JP2003217630A

JP2003217630A - 燃料改質システム

Info

Publication number: JP2003217630A
Application number: JP2002013973A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kashiwagi; 直人柏木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: JP4075384B2

Abstract

(57)【要約】【課題】始動時に改質システムの暖機時間を予め把握
し得るようにする。【解決手段】燃料から改質ガスを生成する改質器
（８）と、この改質器（８）からの改質ガス中のＣＯを
除去するＣＯ除去器（１０）と、このＣＯ除去器（１
０）からの改質ガスを用いて電力を発生する燃料電池
（１１）とを備える燃料改質システムにおいて、始動時
にＣＯ除去器（１０）の活性状態を検出するＣＯ除去器
活性状態検出手段（３４）と、このＣＯ除去器（１０）
の活性状態に基づいて燃料改質システムの暖機時間を算
出する暖機時間算出手段（３１）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料改質システムに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料改質システムでは、燃料改質器（以
下単に「改質器」という。）からの改質ガス中に一酸化
炭素（以下「ＣＯ」で略す。）が含まれ、このＣＯによ
って燃料電池内の白金が被毒して劣化するため、改質器
からの改質ガスをＣＯ除去器に導いて改質ガス中のＣＯ
を除去したあとに燃料電池に導くようにしている。

【０００３】この場合、始動時などＣＯ除去器が未活性
の状態にある間はＣＯを効率よく酸化できないので、始
動時に改質器の温度、ＣＯ濃度、燃料電池の電圧関連量
などに基づいて改質ガスの燃料電池への供給を許可する
かどうかを判定するものがある（特開２０００−２０８
１６２号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、始動より燃
料電池に改質ガスを供給するまでの時間を燃料改質シス
テムの暖機時間と定義すると、燃料電池で発生した電力
を充電すると共に電力を放電するバッテリ（２次電池）
などの蓄電装置と、燃料電池または蓄電装置から供給さ
れる電力により駆動されるモータなどの駆動装置とを備
える移動体用の燃料改質システムに対して上記の従来装
置を適用したとき、上記の従来装置によれば燃料改質シ
ステムの暖機時間を知ることができないため、蓄電装置
に蓄えた電力のみで始動すぐに走行を開始した場合、燃
料電池が発電を開始する前に蓄電装置の電力を使い果す
ことが考えられ、このとき走行不能に陥る。

【０００５】この場合、改質器に供給する燃料を増量し
て改質器やＣＯ除去器の活性化を促進すれば燃料改質シ
ステムの暖機時間を短くすることはできるものの、その
反面で燃料を増量する分だけ燃費が悪くなる。かといっ
て、蓄電装置の容量を大きくしたのではコストと移動体
の重量が増してしまう。

【０００６】従って、燃料電池自動車などの移動体で
は、始動時に燃料改質システムの暖機時間を運転席に設
けたメータパネル上の表示装置などにより知ることがで
きれば便利である。

【０００７】そこで本発明は、始動時にＣＯ除去器の活
性状態を検出し、このＣＯ除去器の活性状態に基づいて
燃料改質システムの暖機時間を算出することにより、始
動時に燃料改質システムの暖機時間を予め把握し得るよ
うにすることを目的とする。

【０００８】一方、始動時に蓄電装置に蓄えている電力
のみで移動体を駆動し得るかどうかは蓄電装置の電力残
量に依存して定まる。従って、蓄電装置の電力残量を運
転席に設けたメータパネル上の表示装置などにより知り
得るようにすれば、ある程度は蓄電装置に蓄えている電
力のみで移動体を駆動できるかどうかの判断がつくとい
える。

【０００９】しかしながら、実際には蓄電装置の電力残
量と燃料改質システムの暖機時間とが一義的に定まって
いるものでなく、例えば蓄電装置の電力残量が十分ある
場合でも、燃料改質システムの暖機時間が長いことがあ
る。このときには燃料電池が発電を開始する前に蓄電装
置の電力を使い果すことが考えられ、そうなると走行不
能に陥る。この逆に、燃料改質システムの暖機時間が短
い場合には蓄電装置の電力残量が十分でなくても蓄電装
置に蓄えている電力のみで移動体を駆動させ得る。

【００１０】このように、始動時に蓄電装置に蓄えてい
る電力のみで移動体を駆動できるかどうかは、蓄電装置
の電力残量のみによって一義的に定まるものでないの
で、始動時に蓄電装置に蓄えている電力のみで移動体を
駆動できるかどうかを運転席に設けたメータパネル上の
表示装置などにより知ることができれば便利である。

【００１１】そこで本発明は、始動時に上記の暖機時間
（またはＣＯ改質器の活性状態）と蓄電装置の電力残量
とに基づいて始動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移
動体の駆動を許可するかどうかを判定することにより、
蓄電装置に蓄えている電力のみで移動体を駆動し得るか
どうか始動時に的確な判断を行わせることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、燃料から
改質ガスを生成する改質器と、この改質器からの改質ガ
ス中のＣＯを除去するＣＯ除去器と、このＣＯ除去器か
らの改質ガスを用いて電力を発生する燃料電池とを備え
る燃料改質システムにおいて、始動時にＣＯ除去器の活
性状態を検出するＣＯ除去器活性状態検出手段と、この
ＣＯ除去器の活性状態に基づいて暖機時間を算出する暖
機時間算出手段とを備える。

【００１３】第２の発明では、第１の発明において始動
より暖機時間が経過したときＣＯ除去器からの改質ガス
を燃料電池に供給する。

【００１４】第３の発明は、燃料から改質ガスを生成す
る改質器と、この改質器からの改質ガス中のＣＯを除去
するＣＯ除去器と、このＣＯ除去器からの改質ガスを用
いて電力を発生する燃料電池と、この燃料電池で発生さ
れた電力を充電すると共に電力を放電する蓄電装置（例
えばバッテリ）と、燃料電池または蓄電装置から供給さ
れる電力により移動体を駆動する駆動装置とを備える燃
料改質システムにおいて、始動時に蓄電装置の電力残量
を検出する電力残量検出手段と、始動時にＣＯ除去器の
活性状態を検出するＣＯ除去器活性状態検出手段と、こ
のＣＯ除去器の活性状態に基づいて暖機時間を算出する
暖機時間算出手段と、この暖機時間と蓄電装置の電力残
量とに基づいて蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の
駆動を許可するかどうかを判定する移動体駆動許可判定
手段とを備える。

【００１５】第４の発明は、燃料から改質ガスを生成す
る改質器と、この改質器からの改質ガス中のＣＯを除去
するＣＯ除去器と、このＣＯ除去器からの改質ガスを用
いて電力を発生する燃料電池と、この燃料電池で発生さ
れた電力を充電すると共に電力を放電する蓄電装置（例
えばバッテリ）と、燃料電池または蓄電装置から供給さ
れる電力により移動体を駆動する駆動装置とを備える燃
料改質システムにおいて、始動時に蓄電装置の電力残量
を検出する電力残量検出手段と、始動時にＣＯ除去器の
活性状態を検出するＣＯ除去器活性状態検出手段と、こ
れら蓄電装置の電力残量とＣＯ除去器の活性状態とに基
づいて蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許
可するかどうかを判定する移動体駆動許可判定手段とを
備える。

【００１６】第５の発明では、第３または第４の発明に
おいて始動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の
駆動を許可すると判定した場合に駆動要求（移動体が燃
料電池自動車であるときにはアクセルペダルが踏まれて
いるとき）があれば移動体の駆動を開始する。

【００１７】第６の発明では、第３の発明において始動
時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許可
しないと判定した場合に、始動以降に現時点からの暖機
時間を算出し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力残
量を検出し、これら現時点での蓄電装置の電力残量と現
時点からの暖機時間とに基づいて始動以降に蓄電装置に
蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許可するかどうかを
判定する。

【００１８】第７の発明では、第４の発明において始動
時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許可
しないと判定した場合に、始動以降に現時点でのＣＯ除
去器の活性状態を検出し、始動以降に現時点での蓄電装
置の電力残量を検出し、これら現時点での蓄電装置の電
力残量と現時点でのＣＯ除去器の活性状態とに基づいて
始動以降に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動
を許可するかどうかを判定する。

【００１９】第８の発明では、第３または第４の発明に
おいて始動以降に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体
の駆動を許可すると判定した場合に駆動要求（移動体が
燃料電池自動車であるときにはアクセルペダルが踏まれ
ているとき）があれば移動体の駆動を開始する。

【００２０】第９の発明では、第３の発明において始動
時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許可
すると判定した場合に、始動以降に現時点からの暖機時
間を算出し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力残量
を検出し、これら現時点での蓄電装置の電力残量と現時
点からの暖機時間とに基づいて始動以降に現時点での蓄
電装置の電力残量が第１の必要電力残量以上あるかどう
かを判定し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力残量
が第１の必要電力残量以上あると判定したとき蓄電装置
から駆動装置に供給される電力を向上させる。

【００２１】第１０の発明では、第３の発明において始
動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許
可すると判定した場合に、始動以降に現時点からの暖機
時間を算出し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力残
量を検出し、これら現時点での蓄電装置の電力残量と現
時点からの暖機時間とに基づいて始動以降に現時点での
蓄電装置の電力残量が第２の必要電力残量未満であるか
どうかを判定し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力
残量が第２の必要電力残量未満であると判定したとき蓄
電装置から駆動装置に供給される電力を制限する。

【００２２】第１１の発明では、第３の発明において始
動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許
可すると判定した場合に、始動以降に現時点から暖機時
間を算出し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力残量
を検出し、これら現時点での蓄電装置の電力残量と現時
点からの暖機時間とに基づいて始動以降に現時点での蓄
電装置の電力残量が第３の必要電力残量未満であるかど
うかを判定し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力残
量が第３の必要電力残量未満であると判定したときＣＯ
除去器の活性化を促進させる。

【００２３】第１２の発明では、第１０の発明において
蓄電装置から駆動装置に供給される電力を制限する場合
に、現時点での蓄電装置の電力残量と現時点からの暖機
時間とに基づいて始動以降に現時点での蓄電装置の電力
残量が第３の必要電力残量未満であるかどうかを判定
し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力残量が第３の
必要電力残量未満であると判定したときＣＯ除去器の活
性化を促進させる。

【００２４】第１３の発明では、第１から第１２までの
いずれか一つの発明においてＣＯ除去器の活性状態がＣ
Ｏ除去器の温度である。

【００２５】第１４の発明では、第１、第２、第３、第
６、第９、第１０、第１１、第１２のいずれか一つの発
明において始動時に改質器の活性状態を検出する改質器
活性状態検出手段を備え、この改質器の活性状態に基づ
いて暖機時間を補正する。

【００２６】第１５発明では、第１４の発明において改
質器の活性状態が改質器の温度である。

【００２７】第１６の発明では、第１、第２、第３、第
６、第９、第１０、第１１、第１２のいずれか一つの発
明において始動時に外気温を検出する外気温検出手段を
備え、この外気温に基づいて暖機時間を補正する。

【００２８】第１７の発明では、第１、第２、第３、第
６、第９、第１０、第１１、第１２、第１４、第１５、
第１６のいずれか一つの発明において始動以降にＣＯ除
去器の活性状態を検出し、この始動以降のＣＯ除去器の
活性状態に基づいて暖機時間を補正する。

【００２９】第１８の発明では、第１、第２、第３、第
６、第９、第１０、第１１、第１２、第１４、第１５、
第１６のいずれか一つ発明において始動以降にＣＯ除去
器出口のＣＯ濃度を検出し、この始動以降のＣＯ濃度に
基づいて暖機時間を補正する。

【００３０】第１９の発明では、第１、第２、第３、第
６、第９、第１０、第１１、第１２、第１４、第１５、
第１６、第１７、第１８のいずれか一つの発明において
始動時に暖機時間を運転者に知らせる表示手段を備え
る。

【００３１】第２０の発明では、第１９の発明において
始動以降も現時点からの暖機時間を運転者に知らせる表
示手段を備える。

【００３２】第２１の発明では、第２の発明において燃
料電池への改質ガスの供給の有無を運転者に知らせる表
示手段を備える。

【００３３】第２２の発明では、第３から第１２までの
いずれか一つの発明において蓄電装置に蓄えた電力のみ
での移動体の駆動が許可されているかどうかを運転者に
知らせる表示手段を備える。

【００３４】第２３の発明では、第１９から第２１まで
のいずれか一つの発明において暖機時間の短縮を可能に
する暖機時間短縮手段を備える。

【００３５】第２４の発明では、第２３の発明において
暖機時間短縮手段が、改質器への空気及び燃料の供給量
を増す供給量増量手段である。

【００３６】

【発明の効果】第１、第２の発明によれば、始動時のＣ
Ｏ除去器の活性状態に基づいて燃料改質システムの暖機
時間を算出（推定）するので、燃料改質システムの暖機
時間を始動時に予め把握することができる。

【００３７】第３の発明によれば始動時に蓄電装置の電
力残量と燃料改質システムの暖機時間とに基づいて、ま
た第４の発明によれば始動時に蓄電装置の電力残量とＣ
Ｏ除去器の活性状態とに基づいて蓄電装置に蓄えた電力
のみでの移動体の駆動を許可するかどうかを判定するの
で、蓄電装置に蓄えている電力のみで移動体を駆動でき
るかどうか始動時に的確な判断を行うことができる。

【００３８】第５、第８の発明によれば、燃料電池が発
電を開始するまで蓄電装置に蓄えられている電力を有効
に利用することができる。

【００３９】第６、第７の発明によれば、始動時に蓄電
装置に蓄えた電力での駆動を始動すぐに許可しない場合
でも、始動以降において燃料電池の発電を待たずに蓄電
装置に蓄えた電力のみでの駆動を許可することができ
る。

【００４０】蓄電装置に蓄えた電力のみでの駆動中にエ
ネルギが回収されることがあり、この場合に第９の発明
によれば蓄電装置から駆動装置に供給される電力を向上
させるので、蓄電装置に蓄えた電力のみでの駆動中にエ
ネルギ回収により蓄電装置に蓄えられる電力残量を有効
に利用できる。

【００４１】蓄電装置に蓄えた電力のみでの駆動中に急
激な負荷が作用することにより蓄電装置の電力が大きく
消費されるので、蓄電装置からの放電をそのままにして
おくと移動体を駆動できなくなることがあるのである
が、この場合に第１０の発明によれば蓄電装置から駆動
装置に供給される電力を制限するようにしているので、
蓄電装置に蓄えた電力のみでの駆動中に急激な負荷が作
用することがあっても移動体の駆動を継続することがで
きる。

【００４２】蓄電装置に蓄えた電力のみでの駆動中に急
激な負荷が作用することにより蓄電装置の電力が大きく
消費されるので、蓄電装置からの電力消費をそのままに
しておくと移動体を駆動できなくなることがあるのであ
るが、この場合に第１１、１２の発明によればＣＯ除去
器の活性化を促進させるので、その分現時点からの暖機
時間が短縮されることになり、蓄電装置に蓄えた電力の
みでの駆動中に急激な負荷が作用することがあっても移
動体の駆動を継続することができる。

【００４３】第１３の発明によれば、ＣＯ除去器の活性
状態を簡易かつ正確に知ることができる。

【００４４】第１４の発明によれば、ＣＯ除去器の活性
状態だけでなく改質器の活性状態によっても、燃料改質
システムの暖機時間が異なることに対応し、始動時の改
質器温度に基づいて暖機時間を補正するようにしたの
で、ＣＯ除去器の活性状態は低下しても改質器の活性状
態が低下していないという状態での始動時などにおいて
も、暖機時間を最適に与えることができる。

【００４５】第１５の発明によれば、改質器の活性状態
を簡易かつ正確に知ることができる。

【００４６】第１６の発明によれば、外気温によっても
燃料改質システムの暖機時間が異なることに対応し、始
動時の外気温に基づいて暖機時間を補正するようにした
ので、実際の始動時の外気温が基準外気温より外れてい
る場合においても暖機時間を最適に与えることができ
る。

【００４７】ＣＯ除去器に触媒の劣化が生じたり、基準
燃料より燃料性状の悪い燃料が使用されたりすると、始
動時に算出（推定）した暖機時間が長びくのであるが、
この場合に第１７の発明によれば始動以降にＣＯ除去器
の活性状態を検出し、このＣＯ除去器の活性状態に基づ
いて暖機時間を補正するようにしたので、ＣＯ除去器に
触媒の劣化が生じたり、基準燃料より燃料性状の悪い燃
料が使用されたりすることがあっても、暖機時間を最適
に与えることができる。

【００４８】第１８の発明によれば、始動以降にＣＯ除
去器出口のＣＯ濃度を検出し、このＣＯ除去器出口のＣ
Ｏ濃度に基づいて燃料改質システムの暖機時間を補正す
るようにしたので、第１７の発明と同様に、ＣＯ除去器
に触媒の劣化が生じたり基準燃料より燃料性状の悪い燃
料が使用されたりすることがあっても、暖機時間を最適
に与えることができる。

【００４９】燃料改質システムを始動させても燃料改質
システムの暖機時間を知り得ない状態ではどのくらい暖
機を行えばよいかわからず不安なものであるが、第１
９、第２０の発明によれば、始動時や始動以降に燃料改
質システムの暖機時間を知らせるので、運転者は安心し
て暖機の終了を待つことができる。

【００５０】燃料電池に改質ガスを供給してないときは
燃料改質システムの暖機時間の経過前（つまり暖機前）
であり、燃料電池に改質ガスを供給しているときは暖機
時間の経過後（つまり暖機完了後）である。燃料改質シ
ステムを始動させても暖機前にあるのかそれとも暖機完
了後であるのかを知り得ない状態では不安なものである
が、第２１の発明によれば暖機の前か後かを知りうるの
で、運転者から不安をなくすことができる。

【００５１】蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆
動が許可されていないことを知り得ない状態で移動体を
駆動できないと、運転者は移動体のどこかに故障がある
のでないかと不安になるのであるが、第２２の発明によ
れば蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動が許可
されていないことを知りうるので、運転者から不安をな
くすことができる。

【００５２】第２３、第２４の発明によれば、燃料改質
システムの暖機時間が長いことや燃料電池に改質ガスを
供給してないことを表示手段により知った運転者がこの
暖機時間短縮手段を用いることで、暖機時間が短縮さ
れ、これによって移動体の駆動を開始を早めることがで
きる。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態
を示す。まず燃料改質システムとしての基本的な構成お
よび動作につき説明する。

【００５４】図において燃料タンク２内の燃料（例えば
メタノール）と水タンク３内の水とがポンプ４、５によ
り噴射ノズル６、７に圧送され、各噴射ノズル６、７よ
り改質器８内に噴射される。またコンプレッサ９より改
質器８に空気が圧送（送気）される。

【００５５】改質器８は、メタノールと水を加熱して混
合蒸気を生じさせ、この混合蒸気と空気内の酸素を用い
て、下記の触媒反応により燃料改質し、水素リッチな改
質ガスを生成する。

【００５６】ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ⇔ＣＯ₂＋３Ｈ₂…（１）ＣＨ₃ＯＨ＋（１／２）Ｏ₂⇔ＣＯ₂＋２Ｈ₂…（２）式（１）はメタノールの水蒸気反応（吸熱反応）であ
り、式（２）はメタノールの部分酸化反応（発熱反応）
である。式（１）の反応は、主として下記に示されるよ
うに段階的に進行する。

【００５７】ＣＨ₃ＯＨ⇔ＣＯ＋２Ｈ₂…（３）ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ⇔ＣＯ₂＋Ｈ₂…（４）式（３）はメタノールの分解反応（吸熱反応）であり、
式（４）はＣＯのシフト反応（発熱反応）である。改質
器８は、これらの反応式の、発熱ならびに吸熱のバラン
スするオートサーマル条件で運転される。従って改質器
８のサイズや構成、あるいは触媒の性能が決まれば、原
料であるメタノールの流量に対する水蒸気の流量、そし
て空気の流量といった流量比はほぼ定まる。部分酸化反
応（ＰＯＸ）に消費されるメタノール流量の、供給され
た全メタノール流量に対する比をＰＯＸ率と定義すれ
ば、供給された酸素のほぼ全量が式（２）の部分酸化反
応（ＰＯＸ）に使用されるため、ＰＯＸ率から全メタノ
ール流量に対する必要な空気流量が定まるものとしてい
る。

【００５８】また、触媒の温度が低い起動時では、さら
に、下記の副反応が併発する。

【００５９】ＣＨ₃ＯＨ⇔ＨＣＨＯ＋Ｈ₂…（５) ＨＣＨＯ⇔ＣＯ＋Ｈ₂…（６）改質器８の運転温度は３００〜６００℃であり、熱力学
的化学平衡により数％オーダーのＣＯを含む改質ガスが
得られる。ＣＯは固体高分子型燃料電池１１の、白金等
からなる燃料極電極触媒を被毒し、その活性を著しく低
下させてしまうため、改質器８に一体に設けたシフト反
応部ならびにＣＯ除去器１０からなるＣＯクリーナシス
テムにより、数十〜数百ｐｐｍにまでＣＯを低減した上
で燃料電池１１に供給する必要がある。

【００６０】数％オーダーのＣＯを含む改質ガスは、シ
フト反応部に送られ、式（４）のシフト反応の早い触媒
により、ＣＯが低減される。シフト反応部の運転温度は
２００〜３００℃であり、熱力学的化学平衡により０．
数％オーダーのＣＯを含む改質ガスとなる。シフト反応
によりＣＯの低減された改質ガスは、ＣＯ除去器１０に
送られ、次式（７）の触媒酸化反応（発熱反応）によ
り、さらにＣＯが数十〜高々百ｐｐｍにまで低減され
る。必要な酸素はコンプレッサ９により空気として供給
される。

【００６１】ＣＯ＋（１／２）Ｏ₂⇔ＣＯ₂…（７）ＣＯ除去器１０では、水素雰囲気下で酸化反応を行うた
め、下記の水素の燃焼反応（発熱反応）も併発し、次式
（８）に対する式（７）の選択性が燃料改質システムの
効率に大きな影響を及ぼす。

【００６２】Ｈ₂＋（１／２）Ｏ₂⇔Ｈ₂Ｏ…（８）ＣＯ除去器１０は、式（７）ならびに（８）による発熱
を除去し、運転温度百数十℃に維持するために、図示し
ない冷却手段により空気あるいはＬＬＣ（冷却液）また
はオイル等により冷却される。

【００６３】このようにして極めて低レベルな濃度にま
でＣＯが低減された改質ガスとコンプレッサ９からの空
気とが燃料電池１１の燃料極と空気極に送気され、発電
が行われる。

【００６４】燃料電池１１において、改質ガス中の水素
を全て利用することは困難であり、一部の水素を残し
た、発電に使用済みの改質ガスと、一部の酸素を残し
た、発電に使用済みの空気とを、触媒燃焼器１２に送り
燃焼させる。得られた高温の燃焼ガスは、改質器８に送
られ、メタノールと水の蒸発のエネルギーとして再利用
される。

【００６５】２１はＣＯ除去器１０に供給される空気の
流量を制御する流量制御弁、２２は改質器８に供給され
る空気の流量を制御する流量制御弁、２３は燃料電池１
１の空気極に供給される空気の流量をも制御する流量制
御弁である。

【００６６】３１は燃料電池自動車（移動体）の統合コ
ントローラであり、アクセルセンサ３２からのアクセル
ペダルの踏み込み量（アクセル開度）にもとづき、改質
器８に供給される燃料ならびに空気の流量が必要な流量
となるように、燃料と水の各ポンプ４、５を駆動すると
共に流量制御弁２２を制御し、ＣＯ除去器１０に必要な
空気の流量となるように流量制御弁２１を、燃料電池に
必要な空気となるように流量制御弁２３を制御する。

【００６７】ＣＯ除去器８から出た改質ガスを燃料電池
１１に供給する通路１３には三方切換弁１４を備える。
三方切換弁１４はＯＦＦ状態でＣＯ除去器１０からの改
質ガスを燃料電池１１をバイパスする通路１５に流し、
これに対して統合コントローラ３１からの信号を受けて
ＯＮ状態になると流路を切換えＣＯ除去器１０からの改
質ガスを燃料電池１１への供給通路１３に流す。三方切
換弁１４は、始動時などにＣＯ濃度が高い改質ガスが燃
料電池１１に供給されることがないようにするためのも
のである。

【００６８】バッテリ（蓄電装置）１６は、燃料電池１
１によって発電される電力の余剰分や燃料電池自動車が
減速する際のモータ（駆動装置）１７による回生電力を
蓄積すると共に、モータ１７で消費される走行電力や、
コンプレッサ９、改質器８などで消費される補機電力を
賄うのに十分な発電が燃料電池１１によって行われなか
った場合に放電して不足電力を補う。

【００６９】モータ１７と補機（コンプレッサ、燃料改
質器など）への電力の配分、つまり走行用電力と補機電
力の配分は電力調整器１８を介して行われる。

【００７０】統合コントローラ３１は、アクセルセンサ
３２からのアクセル開度と、図示しない車速センサから
の車速とに基づいて電力調整器１８による電力配分を制
御する。

【００７１】本発明では、バッテリ１６とモータ１７と
を備える燃料電池自動車用の燃料改質システムにおい
て、統合コントローラ３１により始動時に温度センサ３
４によりＣＯ除去器温度（ＣＯ除去器１０の活性状態）
を検出し、このＣＯ除去器温度に基づいて始動より燃料
電池１１に改質ガスの供給を許可するまでの時間（以下
「改質ガス供給許可時間」という。）を算出（推定）
し、この改質ガス供給許可時間（改質システムの暖機時
間）が経過したときＣＯ除去器１０からの改質ガスが燃
料電池１１に供給されるように三方切換弁１４を切換え
る。なお、燃料電池自動車にも始動のためのイグニッシ
ョンキースイッチ３３が備えられる。従って、イグニッ
ションキースイッチ３３がＯＦＦからＯＮに切換えられ
たときが始動時である。

【００７２】また、始動時に上記の改質ガス供給許可時
間とバッテリ１６の電力残量とに基づいてバッテリ１６
の電力残量のみでの燃料電池自動車の走行（以下単に
「バッテリ走行」という。）を許可するかどうかを判定
し、バッテリ走行を許可すると判定した場合にアクセル
ペダルが踏み込まれていれば燃料電池自動車の走行を開
始する。

【００７３】統合コントローラ３１により行われるこの
制御内容を図２のフローチャートに従って説明する。

【００７４】図２は三方切換弁１４を制御するためのも
ので、このフローは一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）
に実行する。

【００７５】ステップ１、２でイグニッションキースイ
ッチ３３からの今回の信号と前回の信号をみる。今回イ
グニッションキースイッチ３３がＯＮ状態にあり、前回
はイグニッションキーキースイッチ３３がＯＦＦ状態に
あれば始動時であると判断し、ステップ３で温度センサ
３４からのＣＯ除去器温度を読み込む。これは、始動時
のＣＯ除去器１０の活性状態をみるためである。

【００７６】ステップ４ではこの始動時のＣＯ除去器温
度から図３を内容とするテーブルを検索して改質ガス供
給許可時間［ｍｉｎ］を算出する。

【００７７】燃料電池１１の仕様で改質ガス中に含まれ
るＣＯ量の許容値が定まっており、ＣＯ除去器１０から
の改質ガス中のＣＯ量がこの許容値以下になるのに要す
る時間を改質ガス供給許可時間として定めている。この
改質ガス供給許可時間は図３のように始動時のＣＯ除去
器温度が低くなるほど大きくなる値である。実際の特性
は、改質器８のボリュームや燃料改質システム（主に改
質器８、ＣＯ除去器１０）の暖機中に供給される燃料流
量から一義的に決まる。

【００７８】ステップ５ではタイマを起動する。このタ
イマは始動からの経過時間を計測するためのもので、例
えば統合コントローラ３１の主要部を構成するマイコン
に内蔵のタイマを用いればよい。

【００７９】ステップ６では燃料供給開始フラグ＝１と
する。この燃料供給フラグ＝１を受けて図示しないフロ
ーでは改質器８への燃料（メタノールと水）の供給が開
始される。

【００８０】燃料改質システムの暖機が完了する前は、
ＣＯ除去器１０での触媒不活性によりＣＯ除去の十分で
ない改質ガスが生成されるためこの改質ガスをそのまま
燃料電池１１に導いたのでは電極を被毒してしまう。そ
こでステップ７では、ＣＯ除去器１０からの改質ガスが
バイパス通路１５を経て燃焼器１２へと流れるように三
方切換弁１５をＯＦＦ状態とし、これによって今回の処
理を終了する。

【００８１】一方、今回、前回ともイグニッションスイ
ッチ３３がＯＮ状態のときにはステップ１、２よりステ
ップ８に進み、改質ガス供給フラグをみる。改質ガス供
給フラグは、この値が１のとき改質ガスの燃料電池１１
への供給を許可することを、この値がゼロのとき改質ガ
スの燃料電池１１への供給を許可しない（禁止する）こ
とを指示する。始動時には改質ガス供給フラグの値はゼ
ロに初期設定されているためステップ８よりステップ９
に進み、タイマ値と改質ガス供給許可時間（ステップ４
で算出済み）を比較する。タイマ値が改質ガス供給許可
時間未満であるときにはＣＯ除去器１０からの改質ガス
中のＣＯ量が許容値を超えていると判断し、ステップ７
の操作を行って今回の処理を終了する。

【００８２】始動からの時間が経過しやがてタイマ値が
改質ガス供給許可時間以上になると、ＣＯ除去器１０か
らの改質ガス中のＣＯ量が許容値以内に収まった（改質
システムの暖機完了）と判断し、ステップ９よりステッ
プ１０に進んで改質ガス供給フラグ＝１とすると共に、
ステップ１１でＣＯ除去器１０からの改質ガスが燃料電
池１１に導入されるように三方切換弁１４をＯＮ状態と
して今回の処理を終了する。

【００８３】改質ガス供給フラグ＝１となったことより
次回以降はステップ８からステップ１１の操作へと飛ぶ
ことになり、ＣＯ除去器１０からの改質ガスが燃料電池
１１へと供給され、燃料電池１１による発電が継続され
る。

【００８４】次に、図４はバッテリ走行の許可判定を行
うためのフローチャートである。

【００８５】ステップ２１、２２でイグニッションキー
スイッチ３３からの今回の信号と前回の信号をみる。今
回イグニッションキースイッチ３３がＯＮ状態にあり、
前回はイグニッションキースイッチ３３がＯＦＦ状態に
あれば始動時であると判断し、ステップ２３で温度セン
サ３４からのＣＯ除去器温度（ＣＯ除去器の活性状態）
を読み込み、このＣＯ除去器温度から前述した図３を内
容とするテーブルを検索することにより改質ガス供給許
可時間［ｍｉｎ］を算出する。またステップ２５でバッ
テリ電力残量［％］を読み込む。

【００８６】バッテリ電力残量は、後述するように始動
時より図示しないフローにおいて常時算出しており、イ
グニッションキースイッチ３３をＯＮからＯＦＦへと切
換える改質システムの停止時にはその停止時の値をＥＥ
ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに保持している。従って
始動時にはその不揮発性メモリに保持されている値が読
み出されて用いられる。

【００８７】ステップ２６ではこのようにして読み出し
たバッテリ電力残量と改質ガス供給許可時間とから図５
のマップを用いてバッテリ走行を許可するかどうかを判
定する。

【００８８】ステップ２７ではステップ２６での判定結
果をみてバッテリ走行が許可されている場合にはステッ
プ２８に進みバッテリ走行許可フラグ＝１とし、この逆
にバッテリ走行が許可されていない場合にはステップ２
９に進みバッテリ走行許可フラグ＝０とする。

【００８９】このように、バッテリ電力残量と改質ガス
供給許可時間とからバッテリ走行を許可するかどうかを
判定するようにしたのは次の理由からである。バッテリ
１６を搭載した燃料電池自動車は、燃料電池１１が発電
を開始していない状態でも始動すぐのバッテリ走行が可
能である。しかしながら、始動時のバッテリ電力残量が
少ない状態ではバッテリ走行を許可することができず、
燃料電池１１の発電を待って走行を開始することにな
る。そこで、始動からのある走行パターンを想定し、始
動時のバッテリ電力残量に応じて始動からのバッテリ走
行が可能かどうかを予め決めたものが図５である。

【００９０】このため、例えば改質ガス供給許可時間が
長い場合には燃料電池１１が発電を開始できるまでに時
間を要し、バッテリ走行を行う時間が長くなる。よっ
て、始動時のバッテリ電力残量が充分でないと始動すぐ
のバッテリ走行は許可されない。この逆に改質ガス供給
許可時間が短い場合には始動時のバッテリ電力残量が充
分でなくても始動すぐのバッテリ走行が許可される。

【００９１】図６はバッテリ走行を行わせるためのフロ
ーチャートで、図４の処理に続けて実行する。

【００９２】ステップ３１ではアクセルセンサ３２から
の信号によりアクセルペダルが踏み込まれているかどう
かみる。アクセルペダルが踏み込まれているときにはス
テップ３２に進んでバッテリ走行許可フラグをみる。バ
ッテリ走行許可フラグ＝１となっているときだけステッ
プ３３に進んでバッテリ走行を行わせる。例えばアクセ
ル開度に応じてモータ電流量を設定し、これがモータ１
６に流れるように電力調整器１８を制御する。

【００９３】一方、バッテリ走行許可フラグ＝０となっ
ているときには、アクセルペダルを踏み込んでも燃料電
池自動車を発進させることができない。

【００９４】ここで、本実施形態の作用を説明する。

【００９５】改質ガス供給許可時間は燃料改質システム
の暖機時間であり、本実施形態によれば、始動時のＣＯ
除去器温度（ＣＯ除去器の活性状態）に基づいて燃料改
質システムの暖機時間を算出（推定）するので、燃料改
質システムの暖機時間を始動時に予め把握することがで
きる。

【００９６】また、始動時にバッテリ（蓄電装置）１６
の電力残量と燃料改質システムの暖機時間とに基づいて
始動すぐのバッテリ走行（蓄電装置に蓄えた電力のみで
の移動体の駆動）を許可するかどうかを判定するので、
始動すぐにバッテリ走行を行えるかどうか始動時に的確
な判断を行うことができる。

【００９７】また、バッテリ走行を許可すると判定した
場合にアクセルペダルが踏まれていればバッテリ走行を
開始するので、燃料電池１１が発電を開始するまでバッ
テリ１６に蓄えられている電力を有効に利用することが
できる。

【００９８】図７のフローチャートは第２実施形態で、
第１実施形態の図４と置き換わるものである。図４と同
一部分には同一のステップ番号をつけている。

【００９９】図７において図４と相違する点は主にステ
ップ４１で、ここではバッテリ電力残量とＣＯ除去器温
度から図８のマップを用いてバッテリ走行を許可するか
どうかを判定する。

【０１００】図８においてバッテリ走行許可域とバッテ
リ走行不許可域の境界の定めかたは、図５の場合と同様
である。すなわち、ＣＯ除去器温度が低くて活性状態が
充分でない場合には燃料電池１１が発電を開始するまで
に時間を要し、バッテ走行を行う時間が長くなる。よっ
て、始動時にバッテリ電力残量が充分でないと始動すぐ
のバッテリ走行を許可しない。この逆に始動時にＣＯ除
去器温度が高くて活性状態が充分な場合にはバッテリ電
力残量が少なくても始動すぐのバッテリ走行を許可す
る。

【０１０１】第２実施形態によれば、第１実施形態と同
様に、バッテリ走行を行うことができるかどうか始動時
に適確な判断を行うことができる。

【０１０２】図９は第３実施形態のバッテリ走行の許可
判定を行うためのフローチャートで、第１実施形態の図
４と置き換わるものである。図４と同一部分には同一の
ステップ番号を付けている。

【０１０３】第３実施形態は、始動時にバッテリ走行不
許可であると判定した場合に、始動以降の改質ガス供給
許可時間内も継続して現時点でのバッテリ電力残量をモ
ニタし、この始動以降のバッテリ電力残量に基づいてバ
ッテリ走行を許可するかどうかを判定するようにしたも
のである。

【０１０４】これを図１０を用いてさらに説明する。始
動時に改質ガス供給許可時間が４分だったとする。これ
は始動から燃料電池１１に改質ガスを供給するまでの待
ち時間である。また始動時のバッテリ電力残量が５０％
だったとする。このとき、バッテリ走行は許可されな
い。

【０１０５】始動より改質システムの暖機を開始し時間
が経過してゆくと、改質システムが徐々に暖まり、図１
０の場合では１分半くらい経過したときにバッテリ走行
許可域に入る。そうなれば、燃料電池１１に改質ガスを
供給していなくても（燃料電池１１が発電していなくて
も）バッテリ走行を許可することができる。

【０１０６】実際にはバッテリ電力残量が始動以降の時
間経過と共に減っていくことも考えられ、このときには
始動時の状態から水平に破線を辿って運転点が推移する
のでなく、左下がりの一点鎖線を辿って運転点が推移す
ると思われるので、始動以降のバッテリ電力残量をもみ
ながらバッテリ走行を許可するかどうかを判断する。

【０１０７】図９において図４と相違する部分を主に説
明すると、これはステップ５３以降（始動以降）の操作
にある。ただし、始動時にバッテリ走行不許可と判定し
た場合にタイマを起動する必要があるので、ステップ５
１、５２の操作を追加している。すなわち図９では始動
以降もステップ２６からの操作が実行されるので、始動
時にだけステップ５２に進んでタイマが起動されるよう
に、ステップ５１においてステップ５１に進んできたの
が初めてかどうかを判定するようにしている。

【０１０８】ステップ５２で起動されるタイマは始動か
らの経過時間を計測するためのもので、例えばマイコン
に内蔵のタイマを用いればよい。

【０１０９】一方、始動以降にはステップ２１、２２よ
りステップ５３に進みバッテリ走行許可フラグをみる。
バッテリ走行許可フラグ＝０の場合（始動時にバッテリ
走行が不許可とされた場合）には、ステップ５４に進み
現時点でのバッテリ電力残量を読み込む。

【０１１０】ここで、バッテリ電力残量は、図示しない
フローにおいて始動時より常時算出している。このバッ
テリ電力残量の算出方法は公知である。例えばバッテリ
１６への充電電力量とバッテリ１６の消費電力量を常時
モニタしておき、電力充電時には演算周期当たりの充電
電力量を演算周期毎に加算し、この逆に電力消費時には
演算時間当たりの消費電力量を演算周期毎に差し引くこ
とによりバッテリ電力残量を推定すればよい。

【０１１１】ステップ５５では現時点での改質ガス供給
許可時間（現時点からの暖機時間）を算出する。この現
時点での改質ガス供給許可時間は、始動時に求めた改質
ガス供給許可時間（ステップ２４での値）より始動から
の経過時間（タイマ値）を差し引いた値である。

【０１１２】始動以降である場合にもステップ２６〜２
９、５１の操作を演算周期毎に繰り返し実行する。この
繰り返しにより、図１０で説明した場合においては、バ
ッテリ電力残量と改質ガス供給許可時間とから定まる運
転点が一点鎖線を辿ることとなり、バッテリ走行許可域
の境界に運転点が至ればそのタイミングよりバッテリ走
行が許可される。

【０１１３】なお、始動以降にステップ２９からステッ
プ５１に進んできたときには初めてでないためステップ
５２に進むことができず、従ってタイマが起動されるこ
とはない。

【０１１４】第３実施形態によれば、始動時にバッテリ
走行が許可されない場合でも、始動以降において燃料電
池の発電を待たずにバッテリ走行を許可することができ
る。

【０１１５】図１１はバッテリ走行の許可判定を行うた
めの第４実施形態のフローチャートで、第２実施形態の
図７と置き換わるものである。図７と同一部分には同一
のステップ番号を付けている。

【０１１６】第４実施形態は、始動時にバッテリ走行を
許可しないと判定した場合に、始動以降もバッテリ電力
残量とＣＯ除去器温度を継続してモニタし、この始動以
降のバッテリ電力残量とＣＯ除去器温度とに基づいてバ
ッテリ走行を許可するかどうかを判定するようにしたも
のである。

【０１１７】これを図１２を用いてさらに説明すると、
図１０で説明したところと同様である。すなわち、始動
時にＣＯ除去器温度が低温側にあったとする。また始動
時のバッテリ電力残量は５０％だったとする。このとき
バッテリ走行は許可されない。

【０１１８】始動より燃料改質システムの暖機を開始し
時間が経過してゆくと、燃料改質システムが徐々に暖ま
り、ＣＯ除去器温度が上昇してバッテリ走行許可域に入
る。そうなれば、燃料電池１１に改質ガスを供給してい
なくても（発電していなくても）バッテリ走行を許可す
ることができる。

【０１１９】実際にはバッテリ電力残量が時間とともに
減っていくことも考えられ、このときには始動時の状態
から水平に破線を辿って運転点が推移するのでなく、右
下方向へ一点鎖線を辿って運転点が推移すると思われる
ので、バッテリ電力残量をもみながらバッテリ走行を許
可するかどうかを判断する。

【０１２０】図１１において図７と相違する部分は始動
以降の操作にある。ただし、始動以降の操作には図９
（第３実施形態）と同一の部分があるので、図９と同一
の部分に同一のステップ番号を付けている。従って、始
動以降の操作において図９と相違するのはステップ６１
で現時点でのＣＯ除去器温度を読み込む点のみとなる。
すなわち、始動以降である場合にもステップ６１、５
４、４１、２７〜２９の操作を演算周期毎に繰り返し実
行する。この繰り返しにより、図１２で説明した場合に
おいてはバッテリ電力残量とＣＯ除去器温度とから定ま
る運転点が一点鎖線を辿り、バッテリ走行許可域の境界
に至ればそのタイミングでバッテリ走行が許可される。

【０１２１】第４実施形態においても、第３実施形態と
同様に、始動時にはバッテリ走行が許可されない場合で
も、始動以降において燃料電池の発電を待たずにバッテ
リ走行を許可することができる。

【０１２２】図１３はバッテリ走行の許可判定を行うた
めの第５実施形態のフローチャートで、第１実施形態の
図４と置き換わるものである。図４と同一部分には同一
のステップ番号を付けている。

【０１２３】第５実施形態は、始動時にバッテリ走行を
許可すると判定した場合に、始動以降の改質ガス供給許
可時間内も継続してバッテリ電力残量をモニタし、この
始動以降のバッテリ電力残量に基づいてモータ出力の向
上を行うかどうかを判定するようにしたものである。

【０１２４】これを図１４を用いてさらに説明する。始
動時にバッテリ走行許可域にありこの場合にアクセルペ
ダルが踏まれていることからバッテリ走行を開始したと
する。バッテリ走行の開始後にバッテリ電力残量は増え
たり減ったりする。例えばバッテリ１６の電力を消費し
て走行すればバッテリ電力残量は減少する。これに対し
て始動時に坂の上に停止していた燃料電池自動車が坂を
下りこのとき減速すればモータ１７が発電機となり、発
電機に生成される発生エネルギをバッテリ１６へと回収
する。このときバッテリ電力残量は増える。走行開始点
よりの不規則な線は走行開始後の走行状態に応じてバッ
テリ電力残量が増えたり減ったりする状態を示してい
る。

【０１２５】さて、燃料電池１１が発電を開始していな
い状態でバッテリ走行を開始しているとする。この場合
に、バッテリ電力残量に余裕があればモータ出力を向上
しての走行が可能である。しかしながら、むやみにモー
タ出力を向上させてバッテリ走行を行わせるとバッテリ
走行中にバッテリ電力残量が不足してきて走行できなく
なる恐れがある。従って、改質システムの暖機完了前に
あって燃料電池１１が発電していない状況ではバッテリ
電力残量は有効に使わなければならない。このため、図
示のように燃料電池１１が発電するまでに（燃料電池１
１に改質ガスを供給するまでに）あと３分かかるようだ
と、バッテリ電力残量がよほど多くないとモータ出力を
向上させることはできない。これに対して、燃料電池１
１が発電するまでにあと１分だったら、バッテリ電力残
量が多少少なくてもモータ出力を向上させることができ
る。

【０１２６】そこで、バッテリ走行許可域のうちに図で
左側に位置するモータ出力向上域を設け、運転点がこの
モータ出力向上域に移行すれば、燃料電池１１が発電す
る前であってもモータ出力を向上させる。

【０１２７】ここで、一点鎖線で示す出力向上域の境界
（第１の必要電力残量）は、基本的にバッテリ１６のサ
イズ（性能）や車両の性能（重量等）から予め定まり、
実際には多くのフィールドデータを得て決定する。

【０１２８】図１３において図４と相違する部分を主に
説明すると、始動時にバッテリ走行を許可すると判定し
た場合にはステップ７１でタイマを起動する。このタイ
マは始動からの経過時間を計測するためのもので、例え
ばマイコンに内蔵のタイマを用いればよい。

【０１２９】一方、始動以降にはステップ２１、２２よ
りステップ７２に進みバッテリ走行許可フラグをみる。
バッテリ走行許可フラグ＝１の場合（始動時にバッテリ
走行が許可された場合）には、ステップ７３、７４に進
み現時点でのバッテリ電力残量を読み込むと共に現時点
での改質ガス供給許可時間を算出し、ステップ７５でこ
れら現時点のバッテリ電力残量と改質ガス供給許可時間
とから図１４のマップを用いてモータ出力を向上させる
かどうかを判定する。ステップ７３、７４の操作は図９
のステップ５４、５５と同じである。

【０１３０】ステップ７６ではステップ７５での判定結
果をみてモータ出力を向上させない場合にはステップ７
７に進み出力向上フラグ＝０とし、出力を向上させる場
合にはステップ７８に進み出力向上フラグ＝１とする。

【０１３１】燃料電池自動車のように電気自動車ではバ
ッテリ１６からの電力取り出し量（電力消費量）を多く
すればモータ１７の出力を簡単に向上させることができ
る。ここでは始動時のバッテリ電力取り出し量をある値
で取り出しそのバッテリ電力取り出し量を用いてバッテ
リ走行を行わせているので、出力向上許可フラグ＝１に
なると、図示しないフローにおいてそのバッテリ電力取
り出し量を多くしてモータ出力を向上させるようにす
る。

【０１３２】始動以降のバッテリ走行中にエネルギがバ
ッテリ１６に回収されることがあり、この場合に第５実
施形態によればバッテリ１６からモータ１７に供給され
る電力を向上させるので、バッテリ走行中にエネルギ回
収によりバッテリ１６に蓄えられる電力残量を有効に利
用できる。

【０１３３】図１５はバッテリ走行の許可判定を行うた
めの第６実施形態のフローチャートで、第１実施形態の
図４と置き換わるものである。図４と同一部分には同一
のステップ番号を付けている。

【０１３４】第６実施形態は、始動時にバッテリ走行を
許可すると判定した場合に、始動以降の改質ガス供給許
可時間内も継続してバッテリ電力残量をモニタし、この
始動以降のバッテリ電力残量に基づいてモータ出力を制
限するかどうかを判定するようにしたものである。

【０１３５】これを図１６を用いてさらに説明する。始
動時にバッテリ走行許可域にありこの場合にアクセルペ
ダルが踏まれていることからバッテリ走行を開始したと
する。図示の場合ではバッテリ走行の開始後にバッテリ
電力残量の減りかたが激しいので、始動時のバッテリ電
力取り出し量のままだと、すぐにバッテリ走行が不許可
となる領域に移行してしまう。

【０１３６】そこで、バッテリ走行許可域の中にバッテ
リ走行不許可域に隣接して例えばベルト状のモータ出力
制限域を設け、運転点がこのモータ出力制限域に移行す
れば、モータ出力を制限する。

【０１３７】ここで、一点鎖線で示すモータ出力制限域
の境界（第２の必要電力残量）は、基本的にバッテリ１
６のサイズ（性能）や車両の性能（重量等）から予め定
まり、実際には多くのフィールドデータを得て決定す
る。

【０１３８】図１５において図４と相違する部分は始動
以降の操作にある。ただし、始動以降の操作には図１３
（第５実施形態）と同一の部分があるので、図１３と同
一の部分に同一のステップ番号を付けている。従って、
始動以降の操作において図１３と相違するのはステップ
８１、８２、８３、８４のみとなる。

【０１３９】これらの部分を主に説明すると、ステップ
７３、７４では現時点でのバッテリ電力残量を読み込む
と共に現時点での改質ガス供給許可時間を算出し、ステ
ップ８１でこれら現時点のバッテリ電力残量と改質ガス
供給許可時間とから図１６のマップを用いてモータ出力
を制限するかどうかを判定する。

【０１４０】ステップ８２ではステップ８１での判定結
果をみてモータ出力制限域にない場合にはステップ８３
に進み出力制限フラグ＝０とし、出力制限域にある場合
にはステップ８４に進み出力制限フラグ＝１とする。

【０１４１】燃料電池自動車のような電気自動車ではバ
ッテリ電力取り出し量（電力消費量）を小さくすればモ
ータ１６の出力を制限することができるため、出力制限
フラグ＝１になると、図示しないフローにおいてバッテ
リ電力取り出し量を小さくしてモータ出力を制限する。

【０１４２】バッテリ走行中に大きくアクセルペダルが
踏み込まれる（急激な負荷が作用する）ことによりバッ
テリ１６の電力が大きく消費されるので、バッテリ１６
からの電力消費をそのままにしておくと走行できなくな
ることがあるのであるが、この場合に第６実施形態によ
ればバッテリ１６からモータ１７に供給される電力を制
限するので、バッテリ走行中に大きくアクセルペダルが
踏み込まれることがあってもバッテリ走行を継続するこ
とができる。

【０１４３】図１７はバッテリ走行の許可判定を行うた
めの第７実施形態のフローチャートで、第６実施形態の
図１５と置き換わるものである。図１５と同一部分には
同一のステップ番号を付けている。

【０１４４】前述の第６実施形態では、始動時にバッテ
リ走行を許可すると判定した場合に、始動以降の改質ガ
ス供給許可時間内も継続してバッテリ電力残量をモニタ
し、この始動後のバッテリ電力残量に基づいてモータ出
力制限を行うかどうかを判定するようにしたが、第７実
施形態はモータ出力制限を行う場合にさらにＣＯ除去器
１０の活性促進を行うかどうかを判定するようにしたも
のである。

【０１４５】これを図１８を用いてさらに説明する。始
動すぐのバッテリ走行の開始後に、予め想定した走行パ
ターンより更に負荷が大きい場合があり、このとき図示
のようにバッテリ電力残量が急激に減少するためモータ
出力制限域になってモータ出力を制限したにもかかわら
ずバッテリ電力残量が低下しバッテリ走行が不許可とさ
れる領域に飛び込みかねない。

【０１４６】そこで、モータ出力制限域の中にさらにバ
ッテリ走行不許可域に隣接して例えば細いベルト状の活
性促進域を設け、運転点がこの活性促進域に移行すれ
ば、改質器８への燃料流量と空気流量を増量してＣＯ除
去器１０の活性化を促進し、改質ガス供給許可時間を短
縮させるようにする。

【０１４７】ここで、二点鎖線で示す活性促進域の境界
（第３の必要電力残量）は、基本的にバッテリ１６のサ
イズ（性能）や車両の性能（重量等）から予め定まり、
実際には多くのフィールドデータを得て決定する。

【０１４８】図１７において図１５と相違する部分はス
テップ９１、９２、９３、９４にある。これらの部分を
主に説明すると、始動時にバッテリ走行を許可している
場合に、ステップ９１では現時点でのバッテリ電力残量
と改質ガス供給許可時間とから図１８のマップを用いて
運転点が次のいずれの領域にあるのかを判定する。

【０１４９】モータ１７の出力制限を行わない領域、モータ１７の出力制限を行うがＣＯ除去器１０の活性
促進を行わない領域、モータ１７の出力制限を行いつつＣＯ除去器１０の活
性促進を行う領域、ステップ８２、９２ではステップ９１での判定結果をみ
る。上記の領域にある場合にはステップ８３に進み出
力制限フラグ＝０とし、上記の領域にある場合にはス
テップ９３、８４に進み活性促進フラグ＝０かつ出力制
限フラグ＝１とし、上記の領域にある場合にはステッ
プ９４、８４に進み活性促進フラグ＝１かつ出力制限フ
ラグ＝１とする。

【０１５０】活性促進フラグ＝１になると図示しないフ
ローにより改質器８への燃料流量と空気流量が増量さ
れ、これによりＣＯ除去器１０の活性化が促進される。

【０１５１】始動すぐのバッテリ走行中、急激な負荷が
作用することによりモータ出力を制限したのであるが、
この場合に予め想定した走行パターンより更に負荷が大
きいことがあり、このときモータ出力を制限しているに
もかかわらずバッテリ電力残量が低下しバッテリ走行が
不許可とされる領域に飛び込みバッテリ走行を行うこと
ができなくなることがある。このとき第７実施形態によ
ればＣＯ除去器１０の活性化を促進させるので、その分
燃料改質システムの暖機時間が短縮されることになり、
バッテリ走行中に予め想定した走行パターンより急激な
負荷が作用することがあってもバッテリ走行を継続する
ことができる。

【０１５２】図１９は第８実施形態の三方切換弁１４を
制御するためのフローチャートで、第１実施形態の図２
と置き換わるものである。図２と同一部分には同一のス
テップ番号を付けている。

【０１５３】第８実施形態は、燃料改質システムの暖機
の最適値がＣＯ除去器温度（ＣＯ除去器１０の活性状
態）だけでなくその上流に位置する改質器の温度（改質
器８の活性状態）や外気温によっても変化するので、改
質器温度と外気温とに基づいて改質ガス供給許可時間を
補正するようにしたものである。

【０１５４】図１９において図２と相違する部分はステ
ップ１０１での改質ガス供給許可時間の算出にある。こ
の改質ガス供給許可時間の算出については図２０（図１
９ステップ１０１のサブルーチン）により説明する。

【０１５５】図２０においてステップ１０２で始動時の
ＣＯ除去器温度から図３を内容とするテーブルを検索す
ることにより改質ガス供給許可時間基本値を算出する。
この操作は図２のステップ４の操作と同じである。た
だ、第８実施形態では補正値（補正係数）を導入してい
るので、補正前の値を基本値と名付けたものである。

【０１５６】ステップ１０３では温度センサ（改質器８
に設けておく）により検出される始動時の改質器温度を
読み込み、ステップ１０４で始動時の改質器温度から始
動時のＣＯ除去器温度を差し引いた値を温度差ΔＴとし
て算出する。

【０１５７】ステップ１０５ではこの温度差ΔＴから図
２１を内容とするテーブルを検索することにより改質器
温度補正係数を算出する。

【０１５８】ステップ１０６では温度センサにより検出
される始動時の外気温を読み込み、ステップ１０７でそ
の外気温から図２２を内容とするテーブルを検索するこ
とにより外気温補正係数を算出する。

【０１５９】ステップ１０８ではこれら２つの補正係数
を改質ガス供給許可時間基本値に乗算した値を改質ガス
供給許可時間とする。

【０１６０】ここで、改質器温度補正係数は基準外気温
度（後述する）の条件下で図２１のように最大の１．０
となり温度差ΔＴが大きくなるほど小さくなる値であ
る。

【０１６１】改質器温度補正係数をこのような特性とし
た理由は次の通りである。改質器８とＣＯ除去器１０と
ではサイズが異なり、一般的に改質器８のサイズが大き
いのでそのぶん熱容量も大きく冷めづらい特性がある。
このため燃料改質システムの停止後には図２３に示した
ようにＣＯ除去器１０は比較的早く温度が低下するのに
対して改質器８の温度はゆっくりと低下してゆく。この
ため、改質器８とＣＯ除去器１０とでは停止時からの時
間に応じた温度差を持ち、長時間が経過した後に両者の
温度差はゼロになる（両温度とも外気温になる）。

【０１６２】この場合に、次の３つの再始動時を考え
る。

【０１６３】ア）燃料改質システムの停止後すぐの再始
動時（Ａ参照）、イ）その後に両者の温度差が最大となる付近での再始動
時（Ｂ参照）、ウ）さらにその後に両者の温度差が殆どなくってからの
再始動時（Ｃ参照）、上記ア）の再始動は燃料改質システムの停止直後である
ため、ＣＯ除去器１０、改質器８はともに温度が高くて
いずれも活性状態に近く、ＣＯ除去器１０と改質器８の
温度差も少ない。このときには短時間で改質ガスを燃料
電池１１に供給可能であるため補正する必要がなく、改
質器温度補正係数は１．０でよい。

【０１６４】上記イ）の再始動時にはＣＯ除去器温度が
外気温近くまで低下しているが改質器温度がまだ高く、
ＣＯ除去器１０と改質器８の温度差が最も大きい状態で
ある。これは燃料改質システムの停止後数分を経過した
状態を想定している。このとき、改質器温度がまだ高い
のでＣＯ除去器１０に導入されるまでに改質器８により
改質ガスが暖められる。このためＣＯ除去器１０の入口
温度は高く、この高いガス温度の改質ガスによりＣＯ除
去器１０の暖機が促進される。よって、このときには図
３で求めた改質ガス供給許可時間（改質ガス供給許可時
間基本値）より短い時間で改質ガスを燃料電池１１へと
供給できる。従って、このとき（両者の温度差が大きい
とき）には改質器温度補正係数に１．０以下の値を与え
て改質ガス供給許可時間を短くする。

【０１６５】上記ウ）の再始動時にはＣＯ除去器１０、
改質器８が共に外気温度付近へと温度低下しており両者
の温度差は小さい。このときにはＣＯ除去器１０の活性
化に時間が必要となるため改質ガス供給許可時間を短く
することはできず改質器温度補正係数は１．０となる。

【０１６６】このように燃料改質システムの停止からの
改質器８とＣＯ除去器１０との温度低下特性が異なるこ
とを考慮した結果、図２１の特性が得られたものであ
る。

【０１６７】次に、もう一つの補正値である外気温度補
正係数は図２２のように外気温が基準外気温より高いと
きに１．０より小さくなり、この逆に外気温が基準外気
温より低いときに１．０より大きくなる値である。

【０１６８】外気温補正係数を図２２のように定めた理
由は次の通りである。基準外気温とは改質ガス供給許可
時間基本値を定めるときに用いた外気温である。実際の
外気温が基準外気温より高ければ燃料改質システムの暖
機時間を基準外気温の場合より短くでき、この逆に実際
の外気温が基準外気温より低ければ、燃料改質システム
の暖機時間を基準外気温の場合より長くする必要があ
る。図２２はこの要求を満たす特性としたものである。

【０１６９】第８実施形態によれば、ＣＯ除去器１０の
活性状態だけでなく改質器８の活性状態によっても燃料
改質システムの暖機時間が異なることに対応し、始動時
の改質器温度に基づいて改質ガス供給許可時間を補正す
るようにしたので、ＣＯ除去器１０の活性状態は低下し
ても改質器８の活性状態が低下していない状態での再始
動時においても、燃料改質システムの暖機時間を最適に
与えることができる。

【０１７０】また、外気温によっても燃料改質システム
の暖機時間が異なることに対応し、始動時の外気温に基
づいて改質ガス供給許可時間（暖機時間）を補正するよ
うにしたので、始動時の実際の外気温が基準外気温より
外れている場合においても燃料改質システムの暖機時間
を最適に与えることができる。

【０１７１】図２４は第９実施形態の三方切換弁１４を
制御するためのフローチャートで、第１実施形態の図２
と置き換わるものである。図２と同一部分には同一のス
テップ番号を付けている。

【０１７２】第９実施形態は、ＣＯ除去器１０の触媒劣
化や供給燃料の燃料性状等で燃料改質システムの暖機時
間が変化するので、始動から所定時間が経過したときの
ＣＯ除去器温度に基づいて温度補正時間を算出し、この
温度補正時間により、始動時に算出した改質ガス供給時
間基本値（推定値）を補正するようにしたものである。

【０１７３】ここで、温度補正時間が必要となる理由を
図２７（特性は図３と同じ）を用いて説明する。いま始
動時のＣＯ除去器温度から改質ガス供給許可時間は３分
であると算出（推定）したとする。この場合に始動より
１分後のＣＯ除去器温度（推定値）は同特性によればａ
の温度である。このａの温度は、ＣＯ除去器１０の触媒
に劣化がなくかつ基準燃料（図３の特性を決めるときに
用いた燃料）が使用された場合の温度である。

【０１７４】これに対してＣＯ除去器１０の触媒が劣化
したり、基準燃料と相違して使用燃料の燃料性状に粗悪
さがあるときに始動より１分後にＣＯ除去器温度を実際
に検出すれば、その温度（実測値）はａの温度（推定温
度）より低い温度のｂとなる。これは、同じ基準燃料を
用いる場合であっても、ある時間で触媒反応し温度上昇
して性能を出していた触媒が劣化すれば同じ時間で同じ
温度上昇を行えなくなるからである。また、ＣＯ除去器
１０の触媒に劣化が生じてなくても、粗悪燃料の使用に
よって基準燃料の使用の場合よりも温度が低下するの
は、粗悪燃料の添加物が触媒反応を妨げるからであると
いわれている。

【０１７５】この実際の温度であるｂの温度に対しては
同特性によれば改質ガス供給許可時間が２分３０秒とな
るので、推定値に対し同じＣＯ除去器温度になるまで３
０秒遅れる。この３０秒がＣＯ除去器１０の触媒劣化や
使用燃料の燃料性状の粗悪さに伴うずれ時間である。従
って、この場合には推定した改質ガス供給許可時間に対
しずれ時間である３０秒を加算しないと燃料電池に改質
ガスを供給できる状態に達しない。すなわち、ずれ時間
が補正時間である。

【０１７６】図２４において図２と相違する部分は始動
以降のステップ１１２〜１１５の操作にある。ただし、
始動時にはステップ１１１でＣＯ除去器温度から図３を
内容とするテーブルを検索することにより改質ガス供給
許可時間基本値を算出している。この操作は図２のステ
ップ４の操作と同じである。第９実施形態においても補
正値（温度補正時間）を導入するので、補正前の値を基
本値と名付けたものである。

【０１７７】始動直後で改質ガス供給許可時間の補正前
にはステップ１１２で改質ガス供給許可時間補正済フラ
グをみる。このフラグはゼロに初期設定されているの
で、当初はステップ１１３に進み、タイマ値と所定時間
を比較する。

【０１７８】ここで、所定時間は改質ガス供給許可時間
の補正タイミングを定めるもので、図２７の例ではこの
時間が１分であるとして説明した。タイマ値が所定時間
以上となったときにはステップ１１４に進み、改質ガス
供給許可時間を補正する。この改質ガス供給許可時間の
補正については図２５のフロー（図２４ステップ１１４
のサブルーチン）により説明する。

【０１７９】図２５においてステップ１２１では改質ガ
ス供給許可時間基本値から所定時間（図２４ステップ１
１３の所定時間）を差し引いた時間を算出し、この時間
よりステップ１２２において図３のテーブルを用いて始
動から所定時間が経過したときのＣＯ除去器温度ａを算
出する。

【０１８０】ステップ１２３では始動から所定時間が経
過したときの実際のＣＯ除去器温度を読み込んで温度ｂ
に入れる。

【０１８１】ステップ１２４では両者の温度差（＝ａ−
ｂ）を算出し、この温度差から図２６を内容とするテー
ブルを検索することにより温度補正時間を算出し、ステ
ップ１２６で改質ガス供給許可時間基本値にこの温度補
正時間を加算した値を改質ガス供給許可時間とする。

【０１８２】温度補正時間は図２６のように温度差が大
きくなるほど大きくなる値である。

【０１８３】このようにして改質ガス供給許可時間の補
正を終了したら図２４に戻りステップ１１５で改質ガス
供給許可時間補正済フラグ＝１とする。この改質ガス供
給許可時間補正済フラグ＝１により次回にはステップ１
１２よりステップ９以降に進む。

【０１８４】ＣＯ除去器１０に触媒の劣化が生じたり、
基準燃料より燃料性状の悪い燃料が使用されたりする
と、始動時に推定した燃料改質システムの暖機時間（改
質ガス供給許可時間）が長びくのであるが、この場合に
第９実施形態によれば始動以降にＣＯ除去器温度を検出
し、このＣＯ除去器温度に基づいて改質ガス供給許可時
間を補正するようにしたので、ＣＯ除去器１０に触媒の
劣化が生じたり、基準燃料より燃料性状の悪い燃料が使
用されたりすることがあっても、燃料改質システムの暖
機時間を最適に与えることができる。

【０１８５】図２８は第１０実施形態の改質ガス供給許
可時間の補正を行うためのフローチャートで、第９実施
形態の図２５と置き換わるものである。図２５と同一部
分には同一のステップ番号を付けている。

【０１８６】第１０実施形態は、始動より所定時間（図
２４ステップ１１３の所定時間）が経過したときのＣＯ
除去器出口のＣＯ濃度に基づいてＣＯ濃度補正時間を算
出し、このＣＯ濃度補正時間で始動時に算出した改質ガ
ス供給時間基本値を補正するようにしたものである。

【０１８７】図２８において図２５と相違する部分はス
テップ１３１〜１３３である。これらの部分を主に説明
すると、タイマ値が所定時間以上となったとき（始動か
ら所定時間が経過したとき）ステップ１３１でＣＯ濃度
センサ（ＣＯ除去器１０の出口に設けておく）により検
出されるＣＯ除去器出口のＣＯ濃度を読み込み、ステッ
プ１３２でこのＣＯ濃度と基準ＣＯ濃度の差を算出し、
この濃度差から図２９を内容とするテーブルを検索する
ことによりＣＯ濃度補正時間を算出し、ステップ１２６
で始動時に算出した改質ガス供給許可時間基本値にこの
ＣＯ濃度補正時間を加算した値を改質ガス供給許可時間
とする。

【０１８８】上記の基準ＣＯ濃度は、基準燃料が新品の
改質器８に供給され、始動から所定時間が経過したとき
に新品のＣＯ除去器１０の出口でのＣＯ濃度である。従
って、ＣＯ除去器１０の触媒が劣化すれば、実際のＣＯ
除去器出口ＣＯ濃度は基準ＣＯ濃度より大きくなるの
で、ＣＯ濃度補正時間を大きくする必要がある。そこ
で、ＣＯ濃度補正時間は図２９のように濃度差が大きく
なるほど大きくなる値としている。

【０１８９】第１０実施形態によれば、始動以降にＣＯ
除去器出口ＣＯ濃度を検出し、このＣＯ除去器出口ＣＯ
濃度に基づいて改質ガス供給許可時間を補正するように
したので、第９実施形態と同様に、ＣＯ除去器１０に触
媒の劣化が生じたり、基準燃料より燃料性状の悪い燃料
が使用されたりすることがあっても、燃料改質システム
の暖機時間を最適に与えることができる。

【０１９０】図３０は燃料電池自動車の車室内に設けら
れる第１１実施形態のメータパネル４１の概略平面図で
ある。アナログ式のスピードメータ４２の右隣には横長
の表示器４３、４４が上下に２段に設けられている。

【０１９１】このうち上段の表示器（表示手段）４３に
は燃料改質システムの暖機時間が時々刻々に表示され
る。例えば始動からの時間の経過につれて色の濃い部分
が右に向かって増えていくようになっている。

【０１９２】ここで、燃料改質システムの暖機時間と
は、始動時に図３により定まる値を初期値として始動か
らの時間の経過と共に減少していく値である。

【０１９３】下段の表示器（表示手段）４４にはバッテ
リ電力残量が時々刻々に表示される。例えばバッテリ電
力残量が多いほど色の濃い部分が右に向かって増えてい
くようになっている。

【０１９４】これら２段の表示器４３、４４の上には、
現時点の走行状態を示す４つのランプ４５、４６、４
７、４８を備える。左端の走行不許可のランプ４５はバ
ッテリ走行が許可されていないときに点灯するランプ、
左より２番目の通常走行のランプ４６は燃料電池１１に
改質ガスの供給が開始されて以降（燃料改質システムの
暖機完了後）の走行状態のときに点灯するランプであ
る。

【０１９５】左より３番目の暖機走行のランプ４７は燃
料電池１１に改質ガスが供給されていない状態（燃料改
質システムの暖機完了前）での走行、つまりバッテリ走
行のときに点灯するランプである。右端の暖機走行出力
制限中のランプ４８は前述の第６、第７実施形態に対応
するもので、運転点が図１６、図１８に示すモータ出力
制限域にあるとき点灯するランプである。

【０１９６】メータパネル４１の右端には急速暖機スイ
ッチ（暖機時間短縮手段）４９を備える。これは、燃料
改質システムの暖機時間が長いことや走行不許可ランプ
４５が点灯してバッテリ走行を行うことができないこと
が表示されている場合に、運転者がこのスイッチ４９を
ＯＮにすると、改質器８への燃料と空気が増量されるス
イッチである。

【０１９７】燃料改質システムを始動させても燃料改質
システムの暖機時間を知り得ない状態ではどのくらい暖
機を行えばよいかわからず不安なものであるが、第１２
実施形態によれば、始動時や始動以降に現時点からの暖
機時間が表示器４３に表示されるので、運転者は安心し
て燃料改質システムの暖機の終了を待つことができる。

【０１９８】燃料改質システムを始動させても改質シス
テムが暖機中にあるかどうかを知り得ない状態では暖機
中なのかどうかもわからず不安なものであるが、第１２
実施形態によれば改質システムの暖機の有無をランプ４
６、４７、４８により知りうるので、運転者から不安を
なくすことができる。

【０１９９】バッテリ走行が許可されていないことを知
り得ない状態でアクセルペダルを踏み込んでも燃料電池
自動車を走行できないと、運転者は燃料電池自動車のど
こかに故障があるのでないかと不安になるのであるが、
第１２実施形態によればランプ４５によりバッテリ走行
が許可されていないことを知りうるので、運転者から不
安をなくすことができる。

【０２００】また、燃料改質システムの暖機時間が長い
ことを表示器４３により、あるいは燃料改質システムが
暖機完了前にあることをランプ４７、４８により知った
運転者が急速暖機スイッチ４９をＯＮとすることで、改
質器８への燃料と空気が増量され、これによって燃料改
質システムの暖機時間が短縮され、燃料電池自動車の走
行開始を早めることができる。

【０２０１】第７実施形態ではモータ出力制限域の中に
活性促進域を設けた場合で説明したが、モータ出力制限
域の全域でモータ出力の制限に代えて活性促進を行うよ
うにすることもできる。

【０２０２】実施形態では、改質ガス供給許可時間を補
正する場合を第８、第９、第１０実施形態で説明した
が、これを、第１、第３、第５、第６、第７実施形態に
適用することもできる。

【０２０３】実施形態では移動体が自動車である場合で
説明したが、これに限られるものでなく、船舶などにも
適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料改質システムの概略構成図。

【図２】第１実施形態の三方切換弁の制御を説明するた
めのフローチャート。

【図３】ＣＯ除去器温度に対する改質ガス供給許可時間
の特性図。

【図４】第１実施形態のバッテリ走行の許可判定を行う
ためのフローチャート。

【図５】始動時のバッテリ電力残量と改質ガス供給許可
時間からバッテリ走行の許可・不許可を判定するための
特性図。

【図６】バッテリ走行を行うためのフローチャート。

【図７】第２実施形態のバッテリ走行の許可判定を行う
ためのフローチャート。

【図８】始動時のバッテリ電力残量とＣＯ除去器温度か
らバッテリ走行の許可・不許可を判定するための特性
図。

【図９】第３実施形態のバッテリ走行の許可判定を行う
ためのフローチャート。

【図１０】始動以降のバッテリ電力残量と改質ガス供給
許可時間からバッテリ走行の許可・不許可を判定するた
めの特性図。

【図１１】第４実施形態のバッテリ走行の許可判定を行
うためのフローチャート。

【図１２】始動以降のバッテリ電力残量とＣＯ除去器温
度からバッテリ走行の許可・不許可を判定するための特
性図。

【図１３】第５実施形態のバッテリ走行の許可判定を行
うためのフローチャート。

【図１４】バッテリ走行開始後にモータ出力を向上する
場合を説明するための特性図。

【図１５】第６実施形態のバッテリ走行の許可判定を行
うためのフローチャート。

【図１６】バッテリ走行開始後にモータ出力を制限する
場合を説明するための特性図。

【図１７】第７実施形態のバッテリ走行の許可判定を行
うためのフローチャート。

【図１８】バッテリ走行開始後にモータ出力を制限しつ
つ活性促進を図る場合を説明するための特性図。

【図１９】第８実施形態の三方切換弁の制御を説明する
ためのフローチャート。

【図２０】改質ガス供給許可時間の算出を説明するため
のフローチャート。

【図２１】温度差に対する改質器温度補正係数の特性
図。

【図２２】外気温に対する外気温補正係数の特性図。

【図２３】改質システムの停止後の改質器とＣＯ除去器
の温度特性図。

【図２４】第９実施形態の三方切換弁の制御を説明する
ためのフローチャート。

【図２５】改質ガス供給許可時間の補正を説明するため
のフローチャート。

【図２６】温度差に対する温度補正時間の特性図。

【図２７】ＣＯ除去器の触媒劣化や供給燃料の燃料性状
等で改質ガス供給許可時間が変化することを説明するた
めの特性図。

【図２８】第１０実施形態の改質ガス供給許可時間の補
正を説明するためのフローチャート。

【図２９】濃度差に対するＣＯ濃度補正時間の特性図。

【図３０】第１１実施形態のメータパネルの概略平面
図。

【符号の説明】

８改質器１０ＣＯ除去器１１燃料電池１４三方切換弁１６バッテリ（蓄電装置）１７モータ（駆動装置）３１統合コントローラ４３表示器（表示手段）４５、４６、４７、４８ランプ（表示手段）４９急速暖機スイッチ（暖機時間短縮手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ 8/06 8/06 Ｇ 10/44 10/44 Ｐ 10/48 10/48 Ｐ // Ｈ０１Ｍ 8/10 8/10 Ｆターム(参考） 4G140 EA02 EA06 EA07 EB32 EB35 EB41 5H026 AA06 HH08 HH10 5H027 AA06 BA01 BA08 BA16 BA17 DD00 DD03 KK21 KK31 KK41 KK42 KK46 KK51 MM09 5H030 AA04 AS08 BB10 BB21 FF26 FF41 FF52 FF66 5H115 PC06 PG04 PI13 PI16 PI18 PI29 PO02 PO06 PO17 PU01 PU23 PV01 QE01 SE04 SE06 TB00 TI02 TO05 TO21 TU11 TU15 TZ07 UB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料から改質ガスを生成する改質器と、この改質器からの改質ガス中のＣＯを除去するＣＯ除去
器と、このＣＯ除去器からの改質ガスを用いて電力を発生する
燃料電池とを備える燃料改質システムにおいて、始動時にＣＯ除去器の活性状態を検出するＣＯ除去器活
性状態検出手段と、このＣＯ除去器の活性状態に基づいて暖機時間を算出す
る暖機時間算出手段とを備えることを特徴とする燃料改
質システム。
【請求項２】始動より暖機時間が経過したときＣＯ除去
器からの改質ガスを燃料電池に供給することを特徴とす
る請求項１に記載の燃料改質システム。
【請求項３】燃料から改質ガスを生成する改質器と、この改質器からの改質ガス中のＣＯを除去するＣＯ除去
器と、このＣＯ除去器からの改質ガスを用いて電力を発生する
燃料電池と、この燃料電池で発生された電力を充電すると共に電力を
放電する蓄電装置と、燃料電池または蓄電装置から供給される電力により移動
体を駆動する駆動装置とを備える燃料改質システムにお
いて、始動時に蓄電装置の電力残量を検出する電力残量検出手
段と、始動時にＣＯ除去器の活性状態を検出するＣＯ除去器活
性状態検出手段と、このＣＯ除去器の活性状態に基づいて暖機時間を算出す
る暖機時間算出手段と、この暖機時間と蓄電装置の電力残量とに基づいて蓄電装
置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許可するかどう
かを判定する移動体駆動許可判定手段とを備えることを特徴とする燃料改質システム。
【請求項４】燃料から改質ガスを生成する改質器と、この改質器からの改質ガス中のＣＯを除去するＣＯ除去
器と、このＣＯ除去器からの改質ガスを用いて電力を発生する
燃料電池と、この燃料電池で発生された電力を充電すると共に電力を
放電する蓄電装置と、燃料電池または蓄電装置から供給される電力により移動
体を駆動する駆動装置とを備える燃料改質システムにお
いて、始動時に蓄電装置の電力残量を検出する電力残量検出手
段と、始動時にＣＯ除去器の活性状態を検出するＣＯ除去器活
性状態検出手段と、これら蓄電装置の電力残量とＣＯ除去器の活性状態とに
基づいて蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を
許可するかどうかを判定する移動体駆動許可判定手段と
を備えることを特徴とする燃料改質システム。
【請求項５】始動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移
動体の駆動を許可すると判定した場合に駆動要求があれ
ば移動体の駆動を開始することを特徴とする請求項３ま
たは４に記載の燃料改質システム。
【請求項６】始動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移
動体の駆動を許可しないと判定した場合に、始動以降に
現時点からの暖機時間を算出し、始動以降に現時点での
蓄電装置の電力残量を検出し、これら現時点での蓄電装
置の電力残量と現時点からの暖機時間とに基づいて始動
以降に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の駆動を許
可するかどうかを判定することを特徴とする請求項３に
記載の燃料改質システム。
【請求項７】始動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移
動体の駆動を許可しないと判定した場合に、始動以降に
現時点でのＣＯ除去器の活性状態を検出し、始動以降に
現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら現時点
での蓄電装置の電力残量と現時点でのＣＯ除去器の活性
状態とに基づいて始動以降に蓄電装置に蓄えた電力のみ
での移動体の駆動を許可するかどうかを判定することを
特徴とする請求項４に記載の燃料改質システム。
【請求項８】始動以降に蓄電装置に蓄えた電力のみでの
移動体の駆動を許可すると判定した場合に駆動要求があ
れば移動体の駆動を開始することを特徴とする請求項３
または４に記載の燃料改質システム。
【請求項９】始動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの移
動体の駆動を許可すると判定した場合に、始動以降に現
時点からの暖機時間を算出し、始動以降に現時点での蓄
電装置の電力残量を検出し、これら現時点での蓄電装置
の電力残量と現時点からの暖機時間とに基づいて始動以
降に現時点での蓄電装置の電力残量が第１の必要電力残
量以上あるかどうかを判定し、始動以降に現時点での蓄
電装置の電力残量が第１の必要電力残量以上あると判定
したとき蓄電装置から駆動装置に供給される電力を向上
させることを特徴とする請求項３に記載の燃料改質シス
テム。
【請求項１０】始動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの
移動体の駆動を許可すると判定した場合に、始動以降に
現時点からの暖機時間を算出し、始動以降に現時点での
蓄電装置の電力残量を検出し、これら現時点での蓄電装
置の電力残量と現時点からの暖機時間とに基づいて始動
以降に現時点での蓄電装置の電力残量が第２の必要電力
残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に現時点で
の蓄電装置の電力残量が第２の必要電力残量未満である
と判定したとき蓄電装置から駆動装置に供給される電力
を制限することを特徴とする請求項３に記載の燃料改質
システム。
【請求項１１】始動時に蓄電装置に蓄えた電力のみでの
移動体の駆動を許可すると判定した場合に、始動以降に
現時点から暖機時間を算出し、始動以降に現時点での蓄
電装置の電力残量を検出し、これら現時点での蓄電装置
の電力残量と現時点からの暖機時間とに基づいて始動以
降に現時点での蓄電装置の電力残量が第３の必要電力残
量未満であるかどうかを判定し、始動以降に現時点での
蓄電装置の電力残量が第３の必要電力残量未満であると
判定したときＣＯ除去器の活性化を促進させることを特
徴とする請求項３に記載の燃料改質システム。
【請求項１２】蓄電装置から駆動装置に供給される電力
を制限する場合に、現時点での蓄電装置の電力残量と現
時点からの暖機時間とに基づいて始動以降に現時点での
蓄電装置の電力残量が第３の必要電力残量未満であるか
どうかを判定し、始動以降に現時点での蓄電装置の電力
残量が第３の必要電力残量未満であると判定したときＣ
Ｏ除去器の活性化を促進させることを特徴とする請求項
１０に記載の燃料改質システム。
【請求項１３】ＣＯ除去器の活性状態はＣＯ除去器の温
度であることを特徴とする請求項１から１２までのいず
れか一つに記載の燃料改質システム。
【請求項１４】始動時に改質器の活性状態を検出する改
質器活性状態検出手段を備え、この改質器の活性状態に
基づいて暖機時間を補正することを特徴とする請求項
１、２、３、６、９、１０、１１、１２のいずれか一つ
に記載の燃料改質システム。
【請求項１５】改質器の活性状態は改質器の温度である
ことを特徴とする請求項１４に記載の燃料改質システ
ム。
【請求項１６】始動時に外気温を検出する外気温検出手
段を備え、この外気温に基づいて暖機時間を補正するこ
とを特徴とする請求項１、２、３、６、９、１０、１
１、１２のいずれか一つに記載の燃料改質システム。
【請求項１７】始動以降にＣＯ除去器の活性状態を検出
し、この始動以降のＣＯ除去器の活性状態に基づいて暖
機時間を補正することを特徴とする請求項１、２、３、
６、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６のいずれ
か一つに記載の燃料改質システム。
【請求項１８】始動以降にＣＯ除去器出口のＣＯ濃度を
検出し、この始動以降のＣＯ濃度に基づいて暖機時間を
補正することを特徴とする請求項１、２、３、６、９、
１０、１１、１２、１４、１５、１６のいずれか一つに
記載の燃料改質システム。
【請求項１９】始動時に暖機時間を運転者に知らせる表
示手段を備えることを特徴とする請求項１、２、３、
６、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７、
１８のいずれか一つに記載の燃料改質システム。
【請求項２０】始動以降も現時点からの暖機時間を運転
者に知らせる表示手段を備えることを特徴とする請求項
１９に記載の燃料改質システム。
【請求項２１】燃料電池への改質ガスの供給の有無を運
転者に知らせる表示手段を備えることを特徴とする請求
項２に記載の燃料改質システム。
【請求項２２】蓄電装置に蓄えた電力のみでの移動体の
駆動が許可されているかどうかを運転者に知らせる表示
手段を備えることを特徴とする請求項３から１２までの
いずれか一つに記載の燃料改質システム。
【請求項２３】暖機時間の短縮を可能にする暖機時間短
縮手段を備えることを特徴とする請求項１９から２１ま
でのいずれか一つに記載の燃料改質システム。
【請求項２４】暖機時間短縮手段は、改質器への空気及
び燃料の供給量を増す供給量増量手段であることを特徴
とする請求項２３に記載の燃料改質システム。