(57)【要約】【課題】車両に対する重力加速度や勾配によって純水タンク内における純水の水位が変化したのにも係わらず、純水が排出されたり、純水の水位が低下していると誤診断することを防止する。【解決手段】水位変化速度検出手段７，車両前後Ｇ検出手段８，車両横Ｇ検出手段９，及び勾配検出手段１０が、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両が走行している道路の勾配値を検出する。そして、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両が走行している道路の勾配値のうちの少なくとも一つが所定値以上である場合、タンク水位制御手段１１が、純水タンク２内における純水の水位は車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配のうちのいずれかによって変化していると判断し、ドレイン弁６を開閉制御することによるタンク水位制御処理を中断する。【選択図】図１
2006099987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記純水タンク内の純水を外部に排出する排出手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位と純水の目標水位とに従って前記排出手段を制御することにより、前記純水タンク内における純水の水位を制御するタンク水位制御手段と、
前記車両に対する重力加速度を検出する重力加速度検出手段とを備え、
前記タンク水位制御手段は、前記重力加速度検出手段により検出された重力加速度が所定値以上である場合、前記純水タンク内における純水の水位の制御を中断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記重力加速度検出手段により検出された重力加速度に応じて前記タンク水位検出手段により検出された水位を補正するタンク水位検出値補正手段を備え、
前記タンク水位制御手段は、前記重力加速度が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合、前記タンク水位検出値補正手段により補正された水位と前記目標水位とに従って、前記純水タンク内における純水の水位の制御を再開すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記重力加速度検出手段により検出された重力加速度に応じて前記目標水位を補正する目標水位補正手段を備え、
前記タンク水位制御手段は、前記重力加速度が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合、前記タンク水位検出手段により検出された水位と前記目標水位補正手段により補正された目標水位とに従って、前記純水タンク内における純水の水位の制御を再開すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位と水位診断閾値とを比較することにより、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かを診断するタンク水位診断手段と、
前記車両に対する重力加速度を検出する重力加速度検出手段とを備え、
前記タンク水位診断手段は、前記重力加速度検出手段により検出された重力加速度が所定値以上である場合、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かの診断を中断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池システムであって、
前記重力加速度検出手段により検出された重力加速度に応じて前記タンク水位検出手段により検出された水位を補正するタンク水位検出値補正手段を備え、
前記タンク水位診断手段は、前記重力加速度が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合、前記タンク水位検出値補正手段により補正された水位に従って、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かの診断を再開すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項４に記載の燃料電池システムであって、
前記重力加速度検出手段により検出された重力加速度に応じて、前記水位診断閾値を補正する水位診断閾値補正手段を備え、
前記タンク水位診断手段は、前記重力加速度が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合、前記水位診断閾値補正手段により補正された水位診断閾値を用いて前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かの診断を再開すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記純水タンク内の純水を外部に排出する排出手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位と純水の目標水位とに従って前記排出手段を制御することにより、純水タンク内における純水の水位を制御するタンク水位制御手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位の変化速度を検出する水位変化速度検出手段とを備え、
前記タンク水位制御手段は、前記水位変化速度検出手段により検出された変化速度が所定値以上である場合、前記純水タンク内における純水の水位の制御を中断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位と水位診断閾値とを比較することにより、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かを診断するタンク水位診断手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位の変化速度を検出する水位変化速度検出手段とを備え、
前記タンク水位診断手段は、前記水位変化速度検出手段により検出された変化速度が所定値以上である場合、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かの診断を中断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項９】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記純水タンク内の純水を外部に排出する排出手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位と純水の目標水位とに従って前記排出手段を制御することにより、純水タンク内における純水の水位を制御するタンク水位制御手段と、
前記車両が走行している道路の勾配値を検出する勾配検出手段とを備え、
前記タンク水位制御手段は、前記勾配検出手段により検出された勾配値が所定値以上である場合、前記純水タンク内における純水の水位の制御を中断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項１０】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位と水位診断閾値とを比較することにより、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かを診断するタンク水位診断手段と、
前記車両が走行している道路の勾配値を検出する勾配検出手段とを備え、
前記タンク水位診断手段は、前記勾配検出手段により検出された勾配値が所定値以上である場合、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かの診断を中断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項１１】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記純水タンク内の純水を外部に排出する排出手段と、
前記車両が走行している道路の勾配値を検出する勾配検出手段と、
前記勾配検出手段により検出された勾配値に従って、前記タンク水位検出手段により検出された純水の水位を補正するタンク水位検出値補正手段と、
前記タンク水位検出値補正手段により補正された水位と純水の目標水位とに従って前記排出手段を制御することにより、純水タンク内における純水の水位を制御するタンク水位制御手段と
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１２】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記車両が走行している道路の勾配値を検出する勾配検出手段と、
前記勾配検出手段により検出された勾配値に従って、前記タンク水位検出手段により検出された純水の水位を補正するタンク水位検出値補正手段と、
前記タンク水位検出値補正手段により補正された水位と水位診断閾値とを比較することにより、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かを診断するタンク水位診断手段と
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１３】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記純水タンク内の純水を外部に排出する排出手段と、
前記車両が走行している道路の勾配値を検出する勾配検出手段と、
前記勾配検出手段により検出された勾配値に従って、前記純水タンク内における純水の目標水位を補正する目標水位補正手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位と前記目標水位補正手段により補正された目標水位とに従って前記排出手段を制御することにより、純水タンク内における純水の水位を制御するタンク水位制御手段と
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１４】
車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムであって、
前記純水タンク内における純水の水位を検出するタンク水位検出手段と、
前記純水タンク内の純水を外部に排出する排出手段と、
前記車両が走行している道路の勾配値を検出する勾配検出手段と、
前記勾配検出手段により検出された勾配値に従って、水位診断閾値を補正する水位閾値補正手段と、
前記タンク水位検出手段により検出された水位と前記水位閾値補正手段により補正された水位診断閾値とを比較することにより、前記純水タンク内における純水の水位が低下したか否かを診断するタンク水位診断手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、燃料電池を加湿するための純水を貯蔵する純水タンクを備える燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水位センサによって純水タンク内に貯蔵されている純水の水位を測定し、純水の水位が所定範囲内に収まるように純水タンクへの純水の回収や排出を制御する燃料電池システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。そして、このような燃料電池システムによれば、純水のオーバーフローや水位低下を防ぎ、純水の貯水量を適正な値に管理することができる。
【特許文献１】特開２０００−２０８１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来までの燃料電池システムによれば、車両の加減速時に発生する車両前後方向の重力加速度（以下、本明細書中では“車両前後Ｇ”と表記）や、車両がカーブ路を走行している際に発生する車両横方向の重力加速度（以下、本明細書中では“車両横Ｇ”と表記）によって純水の水位が目標水位より高くなったのにも係わらず、純水タンク内の純水を無駄に排出してしまうことがある。
【０００４】
また、従来までの燃料電池システムによれば、車両が勾配路を走行することによって純水の水位が目標水位より高くなったのにも係わらず、純水タンク内の純水を無駄に排出してしまうことがある。
【０００５】
さらに、従来までの燃料電池システムによれば、上記重力加速度や勾配の影響によって純水の水位が所定の水位診断閾値より低くなったのにも係わらず、純水タンク内の水位が異常低下していると誤診断することがある。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に対する重力加速度や勾配によって純水の水位が変化したのにも係わらず、純水タンク内の純水を排出したり、純水の水位が低下していると誤診断することを防止可能な燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様となる燃料電池システムは、車両に対する重力加速度や車両が走行している道路の勾配値に応じて、純水の水位制御や水位診断を中断する。また、本発明の第２の態様となる燃料電池システムは、車両に対する重力加速度や車両が走行している道路の勾配値に応じて水位検出値、目標水位、又は水位診断閾値を補正し、補正された水位検出値、目標水位、又は水位診断閾値に従って純水の水位制御や水位診断を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る燃料電池システムによれば、車両に対する重力加速度や勾配によって純水の水位が変化したのにも係わらず、純水タンク内の純水を排出したり、純水の水位が低下していると誤診断することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の第１乃至第１０の実施形態となる燃料電池システムの構成と動作について説明する。
【実施例１】
【００１０】
〔燃料電池システムの構成〕
始めに、本発明の第１の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００１１】
本発明の第１の実施形態となる燃料電池システムは、車両に搭載され、図１に示すように、水素及び空気を利用して発電する燃料電池１を備える。なお、燃料電池１は、電解質膜を挟持するアノード（水素極）及びカソード（酸素極）により構成され、アノード及びカソードにおける電気化学反応及び燃料電池全体としての反応は以下に示す式（１）〜（３）による。
【００１２】
〔化１〕
〔アノード〕  Ｈ2 →  ２Ｈ+  ＋２ｅ-               …（１）
〔カソード〕  1/2 Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ-  → Ｈ2Ｏ     …（２）
〔全体〕      Ｈ2 ＋1/2 Ｏ2     → Ｈ2Ｏ           …（３）
〔純水系の構成〕
上記燃料電池システムにおける純水系は、燃料電池１の電解質膜を加湿するための純水を貯蔵する純水タンク２と、純水供給路４ａを介して純水タンク２内の純水を燃料電池１へ圧送する純水ポンプ３と、燃料電池１から排出された純水や燃料電池１の発電に伴う生成水を純水タンク２に回収する純水排出路４ｂと、純水タンク２内に貯蔵されている純水の水位を検出する水位センサ５と、純水タンク２内の純水を系外に排出するドレイン弁６とを有する。そして、この純水系は、燃料電池１の電解質膜に純水を供給し、電解質膜を湿潤な状態に維持することにより、電解質膜のプロトン導電性を良好にし、燃料電池１の電解質膜を発電に適した状態に維持する。
【００１３】
〔制御系の構成〕
上記燃料電池システムにおける制御系は、水位センサ５により検出された水位を差分演算することにより純水タンク２内における純水の水位変化速度を検出する水位変化速度検出手段７と、車両前後Ｇを検出する車両前後Ｇ検出手段８と、車両横Ｇを検出する車両横Ｇ検出手段９と、車両が走行している道路の水平面に対する勾配値を検出する勾配検出手段１０と、水位センサ５，水位変化速度検出手段７，車両前後Ｇ検出手段８，車両横Ｇ検出手段９，及び勾配検出手段１０の検出結果に従ってドレイン弁６を開閉制御することにより、純水タンク２内における純水の水位を適正な値に制御するタンク水位制御手段１１とを備える。
【００１４】
なお、車両前後Ｇの検出方法については本願発明の出願時点で既に公知であるので詳述しないが、例えば（１）重力センサを用いる、（２）車両の速度（車速）を差分演算する、（３）駆動モータの電流と車速から推定する、及び（４）アクセル開度とブレーキ液圧から推定する、のうちのいずれかの方法により検出することができる。
【００１５】
また同様に、車両横Ｇの検出方法については本願発明の出願時点で既に公知であるので詳述しないが、例えば（１）重力センサを用いる、（２）車速と操舵角から推定する、（３）車速と左右の車輪速度差から推定する、（４）ナビゲーション装置から取得した車両が走行している道路の曲率に関する情報と車速から推定する、のうちのいずれかの方法により検出することができる。
【００１６】
また同様に、車両が走行している道路の勾配値の検出方法については本願発明の出願時点で既に公知であるので詳述しないが、例えば（１）アクセル開度と車速から推定する、（２）ナビゲーション装置から車両の現在地点における勾配値に関する情報を取得する、のうちのいずれかの方法により検出することができる。
【００１７】
そして、このような構成を有する燃料電池システムは、以下に示す水位制御処理を実行することにより、車両に対する重力加速度や勾配によって純水タンク２内における純水の水位が目標水位より高くなったのにも係わらず、純水タンク２内の純水を外部に排出することを防止する。以下、図２に示すフローチャートを参照して、水位制御処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００１８】
〔水位制御処理〕
図２に示すフローチャートは、燃料電池システムが起動されるのに応じて開始となり、水位制御処理はステップＳ１の処理に進む。
【００１９】
ステップＳ１の処理では、水位変化速度検出手段７が、純水タンク２内における純水の水位の変化速度を検出し、検出された変化速度の情報をタンク水位制御手段１１に入力する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、制御処理はステップＳ１の処理からステップＳ２の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ２の処理では、車両前後Ｇ検出手段８が、車両前後Ｇを検出し、検出された車両前後Ｇの情報をタンク水位制御手段１１に入力する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、制御処理はステップＳ２の処理からステップＳ３の処理に進む。
【００２１】
ステップＳ３の処理では、車両横Ｇ検出手段８が、車両横Ｇを検出し、検出された車両横Ｇの情報をタンク水位制御手段１１に入力する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、制御処理はステップＳ３の処理からステップＳ４の処理に進む。
【００２２】
ステップＳ４の処理では、勾配検出手段１０が、車両が走行している道路の勾配値を検出し、検出された勾配値の情報をタンク水位制御手段１１に入力する。これにより、このステップＳ４の処理は完了し、この制御処理はステップＳ４の処理からステップＳ５の処理に進む。
【００２３】
ステップＳ５の処理では、タンク水位制御手段１１が、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配値のうちの少なくとも一つが所定値以上であるか否かを判別する。なお、この所定値は、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配値それぞれについて予め実験や計算により算出されているものとする。具体的には、水位変化速度の所定値は、ドレイン弁６からの排水による水位変化速度や燃料電池１の生成水回収による水位変化速度よりも大きい値に設定されている。
【００２４】
そして、判別の結果、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配値のうちの少なくとも一つが所定値以上である場合、タンク水位制御手段１１は、制御処理をステップＳ７の処理に進める。一方、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配値が全て所定値以上でない場合には、タンク水位制御手段１１は、制御処理をステップＳ６の処理に進める。
【００２５】
ステップＳ６の処理では、タンク水位制御手段１１が、水位センサ５により検出された水位と目標水位とを比較し、比較結果に従ってドレイン弁６を開閉制御することにより、純水タンク２内における純水の水位を目標水位に制御する（タンク水位制御処理）。これにより、このステップＳ６の処理は完了し、制御処理はステップＳ６の処理からステップＳ１の処理に戻る。
【００２６】
ステップＳ７の処理では、タンク水位制御手段１１が、純水タンク２内に貯蔵されている純水の水位は車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配値のうちのいずれかによって変化していると判断し、タンク水位制御処理を中断する。これにより、このステップＳ７の処理は完了し、この制御処理はステップＳ７の処理からステップＳ１の処理に戻る。
【００２７】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態となる燃料電池システムによれば、水位変化速度検出手段７，車両前後Ｇ検出手段８，車両横Ｇ検出手段９，及び勾配検出手段１０が、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両が走行している道路の勾配値を検出し、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両が走行している道路の勾配値のうちの少なくとも一つが所定値以上である場合、タンク水位制御手段１１が、純水タンク２内における純水の水位は車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配のうちのいずれかによって変化していると判断し、タンク水位制御処理を中断するので、車両に対する重力加速度や勾配によって純水タンク２内における純水の水位が目標水位より高くなったのにも係わらず、純水タンク２内の純水が排出されることを防止できる。
【実施例２】
【００２８】
〔燃料電池システムの構成〕
次に、本発明の第２の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００２９】
本発明の第２の実施形態となる燃料電池システムは、図３に示すように、上記第１の実施形態となる燃料電池システムにおけるタンク水位制御手段１１がタンク水位診断手段１２に置き換わった構成となっている。そこで以下では、タンク水位診断手段１２の構成についてのみ説明し、その他の構成要素についての説明は省略する。
【００３０】
上記タンク水位診断手段１２は、水位センサ５，水位変化速度検出手段７，車両前後Ｇ検出手段８，車両横Ｇ検出手段９，及び勾配検出手段１０の検出結果に従って、純水タンク２内における純水の水位が異常低下しているか否かを診断する。そして、このような構成を有する燃料電池システムは、以下に示す水位診断処理を実行することにより、車両に対する重力加速度や勾配によって純水タンク２内における純水の水位が水位診断閾値より低くなったのにも係わらず、純水の水位が異常低下していると誤診断することを防止する。以下、図４に示すフローチャートを参照して、水位診断処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００３１】
〔水位診断処理〕
図４に示すフローチャートは、燃料電池システムが起動されるのに応じて開始となり、水位診断処理はステップＳ１１の処理に進む。なお、ステップＳ１１乃至ステップＳ１４の処理は、図２に示すフローチャートにおけるステップＳ１乃至ステップＳ４の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
【００３２】
ステップＳ１５の処理では、タンク水位診断手段１２が、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配値のうちの少なくとも一つが所定値以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配値のうちの少なくとも一つが所定値以上である場合、タンク水位診断手段１２は、診断処理をステップＳ１７の処理に進める。一方、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配値が全て所定値以上でない場合には、タンク水位診断手段１２は、診断処理をステップＳ１６の処理に進める。
【００３３】
ステップＳ１６の処理では、タンク水位診断手段１２が、水位センサ５により検出された水位と水位診断閾値とを比較することにより、純水タンク２内における純水の水位が異常低下していないか否かを診断する。そして、診断の結果、純水の水位が異常低下している場合には、タンク水位診断手段１２は、その旨を運転者に報知したり、上述のタンク水位制御処理を実行する。これにより、このステップＳ１６の処理は完了し、診断処理はステップＳ１６の処理からステップＳ１１の処理に戻る。
【００３４】
ステップＳ１７の処理では、タンク水位診断手段１２が、純水タンク２内に貯蔵されている純水の水位は車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配のうちのいずれかによって変化していると判断し、純水タンク２内における純水の水位が異常低下していないか否かの診断を中断する。これにより、このステップＳ１７の処理は完了し、診断処理はステップＳ１７の処理からステップＳ１１の処理に戻る。
【００３５】
以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態となる燃料電池システムによれば、水位変化速度検出手段７，車両前後Ｇ検出手段８，車両横Ｇ検出手段９，及び勾配検出手段１０が、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両が走行している道路の勾配値を検出し、水位変化速度，車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両が走行している道路の勾配値のうちの少なくとも一つが所定値以上である場合、タンク水位診断手段１２が、純水タンク２内における純水の水位は車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び勾配のうちのいずれかによって変化していると判断し、純水タンク２内における純水の水位が異常低下していないか否かの診断を中断するので、車両に対する重力加速度や勾配によって純水タンク２内における純水の水位が水位診断閾値より低くなったのにも係わらず、純水の水位が異常低下していると誤診断することを防止できる。
【実施例３】
【００３６】
〔燃料電池システムの構成〕
次に、本発明の第３の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００３７】
本発明の第３の実施形態となる燃料電池システムでは、図５に示すように、制御系の構成が上記実施形態となる燃料電池システムにおける制御系の構成と異なる。そこで以下では、本発明の第３の実施形態となる燃料電池システムにおける制御系の構成についてのみ説明し、その他の構成要素についての説明は省略する。
【００３８】
〔制御系の構成〕
上記燃料電池システムにおける制御系は、上記実施形態となる燃料電池システムにおける勾配検出手段１０及びタンク水位制御手段１１と、勾配検出手段１０により検出された勾配値に応じて水位センサ５により検出された水位の値を補正する水位検出値補正手段１３とを備える。そして、このような燃料電池システムは、以下に示す水位制御処理を実行することにより、車両に対する勾配によって純水タンク２内における純水の水位が目標水位より高くなったのにも係わらず、純水タンク２内の純水を排出してしまうことを防止する。以下、図６に示すフローチャートを参照して、水位制御処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００３９】
〔水位制御処理〕
図６に示すフローチャートは、燃料電池システムが起動されるのに応じて開始となり、タンク水位制御処理はステップＳ２１の処理に進む。
【００４０】
ステップＳ２１の処理では、勾配検出手段１０が、車両が走行している道路の勾配値を検出し、検出された勾配値の情報を水位検出値補正手段１３に入力する。これにより、このステップＳ２１の処理は完了し、制御処理はステップＳ２１の処理からステップＳ２２の処理に進む。
【００４１】
ステップＳ２２の処理では、水位検出値補正手段１３が、水位センサ５を介して純水タンク２内における純水の水位を水位検出値として検出し、図７（ａ）に示すような勾配値毎の水位検出値補正量を示すマップを参照して勾配検出手段１０により検出された勾配値に対応する水位検出値補正量を読み出す。そして、タンク水位制御手段１１は、図７（ｂ）に示すように、水位検出値に水位検出値補正量を加算することにより水位検出値補正値を算出し、算出された水位検出値補正値をタンク水位制御手段１１に入力する。これにより、このステップＳ２２の処理は完了し、制御処理はステップＳ２２の処理からステップＳ２３の処理に進む。
【００４２】
ステップＳ２３の処理では、タンク水位制御手段１１が、水位検出値補正手段１３から入力された水位検出値補正値と目標水位とを比較し、比較結果に従ってドレイン弁６を開閉制御することにより、純水タンク２内に貯蔵されている純水の水位を調整する。これにより、このステップＳ２３の処理は完了し、制御処理はステップＳ２３の処理からステップＳ２１の処理に戻る。
【００４３】
以上の説明から明らかなように、本発明の第３の実施形態となる燃料電池システムによれば、水位検出値補正手段１３が、勾配検出手段１０により検出された勾配値に従って水位センサ５により検出された純水の水位を補正し、タンク水位制御手段１１は、水位検出値補正手段１３により補正された水位に従ってドレイン弁６を開閉制御することにより、純水タンク２内における純水の水位を制御するので、車両に対する勾配によって純水タンク２内における純水の水位が目標水位より高くなったのにも係わらず、純水タンク２内の純水を排出してしまうことを防止できるのと同時に、純水の水位のオーバーフローを防止することができる。
【実施例４】
【００４４】
〔燃料電池システムの構成〕
次に、本発明の第４の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００４５】
本発明の第４の実施形態となる燃料電池システムは、図８に示すように、上記第３の実施形態となる燃料電池システムにおけるタンク水位制御手段１１が、上記第２の実施形態となる燃料電池システムにおけるタンク水位診断手段１２に置き換わった構成となっている。そして、このような構成を有する燃料電池システムは、以下に示す水位診断処理を実行することにより、車両に対する勾配によって純水タンク２内における純水の水位が水位診断閾値より低くなったのにも係わらず、純水の水位が異常低下していると誤診断することを防止する。以下、図９に示すフローチャートを参照して、水位診断処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００４６】
〔水位診断処理〕
図９に示すフローチャートは、燃料電池システムが起動されるのに応じて開始となり、水位診断処理はステップＳ３１の処理に進む。なお、ステップＳ３１及びステップＳ３２の処理は、図６に示すステップＳ２１及びステップＳ２２の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
【００４７】
ステップＳ３３の処理では、タンク水位診断手段１２が、水位検出値補正手段１３から入力された水位検出値補正値と目標水位とを比較することにより、純水タンク２内に貯蔵されている純水の水位が異常低下していないか否かを診断する。これにより、このステップＳ３３の処理は完了し、この診断処理はステップＳ３３の処理からステップＳ２１の処理に戻る。
【００４８】
以上の説明から明らかなように、本発明の第４の実施形態となる燃料電池システムによれば、水位検出値補正手段１３が、勾配検出手段１０により検出された勾配値に従って水位センサ５により検出された純水の水位を補正し、タンク水位診断手段１１は、水位検出値補正手段１３により補正された水位に従って純水タンク２内に貯蔵されている純水の水位が異常低下していないか否かを診断するので、車両に対する勾配によって純水タンク２内における純水の水位が水位診断閾値より低くなったのにも係わらず、純水の水位が異常低下していると誤診断することを防止できるのと同時に、水位の異常低下を検出することができる。
【実施例５】
【００４９】
〔燃料電池システムの構成〕
次に、本発明の第５の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００５０】
本発明の第５の実施形態となる燃料電池システムは、図１０に示すように、上記第３の実施形態となる燃料電池システムにおける水位検出値補正手段１３が、勾配検出手段１０により検出された勾配値に応じて目標水位を補正する目標水位補正手段１４に置き換わった構成となっている。そして、この構成を有する燃料電池システムは、以下に示す水位制御処理を実行することにより、車両に対する勾配によって純水タンク２内における純水の水位が目標水位より高くなったのにも係わらず、純水タンク２内の純水を排出してしまうことを防止する。以下、図１１に示すフローチャートを参照して、水位制御処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００５１】
〔水位制御処理〕
図１１に示すフローチャートは、燃料電池システムが起動されるのに応じて開始となり、水位制御処理はステップＳ４１の処理に進む。
【００５２】
ステップＳ４１の処理では、勾配検出手段１０が、車両が走行している道路の勾配値を検出し、検出された勾配値を目標水位補正手段１４に入力する。これにより、このステップＳ４１の処理は完了し、この制御処理はステップＳ４１の処理からステップＳ４２の処理に進む。
【００５３】
ステップＳ４２の処理では、目標水位補正手段１４が、図１２（ａ）に示すような勾配値毎の目標水位補正量を示すマップを参照して勾配検出手段１０により検出された勾配値に対応する目標水位補正量を読み出し、図１２（ｂ）に示すように、目標水位に目標水位補正量を加算することにより目標水位補正値を算出する。そして、目標水位補正手段１４は、算出された目標水位補正値をタンク水位制御手段１１に入力する。これにより、このステップＳ４２の処理は完了し、この制御処理はステップＳ４２の処理からステップＳ４３の処理に進む。
【００５４】
ステップＳ４３の処理では、タンク水位制御手段１１が、水位センサ５により検出される水位が目標水位補正手段１４から入力された目標水位補正値になるようにドレイン弁６を開閉制御する。これにより、このステップＳ４３の処理は完了し、この制御処理はステップＳ４３の処理からステップＳ４１の処理に戻る。
【００５５】
以上の説明から明らかなように、本発明の第５の実施形態となる燃料電池システムによれば、目標水位補正手段１４が、勾配検出手段１０により検出された勾配値に従って純水タンク２内における純水の目標水位を補正し、タンク水位制御手段１１が、目標水位補正手段１４により補正された目標水位に従ってドレイン弁６を制御することにより、純水タンク２内における純水の水位を制御するので、車両に対する勾配によって純水タンク２内における純水の水位が高くなっても目標水位も高くなることにより、純水タンク２内の純水が無駄に排出されることを防止できるのと同時に、純水のオーバーフローを防止できる。
【実施例６】
【００５６】
〔燃料電池システムの構成〕
次に、本発明の第６の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００５７】
本発明の第６の実施形態となる燃料電池システムは、図１３に示すように、上記第４の実施形態となる燃料電池システムにおける水位検出値補正手段１３が、勾配検出手段１０により検出された勾配値に応じて水位診断閾値を補正する水位閾値補正手段１５に置き換わった構成となっている。そして、このような構成を有する燃料電池システムは、以下に示す水位診断処理を実行することにより、車両に対する勾配によって純水タンク２内における純水の水位が水位診断閾値より低くなったのにも係わらず、純水の水位が異常低下していると誤診断することを防止する。以下、図１４に示すフローチャートを参照して、水位診断処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００５８】
〔水位診断処理〕
図１４に示すフローチャートは、燃料電池システムが起動されるのに応じて開始となり、この水位診断処理はステップＳ５１の処理に進む。
【００５９】
ステップＳ５１の処理では、勾配検出手段１０が、車両が走行している道路の勾配値を検出し、検出された勾配値を水位閾値補正手段１５に入力する。これにより、このステップＳ５１の処理は完了し、この診断処理はステップＳ５１の処理からステップＳ５２の処理に進む。
【００６０】
ステップＳ５２の処理では、水位閾値補正手段１５が、図１５（ａ）に示すような勾配値毎の水位診断閾値補正量を示すマップを参照して勾配検出手段１０により検出された勾配値に対応する水位診断閾値補正量を読み出し、図１５（ｂ）に示すように、水位診断閾値に水位診断閾値補正量を加算することにより水位診断閾値補正値を算出する。そして、水位閾値補正手段１５は、算出された水位診断閾値補正値をタンク水位診断手段１２に入力する。これにより、このステップＳ５２の処理は完了し、この診断処理はステップＳ５２の処理からステップＳ５３の処理に進む。
【００６１】
ステップＳ５３の処理では、タンク水位診断手段１２が、水位診断閾値補正手段１５から入力された水位診断閾値補正値と水位センサ５により検出された水位とを比較することにより、純水タンク２内に貯蔵されている純水の水位が異常低下していないか否かを診断する。これにより、このステップＳ５３の処理は完了し、この診断処理はステップＳ５３の処理からステップＳ５１の処理に戻る。
【００６２】
以上の説明から明らかなように、本発明の第６の実施形態となる燃料電池システムによれば、水位閾値補正手段１５が、勾配検出手段１０により検出された勾配値に従って水位診断閾値を補正し、タンク水位診断手段１２は、水位センサ５により検出された水位と水位閾値補正手段１５により補正された水位診断閾値とを比較することにより、純水タンク２内における純水の水位が低下したか否かを診断するので、車両に対する勾配によって純水タンク２内における純水の水位が低くなっても水位診断閾値も低くなることにより、純水の水位が異常低下していると誤診断することを防止できるのと同時に、水位の異常低下を検出することができる。
【実施例７】
【００６３】
〔燃料電池システムの構成〕
次に、本発明の第７の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００６４】
本発明の第７の実施形態となる燃料電池システムでは、図１６に示すように、制御系の構成が上記実施形態となる燃料電池システムにおける制御系の構成と異なる。そこで以下では、本発明の第７の実施形態となる燃料電池システムにおける制御系の構成についてのみ説明し、その他の構成要素についての説明は省略する。
【００６５】
〔制御系の構成〕
上記燃料電池システムにおける制御系は、上記実施形態における車両前後Ｇ検出手段８，車両横Ｇ検出手段９，タンク水位制御手段１１，及び水位検出値補正手段１３と、重力センサを利用して車両上下Ｇを検出する車両上下Ｇ検出手段１６とを備える。そして、この燃料電池システムでは、車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両上下Ｇのうちの少なくとも一つが所定値以上になる状態が所定時間続いた際、タンク水位制御手段１１が、水位検出補正手段１３により補正された水位に従ってタンク水位制御処理を再開する。そして、このような構成によれば、純水のオーバーフローを防止することができる。
【実施例８】
【００６６】
〔燃料電池システムの構成〕
次に、本発明の第８の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００６７】
本発明の第８の実施形態となる燃料電池システムでは、図１７に示すように、上記第７の実施形態となる燃料電池システムにおけるタンク水位制御手段１１がタンク水位診断手段１２に置き換わった構成を有する。そして、この燃料電池システムでは、車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両上下Ｇのうちの少なくとも一つが所定値以上になる状態が所定時間続いた際、タンク水位診断手段１２が、水位検出補正手段１３により補正された水位に従って純水タンク２内に貯蔵されている純水の水位が異常低下しているか否かの診断を再開する。そして、このような構成によれば、純水タンク２内における純水の水位の異常低下を検出することができる。
【実施例９】
【００６８】
〔燃料電池システムの構成〕
次に、本発明の第９の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００６９】
本発明の第９の実施形態となる燃料電池システムでは、図１８に示すように、制御系の構成が上記実施形態となる燃料電池システムにおける制御系の構成と異なる。そこで以下では、本発明の第９の実施形態となる燃料電池システムにおける制御系の構成についてのみ説明し、その他の構成要素についての説明は省略する。
【００７０】
〔制御系の構成〕
上記燃料電池システムにおける制御系は、上記実施形態における車両前後Ｇ検出手段８，車両横Ｇ検出手段９，タンク水位制御手段１１，目標水位補正手段１４，及び車両上下Ｇ検出手段１６を備える。そして、この燃料電池システムでは、車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両上下Ｇのうちの少なくとも一つが所定値以上になる状態が所定時間続いた際、タンク水位制御手段１１が、目標水位補正手段１４により補正された目標水位に従ってタンク水位制御処理を再開する。そして、このような構成によれば、純水のオーバーフローを防止することができる。
【実施例１０】
【００７１】
〔燃料電池システムの構成〕
最後、本発明の第１０の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【００７２】
本発明の第１０の実施形態となる燃料電池システムでは、図１９に示すように、制御系の構成が上記実施形態となる燃料電池システムにおける制御系の構成と異なる。そこで以下では、本発明の第１０の実施形態となる燃料電池システムにおける制御系の構成についてのみ説明し、その他の構成要素についての説明は省略する。
【００７３】
〔制御系の構成〕
上記燃料電池システムにおける制御系は、上記実施形態における車両前後Ｇ検出手段８，車両横Ｇ検出手段９，タンク水位診断手段１２，水位閾値補正手段１５，及び車両上下Ｇ検出手段１６を備える。そして、この燃料電池システムでは、車両前後Ｇ，車両横Ｇ，及び車両上下Ｇのうちの少なくとも一つが所定値以上になる状態が所定時間続いた際、タンク水位診断手段１２が、水位閾値補正手段１５により補正された水位診断閾値に従ってタンク水位診断処理を再開する。そして、このような構成によれば、純水タンク２内における純水の水位の異常低下を検出することができる。
【００７４】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す燃料電池システムによる水位制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３】本発明の第２の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す燃料電池システムによる水位診断処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】本発明の第３の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示す燃料電池システムによる水位制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図７】図６に示す水位検出値補正処理を説明するための図である。
【図８】本発明の第４の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す燃料電池システムによる水位診断処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す燃料電池システムによる水位制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１２】図１１に示す目標水位補正処理を説明するための図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す燃料電池システムによる水位診断処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１５】図１４に示す水位診断閾値補正処理を説明するための図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１０の実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７６】
１：燃料電池
２：純水タンク
３：ポンプ
４ａ：純水供給路
４ｂ：純水排出路
５：水位センサ
６：ドレイン弁
７：水位変化速度検出手段
８：車両前後Ｇ検出手段
９：車両横Ｇ検出手段
１０：勾配検出手段
１１：タンク水位制御手段
１２：タンク水位診断手段
１３：水位検出値補正手段
１４：目標水位補正手段
１５：水位閾値補正手段
１６：車両上下Ｇ検出手段
【図１】
2006099987.tif 000003
【図２】
2006099987.tif 000004
【図３】
2006099987.tif 000005
【図４】
2006099987.tif 000006
【図５】
2006099987.tif 000007
【図６】
2006099987.tif 000008
【図７】
2006099987.tif 000009
【図８】
2006099987.tif 000010
【図９】
2006099987.tif 000011
【図１０】
2006099987.tif 000012
【図１１】
2006099987.tif 000013
【図１２】
2006099987.tif 000014
【図１３】
2006099987.tif 000015
【図１４】
2006099987.tif 000016
【図１５】
2006099987.tif 000017
【図１６】
2006099987.tif 000018
【図１７】
2006099987.tif 000019
【図１８】
2006099987.tif 000020
【図１９】
2006099987.tif 000021