(57)【要約】【課題】移動体に配設された燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、移動体に設けられた開閉部の開閉状態に応じた適切な作動音で掃気制御を行う。【解決手段】移動体に配設された燃料電池１０と、燃料電池１０内の水分を外部に排出する掃気手段（コンプレッサ２４、遮断弁３３、レギュレータ３４、制御装置４）と、を備える燃料電池システム１において、移動体に設けられた開閉部の開閉状態に応じた作動音で作動するように掃気手段を制御する掃気制御手段４を備える。掃気制御手段４は、燃料電池１０が運転停止状態にあり、かつ、開閉部が閉状態から開状態に移行した場合に、掃気手段の作動状態を高作動音状態から低作動音状態へ切り換える。【選択図】図１
2008186620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に配設された燃料電池と、前記燃料電池内の水分を外部に排出する掃気手段と、を備える燃料電池システムにおいて、
前記移動体に設けられた開閉部の開閉状態に応じた作動音で作動するように前記掃気手段を制御する掃気制御手段を備える、
燃料電池システム。
【請求項２】
前記掃気制御手段は、前記開閉部が開状態にある場合に、前記開閉部が閉状態にある場合よりも作動音が低減されるように前記掃気手段を制御するものである、
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記掃気制御手段は、前記燃料電池が運転停止状態にあり、かつ、前記開閉部が閉状態から開状態に移行した場合に、前記掃気手段の作動状態を高作動音状態から低作動音状態へ切り換えるものである、
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記掃気制御手段は、前記移動体の状態又は前記燃料電池の状態に対応づけられた制御データを有し、前記制御データに基づいて前記掃気手段の前記高作動音状態での作動時間と前記低作動音状態での作動時間とを設定するものである、
請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記開閉部は、前記移動体への乗降用のドアを有するものである、
請求項１から４の何れか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
移動体に配設された燃料電池と、前記燃料電池内の水分を外部に排出する掃気手段と、を備える燃料電池システムの制御方法において、
前記移動体に設けられた開閉部の開閉状態を判定する第１の工程と、
前記第１の工程で判定された開閉状態に応じた作動音で前記掃気手段を作動させる第２の工程と、を備える、
燃料電池システムの制御方法。
【請求項７】
前記第２の工程では、前記開閉部が開状態にある場合に、前記開閉部が閉状態にある場合よりも作動音が低減されるように前記掃気手段を作動させる、
請求項６に記載の燃料電池システムの制御方法。
【請求項８】
前記第１の工程では、前記燃料電池が運転停止状態にあり、かつ、前記開閉部が閉状態から開状態に移行したか否かを判定し、
前記第２の工程では、前記燃料電池が運転停止状態にあり、かつ、前記開閉部が閉状態から開状態に移行したものと前記第１の工程において判定された場合に、前記掃気手段の作動状態を高作動音状態から低作動音状態へ切り換える、
請求項６に記載の燃料電池システムの制御方法。
【請求項９】
前記第２の工程では、前記移動体の状態又は前記燃料電池の状態に対応づけられた制御データに基づいて、前記掃気手段の前記高作動音状態での作動時間と前記低作動音状態での作動時間とを設定する、
請求項８に記載の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、燃料電池システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、反応ガス（燃料ガス及び酸化ガス）の供給を受けて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムが提案され、実用化されている。かかる燃料電池システムで発電を行うと、電気化学反応により燃料電池の内部で水分が生成されるが、この水分が燃料電池内の反応ガス流路に滞留して、反応ガスの流れが妨げられる場合がある。また、氷点下等の低温環境下で燃料電池システムを運転させる際には、燃料電池の電極（触媒層や拡散層）の内部に存在する水分が凍結して、始動性能が著しく低下する場合がある。
【０００３】
このように燃料電池の内部で生成される水分に起因する種々の問題を解決するため、近年においては、燃料電池の運転停止時に、燃料電池内の湿潤状態に応じて反応ガス流路に乾燥酸素や乾燥水素を供給することにより、燃料電池内の水分を除去する技術（掃気技術）が提案されている。
【０００４】
一方、燃料電池は、各種移動体（車両、ロボット、船舶、航空機等）に搭載されて駆動源としての機能を果たす場合があるが、燃料電池内へのガス供給手段として用いられるエアコンプレッサは、その駆動時の騒音によって、移動体の乗員の快適性を損なうという問題があった。そこで、燃料電池内へのガス供給中の騒音に起因する乗員の不快感を軽減するために、エアコンプレッサの回転速度を急速に上昇させないように制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２５４９５号公報
【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、特許文献１に記載された制御方法では、走行中に移動体から発生する他の騒音（走行騒音）との対比でエアコンプレッサの騒音が耳障りにならないようにされてはいるものの、燃料電池が運転停止した際の掃気による騒音、特に、停止した移動体からその外部に出たときに乗員が感じる騒音による不快感は軽減されていなかった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、移動体に配設された燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、燃料電池の運転停止時の掃気手段の作動による騒音を適切に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、移動体に配設された燃料電池と、この燃料電池内の水分を外部に排出する掃気手段と、を備える燃料電池システムにおいて、移動体に設けられた開閉部の開閉状態に応じた作動音で作動するように掃気手段を制御する掃気制御手段を備えるものである。
【０００８】
かかる構成によれば、移動体に設けられた開閉部の開閉状態に応じて、掃気手段の作動音を調整して作動させることができる。従って、例えば、移動体の内部における作動音と外部における作動音のいずれが乗員の耳に入っているかに対応させて作動音を調整することができ、乗員にとって不快な騒音の発生を適切に抑制することができる。
【０００９】
また、前記燃料電池システムにおいて、開閉部が開状態にある場合に、開閉部が閉状態にある場合よりも作動音が低減されるように掃気手段を制御する掃気制御手段を採用することができる。
【００１０】
このようにすれば、移動体の開閉部が開状態にあることに起因して移動体外部からの騒音が移動体内部の乗員の耳に入ってくる場合においても、乗員の不快感を軽減することが可能となる。
【００１１】
また、前記燃料電池システムにおいて、燃料電池が運転停止状態にあり、かつ、開閉部が閉状態から開状態に移行した場合に、掃気手段の作動状態を高作動音状態から低作動音状態へ切り換える掃気制御手段を採用することができる。
【００１２】
このようにすれば、燃料電池が停止して開閉部が開状態となったときに乗員が感じる騒音を低減させることができ、乗員の不快感を軽減することができる。また、開閉部が開状態となるまでは高作動音状態（すなわち、高出力状態）で掃気手段を作動させることができるので、燃料電池停止後の掃気手段の作動時間を短縮することが可能となる。
【００１３】
また、前記燃料電池システムにおいて、移動体の状態又は燃料電池の状態に対応づけられた制御データを有し、この制御データに基づいて掃気手段の高作動音状態での作動時間と低作動音状態での作動時間とを設定する掃気制御手段を採用することができる。
【００１４】
このようにすれば、燃料電池内の水分量や温度環境、移動体の走行時間等の種々の条件を考慮して、より適切な掃気手段の作動パターンを設定することが可能となる。
【００１５】
また、前記燃料電池システムにおいて、移動体への乗降用のドアを有する開閉部を採用することができる。
【００１６】
このようにすれば、移動体のドアを開けて外へ出た時に乗員が感じる騒音を低減することができ、乗員の降車時の不快感を軽減することができる。
【００１７】
また、本発明に係る燃料電池システムの制御方法は、移動体に配設された燃料電池と、この燃料電池内の水分を外部に排出する掃気手段と、を備える燃料電池システムの制御方法において、移動体に設けられた開閉部の開閉状態を判定する第１の工程と、この第１の工程で判定された開閉状態に応じた作動音で掃気手段を作動させる第２の工程と、を備えるものである。
【００１８】
かかる方法によれば、移動体に設けられた開閉部の開閉状態に応じて、掃気手段の作動音を調整して作動させることができる。従って、例えば、移動体の内部における作動音と外部における作動音のいずれが乗員の耳に入っているかに対応させて作動音を調整することができ、乗員にとって不快な騒音の発生を適切に抑制することができる。
【００１９】
また、前記制御方法において、第２の工程では、開閉部が開状態にある場合に、開閉部が閉状態にある場合よりも作動音が低減されるように掃気手段を作動させることができる。
【００２０】
このようにすれば、移動体の開閉部が開状態にあることに起因して移動体外部からの騒音が移動体内部の乗員の耳に入ってくる場合においても、乗員の不快感を軽減することが可能となる。
【００２１】
また、前記制御方法において、第１の工程では、燃料電池が運転停止状態にあり、かつ、開閉部が閉状態から開状態に移行したか否かを判定し、第２の工程では、燃料電池が運転停止状態にあり、かつ、開閉部が閉状態から開状態に移行したものと第１の工程において判定された場合に、掃気手段の作動状態を高作動音状態から低作動音状態へ切り換えることができる。
【００２２】
このようにすれば、燃料電池が停止して開閉部が開状態となったときに乗員が感じる騒音を低減させることができ、乗員の不快感を軽減することができる。また、開閉部が開状態となるまでは高作動音状態（すなわち、高出力状態）で掃気手段を作動させることができるので、燃料電池停止後の掃気手段の作動時間を短縮することが可能となる。
【００２３】
また、前記制御方法において、第２の工程では、移動体の状態又は燃料電池の状態に対応づけられた制御データに基づいて、掃気手段の高作動音状態での作動時間と低作動音状態での作動時間とを設定することができる。
【００２４】
このようにすれば、燃料電池内の水分量や温度環境、移動体の走行時間等の種々の条件を考慮して、より適切な掃気手段の作動パターンを設定することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、移動体に配設された燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、燃料電池の運転停止時の掃気手段の作動による騒音を適切に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る燃料電池システム１について説明する。本実施形態においては、本発明を移動体としての燃料電池車両１００（図２）の車載発電システムに適用した例について説明することとする。
【００２７】
まず、図１〜図４を用いて、本発明の実施形態に係る燃料電池システム１の構成について説明する。本実施形態に係る燃料電池システム１は、図１に示すように、反応ガス（酸化ガス及び燃料ガス）の供給を受けて電力を発生する燃料電池１０を備えるとともに、燃料電池１０に酸化ガスとしての空気を供給する酸化ガス配管系２、燃料電池１０に燃料ガスとしての水素ガスを供給する水素ガス配管系３、システム全体を統合制御する制御装置４等を備えている。
【００２８】
燃料電池１０は、反応ガスの供給を受けて発電する単電池を所要数積層して構成したスタック構造を有している。燃料電池１０により発生した電力は、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１に供給される。ＰＣＵ１１は、燃料電池車両１００のトラクションモータ１２に電力を供給するインバータ、コンプレッサモータや水素ポンプ用モータなどの各種補機類に電力を供給するインバータ、二次バッテリへの充電や二次バッテリからのモータ類への電力供給を行うＤＣ−ＤＣコンバータ等を備えている。
【００２９】
酸化ガス配管系２は、加湿器２０により加湿された酸化ガス（空気）を燃料電池１０に供給する空気供給流路２１と、燃料電池１０から排出された酸化オフガスを加湿器２０に導く空気排出流路２２と、加湿器２１から外部に酸化オフガスを導くための排気流路２３と、を備えている。空気供給流路２１には、大気中の酸化ガスを取り込んで加湿器２０に圧送するコンプレッサ２４が設けられている。コンプレッサ２４の動作は、制御装置４により制御される。
【００３０】
水素ガス配管系３は、高圧の水素ガスを貯留した燃料供給源としての水素タンク３０と、水素タンク３０の水素ガスを燃料電池１０に供給するための水素供給流路３１と、燃料電池１０から排出された水素オフガスを水素供給流路３１に戻すための循環流路３２と、を備えている。
【００３１】
水素供給流路３１には、水素タンク３０からの水素ガスの供給を遮断又は許容する遮断弁３３と、水素ガスの圧力を調整するレギュレータ３４と、が設けられている。本実施形態においては、ステップモータにより供給圧力の目標値を変更することができる可変調圧式のレギュレータ３４を採用している。遮断弁３３及びレギュレータ３４の動作は制御装置４により制御される。
【００３２】
循環流路３２には、気液分離器３５及び排気排水弁３６を介して、排出流路３７が接続されている。気液分離器３５は、水素オフガスから水分を回収するものである。排気排水弁３６は、制御装置４からの指令によって作動することにより、気液分離器３５で回収した水分と、循環流路３２内の不純物を含む水素オフガスと、を外部に排出（パージ）するものである。また、循環流路３２には、循環流路３２内の水素オフガスを加圧して水素供給流路３１側へ送り出す水素ポンプ３８が設けられている。なお、排出流路３７内のガスは、図示されていない希釈器によって希釈されて、排気流路２３内のガスと排出管３９において合流するようになっている。
【００３３】
燃料電池１０は、図２に示すように、燃料電池車両１００の前後方向略中央部に配置された状態で車体に固定されている。燃料電池１０に接続された各種配管（排気流路２３、排出流路３７、排出管３９等）は、燃料電池車両１００の前後方向略中央部から後方に向けて配設されている。また、燃料電池１０の内部のガス流路内を流れる水分の排出口は、燃料電池１０の後方に設けられている。
【００３４】
また、燃料電池車両１００には、乗降用のドア５０と、乗員の操作等に応じてドア５０を開閉するための図示していないドア開閉装置と、ドア５０の開閉状態を検出する検出手段としての図示していない開閉センサと、が設けられている。ドア５０は、本発明における開閉部の一実施形態に相当するものである。
【００３５】
ドア５０は、燃料電池車両１００の車体に設けられた開口（乗降口）を開閉可能に構成されており、例えば、一端がヒンジ機構により車体に連結された蝶番式のドアや、乗降口に沿ってスライド駆動されるスライド式のドア等を採用することができる。ドア開閉装置は、乗員による操作を受け付けるドアリモコンやドアハンドルスイッチ等の操作部、操作部からの信号等に応じてドア５０を開閉駆動させる駆動部、等を有する。なお、ドア開閉装置は、操作部からの信号以外に、燃料電池車両１００の制御装置４からの信号に応じてドア５０を開閉駆動してもよい。開閉センサは、例えばドア５０の開度を検出するものであり、ヒンジ機構の回動量を検出するエンコーダや、ドア５０の位置検出を行うホールＩＣ等を採用することができる。開閉センサから出力されたドア５０の開閉状態に係る情報は、制御装置４に伝送され、掃気制御に用いられることとなる。
【００３６】
制御装置４は、図示していない車両のアクセル信号（要求負荷）等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。なお、制御装置４は、図示していないコンピュータシステムによって構成されている。かかるコンピュータシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、入出力インタフェース及びディスプレイ等を備えるものであり、ＲＯＭに記録された各種制御プログラムをＣＰＵが読み込んで実行することにより、各種制御動作が実現されるようになっている。
【００３７】
具体的には、制御装置４は、コンプレッサ２４、遮断弁３３及びレギュレータ３４を駆動制御して燃料電池１０内にガス（酸化ガス及び水素ガス）を供給することにより、燃料電池１０内の水分を外部に排出する「掃気」を実施する。すなわち、コンプレッサ２４、遮断弁３３、レギュレータ３４及び制御装置４は、本発明における掃気手段の一実施形態を構成する。掃気が実施されると、燃料電池１０内に残存した水分は、空気排出流路２２や循環流路３２に排出され、排気流路２３、排出流路３７及び排出管３９を経由して燃料電池車両１００の外部に排出される。なお、制御装置４は、掃気を実施する際には、加湿器２０による酸化ガスの加湿を一時的に抑制ないし停止する。
【００３８】
本実施形態における制御装置４は、燃料電池１０の運転停止時（発電停止時）に行われる掃気制御において、燃料電池車両１００に設けられたドア５０の開閉状態に応じた適切な作動音で作動するように掃気手段を制御する。すなわち、制御装置４は、本発明における掃気制御手段の一実施形態として機能する。
【００３９】
制御装置４は、燃料電池１０の運転停止時（発電停止時）に、開閉センサにより検出されたドア５０の開閉状態に係る情報に基づき、図３に示すような作動パターンで掃気手段の制御を行う。
【００４０】
具体的には、制御装置４は、図３に示すように、ドア５０が完全に閉鎖された状態（閉状態：ドア５０の開度が０の状態）にある場合にコンプレッサ２４を高回転で駆動させるとともに、これに応じて遮断弁３３及びレギュレータ３４を適切に駆動制御して、燃料電池１０内の水分の外部への排出速度を、後述する低出力掃気よりも相対的に高くする高出力掃気を行う。一方、ドア５０が完全に閉鎖されていない状態（開状態：ドア５０の開度が０でない状態）にあるときには、コンプレッサ２４を開状態における回転数（高回転）よりも相対的に回転数の低い低回転で駆動させるとともに、これに応じて遮断弁３３及びレギュレータ３４を適切に駆動制御して、燃料電池１０内の水分の外部への排出速度を、開状態よりも相対的に低くする低出力掃気を行う。このようにすると、ドア５０が開状態にあるときには、ドア５０が閉状態にあるときよりもコンプレッサ２４等の作動音が相対的に低減されることになる。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、燃料電池１０が運転停止した後、所定時間経過後に乗員がドア５０を開けて車外に出ることを想定している。そして、乗員が車外に出たときに掃気手段の作動による騒音から感じる不快感を軽減するために、制御装置４は、ドア５０が開けられる前は掃気手段を高出力掃気で作動させるとともに、一旦ドア５０が開けられた後は低出力掃気に切り換えて、その後はドア５０が開けられる前と比較して相対的に低い作動音で掃気手段を作動させて掃気を完了するという作動パターンで作動手段を制御する。
【００４２】
また、制御装置４は、図４に示すようなマップを用いて、図３の作動パターンにおける掃気手段の作動時間を設定している。制御装置４は、掃気を行う際には、燃料電池１０内の水分の除去が完了した時点で掃気手段の作動を停止することにより、不必要に長く掃気手段が作動されてエネルギーが浪費されることを抑制するとともに、燃料電池１０内が過度に乾燥することによるドライアップ（電解質膜の水分不足）の発生を抑制している。そのため、図４に示すマップには、高出力掃気から低出力掃気に切り換えるという作動パターンにおいて、燃料電池１０内の水分の適度な除去が丁度完了された適切なタイミングで掃気を停止するための、高出力掃気と低出力掃気の作動時間の組み合わせが定められている。
【００４３】
例えば、コンプレッサ２４が高回転（高出力掃気）で作動する時間（縦軸の目盛）がｔ１である場合に、制御装置４は、ｔ１に対応するマップ上の点Ｐ１の位置に基づき、低回転（低出力掃気）での作動時間（横軸の目盛）をＴ１に設定する。そして、制御装置４は、ｔ１とＴ１の組み合わせに基づき、図３上に実線で示される第１の作動パターンを設定する。同様に、例えば高回転（高出力掃気）での作動時間（縦軸の目盛）がｔ２である場合に、制御装置４は、図４のマップ上の点Ｐ２の位置に基づき、低回転（低出力掃気）での作動時間がＴ２を設定し、図３上に破線で示される第２の作動パターンを設定する。
【００４４】
本実施形態においては、開閉センサからの信号の伝送を受けた制御装置４が、掃気手段が高出力で作動開始した時点から、ドア５０の開閉状態が開状態に移行して掃気手段が低出力に切り換わった時点までの経過時間（高出力での作動時間）を算出し、算出された作動時間と、図４のマップと、を用いて、低出力掃気に切り換えた後の掃気手段の作動時間を適切に設定する。制御装置４は、図４のマップ上の各点に対応する作動パターンを設定することができる。
【００４５】
なお、掃気手段の作動により燃料電池１０内の水分の除去が完了するまでに要する時間は、掃気手段の出力以外に、燃料電池１０内に溜まった水分量や燃料電池１０内の温度条件・外気条件又は燃料電池車両１００の走行時間等の種々の条件によっても変動する。従って、制御装置４が、制御データとしてこのような種々の条件に応じた異なるマップを予め有していれば、状況に応じて適切なマップを選択して掃気手段の作動時間をより適切に設定することが可能となる。例えば、温度センサ等の出力に基づいて現時点での温度条件で最も適切なマップを選択し、これにより最適な掃気制御を行うことが可能となる。
【００４６】
続いて、図５のフローチャートを用いて、本実施形態に係る燃料電池システム１の運転停止後における掃気制御について説明する。
【００４７】
燃料電池システム１の通常運転時においては、水素タンク３０から水素ガスが水素供給流路３１を介して燃料電池１０の燃料極に供給されるとともに、加湿調整された空気が空気供給流路２１を介して燃料電池１０の酸化極に供給されることにより、発電が行われる。この際、燃料電池１０から引き出すべき電力（要求電力）が制御装置４で演算され、その発電量に応じた量の水素ガス及び空気が燃料電池１０内に供給されるようになっている。通常運転時においては燃料電池１０内が湿潤状態となっているため、運転を停止させると燃料電池１０内に水分が残留することとなる。本実施形態においては、かかる通常運転停止後に、燃料電池１０内の水分を外部に排出する「掃気」を実施する。
【００４８】
まず、制御装置４は、イグニッションスイッチのＯＦＦ操作等による運転停止信号の有無を判定する（運転停止判定工程：Ｓ１）。そして、制御装置４は、運転停止信号を検出した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、燃料電池１０の開閉センサからの出力に基づき、ドア５０の開度が０か否かを判定する（ドア開度判定工程：Ｓ２）。例えば、開閉センサとしてエンコーダを設けた場合には、エンコーダからのパルス信号に基づいてドア５０の開度を判定する。一方、制御装置４は、運転停止信号を検出しなかった場合には（Ｓ１：ＮＯ）、処理を終了する。
【００４９】
制御装置４は、ドア開度判定工程Ｓ２においてドア５０の開度が０であると判定した場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、掃気手段を所定時間だけ高出力で作動させる（高出力掃気工程：Ｓ３）。すなわち、コンプレッサ２４を予め定めた回転数（高回転）で駆動させ、これに応じて遮断弁３３及びレギュレータ３４を駆動制御して、燃料電池１０内にガス（酸化ガス及び水素ガス）を供給することにより、燃料電池１０内に残存した水分を外部に排出する。かかる高出力掃気工程Ｓ３を行う際には、制御装置４は排気排水弁３６を開放しておき、燃料電池１０から空気排出流路２２や循環流路３２に排出された水分を排気流路２３、排出流路３７及び排出管３９を経由させて燃料電池車両１００の外部に排出する。
【００５０】
高出力掃気工程Ｓ３に続いて、制御装置４は、図４のマップに基づき、高出力での最大掃気継続時間（図４のマップと縦軸との交点における縦軸の目盛ｔ０）が経過したか否かを判定する（高出力掃気時間判定工程：Ｓ４）。そして、制御装置４は、未だ最大作動継続時間が経過していないと判定した場合には（Ｓ４：ＮＯ）、制御装置４は、ドア開度判定工程Ｓ２に戻って処理を継続する。一方、制御装置４は、最大作動継続時間が既に経過したと判定した場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御装置４は処理を終了する。
【００５１】
一方、制御装置４は、ドア開度判定工程Ｓ２においてドア５０の開度が０でないと判定した場合に（Ｓ２：ＮＯ）、図４に示したマップと、現時点までの高出力掃気工程Ｓ３の継続時間と、に基づいて、高出力掃気から低出力掃気に切り換えた後の掃気手段の作動時間を設定する（低出力掃気時間設定工程：Ｓ５）。
【００５２】
低出力掃気時間設定工程Ｓ５に次いで、制御装置４は、掃気手段を低出力に切り換えて所定時間だけ作動させる（低出力掃気工程：Ｓ６）。すなわち、コンプレッサ２４を予め定めた回転数（低回転）で駆動させ、これに応じて遮断弁３３及びレギュレータ３４を駆動制御して、燃料電池１０内にガス（酸化ガス及び水素ガス）を供給することにより、燃料電池１０内に残存した水分を外部に排出する。低出力掃気工程Ｓ６における作動音は、高出力掃気工程Ｓ３における作動音よりも相対的に低減されている。
【００５３】
低出力掃気工程Ｓ６に続いて、制御装置４は、低出力作動時間設定工程Ｓ５で設定した作動時間がすでに経過したか否かを判定する（低出力掃気時間判定工程：Ｓ７）。そして、制御装置４は、設定した作動時間が未だ経過していないと判定した場合には（Ｓ７：ＮＯ）、低出力掃気工程Ｓ６に戻って処理を継続する。一方、制御装置４は、低出力掃気時間設定工程Ｓ５で設定した作動時間を既に経過していると判定した場合に（Ｓ７：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００５４】
なお、以上説明した掃気動作において、制御データとして参照される図４のマップを、燃料電池１０内に溜まった水分量や燃料電池１０内の温度条件、外気条件、あるいは燃料電池車両１００の走行時間等の種々の条件に基づいて選択してもよい。この場合には、水分量センサ、温度センサ、走行メータ等の信号に基づいてマップを選択する処理を行えばよい。
【００５５】
以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、燃料電池車両１００（移動体）に設けられたドア５０（開閉部）の開閉状態に応じて、燃料電池１０内の水分を外部に排出するための掃気手段（コンプレッサ２４、遮断弁３３、レギュレータ３４及び制御装置４）の作動時の出力（コンプレッサ２４の回転数等）を適度に調整し、これにより、掃気手段の作動音を調整することができる。従って、燃料電池車両１００の内部における作動音と外部における作動音のいずれを乗員が感じているかに対応させて適度な作動音で掃気を行うことができ、乗員を不快にするような騒音を抑制することができる。特に、ドア５０が開状態にある場合に、ドア５０が閉状態にある場合よりも作動音が低減されるように掃気手段を制御することにより、乗員が燃料電池車両１００のドア５０を開けて外部に出たときの騒音による不快感を軽減することができる。
【００５６】
また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、制御装置４（掃気制御手段）は、燃料電池１０が運転停止状態にあり、かつ、ドア５０が閉状態から開状態に移行したことを条件として、掃気手段の作動状態を高作動音状態から低作動音状態へ切り換えることができる。この結果、燃料電池１０が停止してドア５０が開いたときに乗員が感じる騒音を低減させることができ、乗員の不快感を軽減することができる。また、ドア５０が開くまでは高作動音状態で掃気手段を作動させることができるので、燃料電池１０の停止後の掃気手段の作動時間を短縮することが可能となる。
【００５７】
また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、制御装置４（掃気制御手段）は、燃料電池１０内の水分量や温度環境、燃料電池車両１００の走行時間などの種々の条件に対応づけられたマップ（制御データ）を有し、このマップに基づいて掃気手段の高作動音状態での作動時間と低作動音状態での作動時間の組み合わせを設定することが可能である。この結果、現在の燃料電池システム１の状況を考慮して、より適切な掃気手段の作動パターンを設定できる。特に、このようなマップに基づいて制御することにより、不必要に長く掃気手段が作動されてエネルギーが浪費されることを抑制するとともに、燃料電池１０内のドライアップ（電解質膜の水分不足）の発生を抑制することができる。
【００５８】
なお、以上の実施形態においては、移動体に設けられた乗降用のドアの開閉状態に応じて掃気時の作動音を調整した例を示したが、車両のウインドウの開閉に応じて掃気時の作動音を調整してもよい。このようにすれば、ウインドウを開けたときに車外から聞こえる騒音による不快感を軽減することが可能となる。かかる場合におけるウインドウは、本発明における開閉部の一実施形態に相当する。
【００５９】
また、以上の実施形態においては、ドア等の閉状態から開状態への移行時にのみ、高出力掃気（高作動音状態）から低出力掃気（低作動音状態）への切り換えを行っており、切り換え後は掃気完了まで低出力掃気（低作動音状態）で作動していたが、低出力掃気中に乗員が移動体内に搭乗したままドア等を再び閉めた場合には、再度、高出力掃気（高作動音状態）に切り換えるようにしてもよい。このようにすれば、掃気手段の作動時間をさらに短縮することが可能となる。
【００６０】
また、以上の実施形態においては、燃料電池１０の通常運転停止後に掃気制御を実施した例を示したが、通常運転中にパージ動作を実行する際に、開閉部の開閉状態に応じた掃気制御を実施することもできる。かかる場合、制御装置４は、図５のフローチャートにおける運転停止判定工程Ｓ１の代わりに、パージ動作を実行する時期か否かを判定するパージ判定工程を行う。そして、制御装置４は、パージ動作を実行する時期であると判定した場合に、ドア５０の開度を判定するドア開度判定工程Ｓ２を行う。ドア開度判定工程Ｓ２以降の処理は、前記実施形態と同様である。
【００６１】
また、以上の実施形態においては、燃料電池１０に設けた開閉センサからの出力に基づき、ドア５０の開度が０か否かの判定を行ってドア５０の開閉状態を判定するようにした例を示したが、開閉センサによってドア５０の開度を直接的に検出する代わりに、ドア開閉装置の駆動指令信号や、操作部からの信号に基づいてドア５０の開閉状態を判定してもよい。例えば、ドア駆動モータの駆動信号や、ドアリモコンの操作信号が検出された場合に、掃気手段の作動状態を高出力掃気から低出力掃気に切り換えても良い。このようにすれば、開閉センサを設ける必要がない。
【００６２】
また、以上の実施形態においては、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両に搭載した例を示したが、燃料電池車両以外の各種移動体（ロボット、船舶、航空機等）に本発明に係る燃料電池システムを搭載することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】図１に示した燃料電池システムが搭載された燃料電池車両の構成図である。
【図３】図１に示した燃料電池システムの掃気手段の作動パターンを示す概念図である。
【図４】図３に示した作動パターンを設定するための、高回転での作動時間と低回転での作動時間との組み合わせを表すマップである。
【図５】図１に示した燃料電池システムの運転停止後における掃気動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１…燃料電池システム、４…制御装置（掃気手段の一部、掃気制御手段）、１０…燃料電池、２４…コンプレッサ（掃気手段の一部）、３３…遮断弁（掃気手段の一部）、３４…レギュレータ（掃気手段の一部）、５０…ドア（開閉部）、１００…燃料電池車両（移動体）。
【図１】
2008186620.tif 000003
【図２】
2008186620.tif 000004
【図３】
2008186620.tif 000005
【図４】
2008186620.tif 000006
【図５】
2008186620.tif 000007