(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
車両の衝突に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
車両の衝突に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池車両において、
前記車両の衝突を検知するセンサを備える
ことを特徴とする燃料電池装置。
【請求項４】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の衝撃を検知するセンサと、
このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項５】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の加速度を検知するセンサと、
このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項６】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の衝撃を検知するセンサと、
このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項７】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の加速度を検知するセンサと、
このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記容器に前記センサが設けられる
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記燃料電池部に前記センサが設けられる
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１０】
請求項３〜９のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記センサが複数設けられ、前記経路閉鎖手段は複数のセンサのうち少なくとも一つのセンサを通じて前記車両の衝突の発生が検知されたことに基づいて輸送経路及び循環経路を閉鎖する
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１１】
請求項３〜１０のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記センサとして当該車両のエアバックシステムに用いられる加速度センサが兼用される
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記経路閉鎖手段が輸送経路及び循環経路を閉鎖する弁手段を含んで構成される
ことを特徴とする燃料電池装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料電池車両において、
前記弁手段が非通電時に閉弁状態に保持されて輸送経路及び循環経路を閉鎖する常閉弁である
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１４】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
車両の衝突に応じて輸送経路及び循環経路のそれぞれによる水素の輸送を停止する停止手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１５】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
車両の衝突に応じて輸送経路及び循環経路のそれぞれによる水素及びその生成原料の輸送を停止する停止手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の燃料電池車両において、
前記車両の衝突を検知するセンサを備える
ことを特徴とする燃料電池装置。
【請求項１７】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の衝撃を検知するセンサと、
このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路のそれぞれによる水素の輸送を停止する停止手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１８】
水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、
水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、
燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、
燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の衝撃を検知するセンサと、
このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路のそれぞれによる水素及びその生成原料の輸送を停止する停止手段とを備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記容器に前記センサが設けられる
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記燃料電池部に前記センサが設けられる
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２１】
請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記センサが複数設けられ、前記停止手段は複数のセンサのうち少なくとも一つのセンサの検知結果に応じて前記輸送の停止を実行する
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記センサとして当該車両のエアバックシステムに用いられる加速度センサが兼用される
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２３】
請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、
前記停止手段が輸送経路及び循環経路を閉鎖することにより前記輸送の停止を実現する弁手段を含んで構成される
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２４】
請求項２３に記載の燃料電池車両において、
前記弁手段が非通電時に閉弁状態に保持されて前記輸送の停止を実現するために輸送経路及び循環経路を閉鎖する常閉弁である
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２５】
請求項１２または１３または２３または２４に記載の燃料電池車両において、
前記弁手段を強制的に閉弁する制御手段を備える
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２６】
請求項２５に記載の燃料電池車両において、
当該車両は、水素の生成原料を貯蔵する原料貯蔵タンクと、前記容器として水素の生成原料を改質して水素を生成する改質器とを備え、前記原料貯蔵タンクから送出される生成原料を前記輸送経路としての第１の経路を介して前記改質器に供給し、前記改質器にて改質生成された水素を前記輸送経路としての第２の経路を介して前記燃料電池部に供給するものであり、
前記弁手段は、前記第１の経路及び前記第２の経路及び前記循環経路のそれぞれに設けられるものである
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２７】
請求項２５に記載の燃料電池車両において、
当該車両は、水素の生成原料を貯蔵する原料貯蔵タンクと、前記容器として水素の生成原料を改質して水素を生成する改質器と、前記容器として前記改質生成された水素を一時的に貯蔵するバッファタンクとを備え、前記原料貯蔵タンクから送出される生成原料を前記輸送経路としての第１の経路を介して前記改質器に供給し、前記改質器にて改質生成された水素を前記輸送経路としての第２の経路を介して前記バッファタンクに供給し、前記バッファタンクから送出される水素を前記輸送経路としての第３の経路を介して前記燃料電池部に供給するものであり、
前記弁手段は、前記第１の経路及び前記第２の経路及び前記第３の経路及び前記循環経路のそれぞれに設けられるものである
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２８】
請求項２５に記載の燃料電池車両において、
当該車両は、前記容器として水素を貯蔵する水素貯蔵タンクを備え、この水素貯蔵タンクから送出される水素を前記輸送経路を介して前記燃料電池部に供給するものであり、
前記弁手段は、前記輸送経路及び前記循環経路のそれぞれに設けられるものである
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２９】
請求項２５に記載の燃料電池車両において、
当該車両は、前記容器として水素を貯蔵する水素貯蔵タンクを備え、この水素貯蔵タンクから送出される水素を前記輸送経路を介して前記燃料電池部に供給し、前記燃料電池部にて消費されなかった水素を前記循環経路を介して前記輸送経路に戻すものであり、
前記弁手段は、前記輸送経路及び前記循環経路のそれぞれに設けられるものである
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３０】
請求項２９に記載の燃料電池車両において、
前記燃料電池部で消費された分の水素が新たに供給されるように圧力調整する圧力調整弁と、この圧力調整弁にて圧力調整された水素が前記燃料電池部から逆流することを防止する逆止弁とが前記輸送経路に設けられ、前記燃料電池部にて消費されなかった水素が前記圧力調整弁の上流側に再循環する態様で前記循環経路が構成され、前記輸送経路において前記循環経路が接続される部位と前記水素貯蔵タンクとの間に前記弁手段が設けられる
ことを特徴とする燃料電池車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を動力源とする燃料電池車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題に対応して低公害車の開発が種々行われており、その中の一つに燃料電池を動力源とする電気自動車がある。また周知のように、この電気自動車に搭載される燃料電池の燃料としては一般に水素が使用されている。ただし、この水素は空気と所定濃度において反応する性質を有しているため、上記車両搭載用水素利用システムにとっては、この水素に対して何らかの対策を施すことが必要不可欠となっている。
【０００３】
このような対策を施した例として、例えば特開平５−７７６４８号公報に記載された車両搭載用水素利用システムが知られている。この水素利用システムでは、燃料電池発電装置の周囲に衝突吸収用の梁を設けて、万一追突事故等が発生してその衝撃力が燃料電池発電装置に及んだりするのを防止したり、あるいは防護壁を設けて、燃料電池発電装置の破損等で万一上記反応が誘発された場合に、その被害が乗員に及ぶのを防止したりするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料電池発電装置に梁、防護壁を設け、車両構造を強固にして水素に対しての対策を施す上記従来の車両搭載用水素利用システムにあっては、乗員に及ぶ被害を低減できるとはいえ、水素の反応自体を抑制、あるいは停止することはできない。そのため、万一衝突事故等が発生した際において水素の反応自体は依然継続される可能性があり、その対策としても未だ余地を残すものとなっている。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、万一の事故時には水素の反応自体を抑制してその安全性をより向上させることのできる燃料電池車両を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、車両の衝突に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備えることをその要旨としている。
（２）請求項２に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、車両の衝突に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備えることをその要旨としている。
請求項１または２に記載の発明によれば、車両の衝突が発生したときには、この衝突に応じて水素の輸送にかかる輸送経路が閉鎖されるため、万一の場合において当該車両から漏れる水素の量を最小限に抑え、前述した水素の反応が発生することを好適に抑制することができるようになる。
【０００７】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃料電池車両において、前記車両の衝突を検知するセンサを備えることをその要旨としている。
上記発明によれば、水素の反応が発生することをより確実に抑制することができるようになる。
【０００８】
（４）請求項４に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の衝撃を検知するセンサと、このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備えることをその要旨としている。
（５）請求項５に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の加速度を検知するセンサと、このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備えることをその要旨としている。
（６）請求項６に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の衝撃を検知するセンサと、このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備えることをその要旨としている。
（７）請求項７に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の加速度を検知するセンサと、このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路をそれぞれ閉鎖する経路閉鎖手段とを備えることをその要旨としている。
請求項４〜７のいずれかに記載の発明によれば、車両の衝突が発生したときには、この衝突に応じて水素の輸送にかかる輸送経路が閉鎖されるため、万一の場合において当該車両から漏れる水素の量を最小限に抑え、前述した水素の反応が発生することを好適に抑制することができるようになる。
【０００９】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項３〜７のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記容器に前記センサが設けられることをその要旨としている。
（９）請求項９に記載の発明は、請求項３〜８のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記燃料電池部に前記センサが設けられることをその要旨としている。
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項３〜９のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記センサが複数設けられ、前記経路閉鎖手段は複数のセンサのうち少なくとも一つのセンサを通じて前記車両の衝突の発生が検知されたことに基づいて輸送経路及び循環経路を閉鎖することをその要旨としている。
請求項８〜１０のいずれかに記載の発明によれば、当該車両からの水素の漏れ、ひいてはそれに起因する水素と空気との反応が発生することをより確実に抑制することができるようになる。
【００１０】
（１１）請求項１１に記載の発明は、請求項３〜１０のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記センサとして当該車両のエアバックシステムに用いられる加速度センサが兼用されることをその要旨としている。
上記発明によれば、新たにセンサを追加しなくとも当該車両を構成することが可能となるため、当該車両の製造にかかるコストの低減を図ることができるようになる。
【００１１】
（１２）請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記経路閉鎖手段が輸送経路及び循環経路を閉鎖する弁手段を含んで構成されることをその要旨としている。
（１３）請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の燃料電池車両において、前記弁手段が非通電時に閉弁状態に保持されて輸送経路及び循環経路を閉鎖する常閉弁であることをその要旨としている。
上記発明によれば、車両の衝突に起因して弁手段への通電が困難になったとしても、常閉弁が採用されていることにより輸送経路が閉鎖された状態に保持されるため、車両の衝突が発生したときにおける当該車両からの水素の漏れをより確実に抑制することができるようになる。
【００１２】
（１４）請求項１４に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、車両の衝突に応じて輸送経路及び循環経路のそれぞれによる水素の輸送を停止する停止手段とを備えることをその要旨としている。
（１５）請求項１５に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、車両の衝突に応じて輸送経路及び循環経路のそれぞれによる水素及びその生成原料の輸送を停止する停止手段とを備えることをその要旨としている。
請求項１４または１５に記載の発明によれば、車両の衝突が検知されたときには、この衝突に応じて水素あるいはその生成原料の輸送が停止されるため、万一の場合において当該車両から漏れる水素の量を最小限に抑えて、前述した水素の反応が発生することを好適に抑制することができるようになる。
【００１３】
（１６）請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５に記載の燃料電池車両において、前記車両の衝突を検知するセンサを備えることをその要旨としている。
上記発明によれば、水素の反応が発生することをより確実に抑制することができるようになる。
【００１４】
（１７）請求項１７に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素が蓄えられる容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の衝撃を検知するセンサと、このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路のそれぞれによる水素の輸送を停止する停止手段とを備えることをその要旨としている。
（１８）請求項１８に記載の発明は、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた燃料電池車両において、水素の生成原料を水素が蓄えられる容器に供給し、この容器から送り出される水素を燃料電池部に供給する輸送経路と、燃料電池部にて消費されない水素を燃料電池部から輸送経路に戻す循環経路と、燃料電池部とともに当該車両に搭載されて車両の衝撃を検知するセンサと、このセンサの検知結果に応じて輸送経路及び循環経路のそれぞれによる水素及びその生成原料の輸送を停止する停止手段とを備えることを特徴とする燃料電池車両。
請求項１７または１８に記載の発明によれば、車両の衝撃が検知されたときには、この検知結果に応じて水素あるいはその生成原料の輸送が停止されるため、万一の場合において当該車両から漏れる水素の量を最小限に抑え、前述した水素の反応が発生することを好適に抑制することができるようになる。
【００１５】
（１９）請求項１９に記載の発明は、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記容器に前記センサが設けられることをその要旨としている。
（２０）請求項２０に記載の発明は、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記燃料電池部に前記センサが設けられることをその要旨としている。
（２１）請求項２１に記載の発明は、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記センサが複数設けられ、前記停止手段は複数のセンサのうち少なくとも一つのセンサの検知結果に応じて前記輸送の停止を実行することをその要旨としている。
請求項１９〜２１のいずれかに記載の発明によれば、当該車両からの水素の漏れ、ひいてはそれに起因する水素と空気との反応が発生することをより確実に抑制することができるようになる。
【００１６】
（２２）請求項２２に記載の発明は、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記センサとして当該車両のエアバックシステムに用いられる加速度センサが兼用されることをその要旨としている。
上記発明によれば、新たにセンサを追加しなくとも当該車両を構成することが可能となるため、当該車両の製造にかかるコストの低減を図ることができるようになる。
【００１７】
（２３）請求項２３に記載の発明は、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、前記停止手段が輸送経路及び循環経路を閉鎖することにより前記輸送の停止を実現する弁手段を含んで構成されることをその要旨としている。
（２４）請求項２４に記載の発明は、請求項２３に記載の燃料電池車両において、前記弁手段が非通電時に閉弁状態に保持されて前記輸送の停止を実現するために輸送経路及び循環経路を閉鎖する常閉弁であることをその要旨としている。
上記発明によれば、車両の衝撃に起因して弁手段への通電が困難になったとしても、常閉弁が採用されていることにより輸送経路が閉鎖された状態に保持されるため、車両の衝撃が発生したときにおける当該車両からの水素の漏れをより確実に抑制することができるようになる。
【００１８】
（２５）請求項２５に記載の発明は、請求項１２または１３または２３または２４に記載の燃料電池車両において、前記弁手段を強制的に閉弁する制御手段を備えることをその要旨としている。
【００１９】
（２６）請求項２６に記載の発明は、請求項２５に記載の燃料電池車両において、当該車両は、水素の生成原料を貯蔵する原料貯蔵タンクと、前記容器として水素の生成原料を改質して水素を生成する改質器とを備え、前記原料貯蔵タンクから送出される生成原料を前記輸送経路としての第１の経路を介して前記改質器に供給し、前記改質器にて改質生成された水素を前記輸送経路としての第２の経路を介して前記燃料電池部に供給するものであり、前記弁手段は、前記第１の経路及び前記第２の経路及び前記循環経路のそれぞれに設けられるものであることをその要旨としている。
上記発明によれば、メタノール等の水素生成原料を改質して水素を得る燃料電池車両において、万一の場合に水素生成原料や改質生成された水素が当該車両から漏れることを好適に抑制することができるようになる。
【００２０】
（２７）請求項２７に記載の発明は、請求項２５に記載の燃料電池車両において、当該車両は、水素の生成原料を貯蔵する原料貯蔵タンクと、前記容器として水素の生成原料を改質して水素を生成する改質器と、前記容器として前記改質生成された水素を一時的に貯蔵するバッファタンクとを備え、前記原料貯蔵タンクから送出される生成原料を前記輸送経路としての第１の経路を介して前記改質器に供給し、前記改質器にて改質生成された水素を前記輸送経路としての第２の経路を介して前記バッファタンクに供給し、前記バッファタンクから送出される水素を前記輸送経路としての第３の経路を介して前記燃料電池部に供給するものであり、前記弁手段は、前記第１の経路及び前記第２の経路及び前記第３の経路及び前記循環経路のそれぞれに設けられるものであることをその要旨としている。
上記発明によれば、メタノール等の水素生成原料を改質して水素を得る燃料電池車両において、万一の場合に水素生成原料や改質生成された水素さらにはバッファタンクの水素が当該車両から漏れることを好適に抑制することができるようになる。
【００２１】
（２８）請求項２８に記載の発明は、請求項２５に記載の燃料電池車両において、当該車両は、前記容器として水素を貯蔵する水素貯蔵タンクを備え、この水素貯蔵タンクから送出される水素を前記輸送経路を介して前記燃料電池部に供給するものであり、前記弁手段は、前記輸送経路及び前記循環経路のそれぞれに設けられるものであることをその要旨としている。
上記発明によれば、水素を直接的に貯蔵するタンクを備える燃料電池車両において、万一の場合に水素貯蔵タンクの水素が当該車両から漏れることを好適に抑制することができるようになる。
【００２２】
（２９）請求項２９に記載の発明は、請求項２５に記載の燃料電池車両において、当該車両は、前記容器として水素を貯蔵する水素貯蔵タンクを備え、この水素貯蔵タンクから送出される水素を前記輸送経路を介して前記燃料電池部に供給し、前記燃料電池部にて消費されなかった水素を前記循環経路を介して前記輸送経路に戻すものであり、前記弁手段は、前記輸送経路及び前記循環経路のそれぞれに設けられるものであることをその要旨としている。
上記発明によれば、燃料電池部で消費されなかった水素を再循環させる燃料電池車両において、万一の場合に燃料電池部及び水素貯蔵タンクの水素が当該車両から漏れることを好適に抑制することができるようになる。
【００２３】
（３０）請求項３０に記載の発明は、請求項２９に記載の燃料電池車両において、前記燃料電池部で消費された分の水素が新たに供給されるように圧力調整する圧力調整弁と、この圧力調整弁にて圧力調整された水素が前記燃料電池部から逆流することを防止する逆止弁とが前記輸送経路に設けられ、前記燃料電池部にて消費されなかった水素が前記圧力調整弁の上流側に再循環する態様で前記循環経路が構成され、前記輸送経路において前記循環経路が接続される部位と前記水素貯蔵タンクとの間に前記弁手段が設けられることをその要旨としている。
上記発明によれば、水素貯蔵タンクと燃料電池部との間に圧力調整弁及び逆止弁を備える燃料電池車両において、万一の場合に燃料電池部及び水素貯蔵タンクの水素が当該車両から漏れることを好適に抑制することができるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる車両搭載用水素利用システムの第１の実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態にかかる車両搭載用水素利用システムの構成を概略的に示すブロック図である。
図１に示すように、この水素利用システムは、大きくは、同システムの燃料となる水素の原燃料であるメタノールを貯蔵するメタノールタンク１、水を貯蔵する水タンク２、これらメタノールと水とから水素（燃料ガス）を発生させるメタノール改質器１０、同改質器１０からの水素燃料の供給に基づき発電を行う固体高分子型燃料電池スタック（以下、単に燃料電池スタックという）２０、そして該水素利用システムの各部を制御する電子制御ユニット３０等を有して構成される。
【００２６】
ここで、上記メタノールタンク１及び水タンク２は、通路（経路）３ａによってメタノール改質器１０と連結され、同通路３ａを介してメタノール改質器１０にメタノール（原燃料）及び水が輸送される。また、メタノール改質器１０は、通路（経路）３ｂによって燃料電池スタック２０と連結され、同通路（経路）３ｂを介して燃料電池スタック２０に水素燃料が輸送される。
【００２７】
一方、上記メタノール改質器１０は、メタノールタンク１からのメタノールと水タンク２からの水との供給をうけて、反応促進触媒、例えば銅系触媒のもとに下式（１）
ＣＨ3ＯＨ  ＋  Ｈ2Ｏ  →  ３Ｈ2 ＋  ＣＯ2 −  49.5kJ/mol  ……（１）
に従う「水蒸気改質反応」を起こすもので、メタノール１モルから水素３モルを得る装置である。また、このメタノール改質器１０には、上記反応の副生成物として発生するＣＯ（一酸化炭素）の濃度を低下させるためのＣＯ選択酸化反応器（図示略）等も設けられる。なお、このメタノール改質器１０に供給されるメタノール及び水の量、すなわち水素燃料の発生量は電子制御ユニット３０によって制御される。
【００２８】
また、上記燃料電池スタック２０は、図２に示すような単位電池セル２０ａを直列に積層したものである。この単位電池セル２０ａは、同図２に示すように一対のセパレータ２２，２３間に電極接合体２１が挟み込まれた構造をなしている。この電極接合体２１は、白金等の触媒層が形成された一対の導電性多孔質電極（水素極２１ａ及び酸素極２１ｃ）の間に電解質膜（固体高分子膜）２１ｂを圧着したものである。そして、水素極２１ａには水素が供給され、一方、酸素極２１ｃには酸素（空気）が供給されることにより発電が行なわれ、その電力がモータ等の負荷に供給される。
【００２９】
また、電子制御ユニット３０は、予め設定された制御プログラムにしたがって所定の演算等を実行するＣＰＵ３１、同ＣＰＵ３１で各種演算処理を実行するために必要な制御プログラムや制御データ等が予め記憶されたＲＯＭ３２、同ＣＰＵ３１で各種演算処理を実行するために必要なデータが一時的に読み書きされるＲＡＭ３３、該水素利用システムの各部に駆動信号を出力するとともに同各部からの信号を入力する入出力ポート３４などを備えて構成されている。
【００３０】
これら水素利用システムとしての基本構成に加え、本実施の形態のシステムにおいては、さらに車両の衝突時等、車両に衝撃が発生したときに、同車両の衝撃に応じて上記通路３ａ及び３ｂを閉鎖するための経路閉鎖手段が設けられている。
【００３１】
そして本実施の形態において、この経路閉鎖手段は、衝撃センサ４０、電磁弁４ａ，４ｂ、及び前記電子制御ユニット３０を備えて構成される。
ここで、衝撃センサ４０は車両の衝突事故等を検知するもので、図示しない車両のエンジンルームの前方両サイドに２個設けられている。この衝撃センサ４０はエアバック（図示略）を作動させるエアバックセンサ（フロントエアバックセンサ）であり、車両の衝突等により発生する加速度を検出することにより同衝突を検知する。このように本実施の形態においては、車両の衝突等によって発生する衝撃の検知をフロントエアバックセンサを兼ねる２個の衝撃センサ４０の検知信号に基づいて行う。
【００３２】
また、電磁弁４ａは、同図１に示されるように上記通路（経路）３ａに対して設けられ、前記電子制御ユニット３０によってそのソレノイドが駆動制御されることにより開閉駆動される。また電磁弁４ｂは、上記通路（経路）３ｂに対して設けられ、同じく前記電子制御ユニット３０によって開閉制御される。なお、これら電磁弁４ａ，４ｂは共に、そのソレノイドへの非通電時に開弁状態となる常開弁として構成されている。
【００３３】
次に、このように構成される車両搭載用水素利用システムにおいて、車両に衝突事故等によって衝撃が発生した場合に、上記電磁弁４ａ，４ｂを強制閉弁して上記通路（経路）３ａ及び３ｂを閉鎖する制御について、図３に示す制御ルーチンに基づき説明する。なお、本ルーチンは、ＣＰＵ３１（電子制御ユニット３０）によって所定時間毎に実行される。
【００３４】
さて、図３に示す制御ルーチンにおいて、ＣＰＵ３１は、先ずステップＳ１０の処理として、衝撃センサ４０からの信号を読み込み、車両に衝突事故等が発生したか否かの判断を行う。ここで衝撃センサ４０からの信号に基づき車両に衝突事故等が発生していないと判断した場合、ＣＰＵ３１はステップＳ２０に移行し、通常の水素燃料供給制御、及び発電制御等を実施して本ルーチンを一旦終了する。
【００３５】
一方、同ステップＳ１０において、車両に衝突事故等が発生したと判断した場合、ＣＰＵ３１はステップＳ３０に移行し、両電磁弁４ａ，４ｂに対してそれら弁を強制的に閉弁するための信号を同時に送信し、同電磁弁４ａ，４ｂを閉弁する。
【００３６】
こうして、電磁弁４ａ，４ｂが閉弁されることで、メタノールタンク１からメタノール改質器１０へメタノールを輸送する通路（経路）３ａ、及びメタノール改質器１０から燃料電池スタック２０へ水素燃料を輸送する通路（経路）３ｂが共に閉鎖される。そのため、メタノールタンク１からメタノール改質器１０へのメタノールの供給が停止されるとともに、該メタノールの供給停止に伴って、メタノール改質器１０での水素の改質生成そのものが停止されるようになる。またこれに併せて、メタノール改質器１０から燃料電池スタック２０への水素燃料の供給が停止され、該水素燃料の供給停止に伴って、燃料電池スタック２０での発電そのものが停止されるようになる。その結果、車両の衝突事故等に起因して当該水素利用システムから漏洩する水素量も最小限に抑制され、同漏洩した水素による反応等も未然に防止されるようになる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態の車両搭載用水素利用システムによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）万一、車両の衝突事故等が発生した場合にあっても、電磁弁４ａ，４ｂの強制閉弁に基づいメタノールタンク１からメタノール改質器１０へメタノールを輸送する経路３ａ及びメタノール改質器１０から燃料電池スタック２０へ水素を輸送する経路３ｂが閉鎖される。そのため、漏洩する水素量を最小限に抑制することができるようになり、ひいてはこの漏洩水素による反応等も未然に防止することができるようになる。
【００３８】
（２）また、それら経路３ａ及び経路３ｂが閉鎖されることにより、水素生成原料及び改質生成された水素の双方に対してその漏洩を抑制することができるようになる。
【００３９】
（３）上記車両の衝突等を検知する衝撃センサ４０としてエアバックセンサ、すなわち同車両のエアバックシステムに用いられる加速度センサを兼用することとしたため、何ら新たにセンサを追加する必要がなく経済的でもある。
【００４０】
なお、以上説明した本発明の第１の実施の形態は以下のようにその構成を変更して実施することもできる。
・上記第１の実施の形態においては、電磁弁４ａ，４ｂの双方を閉弁する例を示したがこれに限られない。その他、例えば電磁弁４ａのみを閉弁するようにしてもよい。この場合にあっても、水素の改質生成そのものを停止させることはできる。
【００４１】
・上記第１の実施の形態においては、その対象とする水素利用システムとして、水素を生成するための原燃料をメタノールとし、原燃料から水素を生成する改質器としてメタノール改質器を用いる例を示したが、同水素利用システムとしては他に、原燃料として天然ガス等の炭化水素系燃料を使用し、改質器としてもそれに対応した改質器を用いるものもある。そしてこの場合にあっても、水素若しくはその生成原料の輸送にかかる各輸送経路に弁を設け、万一、車両の衝突事故等が発生したときにはそれら弁を閉弁することとしても上記実施の形態と同様の効果を得ることはできる。
【００４２】
・また、図４に示すように、メタノール改質器１０から燃料電池スタック２０に至る経路の途中に水素燃料のバッファタンク６０を設けた水素利用システムにも本発明を適用することはできる。そしてこの場合には特に、同図４に示すように上記メタノール改質器１０とバッファタンク６０との間の通路（経路）３ｂに上記電磁弁４ｂを設けるとともに、バッファタンク６０と燃料電池スタック２０との間の通路（経路）３ｃにも同じく電子制御ユニット３０によって閉弁駆動される電磁弁４ｃを設けることで、同バッファタンク６０からの水素の漏洩も好適に抑制することができるようになる。
【００４３】
・上記第１の実施の形態においては、その対象とする水素利用システムとして、水素燃料を直接貯蔵せずに、原燃料（メタノール）タンク１と改質器１０とを備えて水素燃料を生成する例を示したが、同水素利用システムとしては他に、例えば図５に示すように、原燃料タンク及び改質器等を備えずに、水素燃料を直接、水素吸蔵合金タンク５０等に貯蔵するシステムもある。そして本発明は、このようなシステムにも同様に適用することができる。すなわちこの場合には、水素吸蔵合金タンク５０から燃料電池スタック２０に水素燃料を輸送する通路（経路）３ｄに対して上記同様電子制御ユニット３０によって閉弁駆動される電磁弁４ｂが設けることで、同水素貯蔵合金タンク５０からの水素の漏洩を好適に抑制することができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
次に、本発明にかかる車両搭載用水素利用システムの第２の実施の形態を、前記第１の実施の形態との相違点を中心に図６を参照して説明する。
【００４５】
同図６に示されるように、この第２の実施の形態において適用の対象とする水素利用システムは、水素燃料を生成するための原料を所蔵するタンク１や原料の改質器１０等を備えず、水素燃料を直接貯蔵する水素吸蔵合金タンク５０を備えて構成される。
【００４６】
しかもこの水素利用システムは、大きくは、同システムの燃料となる水素を貯蔵する水素吸蔵合金タンク５０、このタンク５０と燃料電池スタック２０とを連結し同燃料電池スタック２０に水素燃料を輸送する通路（経路）３ｄ、燃料電池スタック２０と通路３ｄとを連結し同燃料電池スタック２０で消費されなかった水素を再利用するために同水素を通路３ｄに循環輸送する循環通路３ｅ、そして該水素利用システムの各部を制御する電子制御ユニット３０等を有して構成される。
【００４７】
また、上記通路３ｄの途中には、同通路３ｄを流れる水素燃料の圧力を調整する圧力調整弁５及びその下流側に同水素燃料の逆流を防止する逆止弁６が設けられている。なお、圧力調整弁５は前記電子制御ユニット３０によってその開閉が制御される。
【００４８】
本実施の形態のシステムにおいては、これら水素利用システムの基本構成に加え、車両の衝突時等、車両に衝撃が発生したときに、同衝撃に応じて上記通路３ｄ及び３ｅを閉鎖するための経路閉鎖手段が設けられている。
【００４９】
この経路閉鎖手段は、衝撃センサ４０，４１，４２、電磁弁４ｄ，４ｅ、及び前記電子制御ユニット３０を備えて構成される。
すなわちここでは、車両の衝突等によって発生する衝撃を検知するセンサとして、前記衝撃センサ（エアバックセンサ）４０に加え、水素吸蔵合金タンク５０には衝撃センサ４１が、また前記燃料電池スタック２０には衝撃センサ４２がそれぞれ設けられている。なお、これら衝撃センサ４１，４２も前記衝撃センサ４０と同様に、車両の衝突等により発生する加速度を検出することにより同衝突を検知する加速度センサである。
【００５０】
また、上記電磁弁４ｄは、同図６に示されるように上記通路（経路）３ｄにあって上記圧力調整弁５の上流側に設けられ、前記電子制御ユニット（ＣＰＵ３１）３０によってそのソレノイドが駆動制御されることにより開閉駆動される。また電磁弁４ｅは上記循環通路（経路）３ｅに設けられ、同じく前記電子制御ユニット３０によって開閉制御される。
【００５１】
なお、これら電磁弁４ｄ，４ｅも共に、そのソレノイドへの非通電時に開弁状態となる常開弁として構成されている。また、上記循環通路３ｅは電磁弁４ｄと圧力調整弁５との間に結合され、燃料電池スタック２０で消費されなかった水素は電磁弁４ｄの下流側であって圧力調整弁５の上流側にもどされる。
【００５２】
このように構成される本実施の形態の水素利用システムにおいて、車両に衝突事故等が発生し、ＣＰＵ３１が、上記３つの衝撃センサ４０，４１，４２のうち少なくともいずれか１つの検知信号に基づきその衝撃を認知すると、同ＣＰＵ３１は先の図３に例示したルーチンに準じた制御ルーチンを通じて前記電磁弁４ｄ及び４ｅを同時に強制閉弁する。
【００５３】
これにより、通路３ｄ及び循環通路３ｅは共に閉鎖され、水素吸蔵合金タンク５０から燃料電池スタック２０への水素燃料の輸送は停止されるとともに、燃料電池スタック２０から循環通路３ｅを介して通路３ｄへの水素燃料の輸送も停止される。すなわち、燃料電池スタック２０で消費されなかった水素を再循環させる経路３ｅを備える水素利用システムであれ、その循環経路３ｅが併せて閉鎖されることで、水素吸蔵合金タンク５０はもとより、燃料電池スタック２０からの水素の漏洩も好適に抑制されるようになる。
【００５４】
しかも、本実施の形態においては、水素吸蔵合金タンク５０及び燃料電池スタック２０にも衝撃センサ４１，４２を設けているため、それら水素吸蔵合金タンク５０及び燃料電池スタック２０に加わる衝撃を直接検知することが可能となり、水素の漏洩を抑制する同システムとしての信頼性もさらに高まることとなる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態の車両搭載用水素利用システムによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）水素吸蔵合金タンク５０及び燃料電池スタック２０で消費されなかった水素を再循環させる経路３ｅを備える車両搭載用水素利用システムにあって、万一、車両の衝突事故等が発生した場合にあっても、電磁弁４ｄ及び４ｅの強制閉弁に基づいて、水素吸蔵合金タンク５０から燃料電池スタック２０へ水素燃料を輸送する経路３ｄ及び燃料電池スタック２０から経路３ｄへ水素を再循環させる経路３ｅが共に閉鎖される。そのため、漏洩する水素量を最小限に抑制することができるようになり、ひいてはこの漏洩水素による反応等も未然に防止することができるようになる。
【００５６】
（２）本実施の形態においては、車両の追突時等に発生する衝撃の検知を、衝撃センサ４０（エアバックセンサ）、水素吸蔵合金タンク５０に設けられる衝撃センサ４１、及び燃料電池スタック２０に設けられる衝撃センサ４２のいずれか１つのセンサの検知に基づき行う。そのため、それら水素吸蔵合金タンク５０及び燃料電池スタック２０に加わる衝撃を直接検知することが可能となり、水素の漏洩を抑制する同システムとしての信頼性もさらに高まることとなる。
【００５７】
なお、以上説明した本発明の第２の実施の形態は以下のようにその構成を変更して実施することもできる。
・上記第２の実施の形態においては、水素貯蔵タンクを水素吸蔵合金タンク５０とする水素利用システムにこの発明を適用する例を示したが、その他、同水素貯蔵タンクとして例えば高圧水素ガスボンベ、あるいは液体水素ボンベ等を用いるシステムについても同様にこの発明を適用することはできる。
【００５８】
・上記第２の実施の形態においては、衝撃の検知に基づいて電磁弁４ｄ及び４ｅを強制閉弁する例について示したが、同衝撃の検知時、圧力調整弁５も併せて強制閉弁する構成としてもよい。
【００５９】
その他、上記各実施の形態に共通に変更可能な要素としては次のようなものがある。
・上記各実施の形態においては、車両のエンジンルームの前方両サイドに設けられる２個のフロントエアバックセンサを衝撃センサ４０として兼用する例を示したがこれに限られない。衝撃センサ４０として兼用するエアバックセンサとして、さらに車両のサイドドア部に設けられるサイドエアバックセンサ等を併用するものであってもよい。また、エアバックセンサを衝撃センサ４０として兼用する必要もなく、別途、所定個数の衝撃センサ４０を車両の所定場所に適宜設けるようにするものであってもよい。
【００６０】
・上記各実施の形態においては、電磁弁（４ａ〜４ｅ）を共に、そのソレノイドへの非通電時に開弁状態となる常開弁として構成する例を示したが、それら電磁弁（４ａ〜４ｅ）をそのソレノイドへの非通電時に閉弁状態となる常閉弁として構成するものであってもよい。
【００６１】
・上記各実施の形態においては、弁手段として電磁弁を使用する例を示したがこれに限られない。その他、例えばステッピングモータ等によって開閉制御される弁であってもよい。また、電気的な閉トリガ信号を受けて機械的に閉弁する弁であってもよい。
【００６２】
・弁手段の設置形態（個数及び場所等）は、上記各実施の形態において示した形態に限られない。要は、車両の衝撃に応じて水素若しくはその生成原料の輸送にかかる輸送経路を閉鎖するものであれば、あらゆる設置形態の弁手段を備えた車両搭載用水素利用システムにこの発明を適用することができる。
【００６３】
・上記各実施の形態においては、経路閉鎖手段を衝撃センサ（４０，４１，４２）、電磁弁（４ａ〜４ｅ）、及び電子制御ユニット（３０）等により構成する例を示したが同経路閉鎖手段の構成はこれに限られない。その他、例えば所定以上の衝撃をトリガとして水素若しくはその生成原料の輸送にかかる輸送経路を機械的に遮断する機構等も適宜採用することができる。
【００６４】
・上記各実施の形態においては、固体高分子型の燃料電池を用いるシステムにこの発明を適用する場合について示したが、この発明が適用の対象とする燃料電池の形式等も任意である。
【００６５】
・上記各実施の形態においては、水素を燃料に用いて起電力を得る燃料電池部を備えた車両搭載用水素利用システムにこの発明を適用する場合について示したが、この発明は他に、例えば水素自動車等に採用される水素を燃料に用いる水素反応器を備えた車両搭載用水素利用システムにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる車両搭載用水素利用システムの第１の実施の形態についてその構成を概略的に示すブロック図。
【図２】同実施の形態に採用される単位電池セルの構成を示す斜視図。
【図３】同実施の形態の電磁弁強制閉弁制御についてその制御手順を示すフローチャート。
【図４】本発明にかかる車両搭載用水素利用システムの他の実施の形態についてその構成を概略的に示すブロック図。
【図５】同じく本発明にかかる車両搭載用水素利用システムの他の実施の形態についてその構成を概略的に示すブロック図。
【図６】本発明にかかる車両搭載用水素利用システムの第２の実施の形態についてその構成を概略的に示すブロック図。
【符号の説明】
１…メタノールタンク、２…水タンク、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…通路（経路）、３ｅ…循環通路（経路）、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ…電磁弁、５…圧力調整弁、６…逆止弁、１０…メタノール改質器、２０…燃料電池スタック、２０ａ…単位電池セル、２１…電極接合体、２２，２３…セパレータ、３０…電子制御ユニット、３１…ＣＰＵ、４０…衝撃センサ（エアバックセンサ）、４１，４２…衝撃センサ、５０…水素貯蔵合金タンク、６０…バッファタンク。
【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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