(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、空気供給配管に接続されたエアコンプレッサにおけるサージングによる故障を抑制、または、防止する。【解決手段】燃料電池システム１００において、制御ユニット７０は、圧力センサ３７によって検出された圧力の変化率に基づいて、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したか否かを判断する。エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したと判断された場合には、制御ユニット７０は、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を低下させることによって、上記サージングを解消する。【選択図】図１
2009076243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
水素と酸素との電気化学反応によって発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池のカソードに、前記酸素を含む空気を供給するための空気供給配管と、
前記空気供給配管に接続され、前記空気を圧縮して前記空気供給配管に流すためのエアコンプレッサと、
前記燃料電池に対する出力要求に応じて、前記エアコンプレッサが備えるモータの回転数を制御するモータ制御部と、
前記エアコンプレッサにおけるサージングの発生を検出するサージング検出部と、
前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記サージングを解消するように、前記空気供給配管内の圧力を制御する圧力制御部と、
を備える燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記出力要求に関わらず、前記モータの回転数を制御することによって、前記空気供給配管内の圧力を制御する、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、該サージングの発生が検出されたときの前記空気供給配管内の圧力、および、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を取得し、前記モータの回転数を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定の回転数未満の回転数であって、０回転／分を除く回転数に低下させる、燃料電池システム。
【請求項４】
請求項２記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記サージングの発生が検出されたときの前記空気供給配管内の圧力、および、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を取得し、前記モータの回転数を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定の回転数よりも高い回転数に増大させる、燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、
前記空気供給配管から分岐して接続され、前記空気供給配管内を流れる空気を外部に排気するための排気管と、
前記排気管に配設された排気弁と、を備えており、
前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記排気弁の開閉制御を行うことによって、前記空気供給配管内の圧力を制御する、燃料電池システム。
【請求項６】
請求項５記載の燃料電池システムであって、
前記排気弁の開閉制御は、前記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方の制御を含む、燃料電池システム。
【請求項７】
請求項６記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記サージングの発生が検出されたときの前記空気供給配管内の圧力、および、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を取得し、該圧力、および、該、流量に基づいて、前記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定値に設定する、燃料電池システム。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記サージング検出部として、前記空気供給配管内の圧力を検出する圧力センサを備え、
前記排気管は、前記空気供給配管において、前記圧力センサと前記燃料電池との間の部位に接続されている、燃料電池システム。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記サージング検出部は、
前記空気供給配管内の圧力を検出する圧力センサと、
前記空気供給配管内を流れる空気の流量を検出する流量センサと、
前記エアコンプレッサの振動を検出する振動センサと、
のうちの少なくとも１つを備える、燃料電池システム。
【請求項１０】
燃料電池システムであって、
水素と酸素との電気化学反応によって発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池のカソードに、前記酸素を含む空気を供給するための空気供給配管と、
前記空気供給配管に接続され、前記空気を圧縮して前記空気供給配管に流すためのエアコンプレッサと、
前記燃料電池に対する出力要求に応じて、前記エアコンプレッサが備えるモータの回転数を制御する制御部と、
前記空気供給配管内の圧力、および、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を取得し、該圧力、および、該流量に基づいて、前記エアコンプレッサにおけるサージングを回避するように、前記空気供給配管内の圧力を制御する圧力制御部と、
を備える燃料電池システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であるか否かを判断し、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記出力要求に関わらず、前記モータの回転数を制御することによって、前記空気供給配管内の圧力を制御する、燃料電池システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記圧力、および、前記流量に基づいて、前記モータの回転数を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定の回転数未満の回転数であって、０回転／分を除く回転数に低下させる、燃料電池システム。
【請求項１３】
請求項１１記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記圧力、および、前記流量に基づいて、前記モータの回転数を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定の回転数よりも高い回転数に増大させる、燃料電池システム。
【請求項１４】
請求項１０記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、
前記空気供給配管から分岐して接続され、前記空気供給配管内を流れる空気を外部に排気するための排気管と、
前記排気管に配設された排気弁と、を備えており、
前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記排気弁の開閉制御を行うことによって、前記空気供給配管内の圧力を制御する、燃料電池システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の燃料電池システムであって、
前記排気弁の開閉制御は、前記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方の制御を含む、燃料電池システム。
【請求項１６】
請求項１５記載の燃料電池システムであって、
前記圧力制御部は、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定値に設定する、燃料電池システム。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記エアコンプレッサは、ターボ式のエアコンプレッサである、燃料電池システム。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、車載用である、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するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガス（例えば、水素）と酸化剤ガス（例えば、酸素）との電気化学反応によって発電する燃料電池がエネルギ源として注目されている。この燃料電池を備える燃料電池システムでは、燃料電池のアノードには、一般に、燃料ガスとしての水素が、燃料電池に対する出力要求に応じて、例えば、水素タンクから水素供給配管を介して供給される。また、燃料電池のカソードには、一般に、酸化剤ガスとして、エアコンプレッサによって圧縮された圧縮空気が、燃料電池に対する出力要求に応じて、空気供給配管を介して供給される。そして、従来、燃料電池システムにおいて、空気供給配管内の圧力を調整するための種々の技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７８０３５号公報
【特許文献２】特開平１１−３０３６５３号公報
【特許文献３】特開平７−１０５９６３号公報
【特許文献４】特開２００５−９８２５５号公報
【特許文献５】特開平７−２０８２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エアコンプレッサでは、低流量、高圧縮の運転条件において、サージングが発生することが知られている。そして、エアコンプレッサにおいてサージングが発生すると、エアコンプレッサや、燃料電池システムの故障を招くおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池システムにおいて、空気供給配管に接続されたエアコンプレッサにおけるサージングによる故障を抑制、または、防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］燃料電池システムであって、水素と酸素との電気化学反応によって発電を行う燃料電池と、前記燃料電池のカソードに、前記酸素を含む空気を供給するための空気供給配管と、前記空気供給配管に接続され、前記空気を圧縮して前記空気供給配管に流すためのエアコンプレッサと、前記燃料電池に対する出力要求に応じて、前記エアコンプレッサが備えるモータの回転数を制御するモータ制御部と、前記エアコンプレッサにおけるサージングの発生を検出するサージング検出部と、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記サージングを解消するように、前記空気供給配管内の圧力を制御する圧力制御部と、を備える燃料電池システム。
【０００８】
先に説明したように、エアコンプレッサでは、低流量、高圧縮の運転条件において、サージングが発生する。そして、エアコンプレッサにおいて、サージングが発生する運転条件は、エアコンプレッサの仕様や、性能に応じて予め知得可能である。
【０００９】
適用例１の燃料電池システムでは、サージング検出部によって、エアコンプレッサにおけるサージングの発生が検出されたときに、そのサージングを解消するように、圧力制御部が、空気供給配管内の圧力を制御する。したがって、エアコンプレッサにおいてサージングが発生したときに、そのときのエアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。この結果、燃料電池システムにおいて、空気供給配管に接続されたエアコンプレッサにおけるサージングによる故障を抑制することができる。
【００１０】
［適用例２］適用例１記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記出力要求に関わらず、前記モータの回転数を制御することによって、前記空気供給配管内の圧力を制御する、燃料電池システム。
【００１１】
適用例２の燃料電池システムでは、エアコンプレッサにおいてサージングが発生したときに、エアコンプレッサが備えるモータの回転数を、燃料電池に対する出力要求に関わらず制御することによって、空気供給配管内の圧力を制御する。したがって、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。
【００１２】
［適用例３］適用例２記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、該サージングの発生が検出されたときの前記空気供給配管内の圧力、および、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を取得し、前記モータの回転数を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定の回転数未満の回転数であって、０回転／分を除く回転数に低下させる、燃料電池システム。
【００１３】
［適用例４］適用例２記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記サージングの発生が検出されたときの前記空気供給配管内の圧力、および、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を取得し、前記モータの回転数を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定の回転数よりも高い回転数に増大させる、燃料電池システム。
【００１４】
エアコンプレッサにおいて、サージングが発生する運転領域（運転条件）は、エアコンプレッサの仕様や、性能に応じて予め知得可能である。また、エアコンプレッサにおいて、サージングが発生するモータの回転数は、空気供給配管内の圧力、および、空気供給配管内を流れる空気の流量に応じて変化する。
【００１５】
適用例３、または、適用例４の燃料電池システムでは、エアコンプレッサにおいてサージングが発生したときに、エアコンプレッサが備えるモータの回転数を低下、あるいは、増大させることによって、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。
【００１６】
［適用例５］適用例１記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記空気供給配管から分岐して接続され、前記空気供給配管内を流れる空気を外部に排気するための排気管と、前記排気管に配設された排気弁と、を備えており、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記排気弁の開閉制御を行うことによって、前記空気供給配管内の圧力を制御する、燃料電池システム。
【００１７】
適用例５の燃料電池システムでは、エアコンプレッサにおいてサージングが発生したときに、上記排気弁の開閉制御を行うことによって、空気供給配管内の圧力を低下させる。こうすることによって、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。
【００１８】
［適用例６］適用例５記載の燃料電池システムであって、前記排気弁の開閉制御は、前記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方の制御を含む、燃料電池システム。
【００１９】
［適用例７］適用例６記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記サージング検出部によって、前記サージングの発生が検出されたときに、前記サージングの発生が検出されたときの前記空気供給配管内の圧力、および、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を取得し、該圧力、および、該、流量に基づいて、前記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定値に設定する、燃料電池システム。
【００２０】
適用例７の燃料電池システムでは、エアコンプレッサにおいてサージングが発生したときに、上記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方を、所定値に設定して制御することによって、空気供給配管内の圧力を低下させる。こうすることによって、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。なお、上記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方は、エアコンプレッサにおけるサージングを解消可能な範囲内で、任意に設定可能である。
【００２１】
［適用例８］適用例５ないし７のいずれかに記載の燃料電池システムであって、前記サージング検出部として、前記空気供給配管内の圧力を検出する圧力センサを備え、前記排気管は、前記空気供給配管において、前記圧力センサと前記燃料電池との間の部位に接続されている、燃料電池システム。
【００２２】
こうすることによって、空気供給配管において、上記圧力センサを上記排気弁と燃料電池との間の部位に配設する場合と比較して、エアコンプレッサにおけるサージングを、精度よく検出することができる。
【００２３】
［適用例９］適用例１ないし７のいずれかに記載の燃料電池システムであって、前記サージング検出部は、前記空気供給配管内の圧力を検出する圧力センサと、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を検出する流量センサと、前記エアコンプレッサの振動を検出する振動センサと、のうちの少なくとも１つを備える、燃料電池システム。
【００２４】
エアコンプレッサにおいてサージングが発生した場合、空気供給配管内の圧力の変化率の絶対値は、サージングが発生していない場合と比較して大きくなる。また、エアコンプレッサにおいてサージングが発生した場合、空気供給配管内を流れる空気の流量の変化率の絶対値は、サージングが発生していない場合と比較して大きくなる。また、エアコンプレッサにおいてサージングが発生した場合、エアコンプレッサが備えるモータの振動の周波数は、サージングが発生していない場合と比較して小さくなる。
【００２５】
適用例９の燃料電池システムでは、サージング検出部が、上記圧力センサと、上記流量センサと、上記振動センサとのうちの少なくとも１つを備えるので、エアコンプレッサにおけるサージングを、容易に検出することができる。
【００２６】
［適用例１０］燃料電池システムであって、水素と酸素との電気化学反応によって発電を行う燃料電池と、前記燃料電池のカソードに、前記酸素を含む空気を供給するための空気供給配管と、前記空気供給配管に接続され、前記空気を圧縮して前記空気供給配管に流すためのエアコンプレッサと、前記燃料電池に対する出力要求に応じて、前記エアコンプレッサが備えるモータの回転数を制御する制御部と、前記空気供給配管内の圧力、および、前記空気供給配管内を流れる空気の流量を取得し、該圧力、および、該流量に基づいて、前記エアコンプレッサにおけるサージングを回避するように、前記空気供給配管内の圧力を制御する圧力制御部と、を備える燃料電池システム。
【００２７】
先に説明したように、エアコンプレッサでは、低流量、高圧縮の運転条件において、サージングが発生する。そして、エアコンプレッサにおいて、サージングが発生する運転条件は、エアコンプレッサの仕様や、性能に応じて予め知得可能である。
【００２８】
適用例１０の燃料電池システムでは、圧力制御部が、空気供給配管内の圧力、および、空気供給配管内を流れる空気の流量に基づいて、エアコンプレッサにおいてサージングが発生しないように、すなわち、予め、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないように、空気供給配管内の圧力を制御する。したがって、燃料電池システムにおいて、空気供給配管に接続されたエアコンプレッサにおけるサージングによる故障を防止することができる。
【００２９】
［適用例１１］適用例１０記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であるか否かを判断し、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記出力要求に関わらず、前記モータの回転数を制御することによって、前記空気供給配管内の圧力を制御する、燃料電池システム。
【００３０】
適用例１１の燃料電池システムでは、燃料電池に対する要求出力に対応した回転数でエアコンプレッサを運転すると、エアコンプレッサにおいてサージングが発生すると判断されたときに、燃料電池に対する出力要求に関わらず、エアコンプレッサが備えるモータの回転数を制御することによって、空気供給配管内の圧力を制御する。したがって、予め、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。
【００３１】
［適用例１２］適用例１１記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記圧力、および、前記流量に基づいて、前記モータの回転数を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定の回転数未満の回転数であって、０回転／分を除く回転数に低下させる、燃料電池システム。
【００３２】
［適用例１３］適用例１１記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記圧力、および、前記流量に基づいて、前記モータの回転数を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定の回転数よりも高い回転数に増大させる、燃料電池システム。
【００３３】
適用例１２、または、適用例１３の燃料電池システムでは、燃料電池に対する要求出力に対応した回転数でエアコンプレッサを運転すると、エアコンプレッサにおいてサージングが発生すると判断されたときに、エアコンプレッサが備えるモータの回転数を、燃料電池に対する出力要求に対応した回転数よりも低下、あるいは、増大させることによって、予め、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。
【００３４】
［適用例１４］適用例１０記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記空気供給配管から分岐して接続され、前記空気供給配管内を流れる空気を外部に排気するための排気管と、前記排気管に配設された排気弁と、を備えており、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記排気弁の開閉制御を行うことによって、前記空気供給配管内の圧力を制御する、燃料電池システム。
【００３５】
適用例１４の燃料電池システムでは、燃料電池に対する要求出力に対応した回転数でエアコンプレッサを運転すると、エアコンプレッサにおいてサージングが発生すると判断されたときに、上記排気弁の開閉制御を行うことによって、空気供給配管内の圧力を低下させる。こうすることによって、予め、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。
【００３６】
［適用例１５］適用例１４記載の燃料電池システムであって、前記排気弁の開閉制御は、前記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方の制御を含む、燃料電池システム。
【００３７】
［適用例１６］適用例１５記載の燃料電池システムであって、前記圧力制御部は、前記出力要求に対応する前記モータの回転数が、前記エアコンプレッサにおいて前記サージングが発生する回転数であると判断したときに、前記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方を、前記圧力、および、前記流量に基づいて規定された所定値に設定する、燃料電池システム。
【００３８】
適用例１６の燃料電池システムでは、燃料電池に対する要求出力に対応した回転数でエアコンプレッサを運転すると、エアコンプレッサにおいてサージングが発生すると判断されたときに、上記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方を、所定値に設定して制御することによって、空気供給配管内の圧力を低下させる。こうすることによって、予め、エアコンプレッサの運転条件が、サージングが発生する運転条件を満たさないようにすることができる。なお、上記排気弁の開度、および、開弁時間の少なくとも一方は、エアコンプレッサにおけるサージングを回避可能な範囲内で、任意に設定可能である。
【００３９】
［適用例１７］適用例１ないし１６のいずれかに記載の燃料電池システムであって、前記エアコンプレッサは、ターボ式のエアコンプレッサである、燃料電池システム。
【００４０】
サージングは、ターボ式のエアコンプレッサにおいて発生しやすいので、本適用例は特に効果的である。
【００４１】
［適用例１８］適用例１ないし１７のいずれかに記載の燃料電池システムであって、前記燃料電池システムは、車載用である、燃料電池システム。
【００４２】
車載用の燃料電池システムでは、車両の運転者のアクセルの操作に応じて、燃料電池に対する出力要求が急激に変化するため、燃料電池に対する出力要求が急激に変化しにくい燃料電池システムと比較して、サージングが発生しやすい。したがって、上述した燃料電池システムを車載用に用いることは、特に好適である。
【００４３】
本発明は、上述の燃料電池システムとしての構成の他、燃料電池システムの制御方法の発明として構成することもできる。また、これらを実現するコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体、そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【００４４】
本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、燃料電池システムの動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システムの構成：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池システム１００の概略構成を示す説明図である。この燃料電池システム１００は、いわゆる電気自動車に、動力源として搭載される。
【００４６】
この燃料電池システム１００において、燃料電池スタック１０は、水素と酸素との電気化学反応によって発電するセルを複数積層させた積層体である。各セルは、プロトン伝導性を有する電解質膜を挟んで、アノード（水素極）と、カソード（酸素極）とを配置した構成となっている（図示省略）。本実施例では、電解質膜として、ナフィオン（登録商標）等の固体高分子膜を利用する固体高分子型のセルを用いるものとしたが、これに限らず、種々のタイプを利用可能である。
【００４７】
燃料電池スタック１０のアノードには、水素供給配管２３を介して、高圧水素を貯蔵した水素タンク２０から、燃料ガスとしての水素が供給される。水素タンク２０の代わりに、例えば、アルコール、炭化水素、アルデヒドなどを原料とする改質反応によって水素を生成する水素生成装置を用いるものとしてもよい。
【００４８】
水素タンク２０に貯蔵された高圧水素は、水素タンク２０の出口に設けられたシャットバルブ２１、レギュレータ２２等によって圧力、および、供給量が調整されて、燃料電池スタック１０のアノードに供給される。そして、アノードからの排気ガス（以下、アノードオフガスと呼ぶ）は、配管２４を介して、気液分離器２５に導入される。気液分離器２５は、アノードオフガスに含まれる水と、燃料電池スタック１０による発電で未消費の水素とを分離する。気液分離器２５によって分離された水素は、循環配管２６を介して、水素供給配管２３に再循環させることができる。循環配管２６における気液分離器２５と循環ポンプ２７との間には、配管２８が分岐して接続されており、この配管２８には、パージ弁２９が配設されている。このパージ弁２９が閉じられている間は、アノードオフガス、すなわち、気液分離器２５によって分離された水素は、循環配管２６を介して、再び燃料電池スタック１０に循環される。こうすることによって、水素を有効利用することができる。なお、アノードオフガスの圧力は、燃料電池スタック１０での発電によって水素が消費された結果、比較的低い状態となっているため、循環配管２６には、アノードオフガスの再循環時に、アノードオフガスを加圧するための循環ポンプ２７が配設されている。
【００４９】
アノードオフガスの再循環中、水素は発電で消費される一方、水素以外の不純物、例えば、カソード側からアノード側に電解質膜を介して透過した窒素などは、消費されずに残留するため、アノードオフガス中の不純物の濃度は、徐々に増大する。このとき、パージ弁２９が開弁されると、後述するように、アノードオフガスは、配管２８を介して、希釈器５０に導入され、希釈器５０において、カソードオフガスによって希釈された後、燃料電池システム１００の外部に排出される。こうすることによって、アノードオフガス中の不純物の濃度を低減することができる。ただし、この際、水素も同時に排出されるため、燃費向上の観点から、パージ弁２９の開弁頻度は、極力抑えることが好ましい。
【００５０】
燃料電池スタック１０のカソードには、酸素を含有した酸化剤ガスとして、圧縮空気が供給される。空気は、エアクリーナ３０から吸入され、モータ３２ｍを備えるエアコンプレッサ３２によって圧縮され、空気供給配管３４から燃料電池スタック１０のカソードに供給される。そして、本実施例では、空気供給配管３４には、空気供給配管３４内の圧力を検出するための圧力センサ３７と、空気供給配管３４内を流れる空気の流量を検出するための流量センサ３８とが配設されている。カソードからの排気ガス（以下、カソードオフガスと呼ぶ）は、配管３６に流出する。なお、配管３６には、エア調圧弁３５が配設されており、このエア調圧弁３５を制御することによって、燃料電池スタック１０内の空気の圧力を制御することができる。
【００５１】
配管３６に流出したカソードオフガス、および、パージ弁２９を開弁したときに配管２８に流出したアノードオフガスは、希釈器５０に導入される。希釈器５０は、アノードオフガスと、カソードオフガスとを混合することによって、アノードオフガスに含まれる水素の濃度を希釈する。希釈器５０から排出された排出ガスは、配管６０を介して、燃料電池システム１００の外部に排出される。
【００５２】
燃料電池スタック１０は、上述した電気化学反応によって発熱するため、燃料電池スタック１０には、冷却水も供給される。この冷却水は、循環ポンプ４１によって、冷却水用の配管４２を流れ、ラジエータ４０によって冷却されて、燃料電池スタック１０に供給される。なお、配管４２には、図示するように、ラジエータ４０を通さずに、冷却水を循環させるためのバイパス配管４３が接続されており、さらに、配管４２とバイパス配管４３との一方の接続部には、三方弁４４が配設されている。したがって、三方弁４４を切り換えることによって、ラジエータ４０を通さずに、配管４２、および、バイパス配管４３を介して、冷却水を循環させることも可能である。また、配管４２には、図示するように、配管４６を介してイオン交換器４５が接続されている。このイオン交換器４５は、燃料電池スタック１０の導電率の上昇の原因となる、冷却水に含まれる各種イオンを除去する。
【００５３】
燃料電池システム１００の運転は、制御ユニット７０によって制御される。制御ユニット７０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、燃料電池スタック１０に対する出力要求や、各種センサの出力等に基づいて、各種バルブや、循環ポンプ２７，４１や、エアコンプレッサ３２の駆動等、システムの運転を制御する。制御ユニット７０は、本発明におけるモータ制御部、圧力制御部に相当する。
【００５４】
なお、本実施例の燃料電池システム１００において、エアコンプレッサ３２は、ターボ式のエアコンプレッサであり、低流量、高圧縮の運転条件において、サージングが発生しやすい。そこで、本実施例の燃料電池システム１００では、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生した場合に、このサージングを解消するための運転制御が行われる。以下、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消するための運転制御について説明する。
【００５５】
Ａ２．運転制御処理：
図２は、第１実施例の燃料電池システム１００の運転制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システム１００の運転中、すなわち、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じて、燃料電池スタック１０のアノード、および、カソードに、水素、および、空気がそれぞれ供給されているときに、制御ユニット７０のＣＰＵが繰り返し実行する処理である。
【００５６】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７、および、流量センサ３８によって、それぞれ、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ１００）、各検出値をＲＡＭに記憶する。これらの各検出値は、後述するように、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したか否かの判断、および、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したときのエアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数の制御に用いられる。
【００５７】
次に、ＣＰＵは、空気供給配管３４内の圧力Ｐの変化率ΔＰを算出し（ステップＳ１１０）、圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、所定の閾値Ｐｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１２０）。圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、閾値Ｐｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したものと判断して、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を、所定の回転数（０回転／分を除く）に低下させる（ステップＳ１３０）。本実施例において、圧力センサ３７、および、制御ユニット７０は、本発明におけるサージング検出部に相当する。
【００５８】
なお、本実施例では、このときのモータ３２ｍの回転数として、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したと判断されたとき、つまり、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときの空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒに基づいて予め規定された値が用いられるものとした。この値は、エアコンプレッサ３２による空気の供給条件、すなわち、エアコンプレッサ３２の運転条件に応じて変化する値であり、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消可能な範囲内で設定されている。本実施例では、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒと、設定すべきモータ３２ｍの回転数との関係を記録したマップが、予めＲＯＭに記憶されているものとした。
【００５９】
ステップＳ１２０において、空気供給配管３４内の圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、閾値Ｐｔｈ以下である場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ１００に戻る。
【００６０】
以上説明した第１実施例の燃料電池システム１００によれば、エアコンプレッサ３２におけるサージングの発生が検出されたときに、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、上記サージングを解消するように、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を所定の回転数に低下させる。こうすることによって、エアコンプレッサ３２におけるサージングを速やかに解消し、燃料電池システム１００において、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を抑制することができる。
【００６１】
Ｂ．第２実施例：
第２実施例の燃料電池システムの構成は、先に説明した第１実施例の燃料電池システム１００と同じであり、各部の詳細な説明は省略する。なお、第２実施例の燃料電池システムでは、制御ユニット７０が行う運転制御の内容、具体的には、エアコンプレッサ３２におけるサージングの検出方法が、第１実施例と異なっている。以下、第２実施例の燃料電池システムの運転制御について説明する。
【００６２】
図３は、第２実施例の燃料電池システムの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システムの運転中、すなわち、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じて、燃料電池スタック１０のアノード、および、カソードに、水素、および、空気がそれぞれ供給されているときに、制御ユニット７０のＣＰＵが繰り返し実行する処理である。
【００６３】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７、および、流量センサ３８によって、それぞれ、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ２００）、各検出値をＲＡＭに記憶する。これらの各検出値は、後述するように、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したか否かの判断、および、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したときのエアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数の制御に用いられる。
【００６４】
次に、ＣＰＵは、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒの変化率ΔＦｒを算出し（ステップＳ２１０）、流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、所定の閾値Ｆｒｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２２０）。流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、閾値Ｆｒｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したものと判断して、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を、所定の回転数（０回転／分を除く）に低下させる（ステップＳ２３０）。本実施例において、流量センサ３８、および、制御ユニット７０は、本発明におけるサージング検出部に相当する。
【００６５】
なお、本実施例においても、第１実施例と同様に、このときのモータ３２ｍの回転数として、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したと判断されたとき、つまり、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときの３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒに基づいて予め規定された値が用いられるものとした。この値は、エアコンプレッサ３２による空気の供給条件、すなわち、エアコンプレッサ３２の運転条件に応じて変化する値であり、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消可能な範囲内で設定されている。本実施例においても、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒと、設定すべきモータ３２ｍの回転数との関係を記録したマップが、予めＲＯＭに記憶されているものとした。
【００６６】
ステップＳ２２０において、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、閾値Ｆｒｔｈ以下である場合には（ステップＳ２２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ２００に戻る。
【００６７】
以上説明した第２実施例の燃料電池システムによっても、先に説明した第１実施例の燃料電池システム１００と同様に、エアコンプレッサ３２におけるサージングの発生が検出されたときに、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、上記サージングを解消するように、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を所定の回転数に低下させる。こうすることによって、エアコンプレッサ３２におけるサージングを速やかに解消し、燃料電池システムにおいて、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を抑制することができる。
【００６８】
Ｃ．第３実施例：
図４は、本発明の第３実施例としての燃料電池システム１００Ａの概略構成を示す説明図である。第３実施例の燃料電池システム１００Ａの構成は、先に説明した第１実施例の燃料電池システム１００とほぼ同じであり、各部の詳細な説明は省略する。なお、第３実施例の１００Ａでは、エアコンプレッサ３２に、振動センサ３３が設けられており、この振動センサ３３を用いて、エアコンプレッサ３２におけるサージングを検出する。また、第３実施例の燃料電池システム１００Ａでは、制御ユニット７０Ａが実行する運転制御の内容が、第１実施例と異なっている。以下、第３実施例の燃料電池システム１００Ａの運転制御について説明する。
【００６９】
図５は、第３実施例の燃料電池システム１００Ａの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システム１００Ａの運転中、すなわち、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じて、燃料電池スタック１０のアノード、および、カソードに、水素、および、空気がそれぞれ供給されているときに、制御ユニット７０ＡのＣＰＵが繰り返し実行する処理である。
【００７０】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７、および、流量センサ３８によって、それぞれ、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ３００）、各検出値をＲＡＭに記憶する。これらの各検出値は、後述するように、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したときのエアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数の制御に用いられる。
【００７１】
次に、ＣＰＵは、振動センサ３３によって、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの振動を検出し、その周波数ｆを算出して（ステップＳ３１０）、周波数ｆが、所定の閾値ｆｔｈ未満であるか否かを判断する（ステップＳ３２０）。周波数ｆが、閾値ｆｔｈ未満である場合には（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したものと判断して、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を、所定の回転数（０回転／分を除く）に低下させる（ステップＳ３３０）。本実施例において、振動センサ３３、および、制御ユニット７０Ａは、本発明におけるサージング検出部に相当する。
【００７２】
なお、本実施例においても、第１実施例、および、第２実施例と同様に、このときのモータ３２ｍの回転数として、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したと判断されたとき、つまり、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときの空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒに基づいて予め規定された値が用いられるものとした。この値は、エアコンプレッサ３２による空気の供給条件、すなわち、エアコンプレッサ３２の運転条件に応じて変化する値であり、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消可能な範囲内で設定されている。本実施例においても、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒと、設定すべきモータ３２ｍの回転数との関係を記録したマップが、予めＲＯＭに記憶されているものとした。
【００７３】
ステップＳ３２０において、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの振動の周波数ｆが、閾値ｆｔｈ以上である場合には（ステップＳ３２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ３００に戻る。
【００７４】
以上説明した第３実施例の燃料電池システムによっても、先に説明した第１実施例の燃料電池システム１００と同様に、エアコンプレッサ３２におけるサージングの発生が検出されたときに、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、上記サージングを解消するように、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を所定の回転数に低下させる。こうすることによって、エアコンプレッサ３２におけるサージングを速やかに解消し、燃料電池システムにおいて、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を抑制することができる。
【００７５】
Ｄ．第４実施例：
図６は、本発明の第４実施例としての燃料電池システム１００Ｂの概略構成を示す説明図である。第４実施例の燃料電池システム１００Ｂの構成は、先に説明した第１実施例の燃料電池システム１００とほぼ同じであり、各部の詳細な説明は省略する。なお、第４実施例の燃料電池システム１００Ｂでは、空気供給配管３４における圧力センサ３７と燃料電池スタック１０との間の部位から、排気管３９が分岐して接続されており、この排気管３９には、排気弁３９Ｖｒが配設されている。本実施例では、排気弁３９Ｖｒは、開度を調整可能な排気弁を用いるものとした。また、第４実施例の燃料電池システム１００Ｂでは、制御ユニット７０Ｂが実行する運転制御の内容が、第１実施例と異なっている。以下、第４実施例の燃料電池システム１００Ｂの運転制御について説明する。
【００７６】
図７は、第４実施例の燃料電池システム１００Ｂの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システム１００Ｂの運転中、すなわち、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じて、燃料電池スタック１０のアノード、および、カソードに、水素、および、空気がそれぞれ供給されているときに、制御ユニット７０ＢのＣＰＵが繰り返し実行する処理である。
【００７７】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７、および、流量センサ３８によって、それぞれ、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ４００）、各検出値をＲＡＭに記憶する。これらの各検出値は、後述するように、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したか否かの判断、および、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したときの排気弁３９Ｖｒの開閉制御に用いられる。
【００７８】
次に、ＣＰＵは、空気供給配管３４内の圧力Ｐの変化率ΔＰを算出し（ステップＳ４１０）、圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、所定の閾値Ｐｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４２０）。圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、閾値Ｐｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ４２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したものと判断して、排気弁３９Ｖｒを開弁し（ステップＳ４３０）、空気供給配管３４内の圧力を低下させる。本実施例において、圧力センサ３７、および、制御ユニット７０Ｂは、本発明におけるサージング検出部に相当する。
【００７９】
なお、本実施例では、このときの排気弁３９Ｖｒの開度、および、開弁時間として、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したとき、つまり、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときの空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒに基づいて予め規定された値がそれぞれ用いられるものとした。これらの値は、エアコンプレッサ３２による空気の供給条件、すなわち、エアコンプレッサ３２の運転条件に応じて変化する値であり、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消可能な範囲内でそれぞれ設定されている。本実施例では、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒと、設定すべき排気弁３９Ｖｒの開度、および、開弁時間との関係を記録したマップが、予めＲＯＭに記憶されているものとした。
【００８０】
ステップＳ４２０において、空気供給配管３４内の圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、閾値Ｐｔｈ以下である場合には（ステップＳ４２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ４００に戻る。
【００８１】
以上説明した第４実施例の燃料電池システム１００Ｂによれば、エアコンプレッサ３２におけるサージングの発生が検出されたときに、上記サージングを解消するように、排気弁３９Ｖｒを開弁して、空気供給配管３４内の圧力を低下させる。こうすることによって、エアコンプレッサ３２におけるサージングを速やかに解消し、燃料電池システム１００Ｂにおいて、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を抑制することができる。
【００８２】
Ｅ．第５実施例：
第５実施例の燃料電池システムの構成は、先に説明した第４実施例の燃料電池システム１００Ｂと同じであり、各部の詳細な説明は省略する。なお、第５実施例の燃料電池システムでは、制御ユニット７０Ｂが実行する運転制御の内容、具体的には、エアコンプレッサ３２におけるサージングの検出方法が、第４実施例と異なっている。以下、第５実施例の燃料電池システムの運転制御について説明する。
【００８３】
図８は、第５実施例の燃料電池システムの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システムの運転中、すなわち、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じて、燃料電池スタック１０のアノード、および、カソードに、水素、および、空気がそれぞれ供給されているときに、制御ユニット７０ＡのＣＰＵが繰り返し実行する処理である。
【００８４】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７、および、流量センサ３８によって、それぞれ、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ５００）、各検出値をＲＡＭに記憶する。これらの各検出値は、後述するように、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したか否かの判断、および、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したときの排気弁３９Ｖｒの開閉制御に用いられる。
【００８５】
次に、ＣＰＵは、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒの変化率ΔＦｒを算出し（ステップＳ５１０）、流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、所定の閾値Ｆｒｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ５２０）。流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、閾値Ｆｒｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ５２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したものと判断して、排気弁３９Ｖｒを開弁し（ステップＳ５３０）、空気供給配管３４内の圧力を低下させる。本実施例において、流量センサ３８、および、制御ユニット７０は、本発明におけるサージング検出部に相当する。
【００８６】
なお、本実施例においても、第４実施例と同様に、このときの排気弁３９Ｖｒの開度、および、開弁時間として、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したと判断されたとき、つまり、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときの空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒに基づいて予め規定された値がそれぞれ用いられるものとした。これらの値は、エアコンプレッサ３２による空気の供給条件、すなわち、エアコンプレッサ３２の運転条件に応じて変化する値であり、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消可能な範囲内でそれぞれ設定されている。そして、本実施例においても、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒと、設定すべき排気弁３９Ｖｒの開度、および、開弁時間との関係を記録したマップが、予めＲＯＭに記憶されているものとした。
【００８７】
ステップＳ５２０において、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、閾値Ｆｒｔｈ以下である場合には（ステップＳ５２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ５００に戻る。
【００８８】
以上説明した第５実施例の燃料電池システムによっても、先に説明した第４実施例の燃料電池システム１００Ｂと同様に、エアコンプレッサ３２におけるサージングの発生が検出されたときに、上記サージングを解消するように、排気弁３９Ｖｒを開弁して、空気供給配管３４内の圧力を低下させる。こうすることによって、エアコンプレッサ３２におけるサージングを速やかに解消し、燃料電池システムにおいて、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を抑制することができる。
【００８９】
Ｆ．第６実施例：
図９は、本発明の第６実施例としての燃料電池システム１００Ｃの概略構成を示す説明図である。第６実施例の燃料電池システム１００Ｃの構成は、先に説明した第４実施例の燃料電池システム１００とほぼ同じであり、各部の詳細な説明は省略する。なお、第６実施例の１００Ｃでは、エアコンプレッサ３２に、振動センサ３３が設けられており、この振動センサ３３を用いて、エアコンプレッサ３２におけるサージングを検出する。また、第６実施例の燃料電池システム１００Ｃでは、制御ユニット７０Ｃが実行する運転制御の内容が、第４実施例と異なっている。以下、第６実施例の燃料電池システム１００Ｃの運転制御について説明する。
【００９０】
図１０は、第６実施例の燃料電池システム１００Ｃの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システム１００Ｃの運転中、すなわち、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じて、燃料電池スタック１０のアノード、および、カソードに、水素、および、空気がそれぞれ供給されているときに、制御ユニット７０ＣのＣＰＵが繰り返し実行する処理である。
【００９１】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７、および、流量センサ３８によって、それぞれ、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ６００）、各検出値をＲＡＭに記憶する。これらの各検出値は、後述するように、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したときの排気弁３９Ｖｒの開閉制御に用いられる。
【００９２】
次に、ＣＰＵは、振動センサ３３によって、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの振動を検出し、その周波数ｆを算出して（ステップＳ６１０）、周波数ｆが、所定の閾値ｆｔｈ未満であるか否かを判断する（ステップＳ６２０）。周波数ｆが、閾値ｆｔｈ未満である場合には（ステップＳ６２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したものと判断して、排気弁３９Ｖｒを開弁し（ステップＳ６３０）、空気供給配管３４内の圧力を低下させる。本実施例において、振動センサ３３、および、制御ユニット７０Ｃは、本発明におけるサージング検出部に相当する。
【００９３】
なお、本実施例においても、このときの排気弁３９Ｖｒの開度、および、開弁時間として、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生したととき、つまり、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときの空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒに基づいて予め規定された値がそれぞれ用いられるものとした。これらの値は、エアコンプレッサ３２による空気の供給条件、すなわち、エアコンプレッサ３２の運転条件に応じて変化する値であり、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消可能な範囲内でそれぞれ設定されている。本実施例においても、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒと、設定すべき排気弁３９Ｖｒの開度、および、開弁時間との関係を記録したマップが、予めＲＯＭに記憶されているものとした。
【００９４】
ステップＳ６２０において、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの振動の周波数ｆが、閾値ｆｔｈ以上である場合には（ステップＳ６２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ６００に戻る。
【００９５】
以上説明した第６実施例の燃料電池システムによっても、先に説明した第４実施例の燃料電池システム１００Ｂと同様に、エアコンプレッサ３２におけるサージングの発生が検出されたときに、上記サージングを解消するように、排気弁３９Ｖｒを開弁して、空気供給配管３４内の圧力を低下させる。こうすることによって、エアコンプレッサ３２におけるサージングを速やかに解消し、燃料電池システムにおいて、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を抑制することができる。
【００９６】
Ｇ．第７実施例：
第７実施例の燃料電池システムの構成は、先に説明した第１実施例の燃料電池システム１００と同じであり、各部の詳細な説明は省略する。なお、第７実施例の燃料電池システムでは、制御ユニット７０が行う運転制御の内容が、第１実施例と異なっている。また、先に説明した第１実施例ないし第６実施例の燃料電池システムでは、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときに、このサージングを解消するための運転制御を行うものとしたが、本実施例では、予め、エアコンプレッサ３２におけるサージングを回避する運転制御を行う。以下、第７実施例の燃料電池システムの運転制御について説明する。
【００９７】
図１１は、第７実施例の燃料電池システムの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システムの運転中、すなわち、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じて、燃料電池スタック１０のアノード、および、カソードに、水素、および、空気がそれぞれ供給されているときに、制御ユニット７０のＣＰＵが繰り返し実行する処理である。
【００９８】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７、および、流量センサ３８によって、それぞれ、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ７００）、各検出値に基づいて、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生するモータ３２ｍの回転数Ｒｓを予測する（ステップＳ７１０）。なお、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生するモータ３２ｍの回転数Ｒｓは、圧力Ｐ、および、流量Ｆｒに応じて変化し、本実施例では、この回転数Ｒｓは、Ｒｓ１≦Ｒｓ≦Ｒｓ２（Ｒｓ１：下限値、Ｒｓ２：上限値）であるものとする。
【００９９】
次に、ＣＰＵは、燃料電池スタック１０に対する出力要求に対応するモータ３２ｍの回転数Ｒが、Ｒｓ１≦Ｒ≦Ｒｓ２であるか否かを判断する（ステップＳ７２０）。燃料電池スタック１０に対する出力要求に対応するモータ３２ｍの回転数Ｒが、Ｒｓ１≦Ｒ≦Ｒｓ２である場合には（ステップＳ７２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、モータ３２ｍの回転数を、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じた回転数Ｒとすると、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生するものと判断し、モータ３２ｍの回転数Ｒを、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しない回転数に設定する。本実施例では、モータ３２ｍの回転数Ｒを、Ｒ＜Ｒｓ１を満たす値（０回転／分を除く）に設定するものとした。なお、モータ３２ｍの回転数Ｒを、Ｒ＞Ｒｓ２を満たす値としてもよい。
【０１００】
ステップＳ７２０において、燃料電池スタック１０に対する出力要求に対応するモータ３２ｍの回転数Ｒが、Ｒｓ１≦Ｒ≦Ｒｓ２でない場合には（ステップＳ７２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、モータ３２ｍの回転数を、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じた回転数Ｒとしても、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しないものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ７００に戻る。
【０１０１】
以上説明した第７実施例の燃料電池システムによれば、エアコンプレッサ３２におけるサージングの発生が予測されたときに、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、上記サージングを回避するように、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を所定の回転数に低下させる。こうすることによって、燃料電池システムにおいて、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を防止することができる。
【０１０２】
Ｈ．第８実施例：
第８実施例の燃料電池システムの構成は、先に説明した第４実施例の燃料電池システム１００Ｂと同じであり、各部の詳細な説明は省略する。なお、第８実施例の燃料電池システムでは、制御ユニット７０Ｂが実行する運転制御の内容が、第４実施例と異なっている。また、本実施例においても、先に説明した第７実施例と同様に、予め、エアコンプレッサ３２におけるサージングを回避する運転制御を行う。以下、第８実施例の燃料電池システムの運転制御について説明する。
【０１０３】
図１２は、第８実施例の燃料電池システムの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システムの運転中、すなわち、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じて、燃料電池スタック１０のアノード、および、カソードに、水素、および、空気がそれぞれ供給されているときに、制御ユニット７０ＢのＣＰＵが繰り返し実行する処理である。
【０１０４】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７、および、流量センサ３８によって、それぞれ、空気供給配管３４内の圧力Ｐ、および、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ８００）、各検出値に基づいて、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生するモータ３２ｍの回転数Ｒｓを予測する（ステップＳ８１０）。なお、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生するモータ３２ｍの回転数Ｒｓは、圧力Ｐ、および、流量Ｆｒに応じて変化し、本実施例においても、この回転数Ｒｓは、Ｒｓ１≦Ｒｓ≦Ｒｓ２（Ｒｓ１：下限値、Ｒｓ２：上限値）であるものとする。
【０１０５】
次に、ＣＰＵは、燃料電池スタック１０に対する出力要求に対応するモータ３２ｍの回転数Ｒが、Ｒｓ１≦Ｒ≦Ｒｓ２であるか否かを判断する（ステップＳ８２０）。燃料電池スタック１０に対する出力要求に対応するモータ３２ｍの回転数Ｒが、Ｒｓ１≦Ｒ≦Ｒｓ２である場合には（ステップＳ８２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、モータ３２ｍの回転数を、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じた回転数Ｒとすると、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生するものと判断し、排気弁３９Ｖｒを開弁して（ステップＳ８３０）、空気供給配管３４内の圧力を低下させる。このときの排気弁３９Ｖｒの開度、および、開弁時間は、モータ３２ｍの回転数を、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じた回転数Ｒとしても、空気供給配管３４内の圧力が、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しない圧力となる範囲内でそれぞれ設定されている。
【０１０６】
ステップＳ７２０において、燃料電池スタック１０に対する出力要求に対応するモータ３２ｍの回転数Ｒが、Ｒｓ１≦Ｒ≦Ｒｓ２でない場合には（ステップＳ７２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、モータ３２ｍの回転数を、燃料電池スタック１０に対する出力要求に応じた回転数Ｒとしても、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しないものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ７００に戻る。
【０１０７】
以上説明した第８実施例の燃料電池システムによれば、エアコンプレッサ３２におけるサージングの発生が予測されたときに、上記サージングを回避するように、排気弁３９Ｖｒを開弁して、空気供給配管３４内の圧力を低下させる。こうすることによって、燃料電池システムにおいて、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を防止することができる。
【０１０８】
Ｉ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【０１０９】
Ｉ１．変形例１：
上記第１実施例ないし第３実施例では、運転制御処理において、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときに、モータ３２ｍの回転数を、予め規定された所定の回転数に低下させるものとしたが、本発明は、これに限られない。
【０１１０】
図１３は、第１実施例の変形例としての運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【０１１１】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ３７によって、空気供給配管３４内の圧力Ｐを検出し（ステップＳ１００ａ）、その検出値をＲＡＭに記憶する。この検出値は、後述するように、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しているか否かの判断に用いられる。
【０１１２】
次に、ＣＰＵは、空気供給配管３４内の圧力Ｐの変化率ΔＰを算出し（ステップＳ１１０）、圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、所定の閾値Ｐｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１２０）。圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、所定の閾値Ｐｔｈ以下である場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、運転制御処理を終了し、ステップＳ１００ａに戻る。
【０１１３】
一方、圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、閾値Ｐｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しているものと判断して、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を低下させる（ステップＳ１３０ａ）。このとき、低下させる回転数は、任意に設定可能である。
【０１１４】
そして、ＣＰＵは、再度、圧力センサ３７によって、空気供給配管３４内の圧力Ｐを検出し（ステップＳ１４０）、圧力Ｐの変化率ΔＰを算出し（ステップＳ１５０）、圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、所定の閾値Ｐｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１６０）。圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、閾値Ｐｔｈ以下である場合には（ステップＳ１６０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２におけるサージングが解消されたものと判断して、上述した運転制御処理を終了し、ステップＳ１００ａに戻る。
【０１１５】
ステップＳ１６０において、圧力Ｐの変化率の絶対値｜ΔＰ｜が、閾値Ｐｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２におけるサージングが解消されていないものと判断して、ステップＳ１３０ａに戻り、上述した運転制御処理を継続する。
【０１１６】
図１４は、第２実施例の変形例としての運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【０１１７】
まず、ＣＰＵは、流量センサ３８によって、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ２００ａ）、その検出値をＲＡＭに記憶する。この検出値は、後述するように、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しているか否かの判断に用いられる。
【０１１８】
次に、ＣＰＵは、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒの変化率ΔＦｒを算出し（ステップＳ２１０）、流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、所定の閾値Ｆｒｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２２０）。流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、閾値Ｆｒｔｈ以下である場合には（ステップＳ２２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、運転制御処理を終了し、ステップＳ２００ａに戻る。
【０１１９】
一方、流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、閾値Ｆｒｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しているものと判断して、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を低下させる（ステップＳ２３０ａ）。このとき、低下させる回転数は、任意に設定可能である。
【０１２０】
そして、ＣＰＵは、再度、流量センサ３８によって、空気供給配管３４内を流れる空気の流量Ｆｒを検出し（ステップＳ２４０）、流量Ｆｒの変化率ΔＦｒを算出し（ステップＳ２５０）、流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、所定の閾値Ｆｒｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２６０）。流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、閾値Ｆｒｔｈ以下である場合には（ステップＳ２６０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２におけるサージングが解消されたものと判断して、運転制御処理を終了し、ステップＳ２００ａに戻る。
【０１２１】
ステップＳ２６０において、流量Ｆｒの変化率の絶対値｜ΔＦｒ｜が、閾値Ｆｒｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２におけるサージングが解消されていないものと判断して、ステップＳ２３０ａに戻り、上述した運転制御処理を継続する。
【０１２２】
図１５は、第３実施例の変形例としての運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２３】
まず、ＣＰＵは、振動センサ３３によって、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの振動を検出し、その周波数ｆを算出して（ステップＳ３１０）、周波数ｆが、所定の閾値ｆｔｈ未満であるか否かを判断する（ステップＳ３２０）。周波数ｆが、所定の閾値ｆｔｈ以上である場合には（ステップＳ３２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生していないものと判断して、運転制御処理を終了し、ステップＳ３１０に戻る。
【０１２４】
一方、周波数ｆが、閾値ｆｔｈ未満である場合には（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが発生しているものと判断して、燃料電池スタック１０に対する出力要求に関わらず、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの回転数を低下させる（ステップＳ３３０ａ）。このとき、低下させる回転数は、任意に設定可能である。
【０１２５】
そして、ＣＰＵは、再度、振動センサ３３によって、エアコンプレッサ３２が備えるモータ３２ｍの振動を検出し、その周波数ｆを算出して（ステップＳ３４０）、周波数ｆが、所定の閾値ｆｔｈ未満であるか否かを判断する（ステップＳ３５０）。周波数ｆが、所定の閾値ｆｔｈ以上である場合には（ステップＳ３５０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２においてサージングが解消されたものと判断して、運転制御処理を終了し、ステップＳ３１０に戻る。
【０１２６】
ステップＳ３５０において、周波数ｆが、閾値ｆｔｈ未満である場合には（ステップＳ３５０：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３２におけるサージングが解消されていないものと判断して、ステップＳ３３０ａに戻り、上述した運転制御処理を継続する。
【０１２７】
以上説明した変形例としての燃料電池システムの運転制御処理によっても、先に説明した第１実施例ないし第３実施例の燃料電池システムと同様に、エアコンプレッサ３２のサージングによる故障を抑制することができる。
【０１２８】
Ｉ２．変形例２：
上記第１実施例ないし第３実施例、および、変形例１では、燃料電池システムの運転制御処理において、エアコンプレッサ３２におけるサージングが検出されたときに、モータ３２ｍの回転数を低下させるものとしたが、増大させるものとしてもよい。
【０１２９】
Ｉ３．変形例３：
上記第４実施例ないし第６実施例、および、第８実施例では、燃料電池システムの運転制御処理において、排気弁３９Ｖｒの開度、および、開弁時間を制御するものとしたが、これらのうちの少なくとも一方を制御するものとすればよい。
【０１３０】
Ｉ４．変形例４：
図６に示した燃料電池システム１００Ｂ、および、図９に示した燃料電池システム１００Ｃでは、空気供給配管３４において、圧力センサ３７と燃料電池スタック１０との間の部位から、排気管３９が分岐して接続されているものとしたが、本発明は、これに限られない。
【０１３１】
Ｉ５．変形例５：
上記実施例では、エアコンプレッサ３２は、ターボ式のエアコンプレッサであるものとしたが、本発明は、これに限られず、他のタイプのエアコンプレッサを適用するようにしてもよい。
【０１３２】
Ｉ６．変形例６：
上記実施例では、燃料電池システムは、電気自動車に搭載されるものとしたが、本発明は、これに限られず、例えば、据え置き型の燃料電池システムとしてもよい。ただし、車載用の燃料電池システムでは、車両の運転者のアクセルの操作に応じて、燃料電池スタック１０に対する出力要求が急激に変化するため、燃料電池スタック１０に対する出力要求が急激に変化しにくい燃料電池システムと比較して、サージングが発生しやすい。したがって、上述した燃料電池システムを車載用に用いると、特に好適である。
【０１３３】
Ｉ７．変形例７：
上記実施例、および、変形例では、エアコンプレッサ３２に備えられたモータ３２ｍの回転数を低下させたり、排気弁３９Ｖｒを開弁したりすることによって、空気供給配管３４内の圧力を低下させたり、あるいは、エアコンプレッサ３２に備えられたモータ３２ｍの回転数を増大させることによって、空気供給配管３４内の圧力を増大させて、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消、または、回避するものとしたが、本発明は、これに限られない。本発明は、一般に、空気供給配管３４内の圧力を制御することによって、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消、または、回避するものであり、上述した手段以外の他の手段によって、空気供給配管３４内の圧力を制御することによって、エアコンプレッサ３２におけるサージングを解消、または、回避するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の第１実施例としての燃料電池システム１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例の燃料電池システム１００の運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第２実施例の燃料電池システムの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３実施例としての燃料電池システム１００Ａの概略構成を示す説明図である。
【図５】第３実施例の燃料電池システム１００Ａの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施例としての燃料電池システム１００Ｂの概略構成を示す説明図である。
【図７】第４実施例の燃料電池システム１００Ｂの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第５実施例の燃料電池システムの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第６実施例としての燃料電池システム１００Ｃの概略構成を示す説明図である。
【図１０】第６実施例の燃料電池システム１００Ｃの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第７実施例の燃料電池システムの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第８実施例の燃料電池システムの運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第１実施例の変形例としての運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第２実施例の変形例としての運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】第３実施例の変形例としての運転制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３５】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…燃料電池システム
１０…燃料電池スタック
２０…水素タンク
２１…シャットバルブ
２２…レギュレータ
２３…水素供給配管
２４…配管
２５…気液分離器
２６…循環配管
２７…循環ポンプ
２８…配管
２９…パージ弁
３０…エアクリーナ
３２…エアコンプレッサ
３２ｍ…モータ
３３…振動センサ
３４…空気供給配管
３５…エア調圧弁
３６…配管
３７…圧力センサ
３８…流量センサ
３９…排気管
３９Ｖｒ…排気弁
４０…ラジエータ
４１…循環ポンプ
４２…配管
４３…バイパス配管
４４…三方弁
４５…イオン交換器
４６…配管
５０…希釈器
６０…配管
７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ…制御ユニット
【図１】
2009076243.tif 000003
【図２】
2009076243.tif 000004
【図３】
2009076243.tif 000005
【図４】
2009076243.tif 000006
【図５】
2009076243.tif 000007
【図６】
2009076243.tif 000008
【図７】
2009076243.tif 000009
【図８】
2009076243.tif 000010
【図９】
2009076243.tif 000011
【図１０】
2009076243.tif 000012
【図１１】
2009076243.tif 000013
【図１２】
2009076243.tif 000014
【図１３】
2009076243.tif 000015
【図１４】
2009076243.tif 000016
【図１５】
2009076243.tif 000017