(57)【要約】【課題】目的地までの燃費を少なくする。【解決手段】燃料電池システムは、触媒を有する燃料電池と、燃料電池システムの制御を行う制御部と、燃料電池車両の現在の位置から目的地に至るまでの経路を推定するナビゲーション装置と、燃料電池車両の燃料消費量を推定する燃料消費量推定部と、を備え、燃料電池車両の運転状態があらかじめ定められたアイドリング状態に変わったときに、燃料消費量推定部は、ナビゲーション装置から、前記経路を取得し、経路に沿って燃料電池車両が走行したときの燃料消費量について、燃料電池の触媒に対する回復処理が行われたと仮定したときの前記目的地までに消費される第１の燃料消費量と、前記回復処理が行われなかったと仮定したときの目的地までに消費される第２の燃料消費量と、を推定し、制御部は、第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和が、第２の燃料消費量以下の場合に、回復処理を実行する。【選択図】図７
2014183676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池車両に搭載される燃料電池システムであって、
電極触媒として白金を含む触媒を有する燃料電池と、
前記燃料電池システムの制御を行う制御部と、
前記燃料電池車両の出発地から目的地に至るまでの経路を推定するナビゲーション装置と、
前記経路に従って前記燃料電池車両が走行する際の燃料消費量を推定する燃料消費量推定部と、
を備え、
前記燃料電池車両の運転状態があらかじめ定められたアイドリング状態に変わったときに、
（ｉ）前記燃料消費量推定部は、前記経路に沿って前記燃料電池車両が走行したときの燃料消費量について、前記燃料電池の触媒に対する回復処理が行われたと仮定したときの前記目的地までに消費される第１の燃料消費量と、前記回復処理が行われなかったと仮定したときの前記目的地までに消費される第２の燃料消費量と、前記燃料電池の回復処理に必要な燃料消費量と、を推定し、
（ｉｉ）前記制御部は、前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、前記第２の燃料消費量より少ない場合に、前記回復処理を実行する、
燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、さらに、
前記工程（ｉｉ）において、前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、前記第２の燃料消費量より少ない場合には、さらに、
前記制御部は、前記燃料電池の電圧を一旦０．６Ｖ以下に下げた後、
前記燃料消費量推定部は、前記第１の燃料消費量と前記第２の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量とを再び推定し、
前記制御部は、再推定後の前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、再推定後の前記第２の燃料消費量より少ない場合に、前記回復処理を実行する、する、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料消費量推定部は、前記燃料電池車両の燃費の履歴を利用して前記第１と第２の燃料消費量を推定する、燃料電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池システムにおいて、
前記ナビゲーション装置は、地図を有しており、
前記ナビゲーション装置は、前記地図から前記経路中の道路の勾配を取得し、
前記燃料消費量推定部は、前記道路の勾配と燃費との関係を用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定する、燃料電池システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の燃料電池システムにおいて、
前記ナビゲーション装置は、地図を有しており、
前記ナビゲーション装置は、前記地図から前記経路中の信号の数を取得し、
前記燃料消費量推定部は、前記経路中の信号の数と燃費との関係を用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定する、燃料電池システム。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記ナビゲーション装置は、道路交通情報を外部から受信する道路交通情報受信部を有しており、
前記道路交通情報受信部は、前記経路中の道路の混雑状況を取得し、
前記燃料消費量推定部は、前記経路中の道路の混雑状況と燃費との関係を用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定する、燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料電池システムにおいて、さらに、
二次電池を備え、
前記燃料消費量推定部は、前記二次電池の現在の充電量と、前記二次電池の目標充電量との差を用いて、前記第１の燃料消費量と、前記第２の燃料消費量と、を補正する、燃料電池システム。
【請求項８】
燃料電池車両に搭載され、電極触媒として白金を含む触媒を有する燃料電池を有する燃料電池システムの制御方法であって、
（ａ）前記燃料電池車両の出発地からから目的地に至るまでの経路を取得する工程と、
（ｂ）前記燃料電池車両の運転状態があらかじめ定められたアイドリング状態に変わったときに、
（ｂ−ｉ）前記経路に沿って前記燃料電池車両が走行したときの燃料消費量について、前記燃料電池の触媒に対する回復処理が行われたと仮定したときの前記目的地までに消費される第１の燃料消費量と、前記回復処理が行われなかったと仮定したときの前記目的地までに消費される第２の燃料消費量と、を推定する工程と、
（ｂ−ｉｉ）前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、前記第２の燃料消費量より小さい場合には、前記回復処理を実行する工程と、
を実行する、燃料システムの制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料電池システムの制御方法において、
さらに、
前記工程（ｂ−ｉｉ）において、前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、前記第２の燃料消費量より少ない場合には、さらに、
前記燃料電池の電圧を一旦０．６Ｖ以下に下げる工程と、
前記第１の燃料消費量と前記第２の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量とを再び推定する工程と、
再推定後の前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、再推定後の前記第２の燃料消費量より少ない場合に、前記回復処理を実行する工程と、
が実行される、燃料電池システムの制御方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記燃料電池車両の燃費の履歴を利用して前記第１と第２の燃料消費量を推定する、燃料電池システムの制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記経路中の道路の勾配を取得する工程と、
前記経路中の道路の勾配と燃費との関係とを用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定する工程と、
を実行する、燃料電池システムの制御方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の燃料電池システムの制御方法において、さらに、
前記経路中の信号の数を取得する工程と、
前記経路中の信号の数と燃費との関係とを用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定する工程と、
を実行する、燃料電池システムの制御方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の燃料電池システムの制御方法において、さらに、
道路交通情報を外部から受信して前記経路中の道路の混雑状況を取得する工程と、
前記経路中の道路の混雑状況と燃費との関係を用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定する工程と、
を実行する、燃料電池システムの制御方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記燃料電池システムは二次電池を備えており、さらに、
前記二次電池の現在の充電量と、前記二次電池の目標充電量との差を用いて、前記第１の燃料消費量と、前記第２の燃料消費量と、を補正する工程を実行する、燃料電池システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子形燃料電池（以下、単に「燃料電池」と呼ぶ）は、通常、プロトン伝導性を有する電解質膜の両面に電極を配置した膜電極接合体を発電体として備える。電極には、燃料電池反応を促進させるための触媒が担持されている。燃料電池車両等に搭載される燃料電池システムでは、燃料電池に高い電圧での運転を継続させると、触媒の表面に酸化被膜が形成され、触媒性能が可逆的に低下（以下「性能低下」と呼ぶ。）してしまう可能性があった。かかる場合に、燃料電池の空気極電位を低下させることにより触媒を回復させる技術が知られている（下記特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０２７２９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、空気極電位を低下させると、触媒を回復させることにより燃費を向上させることができる。一方、触媒の回復処理中は、燃料電池の電流が増加するので、燃費が悪くなる。目的地によっては、触媒の回復を実行しない方が、触媒の回復を実行するよりも、目的地までの燃料消費量が少なく場合もある。本発明は、目的地までの燃費を少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池車両に用いられる燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、電極触媒として白金を含む触媒を有する燃料電池と、前記燃料電池システムの制御を行う制御部と、前記燃料電池車両の出発地から目的地に至るまでの経路を推定するナビゲーション装置と、前記経路に従って前記燃料電池車両が走行する際の燃料消費量を推定する燃料消費量推定部と、を備え、前記燃料電池車両の運転状態があらかじめ定められたアイドリング状態に変わったときに、（ｉ）前記燃料消費量推定部は、前記経路に沿って前記燃料電池車両が走行したときの燃料消費量について、前記燃料電池の触媒に対する回復処理が行われたと仮定したときの前記目的地までに消費される第１の燃料消費量と、前記回復処理が行われなかったと仮定したときの前記目的地までに消費される第２の燃料消費量と、前記燃料電池の回復処理に必要な燃料消費量と、を推定し、（ｉｉ）前記制御部は、前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、前記第２の燃料消費量より少ない場合に、前記回復処理を実行する。この形態の燃料電池システムによれば、回復処理が行われたと仮定したときの目的地までの第１の燃料消費量と、回復処理が行われなかったと仮定したときに目的地までの第２の燃料消費量とを推定し、第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和と、第２の燃料消費量とを比較して、回復処理を実行するか否かを選択するので、目的地までの燃料消費を少なくできる。
【０００７】
（２）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記工程（ｉｉ）において、前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、前記第２の燃料消費量より少ない場合には、さらに、前記制御部は、前記燃料電池の電圧を一旦０．６Ｖ以下に下げた後、前記燃料消費量推定部は、前記第１の燃料消費量と前記第２の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量とを再び推定し、前記制御部は、再推定後の前記第１の燃料消費量と前記回復処理に必要な燃料消費量との和が、再推定後の前記第２の燃料消費量より少ない場合に、前記回復処理を実行してもよい。制御部が燃料電池の電圧を一旦０．６Ｖ以下に下げたときには、触媒の表面に形成された酸化被膜が除去されるので、触媒の表面への酸化皮膜形成による燃料電池の性能低下が回復する。この形態の燃料電池システムによれば、触媒の表面に形成された酸化被膜が除去された後において、回復処理が行われたと仮定したときの目的地までの第１の燃料消費量と、回復処理が行われなかったと仮定したときに目的地までの第２の燃料消費量とを推定し、第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和と、第２の燃料消費量とを比較するので、回復処理を実行するか否かをより正確に判断できる。
【０００８】
（３）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記燃料消費量推定部は、前記燃料電池車両の燃費の履歴を利用して前記第１と第２の燃料消費量を推定してもよい。この形態の燃料電池システムによれば、燃料消費量推定部は、目的地までの燃料消費量をより正確に推定できる。
【０００９】
（４）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記ナビゲーション装置は、地図を有しており、前記ナビゲーション装置は、前記地図から前記経路中の道路の勾配を取得し、
前記燃料消費量推定部は、前記道路の勾配と燃費との関係を用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定してもよい。この形態の燃料電池システムによれば、燃料消費量推定部は、目的地までの燃料消費量をより正確に推定できる。
【００１０】
（５）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記ナビゲーション装置は、地図を有しており、前記ナビゲーション装置は、前記地図から前記経路中の信号の数を取得し、前記燃料消費量推定部は、前記経路中の信号の数と燃費との関係を用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定してもよい。この形態の燃料電池システムによれば、燃料消費量推定部は、目的地までの燃料消費量をより正確に推定できる。
【００１１】
（６）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記ナビゲーション装置は、道路交通情報を外部から受信する道路交通情報受信部を有しており、前記道路交通情報受信部は、前記経路中の道路の混雑状況を取得し、前記燃料消費量推定部は、前記経路中の道路の混雑状況と燃費との関係を用いて前記第１と第２の燃料消費量を推定してもよい。この形態の燃料電池システムによれば、燃料消費量推定部は、目的地までの燃料消費量をより正確に推定できる。
【００１２】
（７）上記形態の燃料電池システムにおいて、さらに、二次電池を備え、前記燃料消費量推定部は、前記二次電池の現在の充電量と、前記二次電池の目標充電量との差を用いて、前記第１の燃料消費量と、前記第２の燃料消費量と、を補正してもよい。この形態の燃料電池システムによれば、二次電池の充電量を用いて燃料消費量を補正するので、燃料消費量推定部は、目的地までの燃料消費量をより正確に推定できる。
【００１３】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料電池システムの他、燃料電池システムの制御方法、燃料電池車両等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図２】燃料電池システムの電気的構成を示す概略図である。
【図３】燃料電池の触媒の回復処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】燃料電池の起動から燃料電池の触媒の回復処理までの燃料電池の電圧の遷移を示すグラフである。
【図５】回復処理時間と燃料電池の触媒活性率との関係を示す説明図である。
【図６】回復処理電圧と触媒活性と燃料電池内の相対湿度との関係を示す説明図である。
【図７】燃料電池の触媒の回復処理を実行するか否かを判断するためのフローチャートである。
【図８】回復運転を実行した場合と実行しない場合の燃費（ｋｍ／ｋｇ−Ｈ2）を比較するグラフである。
【図９】横軸を距離、縦軸を燃費（ｋｇ−Ｈ2／ｋｍ）としたグラフである。
【図１０】勾配と燃費との関係の一例を示す説明図である。
【図１１】信号の数と燃費との関係の一例を示す説明図である。
【図１２】道路の混雑状況と燃費との関係の一例を示す説明図である。
【図１３】二次電池のＳＯＣを示す説明図である。
【図１４】第２の実施形態の燃料電池の回復処理を示すフローチャートである。
【図１５】燃料電池の温度と回復処理電圧との関係を示すグラフの一例である。
【図１６】燃料電池の温度と回復処理時間との関係を示すグラフの一例である。
【図１７】第２の実施形態の燃料電池の触媒の回復処理を示すフローチャートである。
【図１８】燃料電池の温度と回復処理時間との関係を示すグラフの一例である。
【図１９】燃料電池に対して回復処理を実行する場合の回復処理時間と燃料電池からバイパスさせるカソードガスの量との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の実施形態：
図１は本発明の一実施例としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。この燃料電池システム１００は、燃料電池車両などに搭載され、運転者からの要求に応じて、駆動力として用いられる電力を出力する。燃料電池システム１００は、燃料電池１０と、制御部２０と、カソードガス供給部３０と、カソードガス排出部４０と、アノードガス供給部５０と、アノードガス循環排出部６０と、冷媒供給部７０とを備える。
【００１６】
燃料電池１０は、反応ガスとして水素（アノードガス）と空気（カソードガス）の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。燃料電池１０は、単セルとも呼ばれる複数の発電体１１が積層されたスタック構造を有する。各発電体１１は、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体（図示せず）と、膜電極接合体を狭持する２枚のセパレータ（図示せず）とを有する。
【００１７】
ここで、電解質膜は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子、例えばパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマの薄膜によって構成することができる。また、電極は、発電反応を促進させるための触媒が担持された導電性粒子によって構成することができる。触媒としては、例えば、白金（Ｐｔ）を採用することができ、導電性粒子としては、例えば、カーボン（Ｃ）粒子を採用することができる。
【００１８】
制御部２０は、中央処理装置と記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成されている。制御部２０は、出力電力の要求を受け付け、その要求に応じて、以下に説明する各構成部を制御し、燃料電池１０に発電させる。また、制御部２０は、燃料電池１０が消費する燃料消費量を推定する燃料消費量推定部２１を備える。燃料消費量推定部２１は、中央処理装置により実行されるコンピュータプログラムとして構成され、記憶装置に格納されていてもよい。
【００１９】
カソードガス供給部３０は、カソードガス配管３１と、エアコンプレッサ３２と、エアフロメータ３３と、開閉弁３４と、加湿部３５と、バイパスバルブ３６と、を備える。カソードガス配管３１は、燃料電池１０のカソード側に接続された配管である。エアコンプレッサ３２は、カソードガス配管３１を介して燃料電池１０と接続されており、外気を取り込んで圧縮した空気を、カソードガスとして燃料電池１０に供給する。
【００２０】
エアフロメータ３３は、エアコンプレッサ３２の上流側において、エアコンプレッサ３２が取り込む外気の量を計測し、制御部２０に送信する。制御部２０は、この計測値に基づいて、エアコンプレッサ３２を駆動することにより、燃料電池１０に対する空気の供給量を制御する。
【００２１】
開閉弁３４は、エアコンプレッサ３２と燃料電池１０との間に設けられており、カソードガス配管３１における空気の流れに応じて開閉する。具体的には、開閉弁３４は、通常、閉じた状態であり、エアコンプレッサ３２から所定の圧力を有する空気がカソードガス配管３１に供給されたときに開く。
【００２２】
加湿部３５は、エアコンプレッサ３２から送り出された高圧空気を加湿する。制御部２０は、電解質膜の湿潤状態を保持して良好なプロトン伝導性を得るために、加湿部３５によって、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を制御し、燃料電池１０内部の湿潤状態を調整する。なお、加湿部３５は、カソード排ガス配管４１と接続されており、排ガス中の水分を高圧空気の加湿に用いる。
【００２３】
カソードガス排出部４０は、カソード排ガス配管４１と、調圧弁４３と、圧力計測部４４とを備える。カソード排ガス配管４１は、燃料電池１０のカソード側に接続された配管であり、カソード排ガスを燃料電池システム１００の外部へと排出する。調圧弁４３は、カソード排ガス配管４１におけるカソード排ガスの圧力（燃料電池１０のカソード側の背圧）を調整する。圧力計測部４４は、調圧弁４３の上流側に設けられており、カソード排ガスの圧力を計測し、その計測値を制御部２０に送信する。制御部２０は、圧力計測部４４の計測値に基づいて調圧弁４３の開度を調整する。
【００２４】
バイパスバルブ３６は、エアコンプレッサ３２と加湿部３５との間に配置されている。バイパスバルブ３６と、カソード排ガス配管４１とは、カソードガスバイパス管３７により接続されている。バイパスバルブ３６は、燃料電池１０の通常運転時には、エアコンプレッサ３２送り出された高圧空気を、加湿部３５に流すが、後述するように、燃料電池１０の触媒活性を回復させる回復運転を実行する場合には、エアコンプレッサ３２送り出された高圧空気の一部を、カソードガスバイパス管３７を経由してカソード排ガス配管４１に流す。
【００２５】
アノードガス供給部５０は、アノードガス配管５１と、水素タンク５２と、開閉弁５３と、レギュレータ５４と、水素供給装置５５と、圧力計測部５６とを備える。水素タンク５２は、アノードガス配管５１を介して燃料電池１０のアノードと接続されており、タンク内に充填された水素を燃料電池１０に供給する。なお、燃料電池システム１００は、水素タンク５２に換えて、炭化水素系の燃料を改質して水素を生成する改質部を、水素の供給源として備えているものとしても良い。
【００２６】
開閉弁５３と、レギュレータ５４と、水素供給装置５５と、圧力計測部５６とは、アノードガス配管５１に、この順序で、上流側（水素タンク５２側）から設けられている。開閉弁５３は、制御部２０からの指令により開閉し、水素タンク５２から水素供給装置５５の上流側への水素の流入を制御する。レギュレータ５４は、水素供給装置５５の上流側における水素の圧力を調整するための減圧弁であり、その開度が制御部２０によって制御されている。
【００２７】
水素供給装置５５は、例えば、電磁駆動式の開閉弁であるインジェクタによって構成することができる。圧力計測部５６は、水素供給装置５５の下流側の水素の圧力を計測し、制御部２０に送信する。制御部２０は、圧力計測部５６の計測値に基づき、水素供給装置５５を制御することによって、燃料電池１０に供給される水素量を制御する。
【００２８】
アノードガス循環排出部６０は、アノード排ガス配管６１と、気液分離部６２と、アノードガス循環配管６３と、水素循環用ポンプ６４と、アノード排水配管６５と、排水弁６６と、圧力計測部６７と、アノード排ガス排出バルブ６８と、アノード排ガス排出管６９を備える。アノード排ガス配管６１は、燃料電池１０のアノードの出口と気液分離部６２とを接続する配管であり、発電反応に用いられることのなかった未反応ガス（水素や窒素など）を含むアノード排ガスを気液分離部６２へと誘導する。
【００２９】
気液分離部６２は、アノードガス循環配管６３と、アノード排水配管６５とに接続されている。気液分離部６２は、アノード排ガスに含まれる気体成分と水分とを分離し、気体成分については、アノードガス循環配管６３へと誘導し、水分についてはアノード排水配管６５へと誘導する。
【００３０】
アノードガス循環配管６３は、アノードガス配管５１の水素供給装置５５より下流に接続されている。アノードガス循環配管６３には、水素循環用ポンプ６４が設けられており、この水素循環用ポンプ６４によって、気液分離部６２において分離された気体成分に含まれる水素は、アノードガス配管５１へと送り出される。このように、この燃料電池システム１００では、アノード排ガスに含まれる水素を循環させて、再び燃料電池１０に供給することにより、水素の利用効率を向上させている。
【００３１】
アノードガス循環配管６３は、アノード排ガス排出バルブ６８と、アノード排ガス排出管６９により、カソード排ガス配管４１に接続されている。燃料電池１０では、膜電極接合体の一方の面にカソードガス（空気）が供給され、他方の面にアノードガス（水素）が供給されて反応が実行される。ここで、カソードガス中に含まれる窒素などが、膜電極接合体を通ってアノード側に移動する。一方、上述したように、アノードガスは循環されている。その結果、アノードガス中の窒素の分圧が上昇し、水素の分圧が下がる。そのため、定期的、あるいは、水素の分圧が下がったときには、アノード排ガス排出バルブ６８が開弁され、窒素を含むアノード排ガスは、アノード排ガス排出管６９により大気へ排出される。なお、アノード排ガスには、未反応の水素が含まれているため、アノード排ガス排出管６９から直接大気に排出されるのではなく、カソード排ガス配管４１に排出され、カソード排ガス配管４１でカソード排ガスにより希釈されて大気に排出される。
【００３２】
アノード排水配管６５は、気液分離部６２において分離された水分を燃料電池システム１００の外部へと排出するための配管である。排水弁６６は、アノード排水配管６５に設けられており、制御部２０からの指令に応じて開閉する。制御部２０は、燃料電池システム１００の運転中は、通常、排水弁６６を閉じておき、予め設定された所定の排水タイミングや、アノード排ガス中の不活性ガスの排出タイミングで排水弁６６を開く。
【００３３】
アノードガス循環排出部６０の圧力計測部６７は、アノード排ガス配管６１に設けられている。圧力計測部６７は、燃料電池１０の水素マニホールドの出口近傍において、アノード排ガスの圧力（燃料電池１０のアノード側の背圧）を計測し、制御部２０に送信する。
【００３４】
冷媒供給部７０は、冷媒用配管７１と、ラジエータ７２と、三方弁７３と、冷媒循環用ポンプ７５と、２つの冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂとを備える。冷媒用配管７１は、燃料電池１０を冷却するための冷媒を循環させるための配管であり、上流側配管７１ａと、下流側配管７１ｂと、バイパス配管７１ｃとで構成される。
【００３５】
上流側配管７１ａは、燃料電池１０に設けられた冷媒用の出口マニホールドとラジエータ７２の入口とを接続する。下流側配管７１ｂは、燃料電池１０に設けられた冷媒用の入口マニホールドとラジエータ７２の出口とを接続する。バイパス配管７１ｃは、一端が、三方弁７３を介して上流側配管７１ａと接続され、他端が、下流側配管７１ｂに接続されている。制御部２０は、三方弁７３の開閉を制御することにより、バイパス配管７１ｃへの冷媒の流入量を調整して、ラジエータ７２への冷媒の流入量を制御する。
【００３６】
ラジエータ７２は、冷媒用配管７１に設けられており、冷媒用配管７１を流れる冷媒と外気との間で熱交換させることにより、冷媒を冷却する。冷媒循環用ポンプ７５は、下流側配管７１ｂにおいて、バイパス配管７１ｃの接続箇所より下流側（燃料電池１０の冷媒入口側）に設けられており、制御部２０の指令に基づき駆動する。
【００３７】
２つの冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂはそれぞれ、上流側配管７１ａと、下流側配管７１ｂとに設けられており、それぞれの計測値を制御部２０へと送信する。制御部２０は、各冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂのそれぞれの計測値の差から燃料電池１０の運転温度を検出する。また、制御部２０は、検出した燃料電池１０の運転温度に基づき、冷媒循環用ポンプ７５の回転数を制御して、燃料電池１０の運転温度を調整する。
【００３８】
燃料電池システム１００は、さらに、燃料電池車両の車両情報を取得するための、外気温センサ１０１、車速センサ１０２、シフトレバーセンサ１０３と、アクセル１０４と、ナビゲーション装置１０５と、を備える。ナビゲーション装置１０５は、地図１０６と、経路決定指示部１０７と、道路交通情報受信部１０８と、を備える。経路決定指示部１０７は、現在位置と、運転手から入力された目的地と、を用いて、地図１０６を参酌しながら目的地に至るまでの経路を算出して運転手に示す。道路交通情報受信部１０８は、例えば、財団法人  道路交通情報通信システムセンターのＶＩＣＳ（ＶＩＣＳは登録商標）等から、道路の混雑状況などの道路情報を取得する。なお、経路決定指示部１０７は、目的地に至るまでの経路を算出する際に、ＶＩＣＳ等から取得した道路の混雑状況を考慮してもよい。アクセル１０４は、運転手からの出力要求を検知し、制御部２０に伝える。外気温センサ１０１は、燃料電池車両外部の気温を検出し、制御部２０に送信する。車速センサ１０２は、燃料電池車両の現在の速度を検出し、制御部２０に送信する。シフトレバーセンサ１０３は、シフトレバー（図示せず）のポジション（たとえばＰ（パーキング）、Ｒ（後進）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（前進）、Ｂ（前進または回生ブレーキ）のどのポジション）か、を取得する。制御部２０は、これらのセンサや装置から得られた情報を適宜、燃料電池１０の出力制御や回復運転制御のために利用する。なお、パーキングブレーキセンサが備えられていてもよい。
【００３９】
図２は、燃料電池システム１００の電気的構成を示す概略図である。燃料電池システム１００は、二次電池８１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２と、ＤＣ／ＡＣインバータ８３とを備える。また、燃料電池システム１００は、セル電圧計測部９１と、電流計測部９２と、インピーダンス計測部９３と、ＳＯＣ検出部９４とを備える。
【００４０】
燃料電池１０は、直流配線ＤＣＬを介してＤＣ／ＡＣインバータ８３に接続されており、ＤＣ／ＡＣインバータ８３は、燃料電池車両の駆動力源であるモータ２００に接続されている。二次電池８１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２を介して、直流配線ＤＣＬに接続されている。
【００４１】
二次電池８１は、燃料電池１０とともに電力供給源として機能する。二次電池８１は、例えばリチウムイオン電池で構成することができる。制御部２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２を制御することにより、燃料電池１０の電流・電圧と、二次電池８１の充放電とを制御し、直流配線ＤＣＬの電圧レベルを可変に調整する。
【００４２】
二次電池８１には、ＳＯＣ検出部９４が接続されている。ＳＯＣ検出部９４は、二次電池８１の充電状態であるＳＯＣ（State of Charge）を検出し、制御部２０に送信する。ここで、二次電池８１のＳＯＣとは、二次電池８１の充電容量に対する二次電池８１の充電残量（蓄電量）の比率を意味する。ＳＯＣ検出部９４は、二次電池８１の温度や電力、電流を計測することにより、二次電池８１のＳＯＣを検出する。
【００４３】
制御部２０は、ＳＯＣ検出部９４の検出値に基づき、二次電池８１のＳＯＣが所定の範囲内に収まるように、二次電池８１の充放電を制御する。具体的には、制御部２０は、ＳＯＣ検出部９４から取得した二次電池８１のＳＯＣが予め設定された下限値より低い場合には、燃料電池１０の出力する電力によって、二次電池８１を充電する。また、二次電池８１のＳＯＣが予め設定された上限値より高い場合には、二次電池８１に放電させる。
【００４４】
ＤＣ／ＡＣインバータ８３は、燃料電池１０と二次電池８１とから得られた直流電力を交流電力へと変換し、モータ２００に供給する。そして、モータ２００によって回生電力が発生する場合には、ＤＣ／ＡＣインバータ８３が、その回生電力を直流電力に変換する。直流電力に変換された回生電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２を介して二次電池８１に蓄電される。
【００４５】
セル電圧計測部９１は、燃料電池１０の各発電体１１と接続されており、各発電体１１の電圧（セル電圧）を計測する。セル電圧計測部９１は、その計測結果を制御部２０に送信する。なお、セル電圧計測部９１は、計測したセル電圧のうち、最も低いセル電圧のみを制御部２０に送信するものとしても良い。
【００４６】
電流計測部９２は、直流配線ＤＣＬに接続されており、燃料電池１０の出力する電流値を計測し、制御部２０に送信する。制御部２０は、セル電圧と電流の実測値と目標値（制御値）との間に差が生じている場合には、その差が収束されるように、それらの制御値を修正する、いわゆるフィードバック制御を実行する。
【００４７】
インピーダンス計測部９３は、燃料電池１０に接続されており、燃料電池１０に交流電流を印加することにより、燃料電池１０全体のインピーダンスを測定し、制御部２０へと送信する。制御部２０は、インピーダンス計測部９３の計測結果に基づき、燃料電池１０の電解質膜の湿潤状態を管理する。開閉スイッチ９５は、直流配線ＤＣＬに設けられており、制御部２０の指令に基づき、燃料電池１０および二次電池８１と、モータ２００との間の電気的接続を制御する。なお、制御部２０は、インピーダンス計測部９３がインピーダンス測定において特定の発電体１１を測定したときの値を用いてもよい。
【００４８】
燃料電池車両が運転されると、燃料電池１０の発電性能（燃料電池１０の触媒活性）が低下することが知られている。そこで、制御部２０は、燃料電池１０の負荷が小さいアイドリング状態のときに、燃料電池１０に対して、燃料電池１０の発電性能（燃料電池１０の触媒活性）を回復させる回復運転を実行させる。ここで、「アイドリング状態」とは、運転手により、燃料電池車両のアクセルがオフにされて、燃料電池車両の駆動輪に駆動力が供給されていないが、発電のためのガス供給、冷媒供給のための電力と、エアコン、ウインカ、ヘッドライトなどのアクセサリー機器に電力が供給されている状態、且つ、燃料電池１０のセル電圧を０．６Ｖより高く維持した状態を意味する。アイドリング状態となる一例として、燃料電池車両が信号待ちで一時停止している状態、あるいは、下り坂で運転手がアクセルを踏んでいない状態などがあげられる。アイドリング状態では、制御部２０は、燃料電池１０へのアノードガスやカソードガスの供給量を、通常運転時の供給量よりも低下させてもよい。
【００４９】
図３は、燃料電池の触媒の回復処理の一例を示すフローチャートである。図４は、燃料電池の起動から燃料電池の触媒の回復処理までの燃料電池の電圧の遷移を示すグラフである。
【００５０】
ステップＳ１００では、制御部２０は、初期のアイドリング状態における燃料電池１０の初期セル電圧Ｖ０を取得する。燃料電池１０が起動された後、燃料電池車両が走り出す前に、制御部２０は、一旦、燃料電池１０の個々の発電体１１の電圧（以下「セル電圧」とも呼ぶ。）を０．６Ｖ以下に下げた後、再びアイドリング状態として燃料電池１０の初期のセル電圧Ｖ０（以下「初期セル電圧Ｖ０」と呼ぶ。）を取得する。この初期セル電圧Ｖ０は、今回の燃料電池１０の起動後、燃料電池１０の運転が終了されるまでの間において、燃料電池１０の発電体１１がアイドリング状態で発生させることが可能な最大の電圧である。
【００５１】
なお、燃料電池１０は複数の発電体１１を含んでいる。上述したように、セル電圧計測部９１は、各発電体１１のセル電圧を計測する。本実施形態および以後の実施形態において、セル電圧という場合には、複数の発電体１１のセル電圧の平均値を用いてもよい。また、複数の発電体１１のうち、最も電圧の低い発電体１１のセル電圧を用いてもよい。また、複数の発電体１１のうち、最も電圧の高い発電体１１のセル電圧を用いてもよい。
【００５２】
燃料電池１０は、連続して使用されると、触媒に酸化皮膜が形成され、あるいは、触媒にスルホン酸イオンなどの陰イオン（アニオン）が付着するアニオン被毒等により性能低下していく。燃料電池１０の起動前には燃料電池１０は、電圧を発生させておらず、低電圧であると考えられるため、アニオン被毒は、緩和されている。また、酸化皮膜については、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げることにより、容易に取り除くことが可能である。その結果、初期セル電圧Ｖ０は、今回の燃料電池１０の起動後、燃料電池１０の運転が終了されるまでの間において、燃料電池１０の発電体１１がアイドリング状態で発生させることが可能な最大の電圧となる。
【００５３】
ステップＳ１０５では、運転手による通常運転が実行される。ここで、通常運転とは、運転手がアクセルを踏み、様々な速度で燃料電池車両を運転している状態を意味する。このステップＳ１０５においては、運転手が道路状況に基づいて様々な運転を行うため、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧は、運転状態に依存して大きく変動する。なお、この通常運転中には、徐々に触媒に酸化皮膜が形成され、あるいは,アニオン被毒が進んでいき、燃料電池１０の触媒が性能低下していく。
【００５４】
ステップＳ１１０では、運転手のアクセル１０４のオフを検知する。たとえば信号待ちにより、燃料電池車両が停車し、運転手がアクセルから足を放したときに、運転手のアクセル１０４のオフが検知される。
【００５５】
ステップＳ１１５では、制御部２０は、燃料電池１０をアイドリング状態で運転する。なお、燃料電池１０をアイドリング状態で運転することを「アイドル運転」とも呼ぶ。
【００５６】
ステップＳ１２５では、制御部２０は、燃料電池１０をアイドリング状態として燃料電池１０の発電体１１の回復処理直前のセル電圧Ｖ１（後述するＶ１ａまたはＶ１ｂ）を取得する。なお、ステップＳ１００では、制御部２０は、一旦、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げ、再びアイドリング状態として燃料電池１０の初期セル電圧Ｖ０を取得したが、ステップＳ１２５では、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げる前のセル電圧Ｖ１ａを取得してもよく、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げ、再びアイドリング状態としたときのセル電圧Ｖ１ｂを取得してもよい。セル電圧Ｖ１ｂは、セル電圧Ｖ１ａよりも高い。この理由は、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げることにより、触媒から酸化皮膜が除去され、酸化被膜に起因する燃料電池１０の触媒の性能低下が回復されるからである。なお、酸化皮膜は短時間（０．１秒程度）で除去可能であることから、酸化皮膜が取り除かれた状態におけるセル電圧Ｖ１ｂを用いた方が好ましい。なお、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げることによるセル電圧の回復は、一時的なものであるため、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧は、時間の経過とともに次第に低下する。
【００５７】
ステップＳ１３０では、制御部２０は、初期セル電圧Ｖ０と、電圧Ｖ１ｂとの電圧差ΔＶ１ｂとを用いて、燃料電池１０に対して触媒の回復処理を実行するときの燃料電池１０の発電体１１のセル電圧（回復処理電圧Ｖｔ１）と、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を回復処理電圧に維持する時間（回復処理時間ｔ１）とを取得する。たとえば、電圧差ΔＶ１ｂと、回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１との関係は、あらかじめマップに登録されており、制御部２０は、このマップを用いて電圧差ΔＶ１ｂから回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１とを取得してもよい。なお、制御部２０は、初期セル電圧Ｖ０と、セル電圧Ｖ１ａとの電圧差ΔＶ１ａとを用いて、回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１とを取得してもよい。この場合、たとえば、制御部２０は、酸化被膜に起因する燃料電池１０の性能低下分（Ｖ１ｂ−Ｖ１ａ）を経験則からあらかじめ想定しておき、電圧差ΔＶ１ａからこの性能低下分を引いてマップを適用してもよく、電圧差ΔＶ１ａと、回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１との関係を別のマップに登録しておき、この別のマップを用いて、電圧差ΔＶ１ｂから回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１とを取得してもよい。
【００５８】
なお、図４では、回復処理電圧Ｖｔ１は０．６Ｖよりも大きいように図示されているが、図４の回復処理電圧Ｖｔ１は一例であり、マップにより、回復処理電圧Ｖｔ１の値として、０．６Ｖよりも小さい値が取得されてもよい。
【００５９】
図５は、回復処理時間ｔ１と燃料電池１０の触媒活性率との関係を示す説明図である。燃料電池１０の初期セル電圧Ｖ０が測定されたときの触媒活性率を１００％とし、その後、触媒活性率を６０％まで低下させた。そして、回復処理電圧Ｖｔ１を０．０５Ｖとして、回復処理時間ｔ１と燃料電池１０の触媒活性率との関係を測定し、グラフにした。グラフからわかるように、回復処理時間ｔ１の対数と、触媒活性率との間には、ほぼ直線の関係があり、回復処理時間ｔ１を長くすれば、触媒はより回復することがわかる。なお、触媒活性率を１００％近くまで回復させるには、回復処理時間ｔ１を１０００分としなければならないように見えるが、実際の燃料電池車両では、たとえば信号待ちごとに触媒の回復処理を実行すれば、触媒活性率が６０％まで低下することはなく、もっと短時間で触媒活性率を回復させることが可能である。
【００６０】
図６は、回復処理電圧と、触媒活性と、燃料電池１０内の相対湿度との関係を示す説明図である。燃料電池１０内の相対湿度が９０％のときは、回復処理電圧が０．４Ｖよりも低いと触媒活性が回復しやすいといえる。また、燃料電池１０内の相対湿度が１７０％と、燃料電池１０の膜電極接合体が液水で満たされる状態となると、回復処理電圧が０．６５Ｖよりも低いと触媒活性が回復しやすい。すなわち、燃料電池１０の相対湿度が高いほど燃料電池１０の触媒の活性を回復させやすいといえる。全体的にみれば、回復処理電圧は、０．４Ｖよりも低いことが好ましく、０．２Ｖよりも低いとさらに好ましい。
【００６１】
ステップＳ１３２では、制御部２０は、燃料電池１０の触媒の回復処理を実行するか否かを判断する。
【００６２】
図７は、燃料電池１０の触媒の回復処理を実行するか否かを判断するためのフローチャートである。ステップＳ１０００では、ナビゲーション装置１０５の経路決定指示部１０７は、燃料電池車両の目的地までの経路を決定する。なお、経路決定指示部１０７は、ナビゲーション装置１０５に目的地が入力されると目的地までの経路を決定するので、目的地が入力された時に決定した経路を用いてもよい。
【００６３】
ステップＳ１０１０では、燃料消費量推定部２１は、決定された経路に基づいて、燃料電池１０の触媒に対する回復処理が行われた仮定したときの燃料電池車両の目的地までの走行で消費される燃料消費量と、回復処理が行われなかった仮定したときの燃料電池車両の目的地までの走行で消費される燃料消費量と、を推定する。本実施形態では、回復処理が行われたと仮定したときの燃料電池車両の目的地までの走行で消費される燃料消費量を「第１の燃料消費量」と呼び、回復処理が行われなかったと仮定したときの燃料電池車両の目的地までの走行で消費される燃料消費量を「第２の燃料消費量」と呼ぶ。
【００６４】
図８は、回復運転を実行した場合と実行しない場合の燃費（ｋｍ／ｋｇ−Ｈ2）を比較するグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は燃費を示している。燃費とは、燃料の単位容量（単位重量）あたりの走行距離（日本、アメリカで使われる）、もしくは一定の距離をどれだけの燃料で走れるか（欧州で使われる）を示す指標である。図８では、縦軸の燃費は、水素の単位重量当たりの走行距離（ｋｍ／ｋｇ−Ｈ2）としている。また、横軸には目的地であるＱ地点とＲ地点に到達する時間が示されている。このグラフでは、回復処理がされた場合も、されない場合も、燃料電池車両は同じスピードで目的地（Ｑ地点、あるいはＲ地点）に到着するものとする。
【００６５】
回復処理は、燃料電池車両が信号待ちなどの停車中に実行される。回復処理中においては、燃料は消費されるが、走行距離がゼロのため、燃費は低下する。そのため、制御部２０が回復処理を実行している期間では、燃費のグラフに燃費が低下したことを示す下向きのピークＰ１が現れる。一方、制御部２０が回復処理を実行しない場合には、このような燃費の低下を示すピークは現れない。
【００６６】
燃料電池車両が信号待ち状態から発進した後については、回復処理がされた方が燃料電池１０の触媒の活性が高いため、回復処理がされた方が、回復処理がされなかった方よりも燃費がよい。ここで、燃料電池車両が発進してから目的地までの走行距離は、回復処理の有無により変わらない。そのため、燃料電池車両が発進してから目的地までに消費される燃料の量については、回復処理がされた方である第１の燃料消費量の方が、回復処理がされなかった方である第２の燃料消費量よりも少ない。
【００６７】
図９は、横軸を距離、縦軸を燃費（ｋｇ−Ｈ2／ｋｍ）としたグラフである。なお、図９の縦軸の燃費は、一定の距離をどれだけの燃料で走れるか（ｋｇ−Ｈ2／ｋｍ）を示している。なお、図９の燃費（ｋｇ−Ｈ2／ｋｍ）と、図８の縦軸の燃費（ｋｍ／ｋｇ−Ｈ2）と、は逆数の関係にある。横軸には、出発地、現在位置、目的地が図示されている。なお、燃料消費量推定部２１は、図９のグラフを距離で積分することで、燃料消費量を算出することが可能である。
【００６８】
燃料消費量推定部２１は、出発地から現在位置に至るまでの燃料電池車両の燃費（燃料消費率）の履歴を用いて第１の燃料消費量（回復処理有りの場合の燃料消費量）と、第２の燃料消費量（回復処理無しの場合の燃料消費量）を推定することができる。具体的には、例えば、第１の燃料消費量は、以下の燃費を利用して推定することが可能である。
＜第１の燃料消費量（回復処理有りの場合の燃料消費量）の推定に用いる燃費＞
（１）燃料電池車両の出発後に回復処理が行われた否かに拘わらず、燃料電池車両の出発後にあらかじめ定められた第１の距離（図９ではｘｋｍ）まで走行した期間における平均燃費（第１の燃費）
（２）燃料電池車両の出発後に回復処理が行われた否かに拘わらず、燃料電池車両の出発から現在位置に至るまでの走行距離があらかじめ定められた第２の距離（図９ではｙｋｍ、ｙ＜ｘ）以下の場合には、その距離（ｙｋｍ）の走行期間における平均燃費（第２の燃費）
（３）燃料電池車両の出発後に現在位置に到達する前に燃料電池の回復処理が１回以上行われた場合には、それぞれの回復処理の直後にあらかじめ定められた第１の距離（図９ではｘｋｍ）走行した期間における平均燃費の平均値（第３の燃費）
（４）燃料電池車両の出発後に現在位置に到達する前に燃料電池の回復処理が１回だけ行われた場合であって、その回復処理からの走行距離が第２の距離（ｙｋｍ、ｙ＜ｘ）以下の場合には、その距離（ｙｋｍ）の走行期間における平均燃費（第４の燃費）
【００６９】
また、第２の燃料消費量は例えば以下の燃費を用いて推定することが可能である。
＜第２の燃料消費量（回復処理なしの場合の燃料消費量）の推定方法＞
（５）燃料電池車両の出発後に現在位置に至るまでのあらかじめ定められた距離（図９ではｘｋｍ）の期間に回復処理が行われなかった場合には、その距離（ｘｋｍ）の走行期間における平均燃費（第５の燃費）
（６）燃料電池車両の出発後に現在位置に到達する前に燃料電池の１回以上の回復処理が行われた場合には、最後の回復処理の直後にあらかじめ定められた距離（図９ではｘｋｍ）走行した後から現在位置に至る期間における平均燃費（第６の燃費）
（７）燃料電池車両の出発後に現在位置に到達する前に燃料電池の１回以上の回復処理が行われた場合には、現在位置からｘｋｍ離れたＴ点から現在位置に至る期間における平均燃費（第７の燃費）
【００７０】
但し、燃料消費量推定部２１は、上記以外の燃費の履歴を用いて第１と第２の燃料消費量を推定してもよい。例えば、今回の旅程の出発地から現在位置に至るまでの燃料電池車両の燃費を利用する代わりに、過去の複数回の旅程における燃料電池車両の燃費の履歴を利用しても良く、或いは,過去の旅程と今回の旅程における燃料電池車両の燃費の履歴を利用しても良い。
【００７１】
また、燃料消費量推定部２１は、現在位置から目的地までの経路の状況、例えば道路の勾配、信号の数、道路の混雑状況を加味して第１の燃料消費量と第２の燃料消費量とを推定してもよい。
【００７２】
図１０は、勾配と燃費との関係の一例を示す説明図である。横軸が勾配であり、縦軸は、単位距離当たり走行するのに必要な燃料消費量である。勾配がきつくなれば、同じ走行距離であっても、燃料消費量が増加する。例えば、燃料消費量推定部２１は、ナビゲーション装置１０５に格納されている地図１０６から、燃費（例えば第１〜７の燃費）を取得したときの道路の勾配を取得できる。燃料消費量推定部２１は、道路の勾配と燃費との関係を用いて、第１の燃料消費量と第２の燃料消費量とを推定してもよい。この形態によれば、燃料消費量推定部２１は、第１の燃料消費量と第２の燃料消費量とをより正確に推定できる。なお、燃料消費量推定部２１は、あらかじめ勾配と燃費との関係（図１０の基準のグラフ）を定めておき、基準の燃料消費量と実際の燃費との間に、どれだけ差があるかにより、基準のグラフを上方または下方にシフトして勾配と燃料消費量との関係を補正してもよい。未知の勾配における燃費を推定できる。なお、燃料消費量推定部２１は、この補正をしなくてもよい。
【００７３】
図１１は、信号の数と燃費との関係の一例を示す説明図である。横軸が単位距離当たりの信号の数であり、縦軸は、単位距離当たり走行するのに必要な燃料消費量である。信号の数が増えれば、燃料電池車両が信号で止まる確率が増加し、燃料電池車両の加速、減速の回数が増加する。その結果、単位距離当たりの信号の数が増加すると、燃料消費量が増加する。燃料消費量推定部２１は、ナビゲーション装置１０５に格納されている地図１０６から、信号の数を取得してもよい。燃料消費量推定部２１は、単位距離当たりの信号の数と燃費とを用いて、第１の燃料消費量と第２の燃料消費量とを推定してもよい。この形態によれば、燃料消費量推定部２１は、第１の燃料消費量と第２の燃料消費量とをより正確に推定できる。なお、燃料消費量推定部２１は、基準の燃料消費量と実際の燃費との差から、信号の数と燃料消費量との関係を補正してもよい。未知の勾配における燃費を推定できる。なお、燃料消費量推定部２１は、この補正をしなくてもよい。
【００７４】
図１２は、道路の混雑状況と燃費との関係の一例を示す説明図である。道路が混雑していると、燃料電池車両のスピードが遅くなる。一般に道路が混雑し、燃料電池車両のスピードが遅いと、燃料電池車両の燃料消費量が増加する（燃費が悪化する）。燃料消費量推定部２１は、ナビゲーション装置１０５の道路交通情報受信部１０８を用いて、例えば、財団法人  道路交通情報通信システムセンターのＶＩＣＳ（ＶＩＣＳは登録商標）からの道路情報を取得し、混雑状況を判断できる。具体的には、道路交通情報受信部１０８は道路ごとに混雑状況（平均走行速度）を三段階で受信する。燃料消費量推定部２１は、混雑状況と、燃費とを用いて、第１の燃料消費量と第２の燃料消費量とを推定してもよい。この形態によれば、燃料消費量推定部２１は、第１の燃料消費量と第２の燃料消費量とをより正確に推定できる。なお、燃料消費量推定部２１は、基準の燃料消費量と実際の燃費との差から、混雑状況と燃料消費量との関係を補正してもよい。なお、燃料消費量推定部２１は、この補正しなくてもよい。
【００７５】
図１３は、二次電池８１のＳＯＣを示す説明図である。また、燃料消費量推定部２１は、二次電池８１のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ、充電状態）に基づいて、第１の燃料消費量と第２の燃料消費量と、を推定してもよい。二次電池８１のＳＯＣは、所定の上限と下限との間に収まるように制御される。所定の上限と下限との間に目標値が定められている。図１３（Ａ）に示すように、現在位置におけるＳＯＣが目標値よりも大きい場合、その差に対応する電力量ΔＱ１は、モータ２００に供給され、燃料電池車両の目的地までの走行に用いられてもよい。その結果、その分、燃料電池車両の燃料消費量は減少する。一方、図１３（Ｂ）に示すように、現在位置におけるＳＯＣが目標値よりも小さい場合、その差に対応する電力量ΔＱ２は、燃料電池車両の目的地までの間に充電される。このΔＱ２は、燃料電池１０の発電により生じるため、その分、燃料電池１０の燃料消費量は増加する。この影響を加味することで、燃料消費量推定部２１は、二次電池８１のＳＯＣに基づいて、第１の燃料消費量と第２の燃料消費量とをより正確に推定できる。
【００７６】
次のステップＳ１０２０では、燃料消費量推定部２１は、回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１とを用いて、回復処理に必要な燃料消費量を算出する。
【００７７】
ステップＳ１０３０では、制御部２０は、第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和が、第２の燃料消費量より少ないか否かを判断する。停車中の燃料消費量については、回復処理がされた方が、回復処理がされない方よりも、回復処理のために消費された燃料の量だけ少ない。したがって、目的地までのトータルの燃料消費量について、回復処理がされた方と、回復処理がされない方とで、どちらが少ないかは、回復処理における燃料消費量と第１の燃料消費量との和と、第２の燃料消費量と、を比較することが好ましい。制御部２０は、第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和が、第２の燃料消費量より少ない場合には、処理をステップＳ１０４０に移行し、回復処理を実行する。第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和が第２の燃料消費量以上の場合には、制御部２０は、回復処理を実行せず、今回のアイドリング状態における処理を終了する。制御部２０が回復処理を実行しない方が、目的地までの燃料消費が少なくなると判断されるからである。
【００７８】
図３のステップＳ１３５では、制御部２０は、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を回復処理電圧Ｖｔ１に下げ、回復処理時間ｔ１の間維持することにより、燃料電池１０の触媒の回復処理を実行する。回復処理電圧Ｖｔ１に下げる方法としては、アイドリング状態のままカソードガスやアノードガスの燃料電池１０への供給量を変えずに、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２（図２）を用いて燃料電池１０から大電流を引き、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を下げてもよい。また、制御部２０は、燃料電池１０へのカソードガスの供給量を減らして燃料電池１０における発電反応を抑制し、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を下げてもよい。
【００７９】
ステップＳ１４０では、回復処理後の燃料電池１０のアイドリング状態におけるセル電圧Ｖ２ａを取得する。ステップＳ１４５では、制御部２０は、燃料電池１０の触媒が回復したか否かを判断する。たとえば、制御部２０は、初期セル電圧Ｖ０と、回復処理後のセル電圧Ｖ２ａとの電圧差ΔＶ２ａがあらかじめ定められた値以下である場合には、燃料電池１０の触媒が回復したと判断してもよい。
【００８０】
図３のステップＳ１５０では、制御部２０は、ステップＳ１４０で取得したセル電圧Ｖ２ａをステップＳ１２５のセル電圧Ｖ１ｂとして適用し、処理をステップＳ１３０に移行する。なお、制御部２０は、２回目以降の回復処理電圧と回復処理時間を取得する場合には、マップを変更してもよい。すなわち、１回目の電圧差ΔＶ１ｂから取得した回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１では、回復処理電圧Ｖｔ１が高かった、あるいは、回復処理時間ｔ１が短かったと推定される。そのため、制御部２０は、回復処理電圧を低電圧側に移行させ、あるいは、回復処理時間を長時間側に以降させたマップに更新し、新たなマップを用いて、電圧差ΔＶ２ａ（電圧差ΔＶ２ａ＝Ｖ０−Ｖ２ａ）から２回目の回復処理電圧Ｖｔ２と回復処理時間ｔ２を取得してもよい。なお、制御部２０は、マップを更新せずに、従来のマップを用いてもよい。この場合、２回目のステップＳ１３５では、制御部２０は、従来のマップを用いて回復処理電圧と、回復処理時間を取得し、従来のマップによる回復処理電圧を低電圧側に補正し、あるいは、従来のマップによる回復処理時間を長時間側に補正してもよい。
【００８１】
制御部２０は、２回目の以降の回復処理についても同様に実行する。２回目の以降の回復処理後の燃料電池１０のアイドリング状態におけるセル電圧Ｖ２ｂを取得し、初期セル電圧Ｖ０と、回復処理後のセル電圧Ｖ２ｂとの電圧差ΔＶ２ｂがあらかじめ定められた値よりも大きい場合には、同様に回復処理を繰り返してもよい。
【００８２】
本実施形態では、燃料消費量推定部２１が、第１の燃料消費量と、第２の燃料消費量とを推定し、制御部２０が第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和が、第２の燃料消費量以下の場合に、回復処理を実行する。その結果、目的地までの燃料消費を少なくすることが、可能となる。
【００８３】
なお、本実施形態では、制御部２０が燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げて触媒の酸化皮膜による性能低下を緩和した後、燃料消費量推定部２１が、第１の燃料消費量と、第２の燃料消費量と、回復処理に必要な燃料消費量と、を推定し、制御部２０が、第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和と、第２の燃料消費量とを比較して、回復処理を実行するか否かを判断している。ただし、制御部２０が燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げる前の状態で、燃料消費量推定部２１が、第１の燃料消費量と、第２の燃料消費量と、回復処理に必要な燃料消費量と、を推定し、制御部２０が、第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和と、第２の燃料消費量とを比較して、回復処理を実行するか否かを判断してもよい。この段階で第２の燃料消費量が、第１の燃料消費量と回復処理に必要な燃料消費量との和よりも少なければ、制御部２０は、回復処理をしなくてもよい。さらに、制御部２０が燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げる前の状態で、回復処理を実行すると判断した場合であっても、さらに、制御部２０が燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を０．６Ｖ以下に下げて触媒の酸化皮膜による性能低下を緩和した後、もう一度、燃料消費量推定部２１が、第１の燃料消費量と、第２の燃料消費量と、回復処理に必要な燃料消費量と、を再び推定し、制御部２０が、再び推定された第１の燃料消費量と再び推定された回復処理に必要な燃料消費量との和と、再び推定された第２の燃料消費量と、を比較して、回復処理を実行するか否かを再判断してもよい。この段階で再び推定された第２の燃料消費量が、再び推定された第１の燃料消費量と再び推定された回復処理に必要な燃料消費量との和よりも少なければ、制御部２０は、回復処理をしなくてもよい。
【００８４】
第２の実施形態：
第２の実施形態の装置構成は、第１の実施形態の装置構成と同じであるが、その制御方法が異なる。第２の実施形態では、制御部２０は、冷媒の温度Ｔａ（燃料電池の温度）を用い、冷媒の温度が一定の範囲内にある場合に回復処理を実行するとともに、初期セル電圧Ｖ０と、セル電圧Ｖ１ｂと、冷媒の温度Ｔａと、を用いて、回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１を取得する。
【００８５】
図１４は、第２の実施形態の燃料電池の回復処理を示すフローチャートである。図１４では、図３で示された第１の実施形態の燃料電池の回復処理のフローチャートの各ステップの処理と同じ処理については、同一のステップ番号が付されている。
【００８６】
ステップＳ２００では、図３に示したステップＳ１００、Ｓ１０５、Ｓ１１０の処理が実行される。その後、ステップＳ１１５の処理が実行される、これらのＳ１００、Ｓ１０５、Ｓ１１０、Ｓ１１５の処理については、図３ですでに説明しているため、図１４の説明においては、説明を省略する。以後、図３において説明したステップと同一のステップについては、説明を省略、または、簡単な説明にとどめる。
【００８７】
ステップＳ２１０では、制御部２０は、燃料電池の温度Ｔａを取得する。たとえば、制御部２０は、冷媒温度計測部７６ａ（図１）を用いて燃料電池１０から出てくる冷媒の温度を取得し、冷媒の温度から燃料電池１０の温度を推定または算出してもよい。また、制御部２０は、燃料電池１０に流れる電流と電圧とを用いて、燃料電池１０のインピーダンスを取得し、インピーダンスから燃料電池１０の温度を推定または算出してもよい。
【００８８】
ステップＳ２２０では、制御部２０は、燃料電池１０の温度調整が必要か否かを判断する。制御部２０は、燃料電池１０の温度Ｔａが、あらかじめ定められた温度範囲（Ｔｌｏｗ〜Ｔｈｉｇｈ）に入っている場合に燃料電池１０の触媒の回復処理を実行可能である。燃料電池１０の温度Ｔａがしきい値Ｔｌｏｗより低い場合には、燃料電池１０内の水分は結露し、燃料電池内は水分過多となっており、フラッディングが発生する場合がある。一方、燃料電池１０の温度Ｔａがしきい値Ｔｈｉｇｈよりも高い場合には、燃料電池１０内の水分が蒸発し、燃料電池１０内は乾燥しているため、回復処理によりアニオン被毒を緩和し難い。したがって、制御部２０は、燃料電池１０内が適度に湿潤している場合に回復処理を実行する。なお、燃料電池１０から出てくる冷媒の温度Ｔａが、Ｔｌｏｗより低い場合や、Ｔｈｉｇｈよりも高い場合には、制御部２０は、処理をステップＳ２５０に移行し、燃料電池１０の温度Ｔａを調整してもよい。具体的には、制御部２０は、燃料電池１０の温度Ｔａがしきい値Ｔｌｏｗより低い場合には、燃料電池１０への冷媒の供給量を減らして燃料電池１０の温度を上昇させる。逆に、燃料電池１０の温度Ｔａがしきい値Ｔｈｉｇｈよりも高い場合には、燃料電池１０への冷媒の供給量を増やして燃料電池１０の温度を下降させる。なお、制御部２０は、温度について、冷却水の温度だけでなく、燃料電池スタックの最も温度が上がりやすい発電体１１のセル温度を基準としても良い。例えば、燃料電池スタックの中央付近の発電体１１は、温度が上がり易く、逆に燃料電池スタックの端部付近の発電体１１は、温度が下がりやすい。
【００８９】
ステップＳ１２５では、制御部２０は、燃料電池１０の回復処理直前のセル電圧Ｖ１ｂを取得する。ステップＳ２２０では、制御部２０は、初期セル電圧Ｖ０と、セル電圧Ｖ１ｂとの電圧差ΔＶ１ｂと、燃料電池１０の温度Ｔａと、を用いて、燃料電池１０の触媒に対して回復処理を実行するときの燃料電池１０の発電体１１のセル電圧（回復処理電圧Ｖｔ１）と、燃料電池１０を回復処理電圧に維持する時間（回復処理時間ｔ１）とを取得する。
【００９０】
図１５は、燃料電池の温度Ｔａと、回復処理電圧Ｖｔ１との関係を示すグラフの一例である。ここでは、回復処理電圧Ｖｔ１は、燃料電池１０の温度に対する値として示されている。なお、２本のグラフは、それぞれ、初期セル電圧Ｖ０と、セル電圧Ｖ１ｂとの電圧差ΔＶ１ｂの大きさが大きい場合と、小さい場合とを示している。制御部２０は、燃料電池１０の温度Ｔａが、しきい値Ｔｌｏｗとしきい値Ｔｈｉｇｈとの中間の温度のときには、回復処理電圧Ｖｔ１を極小とし、燃料電池１０の温度Ｔａが温度から高くなっても、低くなっても、回復処理電圧Ｖｔ１を高くする。また、制御部２０は、電圧差ΔＶ１ｂがあらかじめ定められた値と比較して大きい場合には、あらかじめ取得されたマップに従って、回復処理電圧Ｖｔ１を低くする。なお、回復処理電圧Ｖｔ１が極小となる温度は、電圧差ΔＶ１ｂが異なれば、異なってもよい。
【００９１】
図１６は、燃料電池の温度Ｔａと、回復処理時間ｔ１との関係を示すグラフの一例である。ここでは、回復処理時間ｔ１は、燃料電池１０の温度に対する値として示されている。なお、２本のグラフは、それぞれ、初期セル電圧Ｖ０と、セル電圧Ｖ１ｂとの電圧差ΔＶ１ｂの大きさが大きい場合と、小さい場合とを示している。制御部２０は、燃料電池１０の温度Ｔａが、しきい値Ｔｌｏｗとしきい値Ｔｈｉｇｈとの中間の温度のときには、回復処理時間ｔ１を極大とし、燃料電池１０の温度Ｔａが温度から高くなっても、低くなっても、回復処理時間ｔ１を短くする。また、制御部２０は、電圧差ΔＶ１ｂがあらかじめ定められた値と比較して大きい場合には、あらかじめ取得されたマップに従って、回復処理時間ｔ１を長くする。なお、回復処理時間ｔ１が極小となる温度は、電圧差ΔＶ１ｂが異なれば、異なってもよい。
【００９２】
図１４のステップＳ２３０では、制御部２０は、初期セル電圧Ｖ０と、電圧差ΔＶ１ｂと、燃料電池の温度Ｔａと、を用いて、回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１とを算出する。次のステップＳ１３２、Ｓ１３５、Ｓ１４０では、制御部２０は、図３で説明したのと同様に処理を実行する。ステップＳ１４５で、制御部２０は、触媒が十分に回復していないと判断した場合には、処理をステップＳ２４０に移行し、燃料電池１０の温度Ｔａを取得する。燃料電池１０の触媒の回復処理の間に燃料電池１０の温度が変化する場合があり得るからである。その後、制御部２０は、ステップＳ１５０と同様の処理を行う。
【００９３】
以上、第２の実施形態によれば、電圧差ΔＶ１ｂに加えて燃料電池１０の温度Ｔａを用いて、回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１とを取得し、燃料電池１０の触媒の回復処理を実行する。そのため、第１の実施形態よりも、回復処理における燃料消費量を、より細かく算出することが可能となる。また、回復処理電圧Ｖｔ１と回復処理時間ｔ１が変われば、燃料電池の触媒の回復量も変わる。第２の実施形態によれば、第１の実施形態よりも、より細かく燃料消費量を推定できるので、目的地までの燃料消費量を抑えることが可能となる。
【００９４】
なお、第２の実施形態において、燃料電池１０の温度Ｔａが、あらかじめ定められた温度範囲（Ｔｌｏｗ〜Ｔｈｉｇｈ）に入っている場合に、制御部２０は、燃料電池１０の回復処理を実行する。燃料電池１０の温度が低いほど、燃料電池１０内の水蒸気は結露し、回復処理によりアニオン被毒を緩和し易くなる。したがって、制御部２０は、燃料電池１０の温度Ｔａが、あらかじめ定められた温度範囲（Ｔｌｏｗ〜Ｔｈｉｇｈ）に入っている場合であっても、燃料電池１０への冷媒供給量を多くし、燃料電池１０の温度Ｔａが、しきい値Ｔｌｏｗに近づくようにしてもよい。
【００９５】
第３の実施形態：
第３の実施形態の装置構成は、第２の実施形態の装置構成と同じであるが、その制御方法が異なる。第２の実施形態では、制御部２０は、燃料電池１０の温度Ｔａが所定に範囲内になる場合に燃料電池１０の回復処理を実行する。第３の実施形態では、制御部２０は、燃料電池１０の温度Ｔａだけでなく、シフトレバーの位置を検出して回復処理時間を変更する。燃料電池１０の触媒の回復処理は、上述したように、停車中のアイドリング運転中に実行される。ここで、停車時間が長い場合には、回復処理時間ｔ１を長く設定することが可能となる。ところで、運転手によっては、比較的長い信号待ち等において、シフトレバーをＰ（パーキング）あるいはＮ（ニュートラル）にする場合がある。さらに、パーキングブレーキを引く場合がある。かかる場合には、制御部２０は、回復処理時間ｔ１を長く設定してもよい。なお、近年、足踏み式のパーキンブレーキもあり、この場合パーキングブレーキを「引く」ではなく「踏む」と表現すべきであるが、本願では、「引く」と表現する。
【００９６】
図１７は、第２の実施形態の燃料電池の触媒の回復処理を示すフローチャートである。図１７では、図３で示された第１の実施形態の燃料電池の触媒の回復処理のフローチャート、あるいは図１４で示された第２の実施形態の燃料電池の触媒の回復処理のフローチャートの各ステップの処理と同じ処理については、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００９７】
ステップＳ２００（Ｓ１００、Ｓ１０５、Ｓ１１０）、ステップＳ１１５の処理は、図３、１４における説明で説明した処理と同じである。次のステップＳ３００では、制御部２０は、シフトレバーのポジションを取得する。ステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ１２５の処理は、図１４における説明で説明した処理と同じである。ステップＳ３１０では、制御部２０は、初期セル電圧Ｖ０と、セル電圧Ｖ１ｂとの電圧差ΔＶ１ｂと、燃料電池１０の温度Ｔａと、シフトレバーのポジションと、を用いて、燃料電池１０の触媒に対して回復処理を実行するときの回復処理電圧Ｖｔ１と、回復処理時間ｔ１とを取得する。
【００９８】
図１８は、燃料電池の温度Ｔａと、回復処理時間ｔ１との関係を示すグラフの一例である。図１８では、シフトレバーのポジションがＰ、Ｎの場合のグラフと、シフトレバーのポジションがＰ、Ｎ以外の場合のグラフと、を示している。制御部２０は、シフトレバーのポジションがＰ、Ｎの場合には、Ｐ、Ｎ以外の場合に比べて、回復処理時間ｔ１を長くする。また、シフトレバーのポジションがＮの場合には、制御部２０は、さらに、パーキングブレーキが引かれている場合に回復処理時間ｔ１を長くしてもよい。なお、制御部２０は、シフトポジションにより異なるマップを用いてもよい。
【００９９】
図１７のステップＳ１３５以降の処理については、第２の実施形態で説明した処理と同様であるので説明を省略する。
【０１００】
以上、第３の実施形態によれば、シフトレバーのポジションにより、比較的長時間の停車、すなわち、比較的長時間のアイドル運転が実行可能と想定される場合に、燃料電池１０の触媒の回復処理時間ｔ１を長くすることが可能となる。第３の実施形態の場合、回復処理時間ｔ１を長くした場合には、燃料電池１０の触媒は、より回復するので走行開始後の目的地までの第１の燃料消費量は少なくなる。一方、回復処理により消費される燃料消費量は増加する。したがって、制御部２０は、（ａ）回復処理を実行しない場合、（ｂ）回復処理を実行する場合、（ｃ）さらに回復処理時間を長くして回復処理を実行する場合、の３つ場合のそれぞれについて、目的地までの燃料消費量と、回復処理で消費される燃料消費量との和を推定し、その結果から、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のうちの、どの処理を実行するか決定することが好ましい。
【０１０１】
なお、第３の実施形態では、制御部２０は、シフトレバーのポジションにより燃料電池１０の回復処理時間ｔ１を長くしたが、たとえば、ブレーキ踏力により、ブレーキ踏力が大きい場合に燃料電池１０の触媒の回復処理時間ｔ１を長くしてもよい。また、ブレーキに加えてパーキングブレーキが引かれた場合に燃料電池１０の触媒の回復処理時間ｔ１を長くしてもよい。
【０１０２】
第４の実施形態：
第１〜第３も実施形態では、燃料電池１０の回復処理において、制御部２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２で引く電流を制御することにより燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を低下させて回復処理を実行する。これに対して、第４の実施形態では、制御部２０は、燃料電池１０に供給されるカソードガスの量を減少させることにより、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を低下させる。すなわち、制御部２０は、燃料電池１０へのカソードガスの供給量を減らして燃料電池１０における発電反応を抑制し、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を下げてもよい。
【０１０３】
燃料電池１０の通常運転では、エアコンプレッサ３２から送り出された高圧空気（カソードガス）は、加湿部３５に送られる。一方、燃料電池１０の回復処理では、エアコンプレッサ３２から送り出されたカソードガスは、バイパスバルブ３６により２方向に分配され、カソードガスの一部がカソードガスバイパス管３７を経由してカソード排ガス配管４１に流され、カソードガスの残りは加湿部３５を経由して燃料電池１０に供給される。すなわち、制御部２０は、バイパスバルブ３６の開閉を制御し、燃料電池１０に供給されるカソードガスの量を減少させ、燃料電池１０の発電体１１のセル電圧を低下させて回復処理を実行する。
【０１０４】
図１９は、燃料電池１０に対して回復処理を実行する場合の回復処理時間と、燃料電池１０からバイパスさせるカソードガスの量との関係を示す説明図である。横軸は、回復処理時間ｔ１であり、縦軸は、カソードガスバイパス管３７を経由してカソード排ガス配管４１に流されるカソードガスの量である。したがって、図１９の上に行くほどカソードガスのバイパス量が多く、燃料電池１０に供給されるカソードガスの量が少ない。一方、図１９の下に行くほどカソードガスのバイパス量が少なく、燃料電池１０に供給されるカソードガスの量が多い。
【０１０５】
図１９には、３本の線が引かれている。横軸に水平な２本の線のうち、上側の線は、燃料電池１０の出力の確保の観点から定められている線である。アイドル運転中であっても、燃料電池車両は、エアコンなどに電力が使用される。そのため、燃料電池１０は、最低限の電力を出力する。したがって、カソードガスのバイパス量は、この線で示される量よりも少ない量である。なお、外気温等によりエアコン等で消費される電力は異なる。したがって、外気温により、この線の高さを変更してもよい。また、アイドリング中の消費電力に基づいて、この線を定めてもよい。
【０１０６】
横軸に水平な２本の線のうち、下側の線は、排気ガス中の水素濃度から定められる。本実施形態では、未反応の水素を含むアノード排ガスは、カソード排ガス配管４１に合流されて排出される。ここで、排ガス中の水素濃度は低い方が好ましい。下側の線は、排ガス中の水素濃度を一定以下に抑えるために必要なアノードガス（空気）の量から定められる。したがって、カソードガスのバイパス量は、この線で示される量よりも多い量である。
【０１０７】
斜めの線は、燃料電池１０の燃費から要求される線である。燃料電池１０の発電体１１のセル電圧が下がると、燃料電池１０の特性から電流が増え、燃料消費量が増加する。燃料消費面からは、制御部２０は、回復処理時間ｔ１が長い場合には、燃料電池の電圧を下げられないため、回復処理時間ｔ１が短い場合に比べて、燃料電池１０に流すカソードガスの量を少なくする（バイパス量を多くする）。したがって、カソードガスのバイパス量は、この線よりも左下で示される量であればよい。
【０１０８】
以上、第４の実施形態によれば、制御部２０は、回復処理時間ｔ１と、カソードガスのバイパス量が、以上の３本の線により規定される範囲（図１９のハッチングが付された範囲）に収まるように燃料電池１０の回復処理を実行することで、燃費を悪化させず、電力不足にならずに効率的に回復処理を実行できる。制御部２０は、同様に、回復処理を実行する場合と実行しない場合との目的地までの燃料消費量を推定し、第４の実施形態による回復処理を実行するか否かを決定してもよい。
【０１０９】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…燃料電池
１１…発電体
２０…制御部
２１…燃料消費量推定部
３０…カソードガス供給部
３１…カソードガス配管
３２…エアコンプレッサ
３３…エアフロメータ
３４…開閉弁
３５…加湿部
３６…バイパスバルブ
３７…カソードガスバイパス管
４０…カソードガス排出部
４１…カソード排ガス配管
４３…調圧弁
４４…圧力計測部
５０…アノードガス供給部
５１…アノードガス配管
５２…水素タンク
５３…開閉弁
５４…レギュレータ
５５…水素供給装置
５６…圧力計測部
６０…アノードガス循環排出部
６１…アノード排ガス配管
６２…気液分離部
６３…アノードガス循環配管
６４…水素循環用ポンプ
６５…アノード排水配管
６６…排水弁
６７…圧力計測部
６８…アノード排ガス排出バルブ
６９…アノード排ガス排出管
７０…冷媒供給部
７１…冷媒用配管
７１ａ…上流側配管
７１ｂ…下流側配管
７１ｃ…バイパス配管
７２…ラジエータ
７３…三方弁
７５…冷媒循環用ポンプ
７６ａ…冷媒温度計測部
８１…二次電池
９１…セル電圧計測部
９２…電流計測部
９３…インピーダンス計測部
９５…開閉スイッチ
１００…燃料電池システム
１０１…外気温センサ
１０２…車速センサ
１０３…シフトレバーセンサ
１０４…アクセル
１０５…ナビゲーション装置
１０６…地図
１０７…経路決定指示部
１０８…道路交通情報受信部
２００…モータ
ＤＣＬ…直流配線
Ｔａ…温度
Ｔｌｏｗ…しきい値
Ｔｈｉｇｈ…しきい値
ｔ１…回復処理時間
ｔ２…回復処理時間
Ｖ０…初期電圧
Ｖ１…セル電圧
Ｖ１ａ…セル電圧
Ｖ１ｂ…セル電圧
Ｖ２ａ…セル電圧
Ｖ２ｂ…セル電圧
Ｖｔ１…回復処理電圧
Ｖｔ２…回復処理電圧
ΔＶ１ａ…電圧差
ΔＶ１ｂ…電圧差
ΔＶ２ａ…電圧差
ΔＶ２ｂ…電圧差
【図１】
2014183676.tif 000003
【図２】
2014183676.tif 000004
【図３】
2014183676.tif 000005
【図４】
2014183676.tif 000006
【図５】
2014183676.tif 000007
【図６】
2014183676.tif 000008
【図７】
2014183676.tif 000009
【図８】
2014183676.tif 000010
【図９】
2014183676.tif 000011
【図１０】
2014183676.tif 000012
【図１１】
2014183676.tif 000013
【図１２】
2014183676.tif 000014
【図１３】
2014183676.tif 000015
【図１４】
2014183676.tif 000016
【図１５】
2014183676.tif 000017
【図１６】
2014183676.tif 000018
【図１７】
2014183676.tif 000019
【図１８】
2014183676.tif 000020
【図１９】
2014183676.tif 000021