(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインバスによって互いに接続された燃料電池とモーターと高電圧バッテリーを含む燃料電池車両の始動制御方法であって、
制御部で燃料電池に水素と空気を供給するための制御を開始する始動準備段階と、
制御部で、メインバス端と高電圧バッテリーとの間に設けられたコンバーターのメインバス端側の制御電圧を所定の最低制御電圧に設定する電圧準備段階と、
制御部が燃料電池のメインバス端側の出力電圧とコンバーターのメインバス端側の制御電圧とを比較し、比較結果に応じて制御部で燃料電池への空気供給量を調節するメイン制御段階とを含んでなることを特徴とする、燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項２】
前記始動準備段階は、制御部が燃料電池に水素と空気を供給するための水素バルブと空気供給バルブを開放制御する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項３】
前記メイン制御段階は、燃料電池のメインバス端側の出力電圧がコンバーターのメインバス端側の制御電圧に維持される場合、燃料電池への空気供給量を増加させる段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項４】
前記メイン制御段階は、燃料電池のメインバス端側の出力電圧がコンバーターのメインバス端側の制御電圧よりも大きい場合、燃料電池への空気供給量を減少させる段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項５】
前記メイン制御段階は、制御部で高電圧バッテリーが最大充電状態であるかを判断し、高電圧バッテリーが最大充電状態ではない場合、燃料電池への空気供給量を増大させる段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項６】
前記メイン制御段階は、制御部で高電圧バッテリーの充電量を所定の最大充電量と比較して高電圧バッテリーの最大充電状態を判断する段階を含むことを特徴とする、請求項５に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項７】
前記メイン制御段階は、制御部で高電圧バッテリーの充電電流を所定の最大充電電流と比較して高電圧バッテリーの最大充電状態を判断する段階を含むことを特徴とする、請求項５に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項８】
前記メイン制御段階は、制御部で高電圧バッテリーが最大充電状態であるかを判断し、高電圧バッテリーが最大充電状態ではない場合、燃料電池への空気供給量を増大させ、高電圧バッテリーが最大充電状態であり且つ燃料電池のメインバス端側の出力電圧が最低制御電圧よりも大きい場合、燃料電池への空気供給量を減少させる段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項９】
前記制御部は、予め設定された一定の時間間隔でメイン制御段階を行うことを特徴とする、請求項８に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１０】
前記メイン制御段階は、高電圧バッテリーが最大充電状態であり且つ燃料電池のメインバス端側の出力電圧が最低制御電圧以下である場合、制御部が、燃料電池のメインバス端側の出力電圧が前のメイン制御段階での出力電圧よりも増加した場合には燃料電池への空気供給量を減少させ、燃料電池のメインバス端側の出力電圧が前のメイン制御段階での出力電圧よりも減少した場合には燃料電池への空気供給量を増加させる段階を含むことを特徴とする、請求項９に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１１】
前記制御部は、予め設定された一定の時間間隔でメイン制御段階を行い、前のメイン制御段階と次のメイン制御段階との間にサブ制御段階を行い、サブ制御段階は、前のメイン制御段階で行われた空気供給量の制御に応じて空気供給量を制御する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１２】
前記サブ制御段階は、前のメイン制御段階で空気供給量を増大させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を維持する段階を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１３】
前記サブ制御段階は、前のメイン制御段階で空気供給量を減少させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を第１減少量だけ減少させる段階を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１４】
前記第１減少量は、前のメイン制御段階における空気供給量の減少量よりも小さいことを特徴とする、請求項１３に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１５】
前記サブ制御段階は、前のメイン制御段階で空気供給量を維持させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を第２減少量だけ減少させる段階を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１６】
前記サブ制御段階は、前のメイン制御段階で空気供給量を維持させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を第２減少量だけ減少させる段階を含むが、第２減少量は第１減少量よりも小さいことを特徴とする、請求項１３に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１７】
前記メイン制御段階は、制御部が、燃料電池の空気出口開放バルブを制御することにより、燃料電池への空気供給量を調節する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１８】
前記メイン制御段階は、制御部が、燃料電池の前段に位置するブロワーの回転数を維持した状態で燃料電池の空気出口開放バルブを制御することにより、燃料電池への空気供給量を調節する段階を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【請求項１９】
前記燃料電池の空気出口開放バルブは燃料電池の前段に位置する加湿器の後段の空気排出バルブであることを特徴とする、請求項１７に記載の燃料電池車両の始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の電圧を低く制御することにより、冷間始動における始動性を迅速に確保することができるようにする、燃料電池車両の始動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温始動の際には、燃料電池をできる限り低電圧と高電流で運転するのが有利であるが、同じ出力状態でシステムが許容する最も低い電圧に電圧を制御すると、最大限に高い電流を出力して燃料電池を昇温することができる。
また、車両の定常走行中にも燃料電池の特定の出力以下で定電圧運転制御を行うと、燃料電池の高電位状態を最小化して耐久性を向上させることができる。
燃料電池は、出力電流と出力電圧との間に相関関係を持つ。燃料ガス（空気と水素）の供給が十分である場合には、出力電流を増加させると、出力電圧は様々な分極現象によって低くなる。これを「I−V特性」という。
【０００３】
したがって、燃料電池システムにおいて、燃料電池の電圧は燃料電池の電流負荷によって決定される。従来は、冷間始動状態のように、車両の負荷変動があっても燃料電池の電圧を一定の電圧以下に維持する必要性が発生した場合には、水素燃料ガスを高精度制御することにより、燃料電池の電圧を一定に保つようにする制御を行っていた。
ところが、このような場合、燃料電池の電圧を十分に下げることができないため、冷間始動に必要な燃料電池の高速昇温には限界があるという問題点があった。
前述の背景技術として説明された事項は、本発明の背景に対する理解増進のためのものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者に公知の従来の技術に該当することを認めるものと受け入れられてはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国特許公開１０−２０１５−００７８４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の燃料電池システムの問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、冷間始動の際に燃料電池を迅速に昇温して始動準備時間を短縮させることができるようにする、燃料電池車両の始動制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための、本発明に係る燃料電池車両の始動制御方法は、メインバスによって互いに接続された燃料電池とモーターと高電圧バッテリーを含む燃料電池車両の始動制御方法であって、制御部で燃料電池に水素と空気を供給するための制御を開始する始動準備段階と、制御部でメインバス端と高電圧バッテリーとの間に設けられたコンバーターのメインバス端側の制御電圧を所定の最低制御電圧に設定する電圧準備段階と、制御部が燃料電池のメインバス端側の出力電圧とコンバーターのメインバス端側の制御電圧とを比較し、比較結果に応じて制御部で燃料電池への空気供給量を調節するメイン制御段階とを含んでなることを特徴とする。
【０００７】
始動準備段階は、制御部が燃料電池に水素と空気を供給するための水素バルブと空気供給バルブを開放制御する段階を含むことができる。
メイン制御段階は、燃料電池のメインバス端側の出力電圧がコンバーターのメインバス端側の制御電圧に維持される場合、燃料電池への空気供給量を増加させる段階を含むことができる。
メイン制御段階は、燃料電池のメインバス端側の出力電圧がコンバーターのメインバス端側の制御電圧よりも大きい場合、燃料電池への空気供給量を減少させる段階を含むことができる。
【０００８】
メイン制御段階は、制御部で高電圧バッテリーが最大充電状態であるかを判断し、高電圧バッテリーが最大充電状態ではない場合、燃料電池への空気供給量を増大させる段階を含むことができる。
メイン制御段階は、制御部で高電圧バッテリーの充電量を所定の最大充電量と比較して高電圧バッテリーの最大充電状態を判断する段階を含むことができる。
メイン制御段階は、制御部で高電圧バッテリーの充電電流を所定の最大充電電流と比較して高電圧バッテリーの最大充電状態を判断する段階を含むことができる。
【０００９】
メイン制御段階は、制御部で高電圧バッテリーが最大充電状態であるかを判断し、高電圧バッテリーが最大充電状態ではない場合、燃料電池への空気供給量を増大させ、高電圧バッテリーが最大充電状態であり且つ燃料電池のメインバス端側の出力電圧が最低制御電圧よりも大きい場合、燃料電池への空気供給量を減少させる段階を含むことができる。
制御部は、予め設定された一定の時間間隔でメイン制御段階を行うことができる。
メイン制御段階は、高電圧バッテリーが最大充電状態であり且つ燃料電池のメインバス端側の出力電圧が最低制御電圧以下である場合、制御部が、燃料電池のメインバス端側の出力電圧が前のメイン制御段階での出力電圧よりも増加した場合には燃料電池への空気供給量を減少させ、燃料電池のメインバス端側の出力電圧が前のメイン制御段階での出力電圧よりも減少した場合には燃料電池への空気供給量を増加させる段階を含むことができる。
【００１０】
制御部は、予め設定された一定の時間間隔でメイン制御段階を行い、前のメイン制御段階と次のメイン制御段階との間にサブ制御段階を行い、サブ制御段階は、前のメイン制御段階で行われた空気供給量の制御に応じて空気供給量を制御する段階を含むことができる。
サブ制御段階は、前のメイン制御段階で空気供給量を増大させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を維持する段階を含むことができる。
サブ制御段階は、前のメイン制御段階で空気供給量を減少させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を第１減少量だけ減少させる段階を含むことができる。
【００１１】
第１減少量は、前のメイン制御段階における空気供給量の減少量よりも小さくてもよい。
サブ制御段階は、前のメイン制御段階で空気供給量を維持させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を第２減少量だけ減少させる段階を含むことができる。
サブ制御段階は、前のメイン制御段階で空気供給量を維持させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を第２減少量だけ減少させる段階を含むが、第２減少量は第１減少量よりも小さくてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の燃料電池車両の始動制御方法によれば、冷間始動の際に燃料電池を迅速に昇温して始動準備時間を短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法の目標を説明するための電流−電圧グラフである。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法の目標を説明するための電流−電圧グラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法を行うための燃料電池車両のシステムを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法におけるサブ制御段階を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１及び図２は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法の目標を説明するための電流−電圧グラフ、図３は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法を行うための燃料電池車両のシステムを示す図、図４は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法の手順を説明するためのフローチャート、図５は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法におけるサブ制御段階を説明するためのフローチャートである。
【００１５】
図１及び図２は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法の目標を説明するための電流−電圧グラフであって、燃料電池の低温始動時には、昇温のために短時間内に最大発熱によって燃料電池を運転可能な状態にすることが重要である。
冷間始動中には、モーターの低効率運転を利用した自己発熱によって入力電圧の大きさを問わずに一定の出力を消費することができる。この際、発生する電力消費だけ燃料電池の内部を昇温する。
【００１６】
図１に示すように、空気と水素が十分な状態での運転曲線は（１）のとおりである。このとき、インバーター＋モーターで（ａ×Ａ）の出力を消費すると（図示されたＸ＋Ｙの面積）、電流Ａ、電圧ａの運転点（ａ）で燃料電池は運転される。そして、図２に示すように、燃料電池が（ａ）で運転される場合、Ａ×（ｃ−ａ）の燃料電池の内部発熱が発生する（図示されたＭの面積）。
ここで、空気の供給を減らすと、燃料電池は酸素の濃度低下により益々性能低下を起こし、運転点は（ａ）から（ｂ）の方向に動く。モーターとインバーターが消費する出力は一定であるから、燃料電池の性能が低下すると、電流は増加し且つ電圧は減少する。このときの燃料電池の発熱量は、Ｂ×（ｃ−ｂ）となり、大幅に増加する（図示されたＭ＋Ｎの面積）。したがって、出力が同一である場合、電圧を下げ且つ電流を増やす方向に運転することが燃料電池の解氷及び昇温に非常に有利である。
【００１７】
一方、燃料電池の電圧が低くなって高電圧バッテリーの出力をアシストさせても、特定の電圧以下になると、補機類、コンバーター、インバーターなどを運転することができなくなる。当然、このように低い電圧まで高電圧部品を運転することができるように設計すれば、所要の電圧（電流）仕様の範囲があまりにも広くなってコスト上昇を誘発するので、一定の電圧範囲内でのみ部品が動作し得るように構成することが有利である。したがって、燃料電池の電圧を特定の電圧以上に維持しなければならない制約条件が発生する。そこで、燃料電池は、低温始動性能の確保のために、システムが許容する最小電圧で定電圧運転を行うことが必要である。
【００１８】
また、水素が正常に供給されているときには、空気供給量を増加させても性能がさらに向上するのは難しい。しかし、空気供給量を正常供給量よりも減らし始めると、性能が低下し始めて、空気供給量に応じて非常に大きな性能変動幅を示す。
燃料電池の一定出力運転の際に、空気圧縮機を固定ｒｐｍで運転し（全体圧縮機ｒｐｍ  Ｒａｎｇｅの３０％以内）、空気供給量を減少させるために、燃料電池の空気出口開放バルブの開度を制御する場合、バルブの開度により発生する空気供給の変化が実際に燃料電池に到達して電圧性能に反映されるまでには一定程度の時間遅延（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ）が発生する。
【００１９】
したがって、燃料電池は、正常空気流量よりも低い空気流量を供給するときには、小さな空気供給量の変化にも電圧変動が非常に敏感に起こり、現在の電圧レベルのみに基づいて空気流量を変化させると、低流量の際にシステムの応答性が低くなることにより、電圧変動の効果が時間遅延の後に現れるので、電圧を一定に所望の領域で運転することが難しい。よって、このような燃料電池システムの特性をよく反映しなければ定電圧制御を行うことができない。
【００２０】
図３は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法を行うための燃料電池車両のシステムを示す図である。図３に示すように、冷間始動中にモーター５００で自己発熱を介して出力Ａを一定に消費すると、燃料電池１００とコンバーター３００を介してそれぞれＣとＢの出力を供給する（Ａ＝Ｂ＋Ｃ）。燃料電池昇温の観点では、高電圧バッテリー４００をできる限り充電方向に運転（Ｂが負数）すると、Ｃが極大化されるので、燃料電池１００の昇温に非常に有利である。しかも、燃料電池１００の電圧Ｅを、システムが許容する最も低い電圧たる最低制御電圧Ｄで運転することができれば、その運転点は時間あたり昇温性能が最大となるポイントである。
【００２１】
空気供給量が過剰である場合には、高電圧バッテリー４００を充電モードで運転し、モーター５００が消費する出力を燃料電池１００から全て供給するにも拘わらず、燃料電池１００に余剰性能が発生し、Ｅ＞Ｄで運転される現象が発生するので、前述の最も低い電圧に維持することができない。
【００２２】
逆に、空気供給量が足りない場合には、燃料電池１００が電力を供給することが可能な性能が足りなくなるので、コンバーター３００は、制御命令電圧Ｄに合わせるために、高電圧バッテリー４００を放電する方向に運転する。このときは、所望の電圧Ｄを維持することはできるが、高電圧バッテリー４００は放電する状況、すなわち、Ｂが正数である状況になって、燃料電池１００スタックの出力Ｃが減少することになる。これも燃料電池１００の発熱量を最大に維持するのは難しい。したがって、高電圧バッテリー４００を最大限充電方向に運転しながら、Ｅを所望の最も低い電圧Ｄに維持するためには空気供給量を高精度制御しなければならない。
【００２３】
図４は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法の手順を説明するためのフローチャートである。図４に示すように、本発明に係る燃料電池車両の始動制御方法は、制御部で燃料電池に水素と空気を供給する制御を開始する始動準備段階（Ｓ１００）と、制御部で、メインバス端と高電圧バッテリーとの間に設けられたコンバーターのメインバス端側の制御電圧を所定の最低制御電圧に設定する電圧準備段階（Ｓ１３０）と、制御部が燃料電池のメインバス端側の出力電圧とコンバーターのメインバス端側の制御電圧とを比較し、比較結果に応じて制御部で燃料電池への空気供給量を調節するメイン制御段階（Ｓ２００）とを含んでなる。
【００２４】
まず、燃料電池の始動の際に、燃料電池の温度などから制御部２００で冷間始動か否かを判断する。これは、燃料電池１００の温度センサーなどを用いて把握することができる。
冷間始動状態である場合、まず、水素と空気を供給する（Ｓ１１０、Ｓ１２０）。これは、制御部２００が、燃料電池１００に水素と空気を供給するための制御を開始する始動準備段階を行うことであり（Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ１２０）、制御部２００で水素バルブ３０と空気供給バルブ１０を開放して行う。すなわち、始動準備段階では、制御部２００で水素タンク６００側の水素バルブ３０と空気供給バルブ１０を開放制御することができる。
【００２５】
そして、制御部２００が、メインバス端と高電圧バッテリー４００との間に設けられたコンバーター３００のメインバス端側の制御電圧を所定の最低制御電圧に設定する電圧準備段階（Ｓ１３０）を行う。コンバーター３００では、制御部２００で設定した最低制御電圧に応じて、メインバス端側の電圧を制御するようにする。
制御部２００では、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧Ｅとコンバーター３００のメインバス端側の制御電圧Ｄとを比較し、比較結果に応じて、燃料電池１００への空気供給量を調節するようにする。
【００２６】
具体的に、制御部２００では、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧Ｅがコンバーター３００のメインバス端側の制御電圧Ｄに維持される場合、燃料電池１００への空気供給量を増加させることができる。また、メイン制御段階Ｓ２００では、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧Ｅがコンバーター３００のメインバス端側の制御電圧Ｄよりも大きい場合、燃料電池１００への空気供給量を減少させることができる。
また、制御部２００では、高電圧バッテリー４００が最大充電状態であるか否かを判断し、高電圧バッテリー４００が最大充電状態ではない場合、燃料電池１００への空気供給量を増大させるメイン制御段階（Ｓ２００）を行う。
【００２７】
空気供給量が足りない場合には、電力を供給することが可能な燃料電池１００の性能が足りなくなるので、コンバーター３００は、制御命令電圧Ｄに合わせるために、高電圧バッテリー４００を放電する方向に運転する。このときは、所望の電圧Ｄを維持することはできるが、高電圧バッテリー４００は放電する状況、すなわち、Ｂが正数である状況となって、燃料電池スタックの出力Ｃが減少する。これも燃料電池１００の発熱量を最大に維持することが難しい。よって、高電圧バッテリー４００が最大充電状態ではない場合のみ、燃料電池１００への空気供給量を増大させることが好ましい。
【００２８】
制御部２００は、燃料電池１００の前段に位置する空気供給バルブ１０や、空気ブロワー８００、加湿器７００の後段に位置する空気排出バルブ２０などの制御を介して、燃料電池１００に供給される空気の量を制御することができる。空気流量の制御は、燃料電池１００の空気出口側に位置する加湿器７００の後段の空気排出バルブ２０の開度制御に加えて、空気ブロワー８００のｒｐｍ自体を制御することにより可能である。ところが、翼型（ＡｉｒＦｏｉｌ  Ｔｙｐｅ）圧縮機の場合、特定のｒｐｍ未満は駆動することができないので、ｒｐｍ制御のみでは定電圧制御が難しい。また、バルブ制御方式は、ｒｐｍ制御の場合よりもスタック電圧応答性が速くて制御が容易であり、空気圧縮機を固定ｒｐｍで動作させることができるので、運転者の騒音違和感を低減することができる。
【００２９】
一方、メイン制御段階（Ｓ２００）では、制御部２００で高電圧バッテリー４００の充電量を所定の最大充電量と比較して高電圧バッテリー４００の最大充電状態を判断することができる。または、図示の如く、メイン制御段階（Ｓ２００）では、制御部２００で高電圧バッテリー４００の充電電流を所定の最大充電電流と比較して高電圧バッテリー４００の最大充電状態を判断することができる。したがって、高電圧バッテリー４００を最大に充電する状況に制御することにより、燃料電池で負荷を最大限に消費するようにするのである。具体的には、図示の如く、高電圧バッテリー４００の現在の充電電流と所定の最大充電電流との差に所定の係数ａを乗じてスケーリングされた分だけの空気供給量を増大させるのである（Ｓ２１０）。
【００３０】
一方、メイン制御段階（Ｓ２００）では、制御部２００で、高電圧バッテリー４００が最大充電状態であり、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧が最低制御電圧よりも大きい場合、燃料電池１００への空気供給量を減少させることができる（Ｓ２２０、Ｓ２３０）。空気供給量が過剰である場合には、バッテリー４００を充電モードで運転し、モーター５００が消費する出力を燃料電池１００から全て供給するにも拘わらず、燃料電池１００に余剰性能が発生し、その結果として、燃料電池１００はＥ＞Ｄで運転される現象が発生するので、前述の最も低い電圧に燃料電池１００を維持することができない。よって、このように高電圧バッテリー４００が最大充電状態であるにも拘わらず、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧が最低制御電圧よりも大きい場合、燃料電池１００への空気供給量を減少させることにより、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧を最低制御電圧に誘導することができるのである。この場合は、現在の燃料電池１００の空気出口開放バルブの開度Ａを予め設定された一定値ｃだけ減らす制御を行うようにする（Ｓ２３０）。
【００３１】
また、制御部２００は、予め設定された一定の時間間隔でメイン制御段階（Ｓ２００）を行うことができる。
メイン制御段階（Ｓ２００）では、高電圧バッテリー４００が最大充電状態であり且つ燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧が最低制御電圧以下である場合、制御部２００で、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧が前のメイン制御段階（Ｓ２００）での出力電圧よりも増加した場合には、燃料電池１００への空気供給量を減少させ、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧が前のメイン制御段階（Ｓ２００）での出力電圧よりも減少した場合には、燃料電池１００への空気供給量を増加させることができる（Ｓ２４０）。
【００３２】
つまり、バッテリー４００も最大充電状態であり且つ電圧も最も低い場合には、燃料電池１００が最大限に昇温のための低効率区間で動作している状況であるので、この状態を維持するために、メモリに保存された前のメイン制御段階（Ｓ２００）での燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧よりも現在の燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧が高くなった場合であれば空気供給量を減少させることにより、燃料電池１００のメインバス端側の出力電圧が最低制御電圧に維持されるようにする。したがって、現在の電圧と、前のメイン制御段階の実行時の電圧との差に係数ｂを乗じて燃料電池１００の空気出口開放バルブの開度に反映することができるようにする（Ｓ２４０）。
【００３３】
このようなメイン制御段階（Ｓ２００）の実行中に燃料電池１００の温度が高くなった場合には、始動を完了するようにする（Ｓ３００）。この場合は、燃料電池１００の温度センサーなどを介して、十分に昇温したことを探知することができる。或いは、燃料電池１００の運転点が正常状態であると判断されれば、運転を終了することもできる。始動が完了した後は、積極的に水素と空気の供給を開始して車両の運行を可能とする。
【００３４】
図５は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の始動制御方法におけるサブ制御段階をを説明するためのフローチャートである。図５に示すように、前のメイン制御段階と次のメイン制御段階との間に、サブ制御段階（Ｓ３１０）を行い、サブ制御段階（Ｓ３１０）では、前のメイン制御段階で空気供給量を増大させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を維持させることができる（Ｓ３１１、Ｓ３１２）。
サブ制御段階（Ｓ３１０）では、前のメイン制御段階で空気供給量を減少させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を第１減少量だけ減少させることができる（Ｓ３１３、Ｓ３１４）。
【００３５】
一方、サブ制御段階（Ｓ３１０）では、前のメイン制御段階で空気供給量を維持させた場合、次のメイン制御段階の実行時まで空気供給量を第２減少量だけ減少させるが、第２減少量は第１減少量より小さくてもよい（Ｓ３１５、Ｓ３１６）。そして、第１減少量は、前のメイン制御段階における空気供給量の減少量より小さくてもよい。
燃料電池昇温の際には、燃料電池１００の内部が昇温するにつれて、同じ出力で同じ電圧を維持するために、燃料電池１００が必要とする空気量が益々減少する。よって、このような運転方向性を考慮してサブ制御方式を決定するのである。
【００３６】
前のメイン制御を介して空気供給量を増大させた場合は、次のメイン制御時までこれを維持することが好ましく、もし前のメイン制御を介して空気供給量を維持または減少させた場合は、次のメイン制御時までは多少減少させるが、現象の程度は大きくない。これは、時間が経つほど、必要とする空気量が益々減少する状況を考慮するからである。
【００３７】
本発明は特定の実施形態に関連して図示及び説明したが、以下の特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内において、本発明に多様な改良および変更を加え得るのは、当業界における通常の知識を有する者にとって自明である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    空気供給バルブ
２０    空気排出バルブ
３０    水素バルブ
１００    燃料電池
２００    制御部
３００    コンバーター
４００    高電圧バッテリー
５００    モーター
６００    水素タンク
７００    加湿器
８００    空気ブロワー
Ｓ１００    始動準備段階
Ｓ１３０    電圧準備段階
Ｓ２００    メイン制御段階
Ｓ３１０    サブ制御段階
【図１】
0006764289.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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