(57)【要約】【課題】  発電再開に要する時間を短縮すると共に、アイドルストップ中の騒音及び振動を抑制し、ユーザーの不快感を低減することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】  燃料電池システム１のコントローラ３０は、アイドルストップ直前に、空気圧力調整弁２２の開度を減少してカソード４の空気圧力を高める、コンプレッサ１６の回転速度を増大させてカソード４の空気流量を増加させる、水素圧力調整弁７を閉じて燃料電池２から電力を取り出すことによるカソード水素圧力を低下させるの何れかの操作、またはこれらを組み合わせた操作を行うことにより、アイドルストップ中の燃料電池２の電圧を高めに維持する。【選択図】    図１
2006302836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求出力が所定値以下となったときに燃料電池の発電を停止させるアイドルストップを行う燃料電池システムにおいて、
燃料電池の発電状態からアイドルストップ状態への移行時に、アイドルストップ中の燃料電池電圧を高める操作を行う制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段によるアイドルストップ中の燃料電池電圧を高める操作は、アイドルストップ中の各セル電圧を所定電圧以下に抑制しつつセル電圧のばらつきを抑制する操作であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御手段は、アイドルストップ中のカソード酸素分圧を高める操作を行うことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、アイドルストップ直前にカソードへ供給する空気圧力を高めることにより、アイドルストップ中のカソード酸素分圧を高めることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
アノードとカソード間の耐圧未満の所定圧力まで前記空気圧力を高めることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
カソードと冷却水路間の耐圧未満の所定圧力まで前記空気圧力を高めることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記制御手段は、アイドルストップ直前にカソードへ供給する空気の流量を高める操作を行うことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御手段は、アイドルストップ中の燃料電池電圧の低下を遅らせる操作を行うことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記制御手段は、アイドルストップ直前にアノード圧力を低下させ、アイドルストップ中のアノードからカソードへの水素のクロスリークを低減させることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記アノード圧力の低下は、アノードとカソード間の耐圧および／またはカソードと冷却水路間の耐圧を超えない範囲で圧力低下させることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに係り、特に無負荷時または低負荷時にアイドルストップを行う燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素ガスなどの燃料ガスと酸素を有する酸化ガスとを電解質を介して電気化学的に反応させ、電解質両面に設けた電極間から電気エネルギを直接取り出すものである。特に固体高分子電解質を用いた固体高分子型燃料電池は、動作温度が低く、取り扱いが容易なことから電動車両用の電源として注目されている。すなわち、燃料電池車両は、水素貯蔵装置や水素発生装置を車両に搭載し、そこから供給される水素と、酸素を含む空気とを燃料電池に送り込んで反応させ、燃料電池から取り出した電気エネルギで駆動輪につながるモータを駆動するものであり、排出物質は水だけであるという究極のクリーン車両である。
【０００３】
このような燃料電池車両においても、内燃機関車両と同様なアイドルストップが考えられる。燃料電池の発電効率が低い低負荷領域あるいは無負荷領域では、燃料電池の発電を一時停止させ、２次電池から所要電力を供給する。そして、燃料電池に発電余力があるときに２次電池へ充電することにより、総合的な燃費効率が向上する。
【０００４】
このような燃料電池車両におけるアイドルストップの従来技術としては、特許文献１に記載の技術が知られている。この技術によれば、アイドルストップ状態から発電状態への復帰を迅速に行うために、アイドルストップ中に、間欠的にコンプレッサを駆動して燃料電池のカソードへ空気を供給したり、水素供給系からアノードへ水素を供給して、燃料電池における酸素や水素の残存量を維持していた。
【特許文献１】特開２００４−１７２０２８号公報（第８頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来技術によれば、燃料電池のアイドルストップ中に一時的にコンプレッサを駆動て空気供給したり水素供給を行っていたので、例えば、運転者がアクセルペダルを離していたりブレーキ踏込中にも拘わらず、間欠的に音響や振動が強くなり、ユーザに不快感を与えるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために本発明は、要求出力が所定値以下となったときに燃料電池の発電を停止させるアイドルストップを行う燃料電池システムにおいて、燃料電池の発電状態からアイドルストップ状態への移行時に、アイドルストップ中の燃料電池電圧を高める操作を行う制御手段を備えたことを要旨とする。
【０００７】
ここで図１１を参照して、燃料電池の電圧値Ｅと各セル電圧値Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ、ｎ＝セル数）と、セル電圧の平均値Ｖavとの関係は、
Ｅ＝Σ（Ｖｉ）＝ｎ×Ｖav
である。図１１の実線はセル電圧のばらつき（分散）が小さい状態を示し、破線はセル電圧のばらつきが大きい場合を示している。例えば固体高分子型燃料電池では、セル電圧のばらつきが小さいほど、平均セル電圧値Ｖavが高くなる関係にある。固体高分子型燃料電池において、電極触媒が劣化しないセル電圧範囲（例えば、０．９Ｖ以下）において、アイドルストップ中の平均セル電圧を高めるためには、セル電圧のばらつきを抑制すればよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御手段の操作によりアイドルストップ中の燃料電池電圧を高めているため、発電再開に要する時間を短縮すると共に、アイドルストップ中に空気補給の頻度が低下し、騒音及び振動を抑制し、ユーザーの不快感を低減することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、以下に説明する各実施例は、特に限定されないが、本発明を燃料電池車両に適用した実施例である。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明に係る燃料電池システムの実施例１の全体構成を示する概略図である。燃料電池システム１は、例えばアノード３とカソード４との間に固体高分子電解質を挟持した燃料電池２、燃料改質装置や水素貯蔵装置等により水素をアノード３に供給する水素供給装置５、水素遮断弁６、水素圧力調整弁７、水素供給配管８、アノード圧力センサ９、水素循環流路１０、水素循環ポンプ１１、パージ弁１２、水素排出配管１３、フィルタ１４、空気流量計１５、空気を圧縮するコンプレッサ１６、冷却器１７、カソード４からの排気の水分によりカソード４へ供給する空気を加湿する加湿装置１８、空気供給配管１９、カソード圧力センサ２０、空気排出配管２１、空気圧力調整弁２２、燃料電池２の出力電圧をバッテリ２４の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から充電されるとともに燃料電池２の出力が不足するとき放電するバッテリ２４、バッテリ２４の充電状態（ＳＯＣ）を検出するＳＯＣ検出器２５、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３及び／又はバッテリ２４からの直流を交流に変換するインバータ２６、インバータ２６の交流で動作する車両駆動用モータ２７、燃料電池２の出力電圧を検出する電圧センサ２８、燃料電池２の各セル電圧または所定数のセルが直列接続された各セル群の電圧を検出するセル電圧センサ２９、燃料電池システム１全体を制御するとともにアイドルストップ中の燃料電池電圧を高める操作を行う制御手段を兼ねるコントローラ（ＥＣＵ）３０を備えている。
【００１１】
水素供給装置５から供給される水素は、水素圧力調整弁７を経由して、アノード３に供給される。燃料電池２のアノード入口での水素の圧力は、アノード圧力センサ９で測定される。水素圧力調整弁７は、アノード圧力センサ９で測定される圧力が燃料電池２の要求出力に応じた圧力となるようにコントローラ３０から制御される。通常はパージ弁１２は閉じており、燃料電池２のアノード出口から排出される水素は、水素循環配管１０及び水素循環ポンプ１１によりアノード３の入口へ循環される。
【００１２】
燃料電池２内に水溢れが発生した場合、水素循環路内に不純物が蓄積した場合、燃料電池２の運転圧を低下させる場合などには、パージ弁１２を開けて水素排出配管１３から図示しない水素希釈装置等へ水素を排出する。
【００１３】
酸化剤ガスとなる空気は、フィルタ１４により塵埃・有害化学物質が除去され、コンプレッサ９により圧縮される。コンプレッサ９が圧縮した空気は、冷却器１７で冷却されて、加湿装置１８へ供給される。加湿装置１８は、例えば、高分子中空糸膜を用いた湿度交換装置であり、カソード４の排気が含む水蒸気を冷却器１７からの空気に与えることで加湿する。加湿された空気は、空気供給配管１９を介してカソード４へ供給される。カソード４の入口での空気圧力はカソード圧力センサ２０で測定される。
【００１４】
アノード圧力センサ９、空気流量センサ１５、カソード圧力センサ２０、電圧センサ２８、及びセル電圧センサ２９は、それぞれコントローラ３０の入力端子に接続され、各検出信号をコントローラ３０へ入力する。
【００１５】
また、水素遮断弁６、水素圧力調整弁７、水素循環ポンプ１１、パージ弁１２、コンプレッサ１６、及び空気圧力調整弁２２は、それぞれコントローラ３０の出力端子に接続され、コントローラ３０が出力する制御信号により制御される。
【００１６】
コントローラ３０は、入力された各センサの信号から燃料電池２の運転状態を判断し、燃料電池システム１全体を制御する。またコントローラ３０は、図示しない車両走行制御装置から入力された燃料電池システム１に対する要求負荷に基づいて、燃料電池２のアイドルストップを制御する。
【００１７】
また、コントローラ３０は、特に限定されないが本実施例では、ＣＰＵと、制御プログラムおよび制御マップ等の制御パラメータを予め記憶したＲＯＭと、作業用ＲＡＭと、入出力インタフェースとを備えたマイクロプロセッサで構成されている。
【００１８】
また、燃料電池２から取り出す電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３によって制御される。このＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、例えば入力電圧を昇圧及び降圧できる昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、燃料電池２が発電した電力をバッテリ２４へ充電するとともに、インバータ２６を介して車両駆動用モータ２７へ供給する。
【００１９】
図２は、実施例１におけるコントローラ３０のアイドルストップ制御を説明するフローチャートであり、一定時間毎に実行されるものとする。実施例１は、アイドルストップ直前にカソード４へ供給する空気圧力を高めることにより、アイドルストップ中のカソード酸素分圧を高め、この結果アイドルストップ中の燃料電池電圧を高めることを実現する実施例である。
【００２０】
図２において、まずステップ（以下、ステップをＳと略す）１０において、アイドルストップ条件の成否を判定をする。Ｓ１０のアイドルストップ条件判定は、従来の燃料電池システムにおけるアイドルストップ条件を利用してもよいが、本実施例におけるアイドルストップ条件判定の一例は図３（ａ）を参照して後述される。次いでＳ２０で、アイドルストップ条件フラグの値を判定し、アイドルストップ条件フラグ＝１であれば、条件成立としてＳ２１へ進み、アイドルストップ条件フラグ＝０であれば、アイドルストップ条件が不成立としてリターンする。
【００２１】
Ｓ２１では、空気圧力調整弁２２の開度を減少してカソード空気圧力を増加させる。このとき、カソード圧力センサ２０とアノード圧力センサ９が検出するそれぞれの圧力の差がアノード・カソード間の耐圧以下、或いはカソード圧力と図示しない燃料電池２内冷却水路圧力との差がカソード・冷却水路間耐圧以下となる範囲で空気圧力調整弁２２を制御する。次いで、Ｓ３０へ進みアイドルストップを実行する。Ｓ３０の詳細は、図３（ｂ）を参照して後述される。
【００２２】
図３（ａ）は、アイドルストップ条件判定サブルーチンの一例を説明するフローチャートである。アイドルストップ条件判定が開始されると、まずＳ１１で燃料電池システムに対する要求出力Ｐrq〔Ｗ〕が検出または算出される。燃料電池車両の場合、例えば、車速とアクセルペダルの操作量（要求トルク）から要求出力Ｐrqを算出する。次いでＳ１２でＳＯＣ検出器２５からバッテリ２４のＳＯＣを読み込み、Ｓ１３でＳＯＣに基づいて制御テーブルと参照してバッテリ２４から取り出し可能な出力Ｐbt〔Ｗ〕を算出する。ＳＯＣ検出器２５は、例えばバッテリ２４の最大容量に対する充電量の比率として、ＳＯＣ〔％〕を検出するものとする。バッテリ２４の取出可能出力Ｐbtは、使用するバッテリの特性によって限定されるが、例えば、ＳＯＣが３０〔％〕を超えていれば、最大取り出し可能電力とし、それ以下であれば、ＳＯＣの低下量に応じて減じることが好ましい。
【００２３】
次いで、Ｓ１４で要求出力Ｐrqが所定値Ｐ１未満であるか否かを判定する。要求出力がＰ１未満であれば、Ｓ１５で要求出力Ｐrqがバッテリ取出可能出力Ｐbtより小さいか否かを判定する。ＰrqがＰbtより小さければ、燃料電池システム１をアイドルストップしてもバッテリ２４から必要な出力を取り出せるので、Ｓ１６へ進み、アイドルストップ条件フラグを“１”にセットして、リターンする。
【００２４】
Ｓ１４、またはＳ１５の判定が否であれば、Ｓ１７へ進み、アイドルストップ条件フラグを“０”にリセットして、リターンする。
【００２５】
図３（ｂ）は、アイドルストップ実行サブルーチンの一例を説明するフローチャートである。アイドルストップ実行が開始されると、まずＳ３１で水素圧力調整弁７を閉じてアノード３への新規水素供給を停止するとともに、パージ弁１２が開いていれば閉じる。Ｓ３２でコンプレッサ１６を停止してカソード４へ空気供給を停止するとともに、空気圧力調整弁２２を閉じる。次いで、Ｓ３３でＤＣ／ＤＣコンバータ２３による電力取り出しを停止し、Ｓ３４で水素循環ポンプ１１を停止させる。次いでＳ３５で、図１には図示されない冷却水ポンプ及びラジエータファンを停止する。
【００２６】
図４は実施例１の効果説明図であり、（ａ）は燃料電池電圧の時間変化、（ｂ）はカソード空気圧力の時間変化をそれぞれ示す。また（ａ）、（ｂ）いずれの図においても従来例を実線で、本実施例を破線で示す。時刻１０１はアイドルストップ開始時刻であり、時刻１０２はアイドルストップ終了時刻である。従来例ではアイドルストップ前（時刻１０１以前）のカソード空気圧力が１３２であり、アイドルストップ中（時刻１０１から時刻１０２）に１１４のように空気圧力が低下する。本実施例では、１１３に示すようにアイドルストップ直前（時刻１０１）に、カソードの空気圧力を１３２から上昇させているので、アイドルストップ中（時刻１０１から時刻１０２）のカソード空気圧力は、従来例１１４に比べて高い値を維持することができる。これに対応して、（ａ）に示す燃料電池電圧も従来例１１２に対して、実施例１１１は高い値を維持することができる。
【００２７】
アイドルストップ終了時刻１０２にコンプレッサの駆動を再開し、カソードへ空気供給を再開するとともに、アノードへ水素供給を開始すると、燃料電池電圧の実施例１１１は、時刻１０３にアイドルストップ前（時刻１０１以前）の電圧１３１に回復する。このとき、水素供給は水素圧力調整弁７の開度を調整することにより行われるが、空気供給はコンプレッサ１６の仕事量により空気が供給されるので、ガス供給の速度は、水素の方が速く燃料電池電圧の立ち上がり速度に対しては、空気供給速度が支配的となる。従来例１１２の電圧が１３１に回復するのは、時刻１０４となり、実施例より遅くなる。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明に係る燃料電池システムの実施例２を説明する。実施例２の構成は、図１に示した実施例１の構成と同様である。実施例２は、アイドルストップ直前（時刻１０１）にカソードへ供給する空気流量を高める操作を行うことにより、アイドルストップ中（時刻１０１から時刻１０２）のセル電圧のばらつきを抑制し、この結果アイドルストップ中の燃料電池電圧を高める実施例である。
【００２９】
図５は、実施例２におけるコントローラ３０のアイドルストップ制御を説明するフローチャートであり、一定時間毎に実行されるものとする。まず、Ｓ１０において、アイドルストップ条件の成否を判定をする。Ｓ１０のアイドルストップ条件判定の一例は、図３（ａ）の実施例１と同様である。次いでＳ２０で、アイドルストップ条件フラグの値を判定し、アイドルストップ条件フラグ＝１であれば、条件成立としてＳ４１へ進み、アイドルストップ条件フラグ＝０であれば、アイドルストップ条件が不成立としてリターンする。
【００３０】
Ｓ４１では、コンプレッサ１６の回転数を増大してカソード空気流量を増加させる。このとき、カソード圧力センサ２０とアノード圧力センサ９が検出するそれぞれの圧力の差がアノード・カソード間の耐圧以下、或いはカソード圧力と図示しない燃料電池２内冷却水路圧力との差がカソード・冷却水路間耐圧以下となる範囲で空気圧力調整弁２２を制御する。次いで、Ｓ３０へ進みアイドルストップを実行し、リターンする。
【００３１】
尚、図５のＳ１０におけるアイドルストップ条件の判定、Ｓ３０におけるアイドルストップの実行の詳細は、図３（ａ）、（ｂ）に示した実施例１と同様である。
【００３２】
図６は、実施例２の効果説明図であり、（ａ）は燃料電池電圧の時間変化、（ｂ）はカソード空気流量の時間変化をそれぞれ示す。また（ａ）、（ｂ）いずれの図においても従来例を実線で、本実施例を破線で示す。時刻１０１はアイドルストップ開始時刻であり、時刻１０２はアイドルストップ終了時刻である。従来例のカソード空気流量１１８はアイドルストップ前（時刻１０１以前）の空気流量が１３２であり、アイドルストップ中（時刻１０１から時刻１０２）にコンプレッサの回転モーメントと抵抗により１１８のように空気流量が低下する。本実施例では、アイドルストップ直前（時刻１０１）に、コンプレッサの回転数を増大させてカソードの空気流量１１７を１３２から増加させているので、セル内の空気流動を妨げる水滴等が少なくなりアイドルストップ中（時刻１０１から時刻１０２）のセル電圧のばらつきは小さくなる。このため、図１１で説明したように平均セル電圧も従来例より上昇する。このため実施例のアイドルストップ中（時刻１０１から時刻１０２）の燃料電池電圧１１５は、従来例の燃料電池電圧１１６より高い値が維持される。
【００３３】
アイドルストップ終了時刻１０２にコンプレッサの駆動を再開し、カソードへ空気供給を再開するとともにアノードへ水素供給を開始と、燃料電池電圧の実施例１１５は、時刻１０５にアイドルストップ前（時刻１０１以前）の電圧１３１に回復するが、従来例１１６の電圧が１３１に回復するのは、時刻１０４となり、実施例より遅くなる。
【実施例３】
【００３４】
次に、本発明に係る燃料電池システムの実施例３を説明する。実施例３の構成は、図１に示した実施例１の構成と同様である。実施例３は、アイドルストップ直前（時刻１０１）にアノード圧力を低下させる操作を行うことにより、アイドルストップ中にアノードからカソードへリークする水素量を低減し、このリークした水素がカソード空気中の酸素と反応してカソード酸素分圧を低下させることを抑制し、この結果アイドルストップ中の燃料電池電圧を高める実施例である。
【００３５】
図７は、実施例３におけるコントローラ３０のアイドルストップ制御を説明するフローチャートであり、一定時間毎に実行されるものとする。まず、Ｓ１０において、アイドルストップ条件の成否を判定をする。Ｓ１０のアイドルストップ条件判定の一例は、図３（ａ）の実施例１と同様である。次いでＳ２０で、アイドルストップ条件フラグの値を判定し、アイドルストップ条件フラグ＝１であれば、条件成立としてＳ５１へ進み、アイドルストップ条件フラグ＝０であれば、アイドルストップ条件が不成立としてリターンする。
【００３６】
Ｓ５１では、水素圧力調整弁７を閉じて燃料電池２から電力取出することにより、アノード水素圧力を低下させる。このとき、カソード圧力センサ２０とアノード圧力センサ９が検出するそれぞれの圧力の差がアノード・カソード間の耐圧以下、或いはアノード圧力と図示しない燃料電池２内冷却水路圧力との差がアノード・冷却水路間耐圧以下となる範囲で水素圧力調整弁７を制御する。次いで、Ｓ３０へ進みアイドルストップを実行し、リターンする。
【００３７】
尚、図７のＳ１０におけるアイドルストップ条件の判定、Ｓ３０におけるアイドルストップの実行の詳細は、図３（ａ）、（ｂ）に示した実施例１と同様である。
【００３８】
図８は、実施例３の効果説明図であり、（ａ）は燃料電池電圧の時間変化、（ｂ）はアノード圧力の時間変化をそれぞれ示す。また（ａ）、（ｂ）いずれの図においても従来例を実線で、本実施例を破線で示す。時刻１０１はアイドルストップ開始時刻であり、時刻１０２はアイドルストップ終了時刻である。従来例ではアイドルストップ前のアノード水素圧力が１３２であり、アイドルストップ後に１２２のように水素圧力が低下する。本実施例では、アイドルストップ直前に、水素圧力調整弁７を閉じ、燃料電池２から電力を取り出すことにより、アノード水素圧力を１３２から低下させている。このため、アイドルストップ後のアノード水素圧力も実施例１２１では従来例１２２より低くなり、アイドルストップ後のアノードからカソードへの水素のリークも少なくなる。この結果、アイドルストップ中のカソード酸素分圧の低下が従来例より実施例が少なくなり、図８（ａ）に示す燃料電池電圧の低下も実施例１１９は従来例１２０より少なくなる。
【００３９】
アイドルストップ終了時刻１０２にコンプレッサの駆動を再開し、カソードへ空気供給を再開するとともにアノードへ水素供給を開始すると、実施例の燃料電池電圧１１９は、時刻１０６にアイドルストップ前の電圧１３１に回復するが、従来例の燃料電池電圧１２０が１３１に回復するのは、時刻１０４となり、実施例より遅くなる。
【実施例４】
【００４０】
次に、本発明に係る燃料電池システムの実施例４を説明する。実施例４の構成は、図１に示した実施例１の構成と同様である。実施例４は、実施例１と実施例３とを組み合わせた実施例である。即ち実施例４は、アイドルストップ直前にカソード４へ供給する空気圧力を高めることにより、アイドルストップ中のカソード酸素分圧を高め、この結果アイドルストップ中の燃料電池電圧を高めることを実現するとともに、アイドルストップ直前にアノード圧力を低下させる操作を行うことにより、アイドルストップ中にアノードからカソードへリークする水素量を低減し、このリークした水素がカソード空気中の酸素と反応してカソード酸素分圧を低下させることを抑制し、この結果アイドルストップ中の燃料電池電圧を高める実施例である。
【００４１】
図９は、実施例４におけるコントローラ３０のアイドルストップ制御を説明するフローチャートであり、一定時間毎に実行されるものとする。まず、Ｓ１０において、アイドルストップ条件の成否を判定をする。Ｓ１０のアイドルストップ条件判定の一例は、図３（ａ）の実施例１と同様である。次いでＳ２０で、アイドルストップ条件フラグの値を判定し、アイドルストップ条件フラグ＝１であれば、条件成立としてＳ６１へ進み、アイドルストップ条件フラグ＝０であれば、アイドルストップ条件が不成立としてリターンする。
【００４２】
Ｓ６１では、水素圧力調整弁７を閉じて燃料電池２から電力取出することにより、アノード水素圧力を低下させる。またＳ６１では、空気圧力調整弁２２の開度を減少してカソード空気圧力を増加させる。このとき、カソード圧力センサ２０とアノード圧力センサ９が検出するそれぞれの圧力の差がアノード・カソード間の耐圧以下、或いはアノード圧力またはカソード圧力と図示しない燃料電池２内冷却水路圧力との差がガス流路・冷却水路間耐圧以下となる範囲で水素圧力調整弁７及び空気圧力調整弁２２を制御する。次いで、Ｓ３０へ進みアイドルストップを実行し、リターンする。
【００４３】
尚、図９のＳ１０におけるアイドルストップ条件の判定、Ｓ３０におけるアイドルストップの実行の詳細は、図３（ａ）、（ｂ）に示した実施例１と同様である。
【００４４】
図１０は、実施例４の効果説明図であり、（ａ）は燃料電池電圧、（ｂ）はカソード空気圧力、（ｃ）はアノード水素圧力のそれぞれの時間変化を示す。また（ａ）〜（ｃ）いずれの図においても従来例を実線で、本実施例を破線で示す。時刻１０１はアイドルストップ開始時刻であり、時刻１０２はアイドルストップ終了時刻である。従来例ではアイドルストップ前のアノード水素圧力、カソード空気圧力が１３２であり、アイドルストップ後に１２６，１２８のように空気、水素圧力が低下する。
【００４５】
本実施例のカソード空気圧力１２５は、図１０（ｂ）に示すようにアイドルストップ直前に１３２から上昇させているので、アイドルストップ後のカソード空気圧力は、従来例１２６に比べて高い値を維持することができる。
【００４６】
また、本実施例では、アイドルストップ直前に、水素圧力調整弁７を閉じ、燃料電池２から電力を取り出すことにより、アノード水素圧力を１３２から低下させている。このため、アイドルストップ後のアノード水素圧力も実施例１２７では従来例１２８より低くなり、アイドルストップ後のアノードからカソードへの水素のリークも少なくなる。この結果、アイドルストップ中のカソード酸素分圧の低下が従来例より実施例が少なくなり、図８（ａ）に示す燃料電池電圧の低下も実施例１１９は従来例１２０より少なくなる。
【００４７】
アイドルストップ終了時刻１０２にコンプレッサの駆動を再開し、カソードへ空気供給を再開するとともにアノードへ水素供給を開始すると、実施例の燃料電池電圧１２３は、時刻１０７にアイドルストップ前の電圧１３１に回復するが、従来例の燃料電池電圧１２４が１３１に回復するのは、時刻１０４となり、実施例より遅くなる。
【００４８】
尚、実施例４では、実施例１と実施例３とを組み合わせた実施例を説明したが、これに限らず、実施例１〜３の任意の組み合わせを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの実施例を説明するシステム構成図である。
【図２】実施例１におけるアイドルストップ制御を説明するフローチャートである。
【図３】（ａ）アイドルストップ条件の判定処理、（ｂ）アイドルストップの実行処理をそれぞれ説明するフローチャートである。
【図４】（ａ）燃料電池電圧、（ｂ）空気圧力の時間経過を説明する図である。
【図５】実施例２におけるアイドルストップ制御を説明するフローチャートである。
【図６】（ａ）燃料電池電圧、（ｂ）空気流量の時間経過を説明する図である。
【図７】実施例３におけるアイドルストップ制御を説明するフローチャートである。
【図８】（ａ）燃料電池電圧、（ｂ）水素圧力の時間経過を説明する図である。
【図９】実施例４におけるアイドルストップ制御を説明するフローチャートである。
【図１０】（ａ）燃料電池電圧、（ｂ）空気圧力、（ｃ）水素圧力の時間経過を説明する図である。
【図１１】セル電圧分布と平均セル電圧との対応関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：燃料電池システム
２：燃料電池
３：アノード
４：カソード
５：水素供給装置
７：水素圧力調整弁
８：水素供給配管
９：アノード圧力センサ
１０：水素循環配管
１１：水素循環ポンプ
１２：パージ弁
１３：水素排出配管
１４：フィルタ
１５：空気流量センサ
１６：コンプレッサ
１７：冷却器
１８：加湿装置
１９：空気供給配管
２０：カソード圧力センサ
２１：空気排出配管
２２：空気圧力調整弁
２３：ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４：バッテリ
２５：ＳＯＣ検出器
２６：インバータ
２７：車両駆動用モータ
２８：電圧センサ
２９：セル電圧センサ
３０：コントローラ
【図１】
2006302836.tif 000003
【図２】
2006302836.tif 000004
【図３】
2006302836.tif 000005
【図４】
2006302836.tif 000006
【図５】
2006302836.tif 000007
【図６】
2006302836.tif 000008
【図７】
2006302836.tif 000009
【図８】
2006302836.tif 000010
【図９】
2006302836.tif 000011
【図１０】
2006302836.tif 000012
【図１１】
2006302836.tif 000013