(57)【要約】【課題】電圧低下を回避しつつ起動性を向上させる。【解決手段】高圧蓄電装置１５と、該高圧蓄電装置１５よりも低い電圧の低圧蓄電装置１９と、主として該低圧蓄電装置１９の電力によって駆動される低圧補機２０と、高圧蓄電装置１５と低圧蓄電装置１９との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータ１８とを備えた燃料電池システムを起動させる際、起動時における低圧蓄電装置１９の状況に応じて低圧補機２０の駆動の態様を変化させる。低圧補機２０のうち、当該燃料電池システム１の起動に不要なものの少なくとも一部について駆動停止させておくことが好ましい。また、低圧補機２０のうち当該燃料電池システム１の起動に必要なものについては時間をずらして起動させることも好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、電圧の異なる二次電池のうち低電圧の低圧電源とを備えた燃料電池システムにおいて、
当該燃料電池システムの起動時に低圧電源系の状況に応じて前記低圧電源で駆動される低圧補機を駆動または停止することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記低圧補機のうち、当該燃料電池システムの起動に不要なものの少なくとも一部について駆動停止させておくことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記低圧補機のうち当該燃料電池システムの起動に必要なものについては時間をずらして起動させることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記低圧電源の電圧が所定値よりも低い場合には、当該低圧電源と該低圧電源よりも高い電圧の高圧電源との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータが起動してから前記低圧補機を起動させることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記低圧補機の少なくとも一部が起動しなかった場合には、前記低圧電源と該低圧電源よりも高い電圧の高圧電源との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータが起動してから前記低圧補機を起動させることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記低圧補機は、前記燃料電池に水素ガスを供給するための水素ガス供給系に配置されている水素ガス供給バルブまたは水素ガス供給用アクチュエータであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
高圧蓄電装置と、該高圧蓄電装置よりも低い電圧の低圧蓄電装置と、主として該低圧蓄電装置の電力によって駆動される低圧補機と、前記高圧蓄電装置と低圧蓄電装置との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えた燃料電池システムの起動時における制御方法において、
前記起動時における前記低圧蓄電装置の状況に応じて前記低圧補機の駆動の態様を変化させることを特徴とする燃料電池システムの起動時における制御方法。
【請求項８】
前記低圧補機のうち、当該燃料電池システムの起動に不要な補機の少なくとも一部について駆動停止させておくことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池システムの起動時における制御方法。
【請求項９】
前記低圧補機のうち当該燃料電池システムの起動に必要な補機については時間をずらして起動させることを特徴とする請求項７または８に記載の燃料電池システムの起動時における制御方法。
【請求項１０】
前記低圧蓄電装置の電圧が所定値よりも低い場合には前記ＤＣ／ＤＣコンバータが起動してから前記低圧補機を起動させることを特徴とする請求項７または８に記載の燃料電池システムの起動時における制御方法。
【請求項１１】
前記低圧補機の少なくとも一部が起動しなかった場合には前記ＤＣ／ＤＣコンバータが起動してから前記低圧補機を起動させることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池システムの起動時における制御方法。
【請求項１２】
前記低圧補機は、前記燃料電池に水素ガスを供給するための水素ガス供給系に配置されている水素ガス供給バルブまたは水素ガス供給用アクチュエータであることを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載の燃料電池システムの起動時における制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムおよびその起動時における制御方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、燃料電池システムの起動時における制御手法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムを作動させるにあたり、システム内にあるバルブなどの補機を駆動する必要がある。車両用システムの場合には１２Ｖ補機用電源の電力を利用することが多い（例えば、特許文献１参照）。家庭（定置）用システムの場合には商用電源の電力を利用する場合が多い。
【特許文献１】特開２００２−１１０１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のような燃料電池システムの起動時に補機駆動用電源の出力が不安定な場合に、通常と同じシーケンスにて補機を作動させようとしても補機の動作も安定しないため、燃料電池の起動がうまくいかない可能性がある。しかし、補機駆動用電源が安定するまで補機駆動開始を待つと燃料電池の起動が遅くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、補機駆動用電源の出力が不安定な場合にも迅速に燃料電池を起動させることができる燃料電池システムおよびその起動時における制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するため、本発明者は種々の検討を行い、かかる問題を解消しうる技術を知見するに至った。
【０００６】
本発明はかかる知見に基づくものであり、請求項１に記載の発明は、燃料電池と、電圧の異なる二次電池のうち低電圧の低圧電源とを備えた燃料電池システムにおいて、当該燃料電池システムの起動時に低圧電源系の状況に応じて前記低圧電源で駆動される低圧補機を駆動または停止することを特徴とするものである。
【０００７】
この燃料電池システムにおいては、電圧低下のおそれがある低圧電源系の状況に応じて起動時の駆動態様を変えることとする。すなわち、低圧電源の電力（電圧）が十分であり、システム起動と同時に所定の低圧補機を駆動したとしても電圧低下のおそれがない状況下にあればそのように低圧補機をシステム起動と同時に駆動することとする。これによれば、電圧低下を回避しつつ従来よりも早期にシステム起動を完了することが可能となる。また、状況に応じて一部の低圧補機を停止させておくこととすれば少なくともその分の電力消費を回避することができるから、電圧低下を抑制しつつシステム起動を行うことが可能となる。一方で、電圧低下のおそれがある状況下であれば従来と同様の起動をすることにより少なくとも従来と同程度の起動時間を確保することができる。このように、本発明は、常に同じシーケンスで起動を行うのではなく低圧電源系の状況を見ながら必要に応じた起動制御を行うという点で特徴的である。なお、本発明における電源には蓄電装置が含まれる。蓄電装置の一例としてはバッテリ（二次電池）を挙げることができるが、これのみならず、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池、あるいはキャパシタ等の場合であっても適用可能である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、前記低圧補機のうち、当該燃料電池システムの起動に不要なものの少なくとも一部について駆動停止させておくというものである。システム起動に不要な低圧補機の少なくとも一部を駆動停止させておければ、少なくともその分の電力消費を抑えて電圧低下を抑制することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃料電池システムにおいて、前記低圧補機のうち当該燃料電池システムの起動に必要なものについては時間をずらして起動させるというものである。例えば低圧補機が複数ある場合、時間をずらしてこれらを起動させることで突入電流（ラッシュ電流）を分散させ、集中するのを回避することにより低圧電源系において電圧低下が生じるのを抑えることが可能となる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃料電池システムにおいて、前記低圧電源の電圧が所定値よりも低い場合には、当該低圧電源と該低圧電源よりも高い電圧の高圧電源との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータが起動してから前記低圧補機を起動させるというものである。高圧電源と低圧電源とを備えた構成の燃料電池システムにおいて、これら高圧電源と低圧電源との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータは、高圧側から電力をアシスト（補助）することによって低圧電源系における電圧低下を回避するという役割もある。本発明のごとく、低圧電源の電圧が所定値よりも低い場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータが起動するのを待ってから低圧補機を起動させることによって電圧低下が生じるのを回避することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃料電池システムにおいて、前記低圧補機の少なくとも一部が起動しなかった場合には、前記低圧電源と該低圧電源よりも高い電圧の高圧電源との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータが起動してから前記低圧補機を起動させるというものである。この場合には低圧電源系にて電圧低下が生じた等のおそれがあるが、このようにいったんＤＣ／ＤＣコンバータを起動させてから低圧補機を起動させることとすれば、高圧側から電力のアシストを受けうる状態で起動させることが可能となる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池システムにおける前記低圧補機が、前記燃料電池に水素ガスを供給するための水素ガス供給系に配置されている水素ガス供給バルブまたは水素ガス供給用アクチュエータであるというものである。現状の燃料電池システムにおいては高圧水素タンクが複数設置されていることが一般的であり、そのそれぞれに水素供給バルブ等が設けられているために起動時の消費電力が大きくなっていることが多いが、本発明はこのような場合に適用して特に好適である。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、高圧蓄電装置と、該高圧蓄電装置よりも低い電圧の低圧蓄電装置と、主として該低圧蓄電装置の電力によって駆動される低圧補機と、前記高圧蓄電装置と低圧蓄電装置との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えた燃料電池システムの起動時における制御方法において、前記起動時における前記低圧蓄電装置の状況に応じて前記低圧補機の駆動の態様を変化させることを特徴とするものである。
【００１４】
この制御方法においては、電圧低下のおそれがある低圧蓄電装置の状況に応じて起動時の駆動態様を変える。すなわち、低圧蓄電装置の電圧（電力）が十分であり、システム起動と同時に所定の低圧補機を駆動したとしても電圧低下のおそれがない状況下にあればそのように低圧補機をシステム起動と同時に駆動することとする。これによれば、電圧低下を回避しつつ従来よりも早期にシステム起動を完了することが可能となる。また、状況に応じて一部の低圧補機を停止させておくこととすれば少なくともその分の電力消費を回避することができるから、電圧低下を抑制しつつシステム起動を行うことが可能となる。一方で、電圧低下のおそれがある状況下であれば従来と同様の起動をすることにより少なくとも従来と同程度の起動時間を確保することができる。このように、本発明は、常に同じシーケンスで起動を行うのではなく低圧蓄電装置（あるいは低圧回路）の状況を見ながら必要に応じた起動制御を行うという点で特徴的である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の制御方法において、前記低圧補機のうち、当該燃料電池システムの起動に不要な補機の少なくとも一部について駆動停止させておくというものである。システム起動に不要な低圧補機の少なくとも一部を駆動停止させておければ、少なくともその分の電力消費を抑えて電圧低下を抑制することができる。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の制御方法において、前記低圧補機のうち当該燃料電池システムの起動に必要な補機については時間をずらして起動させるというものである。例えば低圧補機が複数ある場合、時間をずらしてこれらを起動させることで突入電流（ラッシュ電流）を分散させ、集中するのを回避することにより低圧蓄電装置において電圧低下が生じるのを抑えることが可能となる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項７または８に記載の制御方法において、前記低圧蓄電装置の電圧が所定値よりも低い場合には前記ＤＣ／ＤＣコンバータが起動してから前記低圧補機を起動させるというものである。高圧蓄電装置と低圧蓄電装置との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータは、高圧側から電力をアシスト（補助）することによって低圧蓄電装置における電圧低下を回避するという役割もある。本発明のごとく、低圧蓄電装置の電圧が所定値よりも低い場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータが起動するのを待ってから低圧補機を起動させることによって電圧低下が生じるのを回避することができる。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項７に記載の制御方法において、前記低圧補機の少なくとも一部が起動しなかった場合には前記ＤＣ／ＤＣコンバータが起動してから前記低圧補機を起動させるというものである。この場合には低圧蓄電装置にて電圧低下が生じた等のおそれがあるが、このようにいったんＤＣ／ＤＣコンバータを起動させてから低圧補機を起動させることとすれば、高圧側から電力のアシストを受けうる状態で起動させることが可能となる。
【００１９】
さらに、請求項１２に記載の発明は、請求項７から１１のいずれかに記載の制御方法における前記低圧補機が、前記燃料電池に水素ガスを供給するための水素ガス供給系に配置されている水素ガス供給バルブまたは水素ガス供給用アクチュエータであるというものである。現状の燃料電池システムにおいては高圧水素タンクが複数設置されていることが一般的であり、そのそれぞれに水素供給バルブ等が設けられているために起動時の消費電力が大きくなっていることが多いが、本発明はこのような場合に適用して特に好適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、補機駆動用電源の出力が不安定な場合にも迅速に燃料電池を起動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１〜図３に本発明にかかる燃料電池システムの一実施形態を示す。本発明にかかる燃料電池システム１は、高圧電源と、該高圧電源よりも電圧の低い低圧電源と、主として該低圧電源の電力によって駆動される低圧補機と、高圧電源と低圧電源との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えた構成となっている。本実施形態においては、この燃料電池システムの起動時における低圧電源の状況に応じて低圧補機の駆動の態様を変化させるという制御を行うこととしている。以下においては、まず燃料電池システム１の概略から説明し、その後に燃料電池システム１の起動時おける制御方法の内容について説明することとする（図１〜図３参照）。
【００２３】
なお、燃料電池システム１の高圧電源（および低圧電源）には蓄電装置が含まれる。以下に示す実施形態では、高圧電源が高圧蓄電装置、低圧電源が低圧蓄電装置である場合を例として説明する。本明細書にいう蓄電装置の一例としてはバッテリ（二次電池）を挙げることができるが、これのみならず、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池、あるいはキャパシタ等の場合であっても適用可能である。
【００２４】
図１に本実施形態にかかる燃料電池システム１の概略構成を示す。本実施形態に示す燃料電池システム１は、例えば燃料電池車両（ＦＣＨＶ；Fuel Cell Hybrid Vehicle）の車載発電システムとして利用可能なものであるが、これに限られることはなく、各種移動体（例えば船舶や飛行機など）やロボットなどといった自走可能なものに搭載される発電システム等としても用いることができるのは当然である。図示していない燃料電池セルスタックは、複数の単セルを直列に積層して成るスタック構造を有するものであり、例えば固体高分子電解質型燃料電池等から構成されている。
【００２５】
燃料電池２への酸化ガス供給系は、エアコンプレッサ５、インタークーラ３、インタークーラ冷却用ウォータポンプ４を含んだ構成となっている（図１参照）。エアコンプレッサ５は図示しないエアフィルタを介して外気から取り込んだ空気を圧縮する。インタークーラ３は、圧縮されて高温となったエアを冷却する。インタークーラ冷却用ウォータポンプ４は、インタークーラ３を冷却するための冷却水を循環させる。エアコンプレッサ５によって圧縮されたエアは、このようにインタークーラ３によって冷却された後、加湿器１７を通過し、燃料電池２のカソード（酸素極）へと供給される。燃料電池２の電池反応に供された後の酸素オフガスはカソードオフガス流路１６を流れてシステム外へと排気される。この酸素オフガスは燃料電池２での電池反応により生成された水分を含むため高湿潤状態になっている。そこで、加湿器１７により、低湿潤状態にある供給前の酸化ガスと、カソードオフガス流路１６を流れる高湿潤状態の酸素オフガスとの間で水分交換を行い、燃料電池２に供給される酸化ガスを適度に加湿する。
【００２６】
燃料電池２への水素ガス供給系は、燃料としての水素を燃料電池２へと供給するためのシステムとして構成されている。例えば本実施形態の場合には、複数（例えば４本）の高圧水素タンク２１を水素貯蔵源として並列に配置し、水素ガス供給路２３によって燃料電池２のアノード（燃料極）へと導くようにしている（図３参照）。各高圧水素タンク２１には低圧補機の一種である高圧水素タンクバルブ２２が設けられている。また、水素ガス供給路２３にはガス圧を減圧するためのレギュレータ２４や、流量調整弁および可変調圧弁として機能するインジェクタ２５が設けられている。インジェクタ２５は、制御装置１３によって水素ガス噴射時間および噴射時期が制御されることによって水素ガスの流量および圧力を高精度に調節することが可能となっている。なお、図１や図３においては特に図示していないが、水素ガス供給系にはこれらの他に燃料電池入口バルブや燃料ガス循環路などが設けられている。燃料ガス循環路は未反応燃料ガスを燃料電池２に還流させるための帰還ガス流路であり、そのガス流路には上流から下流にかけて燃料電池出口バルブ、水素ポンプ、逆止弁などが設けられる。
【００２７】
また、燃料電池２の冷却水（ＬＬＣ）の出入口には、当該冷却水を循環させるための冷却水配管１１が設けられている。この冷却水配管１１には、冷却水を送り出すウォータポンプ１０と、冷却水供給量を調節するための流路切替弁１２とが設けられている。
【００２８】
燃料電池２で発電された直流電力の一部は高圧コンバータ１４によって降圧され、高圧蓄電装置として機能する高圧バッテリ（二次電池）１５に充電される。モータインバータ（トラクションインバータ）７は、燃料電池２から供給される直流電力を交流電力に変換してトラクションモータ８に交流電力を供給する。また、ウォータポンプインバータ９は、燃料電池２から供給される直流電力を交流電力に変換してウォータポンプ１０に交流電力を供給する。さらに、エアコンプレッサ駆動用インバータ６は、燃料電池２から供給される直流電力を交流電力に変換してエアコンプレッサ５に交流電力を供給する。
【００２９】
制御装置１３は、例えば燃料電池自動車に搭載されている場合であればアクセル開度や車速等に基づいてシステム要求電力（車両走行電力と補機電力との総和）を求め、燃料電池２が目標電力に一致するようにシステムを制御する装置である。具体的に説明すると、この制御装置１３は、エアコンプレッサ駆動用インバータ６を制御することによって当該エアコンプレッサ５を駆動するモータ（図示省略）の回転数および酸化ガス供給量を調整する。また、インタークーラ冷却用ウォータポンプ４を制御することによって圧縮エアの温度を調整する。さらに、モータインバータ７を制御してトラクションモータ８の回転数を調整し、ウォータポンプインバータ９を制御してウォータポンプ１０を調整する。さらには、高圧コンバータ１４を制御して燃料電池２の運転ポイント（出力電圧、出力電流）を調整し、燃料電池２の出力電力が目標電力に一致するように調整する。
【００３０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、高圧回路側の直流電力の一部を降圧して低圧回路側へと供給する。降圧された直流電力は、一部が低圧蓄電装置として機能する低圧バッテリ（二次電池）１９に充電され、一部は低圧補機２０を駆動するための電力として用いられる（図１参照）。低圧補機２０は低圧（例えば１２Ｖ）で駆動する各種機器のことであり、例えば高圧水素タンクバルブ２２（図３参照）、また、例えば燃料電池自動車であればエアコン（エアコンディショナ）、ナビゲーションシステム、ライト類、さらにはポンプ装置、インジェクタ装置、ウィンカ（ターンシグナルランプ）等、種々の電気機器が該当する。これら低圧補機２０は、低圧バッテリ１９から電力供給されることによっても駆動可能される。なお、このように高圧回路と低圧回路との間に介在するＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、例えばシステムの起動時においては高圧側から低圧側へと電力を供給することによって低圧側の電圧が低下するのを回避するといういわばアシストの役割も有している。つまり、低圧バッテリ１９のみで低圧補機２０を起動させた場合、消費電力が大きいと電圧低下を招くおそれがあるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を起動しておき、高圧側のバッテリから低圧側へと電力供給することによって低圧側の電力あるいは電圧を補助（アシスト）することができる。
【００３１】
続いて、本発明の実施形態を以下に説明する。上述のように、本実施形態においては燃料電池システム１の起動時における低圧バッテリ（低圧蓄電装置）１９の状況に応じて低圧補機２０の駆動の態様を変化させることとしている。以下、具体例を挙げて説明する（図２参照）。ここでは、低圧補機２０の一例として、消費電力が比較的大きい高圧水素タンクバルブ２２を駆動する場合を例示して説明する。
【００３２】
まず、燃料電池システム１の起動を開始するにあたり（ステップ１）、ＩＧ（イグニッション）装置を操作して起動をスタートさせる（ステップ２）。スタート後、低圧バッテリ１９の電圧が低下していないかどうかを判断する（ステップ３）。電圧が低下していなければステップ４へ、低下していればステップ８へと進む。
【００３３】
低圧バッテリ１９の電圧が低下していない場合には、高圧水素タンクバルブ（低圧補機）２２を駆動して開く（ステップ４）。この際、本実施形態においてはＤＣ／ＤＣコンバータ１８の起動を待たず、低圧バッテリ１９からの供給電力のみで高圧水素タンクバルブ２２を駆動することとする。この場合、複数の高圧水素タンクバルブ２２を同時に駆動することもできるが、突入電流を分散させるという観点からすれば時間をずらしてこれら高圧水素タンクバルブ２２を順次起動させることが好ましい。これにより、電流が集中するのを回避して低圧バッテリ１９の電圧が急激に低下するのを極力回避することが可能となる。
【００３４】
ステップ４にて高圧水素タンクバルブ２２を駆動し開いた状態としたら、水素ガス供給路２３における水素圧力が上昇するのを待つ（ステップ５）。水素圧力が上昇したら（ステップ６のＹｅｓ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を起動させずとも順当に起動の動作が推移していると判断することができるから、この場合には燃料電池システム１の始動動作を継続する（ステップ１３）。一方、水素圧力が上昇しなかったら（ステップ６のＮｏ）、高圧水素タンクバルブ２２をいったん閉じ（ステップ７）、ステップ８へと進む。
【００３５】
ステップ８へと進んだ場合、すなわちステップ３にて低圧バッテリ１９の電圧が低下したか、または始動前から電圧が低くなっているような場合、あるいはステップ６にて水素圧力が上昇しなかったため高圧水素タンクバルブ２２を閉じた場合においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の起動が完了するのを待つ（ステップ８）。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８には高圧側から電力をいわばアシストする役割もあるので、この場合には当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の起動を待ってアシストを受けることにより、低圧バッテリ１９の電圧が低下するのを回避することが可能となる。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の起動が完了したら（ステップ８のＹｅｓ）、高圧水素タンクバルブ２２を駆動して開いた状態とする（ステップ９）。その後、水素圧力が上昇するのを待ち（ステップ１０）、上昇したら（ステップ１０のＹｅｓ）、燃料電池システム１の始動動作をそのまま継続する（ステップ１３）。一方、水素圧力が上昇しなかったら（ステップ１１のＮｏ）、高圧水素タンクバルブ２２をいったん閉じ（ステップ１２）、ステップ９に戻って再び高圧水素タンクバルブ２２を開ける。この場合、水素圧力が所定値に上昇するまで高圧水素タンクバルブ２２の開閉を繰り返すことになる（図２参照）。
【００３７】
上述のような起動時における制御方法によれば、電圧低下を回避しつつも燃料電池システム１の起動性を向上させることが可能となる。つまり、現状の燃料電池システム１においては高圧水素タンク２１が複数設置されていることが一般的であり、そのそれぞれに高圧水素タンクバルブ２２が設けられているために起動時の消費電力が大きくなっていることが多いが、本実施形態においては可能な範囲でＤＣ／ＤＣコンバータ１８の起動完了を待たずにシステム起動することにより起動性の向上を図っている。
【００３８】
しかも、低圧補機２０の少なくとも一部が起動しなかった場合、より具体的には高圧水素タンクバルブ２２の少なくとも一部が起動しなかった場合には、水素圧力が十分に上昇しないという結果を受け（ステップ６、ステップ１１）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８が起動完了するのを待ってから起動させることとしている。この場合には例えば低圧バッテリ１９がもともと弱っている場合、始動前に一時的にバッテリ電圧が低くなってしまっている場合などが考えられるが、本実施形態によれば、こういったシステムにおける状況をも加味したうえ、高圧側から電力のアシストを受けうる状態で起動させることができるから少なくとも従前と同様の起動性を確保することが可能である。
【００３９】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施形態においては複数の高圧水素タンク２１（およびこれらに付随する高圧水素タンクバルブ２２）が並列になっている場合を例示したがこれに限られるわけではなく、直列に配置されているような構造であっても本発明を適用することが可能である。要は、水素ガス供給系統に複数のバルブが配置されており、尚かつ、システム起動時にこれら複数のバルブが順次ないしは同時に駆動されるようなシステムにおいても、本発明を適用することにより、電圧低下を回避しつつ起動性を向上させることが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では低圧補機２０の一例として高圧水素タンクバルブ２２を挙げて説明したがこれも好適な一例に過ぎない。要は、システム起動時において低圧バッテリ１９の電圧低下を招くような補機の起動手法を特有のものとすることによって電圧低下を回避しつつも起動性を向上させることが可能となるわけだから、高圧水素タンクバルブ２２に限らず、例えば、燃料電池２に水素ガスを供給するために水素ガス供給系に配置されている各種の水素ガス供給バルブ、あるいはエア調圧弁、冷却用三方弁、冷却用ポンプ等、さらには水素ガス供給用アクチュエータ等についても適用することが当然に可能である。
【００４１】
あるいは、以下のようにすることもできる。すなわち、閉状態のバルブ（例えば高圧水素タンクバルブ２２）を開ける際には定常的な電流よりも遥かに大きな突入電流（ラッシュ電流）が短時間に集中して流れ、その後、それよりも低電流である保持電流を通じることによって開状態を保持するのが一般的である。これに対し、図２に示したフローチャートのように高圧水素タンクバルブ２２をいったん閉じてから再び開く場合（ステップ７→ステップ８→ステップ９、あるいはステップ１２→ステップ９の場合）、突入電流をある程度の時間（少なくとも従来よりも長い時間）流すようにして確実に開かせるようにしてもよい。例えば、高圧水素タンクバルブ２２が何かしらの理由で動作しなかった場合であっても、このように突入電流を従来よりも長く流すこととすれば、バルブの状況を加味しつつ、より確実に動作させることが可能となる。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、水素圧力上昇を待っても結局は上昇しないと判断した場合（ステップ５、ステップ６のＮｏ）、高圧水素タンクバルブ２２をいったん閉じることとしていたが（ステップ７）、このように水素圧力が上昇しない場合の理由としては種々のことが考えられ、例えば、高圧水素タンクバルブ２２（及び低圧（例えば１２Ｖ）電源を使用する水素供給に関するアクチュエータ等の補機）の一部または全部が十分に動作しないこと、または全く動作しないことも含まれうる。このように高圧水素タンクバルブ２２等が動作しない場合であっても、上述した実施形態のように、高圧水素タンクバルブ２２をいったん閉じるという処理を経ることとし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８が起動してから再びこの高圧水素タンクバルブ２２を開けるという処理を行うこととすれば、仮に起動当初の電圧や電流が十分でなかった場合においても高圧水素タンクバルブ２２等の補機をより確実に動作させることが可能となる。
【００４３】
また、このように燃料電池システム１を起動させる際には、システム中の低圧補機２０のうち当該燃料電池システム１の起動に不要なものについては少なくとも一部を駆動停止させておくことが好ましい（図４のステップ３’参照）。こうすることにより、燃料電池システム１の起動時において少なくともその分の電力消費を抑え、電圧が低下するのを抑制することができる。このような低圧補機２０としては、上述した各種機器のうちのエアコン、ナビゲーションシステム、ライト類、ウィンカ（ターンシグナルランプ）等を挙げることができる。これら低圧補機２０については、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を起動させた後に駆動することとすれば電圧低下を抑えられるため、燃料電池システム１を従来よりも早く起動させることが可能となる。
【００４４】
ここで、本発明が種々変形実施可能であることについてさらに具体例を挙げて以下に説明を加えることとする（図５参照）。
【００４５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の起動を待たず、低圧バッテリ１９からの供給電力のみで高圧水素タンクバルブ（低圧補機の一例）２２を駆動する場合、突入電流を分散させるという観点からすれば、時間をずらして順次起動させることが好ましいのは上述したとおりであるが、これについてより具体的に説明すると以下のとおりである（図５参照）。なお、以下においても、複数（例えば４本）の高圧水素タンク２１を水素貯蔵源として並列に配置し、水素ガス供給路２３によって燃料電池２のアノード（燃料極）へと導くようにしているのは上述の場合と同様である（図３参照）。
【００４６】
まず、燃料電池システム１の起動を開始するにあたり（ステップ２１）、ＩＧ（イグニッション）装置を操作して起動をスタートさせる（ステップ２２）。スタート後、複数（例えば４本）の高圧水素タンクバルブ２２のうちの１つを開ける（ステップ２３）。次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の起動が完了するのを待ち（ステップ２４）、完了したら（ステップ２４のＹｅｓ）、残りの高圧水素タンクバルブ２２を順次開けていく（ステップ２５）。このように高圧水素タンクバル２２を順次開けつつ、水素圧力が所定の値まで上昇したかどうかを判断し（ステップ２６）、上昇した場合には（ステップ２６のＹｅｓ）、燃料電池システム１の起動（始動）動作を継続して行うこととする（ステップ２７）。
【００４７】
以上のように、低圧補機（例えば高圧水素タンクバルブ）を複数備えている燃料電池システム１においては、時間をずらしてこれらを起動させることで突入電流（ラッシュ電流）を分散させ、電流や負荷が集中するのを回避すること好ましく、これによって低圧電源系において電圧低下が生じるのを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態にかかる燃料電池システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態における水素ガス供給系の概略を示す図である。
【図４】システム起動（始動）に不要な低圧補機を停止させておくようにした場合の制御の内容について、主要な流れのみを記載して示したフローチャートである。
【図５】複数の高圧水素タンクバルブを順次開けていくようにした場合の制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１…燃料電池システム、２…燃料電池（燃料電池スタック）、１５…高圧バッテリ（高圧蓄電装置）、１８…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１９…低圧バッテリ（低圧蓄電装置）、２０…低圧補機、２２…高圧水素タンクバルブ（低圧補機の一例）
【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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