JP4075384B2 - 燃料改質システム - Google Patents
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Description
【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２０００−２０８１６２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、
始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残り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、始動以降に始動後の現時点でのＣＯ除去器の活性状態を検出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点での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の発明において暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域より離れた側に蓄電装置から供給される電力を多くして駆動装置の出力を向上しての蓄電装置走行を行わせることが可能な領域である出力向上域を有し、この出力向上域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力向上域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第１の必要電力残量以上あるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力向上域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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の発明において暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、駆動装置の出力を制限しての蓄電装置走行を行わせる領域である出力制限域を有し、この出力制限域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第２の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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の発明において暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、ＣＯ除去器の活性化を促進する領域である活性促進域を有し、この活性促進域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記活性促進域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第３の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記活性促進域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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の発明において前記出力制限域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、ＣＯ除去器の活性化を促進する領域である活性促進域を有し、この活性促進域と出力制限域との境界は出力制限域と蓄電装置走行許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が小さい側にある特性を備え、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、始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記活性促進域の境界である第４の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記活性促進域の境界である第４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ＣＯ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。
【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、その分始動後の現時点から暖機終了時までの残り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ＣＯ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１９、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１１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１０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１１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３４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ＥＥＰＲＯＭ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２９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１６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１０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５１、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２６〜２９、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、５４、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１１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１１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７７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。
【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、第４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】
▲１▼モータ１７の出力制限を行わない領域、
▲２▼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、
▲３▼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▲１▼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▲２▼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▲３▼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１９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３０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１１３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１１２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、４７、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１１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１１施形態によれば改質システムの暖機の有無をランプ４６、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１１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
１０ ＣＯ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）
【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２０００−２０８１６２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、
始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残り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、始動以降に始動後の現時点でのＣＯ除去器の活性状態を検出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点での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の発明において暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域より離れた側に蓄電装置から供給される電力を多くして駆動装置の出力を向上しての蓄電装置走行を行わせることが可能な領域である出力向上域を有し、この出力向上域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力向上域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第１の必要電力残量以上あるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力向上域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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の発明において暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、駆動装置の出力を制限しての蓄電装置走行を行わせる領域である出力制限域を有し、この出力制限域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第２の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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の発明において暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、ＣＯ除去器の活性化を促進する領域である活性促進域を有し、この活性促進域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記活性促進域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第３の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記活性促進域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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の発明において前記出力制限域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、ＣＯ除去器の活性化を促進する領域である活性促進域を有し、この活性促進域と出力制限域との境界は出力制限域と蓄電装置走行許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が小さい側にある特性を備え、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、始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記活性促進域の境界である第４の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記活性促進域の境界である第４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ＣＯ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。
【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、その分始動後の現時点から暖機終了時までの残り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ＣＯ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１９、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１１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１０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１１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３４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ＥＥＰＲＯＭ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２９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１６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１０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５１、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２６〜２９、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、５４、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１１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１１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７７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。
【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、第４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】
▲１▼モータ１７の出力制限を行わない領域、
▲２▼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、
▲３▼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▲１▼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▲２▼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▲３▼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１９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３０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１１３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１１２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、４７、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１１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１１施形態によれば改質システムの暖機の有無をランプ４６、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１１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
１０ ＣＯ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）
Claims (24)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残り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。
- 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、始動以降に始動後の現時点でのＣＯ除去器の活性状態を検出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点での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。
- 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。
- 暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域より離れた側に蓄電装置から供給される電力を多くして駆動装置の出力を向上しての蓄電装置走行を行わせることが可能な領域である出力向上域を有し、この出力向上域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、
前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、
この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力向上域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第１の必要電力残量以上あるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力向上域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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。 - 暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、駆動装置の出力を制限しての蓄電装置走行を行わせる領域である出力制限域を有し、この出力制限域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、
前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、
この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第２の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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。 - 暖機時間と蓄電装置の電力残量とをパラメータとする領域を蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域とに区分けし、蓄電装置走行許可域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、ＣＯ除去器の活性化を促進する領域である活性促進域を有し、この活性促進域と蓄電装置走行許可域との境界は蓄電装置走行許可域と蓄電装置走行不許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が大きい側にある特性を備え、
前記移動体駆動許可判定手段が、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行許可域にあるとき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、前記暖機時間と蓄電装置の電力残量とが前記蓄電装置走行不許可域にあるとき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するものであり、
この移動体駆動許可判定手段が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、始動以降に始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間を算出し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量を検出し、これら始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記活性促進域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第３の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記活性促進域と前記蓄電装置走行許可域の境界である第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。 - 前記出力制限域の中にあって蓄電装置走行不許可域に沿う、ＣＯ除去器の活性化を促進する領域である活性促進域を有し、この活性促進域と出力制限域との境界は出力制限域と蓄電装置走行許可域との境界よりも蓄電装置の電力残量が小さい側にある特性をも備え、
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、始動後の現時点での蓄電装置の電力残量と始動後の現時点から暖機終了時までの残りの暖機時間とに基づいて始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記活性促進域の境界である第４の必要電力残量未満であるかどうかを判定し、始動以降に始動後の現時点での蓄電装置の電力残量が、前記出力制限域と前記活性促進域の境界である第４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１０に記載の燃料改質システム。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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、１１、１２のいずれか一つに記載の燃料改質システム。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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