(57)【要約】【課題】消費電力を削減すること。【解決手段】本発明は、システムの作動を制御する制御装置（５８）と、発電を行うスタックと、スタックに空気を送り込む吸気装置（４１）と、スタックからの空気を排出する排気装置（４６）と、スタックからのパージ水素を排出するパージ水素排出装置（５３）と、スタックへ空気を導いて冷却する冷却ファン（５１）と、を備える。パージ水素排出装置は、排出したパージ水素に外部空気を送り込む希釈ファン（５６）を有する。制御装置は、冷却ファンの作動状態に基づいて希釈ファンの駆動量を変化させる。【選択図】図２
2019117712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムの作動を制御する制御装置と、
発電を行うスタックと、
前記スタックに空気を送り込む吸気装置と、
前記スタックからの空気を排出する排気装置と、
前記スタックからのパージ水素を排出するパージ水素排出装置と、
前記スタックを冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、前記スタックへ空気を導いて冷却する冷却ファンを有し、
前記パージ水素排出装置は、排出したパージ水素に外部空気を送り込む希釈ファンを有し、
前記制御装置は、前記冷却ファンの作動状態に基づいて前記希釈ファンの駆動量を変化させることを特徴とする燃料電池の排気制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記冷却ファンの駆動量が所定閾値以上の場合、前記希釈ファンの駆動量を最大時に対して小さくすることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記冷却ファンの駆動量が第１閾値以上の場合、常に前記希釈ファンの駆動量を最低にすることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記冷却ファンの駆動量が第２閾値以上の場合、前記冷却ファンの駆動量の上昇に伴って前記希釈ファンの駆動量を漸減させることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記冷却ファンの駆動量が前記第２閾値よりも大きい第３閾値以上の場合、常に前記希釈ファンの駆動量を最低にすることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項６】
前記吸気装置は、
取り入れた空気を前記スタックへ誘導する吸気通路と、
前記吸気通路の開閉を行う吸気ルーバと、を有し、
前記排気装置は、
前記スタックから排出される空気が通過する排気通路と、
前記排気通路の開閉を行う排気ルーバと、を有し、
前記制御装置は、前記吸気ルーバ及び／又は前記排気ルーバの開度に基づいて補正ルーバ開度を決定し、前記補正ルーバ開度が所定開度未満の場合、前記希釈ファンの駆動量を最大にし、前記補正ルーバ開度が所定開度以上の場合、前記希釈ファンの駆動量を前記冷却ファンの作動状態に基づいて制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項７】
前記吸気装置は、
取り入れた空気を前記スタックへ誘導する吸気通路と、
前記吸気通路内の開閉を行う吸気ルーバと、を有し、
前記排気装置は、
前記スタックから排出された空気が通過する排気通路と、
前記排気通路の開閉を行う排気ルーバと、を有し、
前記制御装置は、前記吸気ルーバ及び／又は前記排気ルーバの開度に基づいて補正ルーバ開度を決定し、前記補正ルーバ開度が第１開度未満で且つ前記第１開度より小さい第２開度以上の場合、前記第１閾値を変化させ、前記補正ルーバ開度が大きくなるにつれて前記第１閾値を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項８】
前記吸気装置は、
取り入れた空気を前記スタックへ誘導する吸気通路と、
前記吸気通路内の開閉を行う吸気ルーバと、を有し、
前記排気装置は、
前記スタックから排出された空気が通過する排気通路と、
前記排気通路の開閉を行う排気ルーバと、を有し、
前記制御装置は、前記吸気ルーバ及び／又は前記排気ルーバの開度に基づいて補正ルーバ開度を決定し、前記補正ルーバ開度が第１開度未満で且つ前記第１開度より小さい第２開度以上の場合、前記第２閾値を変化させ、前記補正ルーバ開度が大きくなるにつれて前記第２閾値を小さくすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記吸気ルーバの開度と前記排気ルーバの開度との積を前記補正ルーバ開度とすることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項１０】
システムの作動を制御する制御装置と、
発電を行うスタックと、
前記スタックからのパージ水素を排出するパージ水素排出装置と、を備え、
前記パージ水素排出装置は、
前記スタックから延びてパージ水素が通過するパージラインと、
前記パージラインの途中に設けられ、前記パージラインの開閉を行うパージバルブと、
前記パージラインから排出したパージ水素に外部空気を送り込む希釈ファンと、を有し、
前記制御装置は、前記パージバルブの作動状態に基づいて前記希釈ファンの駆動量を変化させることを特徴とする燃料電池の排気制御システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、通常時は前記希釈ファンの駆動量を最低にし、前記パージバルブが開放される前後の一定期間において、前記希釈ファンの駆動量を増加させることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池の排気制御システム。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の燃料電池の排気制御システムを備えることを特徴とする自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の排気制御システム及び自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池においては、発電のための燃料として水素が採用される。また、燃料電池で駆動する車両には、水素の高圧ガスが貯蔵される燃料タンクが搭載される（例えば、特許文献１）。燃料電池では、発電に伴って湿潤な排気（余剰ガスとも呼ばれる）が発生するため、当該余剰ガスを外に排出する必要がある。よって、上記車両には余剰ガスを排出するためのファン及び排気ダクトが設けられる。
【０００３】
また、上記車両では、燃料電池の安定的な発電を維持するため、燃料電池の所定の電極から定期的に水素が排出される。当該水素は、法規制により規定値未満に希釈して排出することが定められている。そこで、特許文献１では、排気ダクトの途中に水素を希釈するための希釈ファンが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−８１３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した希釈ファンは、常時一定の駆動量に設定される。このため、電力消費の観点から、より効率のよい希釈ファンの駆動方法が望まれる。
【０００６】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、消費電力を削減して効率のよい燃料電池の排気制御システム及び自動二輪車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の燃料電池の排気制御システムは、システムの作動を制御する制御装置と、発電を行うスタックと、前記スタックに空気を送り込む吸気装置と、前記スタックからの空気を排出する排気装置と、前記スタックからのパージ水素を排出するパージ水素排出装置と、前記スタックを冷却する冷却装置と、を備え、前記冷却装置は、前記スタックへ空気を導いて冷却する冷却ファンを有し、前記パージ水素排出装置は、排出したパージ水素に外部空気を送り込む希釈ファンを有し、前記制御装置は、前記冷却ファンの作動状態に基づいて前記希釈ファンの駆動量を変化させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の態様の燃料電池の排気制御システムは、システムの作動を制御する制御装置と、発電を行うスタックと、前記スタックからのパージ水素を排出するパージ水素排出装置と、を備え、前記パージ水素排出装置は、前記スタックから延びてパージ水素が通過するパージラインと、前記パージラインの途中に設けられ、前記パージラインの開閉を行うパージバルブと、前記パージラインから排出したパージ水素に外部空気を送り込む希釈ファンと、を有し、前記制御装置は、前記パージバルブの作動状態に基づいて前記希釈ファンの駆動量を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る自動二輪車の概略図である。
【図２】本実施の形態に係る燃料電池の排気制御システムの全体構成を示す模式図である。
【図３】第１態様に係る冷却ファン駆動量と希釈ファン駆動量との関係を示すマップである。
【図４】第２態様に係る冷却ファン駆動量と希釈ファン駆動量との関係を示すマップである。
【図５】第１態様に係る希釈ファン制御の一例を示すフロー図である。
【図６】第２態様に係る希釈ファン制御の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明が適用される車両として、自動二輪車を例にして説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明を自動四輪車、バギータイプの自動三輪車等、他のタイプの車両に適用してもよい。
【００１２】
図１を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車全体の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の側面図である。なお、以下の図においては、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥでそれぞれ示す。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態に係る自動二輪車１は、燃料電池で発生される電力によって駆動するスクータタイプの電動車両である。具体的に自動二輪車１は、鋼製又はアルミ合金製の車体フレーム（不図示）に車体外装としての各種カバーを装着して構成されている。車両前側には、ライダーの前方を保護するようにフロントカウル１０が設けられ、フロントカウル１０の前面には、ヘッドランプ１１が設けられている。また、ヘッドランプ１１の上方には、風除け用のウィンドスクリーン１２が設けられている。
【００１４】
また、車体前側には、ヘッドパイプ（不図示）に設けられたステアリングシャフト（不図示）を介して一対のフロントフォーク１３が左右にステアリングシャフトを中心に揺動可能に支持されている。一対のフロントフォーク１３の上方には、前輪１４操舵用のハンドルバー１５が設けられている。車体左側のハンドルバー１５には、後輪１６用のブレーキレバー（不図示）が設けられ、車体右側のハンドルバー１５には、前輪１４用のブレーキレバー１７が設けられている。
【００１５】
一対のフロントフォーク１３の下部には、前輪１４が回転可能に支持されている。また、ヘッドランプ１１の下方で前輪１４の上方には、フロントフェンダ１８が設けられている。前輪１４には、ブレーキディスク１９が設けられており、フロントフォーク１３の途中には、ブレーキディスク１９を挟持するブレーキキャリパ２０が設けられている。
【００１６】
フロントカウル１０の背面には、前後に延びる車体フレームを覆い隠すセンターカバー２１（フロアトンネルと呼ばれてもよい）が設けられている。センターカバー２１は、断面視アーチ形状を有し（不図示）、後方に向かって延びている。
【００１７】
また、フロントカウル１０の背面には、センターカバー２１の左右両端部に沿って、レッグシールド２２及びフートボード２３が設けられている。レッグシールド２２及びフートボード２３は、センターカバー２１を左右で挟むように一対ずつ設けられる。レッグシールド２２は、ライダーの脚部を保護するものであり、フートボード２３は、ライダーの脚部を載せるものである。
【００１８】
フートボード２３は、レッグシールド２２の下端から後方に向かって延在している。フートボード２３の後方には、センターカバー２１に連なるようにシートカウル２４が設けられている。シートカウル２４の上方には、ライダーシート２５及びピリオンシート２６が設けられている。シートカウル２４の後部には、テールランプ２７及びリヤフェンダ２８が設けられている。
【００１９】
車両後下方には、スイングアーム（不図示）が上下方向に揺動可能に連結されており、スイングアームの後端には、後輪１６が回転可能に支持されている。スイングアームと車体フレーム（不図示）との間には、緩衝用のサスペンション２９が設けられている。また、スイングアームには、後輪１６の駆動源となるモータ３０が搭載されている。
【００２０】
また、センターカバー２１の内部空間（下方空間）には、燃料タンク３１が配置されている。燃料タンク３１は、車両の前後に筒状に延びており、内部に燃料となる高圧の水素ガスが注入されている。ライダーシート２５及びピリオンシート２６の下方空間、すなわち、シートカウル２４の内側には、本実施の形態に係る燃料電池の排気制御システム４（図２参照）の各種構成が配置されている。
【００２１】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る燃料電池の排気制御システムについて説明する。図２は、本実施の形態に係る燃料電池の排気制御システムの全体構成を示す模式図である。なお、燃料電池の排気制御システムは、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。
【００２２】
図２に示すように、燃料電池の排気制御システム４（以下、単に制御システムと呼ぶ）は、例えば空冷式の燃料電池スタック４０（以下、単にスタックと呼ぶ）を備えている。スタック４０は、プロトン導電性の高分子電解質膜（ＰＥＭ膜）を挟んで一方側にカソード電極を設け、他方側にアノード電極を設けて構成される燃料電池セル（単位燃料電池）を複数枚（数十〜数百枚）積層して構成されている。
【００２３】
スタック４０の上流側（車両前側）には、スタック４０に空気を送り込む吸気装置４１が設けられている。吸気装置４１は、スタック４０の上流側に接続される吸気ダクト４２と、吸気ダクト４２の途中に設けられる吸気ルーバ４３と、を含んで構成される。吸気ダクト４２により、取り入れた空気をスタック４０へ誘導する吸気通路が形成される。
【００２４】
吸気ルーバ４３は、複数の板状体４４を吸気通路の径方向に並べ、各板状体４４を所定の回転軸４５を支点に回動可能に構成される。複数の板状体４４を回転軸４５回りに回動させることで、吸気通路の開閉が行われる。詳細は後述するが、吸気ルーバ４３の駆動は制御装置５８によって制御され、吸気ルーバ４３が開閉されることにより、スタック４０に供給される空気（吸気）の流量（風量）を調整することが可能である。
【００２５】
また、スタック４０の下流側（車両後側）には、スタック４０からの空気を排出する排気装置４６が設けられている。排気装置４６は、スタック４０の下流側に接続される排気ダクト４７と、排気ダクト４７の途中に設けられる排気ルーバ４８と、を含んで構成される。排気ダクト４７により、スタック４０から排出される空気が通過する排気通路が形成される。
【００２６】
排気ルーバ４８は、複数の板状体４９を吸気通路の径方向に並べ、各板状体４９を所定の回転軸５０を支点に回動可能に構成される。複数の板状体４９を回転軸５０回りに回動させることで、排気通路の開閉が行われる。詳細は後述するが、排気ルーバ４８の駆動は制御装置５８によって制御され、排気ルーバ４８が開閉されることにより、スタック４０から排出される空気（排気）の流量（風量）を調整することが可能である。
【００２７】
また、スタック４０及び排気ルーバ４８の間の排気通路には、スタック４０を冷却する冷却装置として、冷却ファン５１が設けられている。冷却ファン５１は、スタック４０の下流側に近接配置されている。冷却ファン５１が回転駆動されることで、吸気通路及び排気通路内に空気の流れが生じる。具体的にスタック４０の上流側の空気が冷却ファン５１によって吸い込まれ、当該空気がスタック４０を通過することにより、スタック４０が適正温度に冷却される。
【００２８】
このように、冷却ファン５１は、スタック４０に空気を導くことでスタック４０を冷却することが可能である。また、冷却ファン５１は、スタック４０を冷却するだけでなく、スタック４０に発電用の酸素を供給する役割も果たす。なお、冷却ファン５１の駆動は、後述する制御装置５８によって制御される。
【００２９】
また、吸気ルーバ４３及びスタック４０の間の吸気ダクト４２と、スタック４０及び排気ルーバ４８の間の排気ダクト４７とは、リサーキュレーションダクト５２によって接続されている。リサーキュレーションダクト５２は、スタック４０から排出される空気の一部を吸気通路に戻す還流通路を構成する。
【００３０】
また、スタック４０のアノード電極には、所定の配管（不図示）を介して燃料タンク３１（図１参照）が接続される。これにより、スタック４０に対して燃料タンク３１内の水素ガスを供給することが可能になっている。スタック４０は、上記した吸気装置４１を通じてカソード電極に供給される空気（酸素）と、アノード電極に供給される水素ガスとの電気化学反応によって発電する。
【００３１】
また、スタック４０では、上記した酸素と水素が完全に化学反応を起こすわけではなく、一部に未反応の水素ガスが発生する。一般に水素ガスは、燃焼性を有するため、また法規制の観点から、未反応の水素ガスを所定の濃度に希釈して浄化（パージ）することが望まれている。ここで、未反応の水素ガスをパージ水素と呼ぶことにする。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、排気ルーバ４８の下流側の排気ダクト４７に、スタック４０からのパージ水素を排出するパージ水素排出装置５３が設けられている。パージ水素排出装置５３は、パージ水素の流路の一部を構成するパージライン５４と、パージライン５４の開閉を行うパージバルブ５５と、パージライン５４から排出したパージ水素に外部空気を送り込む希釈ファン５６と、パージ水素を上記した排気ダクト４７に合流させる合流部５７と、を含んで構成される。
【００３３】
パージライン５４は、スタック４０から延びる配管で構成される。具体的にパージライン５４は、上流端がスタック４０のアノード側に接続され、下流端が排気ルーバ４８より下流側の排気ダクト４７（合流部５７）に接続されている。パージライン５４により、パージ水素が通過する流路（パージ水素排出流路）が形成される。
【００３４】
パージバルブ５５は、パージライン５４の途中に設けられる弁体であり、後述する制御装置５８によってその駆動が制御される。パージバルブ５５の開閉により、パージライン５４を流れるパージ水素の流量が調整される。
【００３５】
合流部５７は、排気ルーバ４８より下流側の排気ダクト４７に接続されるダクトであり、上流端に希釈ファン５６が設けられている。また、合流部５７には、パージライン５４の下流端が希釈ファン５６の近傍に接続されている。
【００３６】
希釈ファン５６は、冷却ファン５１よりも下流側に配置されており、冷却ファン５１の風量（容量）に比べて小さい風量（容量）の送風機で構成される。すなわち、希釈ファン５６は、冷却ファン５１の排気能力に影響を与えない程度の風量を有している。希釈ファン５６は、合流部５７に向かって外部空気を取り込むものであり、上流端が外部に露出している。合流部５７に流入するパージ水素は、希釈ファン５６から合流部５７内に導入される外部空気によって希釈された後、排気ダクト４７へと流れ込む。
【００３７】
また、燃料電池の排気制御システム４は、システムの作動を統括制御する制御装置５８を備えている。制御装置５８は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の記憶媒体で構成される。制御装置５８は、例えば、スタック４０の発電、吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８の駆動（開閉）、冷却ファン５１及び希釈ファン５６の駆動（回転数）、パージバルブ５５の駆動（開閉）を制御する。また、詳細は後述するが、制御装置５８は、上記構成の制御を実施するための所定閾値（マップ）をメモリ内に記憶している。
【００３８】
このように構成される燃料電池の排気制御システム４においては、制御装置５８により、冷却ファン５１が駆動され、吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８が開かれることでスタック４０に空気が導入され、スタック４０の電気化学反応を促進することが可能である。また、比較的スタック４０の温度が低い暖機運転中（低温環境下）においては、排気ルーバ４８を閉じることで、スタック４０を通過した空気がリサーキュレーションダクト５２を通じて再び吸気側に戻されるため、スタック４０の温度活性化を促進することが可能である。更には、スタック４０の温度に応じて冷却ファン５１の駆動や吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８の開度を制御することで、スタック４０の温度を調節することが可能である。
【００３９】
ところで、従来の燃料電池の排気制御システムにおいては、パージ水素を希釈する希釈ファンが設けられるものの、当該希釈ファンの駆動自体を制御するものではなかった。すなわち、希釈ファンが一定の駆動量で駆動されるため、必要以上に電力を消費する場合がある。
【００４０】
そこで、本件発明者は、システムの構成部品の作動状態に基づいて希釈ファンの駆動を制御することに想到した。具体的に本実施の形態において、制御装置５８は、（１）冷却ファン５１の作動状態、（２）吸気ルーバ４３及び／又は排気ルーバ４８の開度、（３）パージバルブ５５の作動状態（開度）のうち、少なくとも１つに基づいて希釈ファン５６の駆動を制御する（駆動量を変化させる）。
【００４１】
例えば、希釈ファン５６に比べて容量の大きい冷却ファン５１の作動状態を監視する場合において、冷却ファン５１の駆動量が十分に大きく、排気ダクト４７の下流側でパージ水素の希釈が希釈ファン５６の駆動によらなくても冷却ファン５１の駆動で十分な場合には、制御装置５８は、希釈ファン５６の駆動量を小さくするように制御する。これにより、必要以上に希釈ファン５６を駆動させることなく、電力消費を抑えることができる。よって、効率のよいパージ水素の希釈が可能である。また、希釈ファン５６の駆動量を低減することで、希釈ファン５６の駆動に伴う騒音も低減することができ、更には希釈ファン５６の寿命を延ばすことも可能である。
【００４２】
また、吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８の開度に基づいて希釈ファン５６の駆動量を制御する場合、制御装置５８は、吸気ルーバ４３及び／又は排気ルーバ４８の開度に基づいて補正ルーバ開度を決定する。より具体的に制御装置５８は、吸気ルーバ４３の開度と排気ルーバ４８の開度との積を補正ルーバ開度とする。例えば、吸気ルーバ４３の開度が８０％で排気ルーバ４８の開度が７０％の場合、補正ルーバ開度は、０．７×０．８＝０．５６、すなわち５６％となる。
【００４３】
詳細は後述するが、制御装置５８は、上記の補正ルーバ開度に基づいて、希釈ファン５６の駆動量を制御する際の冷却ファン５１の所定閾値を変化させる。これにより、よりきめ細やかな希釈ファン５６の駆動量制御を実現することができ、一層効率のよいパージ水素の希釈が可能となる。
【００４４】
また、パージバルブ５５の開度に基づいて希釈ファン５６の駆動量を制御する場合、制御装置５８は、通常時は希釈ファン５６の駆動量を最低にし（例えば後述する駆動量Ｘ％）、パージバルブ５５が開放される前後の一定期間において、希釈ファン５６の駆動量を増加させる。この場合、パージライン５４の下流端からパージ水素が排出されるタイミングで希釈ファン５６の駆動量が大きくなる。このため、必要以上に希釈ファン５６を駆動させることなく、効果的にパージ水素を希釈することが可能である。
【００４５】
次に、図３及び図４を参照して、冷却ファンと希釈ファンの駆動量の関係について説明する。図３は、第１態様に係る冷却ファン駆動量と希釈ファン駆動量との関係を示すマップである。図３Ａ、Ｂは、それぞれ第１態様のバリエーションを示している。図４は、第２態様に係る冷却ファン駆動量と希釈ファン駆動量との関係を示すマップである。図４Ａ、Ｂは、それぞれ第２態様のバリエーションを示している。図３及び図４においては、横軸が冷却ファン駆動量（％）を示し、縦軸が希釈ファン駆動量（％）を示している。なお、以下に示すマップは、予め制御装置が記憶しているものとする。
【００４６】
上記したように、本実施の形態に係る制御装置５８（図２参照）は、冷却ファン５１（図２参照）の駆動状態に基づいて希釈ファン５６（図２参照）の駆動量を変化させる。冷却ファン５１は、例えば、スタック４０の温度やスタック４０を通過する空気の流量に基づいて制御される。この場合、スタック４０の温度やスタック４０を通過する空気の流量を検出する構成は、通常備えているものとする。
【００４７】
先ず、第１態様について説明する。図３Ａの例では、冷却ファン駆動量が所定閾値（第１閾値Ｔｈ１）以上か否かで希釈ファン駆動量が変化する。具体的には図３Ａに示すように、制御装置５８は、冷却ファン駆動量が第１閾値Ｔｈ１未満の場合、常に希釈ファン駆動量を最大である１００％にし、冷却ファン駆動量が第１閾値Ｔｈ１以上の場合、常に希釈ファン駆動量を最大時に対して小さい駆動量Ｘ％（最低駆動量）にする。冷却ファン駆動量が第１閾値Ｔｈ１以上あれば、希釈ファン５６をそれほど駆動させなくても、パージ水素を十分に希釈することできると想定されるためである。なお、希釈ファン５６の駆動量を最大（１００％）か最小（Ｘ％）の２択で制御することにより、制御構成を簡略化することが可能である。また、最低駆動量Ｘ％は、適宜変更が可能であるが、希釈後のパージ水素が希釈ファン５６を逆流しない程度の駆動量であることが好ましい。
【００４８】
図３Ｂの例では、希釈ファン駆動量を図３Ａのように２択で制御するのではなく、冷却ファン駆動量に応じて希釈ファン駆動量を連続的に変化させる。すなわち、制御装置５８は、冷却ファン駆動量が第２閾値Ｔｈ２以上の場合、冷却ファン駆動量の上昇に伴って希釈ファン駆動量を漸減させる。具体的には図３Ｂに示すように、制御装置５８は、冷却ファン駆動量が第２閾値Ｔｈ２未満の場合、常に希釈ファン駆動量を最大である１００％にする。また、制御装置５８は、冷却ファン駆動量が第２閾値Ｔｈ２以上で且つ第２閾値Ｔｈ２よりも大きい第３閾値Ｔｈ３未満の場合、希釈ファン駆動量を１００％から最低駆動量であるＸ％まで冷却ファン駆動量の上昇に伴って徐々に低減させる。更に制御装置５８は、冷却ファン駆動量が第３閾値Ｔｈ３以上の場合、常に希釈ファン駆動量を最低駆動量であるＸ％にする。
【００４９】
このように、冷却ファン駆動量に応じて適宜希釈ファン駆動量を変化させることで、適切にパージ水素の希釈が可能である。
【００５０】
なお、第１態様では、冷却ファン駆動量のみに基づいて希釈ファン駆動量を制御する場合について説明したが、これに限定されない。加えて、上記した補正ルーバ開度を考慮して希釈ファン駆動量を制御してもよい。例えば、図３においては、補正ルーバ開度が所定開度未満の場合、冷却ファン駆動量に関係なく、希釈ファン駆動量を１００％とすることができる。また、補正ルーバ開度が所定開度以上の場合、図３Ａの例では、第１閾値Ｔｈ１に基づいて希釈ファン駆動量を制御することができ、図３Ｂの例では、第２閾値Ｔｈ２及び第３閾値Ｔｈ３に基づいて希釈ファン駆動量を制御することができる。
【００５１】
次に、第２態様について説明する。第２態様では、冷却ファン駆動量に基づいて希釈ファン駆動量を制御するに際し、吸気ルーバ４３及び／又は排気ルーバ４８の開度を考慮して所定閾値（図３に示す第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２、第３閾値Ｔｈ３）を変化させる点で第１態様と相違する。なお、以下においては、吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８の開度から決定される補正ルーバ開度に基づいて所定閾値を変化させる場合について説明するが、これに限定されない。例えば、吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８のいずれか一方の開度に基づいて補正ルーバ開度を決定してもよい。また、補正ルーバ開度を用いず、吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８のいずれか一方の開度に基づいて所定閾値を変化させてもよい。
【００５２】
図４Ａの例では、図３Ａのマップ上に示す第１閾値Ｔｈ１によって規定される直線Ｌ１を補正ルーバ開度に応じて横軸方向にシフト（スライド）させる。具体的には図４Ａに示すように、補正ルーバ開度が第１開度ａ以上の場合、制御装置５８は、予め設定された第１閾値Ｔｈ１（Ｌ１）、すなわち、冷却ファン駆動量に基づいて、希釈ファン駆動量を制御する。
【００５３】
補正ルーバ開度が第１開度ａより小さい第２開度ｂ以上で且つ第１開度ａ未満である場合、制御装置５８は、Ｌ１を横軸方向にシフトして（変化させて）新たな第１閾値Ｔｈ１´とする。そして制御装置５８は、新たな第１閾値Ｔｈ１´に基づいて希釈ファン駆動量を制御する。なお、制御装置５８は、第１閾値Ｔｈ１をシフトする際、補正ルーバ開度が大きくなるにつれて−方向にシフトし（小さくし）、補正ルーバ開度が小さくなるにつれて＋方向にシフトする（大きくする）。
【００５４】
補正ルーバ開度が第２開度ｂ未満の場合、制御装置５８は、冷却ファン駆動量に関係なく、希釈ファン駆動量を１００％とする。
【００５５】
図４Ｂの例では、図３Ｂのマップ上に示す第２閾値Ｔｈ２、第３閾値Ｔｈ３によって規定される直線Ｌ２を補正ルーバ開度に応じて横軸方向にシフト（スライド）させる。具体的には図４Ｂに示すように、補正ルーバ開度が第１開度ａ以上の場合、制御装置５８は、予め設定された第２閾値Ｔｈ２及び第３閾値Ｔｈ３（Ｌ２）に基づいて、希釈ファン駆動量を制御する。
【００５６】
補正ルーバ開度が第１開度ａより小さい第２開度ｂ以上で且つ第１開度ａ未満である場合、制御装置５８は、Ｌ２を横軸方向にシフトして（変化させて）新たな第２閾値Ｔｈ２´、第３閾値Ｔｈ３´とする。そして制御装置５８は、新たな第２閾値Ｔｈ２´及び第３閾値Ｔｈ３´に基づいて希釈ファン駆動量を制御する。なお、制御装置５８は、Ｌ２（第２閾値Ｔｈ２及び第３閾値Ｔｈ３）をシフトする際、補正ルーバ開度が大きくなるにつれて−方向にシフトし（小さくし）、補正ルーバ開度が小さくなるにつれて＋方向にシフトする（大きくする）。
【００５７】
補正ルーバ開度が第２開度ｂ未満の場合、制御装置５８は、冷却ファン駆動量に関係なく、希釈ファン駆動量を１００％とする。
【００５８】
このように、図４に示す第２態様では、補正ルーバ開度に応じて冷却ファン５１の所定閾値を変化させている。すなわち、希釈ファン５６の駆動量調節の実行し易さを変更している。これは、吸気ルーバ４３及び／又は排気ルーバ４８が十分に開いていれば、希釈ファン５６をそれほど駆動させなくても、パージ水素を十分に希釈することできると想定されるためである。一方、吸気ルーバ４３及び／又は排気ルーバ４８が十分に開いていない場合には、希釈ファン５６を積極的に駆動させて、パージ水素の希釈を促進させる必要があると考えられるためである。これらから、より柔軟に希釈ファン５６の駆動を制御することが可能である。
【００５９】
次に、図５及び図６を参照して、希釈ファンの駆動制御フローについて説明する。図５は、第１態様に係る希釈ファン制御の一例を示すフロー図である。図５Ａ、Ｂは、それぞれ第１態様のバリエーションを示している。図６は、第２態様に係る希釈ファン制御の一例を示すフロー図である。なお、以下に示す制御フローでは、特に明示が無い限り、動作（算出（演算）や判定等）の主体は制御装置５８（図２参照）とする。
【００６０】
図５Ａは、冷却ファン駆動量のみに基づいて希釈ファン駆動量を制御する例である。図５Ａに示すように、制御が開始されると、ステップＳＴ１０１において、制御装置５８は、希釈ファン５６を最大駆動量で駆動し、ステップＳＴ１０２の処理に進む。ステップＳＴ１０２において、制御装置５８は、図３に示すマップを参照し、ステップＳＴ１０３の処理に進む。ステップＳＴ１０３において、制御装置５８は、上記したマップに基づいて適宜希釈ファン駆動量を変化させる。そして、ステップＳＴ１０２の処理に戻り、再度マップが参照される。
【００６１】
図５Ｂは、冷却ファン駆動量のみならず、補正ルーバ開度も考慮して希釈ファン駆動量を制御する例である。具体的には、図５ＡのステップＳＴ１０１とステップＳＴ１０２との間にステップＳＴ１０４の処理が実施される点で図５Ａと相違する。
【００６２】
ステップＳＴ１０４において、制御装置５８は、補正ルーバ開度が所定開度以上であるか否かを判定する。補正ルーバ開度が所定開度以上の場合（ステップＳＴ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０２の処理に進む。補正ルーバ開度が所定開度未満である場合（ステップＳＴ１０４：ＮＯ）、ステップＳＴ１０１の処理に戻り、冷却ファン駆動量に関係なく、希釈ファン駆動量を最大とする。
【００６３】
図６は、補正ルーバ開度に応じて所定閾値を変更する例を示している。図６に示すように、制御が開始されると、ステップＳＴ２０１において、制御装置５８は、希釈ファン５６を最大駆動量で駆動し、ステップＳＴ２０２の処理に進む。
【００６４】
ステップＳＴ２０２において、制御装置５８は、補正ルーバ開度が第２開度ｂ未満であるか否かを判定する。補正ルーバ開度が第２開度ｂ未満の場合（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０１の処理に戻り、冷却ファン駆動量に関係なく、希釈ファン駆動量を最大とする。補正ルーバ開度が第２開度ｂ以上である場合（ステップＳＴ２０２：ＮＯ）、ステップＳＴ２０３の処理に進む。
【００６５】
ステップＳＴ２０３において、制御装置５８は、補正ルーバ開度が第１開度ａ以上であるか否かを判定する。補正ルーバ開度が第１開度ａ未満の場合（ステップＳＴ２０３：ＮＯ）、ステップＳＴ２０４の処理に進む。補正ルーバ開度が第１開度ａ以上の場合（ステップＳＴ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０６の処理に進む。
【００６６】
ステップＳＴ２０４において、制御装置５８は、補正ルーバ開度に基づいて所定閾値（図４に示すＴｈ１ないしＴｈ３）を所定方向にシフト（変更）し、ステップＳＴ２０５の処理に進む。ステップＳＴ２０５において、制御装置５８は、変更後のマップを参照して適宜希釈ファン駆動量を変化させる。そして、ステップＳＴ２０２の処理に戻る。ステップＳＴ２０６において、制御装置５８は、所定閾値を変更することなく予め設定されたマップを参照して適宜希釈ファン駆動量を変化させる。そして、ステップＳＴ２０２の処理に戻る。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態では、制御装置５８が、（１）冷却ファン５１の作動状態、（２）吸気ルーバ４３及び／又は排気ルーバ４８の開度、（３）パージバルブ５５の作動状態（開度）のうち、少なくとも１つに基づいて希釈ファン５６の駆動を制御する（駆動量を変化させる）構成とした。これにより、希釈ファン５６を適切に制御し、電力消費を削減して、希釈ファン５６の寿命を延ばすことが可能になった。
【００６８】
なお、上記実施の形態では、上記した（１）−（３）のうち、少なくとも１つに基づいて希釈ファン５６の制御を実施すると説明したが、この場合、（１）−（３）のうち、２つ又は３つ全てを組み合わせて希釈ファン５６の駆動を制御してもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態では、冷却ファン５１がスタック４０と排気ルーバ４８の間に配置される構成としたが、この構成に限定されない。冷却ファン５１は、例えば、吸気ルーバ４３とスタック４０の間に配置されてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態では、冷却ファン５１及び希釈ファン５６がそれぞれ１つのみ設けられる場合について説明したが、これに限定されない。冷却ファン５１及び希釈ファン５６は複数設けられてもよい。この場合、冷却ファン駆動量及び希釈ファン駆動量は、「複数のファン全体の中での最大値」、「平均値」、「当該平均値と最大値の中間値」等、適宜設定が可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、補正ルーバ開度を吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８のそれぞれの開度（率）の積で算出される場合について説明したが、これに限定されない。吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８のそれぞれの開度の和や、平均値を補正ルーバ開度としてもよい。また、吸気ルーバ４３及び排気ルーバ４８のいずれか一方に重みを付け、吸気排気のいずれかの影響度を反映するように補正ルーバ開度を算出してもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態では、マップ（特に図３Ｂ、図４Ｂ）が直線的（線形的）に変化する場合について説明したが、これに限定されない。マップは曲線的（非線形的）に変化してもよい。具体的に図３Ｂ、図４Ｂにおいて、第２閾値Ｔｈ２、第３閾値Ｔｈ３によって規定される直線Ｌ２は、曲線で構成されてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態において、図４Ｂで所定閾値を変更する際に、Ｌ２を平行移動させる場合について説明したが、これに限定されない。図４Ｂにおいて、第２閾値Ｔｈ２のみをシフトさせてもよく、また第２閾値Ｔｈ２と第３閾値Ｔｈ３とでそのシフト量を異ならせてもよい。この場合、第２閾値Ｔｈ２よりも第３閾値Ｔｈ３が大きいという条件を満たすようにシフトすることが好ましい。
【００７４】
また、上記実施形態において、マップにはヒステリシスが設けられてもよい。ヒステリシスが設けられることで、希釈ファン５１の駆動変化が頻繁に繰り返されるハンチング現象を防止することが可能である。
【００７５】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明は、消費電力を削減することができるという効果を有し、特に、燃料電池の排気制御システム及び自動二輪車に有用である。
【符号の説明】
【００７７】
１          ：自動二輪車
４          ：燃料電池の排気制御システム
１０        ：フロントカウル
１１        ：ヘッドランプ
１２        ：ウィンドスクリーン
１３        ：フロントフォーク
１４        ：前輪
１５        ：ハンドルバー
１６        ：後輪
１７        ：ブレーキレバー
１８        ：フロントフェンダ
１９        ：ブレーキディスク
２０        ：ブレーキキャリパ
２１        ：センターカバー
２２        ：レッグシールド
２３        ：フートボード
２４        ：シートカウル
２５        ：ライダーシート
２６        ：ピリオンシート
２７        ：テールランプ
２８        ：リヤフェンダ
２９        ：サスペンション
３０        ：モータ
３１        ：燃料タンク
４０        ：燃料電池スタック（スタック）
４１        ：吸気装置
４２        ：吸気ダクト（吸気通路）
４３        ：吸気ルーバ
４４        ：板状体
４５        ：回転軸
４６        ：排気装置
４７        ：排気ダクト（排気通路）
４８        ：排気ルーバ
４９        ：板状体
５０        ：回転軸
５１        ：冷却ファン（冷却装置）
５２        ：リサーキュレーションダクト
５３        ：パージ水素排出装置
５４        ：パージライン
５５        ：パージバルブ
５６        ：希釈ファン
５７        ：合流部
５８        ：制御装置
Ｔｈ１      ：第１閾値（所定閾値）
Ｔｈ１´    ：第１閾値（所定閾値）
Ｔｈ２      ：第２閾値（所定閾値）
Ｔｈ２´    ：第２閾値（所定閾値）
Ｔｈ３      ：第３閾値（所定閾値）
Ｔｈ３´    ：第３閾値（所定閾値）
ａ          ：第１開度
ｂ          ：第２開度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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