(57)【要約】【課題】供給先へ供給される駆動流体および吸引流体のそれぞれの流量を広範に制御可能な流体供給システムを提供する。【解決手段】制御装置は、第１供給装置が有する第１インジェクタと第２供給装置が有する第２インジェクタとをそれぞれ間欠作動させる。そして、制御装置は、流体供給システムが燃料電池へ流す駆動流体の平均流量が第１目標値になり且つ流体供給システムが燃料電池へ流す吸引流体の平均流量が第２目標値になるように、間欠作動する各インジェクタの作動割合を決定する。また、インジェクタの供給作動中における駆動流体の流量に対する吸引流体の流量の比率は、第１供給装置と第２供給装置とで相互に異なっている。そして、制御装置は、第１インジェクタの作動オン時間Ｔaonと第２インジェクタの作動オン時間Ｔbonとが互いに重なることがないように、第１および第２インジェクタの間欠作動をそれぞれ行わせる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給システムであって、
第１流体を所定の作動時第１流量（ＱＳd、ＱＬd、ＱＭd）で流す供給作動と該供給作動を停止する供給停止とを交互に繰り返す間欠作動を行うように構成された作動部（２１１、２２１、２３１）を有し、前記供給作動中には、前記作動部が流す前記第１流体と共に、所定の流量関係に従い前記作動時第１流量に対応して定まる作動時第２流量（ＱＳs、ＱＬs、ＱＭs）の第２流体を所定の供給先（１２）へ供給する複数の供給装置（２１、２２、２３）と、
前記作動部を制御する制御装置（２４）とを備え、
前記流量関係は、前記複数の供給装置のそれぞれで相互に異なっており、
前記制御装置は、
前記複数の供給装置の全体が前記供給先へ流す前記第１流体の平均流量（Ｑdav）が所定の第１目標値（ＱＴd）になり且つ前記複数の供給装置の全体が前記供給先へ流す前記第２流体の平均流量（Ｑsav）が所定の第２目標値（ＱＴs）になるように、前記間欠作動が行われる間欠作動時間のうち前記供給作動が行われる作動オン時間（Ｔaon、Ｔbon、Ｔcon）が占める割合である作動割合（Ｒa、Ｒb、Ｒc）を前記複数の供給装置のそれぞれに対して決定し、
前記作動割合で前記供給作動が行われる前記間欠作動を、前記複数の供給装置のそれぞれにおいて前記作動オン時間が相互にずれるように行わせる、流体供給システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１流体の流量（Ｑd）と前記第２流体の流量（Ｑs）とを座標軸とする二次元座標（Ｃsd）上で、前記第１目標値と前記第２目標値とを示す目標点（ＰＴ）が、前記複数の供給装置の前記作動時第１流量と前記作動時第２流量とを示すそれぞれの作動基準点（ＰＳ、ＰＬ、ＰＭ）と、前記二次元座標の原点（Ｐ０）とを頂点とする多角形からなる領域（Ａpr）内にある場合に、前記作動割合の決定を行う、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３】
前記複数の供給装置（２１、２２）とは、第１供給装置（２１）および第２供給装置（２２）であり、
前記制御装置は、前記第１供給装置における前記作動オン時間（Ｔaon）と前記第２供給装置における前記作動オン時間（Ｔbon）とが互いに重なることがないように、前記間欠作動を前記第１供給装置と前記第２供給装置とのそれぞれで行わせる、請求項１または２に記載の流体供給システム。
【請求項４】
前記複数の供給装置（２１、２２）とは、第１供給装置（２１）および第２供給装置（２２）であり、
前記制御装置は、前記第１供給装置における前記作動オン時間（Ｔaon）と前記第２供給装置における前記作動オン時間（Ｔbon）とが互いに重なることがないように、前記間欠作動を前記第１供給装置と前記第２供給装置とのそれぞれで行わせ、
前記制御装置は、前記第１流体の流量（Ｑd）と前記第２流体の流量（Ｑs）とを座標軸とする二次元座標（Ｃsd）上で、前記第１供給装置の前記作動時第１流量と前記作動時第２流量とを示す作動基準点（ＰＳ）へ前記二次元座標の原点（Ｐ０）から向かう第１基準ベクトル（Ｖa→）に前記第１供給装置における前記作動割合（Ｒa）を乗じて得た第１作動ベクトル（ＶＡa→）と、前記第２供給装置の前記作動時第１流量と前記作動時第２流量とを示す作動基準点（ＰＬ）へ前記原点から向かう第２基準ベクトル（Ｖb→）に前記第２供給装置における前記作動割合（Ｒb）を乗じて得た第２作動ベクトル（ＶＡb→）とのベクトル和が、前記第１目標値と前記第２目標値とを示す目標点（ＰＴ）へ前記原点から向かう目標ベクトル（ＶＴ→）になるように、前記第１供給装置と前記第２供給装置とのそれぞれにおける前記作動割合を決定し、これにより、前記第１流体の平均流量が前記第１目標値になり且つ前記第２流体の平均流量が前記第２目標値になるように前記作動割合の決定を行う、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１供給装置における前記作動オン時間と前記第２供給装置における前記作動オン時間との間に時間間隔（ΔＴm、ΔＴn）が生じるように、前記間欠作動を前記第１供給装置と前記第２供給装置とのそれぞれで行わせる、請求項３または４に記載の流体供給システム。
【請求項６】
前記複数の供給装置（２１、２２）とは、第１供給装置（２１）および第２供給装置（２２）であり、
前記制御装置は、前記第１供給装置における前記作動オン時間（Ｔaon）と前記第２供給装置における前記作動オン時間（Ｔbon）とが互いに部分的に重なるように、前記間欠作動を前記第１供給装置と前記第２供給装置とのそれぞれで行わせる、請求項１または２に記載の流体供給システム。
【請求項７】
前記複数の供給装置（２１、２２）とは、第１供給装置（２１）および第２供給装置（２２）であり、
前記制御装置は、前記第１供給装置における前記作動オン時間（Ｔaon）と前記第２供給装置における前記作動オン時間（Ｔbon）とが互いに部分的に重なるように、前記間欠作動を前記第１供給装置と前記第２供給装置とのそれぞれで行わせ、
前記第１供給装置の前記作動時第２流量（ＱＳs）は前記第２供給装置の前記作動時第２流量（ＱＬs）に比して小さく、
前記第１供給装置における前記供給作動と前記第２供給装置における前記供給作動とが重複して実施される重複時間（Ｔx）内においては、前記第１供給装置による前記第２流体の供給は前記流量関係に拘わらず停止し、
前記制御装置は、前記第１流体の流量（Ｑd）と前記第２流体の流量（Ｑs）とを座標軸とする二次元座標（Ｃsd）上で、前記第１供給装置の前記作動時第１流量と前記作動時第２流量とを示す作動基準点（ＰＳ）へ前記二次元座標の原点（Ｐ０）から向かう第１基準ベクトル（Ｖa→）と前記第１供給装置における前記作動割合（Ｒa）とに基づき、前記第１供給装置による前記第２流体の供給が前記重複時間内には停止することを前提として得た第１作動ベクトル（ＶＢa→）と、前記第２供給装置の前記作動時第１流量と前記作動時第２流量とを示す作動基準点（ＰＬ）へ前記原点から向かう第２基準ベクトル（Ｖb→）に前記第２供給装置における前記作動割合（Ｒb）を乗じて得た第２作動ベクトル（ＶＡb→）とのベクトル和が、前記第１目標値と前記第２目標値とを示す目標点（ＰＴ）へ前記原点から向かう目標ベクトル（ＶＴ→）になるように、前記第１供給装置と前記第２供給装置とのそれぞれにおける前記作動割合を決定し、これにより、前記第１流体の平均流量が前記第１目標値になり且つ前記第２流体の平均流量が前記第２目標値になるように前記作動割合の決定を行う、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項８】
前記作動部は前記第１流体を噴射するものであり、
前記複数の供給装置のうちの少なくとも何れかは、前記作動部による前記第１流体の噴射に伴って吸引した前記第２流体を前記第１流体と共に吐出するエジェクタ（２１２、２２２）を含んで構成されている、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の流体供給システム。
【請求項９】
前記作動部は、該作動部から前記供給先へ向けて前記第１流体を流出するオン状態と前記第１流体の流出を止めるオフ状態とに切り替えられるオンオフ弁として構成されている、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の流体供給システム。
【請求項１０】
前記供給先は、燃料電池であり、
前記第１流体は、前記燃料電池用の燃料であり、
前記第２流体は、前記燃料電池から排出され前記複数の供給装置へ戻された燃料である、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の流体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給先へ流体を供給する流体供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体供給システムとして、例えば特許文献１に記載された燃料循環装置が従来から知られている。この特許文献１に記載された燃料循環装置は、燃料電池システムに用いられる装置であり、その燃料電池システムのアノード系において、燃料電池スタックから排出されたアノードオフガスを循環させる。
【０００３】
そして、特許文献１の燃料循環装置は、主供給インジェクタと、補助供給インジェクタと、それらのインジェクタの下流に配置されたエジェクタとを備えている。主供給インジェクタは、燃料タンクから供給されたアノードガスである第１流体を間欠的に噴射する。エジェクタは、アノードオフガスである第２流体を第１流体の噴射に伴って吸引すると共に、その第１流体と第２流体とを合流させて燃料電池スタックへ供給する。また、補助供給インジェクタは、主供給インジェクタの間欠供給において噴射が止まっているオフ時間に、第１流体を補助的に噴射する。
【０００４】
このように、主供給インジェクタのオフ時間に補助供給インジェクタを駆動させ吸引流をエジェクタに送り込むことで、燃料電池スタックへ供給される流体の滞留をなくし、その供給される流体の流量を増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５６１０７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えばインジェクタとエジェクタとからなり流体を供給する供給装置では、その供給装置から供給される第１流体の供給流量と第２流体の供給流量との関係は、その供給装置の特性として予め定まっている。従って、第１流体の供給流量を増減すれば第２流体の供給流量を増減することはできるが、その第２流体の供給流量は、第１流体の供給流量に対し、供給装置の特性に従って一義的に決まる。すなわち、第２流体の供給流量を変化させたい場合には第１流体の供給流量も変化させる必要があり、第１流体および第２流体のそれぞれの供給流量を広範に制御することができない。
【０００７】
また、特許文献１の燃料循環装置は、インジェクタを複数有しているが、間欠噴射を行う主供給インジェクタのオフ時間における流体の滞留を防止するために、補助供給インジェクタを駆動するものである。従って、特許文献１の燃料循環装置でも、第１流体および第２流体のそれぞれの供給流量を広範に制御することはできない。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、供給先へ供給される第１流体および第２流体のそれぞれの流量を広範に制御可能な流体供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の流体供給システムは、
第１流体を所定の作動時第１流量（ＱＳd、ＱＬd、ＱＭd）で流す供給作動とその供給作動を停止する供給停止とを交互に繰り返す間欠作動を行うように構成された作動部（２１１、２２１、２３１）を有し、供給作動中には、作動部が流す第１流体と共に、所定の流量関係に従い作動時第１流量に対応して定まる作動時第２流量（ＱＳs、ＱＬs、ＱＭs）の第２流体を所定の供給先（１２）へ供給する複数の供給装置（２１、２２、２３）と、
作動部を制御する制御装置（２４）とを備え、
流量関係は、複数の供給装置のそれぞれで相互に異なっており、
制御装置は、
複数の供給装置の全体が供給先へ流す第１流体の平均流量（Ｑdav）が所定の第１目標値（ＱＴd）になり且つ複数の供給装置の全体が供給先へ流す第２流体の平均流量（Ｑsav）が所定の第２目標値（ＱＴs）になるように、間欠作動が行われる間欠作動時間のうち供給作動が行われる作動オン時間（Ｔaon、Ｔbon、Ｔcon）が占める割合である作動割合（Ｒa、Ｒb、Ｒc）を複数の供給装置のそれぞれに対して決定し、
作動割合で供給作動が行われる間欠作動を、複数の供給装置のそれぞれにおいて作動オン時間が相互にずれるように行わせる。
【００１０】
このようにすれば、第１流体の平均流量は、供給先へ供給される第１流体の供給流量に相当し、第２流体の平均流量は、供給先へ供給される第２流体の供給流量に相当する。そして、第１流体の平均流量を変化させなくても、例えば複数の供給装置における各々の作動割合を変化させれば、第２流体の平均流量を変化させることができる。従って、第１目標値に対して第２目標値を一義的に定める必要がない。すなわち、第１目標値と第２目標値とをそれぞれ広い範囲で変化させることが可能であり、供給先へ供給される第１流体および第２流体のそれぞれの供給流量を広範に制御可能である。
【００１１】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態において、流体供給システムと、その流体供給システムから燃料を供給される燃料電池との概略構成を示した模式図である。
【図２】第１実施形態において、第１インジェクタが行う間欠作動に対応した第１駆動波形と、第２インジェクタが行う間欠作動に対応した第２駆動波形とをそれぞれ示すタイムチャートである。
【図３】第１実施形態の流体供給システムが有する制御装置の制御処理を示したフローチャートである。
【図４】図３の制御処理において第１および第２供給装置における各作動割合が決定される過程を説明するためのベクトル図である。
【図５】第２実施形態において、流体供給システムと、その流体供給システムから燃料を供給される燃料電池との概略構成を示した模式図であって、図１に相当する図である。
【図６】第３実施形態において、流体供給システムと、その流体供給システムから燃料を供給される燃料電池との概略構成を示した模式図であって、図１に相当する図である。
【図７】第４実施形態において、第１インジェクタが行う間欠作動に対応した第１駆動波形と、第２インジェクタが行う間欠作動に対応した第２駆動波形とをそれぞれ示すタイムチャートであって、図２に相当する図である。
【図８】第５実施形態において、第１インジェクタが行う間欠作動に対応した第１駆動波形と、第２インジェクタが行う間欠作動に対応した第２駆動波形とをそれぞれ示すタイムチャートであって、図２に相当する図である。
【図９】第５実施形態の流体供給システムが有する制御装置の制御処理を示したフローチャートであって、図３に相当する図である。
【図１０】図９の制御処理において第１および第２供給装置における各作動割合が決定される過程を説明するためのベクトル図であって、図４に相当する図である。
【図１１】第６実施形態において、第１インジェクタが行う間欠作動に対応した第１駆動波形と、第２インジェクタが行う間欠作動に対応した第２駆動波形とをそれぞれ示すタイムチャートであって、図８に相当する図である。
【図１２】第６実施形態の流体供給システムが有する制御装置の制御処理を示したフローチャートであって、図９に相当する図である。
【図１３】第７実施形態において、流体供給システムと、その流体供給システムから燃料を供給される燃料電池との概略構成を示した模式図であって、図１に相当する図である。
【図１４】第７実施形態において、第１インジェクタが行う間欠作動に対応した第１駆動波形と、第２インジェクタが行う間欠作動に対応した第２駆動波形と、第３インジェクタが行う間欠作動に対応した第３駆動波形とをそれぞれ示すタイムチャートであって、図２に相当する図である。
【図１５】第７実施形態の流体供給システムが有する制御装置の制御処理を示したフローチャートであって、図３に相当する図である。
【図１６】図１５の制御処理において第１〜第３供給装置における各作動割合が決定される過程を説明するためのベクトル図であって、図４に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、各実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１４】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の流体供給システム１０は、燃料電池１２に用いられる。すなわち、流体供給システム１０は、主として水素で構成される燃料ガス（すなわち、アノードガス）を、所定の供給先である燃料電池１２へ供給する。詳細には、その流体供給システム１０からの燃料ガスは、燃料電池１２のうちアノード１２１へ供給される。この流体供給システム１０から流出する燃料ガスは、燃料供給通路１４を通じて燃料電池１２へと流れる。なお、この燃料電池１２の用途に限定はない。
【００１５】
流体供給システム１０は、複数の供給装置２１、２２と、その複数の供給装置２１、２２を制御する制御装置２４とを備えている。その複数の供給装置２１、２２とは、図１に示すように、第１供給装置２１および第２供給装置２２である。なお、図１中の実線矢印は流体の流れを示し、破線矢印は、制御装置２４が送信または受信する信号の流れを示している。
【００１６】
第１供給装置２１は、第１作動部としての第１インジェクタ２１１と、エジェクタ２１２とを有している。そして、第２供給装置２２は、第２作動部としての第２インジェクタ２２１と、エジェクタ２１２とを有している。従って、エジェクタ２１２は、第１供給装置２１と第２供給装置２２とで共用されている。すなわち、本実施形態の第１供給装置２１と第２供給装置２２は、機能的に見れば別々の装置であるが、物理的には分離していない。もちろん、第１供給装置２１と第２供給装置２２は、物理的に分離していても差し支えない。
【００１７】
第１インジェクタ２１１および第２インジェクタ２２１は、燃料電池１２用の燃料ガスである第１流体としての駆動流体を噴射するものである。その駆動流体は、例えば不図示の燃料タンクから第１インジェクタ２１１と第２インジェクタ２２１とへそれぞれ供給される。
【００１８】
具体的に、第１インジェクタ２１１は、駆動流体が流れる流通路を開閉する弁機構、および、その弁機構を開閉作動させる第１駆動回路２１１ｃを有している。第１インジェクタ２１１は、その弁機構が第１駆動回路２１１ｃによって開かれることで駆動流体を噴射する。
【００１９】
これと同様に、第２インジェクタ２２１は、駆動流体が流れる流通路を開閉する弁機構、および、その弁機構を開閉作動させる第２駆動回路２２１ｃを有している。第２インジェクタ２２１は、その弁機構が第２駆動回路２２１ｃによって開かれることで駆動流体を噴射する。
【００２０】
また、第１インジェクタ２１１は、その第１インジェクタ２１１からエジェクタ２１２を介し燃料電池１２へ向けて駆動流体を流出するオン状態と、その駆動流体の流出を止めるオフ状態とに切り替えられるオンオフ弁として構成されている。別言すれば、その第１インジェクタ２１１のオン状態とは、第１インジェクタ２１１が有する弁機構が開いた開弁状態であり、第１インジェクタ２１１のオフ状態とは、その弁機構が閉じた閉弁状態である。第２インジェクタ２２１も、その第１インジェクタ２１１と同様に、オン状態とオフ状態とに切り替えられるオンオフ弁として構成されている。
【００２１】
また、第１インジェクタ２１１が駆動流体を流す流量特性は、第２インジェクタ２２１が駆動流体を流す流量特性に対して異なっている。詳細には、第１インジェクタ２１１はオン状態になっている場合には、駆動流体（すなわち、第１流体）を所定の作動時駆動流量ＱＳd（言い換えれば、作動時第１流量ＱＳd）で流す。そして、第２インジェクタ２２１はオン状態になっている場合には、駆動流体を、第１インジェクタ２１１の作動時駆動流量ＱＳdとは異なる所定の作動時駆動流量ＱＬd（言い換えれば、作動時第１流量ＱＬd）で流す。
【００２２】
本実施形態では、その第１インジェクタ２１１の作動時駆動流量ＱＳd（別言すれば、第１供給装置２１の作動時駆動流量ＱＳd）は、第２インジェクタ２２１の作動時駆動流量ＱＬd（別言すれば、第２供給装置２２の作動時駆動流量ＱＬd）に比して小さい。なお、本実施形態および後述の実施形態で説明される流量は、特に断りのない限り、質量流量であり、その単位は例えば「ｇ／ｓｅｃ」である。
【００２３】
また、第１インジェクタ２１１は上記のようにオンオフ弁であるので、第１インジェクタ２１１は、駆動流体を作動時駆動流量ＱＳdで流す供給作動と、その供給作動を停止する供給停止とを交互に繰り返す間欠作動を行うように構成されていると言える。そして、第１インジェクタ２１１のオン状態とは供給作動中の状態であり、オフ状態とは供給停止中の状態である。
【００２４】
また、第２インジェクタ２２１も上記のようにオンオフ弁であるので、第２インジェクタ２２１は、駆動流体を作動時駆動流量ＱＬdで流す供給作動と、その供給作動を停止する供給停止とを交互に繰り返す間欠作動を行うように構成されていると言える。そして、第２インジェクタ２２１のオン状態とは供給作動中の状態であり、オフ状態とは供給停止中の状態である。例えば、第１インジェクタ２１１および第２インジェクタ２２１の間欠作動は、図２のタイムチャートに表されている。図２の横軸は経過時間ｔを示している。そして、図２の縦軸の「ＯＮ」は、各インジェクタ２１１、２２１がオン状態（すなわち、供給作動中の状態）にあることを示し、縦軸の「ＯＦＦ」は、各インジェクタ２１１、２２１がオフ状態（すなわち、供給停止中の状態）にあることを示している。
【００２５】
図１に示すように、エジェクタ２１２は、ガス吸入口２１２ｂが形成されたガス吸入部２１２ａと、ディフューザ２１２ｃと、第１ノズル２１２ｄと、第２ノズル２１２ｅとを備えている。そのガス吸入口２１２ｂはリターン通路１５を介して燃料電池１２に接続されており、燃料電池１２から排出されたアノードオフガスである第２流体としての吸引流体は、リターン通路１５を通ってガス吸入口２１２ｂへと導かれる。このガス吸入口２１２ｂからエジェクタ２１２内へ流入する吸引流体は、別言すれば、燃料電池１２から排出され第１供給装置２１と第２供給装置２２とへ戻された燃料である。
【００２６】
ディフューザ２１２ｃは、エジェクタ２１２のうち燃料出口部分を構成している。ディフューザ２１２ｃは、そのディフューザ２１２ｃ内の通路断面積が燃料流れ下流側ほど大きくなるように形成されている。
【００２７】
第１ノズル２１２ｄおよび第２ノズル２１２ｅはそれぞれエジェクタ２１２内に開口している。そして、第１インジェクタ２１１は、第１ノズル２１２ｄに連結されており、その第１ノズル２１２ｄを通してその第１ノズル２１２ｄからエジェクタ２１２内へ駆動流体を噴射する。これと同様に、第２インジェクタ２２１は、第２ノズル２１２ｅに連結されており、その第２ノズル２１２ｅを通してその第２ノズル２１２ｅからエジェクタ２１２内へ駆動流体を噴射する。
【００２８】
このように構成されたエジェクタ２１２は、第１インジェクタ２１１または第２インジェクタ２２１による駆動流体の噴射に伴って吸引流体をガス吸入口２１２ｂからエジェクタ２１２内に吸引する。そして、エジェクタ２１２は、その吸引した吸引流体を駆動流体と混合すると共に、その吸引した吸引流体を駆動流体と共にディフューザ２１２ｃから吐出する。そのエジェクタ２１２から吐出された駆動流体と吸引流体とからなる供給流体としての燃料ガスは、燃料供給通路１４を通じて燃料電池１２へと流れる。
【００２９】
例えばここで、各インジェクタ２１１、２２１は、図２に示すように上記間欠作動を行うので、その間欠作動において第１インジェクタ２１１が供給作動中で且つ第２インジェクタ２２１が供給停止中となっている瞬間を想定することができる。そして、その瞬間には、燃料電池１２に対する供給流体の供給は第１供給装置２１によって行われ、第２供給装置２２はその供給流体の供給を行わない。
【００３０】
この場合、すなわち、第１インジェクタ２１１の供給作動中には、第１供給装置２１は、第１インジェクタ２１１が流す駆動流体と共に、エジェクタ２１２に吸い込まれた吸引流体も燃料電池１２へ供給する。このときの吸引流体の流量、すなわち、第１インジェクタ２１１が供給作動中にあるときに第１供給装置２１が供給する吸引流体の作動時吸引流量ＱＳsは、第１供給装置２１における所定の流量関係に従い作動時駆動流量ＱＳdに対応して定まる。
【００３１】
その第１供給装置２１における所定の流量関係は、第１供給装置２１の作動時駆動流量ＱＳdと作動時吸引流量ＱＳsとの関係である。そして、その第１供給装置２１における流量関係は、例えば作動時駆動流量ＱＳdに対する作動時吸引流量ＱＳsの流量比率ＲＳsd、言い換えれば、「ＲＳsd＝ＱＳs／ＱＳd」という式から得られる流量比率ＲＳsdとして表されてもよい。
【００３２】
また、第１供給装置２１における流量関係は、第１供給装置２１が有する機械的特性に含まれる。詳細に言えば、その第１供給装置２１における流量関係は、吸引流体を燃料電池１２との間で循環させる第１供給装置２１の循環特性に含まれる。そして、第１供給装置２１における流量関係は予め定まっているので、第１供給装置２１の作動時吸引流量ＱＳsは、作動時駆動流量ＱＳdに対応して一義的に決まる。なお、第１供給装置２１の作動時吸引流量ＱＳsは、別言すれば、第１供給装置２１の作動時第２流量ＱＳsと称されてもよい。
【００３３】
また、上記とは逆に、各インジェクタ２１１、２２１の間欠作動において第１インジェクタ２１１が供給停止中で且つ第２インジェクタ２２１が供給作動中となっている瞬間を想定することもできる。そして、その瞬間には、燃料電池１２に対する供給流体の供給は第２供給装置２２によって行われ、第１供給装置２１はその供給流体の供給を行わない。
【００３４】
この場合、すなわち、第２インジェクタ２２１の供給作動中には、第２供給装置２２は、第２インジェクタ２２１が流す駆動流体と共に、エジェクタ２１２に吸い込まれた吸引流体も燃料電池１２へ供給する。このときの吸引流体の流量、すなわち、第２インジェクタ２２１が供給作動中にあるときに第２供給装置２２が供給する吸引流体の作動時吸引流量ＱＬsは、第２供給装置２２における所定の流量関係に従い作動時駆動流量ＱＬdに対応して定まる。
【００３５】
上述した第１供給装置２１の場合と同様に、その第２供給装置２２における所定の流量関係は、第２供給装置２２の作動時駆動流量ＱＬdと作動時吸引流量ＱＬsとの関係である。そして、その第２供給装置２２における流量関係は、例えば作動時駆動流量ＱＬdに対する作動時吸引流量ＱＬsの流量比率ＲＬsd、言い換えれば、「ＲＬsd＝ＱＬs／ＱＬd」という式から得られる流量比率ＲＬsdとして表されてもよい。
【００３６】
また、第２供給装置２２における流量関係は、第２供給装置２２が有する機械的特性に含まれる。詳細に言えば、その第２供給装置２２における流量関係は、吸引流体を燃料電池１２との間で循環させる第２供給装置２２の循環特性に含まれる。そして、第２供給装置２２における流量関係も予め定まっているので、第２供給装置２２でも作動時吸引流量ＱＬsは、作動時駆動流量ＱＬdに対応して一義的に決まる。
【００３７】
また、第２供給装置２２は、第１供給装置２１と比較して異なる循環特性を有している。従って、各供給装置２１、２２の流量関係、具体的に言えば、各供給装置２１、２２の流量比率ＲＳsd、ＲＬsdは、複数の供給装置２１、２２のそれぞれで相互に異なっている。そして、本実施形態では、第１供給装置２１の作動時吸引流量ＱＳsは、第２供給装置２２の作動時吸引流量ＱＬsに比して小さい。なお、第２供給装置２２の作動時吸引流量ＱＬsは、別言すれば、第２供給装置２２の作動時第２流量ＱＬsと称されてもよい。
【００３８】
制御装置２４は、半導体メモリなどの非遷移的実体的記憶媒体およびプロセッサなどを有する電子制御装置である。制御装置２４は、その非遷移的実体的記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムを実行する。このコンピュータプログラムが実行されることで、コンピュータプログラムに対応する方法が実行される。すなわち、制御装置２４は、そのコンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。
【００３９】
具体的に、制御装置２４は、上記種々の制御処理のうちの１つとして、図３のフローチャートで表される制御処理を実行する。これにより、制御装置２４は、第１および第２供給装置２１、２２のうち各インジェクタ２１１、２２１を制御する。
【００４０】
図３の制御処理では、その図３に示すように、制御装置２４は、ステップＳ０１１〜Ｓ０５１を周期的に繰り返し実行する。それに先だって、ステップＳ００１にて、制御装置２４は、図４に示す第１供給装置２１の作動時駆動流量ＱＳdと作動時吸引流量ＱＳs、および、第２供給装置２２の作動時駆動流量ＱＬdと作動時吸引流量ＱＬsを予め記憶する。要するに、制御装置２４は、流体供給システム１０が有する複数の供給装置２１、２２のそれぞれの循環特性を予め記憶する。このように、制御装置２４は、図４に示すそれらの流量ＱＳd、ＱＳs、ＱＬd、ＱＬsを予め記憶してから、ステップＳ０１１以降のステップを実行する。
【００４１】
なお、例えば燃料電池１２の作動中には図３の制御処理は継続され、燃料電池１２が停止すれば図３の制御処理も止まる。また、ステップＳ００１は、ステップＳ０１１〜Ｓ０５１が実行される前に実行されていればよいので、一度実行されたときに記憶された循環特性に関する記憶が保持されていれば、図３の制御処理が開始する毎に実行される必要はない。
【００４２】
図３に示すように、制御装置２４は、ステップＳ０１１にて、目標循環性能の入力があったか否かを判定する。その目標循環性能は、具体的には、流体供給システム１０が燃料電池１２へ流す駆動流体の流量の目標値である第１目標値ＱＴdと、流体供給システム１０が燃料電池１２へ流す吸引流体の流量の目標値である第２目標値ＱＴsとから構成される。例えば、その目標循環性能は、燃料電池１２を制御する電池制御装置から制御装置２４へ与えられる。従って、このステップＳ０１１では、第１目標値ＱＴdと第２目標値ＱＴsとが電池制御装置から制御装置２４へ与えられたか否かが判定される。
【００４３】
なお、図３の制御処理の継続実行中において例えば目標循環性能の入力があった場合には、次に目標循環性能の入力があるまで、制御装置２４は、既に入力済みの目標循環性能が維持されているものとみなす。そして、新たに目標循環性能の入力があった場合に、制御装置２４は、目標循環性能が更新されたとみなす。但し、その新たに入力された目標循環性能が所定の制御許容範囲に入っていないと次のステップＳ０２１で判定された場合には、目標循環性能は更新されず、既に入力済みの目標循環性能が維持されているものとみなされる。
【００４４】
ステップＳ０１１において、目標循環性能の入力があったと判定された場合には、ステップＳ０２１へ進む。その一方で、目標循環性能の入力がなかったと判定された場合には、このステップＳ０１１を繰り返す。
【００４５】
ステップＳ０２１では、制御装置２４は、第１供給装置２１と第２供給装置２２との循環特性から定まる所定の制御許容範囲に、入力された目標循環性能が入っているか否かを判定する。その制御許容範囲とは、本実施形態の流体供給システム１０で実現可能な目標循環性能の範囲である。
【００４６】
例えば、駆動流体の流量Ｑd（すなわち、駆動流量Ｑd）と吸引流体の流量Ｑs（すなわち、吸引流量Ｑs）とを座標軸とする図４の二次元座標Ｃsd上では、その制御許容範囲は、点ハッチングが施された許容領域Ａprで表される。そして、目標循環性能は、その目標循環性能を構成する第１目標値ＱＴdと第２目標値ＱＴsとを示す目標点ＰＴで表される。そのため、目標循環性能が制御許容範囲に入っていることとは、図４の二次元座標Ｃsd上では、目標点ＰＴが許容領域Ａpr内に入っていることである。従って、制御装置２４は、図４の二次元座標Ｃsd上で目標点ＰＴが許容領域Ａpr内に入っているか否かを判定する。
【００４７】
ここで、図４について説明すると、その図４の二次元座標Ｃsdは別言すれば直交座標であり、その二次元座標Ｃsdの横軸すなわちＸ軸は駆動流量Ｑdを示し、縦軸すなわちＹ軸は吸引流量Ｑsを示す。また、図４の二次元座標Ｃsd上には、第１供給装置２１の作動時駆動流量ＱＳdと作動時吸引流量ＱＳsとを示す第１作動基準点ＰＳと、第２供給装置２２の作動時駆動流量ＱＬdと作動時吸引流量ＱＬsとを示す第２作動基準点ＰＬとが設けられている。また、許容領域Ａprは、その第１作動基準点ＰＳと第２作動基準点ＰＬと二次元座標Ｃsdの原点Ｐ０とを頂点とする多角形（具体的には、三角形）からなる領域として構成される。
【００４８】
ステップＳ０２１において、目標循環性能が制御許容範囲に入っていると判定された場合には、ステップＳ０３１へ進む。その一方で、目標循環性能が制御許容範囲に入っていないと判定された場合、すなわち、目標循環性能が制御許容範囲から外れていると判定された場合には、ステップＳ０１１へ進む。
【００４９】
ステップＳ０３１では、制御装置２４は、第１インジェクタ２１１の間欠作動が行われる間欠作動時間のうち供給作動が行われる作動オン時間Ｔaonが占める割合である作動割合Ｒaを、第１供給装置２１に対して決定する。それと共に、制御装置２４は、第２インジェクタ２２１の間欠作動が行われる間欠作動時間のうち供給作動が行われる作動オン時間Ｔbonが占める割合である作動割合Ｒbを、第２供給装置２２に対して決定する。なお、第１供給装置２１の作動割合Ｒaを第１作動割合Ｒaと呼ぶ場合もあり、第２供給装置２２の作動割合Ｒbを第２作動割合Ｒbと呼ぶ場合もある。
【００５０】
本実施形態では、図２に示すように、第１供給装置２１における間欠作動は周期Ｔaで周期的に実行され、第２供給装置２２における間欠作動は周期Ｔbで周期的に実行される。従って、第１作動割合Ｒaは、下記式Ｆ１に示すように、第１インジェクタ２１１の間欠作動の周期Ｔaに対する作動オン時間Ｔaonの割合として算出される。これと同様に、第２作動割合Ｒbは、下記式Ｆ２に示すように、第２インジェクタ２２１の間欠作動の周期Ｔbに対する作動オン時間Ｔbonの割合として算出される。なお、各周期Ｔa、Ｔbは、予め定まっている定数であってもよいし、ステップＳ０３１で作動割合Ｒa、Ｒbの決定を行う際に適宜設定されてもよい。
Ｒa＝Ｔaon／Ｔa    ・・・（Ｆ１）
Ｒb＝Ｔbon／Ｔb    ・・・（Ｆ２）
【００５１】
また、図２で言えば、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonは、第１インジェクタ２１１の駆動波形Ｗa（すなわち、第１駆動波形Ｗa）が「ＯＮ」になっている時間である。そして、第２供給装置２２における作動オン時間Ｔbonは、第２インジェクタ２２１の駆動波形Ｗb（すなわち、第２駆動波形Ｗb）が「ＯＮ」になっている時間である。なお、駆動波形Ｗa、Ｗbとは、時間経過に従ったインジェクタ２１１、２２１の供給作動と供給停止との切り替わりを示す波形である。
【００５２】
具体的に、制御装置２４は、図４の二次元座標Ｃsd上で、第１作動ベクトルＶＡa→と第２作動ベクトルＶＡb→とのベクトル和が目標ベクトルＶＴ→になるように、第１供給装置２１と第２供給装置２２とのそれぞれにおける作動割合Ｒa、Ｒbを決定する。なお、上記の第１作動ベクトルＶＡa→のように参照符号に上付き文字「→」が含まれる場合には、その参照符号がベクトルの参照符号であることを示しており、このことは、以下の説明でも同様である。
【００５３】
ここで、上記の目標ベクトルＶＴ→は、図４に示すように、原点Ｐ０から目標点ＰＴへ向かうベクトルである。また、上記の第１作動ベクトルＶＡa→は、下記式Ｆ３および図４に示すように、原点Ｐ０から第１作動基準点ＰＳへ向かう第１基準ベクトルＶa→に第１作動割合Ｒaを乗じて得られる。
ＶＡa→＝Ｒa・Ｖa→    ・・・（Ｆ３）
【００５４】
また、上記の第２作動ベクトルＶＡb→は、下記式Ｆ４および図４に示すように、原点Ｐ０から第２作動基準点ＰＬへ向かう第２基準ベクトルＶb→に第２作動割合Ｒbを乗じて得られる。
ＶＡb→＝Ｒb・Ｖb→    ・・・（Ｆ４）
【００５５】
要するに、このステップＳ０３１では、制御装置２４は、下記式Ｆ５が成立するように、第１作動割合Ｒaと第２作動割合Ｒbとを決定する。図３のステップＳ０３１の次はステップＳ０４１へ進む。
ＶＴ→＝Ｒa・Ｖa→＋Ｒb・Ｖb→    ・・・（Ｆ５）
【００５６】
ステップＳ０４１では、制御装置２４は、ステップＳ０３１で決定した第１作動割合Ｒaで第１インジェクタ２１１の間欠作動が行われるように、第１駆動波形Ｗa（図２参照）を生成する。別言すれば、制御装置２４は、その決定した第１作動割合Ｒaに基づき上記式Ｆ１から、その第１駆動波形Ｗaにおける作動オン時間Ｔaonを決定する。そして、制御装置２４は、その第１作動割合Ｒaをデューティ比とした第１駆動波形Ｗaを生成する。
【００５７】
これと同様に、制御装置２４は、ステップＳ０３１で決定した第２作動割合Ｒbで第２インジェクタ２２１の間欠作動が行われるように、第２駆動波形Ｗb（図２参照）を生成する。別言すれば、制御装置２４は、その決定した第２作動割合Ｒbに基づき上記式Ｆ２から、その第２駆動波形Ｗbにおける作動オン時間Ｔbonを決定する。そして、制御装置２４は、その第２作動割合Ｒbをデューティ比とした第２駆動波形Ｗbを生成する。ステップＳ０４１の次はステップＳ０５１へ進む。
【００５８】
ステップＳ０５１では、制御装置２４は、ステップＳ０４１で生成した第１駆動波形Ｗaを第１駆動回路２１１ｃに出力し、ステップＳ０４１で生成した第２駆動波形Ｗbを第２駆動回路２２１ｃに出力する。これらの駆動波形Ｗa、Ｗbは、ステップＳ０４１で変更された波形がステップＳ０５１で出力されるまで同じ波形で継続する。また、図３の制御処理が止まればインジェクタ２１１、２２１の作動も止まる。ステップＳ０５１の次はステップＳ０１１へ戻る。
【００５９】
第１駆動回路２１１ｃは、ステップＳ０５１にて出力された第１駆動波形Ｗaに従って第１インジェクタ２１１のオン状態とオフ状態とを交互に切り替える。それと共に、第２駆動回路２２１ｃは、ステップＳ０５１にて出力された第２駆動波形Ｗbに従って第２インジェクタ２２１のオン状態とオフ状態とを交互に切り替える。
【００６０】
要するに、制御装置２４は、生成した第１駆動波形Ｗaに従って第１供給装置２１で第１インジェクタ２１１の間欠作動を行わせる。それと共に、制御装置２４は、生成した第２駆動波形Ｗbに従って第２供給装置２２で第２インジェクタ２２１の間欠作動を行わせる。別言すれば、制御装置２４は、ステップＳ０３１で決定した第１作動割合Ｒaで第１インジェクタ２１１の供給作動が行われる間欠作動を、第１供給装置２１において行わせる。それと共に、制御装置２４は、ステップＳ０３１で決定した第２作動割合Ｒbで第２インジェクタ２２１の供給作動が行われる間欠作動を、第２供給装置２２において行わせる。
【００６１】
このとき、図２に示すように、制御装置２４は、第１および第２供給装置２１、２２のそれぞれで、作動オン時間Ｔaon、Ｔbonが相互にずれるように各インジェクタ２１１、２２１の間欠作動を行わせる。詳細に言えば本実施形態では、制御装置２４は、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonと第２供給装置２２における作動オン時間Ｔbonとが互いに重なることがないように、上記間欠作動を第１供給装置２１と第２供給装置２２とのそれぞれにて行わせる。
【００６２】
すなわち、制御装置２４は、ステップＳ０４１において、各々の作動オン時間Ｔaon、Ｔbon同士が互いに重なることがないように、それぞれの駆動波形Ｗa、Ｗbを生成する。なお、本実施形態では、下記式Ｆ６に示すように、第１供給装置２１における間欠作動の周期Ｔaは第２供給装置２２における間欠作動の周期Ｔbと同一になっている。
Ｔa＝Ｔb    ・・・（Ｆ６）
【００６３】
このようにステップＳ０３１〜Ｓ０５１の処理が行われることにより、第１および第２供給装置２１、２２の全体が燃料電池１２へ流す駆動流体の平均流量Ｑdavは第１目標値ＱＴdになる。それと同時に、第１および第２供給装置２１、２２の全体が燃料電池１２へ流す吸引流体の平均流量Ｑsavは第２目標値ＱＴsになる。
【００６４】
つまり、ステップＳ０３１では上述したように、制御装置２４は、第１作動ベクトルＶＡa→と第２作動ベクトルＶＡb→とのベクトル和が目標ベクトルＶＴ→になるように、各作動割合Ｒa、Ｒbを決定する。これによって、制御装置２４は、駆動流体の平均流量Ｑdavが第１目標値ＱＴdになり且つ吸引流体の平均流量Ｑsavが第２目標値ＱＴsになるように各作動割合Ｒa、Ｒbを決定することになる。
【００６５】
なお、上記の駆動流体の平均流量Ｑdavとは、第１および第２供給装置２１、２２の全体から燃料電池１２へ流れる駆動流体の駆動流量Ｑdの平均値、言い換えれば、流体供給システム１０から燃料電池１２へ流れる駆動流体の駆動流量Ｑdの平均値である。そして、上記の吸引流体の平均流量Ｑsavとは、第１および第２供給装置２１、２２の全体から燃料電池１２へ流れる吸引流体の吸引流量Ｑsの平均値、言い換えれば、流体供給システム１０から燃料電池１２へ流れる吸引流体の吸引流量Ｑsの平均値である。例えば、それらの平均流量Ｑdav、Ｑsavは、各間欠作動の周期Ｔa、Ｔbの何れよりも十分に長い時間にわたってサンプリングされた駆動流量Ｑdと吸引流量Ｑsとに基づいて算出することができる。
【００６６】
また、制御装置２４は、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonと第２供給装置２２における作動オン時間Ｔbonとの間に時間間隔ΔＴm、ΔＴnが生じるように、上記間欠作動を第１供給装置２１と第２供給装置２２とのそれぞれにて行わせるのが好ましい。すなわち、制御装置２４は、ステップＳ０４１において、各々の作動オン時間Ｔaon、Ｔbon同士が互いに重なることがなく且つ各々の作動オン時間Ｔaon、Ｔbon同士の間に時間間隔ΔＴm、ΔＴnが生じるように、それぞれの駆動波形Ｗa、Ｗbを生成するのが好ましい。
【００６７】
ここで、例えば仮に、それぞれの駆動波形Ｗa、Ｗbにおいて作動オン時間Ｔaon、Ｔbon同士が互いに重ならず且つ下記Ｆ７が成立する場合を想定する。この場合に図４の第１作動ベクトルＶＡa→と第２作動ベクトルＶＡb→とのベクトル和として得られる合成ベクトルの終点の集合は、図４の二次元座標Ｃsdにおいて第１作動基準点ＰＳと第２作動基準点ＰＬとを結ぶ線分ＬＳＬになる。なお、上記合成ベクトルの終点とは、言い換えれば、その合成ベクトルが指し示す点である。
Ｔaon＝Ｔb−Ｔbon    ・・・（Ｆ７）
【００６８】
従って、図４の許容領域Ａprは、それぞれの駆動波形Ｗa、Ｗbにおいて作動オン時間Ｔaon、Ｔbon同士が互いに重ならずに上記間欠作動が各供給装置２１、２２にて行われた場合に上記合成ベクトルの終点が取り得る範囲になる。すなわち、その許容領域Ａprは、本実施形態の流体供給システム１０で実現可能な目標循環性能を示す目標点ＰＴが取り得る範囲になる。そのため、図３のステップＳ０２１における判定に、図４の許容領域Ａprが用いられている。
【００６９】
なお、上述した図３の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する機能部を構成し、制御装置２４は、その機能部を有している。このことは、後述する第２実施形態以降のフローチャートでも同様である。
【００７０】
上述したように、本実施形態によれば、図１〜図４に示すように、制御装置２４は、流体供給システム１０が燃料電池１２へ流す駆動流体の平均流量Ｑdavが第１目標値ＱＴdになり且つ流体供給システム１０が燃料電池１２へ流す吸引流体の平均流量Ｑsavが第２目標値ＱＴsになるように、各作動割合Ｒa、Ｒbを決定する。そして、制御装置２４は、その決定した各作動割合Ｒa、Ｒbでインジェクタ２１１、２２１の供給作動が行われる間欠作動を、第１および第２供給装置２１、２２のそれぞれにおいて作動オン時間Ｔaon、Ｔbonが相互にずれるように行わせる。また、上記の各供給装置２１、２２の流量関係は、複数の供給装置２１、２２のそれぞれで相互に異なっている。
【００７１】
そのため、流体供給システム１０が燃料電池１２へ流す駆動流体の平均流量Ｑdavを変化させなくても、例えば複数の供給装置２１、２２における各々の作動割合Ｒa、Ｒbを変化させれば、吸引流体の平均流量Ｑsavを変化させることができる。従って、第１目標値ＱＴdに対して第２目標値ＱＴsを一義的に定める必要がない。すなわち、第１目標値ＱＴdと第２目標値ＱＴsとをそれぞれ広い範囲で変化させることが可能であり、燃料電池１２へ供給される駆動流体および吸引流体のそれぞれの供給流量を広範に制御可能である。例えば、第１目標値ＱＴdと第２目標値ＱＴsとを示す目標点ＰＴが図４の許容領域Ａpr内にあれば、燃料電池１２へ供給される駆動流体および吸引流体のそれぞれの供給流量を制御可能である。
【００７２】
また、本実施形態によれば、制御装置２４は、図４の二次元座標Ｃsd上で、第１目標値ＱＴdと第２目標値ＱＴsとを示す目標点ＰＴが所定の許容領域Ａpr内にある場合に、各作動割合Ｒa、Ｒbの決定を行う。ここで、図４の二次元座標Ｃsd上には、第１供給装置２１の作動時駆動流量ＱＳdと作動時吸引流量ＱＳsとを示す第１作動基準点ＰＳと、第２供給装置２２の作動時駆動流量ＱＬdと作動時吸引流量ＱＬsとを示す第２作動基準点ＰＬとが設けられている。そして、許容領域Ａprは、その第１作動基準点ＰＳと第２作動基準点ＰＬと二次元座標Ｃsdの原点Ｐ０とを頂点とする多角形からなる領域として構成される。従って、上記目標点ＰＴが取り得る範囲を広範な上記許容領域Ａprとしつつ、第１目標値ＱＴdおよび第２目標値ＱＴsを達成するように、各インジェクタ２１１、２２１に間欠作動を行わせることができる。
【００７３】
また、本実施形態によれば、図２に示すように、制御装置２４は、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonと第２供給装置２２における作動オン時間Ｔbonとが互いに重なることがないように、間欠作動を第１および第２供給装置２１、２２のそれぞれで行わせる。従って、その間欠作動における瞬間瞬間を見れば、第１インジェクタ２１１と第２インジェクタ２２１との一方が作動し他方は停止していることになる。そのため、第１インジェクタ２１１と第２インジェクタ２２１とのうちの一方の作動が他方の作動に殆ど影響しない。このことから、そのインジェクタ２１１、２２１同士が互いに及ぼし合う影響を排除して、各作動割合Ｒa、Ｒbを決定する制御の複雑化を回避することが可能である。
【００７４】
また、本実施形態によれば、制御装置２４は、図４の二次元座標Ｃsd上で、第１作動ベクトルＶＡa→と第２作動ベクトルＶＡb→とのベクトル和が目標ベクトルＶＴ→になるように、第１作動割合Ｒaおよび第２作動割合Ｒbを決定する。これにより、制御装置２４は、上記の駆動流体の平均流量Ｑdavが第１目標値ＱＴdになり且つ上記の吸引流体の平均流量Ｑsavが第２目標値ＱＴsになるように、第１作動割合Ｒaおよび第２作動割合Ｒbの決定を行う。ここで、第１作動ベクトルＶＡa→は、図４の二次元座標Ｃsdの原点Ｐ０から第１作動基準点ＰＳへ向かう第１基準ベクトルＶa→に第１作動割合Ｒaを乗じて得られる。また、第２作動ベクトルＶＡb→は、図４の二次元座標Ｃsdの原点Ｐ０から第２作動基準点ＰＬへ向かう第２基準ベクトルＶb→に第２作動割合Ｒbを乗じて得られる。従って、第１作動割合Ｒaおよび第２作動割合Ｒbを決定する過程を、ベクトルを用いて簡潔なものとすることが可能である。
【００７５】
また、本実施形態によれば、図２に示すように、制御装置２４は、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonと第２供給装置２２における作動オン時間Ｔbonとの間に時間間隔ΔＴm、ΔＴnが生じるように、上記間欠作動を各供給装置２１、２２でそれぞれ行わせるのが好ましい。このようにすれば、制御装置２４から指令される駆動波形Ｗa、Ｗbに対し何れかのインジェクタ２１１、２２１が行う間欠作動が多少ずれたとしても、その間欠作動における瞬間瞬間で、第１および第２インジェクタ２１１、２２１の一方が作動し他方は停止しているという状況を維持できる。従って、流体供給システム１０において駆動流量Ｑdおよび吸引流量Ｑsを良好な精度で制御することが可能である。
【００７６】
また、本実施形態によれば、図１に示すように、第１供給装置２１はエジェクタ２１２を含んで構成され、第２供給装置２２もエジェクタ２１２を含んで構成されている。そして、そのエジェクタ２１２は、第１インジェクタ２１１または第２インジェクタ２２１による駆動流体の噴射に伴って吸引した吸引流体を駆動流体と共に吐出する。従って、第１インジェクタ２１１が駆動流体を作動時駆動流量ＱＳdで流す場合に、所定の流量関係に従い作動時駆動流量ＱＳdに対応して定まる作動時吸引流量ＱＳsの吸引流体を、エジェクタ２１２の特性を利用して駆動流体と共に燃料電池１２へ供給することができる。そして、第２供給装置２２についても、これと同様である。
【００７７】
また、本実施形態によれば、第１および第２インジェクタ２１１、２２１は、そのインジェクタ２１１、２２１から燃料電池１２へ向けて駆動流体を流出するオン状態と、その駆動流体の流出を止めるオフ状態とに切り替えられるオンオフ弁として構成されている。従って、第１および第２インジェクタ２１１、２２１を、間欠作動を行うことに適した構成とすることができる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、流体供給システム１０が駆動流体および吸引流体を供給する供給先は、燃料電池１２である。そして、その駆動流体は、燃料電池１２用の燃料であり、吸引流体は、燃料電池１２から排出され第１および第２供給装置２１、２２へ戻された燃料である。従って、供給先へ供給される駆動流体および吸引流体のそれぞれの供給流量を広範に制御可能であるというメリットを十分に享受することができる。
【００７９】
なお、本実施形態では１つのエジェクタ２１２に対し２つのインジェクタ２１１、２２１が設けられているが、その２つのインジェクタ２１１、２２１を設ける目的は特許文献１の燃料循環装置とは異なる。従って、本実施形態では、エジェクタ２１２と各インジェクタ２１１、２２１との配置関係を、特許文献１の燃料循環装置と同様に制限する必要はない。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の実施形態の説明においても同様である。
【００８１】
図５に示すように、本実施形態では、第１供給装置２１と第２供給装置２２はエジェクタ２１２を共用していない。すなわち、第２供給装置２２は第２エジェクタ２２２を有し、その第２エジェクタ２２２は、第１供給装置２１が有するエジェクタ２１２である第１エジェクタ２１２とは別の部材として構成されている。この点において、本実施形態は第１実施形態と異なっている。
【００８２】
具体的に、第１エジェクタ２１２は第１ノズル２１２ｄを有しているが、第２ノズル２１２ｅ（図１参照）を有してはいない。
【００８３】
また、第２エジェクタ２２２は、その第１エジェクタ２１２と同様の構成となっている。すなわち、第２エジェクタ２２２は、ガス吸入口２２２ｂが形成されたガス吸入部２２２ａと、ディフューザ２２２ｃと、第２ノズル２２２ｄとを備えている。その第２エジェクタ２２２のガス吸入口２２２ｂとガス吸入部２２２ａとディフューザ２２２ｃと第２ノズル２２２ｄはそれぞれ、第１エジェクタ２１２のガス吸入口２１２ｂとガス吸入部２１２ａとディフューザ２１２ｃと第１ノズル２１２ｄに相当する。
【００８４】
そして、第１インジェクタ２１１は、第１ノズル２１２ｄを通してその第１ノズル２１２ｄから第１エジェクタ２１２内へ駆動流体を噴射する。これと同様に、第２インジェクタ２２１は、第２ノズル２２２ｄを通してその第２ノズル２２２ｄから第２エジェクタ２２２内へ駆動流体を噴射する。
【００８５】
従って、第２エジェクタ２２２は、第１エジェクタ２１２と同様に、供給流体としての燃料ガスを燃料供給通路１４を通じて燃料電池１２へ流す。すなわち、第２エジェクタ２２２は、第２インジェクタ２２１による駆動流体の噴射に伴って吸引流体をガス吸入口２２２ｂから第２エジェクタ２２２内に吸引する。そして、第２エジェクタ２２２は、その吸引した吸引流体を駆動流体と混合すると共に、その吸引した吸引流体を駆動流体と共にディフューザ２２２ｃから吐出する。
【００８６】
また、各エジェクタ２１２、２２２のガス吸入口２１２ｂ、２２２ｂと燃料電池１２との間をつなぐリターン通路１５は、第１下流通路１５１と第２下流通路１５２とを含んでいる。その第１下流通路１５１は、リターン通路１５の途中に設けられた分岐点１５ａから第１エジェクタ２１２のガス吸入口２１２ｂまでの間をつなぐ通路である。また、第２下流通路１５２は、その分岐点１５ａから第２エジェクタ２２２のガス吸入口２２２ｂまでの間をつなぐ通路である。
【００８７】
また、第１下流通路１５１には第１逆止弁１５３が設けられ、その第１逆止弁１５３は、第１下流通路１５１において分岐点１５ａから第１エジェクタ２１２のガス吸入口２１２ｂへの吸引流体の流れを許容する一方でその流れに対する逆向きの流れを阻止する。また、第２下流通路１５２には第２逆止弁１５４が設けられ、その第２逆止弁１５４は、第２下流通路１５２において分岐点１５ａから第２エジェクタ２２２のガス吸入口２２２ｂへの吸引流体の流れを許容する一方でその流れに対する逆向きの流れを阻止する。
【００８８】
以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【００８９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。
【００９０】
図６に示すように、本実施形態では、第１供給装置２１は第１インジェクタ２１１とエジェクタ２１２とを有しているが、第２供給装置２２は、第２インジェクタ２２１を有するものの、エジェクタ２１２を有してはいない。この点において、本実施形態は第１実施形態と異なっている。
【００９１】
従って、第２供給装置２２は、燃料電池１２に対し駆動流体を供給するが、吸引流体を供給することはない。すなわち、本実施形態では、第２供給装置２２における所定の流量関係に従い作動時駆動流量ＱＬdに対応して定まる作動時吸引流量ＱＬsは常に零である。そして、本実施形態の第２基準ベクトルＶb→を図４の二次元座標Ｃsdに表すとすれば、その第２基準ベクトルＶb→は、その二次元座標Ｃsdの横軸に重なるベクトルになる。
【００９２】
以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【００９３】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。
【００９４】
図７に示すように、本実施形態でも第１実施形態と同様に、第１および第２供給装置２１、２２での間欠作動において、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonと第２供給装置２２における作動オン時間Ｔbonとが互いに重なることはない。しかし、本実施形態では、第１供給装置２１における間欠作動の１周期中において作動オン時間Ｔaonが断続的になっている。この点において、本実施形態は第１実施形態と異なっている。
【００９５】
例えば図７では、第２供給装置２２における間欠作動の１周期中の作動オフ時間Ｔboff内に、第１駆動波形Ｗaでは３つの作動オン時間Ｔaonが断続的に生じている。なお、第２供給装置２２における作動オフ時間Ｔboffは、第２駆動波形Ｗbの１周期中においてその第２駆動波形Ｗbが「ＯＦＦ」になっている時間である。
【００９６】
そのため、図３のフローチャートにおいてステップＳ０３１では、第１作動割合Ｒaが下記式Ｆ８に従って算出されるものとして、制御装置２４は、上記式Ｆ５が成立するように第１作動割合Ｒaと第２作動割合Ｒbとを決定する。ここで、下記式Ｆ８中の「ΣＴaon」は、第２供給装置２２における間欠作動の１周期中の作動オフ時間Ｔboff内に含まれる第１供給装置２１の作動オン時間Ｔaonの合計である。別言すれば、下記式Ｆ８中の「ΣＴaon」は、その第２供給装置２２の作動オフ時間Ｔboffに対して重なる第１供給装置２１の作動オン時間Ｔaonの合計である。
【数１】
2019157706.tif 000003
【００９７】
なお、本実施形態の流体供給システム１０の機械的構成は第１実施形態と同様であるので、図１に示すとおりである。また、本実施形態でも第１実施形態と同様に、第１供給装置２１における間欠作動の周期Ｔaは第２供給装置２２における間欠作動の周期Ｔbと同一になっている。また、図３の制御処理において用いられる各ベクトルを示すベクトル図は、本実施形態でも第１実施形態と同様に図４である。
【００９８】
以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【００９９】
また、本実施形態は第１実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第２実施形態または第３実施形態と組み合わせることも可能である。
【０１００】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１０１】
本実施形態では、図８に示すように、制御装置２４は、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonと第２供給装置２２における作動オン時間Ｔbonとが互いに部分的に重なるように、インジェクタ２１１、２２１の間欠作動を第１および第２供給装置２１、２２とのそれぞれで行わせる。この点において、本実施形態は第１実施形態と異なっている。
【０１０２】
なお、図８では、両方の作動オン時間Ｔaon、Ｔbon同士が互いに重複している重複時間、すなわち、第１供給装置２１における供給作動と第２供給装置２２における供給作動とが重複して実施される重複時間は、時間Ｔxとして表されている。また、本実施形態の流体供給システム１０の機械的構成は第１実施形態と同様であるので、図１に示すとおりである。また、本実施形態でも第１実施形態と同様に、第１供給装置２１における間欠作動の周期Ｔaは第２供給装置２２における間欠作動の周期Ｔbと同一になっている。
【０１０３】
具体的に、本実施形態の制御装置２４は、図３に示す第１実施形態の制御処理に替えて、図９のフローチャートで表される制御処理を実行する。その図９のフローチャートには、図３のフローチャートと同様に、ステップＳ００１、Ｓ０１１、Ｓ０２１、Ｓ０５１が含まれる。そして、図９のフローチャートは、図３のステップＳ０３１に替えてステップＳ０３２を含み、図３のステップＳ０４１に替えてステップＳ０４２を含んでいる。なお、この図９の制御処理において各作動割合Ｒa、Ｒbの決定に用いられるベクトル図は図１０である。そして、その図１０における第１基準ベクトルＶa→、第２基準ベクトルＶb→、第１作動基準点ＰＳ、および第２作動基準点ＰＬは、図４のものとそれぞれ同じである。
【０１０４】
図９のステップＳ０３２では、制御装置２４は、第１作動割合Ｒaを第１供給装置２１に対して決定し、第２作動割合Ｒbを第２供給装置２２に対して決定する。この点では、図９のステップＳ０３２は図３のステップＳ０３１と同様であるが、本実施形態では、インジェクタ２１１、２２１の間欠作動に、図８の示すように重複時間Ｔxが生じる。この図８の重複時間Ｔx内においては、第１インジェクタ２１１の供給作動の開始により駆動流量Ｑdは第１実施形態と同様に増加するが、吸引流量Ｑsは、その第１インジェクタ２１１の供給作動の開始前に比して増加することはない。すなわち、重複時間Ｔx内において、その吸引流量Ｑsは、第１インジェクタ２１１の供給作動の開始前のまま維持される。
【０１０５】
別言すれば、図８の重複時間Ｔx内においては、第２供給装置２２による吸引流体の供給は維持される一方で、第１供給装置２１による吸引流体の供給は、第１供給装置２１における上記所定の流量関係に拘わらず停止する。なぜなら、第２供給装置２２の作動時吸引流量ＱＬsは第１供給装置２１の作動時吸引流量ＱＳsよりも大きく、重複時間Ｔx内においては、大きい側の作動時吸引流量ＱＬsで吸引流体がエジェクタ２１２のガス吸入口２１２ｂ内に既に流通しているからである。
【０１０６】
そのため詳細には、図９のステップＳ０３２において制御装置２４は、図１０の二次元座標Ｃsd上で第１作動ベクトルＶＢa→と第２作動ベクトルＶＡb→とのベクトル和が目標ベクトルＶＴ→になるように、第１作動割合Ｒaと第２作動割合Ｒbとを決定する。但し、その第１作動ベクトルＶＢa→は、第１供給装置２１による吸引流体の供給が図８の重複時間Ｔx内には停止することを前提として得られるベクトルである。これにより、本実施形態の制御装置２４は、駆動流体の平均流量Ｑdavが第１目標値ＱＴdになり且つ吸引流体の平均流量Ｑsavが第２目標値ＱＴsになるように各作動割合Ｒa、Ｒbの決定を行う。
【０１０７】
ここで、図９のステップＳ０３２において用いられる目標ベクトルＶＴ→および第２作動ベクトルＶＡb→はそれぞれ、図３のステップＳ０３１において用いられるものと同様である。
【０１０８】
但し、第１基準ベクトルＶa→を、下記式Ｆ９が成立するように横軸成分Ｖad→と縦軸成分Ｖas→とに分解した場合、このステップＳ０３２において第１作動ベクトルＶＢa→は、下記式Ｆ１０から算出される。すなわち、その第１作動ベクトルＶＢa→は、第１基準ベクトルＶa→と第１作動割合Ｒaと重複時間Ｔxとに基づき、下記式Ｆ９および式Ｆ１０から算出される。燃料電池１２への吸引流体の供給は、図８の重複時間Ｔx内には第１供給装置２１によっては為されないという上記した前提があるからである。
Ｖa→＝Ｖad→＋Ｖas→    ・・・（Ｆ９）
ＶＢa→＝Ｒa・Ｖad→＋Ｒa・（１−Ｒx）・Ｖas→    ・・・（Ｆ１０）
【０１０９】
なお、上記式Ｆ１０において、重複時間比率Ｒxは、下記式Ｆ１１に示すように、図８の第１駆動波形Ｗaの作動オン時間Ｔaonに対する重複時間Ｔxの比率として算出される。この重複時間Ｔx、および間欠作動の周期Ｔa、Ｔbは、予め定まっている定数であってもよいし、ステップＳ０３２で作動割合Ｒa、Ｒbの決定を行う際に適宜設定されてもよい。
Ｒx＝Ｔx／Ｔaon    ・・・（Ｆ１１）
【０１１０】
また、上記式Ｆ１０の右辺第１項である「Ｒa・Ｖad→」は、図１０の二次元座標Ｃsd上では、下記式Ｆ１２に示すように、第１作動ベクトルＶＢa→の横軸成分ＶＢad→に該当する。そして、上記式Ｆ１０の右辺第２項である「Ｒa・（１−Ｒx）・Ｖas→」は、図１０の二次元座標Ｃsd上では、下記式Ｆ１３に示すように、第１作動ベクトルＶＢa→の縦軸成分ＶＢas→に該当する。
ＶＢad→＝Ｒa・Ｖad→    ・・・（Ｆ１２）
ＶＢas→＝Ｒa・（１−Ｒx）・Ｖas→    ・・・（Ｆ１３）
【０１１１】
これらのことから、要するに、このステップＳ０３２では、制御装置２４は、下記式Ｆ１４が成立するように、第１作動割合Ｒaと第２作動割合Ｒbとを決定する。図９のステップＳ０３２の次はステップＳ０４２へ進む。なお、下記式Ｆ１４は、下記式Ｆ１５、上記式Ｆ４、および上記式Ｆ１０から得られる。
ＶＴ→＝Ｒa・Ｖad→＋Ｒa・（１−Ｒx）・Ｖas→＋Ｒb・Ｖb→    ・・・（Ｆ１４）
ＶＴ→＝ＶＢa→＋ＶＡb→    ・・・（Ｆ１５）
【０１１２】
図９のステップＳ０４２では、制御装置２４は、ステップＳ０３２で決定した第１作動割合Ｒaで第１インジェクタ２１１の間欠作動が行われるように、第１駆動波形Ｗa（図８参照）を生成する。それと共に、制御装置２４は、ステップＳ０３２で決定した第２作動割合Ｒbで第２インジェクタ２２１の間欠作動が行われるように、第２駆動波形Ｗb（図８参照）を生成する。この点では、図９のステップＳ０４２は図３のステップＳ０４１と同様であるが、図９のステップＳ０４２では、制御装置２４は、第１駆動波形Ｗaと第２駆動波形Ｗbとに重複時間Ｔxが生じるように、その第１駆動波形Ｗaと第２駆動波形Ｗbとを生成する。この点で、図９のステップＳ０４２は図３のステップＳ０４１と異なっている。ステップＳ０４２の次はステップＳ０５１へ進む。
【０１１３】
以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【０１１４】
また、本実施形態によれば、図８および図１０に示すように、制御装置２４は、二次元座標Ｃsd上で、第１作動ベクトルＶＢa→と第２作動ベクトルＶＡb→とのベクトル和が目標ベクトルＶＴ→になるように、第１作動割合Ｒaと第２作動割合Ｒbとを決定する。これにより、制御装置２４は、駆動流体の平均流量Ｑdavが第１目標値ＱＴdになり且つ吸引流体の平均流量Ｑsavが第２目標値ＱＴsになるように各作動割合Ｒa、Ｒbの決定を行う。ここで、第１作動ベクトルＶＢa→は、第１供給装置２１による吸引流体の供給が重複時間Ｔx内には停止することを前提として、第１基準ベクトルＶa→と第１作動割合Ｒaと重複時間Ｔxとに基づき上記式Ｆ９および式Ｆ１０から得られる。また、第２作動ベクトルＶＡb→は、第２基準ベクトルＶb→に第２作動割合Ｒbを乗じて得られる。従って、第１および第２供給装置２１、２２における各作動割合Ｒa、Ｒbを、ベクトルを用いて決定することが可能である。
【０１１５】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第５実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１１６】
本実施形態では、図１１に示すように、制御装置２４は、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonと第２供給装置２２における作動オン時間Ｔbonとが互いに部分的に重なるように、インジェクタ２１１、２２１の間欠作動を第１および第２供給装置２１、２２とのそれぞれで行わせる。この点では、本実施形態は第１実施形態と同様であるが、本実施形態では、第１供給装置２１における間欠作動の周期Ｔaは第２供給装置２２における間欠作動の周期Ｔbと異なっている。詳細には、本実施形態における間欠作動の各周期Ｔa、Ｔbは「Ｔa＜Ｔb」の関係にある。この点において、本実施形態は第５実施形態と異なっている。
【０１１７】
なお、本実施形態の流体供給システム１０の機械的構成は第５実施形態と同様であるので、図１に示すとおりである。また、図１１では、下記式Ｆ１６に示すように、第１供給装置２１における作動オン時間Ｔaonから作動オン時間Ｔaon、Ｔbon同士の重複時間Ｔxを差し引いた非重複時間は、時間Ｔyとして表されている。
Ｔy＝Ｔaon−Ｔx    ・・・（Ｆ１６）
【０１１８】
具体的に、本実施形態の制御装置２４は、図９に示す第５実施形態の制御処理に替えて、図１２のフローチャートで表される制御処理を実行する。その図１２のフローチャートには、図９のフローチャートと同様に、ステップＳ００１、Ｓ０１１、Ｓ０２１、Ｓ０４２、Ｓ０５１が含まれる。そして、図１２のフローチャートは、図９のステップＳ０３２に替えてステップＳ０３３を含んでいる。なお、図１２の制御処理において用いられる各ベクトルを算出するための算出式の一部は第５実施形態に対し異なるものの、それらのベクトルを示すベクトル図は、本実施形態でも第５実施形態と同様に図１０である。そして、本実施形態の第１基準ベクトルＶa→、第２基準ベクトルＶb→、第１作動基準点ＰＳ、および第２作動基準点ＰＬは、第５実施形態のものとそれぞれ同じである。
【０１１９】
図１２のステップＳ０３３において制御装置２４は、図１０の二次元座標Ｃsd上で第１作動ベクトルＶＢa→と第２作動ベクトルＶＡb→とのベクトル和が目標ベクトルＶＴ→になるように、第１作動割合Ｒaと第２作動割合Ｒbとを決定する。そして、その第１作動ベクトルＶＢa→は、第１供給装置２１による吸引流体の供給が図１１の重複時間Ｔx内には停止することを前提として得られるベクトルである。これにより、本実施形態の制御装置２４は、駆動流体の平均流量Ｑdavが第１目標値ＱＴdになり且つ吸引流体の平均流量Ｑsavが第２目標値ＱＴsになるように各作動割合Ｒa、Ｒbの決定を行う。
【０１２０】
この点では、図１２のステップＳ０３３は図９のステップＳ０３２と同様であるが、図１２のステップＳ０３３では、第１作動ベクトルＶＢa→を算出するための算出式が図９のステップＳ０３２に対して異なる。なお、図１２のステップＳ０３３において用いられる目標ベクトルＶＴ→および第２作動ベクトルＶＡb→はそれぞれ、図９のステップＳ０３２において用いられるものと同様である。
【０１２１】
具体的に図１２のステップＳ０３３では、上記式Ｆ９が成立するように第１基準ベクトルＶa→を横軸成分Ｖad→と縦軸成分Ｖas→とに分解した場合、本実施形態の第１作動ベクトルＶＢa→は、下記式Ｆ１７から算出される。すなわち、本実施形態の第１作動ベクトルＶＢa→は、第１基準ベクトルＶa→と第１作動割合Ｒaと非重複時間Ｔyとに基づき、上記式Ｆ９および下記式Ｆ１７から算出される。
【数２】
2019157706.tif 000004
【０１２２】
なお、上記式Ｆ１７中の「ΣＴaon」は、第４実施形態と同様に、第２供給装置２２における間欠作動の１周期中の作動オフ時間Ｔboff内に含まれる第１供給装置２１の作動オン時間Ｔaonの合計である。但し、その式Ｆ１７中の「ΣＴaon」の算出のために合計される作動オン時間Ｔaonは全て、作動オン時間Ｔaon中に第１インジェクタ２１１の供給作動と供給停止との切替り時点ＴＧcが発生していない作動オン時間Ｔaonである。すなわち、上記式Ｆ１７中の「ΣＴaon」には、図１１の非重複時間Ｔyは含まれない。
【０１２３】
また、上記式Ｆ１７の右辺第１項である「Ｒa・Ｖad→」は、図１０の二次元座標Ｃsd上では、上記式Ｆ１２に示すように、第１作動ベクトルＶＢa→の横軸成分ＶＢad→に該当する。そして、上記式Ｆ１７の右辺第２項である「（ΣＴaon＋Ｔy）／Ｔb・Ｖas→」は、図１０の二次元座標Ｃsd上では、下記式Ｆ１８に示すように、第１作動ベクトルＶＢa→の縦軸成分ＶＢas→に該当する。
【数３】
2019157706.tif 000005
【０１２４】
これらのことから、要するに、このステップＳ０３３では、制御装置２４は、下記式Ｆ１９が成立するように、第１作動割合Ｒaと第２作動割合Ｒbとを決定する。図１２のステップＳ０３３の次はステップＳ０４２へ進む。なお、下記式Ｆ１９は、上記式Ｆ１５、上記式Ｆ４、および上記式Ｆ１７から得られる。
【数４】
2019157706.tif 000006
【０１２５】
以上説明したことを除き、本実施形態は第５実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第５実施形態と共通の構成から奏される効果を第５実施形態と同様に得ることができる。
【０１２６】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１２７】
図１３に示すように、本実施形態の流体供給システム１０は、第１供給装置２１および第２供給装置２２に加え、第３供給装置２３を備えている。この点において、本実施形態は第１実施形態と異なっている。なお、本実施形態のエジェクタ２１２は、第１供給装置２１と第２供給装置２２と第３供給装置２３とで共用されている。
【０１２８】
具体的に、本実施形態の第３供給装置２３の循環特性は、第１および第２供給装置２１、２２のそれぞれに対し異なるものの、第３供給装置２３の機械的構成は第１および第２供給装置２１、２２と同様である。
【０１２９】
従って、第３供給装置２３は、第３作動部としての第３インジェクタ２３１と、エジェクタ２１２とを有している。その第３インジェクタ２３１は第１および第２インジェクタ２１１、２２１に相当するものである。例えば、第３インジェクタ２３１は、第１および第２駆動回路２１１ｃ、２２１ｃに相当する第３駆動回路２３１ｃを有している。
【０１３０】
また、本実施形態のエジェクタ２１２は、ガス吸入部２１２ａとディフューザ２１２ｃと第１ノズル２１２ｄと第２ノズル２１２ｅとに加えて、第３ノズル２１２ｆを備えている。この第３ノズル２１２ｆは第１および第２ノズル２１２ｄ、２１２ｅに相当する。第３インジェクタ２３１は、第３ノズル２１２ｆに連結されており、その第３ノズル２１２ｆを通してその第３ノズル２１２ｆからエジェクタ２１２内へ駆動流体を噴射する。
【０１３１】
そして、第３インジェクタ２３１はオン状態になっている場合には、駆動流体を所定の作動時駆動流量ＱＭd（言い換えれば、作動時第１流量ＱＭd）で流す。本実施形態では、その第３インジェクタ２３１の作動時駆動流量ＱＭdは、第２インジェクタ２２１の作動時駆動流量ＱＬdに比して小さく、且つ、第１インジェクタ２１１の作動時駆動流量ＱＳdに比して大きい。
【０１３２】
本実施形態では、制御装置２４は、第３供給装置２３においても、第３インジェクタ２３１の間欠作動を行わせる。詳細には、制御装置２４は、インジェクタ２１１、２２１、２３１の間欠作動を、第１実施形態と同様に各供給装置２１、２２、２３において行わせる。すなわち、図１４に示すように、制御装置２４は、各インジェクタ２１１、２２１、２３１の作動オン時間Ｔaon、Ｔbon、Ｔconが互いに重なることがないように、上記間欠作動を第１〜第３供給装置２１、２２、２３のそれぞれにて行わせる。
【０１３３】
なお、本実施形態では、下記式Ｆ２０に示すように、第１供給装置２１における間欠作動の周期Ｔa、第２供給装置２２における間欠作動の周期Ｔb、および第３供給装置２３における間欠作動の周期Ｔcは互いに同一になっている。また、第３供給装置２３における第３インジェクタ２３１の作動オン時間Ｔconは、第３インジェクタ２３１の間欠作動において供給作動が行われる時間、すなわち、第３インジェクタ２３１の駆動波形Ｗc（すなわち、第３駆動波形Ｗc）が「ＯＮ」になっている時間である。
Ｔa＝Ｔb＝Ｔc    ・・・（Ｆ２０）
【０１３４】
また、第３供給装置２３は、上記間欠作動中には、第１および第２供給装置２１、２２と同様に、駆動流体と共に吸引流体も燃料電池１２へ供給する。すなわち、第３インジェクタ２３１の間欠作動のうちの供給作動中には、第３供給装置２３は、第３インジェクタ２３１が流す駆動流体と共に、エジェクタ２１２に吸い込まれた吸引流体も燃料電池１２へ供給する。このときの吸引流体の流量、すなわち、第３インジェクタ２３１が供給作動中にあるときに第３供給装置２３が供給する吸引流体の作動時吸引流量ＱＭsは、第３供給装置２３における所定の流量関係に従い作動時駆動流量ＱＭdに対応して定まる。
【０１３５】
上述した第１および第２供給装置２１、２２の場合と同様に、その第３供給装置２３における所定の流量関係は、第３供給装置２３の作動時駆動流量ＱＭdと作動時吸引流量ＱＭsとの関係である。そして、その第３供給装置２３における流量関係は、例えば作動時駆動流量ＱＭdに対する作動時吸引流量ＱＭsの流量比率ＲＭsd、言い換えれば、「ＲＭsd＝ＱＭs／ＱＭd」という式から得られる流量比率ＲＭsdとして表されてもよい。そして、本実施形態では、第３供給装置２３の作動時吸引流量ＱＭsは、第１および第２供給装置２１、２２の作動時吸引流量ＱＳs、ＱＬsに何れに対しても小さい。なお、第３供給装置２３の作動時吸引流量ＱＭsは、別言すれば、第３供給装置２３の作動時第２流量ＱＭsと称されてもよい。
【０１３６】
本実施形態の制御装置２４は、各インジェクタ２１１、２２１、２３１に間欠作動を行わせるために、図３に示す第１実施形態の制御処理に替えて、図１５のフローチャートで表される制御処理を実行する。その図１５のフローチャートには、図３のフローチャートと同様に、ステップＳ００１、Ｓ０１１、Ｓ０５１が含まれる。そして、図１５のフローチャートは、図３のステップＳ０２１に替えてステップＳ０２４を含み、図３のステップＳ０３１に替えてステップＳ０３４を含み、図３のステップＳ０４１に替えてステップＳ０４４を含んでいる。
【０１３７】
図１５のステップＳ０２４では、図３のステップＳ０２１と同様に、制御装置２４は、駆動流量Ｑdと吸引流量Ｑsとを座標軸とする二次元座標Ｃsd上で目標点ＰＴが許容領域Ａpr内に入っているか否かを判定する。但し、本実施形態では、第１および第２供給装置２１、２２に加えて第３供給装置２３が設けられているので、図１６に示すように、このステップＳ０２４で用いられる許容領域Ａprは、図４の許容領域Ａprと異なっている。
【０１３８】
その図１６の許容領域Ａprは、第１作動基準点ＰＳと第２作動基準点ＰＬと第３作動基準点ＰＭと二次元座標Ｃsdの原点Ｐ０とを頂点とする多角形からなる領域として構成される。この点を除き、このステップＳ０２４は、図３のステップＳ０２１と同様である。
【０１３９】
なお、図１６の第３作動基準点ＰＭは、その図１６の二次元座標Ｃsd上で第３供給装置２３の作動時駆動流量ＱＭdと作動時吸引流量ＱＭsとを示す点である。また、図１６における第１基準ベクトルＶa→、第２基準ベクトルＶb→、第１作動基準点ＰＳ、および第２作動基準点ＰＬは、図４のものとそれぞれ同じである。また、図１６の許容領域Ａprの一辺を構成する線分ＬＭＬは、図１６の二次元座標Ｃsdにおいて第２作動基準点ＰＬと第３作動基準点ＰＭとを結ぶ線分である。
【０１４０】
ステップＳ０２４において、図１６の二次元座標Ｃsd上で目標点ＰＴが許容領域Ａpr内に入っていると判定された場合、すなわち、目標循環性能が制御許容範囲に入っていると判定された場合には、ステップＳ０３４へ進む。その一方で、目標点ＰＴが許容領域Ａpr内に入っていないと判定された場合には、ステップＳ０１１へ進む。
【０１４１】
図１５のステップＳ０３４では、制御装置２４は、下記式Ｆ２１が成立するように、第１作動割合Ｒaと第２作動割合Ｒbと第３作動割合Ｒcとを決定する。
ＶＴ→＝Ｒa・Ｖa→＋Ｒb・Ｖb→＋Ｒc・Ｖc→    ・・・（Ｆ２１）
【０１４２】
ここで、上記式Ｆ２１に含まれるＶc→は、図１６の二次元座標Ｃsdの原点Ｐ０から第３作動基準点ＰＭへ向かう第３基準ベクトルである。また、第３作動割合Ｒcとは、第３インジェクタ２３１の間欠作動が行われる間欠作動時間のうち供給作動が行われる作動オン時間Ｔcon（図１４参照）が占める割合である。例えば、その第３作動割合Ｒcは、下記式Ｆ２２に示すように、第３インジェクタ２３１の間欠作動の周期Ｔcに対する作動オン時間Ｔconの割合として算出される。
Ｒc＝Ｔcon／Ｔc    ・・・（Ｆ２２）
【０１４３】
また、上記式Ｆ２１の右辺第３項である「Ｒc・Ｖc→」は、図１６の二次元座標Ｃsd上では、下記式Ｆ２３に示すように、第３作動ベクトルＶＡc→に該当する。すなわち、図１６の第３作動ベクトルＶＡc→は、第３基準ベクトルＶc→に第３作動割合Ｒcを乗じて得られる。
ＶＡc→＝Ｒc・Ｖc→    ・・・（Ｆ２３）
【０１４４】
要するに、このステップＳ０３４では、制御装置２４は、図１６の二次元座標Ｃsd上で、第１作動ベクトルＶＡa→と第２作動ベクトルＶＡb→と第３作動ベクトルＶＡc→とのベクトル和が目標ベクトルＶＴ→になるように、第１〜第３作動割合Ｒa、Ｒb、Ｒcを決定する。このことは、上記式Ｆ３、式Ｆ４、式Ｆ２１、および式Ｆ２３から判る。なお、第１〜第３作動割合Ｒa、Ｒb、Ｒcのうちの１つまたは２つの作動割合を零にする場合があってもよい。また、図１６に表示された２つの第３作動ベクトルＶＡc→のうち上側の第３作動ベクトルＶＡc→は、原点Ｐ０を始点とする下側の第３作動ベクトルＶＡc→を平行移動させたものである。図１５のステップＳ０３４の次はステップＳ０４４へ進む。
【０１４５】
ステップＳ０４４では、制御装置２４は、ステップＳ０３４で決定した各作動割合Ｒa、Ｒb、Ｒcでインジェクタ２１１、２２１、２３１の間欠作動がそれぞれ行われるように、第１〜第３駆動波形Ｗa、Ｗb、Ｗc（図１４参照）を生成する。すなわち、制御装置２４は、第１作動割合Ｒaをデューティ比とした第１駆動波形Ｗaと、第２作動割合Ｒbをデューティ比とした第２駆動波形Ｗbと、第３作動割合Ｒcをデューティ比とした第３駆動波形Ｗcとを生成する。この図１４の第１〜第３駆動波形Ｗa、Ｗb、Ｗcは、各々の作動オン時間Ｔaon、Ｔbon、Ｔconが互いに重なることがないように生成される。
【０１４６】
図１５のステップＳ０４４の次はステップＳ０５１へ進む。そして、図１５のステップＳ０５１では、第１実施形態と同様に、第１〜第３駆動波形Ｗa、Ｗb、Ｗcが各駆動回路２１１ｃ、２２１ｃ、２３１ｃへ出力される。
【０１４７】
以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【０１４８】
なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第２〜第６実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。
【０１４９】
（他の実施形態）
（１）上述の第１実施形態では図２に示すように、各インジェクタ２１１、２２１の駆動波形Ｗa、Ｗbの周期Ｔa、Ｔbは互いに同じであるが、例えば、その周期Ｔa、Ｔbが互いに異なっていることも想定できる。このことは、第２実施形態以降でも同様である。
【０１５０】
（２）上述の第１実施形態では図１に示すように、第１および第２供給装置２１、２２はエジェクタ２１２を有し、エジェクタ２１２の作用を利用して吸引流体を供給先へ供給するが、これは一例である。例えば第１および第２供給装置２１、２２は、エジェクタ２１２以外の機器を有し、その機器によって吸引流体を供給先へ供給するように構成されていても差し支えない。このことは、第２実施形態以降でも同様である。
【０１５１】
（３）上述の第１実施形態では図１に示すように、第１および第２供給装置２１、２２はそれぞれインジェクタ２１１、２２１を有しているが、そのインジェクタ２１１、２２１に替えて、駆動流体である第１流体を供給するための他の機器を有していてもよい。このことは、第２実施形態以降でも同様である。
【０１５２】
（４）上述の第１実施形態では図１に示すように、流体供給システム１０が流体を供給する供給先は燃料電池１２であるが、その供給先は燃料電池１２に限られない。従って、流体供給システム１０が供給する第１流体および第２流体は燃料ガスに限られない。このことは、第２実施形態以降でも同様である。
【０１５３】
（５）上述の第１実施形態では図３のフローチャートにおいて、制御装置２４は、ステップＳ００１にて流量ＱＳd、ＱＳs、ＱＬd、ＱＬs（図４参照）を予め記憶してから、ステップＳ０１１以降のステップを実行するが、それらの流量ＱＳd、ＱＳs、ＱＬd、ＱＬsを予め記憶しなくても差し支えない。例えば、それらの流量ＱＳd、ＱＳs、ＱＬd、ＱＬsをフィードバック制御によって取得することも可能だからである。このことは、第２実施形態以降でも同様である。
【０１５４】
（６）上述の各実施形態において、図３、図９、図１２、および図１５のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードウェアで実現されるものであっても差し支えない。
【０１５５】
（７）なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。
【０１５６】
また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０１５７】
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、複数の供給装置はそれぞれ、第１流体を所定の作動時第１流量で流す供給作動とその供給作動を停止する供給停止とを交互に繰り返す間欠作動を行うように構成された作動部を有する。複数の供給装置はそれぞれ、上記供給作動中には、作動部が流す第１流体と共に、所定の流量関係に従い作動時第１流量に対応して定まる作動時第２流量の第２流体を所定の供給先へ供給する。その流量関係は、複数の供給装置のそれぞれで相互に異なっている。制御装置は、第１流体の平均流量が所定の第１目標値になり且つ第２流体の平均流量が所定の第２目標値になるように、間欠作動が行われる間欠作動時間のうち供給作動が行われる作動オン時間が占める割合である作動割合を複数の供給装置のそれぞれに対して決定する。そして、制御装置は、その作動割合で供給作動が行われる間欠作動を、複数の供給装置のそれぞれにおいて作動オン時間が相互にずれるように行わせる。
【０１５８】
また、第２の観点によれば、制御装置は、第１流体の流量と第２流体の流量とを座標軸とする二次元座標上で、第１目標値と第２目標値とを示す目標点が所定の領域内にある場合に、作動割合の決定を行う。そして、その所定の領域は、複数の供給装置の作動時第１流量と作動時第２流量とを示すそれぞれの作動基準点と、二次元座標の原点とを頂点とする多角形からなる。従って、上記目標点が取り得る範囲を広範な上記領域としつつ、第１目標値および第２目標値を達成するように、各作動部に間欠作動を行わせることができる。
【０１５９】
また、第３の観点によれば、複数の供給装置とは、第１供給装置および第２供給装置である。また、制御装置は、第１供給装置における作動オン時間と第２供給装置における作動オン時間とが互いに重なることがないように、間欠作動を第１供給装置と第２供給装置とのそれぞれで行わせる。従って、間欠作動における瞬間瞬間を見れば、第１供給装置の作動部と第２供給装置の作動部との一方が作動し他方は停止していることになる。そのため、第１供給装置の作動部と第２供給装置の作動部とのうちの一方の作動が他方の作動に殆ど影響しない。このことから、その作動部同士が互いに及ぼし合う影響を排除して、各作動割合を決定する制御の複雑化を回避することが可能である。
【０１６０】
また、第４の観点によれば、制御装置は、二次元座標上で、第１作動ベクトルと第２作動ベクトルとのベクトル和が、原点から目標点へ向かう目標ベクトルになるように、第１供給装置と第２供給装置とのそれぞれにおける作動割合を決定する。これにより、制御装置は、第１流体の平均流量が第１目標値になり且つ第２流体の平均流量が第２目標値になるように作動割合の決定を行う。ここで、第１作動ベクトルは、原点から第１供給装置の作動基準点へ向かう第１基準ベクトルに第１供給装置における作動割合を乗じて得られる。また、第２作動ベクトルは、原点から第２供給装置の作動基準点へ向かう第２基準ベクトルに第２供給装置における作動割合を乗じて得られる。従って、第１および第２供給装置における各作動割合を決定する過程を、ベクトルを用いて簡潔なものとすることが可能である。
【０１６１】
また、第５の観点によれば、制御装置は、第１供給装置における作動オン時間と第２供給装置における作動オン時間との間に時間間隔が生じるように、間欠作動を第１供給装置と第２供給装置とのそれぞれで行わせる。従って、制御装置から指令される駆動波形に対し作動部が行う間欠作動が多少ずれたとしても、その間欠作動における瞬間瞬間で、第１供給装置の作動部と第２供給装置の作動部との一方が作動し他方は停止しているという状況を維持できる。従って、第１流体の流量および第２流体の流量を良好な精度で制御することが可能である。
【０１６２】
また、第６の観点によれば、複数の供給装置とは、第１供給装置および第２供給装置である。また、制御装置は、第１供給装置における作動オン時間と第２供給装置における作動オン時間とが互いに部分的に重なるように、間欠作動を第１供給装置と第２供給装置とのそれぞれで行わせる。
【０１６３】
また、第７の観点によれば、第１供給装置の作動時第２流量は第２供給装置の作動時第２流量に比して小さい。第１供給装置における供給作動と第２供給装置における供給作動とが重複して実施される重複時間内においては、第１供給装置による第２流体の供給は流量関係に拘わらず停止する。そして、制御装置は、二次元座標上で、第１作動ベクトルと第２作動ベクトルとのベクトル和が、原点から目標点へ向かう目標ベクトルになるように、第１供給装置と第２供給装置とのそれぞれにおける作動割合を決定する。これにより、制御装置は、第１流体の平均流量が第１目標値になり且つ第２流体の平均流量が第２目標値になるように作動割合の決定を行う。ここで、第１作動ベクトルは、原点から第１供給装置の作動基準点へ向かう第１基準ベクトルと第１供給装置における作動割合とに基づき、第１供給装置による第２流体の供給が重複時間内には停止することを前提として得られる。また、第２作動ベクトルは、原点から第２供給装置の作動基準点へ向かう第２基準ベクトルに第２供給装置における作動割合を乗じて得られる。従って、第１および第２供給装置における各作動割合を、ベクトルを用いて決定することが可能である。
【０１６４】
また、第８の観点によれば、作動部は第１流体を噴射するものである。そして、複数の供給装置のうちの少なくとも何れかは、作動部による第１流体の噴射に伴って吸引した第２流体を第１流体と共に吐出するエジェクタを含んで構成されている。従って、作動部が第１流体を作動時第１流量で流す場合に、所定の流量関係に従い作動時第１流量に対応して定まる作動時第２流量の第２流体を、エジェクタの特性を利用して第１流体と共に所定の供給先へ供給することができる。
【０１６５】
また、第９の観点によれば、作動部は、その作動部から供給先へ向けて第１流体を流出するオン状態と第１流体の流出を止めるオフ状態とに切り替えられるオンオフ弁として構成されている。従って、作動部を、間欠作動を行うことに適した構成とすることができる。
【０１６６】
また、第１０の観点によれば、供給先は、燃料電池であり、第１流体は、燃料電池用の燃料であり、第２流体は、燃料電池から排出され複数の供給装置へ戻された燃料である。従って、供給先へ供給される第１流体および第２流体のそれぞれの供給流量を広範に制御可能であるというメリットを十分に享受することができる。
【符号の説明】
【０１６７】
１０        流体供給システム
１２        燃料電池（供給先）
２１        第１供給装置
２２        第２供給装置
２３        第３供給装置
２４        制御装置
２１１      第１インジェクタ（作動部）
２２１      第２インジェクタ（作動部）
２３１      第３インジェクタ（作動部）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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