(57)【要約】【課題】燃料電池スタックの電極に付着した水を排出するシステムを、簡易な構成で、かつエネルギー効率を悪化させることなく実現する。【解決手段】車両本体Ｂｄに燃料電池スタック１００を搭載する車両Ｂにおいて、燃料電池スタック１００に発生するフラッティングの程度に応じて調整し、路面の凹凸による振動を燃料電池スタック１００へ伝達させるように、サスペンション装置ＳＡのばね定数、減衰力を調整する。【選択図】図１
2007141610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤがサスペンション装置を介して接続された車両本体と、
該車両本体に搭載された燃料電池スタックと、
該燃料電池スタック内での生成水量を判断する生成水量判断手段と、
該生成水量判断手段によって判断された生成水量に応じて前記サスペンション装置の変位量を制御する変位量制御手段とを備えたことを特徴とする燃料電池を搭載した車両。
【請求項２】
前記サスペンション装置は、はね定数可変スプリングを有し、前記変位量制御手段は、生成水量に応じてばね定数を増加させる請求項１に記載の燃料電池を搭載した車両。
【請求項３】
前記サスペンション装置は、減衰力可変ダンパーを有し、前記変位量制御手段は、生成水量に応じて減衰力を減少させる請求項１に記載の燃料電池を搭載した車両。
【請求項４】
前記生成水量判断手段は、前記燃料電池スタックに加わる負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された負荷値に基づいて生成水量を判定する判定手段を有する請求項１〜３のいずれか１に記載の燃料電池を搭載した車両。
【請求項５】
前記負荷検出手段は、燃料電池スタックから出力される電流を検出する電流計であり、前記判定手段は、積算電流値に基づいて生成水量を判定する請求項４に記載の燃料電池を搭載した車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を搭載した車両に係り、詳しくは燃料電池内の水を排出するシステムを有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子電解質膜を使用した燃料電池では、電解質膜を挟んで両側に燃料室及び酸素室が存在し、燃料室における燃料ガスが燃料極を介し、或いは、酸素室における酸化ガス（主として外気）が酸素極を介し、イオン化し、そのイオンを、電解質膜を介して取り出して電力を得ている。  
ところで、燃料室内には、発電反応によって生成される水が高分子電解質膜を解して浸透し滞留する。この生成水は、水素と燃料極との接触を阻害し、出力の低下を招くことが知られており、燃料室内の水の排出が課題とされている。  
そこで、燃料室内の水を効率よく排出する手段として、下記特許文献に記載の如く、燃料電池スタックを振動させたり、回転させたり、傾斜させるなどして生成水を振り落とし、原料ガス流路の水詰りを解消して出力を安定化させる方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−３２６６２２号公報
【特許文献２】特開２００２−２０８４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記これら特許文献１、２に記載の装置は、振動、回転、傾斜させるための装置を燃料電池スタックに設け、さらにこれらを燃料電池スタックの起電力により駆動しなければならず、エネルギー効率を低下させ、製造コストも上昇するという問題があった。  
本発明は、燃料電池スタックの電極に付着した水を排出するシステムを、簡易な構成で、かつエネルギー効率を悪化させることなく実現できる燃料電池を搭載した車両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】
【０００４】
以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。  
（１）  タイヤがサスペンション装置を介して接続された車両本体と、
該車両本体に搭載された燃料電池スタックと、
該燃料電池スタック内での生成水量を判断する生成水量判断手段と、
該生成水量判断手段によって判断された生成水量に応じて前記サスペンション装置の変位量を制御する変位量制御手段とを備えたことを特徴とする燃料電池を搭載した車両。
【０００５】
（２）  前記サスペンション装置は、はね定数可変スプリングを有し、前記変位量制御手段は、生成水量に応じてばね定数を増加させる上記（１）に記載の燃料電池を搭載した車両。
【０００６】
（３）  前記サスペンション装置は、減衰力可変ダンパーを有し、前記変位量制御手段は、生成水量に応じて減衰力を減少させる上記（１）に記載の燃料電池を搭載した車両。
【０００７】
（４）  前記生成水量判断手段は、前記燃料電池スタックに加わる負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された負荷値に基づいて生成水量を判定する判定手段を有する上記（１）〜（３）のいずれか１に記載の燃料電池を搭載した車両。
【０００８】
（５）  前記負荷検出手段は、燃料電池スタックから出力される電流を検出する電流計であり、前記判定手段は、積算電流値に基づいて生成水量を判定する上記（４）に記載の燃料電池を搭載した車両。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、サスペンション装置の変位量を制御することで、車両走行時の路面から受ける振動が燃料電池スタックへ容易に伝わるように構成し、燃料電池スタックの電極に付着した水滴を振るい落とすことができる。これにより、生成水等の排出を促進させることができる。また、予め車両に搭載されているサスペンション装置の制御内容を変更することにより、振動装置を別途設けることなく、また、エネルギー効率を悪化させることなく、燃料電池スタックからの水の排出を促進させることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、サスペンション装置のばね定数を増加させることにより、車両走行時の振動により燃料電池スタックへ加わる力積を大きくすることができ、電極等に付着する水滴の振るい落としが促進される。  
請求項３記載の発明によれば、ダンパーの減衰力を減少させることにより、持続振動時間をより長くすることができるので、燃料電池スタックに揺れが加わる時間を長くすることができる。この結果、電極等に付着する水滴の振るい落としが促進される。
【００１１】
請求項４記載の発明によれば、燃料電池スタックに加わる負荷の値に応じて生成水の量を判断することで、必要時のみサスペンション装置の変位量を制御し、水の排出を促進させることができる。このため、水排出のためにサスペンション装置を制御することによって、サスペンション装置の本来の目的である車体の姿勢制御や乗り心地を維持するといった機能が損なわれるといった不都合が抑制される。  
請求項５記載の発明によれば、燃料電池スタックの出力電流により負荷の程度を検出するので、生成水量をより正確に判定でき、効率よく水の排出制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。  
次にこの発明の好適実施形態について説明する。この実施形態は、燃料電池スタックが、電源として搭載された電気自動車であり、図１は、該電気自動車の全体斜視図における透視図である。  
車両Ｂの車両本体Ｂｄには、サスペンション装置ＳＡを介してタイヤＴｉがそれぞれ接続されている。図２は、サスペンション装置ＳＡを制御する変位量制御手段の構成を示すブロック図である。
【００１３】
制御手段２００ａには、４つのサスペンション装置Ｔｉ1〜Ｔｉ4が接続され、ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサＳｃｏ、フットブレーキによる制動時に点灯するストップランプスイッチＳｓｔ、車道の状況を検出する車道センサＳｒｏ、燃料電池スタック１００の出力を検出する出力センサＳ３からの検出信号が入力される。この出力センサＳ３は、この実施形態では電流センサが用いられる。
【００１４】
次に各サスペンション装置Ｔｉの構成について説明する。図３は、減衰力可変ダンパーの側面断面図であり、図４は、各オリフィス部分での横断面図である。減衰力可変ダンパーＤａは、作動油が封入されたシリンダＣｙと、シリンダＣｙ内に収容されたピストンＰｉｓと、ピストンロッドＰｓｌ内に挿入されたオリフィス管Ｏｒとを備える。オリフィス管Ｏｒは外周面に３つのオリフィスＯｒａ、Ｏｒｂ、Ｏｒｃが形成されており、ピストンロッドＰｓｌ内でオリフィス管Ｏｒが相対的に回転することにより、３つのオリフィスＯｒａ、Ｏｒｂ、Ｏｒｃが全て開口した状態（図３（Ａ））と、オリフィスＯｒｂのみが開口した状態と、３つのオリフィスＯｒａ、Ｏｒｂ、Ｏｒｃが全て閉じて、ピントンに設けられた常時開のオリフィスのみ開口した状態（図３（Ｂ））とに切り換る。車両の上下振動に伴う伸縮動作をするとき、オリフィスを通過する油がエネルギーを吸収して減衰力を発生させる。ここで、減衰力は、開口するオリフィスの数を増やす（オリフィスの径を拡大する）ことで、減少し（振動が長く続き）、開口するオリフィスの数を減らす（オリフィスの径を縮小する）ことで、増大する（減衰時間が短くなる）。  
このオリフィス径の調整は、ピストンロッドの先端に突出したオリフィス管Ｏｒを回転させることにより行われる。
【００１５】
図５は、ばね定数可変スプリング装置ＡＤを示す断面側面図である。ばね定数可変スプリング装置ＡＤは、エアチャンバＡｒと、電磁バルブとを備えている。上記減衰力可変ダンパーＤａのピストンロッド突出端には、エアチャンバが設けられている。エアチャンバは、常時衝撃吸収機能を発揮するメインエアチャンバＡｒ１と、選択的に衝撃吸収機能を発揮するサブエアチャンバＡｒ２とを備えている。これらのエアチャンバには、図示しないエアタンクからエアが供給される。メインエアチャンバＡｒ１とサブエアチャンバＡｒ２とは、電磁バルブを介して連通し、電磁バルブを開放した場合には、衝撃吸収機能を発揮するエアチャンバの容積は、メインエアチャンバＡｒ１とサブエアチャンバＡｒ２の容積の和となり（図５（Ａ））、ばね定数は小さくなり、電磁バルブを閉じた場合にはエアチャンバの容積は、メインエアチャンバＡｒ１の容積のみとなり（図５（Ｂ））、ばね定数は大きくなる。従って、電磁バルブを開閉することにより、ばね定数可変スプリング装置ＡＤのばね定数を変更することができる。
【００１６】
図６は、燃料電池スタック１００を駆動させるためのシステムを示すブロック図である。図６に示されているように、この燃料電池システム１は燃料電池スタック１００、水素貯蔵タンク１１を含む燃料供給系１０、空気供給系１２、水供給系５０、負荷系７とに大略構成される。  
この燃料電池スタック１００の構成について説明する。燃料電池スタック１００は、燃料電池単位セル１５と燃料電池セパレータ１３とを交互に積層して構成されている。図７は、燃料電池用セパレータ１３を示す全体正面図、図８は、燃料電池セパレータ１３で構成された燃料電池スタック１００の部分断面平面図（図７におけるＡ‐Ａ断面図）、図９は、同じく部分断面側面図（図７及び図８におけるＢ−Ｂ断面図）、図１０は、燃料電池セパレータ１３の部分断面側面図（図７及び図８におけるＣ−Ｃ断面図）、図１１は、燃料電池用セパレータ１３の全体背面図である。
【００１７】
セパレータ１３は、単位セル１５の電極に接触して電流を外部に取り出すための集電部材３、４と、各集電部材３、４の周端部に外装される枠体８、９とを備えている。集電板である集電部材３、４は金属で構成されている。構成金属は、導電性と耐食性を備えた金属で、例えば、ステンレス、ニッケル合金、チタン合金等に耐蝕導電処理を施したもの等が挙げられる。  
集電部材３は、単位セル１５の燃料極に接触し、集電部材４は酸素極に接触する。集電部材３には、プレス加工によって、突出形成された複数の凸状部３２が形成されている。
【００１８】
凸状部３２は、板材の長辺とに沿って短辺方向へ向けて、等間隔で配列されている。長辺に沿って（図７における横方向）配置された凸状部３２の間に形成された溝によって、凸状部３２の間には水素流路３０１が形成され、凸状部３２の裏側に形成された溝３３によって、水素流路３０２が形成されている。この凸状部３２の頂点部分の面は、燃料極が接触する当接部３２１となっている。集電部材３が網体であるため、当接部３２１が接触する部分においても、孔３２０を介して、燃料極は燃料ガスを供給することができる。また、水素流路３０１と水素流路３０２の間も、孔３２０を介して、水素ガスが相互に流通可能となる。また、この孔３２０を介して、燃料極に付着した水滴は、振動によって落下することが可能で、燃料室の底部で、結露を大きく成長させ、一度に多量の水を排出することが可能となる。この水滴の落下によって、燃料極の燃料ガスに接触する面積が確保される。
【００１９】
集電部材３の両端部には、流通孔３５が形成され、セパレータ１３を積層した場合に、この流通孔３５によって水素供給路が構成される。  
集電部材４は、矩形の板材から成り、プレス加工によって、複数の凸状部４２が形成されている。凸状部４２は、板材の短辺に平行に直線状に連続して形成されており、等間隔で配置されている。凸状部４２の間には、溝が形成されて、空気が流通する空気流路４０が形成されている。この凸状部４２の頂点部分の面は、酸素極が接触する当接部４２１となっている。また、凸状部４２の裏側は溝状の中空部４１となっており、中空部４１の両端は、閉鎖されている。
【００２０】
以上のような集電部材３、４は、各凸状部３２と凸状部４２が外側となるように重ね合わされて固定される。このとき、集電部材３の裏側面３４と空気流路４０の裏側面４０３が当接した状態となり、相互に通電可能な状態となる。また、空気流路４０は、図８及び図１０に示されているように、単位セル１５に重ね合わされ、溝の開口部４００を閉鎖することにより、管状の流路が構成され、空気流路４０の内壁の一部が酸素極で構成される。この空気流路４０から、単位セル１５の酸素極に酸素と水が供給される。酸素極に供給される酸素は、空気流路４０を通過する空気中に含有される酸素である。
【００２１】
空気流路４０の一端側開口部は、空気と水が流入する導入口４３となり、他端の開口部は、空気と水が流出する導出口４４となっている。この導入口４３から導出口４４までの空気流路４０及びその集合体が、固体電解質膜に酸素を供給する酸素室（空気室）として機能する。空気流路４０は、略鉛直方向に沿って形成されているため、燃料電池スタック１００に加えられた振動によって、空気流路４０内の結露、特に酸素極に付着した結露は振るい落とされ、下部の流出開放口４６が排出される。これにより、酸素極において酸素に接触する面積が確保される。
【００２２】
また、中空部４１の一端側開口部は、空気と水が流入する流入開放口４５となり、他端の開口部は、空気と水が流出する流出開放口４６となっている。以上のような構成において、空気流路４０と中空部４１は、交互に平行に配置され、相互に側壁４７を挟んで隣接した構成となっている。
【００２３】
集電部材３、４には、枠体８、９がそれぞれ重ねられる。図７に示されているように、集電部材３に重ねられる枠体８は、集電部材３と同じ大きさに構成され、中央には、凸状部３２を収納する窓８１が形成されている。また、両端部近傍には、集電部材３の流通孔３５に合致する位置に孔８３が形成されており、この孔８３と窓８１との間には、集電部材３に接触する側の平面に凹部が形成され、水素流通経路８４が設けられている。また、集電部材３に接触する面に対して、反対側の平面には、輪郭が窓８１に沿って形成された凹部が形成され、単位セル１５が収納される収納部８２が設けられている。この収納部８２に収納された単位セル１５の燃料極表面と、水素流路３０１、３０２と、窓８１とによって、燃料室３０が画成される。このように、燃料室は、燃料極に隣接して設けられ、酸素室は酸素極に隣接して設けられている。
【００２４】
集電部材４に重ねられる枠体９は、枠体８と同じ大きさに構成され、中央には、凸状部４２を収納する窓９１が形成されている。また、両端部近傍には、枠体８の孔８３に合致する位置に孔９３が形成されている。枠体８の集電部材４が重ねられる側の面には、枠体８の対向する一対の長辺に沿って溝が形成され、集電部材３、４に重ねることによって、空気流通路９４、９５が構成される構造となっている。空気流通路９４の一端は、枠体８の長辺側の端面に形成された開口９４１に接続され、他端は空気流路４０の導入口４３に接続されている。
【００２５】
上流側の空気流通路９４は、開口９４１側から空気流路４０側へ向けて横断面積が漸減するように、端部内壁がテーパー面９４２となっており、後述する空気マニホールド５４から噴射される霧状水の取り入れを容易としている。一方、下流側の空気流通路９５の一端は、空気流路４０の導出口４４に接続され、他端は、枠体８の長辺側端面に形成された開口９５１に接続されている。空気流通路９５は、開口９５１側から空気流路４０側へ向けて横断面積が漸減するように、端部内壁がテーパー面９５２となっている。燃料電池スタック１００が傾いた際にも、このテーパー面９５２によって、水の排出が維持される。また、枠体９の、集電部材４に接触する面に対して、反対側の平面には、輪郭が窓９１に沿って形成された凹部が形成され、単位セル１５が収納される収納部９２が設けられている。
【００２６】
図１２は単位セル１５の拡大断面図である。単位セル１５は、固体高分子電解質膜１５ａと、該固体高分子電解質膜1５ａの両側面にそれぞれ重ねられた酸化剤極である酸素極１５ｂと燃料極１５ｃとを備えていて、固体高分子電解質膜１５ａは、酸素極１５ｂと燃料極１５ｃとで挟持されている。固体高分子電解質膜1５ａは、収納部８２、９２に合致した大きさに形成され、酸素極１５ｂと燃料極１５ｃは、窓９１、８１に合致した大きさに形成されている。単位セル１５の厚さは、枠体８、９や集電部材３、４の厚さに比べると極めて薄いので、図面では、一体の部材として表示している。
【００２７】
空気流路４０の内壁には、親水性処理が施されている。内壁表面と水の接触角が４０°以下、好ましくは３０°以下となるように表面処理が施されているとよい。処理方法としては、親水処理剤を、表面に塗布する方法が取られる。塗布される処理剤としては、ポリアクリルアミド、ポリウレタン系樹脂、酸化チタン（Ｔｉ Ｏ2）等が挙げられる。
【００２８】
以上のように構成された枠体８、９によって集電部材３、４を保持してセパレータ１３が構成され、セパレータ１３と単位セル１５を交互に積層して、燃料電池スタック１００が構成される。図１３は燃料電池スタック１００の部分平面図である。燃料電池スタック１００の上面には、多数の導入口４３が開口し、この導入口４３に、後述するように、空気マニホールド５４から空気が流入するとともに、空気マニホールド５４内で、水噴射手段であるノズル５５から噴射された水が同時に流入する。導入口４３から流入した空気と水は、潜熱冷却により集電部材３、４を冷却する。
【００２９】
次に、図６に示されている燃料電池システムの構成について説明する。  
燃料供給系１０の構成について、説明する。燃料ガスボンベである水素貯蔵タンク１１には、燃料ガス供給流路２０１Ａ、２０１Ｂを介して燃料電池スタック１００のガス取入口２０１ＢＩＮに接続されている。燃料ガス供給流路２０１Ａには、水素元電磁弁１８、一次圧センサＳ０、レギュレータ１９、二次圧センサＳ１、並列接続された水素起動電磁弁２０及び水素調圧弁２１、ガス供給弁２２、供給ガス圧検出手段である三次圧センサＳ２が順に設けられ、この燃料ガス供給流路２０１Ａは、燃料ガス供給流路２０１Ｂに接続されている。供給路である燃料ガス供給流路２０１Ｂには、リリーフ弁ＲＶが設けられ、燃料ガス供給流路２０１Ｂは、燃料電池スタック１００の上記ガス取入口２０１ＢＩＮに接続されている。燃料電池スタック１００のガス排出口２０２ＯＵＴには、ガス排出流路２０２の一端が接続され、その他端は、レベルセンサＳ１１が取り付けられたドレインタンク２４に接続されている。
【００３０】
ガス排出流路２０２には、減圧切換弁としての減圧電磁弁３１と、圧力検出手段である圧力センサＳ１２が接続されている。圧力センサＳ１２は、ドレインタンク２４を含む、減圧電磁弁２１から循環ポンプ２５の間の流路の圧力を検出する。ドレインタンク２４には、循環流路２０４の一端と、ガス導出路２０３の一端がそれぞれ接続されている。ガス導出路２０３の他端は、減圧排出路２０５に接続され、最終的には後述する空気排出路１２４に接続されている。ガス導出路２０３には、排気電磁弁２７が設けられている。ドレインタンク２４は、排出された水を回収する水タンクとして機能する。
【００３１】
循環流路２０４の他端は、外気流入路２０６に接続されている。循環流路２０４には、循環ポンプ２５と、循環弁としての循環電磁弁２６が設けられており、循環ポンプ２５と循環電磁弁２６の間には、減圧排出路２０５の一端が接続されている。減圧排出路２０５の他端は、空気排出路１２４に開口し、減圧排出路２０５には、減圧電磁弁２３が設けられている。外気流入路２０６の他端は、外部に開口し、開口側からフィルタ２９、外気導入電磁弁２８の順に設けられている。循環ポンプ２５には、循環ポンプの駆動電流を検出する駆動電流検出センサＳ１０が設けられている。  
ガス排出流路２０２、循環流路２０４、外気流入路２０６により、ガスの循環路が形成される。この循環路と燃料ガス供給流路２０１Ｂによって、ガスを循環させる循環流路が構成される。
【００３２】
次に空気供給系１２について説明する。空気供給系１２は、空気導入路１２３と、空気マニホールド５４と、空気排出路１２４とを備えている。空気導入路１２３には、フィルタ１２１、外気温度センサＳ６、空気ファン１２２、ヒータＨ、空気入口温度センサＳ５、空気マニホールド５４の順で流入方向に沿って設けられている。空気マニホールド５４内には、冷却水を噴射するノズル５５が設けられている。空気マニホールド５４は、燃料電池スタック１００の導入口４３に空気を分割して流入させる。
【００３３】
空気排出路１２４は、燃料電池スタック１００の導出口４４に接続され、導出口４４から流出した空気を合流させ、外部へ導流する。空気排出路１２４には、ファンが取り付けられた凝縮器５１及び凝縮器排気温センサＳ１０が設けられ、続いてフィルタ１２５が接続されている。凝縮器５１は、空気と水分を分離する。また、ノズル５５から供給された水も、ここで、回収される。空気排出路１２４には、排気温度センサＳ９が設けられ、燃料電池スタック１００の温度が間接的に検出される。
【００３４】
次に、水供給系について説明する。水供給系５０は、貯水手段である水タンク５３と、凝縮器５１で回収した水を水タンク５３へ導く導水路５２と、水タンク５３の水をノズル５５へ導く給水路５６とを有する。導水路５２には、回収ポンプ６２が設けられている。給水路５６には、フィルタ６４、水供給手段である供給ポンプ６１、水供給電磁弁６３が順に設けられている。給水路５６には、外気取入路５４が接続され、該導入路５４には、外気取入電磁弁６５が設けられている。水タンク５３には、水温センサＳ７と、貯水量検出手段であるタンク水位センサＳ８が設けられている。凝縮器５１と、導水路５２と、回収ポンプ６２とによって、水回収手段が構成される。
【００３５】
水回収手段は、これに加えて、燃料電池スタック１００の下側に設けられ、ノズル５５から噴射された水や、燃料電池スタック１００の生成水等を受ける水受回収手段としての水受トレーに溜まった水を回収する構成を加えてもよく、凝縮器５１が設けられていない場合には、水受トレーにより水の回収が行われる。また、凝縮器５１や水受トレー等を、水タンク５３よりも、鉛直方向において、上方に配置することにより、水の回収を重力により行う構成とすることが可能となる。この場合には、回収ポンプ６２は不要となるが、切換手段による水の回収動作を制御するために、回収ポンプの代りに電磁開閉弁を設ける。
【００３６】
燃料電池スタック１００には、負荷系７が接続されており、燃料電池スタック１００で出力される電力は、この負荷系７に供給される。燃料電池スタック１００の電極は、配線７１を介してリレー７２、７２に接続され、さらに、リレー７２、７２は、インバータ７３を介してモータ７４に接続されている。また、インバータ７３には、出力制御装置７５を介して補助電源７６が接続されている。  
この負荷系７には、燃料電池スタック１００の出力電圧を検出する電圧センサＳ４と、同じく出力電流を検出する電流センサＳ３が設けられている。 
図１４に示すように、燃料電池システム１の制御系は、各センサＳ０〜Ｓ１２、Ｓａｃの検出値が入力され、レギュレータ１９、各電磁弁１８、２０、２２〜２４、２６〜２８、６３、６５、各ポンプ２５、６２、６１、ノズル５５、ファン１２２、ヒータＨ、インバータ７３、出力制御装置７５を制御する制御装置（ＥＣＵ）２００を備えている。この制御装置２００には、図示しないイグニッションスイッチが接続され、モータ７４の駆動や停止の指示信号が入力される。なお、この制御装置２００は、既述の制御手段２００ａの機能を兼ねても良い。
【００３７】
図１５は、燃料電池システムの制御動作を示すフローチャートである。  
パワースイッチがオンされたか判断し（ステップＳ１０１）、オンされた場合には、走行判定ルーチン（ステップＳ１０３）を実行する。オンされない場合には、以降の処理を行われない。
【００３８】
走行判定ルーチンでは以下のような処理が行われる。燃料電池システムは、水素貯蔵タンク１１に蓄えられた高圧水素ガスを、調圧弁１９、２１により所定の圧力に調整して燃料電池スタック１００に供給する。また、ファン１２２から送られた空気が、燃料電池スタック１００に供給される。燃料電池では、水素ガスと空気中の酸素の電気化学反応により、起電力を発生する。そして、燃料電池で発生した電力と、燃料電池に並列に接続されたキャパシタ（蓄電装置）７６から出力される電力とをインバータへ供給し、モータを駆動して車両の駆動力を得る。また、制御装置２００は、アクセル開度センサＳａｃによって検出される。アクセル開度から、インバータの要求出力（要求電力）を算出すると共に、算出した要求出力に基づいてインバータを制御して、要求出力に相当する電力がインバータ７３を介してモータ７４に供給される。
【００３９】
すなわち制御装置２００がアクセル開度センサＳａｃにより検出されたアクセル開度を取り込む。これにより、インバータ７３を介してモータ７４にどの程度の電力を送って電気自動車を走行させたいかという運転者の意図を、制御装置２００が検知する。次に、制御装置２００は、その取り込んだアクセル開度から、インバータ７３に供給すべき電力（インバータの要求出力）を算出する。次に要求出力のうち燃料電池から持ち出す電力とキャパシタ７６から持ち出す電力との分担を決定する。この分担後の電力を発生するように燃料電池の特に空気量が制御される（この場合水素量はある幅を持った範囲内の流量に制御される）。
【００４０】
この他、制御手段２００ａは、操舵角センサＳｃｏの検出値に基づいて、ばね定数可変スプリング装置ＡＤのばね定数や、減衰力可変ダンパーＤａの減衰力を制御し、左右方向に傾こうとする車両姿勢を所望の姿勢に維持する。同様に、ストップランプスイッチＳｓｔからの信号に基づいて、ばね定数可変スプリング装置ＡＤのばね定数や、減衰力可変ダンパーＤａの減衰力を制御し、前後方向に傾こうとする車両姿勢を水平に維持する。
【００４１】
また、車道センサＳｒｏからの検出値に基づいて、路面の状況（例えば、舗装道路と悪路）に応じて、車体ＢｄにタイヤＴｉの振動が伝わらないように、ばね定数や減衰力を制御する。即ち、悪路の場合には、ばね定数と減衰力を小さくし、舗装道路の場合には、ばね定数と減衰力を大きく設定する。以上のように制御することで、運転者の体感する感覚が良好なものに維持される。
【００４２】
次に、フラッティング判定ルーチンＳ１０５が実行される。図１６は、フラッティング判定ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。燃料電池スタック１００の出力電流を検出する電流センサＳ３から供給される検出値に基づき、積算電流値Ｇを演算する（ステップＳ２０３）。この積算値は、燃料電池スタック１００が発電を開始してからの積算値である。積算値は、電流値でなく、電圧計Ｓ４の検出値も考慮した、積算電力値としてもよい。
【００４３】
積算値Ｇが予め定められた所定値１を越えたか判断する（ステップＳ２０５）。超えていない場合には、ステップＳ２０３を再度実行する。超えている場合には、発電によって生成水がある程度発生し、フラッティングが生じていることを示しており、Ｍに１を入力する（ステップＳ２０７）。
【００４４】
更に、積算電流値Ｇが予め定められた所定値２を越えたか判断する（ステップＳ２０９）。所定値２は、所定値１よりも大きな数値であり、更に、所定値２を超えている場合には、所定値１の場合よりも、さらに多くの生成水が生じていることを意味しており、Ｍに２を入力する（ステップＳ２１１）。超えていない場合には、ステップＳ２１１は、スキップされ、リターンされる。
【００４５】
このフラッティングの判定は、積算電流値により判断する場合の他、燃料電池スタックの運転時間を計測するタイマを設け、所定時間経過する毎に、フラッティングが発生するものと判定してもよい。あるいは、燃料電池スタックの出力電流値が、所定値以上である時間のみを計測し、その時間が所定時間に達した場合にフラッティングが発生しているものと判断してもよい。この所定値は、高電流値に設定される。生成される水は電気化学反応の結果、生成されるので、電流値により、生成水の量を推定することができる。
【００４６】
次に、サスペンション制御ルーチンＳ１０７が実行される。図１７は、サスペンション制御ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。Ｍの値が１であるか判断する（ステップＳ３０１）。１である場合には、オリフィスの径を小さくし（図３（Ｂ））、通常の走行時に比較して減衰力を高くする（ステップＳ３０３）。これにより、タイヤＴｉからの振動が燃料電池スタック１００に伝わり易くなり、電極に付着した水滴が振るい落とされる。ここでは、減衰力の代りに、ばね定数を通常の走行時よりも大きく（図５（Ｂ））（エアチャンバＡｒの電磁バルブを閉じる）してもよい。或は、減衰力を高め、更にばね定数を大きくしてもよい。このような制御動作により、路面の凹凸による振動が、燃料電池スタック１００に伝わり易くなり、燃料電池スタック１００に微振動が加えられる。
【００４７】
Ｍの値が１でない場合には、ステップＳ３０３はスキップされる。次にＭの値が２であるか判断する（ステップＳ３０５）。Ｍの値が２である場合には、フラッティングの程度が高いことを意味するので、多量の水が溜まっていることを意味するので、通常の走行時に比較して減衰力を弱く設定する（ステップＳ３０７）。これにより、車両に発生する振動の振幅が大きくなり、水滴が落ち易くなる。さらに、ばね定数を小さくしてもよい。これにより更に振動の振幅を大きくすることができる。
【００４８】
次に所定時間経過したか判断する（ステップＳ３０９）。この所定時間は、水の振り落としが十分完了する時間に設定されている。所定時間経過後に、変更した減衰力又はばね定数をデフォルト置に戻す（ステップＳ３１１）。また、ステップＳ３０５で、Ｍが２でない場合には、ステップＳ３０７はスキップされ、ステップＳ３０９が実行される。
【００４９】
以上のような処理が終了した後、パワースイッチがオフになったか判断し（ステップＳ１０９）、オフである場合には、処理を終了する。
【００５０】
以上のような処理において、例えば、ステップＳ１０７とステップＳ１０９の間に、排水処理ルーチンを設けてもよい。図１８は、排水処理ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。  
水排出処理ルーチンがスタートすると、ステップＳ４０１で、供給電磁弁２２、減圧電磁弁３１、循環電磁弁２６がそれぞれ開放され、循環ポンプ２５が駆動しているか確認する。供給電磁弁２２、減圧電磁弁３１、循環電磁弁２６がそれぞれ開放されていない場合には、開放させる。また、循環ポンプ２５が駆動していない場合には、駆動させる。
【００５１】
次に、減圧電磁弁３１を閉じる（ステップＳ４０３）。これにより、循環ポンプ２５の吸引によって、減圧電磁弁３１と循環ポンプ２５との間の、ドレインタンク２４を含む流路内圧が減少する。この流路内圧は、圧力センサＳ１２によって検出され、検出値は制御装置（ＥＣＵ）２００に供給される。  
次に、圧力センサＳ１２の検出値が予め定められた設定値より低くなったか判断する（ステップＳ４０５）。この設定値は、燃料ガスの供給圧力よりも十分低く設定される。
【００５２】
設定値より低くなった場合には、減圧電磁弁３１を開放する（ステップＳ４０７）。この開放によって、ガスは、供給路２０１Ｂから、燃料電池スタック１００の燃料室を通って、ドレインタンク２４内へ急激に流入する。振動によって振るい落とされた水滴は、相互に結合して大きく成長しており、この燃料ガスの流れによって、燃料室外へ容易に排出することができる。燃料電池スタック１００の外側に押し出された水は、ドレインタンク２４内へ流入し、貯留される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】電気自動車の全体斜視図における透視図である。
【図２】サスペンション装置を制御する変位量制御手段の構成を示すブロック図である。
【図３】減衰力可変ダンパーの側面断面図である。
【図４】各オリフィス部分での横断面図である。
【図５】ばね定数可変スプリング装置ＡＤを示す断面側面図である。
【図６】この発明の燃料電池システム１を示すブロック図である。
【図７】燃料電池用セパレータを示す全体正面図である。
【図８】燃料電池セパレータで構成された燃料電池スタックの部分断面平面図（Ａ‐Ａ断面図）である。
【図９】燃料電池セパレータで構成された燃料電池スタックの部分断面側面図（Ｂ‐Ｂ断面図）である。
【図１０】燃料電池セパレータの部分断面側面図（Ｃ‐Ｃ断面図）である。
【図１１】燃料電池用セパレータの全体背面図である。
【図１２】単位セルの断面図である。
【図１３】燃料電池スタックの部分平面図である。
【図１４】燃料電池システムの制御系のブロック図である。
【図１５】燃料電池システムの制御動作を示すフローチャートである。
【図１６】フラッティング判定ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【図１７】サスペンション制御ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【図１８】排水処理ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１  燃料電池システム
１１  水素貯蔵タンク
１００  燃料電池スタック
ＳＡ  サスペンション装置
Ｄａ  ダンパ
ＡＤ  ばね定数可変スプリング装置
２００  制御装置
【図１】
2007141610.tif 000003
【図２】
2007141610.tif 000004
【図３】
2007141610.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007141610.tif 000007
【図６】
2007141610.tif 000008
【図７】
2007141610.tif 000009
【図８】
2007141610.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2007141610.tif 000014
【図１３】
2007141610.tif 000015
【図１４】
2007141610.tif 000016
【図１５】
2007141610.tif 000017
【図１６】
2007141610.tif 000018
【図１７】
2007141610.tif 000019
【図１８】
2007141610.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月18日(2005.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
凸状部３２は、板材の長辺とに沿って短辺方向へ向けて、等間隔で配列されている。長辺に沿って（図７における横方向）配置された凸状部３２の間に形成された溝によって、凸状部３２の間には水素流路３０１が形成され、凸状部３２の裏側に形成された溝３３によって、水素流路３０２が形成されている。この凸状部３２の頂点部分の面は、燃料極が接触する当接部３２１となっている。集電部材３が網体であるため、当接部３２１が接触する部分においても、孔３２０を介して、燃料極は燃料ガスを供給することができる。また、水素流路３０１と水素流路３０２の間も、孔を介して、水素ガスが相互に流通可能となる。また、この孔を介して、燃料極に付着した水滴は、振動によって落下することが可能で、燃料室の底部で、結露を大きく成長させ、一度に多量の水を排出することが可能となる。この水滴の落下によって、燃料極の燃料ガスに接触する面積が確保される。