(57)【要約】【課題】燃料電池から排出される流体を有効に利用する燃料電池車を提供する。【解決手段】燃料電池２を有する燃料電池車１であって、燃料電池２の電気化学反応によって発生した流体を車両に設けた貯体１１に流出させる流出機構４を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池（２）を有する燃料電池車（１）であって、
前記燃料電池（２）の電気化学反応によって発生した流体を車両に設けた貯体（１１）および／または散布体（８）に流出させる流出機構（４）を有していることを特徴とする燃料電池車（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池車（１）であって、
貯体（１１）がブレーキ装置（８）の冷却用タンク（１１）であることを特徴とする燃料電池車（１）。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池車（１）であって、
貯体（１１）がウインドウォッシャー液のウォッシャータンクであることを特徴とする燃料電池車（１）。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料電池車（１）であって、
散布体（８）がブレーキ装置（８）のブレーキ部品であることを特徴とする燃料電池車（１）。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池車（１）であって、
散布体（８）であるブレーキ部品がディスクロータ（８ａ）であることを特徴とする燃料電池車（１）。
【請求項６】
請求項４に記載の燃料電池車（１）であって、
散布体（８）であるブレーキ部品がブレーキドラムであることを特徴とする燃料電池車（１）。
【請求項７】
請求項２に記載の燃料電池車（１）であって、
降坂路を予測する予測手段（２２）と、その予測手段（２２）からの信号に基づいて、ブレーキ装置（８）の冷却用タンク（１１）内の流体量を制御する制御手段（２０）とを有していることを特徴とする燃料電池車（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の発電によって得られた電力を利用して走行する燃料電池車に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車に限られることではないが、車両には、一般にエアコン（エア・コンディショナー）が搭載されている。従前、エアコンから排出されるドレイン水を貯める水タンクと、その水タンク内の水をディスクロータに噴霧する噴霧手段を有する車両が知られている（特許文献１）。噴霧手段は、ディスクロータが高温になった際にドレイン水をディスクロータに噴霧して冷却し、これによってブレーキ摩擦材のフェードや、ブレーキフルードのペーパロック等を抑制していた。しかしエアコンのドレイン水は、主にエアコンが使用される夏場のみに得られるものである。一方、ディスクロータは、冬場であっても降坂路において頻繁に使用されることで高温になる場合がある。そのため冬場においてもブレーキ装置を冷却したいという要望があった。
【０００３】
燃料電池車は、燃料電池を有している。燃料電池は、水素と酸素による電気化学反応等によって発電して、電気化学反応によって発生した流体を排出する。この流体は、季節によらずに排出されるが、この流体を有効に利用した燃料電池車は、従来知られていなかった。
【特許文献１】特開平５−２１５１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、燃料電池から排出される流体を有効に利用する燃料電池車を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える燃料電池車であることを特徴とする。請求項１に記載の発明によると、燃料電池車は、燃料電池の電気化学反応によって発生した流体を車両に設けた貯体および／または散布体に流出させる流出機構を有している。したがって季節によらずに燃料電池から液体が排出され、この液体が流出機構によって貯体および／または散布体に流出される。そのため液体が季節によらずに貯体内に貯留される。あるいは季節によらず散布体に散布される。
【０００６】
請求項２に記載の発明によると、貯体がブレーキ装置の冷却用タンクである。したがって冷却用タンクには、季節によらず、燃料電池からの流体が貯められる。その結果、季節によらずに安定良くブレーキ装置を冷やすことができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によると、貯体がウインドウォッシャー液のウォッシャータンクである。したがってウォッシャータンクには、燃料電池からの流体が貯められる。そのためウォッシャータンクにウォッシャー液を補給することが不要、あるいは補給回数を少なくすることができる。しかもこの利点を季節によらずに得ることができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明によると、散布体がブレーキ装置のブレーキ部品である。したがってブレーキ部品は、季節によらずに、燃料電池からの流体によって冷却される。そのためブレーキ部品が例えば３００℃以上の高温になることを季節によらずに避けることができ、高温になることで発生するブレーキ摩擦材のフェードや、ブレーキフルードのペーパロック等を季節によらずに抑制できる。請求項５に記載の発明によると、散布体であるブレーキ部品がディスクロータである。請求項６に記載の発明によると、散布体であるブレーキ部品がブレーキドラムである。
【０００９】
請求項７に記載の発明によると、降坂路を予測する予測手段と、その予測手段からの信号に基づいて、ブレーキ装置の冷却用タンクの流体量を制御する制御手段とを有している。したがって予測手段によって降坂路を予測した際に、制御手段によって冷却用タンク内の流体量を多くすることができる。これによりブレーキ装置が高温になりやすい降坂路においてブレーキ装置に液体を十分に散布でき、ブレーキ装置を確実に冷却できる。一方、予測手段によって降坂路が少ない平坦路を予測した際に、制御手段によって冷却用タンク内の流体量を少なくすることができる。これによりブレーキ装置が高温に成り難い平坦路における車両の重量を抑制し、燃費の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図１〜３にしたがって説明する。燃料電池車１は、図１に示すように燃料電池２と、燃料電池２に配管接続される水素タンク３と、燃料電池２が発電した燃料を貯蓄するバッテリー６と、燃料電池２とバッテリー６を制御するパワーコントロールユニット５を有している。
【００１１】
水素タンク３には、水素ガスが高圧に貯蔵され、水素タンク３内の水素が燃料電池２側に供給される。燃料電池２は、水素と空気１５中の酸素とを電気化学的に反応させることで発電する。パワーコントロールユニット５は、燃料電池２からの電力と、バッテリー６からの電力を制御し、燃料電池車１に搭載されたモータ７を回転させてホイール９を回転させる。
【００１２】
燃料電池車１には、図１に示すようにブレーキ装置８と、ブレーキ装置８を冷却する冷却装置（４，１０，１１）が設けられている。ブレーキ装置８は、ホイール９とともに回転するディスクロータ８ａと、ディスクロータ８ａに押圧されるブレーキ摩擦材８ｂと、ブレーキ摩擦材８ｂをディスクロータ８ａに押圧するピストン８ｃとキャリパ８ｄを有している。キャリパ８ｄは、車体に取付けられたナックル等に移動可能に取付けられ、ピストン８ｃを移動可能に収納する。そしてピストン８ｃと共同してブレーキ摩擦材８ｂをディスクロータ８ａに押圧する。
【００１３】
ブレーキ摩擦材８ｂとディスクロータ８ａは、運動エネルギーを熱エネルギーに代えて制動力を発生させる。そのためブレーキ装置８は、制動力を発生する際に発熱するが、所定温度以上になった際に冷却装置（４，１０，１１）によって冷却される。冷却装置は、冷却用タンク１１と噴霧装置１０を有しており、冷却用タンク１１と燃料電池２が流出機構４によって配管接続されている。
【００１４】
流出機構４は、図１に示すようにパイプであって、燃料電池２から排出された水（流体）を冷却用タンク１１に流出させる。燃料電池２から排出される水の量は、例えば１秒間に０．７ｃｃで非常に多く、季節によらずほぼ一定である。
【００１５】
噴霧装置１０は、冷却用タンク１１内の水をディスクロータ（散布体）８ａにミスト状に噴霧する。したがって高温になったディスクロータ８ａに水を噴霧すると、水が気化し、その気化熱によりディスクロータ８ａが冷える。
【００１６】
冷却用タンク１１内に貯められた水は、図１に示すように切替弁１２を経由して車外に排出され得る。この切替弁１２は、図２に示すコントローラ２１によってＯＮ・ＯＦＦ制御され、コントローラ２１によってＯＮにされることで冷却用タンク１１内の水位を下げる。コントローラ２１によって切替弁１２をＯＦＦにした際には、燃料電池２から排出された水によって冷却用タンク１１内の水位が上昇する。
【００１７】
燃料電池車１は、図２に示すように降坂路を予測する予測手段２２と、冷却用タンク１１の水位を制御する制御手段２０と、ディスクロータ８ａの温度を測定する温度センサ１４を備えている。制御手段２０は、切替弁１２と水位センサ１３とコントローラ２１を有して構成されている。コントローラ２１は、切替弁１２をＯＮ・ＯＦＦ制御して冷却用タンク１１の水位を制御する。
【００１８】
温度センサ１４は、図１に示すようにマウンティングやナックル等に取付けられ、ディスクロータ８ａの温度を測定する。ディスクロータ８ａの温度が所定温度以上になった際には、温度センサ１４からの検知信号に基づいてコントローラ２１が噴霧装置１０を所定時間作動させる。これによりディスクロータ８ａに水が噴霧され、ディスクロータ８ａが冷却される。
【００１９】
降坂路を予測する予測手段２２は、ナビゲーションシステムの地図情報から降坂路を予測するシステムであって、ナビゲーションシステム内などに設けられる。あるいは車両に設けられた傾斜センサからの情報に基づいて降坂路を予測するシステムである。降坂路においてブレーキ装置８が頻繁に使用されるため、ブレーキ装置８を冷やすための水量が降坂路において多く必要になる。そのため降坂路において冷却用タンク１１の水位を高くする必要がある。
【００２０】
一方、降坂路が少ない平坦路では、ブレーキ装置８を頻繁に使用しないために、冷却用タンク１１の水位を低くすることができる。そのため水位を低く、例えばゼロにすることで車両の軽量化を図って燃費の向上を図ることができる。以下、冷却用タンク１１の水位の制御方法について説明する。
【００２１】
先ず図３に示すように水位センサ１３によって冷却用タンク１１の水位を検知する（ステップＳ１）。次に、水位センサ１３の検知信号に基づいてコントローラ２１が冷却用タンク１１の水位が基準水位よりも高いか低いかを判断する（ステップＳ２）。基準水位よりも低いと判断した場合は、コントローラ２１が切替弁１２をＯＦＦにする（ステップＳ４）。これにより冷却用タンク１１の水位が燃料電池２からの水によって除々に上昇する。そしてステップＳ１に戻る。なお基準水位とは、予め定められた必要最低限の水位であって、噴霧装置１０を所定時間ＯＮするのに必要な最低量、究極的にはゼロである。
【００２２】
ステップＳ２において冷却用タンク１１の水位が基準水位よりも高いとコントローラ２１が判断した場合は、コントローラ２１が切替弁１２をＯＮにする（ステップＳ３）。これにより冷却用タンク１１内の水が車外に排出されて、冷却用タンク１１の水位が下がる。
【００２３】
次に、予測手段２２によって降坂路の有無を判断する（ステップＳ５）。降坂路が近くにあると予測手段２２が判断した場合、水位センサ１３が冷却用タンク１１の水位を検知する（ステップＳ６）。水位センサ１３の検知信号に基づいてコントローラ２１が冷却用タンク１１の水位が降坂路用水位よりも高いか低いか判断する（ステップＳ７）。低いと判断した場合に、コントローラ２１が切替弁１２をＯＦＦにする（ステップＳ８）。これにより冷却用タンク１１の水位が燃料電池２からの水によって除々に上昇する。そしてステップＳ６に戻る。なお降坂路用水位とは、基準水位よりも高い水位であって降坂時に必要な水量を得る水位である。
【００２４】
ステップＳ７において冷却用タンク１１の水位が降坂路用水位よりも高いとコントローラ２１が判断した場合は、コントローラ２１が切替弁１２をＯＮにする（ステップＳ９）。これにより冷却用タンク１１内の水が車外に排出されて、冷却用タンク１１の水位が下がる。その後、ステップＳ５に戻る。ステップＳ５において降坂路が近くにないと予測手段２２が判断した場合は、ステップＳ１へ戻る。
【００２５】
以上のようにして実施の形態が形成されている。すなわち燃料電池車１は、図１に示すように燃料電池２の電気化学反応によって発生した水（流体）を車両に設けた冷却用タンク（貯体）１１に流出させる流出機構４を有している。したがって季節によらずに燃料電池２から水（液体）が排出され、この水が流出機構４によって冷却用タンク１１に流出される。そのため水が季節によらずに冷却用タンク１１内に貯留される。その結果、季節によらずに安定良くブレーキ装置８を冷やすことができる。
【００２６】
また水が散布される散布体は、ブレーキ装置８のブレーキ部品、例えばディスクロータ８ａやブレーキドラム（図示せず）である。したがってブレーキ部品は、季節によらずに、燃料電池２からの流体によって冷却される。そのためブレーキ部品が例えば３００℃以上の高温になることを季節によらずに避けることができ、高温になることで発生するブレーキ摩擦材８ｂのフェードや、ブレーキフルードのペーパロック等を季節によらずに抑制できる。
【００２７】
そしてディスクロータ８ａを冷却することで、ブレーキ摩擦材８ｂの高温時（例えば３００℃以上）における早期磨耗も防止できる。またディスクロータ８ａは、季節によらずに安定良く冷やされるために、板厚を薄くすることができる。すなわちディスクロータ８ａは、板厚を薄くすることで、熱容量が小さくなり、制動時に高温になりやすい。しかし本形態によると高温になることが季節によらずに避けられるため、ディスクロータ８ａは、板厚を薄くすることで軽量化が図られ、車両の重量軽減につながり燃費の向上が図られる。なお請求項６に係るブレーキドラムの実施例は、図１のディスクロータ８ａがブレーキドラムに変わるだけであり、図示を省略した。
【００２８】
また燃料電池車１は、図２に示すように降坂路を予測する予測手段２２と、予測手段２２からの信号に基づいて、ブレーキ装置８の冷却用タンク１１内の流体量（水位）を制御する制御手段２０とを有している。したがって予測手段２２によって降坂路を予測した際には、制御手段２０によって冷却用タンク１１内の流体量を多くすることができる。これによりブレーキ装置８が高温になりやすい降坂路においてブレーキ装置８に液体を十分に散布でき、ブレーキ装置８を確実に冷却できる。一方、予測手段２２によって降坂路が少ない平坦路を予測した際に、制御手段２０によって冷却用タンク１１内の流体量を少なくすることができる。これによりブレーキ装置８が高温に成り難い平坦路における車両の重量を抑制し、燃費の向上を図ることができる。
【００２９】
（他の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態等であっても良い。
（１）上記実施の形態は、燃料電池２から排出された水（流体）をブレーキ装置８の冷却用タンク（貯体）１１に流出させる流出機構４を有していた。しかし燃料電池から排出された水をウインドウォッシャー液のウォッシャータンク（貯体）に流出させる流出機構を有している形態であっても良い。この形態によるとウォッシャータンクに水を補給する必要が無くなる。あるいは補給回数が少なくなる。しかもこの利点を季節によらずに得ることができる。
（２）上記実施の形態は、冷却用タンク（貯体）１１を有していた。しかし冷却用タンク１１を有さず、燃料電池２から排出された水を流出機構４と噴霧装置１０とを経由してブレーキ装置（散布体）８に流出させる形態であっても良い。
（３）上記実施の形態の噴霧装置１０は、ディスクロータ８ａに水を噴霧していた。しかし噴霧装置がブレーキ摩擦材に水を噴霧（散布）する形態であっても良い。
（４）上記実施の形態の燃料電池車１は、燃料ガスとして水素を使用する燃料電池２を有していた。しかし他のガスを燃料ガスとして使用する燃料電池を有する形態であっても良い。
（５）上記実施の形態は、降坂路を予測する予測手段２２を有していた。しかしこの予測手段に代えて使用者によって操作される操作手段を有し、その操作手段からの操作信号に基づいてコントローラ２１が冷却用タンク１１の水位を制御し、該操作手段は、使用者によって降坂路が予測された場合などにおいて操作される形態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】燃料電池車の構成図である。
【図２】冷却水タンクの水位を制御するシステムの構成図である。
【図３】冷却水タンクの水位を制御するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・燃料電池車
２・・・燃料電池
３・・・水素タンク
４・・・流出機構
５・・・パワーコントロールユニット
６・・・バッテリー
７・・・モータ
８・・・ブレーキ装置（散布体）
８ａ・・・ディスクロータ
８ｂ・・・ブレーキ摩擦材
１０・・・噴霧装置
１１・・・冷却用タンク（貯体）
１２・・・切替弁
１３・・・水位センサ
１４・・・温度センサ
２０・・・制御手段
２１・・・コントローラ
２２・・・予測手段
【図１】
2008125181.tif 000003
【図２】
2008125181.tif 000004
【図３】
2008125181.tif 000005