(57)【要約】【課題】燃料電池の劣化を抑えることができる、燃料電池システムを提供する。【解決手段】自動二輪車１００に搭載される燃料電池システム１０は、セルスタック１２、ＣＰＵ５４、および自動二輪車１００の周囲に存在する物体までの距離を検出するソナー８８ａ〜８８ｅを含む。ＣＰＵ５４は、ソナー８８ａ〜８８ｅの検出結果に基づいて、自動二輪車１００が配置される車庫の容積を取得する。ＣＰＵ５４は、取得した車庫の容積に基づいて継続時間を設定し、設定した継続時間が経過すればセルスタック１２の発電を停止させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器に電力を供給するための燃料電池システムであって、
酸化剤を含む空気と燃料とを発電に用いる燃料電池、
当該燃料電池システムが配置される空間の大きさに関する空間情報を取得する空間情報取得手段、および
前記空間情報取得手段によって取得される前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させる制御手段を備える、燃料電池システム。
【請求項２】
前記空間情報取得手段は、前記空間情報として前記空間の体積を取得し、
前記制御手段は、前記空間情報取得手段によって取得される前記空間の体積が第１閾値未満であれば前記燃料電池の発電を停止させる、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記空間情報取得手段によって取得される前記空間の体積が前記第１閾値未満でありかつ前記第１閾値よりも小さい第２閾値以上であれば前記燃料電池の発電を停止させる、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記空間情報取得手段は、外部に向けて検出信号を発する発信手段と、前記検出信号の反射信号を受ける受信手段とを有し、前記発信手段が前記検出信号を発してから前記受信手段が前記反射信号を受けるまでの経過時間に基づいて前記空間の体積を取得する、請求項２または３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記空間情報取得手段は、それぞれ異なる方向からの前記反射信号を受ける複数の前記受信手段を有し、前記複数の受信手段それぞれが前記反射信号を受けるまでの複数の前記経過時間に基づいて前記空間の体積を取得する、請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させるまでの経過情報を設定する設定手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記設定手段によって設定される前記経過情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させる、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
時間を計測する計時手段をさらに含み、
前記設定手段は、前記経過情報として前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を継続させる継続時間を設定し、
前記制御手段は、前記計時手段が前記設定手段によって設定される前記継続時間の経過を計測すれば前記燃料電池の発電を停止させる、請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料の消費量を検出する消費量検出手段をさらに含み、
前記設定手段は、前記経過情報として前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させるまでの前記燃料の消費量を設定し、
前記制御手段は、前記消費量検出手段の検出結果が前記設定手段によって設定される前記燃料の消費量に達すれば前記燃料電池の発電を停止させる、請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記機器が運転停止状態か否かを判定する判定手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記判定手段が運転停止状態であると判定すれば前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させる、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記機器は輸送機器であって、
前記判定手段は、前記輸送機器の移動速度を検出する速度検出手段、前記輸送機器への乗員の搭乗を検出する搭乗検出手段、および前記輸送機器の運転停止を指示するための指示手段からの指示を検出する指示検出手段の少なくともいずれか１つを含み、いずれかの検出手段の検出結果に基づいて運転停止状態か否かを判定する、請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の燃料電池システムを含む、輸送機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は燃料電池システムに関し、より特定的には、酸化剤を含む空気と燃料とを用いて発電する燃料電池を含む燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、輸送機器や電子機器に電力を供給する燃料電池システムでは、たとえば特許文献１に開示されているように、機器の運転停止後であっても燃料電池の発電を継続させて二次電池を充電することが知られている。このように二次電池を充電することによって、次回の起動後に燃料電池システムが定常的に発電可能な通常運転に移行するまでに必要な電力を確保している。
また、輸送機器や電子機器は、運転停止後に車庫や鞄のような閉空間（外部との間で空気が流通しにくい空間）に配置されることが多い。
【特許文献１】特開平１０−４０９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
運転停止後に閉空間に配置された状態で特許文献１の技術のように燃料電池の発電を継続させると、当該閉空間の空気中の酸素が減少し、いずれ燃料電池に酸素が均一に与えられなくなる。具体的には、燃料電池のカソード（空気極）において、空気流路の上流側の部分には十分な酸素が与えられるのに対し、下流側の部分では酸素が不足する場合がある。その結果、燃料電池は酸素が十分に与えられる部分で局所的に発電し、燃料電池の劣化を促進させてしまう。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、燃料電池の劣化を抑えることができる、燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の燃料電池システムは、機器に電力を供給するための燃料電池システムであって、酸化剤を含む空気と燃料とを発電に用いる燃料電池、当該燃料電池システムが配置される空間の大きさに関する空間情報を取得する空間情報取得手段、および前記空間情報取得手段によって取得される前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させる制御手段を備える。
【０００６】
請求項２に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、前記空間情報取得手段は、前記空間情報として前記空間の体積を取得し、前記制御手段は、前記空間情報取得手段によって取得される前記空間の体積が第１閾値未満であれば前記燃料電池の発電を停止させることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の燃料電池システムは、請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記空間情報取得手段によって取得される前記空間の体積が前記第１閾値未満でありかつ前記第１閾値よりも小さい第２閾値以上であれば前記燃料電池の発電を停止させることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の燃料電池システムは、請求項２または３に記載の燃料電池システムにおいて、前記空間情報取得手段は、外部に向けて検出信号を発する発信手段と、前記検出信号の反射信号を受ける受信手段とを有し、前記発信手段が前記検出信号を発してから前記受信手段が前記反射信号を受けるまでの経過時間に基づいて前記空間の体積を取得することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の燃料電池システムは、請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、前記空間情報取得手段は、それぞれ異なる方向からの前記反射信号を受ける複数の前記受信手段を有し、前記複数の受信手段それぞれが前記反射信号を受けるまでの複数の前記経過時間に基づいて前記空間の体積を取得することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させるまでの経過情報を設定する設定手段をさらに含み、前記制御手段は、前記設定手段によって設定される前記経過情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載の燃料電池システムは、請求項６に記載の燃料電池システムにおいて、時間を計測する計時手段をさらに含み、前記設定手段は、前記経過情報として前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を継続させる継続時間を設定し、前記制御手段は、前記計時手段が前記設定手段によって設定される前記継続時間の経過を計測すれば前記燃料電池の発電を停止させることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の燃料電池システムは、請求項６に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料の消費量を検出する消費量検出手段をさらに含み、前記設定手段は、前記経過情報として前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させるまでの前記燃料の消費量を設定し、前記制御手段は、前記消費量検出手段の検出結果が前記設定手段によって設定される前記燃料の消費量に達すれば前記燃料電池の発電を停止させることを特徴とする。
【００１３】
請求項９に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、前記機器が運転停止状態か否かを判定する判定手段をさらに含み、前記制御手段は、前記判定手段が運転停止状態であると判定すれば前記空間情報に基づいて前記燃料電池の発電を停止させることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に記載の燃料電池システムは、請求項９に記載の燃料電池システムにおいて、前記判定手段は、前記輸送機器の移動速度を検出する速度検出手段、前記輸送機器への乗員の搭乗を検出する搭乗検出手段、および前記輸送機器の運転停止を指示するための指示手段からの指示を検出する指示検出手段の少なくともいずれか１つを含み、いずれかの検出手段の検出結果に基づいて運転停止状態か否かを判定することを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に記載の輸送機器は、請求項１に記載の燃料電池システムを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の燃料電池システムでは、配置される空間の大きさに関する空間情報を取得し、取得した空間情報に基づいて燃料電池の発電を停止させる。燃料電池システムが配置される空間が狭い閉空間（外部との間で空気が流通しにくい空間）であれば、燃料電池の発電を継続させることによって、当該閉空間の空気中の酸素（酸化剤）ひいては燃料電池の発電に用いられる空気中の酸素が減少し、燃料電池の劣化を促進させるおそれがある。したがって、空間情報に基づいて狭い空間に配置されていると推定する場合は、当該空間が閉空間であるか否かにかかわらず燃料電池の発電を停止させることによって、燃料電池の劣化を確実に抑えることができる。
【００１７】
請求項２に記載の燃料電池システムでは、配置される空間の体積を空間情報として取得する。そして、取得した体積が第１閾値未満であれば燃料電池の発電を停止させる。第１閾値は、配置される空間がそれよりも小さければ、当該空間が閉空間である場合に発電を継続させることによって燃料電池の劣化を促進させるおそれがある値に設定される。このような第１閾値と取得した体積との比較結果に基づいて燃料電池の発電を停止させることによって、燃料電池の劣化をより確実に抑えることができる。
【００１８】
請求項３に記載の燃料電池システムでは、取得した体積が第１閾値よりも小さい第２閾値未満であれば燃料電池の発電を継続させる。第２閾値は、燃料電池システムを搭載した機器が配置される空間としては小さいと考えられる値に設定される。取得した体積がこのような第２閾値未満であれば、たとえば燃料電池システムを搭載した機器の周囲に荷物等が置かれており、取得した体積が空間の実際の体積よりも大幅に小さい可能性が高い。つまり、第２閾値未満であれば空間の体積を適切に取得できておらず、燃料電池の劣化を促進させるおそれが小さい可能性が高い。このことから、取得した体積が第２閾値未満であれば燃料電池の発電を継続させることによって、劣化を促進させるおそれが小さいにもかかわらず誤って燃料電池の発電を停止させるといったことを防止できる。
【００１９】
請求項４に記載の燃料電池システムでは、発信手段が発した検出信号の反射信号を受信手段が受けるまでの経過時間に基づいて、配置される空間のたとえば幅、奥行、高さ等の寸法を簡単に取得できる。したがって、配置される空間の体積を簡単に取得できる。
【００２０】
請求項５に記載の燃料電池システムでは、複数の受信手段がそれぞれ四方および上方等の異なる方向からの反射信号を受け、複数の受信手段それぞれについての複数の経過時間に基づいて配置される空間の体積を取得する。これによって、配置される空間の正確な体積を簡単に取得できる。
【００２１】
請求項６に記載の燃料電池システムでは、空間情報に基づいて燃料電池の発電を停止させるまでの経過情報を設定する。そして、設定された経過情報に基づいて劣化を促進させない範囲でしばらく燃料電池の発電を継続させた後に発電を停止させる。これによって、狭い閉空間に配置される場合であっても、燃料電池の劣化を促進させない範囲で機器への電力の供給を継続できる。
【００２２】
閉空間で発電を継続させることによって燃料電池の劣化を促進させる程度に酸素が少なくなるまでの時間は、当該閉空間の大きさに応じて異なる。請求項７に記載の燃料電池システムでは、空間情報に基づいて燃料電池の発電を継続させる継続時間を設定する。そして、設定した継続時間が経過すれば燃料電池の発電を停止させる。これによって、配置される空間が狭い閉空間であっても、燃料電池の劣化を促進させる程度に酸素が減少するまでに燃料電池の発電を停止させることができる。つまり、狭い閉空間に配置される場合であっても、劣化を促進させない範囲で燃料電池の発電を継続させることができる。
【００２３】
燃料電池における燃料の消費量と酸素の消費量とは略比例するので、閉空間で燃料電池の発電を継続させた場合の当該閉空間の空気中の酸素量は、燃料の消費量に基づいて推定できる。請求項８に記載の燃料電池システムでは、空間情報に基づいて燃料電池の劣化を促進させる程度に酸素が減少することのないように燃料電池の発電を停止させるまでの燃料の消費量を設定する。そして、設定した消費量の燃料が消費されれば燃料電池の発電を停止させる。これによって、狭い閉空間に配置される場合であっても、劣化を促進させない範囲で燃料電池の発電を継続させることができる。
【００２４】
燃料電池システムを搭載する機器が運転中であれば、当該機器は移動される可能性が高く、適切な空間情報を取得できないおそれがある。ひいては、燃料電池の劣化を促進させるおそれが少ないにもかかわらず誤って燃料電池の発電を停止させてしまうおそれがある。請求項９に記載の燃料電池システムでは、機器が運転停止状態であるときに取得した適切な空間情報に基づいて燃料電池の発電を停止させることができ、誤って燃料電池の発電を停止させるといったことを防止できる。
【００２５】
燃料電池システムを搭載する機器が輸送機器であれば、たとえば請求項１０に記載するように、輸送機器の移動速度、乗員の搭乗およびメインスイッチ等の指示手段からの指示等に基づいて簡単に運転停止状態か否かを判定できる。
【００２６】
通常、パソコン等の電子機器に比べて消費電力の大きい輸送機器には、出力の大きい大型の燃料電池を含む燃料電池システムが搭載される。このような大型の燃料電池では、発電に用いる空気中の酸素が減少することによって、局所的に発電しやすく、劣化しやすい。したがって、この発明は、請求項１１に記載するように、大型の燃料電池を用いる必要がある輸送機器に好適に用いられる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、燃料電池の劣化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態の燃料電池システム１０は、メタノール（メタノール水溶液）を改質せずにダイレクトに電気エネルギの生成（発電）に利用する直接メタノール型燃料電池システムである。燃料電池システム１０は、補機類や燃料電池システム１０を搭載する機器を駆動するための電気エネルギを生成する。
【００２９】
燃料電池システム１０は、セルスタック１２、燃料タンク１４および水溶液タンク１６を含む。セルスタック１２は、メタノールに基づく水素イオンと酸素との電気化学反応によって発電できる燃料電池（燃料電池セル）１８を、セパレータを挟んで複数個積層（スタック）して構成されている。セルスタック１２を構成する各燃料電池１８は、固体高分子膜等から構成される電解質膜１８ａと、電解質膜１８ａを挟んで互いに対向するアノード（燃料極）１８ｂおよびカソード（空気極）１８ｃとを含む。アノード１８ｂおよびカソード１８ｃはそれぞれ、電解質膜１８ａ側に設けられる白金触媒層を含む。
【００３０】
燃料タンク１４は、セルスタック１２の電気化学反応の燃料となる高濃度（たとえば、メタノールを約５０ｗｔ％含む）のメタノール燃料（高濃度メタノール水溶液）を収容している。水溶液タンク１６は、燃料タンク１４からのメタノール燃料をセルスタック１２の電気化学反応に適した濃度（たとえば、メタノールを約３ｗｔ％含む）に希釈したメタノール水溶液を収容している。
【００３１】
燃料タンク１４はパイプＰ１によって燃料フィルタ２０に接続され、燃料フィルタ２０はパイプＰ２によって燃料ポンプ２２に接続され、燃料ポンプ２２はパイプＰ３によって水溶液タンク１６に接続されている。燃料ポンプ２２の駆動によって燃料タンク１４内のメタノール燃料が水溶液タンク１６に供給される。
【００３２】
水溶液タンク１６はパイプＰ４によって水溶液ポンプ２４に接続され、水溶液ポンプ２４はパイプＰ５によって水溶液フィルタ２６に接続され、水溶液フィルタ２６はパイプＰ６によって入口温度センサ２８に接続され、入口温度センサ２８はパイプＰ７によってセルスタック１２のアノード入口Ｉ１に接続されている。水溶液ポンプ２４の駆動によって、水溶液タンク１６内のメタノール水溶液がセルスタック１２に供給される。入口温度センサ２８はセルスタック１２に流入するメタノール水溶液の温度を検出する。
【００３３】
セルスタック１２のアノード出口Ｉ２はパイプＰ８によって出口温度センサ３０に接続され、出口温度センサ３０はパイプＰ９によってラジエータ３２に接続され、ラジエータ３２はパイプＰ１０によって水溶液タンク１６に接続されている。出口温度センサ３０はセルスタック１２から流出するメタノール水溶液の温度を検出する。ラジエータ３２にはラジエータ３２を冷却するためのファン３２ａ（図２参照）が設けられている。
【００３４】
また、パイプＰ９とＰ１０とは、パイプＰ１１、ラジエータバルブ３４およびパイプＰ１２によって接続され、ラジエータ３２をバイパスする流路が構成されている。
上述したパイプＰ１〜Ｐ１２は主として燃料の流路となる。
【００３５】
また、セルスタック１２には、エアフィルタ３６を介して吸入された酸素（酸化剤）を含む外部の空気が供給される。エアフィルタ３６はパイプＰ１３によってエアチャンバ３８に接続され、エアチャンバ３８はパイプＰ１４によってエアポンプ４０に接続され、エアポンプ４０はパイプＰ１５によってセルスタック１２のカソード入口Ｉ３に接続されている。エアポンプ４０の駆動によって外部からの空気がセルスタック１２に供給される。
【００３６】
セルスタック１２のカソード出口Ｉ４はパイプＰ１６によって気液分離器４２に接続され、気液分離器４２はパイプＰ１７によって水タンク４４に接続されている。気液分離器４２には、気液分離器４２を冷却するためのファン４２ａ（図２参照）が設けられている。水タンク４４には、外部に連通されるパイプ（排気管）Ｐ１８が設けられている。
上述したパイプＰ１３〜Ｐ１８は主として酸化剤の流路となる。
【００３７】
水タンク４４はパイプＰ１９によって水ポンプ４６に接続され、水ポンプ４６はパイプＰ２０によって水フィルタ４８に接続され、水フィルタ４８はパイプＰ２１によって水溶液タンク１６に接続されている。水ポンプ４６の駆動によって水タンク４４内の水が水溶液タンク１６に供給される。
上述したパイプＰ１９〜Ｐ２１は水の流路となる。
【００３８】
燃料タンク１４の気層と水溶液タンク１６の気層とはパイプＰ２２によって接続されている。また、水溶液タンク１６の気層はパイプＰ２３によってキャッチタンク５０に接続され、キャッチタンク５０はその内部の液体が水溶液タンク１６に与えられるようにパイプＰ２４によって水溶液タンク１６に接続されている。さらに、キャッチタンク５０はパイプＰ２５によってパイプＰ１５に接続されている。
上述したパイプＰ２２〜Ｐ２５は主として燃料処理用の流路となる。
【００３９】
ついで、図２を参照して、燃料電池システム１０の電気的構成について説明する。
燃料電池システム１０は、コントローラ５２を含む。コントローラ５２は、必要な演算を行い燃料電池システム１０の動作を制御するためのＣＰＵ５４、ＣＰＵ５４にクロックを与えるためのクロック回路５６、燃料電池システム１０の動作を制御するためのプログラムやデータおよび演算データ等を格納するための、たとえばＥＥＰＲＯＭからなるメモリ５８、セルスタック１２を二次電池６０およびコントローラ６２に接続するための電気回路６４における電圧ひいてはセルスタック１２の電圧を検出するための電圧検出回路６６、セルスタック１２を流れる電流を検出するための電流検出回路６８、および電気回路６４を保護するための電圧保護回路７０を含む。
【００４０】
電気回路６４には、電気回路６４を開閉するためのＯＮ／ＯＦＦ回路７２およびＤＣ−ＤＣコンバータ７４が直列接続されている。さらに、電気回路６４には、所定の電圧を出力するための電源回路７６がリレー７８を介して接続されている。電圧保護回路７０は、セルスタック１２の電圧低下検出時にＯＮ／ＯＦＦ回路７２を開放させる。
【００４１】
電気回路６４に接続される二次電池６０は、セルスタック１２からの電力によって充電され、必要に応じて補機類やコントローラ６２等に電力を与える。二次電池６０は、電気回路６４ひいては燃料電池システム１０から取り外し可能であり、燃料電池システム１０から取り外して外部電源（商用電源）によって充電することもできる。
【００４２】
また、燃料電池システム１０は、レベルセンサ８０ａ〜８０ｃ、外気温センサ８２、湿度センサ８４、濃度センサ８６およびソナー８８ａ〜８８ｅを含む。
【００４３】
ＣＰＵ５４には、入口温度センサ２８、出口温度センサ３０、レベルセンサ８０ａ〜８０ｃ、外気温センサ８２、湿度センサ８４、濃度センサ８６およびソナー８８ａ〜８８ｅからの検出信号が入力される。
【００４４】
レベルセンサ８０ａは燃料タンク１４に装着され、レベルセンサ８０ｂは水溶液タンク１６に装着され、レベルセンサ８０ｃは水タンク４４に装着されている。レベルセンサ８０ａ〜８０ｃはそれぞれ装着されるタンク内の液面の高さ（液位）を検出する。ＣＰＵ５４は、レベルセンサ８０ａ〜８０ｃからの検出信号に基づいて燃料タンク１４、水溶液タンク１６および水タンク４４の液量を取得する。
【００４５】
外気温センサ８２は外気の温度を検出し、湿度センサ８４は外気の湿度を検出し、濃度センサ８６は外気のメタノール濃度を検出する。ソナー８８ａ〜８８ｅはそれぞれ、検出信号として外部に超音波を発する発信器９０ａと、反射信号として当該超音波の反射波を受ける受信器９０ｂとを含むアクティブソナーである。ソナー８８ａ〜８８ｅはそれぞれ、発信器９０ａが超音波を発してから受信器９０ｂが反射波を受けるまでの経過時間に基づいて周囲に存在する壁等の物体までの距離を検出（測定）する。ソナー８８ａの発信器９０ａは、ソナー８８ｂ〜８８ｅの発信器９０ａとは周波数の異なる超音波を発するように構成されている。また、ソナー８８ａの受信器９０ｂは、ソナー８８ａからの超音波の反射波のみを受ける（検出する）ように構成されている。ソナー８８ｂ〜８８ｅの発信器９０ａおよび受信器９０ｂについても同様である。
【００４６】
また、ＣＰＵ５４には、電圧検出回路６６からの電圧検出値および電流検出回路６８からの電流検出値が入力される。ＣＰＵ５４は、これらを用いてセルスタック１２の出力を算出する。
【００４７】
また、ＣＰＵ５４には、コントローラ５２を起動させるためのメインスイッチ９２からの入力信号、および入力部９４からの入力信号が入力される。入力部９４は、外部負荷（ここでは電動モータ１１２）と二次電池６０とを電気的に接続するための始動ボタン９６ａ、およびＯＮ／ＯＦＦ回路７２をオフするための停止ボタン９６ｂを含む。始動ボタン９６ａおよび停止ボタン９６ｂの操作に伴ってＣＰＵ５４に入力信号が入力される。
【００４８】
さらに、ＣＰＵ５４には、二次電池６０に内蔵される蓄電量検出器６０ａからの検出信号が入力される。ＣＰＵ５４は、蓄電量検出器６０ａからの検出信号と二次電池６０の容量に関する情報とを用いて二次電池６０の蓄電率（二次電池６０の容量に対する蓄電量の割合）を算出する。
【００４９】
ＣＰＵ５４によって、燃料ポンプ２２、水溶液ポンプ２４、エアポンプ４０、水ポンプ４６、ファン３２ａ，４２ａおよびラジエータバルブ３４等の補機類が制御される。また、ＣＰＵ５４によって、ＯＮ／ＯＦＦ回路７２およびリレー７８の開閉動作が制御され、電源回路７６の動作が制御される。
【００５０】
また、ＣＰＵ５４には、電動モータ１１２の駆動を制御するためのコントローラ６２、および各種情報提供用の表示部９８が接続されている。コントローラ６２は、ＣＰＵ５４の指示に従って、セルスタック１２および二次電池６０と電動モータ１１２との接続状態、ならびに電動モータ１１２への電力供給等を制御する。表示部９８は、たとえば液晶ディスプレ等によって構成され、ＣＰＵ５４の指示に従って各種情報をオペレータに報知する。
【００５１】
記憶手段であるメモリ５８には、図５に示す動作を実行するためのプログラム、および後述する第１〜第５テーブル等が格納（記憶）されている。
【００５２】
この実施形態では、空間情報取得手段がＣＰＵ５４およびソナー８８ａ〜８８ｅを含み、ソナー８８ａ〜８８ｅの発信器９０ａが発信手段に相当し、ソナー８８ａ〜８８ｅの受信器９０ｂが受信手段に相当する。ＣＰＵ５４は、制御手段、設定手段、および判定手段としても機能する。計時手段は、ＣＰＵ５４およびクロック回路５６を含む。指示検出手段は、ＣＰＵ５４を含み、指示手段であるメインスイッチ（メインキー）９２からのオン／オフの指示を検出する。
【００５３】
ついで、燃料電池システム１０の基本的な動作について説明する。
まず、メインスイッチ９２がオンされるとコントローラ５２が起動され、リレー７８がオンされる。リレー７８がオンされると、二次電池６０からの電圧が電源回路７６で所定の電圧に変換され、二次電池６０からの電力によって燃料電池システム１０の電気構成部材が駆動可能になる。そして、始動ボタン９６ａが押されると、コントローラ６２によって電動モータ１１２と二次電池６０とが電気的に接続され、電動モータ１１２を駆動可能になる。その後、二次電池６０の蓄電率が下限値（たとえば４０％）まで減少すれば、ＯＮ／ＯＦＦ回路７２がオンされ、セルスタック１２が二次電池６０およびコントローラ６２に接続される。そして、水溶液ポンプ２４やエアポンプ４０等の補機類の駆動が開始され、セルスタック１２の発電が開始される。二次電池６０の蓄電率の下限値は、燃料電池システム１０が定常的に発電可能な通常運転に移行するまでに補機類の駆動や電動モータ１１２の駆動に必要な電力に基づいて設定されている。
【００５４】
ついで、図１を参照して、セルスタック１２の発電動作について説明する。
水溶液タンク１６内のメタノール水溶液は、水溶液ポンプ２４の駆動によって、アノード入口Ｉ１を介してセルスタック１２を構成する各燃料電池１８のアノード１８ｂにダイレクトに供給される。水溶液タンク１６内のメタノール水溶液は、図示しない超音波センサ等の濃度検出手段の検出結果に基づいて燃料タンク１４から水溶液タンク１６にメタノール燃料を適宜供給することによって、所定濃度（ここでは３ｗｔ％）に保たれる。
【００５５】
また、水溶液タンク１６内にある気体（主に、二酸化炭素、気化したメタノールおよび水蒸気）は、パイプＰ２３を介してキャッチタンク５０に与えられる。キャッチタンク５０内では気化したメタノールと水蒸気とが冷却され、キャッチタンク５０内で得られたメタノール水溶液はパイプＰ２４を介して水溶液タンク１６に戻される。また、キャッチタンク５０内の気体（二酸化炭素、液化されなかったメタノールおよび水蒸気）は、パイプＰ２５を介してパイプＰ１５に与えられる。
【００５６】
エアポンプ４０の駆動によって外部から吸入された空気は、キャッチタンク５０からの気体とともに、カソード入口Ｉ３を介してセルスタック１２を構成する各燃料電池１８のカソード１８ｃに供給される。
【００５７】
各燃料電池１８のアノード１８ｂでは、供給されたメタノール水溶液におけるメタノールと水とが化学反応し、二酸化炭素および水素イオンが生成される。生成された水素イオンは、電解質膜１８ａを介してカソード１８ｃに流入し、そのカソード１８ｃ側に供給された空気中の酸素（酸化剤）と電気化学反応して水（水蒸気）および電気エネルギが生成される。つまり、セルスタック１２において発電が行われる。セルスタック１２からの電力は、二次電池６０の充電や外部負荷である電動モータ１１２の駆動等に利用される。セルスタック１２は、電気化学反応に伴って発生する熱によって温度上昇する。セルスタック１２の出力はその温度上昇に伴って上昇し、燃料電池システム１０はセルスタック１２が６０℃程度になることによって昇温運転から通常運転に移行する。
【００５８】
各燃料電池１８のアノード１８ｂで生成された二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、電気化学反応に伴って熱せられ、アノード出口Ｉ２を介してラジエータ３２に与えられ冷却された後に水溶液タンク１６に戻される。ラジエータ３２による二酸化炭素および未反応メタノールの冷却動作は、ファン３２ａ（図２参照）を動作させることによって促進される。たとえば昇温運転等であって、アノード出口Ｉ２から流出するメタノール水溶液を冷却する必要がなければ、ラジエータ３２をバイパスする流路にもメタノール水溶液を流通させるようにラジエータバルブ３４が開かれる。
【００５９】
各燃料電池１８のカソード１８ｃで生成された水蒸気の大部分は液化して水となってカソード出口Ｉ４から排出されるが、飽和水蒸気分はガス状態で排出される。カソード出口Ｉ４から排出された水分（水、水蒸気）、二酸化炭素および未反応の空気等を含む排気は、気液分離器４２で冷却され、水蒸気の一部は露点以下となって液化される。気液分離器４２による水蒸気の液化動作は、ファン４２ａ（図２参照）を動作させることによって促進される。気液分離器４２からの水、水蒸気、二酸化炭素および未反応の空気等を含む排気は水タンク４４に与えられ、水は水タンク４４に回収され、水蒸気、二酸化炭素および未反応の空気等を含む排気はパイプＰ１８を介して外部へ排出される。水タンク４４に回収された水は、水ポンプ４６の駆動によって水溶液タンク１６に適宜還流される。これによって水溶液タンク１６内のメタノール水溶液が所定量に保たれる。
【００６０】
通常、パイプＰ１８からの排気は、電気化学反応に伴って加熱されていることから外気よりも高温になる。具体的には、たとえば通常運転時であって外気の温度が２５℃程度であれば、パイプＰ１８からの排気の温度は５５℃〜６０℃程度になる。
【００６１】
このようなセルスタック１２の発電動作は、燃料電池システム１０を搭載する機器（ここでは自動二輪車１００：図３および図４参照）が運転されているか否かにかかわらず、二次電池６０の蓄電率が上限値（たとえば９８％）に達するまで継続される。そして、二次電池６０の蓄電率が上限値に達すれば、補機類が停止され、セルスタック１２の発電が停止される。このように、二次電池６０を充電することによって、二次電池６０の蓄電率を下限値（ここでは４０％）以上に保つことができ、次回の発電開始後に燃料電池システム１０を確実に通常運転に移行させることができる。
【００６２】
図３および図４を参照して、このような燃料電池システム１０は、輸送機器の一例である自動二輪車１００に搭載されている。なお、ここでの前後、左右、上下とは、自動二輪車１００のシートにドライバがそのハンドル１０６に向かって着座した状態を基準とした前後、左右、上下を意味する。
【００６３】
セルスタック１２、各種タンクおよび補機類等の燃料電池システム１０の主な構成要素は、カバー１０２内で自動二輪車１００のフレームに取り付けられている。
外気温センサ８２、湿度センサ８４、濃度センサ８６、およびソナー８８ａ〜８８ｅは外部に露出するように自動二輪車１００に取り付けられている。詳しくは、外気温センサ８２、湿度センサ８４および濃度センサ８６は、カバー１０２の上方に配置されるハンドル支持部１０４から左右に延びるハンドル１０６において、左側の部分に取り付けられている（図３参照）。また、ソナー８８ａはカバー１０２の前面に取り付けられ、ソナー８８ｂはカバー１０２から後方に突出するテールユニット１０８の上面に取り付けられ、ソナー８８ｃはテールユニット１０８の左側面に取り付けられ（図３参照）、ソナー８８ｄはテールユニット１０８の右側面に取り付けられ（図４参照）、ソナー８８ｅはカバー１０２の上面に取り付けられている。
【００６４】
ソナー８８ａは、発信器９０ａ（図２参照）が前方に向けて超音波を発してから受信器９０ｂ（図２参照）が当該超音波の反射波を受けるまでの経過時間に基づいて前方の壁等の物体までの距離を検出する。同様にして、ソナー８８ｂは後方の物体までの距離を検出し、ソナー８８ｃは左側の物体までの距離を検出し、ソナー８８ｄは右側の物体までの距離を検出し、ソナー８８ｅは上方の物体までの距離を検出する。
【００６５】
カバー１０２から後方に延びるスイングアーム１１０の後端部には電動モータ１１２が内蔵されている。コントローラ６２は、スイングアーム１１０に内蔵されている。
ハンドル支持部１０４の上端には、表示操作部１１４が設けられている。表示操作部１１４は、燃料電池システム１０の入力部９４および表示部９８とメータ１１６（図２参照）とを一体的に設けたものである。図２に示すように、メータ１１６は、ＣＰＵ５４およびコントローラ６２に接続され、電動モータ１１２の各種データをコントローラ６２を介して計測表示するとともにＣＰＵ５４に与える。
【００６６】
このような自動二輪車１００は、メインスイッチ９２のオフによって電動モータ１１２とセルスタック１２および二次電池６０との接続が絶たれた後に、車庫に保管されることが多い。つまり、自動二輪車１００は、運転停止後に車庫に保管されることが多い。自動二輪車１００を保管する車庫がたとえばその前面に開閉可能な扉を有する箱状に構成されていれば、自動二輪車１００は当該車庫内の閉空間（外部との間で空気が流通しにくい空間）に配置されることとなる。以下、特に明記しない限り車庫はその内部に閉空間を形成しているものとし、『車庫内に配置される』とは閉空間に配置されることを意味するものとする。
【００６７】
運転停止後に車庫内に配置された自動二輪車１００において、二次電池６０を充電するためにセルスタック１２の発電を継続させると、車庫内の空気中の酸素が減少し、いずれ各燃料電池１８のカソード１８ｃに十分な酸素を供給できなくなる。具体的には、特にカソード入口Ｉ３側の燃料電池１８のカソード１８ｃにおいて、空気流路の上流側の部分には十分な酸素が与えられるのに対し、下流側の部分には十分な酸素が与えられなくなる場合がある。その結果、特にカソード入口Ｉ３側の燃料電池１８では、カソード１８ｃの酸素が十分与えられる部分で局所的に電気化学反応（発電）し、劣化が促進される。ひいてはセルスタック１２の劣化が促進される。
【００６８】
これを防止するために燃料電池システム１０では、自動二輪車１００の運転停止時（メインスイッチ９２のオフ時）にセルスタック１２が発電していれば、必要に応じて、メモリ５８に格納されている第１〜第５テーブルを用いてセルスタック１２の発電を継続させる継続時間を設定する。そして、設定した継続時間が経過すればセルスタック１２の発電を停止させる。
【００６９】
ついで、表１を参照して、継続時間を設定するための第１〜第５テーブルについて説明する。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
第１テーブルには、車庫の容積（閉空間の大きさ）と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係が記録されている。車庫の容積が大きくなるほど車庫内の酸素量は多くなることから、車庫の容積に基づいて劣化を促進させない程度の継続時間を得ることができる。第１テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の継続時間（後述）を調べることによって得られたものである。
【００７２】
第２テーブルには、１分あたりの外気（自動二輪車１００の周囲の空気）の温度変化量と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係が記録されている。上述のようにパイプＰ１８からの排気は外気よりも高温であるので、車庫内でセルスタック１２の発電を継続させれば車庫内の空気の温度は自然な推移の範囲を超えて変化（上昇）する。車庫の容積が小さくなるほど発電に伴う車庫内の空気の温度上昇幅は大きくなることから、温度推移に基づいて、車庫の容積を推定でき、劣化を促進させない程度の継続時間を得ることができる。第２テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、１分あたりの温度変化量と、劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係を調べることによって得られたものである。
【００７３】
第３テーブルには、１分あたりの外気の湿度変化量と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係が記録されている。上述のようにパイプＰ１８からの排気には水蒸気が含まれるので、車庫内でセルスタック１２の発電を継続させれば車庫内の空気の湿度は自然な推移の範囲を超えて変化（上昇）する。車庫の容積が小さくなるほど発電に伴う車庫内の空気の湿度上昇幅は大きくなることから、湿度推移に基づいて、車庫の容積を推定でき、劣化を促進させない程度の継続時間を得ることができる。第３テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、１分あたりの湿度変化量と、劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係を調べることによって得られたものである。
【００７４】
第４テーブルには、１分あたりの外気のメタノール濃度変化量と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係が記録されている。クロスオーバーによってアノード１８ｂ側からカソード１８ｃ側に移動したメタノールのほとんどはカソード１８ｃの白金触媒層で水と二酸化炭素とに分解されるものの、少量のメタノールがセルスタック１２のカソード出口Ｉ４から排出される。カソード出口Ｉ４からのメタノールのほとんどは気液分離器４２で液化され水タンク４４に回収されるが、微量のメタノールが気体のままパイプＰ１８から排出される。このようにパイプＰ１８からの排気には微量のメタノールが含まれるので、車庫内でセルスタック１２の発電を継続させれば車庫内の空気のメタノール濃度は自然な推移の範囲を超えて変化（上昇）する。車庫の容積が小さくなるほど発電に伴う車庫内の空気のメタノール濃度上昇幅は大きくなることから、メタノール濃度推移に基づいて、車庫の容積を推定でき、劣化を促進させない程度の継続時間を得ることができる。第４テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、１分あたりのメタノール濃度変化量と、劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係を調べることによって得られたものである。
【００７５】
第５テーブルには、１分あたりのセルスタック１２の出力変化量と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係が記録されている。上述のように車庫内でセルスタック１２の発電を継続させれば車庫内の酸素が減少することから、セルスタック１２の出力は通常の推移の範囲を超えて変化（低下）する。このことから出力推移に基づいて、車庫の容積を推定でき、劣化を促進させない程度の継続時間を得ることができる。第５テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、１分あたりの出力変化量と、劣化を促進させない程度の継続時間との対応関係を調べることによって得られたものである。
【００７６】
なお、車庫内の空気の酸素濃度が１８％程度であれば、当該車庫内で発電を継続させた場合と、開放された空間で通常の酸素濃度（２０％程度）の空気を供給して発電を継続させた場合とを比較して、セルスタック１２の劣化の進み方はほとんど変わらない。このことから、『セルスタック１２の劣化を促進させない程度の継続時間』は、車庫内でセルスタック１２の発電を継続しても車庫内の空気の酸素濃度が所定値（たとえば１８％）未満にならないように設定されている。
【００７７】
ついで、図５を参照して、自動二輪車１００の運転停止時における燃料電池システム１０の動作の一例について説明する。ここでは、セルスタック１２が発電している状態において自動二輪車１００の運転を停止させる場合について説明する。
まず、ステップＳ１でメインスイッチ９２のオフを契機として自動二輪車１００の運転が停止されれば、外気温センサ８２による温度の検出、湿度センサ８４による湿度の検出、濃度センサ８６によるメタノール濃度の検出、電圧検出回路６６による電圧値の検出および電流検出回路６８による電流値の検出が行われる（ステップＳ３）。つまり、ステップＳ１でＣＰＵ５４によって運転停止状態と判定されればステップＳ３に進む。
【００７８】
そして、前回の検出から所定時間（たとえば１分）が経過するまで待機する（ステップＳ５）。所定時間が経過すれば、ソナー８８ａ〜８８ｅによる距離の検出が行われるとともに、再び、外気温センサ８２、湿度センサ８４、濃度センサ８６、電圧検出回路６６および電流検出回路６８による検出が行われる（ステップＳ７）。
【００７９】
つづいて、自動二輪車１００が配置された車庫の容積（閉空間の体積）、外気の温度変化量、湿度変化量およびメタノール濃度変化量、ならびにセルスタック１２の出力変化量がＣＰＵ５４によって取得される（ステップＳ９）。ステップＳ９で取得された車庫の容積、温度変化量、湿度変化量、メタノール濃度変化量および出力変化量は、空間情報、温度推移情報、湿度推移情報、濃度推移情報および出力推移情報としてメモリ５８に格納される。
【００８０】
ステップＳ９では、ソナー８８ａが検出した前方の物体（車庫内であればたとえば壁）までの距離と、ソナー８８ｂが検出した後方の物体までの距離と、予め設定されているソナー８８ａ，８８ｂの水平方向の距離との和を算出することによって第１寸法が取得される。また、ソナー８８ｃが検出した左側の物体までの距離と、ソナー８８ｄが検出した右側の物体までの距離と、予め設定されているソナー８８ｃ，８８ｄの水平方向の距離との和を算出することによって第２寸法が取得される。さらに、ソナー８８ｅが検出した上方の物体（車庫内であればたとえば天井）までの距離と、予め設定されているソナー８８ｅから地面までの距離との和を算出することによって第３寸法が取得される。そして、取得した第１、第２および第３寸法を車庫内の幅、奥行および高さの寸法と推定して、これらの積を算出する。これによって、車庫の容積が取得（推定）される。
【００８１】
また、外気温センサ８２の直前の検出結果とその１つ前の検出結果との差を算出することによって、所定時間（ここでは１分）あたりの外気の温度変化量が取得される。同様に、湿度センサ８４の直前の検出結果とその１つ前の検出結果とを用いて１分あたりの外気の湿度変化量が取得され、濃度センサ８６の直前の検出結果とその１つ前の検出結果とを用いて１分あたりの外気のメタノール濃度変化量が取得される。
【００８２】
また、電圧検出回路６６および電流検出回路６８の直前の検出結果を用いて算出した出力と、電圧検出回路６６および電流検出回路６８のその１つ前の検出結果を用いて算出した出力との差を算出することによって、１分あたりのセルスタック１２の出力変化量が取得される。
【００８３】
なお、１回目のステップＳ９では、直前の検出結果として１回目のステップＳ７での検出結果が用いられ、その１つ前の検出結果としてステップＳ３での検出結果が用いられる。２回目以降のステップＳ９では、直前の検出結果として直前のステップＳ７での検出結果が用いられ、その１つ前の検出結果としてその１つ前のステップＳ７での検出結果が用いられる。
【００８４】
つづいて、ステップＳ９で取得した容積が第１閾値（たとえば２０ｍ3）未満かつ第２閾値（たとえば５ｍ3）以上か否かがＣＰＵ５４によって判定される。つまり、取得した容積が所定範囲内か否かが判定される（ステップＳ１１）。取得した容積が所定範囲内であれば、ＣＰＵ５４は、自動二輪車１００が狭い車庫内に配置されていると推定して当該容積に対応する継続時間を第１テーブル（表１参照）から取得する。第１テーブルから取得された継続時間は、第１継続時間としてメモリ５８に格納される。つまり、第１継続時間が設定される（ステップＳ１３）。その後、ステップＳ１５の判定に進む。
【００８５】
一方、取得した容積が第１閾値（ここでは２０ｍ3）以上であれば、セルスタック１２の劣化を促進させることがないほど車庫が大きいと推定してステップＳ１３を経由することなくステップＳ１５に進む。取得した容積が第２閾値（ここでは５ｍ3）未満であっても、たとえば自動二輪車１００の周囲に荷物等が置かれており、適切な容積を取得できなかったと推定してステップＳ１５に進む。つまり、取得した容積が所定範囲外であればステップＳ１３を経由することなくステップＳ１５に進む。
【００８６】
ステップＳ１５では、ステップＳ９で取得した温度変化量が第１閾値（たとえば１℃）以上かつ第２閾値（たとえば４℃）未満か否かがＣＰＵ５４によって判定される。つまり、取得した温度変化量が所定範囲内か否かが判定される。取得した温度変化量が所定範囲内であれば、ＣＰＵ５４は、自動二輪車１００が狭い車庫内に配置されていると推定して当該温度変化量に対応する継続時間を第２テーブル（表１参照）から取得する。第２テーブルから取得された継続時間は、第２継続時間としてメモリ５８に格納される。つまり、第２継続時間が設定される（ステップＳ１７）。その後、ステップＳ１９の判定に進む。
【００８７】
一方、取得した温度変化量が第１閾値（ここでは１℃）未満であれば、自然な温度推移の範囲内であって車庫内に配置されていないと推定してステップＳ１７を経由することなくステップＳ１９に進む。取得した温度変化量が第２閾値（ここでは４℃）以上であっても、自動二輪車１００を車庫外から車庫内に移動させた際に車庫内の暖房機器の影響等によって適切な温度変化量を取得できなかったと推定してステップＳ１９に進む。つまり、取得した温度変化量が所定範囲外であればステップＳ１７を経由することなくステップＳ１９に進む。
【００８８】
ステップＳ１９では、ステップＳ９で取得した湿度変化量が第１閾値（たとえば３％ＲＨ）以上かつ第２閾値（たとえば２０％ＲＨ）未満か否かがＣＰＵ５４によって判定される。つまり、取得した湿度変化量が所定範囲内か否かが判定される。取得した湿度変化量が所定範囲内であれば、ＣＰＵ５４は、自動二輪車１００が狭い車庫内に配置されていると推定して当該湿度変化量に対応する継続時間を第３テーブル（表１参照）から取得する。第３テーブルから取得された継続時間は、第３継続時間としてメモリ５８に格納される。つまり、第３継続時間が設定される（ステップＳ２１）。その後、ステップＳ２３の判定に進む。
【００８９】
一方、取得した湿度変化量が第１閾値（ここでは３％ＲＨ）未満であれば、自然な湿度推移の範囲内であって車庫内に配置されていないと推定してステップＳ１９を経由することなくステップＳ２３に進む。取得した湿度変化量が第２閾値（ここでは２０％ＲＨ）以上であっても、自動二輪車１００を車庫外から車庫内に移動させた際に車庫内の加湿器の影響等によって適切な湿度変化量を取得できなかったと推定してステップＳ２３に進む。つまり、取得した湿度変化量が所定範囲外であればステップＳ２１を経由することなくステップＳ２３に進む。
【００９０】
ステップＳ２３では、ステップＳ９で取得したメタノール濃度変化量が第１閾値（たとえば０．５ｐｐｍ）以上かつ第２閾値（たとえば４ｐｐｍ）未満か否かがＣＰＵ５４によって判定される。つまり、取得したメタノール濃度変化量が所定範囲内か否かが判定される。取得したメタノール濃度変化量が所定範囲内であれば、ＣＰＵ５４は、自動二輪車１００が狭い車庫内に配置されていると推定して当該メタノール濃度変化量に対応する継続時間を第４テーブル（表１参照）から取得する。第４テーブルから取得された継続時間は、第４継続時間としてメモリ５８に格納される。つまり、第４継続時間が設定される（ステップＳ２５）。その後、ステップＳ２７の判定に進む。
【００９１】
一方、取得したメタノール濃度変化量が第１閾値（ここでは０．５ｐｐｍ）未満であれば、自然な濃度推移の範囲内であって車庫内に配置されていないと推定してステップＳ２５を経由することなくステップＳ２７に進む。取得したメタノール濃度変化量が第２閾値（ここでは４ｐｐｍ）以上であっても、燃料タンク１４からのメタノール燃料漏れの影響等によって適切なメタノール濃度変化量を取得できなかったと推定してステップＳ２７に進む。つまり、取得したメタノール濃度変化量が所定範囲外であればステップＳ２５を経由することなくステップＳ２７に進む。ステップＳ２３で第２閾値以上の場合、燃料タンク１４や水溶液タンク１６が破損しているおそれがあるので、たとえば、表示部９８に所定のメッセージ等を表示させることによってその旨を自動二輪車１００のドライバ等に報知する処理等が行われる。
【００９２】
ステップＳ２７では、ステップＳ９で取得したセルスタック１２の出力変化量が第１閾値（たとえば２０Ｗ）以上かつ第２閾値（たとえば１６０Ｗ）未満か否かがＣＰＵ５４によって判定される。つまり、取得した出力変化量が所定範囲内か否かが判定される。取得した出力変化量が所定範囲内であれば、ＣＰＵ５４は、自動二輪車１００が狭い車庫内に配置されていると推定して当該出力変化量に対応する継続時間を第５テーブル（表１参照）から取得する。第５テーブルから取得された継続時間は、第５継続時間としてメモリ５８に格納される。つまり、第５継続時間が設定される。（ステップＳ２９）。その後、ステップＳ３１の判定に進む。
【００９３】
一方、取得した出力変化量が第１閾値（ここでは２０Ｗ）未満であれば、通常の出力推移の範囲内であって車庫内に配置されていないと推定しステップＳ２９を経由することなくステップＳ３１に進む。取得した出力変化量が第２閾値（ここでは１６０Ｗ）以上であっても、電圧検出回路６６や電流検出回路６８の誤検出等によって適切な出力変化量を取得できなかったと推定してステップＳ３１に進む。つまり、取得した出力変化量が所定範囲外であればステップＳ２９を経由することなくステップＳ３１に進む。ステップＳ２７で第２閾値以上の場合、電圧検出回路６６や電流検出回路６８が故障しているおそれがあるので、たとえば、表示部９８に所定のメッセージ等を表示させることによってその旨を自動二輪車１００のドライバ等に報知する処理等が行われる。
【００９４】
ステップＳ３１では、メモリ５８に継続時間が格納されているか否かがＣＰＵ５４によって判定される。第１〜第５継続時間のいずれか１つでもメモリ５８に格納されていれば継続時間をカウント中か否かがＣＰＵ５４によって判定される（ステップＳ３３）。継続時間をカウント中でなければ、メモリ５８に格納されている継続時間のうち最小の継続時間がＣＰＵ５４によって選択される（ステップＳ３５）。なお、メモリ５８に格納されている継続時間が第１〜第５継続時間のいずれか１つであれば、それが選択される。
【００９５】
つづいて、ＣＰＵ５４は、クロック回路５６からのクロックに基づいてステップＳ３５で選択した継続時間のカウント（計測）を開始する（ステップＳ３７）。そして、ステップＳ３９で継続時間が経過すれば、ＣＰＵ５４は、水溶液ポンプ２４およびエアポンプ４０等の補機類を停止させ、セルスタック１２の発電を停止させる（ステップＳ４１）。その後、たとえば表示部９８に所定のメッセージ等を表示させることによって、セルスタック１２の劣化を抑えるために発電を停止したことを自動二輪車１００のドライバ等に報知し（ステップＳ４３）、終了する。
【００９６】
ステップＳ３９で継続時間が経過するまでは、ステップＳ４５でメインスイッチ９２がオンされない限りステップＳ５に戻り、ステップＳ５以降の処理を繰り返す。
【００９７】
また、ステップＳ３３で継続時間をカウント中であればステップＳ３５およびＳ３７を経由することなくステップＳ３９に進む。
【００９８】
さらに、ステップＳ３１でメモリ５８に継続時間が格納されていなければ継続時間をカウント中か否かを確認する（ステップＳ４７）。そして、継続時間をカウント中であれば、カウントを停止するとともにメモリ５８に格納されている全ての継続時間をクリアし（ステップＳ４９）、ステップＳ４５に進む。つまり、以前に継続時間のカウントを開始している場合であっても、たとえば車庫が開扉されて外部との空気の流通が円滑に行われるようになった場合（車庫内の空間が閉空間でなくなった場合）は、カウントを停止するとともに設定した継続時間をクリアする。
【００９９】
なお、継続時間をカウント中であっても、二次電池６０の蓄電率が上限値（ここでは９８％）に達すればセルスタック１２の発電が停止される。同様に、継続時間をカウント中であっても、停止ボタン９６ｂが押されればセルスタック１２の発電が強制停止される。
【０１００】
また、ステップＳ９でソナー８８ａ〜８８ｅのうち１つでも距離を検出できない場合は、自動二輪車１００が車庫内に配置されていない（車庫が外部に開放されている）と推定して、ステップＳ１３を経由しないようにすればよい。
【０１０１】
また、２回目以降のステップＳ９では、直前の検出結果として直前のステップＳ７での検出結果を用い、その１つ前の検出結果としてその１つ前のステップＳ７での検出結果を用いる場合について説明したが、これに限定されない。２回目以降のステップＳ９において、１回目の検出結果（ステップＳ３での検出結果）と、直前のステップＳ７での検出結果とを用いて各種変化量を取得するようにしてもよい。
【０１０２】
さらに、１回目の各種情報の検出（ステップＳ３での検出）は、自動二輪車１００の運転停止前であってもよい。
【０１０３】
なお、ステップＳ５での所定時間（待機時間）は、上述の１分に限定されず、任意に設定できる。ステップＳ５の所定時間を１分以外に設定する場合、ステップＳ９で１分あたりの各種変化量を求める演算をすればよい。また、この場合、１分以外の所定時間あたりの変化量と継続時間との対応関係を記録した第２〜第５テーブルを準備しておくようにしてもよい。
【０１０４】
このような燃料電池システム１０によれば、発信器９０ａおよび受信器９０ｂをそれぞれ有するソナー８８ａ〜８８ｅを用いて車庫の容積を簡単に取得できる。そして、取得した車庫の容積が所定範囲（第１閾値未満かつ第２閾値以上）であればセルスタック１２の発電を停止させる。第１閾値（ここでは２０ｍ3）は、それよりも小さければ車庫内で発電を継続させることによってセルスタック１２の劣化を促進させるおそれがある値に設定されている。このような第１閾値と車庫の容積との比較結果に基づいてセルスタック１２の発電を停止させることによって、セルスタック１２の劣化を確実に抑えることができる。また、第２閾値（ここでは５ｍ3）は、取得した容積が自動二輪車１００を配置する車庫の容積としては小さいと考えられる値に設定されており、取得した容積がこのような第２閾値未満であれば車庫の容積を適切に取得できていないおそれが大きい。したがって、取得した容積がこのような第２閾値未満であれば、セルスタック１２の発電を継続させることによって、劣化を促進させるおそれが小さいにもかかわらず誤ってセルスタック１２の発電を停止させるといったことを防止できる。
【０１０５】
ソナー８８ａ〜８８ｅの検出結果に基づく第１、第２および第３寸法を用いて車庫の正確な容積を簡単に取得できる。
【０１０６】
車庫の容積（閉空間の体積）、外気の温度変化量、湿度変化量およびメタノール濃度変化量、ならびに出力変化量に基づいて第１〜第５テーブルから取得した第１〜第５継続時間のうち最小の継続時間が経過するまではセルスタック１２の発電を継続させる。これによって、自動二輪車１００が狭い車庫内に配置されている場合であっても、劣化を促進させない範囲でセルスタック１２の発電を継続させることができる。
【０１０７】
自動二輪車１００が運転停止状態であるときに取得した適切な車庫の容積に基づいてセルスタック１２の発電を停止させることができるので、誤ってセルスタック１２の発電を停止させるといったことを防止できる。自動二輪車１００が運転停止状態であるか否かは、メインスイッチ９２がオフされたか否かに基づいて簡単に判定できる。
【０１０８】
大型の燃料電池では発電に用いられる空気中の酸素の減少に伴って局所的に発電しやすく劣化が促進されやすいので、この発明は、大型のセルスタック１２によって電力を供給する必要がある自動二輪車１００に好適に用いられる。
【０１０９】
なお、図５の動作では、指示検出手段としても機能するＣＰＵ５４が指示手段であるメインスイッチ９２のオフを検出することによってステップＳ３に進む場合について説明したが、ステップＳ３に進む契機はこれに限定されない。
【０１１０】
たとえば、メータ１１６からの電動モータ１１２の状況に関する情報に基づいてステップＳ３に進むようにしてもよい。具体的には、電動モータ１１２の回転数に基づいて自動二輪車１００の走行速度を検出し、走行していない状態が一定時間継続すれば運転停止状態であると判定してステップＳ３に進むようにしてもよい。この場合、ＣＰＵ５４がメータ１１６からの情報に基づいて自動二輪車１００の速度を検出する速度検出手段としても機能する。
【０１１１】
また、ドライバがシートに座っていることを検出するための加重センサを搭乗検出手段として設け、ドライバがシートに座っていない状態を加重センサが一定時間継続して検出すれば運転停止状態であると判定してステップＳ３に進むようにしてもよい。つまり、自動二輪車１００にドライバ（乗員）が搭乗していないことを一定時間継続して検出すれば運転停止状態であると判定してステップＳ３に進むようにしてもよい。
【０１１２】
このように、速度検出手段、搭乗検出手段および指示検出手段のいずれかの検出結果に基づいてステップＳ３に進むようにすればよい。この他にも、自動二輪車１００の傾きを検出するジャイロセンサ等の傾き検出手段が、スタンド等の支持手段によって支持された状態の傾きであることを一定時間継続して検出すれば運転停止状態であると判定してステップＳ３に進むようにしてもよい。
【０１１３】
なお、図５の動作では、セルスタック１２の発電を停止させるまでの経過情報として経過時間を設定する場合について説明したが、経過情報はこれに限定されない。
セルスタック１２におけるメタノールの消費量と酸素の消費量とは略比例するので、車庫内でセルスタック１２の発電を継続させた場合の車庫内の空気の酸素濃度は、メタノールの消費量に基づいて推定できる。上述のように、燃料電池システム１０では、セルスタック１２に循環供給される水溶液タンク１６内のメタノール水溶液を所定濃度かつ所定量に保つように、水溶液タンク１６に燃料タンク１４および水タンク４４からメタノール燃料および水が供給される。したがって、燃料タンク１４からのメタノール燃料の消費量（供給量）がセルスタック１２におけるメタノールの消費量に対応する。このことから、車庫内の空気の酸素濃度が所定値（ここでは１８％）未満にならないようなメタノール燃料の消費量を設定し、当該消費量のメタノール燃料を消費すれば発電を停止させることによっても、劣化を促進させない範囲でセルスタック１２の発電を継続させることができる。
発電を停止させるまでのメタノール燃料の消費量（以下、『停止までの消費量』という）を、車庫の容積、外気の温度変化量、湿度変化量およびメタノール濃度変化量、ならびに出力変化量に基づいて設定するための第６〜第１０テーブルを以下の表２に示す。
【０１１４】
【表２】
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【０１１５】
第６テーブルには、車庫の容積と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の停止までの消費量との対応関係が記録されている。第６テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、劣化を促進させない程度のメタノール燃料の消費量を調べることによって得られたものである。
【０１１６】
第７テーブルには、１分あたりの外気の温度変化量と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の停止までの消費量との対応関係が記録されている。第７テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、１分あたりの温度変化量と、劣化を促進させない程度のメタノール燃料の消費量との対応関係を調べることによって得られたものである。
【０１１７】
第８テーブルには、１分あたりの外気の湿度変化量と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の停止までの消費量との対応関係が記録されている。第８テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、１分あたりの湿度変化量と、劣化を促進させない程度のメタノール燃料の消費量との対応関係を調べることによって得られたものである。
【０１１８】
第９テーブルには、１分あたりの外気のメタノール濃度変化量と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の停止までの消費量との対応関係が記録されている。第９テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、１分あたりのメタノール濃度変化量と、劣化を促進させない程度のメタノール燃料の消費量との対応関係を調べることによって得られたものである。
【０１１９】
第１０テーブルには、１分あたりのセルスタック１２の出力変化量と、セルスタック１２の劣化を促進させない程度の停止までの消費量との対応関係が記録されている。第１０テーブルは、容積の異なる複数の車庫内でセルスタック１２をそれぞれ発電させ、１分あたりの出力変化量と、劣化を促進させない程度のメタノール燃料の消費量との対応関係を調べることによって得られたものである。
【０１２０】
このような第６〜第１０テーブルを用いて停止までの消費量を設定する場合、図５の動作においてステップＳ１３，Ｓ１７，Ｓ２１，Ｓ２５，Ｓ２９〜Ｓ３９，Ｓ４７およびＳ４９の『経過時間』を『消費量』に代え、ステップＳ３９の『継続時間経過か？』を『消費量消費したか？』に代えればよい。この場合、メタノール燃料の消費量は、燃料ポンプ２２の駆動時間および出力（吐出量）に基づいてＣＰＵ５４によって検出される。つまり、ＣＰＵ５４が消費量検出手段としても機能する。なお、セルスタック１２の出力からもメタノール燃料の消費量は検出（推定）できるので、セルスタック１２の所定時間あたりの出力に基づいてメタノール燃料の消費量を検出するようにしてもよい。
【０１２１】
この他にも、セルスタック１２による二次電池６０の充電に関する情報や、水タンク４４内の水（反応生成水）の増加量を経過情報として設定するようにしてもよい。充電に関する情報としては、充電に伴う二次電池６０の蓄電率や温度の増加量（上昇幅）を経過情報として設定することができる。二次電池６０の蓄電率および温度の増加量、ならびに水タンク４４内の水の増加量（水タンク４４への水の供給量）はいずれも酸素の消費量に略比例するので、これらのいずれかが所定値に達すれば発電を停止させることによっても、劣化を促進させない範囲でセルスタック１２の発電を継続させることができる。
【０１２２】
なお、上述の実施形態では、ソナー８８ａ〜８８ｅの検出結果を用いて、車庫内の幅、奥行および高さの寸法を取得する場合について説明したが、高さの寸法には予め設定された値（たとえば２．３ｍ）を用いるようにしてもよい。この場合、ソナー８８ｅは省略できる。
【０１２３】
また、上述の実施形態では、それぞれ発信器９０ａと受信器９０ｂとを有するソナー８８ａ〜８８ｅを用いる場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。１つの発信手段から複数の方向に発せられた検出信号の反射信号を複数の受信手段によって受けるようにしてもよい。
【０１２４】
また、受信手段は１つであってもよい。この場合、たとえば、四方および上方等の異なる方向からの反射信号を１つの受信手段で受けるように、向き変更手段によって受信手段の向きを変更すればよい。
【０１２５】
さらに、上述の実施形態では、発信器９０ａと受信器９０ｂとを含むソナー８８ａ〜８８ｅによって、超音波を用いて物体までの距離を検出する場合について説明したが、レーザ等の光を用いて物体までの距離を検出するようにしてもよい。具体的には、発信手段の他の例であるＬＥＤと受信手段の他の例であるＣＣＤとを含むレーザスキャナを用い、検出信号としてＬＥＤから発せられたレーザの反射光を反射信号としてＣＣＤで受けるようにしてもよい。レーザスキャナの他にも、たとえば赤外光等を用いて物体までの距離を検出可能なカメラ等を用いるようにしてもよい。
【０１２６】
なお、上述の実施形態では、車庫の容積（自動二輪車１００が配置される空間の体積）、外気の温度変化量、湿度変化量およびメタノール濃度変化量、ならびに出力変化量のいずれかに基づいてセルスタック１２の発電を停止させる場合について説明したが、取得した車庫の容積のみに基づいてセルスタック１２の発電を停止させるようにしてもよい。
【０１２７】
また、上述の実施形態では、アルコールの一例であるメタノールを含むメタノール水溶液を燃料として用いる場合について説明したが、燃料はこれに限定されず、アルコールの他の例であるエタノールを含むエタノール水溶液を燃料として用いてもよい。また、燃料は、アルコール系燃料に限定されず、ジメチルエーテル等のエーテルを含むエーテル系燃料であってもよい。
【０１２８】
さらに、上述の実施形態では、直接メタノール型燃料電池システムについて説明したが、この発明はこれに限定されない。この発明は、改質器搭載型燃料電池システムや水素ガスを燃料として燃料電池に供給する水素型燃料電池システムにも適用できる。
【０１２９】
なお、この発明の燃料電池システムは、自動二輪車だけではなく、自動車、船舶等の任意の輸送機器に好適に用いることができる。また、この発明の燃料電池システムは、パーソナルコンピュータ（パソコン）や携帯電話等の電子機器にも好適に用いることができる。たとえば、この発明の燃料電池システムをノート型（可搬型）パソコンに用いる場合は、図５のステップＳ１において、ジャイロセンサによって検出されるノート型パソコンの傾きやラップトップの開閉状態に基づいて、当該パソコンが運転停止状態か否かを判定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】この発明の一実施形態の燃料電池システムの主な構成を示すシステム図である。
【図２】この発明の一実施形態の燃料電池システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の一実施形態の燃料電池システムが搭載される自動二輪車を示す左側面図である。
【図４】図３の自動二輪車を示す右側面図である。
【図５】この発明の一実施形態の燃料電池システムの主な動作の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０      燃料電池システム
１２      セルスタック
１８      燃料電池（燃料電池セル）
２２      燃料ポンプ
５２，６２      コントローラ
５４      ＣＰＵ
５６      クロック回路
５８      メモリ
８８ａ〜８８ｅ      ソナー
９０ａ      発信器
９０ｂ      受信器
９２      メインスイッチ
１００      自動二輪車
【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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