(57)【要約】【課題】水素タンクや燃料電池システムからの透過した水素をルーフへ大気開放にすることなく処理することができ、車両のフロア下からルーフまでの長いガス排気通路が必要なく、また車両が狭い閉空間にある場合や停止時でも車外で水素が滞留してしまう可能性の少ない燃料電池車を提供する。【解決手段】水素タンク３を持つ燃料電池車において、燃料電池システム２または水素タンク３から透過した水素を貯めるタンク４を持ち、前記タンク内に貯まった前記水素を燃焼させる燃焼装置を備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素タンクを持つ燃料電池車において、燃料電池システムまたは水素タンクから透過した水素を貯めるタンクを持ち、前記タンク内に貯まった前記水素を燃焼させる燃焼装置をもつことを特徴とする燃料電池車。
【請求項２】
請求項１の燃料電池車において、車両フロア下に燃料電池システムを持ち、前記車両フロアと前記タンクを前記燃料電池システム及び前記水素タンクより後方上部で一体に形成したことを特徴とする燃料電池車。
【請求項３】
請求項１の燃料電池車において、前記タンク内と車両フロア下とをつなぐ空間に逆流防止板を設置したことを特徴とする燃料電池車。
【請求項４】
請求項１の燃料電池車において、前記タンクと外部をつなぐテールパイプを付属し、テールパイプからの排気を車両後方下部で行うことを特徴とする燃料電池車。
【請求項５】
請求項１の燃料電池車において、前記タンク内の水素濃度を検出する手段を備え、水素濃度に対応して前記タンク内の水素を燃焼させることを特徴とする燃料電池車。
【請求項６】
請求項１の燃料電池車において、前記燃焼装置は、運転状況に応じて前記タンク内の水素を燃焼させることを特徴とする燃料電池車。
【請求項７】
請求項１の燃料電池車おいて、前記燃焼装置は、車両停車後においても前記タンク内の水素を燃焼させることを特徴とする燃料電池車。
【請求項８】
請求項６の燃料電池車において、風量を検出する手段を備え、前記燃焼装置は、前記風量に応じて前記タンク内の水素を燃焼させることを特徴とする燃料電池車。
【請求項９】
請求項６の燃料電池車において、車両速度を検出する手段を備え、前記燃焼装置は、前記車両速度に応じて前記タンク内の水素を燃焼させることを特徴とする燃料電池車。
【請求項１０】
請求項７の燃料電池車において、車両停車後においても前記タンク内の前記水素濃度を検出する手段を備え、前記水素濃度に応じて前記タンク内の水素を燃焼させることを特徴とする燃料電池車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載燃料電池のガス排出構造に関し、特に燃料電池から発生する水素ガスを燃焼処理後排気する車載燃料電池のガス排出構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水素タンクや燃料電池システムを有する燃料電池車におけるガス排出構造として、たとえば、特開２０００−２２５８５３号公報に開示された構造がある。
【０００３】
この構造は、水素タンクや燃料電池システムから透過した水素を特別な換気装置を設けることなく、そして排出された水素が燃料電池ユニットの搭載場所にこもることなく燃料電池からの水素を車外へ好適に排気できるガス排出構造である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では水素タンクや燃料電池システムからの透過した水素をルーフへ大気開放にすることで処理するという構成になっていたため、車両のフロア下からルーフまでの長いガス排気通路が必要であった。また、車両が狭い閉空間にある場合や停止時では車外へ排気した水素が滞留してしまうことも考えられる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、水素タンクを持つ燃料電池車において、燃料電池システムまたは水素タンクから透過した水素を貯めるタンクを持ち、前記タンク内に貯まった前記水素を燃焼させる燃焼装置を備えた。
【０００６】
【発明の効果】
本発明は、透過水素を燃焼することで後処理を行うため、車両のフロア下からルーフまでの長いガス排気通路は不要になる。
【０００７】
さらに、水素を燃焼することで後処理を行い水素自体の排気は行わないため、車が狭い閉空間にある場合や停止時でも水素の滞留を抑制することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
本発明に係わる燃料電池車に搭載される燃料電池システム２の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明に係わる燃料電池システム２の第一実施形態で使用される車両の概略構成図である。
【０００９】
図１に示すように、燃料電池システム２、および水素タンク３は夫々車両フロア１下内に配置してある。燃料電池システム２及び水素タンク３より後方上部に、燃料電池システム２、および水素タンク３    から透過した水素を貯めるタンク（水素キャプチャ４）が車両フロア１と一体に形成されている。車両フロア１と水素キャプチャ４との間の通路には逆流防止板８が取付けられている。水素キャプチャ４内には、水素濃度センサ６、および着火プラグ７が取付けられている。水素キャプチャ４には、車両後部下部の車外へつながるテールパイプ５が取付けられている。
【００１０】
まず、基本的な流れを図１を用いて説明する。燃料電池システム２、または水素タンク３から透過した水素は車両フロア１下内を通り、水素キャプチャ４内に貯まる。水素キャプチャ４内に貯まった水素は、水素濃度センサ６で水素濃度を監視し、ある一定濃度以上になったら、着火プラグ７によって点火し、燃焼する。このとき、逆流防止板８が車両フロア１下内への排ガスの逆流を抑制する。また、水素キャプチャ４内で燃焼した排ガスはテールパイプ５を通り車外へ放出される。
【００１１】
図２に第一実施形態の燃焼装置の制御構成図を示す。水素濃度センサ６、或いは車速検出センサ９からの情報は制御装置１１に送られ、後述の制御結果に基づき着火プラグ７を作動させる。
【００１２】
次に、第一実施形態の制御の概要について図３，４，５のフローチャートを用いて説明する。
【００１３】
車両運転中（燃料電池発電中）のフローチャートを図３に示す。このフローチャートは車両運転中に設定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。まず、水素濃度を確認（ステップ１）する。水素濃度が設定値以上になった場合、着火プラグ７によって点火（ステップ２）し、燃焼処理を行い、水素濃度が設定値以上でない場合と同様、この制御フローを終了させる。
【００１４】
一方、車両停止時（燃料電池発電停止時）のフローチャートを図４，５に示す。車両停止直後は、車両起動中と同様に水素濃度が設定値以上になった場合に点火させるが、設定時間Ａの経過後は設定時間Ｃの間は設定時間Ｄ毎に点火させるものである。
【００１５】
このフローチャートは車両停止時に設定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。まず、車両停止を確認（ステップ１０１）し、車両停止している場合はフラグＦが０になっているかを確認（ステップ１０２）後、タイマＡの作動確認（ステップ１０３）を行う。タイマＡが作動してない場合はタイマＡを作動（ステップ１０４）させ、タイマＡが作動しているときと同様、設定時間Ａが経過しているか確認（ステップ１０５）する。設定時間Ａが経過していない場合、水素濃度センサ６によって、設定濃度以上になっているか確認（ステップ１０６）する。水素濃度が設定濃度以上である場合、着火プラグ７で点火（ステップ１０７）し、燃焼処理を行った後、タイマＢをリセット（ステップ１０８）する。また、水素濃度が設定濃度以上でない場合、タイマＢの作動確認（ステップ１０９）を行い、タイマＢが作動していない場合はタイマＢを作動（ステップ１０９）させ、タイマＢが作動しているときと同様に設定時間Ｂの経過を確認（ステップ１１１）する。設定時間Ｂが経過した場合、設定時間Ａが経過したときと同様、タイマＣの作動確認（ステップ１１２）をする。なお、設定時間Ａと設定時間Ｂのどちらか一方が先に経過した後、タイマＣの作動確認（ステップ１１２）を行う。タイマＣが作動していない場合、タイマＣを作動させ、タイマＣが作動しているときと同様、タイマＤの作動確認（ステップ１１４）を行う。タイマＤが作動していない場合、タイマＤを作動（ステップ１１５）させ、タイマＤが作動しているときと同様、設定時間Ｄが経過しているか確認（ステップ１１６）する。設定時間Ｄが経過している場合、着火プラグ７によって点火（ステップ１１７）し、燃焼処理を行った後、タイマＤをリセット（ステップ１１８）する。タイマＤをリセット後、設定時間Ｃの経過を確認し、設定時間Ｃが経過していれば、タイマＡ〜Ｄをリセット（ステップ１１９）し、フラグＦを０（ステップ１２０）にして、設定時間Ｃが経過していないとき同様、この制御フローを終了（ステップ１２３）させる。また、ステップ１０１で車両が停止していない場合、タイマＡ〜Ｄをリセット（ステップ１２２）し、フラグＦを０にして、この制御フローを終了（ステップ１２３）させる。同様に、ステップ１０２でフラグＦが０でない場合や、ステップ１０８のタイマＢのリセット後、あるいはステップ１１１で設定時間Ｂが経過していないも、この制御フローを終了（ステップ１２３）させる。
【００１６】
このように、第一実施形態では、燃料電池システム２または水素タンク３から透過した水素を貯める水素キャプチャ４を持ち、水素キャプチャ４内に貯まった水素を燃焼させる燃焼装置をもつので、水素を車外に排出する必要がなく車両のフロア下からルーフまでの長いガス排気通路が不要になった。このため車両重量の軽減することができる。
【００１７】
また、車両フロア１と水素キャプチャ４を一体に形成したので、装置を単純化させることが出来，車両重量の軽減することができる。
【００１８】
また、水素キャプチャ４を燃料電池システム２及び水素タンク３より後方上部に形成したので、燃料電池システム２または水素タンク３から透過した水素が水素キャプチャ４へ自然に誘導される。
【００１９】
また、水素キャプチャ４内と車両フロア１下とをつなぐ空間に逆流防止板８を設置したので、車両安全性が向上する。
【００２０】
また、水素キャプチャ４と外部をつなぐテールパイプ５を付属し、テールパイプ５からの排気を車両後方下部で行うので、車両安全性が向上する。
【００２１】
また、水素濃度センサ６を備え、水素濃度に対応して着火プラグ７を作動させるので、無駄な点火を抑え電気を節約できる。
【００２２】
また、車両停車後においても水素キャプチャ４内の水素を燃焼させるので、停止時でも車両周辺への水素の滞留を抑制することが可能になる。
【００２３】
また、車両停車後においても水素濃度に応じて水素を燃焼させるので、効率的に安全を確保できる。
【００２４】
（第二実施形態）
本発明に係わる第二実施形態について説明する。基本的な構成は第一実施形態と同じである。異なる点は水素濃度センサ６の代わりに、車両フロア１下に取付けられている風量センサ１０を用いたことである。
【００２５】
図６に第二実施形態の制御構成図を示す。図６に第一実施形態の燃焼装置の制御構成図を示す。水素濃度センサ６、或いは車速検出センサ９からの情報は制御装置１１に送られ、後述の制御結果に基づき着火プラグ７を作動させる。
【００２６】
次に、第二実施形態の制御の概要について図７，８のフローチャートを用いて説明する。車両運転中（燃料電池発電中）のフローチャートを図７に示す。このフローチャートは車両運転中に設定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。車速センサ９或いは風量センサ１０によって、車速或いは風量が設定値以上になっているか確認（ステップ２０１）する。車速或いは風量が設定値以上になっていない場合、タイマＥの作動の確認（ステップ２０２）を行う。タイマＥが作動していない場合、タイマＥを作動（ステップ２０３）させ、タイマＥが作動しているときと同様、設定時間Ｅが経過しているかを確認（ステップ２０４）する。設定時間Ｅが経過している場合、着火プラグ７によって点火（ステップ２０５）し、燃焼処理を行い、タイマＥをリセット（ステップ２０６）する。タイマＥをリセットした後、ステップ２０１で車速センサ９或いは風量センサ１０によって、車速或いは風量が設定値以上になっていない場合と同様、この制御フローを終了（ステップ２０７）させる。
【００２７】
一方、車両停止時（燃料電池発電停止時）フローチャートを図８に示す。このフローチャートは車両停止時に設定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。車速センサ９或いは風量センサ１０によって、車両が停止していることを確認（ステップ３０１）する。車両が停止している場合、フラグＦが０であるか確認（ステップ３０２）する。フラグＦが０であれば、タイマＣの作動確認（ステップ３０５）を行い、タイマＣが作動していない場合は、タイマＣを作動（ステップ３０６）させ、タイマＣが作動しているときと同様、タイマＤの作動確認（ステップ３０７）を行う。タイマＤが作動していない場合、タイマＤを作動（ステップ３０８）させ、タイマＤが作動しているときと同様、設定時間Ｄが経過したかを確認（ステップ３０９）する。設定時間Ｄが経過していた場合、着火プラグ７によって点火（ステップ３１０）し、燃焼処理を行った後、タイマＣ，Ｄをリセット（ステップ３１１）し、フラグＦを０にして（ステップ３１４）、この制御フローを終了（ステップ３１５）させる。また、ステップ３０１で車両が停止していない場合はフラグＦを１にして（ステップ３０３）、この制御フローを終了（ステップ３１５）させる。同様に、ステップ３０２でフラグＦが０である場合や、ステップ３１２で設定時間Ｃが経過していなかったときは、この制御フローを終了（ステップ３１５）させる。
【００２８】
このように、第二実施形態では、車速センサ９、或いは風量センサ１０で運転状況を監視することで、速度が速いときは透過した水素は車外からの風の流れによって何もせずに外部へ放出されるため燃焼させる必要もないので効率的な燃焼処理を行えるという効果を得る。
【００２９】
また、上述した２つの実施形態では燃料電池システム２をすべてフロア下に配置したが、本発明はこれに限らず、燃料電池本体を車両前方に配置し、配管のみが車両フロア１下にある場合でも、配管から透過した水素に対して同様の効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる燃料電池車両の概略構成図である。
【図２】本発明に係わる第一実施形態の燃焼装置の制御構成図である。
【図３】本発明に係わる第一実施形態の車両運転中（燃料電池発電中）のフローチャートである。
【図４】本発明に係わる第一実施形態の車両停止時（燃料電池発電停止時）のフローチャートである。
【図５】本発明に係わる第一実施形態の車両停止時（燃料電池発電停止時）のフローチャートである。
【図６】本発明に係わる第二実施形態の燃焼装置の制御構成図である。
【図７】本発明に係わる第二実施形態の車両運転中（燃料電池発電中）のフローチャートである。
【図８】本発明に係わる第二実施形態の車両停止時（燃料電池発電停止時）のフローチャートである。
【符号の説明】
１    車両フロア
２    燃料電池システム
３    水素タンク
４    水素キャプチャ
５    テールパイプ
６    水素濃度センサ
７    着火プラグ
８    逆流防止板
９    車速センサ
１０  風量センサ
１１  制御装置
【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】
2004168151.tif 000008
【図７】
2004168151.tif 000009
【図８】
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