燃料電池を搭載した移動体及びその制御方法
【課題】本発明は、燃料電池を搭載した移動体において、水素が漏洩した場合におけるフェイルセーフに関連し、電装部品に障害が生じた場合、即時に緊急停止をしなくてもフェイルセーフが犠牲にならず適切な制御が実行される移動体（燃料電池車両）を提供する。
【解決手段】燃料電池(21)を搭載した移動体(10)において、第１ヒューズ(1a,1b)に連結し前記水素を感知する水素センサ(41,42)と、前記第１ヒューズ(1a,1b)とは別の第２ヒューズ(2a,2b,2c1,2c2)に連結し漏洩した前記水素を換気する換気ファン(61,62,63)と、前記第１ヒューズ(1)及び前記第２ヒューズ(2)のうちいずれか一方が溶断した場合に動作する警告手段(43)とを、備え、前記警告手段(43)の動作後に溶断していない他方のヒューズ(2,1)に連結する前記水素センサ(41,42)の水素感知又は換気ファン(61,62,63)の動作停止に基づいて緊急停止することを特徴とする。
【解決手段】燃料電池(21)を搭載した移動体(10)において、第１ヒューズ(1a,1b)に連結し前記水素を感知する水素センサ(41,42)と、前記第１ヒューズ(1a,1b)とは別の第２ヒューズ(2a,2b,2c1,2c2)に連結し漏洩した前記水素を換気する換気ファン(61,62,63)と、前記第１ヒューズ(1)及び前記第２ヒューズ(2)のうちいずれか一方が溶断した場合に動作する警告手段(43)とを、備え、前記警告手段(43)の動作後に溶断していない他方のヒューズ(2,1)に連結する前記水素センサ(41,42)の水素感知又は換気ファン(61,62,63)の動作停止に基づいて緊急停止することを特徴とする。
【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移動体に関連する技術分野に属し、特に、燃料である水素が漏洩した場合における移動体の信頼性設計（フェイルセーフ）に関連する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を搭載する車両（移動体）は、燃料ガス（水素）とエア（酸素）とを単セルに供給して電気化学反応により動力源となる起電力を得ている。
この燃料電池は、数十から数百の単セルが積層し直列に配列して構成された組電池の一種であって、全体として数百Ｖの起電力を出力する。
【０００３】
一方、燃料ガスである水素は、漏洩するとその低比重性により車両の閉空間の上部に滞留しやすい性質を有している。このために、水素が漏洩した場合は、漏洩した水素が滞留しやすい空間を形成し、この空間に水素センサを配置して、水素漏洩を即座に感知する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また水素は、エアと混合させて着火して爆発を起こす最低濃度（爆発下限界濃度）が、約４％といわれている。このため、換気ファン等を設置して、漏洩した水素の滞留した空間に気流を発生させて、溜まった水素を大気放出させることも検討されている。
【０００４】
ところで、このような水素センサや換気ファンは、定格以上の大電流から電気回路を保護するために、ヒューズを介して車載電源（鉛蓄電池、燃料電池等）に接続されている。
そして、これら水素センサや換気ファンの電力供給を仲介するヒューズが溶断すると、車両（移動体）は、フェイルセーフの観点から緊急停止をするように制御されている。
【特許文献１】特開２００３−１８２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これら水素センサ及び換気ファンのうち少なくとも一方が動作可能であれば、漏洩した水素が知らないうちに高濃度になって車両に蓄積される事態は回避できるはずである。また、水素センサ及び換気ファンに接続するヒューズが他の電装部品と共有である場合は、この他の電装部品が原因でヒューズが溶断すると水素センサ及び換気ファンに障害が生じたわけでないのに、車両が緊急停止する結果になる。つまり、従来の車両制御は、電装部品に何らかの障害が発生した場合は、安易に車両を緊急停止させる制御を選択し、乗員に対して不便を与える問題が存在した。
【０００６】
本発明は、前記した問題を解決することを課題とし、電装部品に障害が生じた場合、即時に緊急停止をしなくてもフェイルセーフが犠牲にならず、燃料ガスである水素が漏洩しても適切な制御を実行する燃料電池を搭載した移動体を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するために本発明に係る燃料電池を搭載した移動体は、水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体において、第１ヒューズを介して駆動電力が供給され漏洩した前記水素を感知する水素センサと、前記第１ヒューズとは別の第２ヒューズを介して駆動電力が供給され漏洩した前記水素を換気する換気ファンと、前記第１ヒューズ及び前記第２ヒューズのうちいずれか一方が溶断した場合に動作する警告手段とを、備え、前記警告手段の動作後に他方のものの溶断又はこの他方のものを介して駆動電力が供給される前記水素センサの水素感知に基づいて緊急停止することを特徴とする。
【０００８】
かかる構成により、水素センサ及び換気ファンはそれぞれ別個のヒューズを介して電源が供給されることになる。これにより、水素センサ及び換気ファンのいずれか一方に障害が生じ対応するヒューズが溶断しても他方には影響が及ばない。
また第１ヒューズ及び第２ヒューズのいずれか一方が溶断している状態では、車両（移動体）は、緊急停止には至らないものの、警告灯（警告手段）が点灯しているために乗員は点検整備を促されることになる。
なお、このような警告灯の点灯期間に水素漏洩が発生すると、水素センサのみが正常動作している場合は、その旨を感知してから緊急停止すれば、フェイルセーフに基づいて信頼性が確保される。一方、換気ファンのみが正常動作している場合は、この換気ファンを強制駆動させれば、車体に水素が漏洩しても蓄積することがなく、第２ヒューズが溶断する等この換気ファンが動作停止に至ってから緊急停止すればフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
【０００９】
さらに本発明において、前記水素センサは、前記燃料電池及び接続する水素補給路から漏洩した水素を検出する第１水素センサと、前記水素を貯蔵する水素ボンベ及び接続する水素補給路から漏洩した水素を検出する第２水素センサとであり、前記換気ファンは、前記第１水素センサの近傍に気流を生じさせる第１換気ファンと、前記第１換気ファンとは別に設けられ第２水素センサの近傍に気流を生じさせる第２換気ファンと、であることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成により、第１換気ファン及び第２換気ファンの配置を最適化することにより、漏洩した水素が蓄積しやすい燃料電池及び水素ボンベの上部（水素センサが設置されている近傍）に気流を集中させることができる。これにより、蓄積した漏洩水素を効率的に換気することができる。
【００１１】
さらに本発明において、前記換気ファンは、ラジエータの冷却ファンが兼用していることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、燃料電池を冷却した後のラジエータの冷却ファンの排気は、漏洩して車体のフロアパネルの下側の空間に蓄積している水素を換気しつつ車外に放出されることになる。
【００１３】
さらに本発明は、水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体の制御方法において、漏洩した前記水素を感知する水素センサへの電力供給を仲介する第１ヒューズが溶断するとその旨が警告されるとともにこの漏洩した水素を換気する換気ファンが強制駆動する段階と、前記換気ファンへの電力供給を仲介する第２ヒューズが溶断すると緊急停止する段階とを、含むことを特徴とする。
【００１４】
かかる構成により、第１ヒューズが溶断して水素センサに障害が発生した場合であっても、移動体は即時に緊急停止することなく、警告により点検整備を促す。そして、この警告期間中に水素が漏洩しても換気ファンが強制駆動しているので水素が高濃度に蓄積することがない。なお、この警告期間中に、第２ヒューズが溶断して換気ファンに障害が発生した場合は、車両は緊急停止してフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
【００１５】
さらに本発明は、水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体の制御方法において、漏洩した前記水素を換気する換気ファンへの電力供給を仲介する第２ヒューズが溶断するとその旨が警告される段階と、水素センサが前記水素の漏洩を感知するか又はこの水素センサへの電力供給を仲介する第１ヒューズが溶断すると緊急停止する段階とを、含むことを特徴とする。
【００１６】
かかる構成により、第２ヒューズが溶断して換気ファンに障害が発生した場合であっても、移動体は即時に緊急停止することなく、警告により点検整備を促す。そして、この警告期間中に水素が漏洩すると水素センサがこれを感知して車両は緊急停止してフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、電装部品に障害が生じた場合、即時に緊急停止をしなくてもフェイルセーフが犠牲にならず、燃料ガスである水素が漏洩しても適切な制御を実行し信頼性の高い燃料電池を搭載した移動体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の燃料電池を搭載した車両（移動体）の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る燃料電池を搭載した車両１０の実施形態を示す縦断面図である。
車両１０は、乗員空間であるキャビンＣと、このキャビンＣとの連続空間であるとともに荷物を収納するトランクルームＴとを備えている。そして、このキャビンＣ及びトランクルームＴの連続空間は、ダッシュボードパネル５１、フロントフロアパネル５２、リアフロアパネル５３、トランクフロアパネル５４、フロントガラス５６、ルーフパネル５７、リアゲート５８及びサイドドア（図示せず）により形成されている。
【００１９】
このうち、ダッシュボードパネル５１は、ボンネット５５及びフェンダパネル（図示せず）により形成されるモータルームＭとキャビンＣとを区画するものである。
フロントフロアパネル５２は、ダッシュボードパネル５１からの連続体であって、上側に一対のフロントシート７１が固定されている。そしてフロントフロアパネル５２は、この一対のフロントシート７１に挟まれる部分が隆起してセンタコンソールＳを形成している。
リアフロアパネル５３は、フロントフロアパネル５２からの連続体であって、上側にリアシート７２が固定され、下側がリアルームＵになっている。
トランクフロアパネル５４は、リアフロアパネル５３からの連続体であって、水素ボンベ３０を下側に配置させるボンベルームＢとトランクルームＴとを仕切っている。
【００２０】
そして、モータルームＭ、センタコンソールＳ、リアルームＵ及びボンベルームＢは、走行中の跳ね上げ（チッピング）を防御するアンダカバー５９が車底に配置されていることにより、車両１０のフロント側からリア側にかけて連続して繋がった空間になっている。
【００２１】
モータルームＭには、車両１０を走行させたり減速時に回生電力を発生させたりする走行モータ６５と、燃料電池２１が発電するのに必要な酸素（エア）を供給するエアコンプレッサ６６と、車両１０に搭載される各種電装部品の駆動電力を供給する低圧二次電池２４（鉛蓄電池、１２Ｖ電源）と、発電に伴い発熱する燃料電池２１を図示しない循環液により冷却するためのラジエータ６０と、このラジエータ６０に送風して熱交換を促進させる冷却ファン６３とが、収納されている。
【００２２】
センタコンソールＳ及びリアルームＵには、水素と酸素の電気化学反応により発電して走行モータ６５に電力を供給する燃料電池２１と、走行モータ６５の要求電力のうち燃料電池２１の発電のみでは不足する電力を供給したり走行モータ６５で発生した回生電力を充電したりする高圧二次電池２２（リチウム蓄電池）と、これら電源及び走行モータ６５間の供給電力及び回生電力のやりとりの制御を行う電源管理制御部２３と、図示しない車内ＬＡＮを介して車両１０の各種電装部品と接続し全体の制御を統括するＥＣＵ６４（Electronic control unit）とが、収納されている。
【００２３】
さらにセンタコンソールＳには図示しないサブフレームに底面側を固定した燃料電池２１が収納され、リアルームＵには水素ボンベ３０からの水素補給路３１が配置されこの燃料電池２１に接続している。そして、この燃料電池２１、水素補給路３１、及び図示しない補機の接続部分やその他の部分から水素が漏洩した場合、水素の低比重性によりセンタコンソールＳの内側上部に滞留することになる。
【００２４】
そして、このセンタコンソールＳの内側上部には、漏洩した水素を感知する第１水素センサ４１が設けられている。さらに、センタコンソールＳには、第１水素センサ４１の近傍に気流を生じさせるための第１換気ファン６１が設けられている。そして、第１水素センサ４１で漏洩水素が感知された後、この第１換気ファン６１が動作することにより、センタコンソールＳの内側上部に滞留した水素は、車外に排出されることになる。
【００２５】
ボンベルームＢは、燃料電池２１を発電させるための水素燃料を貯蔵する水素ボンベ３０が収容されている。そして、この水素ボンベ３０及びこれに接続する水素補給路３１の部分から漏洩した水素は、水素の低比重性によりボンベルームＢの内側上部に滞留することになる。
【００２６】
そして、このボンベルームＢの内側上部には、漏洩した水素を感知する第２水素センサ４２が設けられている。さらに、ボンベルームＢには、第２水素センサ４２の近傍に気流を生じさせるための第２換気ファン６２が設けられている。そして、第２水素センサ４２で漏洩水素が感知された後、この第２換気ファン６２が動作することにより、ボンベルームＢの内側上部に滞留した水素は、外部に排出（換気）されることになる。
【００２７】
なお、第１換気ファン６１及び第２換気ファン６２は、必須の構成要素ではなく、前記したラジエータ６０の冷却ファン６３が第３換気ファン６３として兼用されて、漏洩水素の換気機能を担う場合がある。この場合、ラジエータ６０からの排気は、モータルームＭを通過して、センタコンソールＳに入り水素を換気しつつ、さらにリアルームＵを通過してボンベルームＢに入り水素を換気して、車外に放出されることになる。
【００２８】
一方、漏洩水素の換気用として第１換気ファン６１及び第２換気ファン６２を別個に設けることにより、これらの配置を最適化して、漏洩した水素が蓄積しやすい燃料電池及び水素ボンベの上部（水素センサ４１，４２が設置されている近傍）に気流を集中させることができる。これにより、蓄積した漏洩水素を効率的に換気することができる。
なお、ラジエータ６０の冷却ファン６３（６３Ａ，６３Ｂ）は（図２参照）、一般に二つが車幅方向に並列配列されており、対応するヒューズ２ｃ１，２ｃ２がそれぞれ図示するように別個に設けられている。
【００２９】
次に、図２を参照して車両１０に搭載される各種電源部品、電装部品及びそれらの電源回路構成について説明する。
燃料電池２１は、複数（例えば、２００〜４００）の単セル（図示略）が厚み方向に積層されて直列に配列してなり、剛性の高い筐体に収納されている。
この単セルは、それぞれ電解質膜と、その両面にそれぞれ配置されるアノード極及びカソード極と、燃料ガス（水素）の流路及び酸化ガス（エア（酸素））の流路が設けられているセパレータとを、構成要素としている。
このように構成される単セルは、燃料ガス（水素）と酸化ガス（酸素）との電気化学反応により０．７Ｖ程度の起電力を発生するとともに、積層する単セルが直列に配列してなる燃料電池２１は、発電により全体として数百Ｖの起電力を出力する。
【００３０】
ＰＤＵ６７（Power Drive Unit）は、電源管理制御部２３から直流電力を入力し、３相交流電力に変換して走行モータ６５に出力するものである。
【００３１】
電源管理制御部２３は、電力分配装置２３ａと、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂと、から構成されている。
このように構成される電源管理制御部２３は、燃料電池２１の出力電力を電力分配装置２３ａを介してＰＤＵ６７やエアコンプレッサ６６等に出力する。
そして、ＰＤＵ６７に必要な電力が燃料電池２１の出力だけでは不足するときにその不足分を高圧二次電池２２から電力分配装置２３ａを介してＰＤＵ６７やエアコンプレッサ６６等に出力する。
さらに電源管理制御部２３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂを介して、車両１０に搭載されている電装部品に駆動電力を供給するものである。
【００３２】
また電源管理制御部２３は、燃料電池２１の出力電力が、ＰＤＵ６７の要求電力を超えるときには燃料電池２１の超過電力を高圧二次電池２２側に充電するものである。
さらに電源管理制御部２３は、走行モータ６５を、運動エネルギーから電気エネルギーに変換する発電機として利用し、車両１０の減速時に発生した回生電力を回収し高圧二次電池２２に充電する。
なお、電源管理制御部２３は、エアコンプレッサ６６及びＰＤＵ６７に供給する電力として、燃料電池２１からの出力を優先して、不足分を高圧二次電池２２から補助（アシスト）するように制御している。
【００３３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂは、電力分配装置２３ａの出力電圧に対し降圧動作をし、車載されている電装部品に対して駆動電力を供給するものである。
これら電装部品とは、ヒューズ１，２，３，４を介して電源回線Ａに接続している、換気ファン６１，６２，６３、水素センサ４１，４２、ＥＣＵ６４、警告灯４３、及びその他の電装部品４４，４５，４６，４７（例えば、パワステ、ヘッドライト、エアコン、カーステレオ等）である。
さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂは、低圧二次電池２４（鉛蓄電池，１２Ｖバッテリ）を高圧電源（燃料電池２１，高圧二次電池２２）により充電させる機能も有している。
【００３４】
なお、ヒューズ１，２，３，４のうち、換気ファン６１，６２，６３及び水素センサ４１，４２を除く電装部品４４，４５，４６，４７への電力供給を仲介するヒューズ３，４は、共有されている場合がある。
そして、ヒューズ１，２，３，４は、連結する電装部品４１，４２，４３，４４，４５,４６，４７，６１，６２，６３，６４のうちいずれかが故障して過剰電流が流れると、溶断して対応する電装部品への電力供給を遮断する。
また、ヒューズ１，２，３，４が溶断すると、その旨の情報がＥＣＵ６４に対して通報されるようになっている。これにより、ヒューズ１，２，３，４の溶断が発生すると、ＥＣＵ６４は、後記するように予め定められた制御フローに則って車体の制御を行う（図３参照）。
【００３５】
そして、これらヒューズ１，２，３，４と、各種電装部品４１，４２，４３，４４,４５,４６,４７，６１，６２，６３，６４との間は、ＥＣＵ６４の判断で開閉するリレー６，７が設けられている。
ちなみに、図示略とされているが、電力分配装置２３ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂも、駆動電力を低圧二次電池２４からとっており、電源回線Ａにヒューズ４を介して接続される電装部品の一つである。
また、これらヒューズ１，２，３，４及びリレー６，７は、図示しないヒューズボックスに集約されており、車載されるほとんどの電装部品は、このヒューズボックスを介して駆動電力が供給されている。
【００３６】
このＥＣＵ６４は、イグニッションスイッチ５の３つの設定ポジションであるＯＦＦモード、アクセサリモード、ＯＮモードのいずれかに対応して、制御対象の電装部品に対応するリレー６，７の開閉を行う。
ＥＣＵ６４の動作の一例について述べると、イグニッションスイッチ５がアクセサリモードに設定されると、低圧二次電池２４から駆動電力の供給を受ける電装部品４１，４２，４６，４７，６１，６２に対応するリレー６が閉状態になったり、イグニッションスイッチ５がＯＮモードに設定されるとさらに電装部品４４，４５，６３に対応するリレー６が閉状態になったりする。
また、ＥＣＵ６４は、ヒューズ１，２，３，４のいずれかが溶断すると、リレー７を閉状態にして警告灯４３（警告手段）を点灯させ乗員にその旨を通告する。なお、警告手段としては、音声等で乗員に知らせるものであってもよい。
【００３７】
水素センサ４１，４２は、ぞれぞれ第１ヒューズ１（１ａ，１ｂ)に連結しこれを介して駆動電力の供給を受けている。なお、この第１ヒューズ１（１ａ，１ｂ)には、水素センサ４１，４２以外のものは連結していない。なお、図面では水素センサ４１，４２がそれぞれ別個の第１ヒューズ１ａ，１ｂに接続されているが、複数の水素センサ４１，４２が一個の第１ヒューズ１を共有することは許容される。
【００３８】
換気ファン６１，６２，６３Ａ，６３Ｂは、それぞれ第２ヒューズ２（２ａ，２ｂ，２ｃ１，２ｃ２）に連結しこれを介して駆動電力の供給を受けている。なお、この第２ヒューズ２には、換気ファン６１,６２,６３Ａ，６３Ｂ以外のものは連結していない。なお、図面では換気ファン６１，６２がそれぞれ別個の第２ヒューズ２ａ，２ｂに接続されているが、一個の第２ヒューズ２を共有することは許容される。
【００３９】
このように構成されることにより、水素センサ４１，４２及び換気ファン６１，６２，６３はそれぞれ別個のヒューズ２，３を介して電源（燃料電池２１，高圧二次電池２２，低圧二次電池２４）に連結し、駆動電力が供給されることになる。これにより、水素センサ４１，４２及び換気ファン６１，６２，６３のうちいずれかの障害により対応するヒューズ２，３が溶断しても、その他のものには影響が及ばない。
【００４０】
このために、水素センサ４１，４２が感知不能になって、換気ファン６１，６２，６３が正常であれば、この換気ファン６１，６２，６３を強制駆動させれば、例え、水素の漏洩が発生しても車両１０の信頼性は損なわれない。また、換気ファン６１，６２，６３が動作不能になって、水素センサ４１，４２が正常であれば、水素が漏洩すればこれを感知することができる。
そして、水素センサ４１，４２及び換気ファン６１，６２，６３の双方のヒューズ２，３が溶断したときは、水素漏洩に対して対処不能になるので、そのときになって最終手段である車両１０を緊急停止させる等の緊急手段をとれば車両１０の信頼性は保たれる。また乗員に無用の不便を与えることがない。
【００４１】
ただし、第１ヒューズ１及び第２ヒューズ２のいずれか一方が溶断している状態では、警告灯４３が点灯しているために、乗員は点検整備を促されることになるため、警告灯４３の点灯期間に、水素漏洩が発生し、車両１０が緊急停止に至るのは極めてまれであると考えられる。
このように、水素センサ４１，４２のみが正常動作している場合は、その旨を感知してから緊急停止すればフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
一方、換気ファン６１，６２，６３のみが正常動作している場合は、この換気ファン６１，６２，６３を強制駆動させれば車両１０に水素が蓄積することがない。そして、第２ヒューズ２が溶断する等この換気ファン６１，６２，６３が動作停止に至ってから緊急停止すればフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
【００４２】
次に図３のフローチャートを参照して（適宜図２参照）本発明に係る燃料電池を搭載した移動体の制御方法の実施形態を説明する。
イグニッションスイッチ５をＯＮモードに設定すると（Ｓ０１）、エアコンプレッサ６６及び水素ボンベ３０から、それぞれエア及び水素が燃料電池２１に供給されて発電が開始される。
そして、水素センサ４１，４２は、センシングを開始して、もしも水素を感知するとＥＣＵ６４は、所定のフローに基づいて車両１０を制御する（Ｓ１０）。そして、水素センサ４１，４２又は換気ファン６１，６２，６３に連結するヒューズ１，２が溶断しない限り、この通常の水素感知フローが継続する（Ｓ１１：Ｎｏ、Ｓ２１：Ｎｏ）。
【００４３】
ここで、何らかの理由により水素センサ４１，４２に連結する第１ヒューズ１ａ，１ｂのいずれかが溶断したとする（Ｓ１１：Ｙｅｓ）。すると、その旨を警告する警告灯４３が点灯するとともに(Ｓ１２)、換気ファン６１，６２，６３が強制駆動する(Ｓ１３)。これにより、水素センサ４１，４２が機能しなくなったことについて警告により乗員に点検整備を促す。そして、この警告期間中に水素が漏洩しても換気ファン６１，６２，６３が強制駆動しているので水素が高濃度に蓄積（滞留）することがない。
【００４４】
そして、この警告期間中に換気ファン６１，６２，６３に連結する第２ヒューズ２が溶断すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）車両１０を緊急停止する(Ｓ１５)。これにより、水素センサ４１，４２が感知不能である警告期間中に、第２ヒューズ２が溶断して換気ファン６１，６２，６３に障害が発生した場合は、車両１０は緊急停止してフェイルセーフに基づいて信頼性が確保される。
【００４５】
次に、通常の水素感知フローが継続している状態（Ｓ１１：Ｎｏ、Ｓ２１：Ｎｏ）から変化して、換気ファン６１，６２，６３に連結する第２ヒューズ２が溶断した場合は（Ｓ２１：Ｙｅｓ)、その旨を警告する警告灯４３が点灯して乗員に点検整備を促す（Ｓ２２）。
そして、このような警告期間中に、水素センサ４１，４２が水素漏洩を感知するか（Ｓ２３：Ｙｅｓ）又はこの水素センサ４１，４２に連結する第１ヒューズ１が溶断すると（Ｓ２３：Ｎｏ,Ｓ１１：Ｙｅｓ）、車両１０は緊急停止する(Ｓ１５)。
【００４６】
これにより、第２ヒューズ２が溶断して換気ファン６１，６２，６３に障害が発生した場合であっても、移動体は即時に緊急停止することなく、警告により点検整備を促す。そして、この警告期間中に水素が漏洩した場合は、水素センサ４１，４２がこれを感知してから車両１０を緊急停止させることによりフェイルセーフに基づいて信頼性が確保される。これにより、乗員に無用の不便を与えることが無い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る燃料電池を搭載した車両（移動体）の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態の燃料電池を搭載した車両における電源回路の構成を示す概念図である。
【図３】本発明に係る燃料電池を搭載した移動体の制御方法の実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１，１ａ，１ｂ 第１ヒューズ（ヒューズ）
２，２ａ，２ｂ，２ｃ１，２ｃ２ 第２ヒューズ（ヒューズ）
３，４ ヒューズ
６，７ リレー
１０ 車両（移動体）
２１ 燃料電池
２２ 高圧二次電池
２３ 電源管理制御部
２３ａ 電力分配装置
２３ｂ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２４ 低圧二次電池
３０ 水素ボンベ
３１ 水素補給路
４１ 第１水素センサ（水素センサ）（電装部品）
４２ 第２水素センサ（水素センサ）（電装部品）
４３ 警告灯（警告手段）（電装部品）
６０ ラジエータ
６１ 第１換気ファン（換気ファン）
６２ 第２換気ファン（換気ファン）
６３，６３Ａ，６３Ｂ 第３換気ファン（換気ファン，冷却ファン）
６４ ＥＣＵ
６５ 走行モータ
６６ エアコンプレッサ
６７ ＰＤＵ
Ｂ ボンベルーム
Ｃ キャビン
Ｍ モータルーム
Ｓ センタコンソール
Ｔ トランクルーム
Ｕ リアルーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を搭載した移動体に関連する技術分野に属し、特に、燃料である水素が漏洩した場合における移動体の信頼性設計（フェイルセーフ）に関連する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を搭載する車両（移動体）は、燃料ガス（水素）とエア（酸素）とを単セルに供給して電気化学反応により動力源となる起電力を得ている。
この燃料電池は、数十から数百の単セルが積層し直列に配列して構成された組電池の一種であって、全体として数百Ｖの起電力を出力する。
【０００３】
一方、燃料ガスである水素は、漏洩するとその低比重性により車両の閉空間の上部に滞留しやすい性質を有している。このために、水素が漏洩した場合は、漏洩した水素が滞留しやすい空間を形成し、この空間に水素センサを配置して、水素漏洩を即座に感知する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また水素は、エアと混合させて着火して爆発を起こす最低濃度（爆発下限界濃度）が、約４％といわれている。このため、換気ファン等を設置して、漏洩した水素の滞留した空間に気流を発生させて、溜まった水素を大気放出させることも検討されている。
【０００４】
ところで、このような水素センサや換気ファンは、定格以上の大電流から電気回路を保護するために、ヒューズを介して車載電源（鉛蓄電池、燃料電池等）に接続されている。
そして、これら水素センサや換気ファンの電力供給を仲介するヒューズが溶断すると、車両（移動体）は、フェイルセーフの観点から緊急停止をするように制御されている。
【特許文献１】特開２００３−１８２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これら水素センサ及び換気ファンのうち少なくとも一方が動作可能であれば、漏洩した水素が知らないうちに高濃度になって車両に蓄積される事態は回避できるはずである。また、水素センサ及び換気ファンに接続するヒューズが他の電装部品と共有である場合は、この他の電装部品が原因でヒューズが溶断すると水素センサ及び換気ファンに障害が生じたわけでないのに、車両が緊急停止する結果になる。つまり、従来の車両制御は、電装部品に何らかの障害が発生した場合は、安易に車両を緊急停止させる制御を選択し、乗員に対して不便を与える問題が存在した。
【０００６】
本発明は、前記した問題を解決することを課題とし、電装部品に障害が生じた場合、即時に緊急停止をしなくてもフェイルセーフが犠牲にならず、燃料ガスである水素が漏洩しても適切な制御を実行する燃料電池を搭載した移動体を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するために本発明に係る燃料電池を搭載した移動体は、水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体において、第１ヒューズを介して駆動電力が供給され漏洩した前記水素を感知する水素センサと、前記第１ヒューズとは別の第２ヒューズを介して駆動電力が供給され漏洩した前記水素を換気する換気ファンと、前記第１ヒューズ及び前記第２ヒューズのうちいずれか一方が溶断した場合に動作する警告手段とを、備え、前記警告手段の動作後に他方のものの溶断又はこの他方のものを介して駆動電力が供給される前記水素センサの水素感知に基づいて緊急停止することを特徴とする。
【０００８】
かかる構成により、水素センサ及び換気ファンはそれぞれ別個のヒューズを介して電源が供給されることになる。これにより、水素センサ及び換気ファンのいずれか一方に障害が生じ対応するヒューズが溶断しても他方には影響が及ばない。
また第１ヒューズ及び第２ヒューズのいずれか一方が溶断している状態では、車両（移動体）は、緊急停止には至らないものの、警告灯（警告手段）が点灯しているために乗員は点検整備を促されることになる。
なお、このような警告灯の点灯期間に水素漏洩が発生すると、水素センサのみが正常動作している場合は、その旨を感知してから緊急停止すれば、フェイルセーフに基づいて信頼性が確保される。一方、換気ファンのみが正常動作している場合は、この換気ファンを強制駆動させれば、車体に水素が漏洩しても蓄積することがなく、第２ヒューズが溶断する等この換気ファンが動作停止に至ってから緊急停止すればフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
【０００９】
さらに本発明において、前記水素センサは、前記燃料電池及び接続する水素補給路から漏洩した水素を検出する第１水素センサと、前記水素を貯蔵する水素ボンベ及び接続する水素補給路から漏洩した水素を検出する第２水素センサとであり、前記換気ファンは、前記第１水素センサの近傍に気流を生じさせる第１換気ファンと、前記第１換気ファンとは別に設けられ第２水素センサの近傍に気流を生じさせる第２換気ファンと、であることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成により、第１換気ファン及び第２換気ファンの配置を最適化することにより、漏洩した水素が蓄積しやすい燃料電池及び水素ボンベの上部（水素センサが設置されている近傍）に気流を集中させることができる。これにより、蓄積した漏洩水素を効率的に換気することができる。
【００１１】
さらに本発明において、前記換気ファンは、ラジエータの冷却ファンが兼用していることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、燃料電池を冷却した後のラジエータの冷却ファンの排気は、漏洩して車体のフロアパネルの下側の空間に蓄積している水素を換気しつつ車外に放出されることになる。
【００１３】
さらに本発明は、水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体の制御方法において、漏洩した前記水素を感知する水素センサへの電力供給を仲介する第１ヒューズが溶断するとその旨が警告されるとともにこの漏洩した水素を換気する換気ファンが強制駆動する段階と、前記換気ファンへの電力供給を仲介する第２ヒューズが溶断すると緊急停止する段階とを、含むことを特徴とする。
【００１４】
かかる構成により、第１ヒューズが溶断して水素センサに障害が発生した場合であっても、移動体は即時に緊急停止することなく、警告により点検整備を促す。そして、この警告期間中に水素が漏洩しても換気ファンが強制駆動しているので水素が高濃度に蓄積することがない。なお、この警告期間中に、第２ヒューズが溶断して換気ファンに障害が発生した場合は、車両は緊急停止してフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
【００１５】
さらに本発明は、水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体の制御方法において、漏洩した前記水素を換気する換気ファンへの電力供給を仲介する第２ヒューズが溶断するとその旨が警告される段階と、水素センサが前記水素の漏洩を感知するか又はこの水素センサへの電力供給を仲介する第１ヒューズが溶断すると緊急停止する段階とを、含むことを特徴とする。
【００１６】
かかる構成により、第２ヒューズが溶断して換気ファンに障害が発生した場合であっても、移動体は即時に緊急停止することなく、警告により点検整備を促す。そして、この警告期間中に水素が漏洩すると水素センサがこれを感知して車両は緊急停止してフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、電装部品に障害が生じた場合、即時に緊急停止をしなくてもフェイルセーフが犠牲にならず、燃料ガスである水素が漏洩しても適切な制御を実行し信頼性の高い燃料電池を搭載した移動体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の燃料電池を搭載した車両（移動体）の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る燃料電池を搭載した車両１０の実施形態を示す縦断面図である。
車両１０は、乗員空間であるキャビンＣと、このキャビンＣとの連続空間であるとともに荷物を収納するトランクルームＴとを備えている。そして、このキャビンＣ及びトランクルームＴの連続空間は、ダッシュボードパネル５１、フロントフロアパネル５２、リアフロアパネル５３、トランクフロアパネル５４、フロントガラス５６、ルーフパネル５７、リアゲート５８及びサイドドア（図示せず）により形成されている。
【００１９】
このうち、ダッシュボードパネル５１は、ボンネット５５及びフェンダパネル（図示せず）により形成されるモータルームＭとキャビンＣとを区画するものである。
フロントフロアパネル５２は、ダッシュボードパネル５１からの連続体であって、上側に一対のフロントシート７１が固定されている。そしてフロントフロアパネル５２は、この一対のフロントシート７１に挟まれる部分が隆起してセンタコンソールＳを形成している。
リアフロアパネル５３は、フロントフロアパネル５２からの連続体であって、上側にリアシート７２が固定され、下側がリアルームＵになっている。
トランクフロアパネル５４は、リアフロアパネル５３からの連続体であって、水素ボンベ３０を下側に配置させるボンベルームＢとトランクルームＴとを仕切っている。
【００２０】
そして、モータルームＭ、センタコンソールＳ、リアルームＵ及びボンベルームＢは、走行中の跳ね上げ（チッピング）を防御するアンダカバー５９が車底に配置されていることにより、車両１０のフロント側からリア側にかけて連続して繋がった空間になっている。
【００２１】
モータルームＭには、車両１０を走行させたり減速時に回生電力を発生させたりする走行モータ６５と、燃料電池２１が発電するのに必要な酸素（エア）を供給するエアコンプレッサ６６と、車両１０に搭載される各種電装部品の駆動電力を供給する低圧二次電池２４（鉛蓄電池、１２Ｖ電源）と、発電に伴い発熱する燃料電池２１を図示しない循環液により冷却するためのラジエータ６０と、このラジエータ６０に送風して熱交換を促進させる冷却ファン６３とが、収納されている。
【００２２】
センタコンソールＳ及びリアルームＵには、水素と酸素の電気化学反応により発電して走行モータ６５に電力を供給する燃料電池２１と、走行モータ６５の要求電力のうち燃料電池２１の発電のみでは不足する電力を供給したり走行モータ６５で発生した回生電力を充電したりする高圧二次電池２２（リチウム蓄電池）と、これら電源及び走行モータ６５間の供給電力及び回生電力のやりとりの制御を行う電源管理制御部２３と、図示しない車内ＬＡＮを介して車両１０の各種電装部品と接続し全体の制御を統括するＥＣＵ６４（Electronic control unit）とが、収納されている。
【００２３】
さらにセンタコンソールＳには図示しないサブフレームに底面側を固定した燃料電池２１が収納され、リアルームＵには水素ボンベ３０からの水素補給路３１が配置されこの燃料電池２１に接続している。そして、この燃料電池２１、水素補給路３１、及び図示しない補機の接続部分やその他の部分から水素が漏洩した場合、水素の低比重性によりセンタコンソールＳの内側上部に滞留することになる。
【００２４】
そして、このセンタコンソールＳの内側上部には、漏洩した水素を感知する第１水素センサ４１が設けられている。さらに、センタコンソールＳには、第１水素センサ４１の近傍に気流を生じさせるための第１換気ファン６１が設けられている。そして、第１水素センサ４１で漏洩水素が感知された後、この第１換気ファン６１が動作することにより、センタコンソールＳの内側上部に滞留した水素は、車外に排出されることになる。
【００２５】
ボンベルームＢは、燃料電池２１を発電させるための水素燃料を貯蔵する水素ボンベ３０が収容されている。そして、この水素ボンベ３０及びこれに接続する水素補給路３１の部分から漏洩した水素は、水素の低比重性によりボンベルームＢの内側上部に滞留することになる。
【００２６】
そして、このボンベルームＢの内側上部には、漏洩した水素を感知する第２水素センサ４２が設けられている。さらに、ボンベルームＢには、第２水素センサ４２の近傍に気流を生じさせるための第２換気ファン６２が設けられている。そして、第２水素センサ４２で漏洩水素が感知された後、この第２換気ファン６２が動作することにより、ボンベルームＢの内側上部に滞留した水素は、外部に排出（換気）されることになる。
【００２７】
なお、第１換気ファン６１及び第２換気ファン６２は、必須の構成要素ではなく、前記したラジエータ６０の冷却ファン６３が第３換気ファン６３として兼用されて、漏洩水素の換気機能を担う場合がある。この場合、ラジエータ６０からの排気は、モータルームＭを通過して、センタコンソールＳに入り水素を換気しつつ、さらにリアルームＵを通過してボンベルームＢに入り水素を換気して、車外に放出されることになる。
【００２８】
一方、漏洩水素の換気用として第１換気ファン６１及び第２換気ファン６２を別個に設けることにより、これらの配置を最適化して、漏洩した水素が蓄積しやすい燃料電池及び水素ボンベの上部（水素センサ４１，４２が設置されている近傍）に気流を集中させることができる。これにより、蓄積した漏洩水素を効率的に換気することができる。
なお、ラジエータ６０の冷却ファン６３（６３Ａ，６３Ｂ）は（図２参照）、一般に二つが車幅方向に並列配列されており、対応するヒューズ２ｃ１，２ｃ２がそれぞれ図示するように別個に設けられている。
【００２９】
次に、図２を参照して車両１０に搭載される各種電源部品、電装部品及びそれらの電源回路構成について説明する。
燃料電池２１は、複数（例えば、２００〜４００）の単セル（図示略）が厚み方向に積層されて直列に配列してなり、剛性の高い筐体に収納されている。
この単セルは、それぞれ電解質膜と、その両面にそれぞれ配置されるアノード極及びカソード極と、燃料ガス（水素）の流路及び酸化ガス（エア（酸素））の流路が設けられているセパレータとを、構成要素としている。
このように構成される単セルは、燃料ガス（水素）と酸化ガス（酸素）との電気化学反応により０．７Ｖ程度の起電力を発生するとともに、積層する単セルが直列に配列してなる燃料電池２１は、発電により全体として数百Ｖの起電力を出力する。
【００３０】
ＰＤＵ６７（Power Drive Unit）は、電源管理制御部２３から直流電力を入力し、３相交流電力に変換して走行モータ６５に出力するものである。
【００３１】
電源管理制御部２３は、電力分配装置２３ａと、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂと、から構成されている。
このように構成される電源管理制御部２３は、燃料電池２１の出力電力を電力分配装置２３ａを介してＰＤＵ６７やエアコンプレッサ６６等に出力する。
そして、ＰＤＵ６７に必要な電力が燃料電池２１の出力だけでは不足するときにその不足分を高圧二次電池２２から電力分配装置２３ａを介してＰＤＵ６７やエアコンプレッサ６６等に出力する。
さらに電源管理制御部２３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂを介して、車両１０に搭載されている電装部品に駆動電力を供給するものである。
【００３２】
また電源管理制御部２３は、燃料電池２１の出力電力が、ＰＤＵ６７の要求電力を超えるときには燃料電池２１の超過電力を高圧二次電池２２側に充電するものである。
さらに電源管理制御部２３は、走行モータ６５を、運動エネルギーから電気エネルギーに変換する発電機として利用し、車両１０の減速時に発生した回生電力を回収し高圧二次電池２２に充電する。
なお、電源管理制御部２３は、エアコンプレッサ６６及びＰＤＵ６７に供給する電力として、燃料電池２１からの出力を優先して、不足分を高圧二次電池２２から補助（アシスト）するように制御している。
【００３３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂは、電力分配装置２３ａの出力電圧に対し降圧動作をし、車載されている電装部品に対して駆動電力を供給するものである。
これら電装部品とは、ヒューズ１，２，３，４を介して電源回線Ａに接続している、換気ファン６１，６２，６３、水素センサ４１，４２、ＥＣＵ６４、警告灯４３、及びその他の電装部品４４，４５，４６，４７（例えば、パワステ、ヘッドライト、エアコン、カーステレオ等）である。
さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂは、低圧二次電池２４（鉛蓄電池，１２Ｖバッテリ）を高圧電源（燃料電池２１，高圧二次電池２２）により充電させる機能も有している。
【００３４】
なお、ヒューズ１，２，３，４のうち、換気ファン６１，６２，６３及び水素センサ４１，４２を除く電装部品４４，４５，４６，４７への電力供給を仲介するヒューズ３，４は、共有されている場合がある。
そして、ヒューズ１，２，３，４は、連結する電装部品４１，４２，４３，４４，４５,４６，４７，６１，６２，６３，６４のうちいずれかが故障して過剰電流が流れると、溶断して対応する電装部品への電力供給を遮断する。
また、ヒューズ１，２，３，４が溶断すると、その旨の情報がＥＣＵ６４に対して通報されるようになっている。これにより、ヒューズ１，２，３，４の溶断が発生すると、ＥＣＵ６４は、後記するように予め定められた制御フローに則って車体の制御を行う（図３参照）。
【００３５】
そして、これらヒューズ１，２，３，４と、各種電装部品４１，４２，４３，４４,４５,４６,４７，６１，６２，６３，６４との間は、ＥＣＵ６４の判断で開閉するリレー６，７が設けられている。
ちなみに、図示略とされているが、電力分配装置２３ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ２３ｂも、駆動電力を低圧二次電池２４からとっており、電源回線Ａにヒューズ４を介して接続される電装部品の一つである。
また、これらヒューズ１，２，３，４及びリレー６，７は、図示しないヒューズボックスに集約されており、車載されるほとんどの電装部品は、このヒューズボックスを介して駆動電力が供給されている。
【００３６】
このＥＣＵ６４は、イグニッションスイッチ５の３つの設定ポジションであるＯＦＦモード、アクセサリモード、ＯＮモードのいずれかに対応して、制御対象の電装部品に対応するリレー６，７の開閉を行う。
ＥＣＵ６４の動作の一例について述べると、イグニッションスイッチ５がアクセサリモードに設定されると、低圧二次電池２４から駆動電力の供給を受ける電装部品４１，４２，４６，４７，６１，６２に対応するリレー６が閉状態になったり、イグニッションスイッチ５がＯＮモードに設定されるとさらに電装部品４４，４５，６３に対応するリレー６が閉状態になったりする。
また、ＥＣＵ６４は、ヒューズ１，２，３，４のいずれかが溶断すると、リレー７を閉状態にして警告灯４３（警告手段）を点灯させ乗員にその旨を通告する。なお、警告手段としては、音声等で乗員に知らせるものであってもよい。
【００３７】
水素センサ４１，４２は、ぞれぞれ第１ヒューズ１（１ａ，１ｂ)に連結しこれを介して駆動電力の供給を受けている。なお、この第１ヒューズ１（１ａ，１ｂ)には、水素センサ４１，４２以外のものは連結していない。なお、図面では水素センサ４１，４２がそれぞれ別個の第１ヒューズ１ａ，１ｂに接続されているが、複数の水素センサ４１，４２が一個の第１ヒューズ１を共有することは許容される。
【００３８】
換気ファン６１，６２，６３Ａ，６３Ｂは、それぞれ第２ヒューズ２（２ａ，２ｂ，２ｃ１，２ｃ２）に連結しこれを介して駆動電力の供給を受けている。なお、この第２ヒューズ２には、換気ファン６１,６２,６３Ａ，６３Ｂ以外のものは連結していない。なお、図面では換気ファン６１，６２がそれぞれ別個の第２ヒューズ２ａ，２ｂに接続されているが、一個の第２ヒューズ２を共有することは許容される。
【００３９】
このように構成されることにより、水素センサ４１，４２及び換気ファン６１，６２，６３はそれぞれ別個のヒューズ２，３を介して電源（燃料電池２１，高圧二次電池２２，低圧二次電池２４）に連結し、駆動電力が供給されることになる。これにより、水素センサ４１，４２及び換気ファン６１，６２，６３のうちいずれかの障害により対応するヒューズ２，３が溶断しても、その他のものには影響が及ばない。
【００４０】
このために、水素センサ４１，４２が感知不能になって、換気ファン６１，６２，６３が正常であれば、この換気ファン６１，６２，６３を強制駆動させれば、例え、水素の漏洩が発生しても車両１０の信頼性は損なわれない。また、換気ファン６１，６２，６３が動作不能になって、水素センサ４１，４２が正常であれば、水素が漏洩すればこれを感知することができる。
そして、水素センサ４１，４２及び換気ファン６１，６２，６３の双方のヒューズ２，３が溶断したときは、水素漏洩に対して対処不能になるので、そのときになって最終手段である車両１０を緊急停止させる等の緊急手段をとれば車両１０の信頼性は保たれる。また乗員に無用の不便を与えることがない。
【００４１】
ただし、第１ヒューズ１及び第２ヒューズ２のいずれか一方が溶断している状態では、警告灯４３が点灯しているために、乗員は点検整備を促されることになるため、警告灯４３の点灯期間に、水素漏洩が発生し、車両１０が緊急停止に至るのは極めてまれであると考えられる。
このように、水素センサ４１，４２のみが正常動作している場合は、その旨を感知してから緊急停止すればフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
一方、換気ファン６１，６２，６３のみが正常動作している場合は、この換気ファン６１，６２，６３を強制駆動させれば車両１０に水素が蓄積することがない。そして、第２ヒューズ２が溶断する等この換気ファン６１，６２，６３が動作停止に至ってから緊急停止すればフェイルセーフに基づいて信頼性が確保されることになる。
【００４２】
次に図３のフローチャートを参照して（適宜図２参照）本発明に係る燃料電池を搭載した移動体の制御方法の実施形態を説明する。
イグニッションスイッチ５をＯＮモードに設定すると（Ｓ０１）、エアコンプレッサ６６及び水素ボンベ３０から、それぞれエア及び水素が燃料電池２１に供給されて発電が開始される。
そして、水素センサ４１，４２は、センシングを開始して、もしも水素を感知するとＥＣＵ６４は、所定のフローに基づいて車両１０を制御する（Ｓ１０）。そして、水素センサ４１，４２又は換気ファン６１，６２，６３に連結するヒューズ１，２が溶断しない限り、この通常の水素感知フローが継続する（Ｓ１１：Ｎｏ、Ｓ２１：Ｎｏ）。
【００４３】
ここで、何らかの理由により水素センサ４１，４２に連結する第１ヒューズ１ａ，１ｂのいずれかが溶断したとする（Ｓ１１：Ｙｅｓ）。すると、その旨を警告する警告灯４３が点灯するとともに(Ｓ１２)、換気ファン６１，６２，６３が強制駆動する(Ｓ１３)。これにより、水素センサ４１，４２が機能しなくなったことについて警告により乗員に点検整備を促す。そして、この警告期間中に水素が漏洩しても換気ファン６１，６２，６３が強制駆動しているので水素が高濃度に蓄積（滞留）することがない。
【００４４】
そして、この警告期間中に換気ファン６１，６２，６３に連結する第２ヒューズ２が溶断すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）車両１０を緊急停止する(Ｓ１５)。これにより、水素センサ４１，４２が感知不能である警告期間中に、第２ヒューズ２が溶断して換気ファン６１，６２，６３に障害が発生した場合は、車両１０は緊急停止してフェイルセーフに基づいて信頼性が確保される。
【００４５】
次に、通常の水素感知フローが継続している状態（Ｓ１１：Ｎｏ、Ｓ２１：Ｎｏ）から変化して、換気ファン６１，６２，６３に連結する第２ヒューズ２が溶断した場合は（Ｓ２１：Ｙｅｓ)、その旨を警告する警告灯４３が点灯して乗員に点検整備を促す（Ｓ２２）。
そして、このような警告期間中に、水素センサ４１，４２が水素漏洩を感知するか（Ｓ２３：Ｙｅｓ）又はこの水素センサ４１，４２に連結する第１ヒューズ１が溶断すると（Ｓ２３：Ｎｏ,Ｓ１１：Ｙｅｓ）、車両１０は緊急停止する(Ｓ１５)。
【００４６】
これにより、第２ヒューズ２が溶断して換気ファン６１，６２，６３に障害が発生した場合であっても、移動体は即時に緊急停止することなく、警告により点検整備を促す。そして、この警告期間中に水素が漏洩した場合は、水素センサ４１，４２がこれを感知してから車両１０を緊急停止させることによりフェイルセーフに基づいて信頼性が確保される。これにより、乗員に無用の不便を与えることが無い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る燃料電池を搭載した車両（移動体）の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態の燃料電池を搭載した車両における電源回路の構成を示す概念図である。
【図３】本発明に係る燃料電池を搭載した移動体の制御方法の実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１，１ａ，１ｂ 第１ヒューズ（ヒューズ）
２，２ａ，２ｂ，２ｃ１，２ｃ２ 第２ヒューズ（ヒューズ）
３，４ ヒューズ
６，７ リレー
１０ 車両（移動体）
２１ 燃料電池
２２ 高圧二次電池
２３ 電源管理制御部
２３ａ 電力分配装置
２３ｂ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２４ 低圧二次電池
３０ 水素ボンベ
３１ 水素補給路
４１ 第１水素センサ（水素センサ）（電装部品）
４２ 第２水素センサ（水素センサ）（電装部品）
４３ 警告灯（警告手段）（電装部品）
６０ ラジエータ
６１ 第１換気ファン（換気ファン）
６２ 第２換気ファン（換気ファン）
６３，６３Ａ，６３Ｂ 第３換気ファン（換気ファン，冷却ファン）
６４ ＥＣＵ
６５ 走行モータ
６６ エアコンプレッサ
６７ ＰＤＵ
Ｂ ボンベルーム
Ｃ キャビン
Ｍ モータルーム
Ｓ センタコンソール
Ｔ トランクルーム
Ｕ リアルーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体において、
第１ヒューズを介して駆動電力が供給され漏洩した前記水素を感知する水素センサと、
前記第１ヒューズとは別の第２ヒューズを介して駆動電力が供給され漏洩した前記水素を換気する換気ファンと、
前記第１ヒューズ及び前記第２ヒューズのうちいずれか一方のものが溶断した場合に動作する警告手段とを、備え、
前記警告手段の動作後に他方のものの溶断又はこの他方のものを介して駆動電力が供給される前記水素センサの水素感知に基づいて緊急停止することを特徴とする燃料電池を搭載した移動体。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池を搭載した移動体であって、
前記水素センサは、
前記燃料電池及び接続する水素補給路から漏洩した水素を検出する第１水素センサと、
前記水素を貯蔵する水素ボンベ及び接続する水素補給路から漏洩した水素を検出する第２水素センサと、であり、
前記換気ファンは、
前記第１水素センサの近傍に気流を生じさせる第１換気ファンと、
前記第１換気ファンとは別に設けられ第２水素センサの近傍に気流を生じさせる第２換気ファンと、であることを特徴とする燃料電池を搭載した移動体。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池を搭載した移動体であって、
前記換気ファンは、ラジエータの冷却ファンが兼用していることを特徴とする燃料電池を搭載した移動体。
【請求項４】
水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体の制御方法において、
漏洩した前記水素を感知する水素センサへの電力供給を仲介する第１ヒューズが溶断するとその旨が警告されるとともにこの漏洩した水素を換気する換気ファンが強制駆動する段階と、
前記換気ファンへの電力供給を仲介する第２ヒューズが溶断すると緊急停止する段階とを、含むことを特徴とする燃料電池を搭載した移動体の制御方法。
【請求項５】
水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体の制御方法において、
漏洩した前記水素を換気する換気ファンへの電力供給を仲介する第２ヒューズが溶断するとその旨が警告される段階と、
水素センサが前記水素の漏洩を感知するか又はこの水素センサへの電力供給を仲介する第１ヒューズが溶断すると緊急停止する段階とを、含むことを特徴とする燃料電池を搭載した移動体の制御方法。
【請求項１】
水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体において、
第１ヒューズを介して駆動電力が供給され漏洩した前記水素を感知する水素センサと、
前記第１ヒューズとは別の第２ヒューズを介して駆動電力が供給され漏洩した前記水素を換気する換気ファンと、
前記第１ヒューズ及び前記第２ヒューズのうちいずれか一方のものが溶断した場合に動作する警告手段とを、備え、
前記警告手段の動作後に他方のものの溶断又はこの他方のものを介して駆動電力が供給される前記水素センサの水素感知に基づいて緊急停止することを特徴とする燃料電池を搭載した移動体。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池を搭載した移動体であって、
前記水素センサは、
前記燃料電池及び接続する水素補給路から漏洩した水素を検出する第１水素センサと、
前記水素を貯蔵する水素ボンベ及び接続する水素補給路から漏洩した水素を検出する第２水素センサと、であり、
前記換気ファンは、
前記第１水素センサの近傍に気流を生じさせる第１換気ファンと、
前記第１換気ファンとは別に設けられ第２水素センサの近傍に気流を生じさせる第２換気ファンと、であることを特徴とする燃料電池を搭載した移動体。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池を搭載した移動体であって、
前記換気ファンは、ラジエータの冷却ファンが兼用していることを特徴とする燃料電池を搭載した移動体。
【請求項４】
水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体の制御方法において、
漏洩した前記水素を感知する水素センサへの電力供給を仲介する第１ヒューズが溶断するとその旨が警告されるとともにこの漏洩した水素を換気する換気ファンが強制駆動する段階と、
前記換気ファンへの電力供給を仲介する第２ヒューズが溶断すると緊急停止する段階とを、含むことを特徴とする燃料電池を搭載した移動体の制御方法。
【請求項５】
水素及び酸素を電気化学反応させて起電力を発生する燃料電池を搭載した移動体の制御方法において、
漏洩した前記水素を換気する換気ファンへの電力供給を仲介する第２ヒューズが溶断するとその旨が警告される段階と、
水素センサが前記水素の漏洩を感知するか又はこの水素センサへの電力供給を仲介する第１ヒューズが溶断すると緊急停止する段階とを、含むことを特徴とする燃料電池を搭載した移動体の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２９５４６４（Ｐ２００９−２９５４６４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４８９９６（Ｐ２００８−１４８９９６）
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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