(57)【要約】【課題】インジェクタの作動時における騒音や振動の発生を抑制できる気体燃料供給装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様は、水素が貯留される水素タンク１２と、水素タンク１２と燃料電池１０とに接続する水素供給通路１４と、水素供給通路１４に配置される高圧レギュレータ２２と、水素供給通路１４に配置され高圧レギュレータ２２よりも下流側の位置に配置されるインジェクタ５４と、を有し、インジェクタ５４の噴射がデューティ制御により行われる水素供給システム１において、デューティ値を初期値に設定してインジェクタ５４の噴射を開始させた後に、デューティ値を初期値よりも増大させた値に設定してインジェクタ５４を噴射させる開始時徐変デューティ制御を行うコントローラ４２を有する。【選択図】図１
2017031912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料が蓄えられる燃料タンクと、前記燃料タンクと前記気体燃料の供給先とに接続する燃料供給通路と、前記燃料供給通路に配置される高圧レギュレータと、前記燃料供給通路に配置され前記高圧レギュレータよりも下流側の位置に配置されるインジェクタと、を有し、前記インジェクタの作動がデューティ制御により行われる気体燃料供給装置において、
デューティ値を初期値に設定して前記インジェクタの作動を開始させた後に、前記デューティ値を前記初期値よりも増大させた値に設定して前記インジェクタを作動させる開弁制御を行う制御部を有すること、
を特徴とする気体燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１の気体燃料供給装置において、
前記制御部は、前記デューティ値を所定値に設定して前記インジェクタを作動させている状態から前記インジェクタを停止させる場合にて、前記デューティ値を前記所定値よりも減少させた値に設定して前記インジェクタを作動させた後に、前記インジェクタを停止させる閉弁制御を行うこと、
を特徴とする気体燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１または２の気体燃料供給装置において、
前記制御部は、暗騒音の発生状況に応じて、前記開弁制御の実行の可否を判断すること、
を特徴とする気体燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの気体燃料供給装置において、
前記制御部は、前記開弁制御を行うときに、前記デューティ値を前記初期値から徐々に増大させること、
を特徴とする気体燃料供給装置。
【請求項５】
請求項２の気体燃料供給装置において、
前記制御部は、暗騒音の発生状況に応じて、前記閉弁制御の実行の可否を判断すること、
を特徴とする気体燃料供給装置。
【請求項６】
請求項２または５の気体燃料供給装置において、
前記制御部は、前記閉弁制御を行うときに、前記デューティ値を前記所定値から徐々に減少させること、
を特徴とする気体燃料供給装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つの気体燃料供給装置において、
前記制御部は、要求される前記気体燃料の供給先への前記気体燃料の流量に応じて、前記デューティ値を変化させること、
を特徴とする気体燃料供給装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つの気体燃料供給装置において、
前記制御部は、車速に応じて、前記デューティ値を変化させること、
を特徴とする気体燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給先（例えば、燃料電池）へ気体燃料を供給するための気体燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、気体燃料供給装置において、デリバリパイプの吸気ポートに燃料噴射弁が設けられ、デリバリパイプと燃料ボンベに接続する配管にレギュレータが設けられている構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６８６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の気体燃料供給装置において、燃料噴射弁の噴射時に、当該燃料噴射弁よりも上流側の部分で生じる急激な圧力変化によって、配管の気柱振動及びレギュレータの作動（調圧振動）が生じて、大きな騒音や振動が発生するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、インジェクタの作動時における騒音や振動の発生を抑制できる気体燃料供給装置を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、気体燃料が蓄えられる燃料タンクと、前記燃料タンクと前記気体燃料の供給先とに接続する燃料供給通路と、前記燃料供給通路に配置される高圧レギュレータと、前記燃料供給通路に配置され前記高圧レギュレータよりも下流側の位置に配置されるインジェクタと、を有し、前記インジェクタの作動がデューティ制御により行われる気体燃料供給装置において、デューティ値を初期値に設定して前記インジェクタの作動を開始させた後に、前記デューティ値を前記初期値よりも増大させた値に設定して前記インジェクタを作動させる開弁制御を行う制御部を有すること、を特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、インジェクタの作動開始時にて、インジェクタの上流側における燃圧の急激な変化を抑制できる。そのため、インジェクタの作動開始に起因する騒音や振動の発生を抑制できる。また、インジェクタの上流側に設けられる高圧レギュレータ内の摺動部分における摩耗を抑制できる。
【０００８】
上記の態様においては、前記制御部は、前記デューティ値を所定値に設定して前記インジェクタを作動させている状態から前記インジェクタを停止させる場合にて、前記デューティ値を前記所定値よりも減少させた値に設定して前記インジェクタを作動させた後に、前記インジェクタを停止させる閉弁制御を行うこと、が好ましい。
【０００９】
この態様によれば、インジェクタの作動停止時にて、インジェクタの上流側における燃圧の急激な変化を抑制できる。そのため、インジェクタの作動停止に起因する騒音や振動の発生を抑制できる。また、インジェクタの上流側に設けられる高圧レギュレータ内の摺動部分における摩耗を抑制できる。
【００１０】
上記の態様においては、前記制御部は、暗騒音の発生状況に応じて、前記開弁制御の実行の可否を判断すること、が好ましい。
【００１１】
この態様によれば、暗騒音が小さい状況下では、前記の開弁制御を行うことにより、インジェクタの作動開始に起因する騒音や振動を目立たなくすることができる。一方、暗騒音が大きい状況下では、前記の開弁制御を行わないことにより、気体燃料の供給先への気体燃料の供給の応答性を向上させることができる。
【００１２】
上記の態様においては、前記制御部は、前記開弁制御を行うときに、前記デューティ値を前記初期値から徐々に増大させること、が好ましい。
【００１３】
この態様によれば、インジェクタの作動開始時にて、より効果的に、インジェクタの上流側における燃圧の急激な変化を抑制できる。そのため、より効果的に、インジェクタの作動開始に起因する騒音や振動の発生を抑制できる。また、より効果的に、インジェクタの上流側に設けられる高圧レギュレータ内の摺動部分における摩耗を抑制できる。
【００１４】
上記の態様においては、前記制御部は、暗騒音の発生状況に応じて、前記閉弁制御の実行の可否を判断すること、が好ましい。
【００１５】
この態様によれば、暗騒音が小さい状況下では、前記の閉弁制御を行うことにより、インジェクタの作動停止に起因する騒音や振動を目立たなくすることができる。一方、暗騒音が大きい状況下では、前記の閉弁制御を行わないことにより、気体燃料の供給先への気体燃料の供給停止の応答性を向上させることができる。
【００１６】
上記の態様においては、前記制御部は、前記閉弁制御を行うときに、前記デューティ値を前記所定値から徐々に減少させること、が好ましい。
【００１７】
この態様によれば、インジェクタの作動停止時にて、より効果的に、インジェクタの上流側における燃圧の急激な変化を抑制できる。そのため、より効果的に、インジェクタの作動停止に起因する騒音や振動の発生を抑制できる。また、インジェクタの上流側に設けられる高圧レギュレータ内の摺動部分における摩耗を抑制できる。
【００１８】
上記の態様においては、前記制御部は、要求される前記気体燃料の供給先への前記気体燃料の流量に応じて、前記デューティ値を変化させること、が好ましい。
【００１９】
この態様によれば、要求される気体燃料の流量に応じた所望の流量の気体燃料が燃料電池へ供給される。そのため、燃料電池へ安定して気体燃料が供給される。
【００２０】
上記の態様においては、前記制御部は、車速に応じて、前記デューティ値を変化させること、が好ましい。
【００２１】
この態様によれば、車速に応じた所望の流量の気体燃料が燃料電池へ供給される。そのため、燃料電池へ安定して気体燃料が供給される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の気体燃料供給装置によれば、インジェクタの作動時における騒音や振動の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態の水素供給システムを備える燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】実施例１のフローチャートである。
【図３】実施例２のフローチャートである。
【図４】実施例２のフローチャートである。
【図５】要求水素供給流量と開始徐変デューティ値との関係図である。
【図６】実施例３のフローチャートである。
【図７】実施例３のフローチャートである。
【図８】車速と開始徐変デューティ値との関係図である。
【図９】実施例４のフローチャートである。
【図１０】実施例４のフローチャートである。
【図１１】開始時徐変デューティ制御が行われるときのインジェクタの噴射とインジェクタの上流圧のタイムチャート図である。
【図１２】停止時徐変デューティ制御が行われるときのインジェクタの噴射とインジェクタの上流圧のタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔燃料電池システムの全体説明〕
まず、本実施形態の水素供給システム１（気体燃料供給装置）を備える燃料電池システム１００について説明する。燃料電池システム１００は、図１に示すように、燃料電池（ＦＣ）１０、水素タンク１２、水素供給通路１４、水素排出通路１６、主止弁１８、第１切換弁２０、高圧レギュレータ２２、水素供給ユニット２４、中圧リリーフ弁２６、低圧リリーフ弁２８、エア供給通路３０、エア排出通路３２、エアポンプ３４、第２切換弁３６、１次圧センサ３８、エア圧センサ４０、コントローラ４２などを有している。
【００２５】
この燃料電池システム１００は、電動自動車に搭載され、その駆動用モータ（図示略）に電力を供給するために使用される。燃料電池１０は、気体燃料としての水素と酸化剤ガスとしてのエアの供給を受けて発電を行う。燃料電池１０で発電した電力は、インバータ（図示略）を介して駆動用モータに供給される。水素タンク１２には、高圧（例えば、８０〜９０Ｍｐａ程度）の水素ガス（以下、単に「水素」という）が蓄えられる。
【００２６】
燃料電池１０のアノード側には、水素供給システム１が設けられている。この水素供給システム１は、水素タンク１２と燃料電池１０とに接続する水素供給通路１４と、燃料電池１０から導出される水素オフガスを排出するための水素排出通路１６とを備えている。水素タンク１２の直下流の水素供給通路１４には、水素タンク１２から水素供給通路１４への水素の供給と遮断を切り換える、デューティ制御される電磁弁よりなる主止弁１８が設けられる。水素排出通路１６には、電磁弁よりなる第１切換弁２０が設けられている。
【００２７】
主止弁１８より下流の水素供給通路１４には、水素の圧力を減圧するための圧力調整弁である高圧レギュレータ２２が配置されている。主止弁１８と高圧レギュレータ２２との間の水素供給通路１４には、その中の圧力（高圧レギュレータ２２の上流側圧力）を１次圧Ｐ１として検出するための１次圧センサ３８が設けられている。
【００２８】
高圧レギュレータ２２より下流の水素供給通路１４には、燃料電池１０へ供給される水素の流量及び圧力を調節するための水素供給ユニット２４が配置されている。この水素供給ユニット２４は、導入通路５０と、導出通路５２と、インジェクタ（ＩＮＪ）５４などを備えている。インジェクタ５４は、水素を噴射する燃料噴射弁である。なお、図１に示す例では、インジェクタ５４は３つ設けられている。また、インジェクタ５４の噴射（作動）は、デューティ制御により行われる。
【００２９】
２次圧センサ５６は、高圧レギュレータ２２と水素供給ユニット２４との間の水素供給通路１４中の圧力（高圧レギュレータ２２の下流側圧力）を２次圧Ｐ２として検出する。３次圧センサ５８は、水素供給ユニット２４と燃料電池１０との間の水素供給通路１４中の圧力（インジェクタ５４の下流側圧力）を３次圧Ｐ３として検出する。
【００３０】
一方、燃料電池１０のカソード側には、燃料電池１０にエアを供給するためのエア供給通路３０と、燃料電池１０から導出されるエアオフガスを排出するためのエア排出通路３２とが設けられている。エア供給通路３０には、燃料電池１０に供給されるエア流量を調節するためのエアポンプ３４が設けられている。エアポンプ３４より下流のエア供給通路３０には、エア圧力Ｐ４を検出するためのエア圧センサ４０が設けられている。エア排出通路３２には、電磁弁よりなる第２切換弁３６が設けられている。
【００３１】
上記構成において、水素タンク１２から導出される水素は、水素供給通路１４を通り、主止弁１８、高圧レギュレータ２２、水素供給ユニット２４を介して燃料電池１０に供給される。燃料電池１０に供給された水素は、燃料電池１０にて発電に使用された後、燃料電池１０から水素オフガスとして水素排出通路１６及び第１切換弁２０を介して排出される。
【００３２】
また、上記構成において、エアポンプ３４によりエア供給通路３０へ吐出されたエアは燃料電池１０に供給される。燃料電池１０に供給されたエアは、燃料電池１０にて発電に使用された後、燃料電池１０からエアオフガスとしてエア排出通路３２及び第２切換弁３６を介して排出される。
【００３３】
この燃料電池システム１００は、システムの制御を司るコントローラ４２を更に備えている。コントローラ４２は、水素供給システム１の制御も司っている。コントローラ４２は、燃料電池１０へ供給される水素の流れを制御するために、１次圧センサ３８、２次圧センサ５６、３次圧センサ５８の検出値に基づき、主止弁１８やインジェクタ５４を制御する。また、コントローラ４２は、水素排出通路１６の水素オフガスの流れを制御するために、第１切換弁２０を制御する。
【００３４】
一方、コントローラ４２は、燃料電池１０へ供給されるエアの流れを制御するために、エア圧センサ４０の検出値に基づきエアポンプ３４を制御する。また、コントローラ４２は、エア排出通路３２のエアオフガスの流れを制御するために、第２切換弁３６を制御する。また、コントローラ４２は、燃料電池１０の発電に係る電圧値及び電流値をそれぞれ入力するようになっている。コントローラ４２は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリを備え、燃料電池１０へ供給される水素量及びエア量を制御するために、メモリに記憶された所定の制御プログラムに基づいてインジェクタ５４及びエアポンプ３４等を制御する。
【００３５】
〔コントローラが行うインジェクタの制御の説明〕
次に、コントローラ４２が行うインジェクタ５４の制御について説明する。なお、この制御に関する処理ルーチンは、コントローラ４２により、所定時間毎に実行される。
【００３６】
＜実施例１＞
本実施例では、コントローラ４２は、図２に示すようなインジェクタ５４の制御を行う。図２に示すように、コントローラ４２により、水素供給要求（燃料電池１０への水素の供給の要求）があるか否かが判断される（ステップＳ１）。そして、水素供給要求がある場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、車速ｓｐｄが取り込まれる（ステップＳ２）。
【００３７】
次に、車速ｓｐｄが所定速度Ｆ未満であるか否かが判断される（ステップＳ３）。このようにして、コントローラ４２により、燃料電池システム１００を搭載する車両が低速であってロードノイズなどに起因する暗騒音が小さいか否かが判断される。そして、車速ｓｐｄが所定速度Ｆ未満である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、すなわち、ロードノイズなどに起因する暗騒音が小さい場合には、ＩＮＪ噴射開始時徐変デューティ制御（以下、「開始時徐変デューティ制御」という。図１１参照。）が行われる（ステップＳ７）。なお、所定速度Ｆは、例えば、１０ｋｍ／ｈである。
【００３８】
ここで、インジェクタ５４の噴射は、デューティ制御により行われる。すなわち、インジェクタ５４への通電は、任意のデューティ値によるデューティ制御により行われる。そして、本実施例において、開始時徐変デューティ制御（開弁制御）とは、デューティ値を初期値に設定してインジェクタ５４の噴射を開始させた後に、デューティ値を初期値よりも増大させた値に設定してインジェクタ５４を噴射させる制御のことをいう。そして、本実施例では、コントローラ４２は、開始時徐変デューティ制御を行うときに、デューティ値を初期値から徐々に増大させている。例えば、図１１に示すように、コントローラ４２は、デューティ値の初期値を２０％に設定してインジェクタ５４の噴射を開始させた後に、デューティ値を所定時間ｔａの経過毎に４０％，６０％，８０％，１００％の順に徐々に増大させるように設定してインジェクタ５４を噴射させている。
【００３９】
また、図２に示すように、ステップＳ３において車速ｓｐｄが所定速度Ｆ以上である場合（ステップＳ３：ＮＯ）には、車両における空調機器の設定が「弱」以下であるか否かが判断される（ステップＳ４）。このようにして、コントローラ４２により、車両における空調機器の設定が「弱」以下であって空調機器に起因する暗騒音が小さいか否かが判断される。そして、空調機器の設定が「弱」以下である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、すなわち、空調機器に起因する暗騒音が小さい場合には、開始時徐変デューティ制御が行われる（ステップＳ７）。
【００４０】
一方、ステップＳ４において空調機器の設定が「弱」以下でない場合（ステップＳ４：ＮＯ）には、車両におけるオーディオ機器がＯＦＦ状態（停止状態）であるか否かが判断される（ステップＳ５）。このようにして、コントローラ４２により、オーディオ機器がＯＦＦ状態であってオーディオ機器に起因する暗騒音が小さいか否かが判断される。そして、オーディオ機器がＯＦＦ状態である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、すなわち、オーディオ機器に起因する暗騒音が小さい場合には、開始時徐変デューティ制御が行われる（ステップＳ７）。
【００４１】
一方、ステップＳ５においてオーディオ機器がＯＮ状態である場合（ステップＳ５：ＮＯ）には、ＩＮＪ噴射デューティ１００％制御が行われる（ステップＳ６）。ここで、ＩＮＪ噴射デューティ１００％制御とは、デューティ値を１００％に設定してインジェクタ５４を噴射させるデューティ制御である。
【００４２】
このように、コントローラ４２は、車速ｓｐｄや車両における空調機器の設定や車両におけるオーディオ機器の状態などをもとに、暗騒音の発生状況に応じて、開始時徐変デューティ制御の実行の可否を判断する。
【００４３】
なお、ステップＳ１において、水素供給要求がない場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、ＩＮＪ噴射制御が停止される（ステップＳ８）、すなわち、インジェクタ５４による水素の噴射が停止される。
【００４４】
以上のように、本実施例では、コントローラ４２は、デューティ値を初期値（例えば、２０％）に設定してインジェクタ５４の噴射を開始させた後に、デューティ値を初期値よりも増大させた値（例えば、４０％，６０％，８０％，１００％）に設定してインジェクタ５４を噴射させる開始時徐変デューティ制御を行う。
【００４５】
これにより、インジェクタ５４の噴射開始時にて、デューティ値が小さく抑えられるので、水素タンク１２から水素供給通路１４や高圧レギュレータ２２などを介してインジェクタ５４へ供給される水素の流量が抑えられる。そのため、インジェクタ５４の噴射開始時にて、インジェクタ５４の上流側に設けられる水素供給通路１４や高圧レギュレータ２２などにおける燃圧（水素の圧力）の急激な変化が抑制される。したがって、インジェクタ５４の噴射開始による圧力の脈動に起因する騒音や振動の発生が抑制される。また、インジェクタ５４の上流側に設けられる高圧レギュレータ２２内の摺動部分（例えば、ピストン（不図示）の摺動部）における摩耗が抑制される。
【００４６】
ここで、図１１においては、本実施例が実線で示され、開始時徐変デューティ制御を行わない比較例が破線で示されている。そして、図１１の（ａ）にインジェクタ５４の噴射の状態が示され、図１１の（ｂ）にインジェクタ５４の上流側における圧力が示されている。すると、図１１の（ｂ）に示すように、２次圧Ｐ２の変化量−ΔＰ２は、本実施例のほうが比較例よりも小さくなっている。このように、本実施例によれば、インジェクタ５４の上流側における燃圧の急激な変化が抑制される。
【００４７】
また、本実施例では、コントローラ４２は、暗騒音の発生状況に応じて、開始時徐変デューティ制御の実行の可否を判断する。
【００４８】
すなわち、暗騒音が小さい状況下では、開始時徐変デューティ制御が行われることにより、インジェクタ５４の噴射開始に起因する騒音や振動が目立たなくなる。一方、暗騒音が大きい状況下では、開始時徐変デューティ制御が行なわれずに、デューティ値が直ぐに１００％に設定されてインジェクタ５４の噴射が開始されることにより、燃料電池１０への水素の供給の応答性が向上する。
【００４９】
また、本実施例では、コントローラ４２は、開始時徐変デューティ制御を行うときに、デューティ値を初期値から徐々に増大させる。例えば、コントローラ４２は、デューティ値を初期値の２０％から４０％，６０％，８０％，１００％の順に徐々に増大させる。
【００５０】
これにより、インジェクタ５４の噴射開始時にて、より効果的に、インジェクタ５４の上流側における燃圧の急激な変化が抑制される。そのため、より効果的に、インジェクタ５４の噴射開始に起因する騒音や振動の発生が抑制される。また、より効果的に、インジェクタ５４の上流側に設けられる高圧レギュレータ２２内の摺動部分における摩耗が抑制される。
【００５１】
＜実施例２＞
次に、実施例２について説明する。本実施例では、コントローラ４２は、図３と図４に示すようなインジェクタ５４の制御を行う。図３に示すように、水素供給要求がある場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、要求水素供給流量Ｔｆが取込まれ（ステップＳ１２）、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦフラグが「０」であるか否かが判断される（ステップＳ１３）。
【００５２】
ここで、要求水素供給流量Ｔｆは、要求される燃料電池１０への水素の供給流量であり、その単位は例えば「Ｌ／ｍｉｎ」である。また、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦフラグは、水素供給要求中にインジェクタ５４の噴射実行要求がある場合に「０」に設定される一方で、水素供給要求中にインジェクタ５４の噴射停止要求がある場合に「１」に設定される。
【００５３】
そして、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦフラグが「０」である場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、要求水素供給流量Ｔｆより、トータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅと噴射間隔ＴＩＮＪｉｎｔｅｒｖａｌが求められる（ステップＳ１４）。ここで、トータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅとは、要求水素供給流量Ｔｆを得るために必要なインジェクタ５４の噴射時間の合計である。また、噴射間隔ＴＩＮＪｉｎｔｅｒｖａｌとは、インジェクタ５４の噴射間隔の時間である。
【００５４】
次に、要求水素供給流量Ｔｆが所定量Ｅ未満であるか否かが判断される（ステップＳ１５）。そして、要求水素供給流量Ｔｆが所定量Ｅ未満である場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、すなわち、要求される燃料電池１０への水素の供給流量が少ない場合（例えば、車速が低く暗騒音が小さい場合）には、ＸＩＮＪＤＵＴＹフラグが「１」であるか否かが判断される（ステップＳ１６）。
【００５５】
ここで、ＸＩＮＪＤＵＴＹフラグは、開始時徐変デューティ制御の実行要求が有る場合に「１」に設定される一方で、開始時徐変デューティ制御の実行要求が無い場合に「０」に設定される。
【００５６】
そして、ＸＩＮＪＤＵＴＹフラグが「１」である場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）には、図５の関係図を用いて、要求水素供給流量Ｔｆに応じた開始徐変デューティ値Ａ（積算値、単位は「％」）が求められる（ステップＳ１７）。
【００５７】
次に、以下の数式により、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が求められる（ステップＳ１８）。なお、ｎは、１以上の整数であり、ルーチン処理が一旦終了する毎に「１」が加算される。このようにして、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）は、開始徐変デューティ値Ａずつ増大する。
［数１］
Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）＝Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ−１）＋Ａ
【００５８】
ここで、例えば、ｎ＝１の場合であって、開始徐変デューティ値Ａが２０％であるとすると、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）の初期値であるデューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（１）は２０％となる。
【００５９】
次に、図４に示すように、ステップＳ１８にて求められたデューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が１００％以下であるか否かが判断される（ステップＳ１９）。そして、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が１００％以下である場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）には、デューティ制御中のトータル噴射時間ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）が以下の数式より算出される（ステップＳ２０）。なお、デューティ制御中のトータル噴射時間ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）は、デューティ制御の実行によるインジェクタ５４の噴射時間の合計である。また、ｔａは、所定時間（デューティ制御の周期）であり、例えば５０ｍｓである。
［数２］
ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）＝ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ−１）＋ｔａ×｛Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）｝
【００６０】
ここで、例えば、ｎ＝１の場合であって、所定時間ｔａが５０ｍｓであり、前記のようにデューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（１）が２０％とすると、ｔＩＮＪｔｉｍｅ（１）＝５０ｍｓ×２０％＝１０ｍｓとなる。
【００６１】
次に、トータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅがデューティ制御中のトータル噴射時間ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）よりも長いか否かが判断される（ステップＳ２１）。そして、トータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅがデューティ制御中のトータル噴射時間ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）よりも長い場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、すなわち、デューティ制御中のトータル噴射時間ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）がトータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅに達していない場合には、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が１００％未満であるか否かが判断される（ステップＳ２２）。
【００６２】
そして、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が１００％未満である場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、噴射時間ＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）（＝ｔａ×｛Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）｝）が最終噴射時間ＴＩＮＪＴＩＭＥに設定される（ステップＳ２３）。次に、最終噴射時間ＴＩＮＪＴＩＭＥ分のインジェクタ５４の噴射が実行され（ステップＳ２４）、すなわち、インジェクタ５４が最終噴射時間ＴＩＮＪＴＩＭＥの間噴射して、ルーチン処理が一旦終了する。
【００６３】
また、ステップＳ２２において、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が１００％であると判断された場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、トータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅからデューティ制御中のトータル噴射時間ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ−１）を減算した時間が最終噴射時間ＴＩＮＪＴＩＭＥとされる（ステップＳ３１）。次に、最終噴射時間ＴＩＮＪＴＩＭＥの時間分のインジェクタ５４の連続噴射が実行され（ステップＳ３２）、すなわち、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が１００％に設定された状態でインジェクタ５４が最終噴射時間ＴＩＮＪＴＩＭＥの間噴射される。次に、連続噴射の実行後にて、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦフラグが「１」に設定され、かつ、ＸＩＮＪＤＵＴＹフラグが「０」に設定され（ステップＳ３３）、このルーチン処理が一旦終了する。
【００６４】
なお、ステップＳ１１において、水素供給要求がない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、ＩＮＪ噴射制御が停止される（ステップＳ２５）、すなわち、インジェクタ５４による水素の噴射が停止される。
【００６５】
また、ステップＳ１３において、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦフラグが「１」である場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、すなわち、インジェクタ５４の噴射停止要求がある場合には、ＩＮＪ噴射停止時間ｔＩＮＪｏｆｆが取込まれ（ステップＳ２６）、噴射間隔ＴＩＮＪｉｎｔｅｒｖａｌがＩＮＪ噴射停止時間ｔＩＮＪｏｆｆよりも短いか否かが判断される（ステップＳ２７）。ここで、ＩＮＪ噴射停止時間ｔＩＮＪｏｆｆは、インジェクタ５４の噴射停止時間である。
【００６６】
そして、噴射間隔ＴＩＮＪｉｎｔｅｒｖａｌがＩＮＪ噴射停止時間ｔＩＮＪｏｆｆよりも短い場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）には、ルーチン処理が一旦終了する。一方、噴射間隔ＴＩＮＪｉｎｔｅｒｖａｌがＩＮＪ噴射停止時間ｔＩＮＪｏｆｆと等しいか、あるいは、噴射間隔ＴＩＮＪｉｎｔｅｒｖａｌがＩＮＪ噴射停止時間ｔＩＮＪｏｆｆよりも長い場合（ステップＳ２７：ＮＯ）には、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦフラグが「０」に設定され、かつ、ＸＩＮＪＤＵＴＹフラグが「１」に設定されて（ステップＳ２８）、このルーチン処理が一旦終了する。
【００６７】
また、ステップＳ１５において、要求水素供給流量Ｔｆが所定量Ｅ以上である場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、すなわち、燃料電池１０へ要求される水素の供給流量が多い場合（例えば、車速が高いため暗騒音が大きい場合）には、トータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅが最終噴射時間ＴＩＮＪＴＩＭＥに設定され（ステップＳ２９）、ステップＳ３２の処理が行われる。
【００６８】
また、ステップＳ１６において、ＸＩＮＪＤＵＴＹフラグが「０」である場合（ステップＳ１６：ＮＯ）には、このルーチン処理が一旦終了する。
【００６９】
また、ステップＳ１９において、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が１００％よりも大きい場合（ステップＳ１９：ＮＯ）には、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）は１００％に設定され、ステップＳ２０の処理が行われる。
【００７０】
また、ステップＳ２１において、デューティ制御中のトータル噴射時間ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）がトータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅ以上である場合（ステップＳ２１：ＮＯ）には、ステップＳ３１の処理が行われる。
【００７１】
以上のような図３と図４のフローチャートに基づくルーチン処理が行われることにより、要求される燃料電池１０への水素の供給流量が少ない場合、すなわち、暗騒音が小さい場合に、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を初期値（Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（１））に設定してインジェクタ５４の噴射を開始させた後に、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を前記の初期値よりも増大させた値に設定してインジェクタ５４を噴射させる開始時徐変デューティ制御が実行される。そして、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）は、所定時間ｔａ毎に開始徐変デューティ値Ａずつ徐々に増大する。例えば、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が５０ｍｓ毎に２０％ずつ増大する場合には、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）は、５０ｍｓ毎に、２０％、４０％、６０％、８０％、１００％の順に増大する。
【００７２】
また、図５に示すように、開始徐変デューティ値Ａは、要求水素供給流量Ｔｆに応じて変化する。このようにして、本実施例では、さらに、コントローラ４２は、開始時徐変デューティ制御を実行する際に、要求水素供給流量Ｔｆに応じて、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を変化させる。これにより、要求水素供給流量Ｔｆに応じた所望の流量の水素が燃料電池１０へ供給される。そのため、燃料電池１０へ安定して水素が供給される。
【００７３】
＜実施例３＞
次に、実施例３について説明する。本実施例では、コントローラ４２は、図６と図７に示すようなインジェクタ５４の制御を行う。ここでは、実施例２と異なる点を説明する。
【００７４】
図６に示すように、ステップＳ４３において、車速ｓｐｄが取り込まれる。そして、ステップＳ４６において、車速ｓｐｄが所定速度Ｆ未満であるか否かが判断される。
【００７５】
そして、車速ｓｐｄが所定速度Ｆ未満である場合（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、すなわち、車速ｓｐｄが低く暗騒音が低い場合には、ステップＳ４７の処理が行われる。
【００７６】
そして、ＸＩＮＪＤＵＴＹフラグが「１」である場合（ステップＳ４７：ＹＥＳ）には、図８の関係図を用いて、車速ｓｐｄに応じた開始徐変デューティ値Ａが求められ（ステップＳ４８）、ステップＳ４９以降の処理が行われる。
【００７７】
以上のような図６と図７のフローチャートに基づくルーチン処理が行われることにより、車速ｓｐｄが低く暗騒音が小さい場合に、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を初期値（Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（１））に設定してインジェクタ５４の噴射を開始させた後に、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を前記の初期値よりも増大させた値に設定してインジェクタ５４を噴射させる開始時徐変デューティ制御が実行される。
【００７８】
また、図８に示すように、開始徐変デューティ値Ａは、車速ｓｐｄに応じて変化する。このようにして、本実施例では、さらに、コントローラ４２は、開始時徐変デューティ制御を実行する際に、車速ｓｐｄに応じて、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を変化させる。これにより、車速ｓｐｄに応じた所望の流量の水素が燃料電池１０へ供給される。そのため、燃料電池１０へ安定して水素が供給される。
【００７９】
＜実施例４＞
次に、実施例４について説明する。本実施例では、コントローラ４２は、図９と図１０に示すようなインジェクタ５４の制御を行う。ここでは、実施例３と異なる点を説明する。
【００８０】
図９に示すように、ステップＳ７８において、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦＤＵＴＹフラグが「０」であるか否かが判断される。ここで、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦＤＵＴＹフラグは、閉じ徐変噴射要求がある場合に「１」に設定される一方で、閉じ徐変噴射要求がない場合に「０」に設定される。
【００８１】
そして、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦＤＵＴＹフラグが「１」である場合（ステップＳ７８：ＮＯ）には、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が５０％に設定され（ステップＳ９３）、ステップＳ８２の処理が行われる。
【００８２】
なお、図１０に示すように、ステップＳ８３において、トータル噴射時間ＴＩＮＪｔｉｍｅからデューティ制御中のトータル噴射時間ｔＩＮＪｔｉｍｅ（ｎ）を減算した時間が所定時間ｔａ以下の場合（ステップＳ８３：ＮＯ）には、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦＤＵＴＹフラグが「１」に設定され（ステップＳ９５）、ステップＳ８６とステップＳ８７の処理が行われる。
【００８３】
また、図９に示すように、ステップＳ９０において、噴射間隔ＴＩＮＪｉｎｔｅｒｖａｌがＩＮＪ噴射停止時間ｔＩＮＪｏｆｆ以上である場合（ステップＳ９０：ＮＯ）には、ＸＩＮＪ＿ＯＦＦＤＵＴＹフラグが「１」に設定される（ステップＳ９１）。
【００８４】
ここで、図９と図１０のフローチャートに基づくルーチン処理が行われたときのタイムチャートの一例を、図１２に示す。図１２に示すように、コントローラ４２は、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を１００％（所定値）に設定してインジェクタ５４を噴射させている状態からインジェクタ５４の噴射を停止させる場合にて、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を５０％（１００％よりも減少させた値）に設定してインジェクタ５４を噴射させた後に、インジェクタ５４の噴射を停止させる停止時徐変デューティ制御（閉弁制御）を行う。
【００８５】
これにより、インジェクタ５４の噴射停止時にて、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が１００％から０％へ直ぐに変化しないので、水素タンク１２から水素供給通路１４や高圧レギュレータ２２などを介してインジェクタ５４へ供給される水素の供給が直ぐに停止されない。そのため、インジェクタ５４の噴射停止時にて、インジェクタ５４の上流側に設けられる水素供給通路１４や高圧レギュレータ２２などにおける燃圧（水素の圧力）の急激な変化が抑制される。したがって、インジェクタ５４の噴射停止による圧力の脈動に起因する騒音や振動の発生が抑制される。また、インジェクタ５４の上流側に設けられる高圧レギュレータ２２内の摺動部分における摩耗が抑制される。
【００８６】
また、コントローラ４２は、暗騒音の発生状況に応じて、停止時徐変デューティ制御の実行の可否を判断することが望ましい。
【００８７】
すなわち、車速ｓｐｄが低く暗騒音が小さい状況下では、停止時徐変デューティ制御が行われることにより、インジェクタ５４の噴射停止に起因する騒音や振動が目立たなくなる。一方、車速ｓｐｄが高く暗騒音が大きい状況下では、停止時徐変デューティ制御が行なわれずに、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）が直ぐに０％に設定されてインジェクタ５４の噴射が停止されることにより、燃料電池１０への水素の供給停止の応答性が向上する。
【００８８】
なお、要求水素供給流量Ｔｆが少なく暗騒音が小さい状況下では停止時徐変デューティ制御が行われる一方で、要求水素供給流量Ｔｆが多く暗騒音が大きい状況下では停止時徐変デューティ制御が行われないとしてもよい。
【００８９】
また、コントローラ４２は、停止時徐変デューティ制御を行うときに、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を徐々に減少させてもよい。例えば、コントローラ４２は、デューティ値Ｉｎｊ＿ｄｕｔｙ（ｎ）を１００％から８０％，６０％，４０％，２０％，０％の順に徐々に減少させてもよい。
【００９０】
これにより、インジェクタ５４の噴射停止時にて、より効果的に、インジェクタ５４の上流側における燃圧の急激な変化が抑制される。そのため、より効果的に、インジェクタ５４の噴射停止に起因する騒音や振動の発生が抑制される。また、より効果的に、インジェクタ５４の上流側に設けられる高圧レギュレータ２２内の摺動部分における摩耗が抑制される。
【００９１】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００９２】
１    水素供給システム
１０  燃料電池
１２  水素タンク
１４  水素供給通路
２２  高圧レギュレータ
２４  水素供給ユニット
５４  インジェクタ
１００  燃料電池システム
【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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【図６】
2017031912.tif 000008
【図７】
2017031912.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017031912.tif 000011
【図１０】
2017031912.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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