(57)【要約】    【課題】  始動時における移動体の信頼性を確保できる移動体を課題とする。    【解決手段】  移動体（１００）は、移動体（１００）の駆動力を発生する駆動力発生装置（７）と、駆動力発生装置（７）に電力を供給可能な蓄電装置（３）と、駆動力発生装置（７）に電力を供給可能な燃料電池（２）と、駆動力発生装置（７）の駆動を制御する制御装置（１３）と、を備える。そして、制御装置（１３）が、移動体（１００）の始動時に燃料電池（２）の起動に失敗する可能性がある場合には、蓄電装置（３）の電力供給により駆動力発生装置（７）を駆動し始めることを禁止するようにした。    【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の駆動力を発生する駆動力発生装置と、当該駆動力発生装置に電力を供給可能な蓄電装置と、当該駆動力発生装置に電力を供給可能な燃料電池と、当該駆動力発生装置の駆動を制御する制御装置と、を備えた移動体であって、
前記制御装置は、当該移動体の始動時に前記燃料電池の起動に失敗する可能性がある場合には、前記蓄電装置の電力供給により前記駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止する、移動体。
【請求項２】
前記制御装置は、当該移動体の始動時に前記燃料電池の起動に失敗する可能性がある場合には、前記燃料電池の起動完了後に又は起動完了と同時に前記駆動力発生装置を駆動し始めることを許可する、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記制御装置は、当該移動体の始動時に前記蓄電装置の電力供給により前記駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止している間、前記燃料電池の起動を失敗させる要因を取り除くための回復運転を実行する、請求項１に記載の移動体。
【請求項４】
前記制御装置は、前記燃料電池の起動前の状況に基づいて、前記燃料電池の起動に失敗する可能性があるか否かを判断する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項５】
前記燃料電池の起動前の状況は、当該燃料電池の前回発電時の異常状況である、請求項４に記載の移動体。
【請求項６】
前記燃料電池の起動前の状況は、当該燃料電池の停止時の放置時間である、請求項４に記載の移動体。
【請求項７】
前記燃料電池の停止時の放置時間を計測するタイマーを備え、
前記制御装置は、前記タイマーで計測された放置時間に基づいて、当該移動体の始動時に前記蓄電装置の電力供給により前記駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止するか、あるいは許可するかを決定する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項８】
前記燃料電池の前回の発電時に異常があったか否かを記憶する記憶手段を備え、
前記制御装置は、当該移動体の始動時に前記記憶手段の記憶に基づいて、前記蓄電装置の電力供給により前記駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止するか、あるいは許可するかを決定する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項９】
前記移動体は、車両である、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池自動車などの移動体に関するものである。特に、本発明は、トラクションモータに代表される駆動力発生装置への電力の供給手段として、蓄電装置及び燃料電池を備えた移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、それぞれが発電可能な単セルを多数積層してなるものである。従来、燃料電池システムを搭載した車両として、二次電池及び燃料電池からの電力供給によりトラクションモータを駆動するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の車両は、始動時においては、燃料電池の発電が安定するまで、二次電池のみの電力供給によりトラクションモータを駆動する。そして、燃料電池の発電が安定した後で、燃料電池を用いてトラクションモータを駆動するようにしている。
【特許文献１】特開平９−２３１９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、停止状態で長期間放置した燃料電池を起動すると、一部の単セルについて発電が異常となり、セル電圧が低下する場合がある。このようなセル電圧の低下が起きる可能性があるにも関わらず、特許文献１に記載の車両のように、始動時に二次電池のみでトラクションモータを駆動し始めると、二次電池による走行途中で燃料電池の起動に失敗するおそれがある。こうなると、トラクションモータの電力供給源は二次電池のみとなるが、二次電池の蓄電量にも限界がある。このため、車両が路上で停止するおそれがあった。
【０００４】
本発明は、始動時における移動体の信頼性を確保できる移動体を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するべく、本発明の移動体は、移動体の駆動力を発生する駆動力発生装置と、駆動力発生装置に電力を供給可能な蓄電装置と、駆動力発生装置に電力を供給可能な燃料電池と、駆動力発生装置の駆動を制御する制御装置と、を備える。そして、制御装置は、移動体の始動時に燃料電池の起動に失敗する可能性がある場合には、蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止するものである。
【０００６】
こうすることで、例えば、燃料電池及び蓄電装置の両方から電力を供給可能な状態になってから、駆動力発生装置を駆動し始めることができる。これにより、始動後に燃料電池の起動に失敗した移動体に駆動力を伝えられなくなることを抑制でき、始動時における移動体の信頼性を確保できる
【０００７】
ここで、蓄電装置は、例えば充放電可能な二次電池やキャパシタであるが、これに限られない。駆動力発生装置は、例えばトラクションモータであるが、これに限られない。移動体は、例えば、二輪または四輪の自動車、電車、航空機、船舶、ロボットといった自走可能なものであるが、一態様では車両が好ましい。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、移動体の始動時に燃料電池の起動に失敗する可能性がある場合には、燃料電池の起動完了後に又は起動完了と同時に駆動力発生装置を駆動し始めることを許可する。
【０００９】
こうすることで、始動時における移動体の信頼性を確保しつつ、短時間で移動体を発進させることが可能となる。なお、動力発生装置を駆動し始める電力供給源は、蓄電装置及び燃料電池のどちらでもよい。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、移動体の始動時に蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止している間、燃料電池の起動を失敗させる要因を取り除くための回復運転を実行するとよい。
【００１１】
こうすることで、例えば燃料電池のセル電圧の低下を抑制又は回復できるので、燃料電池の起動を安定して行うことができる。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、燃料電池の起動前の状況に基づいて、燃料電池の起動に失敗する可能性があるか否かを判断するとよい。
【００１３】
こうすることで、駆動力発生装置を駆動することを一律に禁止しない始動制御も可能となる。ここで、燃料電池の起動前の状況としては、例えば、燃料電池の前回発電時の異常状況、又は燃料電池の停止時の放置時間が挙げられる。
【００１４】
好ましくは、移動体は、燃料電池の停止時の放置時間を計測するタイマーを備える。そして、制御装置は、タイマーで計測された放置時間に基づいて、移動体の始動時に蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止するか、あるいは許可するかを決定するとよい。
【００１５】
こうすることで、燃料電池の異常が比較的発生し易い長期間の放置の場合には、蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止できる。これにより、始動時における移動体の信頼性を確保できる。一方で、燃料電池の異常が比較的発生し難い短期間の放置の場合には、蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを許可できる。これにより、移動体の始動時間を短縮できる。
【００１６】
好ましくは、移動体は、燃料電池の前回の発電時に異常があったか否かを記憶する記憶手段を備える。そして、制御装置は、移動体の始動時に記憶手段の記憶に基づいて、蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止するか、あるいは許可するかを決定するとよい。
【００１７】
燃料電池の前回発電時に異常があった場合には、燃料電池の次回起動が失敗する可能性がある。したがって、本発明によれば、このような場合に、蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止できるので、始動時における移動体の信頼性を確保できる。一方、燃料電池の前回発電時が正常であった場合には、燃料電池の次回起動も正常に行われる可能性が高い。したがって、本発明によれば、このような場合に、蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを許可できるので、移動体の始動時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の移動体によれば、その始動時に燃料電池の起動に失敗する可能性がある場合には、蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを禁止するので、始動時における信頼性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。ここでは、自走式の移動体の代表例である車両に燃料電池システムを搭載した例について説明する。
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。ここでは、燃料電池システムを、自走式の移動体の代表例である車両に搭載した例について説明する。
【００２１】
図１は、車両に搭載された燃料電池システムを示す図である。
車両１００は、車輪１０１Ｌ，１０１Ｒに連結されたトラクションモータ７（動力発生装置）を駆動力源として走行する。トラクションモータ７の電源は、燃料電池２及び蓄電装置３を備えた燃料電池システム１である。燃料電池システム１から出力される直流は、インバータ８で三相交流に変換されてトラクションモータ７に供給される。また、車両１００の制動時には、車輪１０１Ｌ，１０１Ｒによりトラクションモータ７が駆動され、トラクションモータ７が発電機として機能して三相交流発電する。この三相交流は、インバータ８により直流に変換されて、蓄電装置３に充電される。
【００２２】
トラクションモータ７は、車両走行の推進力を得るための電動モータであり、例えば三相同期モータで構成されている。トラクションモータ７の最大出力は、例えば８０ｋＷである。トラクションモータ７をインホイールモータとして使用して、二輪駆動又は四輪駆動の構成を採用する場合には、燃料電池２の出力端子に対してインバータ８を二つ又は四つ並列に接続し、各々のインバータ８にトラクションモータ７を接続すればよい。なお、トラクションモータ７として直流モータを用いる場合にはインバータ８は不要である。
【００２３】
燃料電池システム１は、燃料電池２、蓄電装置３、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４、制御装置１３などを備える。蓄電装置３は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４を介して燃料電池２に並列接続されている。蓄電装置３とインバータ８との間には、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４が接続されている。
【００２４】
燃料電池２は、多数の単セルを積層したスタック構造を備える。燃料電池２には、リン酸型、固体酸化物型など各種のものが存在する。本実施形態の燃料電池２は、常温で起動できしかも起動時間が比較的短い固体高分子電解質型で構成されている。燃料電池２は、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により電力を発生し、その最大出力は例えば９０ｋＷである。また、この電気化学反応により、燃料電池２内には水が生成される。
【００２５】
燃料電池２の空気極（カソード）には、エアコンプレッサ５により圧送された酸化ガスが供給路１５を流れて供給される。燃料電池２の電池反応に供された後の酸化オフガスは、オフガス流路１６を流れて外部に放出される。オフガス路１６には、燃料電池２に供給される酸化ガスの圧力を調圧する圧力調整弁１７と、酸化ガスを酸化オフガスで加湿するための加湿器１８と、が設けられている。
【００２６】
燃料電池２の水素極（アノード）には、燃料ガスとしての水素ガスが供給路２１を流れて供給される。水素ガスは、例えば、供給路２１の上流側に設けられた高圧水素タンク等の水素貯蔵源２２から、レギュレータ２３を介して燃料電池２に供給される。供給路２１には、水素貯蔵源２２の水素ガスを供給路２１に供給しあるいは供給を停止する遮断弁２４が設けられている。なお、アルコールや圧縮天然ガス等の原料を改質して生成した水素ガスを燃料電池２に供給してもよい。
【００２７】
燃料電池２の電池反応に供された後の水素オフガスは、オフガス路２５に排出され、水素ポンプ２６により供給路２１に戻されて再び燃料電池２に供給される。オフガス路２５には、排出路２７が分岐接続されている。排出路２７上のパージ弁２８が燃料電池システム１の稼動時に適宜開弁することで、水素オフガス中の不純物が水素オフガスと共に排出路２７の下流に排出される。これにより、水素循環ラインにおける水素オフガス中の不純物の濃度が下がり、循環供給される水素オフガス中の水素濃度を上げることができる。なお、燃料電池２で生成された水は、パージされる水素オフガスと共に排出路２７の下流に排出されるか、あるいは、図示省略した気液分離機を介して外部に排出される。
【００２８】
蓄電装置３は、高圧の蓄電装置として機能する充放電可能な二次電池である。蓄電装置３は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池であるが、二次電池以外のキャパシタを用いてもよい。蓄電装置３の充電量は、ＳＯＣセンサ４１によって検出される。
【００２９】
蓄電装置３は、車両１００の加速過渡時や高負荷運転時など、燃料電池２の出力パワーだけでは不足する状態のときにパワーアシストを行う。また、車両１００の停車時や低負荷走行時など、燃料電池２の運転を停止する又は停止した方が効率上好ましいときには、車両１００は蓄電装置３の電力のみによって走行する。蓄電装置３の電源容量は、車両１００の走行条件、最高速度などの走行性能、車重などに応じて適宜設定することができる。
蓄電装置３の最大出力は、燃料電池２のそれよりも小さく、例えば２０ｋＷである。
【００３０】
高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、直流の電圧変換器であり、蓄電装置３から入力された直流電圧を調整してインバータ８側に出力する機能と、燃料電池２又はトラクションモータ７から入力された直流電圧を調整して蓄電装置３に出力する機能と、を有する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４のこれらの機能により、蓄電装置３の充放電が実現される。また、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４により、燃料電池２の出力電圧が制御される。
【００３１】
高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４と蓄電装置３との間には、蓄電装置３からインバータ８への電力供給を遮断可能なリレー５１（第１の遮断手段）が設けられている。また、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４と燃料電池２との間には、燃料電池２からインバータ８への電力供給を遮断可能なリレー５２（第２の遮断手段）が設けられている。
【００３２】
また、図示省略したが、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４と燃料電池２との間には、燃料電池２の運転に供せられる各種の補機がインバータを介して接続されている。本実施形態における補機としては、エアコンプレッサ５及び水素ポンプ２６などが該当する。燃料電池２の通常運転時においては、燃料電池２の電力が高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４を介することなく補機（５及び２６）に供給される。一方、燃料電池２の運転停止時や起動初期においては、蓄電装置３の電力が高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４を介して補機（５及び２６）に供給される。
【００３３】
制御装置１３は、内部にＣＰＵ７１，ＲＯＭ７２，ＲＡＭ７３を備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵ７１，ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３は、互いにバスを介して接続されており、このバスに図示省略した入出力インターフェースが接続されている。
【００３４】
ＣＰＵ７１は、制御プラグラムに従って所望の演算を実行して、後述する車両１００の始動制御など、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１で処理する制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭ７３は、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。特に、ＲＡＭ７３は、燃料電池２の一サイクルにおいて、すなわち燃料電池２の起動からその停止までにおいて、燃料電池２の発電中に異常があったか否かを記憶する記憶手段として機能する。なお、このような記憶手段を、ＲＡＭ７３に代えて、ハードディスクなどの外部装置で構成してもよい。
【００３５】
制御装置１３には、ＳＯＣセンサ４１や、酸化ガス及び水素ガスのガス系統や冷却系統に用いられる各種の圧力センサや温度センサが入出力インターフェースを介して接続される。また、制御装置１３には、蛇角センサや車速センサのほか、車両１００のアクセル開度を検出するアクセルペダルポジションセンサ６１や、燃料電池２の停止時の放置時間を計測するタイマー８１が入出力インターフェースを介して接続される。
【００３６】
制御装置１３は、上記各種のセンサの出力信号を受けて、システム要求電力（例えば、車両走行パワーと補機パワーとの総和）を算出し、システム１内の各種機器の動作を制御する。具体的には、制御装置１３は、アクセル開度や車速等に基づいてシステム要求電力を求め、燃料電池２の出力電力が目標電力に一致するように制御する。
【００３７】
ここで、車両走行パワーとは、トラクションモータ７の要求パワーを意味し、補機パワーとは、燃料電池システム１の各種の補機の動作に必要な電力を合計した電力を意味する。トラクションモータ７の要求パワーは、アクセル開度や車速等に基づいて制御装置１３により算出される。この要求パワーは、トラクションモータ７の目標回転数と目標トルクとの積によりトラクションモータ７から出力すべき動力を求め、この動力を、トラクションモータ７の運転効率、消費電力当たりに出力される動力の比で除することにより、算出される。なお、トラクションモータ７を発電機として機能させ、回生制動する際には、目標トルクが負の値となるから、要求パワーは負の値となる。
【００３８】
制御装置１３は、トラクションモータ７の要求パワーの算出後、トラクションモータ７の要求パワーに応じた補機パワーを算出する。そして、制御装置１３は、システム要求電力が供給されるよう、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４の運転を制御して、燃料電池２の動作点（出力電圧、出力電流）を調整する。このとき、制御装置１３は、インバータ８のスイッチングを制御して、車両走行パワーに応じた三相交流をトラクションモータ７に出力する。また、制御装置１３は、エアコンプレッサ５及び水素ポンプ２６の各モータ（図示省略）の回転数を調整し、燃料電池２が目標電力に応じた酸化ガスと水素ガスの供給制御を行うと共に、図示省略した冷却系による燃料電池２の温度制御を行う。
【００３９】
ここで、図１に示すように、燃料電池システム１の制御系は、燃料電池２を含むＦＣシステムと、蓄電装置３を含むＥＶシステムと、に機能分けすることができる。ＦＣシステムは、主に走行電力の電力源として機能する。ＥＶシステムは、主に燃料電池２の出力電力を高効率利用するための電力減として機能する。ＦＣシステムでは、リレー５２を閉じることで、燃料電池２の電力がトラクションモータ７に供給可能となり、ＥＶシステムでは、リレー５１を閉じることで蓄電装置３の電力がトラクションモータ７に供給可能となる。
【００４０】
以上の構成のもとで、本実施形態の制御装置１３は、車両１００の始動時に、燃料電池２の起動に失敗する危険性の有無に応じて、トラクションモータ７の駆動を開始するタイミングを変更するようにしている。この車両１００の始動制御について、図２を参照して詳述する。
【００４１】
図２、車両１００の始動時の制御を示す図であり、（ａ）はタイミングチャートであり、（ｂ）は「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」を実行したときに車両走行に使用可能なパワーの上限と時間との関係について示すグラフである。ここで、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」とは、トラクションモータ７の駆動を許可すること、つまり車両１００の走行開始（発進）を許可することを意味する。
【００４２】
図２（ａ）に示すＳＴｏｎされるまで（タイミングｔ０まで）は、燃料電池システム１は停止した状態にある。つまり、リレー５１，５２はそれぞれ開いており、ＥＶシステム及びＦＣシステムはトラクションモータ７への電力供給が遮断されている。
【００４３】
ＳＴｏｎとは、「ＳＴＡＲＴ  ＯＮ」の略であり、燃料電池システム１の運転を開始することを意味する。つまり、ＳＴｏｎのタイミングとなると、燃料電池システム１の電力が車両１００に利用されるように、燃料電池システム１が運転を開始する。ＳＴｏｎの操作は、燃料電池システム１を起動して車両１００を発進させるのに必要な操作によってなされ、例えば車両１００の運転者によるスタータスイッチの操作によってなされる。
【００４４】
ＳＴｏｎされて、所定のタイミングｔ１となると、「ＥＶシステム起動完了」となる。「ＥＶシステム起動完了」とは、ＥＶシステムのリレー５１が閉じられて、蓄電装置３の電力によりトラクションモータ７を駆動できる状態となることを意味する。
【００４５】
ｔ１から所定時間経過後のタイミングｔ２となると、「ＦＣシステム起動完了」となる。「ＦＣシステム起動完了」とは、ＦＣシステムのリレー５２が閉じられて、燃料電池２の電力によりトラクションモータ７を駆動できる状態となることを意味する。より詳細には、「ＦＣシステム起動完了」とは、燃料電池システム１のシステムチェックが完了して、燃料電池２が失敗することなく起動できる状態（換言すれば、安定して発電できる状態。）となり、その発電される電力によりトラクションモータ７を駆動できる状態をいう。なお、システムチェックとは、燃料電池システム１の構成要素（各種センサや、バルブや、ポンプなど）に故障がないか否かをチェックするものである。
【００４６】
したがって、ＳＴｏｎされたとき、蓄電装置３は、燃料電池２よりも先にトラクションモータ７に電力を供給できる状態となる。
【００４７】
図２（ｂ）は、「ＥＶシステム起動完了」のタイミングｔ１で「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」した場合の、車両走行に使用可能なパワー（すなわち、パワー上限）の遷移を示している。図２（ｂ）に示すように、タイミングｔ１からタイミングｔ２までのパワー上限は、蓄電装置３の最大出力に相当し、上記した例によれば２５ｋＷとなる。タイミングｔ２以後のパワー上限は、蓄電装置３の最大出力に燃料電池２の出力を加算した値に相当し、時間と共に徐々に増加する。
【００４８】
「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」をどのタイミングに設定するかは、燃料電池２の起動に失敗する危険性の有無に応じて決定される。具体的には、燃料電池２の起動前の状況に基づいて燃料電池２の起動に失敗するか否かが判断され、その判断結果に基づいて「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」のタイミングが設定される。
【００４９】
例えば、タイマー８１によって計測された燃料電池２の停止時の放置時間が短時間である場合には、制御装置１３は、燃料電池２の起動に失敗する可能性がないか、又は低いと判断する。ここで、燃料電池２の停止時の放置時間とは、燃料電池２の発電の停止から次の発電のための起動までの時間、又は、燃料電池システム１の運転の停止から次の運転の開始までの時間をいう。
【００５０】
そして、燃料電池２の起動に失敗する可能性がないか、又は低いと判断した場合、制御装置１３は、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」をタイミングｔ１に設定する。この設定の下では、蓄電装置３のみからの電力供給によりトラクションモータ７を駆動し始めることが許可され、それが実行されることで、車両１００が発進する。その後（タイミングｔ２以降）は、トラクションモータ７への電力供給が蓄電装置３の出力から燃料電池２の出力へと切り替わることになる。なお、定常状態から追い越し加速が開始されると、再び蓄電装置３のパワーをトラクションモータ７に供給し、燃料電池２のアシストが行われる。
【００５１】
一方、タイマー８１によって計測された燃料電池２の停止時の放置時間が長時間である場合には、制御装置１３は、燃料電池２の起動に失敗する可能性があると判断する。このように判断するのは、燃料電池２を長期間、発電させていないと、燃料電池２に何らかの異常又は不具合が発生する可能性があるからである。燃料電池２に発生する何らかの異常又は不具合としては、例えば、燃料電池２の内部の水分が正常時よりも、部分的に多かったり、あるいは少なかったりすることが挙げられる。これらいずれの場合にも、例えば燃料電池２の少なくとも一部の単セルの電圧低下という現象が生じ易く、燃料電池２の起動に失敗する可能性がある。
【００５２】
そこで、燃料電池２の起動に失敗する可能性があると判断した場合、制御装置１３は、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」をタイミングｔ２に設定する。この設定の下では、タイミングｔ２になって初めて、燃料電池２又は蓄電装置３の電力供給によりトラクションモータ７の駆動が開始され、車両１００が発進する。つまり、車両１００の始動時には、蓄電装置３の電力供給によりトラクションモータ７を駆動し始めることが禁止される。
【００５３】
そして、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」をタイミングｔ２に設定した場合には、制御装置１３は、タイミングｔ１からｔ２までの間に、燃料電池２の起動を失敗させる要因を取り除くための回復運転を実行する。こうすることで、燃料電池２のセル電圧の低下を抑制でき、燃料電池２の起動を安定して行うことができる。
【００５４】
このような燃料電池２の回復運転は、蓄電装置３の電力供給により、燃料電池２内に所定のガス等を流すことで実行できる。例えば、交流インピーダンス法により燃料電池２内がウエット状態（湿潤状態）であると判断された場合には、水素ガスを燃料電池２に供給するべく、遮断弁２４を開く。この供給された水素ガスによって、燃料電池２内の水分を持ち去り、燃料電池２を正常な加湿状態に復帰させる。一方、燃料電池２内がドライ状態（乾燥状態）であると判断された場合には、燃料電池２内に加湿ガスを供給すればよい。この場合には、例えばエアコンプレッサ５を駆動し、加湿器１８を通過した酸化ガス又はこれとは別経路（図示省略）にある加湿装置を通過した酸化ガスを燃料電池２に供給すればよい。
【００５５】
ここで、本実施形態の作用効果について述べる。
【００５６】
本実施形態とは異なり、燃料電池２の起動に失敗する可能性がある場合に「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」をタイミングｔ１にすると、蓄電装置３によって車両１００を走行させ続けることになる。このとき、実際に燃料電池２の起動に失敗すると、蓄電装置３の蓄電量が不足し、車両走行パワーに応じた三相交流をトラクションモータ７に出力できないために、車両１００を路上で停止せざるを得ないおそれがある。
【００５７】
これに対し、燃料電池２の起動に失敗する可能性がある場合に、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」をタイミングｔ２にすると、燃料電池２の発電安定性を確保した状態で車両１００を発進させることができる。これにより、蓄電装置３のみだけで車両１００を走行し続けることを抑制でき、途中で車両１００を路上で停止せざるを得なくなることを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、始動時における車両１００の信頼性を確保することができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、「ＦＣシステム起動完了」と同時に、すなわち燃料電池２が安定して発電できる状態になると同時に、トラクションモータ７を駆動し始めることができる。これにより、始動時における車両１００の信頼性を確保しつつ、短時間で車両１００を発進させることが可能となる。また、燃料電池２がその起動に失敗する可能性がないか、又は低い場合には、蓄電装置３の電力供給によりトラクションモータ７の駆動を開始できるので、このような通常時では、車両１００の始動時間を短縮できる。
【００５９】
次に、車両１００の始動制御の変形例について説明する。
本変形例は、燃料電池２の前回発電時の異常状況に基づいて燃料電池２の起動に失敗するか否かを判断し、その判断結果に基づいて「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」のタイミングを設定する、というものである。
【００６０】
具体的には、ＲＡＭ７３などの記憶手段が、燃料電池２の前回発電時に異常がなかったことを記憶している場合には、制御装置１３は、今回の燃料電池２の起動が失敗する可能性がないか又は低いと判断する。そして、このように判断した場合、上記同様に、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」はタイミングｔ１に設定される。なお、燃料電池２の前回発電時とは、いわゆる前トリップであり、今回の起動直前の燃料電池２の一サイクルをいう。
【００６１】
ＲＡＭ７３などの記憶手段が、燃料電池２の前回発電時に燃料電池２に異常があった旨を記憶している場合には、制御装置１３は、燃料電池２の起動に失敗する可能性があると判断する。このように判断するのは、前回発電時に燃料電池２に異常があると、その次回起動が失敗する可能性があるからである。この原因についても、上記同様に、燃料電池２の内部の水分が正常時よりも、部分的に多かったり、あるいは少なかったりすることが挙げられる。
【００６２】
そこで、燃料電池２の起動に失敗する可能性があると判断した場合、上記同様に、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」はタイミングｔ２に設定し、蓄電装置３の電力供給によりトラクションモータ７を駆動し始めることを禁止する。そして、上記同様に、タイミングｔ１からｔ２までの間に燃料電池２の回復運転を実行する。
【００６３】
したがって、本変形例によれば、記憶手段に記憶した前回発電時における燃料電池２の異常状況を読み出し、燃料電池２の起動に失敗する可能性がある場合に、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」をタイミングｔ２に決定している。これにより、燃料電池２の発電安定性を確保した状態で車両１００を発進させることができ、途中で車両１００を路上で停止せざるを得なくなることを抑制できる。
【００６４】
よって、本変形例によっても、始動時における車両１００の信頼性を確保することができる。そして、上記本実施形態と同様に、「ＦＣシステム起動完了」と同時に、トラクションモータ７を駆動し始めることができる。一方で、燃料電池２がその起動に失敗する可能性がないか又は低い場合には、蓄電装置３の電力供給によりトラクションモータ７の駆動を開始できるので、このような通常時では、車両１００の始動時間を短縮できる。
【００６５】
なお、本変形例による始動制御は、上記した本実施形態の始動制御と別個に行われても良いし、これと併用されてもよい。すなわち、制御装置１３は、車両１００の始動時に、記憶手段に記憶した前回発電時における燃料電池２の異常状況と、タイマー８１により計測された燃料電池２の停止時の放置時間との少なくとも一方に基づいて、燃料電池２の起動に失敗する可能性があるか否かを判断すればよい。そして、その判断結果、失敗の可能性があるとのことであれば、「Ｒｅａｄｙ  ｏｎ」をタイミングｔ２に決定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
上記した燃料電池システム１は、二輪または四輪の自動車以外の電車、航空機、船舶、ロボットその他の移動体に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】車両に搭載された燃料電池システムを模式的に示す構成図である。
【図２】車両の始動時の制御を示す図であり、（ａ）はタイムチャートの一例であり、（ｂ）は「通常時のＲｅａｄｙ  ｏｎ」を実行したときに車両走行に使用可能なパワーの上限を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
１…燃料電池システム、２…燃料電池、３…蓄電装置、８…トラクションモータ（駆動力発生装置）、１３…制御装置、７２…ＲＡＭ（記憶手段）、８１…タイマー、１００…車両（移動体）
【図１】
2008072796.tif 000003
【図２】
2008072796.tif 000004