(57)【要約】【課題】本明細書は、複数のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関し、消費電力を低減する技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示するインジェクタ駆動装置は、第１−第３インジェクタを開閉する第１−第３ソレノイドと、それぞれのソレノイドに直列に接続されているスイッチング素子と、電源と、切替スイッチを備えている。ソレノイドとスイッチング素子の３組の直列接続は電源に並列に接続される。切替スイッチは、第１ソレノイドと第１スイッチング素子の直列接続と第２ソレノイドと第２スイッチング素子の直列接続の並列状態を、第１スイッチング素子を介さずに第１ソレノイドと第２ソレノイドと第２スイッチング素子を直列に接続する直列状態に切り替える。第２スイッチング素子が２個のソレノイドを制御するため、スイッチング素子１個分の消費電力が削減できる。【選択図】図３
2020173936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続されているノーマルクローズ型の第１インジェクタと第２インジェクタと第３インジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置であり、
前記第１インジェクタを開閉する第１アクチュエータと、
前記第２インジェクタを開閉する第２アクチュエータと、
前記第３インジェクタを開閉する第３アクチュエータと、
前記第１アクチュエータに直列に接続されている第１スイッチング素子と、
前記第２アクチュエータに直列に接続されている第２スイッチング素子と、
前記第３アクチュエータに直列に接続されている第３スイッチング素子と、
前記第１アクチュエータと前記第１スイッチング素子の直列接続と、前記第２アクチュエータと前記第２スイッチング素子の直列接続と、前記第３アクチュエータと前記第３スイッチング素子の直列接続が並列に接続されている電源と、
前記第１アクチュエータと前記第１スイッチング素子の直列接続と前記第２アクチュエータと前記第２スイッチング素子の直列接続の並列状態を、前記第１スイッチング素子を介さずに前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータと前記第２スイッチング素子を直列に接続する直列状態に切り替える切替スイッチと、
を備えている、インジェクタ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、複数のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の水素タンクを備えた燃料電池システムが知られている。それぞれの水素タンクは、インジェクタを介して燃料電池スタックに接続されている。開くインジェクタの数によって、燃料電池スタックに供給する水素ガスの流量を調整することができる。インジェクタの弁はソレノイドによって開閉され、インジェクタの駆動装置はソレノイドと、ソレノイドへの通電と遮断を切り替えるスイッチング素子で構成される（例えば特許文献１）。なお、流量の微調整は、いずれか１個のインジェクタのスイッチング素子のオンオフの周期（デューティ比）を変更することで実現できる。
【０００３】
なお、１個のソレノイドの弁の吸引力を制御することで流量を調整するタイプのインジェクタ駆動装置も知られている（例えば特許文献２）。特許文献２のインジェクタ駆動装置では、１個の弁に対して２個のソレノイドが備えられている。２個のソレノイドの接続形態を並列、単独、直列に切り替えることで、弁の吸引力を制御し、流量を調整することができるとともに、消費電力を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１３１３０１号公報
【特許文献２】特開２００６−３１６６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の装置ではインジェクタの構造が複雑になる。ガス配管の途中に複数のインジェクタを並列に取り付け、開くインジェクタの数によって供給する水素ガスの流量を調整する装置の方がシンプルである。一方、インジェクタは安全のためノーマルクローズタイプが用いられており、ソレノイドに通電すると開く。大きな流量が必要とされる場合、多数のインジェクタを駆動するのにインジェクタと同数のスイッチング素子を通電状態に保持すると消費電力が大きくなる。本明細書は、複数のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関し、消費電力を低減する技術を提供する。なお、本明細書が開示する技術は、水素タンク用のインジェクタに限られず、またインジェクタのアクチュエータもソレノイドに限られない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示するインジェクタ駆動装置は、並列に接続されている第１−第３インジェクタを駆動する。インジェクタ駆動装置は、３個のアクチュエータ（第１−第３アクチュエータ）と、３個のスイッチング素子（第１−第３スイッチング素子）と、電源を備えている。第１（第２、第３）アクチュエータは、第１（第２、第３）インジェクタを開閉する。３個のインジェクタはいずれもノーマルクローズタイプであり、アクチュエータに通電すると弁が開き、電力が遮断されると弁が閉じる。第１（第２、第３）スイッチング素子は、第１（第２、第３）アクチュエータに直列に接続されている。第１アクチュエータと第１スイッチング素子の直列接続と、第２アクチュエータと第２スイッチング素子の直列接続と、第３アクチュエータと第３スイッチング素子の直列接続は、電源に対して並列に接続されている。第１スイッチング素子を閉じると第１アクチュエータが動作し、第１インジェクタが開く。第２、第３スイッチング素子についても同様である。
【０００７】
本明細書が開示するインジェクタ駆動装置は、さらに、切替スイッチを備えている。切替スイッチは、第１アクチュエータと第１スイッチング素子の直列接続と第２アクチュエータと第２スイッチング素子の直列接続の並列状態を、第１スイッチング素子を介さずに第１アクチュエータと第２アクチュエータと第２スイッチング素子を直列に接続する直列状態に切り替える。
【０００８】
上記した並列状態の場合は、第１−第３アクチュエータはそれぞれ対応するスイッチング素子によって独立に制御可能である。上記した直列状態に切り替えると、第１、第２アクチュエータを第２スイッチング素子で同時に駆動することができる。すなわち、第１、第２インジェクタを１個のスイッチング素子（第２スイッチング素子）で制御することができるようになる。したがって大流量が必要な場合は直列状態に切り替えることで、１個のスイッチング素子で２個のアクチュエータを駆動し、大流量を確保することができる。従来ならば３個のスイッチング素子を駆動しなければならないところ、本明細書が開示するインジェクタ駆動装置では２個のスイッチング素子の動作で済むので１個分のスイッチング素子の消費電力を省くことができる。なお、流量の微調整は第３スイッチング素子で行えばよいので、流量調整の分解能は変わらない。
【０００９】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例のインジェクタ駆動装置が使われている燃料電池システムのブロック図である。
【図２】インジェクタ駆動装置の回路図である（並列状態）。
【図３】インジェクタ駆動装置の回路図である（直列状態）。
【図４】コントローラが実行するソレノイド制御のフローチャートである。
【図５】変形例のインジェクタ駆動装置の回路図である。
【図６】変形例の燃料電池システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照して実施例のインジェクタ駆動装置１０を説明する。インジェクタ駆動装置１０は、燃料電池システム１００に採用されている。図１に、インジェクタ駆動装置１０を含む燃料電池システム１００のブロック図を示す。
【００１２】
燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１０１に燃料である水素ガスと反応ガスである酸素を送り込み、発電する。酸素は大気に含まれている酸素を用いる。空気パイプ１０６を介して外部から空気（酸素）を取り込む。空気パイプ１０６には不図示のコンプレッサが備えられており、コンプレッサによって空気（酸素）が燃料電池スタック１０１に送り込まれる。空気パイプ１０６には燃料電池スタック１０１に取り込む空気の量を調整するための調整弁１０７、１０８が備えられている。
【００１３】
燃料である水素ガスは３本の水素タンク１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに貯蔵されている。それぞれの水素タンクには、タンクシャットバルブ１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃが備えられている。３本の水素タンク１１０ａ−１１０ｃから放出される水素ガスは、タンクシャットバルブ１１３ａ−１１３ｃを通過した後、１本の燃料パイプ１０２ａに集められる。燃料パイプ１０２ａのガス下流側は３本に分岐しており、３本の燃料パイプのそれぞれにインジェクタ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが取り付けられている。すなわち、３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃは、並列に接続されている。インジェクタ１１２ａ−１１２ｃを通過した水素ガスは再び１本の燃料パイプ１０２ｂに集められ、燃料電池スタック１０２に送り込まれる。
【００１４】
以下、説明の便宜のため３本の水素タンク１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを水素タンク１１０と総称する場合がある。また、３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃをインジェクタ１１２と総称する場合がある。それぞれのインジェクタを区別する場合には、第１インジェクタ１１２ａ、第２インジェクタ１１２ｂ、第３インジェクタ１１２ｃと称する。インジェクタ１１２を開くと、燃料パイプ１０２ａ、１０２ｂを通じて水素タンク１１０から水素ガスが燃料電池スタック１０１に送り込まれる。燃料パイプ１０２ｂの出口には排気排水バルブ１０５が取り付けられている。３個のインジェクタ１１２の出口は全て燃料電池スタック１０１につながっており、開くインジェクタ１１２の個数により、燃料電池スタック１０１へ供給する水素ガスの流量が調整される。
【００１５】
燃料電池スタック１０１の出力電力は、水素ガス（及び酸素）の供給量に依存する。燃料電池コントローラ１０３は、外部の上位コントローラからの指令を受け、燃料電池スタック１０１の出力電力を調整する。燃料電池コントローラ１０３は、燃料電池スタックの目標出力電力に応じた水素ガスの流量（要求流量）をインジェクタ駆動装置１０に指令する。
【００１６】
インジェクタ１１２ａ−１１２ｃは、ソレノイド１２ａ−１２ｃで開閉するバルブであり、インジェクタ駆動装置１０は、ソレノイド１２ａ−１２ｃを含む回路で構成される。以下では、ソレノイド１２ａ−１２ｃをソレノイド１２と総称する場合がある。それぞれのソレノイドを区別するときには、第１ソレノイド１２ａ、第２ソレノイド１２ｂ、第３ソレノイド１２ｃと称する場合がある。
【００１７】
インジェクタ１１２はノーマルクローズタイプであり、ソレノイド１２に通電すると弁が開く。ソレノイド１２への通電が遮断されると弁が閉じる。インジェクタ駆動装置１０から電力が失われたときに大量の水素ガスが燃料電池スタック１０１へ流れないように、ノーマルクローズタイプのインジェクタ１１２が採用される。
【００１８】
図２、図３に、インジェクタ駆動装置１０の回路図を示す。図２は並列状態のときの回路図であり、図３は直列状態のときの回路図である。並列状態、直列状態については後述する。
【００１９】
インジェクタ駆動装置１０は、３個のソレノイド１２ａ、１２ｂ、１２ｃのほか、スイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、電源１１、切替スイッチ２０、コントローラ１６を備えている。以下、説明の都合上、第１ソレノイド１２ａ、第２ソレノイド１２ｂ、第３ソレノイド１２ｃのそれぞれに対応して、３個のスイッチング素子を、それぞれ、第１スイッチング素子１３ａ、第２スイッチング素子１３ｂ、第３スイッチング素子１３ｃと称する場合がある。３個のスイッチング素子を区別なく示すときにはスイッチング素子１３と称する。
【００２０】
第１スイッチング素子１３ａは、第１ソレノイド１２ａの低電位側に直列に接続されている。第２スイッチング素子１３ｂは、第２ソレノイド１２ｂの低電位側に直列に接続されている。第３スイッチング素子１３ｃは、第３ソレノイド１２ｃの低電位側に直列に接続されている。スイッチング素子とソレノイドの３組の直列接続は、電源１１に対して並列に接続されている。別言すれば、電源１１は、スイッチング素子１３とソレノイド１２の３組の直列接続のそれぞれに対して電力を供給する。
【００２１】
第１スイッチング素子１３ａがオンすると、第１ソレノイド１２ａに電源１１の電力が流れ、第１インジェクタ１１２ａが開き、水素タンク１１０から燃料電池スタック１０１へ水素ガスが供給される。第１スイッチング素子１３ａをオフに切り替えると、第１ソレノイド１２ａが電源１１から遮断され、インジェクタ１１２ａが閉じる。同様に、第２スイッチング素子１３ｂ（第３スイッチング素子１３ｃ）がオンすると、第２ソレノイド１２ｂ（第３ソレノイド１２ｃ）に電源１１の電力が流れ、第２インジェクタ１１２ｂ（第３インジェクタ１１２ｃ）が開き、水素タンク１１０から水素ガスが供給される。第２スイッチング素子１３ｂ（第３スイッチング素子１３ｃ）をオフに切り替えると、第２ソレノイド１２ｂ（第３ソレノイド１２ｃ）が電源１１から遮断され、第２インジェクタ１１２ｂ（第３インジェクタ１１２ｃ）が閉じる。
【００２２】
スイッチング素子１３は、コントローラ１６によって制御される。コントローラ１６は、燃料電池コントローラ１０３（図１参照）から要求流量の指令を受け、要求流量が実現されるように、スイッチング素子１３ａ−１３ｃを適宜にオンオフする。流量を微調整する場合には、スイッチング素子１３を所定のデューティ比で駆動すればよい、デューティ比に応じてソレノイド１２の通電と遮断が繰り返される。ソレノイド１２の通電と遮断の時間幅（すなわちデューティ比）に応じてインジェクタ１１２の弁が開閉し、流量が調整される。
【００２３】
スイッチング素子１３に逆並列に接続されているダイオード１７は、ソレノイド１２の誘導起電力によって生じる逆流電流を許容するために備えられている。ソレノイド１２に対して逆並列に接続されているダイオード１９は、ソレノイドへの通電時、及び、電流遮断時に過渡的に生じる誘導電流を還流させるための還流ダイオードである。ソレノイド１２に対して直列に接続されているリレ−１８は、スイッチング素子１３が短絡故障したときにソレノイド１２を遮断する（インジェクタ１１２を閉じる）安全装置である。ダイオード１７、１９、リレ−１８についての詳しい説明は省略する。
【００２４】
切替スイッチ２０は、連動して動作する第１サブスイッチ２１と第２サブスイッチ２２で構成される。第１サブスイッチ２１は、第２ソレノイド１２ｂの高電位側に直列に接続されている。第１ソレノイド１２ａの低電位側と、第２ソレノイド１２ｂの高電位側（第２ソレノイド１２ｂと第１サブスイッチ２１の間）とが結線２３で接続されており、その結線２３に第２サブスイッチ２２が備えられている。第１サブスイッチ２１と第２サブスイッチ２２は連動して動作し、第１サブスイッチ２１がオフのときには第２サブスイッチ２２がオンに保持され、第１サブスイッチ２１がオンのときには第２サブスイッチ２２がオフに保持される。
【００２５】
図２に示されているように、第１サブスイッチ２１がオンに保持され、第２サブスイッチ２２がオフに保持されると、結線２３が遮断され、第１ソレノイド１２ａと第１スイッチング素子１３ａの直列接続と、第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂの直列接続が電源１１に対して並列に接続された状態になる。図２の状態を並列状態と称する。第３ソレノイド１２ｃと第３スイッチング素子１３ｃの直列接続も、第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂの直列接続に対して並列に接続されている。
【００２６】
図３に示されているように、第１サブスイッチ２１がオフに保持され、第２サブスイッチ２２がオンに保持されると、第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂが、第１スイッチング素子１３ａを介さずに直列に接続された状態になる。この状態を直列状態と称する。切替スイッチ２０によって、並列状態と直列状態のいずれかが選択される。直列状態の場合でも、第３ソレノイド１２ｃと第３スイッチング素子１３ｃの直列接続は、第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂの直列接続に対して並列に接続された状態を保持する。
【００２７】
図２の太破線矢印線は、電流の流れを示している。並列状態のときには、ソレノイド１２とスイッチング素子１３の３組の直列接続にそれぞれ独立に電流が流れ得る。それゆえ、コントローラ１６は、要求流量が実現されるように、スイッチング素子１３ａ−１３ｃを適宜にオンオフする。
【００２８】
直列状態の場合（図３）、第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂは、第１スイッチング素子１３ａを介することなく直列に接続される。太破線矢印線Ａは、第２スイッチング素子１３ｂをオンに保持したときの電流の流れを示している。第２スイッチング素子１３ｂをオンに保持すると、第２ソレノイド１２ｂとともに第１ソレノイド１２ａにも通電され、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂがともに開く。並列状態の場合には、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂを１個のスイッチング素子（第２スイッチング素子１３ｂ）で同時に制御することができるようになる。要求流量が閾値流量を超える場合には、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂを全開状態に保持し、微妙な流量は第３インジェクタ１１２ｃで調整することによって、目標流量を実現することができる。閾値流量とは、２個のインジェクタを全開にしたときの総流量に相当する。
【００２９】
直列状態では、３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃを２個のスイッチング素子（第２スイッチング素子１３ｂ、第３スイッチング素子１３ｃ）で制御できるようになる。３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃを２個のスイッチング素子１３ｂ、１３ｃで制御できるので、１個分のスイッチング素子の消費電力を削減することができる。
【００３０】
図４に、コントローラ１６が実行するインジェクタ処理のフローチャートを示す。図４の処理は、定期的に実行される。
【００３１】
コントローラ１６は、燃料電池コントローラ１０３から与えられる水素ガスの要求流量が閾値流量以下であるか否かをチェックする（ステップＳ２）。ここで、「閾値流量」とは、先に述べたように、２個のインジェクタを全開にしたときの総流量を意味する。すなわち、ステップＳ２の判断がＹＥＳの場合は、第１スイッチング素子１３ａと第２スイッチング素子１３ｂを制御することで、要求流量をまかなうことができる。その場合は、切替スイッチ２０を用いて直列状態を実現し（ステップＳ３：ＹＥＳ、Ｓ４）、コントローラ１６は、要求流量が実現されるように、第１、第２スイッチング素子１３ａ、１３ｂを制御する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ２の判断がＹＥＳの場合、３個のインジェクタ１１２（３個のソレノイド１２）のうち、いずれか２個を制御できればよいので、ステップＳ５において、第１、第３スイッチング素子１３ａ、１３ｃを制御してもよいし、第２、第３スイッチング素子１３ｂ、１３ｃを制御してもよい。また、要求流量が１個のインジェクタの全開時の流量よりも少ない場合には、第１−第３スイッチング素子１３ａ−１３ｃのうちの２個のオフ状態に保持し、残りの１個を制御することによって、要求流量を実現することができる。流量の微妙な調整は、スイッチング素子を駆動するパルス信号のデューティ比で行うことができる。
【００３２】
一方、ステップＳ２の判断がＮＯの場合は、３個のインジェクタ１１２のうち、２個を開状態に保持し、残りの１個のインジェクタ１１２で流量の微調整を行うことになる。その場合は、切替スイッチ２０によって並列状態を実現する（ステップＳ６：ＹＥＳ、Ｓ７）。そして、コントローラ１６は、第１スイッチング素子１３ａはオフに保持し、第２スイッチング素子１３ｂはオンに保持する（ステップＳ８）。先に述べたように、直列状態においては、第２スイッチング素子１３ｂをオンに保持することで第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１２ｂを通電状態にでき、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂを開状態に保持することができる。そして、コントローラ１６は、要求流量が実現するように、第３スイッチング素子１３ｃを適宜に制御し、流量の微調整を行う（ステップＳ９）。
【００３３】
実施例のインジェクタ駆動装置１０は、要求流量が閾値流量を超える場合、２個のスイッチング素子１３ｂ、１３ｃで３個のソレノイド１２（３個のインジェクタ１１２）を制御でき、スイッチング素子１個分の消費電力を削減することができる。より具体的には、１個のスイッチング素子（第２スイッチング素子１３ｂ）をオンに保持することで、第１、第２インジェクタ１１２ａ、１１２ｂを開状態に保持し、別の１個のスイッチング素子（第３スイッチング素子１３ｃ）のオンオフのデューティ比で第３インジェクタ１１２ｃの流量を微調整する。
【００３４】
流量調整の分解能は、第３スイッチング素子１３ｃのオンオフのデューティ比で規定されるので、２個のソレノイド１２ａ、１２ｂを直列に接続しても、インジェクタ駆動装置としての流量調整の分解能は変わらない。
【００３５】
（変形例）図５に変形例のインジェクタ駆動装置１０ａの回路図を示す。実施例のインジェクタ駆動装置１０の場合、第１サブスイッチ２１の低電位側が第３ソレノイド１２ｃに接続されているのに対して変形例のインジェクタ駆動装置１０ａの場合は、第１サブスイッチ２１の高電位側が第３ソレノイド１２ｃに接続されている点で相違する。その他の構成は実施例のインジェクタ駆動装置１０と同じであるので説明は省略する。
【００３６】
実施例のインジェクタ駆動装置１０の場合、直列状態において第２スイッチング素子１３ｂと第３スイッチング素子１３ｃをともにデューティ比制御すると、第２スイッチング素子１３ｂがオフであっても第３スイッチング素子１３ｃがオンであると、第１ソレノイド１２ａに通電してしまう。
【００３７】
図５は、直列状態の回路図である。太破線矢印線が電流の流れを示している。変形例のインジェクタ駆動装置１０ａでは、直列状態の場合であっても、第３スイッチング素子１３ｃがオンになっても第１ソレノイド１２ａには通電しない。インジェクタ駆動装置１０ａは、第２スイッチング素子１３ｂによる第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１２ｂの制御と、第３スイッチング素子１３ｃによる第３ソレノイド１２ｃの制御が完全に独立になる。
【００３８】
変形例のインジェクタ駆動装置１０ａの場合、直列状態において第２スイッチング素子１３ｂをデューティ比制御すると、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂから供給される水素ガスの流量は先の閾値流量（２個のインジェクタ全開時の総流量）よりも小さくなる。そして、第３スイッチング素子１３ｃのデューティ比を調整することで、並列状態と同等の流量調整分解能が得られる。
【００３９】
インジェクタ駆動装置１０ａは、要求流量が閾値流量よりも小さい場合においても、２個のスイッチング素子１３ｂ、１３ｃを使って３個のソレノイドを制御し、要求流量を実現することが可能である。インジェクタ駆動装置１０ａは、流量の調整の仕方（３本の水素タンクの使い方）に冗長性がある。
【００４０】
（変形例）図６に、インジェクタ駆動装置１０を用いた別の燃料電池システム２００のブロック図を示す。燃料電池システム２００は、図１に示した燃料電池システム１００の変形例である。図６では、図１に示した部品と同じ部品には同じ符号を付す。燃料電池システム２００のインジェクタ駆動装置１０の構成と動作は、第１実施例で説明したインジェクタ駆動装置１０と同じであるので説明は省略する。図６では、燃料電池スタック１０１に空気を送り込む空気系の配管は図示を省略したが、燃料電池システム２００も燃料電池システム１００と同様の空気系の配管を備えている。
【００４１】
燃料電池システム２００も３本の水素タンク１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを備えている。水素タンク１１０ａの内部にはチェック弁２１４が備えられているとともに、内圧が所定の閾値を超えたら水素ガスを外部に放出する安全リリーフ弁２１５が備えられている。水素タンク１１０ａの出口には手動弁２１３が備えられており、手動弁２１３と集合パイプ２１１が第１水素ガスパイプ２１６で連結されている。第１水素ガスパイプ２１６の途中には、主止弁２１２が備えられている。水素タンク１１０ａから集合パイプ２１１までの構造は、水素タンク１１０ｂ、１１０ｃでも同じである。
【００４２】
第１水素ガスパイプ２１６の途中から第２水素ガスパイプ２１７が分岐している。第２水素ガスパイプ２１７の途中にはチェック弁２１７が備えられており、第２水素ガスパイプ２１７の一端は集合パイプ２２１に接続されている。水素タンク１１０ｂ、１１０ｃのそれぞれに接続されている第１水素ガスパイプ２１６からも第２水素ガスパイプ２１７が分岐している。第２水素ガスパイプ２１７の途中にはチェック弁２１７が備えられており、第２水素ガスパイプ２１７の一端は集合パイプ２２１に接続されている。集合パイプ２２１は、充填弁２２２を介して水素ガス充填口２２３に接続されている。水素ガス充填口２２３に外部の水素ガス供給装置が接続され、３本の水素タンク１１０ａ−１１０ｃに水素ガスが充填される。
【００４３】
集合パイプ２１１には連結パイプ２１９が接続されており、連結パイプ２１９の途中に高圧レジスタ弁２０６と中圧リリーフ弁２０５ｂが備えられている。連結パイプ２１９の他端は、３個のインジェクタ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃにつながっている。３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃは、並列に接続されている。インジェクタ１１２ａ１１２ｃの下流側は、１本の燃料パイプ１０２に接続され、燃料パイプ１０２を通じて水素ガスが燃料電池スタック１０１へ供給される。燃料パイプ１０２の途中には低圧リリーフ弁２０５ａが備えられている。水素ガスを送るパイプの数箇所に、パイプ内の水素ガス圧を計測する圧力センサ２０４が備えられている。
【００４４】
燃料電池スタック１０１を通過した燃料ガスは、気液分離器２０１を通過し、反応後の水と未反応の水素ガス（残留水素ガス）が分離される。反応後の水は排気排水バルブ１０５を通じて外気に放出される。燃料電池スタック１０１を通過した燃料ガスに含まれる残留水素ガスは、気液分離器２０１で分離され、還流パイプ２０２を通じて燃料パイプ１０２へと戻され、再利用される。還流パイプ２０２の途中にはポンプ２０３が備えられている。
【００４５】
変形例の燃料電池システム２００では、３個の水素タンク１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの水素ガスが集合パイプ２１１で集められ、一端１本のパイプ（連結パイプ２１９）に送られる。連結パイプ２１９を通る水素ガスは、３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃに分配される。
【００４６】
図１、図６の燃料電池システムのように、１本の水素ガス管から複数のインジェクタのそれぞれに水素ガスが分配されるように構成されてもよいし、複数の水素タンクのそれぞれにインジェクタが備えられていてもよい。いずれの場合も、複数のインジェクタは並列に接続される。
【００４７】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。本明細書が開示する技術は、４個以上のインジェクタ（３個以上のソレノイド）を駆動するインジェクタ駆動装置に適用することができる。その場合、４個以上のソレノイドのうち、３個のソレノイドが実施例のインジェクタ駆動回路と同じ構成を有していれば良い。
【００４８】
本明細書が開示する技術は水素ガス用のインジェクタ以外のインジェクタの駆動装置にも適用することができる。
【００４９】
第１−第３ソレノイド１２ａ−１２ｃが第１−第３アクチュエータの一例に相当する。インジェクタを開閉するアクチュエータは、ソレノイドに限られない。アクチュエータは、通電するとインジェクタの弁を開くデバイスであればよい。
【００５０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５１】
１０、１０ａ：インジェクタ駆動装置    １１：電源    １２、１２ａ−１２ｃ：ソレノイド    １３、１３ａ−１３ｃ：スイッチング素子    １６：コントローラ    １７、１９：ダイオード    ２０：切替スイッチ    ２１、２１：サブスイッチ    ２３：結線    １００、２００：燃料電池システム    １０１：燃料電池スタック    １０２：燃料パイプ    １０３：燃料電池コントローラ    １１０、１１０ａ−１１０ｃ：水素タンク    １１２、１１２ａ−１１２ｃ：インジェクタ
【図１】
2020173936.tif 000003
【図２】
2020173936.tif 000004
【図３】
2020173936.tif 000005
【図４】
2020173936.tif 000006
【図５】
2020173936.tif 000007
【図６】
2020173936.tif 000008