例えば三つの消音空間 3 1の場合には排出側ポートは三つとなる。
さらに、 第 1実施形態で説明したように、 消音部 2 0のガス配管ライン 5 における位置や、 方向制御弁 2 4の分配器への代替構成など、 各種構成の変 形例についても本実施形態で適用することができる。 この点、 以下の実施形 態でも、 構造上可能となる場合には適用可能である。
[第 3実施形態]
次に、 図 3を参照して、 第 3実施形態に係る燃料電池自動車 1について、 第 1実施形態との相違点を中心に説明する。 図 3は、 燃料電池自動車 1に搭 载された燃料電池システム 3を示している。 第 1実施形態との相違点は、 消 音部 2 0の構成である。
消音部 2 0は、 酸化ガス排出ライン 1 4の混合ガスを導入して消音可能な 二つの消音器 2 1 a、 2 1 bと、 二つの消音器 2 1 a、 2 1 bのいずれかに 切り替える方向制御弁 2 4と、 を有している。 一方の消音器 2 1 aは本流通路 2 2に介設され、 他方の消音器 2 1 bは本 流通路 2 2と並列に設けられた分岐通路 4 1に介設されている。 分岐通路 4 1の上流端は方向制御弁 2 4に接続され、 その下流端は本流通路 2 2の消音 器 2 1 aの下流側に接続されている。 方向制御弁 2 4は、 上記各実施形態と 同様に、 燃料電池自動車 1の走行状況に基づいて機械的に作動し、 混合ガス を導く流路としていずれかの消音器 2 1 a、 2 1 bが位置する通路に切り替 える。
二つの消音器 2 1 a、 2 l bは、 消音能力が異なっており、 第 2実施形態 の二つの消音空間 3 1 a、 3 1 bと同様に機能する。 すなわち、 本流通路 2 2側の消音器 2 1 aは、 燃料電池自動車 1の高速走行時における大流量の混 合ガスに対応した消音能力を有しており、 必要以上の騒音を発生させないよ うに大流量の混合ガスを消音する。 分岐通路 4 1側の消音器 2 1 bは、 燃料 電池自動車 1の低速走行時における小流量の混合ガスに対応した消音能力を 有しており、 その消音能力を実質ゼロで構成されてもよいし、 僅かに消音可 能に構成されてもよい。
したがつて、 本実施形態によっても、 燃料電池自動車 1の走行状況に応じ て消音部 2 0の消音能力が変更されるため、 走行状況に応じた動作音を適切 に発することが可能となる。 本実施形態では特に、 第 2実施形態とは異なり、 方向制御弁 2 4を消音器 2 1内に設けなくて済むため、 各消音器 2 1 a、 2 1 bの構成を単純化することができる。 このような構成は、 消音部 2 0の車 載スペースに比較的ゆとりがある場合に有用となる。
なお、 第 2実施形態と同様に、 消音能力の異なる消音器 2 1の個数は三つ 以上であってもよく、 その場合には方向制御弁 2 4の排出側ポートの個数も 三つ以上となる。 また、 分岐通路 4 1の下流端を本流通路 2 2に接続してい るが、 もちろん外部に直接開放されていてもよい。
[第 4実施形態] 次に、 図 4を参照して、 第 4実施形態に係る燃料電池自動車 1について、 第 1実施形態との相違点を中心に説明する。 図 4は、 燃科電池システム3を 要部として、 燃料電池自動車 1の制御構成を示している。 第 1実施形態との 相違点は、 消音部 2 0の消音能力の変更を制御装置 5 1 ( E C U) により制 御するようにしたことである。
本実施形態の方向制御弁 2 4は、 上記各実施形態と異なり、 混合ガスの流 速によって機械的に切替え動作するものではなく、 制御装置 5 1に接続され て、 制御装置 5 1からの出力信号によって切替え動作が制御されるものであ る。 この種の方向制 4卸弁 2 4は、 例えばソレノイドによって駆動される電磁 弁タイプのものや、 モータによって駆動される電動弁タイプのものや、 圧電 素子ゃ磁歪素子などの電気 ·磁気力によって駆動されるタイプのもので、 構 成することができる。
また、 燃料電池自動車 1には、 車体 2に設けられた車速計 5 2と、 ガス配 管ライン 5に設けられた流量計 5 3と力 燃料電池自動車 1の走行状況を検 出する検出手段として設けられている。 車速計 5 2は、 制御装置 5 1に接続 されている。 車速計 5 2によって、 燃料電池自動車 1の速度が計測される。 流量計 5 3は、 制御装置 5 1に接続されている。 また、 流量計 5 3は、 酸 化ガス供給ライン 1 3においてコンプレッサ 1 7の上流側に設けられている。 流量計 5 3によって、 コンプレッサ 1 7によって燃料電池 4に供給される酸 化ガスの流量が計測される。
なお、 この構成に代えて流量計 5 3を酸ィ匕ガス排出ライン 1 4に設けるこ ともできる。 もっとも、 本実施形態のように、 流量計 5 3を燃料電池 4の上 流側となる酸化ガス供給ライン 1 3に設けることで、 流量計 5 3は、 燃料電 池 4で生成された水の影響を受けなくて済む。
制御装置 5 1 ( E C U) は、 燃料電池 4の運転を含め、 燃料電池自動車 1 全体を統括制御する。 制御装置 5 1は、 いずれも図示省略したが、 C P U、 C P Uで処理する制御プログラムや制御データを記憶した R OM、 主として 制御処理のための各種作業領域として使用される R AM、 およぴ入出カイン ターフェースを有し、 これらは互いにバスを介して接続されている。 入出力 インターフェースには、 コンプレッサ 1 7のモータや方向制御弁 2 4等を駆 動する各種ドライバのほか、 車速計 5 2や流量計 5 3などの各種のセンサが 接続されている。
そして、 C P Uは、 上記の構成により、 R OM内の制御プログラムに従つ て、 入出力インターフェースを介して車速計 5 2や流量計 5 3の検出信号を 入力し、 R AM内の各種データ等を処理する。 その後、 C P Uは、 入出力ィ ンターフェースを介して各種ドライバに制御信号を出力することにより、 燃 料電池自動車 1の走行状況に応じて消音部 2 0の消音能力を変更するように、 燃料電池自動車 1全体を制御している。
例えば、 制御装置 5 1は、 車速計 5 2の出力信号から、 車速が閾値以下の 低速走行の走行状況であるかの条件を満たすか否かを判定する。 そして、 そ の条件を満たすときには、 制御装置 5 1は、 方向制御弁 2 4に対しバイパス 通路 2 3側に切り替える旨の制御信号を出力し、 これを受けて方向制御弁 2 4はパイパス通路 2 3側に切替え動作を実行する。 一方、 車速が閾値よりも 大きい例えば高速走行の走行状況であるときには、 制御装置 5 1は、 方向制 御弁 2 4に対し消音器 2 1側に切り替える旨の制御信号を出力する。 そして、 この信号を受けて方向制御弁 2 4は、 消音器 2 1側に切替え動作を実行する。 同様に、 制御装置 5 1は、 流量計 5 3の出力信号から、 酸化ガスの流量が 閾値以下であるかの条件を満たすか否かを判定する。 そして、 制御装置 5 1 は、 酸化ガスの流量が閾値以下であり、 低速走行の走行状況であると判定し たときには、 方向制御弁 2 4に対しバイパス通路 2 3側に切り替える旨の制 御信号を出力する。 一方、 酸化ガスの流量が閾値よりも大きく、 例えば高速 走行の走行状況であると判定したときには、 方向制御弁 2 4に対し消音器 2 1側に切り替える旨の制御信号を出力する。
また例えば、 制御装置 5 1は、 このような検出手段 (5 2, 5 3 ) の検出 結果やアクセルペダルの開度に応じて、 コンプレッサ 1 7のモータの回転数 を制御する。 具体的には、 制御装置 5 1は、 燃料電池 4の要求される負荷を 判断し、 その判断結果に基づいてコンプレッサ 1 7のモータの回転数をどの 程度にするかを決定する。
制御装置 5 1は、 その決定に基づいてコンプレッサ 1 7に制御信号を出力 する一方で、 その制御指令値に基づいて消音部 2 0へのガス (酸化オフガス または混合ガス) の流量を推定する。 そして、 制御装置 5 1は、 その推定結 果に基づいて方向制御弁 2 4に切替え信号を出力して、 方向制御弁 2 4の切 替え動作を制御する。
以上のように、 本実施形態の燃料電池自動車 1によれば、 車速計 5 2や流 量計 5 3の検出結果に基づいて、 またはコンプレッサ 1 7への制御指令値か ら推定したガスの流量に基づいて、 制御装置 5 1により方向制御弁 2 4を切 替え動作することにより、 消音部 2 0の消音能力を変更することができる。 これにより、 燃料電池自動車 1の走行状況に動作音をより一層適切に発する ことが可能となる。
なお、 制御例について図 1の消音部 2 0に適用した例について説明したが、 もちろん図 2や図 3の消音部 2 0にも適用することができる。 また、 燃料電 池自動車 1の走行状況を検出する検出する検出手段として、 車速計 5 2およ ぴ流量計 5 3を例に説明したが、 もちろんこれらに限られるものではない。 例えば、 燃料電池自動車 1の車軸を回転させる駆動モータの回転数を検出す るようにしてもよい。
[第 5実施形態]
次に、 図 5を参照して、 第 5実施形態に係る燃料電池自動車 1について、 第 1実施形態との相違点を中心に説明する。 第 1実施形態との相違点は、 燃 料電池自動車 1が制御装置 5 1 ( C P U) とナビゲーシヨン装置 6 1とを具 備し、 ナビゲーシヨン装置 6 1による検出結果に基づいて、 消音部 2 0の消 音能力の変更を制御するようにしたことである。
ナビゲーシヨン装置 6 1は、 車体 2に搭載され、 燃料電池自動車 1の位置 に関する位置情報である G P S信号を受信する。 ナビゲーション装置 6 1は、 制御装置 5 1に接続されており、 受信した G P S信号を制御装置 5 1に送る。 すなわち、 ナビゲーシヨン装置 6 1は、 燃料電池自動車 1の位置情報を取得 することで、 燃料電池自動車 1の走行状況を検出する検出手段として機能す る。
制御装置 5 1は、 第 4実施形態と同様に構成されており、 ナピゲーション 装置 6 1からの信号を入力し、 消音部 2 0の方向制御弁 2 4の切替え動作を 制御する。 具体的には、 制御装置 5 1は、 ナビゲーシヨン装置 6 1からの入 力によって、 燃料電池自動車 1が走行しているのが市街地であるか郊外地で あるかを判断する。
市街地を走行していると判断した場合には、 制御装置 5 1は、 方向制御弁 2 4に対しバイパス通路 2 3側に切り替える旨の信号を出力し、 燃料電池自 動車 1の走行音を増大させるようにする。 すなわち、 消音部 2 0の消音能力 を低下させる。 一方、 郊外地を走行していると判断した場合には、 制御装置 5 1は、 方向制御弁 2 4体に対し消音器 2 1側に切り替える旨の信号を出力 し、 必要以上の騒音とならないように燃料電池自動車 1の走行音を消音する。 すなわち、 消音部 2 0の消音能力を上昇させる。
以上のように、 本実施形態の燃料電池自動車 1によれば、 その走行位置に 関する走行状況に応じた消音部 2 0の消音能力に変更されるため、 市街地と 郊外地とでこれに適した動作音を適切に発することが可能となる。 これによ り、 歩行者等が比較的多い市街地では、 走行音を増大させることができるた め、 歩行者等に対して燃料電池自動車 1の接近を認識させ易くし得る。 一方 で、 歩行者等が比較的少ない、 自然に囲まれた郊外地では、 歩行者等に燃料 地車両の接近を認識させる意味において、 必要以上に音を発生させなくて済 む。
なお、 図 1の消音部 2 0に適用した例について説明したが、 もちろん図 2 や図 3の消音部 2 0にも適用することができる。 また、 図 4に示す第 4実施 形態のように、 車速計 5 2等の検出手段が制御装置 5 1に接続されていても よく、 制御装置 5 1は、 車速計 5 2や流量計 5 3の検出結果とナビグーショ ン装置 6 1の検出結果の両方を加味して、 消音部 2 0の消音能力を可変する ようにしてもよい。
[第 6実施形態]
次に、 図 6を参照して、 第 6実施形態に係る燃料電池自動車 1について、 第 1実施形態との相違点を中心に説明する。 上記実施形態との主な相違点は、 燃料電池自動車 1が報知手段 7 1と操作手段 7 2とを具備し、 車両の乗員 (車内者) への報知を起因として車両の乗員が操作することにより、 消音部 2 0の消音能力の変更をできるようにしたことである。
図 6に示すように、 制御装置 5 1には、 検出手段 7 3、 方向制御弁 2 4、 コンプレッサ 1 7のほか、 報知手段 7 1や操作手段 7 2が接続されている。 検出手段 7 3には、 図 4およぴ図 5に示したように、 例えば車速計 5 2、 流 量計 5 3およびナビゲ一ション装置 6 1が含まれ、 これらはそれぞれ制御装 置 5 1に接続されている。
報知手段 7 1は、 検出手段 7 3による検出結果を車両の乗員に報知可能に 構成されている。 報知手段 7 1は、 例えばランプ 8 1など、 検出結果を車両 の乗員に表示可能に表示する表示手段で構成することができる。 また、 報知 手段 7 1は、 例えばブザー 8 2など、 検出結果を車両の乗員に音声により伝 達する手段で構成することができる。 あるいは、 報知手段 7 1は、 例えば微 振動など触覚的に検出結果を車両の乗員に伝達する手段で構成することがで さる。
操作手段 7 2は、 車両の乗員による操作により方向制御弁 2 4を切替え操 作可能に構成されている。 操作手段 7 2は、 車両の乗員が手動により操作可 能な例えばキーボタンゃレパーなどで構成することができる。 車両の乗員が 操作手段 7 2を操作すると、 その操作信号が制御装置 5 1に入力され、 制御 装置 5 1が方向制御弁 2 4の切替え動作を制御するようになる。 なお、 操作 手段 7 2は、 報知手段 7 1の例えばランプ 8 1の光量設定や、 ブザー 8 2の 音量設定を調整可能に構成されていることが好ましい。
本実施形態の構成によれば、 検出手段 7 3によって燃料電池自動車 1の走 行状況が適宜検出され、 その検出結果が制御装置 5 1に送られる。 制御装置 5 1は、 その検出結果から例えば低速走行や市街地走行の走行状況であると 判断すると、 報知手段 7 1によって車両の乗員に対してその旨を報知させる。 これにより、 車両の乗員は、 操作手段 7 2によって消音部 2 0の消音能力 を変更するか否かを選択することができるようになる。 ここで、 車両の乗員 が消音部 2 0の消音能力を低下させることを望む場合には、 車両の乗員は、 操作手段 7 2を操作することによって、 制御装置 5 1を介して方向制御弁 2 4をバイパス通路 2 3側に切り替えることができる。 これにより、 車両の乗 員は車載のクラクションなどを用いることなく、 違和感の少ない走行音で燃 料電池自動車 1の接近を歩行者等に認識させることができる。
一方で、 制御装置 5 1は、 その検出結果から例えば高速走行や郊外地走行 の走行状況であると判断した場合には、 報知手段 7 1によっては車両の乗員 に報知させないように制御する。 もっとも、 制御装置 5 1は、 報知手段 7 1 によって車両の乗員に対してその旨を報知するようにしてもよい。
このように、 本実施形態の燃料電池自動車 1によれば、 車両の乗員が操作 手段 7 2によって消音部 2 0の消音能力を適宜変更することができ、 走行状 況に応じた動作音を適切に発することができる。 なお、 車両の乗員には、 運 転手のほか、 助手席など運転席以外の席に乗車している者も含まれる。
[第 7実施形態]
次に、 図 7を参照して、 第 7実施形態に係るエンジン車両 9 1について説 明する。 本実施形態のエンジン車両 9 1は、 車体 9 2に内燃機関 9 3を搭載 している。 内燃機関 9 3 (駆動源) は、 ガソリン機関またはディーゼル機関 によって構成された場合には、 その上流側のガス配管によってガス (混合 気) を供給され、 エンジン車両 9 1の走行のための駆動エネルギーを発生す る。 なお、 内燃機関 9 3を水素内燃機関で構成することもできる。
内燃機関 9 3の排気系 9 4には、 内燃機関 9 3から排気される排気ガスを 外部に排出するェキゾ一ストパイプ 9 5が設けられている。 排気系 9 4のェ キゾーストパイプ 9 5には、 排気ガスを浄化する触媒 9 6と、 触媒 9 6の下 流側に位置し、 排気ガスの排気音を消音する消音部 2 0と、 が設けられてい る。 この消音部 2 0の要部が、 図 2に示す消音部 2 0の構成を具備して構成 されている。 なお、 図 2の消音部 2 0の構成については、 第 2実施形態で説 明したのでここでは説明を省略する。
したがって、 本実施形態のエンジン車両 9 1においても、 その走行状況に 応じて消音部 2 0の消音能力が可変される。 この場合、 エンジン車両 9 1が 低速走行の走行状況のときには、 消音部 2 0の方向制御弁 2 4が消音能力を 低下させるように切り替えることになる。
このため、 低速走行時には、 走行音が増大することになる。 これにより、 特にエンジン車両 9 1の走行音が静粛である場合に、 低速走行時における走 行音を増大させることができ、 歩行者等に対してエンジン車両 9 1の接近を 違和感の少なレ、音で認識させることが可能となる。
また、 エンジン車両 9 1が図 5などに示す制御装置 5 1やナビゲーシヨン 装置 6 1を具備することで、 エンジン車両 9 1が市街地走行時においても、 消音部 2 0の消音能力を低下させることが可能となる。 したがって、 走行音 が静粛なエンジン車両 9 1においても、 燃料電池自動車 1において適用した 構成を消音部 2 0に採用することで、 擬似音発生装置を装備することなく、 低速走行時等の走行状況における歩行者等への安全性を適切に確保すること ができる。
なお、 本実施形態のエンジン車両 9 1に、 第 1〜第 6の各実施形態を適宜、 適用できることは言うまでもない。 その適用した例については説明を省略す る。

Claims

請求の範囲
1 . ガス配管ラインに消音部を備える燃料電池システムを搭載した燃料電 池車両において、
前記消音部は、 当該燃料電池車両の走行状況に応じて消音能力を可変可能 に構成されている燃料電池車両。
2 . 前記消音部は、 当該燃料電池車両の低速走行または市街地走行の走行 状況のときに、 消音能力を低下可能に構成されている請求項 1に記載の燃料 電池車両。
3 . 前記消音部は、 当該燃料電池車両の高速走行または郊外地走行の走行 状況のときに、 消音能力を上昇可能に構成されている請求項 1に記載の燃料 電池車両。
4. 前記消音部は、 前記ガス配管ラインのガスを導入して消音可能な消音 器を備え、
前記消音器の內部は、
消音能力の異なる少なくとも二つの消音空間と、
前記少なくとも二つの消音空間を前記走行状況に基づいて切り替える切替 え手段と、 を有する請求項 1ないし 3のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
5 . 前記消音部は、
前記ガス配管ラインのガスを導入して消音する消音器と、
前記消音器をバイパスするパイパス通路と、
前記走行状況に基づいて前記消音器おょぴ前記バイパス通路のいずれかに 切り替える切替え手段と、
を有する請求項 1ないし 3のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
6 . 前記消音部は、
前記ガス配管ラインのガスを導入して消音可能に構成されていると共にそ の消音能力の異なる少なくとも二つの消音器と、
前記少なくとも二つの消音器を前記走行状況に基づいて切り替える切替え 手段と、
を有する請求項 1ないし 3のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
7 . 前記走行状況を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、 前記切替え手段の切替え動作を制御 する制御装置と、
を更に備えた請求項 4ないし 6のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
8 . 前記検出手段は、 前記ガス配管ラインに設けられ、 ガスの流量を検出 する流量計である請求項 7に記載の燃料電池車両。
9 . 前記検出手段は、 当該燃料電池車両の速度を検出する車速訐である請 求項 7に記載の燃料電池車両。
1 0 . 前記検出手段は、 当該燃料電池車両の走行位置を検出する請求項 7 に記載の燃料電池車両。
1 1 . 前記検出手段は、 当該燃料電池車両の走行位置を G P S信号により 検出する請求項 1 0に記載の燃料電池車両。
1 2 . 前記ガス配管ラインに設けられ、 酸化ガスを燃料電池に圧送する加 圧装置と、
前記加圧装置を前記走行状況に基づいて制御する制御装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、 前記加圧装置への制御指令値から推定された酸化ガスの 流量に基づいて、 前記切替え手段の切替え動作を制御する請求項 4ないし 6 のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
1 3 . 前記走行状況を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果を車両の乗員に報知する報知手段と、 前記車両の乗員による操作により前記切替え手段を切替え操作可能な操作 手段と、
を更に備えた請求項 4ないし 6のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
1 4 . 前記切替え手段は、 ここを流れるガスの流速に基づいて機械的に切 替え動作する請求項 4ないし 6のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
1 5 . 前記切替え手段は、 方向制御弁である請求項 4ないし 1 4のいずれ か一項に記載の燃料電池車両。
1 6 . 前記消音器は、 前記ガス配管ラインにおいて燃料電池の下流側に設 けられている請求項 4ないし 1 5のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
1 7 . 前記走行状況を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、 前記消音部の消音能力を可変する制 御装置と、
を更に備えた請求項 1ないし 3のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
1 8 . 前記検出手段は、 前記ガス配管ラインに設けられ、 ガスの流量を検 出する流量計である請求項 1 7に記載の燃料電池車両。
1 9 . 前記検出手段は、 当該燃料電池車両の速度を検出する車速計である 請求項 1 7に記載の燃料電池車両。
2 0 . 前記検出手段は、 当該燃料電池車両の走行位置を検出する請求項 1 7に記載の燃料電池車両。
2 1 . 前記検出手段は、 G P S信号により当該燃料電池車両の走行位置を 検出する請求項 2 0に記載の燃料電池車両。
2 2 . 前記ガス配管ラインに設けられ、 酸化ガスを燃料電池に圧送する加 圧装置と、
前記加圧装置を前記走行状況に基づいて制御する制御装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、 前記加圧装置への制御指令値から推定された酸化ガスの 流量に基づいて、 前記消音部の消音能力を可変する請求項 1ないし 3のいず れか一項に記載の燃料電池車両。
2 3 . 前記走行状況を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果を車両の乗員に報知する報知手段と、 前記車両の乗員による操作により前記消音部の消音能力を可変操作可能な 操作手段と、
を更に備えた請求項 1ないし 3のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
2 4 . ガス配管によってガスを供給されて駆動エネルギーを発生する駆動 源と、
前記駆動源からガスを排気する排気系と、
前記排気系に設けられた消音部と、
を備えた車両であって、
前記消音部は、 当該車両の走行状況に応じて消音能力を可変可能に構成さ れている車両。
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