(57)【要約】【課題】燃料電池の燃料のように水分を多く含む流体を制御する電磁弁が氷結した場合に、短時間で確実に解凍する。【解決手段】電磁弁の制御装置であり、電磁弁１を駆動するための電流を供給する電源４と、上記電磁弁１の作動限界時間以下の通電時間で上記電磁弁１の作動限界電流を超える電流の通電と上記電流の遮断とをくり返す通電制御手段３，５，６とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁弁を駆動するための電流を供給する電源と、
前記電磁弁の作動限界時間以下の通電時間で前記電磁弁の作動限界電流を超える電流の通電と前記電流の遮断とをくり返す通電制御手段とを備える電磁弁の制御装置。
【請求項２】
前記電源から供給される電圧を昇圧する昇圧回路をさらに備える請求項１に記載の電磁弁の制御装置。
【請求項３】
前記電磁弁の正常な開弁動作または正常な閉弁動作を確認する確認手段と、
前記正常な開弁動作または正常な閉弁動作が確認できた後に前記電磁弁を開弁または閉弁する開閉制御手段とをさらに備える請求項１または２に記載の電磁弁の制御装置。
【請求項４】
前記確認手段は、前記電磁弁が設置される流路の下流側で前記電磁弁の開閉により流出を制御される流体の圧力を検知する手段を有する請求項３に記載の電磁弁の制御装置。
【請求項５】
前記電磁弁は、電磁石への励磁によって移動可能な弁体と前記弁体が着座する弁座とを有しており、
前記確認手段は、前記弁座近傍部、弁体の可動範囲周辺部、または前記可動範囲中の前記弁座側と反対側の端部近傍部のいずれかにおいて温度を測定する手段を有する請求項３に記載の電磁弁の制御装置。
【請求項６】
前記電磁弁は、電磁石と前記電磁石への励磁によって所定の移動軸に沿って移動可能な弁体と前記弁体が着座する弁座と前記電磁石、前記弁体および弁座を収納する筐体とを有しており、
前記確認手段は、前記弁体の移動を検知する加速度センサを有する請求項３に記載の電磁弁の制御装置。
【請求項７】
前記加速度センサは、前記筐体の前記移動軸上または前記筐体に収容された管材の前記筐体から露出する露出面側の前記移動軸上に設置される請求項６に記載の電磁弁の制御装置。
【請求項８】
前記確認手段は、前記開弁または閉弁にともなう電流の変化を検知する手段を有する請求項３に記載の電磁弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、イオンを伝導する電解質膜の両側に多孔性の水素極および空気極を設け、水素極に燃料（例えば、水素）を供給し、空気極には酸化剤（例えば、空気）を供給する。水素極に供給された水素は、水素極の触媒によりプロトンと電子に分離される。プロトンは、水分子とともに電解質膜を伝導し、空気極に達する。そして、空気極側の触媒層において、プロトン、電子、および酸素が反応して水が生成される。このとき、空気極と水素極とを外部回路（例えば、導体）で接続すると、水素極から空気極に電子が移動し、上記プロトンとの反応に消費される。
【０００３】
そして、水素極に水素を供給し、空気極に酸素を供給する限り、水素極中の水素の拡散、電解質膜中のプロトンの移動、外部回路中の電子の移動、および空気極中の酸素の拡散が継続し、空気極から水素極に電流が継続して流れる。このような燃料電池の反応の始動、停止、または反応状態の制御のため燃料の供給を制御する電磁弁が使用される。
【０００４】
一方、上述のように、プロトンが電解質膜を伝導するためには水分子を伴う必要がある。そこで、水素極中の水の量を制御するため、燃料電池においては、燃料を加湿するものがある。また、燃料電池の空気極では反応により水が生成される。この空気極で生成された水は水素極に拡散し、燃料中に蒸発する。
【０００５】
このように、燃料電池においては、燃料中には通常水分子が含まれている。したがって、燃料が低温になると、燃料中の水分が凝縮して水滴となる。さらに低温においては、電磁弁が燃料中の水分により氷結し、燃料電池が機能しなくなる場合がある。
【０００６】
図１は、ソレノイドコイルへの通電により開弁する従来の電磁弁の開閉状態を示す図である。図１の（ａ）は、ソレノイドコイルへの励磁電流を示している。また、（ｂ）は、上記励磁電流に対する電磁弁の開閉状態を示している。
【０００７】
図１において、（ａ）（ｂ）ともにその横軸は、秒を単位とする時間を示している。また、図１（ａ）の縦軸はソレノイドを励磁する電流値（単位なし）を示している。（ａ）に示す励磁電流が投入された場合、通常状態では、タイミングｔ１の位置で電磁弁が閉状態から開状態に遷移する。
【０００８】
しかし、電磁弁が氷結した場合、タイミングｔ１より遅れたｔ２、ｔ３、あるいはさらに遅れたタイミングで電磁弁が閉状態から開状態に遷移する場合が生じる。閉状態から開状態に遷移するタイミングがどの程度遅延するかは氷結状態に依存するので、事前に予期することはできない。このようなタイミングの遅延が生じると、例えば、本来燃料が供給されるべきタイミングで、燃料が供給されず、予期しないタイミングで突然燃料が供給されるという事態が生じ、あるいは、所期のタイミングで排気がなされず、予期しないタイミングで排気がなされる等の事態が生じ、燃料電池の始動が不安定となる。このような不安定性を回避するためには、始動時に燃料供給側の電磁弁が氷結した場合、確実に氷結を検知、短時間で氷結部を解凍し、さらに解凍されたことを確認する必要がある。
【０００９】
燃料電池において、氷結した電磁弁（バルブともいう）を解凍する技術としては、例えば、氷結する可能性のあるバルブを暖機ボックスに収納し、コンプレッサで断熱圧縮され
た加熱空気を導入して解凍するものが知られている（特許文献１参照）。しかし、圧縮空気による方法では、以下のような問題がある。まず、圧縮空気を通常の流路以外に導入するためシステムが複雑になる。また、気体による加熱のため、加熱解凍に時間を要する。また、損失が大きく解凍のエネルギー効率が悪い。さらに、解凍の間、発電目的以外にコンプレッサを作動させる必要があり、損失動力が大きい。
【００１０】
また、ブレーキ系の電磁弁の氷結防止のため、電磁弁の作動限界以下のデューティ比でパルス電流を供給する技術も知られている（特許文献２参照）。この技術は、ブレーキが使用されない期間、上記デューティ比でパルス電流を継続的に供給することで氷結を防止する。
【００１１】
しかし、この技術を燃料電池に適用した場合、燃料電池の停止状態で通電を継続する必要があり、停止状態が長期間（例えば、数日以上）に渡るような場合には効率が悪い。さらに、燃料電池においては、長期間の停止により電磁弁が氷結した場合でも、始動時には短期間で電磁弁を解凍したいという要請がある。上記従来技術のような低いディーティ比により電流の実効値を下げる方法によれば発熱量が少なくなり、長時間通電する必要が生じる。このため、上記従来技術では、短時間での氷結状態からの始動という要請に応えることはできない。
【特許文献１】特開２００２−３１３３８９号公報
【特許文献２】特開平９−１３７８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、燃料電池の燃料のように水分を多く含む流体を制御する電磁弁が氷結した場合に、短時間で確実に解凍する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、電磁弁の制御装置であり、電磁弁を駆動するための電流を供給する電源と、上記電磁弁の作動限界時間以下の通電時間で上記電磁弁の作動限界電流を超える電流の通電と上記電流の遮断とをくり返す通電制御手段とを備えるものである。
【００１４】
この制御装置は、電磁弁の作動限界時間以下の通電時間で電磁弁に通電するので、電磁弁が開弁することはない。また、この制御装置は、電磁弁の作動限界電流を超える電流でくり返して通電するので、電磁弁の抵抗により時間当たりの発熱量を増大させることができる。したがって、この制御装置は、電磁弁が氷結した場合でも、電磁弁の開閉状態を安定的に維持したまま、短時間で解凍できる。
【００１５】
上記電磁弁の制御装置は、上記電源から供給される電圧を昇圧する昇圧回路をさらに備えるものでもよい。この制御装置は、昇圧回路を介して昇圧した電圧により電磁弁に電流を流すので、さらに短時間で電磁弁を解凍できる。
【００１６】
上記電磁弁の制御装置は、上記電磁弁の正常な開弁動作または正常な閉弁動作を確認する確認手段と、上記正常な開弁動作または正常な閉弁動作が確認できた後に上記電磁弁を開弁または閉弁する開閉制御手段とをさらに備えるものでもよい。本制御装置は、正常な開弁動作または正常な閉弁動作が確認できた後に上記電磁弁を開弁または閉弁するので、不完全な状態での電磁弁の開閉による不安定動作を回避できる。
【００１７】
上記確認手段は、上記電磁弁が設置される流路の下流側で上記電磁弁の開閉により流出を制御される流体の圧力を検知する手段を有するものでもよい。本制御装置によれば、電磁弁が設置される流路の下流側で電磁弁の開閉により流出を制御される流体の圧力を検知するので、確実に電磁弁の開閉動作を確認できる。
【００１８】
上記電磁弁は、電磁石への励磁によって移動可能な弁体と上記弁体が着座する弁座とを有しており、上記確認手段は、上記弁座近傍部、弁体の可動範囲周辺部、または上記可動範囲中の上記弁座側と反対側の端部近傍部のいずれかにおいて温度を測定する手段を有するものでもよい。この制御装置によれば、弁体が凍結しやすい部分の近傍で温度を測定するので、測定温度により電磁弁の氷結状態を検知できる。
【００１９】
上記電磁弁は、電磁石と上記電磁石への励磁によって所定の移動軸に沿って移動可能な弁体と上記弁体が着座する弁座と上記電磁石、上記弁体および弁座を収納する筐体とを有しており、上記確認手段は、上記筐体の上記移動軸上または上記筐体に収容された管材の前記筐体から露出する露出面側の前記移動軸上に、上記弁体の移動による衝突振動を検知する加速度センサを有するものでもよい。本制御装置によれば、加速度センサにより、弁体の移動軸方向の位置で弁体の移動を検知するので、確実に弁体の動作を確認できる。
【００２０】
上記確認手段は、上記開弁または閉弁にともなう弁体の衝突等の急変動による電流の変化を検知する手段を有するものでもよい。本制御装置によれば、開弁または閉弁にともなう電流の変化を検知するので、電磁弁の開弁または閉弁動作を確実に確認できる。なお、以上説明した構成は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、燃料電池の燃料のように水分を多く含む流体を制御する電磁弁が氷結した場合に、短時間で確実に解凍することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る燃料電池について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００２３】
《第１実施形態》
以下、図２から図７の図面に基づいて本発明の第１実施形態に係る燃料電池を説明する。図２は、この燃料電池のシステム構成図であり、図３は、図２に含まれる電磁弁１（図２には１Ａ−１Ｄの符号が付されている）の構成を示す断面の概略図であり、図４は、電磁弁１を制御する制御系の構成図であり、図５は、電磁弁１の作動限界時間以下のパルス幅で電磁弁１を励磁したときの電磁弁１の開閉状態を示すタイミングチャートであり、図６は、電磁弁１の作動限界時間を超えるパルス幅で電磁弁１を励磁したときの電磁弁１の開閉状態を示すタイミングチャートであり、図７は、図２および図３に示すＥＣＵ３の処理を示すフローチャートである。
【００２４】
＜システム構成＞
図２に、本燃料電池のシステム構成を示す。この燃料電池は、燃料電池本体３１と、燃料電池本体３１の空気極に酸化剤である空気を送り込むコンプレッサ３２と、燃料電池本体３１の水素極に送り込まれる燃料を提供する燃料タンク３３とを有している。
【００２５】
燃料電池本体３１は、膜−電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）とセパレータとを含むセルを直列に接続し、複数階層に積層したものから構成される。膜−電極接合体は、水素をプロトンと電子に分離する水素極と、水素極で生成されたプロトンを
空気極に伝導する電解質膜と、空気極に伝導したプロトンと酸素と外部回路を通じて水素極から伝導した電子により水を生成する空気極とを含む。
【００２６】
コンプレッサ３２は、配管４１を通じて燃料電池本体３１の空気導入口に接続され、燃料電池本体３１に酸化剤である空気を供給する。供給された空気は、各セルにおいて空気極側セパレータから空気極に供給される。
【００２７】
燃料タンク３３は、調圧弁３７、水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ、および配管４２を通じて燃料電池本体３１の燃料導入口に接続され、燃料電池本体３１に燃料（例えば、水素ガス）を供給する。供給された水素は、各セルにおいて水素極側セパレータから水素極に供給される。
【００２８】
水素極に供給された水素の一部は燃料電池本体３１において消費されることなく、燃料排出口から配管４３に排出ガスとして排出される。燃料電池本体３１の水素極には、空気極側で生成された生成水が浸透してくるため、排出ガスには水分（水蒸気または液滴）が含まれる。排出ガスは、出口弁４３を介して配管４４により気液分離器３４に導入される。
【００２９】
気液分離器３４は、排出ガスの水素と水分とを分離する。気液分離器３４の第１の排出口３４Ａには、配管４５によって水素ポンプ３５が接続されている。気液分離器３４で液滴水分が分離された水素は、水素ポンプ３５により、逆止弁３６を介して入口弁１Ｂに通じる配管４５に送り込まれる。したがって、入口弁１Ｂ、燃料電池本体３１、出口弁１Ｃ、気液分離器３４、水素ポンプ３５および逆止弁３６が配管４２−４６を通じて水素の循環路を形成する。水素ポンプ３５は、水素とともに排出ガス中の水蒸気の一部を配管４６に送り込む。一方、水素から分離された液滴水分および排出ガスは、排出弁１Ｄおよび配管４７を通って燃料電池外の大気中に放出される。
【００３０】
図２に示すように、この燃料電池は、電子制御装置３（本実施形態では、ＥＣＵ３といい、本発明の開閉制御手段に相当）を有している。ＥＣＵ３は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を含む。ＥＣＵ３は、不図示の入出力インターフェースを介して水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ、出口弁１Ｃ、および排出弁１Ｄの制御回路に接続されている。以下、水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ、出口弁１Ｃ、および排出弁１Ｄを総称して電磁弁１という。
【００３１】
また、図２の例では、水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ、出口弁１Ｃ、および排出弁１Ｄの各々においてその流路の下流側には圧力センサ７Ａ−７Ｄが設けられている。これらの圧力センサ７Ａ−７Ｄの測定値は、不図示のインターフェースを介して制御装置により監視されている。以下、圧力センサ７Ａ−７Ｄを総称して圧力センサ７と呼ぶ。圧力センサ７が本発明の流体の圧力を検出する手段に相当する。また、ＥＣＵ３と圧力センサ７が本発明の確認手段に相当する。
【００３２】
水蒸気および水素を含み循環路を流れるガスは、燃料タンク３３から供給される水素と混合され、所定の割合で加湿された燃料を構成し、入口弁１Ｂを通って燃料電池本体３１に供給されることになる。なお、図２の燃料電池では、図示しないが、燃料タンク３３と燃料電池本体３１の間に加湿器を設け、燃料を加湿する構成とすることもできる。
【００３３】
いずれにしても、上記循環路に接続される水素供給弁１Ａ、および循環路を構成する入口弁１Ｂ、出口弁１Ｃおよび気液分離器３４の第２の排出口３４Ｂに接続される排出弁１Ｄには、水蒸気または水分を含むガスが流れる。したがって、このような燃料電池が低温下（氷点以下）で運転を停止した場合、ガス中の水分により水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ
、出口弁１Ｃ、および排出弁１Ｄの弁が氷結する場合がある。
【００３４】
＜電磁弁の構造＞
図３は、図２に含まれる電磁弁１の構成を簡略化して示す断面の概略図である。この電磁弁１は、筒型の筐体１７と、筐体１７に収容される筒型の電磁石であるソレノイド１１と、ソレノイド１１の内側でソレノイド１１の中心軸上を移動可能に保持される可動子１２と、可動子１２の下端（図３において下側）に設けられる弁体１３と、可動子１２の可動範囲のうち可動子１２が最下端に達したときに弁体１３が着座する弁座１４とを有している。なお、図３においては、理解の容易のため他の構成要素は省略されている。
【００３５】
図３の例では、電磁弁１の下部（図３で略弁座１４の位置より下方の部分）は管材で構成され、上流側の配管の出口１５および下流側の配管の入口１６に接続されている。筐体１７は管材に載置され、筐体１７に収容された弁座１４の開口は管材の孔部を介して上流側の配管の出口１５および下流側の配管の入口１６に通じている。ただし、本発明が適用される電磁弁１はこのような構成に限定されるものではなく、図３に示した電磁弁１を横向きに倒した形状（筐体１７に縦向きの管材の一部が収容される形状）のものであってもよい。また、電磁弁１の上端１７Ａおよび下端１７Ｂ（可動子１２の移動軸方向の電磁弁１の両端部分）が筐体１７で構成される形式のものでも構わない。
【００３６】
可動子１２および弁体１３は、バネ１９により、弁座１４の方向に付勢されている。ソレノイド１１には、不図示の制御回路を通じて電流（以下、励磁電流ともいう）が流され、励磁される。ソレノイド１１が励磁されると、ソレノイド１１内の円筒状の中空部２０に軸方向に発生する磁力線により可動子１２が上向きに電磁力を受ける。そして、その電磁力が下向きに付勢するバネの弾性力を上回ったときに、可動子１２が軸方向に上向きに移動し、弁体１３が弁座１４から離間し、電磁弁１は開弁する。開弁状態では、可動子１２は、ソレノイド１１の中空部２０の固定子鉄心下部２１の位置まで移動し、停止する。
【００３７】
次に、ソレノイド１１への励磁電流が停止されると、軸方向上向きの電磁力が消滅し、バネの弾性力により、可動子１２が下向きに移動し、弁体１３が弁座１４に着座する。このように、正常状態では、所定の励磁電流の通電および電流の切断により、所定の応答時間で可動子１２および弁体１３がソレノイド１１内の中空部２０を移動し、電磁弁１は開弁動作または閉弁動作を実行する。
【００３８】
しかし、燃料電池の燃料ガスは、水蒸気または水分を含んでいる。特に、図２に示した水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ、出口弁１Ｃ、および排出弁１Ｄの位置に装着された電磁弁１は、空気極から水素極に拡散した生成水、または、燃料を加湿した水分を含む燃料ガスに接触する。そのため、氷点以下の低温下で燃料電池が停止した場合、弁体１３と弁座１４の接触部分（図３にＡで示す点線の長円付近）および可動子１２とソレノイド１１の内壁部分との間の隙間部分（図３にＢで示す点線の長円付近）が氷結しやすくなる。本実施形態の燃料電池は、このような電磁弁１の氷結を検出し、短時間で確実に氷結部分を解凍する機能を有する。
【００３９】
＜制御系の構成＞
図４は、電磁弁１を制御する制御系（本発明の電磁弁の制御装置に相当する）の構成図である。図４では、電磁弁１は、ガスの上流側の配管８と下流側の配管９との間に装着されている。また、ガスの下流側には、圧力センサ７が設けられている。ここでは、電磁弁１を制御する構成を示すが、この構成は、図２に示した水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ、出口弁１Ｃ、および排出弁１Ｄにそのまま適用できる。
【００４０】
図４に示すように、この制御系は、ＥＣＵ３と、ＥＣＵ３により制御されるタイミング
発生回路５と、タイミング発生回路５の発生する信号により回路を開閉するスイッチ回路６と、スイッチ回路６を通じて電磁弁１のソレノイド１１を励磁する電源４とを有している。なお、図４では、ＥＣＵ３の外部にタイミング発生回路５を設ける構成を例示したが、タイミング発生回路５は、ＥＣＵ３の内部に設けても構わない（ＥＣＵ３、タイミング発生回路５およびスイッチ回路６が本発明の通電制御手段に相当する）。
【００４１】
タイミング発生回路５は、ＥＣＵ３からの指令により、ＥＣＵ３から指定される周期、指定されたパルス幅でくり返しパルスを発生する回路である。このような回路は、例えば、非安定マルチバイブレータとパルスの整形回路で構成できる。くり返しパルスの周期およびパルス幅は、非安定マルチバイブレータの時定数を決定するＣＲ回路を切り換えることでＥＣＵ３から設定できる。この制御系は、このくり返しパルスにより、スイッチ回路６を開閉する。その結果、電源４からタイミング発生回路５の出力信号に同期した励磁電流がソレノイド１１に供給される。
【００４２】
スイッチ回路６は、例えば、半導体スイッチ（トランジスタ等）である。本実施形態において、スイッチ回路６には限定はない。ただし、スイッチ回路６の作動限界時間は、電磁弁１の作動限界時間より短時間である必要がある。
【００４３】
なお、図４において図示しないが、電磁弁１が氷結していない（または、電磁弁１の氷結が解凍された後の）通常運転時には、ＥＣＵ３からの信号はタイミング発生回路５をバイパスしてスイッチ回路６に供給される（第２実施形態以下においても同様）。
【００４４】
図５に、図４の制御系による励磁電流の例を示す。図５において、上段の（ａ）は、ソレノイド１１への励磁電流を示している。また、下段の（ｂ）は、上記励磁電流が通電されたときの電磁弁の開閉状態を示している。図５のように、この例では、励磁電流は、周期Ｔ２のくり返しパルスであり、パルス幅（パルスがオン（電源電圧となる時間））はＴ１である。
【００４５】
ところで、電磁弁１が開弁するためには最低通電時間（以下、作動限界時間という）継続して通電する必要がある。この最低通電時間は、電磁弁１の形式および体格等に依存して異なっており、一般的には、１０〜２００ミリ秒である。したがって、パルスがオンとなる通電時間Ｔ１が作動限界時間より短いと、図５（ｂ）に示すように電磁弁１は、開弁しない。
【００４６】
本実施形態の燃料電池では、このような電磁弁１の特性を利用し、作動限界時間より短いパルス幅で、ソレノイド１１の作動限界電流を超える電流値のくり返しパルスにより、ソレノイド１１を通電する。その結果、電流値は大きいがパルス幅が短いため電磁弁１が開弁する前に電流が遮断される。このため、電磁弁１が開弁することなくソレノイド１１に大電流のパルスがくり返して流れ、ソレノイド１１の巻き線抵抗によりソレノイド１１が発熱する。本燃料電池は、この発熱により電磁弁１の氷結部を解凍する。
【００４７】
図６は、電磁弁１の作動限界時間を超えるパルス幅で電磁弁１を励磁したときの電磁弁１の開閉状態を示すタイミングチャートである。図６において、上段の（ａ）は、ソレノイド１１への励磁電流を示している。また、中断の（ｂ）は、上記励磁電流が通電されたときの電磁弁１の開閉状態を示している。さらに、下段の（ｃ）は、電磁弁１の下流側に設置された圧力センサ７からの検出信号を示している。
【００４８】
図６で通電時間は、電磁弁１の作動限界時間より長いＴ３に設定されている。電磁弁１が氷結した状態では、作動限界時間より長いＴ３の間通電しても、電磁弁１は開弁しない。その結果、圧力センサ７の検出信号に変化はない。一方、電磁弁１の氷結が解凍された
状態で作動限界時間より長いＴ３の間通電すると、電磁弁１が開弁する。その結果、圧力センサ７の検出信号の出力値が増加し、圧力上昇を示す。そして、時間Ｔ３の後、通電が停止すると、電磁弁１は閉弁し、圧力センサ７の検出信号の出力値が減少し、圧力が元に戻る。
【００４９】
この場合、電磁弁１が氷結状態から完全に解凍されたか否かの判定基準としては、パルス幅Ｔ３の通電に対する圧力センサ７の信号の時間遅れＴ４、圧力センサ７の信号のピーク値、圧力センサ７の検出信号を積分して得られる積分値（出力信号と時間軸のなす面積）、圧力センサ７の信号のピーク値に対する半値幅等を使用することができる。
【００５０】
例えば、通電開始から圧力センサ７の出力のピークの位置までの時間遅れＴ４が所定時間以内か否かを判定すればよい。また、圧力センサ７の信号のピーク値、圧力センサ７の検出信号と時間軸のなす面積、圧力センサ７の信号のピーク値に対する半値幅等が所定値を越えたか否かを判定すればよい。
【００５１】
＜制御装置の処理フロー＞
図７は、図２および図３に示すＥＣＵ３の処理を示すフローチャートである。この処理は、燃料電池の始動時に実行される。燃料電池が始動されると、まず、ＥＣＵ３は、電磁弁１の作動限界時間を超えるパルス幅Ｔ３の電流を通電する（Ｓ１）。
【００５２】
次に、ＥＣＵ３は、電磁弁１の下流側の圧力センサ７の検出信号を監視する（Ｓ２）。そして、圧力センサ７の検出信号から電磁弁１が氷結しているか否かを判定する（Ｓ３）。このとき、ＥＣＵ３は、圧力変化を示す検出信号の値が所定値以上あれば氷結していないと判定し、検出信号の値が所定値未満であれば氷結していると判定する。
【００５３】
電磁弁１が氷結していると判断した場合、ＥＣＵ３は、電磁弁１の作動限界時間以下のパルス幅Ｔ１で作動限界電流を超える電流値のくり返しパルスによる電流を所定の時間通電する（Ｓ４）。その後、ＥＣＵ３は、制御をＳ１に戻し、同様の処理をくり返す。
【００５４】
一方、Ｓ３の判定で、電磁弁１が氷結していないと判断した場合、ＥＣＵ３は、通常通り、燃料電池を始動させる（Ｓ５）。
以上述べたように、本実施形態の燃料電池によれば、作動限界時間を超える励磁電流により電磁弁１を駆動して、電磁弁１が氷結しているか否かを判定する。そして、電磁弁１が氷結していると判断した場合、作動限界時間以下のパルス幅で作動限界電流を超える電流値のくり返しパルスによる電流を電磁弁１に通電する。これにより、電磁弁１を開弁することなく、電磁弁１のソレノイド１１に通電し、ソレノイド１１の巻き線抵抗による発熱により電磁弁１の氷結を解凍できる。その場合、作動限界時間以下のパルス幅のくり返しパルスによる電流を通電するので、電磁弁１が突然開弁してしまうことがない。
【００５５】
また、本実施形態の燃料電池によれば、電磁弁１の氷結を解凍するために通電した後、再度、作動限界時間を超える励磁電流により電磁弁１を駆動して、電磁弁１が氷結しているか否かを判定する。このため、電磁弁１が確実に解凍されたか否かを判定した上で、燃料電池を始動できる。
【００５６】
また、本実施形態の燃料電池は、作動限界時間を超える励磁電流の通電に対する圧力センサ７の信号の時間遅れＴ４、圧力センサ７の信号のピーク値、圧力センサ７の検出信号と時間軸のなす面積、または、圧力センサ７の信号のピーク値に対する半値幅等を基準に電磁弁１の氷結が解凍されたか否かを判定する。したがって、高い精度で電磁弁１の氷結が解凍されたか否かを判定できる。
【００５７】
＜変形例＞
上記実施形態では、励磁のない状態で閉弁し、励磁されると開弁する形式の電磁弁１を例にして説明したが、逆に、励磁のない状態で開弁し、励磁されると閉弁する形式のものであっても同様に、本発明を適用できる。その場合、圧力センサ７からの検出信号は、電磁弁１への励磁のない状態で高い出力を示し、電磁弁１を励磁して閉弁した状態で低い出力を示すことになる。したがって、図６（ｃ）に示した波形とは変化の方向が上下逆になるが、上記実施形態と同様に処理できる。
【００５８】
上記実施形態では、図２に示したように、各電磁弁１（１Ａ−１Ｄ）の下流側にそれぞれ圧力センサ７（７Ａ−７Ｄ）を設けた。しかし、本発明の実施はこのような構成には限定されない。例えば、図２の構成において、圧力センサ７Ａ−７Ｃを省略してもよい。その場合には、始動時に、水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ、出口弁１Ｃおよび排出弁１Ｄの総てが解凍され、励磁電流により開弁したときに燃料タンク３３の燃料が圧力センサ７Ｄの位置まで移動可能となる。したがって、このような構成で、圧力センサ７Ｄにより十分な圧力の変動が検知されたときに、水素供給弁１Ａ、入口弁１Ｂ、出口弁１Ｃおよび排出弁１Ｄの総てが解凍されたと判定すればよい。
【００５９】
上記実施形態では、電磁弁１としては、図３に示したような筒型のソレノイド１１により駆動されるものを想定した。しかし、本発明の適用対象は、ソレノイド１１に限定されるものではなく、他の形式の電磁弁においても本発明を適用できる。すなわち、電磁弁の形式に関わりなく電流による駆動機構を含むものであれば、作動限界時間以下の通電時間で作動限界電流以上の電流値のパルス電流を駆動機構（駆動用の磁石等）にくり返して流す制御を実現すればよい。
【００６０】
《第２実施形態》
以下、図８に基づいて本発明の第２実施形態に係る燃料電池を説明する。図８は、本実施形態において電磁弁１を制御する制御系（本発明の電磁弁の制御装置に相当）の構成図である。
【００６１】
上記第１実施形態では、電磁弁１の氷結を検知し、電磁弁１の作動限界時間以下のパルス幅のくり返しパルスによる電流で氷結を解凍する燃料電池について説明した。本実施形態では、この解凍処理をさらに短時間で完了するために昇圧回路６０により電源電圧を昇圧して通電する燃料電池の例を示す。本実施形態の他の構成要素および作用については、第１実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、必要に応じて、図１から図７の図面を参照する。
【００６２】
図８に示すように、本実施形態においては、電源４とスイッチ回路６との間に昇圧回路６０を設け、電源電圧を昇圧した上で、パルス電流を発生し、電磁弁１に通電する。なお、図８では、電源４とスイッチ回路６との間に昇圧回路６０を設けているが、その代わりに、スイッチ回路６とソレノイド１１との間に昇圧回路６０を設けてもよい。
【００６３】
昇圧回路６０は、いわゆるＤＣ−ＤＣコンバータであり、例えば、スイッチングレギュレータを用いて構成できる。また、例えば、発振回路により高周波電流を発生させ、コイルに通電し、コイルの両端に発生する高い起電力の高周波信号を整流回路で整流する方式のものが知られている。
【００６４】
本実施形態において昇圧回路の方式自体に限定はない。ただし、昇圧とともに電流負荷を大きくできる構成のものが望ましい。
図８の構成によれば、電源電圧が昇圧されて第１実施形態の場合より大きな電流をソレノイド１１に通電できるので、単位時間当たりのソレノイド１１の発熱量を増加できる。
したがって、第１実施形態の制御系と比較して短時間で電磁弁１の氷結を解凍できる。
【００６５】
なお、図８では、昇圧回路６０は、電源４とスイッチ回路６との間に直接挿入された構成となっている。しかし、このような構成に代えて、切り換えスイッチを介して昇圧回路６０を接続し、ＥＣＵ３の制御により昇圧回路６０により昇圧した電源電圧を電磁弁１に供給するか、電源４の電圧をそのまま電磁弁１に供給するかを切り換えるようにしてもよい。その場合、例えば、解凍時の通電だけを昇圧回路６０により昇圧された電圧で実施し、解凍時以外の通電は電源４の電圧で供給するようにしてもよい。
【００６６】
《第３実施形態》
以下、図９および図１０に基づいて本発明の第３実施形態に係る燃料電池を説明する。図９は、本実施形態において電磁弁１を制御する制御系の構成図であり、図１０は図９に示した温度センサ６１の検出信号の例を示す図である。
【００６７】
上記第１および第２実施形態では、電磁弁１の下流側の圧力センサ７の検出信号により電磁弁１の氷結の有無、および解凍の完了を確認する燃料電池について説明した。本実施形態では、温度センサ６１により解凍を確認する燃料電池の例を示す。本実施形態の他の構成要素および作用については、第１または第２実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、必要に応じて、図１から図８の図面を参照する。
【００６８】
図９に示すように、本実施形態においては、温度センサ６１が設けられている。温度センサ６１が本発明の温度を測定する手段に相当する。また、ＥＣＵ３と温度センサ６１が本発明の確認手段に相当する。
【００６９】
この温度センサ６１は、図３に示した電磁弁１の氷結が発生しやすい部位ＡまたはＢに近い筐体１７上、または、部位ＡまたはＢに近い筐体１７の内壁上で可動子１２および弁体１３の移動を阻害しない位置に設置される。ここで、図３の部位Ａは、弁体１３が弁座１４に着座する位置の近傍である。また、部位Ｂは、可動子１２とソレノイド１１との間の空間であり、可動子１２がソレノイド１１の中心軸上を移動する可動範囲に存在する空間である。可動子１２がソレノイド１１の中心軸を移動する可動範囲のうち、弁座１４と反対方向の端部（図３の固定子鉄心下部２１）の付近または、その端部に近い筐体１７上の位置に温度センサ６１を設置してもよい。
【００７０】
温度センサ６１は、例えば、サーミスタ（thermally sensitive resister）または熱電対等で構成できる。ただし、サーミスタを用いた方が簡易に温度センサ６１を構成できる。
【００７１】
本実施形態では、例えば、ＥＣＵ３は、温度センサ６１の検出温度が所定値以下であれば、電磁弁１が氷結していると見なす。そこで、ＥＣＵ３は、第１実施形態または第２実施形態と同様、作動限界時間以下のパルス幅で作動限界電流を超える電流値のパルス電流により電磁弁１のソレノイド１１にくり返して通電する。
【００７２】
その結果、図１０に示すように、温度センサ６１の検出温度が時間とともに上昇する。そして、ＥＣＵ３は、温度センサ６１の検出温度が所定値Ｔｈを超えたときに、電磁弁１の氷結が解凍されたと判定し、電磁弁１を開弁し、燃料電池を始動する。
【００７３】
このように、本実施形態の燃料電池においては、電磁弁１の氷結が発生しやすい部位ＡまたはＢ（図３参照）に近い筐体１７上、または、部位ＡまたはＢに近い筐体１７の内壁上で可動子１２および弁体１３の移動を阻害しない位置に温度センサ６１を設置し、電磁
弁１の氷結状態（解凍されたか否か）を判定する。したがって、本燃料電池では、氷結しやすい箇所の温度に基づいて電磁弁１の氷結の有無、解凍の完了を判定できる。
【００７４】
《第４実施形態》
以下、図１１から図１３の図面に基づいて本発明の第４実施形態に係る燃料電池を説明する。図１１は、本実施形態において電磁弁１を制御する制御系（本発明の電磁弁の制御装置に相当）の構成図であり、図１２は図１１に示した加速度センサ６２の検出信号を例示する図であり、図１３は、加速度センサ６２に含まれる検知回路のブロック図である。
【００７５】
上記第１および第２実施形態では、電磁弁１の下流側の圧力センサ７の検出信号により電磁弁１の氷結の有無、および解凍の完了を確認する燃料電池について説明した。また、第３実施形態では、温度センサ６１により解凍を確認する燃料電池の例を示した。本実施形態では、電磁弁１の開閉に伴う振動を検知する加速度センサ６２により解凍を確認する燃料電池の例を示す。本実施形態の他の構成要素および作用については、第１実施形態から第３実施形態に示したものと同様である。そこで、同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、必要に応じて、図１から図１０の図面を参照する。
【００７６】
図１１に示すように、本実施形態においては、加速度センサ６２が設けられている。ＥＣＵ３と加速度センサ６２が本発明の確認手段に相当する。この加速度センサ６２の振動検出部は、図３に示した筐体１７の上端部１７Ａで、可動子１２が移動するソレノイド１１の中心軸の延長線上付近に設置される。また、電磁弁１の下端部１７Ｂ（筐体１７が載置された管材の配置面の背面側）の可動子１２が移動するソレノイド１１の中心軸の延長線上付近に設置してもよい。
【００７７】
また、電磁弁１の下端部１７Ｂ付近が筐体に収納される形式のものである場合、その筐体１７の下端部近傍で、可動子１２が移動するソレノイド１１の中心軸の延長線上付近に振動検出部を設置すればよい。また、図３の電磁弁１を横向きにした形状の電磁弁においても同様である。すなわち、筐体１７に収容される管材のうち筐体１７から露出する露出面上で、可動子１２が移動するソレノイド１１の中心軸の延長線上付近に振動検出部を設置すればよい。
【００７８】
加速度センサ６２としては、例えば、圧電素子、歪みゲージ、半導体センサ（ＭＯＳインバータ方式）、振り子位置検出器を用いたサーボ式加速度センサ、静電容量検出センサ、レーザ干渉によるセンサ等を用いたものが知られている。ただし、本発明の実施においては、加速度センサ６２の方式に限定されるものではなく、電磁弁１の開閉により筐体１７または筐体１７に収容される管材等に発生する振動を検出するものであれば、どのような方式の加速度センサを用いてもよい。また、加速度センサ６２に代えて、筐体１７に発生する振動を速度センサ、変位センサ等により検出するようにしてもよい。
【００７９】
図１２に、加速度センサ６２の検出信号の例を示す。ここで、図１２の（ａ）は、電磁弁１の可動子１２が氷結した場合に、可動子１２の振動に起因する筐体１７または筐体１７の載置された管材の振動を検知する加速度センサ６２の出力信号を示す。また、図１２（ｂ）は、解凍された状態での加速度センサ６２の出力信号を示す。図１２（ａ）（ｂ）ともに、横軸は、時間であり、縦軸は、センサ出力信号（例えば、圧電素子の起電力等）である。
【００８０】
電磁弁１の作動限界時間を超えるパルス幅Ｔ３（図６参照）で電磁弁１を励磁した場合、可動子１２または弁体１３が氷結した状態では、可動子１２は、動かない。したがって、図１２（ａ）に示すように、加速度センサ６２の信号に変化はない。一方、氷結のない
状態では、通電期間Ｔ３に対応して、可動子１２が移動し、固定子鉄心下部２１に衝突する。その結果、図１２（ｂ）に示すように、減衰する振動波形が加速度センサ６２から検出される。なお、通電期間Ｔ３の終了とともに、バネ１９の弾性力により可動子１２が引き戻され、弁体１３が弁座１４に着座し、電磁弁１は閉弁状態に戻る。
【００８１】
図１３に、加速度センサ６２に含まれる検知回路のブロック図を示す。この検知回路は電磁弁１のソレノイド１１に装着する接触型の振動ピックアップ６３と、振動ピックアップ６３の検出信号（減衰振動波形）の包絡線信号を抽出して増幅する振動計アンプ６４と、振動計アンプ６４の出力信号が所定値を超えたか否かを判定するコンパレータ６５と、コンパレータ６５の出力とソレノイド１１の駆動信号（例えば、図１１に示したタイミング発生回路５の出力信号）との積信号を求める演算回路（ＡＮＤゲート）６６とを有している。
【００８２】
振動ピックアップ６３は、圧電素子、歪みゲージ等であり、筐体１７の上端部１７Ａ、または、電磁弁１の下端部１７で中心軸の延長線上付近に設置される。
電磁弁１が氷結していない状態で、ソレノイド１１に作動限界時間を超える電流を通電すると、図３に示した可動子１２および弁体１３がバネ１９の弾性力に抗して一旦弁座１４から離間する方向に移動し、固定子鉄心下部２１に衝突する。その結果、筐体１７上に上記衝突に伴う振動波が発生する。この振動波の加速度は、可動子１２の移動方向、すなわち、ソレノイド１１の中心軸上が最も大きいと想定される。
【００８３】
したがって、ソレノイド１１の中心軸の延長線上付近に設置された振動ピックアップ６３が最も効果的に振動を検知できる。この振動波形は、図１２（ｂ）または図１３の振動信号に示すように、減衰振動波形である。
【００８４】
振動計アンプ６４は、いわゆる包絡線検波回路であり、減衰振動の包絡線信号を抽出し、増幅する。この包絡線信号は、コンパレータ６５により、所定の基準値と比較される。そして、包絡線信号のピーク値が基準値を超えると、コンパレータ出力はＨＩ（高電位）となる。演算回路６６は、コンパレータ６５の出力と、ソレノイド駆動信号（タイミング発生回路５の出力信号）との積信号（ＡＮＤ）を生成する。その結果、ソレノイド１１への駆動信号がオン状態（スイッチ回路６が閉じて電源４をソレノイド１１に接続した状態）で、コンパレータ６５からＨＩの出力があったときに、ＥＣＵ３は、可動子１２が動作したと判断する。すなわち、ＥＣＵ３は、電磁弁１が氷結していない（解凍した）と判断し、電磁弁１を開弁し、燃料電池を始動する。
【００８５】
以上述べたように、本実施形態の燃料電池によれば、電磁弁１に発生する振動を検知し、電磁弁１の可動子１２または弁体１３が氷結したか否かを判定する。したがって、正確に電磁弁１の氷結を判断できる。また、本実施形態の燃料電池によれば、振動ピックアップ６３の検出信号に起因するコンパレータ６５からの出力信号と、ソレノイド駆動信号（タイミング発生回路５の出力信号）との積信号（ＡＮＤ）により、可動子１２の移動を検知する。このため、ノイズ等による加速度センサ６２（または、振動ピックアップ６３等）の誤検出を低減できる。
【００８６】
なお、ソレノイド駆動信号の開始から、演算回路６６の出力により可動子１２が動作したと判断される時点までの経過時間を計測するようにしてもよい。この経過時間が電磁弁１の規格により定まる応答時間より所定時間以上長い場合には、電磁弁１が完全には解凍されていないと判定するようにしてもよい。
【００８７】
《第５実施形態》
以下、図１４から図１６の図面に基づいて本発明の第５実施形態に係る燃料電池を説明す
る。図１４は、本実施形態において電磁弁１を制御する制御系（本発明の電磁弁の制御装置に相当）の構成図であり、図１５は図１４に示した電流センサ７０の検出信号を例示する図であり、図１６は、電流センサ７０の信号を処理する検知回路のブロック図である。
【００８８】
上記第１および第２実施形態では、電磁弁１の下流側の圧力センサ７の検出信号により電磁弁１の氷結の有無、および解凍の完了を確認する燃料電池について説明した。また、第３実施形態では、温度センサ６１により解凍を確認する燃料電池の例を示した。また、第４実施形態では、加速度センサ６２により解凍を確認する燃料電池の例を示した。本実施形態では、電磁弁１の開閉に伴ってソレノイド１１に発生する逆起電力による電流を検知する電流センサ７０により解凍を確認する燃料電池の例を示す。本実施形態の他の構成要素および作用については、第１実施形態から第４実施形態に示したものと同様である。そこで、同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、必要に応じて、図１から図１３の図面を参照する。
【００８９】
図１４に示すように、本実施形態においては、電流センサ７０が設けられている。この電流センサ７０の検出部は、例えば、ループアンテナであり、ソレノイド１１を励磁するリード線（例えば、図６のスイッチ回路とソレノイド１１とを結ぶ配線）の周囲を巻いて設置される。ただし、電流センサ７０の検出部は、必ずしもループアンテナに限定されず、ソレノイド１１の逆起電力による電流を検出できるものであればよい。
【００９０】
図１５に、電流センサ７０の検出信号の例を示す。ここで、図１５の（ａ）は、電磁弁１の可動子１２が氷結した状態で、ソレノイド１１を励磁したときの電流センサ７０の出力信号を示す。また、図１５の（ｂ）は、解凍された状態で、ソレノイド１１を励磁したときの電流センサ７０の出力信号を示す。図１５（ａ）（ｂ）ともに、横軸は時間であり、縦軸はセンサ出力信号（例えば、ループアンテナを流れる電流値、ループアンテナに発生する起電力等）である。
【００９１】
電磁弁１の作動限界時間を超えるパルス幅Ｔ３（図６参照）で電磁弁１を励磁しても、可動子１２または弁体１３が氷結した状態では、可動子１２は、動かない。したがって、図１５（ａ）に示すように、電流センサ７０には、通常のＬＲ（インダクタと抵抗による）回路における過渡現象と同様の単調増加する電流変化が検出される。なお、通電期間Ｔ３の終了時においては、図１５（ａ）に対応して、単調減少する電流変化が検出される。
【００９２】
一方、氷結のない状態では、図１５（ｂ）に示すように、２つのピークを含む信号波形が電流センサ７０から検出される。２つのピークのうち、第１のピークは、可動子１２の移動開始に対応して発生する信号である。可動子１２の移動開始時の加速度運動により、ソレノイド１１内の磁場が変化を受け、ソレノイド１１につながる回路の電流変化が観測される。また、第２のピークは、可動子１２が固定子鉄心下部２１（図３参照）により停止することにより発生する信号である。可動子１２の停止時の加速度運動により、ソレノイド１１内の磁場が変化を受け、ソレノイド１１につながる回路の電流変化が観測される。なお、通電期間Ｔ３の終了時においては、図１５（ｂ）に対応して、単調減少する電流波形に２つのピークを含む信号波形を重畳した電流変化が検出される。このとき、バネ１９の弾性力により可動子１２が引き戻され、弁体１３が弁座１４に着座し、電磁弁１は閉弁状態に戻る。
【００９３】
ところで、図１５（ｂ）において、電流センサ７０の検出信号の２つのピークは、電流が単調増加する期間に発生している。これは、電磁弁１が氷結していないため、ソレノイド１１への励磁電流が所定値に達したときに可動子１２が動作したことを示す。また、図１５（ａ）は、可動子１２または弁体１３が完全に氷結して全く動作しない状態を示している。一方、上記２つの状態の中間、すなわち、可動子１２または弁体１３が不完全に氷
結した場合には、ソレノイド１１への励磁電流が所定値に達し、さらに、不定の遅れ時間経過した後、２つのピークが電流センサ７０の検出信号に現れる。この場合には、２つのピークは、電流が単調増加する期間より後（図１５（ｂ）の２つのピークの位置より右よりの区間）に現れることになる。
【００９４】
図１６に、電流センサ７０の検出信号を整形し、可動子１２の移動を検知する検知回路のブロック図を示す。電流センサ７０が本発明の電流の変化を検知する手段に相当する。また、電流センサ７０、図１６の検知回路およびＥＣＵ３が確認手段に相当する。この検知回路はソレノイド１１のリード線に装着された電流センサ７０の検出信号から２つのピークを抽出するバンドパスフィルタ７１と、バンドパスフィルタ７１の出力信号を増幅するアンプ７４と、アンプ７４の出力信号が所定値を超えたか否かを判定するコンパレータ７５と、コンパレータ７５の出力とソレノイド１１の駆動信号（例えば、図１４に示したタイミング発生回路５の出力信号）との積信号を求める演算回路（ＡＮＤゲート）７６とを有している。
【００９５】
電磁弁１が氷結していない状態で、ソレノイド１１に作動限界時間を超える電流を通電すると、図３に示した可動子１２および弁体１３がバネ１９の弾性力に抗して一旦弁座１４から離間する方向に移動し、固定子鉄心下部２１に衝突し停止する。このような可動子１２および弁体１３の運動の結果、電流センサ７０の検出信号には、図１２（ｂ）に示したような２つのピークが発生する。
【００９６】
バンドパスフィルタ７１は、単調増加する励磁電流と２つのピークからなる電流振動波形とが重畳された検出信号から電流振動波形を抽出する。
アンプ７４は、いわゆる包絡線検波回路であり、電流振動波形の包絡線信号を抽出し、増幅する。
【００９７】
この包絡線信号は、コンパレータ７５により、所定の基準値と比較される。そして、包絡線信号のピーク値が基準値を超えると、コンパレータ出力はＨＩ（高電位）となる。演算回路７６は、コンパレータ７５の出力と、ソレノイド駆動信号（タイミング発生回路５の出力信号）との積信号（ＡＮＤ）を生成する。その結果、ソレノイド１１への駆動信号がオン状態（スイッチ回路６が閉じて電源４をソレノイド１１に接続した状態）で、コンパレータ７５からＨＩの出力があったときに、ＥＣＵ３は、可動子１２が動作したと判断する。すなわち、ＥＣＵ３は、電磁弁１が氷結していないと（解凍した）と判断し、燃料電池を始動する。
【００９８】
以上述べたように、本実施形態の燃料電池によれば、可動子１２および弁体１３が移動することに伴い、電磁弁１のソレノイド１１に接続される回路（リード線等）に発生する電流振動波形を検知し、電磁弁１の可動子１２または弁体１３が氷結したか否か（解凍したか否か）を判定する。したがって、正確に電磁弁１の氷結を判断できる。また、本実施形態の燃料電池によれば、電流センサ７０の検出信号に起因するコンパレータ７５からの出力信号と、ソレノイド駆動信号（タイミング発生回路５の出力信号）との積信号（ＡＮＤ）により、可動子１２の移動を検知する。このため、ノイズ等による電流センサ７０の誤検出を低減できる。
【００９９】
なお、ソレノイド駆動信号の開始から、演算回路７６の出力により可動子１２が作動したと判断される時点までの経過時間を計測するようにしてもよい。この経過時間が電磁弁１の規格により定まる応答時間より所定時間以上長い場合には、電磁弁１が完全には解凍されていないと判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】ソレノイドコイルへの通電により開弁する従来の電磁弁の開閉状態を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る燃料電池のシステム構成図である。
【図３】電磁弁１の構成を示す断面の概略図である。
【図４】電磁弁１を制御する制御系の構成図である。
【図５】電磁弁１の作動限界時間以下のパルス幅で電磁弁１を励磁したときの電磁弁１の開閉状態を示すタイミングチャートである。
【図６】電磁弁１の作動限界時間を超えるパルス幅で電磁弁１を励磁したときの電磁弁１の開閉状態を示すタイミングチャートである。
【図７】図２および図３に示すＥＣＵ３の処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態において電磁弁１を制御する制御系の構成図である。
【図９】本発明の第３実施形態において電磁弁１を制御する制御系の構成図である。
【図１０】図９に示した温度センサ６１の検出信号の例を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態において電磁弁１を制御する制御系の構成図である。
【図１２】図１１に示した加速度センサ６２の検出信号を例示する図である。
【図１３】加速度センサ６２に含まれる検知回路のブロック図である。
【図１４】本発明の第５実施形態において電磁弁１を制御する制御系の構成図である。
【図１５】図１４に示した電流センサ７０の検出信号を例示する図である。
【図１６】電流センサ７０の信号を処理する検知回路のブロック図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  電磁弁（１Ａ：水素供給弁、１Ｂ：入口弁、１Ｃ：出口弁、１Ｄ：排出弁）
３  ＥＣＵ
４  電源
５  タイミング発生回路
６  スイッチ回路
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ  圧力センサ
１１  ソレノイド
１２  可動子
１３  弁体
１４  弁座
１７  筐体
２１  固定子鉄心下部
６０  昇圧回路
６１  温度センサ
６２  加速度センサ
７０  電流センサ
【図１】
2005268051.tif 000003
【図２】
2005268051.tif 000004
【図３】
2005268051.tif 000005
【図４】
2005268051.tif 000006
【図５】
2005268051.tif 000007
【図６】
2005268051.tif 000008
【図７】
2005268051.tif 000009
【図８】
2005268051.tif 000010
【図９】
2005268051.tif 000011
【図１０】
2005268051.tif 000012
【図１１】
2005268051.tif 000013
【図１２】
2005268051.tif 000014
【図１３】
2005268051.tif 000015
【図１４】
2005268051.tif 000016
【図１５】
2005268051.tif 000017
【図１６】
2005268051.tif 000018