(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、燃料電池車両の走行開始後に燃料電池の発電電力が走行必要電力を下回ることを防止する。【解決手段】燃料電池の起動過程において、水素系排出弁の温度を検出することによって水素系排出弁が反応後の燃料ガスを大気に排出することができない状態にあるかどうかを判断する。排出ができない状態と判断された場合には、インバータ素子を全開として燃料電池の発電電力を車両駆動用モータに送電しないようにして、燃料電池車両の走行開始を防止する。【選択図】図２
2008097909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する車両駆動用の燃料電池と、
前記燃料電池の燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給流路と、
前記燃料電池の燃料極から反応後の燃料ガスを排出する燃料ガス排出流路に設けられ、反応後の燃料ガスの一部を大気に排出する排出弁と、
前記排出弁の状態を検出する排出弁状態検出手段と、
前記排出弁の開閉制御を行なう制御部と、
を含む燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記燃料電池システムの起動過程において、前記排出弁状態検出手段によって前記排出弁が反応後の燃料ガスを大気に排出することができない状態にあると判断した場合には、前記燃料電池の発電電力を車両駆動装置に送電しない送電禁止手段
を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
２次電池を備え、
前記送電禁止手段は、前記燃料電池の発電電力を前記２次電池に出力すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記送電禁止手段は、前記燃料電池と前記駆動装置との間に設けられた電力接続装置を遮断状態に保持すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項
に記載の燃料電池システムにおいて、
前記送電禁止手段は、前記燃料電池と前記車両駆動装置との間に設けられたインバータ回路を全開状態として、前記燃料電池と前記車両駆動装置とを接続しないこと
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記排出弁状態検出手段は、前記排出弁に取り付けられた温度センサであり、
前記制御部は、前記排出弁の温度が所定の温度以下である場合に、前記排出弁が反応後の燃料ガスを大気に排出することができない状態にあると判断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記排出弁状態検出手段は、前記排出弁に取り付けられた開度センサであり、
前記制御部は、前記排出弁の開度指令値と前記排出弁の開度センサからの開度信号とに差異がある場合に、前記排出弁が反応後の燃料ガスを大気排出することができない状態にあると判断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記排出弁状態検出手段は、前記燃料ガス排出流路に取り付けられた圧力センサであり、
前記制御部は、前記排出弁に開指令を出力する前後の前記燃料ガス排出流路の圧力に差異がない場合には、前記排出弁が反応後の燃料ガスを大気排出することができない状態にあると判断すること
を特徴とする燃料電池システム。
【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関し、特に燃料電池システムの起動時の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では、例えば、燃料には水素、酸化剤としては酸素を含む空気が用いられ、電気化学反応によって発電がされると共に酸化剤極側に水が生成され、酸化剤ガスの空気は大気へ排出される。また、燃料側電極を流れる水素ガスは、流路を流れている水素の一部が反応して消費されるので、水素ポンプによって水素を循環させる循環系統となっており、発電反応で消費された分の水素が外部の水素ガスタンクから水素の循環系統に供給されるようになっている。
【０００３】
このような、燃料電池システムでは、電気化学反応に使用されない窒素が含まれている空気を酸化剤として使用しているので、電気化学反応に使用されない窒素が空気側極の空気流路に滞留すると共に、拡散層及び電解質膜を通して水素側極にクロスリークしてくる。また、発電のための電気化学反応によって空気側極に生成される水分の一部が、拡散層及び電解質膜を通して水素側極にクロスリークしてくる。このように、運転中の燃料電池の水素側極には空気側極から窒素及び水分がクロスリークしてくる状態となっている。
【０００４】
ところが、水素系統は上記のように循環系統となっていることから、運転中に水素系統に入り込んだ窒素や水分は次第に水素循環系統内に蓄積され、水素以外の不純物濃度が増加してくる。このように水素系統中の不純物が多くなってくると水素分圧が低下し、発電量が低下してしまう。そこで、水素系統には水素側極で反応後の水素ガスを系統外に排出することによって、水素循環系統に滞留してきた窒素や水分等の不純物を系統外に排出する水素系排出弁を備える水素排出系統が設置されている。
【０００５】
この水素排出系統の水素系排出弁は、例えば、燃料電池の起動の際に開弁されて、水素側極の不純物ガスを排出して、水素側極の中の水素濃度を高めつつ発電量を増加していくことにも使用されている。そして、燃料電池の起動後は、この水素系排出弁は、例えば所定のシーケンスによって開閉され、水素側極の不純物を排出して発電量を維持するように動作する(例えば、特許文献１参照)。
【０００６】
燃料電池の水素系統には上記のように、水分が滞留してくる。そして、例えば、低温状態で燃料電池が停止している際には、上記の水素排出系統の中に滞留した水分が凍結して、水素系排出弁の開閉動作ができなくなる場合がある。すると、起動の際に水素側極の水素分圧を上昇させることができなくなるため、燃料電池の発電電力を維持することができなくなるという問題があった
【０００７】
このため、燃料電池の起動前に各部の温度などを測定して水素系統の水素系排出弁が凍結して動作できなない状態と判断された場合には、燃料電池の起動を禁止したり、燃料電池の起動を許可し、燃料電池の起動過程において燃料電池からの電力を水素系排出弁の解凍用ヒータに供給して水素系排出弁を加熱、解凍してフル出力まで起動したりする方法が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１７２０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された従来技術のように、水素系排出弁が凍結している場合に燃料電池の起動を禁止してしまうと、何らかの外部熱源によって水素系排出弁の解凍を行う装置が必要で、システムが複雑になってしまうという問題があった。
【００１０】
また、特許文献１に記載された、水素系排出弁が凍結状態であっても燃料電池の起動を許可し、燃料電池からの電力を水素系排出弁の解凍用ヒータに供給して水素系排出弁を加熱、解凍していく起動方法では、燃料電池の起動とともに燃料電池の発電電力は燃料電池を搭載した車両の駆動モータなどの駆動装置に出力されて燃料電池車を走行させることができるようになっている。しかし、燃料電池の起動後、水素系排出弁が解凍されて、水素側極の不純物ガスを排出して水素側極の中の水素分圧を高めることができるようになるまでは水素側極の水素分圧は低いままであり、燃料電池の発電電力も低い状態となっている。このように、燃料電池の発電電力が少ない状態で燃料電池車両の走行を開始した    場合、水素系排出弁が解凍される前に、燃料電池の発電電力が車両走行必要電力よりも少なくなってしまう場合がある。このような状態となると、車両の走行速度は運転者の意図に反して次第に低下し、場合によっては発電不能によって車両が路上にて停止してしまう場合がある。
【００１１】
本発明は、燃料電池車両の走行開始後に燃料電池の発電電力が走行必要電力を下回ることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する車両駆動用の燃料電池と、前記燃料電池の燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給流路と、前記燃料電池の燃料極から反応後の燃料ガスを排出する燃料ガス排出流路に設けられ、反応後の燃料ガスの一部を大気に排出する排出弁と、前記排出弁の状態を検出する排出弁状態検出手段と、前記排出弁の開閉制御を行なう制御部と、を含む燃料電池システムであって、前記制御部は、前記燃料電池システムの起動過程において、前記排出弁状態検出手段によって前記排出弁が反応後の燃料ガスを大気に排出することができない状態にあると判断した場合には、前記燃料電池の発電電力を車両駆動装置に送電しない送電禁止手段を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る燃料電池システムは、２次電池を備え、前記送電禁止手段は、前記燃料電池の発電電力を前記２次電池に出力すること、としても好適であるし、前記送電禁止手段は、前記燃料電池と前記駆動装置との間に設けられた電力接続装置を遮断状態に保持すること、としても好適であるし、前記送電禁止手段は、前記燃料電池と前記車両駆動装置との間に設けられたインバータ回路を全開状態として、前記燃料電池と前記車両駆動装置とを接続しないこと、としても好適である。
【００１４】
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、前記排出弁状態検出手段は、前記排出弁に取り付けられた温度センサであり、前記制御部は、前記排出弁の温度が所定の温度以下である場合に、前記排出弁が反応後の燃料ガスを大気に排出することができない状態にあると判断すること、としても好適であるし、前記排出弁状態検出手段は、前記排出弁に取り付けられた開度センサであり、前記制御部は、前記排出弁の開度指令値と前記排出弁の開度センサからの開度信号とに差異がある場合に、前記排出弁が反応後の燃料ガスを大気排出することができない状態にあると判断すること、としても好適であるし、前記排出弁状態検出手段は、前記燃料ガス排出流路に取り付けられた圧力センサであり、前記制御部は、前記排出弁に開指令を出力する前後の前記燃料ガス排出流路の圧力に差異がない場合には、前記排出弁が反応後の燃料ガスを大気排出することができない状態にあると判断すること、としても好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、燃料電池車両の走行開始後に燃料電池の発電電力が走行必要電力を下回ることを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好適な実施形態について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の燃料電池システム１０に係る実施形態を示す概略系統図である。図１において、実線は電気系統を示し、二重線は空気、水素などのガス系統を示し、１点鎖線は制御系統を示している。図１に示すように、本実施形態の燃料電池システム１０は酸化剤ガスとして酸素を含む空気を用い、燃料ガスとして水素を用いている。酸化剤ガスである空気は大気から吸気流量計や空気フィルタを介して空気吸込み管路１９から空気圧縮機１５に吸込まれ、空気圧縮機１５によって加圧された吐出空気は燃料電池１１の酸化剤極である空気側極１２に流入する。燃料電池１１の空気側極１２から燃料電池内に入った空気は、水素系統から供給された水素との発電反応によって酸素が減少する。そして反応の生成物である生成水が水蒸気あるいは水滴として空気中に増えてくる。反応後の水分量が増加した空気は燃料電池１１の空気排出管路２４に排出される。
【００１７】
燃料ガスである水素ガスは水素ガスタンク３１に貯留されている。水素は水素ガスタンク３１から水素供給管路３３によって燃料電池１１の燃料側極である水素側極１３に供給される。燃料電池１１に供給された水素の一部は空気側極１２に供給された酸化剤である空気中の酸素と反応して消費されるが、消費されなかった水素はクロスリークによって水素系統に入り込んだ窒素や水分と共に水素側極１３の水素排出管路３４からから排出された後、水素排出管路３４と水素供給管路３３とを接続する水素循環管路３５に設けられた水素循環ポンプ３６によって水素供給管路３３に再循環される。そして発電によって消費された水素分は水素ガスタンク３１から水素供給管路３３によって補充される。補充される水素ガスの量は水素ガス供給調節弁３２によって調節される。
【００１８】
上記のように、水素系統は循環系統となっているので、長時間運転していると空気側極１２からクロスリークしてくる窒素や水分などの不純物が濃縮されてくる。そこで、このような不純物がある程度濃縮されてきた場合には、水素排出管路３４に接続された水素系大気放出管路３９の水素系排出弁３８を開として所定量の水素ガスを水素系大気放出管路３９から外気に放出して水素系統内の水素分圧を上昇させる。水素系排出弁３８には水素系排出弁状態検出手段である温度センサ２６が設けられている。温度センサ２６は水素系排出弁３８の温度を連続して測定することができるものであれば熱電対でもよいし、電気抵抗式であってもよい。
【００１９】
燃料電池１１の空気側極１２と水素側極１３からは、それぞれ電力出力線４１ａ，４１ｂによって燃料電池１１の発電電力が出力されている。この電力出力線４１ａ，４１ｂはインバータ装置４７に接続されている。インバータ装置４７は内部に複数のスイッチング用のインバータ素子を備え、燃料電池１１から供給された直流を駆動用の三相交流に変換するものである。インバータ装置４７によって燃料電池１１の発電電力は車両駆動用の駆動電力に変換されて車両駆動用モータ４９に供給される。また、この燃料電池１１とインバータ装置４７との間の電力出力線４１ａ，４１ｂには、燃料電池１１の補機である空気圧縮機１５のモータ１６への電力供給線５１ａ，５１ｂと、水素循環ポンプ３６のモータ３７への電力供給線５３ａ，５３ｂが接続され、燃料電池１１の出力によって各補機を動作させるように構成されている。各モータ１６，３７への電力供給線５１ａ，５１ｂ，５３ａ，５３ｂの中間にインバータ装置を設けて、各モータを交流によって駆動するように構成されていてもよい。
【００２０】
更に、この燃料電池１１とインバータ装置４７との間の電力出力線４１ａ，４１ｂには、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３には２次電池４５が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は２次電池４５への充電及び２次電池４５からの放電を制御する。
【００２１】
温度センサ２６、各調節弁３２，３８、燃料電池１１の各状態量、空気圧縮機１５、水素循環ポンプ３６の各モータ１６，３７などの状態量は、すべて制御部６１に接続されており、温度センサ２６からの計測値は制御部６１に入力され、制御部６１は各調節弁３２，３８の開度指令、各モータ１６，３７の回転数指令、インバータ装置４７、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の制御信号を出力して燃料電池システム１０全体の制御を行う。制御部６１はＣＰＵや記憶部を含みソフトウェアによって全体の制御を行うようになっていても良いし、電気回路を組み合わせて制御を行うようになっていても良い。また、制御部６１には車両の走行状態や必要要求付加など車両からのデータが入力されるようになっていても良い。また、制御部６１には制御動作に必要な制御マップなどの制御データを保持している記憶部６３がデータバス６５によって接続されている。
【００２２】
図２を参照しながら、本実施形態の動作について説明する。図２のステップＳ１０１に示すように、制御部６１は、燃料電池１１の水素系排出弁３８の状態に係らず、燃料電池車両のイグニッションキーがＯＮの状態となったときには燃料電池１１を起動する。図２のステップＳ１０２に示すように、制御部６１は燃料電池１１の起動後、水素系排出弁３８に取り付けられた温度センサ２６からの信号によって水素系排出弁３８の温度を取得する。そして、図２のステップＳ１０３に示すように、制御部６１は、取得した水素系排出弁３８の温度が所定の温度以下で反応後の水素ガスを排出できない状態になっているかどうかを判断する。所定の温度は、水素系排出弁３８が開弁動作でき、反応後の水素ガスを大気に排出できる状態であるかどうかを判断する温度であって、例えば、氷点温度の０℃としてもよいし、氷点温度に計測、制御のマージンを持たせて５℃のように一定の値に設定しても良いし、外気温度などによって可変としても良い。可変とする場合には、外気温度等と所定の温度との関係をマップ等にして、これを記憶部６３に格納し、このマップに基づいて可変とするようにしてもよい。
【００２３】
図２のステップＳ１０３において、制御部６１が水素系排出弁３８の温度は所定の温度以下で凍結により、反応後の水素ガスを排出することができないと判断した場合には、図２のステップＳ１０６に示すように、制御部６１は、インバータ装置４７にインバータ素子を全て開状態とする指令を出力する。この指令によって、インバータ装置４７は内部に備えている全てのインバータ素子の回路を開状態として、燃料電池１１と車両駆動用モータ４９の電気的接続を遮断して、燃料電池１１の発電電力を車両駆動用モータ４９へ送電することができない状態とする。
【００２４】
図２のステップＳ１０７に示すように、制御部６１はＤＣ／ＤＣコンバータ４３にＤＣ／ＤＣコンバータ４３を２次電池４５の蓄電モードとする指令を出力する。この指令によってＤＣ／ＤＣコンバータ４３は燃料電池１１からの電気出力を２次電池４５に蓄電するように動作する。
【００２５】
水素系排出弁３８から反応後の水素ガスの排出ができない状態で起動された燃料電池１１は自己発熱による暖機運転状態となっているが、この状態でも発電反応によって電力を出力し続けている。燃料電池１１によって発電される発電電力は、空気圧縮機１５のモータ１６と水素循環ポンプ３６のモータ３７によって消費される。そして、図２のステップＳ１０８に示すように、各モータ１６，３７の必要駆動電力以上に発電がされた場合は、電力は電力出力線４１ａ，４１ｂからＤＣ／ＤＣコンバータ４３に流入し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３から２次電池４５に流れ、２次電池４５に蓄電される。この運転の間にも、燃料電池１１は発電による自己発熱によってその温度が上昇し、それに従って水素系排出弁３８の温度も上昇する。
【００２６】
そこで制御部６１は図２のステップＳ１０２に戻り、水素系排出弁３８の温度を取得して、図２のステップＳ１０３に示すように水素系排出弁３８の温度が所定の温度以上となって反応後の水素ガスを排出することができる状態となっているかどうかを判断する。このように制御部６１は、図２のステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０６からＳ１０８に示すループを繰り返して実行して水素系排出弁３８の温度が所定の温度に上昇したかどうかを監視する。この際、図２のステップＳ１０６からＳ１０８では、制御部６１からの指令によってインバータ装置４７、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の動作の変更は行なわれず、２次電池４５への蓄電モードが保持されるように動作となる。
【００２７】
上記のように、燃料電池１１の自己発熱によって水素系排出弁３８の温度も上昇してくるので、燃料電池１１の起動の後、ある程度の時間が経過すると、水素系排出弁３８の温度は先に説明した所定の温度に上昇してくる。
【００２８】
そして、図２のステップＳ１０３において、制御部６１が水素系排出弁３８の温度は所定の温度以上で凍結しておらず、反応後の水素ガスを排出することができると判断した場合には、図２のステップＳ１０４に示すように、制御部６１はインバータ装置４７の駆動を許可する指令を出力する。この指令によって、インバータ装置４７のインバータ素子はスイッチング動作を開始することができる状態となる。制御部は、図２のステップＳ１０５に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を充放電モードとして燃料電池１１の発電電力が駆動等に必要な電力以上の場合には２次電池４５に蓄電し、逆に燃料電池１１の発電電力が必要電力以下の場合には２次電池４５から車両駆動用モータ４９に電力を出力できるようなモードに切り替える。これによって、燃料電池１１の発電電力はインバータ装置４７によって車両駆動用モータ４９の駆動電力を供給することができる状態となって、燃料電池車両の走行が可能となる。水素系排出弁３８が凍結していないので、水素系排出弁３８の開閉によって燃料電池１１の水素側極１３の水素分圧を上昇させて燃料電池１１の発電電力を上昇させていくことができるため、燃料電池車両が走行を開始した後に安定して走行に必要な電力を車両駆動装置である車両駆動用モータ４９に供給することができる。
【００２９】
以上説明した実施形態では、燃料電池１１の起動後、水素系排出弁３８の温度が所定の温度以上となって、その開閉によって反応後の水素ガスの排出ができるようになった状態まで、燃料電池１１からの発電電力を車両駆動用モータ４９に送電できないようにしているので、水素系排出弁３８から反応後の水素ガスの排出ができない場合には、燃料電池車両が走行できない状態となっている。このため、水素系排出弁３８から反応後の水素ガスの排出ができない状態のまま、燃料電池車両が走行することが無く、燃料電池車両の走行開始後に燃料電池の発電電力が走行必要電力を下回ることを防止することができるという効果を奏する。また、燃料電池１１の温度上昇中に発電される過剰な電力を２次電池４５に蓄電し、その電力を走行時の電力として使用することができることから、エネルギーを有効に利用することができるという効果を奏する。
【００３０】
図３、図４を参照しながら第２の実施形態について説明する。先に説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図３は第２の実施形態の燃料電池システムの系統図である。本実施形態では、水素系排出弁３８の状態検出手段として水素系排出弁３８の弁開度を検出する開度センサ２８が設けられている。開度センサ２８は水素系排出弁３８の弁棒の移動量から弁開度を連続的に検出する位置検出器やリニアセンサであってもよいし、弁の全開、全閉の状態の信号を出力するようなリミットスイッチ等でも良い。また、本実施形態では、水素系排出弁３８の状態検出手段として水素排出管路３４に圧力を測定する圧力センサ２７が取り付けられている。圧力センサ２７は連続的に水素排出管路３４の圧力の測定ができるものであれば圧電式やダイヤフラム式などの圧力センサであってもよい。本実施形態では、電力出力線４１ａの燃料電池１１とインバータ装置４７との間にあって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３とインバータ装置４７との間に電力出力線４１ａの接続を遮断することができる遮断器４２が取り付けられている。図３では、遮断器４２は一方の電力出力線４１ａに取り付けられているが、他方の電力出力線４１ｂに取り付けてもよい。遮断器は制御部６１からの指令によって電力出力線４１ａの接続を機械的に切り離して電気的に遮断状態とするスイッチの一種である。以上説明した他は、先に説明した実施形態と同様の構成となっている。
【００３１】
図４を参照しながら、第２の実施形態の動作について説明する。図２で説明した先の実施形態と同様の動作についての説明は省略する。制御部６１は、図４のステップＳ２０１に示すように燃料電池１１を起動させた後、図４のステップＳ２０２に示すように、水素系排出弁３８に開弁指令を出力する。この開弁指令によって水素系排出弁３８のアクチュエータが動作して水素系排出弁３８を開状態としようとする。次に、制御部６１は、図４のステップＳ２０３に示すように、水素系排出弁３８に取り付けられた開度センサ２８からの信号によって水素系排出弁３８の弁開度を取得する。そして、制御部６１は、図４のステップＳ２０４に示すように、開度指令値と開度センサ２８から取得された実際の開度との間に差異があるかどうかを判断する。差異の判断は２つの信号の間の差異が所定の誤差範囲内であれば差異が無いものと判断し、２つの信号の差異が所定の誤差範囲を超えている場合には、差異があるものと判断する。所定の誤差範囲は、例えば、指令値の数％というようにしても良いし、水素系排出弁３８が全開、全閉運用であり、開度センサ２８がリミットスイッチの場合には、信号のＯＮ、ＯＦＦの差異によって判断するようにしても良い。
【００３２】
制御部６１は水素系排出弁３８の弁開指令の指令値と実開度に差異がある場合には、水素系排出弁３８は凍結固着状態で開動作ができず、反応後の水素ガスを排出することができない状態にあるものと判断する。そして、図４のステップＳ２０８に示すように、制御部６１は遮断器４２に電力出力線４１ａを遮断するよう遮断指令を出力する。この指令によって遮断器４２は機械的に電力出力線４１ａの接続を遮断して、車両駆動用モータ４９に燃料電池１１の発電電力を送電できない状態とする。そして、図４のステップＳ２０９，２１０に示すように、制御部６１はＤＣ／ＤＣコンバータ４３にＤＣ／ＤＣコンバータ４３を２次電池４５への蓄電モードとして燃料電池１１からの電気出力を２次電池４５に蓄電するようにする。
【００３３】
また、図４のステップＳ２０４に示すように、制御部６１は水素系排出弁３８の弁開指令の指令値と実開度に差異がない場合には、水素系排出弁３８は開動作ができ、反応後の水素ガスを排出することができる状態にあるものと判断する。そして、図４のステップＳ２０５に示すように、制御部６１は、遮断器４２を全閉とする指令を遮断器４２に出力する。この指令によって遮断器４２は機械的に電力出力線４１ａを接続して、車両駆動用モータ４９に燃料電池１１の発電電力を送電できる状態とする。
【００３４】
制御部６１は、図４のステップＳ２０６，Ｓ２０７に示すように、インバータ装置４７の動作を開始させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を充放電モードとして、燃料電池１１の発電電力をインバータ装置４７によって駆動用電力に変換して車両駆動用モータ４９に供給することができる状態となって、燃料電池車両の走行が可能となる。
【００３５】
以上説明した、第２の実施形態では、先に説明した実施形態の効果に加えて、開度センサ２８によって水素系排出弁３８の実開度を検出し、その信号に基づいて弁の開閉可能と反応後の水素ガスの排出が可能かどうかを判断しているので、温度のみでの判断よりも確実に水素系排出弁３８の状態を判断することができるという効果を奏する。また、遮断器４２によって機械的に電力出力線４１ａの遮断を行なうことによって車両駆動用モータ４９への送電を遮断していることから、送電の遮断が確実で、より確実に水素系排出弁３８から反応後の水素ガスの排出ができない状態のまま燃料電池車両が走行することを防止することができるという効果を奏する。
【００３６】
図５を参照しながら、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の系統構成は先に説明した第２の実施形態と同様である。また第２の実施形態と同様の動作についての説明は省略する。制御部６１は、図５のステップＳ３０１に示すように燃料電池１１を起動させた後、図５のステップＳ３０２に示すように、圧力センサ２７によって水素系排出弁３８に開弁指令を出力する前の水素排出管路３４の圧力を取得して記憶部６３に格納する。そして、制御部６１は図５のステップＳ３０３に示すように水素系排出弁３８に開弁指令を出力して水素系排出弁３８を開弁しようとする。その後、図５のステップＳ３０４に示すように、制御部６１は、水素系排出弁３８に開弁指令を出力した後の水素排出管路３４の圧力を取得して記憶部６３に格納する。先の開弁指令によって水素系排出弁３８が実際に開弁されている場合には、開弁指令後の圧力は開弁指令前の圧力よりも低くなり、開弁されていないときには開弁指令後の圧力と開弁指令前の圧力は略等しくなる。制御部６１は、図５のステップＳ３０５に示すように、先に記憶部６３に格納した、水素系排出弁３８に開弁指令を出力する前の水素排出管路３４の圧力と、水素系排出弁３８に開弁指令を出力した後の水素排出管路３４の圧力とのデータを記憶部６３から取得して比較する。そして、２つの圧力の間に差異があるかどうかを判断する。差異の判断は２つの信号の間の差異が所定の誤差範囲内であれば差異が無いものと判断し、２つの信号の差異が所定の誤差範囲を超えている場合には、差異があるものと判断する。所定の誤差範囲は、例えば、測定圧力の数％というようにしても良いし、一定の値としても良い。
【００３７】
制御部６１は、２つの圧力の間に差異がない場合には、水素系排出弁３８は開弁できず反応後の水素ガスを排出することができない状態となっていると判断し、２つの圧力に差異がある場合には水素系排出弁３８が開弁して反応後の水素ガスを排出することができる状態となっていると判断する。水素系排出弁３８の状態検出後の送電禁止手段は、図２で説明したものと同様、インバータ装置４７のインバータ素子を全開して車両駆動用モータへの送電を遮断するものである。また、この送電遮断は第２の実施形態と同様に遮断器４２によって行なうこととしても良い。
【００３８】
以上説明した第３の実施形態は、先に説明した実施形態に加えて、水素系排出弁３８にセンサを取り付けけることなく、燃料電池１１の運転に必要な圧力センサ２７を流用して水素系排出弁３８の状態取得ができることから、システムを簡略化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの実施形態を示す制御系統図である。
【図２】本発明に係る燃料電池システムの実施形態において、起動過程を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る燃料電池システムの第２の実施形態を示す制御系統図である。
【図４】本発明に係る燃料電池システムの第２の実施形態において、起動過程を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る燃料電池システムの第３の実施形態において、起動過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１０  燃料電池システム、１１  燃料電池、１２  空気側極、１３  水素側極、１５  空気圧縮機、１６，３７  モータ、１９  空気吸込み管路、２３  空気供給管路、２４  空気排出管路、２６  温度センサ、２７  圧力センサ、２８  弁開度センサ、３１  水素ガスタンク、３２  水素供給調節弁、３３  水素供給管路、３４  水素排出管路、３５  水素循環管路、３６  水素循環ポンプ、３８  水素系排出弁、３９  水素系大気放出管路、４１，４１ａ，４１ｂ  電力出力線、４２  遮断器、４３  ＤＣ／ＤＣコンバータ、４５  ２次電池、４７  インバータ装置、４９  車両駆動用モータ、５１ａ，５１ｂ，５３ａ，５３ｂ  電力供給線、６１  制御部、６３  記憶部、６５  データバス。
【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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