(57)【要約】【課題】燃料電池の上流側に設けられる調節弁より上流の燃料ガスを極力大気へ放出させずにその燃料ガスの圧力上昇を抑えること。【解決手段】水素ボンベ2より下流の水素ガス圧力が高圧レギュレータ7で低減される。高圧レギュレータ7より下流に、燃料電池1へ供給される水素ガス流量を調節するインジェクタ14〜17が設けられる。インジェクタ14〜17は、その上流側に作用する水素ガス圧力によりインジェクタ14〜17を開弁可能とする開弁圧力が設定される。インジェクタ14〜17は、燃料電池1への水素ガス供給を停止するときに閉弁される。高圧レギュレータ7とインジェクタ14〜17との間の水素ガス圧力（２次圧）は２次圧センサ32で検出される。コントローラ40は、燃料電池1への水素ガス供給停止時に、検出される２次圧と開弁圧力との差が所定値以下となる場合、２次圧を低減するためにインジェクタ14〜17を開弁する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、
前記燃料ガスを蓄えるための燃料容器と、
前記燃料容器から前記燃料電池へ前記燃料ガスを供給するための燃料供給通路と、
前記燃料容器より下流の前記燃料供給通路に設けられ、前記燃料ガスの圧力を減圧するための減圧手段と、
前記減圧手段より下流の前記燃料供給通路に設けられ、前記燃料電池へ供給される前記燃料ガスの流量を調節するための調節弁と、
前記調節弁は、その上流側に作用する前記燃料ガスの圧力により開弁を可能とする所定の開弁圧力が設定され、前記燃料電池への前記燃料ガスの供給を停止するときに閉弁されることと、
前記減圧手段と前記調節弁との間の前記燃料供給通路における前記燃料ガスの圧力を減圧後圧力として検出するための減圧後圧力検出手段と、
前記燃料電池への前記燃料ガスの供給が停止されるとき、検出される前記減圧後圧力と前記開弁圧力との差が所定値以下となったときに、前記減圧後圧力を低減させるために前記調節弁を開弁する制御手段と
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記調節弁の開弁を小刻みに繰り返す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】
前記燃料電池へ供給される前記酸化剤ガスの流量を調節するための酸化剤流量調節手段を更に備え、
前記制御手段は、前記調節弁の開弁に合わせて、前記燃料電池へ前記酸化剤ガスを供給するために前記酸化剤流量調節手段を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料電池で発電された電気を補助的に蓄えるための補助電池と、前記補助電池に対する充電と前記補助電池からの放電とを切り換えるための充放電切換手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記燃料電池への前記燃料ガスの供給が停止される前に、前記補助電池が満充電状態にならないよう前記補助電池から放電させるために前記充放電切換手段を制御する
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】
前記減圧手段と前記燃料容器との間の前記燃料供給通路における前記燃料ガスの圧力を減圧前圧力として検出するための減圧前圧力検出手段を更に備え、
前記制御手段は、検出される前記減圧前圧力が高いほど前記補助電池の最大充電率を予め低下させておく
ことを特徴とする請求項４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】
この発明は、電気自動車等の電源として使用される燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される燃料電池システムが知られている。このシステムは、電気自動車の電源として使用され、図１４に示すような概略構成を備える。すなわち、このシステムは、燃料ガス（水素ガス）と酸化剤ガス（エア）との電気化学反応により発電を行う燃料電池７１と、水素ガスを蓄える水素ガスタンク７２と、燃料電池７１と水素ガスタンク７２とを接続する水素供給通路７３と、水素ガスタンク７２から水素供給通路７３への水素ガスの供給と遮断を切り換える主止弁７４と、主止弁７４と燃料電池７１の間の水素供給通路７３に設けられ、下流側の圧力を上流側の圧力よりも減少させる減圧弁７５と、減圧弁７５と燃料電池７１の間の水素供給通路７３に設けられて燃料電池７１へ水素ガスを噴射供給するインジェクタ等の補機７６と、減圧弁７５より下流の水素供給通路７３における圧力を検出する中圧センサ７７と、減圧弁７５より下流の水素供給通路７３における圧力を減圧する圧抜き弁７８と、中圧センサ７７の検出圧力が所定の判定圧力を超えたときに圧抜き弁７８を制御することで減圧弁７５より下流の水素供給通路７３における圧力を減少させるコントローラ８０とを備える。圧抜き弁７８により抜かれた圧力と水素ガスは、大気連通路７９を通じて大気へ放出されるようになっている。
【０００３】
この燃料電池システムによれば、中圧センサ７７の検出圧力が所定の判定圧力を超えると、コントローラ８０が圧抜き弁７８を開弁させ、減圧弁７５より下流の水素供給通路７３における圧力を減少させる。これにより、減圧弁７５の上流側から下流側へ拡散した水素ガスにより、補機７６の上流側における圧力が上昇して補機７６が作動不能となることを防止し、燃料電池７１が発電不能となることを防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５６０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の燃料電池システムでは、圧抜き弁７８により抜かれた圧力と水素ガスが大気へ放出されるので、補機７６の上流側における水素ガスが大気へ放出された分だけ水素ガスが無駄に消費されることになり、水素ガスの利用効率（燃費）が悪くなっていた。また、補機７６の上流側における高い圧力が燃料電池７１に作用することとなるので、燃料電池７１への水素ガスの供給圧力が高くなり過ぎるおそれがあった。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料電池への燃料ガスの供給が停止されるときに、燃料電池へ供給される燃料ガスを流量調節する調節弁の上流側における燃料ガスを極力大気へ放出させずにその燃料ガスの圧力上昇を抑えることを可能とした燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、燃料ガスを蓄えるための燃料容器と、燃料容器から燃料電池へ燃料ガスを供給するための燃料供給通路と、燃料容器より下流の燃料供給通路に設けられ、燃料ガスの圧力を減圧するための減圧手段と、減圧手段より下流の燃料供給通路に設けられ、燃料電池へ供給される燃料ガスの流量を調節するための調節弁と、調節弁は、その上流側に作用する燃料ガスの圧力により開弁を可能とする所定の開弁圧力が設定され、燃料電池への燃料ガスの供給を停止するときに閉弁されることと、減圧手段と調節弁との間の燃料供給通路における燃料ガスの圧力を減圧後圧力として検出するための減圧後圧力検出手段と、燃料電池への燃料ガスの供給が停止されるとき、検出される減圧後圧力と開弁圧力との差が所定値以下となったときに、減圧後圧力を低減させるために調節弁を開弁する制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、燃料電池への燃料ガスの供給が停止されるとき、検出される減圧後圧力と調節弁の開弁圧力との差が所定値以下となったときに、制御手段により調節弁が開弁される。従って、調節弁が開弁された分だけ調節弁の上流側における燃料ガスが調節弁の下流側へ流れ、調節弁の上流側における減圧後圧力が低減される。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、制御手段は、調節弁の開弁を小刻みに繰り返すことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、調節弁の開弁が小刻みに繰り返されるので、燃料ガスが下流側へ少しずつ流れ、減圧後圧力が少しずつ低減される。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、燃料電池へ供給される酸化剤ガスの流量を調節するための酸化剤流量調節手段を更に備え、制御手段は、調節弁の開弁に合わせて、燃料電池へ酸化剤ガスを流すために酸化剤流量調節手段を制御することを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、調節弁の開弁に合わせて酸化剤流量調節手段が制御され、燃料電池へ酸化剤ガスが流される。従って、調節弁の下流側から燃料電池へ流れた燃料ガスと燃料電池へ流れた酸化剤ガスとを受けて燃料電池で発電が行われる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、燃料電池で発電された電気を補助的に蓄えるための補助電池と、補助電池に対する充電と補助電池からの放電とを切り換えるための充放電切換手段とを更に備え、制御手段は、燃料電池への燃料ガスの供給が停止される前に、補助電池が満充電状態にならないよう補助電池から放電させるために充放電切換手段を制御することを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、燃料電池で発電された電気は補助的に補助電池に蓄えられる。ここで、燃料電池への燃料ガスの供給が停止される前に、補助電池が満充電状態にならないよう制御手段により充放電切換手段が制御されることで、補助電池が放電する。従って、燃料電池への燃料ガスの供給が停止されてから燃料電池で発電された電気は、満充電状態にない補助電池に余裕を持って充電される。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、減圧手段と燃料容器との間の燃料供給通路における燃料ガスの圧力を減圧前圧力として検出するための減圧前圧力検出手段を更に備え、制御手段は、検出される減圧前圧力が高いほど補助電池の最大充電率を予め低下させておくことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、減圧前圧力が高いほど、燃料電池への燃料ガス供給停止中に、調節弁の下流側へ流れる燃料ガスが多くなり、燃料電池での発電が増える。この構成によれば、減圧前圧力が高いほど、制御手段により、補助電池の最大充電率が予め低下されるので、燃料電池で発電が増えてもその電気を補助電池に多く蓄えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、燃料電池への燃料ガスの供給が停止されるときに、燃料電池へ供給される燃料ガスを流量調節する調節弁の上流側における燃料ガスを極力大気へ放出させずにその燃料ガスの圧力上昇を抑えることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、調節弁の下流側における燃料ガスの圧力の急激な上昇を抑えることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、燃料ガスを無駄なく発電に利用することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、補助電池を有効に使用して電気を蓄えることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、補助電池を有効に使用してより多くの電気を蓄えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係り、燃料電池システムを示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係り、高圧レギュレータを概略的に示す断面図。
【図３】第１実施形態に係り、（ａ）主止弁の開閉の挙動、（ｂ）水素供給通路における１次圧と２次圧の挙動を示すタイムチャート。
【図４】第１実施形態に係り、水素供給制御プログラムの内容を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態に係り、運転要求量に対する要求出力を求めるために参照されるマップ。
【図６】第１実施形態に係り、要求出力に対する要求水素供給量を求めるために参照されるマップ。
【図７】第１実施形態に係り、２次圧と３次圧との差圧に対する噴射補正係数を求めるために参照されるマップ。
【図８】第１実施形態に係り、（ａ）インジェクタのオン・オフの挙動、（ｂ）３次圧の挙動を示すタイムチャート。
【図９】第２実施形態に係り、水素供給制御プログラムの内容を示すフローチャート。
【図１０】第２実施形態に係り、（ａ）インジェクタのオン・オフの挙動、（ｂ）２次圧の挙動、（ｃ）３次圧の挙動を示すタイムチャート。
【図１１】第３実施形態に係り、燃料電池システムを示す概略構成図。
【図１２】第３実施形態に係り、水素ガス及びエアの供給制御プログラムの内容を示すフローチャート。
【図１３】第３実施形態に係り、１次圧に応じた補助電池の充電率ガードを求めるために参照されるマップ。
【図１４】従来例に係り、燃料電池システムの一部を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明における燃料電池システムを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１に、この実施形態における燃料電池システムを概略構成図により示す。この燃料電池システムは、電動自動車に搭載され、その駆動用モータ（図示略）に電力を供給するために使用される。燃料電池システムは、本発明の燃料電池（ＦＣ）１と、水素ボンベ２とを備える。燃料電池１は、燃料ガスとしての水素ガスと酸化剤ガスとしてのエアの供給を受けて発電を行うようになっている。燃料電池１で発電した電力は、インバータ（図示略）を介して駆動用モータに供給されるようになっている。駆動用モータは、別途の指令に基づいて制御されるようになっている。水素ボンベ２は、本発明の燃料容器の一例に相当し、高圧の水素ガスが蓄えられる。
【００２５】
燃料電池１のアノード側には、水素ボンベ２から燃料電池１へ水素ガスを供給するための水素供給通路３と、燃料電池１から導出される水素オフガスを排出するための水素排出通路４とが設けられる。水素供給通路３は、本発明の燃料供給通路の一例に相当する。水素ボンベ２の直下流の水素供給通路３には、水素ボンベ２から水素供給通路３への水素ガスの供給と遮断を切り換える電磁弁よりなる主止弁５が設けられる。水素排出通路４には、電磁弁よりなる第１切換弁６が設けられる。
【００２６】
主止弁５より下流の水素供給通路３には、水素ガスの圧力を減圧するための高圧レギュレータ７が設けられる。高圧レギュレータ７は、本発明の減圧手段の一例に相当する。主止弁５と高圧レギュレータ７との間の水素供給通路３には、その中の圧力を１次圧Ｐ１として検出するための１次圧センサ３１が設けられる。１次圧Ｐ１は、高圧レギュレータ７と水素ボンベ２との間の水素供給通路３における水素ガスの圧力を意味し、本発明の減圧前圧力に相当する。また、１次圧センサ３１は、１次圧Ｐ１を検出するための本発明の減圧前圧力検出手段の一例に相当する。この１次圧Ｐ１として、例えば「０.１〜９０（ＭＰａ）」の範囲の値を当てはめることができる。
【００２７】
高圧レギュレータ７は、直列に配置された第１及び第２のレギュレータ８，９と、第２レギュレータ９の上流側と下流側を連通させる連通路１０と、連通路１０に設けられた逆止弁１１とを備え、これらが一つのユニットとして一体的に構成される。高圧レギュレータ７では、第１レギュレータ８により減圧された水素ガスの圧力が、第２レギュレータ９により更に減圧される、すなわち、水素ガスの圧力が２段階に減圧されるようになっている。
【００２８】
高圧レギュレータ７より下流の水素供給通路３には、燃料電池１へ供給される水素ガス流量を調節するための水素流量調節装置１２が設けられる。水素流量調節装置１２は、デリバリパイプ１３と複数のインジェクタ１４，１５，１６，１７とを含む。デリバリパイプ１３は、水素供給通路３の水素ガスを複数のインジェクタ１４〜１７へ分配するためのものであり、所定の容積を有する。このデリバリパイプ１３には、複数のインジェクタ１４〜１７が並列に接続される。デリバリパイプ１３には、その中の圧力が所定値（例えば「３（ＭＰａ）」）以上になったときに開弁して圧力を抜くための中圧リリーフ弁１８が設けられる。複数のインジェクタ１４〜１７は、通常流量を噴射する第１、第２及び第３のインジェクタ１４〜１６と、通常流量より少ない小流量を噴射する第４インジェクタ１７とを含む。各インジェクタ１４〜１７には、その上流側に作用する水素ガスの圧力であって各インジェクタ１４〜１７の開弁を可能とする開弁圧力が設定される。この実施形態で、各インジェクタ１４〜１７の開弁圧力は、例えば、第１〜第３のインジェクタ１４〜１６の開弁圧力が「３（ＭＰａ）」に設定され、第４インジェクタ１７の開弁圧力が「１０（ＭＰａ）」に設定される。デリバリパイプ１３の直上流の水素供給通路３には、その中の圧力を２次圧Ｐ２として検出するための２次圧センサ３２が設けられる。２次圧Ｐ２として、例えば「１.１〜１.６（ＭＰａ）」の範囲の値を当てはめることができる。この２次圧センサ３２は、高圧レギュレータ７とデリバリパイプ１３との間の水素供給通路３における水素ガスの圧力を減圧後圧力である２次圧Ｐ２として検出するための本発明の減圧後圧力検出手段の一例に相当する。
【００２９】
各インジェクタ１４〜１７の下流側は、それぞれ水素供給通路３を介して燃料電池１に接続される。各インジェクタ１４〜１７の直下流の水素供給通路３には、その中の圧力を３次圧Ｐ３として検出するための３次圧センサ３３が設けられる。この３次圧Ｐ３として、例えば「０.１〜０.３（ＭＰａ）」の範囲の値を当てはめることができる。３次圧センサ３３より下流の水素供給通路３には、その中の圧力が所定値以上になったときに開弁して圧力を抜くための低圧リリーフ弁１９が設けられる。
【００３０】
この実施形態では、水素流量調節装置１２を構成するデリバリパイプ１３、各インジェクタ１４〜１７、中圧リリーフ弁１８、低圧リリーフ弁１９、２次圧センサ３２、３次圧センサ３３及びそれらをつなぐ配管２０は、一つのユニットとして一体的に構成される。
【００３１】
一方、燃料電池１のカソード側には、燃料電池１にエアを供給するためのエア供給通路２１と、燃料電池１から導出されるエアオフガスを排出するためのエア排出通路２２とが設けられる。エア供給通路２１には、燃料電池１に供給されるエア流量を調節するためのエアポンプ２３が設けられる。エアポンプ２３は、本発明の酸化剤流量調節手段の一例に相当する。エアポンプ２３より下流のエア供給通路２１には、エア圧力Ｐ４を検出するためのエア圧センサ３４が設けられる。エア排出通路２２には、電磁弁よりなる第２切換弁２４が設けられる。
【００３２】
上記構成において、水素ボンベ２から導出される水素ガスは、水素供給通路３を通り、主止弁５、高圧レギュレータ７、水素流量調節装置１２を介して燃料電池１に供給される。燃料電池１に供給された水素ガスは、同電池１にて発電に使用された後、同電池１から水素オフガスとして水素排出通路４及び第１切換弁６を介して排出される。
【００３３】
また、上記構成において、エアポンプ２３によりエア供給通路２１へ吐出されたエアは燃料電池１に供給される。燃料電池１に供給されたエアは、同電池１にて発電に使用された後、同電池１からエアオフガスとしてエア排出通路２２及び第２切換弁２４を介して排出される。
【００３４】
ここで、高圧レギュレータ７について詳しく説明する。図２に、高圧レギュレータ７を概略的に断面図により示す。高圧レギュレータ７は、ケーシング４１を備え、そのケーシング４１に、第１レギュレータ８、第２レギュレータ９、前通路３ａ、中通路３ｂ、後通路３ｃ、連通路１０及び逆止弁１１が一体的に設けられて構成される。前通路３ａは、第１レギュレータ８による減圧前の水素ガスが入る空間である。中通路３ｂは、第１レギュレータ８による減圧後であって第２レギュレータ９による減圧前の水素ガスが入る空間である。後通路３ｃは、第２レギュレータ９による減圧後の水素ガスが入る空間である。ケーシング４１において、その上流側に第１レギュレータ８が、その下流側に第２レギュレータ９が配置され、第１レギュレータ８と第２レギュレータ９との間に連通路１０と逆止弁１１が配置される。逆止弁１１は、中通路３ｂから後通路３ｃへ向かう水素ガスの流れを許容可能とし、その逆向きの流れを阻止するように構成される。この実施形態で、逆止弁１１は、中通路３ｂから後通路３ｃへ向かう水素ガスの圧力がある圧力（開弁圧）より大きい場合に、その水素ガスの流れを許容するようになっている。この実施形態では、逆止弁１１の開弁圧は、中通路３ｂにおける水素ガスの通常調整圧力に所定値αを加算した圧力よりも大きくなるように設定される。
【００３５】
第１レギュレータ８は、第１シリンダ４２と、第１シリンダ４２に配置された第１ピストン４３と、第１ピストン４３から下方へ延びるロッド４４と、ロッド４４の下端に設けられる弁体４５と、弁体４５に対応して前通路３ａに設けられた弁座４６と、弁体４５をロッド４４及び第１ピストン４３と共に弁体４５が閉じる方向へ付勢する閉弁スプリング４７と、第１ピストン４３をロッド４４及び弁体４５と共に弁体４５が開く方向へ付勢する開弁スプリング４８とを含む。第１ピストン４３の外周には、第１シリンダ４２との間にシール部材４９が設けられる。従って、第１レギュレータ８は、同レギュレータ８の上流側の前通路３ａに作用する水素ガスの圧力と、中通路３ｂにおける水素ガスの圧力と、閉弁スプリング４７の付勢力と、開弁スプリング４８の付勢力とのバランスにより作動し、第１レギュレータ８の上流側に作用する水素ガスの圧力を減圧するようになっている。
【００３６】
第２レギュレータ９は、第２シリンダ５１と、第２シリンダ５１に配置された第２ピストン５２と、第２ピストン５２と一体に設けられて上方へ延びるチューブ５３と、チューブ５３の上端に対応して中通路３ｂに設けられる弁座５４と、第２ピストン５２をチューブ５３と共にチューブ５３の上端開口５３ａが弁座５４から離間する方向へ付勢する開弁スプリング５５とを含む。第２ピストン５２は、中空状に形成され、その中空部５２ａがチューブ５３の中空部５３ｂに連通する。第２ピストン５２の外周には、第２シリンダ５１との間にシール部材５６が設けられる。また、チューブ５３の上端部外周と中通路３ｂとの間には、シール部材５７が設けられる。従って、第２レギュレータ９は、同レギュレータ９の上流側の中通路３ｂにおける減圧後の水素ガスの圧力と、後通路３ｃにおける水素ガスの圧力と、開弁スプリング５５の付勢力とのバランスにより作動し、第２レギュレータ９の上流側に作用する水素ガスの圧力を更に減圧するようになっている。
【００３７】
この燃料電池システムは、同システムの制御を司るコントローラ４０を更に備える。コントローラ４０は、燃料電池１へ供給される水素ガスの流れを制御するために、１次圧センサ３１、２次圧センサ３２及び３次圧センサ３３の検出値に基づき、主止弁５、各インジェクタ１４〜１７を制御するようになっている。また、コントローラ４０は、水素排出通路４の水素オフガスの流れを制御するために、第１切換弁６を制御するようになっている。一方、コントローラ４０は、燃料電池１へ供給されるエアの流れを制御するために、エア圧センサ３４の検出値に基づきエアポンプ２３を制御するようになっている。また、コントローラ４０は、エア排出通路２２のエアオフガスの流れを制御するために、第２切換弁２４を制御するようになっている。コントローラ４０は、燃料電池１の発電に係る電圧値及び電流値をそれぞれ入力するようになっている。また、コントローラ４０は、電気自動車の運転操作に係る指令値として、運転席に設けられるアクセルセンサ３６からアクセルペダル３７の操作量に相当するアクセル開度ＡＣＣを入力するようになっている。更に、コントローラ４０は、車速センサ３８から電気自動車の車速ＳＰＤを入力するようになっている。コントローラ４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリを備え、燃料電池１へ供給される水素ガス量及びエア量を制御するために、メモリに記憶された所定の制御プログラムに基づいて主止弁５、各インジェクタ１４〜１７及びエアポンプ２３等を制御するようになっている。
【００３８】
図３に、（ａ）主止弁５の開閉の挙動、（ｂ）水素供給通路３における１次圧Ｐ1と２次圧Ｐ２の挙動をタイムチャートにより示す。時刻ｔ１で、主止弁５が開弁状態から閉弁されて水素ボンベ２から水素供給通路３への水素ガス供給が停止すると、高圧レギュレータ７より上流の水素供給通路３における１次圧Ｐ１は下降し始め、これに対し、高圧レギュレータ７と各インジェクタ１４〜１７との間の水素供給通路３における２次圧Ｐ２は上昇を始める。この２次圧Ｐ２が、中圧リリーフ弁１８の開弁圧である中圧リリーフ圧Ｌ２を超えると、中圧リリーフ弁１８から水素ガスが大気へ放出されることになる。図３（ｂ）において、中圧リリーフ圧Ｌ２のレベルより上の部分であって、太線で示す２次圧Ｐ２より下の部分に相当する水素ガスが大気へ放出されることになる。ここで、図３（ｂ）に示すように、例えば、中圧リリーフ圧Ｌ２を中圧リリーフ圧Ｌ２ａへアップさせることにより（対策１）、中圧リリーフ弁１８からの水素ガスの放出量を低減させることができる。また、デリバリパイプ１３等を設けて各インジェクタ１４〜１７より上流の配管容積をアップさせことにより（対策２）、図３（ｂ）に破線で示すように、２次圧Ｐ２の上昇を抑え、その分だけ中圧リリーフ弁１８からの水素ガスの放出量を低減させることができる。しかしながら、上記の対策１及び２を施しても、水素ガスの放出を有効に回避することはできない。そこで、この実施形態では、燃料電池１への水素ガスの供給を止したときに、水素ガスの放出を回避するために、コントローラ４０が次のような水素供給制御を実行するようになっている。
【００３９】
図４に、水素供給制御プログラムをフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、コントローラ４０は、１次圧センサ３１、２次圧センサ３２及び３次圧センサ３３の検出値に基づき、１次圧Ｐ１、２次圧Ｐ２及び３次圧Ｐ３をそれぞれ取り込む。
【００４０】
次に、ステップ１１０で、コントローラ４０は、燃料電池１への水素供給が要求されているか否かを判断する。すなわち、燃料電池１で発電を行う水素供給時であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、すなわち、水素供給時である場合、コントローラ４０は処理をステップ１２０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、すなわち、水素供給停止時である場合、コントローラ４０は処理をステップ１６０へ移行する。
【００４１】
ステップ１２０では、コントローラ４０は、主止弁５を開弁制御する。これにより、水素ボンベ２から水素供給通路３へ水素ガスが導出される。
【００４２】
次に、ステップ１３０で、コントローラ４０は、燃料電池１で要求される要求水素供給量Ｈ２tauを算出する。この要求水素供給量Ｈ２tauは、車両の運転状態に応じたパラメータであり、コントローラ４０は、例えば、要求水素供給量Ｈ２tauを以下のように算出することができる。すなわち、先ず、コントローラ４０は、アクセル開度ＡＣＣと車速ＳＰＤから運転要求量ＤＲｄを算出する。ここで、車速ＳＰＤは、モータ（図示略）の回転速度と相関性がある。次に、コントローラ４０は、その運転要求量ＤＲｄからモータの要求出力ＯＰｄを算出する。コントローラ４０は、例えば、図５に示すようなマップを参照することで、運転要求量ＤＲｄに対する要求出力ＯＰｄを求めることができる。次に、コントローラ４０は、その要求出力ＯＰｄから要求水素供給量Ｈ２tauを算出する。コントローラ４０は、例えば、図６に示すようなマップを参照することで、要求出力ＯＰｄに対する要求水素供給量Ｈ２tauを求めることができる。
【００４３】
次に、ステップ１４０で、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７の水素供給量ＴＨ２tauを算出する。コントローラ４０は、例えば、この水素供給量ＴＨ２tauを以下のように算出することができる。すなわちコントローラ４０は、要求水素供給量Ｈ２tauから、各インジェクタ１４〜１７のそれぞれに対応した噴射時間Ｔinjを算出する。また、コントローラ４０は、２次圧Ｐ２と３次圧Ｐ３との差圧ΔＰ２３を算出し、その差圧ΔＰ２３から噴射補正係数Ｋinjを算出する。コントローラ４０は、例えば、図７に示すようなマップを参照することで、差圧ΔＰ２３に対する噴射補正係数Ｋinjを求めることができる。そして、コントローラ４０は、噴射時間Ｔinjに噴射補正係数Ｋinjを乗算することにより、各インジェクタ１４〜１７に対応した水素供給量ＴＨ２tauを算出する。このように水素供給量ＴＨ２tauを算出するのは、各インジェクタ１４〜１７の前後圧が、高圧レギュレータ７による調圧状態等によって変化することから、その変化による水素供給量ＴＨ２tauを補うためである。
【００４４】
次に、ステップ１５０で、コントローラ４０は、水素供給量ＴＨ２tauに基づき各インジェクタ１４〜１７を制御することにより、燃料電池１に必要量の水素ガスを供給する。ここで、コントローラ４０は、水素供給量ＴＨ２tauの大きさに応じて、使用すべきインジェクタ１４〜１７とその本数を決定し、各インジェクタ１４〜１７による噴射回数ができるだけ少なくなるようにしている。その後、コントローラ４０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００４５】
一方、ステップ１１０から移行してステップ１６０では、コントローラ４０は、２次圧Ｐ２が各インジェクタ１４〜１７の開弁圧に相当する所定の基準値Ｂ１より高いか否かを判断する。すなわち、各インジェクタ１４〜１７の上流側における水素ガスの圧力が、各インジェクタ１４〜１７の開弁圧よりも高いか否かを判断する。ここで、基準値Ｂ１として、例えば「１.６（ＭＰａ）」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ１７０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ１８０へ移行する。
【００４６】
ステップ１７０では、コントローラ４０は、主止弁５を閉弁制御する。これにより、水素ボンベ２から水素供給通路３への水素ガスの導出が遮断される。
【００４７】
一方、ステップ１８０では、コントローラ４０は、主止弁５を開弁制御する。これにより、水素ボンベ２から水素供給通路３へ水素ガスが導出される。
【００４８】
ステップ１７０又はステップ１８０から移行してステップ１９０では、コントローラ４０は、３次圧Ｐ３が各インジェクタ１４〜１７の開弁圧に相当する所定の基準値Ｂ１より高いか否かを判断する。すなわち、各インジェクタ１４〜１７の下流側における水素ガスの圧力が、各インジェクタ１４〜１７の開弁圧よりも高いか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ２００へ移行する。この判断結果が否定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ２１０へ移行する。
【００４９】
ステップ２００では、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７による水素ガスの供給を停止させる。すなわち、各インジェクタ１４〜１７を閉弁させる。その後、コントローラ４０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００５０】
一方、ステップ２１０では、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７による水素ガスの供給を、停止時水素供給量ＴＨ２tauminに制御した後、処理をステップ１００へ戻す。
【００５１】
上記制御によれば、コントローラ４０は、水素供給停止時に、各インジェクタ１４〜１７の上流側における２次圧Ｐ２と各インジェクタ１４〜１７の下流側における３次圧Ｐ３を、それぞれ各インジェクタ１４〜１７の開弁圧力相当の圧力に調整するために、各インジェクタ１４〜１７を開弁制御するようになっている。換言すると、燃料電池１への水素ガスの供給が停止されるときに、コントローラ４０は、検出される２次圧Ｐ２と各インジェクタ１４〜１７の開弁圧力（基準値Ｂ１）との差が所定値以下となったときに、２次圧Ｐ２を低減するために各インジェクタ１４〜１７を開弁するようになっている。
【００５２】
以上説明したこの実施形態における燃料電池システムによれば、燃料電池１への水素ガスの供給が停止されるとき、２次圧センサ３２により検出される２次圧Ｐ２と各インジェクタ１４〜１７の開弁圧力（基準値Ｂ１）との差が所定値以下となったときに、コントローラ４０により各インジェクタ１４〜１７が開弁される。従って、各インジェクタ１４〜１７が開弁された分だけ各インジェクタ１４〜１７の上流側における水素ガスが各インジェクタ１４〜１７の下流側へ流れ、各インジェクタ１４〜１７の上流側における２次圧Ｐ２が低減される。このため、燃料電池１への水素ガスの供給が停止されるときに、燃料電池１へ供給される水素ガスを流量調節する各インジェクタ１４〜１７の上流側における水素ガスを極力大気へ放出させずにその水素ガスの圧力（２次圧Ｐ２）の上昇を抑えることができる。この結果、水素ガスを大気へ放出させないので、水素ガスを無駄に消費することがなく、水素ガスの利用効率（燃費）を向上させることができる。また、各インジェクタ１４〜１７の上流側における２次圧Ｐ２が必要以上に高くならないので、各インジェクタ１４〜１７の下流側、すなわち燃料電池１へ供給される水素ガスの圧力（３次圧Ｐ３）が高くなり過ぎることがない。
【００５３】
図８に、（ａ）インジェクタ１４〜１７のオン・オフの挙動、（ｂ）３次圧Ｐ３の挙動をタイムチャートにより示す。図８に示すように、水素供給停止時における停止時水素供給量ＴＨ２taumin(1)〜ＴＨ２taumin(3)は、３次圧Ｐ３が低圧リリーフ圧Ｌ１（低圧リリーフ弁１９の開弁圧）を超えないようにするための各インジェクタ１４〜１７による１回の最小水素供給量（最小噴射時間）を意味する。図８において、太線は、図４のフローチャートにおけるステップ２１０の処理が成功した場合を示し、破線はそのステップ２１０の処理が失敗した場合を示す。図８（ｂ）において、鎖線と太線との間の差圧分（網掛け部分）は、水素ガスが大気へ放出されることで調整される分を意味する。従って、水素供給停止時に、図８（ａ）に太線で示すように、各インジェクタ１４〜１７を停止時水素供給量ＴＨ２taumin(1)，ＴＨ２taumin(２)に制御することで、図８（ｂ）に太線で示すように、３次圧Ｐ３が低圧リリーフ圧Ｌ１を超えないように調整することができ、低圧リリーフ弁１９から水素ガスを大気へ放出させないようにすることができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明における燃料電池システムを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５５】
なお、以下の説明において前記第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５６】
この実施形態では、水素供給制御プログラムの内容の点で第１実施形態と構成が異なる。図９に、この制御プログラムをフローチャートにより示す。このフローチャートでは、ステップ３００〜ステップ３５０の処理内容の点で、図４のステップ１６０、ステップ１９０〜ステップ２１０の処理内容と異なる。
【００５７】
このルーチンにおいて、ステップ１１０の判断結果が否定となり、すなわち、水素供給停止時の場合、処理がステップ３００へ移行すると、コントローラ４０は、２次圧Ｐ２が所定の低圧リリーフ圧Ｌ１から所定値αを減算した値より高いか否かを判断する。すなわち、各インジェクタ１４〜１７の上流側における水素ガスの圧力が、低圧リリーフ弁１９が開弁する圧力に近付いたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ１７０へ移行し、主止弁５閉弁制御する。この判断結果が否定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ１８０へ移行し、主止弁５を開弁制御する。
【００５８】
その後、ステップ１７０又はステップ１８０から移行してステップ３１０では、コントローラ４０は、３次圧Ｐ３が低圧リリーフ圧Ｌ１から所定値αを減算した値より高いか否かを判断する。すなわち、各インジェクタ１４〜１７の下流側における水素ガスの圧力が、低圧リリーフ弁１９が開弁する圧力に近付いたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ３２０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ３５０へ移行する。
【００５９】
ステップ３５０では、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７による水素ガス供給を停止時水素供給量ＴＨ２taumin１に制御し、その後、コントローラ４０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００６０】
一方、ステップ３２０では、コントローラ４０は、２次圧Ｐ２が各インジェクタ１４〜１７の開弁圧に相当する所定の基準値Ｂ１から所定値βを減算した値より高いか否かを判断する。すなわち、各インジェクタ１４〜１７の上流側における水素ガスの圧力が、各インジェクタ１４〜１７が開弁する圧力に近付いたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ３３０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ３４０へ移行する。
【００６１】
そして、ステップ３３０では、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７による水素ガス供給を停止時水素供給量ＴＨ２taumin２（＜ＴＨ２taumin１）に分割制御し、その後、コントローラ４０は、処理をステップ１００へ戻す。ここで、分割制御とは、各インジェクタ１４〜１７を小刻みに開弁させることで水素ガスを小刻みに噴射させることを意味する。
【００６２】
一方、ステップ３４０では、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７による水素ガスの供給を停止させる。すなわち、各インジェクタ１４〜１７を閉弁させる。その後、コントローラ４０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００６３】
上記制御によれば、コントローラ４０は、水素供給停止時に、各インジェクタ１４〜１７の上流側における２次圧Ｐ２と各インジェクタ１４〜１７の下流側における３次圧Ｐ３を、それぞれ各インジェクタ１４〜１７の開弁圧力相当の圧力に調整するために、各インジェクタ１４〜１７を開弁制御するようになっている。換言すると、燃料電池１への水素ガスの供給が停止されるときに、コントローラ４０は、検出される２次圧Ｐ２と各インジェクタ１４〜１７の開弁圧力（基準値Ｂ１）との差が所定値以下となったときに、２次圧Ｐ２を低減するために各インジェクタ１４〜１７を開弁するようになっている。また、コントローラ４０は、水素供給停止時に、各インジェクタ１４〜１７の下流側における３次圧Ｐ３が瞬時に上昇しないようにするために、各インジェクタ１４〜１７の開弁を小刻みに繰り返すようになっている。
【００６４】
以上説明したこの実施形態における燃料電池システムによれば、第１実施形態の作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、コントローラ４０は、水素供給停止時に、各インジェクタ１４〜１７の下流側における３次圧Ｐ３が瞬時に上昇しないようにするために、各インジェクタ１４〜１７の開弁を小刻みに繰り返すように制御するので、水素ガスが各インジェクタ１４〜１７の下流側へ少しずつ流れ、減圧後圧力（２次圧Ｐ２）が少しずつ低減される。このため、各インジェクタ１４〜１７の下流側における水素ガスの圧力（３次圧Ｐ３）の急激な上昇を抑えることができる。
【００６５】
図１０に、（ａ）インジェクタ１４〜１７のオン・オフの挙動、（ｂ）２次圧Ｐ２の挙動、（ｃ）３次圧Ｐ３の挙動をタイムチャートにより示す。図１０に示すように、水素供給停止時における停止時水素供給量ＴＨ２taumin１は、３次圧Ｐ３が低圧リリーフ圧Ｌ１（低圧リリーフ弁１９の開弁圧）を超えないようにするための各インジェクタ１４〜１７による１回の最小水素供給量（最小噴射時間）を意味する。また、停止時水素供給量ＴＨ２taumin２は、２次圧Ｐ２が各インジェクタ１４〜１７の開弁圧に相当する所定の基準値Ｂ１より所定値βだけ低い圧力を超えないようにするために各インジェクタ１４〜１７を小刻みに開弁したときの１回の最小水素供給量（最小噴射時間）を意味する。図１０において、太線は図９のフローチャートにおけるステップ３３０の処理を行った場合を示し、図１０（ｂ）の破線はそのステップ３３０の処理を行わなたった場合を示す。図１０（ａ）において、各インジェクタ１４〜１７による水素ガス供給を停止時水素供給量ＴＨ２taumin２に分割制御することで、図１０（ｃ）に網掛け部分で示すように、３次圧Ｐ３が小刻みに低圧リリーフ圧Ｌ１を上下し、水素ガスの大気への放出が小刻みに抑えられることで、２次圧Ｐ２を各インジェクタ１４〜１７の開弁圧（基準値Ｂ１）よりも低く抑えることができる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明における燃料電池システムを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６７】
この実施形態では、燃料電池システムと、水素及びエアの供給制御プログラムの内容の点で前記各実施形態と構成が異なる。図１１に、この実施形態の燃料電池システムを概略構成図により示す。図１１に示すように、この実施形態では、燃料電池１の他に、それとは異なる補助電池３０等を備える点で前記各実施形態の燃料電池システムと構成が異なる。補助電池３０は、充放電回路２６を介して燃料電池１に接続される。コントローラ４０は、燃料電池１から補助電池３０への充電（蓄電）と、補助電池３０からの放電と、補助電池３０の電圧維持とを切り換えるために充放電回路２６を制御するようになっている。また、コントローラ４０は、補助電池３０の電圧値及び電流値をそれぞれ入力するようになっている。
【００６８】
図１２に、水素ガス及びエアの供給制御プログラムの内容をフローチャートにより示す。このフローチャートでは、ステップ４００〜ステップ４９０の処理内容の点で、図４の処理内容と異なる。すなわち、図４のフローチャートと比較すると、ステップ１００とステップ１１０の間にステップ４００〜ステップ４４０の処理が設けられ、ステップ１５０の後にステップ４５０の処理が設けられ、ステップ１９０の後にステップ４６０〜ステップ４９０の処理が設けられる。
【００６９】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００の後、ステップ４００で、コントローラ４０は、１次圧Ｐ１により補助電池３０の充電率ガードＢＡＴmaxを求める。充電率ガードＢＡＴmaxは、補助電池３０の充電率ＢＡＴの上限値を意味する。コントローラ４０は、図１３に示すようなマップを参照することにより、１次圧Ｐ１に応じた補助電池３０の充電率ガードＢＡＴmaxを求めることができる。このマップでは、１次圧Ｐ１が「０（ＭＰａ）」付近から増加するに連れて、最大値（１００％）から緩やかに低下するようになっている。すなわち、コントローラ４０は、検出される１次圧Ｐ１が高いほど補助電池３０の最大充電率を低下させるようになっている。
【００７０】
次に、ステップ４１０で、コントローラ４０は、補助電池３０の充電率ＢＡＴを求める。ここで、充電率ＢＡＴとは、補助電池３０の充電状態を示し、最大充電圧に対する充電電圧の割合を意味する。この充電率ＢＡＴは、補助電池３０の端子電圧、あるいは、バッテリー液の比重で求めることができる。ただし、端子電圧が高くても電極やバッテリー液が劣化していると電池が正常に機能しない場合がある。また、一般に、電池は、放電するとバッテリー液の濃度が低下してその比重が軽くなる。従って、この比重を測定することで電池の充電状態を確認することができる。この実施形態では、コントローラ４０は、補助電池３０の端子電圧に基づいて充電率ＢＡＴを求めるようになっている。
【００７１】
次に、ステップ４２０で、コントローラ４０は、補助電池３０の充電率ＢＡＴが充電率ガードＢＡＴmaxより大きい否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ４３０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ４４０へ移行する。
【００７２】
そして、ステップ４３０では、コントローラ４０は、補助電池３０を放電優先制御する。すなわち、コントローラ４０は、燃料電池１と補助電池３０との間で補助電池３０を優先的に放電させる。
【００７３】
一方、ステップ４４０では、コントローラ４０は、補助電池３０を充電要求に応じ充電又は放電又は維持させるように制御する。
【００７４】
その後、ステップ４３０又はステップ４４０から移行してステップ１１０〜ステップ１５０の処理を実行した後、ステップ４５０で、コントローラ４０は、水素ガス供給時の最新（初期）の１次圧Ｐ１を最新１次圧Ｐ１newとして記憶した後、処理をステップ１００へ戻す。この最新１次圧Ｐ１newは、水素供給停止時の初期の１次圧Ｐ１を意味する。水素供給停止初期に１次圧Ｐ１が高い程、燃料電池１に供給する水素ガス量（≒発電量）が増加するので、補助電池３０の充電状態のガードに反映させる。
【００７５】
一方、コントローラ４０は、ステップ１１０からステップ１６０へ移行し、ステップ１６０〜ステップ１９０の処理を実行する。そして、ステップ１９０からステップ４６０へ移行すると、コントローラ４０は、２次圧Ｐ２が所定の中圧リリーフ圧Ｌ２から所定値αを減算した値より低いか否かを判断する。すなわち、各インジェクタ１４〜１７の上流側における水素ガスの圧力が、中圧リリーフ弁１８が開弁する圧力に近付いたか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、コントローラ４０は処理をステップ４７０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、コントローラ４０は処理を４９０へ移行する。
【００７６】
そして、ステップ４７０では、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７による水素ガス供給を停止時水素供給量ＴＨ２tauminに制御する。次に、ステップ４８０で、コントローラ４０は、停止時水素供給量ＴＨ２tauminに応じてエアポンプ２３を制御し、その後、処理をステップ１００へ戻す。このように燃料電池１に水素ガスとエアをわずかに流れることにより、燃料電池１では少しの発電が行われることになる。
【００７７】
一方、ステップ４９０では、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７による水素ガスの供給を停止させる。すなわち、各インジェクタ１４〜１７を閉弁させる。その後、コントローラ４０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００７８】
上記制御によれば、コントローラ４０は、水素供給停止時に、各インジェクタ１４〜１７の上流側における２次圧Ｐ２と各インジェクタ１４〜１７の下流側における３次圧Ｐ３を、それぞれ各インジェクタ１４〜１７の開弁圧力相当の圧力に調整するために、各インジェクタ１４〜１７を開弁制御するようになっている。換言すると、燃料電池１への水素ガスの供給が停止されるときに、コントローラ４０は、検出される２次圧Ｐ２と各インジェクタ１４〜１７の開弁圧力（基準値Ｂ１）との差が所定値以下となったときに、２次圧Ｐ２を低減するために各インジェクタ１４〜１７を開弁するようになっている。また、コントローラ４０は、水素供給停止時に、高圧レギュレータ７からの水素ガスの漏れ圧が中圧リリーフ圧Ｌ２まで上昇したときは、各インジェクタ１４〜１７を開弁して燃料電池１へ水素ガスを流すと共に、それに合わせてエアポンプ２３を制御して燃料電池１へエアを流すようになっている。すなわち、コントローラ４０は、各インジェクタ１４〜１７の開弁に合わせて、燃料電池１へエアを流すためにエアポンプ２３を制御するようになっている。ここで、水素ガスとエアを受けて燃料電池１が発電したときは、その電力が補助電池３０に充電されるようになっている。また、補助電池３０の充電状態である充電率ＢＡＴが必要以上に増えないようにするために、コントローラ４０は、燃料電池１より優先して補助電池３０からの放電を優先させるようになっている。すなわち、コントローラ４０は、燃料電池１への水素ガスの供給が停止される前に、補助電池３０が満充電状態にならないよう補助電池３０から放電させるために充放電回路２６を制御するようになっている。また、コントローラ４０は、検出される１次圧Ｐ１が高いほど補助電池３０の最大充電率を低下させるようになっている。
【００７９】
以上説明したこの実施形態における燃料電池システムによれば、第１実施形態の作用効果に加え次のような作用効果を有する。すなわち、燃料電池１への水素ガスの供給が停止されるときは、各インジェクタ１４〜１７の開弁に合わせてエアポンプ２３が制御され、燃料電池１へエアが流される。従って、各インジェクタ１４〜１７の下流側から燃料電池１へ流れた水素ガスと燃料電池１へ流れたエアとを受けて燃料電池１で発電が行われる。このため、水素ガスを無駄なく発電に利用することができる。
【００８０】
この実施形態によれば、燃料電池１で発電された電気は補助的に補助電池３０に蓄えられる。ここで、燃料電池１への水素ガスの供給が停止される前に、補助電池３０が満充電状態にならないようコントローラ４０により充放電回路２６が制御されることで、補助電池３０が放電する。従って、燃料電池１への水素ガスの供給が停止されてから燃料電池１で発電された電気は、満充電状態にない補助電池３０に余裕を持って充電される。このため、補助電池３０を有効に補助的に使用して電気を蓄えることができる。
【００８１】
この実施形態によれば、１次圧Ｐ１が高いほど、燃料電池１への水素ガス供給停止中に、各インジェクタ１４〜１７から下流側へ流れる水素ガスが多くなり、燃料電池１での発電も増えることになる。この構成によれば、１次圧Ｐ１が高いほど補助電池３０の最大充電率をコントローラ４０が予め低下させておくので、燃料電池１で発電された電気を補助電池３０でより多く蓄えることが可能となる。この意味でも、補助電池３０を有効に補助的に使用してより多くの電気を蓄えることができる。
【００８２】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００８３】
（１）前記各実施形態では、デリバリパイプ１３と複数のインジェクタ１４〜１７を含む水素流量調節装置１２を設けたが、燃料電池のサイズや最大発電量に応じて、デリバリパイプ１３を省略したり、インジェクタを一つにしたりすることもできる。
【００８４】
（２）前記各実施形態では、減圧手段として二つのレギュレータ８，９を備えた高圧レギュレータ７を設けたが、減圧手段の構成はこれに限られるものではなく、一つのレギュレータを設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
この発明は、電気自動車の電源や家庭用の電源として利用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１  燃料電池
２  水素ボンベ（燃料容器）
３  水素供給通路（燃料供給通路）
７  高圧レギュレータ（減圧手段）
１４  第１インジェクタ
１５  第２インジェクタ
１６  第３インジェクタ
１７  第４インジェクタ
２３  エアポンプ(酸化剤流量調節手段)
２６  充放電回路（充放電切換手段）
３０  補助電池
３１  １次圧センサ（減圧前圧力検出手段）
３２  ２次圧センサ（減圧後圧力検出手段）
４０  コントローラ（制御手段）
Ｐ１  １次圧（減圧前圧力）
Ｐ２  ２次圧（減圧後圧力）
Ｂ１  基準値（開弁圧力）
【図１】
2015232985.tif 000003
【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】
2015232985.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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