JP5166972B2 - 燃料電池システムとその制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池システムとその制御方法に関する。
例えば燃料電池車両に備わる燃料電池システムには、燃料電池（Fuel Cell）を冷却するため、ラジエータと冷却配管を含んでなる冷却ラインが備わる。このような冷却ラインは、燃料電池を経由する冷媒を冷却配管に通流させて、燃料電池の放熱を冷媒でラジエータに運び、ラジエータで外気と熱交換して大気に放熱する。
そして、冷却ラインには冷媒を冷却配管に通流させる冷媒ポンプが備わり、冷媒ポンプを駆動することで冷媒は冷却配管を通流する。
そして、冷却ラインには冷媒を冷却配管に通流させる冷媒ポンプが備わり、冷媒ポンプを駆動することで冷媒は冷却配管を通流する。
このような冷却ラインには、燃料電池システムの始動時など燃料電池の温度が低いときに、燃料電池の冷却を停止することが要求される。例えば特許文献１には、冷媒ポンプの駆動を制御して冷媒の流量を調節し、冷却ラインにおける冷却動作を制御している。すなわち、冷媒ポンプの駆動を停止して冷媒の通流を止めることで、燃料電池の冷却を停止できる。
しかしながら、燃料電池システムの小型化のため、燃料電池に空気を供給するコンプレッサを駆動するポンプ駆動装置（例えばモータ）で駆動する冷媒ポンプが組み込まれた燃料電池システムがあり、この場合、冷媒ポンプはコンプレッサと一体に駆動する。
そして、コンプレッサは、燃料電池システムの動作中は常時駆動することから、冷媒ポンプは、燃料電池システムの動作中は常時駆動することになる。このため、例えば特許文献１に開示される技術を適用して冷媒ポンプの駆動を制御することができず、冷媒の流量を調節することができない。
このため、冷却配管に冷媒流量制御弁を備え、冷媒流量制御弁の開度を調節して、冷却配管における冷媒の流量を調節するように構成される。
そして、コンプレッサは、燃料電池システムの動作中は常時駆動することから、冷媒ポンプは、燃料電池システムの動作中は常時駆動することになる。このため、例えば特許文献１に開示される技術を適用して冷媒ポンプの駆動を制御することができず、冷媒の流量を調節することができない。
このため、冷却配管に冷媒流量制御弁を備え、冷媒流量制御弁の開度を調節して、冷却配管における冷媒の流量を調節するように構成される。
冷媒流量制御弁は、例えば制御装置で開度が調節されるバタフライ弁で、冷媒流量制御弁の開度は開度センサで検出されて制御装置に入力されるように構成される。
そして制御装置は、開度センサから入力される冷媒流量制御弁の開度に基づいて、冷媒流量制御弁を所定の開度に保つようにフィードバック制御している。
特表２００５−５１８０７７号公報
そして制御装置は、開度センサから入力される冷媒流量制御弁の開度に基づいて、冷媒流量制御弁を所定の開度に保つようにフィードバック制御している。
しかしながら、開度センサに検出誤差が発生した場合、制御装置は、冷媒流量制御弁の正確な開度を取得することができず、冷媒流量制御弁の開度の調節に誤差が発生し、冷却配管における冷媒の流量を精度よく調節できなくなるという問題がある。
また、冷媒流量制御弁を全開状態に維持する場合にも、冷媒流量制御弁には電力が供給されて開度が制御されていることから、冷媒流量制御弁における消費電力が大きいという問題がある。
また、冷媒流量制御弁を全開状態に維持する場合にも、冷媒流量制御弁には電力が供給されて開度が制御されていることから、冷媒流量制御弁における消費電力が大きいという問題がある。
そこで、本発明は、冷媒流量制御弁における消費電力を抑制できるとともに、冷媒流量制御弁に備わる開度センサの検出誤差を吸収して、冷媒の流量を精度よく調節できる冷媒流量制御弁を備える燃料電池システムとその制御方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに空気を供給するコンプレッサと、前記燃料電池スタックを経由して冷却配管を通流する冷媒の流量を調節する冷媒流量制御弁と、前記冷媒流量制御弁の開度を検出する開度検出手段と、前記冷媒を前記冷却配管に通流させる冷媒ポンプと、前記冷媒流量制御弁の開度を調節する制御装置と、を備え、前記コンプレッサと前記冷媒ポンプとが、１つのポンプ駆動装置を共有し一体となって駆動する燃料電池システムとした。そして、前記制御装置は、当該燃料電池システムの始動直後に、前記冷媒流量制御弁を全閉状態にし、全閉状態における前記開度検出手段の検出値を第１基準値として取得し、前記第１基準値に基づいて、前記冷媒流量制御弁の開度を調節することを特徴とした。
この発明によると、制御装置は、燃料電池システムの始動直後に、冷媒流量制御弁を全閉状態にして、全閉状態のときの開度検出手段の検出値である第１基準値を取得して、第１基準値に基づいて冷媒流量制御弁の開度を調節できる。この構成によって、開度検出手段に検出誤差が発生した場合であっても、開度検出手段の検出誤差を含んだ第１基準値に基づいて冷媒流量制御弁の開度を調節できることから、開度検出手段の検出誤差を好適に吸収して精度よく冷媒流量制御弁の開度を調節できる。
また、本発明は、前記制御装置は、前記冷媒流量制御弁を全閉状態にして前記第１基準値を取得し、前記冷媒流量制御弁を全開状態にして、全開状態における前記開度検出手段の検出値を第２基準値として取得し、前記第１基準値及び前記第２基準値に基づいて、前記冷媒流量制御弁の開度を調節することを特徴とした。
この発明によると、制御装置は、第１基準値を取得し、さらに、冷媒流量制御弁を全開状態にして、全開状態のときの開度検出手段の検出値である第２基準値を取得して、第１基準値と第２基準値に基づいて冷媒流量制御弁の開度を調節できる。この構成によって、開度検出手段に検出誤差が発生した場合であっても、開度検出手段の検出誤差を含んだ第１基準値と第２基準値に基づいて冷媒流量制御弁の開度を調節できることから、開度検出手段の検出誤差を好適に吸収して精度よく冷媒流量制御弁の開度を調節できる。
また、本発明は、前記制御装置は、予め設定された前記冷媒流量制御弁の開度と前記開度検出手段の検出値との相関関係を、前記第１基準値に基づいて補正し、補正された前記相関関係に基づいて、前記冷媒流量制御弁の開度を調節することを特徴とした。
この発明によると、予め設定されている冷媒流量制御弁の開度と開度検出手段の検出値の相関関係を、第１基準値で補正することができる。したがって、開度と検出値の相関関係を、開度検出手段の検出誤差を含んだものに補正することができる。そして、補正された開度と検出値の相関関係に基づいて冷媒流量制御弁の開度を調節できることから、開度検出手段の検出誤差を好適に吸収でき、精度よく冷媒流量制御弁の開度を調節できる。
また、本発明は、前記冷媒流量制御弁は、弁体駆動手段の駆動で動作する弁体と、前記制御装置からの指令に基づいて、前記弁体駆動手段に電力を供給する電力供給手段と、当該冷媒流量制御弁が全開状態になるように前記弁体を付勢する付勢手段と、を含み、前記制御装置は、前記冷媒流量制御弁を全開状態にする冷媒流量制御弁未使用モードを検出するモード検出手段を備えるとともに、前記モード検出手段が、前記冷媒流量制御弁未使用モードを検出した場合、前記制御装置は、前記第１基準値及び前記第２基準値を取得した後に、前記弁体駆動手段への電力の供給を停止するように前記電力供給手段に指令を与え、前記冷媒流量制御弁を全開状態にすることを特徴とした。
この発明によると、冷媒流量制御弁を全開状態にする冷媒流量制御弁未使用モードをモード検出手段が検出した場合、制御装置は、第１基準値及び第２基準値を取得した後、電力供給手段に指令を与えて、弁体駆動手段への電力の供給を停止することができる。したがって、冷媒流量制御弁未使用モードの時は、冷媒流量制御弁に電力を供給することがなく、電力の消費を抑制できる。
また、本発明は、前記制御装置は、前記モード検出手段が前記冷媒流量制御弁未使用モードを検出した場合であっても、前記燃料電池システムの始動直後に、前記冷媒流量制御弁を全閉状態にして、前記第１基準値を取得し、前記冷媒流量制御弁を全開状態にして、前記第２基準値を取得することを特徴とした。
この発明によると、モード検出手段による冷媒流量制御弁未使用モードの検出の有無にかかわらず、制御装置は、燃料電池システムの始動直後に、第１基準値及び第２基準値を取得することができる。したがって、開度検出手段の検出誤差を好適に吸収して精度よく冷媒流量制御弁の開度を調節できる。
また、本発明は、前記制御装置は、前記燃料電池システムの始動直後の、前記ポンプ駆動装置が動作していないときに、前記第１基準値を取得することを特徴とした。
この発明によると、制御装置が第１基準値を取得するために冷媒流量制御弁を全閉状態にしても、冷媒が冷却配管を通流していないことから、冷媒の通流を遮断することによる影響がない。
また、本発明は、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに空気を供給するコンプレッサと、前記燃料電池スタックを経由して冷却配管を通流する冷媒の流量を調節する冷媒流量制御弁と、前記冷媒流量制御弁の開度を検出する開度検出手段と、前記冷媒を前記冷却配管に通流させる冷媒ポンプと、前記冷媒流量制御弁の開度を調節する制御装置と、を備え、前記コンプレッサと前記冷媒ポンプは、１つのポンプ駆動装置を共有し一体となって駆動し、前記冷媒流量制御弁は、弁体駆動手段の駆動で動作する弁体と、前記制御装置からの指令に基づいて、前記弁体駆動手段に電力を供給する電力供給手段と、当該冷媒流量制御弁が全開状態になるように前記弁体を付勢する付勢手段と、を含んでなる燃料電池システムの制御方法とした。そして、当該燃料電池システムの始動直後に、前記制御装置が、前記冷媒流量制御弁を全閉状態にするステップと、前記冷媒流量制御弁が全閉状態のときに、前記開度検出手段が検出する検出値を、前記制御装置が第１基準値として取得するステップと、前記制御装置が、前記冷媒流量制御弁を全開状態にするステップと、を有することを特徴とした。
この発明によると、燃料電池システムの始動直後に、制御装置が冷媒流量制御弁を全閉状態にするステップと、冷媒流量制御弁が全閉状態のときに、開度検出手段が検出する検出値を、制御装置が第１基準値として取得するステップと、制御装置が冷媒流量制御弁を全開状態にするステップと、で燃料電池システムを制御し、制御装置は、第１基準値を取得できる。
本発明によれば、冷媒流量制御弁における消費電力を抑制できるとともに、冷媒流量制御弁に備わる開度センサの検出誤差を吸収して、冷媒の流量を精度よく調節できる冷媒流量制御弁を備える燃料電池システムとその制御方法を提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。図１に示す本実施形態に係る燃料電池システム１は、図示しない燃料電池車両（移動体）に搭載されている。燃料電池システム１は、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０のアノードに対して水素（燃料ガス、反応ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を給排するカソード系と、燃料電池スタック１０を経由する冷媒を冷却する冷却ラインと、を備えている。
さらに、燃料電池システム１を制御する制御装置３が備わる。
図１は、本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。図１に示す本実施形態に係る燃料電池システム１は、図示しない燃料電池車両（移動体）に搭載されている。燃料電池システム１は、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０のアノードに対して水素（燃料ガス、反応ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を給排するカソード系と、燃料電池スタック１０を経由する冷媒を冷却する冷却ラインと、を備えている。
さらに、燃料電池システム１を制御する制御装置３が備わる。
制御装置３は、例えば図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを備えるコンピュータおよびプログラム、周辺回路などを含んで構成され、ＲＯＭに記憶されるプログラムによって制御される。
そして、冷却ラインに備わる冷媒流量制御弁６２の開度の調節、アノード系に備わるコンプレッサ３１と冷却ラインに備わる冷媒ポンプ６１を駆動するモータ（ポンプ駆動装置）６５の駆動制御を含み、燃料電池システム１全体を制御する機能を有する。
そして、冷却ラインに備わる冷媒流量制御弁６２の開度の調節、アノード系に備わるコンプレッサ３１と冷却ラインに備わる冷媒ポンプ６１を駆動するモータ（ポンプ駆動装置）６５の駆動制御を含み、燃料電池システム１全体を制御する機能を有する。
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セルが積層されることで構成されたスタックであり、複数の単セルは電気的に直列で接続されている。単セルは、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟み２枚の導電性を有するアノードセパレータおよびカソードセパレータと、を備えている。
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セルが積層されることで構成されたスタックであり、複数の単セルは電気的に直列で接続されている。単セルは、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟み２枚の導電性を有するアノードセパレータおよびカソードセパレータと、を備えている。
ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜（例えばパーフルオロスルホン酸型）からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノードおよびカソードとを備えている。アノードおよびカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体から主に構成されると共に、アノードおよびカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）を含んでいる。
アノードセパレータには、各ＭＥＡのアノードに対して水素を給排するため単セルの積層方向に延びる貫通孔（内部マニホールドと称される）や、単セルの面方向に延びる溝が形成されており、これら貫通孔および溝がアノード流路１１（燃料ガス流路）として機能している。
カソードセパレータには、各ＭＥＡのカソードに対して空気を給排するため単セルの積層方向に延びる貫通孔（内部マニホールドと称される）や、単セルの面方向に延びる溝が形成されており、これら貫通孔および溝がカソード流路１２（酸化剤ガス流路）として機能している。
カソードセパレータには、各ＭＥＡのカソードに対して空気を給排するため単セルの積層方向に延びる貫通孔（内部マニホールドと称される）や、単セルの面方向に延びる溝が形成されており、これら貫通孔および溝がカソード流路１２（酸化剤ガス流路）として機能している。
このようなアノード流路１１を介して各アノードに水素が供給されると、後記式（１）の電極反応が起こり、また、カソード流路１２を介して各カソードに空気が供給されると、後記式（２）の電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。そして、燃料電池スタック１０と走行モータ等の外部回路とが電気的に接続されて電流が取り出されると、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。
２Ｈ２→４Ｈ＋＋４ｅ− …（１）
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ …（２）
２Ｈ２→４Ｈ＋＋４ｅ− …（１）
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ …（２）
このようにして燃料電池スタック１０が発電すると、カソードで生成した水（水蒸気）の一部は、電解質膜を透過し、アノードに移動する。したがって、カソードから排出されるカソードオフガス、およびアノードから排出されるアノードオフガスは、いずれも多湿となる。
＜アノード系＞
アノード系は、燃料電池スタック１０よりも上流側に備えられる、水素タンク２１、常閉型の遮断弁２２、エゼクタ２３、および燃料電池スタック１０よりも下流側に備えられる、気液分離器２４、常閉型のパージ弁２６を備えている。
アノード系は、燃料電池スタック１０よりも上流側に備えられる、水素タンク２１、常閉型の遮断弁２２、エゼクタ２３、および燃料電池スタック１０よりも下流側に備えられる、気液分離器２４、常閉型のパージ弁２６を備えている。
水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａ、エゼクタ２３、および配管２３ａを介して、アノード流路１１の入口側に接続されている。配管２２ａには、水素を所定圧力に減圧する減圧弁（不図示）が設けられており、この減圧弁には、カソード流路１２に向かう空気の圧力が信号圧（パイロット圧）として入力されており、減圧弁は、前記空気の圧力とアノード流路１１における水素の圧力とが極間差圧を守るように制御するようになっている。
そして、燃料電池車両のイグニッションがＯＮされ、燃料電池スタック１０の起動が要求されたときに遮断弁２２が開かれると、水素タンク２１の水素が配管２１ａ等を介してアノード流路１１に供給されるようになっている。
そして、燃料電池車両のイグニッションがＯＮされ、燃料電池スタック１０の起動が要求されたときに遮断弁２２が開かれると、水素タンク２１の水素が配管２１ａ等を介してアノード流路１１に供給されるようになっている。
アノード流路１１の出口は、配管２４ａ、気液分離器２４、配管２４ｂを介して、エゼクタ２３の吸込口に接続されている。そして、アノード流路１１（アノード）から排出された未反応の水素を含むアノードオフガスは、気液分離器２４において、これに同伴する液状の水分が分離された後、燃料電池スタック１０の上流側のエゼクタ２３に戻されるようになっている。
そして、エゼクタ２３に戻されたアノードオフガスは、水素タンク２１からの水素と混合された後、アノード流路１１に再供給されるようになっている。つまり、本実施形態では、配管２４ａおよび配管２４ｂによって、水素を循環させて再利用する水素循環ラインが構成されている。
なお、配管２４ｂの気液分離器２４側に近い部分は、鉛直方向で配置されており、水素に同伴する水分が含まれているときに、これが自重により気液分離器２４に戻されるようになっている。
そして、エゼクタ２３に戻されたアノードオフガスは、水素タンク２１からの水素と混合された後、アノード流路１１に再供給されるようになっている。つまり、本実施形態では、配管２４ａおよび配管２４ｂによって、水素を循環させて再利用する水素循環ラインが構成されている。
なお、配管２４ｂの気液分離器２４側に近い部分は、鉛直方向で配置されており、水素に同伴する水分が含まれているときに、これが自重により気液分離器２４に戻されるようになっている。
一方、気液分離器２４で分離された水分は、一時的に気液分離器２４内に貯留された後、配管２５ａ、制御装置３により適宜に開かれる常閉型のドレン弁２５、配管２５ｂを通じて、後記する希釈器３３の上部側に排出されるようになっている。
パージ弁２６は、常閉型の電磁弁であり、燃料電池スタック１０の発電時において、配管２４ａおよび配管２４ｂを循環するアノードオフガス（水素）に含まれる不純物（水蒸気、窒素等）を排出（パージ）する場合に、制御装置３によって開かれる弁である。パージ弁２６の上流側は、配管２６ａを介して配管２４ｂに接続され、下流側は、配管２６ｂを介して、後記する希釈器３３の上部側に接続されている。
ここで、制御装置３は、例えば、燃料電池スタック１０を構成する単セルの電圧（セル電圧）が所定セル電圧以下となった場合、不純物を排出する必要があると判定し、パージ弁２６を開くように設定されている。セル電圧は、例えば、単セルの電圧を検出する電圧センサ（セル電圧モニタ）を介して検出され、制御装置３に入力される。
ここで、制御装置３は、例えば、燃料電池スタック１０を構成する単セルの電圧（セル電圧）が所定セル電圧以下となった場合、不純物を排出する必要があると判定し、パージ弁２６を開くように設定されている。セル電圧は、例えば、単セルの電圧を検出する電圧センサ（セル電圧モニタ）を介して検出され、制御装置３に入力される。
＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ３１と、希釈器３３と、図示しない加湿器と、を備えている。
カソード系は、コンプレッサ３１と、希釈器３３と、図示しない加湿器と、を備えている。
コンプレッサ３１は、配管３１ａ、図示しない加湿器を介して、カソード流路１２の入口に接続されている。そして、制御装置３の指令にしたがって作動すると、コンプレッサ３１は、酸素を含む空気を取り込み、空気をカソード流路１２に供給するようになっている。また、コンプレッサ３１は、燃料電池スタック１０の掃気時には、これを掃気する掃気手段として機能するようになっている。
なお、コンプレッサ３１は、燃料電池スタック１０及び／又は燃料電池スタック１０の発電電力を充放電する、図示しない高圧バッテリを電源とするモータ６５によって作動される。
なお、コンプレッサ３１は、燃料電池スタック１０及び／又は燃料電池スタック１０の発電電力を充放電する、図示しない高圧バッテリを電源とするモータ６５によって作動される。
カソード流路１２の出口は、配管３２ｂ、図示しない加湿器を介して、希釈器３３に接続されている。そして、カソード流路１２（カソード）から排出された多湿のカソードオフガスは、配管３２ｂ等を介して、希釈器３３に供給されるようになっている。なお、配管３２ｂには、カソード流路１２における空気の圧力を制御する図示しない背圧弁（バタフライ弁等）が設けられている。
図示しない加湿器は、コンプレッサ３１からカソード流路１２に向かう空気を加湿するため、カソード流路１２に向かう空気と、多湿のカソードオフガスとを水分交換させる中空糸膜を備えている。
＜希釈器＞
希釈器３３は、パージ弁２６から導入されるアノードオフガスと、配管３２ｂから導入されるカソードオフガス（希釈用ガス）とを混合し、アノードオフガス中の水素を、カソードオフガスで希釈する容器であり、その内部に希釈空間３３ａを備えている。具体的には、希釈器３３は、希釈空間３３ａの鉛直下方に、カソードオフガスが流れる配管３３ｂを有しており、配管３３ｂには、その内部と希釈空間３３ａとを連通させる連通孔３３ｃが形成されている。
希釈器３３は、パージ弁２６から導入されるアノードオフガスと、配管３２ｂから導入されるカソードオフガス（希釈用ガス）とを混合し、アノードオフガス中の水素を、カソードオフガスで希釈する容器であり、その内部に希釈空間３３ａを備えている。具体的には、希釈器３３は、希釈空間３３ａの鉛直下方に、カソードオフガスが流れる配管３３ｂを有しており、配管３３ｂには、その内部と希釈空間３３ａとを連通させる連通孔３３ｃが形成されている。
配管３３ｂを通流するカソードオフガスは、連通孔３３ｃを介して、希釈空間３３ａに滞留するアノードオフガスを吸引し、配管３３ｂの内部でカソードオフガスとアノードオフガスの混合ガスを生成する。このように、カソードオフガスとアノードオフガスの混合ガスを生成することで、アノードオフガス中の水素を希釈し、水素濃度を低減する。そして、生成した混合ガスは、配管３３ｄを介して車外に排出されるようになっている。
＜冷却ライン＞
さらに、燃料電池システム１には、燃料電池スタック１０を経由する冷媒を冷却する冷却ラインが備わる。冷却ラインは、燃料電池スタック１０とラジエータ６３との間を冷媒が循環可能に、冷却配管６３ａで接続した系であり、冷媒を循環させる冷媒ポンプ６１を備える。
ラジエータ６３は、燃料電池スタック１０の放熱を、冷却配管６３ａを通流する冷媒を介して外気と熱交換して大気に放出する機能を有する。
冷媒は、例えば冷却水である。
さらに、燃料電池システム１には、燃料電池スタック１０を経由する冷媒を冷却する冷却ラインが備わる。冷却ラインは、燃料電池スタック１０とラジエータ６３との間を冷媒が循環可能に、冷却配管６３ａで接続した系であり、冷媒を循環させる冷媒ポンプ６１を備える。
ラジエータ６３は、燃料電池スタック１０の放熱を、冷却配管６３ａを通流する冷媒を介して外気と熱交換して大気に放出する機能を有する。
冷媒は、例えば冷却水である。
冷媒ポンプ６１は、冷媒を加圧して冷却配管６３ａに通流させ、冷却ラインに冷媒を循環させる。さらに、冷却配管６３ａには、冷媒の流量を調節する冷媒流量制御弁６２が備わる。
冷却配管６３ａに冷媒を通流させる冷媒ポンプ６１は、例えば、モータ６５によって駆動されるが、燃料電池システム１を小型化するため、燃料電池スタック１０に空気を供給するコンプレッサ３１を駆動するモータ６５によって、冷媒ポンプ６１をコンプレッサ３１と一体に駆動させる場合がある。
冷却配管６３ａに冷媒を通流させる冷媒ポンプ６１は、例えば、モータ６５によって駆動されるが、燃料電池システム１を小型化するため、燃料電池スタック１０に空気を供給するコンプレッサ３１を駆動するモータ６５によって、冷媒ポンプ６１をコンプレッサ３１と一体に駆動させる場合がある。
このような場合、コンプレッサ３１が駆動している間は、冷媒ポンプ６１の出力を単独で制御できないことから、冷却配管６３ａにおける冷媒の流量を調節できない。そこで、冷却配管６３ａに冷媒流量制御弁６２を備える。冷媒流量制御弁６２は、弁体によって開度が調節され、その開度によって冷却配管６３ａを通流する冷媒の流量を調節する。
＜冷媒流量制御弁＞
図２の（ａ）は、冷媒流量制御弁の構造を示す断面図、（ｂ）は、可動板の構成を示す図である。図２の（ａ）に示すように、本実施形態に係る冷媒流量制御弁６２は、断面が略円形の冷却配管６３ａの、断面中心を通って横架される回転軸６２ａと一体に回転するバルブ（弁体）６２ｂによって開度が調節され、冷却配管６３ａを通流する冷媒の流量を調節する。
図２の（ａ）は、冷媒流量制御弁の構造を示す断面図、（ｂ）は、可動板の構成を示す図である。図２の（ａ）に示すように、本実施形態に係る冷媒流量制御弁６２は、断面が略円形の冷却配管６３ａの、断面中心を通って横架される回転軸６２ａと一体に回転するバルブ（弁体）６２ｂによって開度が調節され、冷却配管６３ａを通流する冷媒の流量を調節する。
バルブ６２ｂは、玉軸受けなどの軸受け６２ｃによって、冷媒流量制御弁６２の本体６２ｊに回転可能に支持される回転軸６２ａに固定され、冷却配管６３ａにおける冷媒の通流方向（以下、流路方向と称する）に対して垂直方向に回動する。
さらに、冷却配管６３ａと軸受け６２ｃの間には、例えばオイルシール６２ｇが備わり、冷却配管６３ａを通流する冷媒の、軸受け６２ｃの側への漏洩を封じている。
なお、軸受け６２ｃと反対の側の回転軸６２ａの端部は、例えば樹脂軸受け６２ｆなどで回転自在に、冷媒流量制御弁６２の本体６２ｊに支持されるように構成すればよい。
さらに、冷却配管６３ａと軸受け６２ｃの間には、例えばオイルシール６２ｇが備わり、冷却配管６３ａを通流する冷媒の、軸受け６２ｃの側への漏洩を封じている。
なお、軸受け６２ｃと反対の側の回転軸６２ａの端部は、例えば樹脂軸受け６２ｆなどで回転自在に、冷媒流量制御弁６２の本体６２ｊに支持されるように構成すればよい。
バルブ６２ｂの平面形状は冷却配管６３ａの断面形状と略等しく、バルブ６２ｂは、冷却配管６３ａを通流する冷媒を全く通流させないか、ほとんど通流させない状態となる全閉位置から、冷媒を最大限に通流させる状態となる全開位置の間で開閉動作する。
全閉位置では、バルブ６２ｂが冷却配管６３ａの流路方向に対して略垂直に起立して、冷却配管６３ａを通流する冷媒の流れを遮断し、冷媒流量制御弁６２の開度が全閉である全閉状態にする。また、全開位置では、バルブ６２ｂが冷却配管６３ａの流路方向に略水平になることで冷媒を最大限に通流させ、冷媒流量制御弁６２の開度が全開である全開状態にする。そして、バルブ６２ｂの冷却配管６３ａの流路方向に対する回転角度によって、冷媒流量制御弁６２の開度が決定される。
全閉位置では、バルブ６２ｂが冷却配管６３ａの流路方向に対して略垂直に起立して、冷却配管６３ａを通流する冷媒の流れを遮断し、冷媒流量制御弁６２の開度が全閉である全閉状態にする。また、全開位置では、バルブ６２ｂが冷却配管６３ａの流路方向に略水平になることで冷媒を最大限に通流させ、冷媒流量制御弁６２の開度が全開である全開状態にする。そして、バルブ６２ｂの冷却配管６３ａの流路方向に対する回転角度によって、冷媒流量制御弁６２の開度が決定される。
回転軸６２ａの、例えば軸受け６２ｃ側の端部には、開度センサ（開度検出手段）６２ｈとＤＣモータ６２ｅが取り付けられ、回転軸６２ａはＤＣモータ６２ｅの回転駆動によって回転（動作）する。
回転軸６２ａにはバルブ６２ｂが固定されることから、バルブ６２ｂはＤＣモータ６２ｅで動作することになる。したがって、ＤＣモータ６２ｅは請求項に記載の弁体駆動手段となる。
回転軸６２ａにはバルブ６２ｂが固定されることから、バルブ６２ｂはＤＣモータ６２ｅで動作することになる。したがって、ＤＣモータ６２ｅは請求項に記載の弁体駆動手段となる。
また、開度センサ６２ｈは限定されるものではなく、例えば、回転軸６２ａの回転角度を検出する角度センサを用いることができる。
そして開度センサ６２ｈは、回転軸６２ａの回転角度を検出し、検出値を電気信号などの角度信号に変換して制御装置３に入力する。
制御装置３は、開度センサ６２ｈから入力される角度信号に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を取得できる。
そして開度センサ６２ｈは、回転軸６２ａの回転角度を検出し、検出値を電気信号などの角度信号に変換して制御装置３に入力する。
制御装置３は、開度センサ６２ｈから入力される角度信号に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を取得できる。
ＤＣモータ６２ｅは、例えばモータ駆動部（電力供給手段）６２ｅ１から供給される電力で駆動し、モータ駆動部６２ｅ１は、制御装置３から入力される指令に基づいて、ＤＣモータ６２ｅに電力を供給してＤＣモータ６２ｅを駆動する。
さらにモータ駆動部６２ｅ１は、制御装置３から入力される指令に基づいて、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止する機能を有する。
さらにモータ駆動部６２ｅ１は、制御装置３から入力される指令に基づいて、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止する機能を有する。
ＤＣモータ６２ｅの出力軸はバルブ６２ｂの回転軸６２ａと直結し、図示しないネジなどで連結されている。または、図示しない減速機構を介してＤＣモータ６２ｅと回転軸６２ａを連結する構成であってもよい。
そして、軸受け６２ｃとＤＣモータ６２ｅとの間には、例えばコイルばねからなるリターンスプリング（付勢手段）６２ｄ１と補助スプリング６２ｄ２が、それぞれの中心軸が回転軸６２ａと一致するように配設されている。
そして、軸受け６２ｃとＤＣモータ６２ｅとの間には、例えばコイルばねからなるリターンスプリング（付勢手段）６２ｄ１と補助スプリング６２ｄ２が、それぞれの中心軸が回転軸６２ａと一致するように配設されている。
軸受け６２ｃとＤＣモータ６２ｅの略中間点には、回転軸６２ａと一体に回転する略円板状の可動板６２ａ１が備わり、この可動板６２ａ１にはリターンスプリング６２ｄ１の一端が係止される。
また、リターンスプリング６２ｄ１の他端は、冷媒流量制御弁６２の本体６２ｊに係止される。
また、リターンスプリング６２ｄ１の他端は、冷媒流量制御弁６２の本体６２ｊに係止される。
リターンスプリング６２ｄ１は、可動板６２ａ１を回転軸６２ａの回りに回転させ、可動板６２ａ１と、回転軸６２ａを介して一体に回転するバルブ６２ｂが、冷却配管６３ａを開く方向（以下、弁開方向と称する）に付勢する。
リターンスプリング６２ｄ１と、可動板６２ａ１を挟んで配設される補助スプリング６２ｄ２の一端は可動板６２ａ１に係止され、補助スプリング６２ｄ２の他端は、冷媒流量制御弁６２の本体６２ｊに係止される。
補助スプリング６２ｄ２は、可動板６２ａ１を回転軸６２ａの回りに回転させ、可動板６２ａ１と、回転軸６２ａを介して一体に回転するバルブ６２ｂが、冷却配管６３ａを閉じる方向（以下、弁閉方向と称する）に付勢する。
補助スプリング６２ｄ２は、可動板６２ａ１を回転軸６２ａの回りに回転させ、可動板６２ａ１と、回転軸６２ａを介して一体に回転するバルブ６２ｂが、冷却配管６３ａを閉じる方向（以下、弁閉方向と称する）に付勢する。
このように、リターンスプリング６２ｄ１と補助スプリング６２ｄ２で可動板６２ａ１を介して付勢されるバルブ６２ｂは、リターンスプリング６２ｄ１の付勢力によって弁開方向に回転すると、補助スプリング６２ｄ２が縮径し、バルブ６２ｂを弁閉方向に付勢する付勢力が増大する。そして、バルブ６２ｂを弁開方向に回転するリターンスプリング６２ｄ１の付勢力と、バルブ６２ｂを弁閉方向に付勢する補助スプリング６２ｄ２の付勢力とが釣り合った状態でバルブ６２ｂは停止する。
そして、本実施形態に係る冷媒流量制御弁６２は、リターンスプリング６２ｄ１の付勢力と補助スプリング６２ｄ２の付勢力とが釣り合ったとき、全開状態になるように設定される。
そして、本実施形態に係る冷媒流量制御弁６２は、リターンスプリング６２ｄ１の付勢力と補助スプリング６２ｄ２の付勢力とが釣り合ったとき、全開状態になるように設定される。
図２の（ｂ）に示すように、可動板６２ａ１には、周囲の一部が外側に突出した回転止め６２ａ４が形成され、例えば冷媒流量制御弁６２の本体６２ｊから、可動板６２ａ１の側に突出するストッパ６２ａ５と係合する。
可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４とストッパ６２ａ５は、バルブ６２ｂが弁閉方向に回転し、全閉位置になるときに係合するように配置される。すなわち、可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４とストッパ６２ａ５が係合したとき、バルブ６２ｂは全閉位置にあり、冷媒流量制御弁６２は全閉状態になる。
可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４とストッパ６２ａ５は、バルブ６２ｂが弁閉方向に回転し、全閉位置になるときに係合するように配置される。すなわち、可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４とストッパ６２ａ５が係合したとき、バルブ６２ｂは全閉位置にあり、冷媒流量制御弁６２は全閉状態になる。
このような構成の冷媒流量制御弁６２を全閉状態にするときは、バルブ６２ｂ（図２の（ａ）参照）が弁閉方向に回転するように、ＤＣモータ６２ｅ（図２の（ａ）参照）で回転軸６２ａを回転する。すなわち、制御装置３（図２の（ａ）参照）が、モータ駆動部６２ｅ１（図２の（ａ）参照）に指令を与え、モータ駆動部６２ｅ１から供給される電力でＤＣモータ６２ｅを駆動する。
そして、ＤＣモータ６２ｅの駆動で回転する回転軸６２ａと一体に回転する可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４がストッパ６２ａ５に係合すると、可動板６２ａ１の回転が係止され、可動板６２ａ１と回転軸６２ａを介して一体に回転するバルブ６２ｂが全閉位置になり、冷媒流量制御弁６２が全閉状態になる。
冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止するように、制御装置３がモータ駆動部６２ｅ１に指令を与えると、モータ駆動部６２ｅ１からＤＣモータ６２ｅへの電力の供給が停止され、ＤＣモータ６２ｅから回転軸６２ａに入力されるトルクが消失する。
そして、可動板６２ａ１はリターンスプリング６２ｄ１の付勢力で回転し、バルブ６２ｂが弁開方向に回転する。バルブ６２ｂは、リターンスプリング６２ｄ１の付勢力と補助スプリング６２ｄ２の付勢力が釣り合う状態に維持される。この状態における開度を、冷媒流量制御弁６２の標準の開度、すなわち、デフォルト開度とする。
前記したように、本実施形態に係る冷媒流量制御弁６２は、リターンスプリング６２ｄ１の付勢力と補助スプリング６２ｄ２の付勢力が釣り合う状態のとき全開状態になるように構成されることから、冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されると、冷媒流量制御弁６２は全開状態になる。
このように、冷媒流量制御弁６２は、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給が停止された時に設定されるデフォルト開度が全開状態であることから、冷媒流量制御弁６２は、ノーマルオープンタイプの弁になる。
そして、可動板６２ａ１はリターンスプリング６２ｄ１の付勢力で回転し、バルブ６２ｂが弁開方向に回転する。バルブ６２ｂは、リターンスプリング６２ｄ１の付勢力と補助スプリング６２ｄ２の付勢力が釣り合う状態に維持される。この状態における開度を、冷媒流量制御弁６２の標準の開度、すなわち、デフォルト開度とする。
前記したように、本実施形態に係る冷媒流量制御弁６２は、リターンスプリング６２ｄ１の付勢力と補助スプリング６２ｄ２の付勢力が釣り合う状態のとき全開状態になるように構成されることから、冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されると、冷媒流量制御弁６２は全開状態になる。
このように、冷媒流量制御弁６２は、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給が停止された時に設定されるデフォルト開度が全開状態であることから、冷媒流量制御弁６２は、ノーマルオープンタイプの弁になる。
以上のように構成される冷媒流量制御弁６２（図１参照）は、制御装置３（図１参照）がモータ駆動部６２ｅ１を介してＤＣモータ６２ｅの回転を制御し、開度が調節される。
図２の（ａ）に示すように、冷媒流量制御弁６２には、バルブ６２ｂと一体に回転する回転軸６２ａの回転角度を検出する開度センサ６２ｈが備わり、回転軸６２ａの回転角度を角度信号として制御装置３に入力する。したがって、制御装置３は、入力される回転軸６２ａの回転角度に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を取得することができ、この開度に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節できる。
そして、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２の実際の開度が、所望する開度になるように、モータ駆動部６２ｅ１を介してＤＣモータ６２ｅの回転を制御して、バルブ６２ｂを動作する。
なお、所望する開度とは、外気温や燃料電池システム１（図１参照）の各部の温度に基づいて制御装置３が算出する、冷却配管６３ａにおける冷媒の好適な通流量を実現するための冷媒流量制御弁６２の開度である。
そして、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２の実際の開度が、所望する開度になるように、モータ駆動部６２ｅ１を介してＤＣモータ６２ｅの回転を制御して、バルブ６２ｂを動作する。
なお、所望する開度とは、外気温や燃料電池システム１（図１参照）の各部の温度に基づいて制御装置３が算出する、冷却配管６３ａにおける冷媒の好適な通流量を実現するための冷媒流量制御弁６２の開度である。
このように、制御装置３は、開度センサ６２ｈから入力される角度信号に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節している。しかしながら、開度センサ６２ｈに検出誤差がある場合、制御装置３は正確な回転軸６２ａの回転角度を検出することができず、結果として制御装置３は、冷媒流量制御弁６２の開度を正確に調節できない。
特に、個々の開度センサ６２ｈが有する個別誤差は、設計時に除去できないため、仮に個別誤差が大きいと、開度センサ６２ｈの検出値には、常に大きな検出誤差が生じてしまうことになる。
また、例えば冷媒流量制御弁６２を商品として出荷する際に、個々の開度センサ６２ｈの個別誤差を補正しても、冷媒流量制御弁６２の運用中の温度や湿度の変化、振動などによって開度センサ６２ｈに検出誤差が発生し、さらに、その検出誤差が蓄積されて、検出誤差が大きくなる場合がある。以降、個別誤差には、冷媒流量制御弁６２の運用中に生じる誤差も含まれるものとする。
そこで、開度センサ６２ｈの個別誤差によって生じる検出誤差を吸収するため、本実施形態に係る制御装置３は、バルブ６２ｂが基準状態にあるときの開度センサ６２ｈの検出値を基準値として取得する操作を実行し、この基準値に基づいて冷媒流量制御弁６２の開度を調節する。
特に、個々の開度センサ６２ｈが有する個別誤差は、設計時に除去できないため、仮に個別誤差が大きいと、開度センサ６２ｈの検出値には、常に大きな検出誤差が生じてしまうことになる。
また、例えば冷媒流量制御弁６２を商品として出荷する際に、個々の開度センサ６２ｈの個別誤差を補正しても、冷媒流量制御弁６２の運用中の温度や湿度の変化、振動などによって開度センサ６２ｈに検出誤差が発生し、さらに、その検出誤差が蓄積されて、検出誤差が大きくなる場合がある。以降、個別誤差には、冷媒流量制御弁６２の運用中に生じる誤差も含まれるものとする。
そこで、開度センサ６２ｈの個別誤差によって生じる検出誤差を吸収するため、本実施形態に係る制御装置３は、バルブ６２ｂが基準状態にあるときの開度センサ６２ｈの検出値を基準値として取得する操作を実行し、この基準値に基づいて冷媒流量制御弁６２の開度を調節する。
図３の（ａ）は、バルブが冷媒の流路方向となす角度を示す図である。図３の（ａ）に示すように、バルブ６２ｂが全閉位置にあって、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに、バルブ６２ｂが冷却配管６３ａの流路方向となす角度θＣと、バルブ６２ｂが全開位置にあって、冷媒流量制御弁６２が全開状態（デフォルト開度）のときに、冷却配管６３ａの流路方向となす角度θＯは設計値として設定できる。
なお、図３の（ａ）において、角度θＣ、及び角度θＯは、冷却配管６３ａにおける冷媒の流路方向と垂直な方向Ｖに対する角度として示されている。
なお、図３の（ａ）において、角度θＣ、及び角度θＯは、冷却配管６３ａにおける冷媒の流路方向と垂直な方向Ｖに対する角度として示されている。
図３の（ｂ）は、冷媒流量制御弁の開度と、開度センサの検出値の相関関係の一例を示す図である。
冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値との間には、冷媒流量制御弁６２及び開度センサ６２ｈの特性に基づいた相関関係（以下、単に相関関係と称する場合がある）が存在し、例えば図３の（ｂ）に実線で示すようなグラフとして示すことができる。
これは、開度センサ６２ｈに検出誤差が生じない場合の、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の関係を示すものである。
冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値との間には、冷媒流量制御弁６２及び開度センサ６２ｈの特性に基づいた相関関係（以下、単に相関関係と称する場合がある）が存在し、例えば図３の（ｂ）に実線で示すようなグラフとして示すことができる。
これは、開度センサ６２ｈに検出誤差が生じない場合の、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の関係を示すものである。
すなわち、バルブ６２ｂ（図３の（ａ）参照）が全閉位置にあって、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）が全閉状態のとき、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）は、検出誤差が生じなければ、検出値として角度信号ＳＣを出力する。角度信号ＳＣは、バルブ６２ｂが全閉位置にあるときに、冷却配管６３ａの流路方向となす角度θＣに対応する検出値である。
さらに、冷媒流量制御弁６２のバルブ６２ｂ（図３の（ａ）参照）が弁開方向に回転するのにともなって、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値は、例えば直線的に上昇し、バルブ６２ｂが全開位置にあって、冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されたとき、開度センサ６２ｈは、検出誤差が生じなければ検出値として角度信号ＳＯを出力する。角度信号ＳＯは、バルブ６２ｂが全開位置にあるときに、冷却配管６３ａの流路方向となす角度θＯに対応する検出値である。
そして、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、例えば図３の（ｂ）に実線で示される相関関係に基づいて、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値に対応した冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度を取得することができ、制御装置３は取得した開度に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節することができる。
すなわち、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節する。
すなわち、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節する。
ここで、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）に検出誤差が生じると、例えば冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに、開度センサ６２ｈが角度信号ＳＣと異なる角度信号Ｓ１を出力する場合がある。すなわち、開度センサ６２ｈの検出値に角度信号ＳＣと角度信号Ｓ１の差ΔＳに相当する検出誤差が生じる。
このような検出誤差ΔＳは、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の全閉状態からデフォルト開度までの全域にわたって生じる。そして、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）に検出誤差ΔＳが生じると、制御装置３（図２の（ａ）参照）が取得する冷媒流量制御弁６２の開度に誤差Δθが生じる。
制御装置３は、取得した冷媒流量制御弁６２の開度に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節することから、取得する冷媒流量制御弁６２の開度に誤差Δθが生じると、制御装置３が調節する冷媒流量制御弁６２の開度にも誤差が生じることになる。
制御装置３は、取得した冷媒流量制御弁６２の開度に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節することから、取得する冷媒流量制御弁６２の開度に誤差Δθが生じると、制御装置３が調節する冷媒流量制御弁６２の開度にも誤差が生じることになる。
そこで、本実施形態において、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）が全閉状態のときのバルブ６２ｂ（図２の（ａ）参照）を基準状態とし、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときの開度センサ６２ｈによる検出信号Ｓ１を、全閉状態の基準値（以下、第１基準値と称する）として取得する。さらに、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときの第１基準値Ｓ１に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係を、図３の（ｂ）に破線で示すように補正する。
このとき、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度の変化に対する開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の変化率は変わらないとして相関関係を補正する。
すなわち、図３の（ｂ）に実線で示すように、例えば冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係が直線で示される場合、その傾斜は変わらないとし、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに、開度センサ６２ｈの検出値が第１基準値Ｓ１になるような直線に相関関係を補正する。
そして、制御装置３は、補正された相関関係に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節する。
すなわち、図３の（ｂ）に実線で示すように、例えば冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係が直線で示される場合、その傾斜は変わらないとし、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに、開度センサ６２ｈの検出値が第１基準値Ｓ１になるような直線に相関関係を補正する。
そして、制御装置３は、補正された相関関係に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節する。
この構成によって、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）に検出誤差が生じた場合であっても、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、誤差Δθを生じることなく冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度を取得することができ、その結果として、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できるという優れた効果を奏する。
そして、本実施形態に係る制御装置３（図２の（ａ）参照）は、第１基準値Ｓ１を取得し、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の相関関係を補正する動作（以下、イニシャルチェックと称する）を、例えば、燃料電池システム１の始動時（例えば、燃料電池車両のイグニッションＯＮ時）に実行する。
このように、例えば燃料電池システム１の始動時に、制御装置３が第１基準値Ｓ１を取得し、さらに、第１基準値Ｓ１に基づいて、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の相関関係を補正することで、開度センサ６２ｈが有する個別誤差によって生じる検出誤差を吸収し、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できるという優れた効果を奏する。
すなわち、第１基準値Ｓ１に基づいて補正される相関関係は、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）に生じる検出誤差を吸収するように補正されることから、補正された相関関係と開度センサ６２ｈの検出値に基づいて、制御装置３（図２の（ａ）参照）が取得する冷媒流量制御弁６２の開度には、誤差Δθが生じない。
そして、制御装置３は、誤差Δθを生じることなく冷媒流量制御弁６２の開度を取得し、その開度に基づいて冷媒流量制御弁６２の開度を調節することができる。したがって、制御装置３は、開度センサ６２ｈが有する個別誤差によって生じる検出誤差を吸収し、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できる。
そして、制御装置３は、誤差Δθを生じることなく冷媒流量制御弁６２の開度を取得し、その開度に基づいて冷媒流量制御弁６２の開度を調節することができる。したがって、制御装置３は、開度センサ６２ｈが有する個別誤差によって生じる検出誤差を吸収し、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できる。
図４は、イニシャルチェックのステップを示すフローチャートである。図４を参照して、イニシャルチェックのステップを説明する（適宜図１〜図３参照）。
制御装置３は、ＤＣモータ６２ｅに電力を供給するようにモータ駆動部６２ｅ１に指令を与えてＤＣモータ６２ｅを駆動し、バルブ６２ｂを動作して、冷媒流量制御弁６２を全閉状態にする（ステップＳ１）。
すなわち、制御装置３は、可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４がストッパ６２ａ５に係合するまで、バルブ６２ｂを弁閉方向に回転させる。
冷媒流量制御弁６２が全閉状態になり、可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４がストッパ６２ａ５に係合すると、可動板６２ａ１の回転はストッパ６２ａ５で係止され、可動板６２ａ１と一体に回転する回転軸６２ａの回転も停止する。
すなわち、制御装置３は、可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４がストッパ６２ａ５に係合するまで、バルブ６２ｂを弁閉方向に回転させる。
冷媒流量制御弁６２が全閉状態になり、可動板６２ａ１の回転止め６２ａ４がストッパ６２ａ５に係合すると、可動板６２ａ１の回転はストッパ６２ａ５で係止され、可動板６２ａ１と一体に回転する回転軸６２ａの回転も停止する。
回転軸６２ａの回転が停止すると、開度センサ６２ｈの検出値が変化しなくなることから、制御装置３は、開度センサ６２ｈの検出値が変化しなくなったことで、冷媒流量制御弁６２が全閉状態になったことを検出できる。
制御装置３は、冷媒流量制御弁６２が全閉状態になったときに、開度センサ６２ｈが検出値として出力する角度信号Ｓ１を、第１基準値として取得する（ステップＳ２）。そして、制御装置３は、取得した第１基準値Ｓ１を、図示しない記憶部に記憶する。
次に、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係を、第１基準値Ｓ１に基づいて補正する（ステップＳ３）。
すなわち、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値が、例えば図３の（ｂ）に実線で示すような相関関係を有する場合、制御装置３はΔＳで示される検出誤差に対応して、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに第１基準値Ｓ１を通る相関関係（図３の（ｂ）に破線で示す）に補正する。
すなわち、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値が、例えば図３の（ｂ）に実線で示すような相関関係を有する場合、制御装置３はΔＳで示される検出誤差に対応して、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに第１基準値Ｓ１を通る相関関係（図３の（ｂ）に破線で示す）に補正する。
このように、イニシャルチェックにおいて制御装置３は、冷媒流量制御弁６２を全閉状態にしたときの第１基準値Ｓ１を取得し、第１基準値Ｓ１に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係を補正する。
そして、制御装置３は、補正された相関関係に基づいて冷媒流量制御弁６２の開度を調節することで、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できる。
そして、制御装置３は、補正された相関関係に基づいて冷媒流量制御弁６２の開度を調節することで、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できる。
なお、イニシャルチェックにおいて、第１基準値Ｓ１が、想定される値と大幅に異なる場合、制御装置３は開度センサ６２ｈの故障と判定して、運転者に報知する構成としてもよい。
制御装置３が運転者に故障を報知する方法は限定するものではなく、警告灯の点灯や警報音の発報などとすればよい。
この場合、第１基準値Ｓ１として想定される値は、開度センサ６２ｈの性能等によって決定される値である。
制御装置３が運転者に故障を報知する方法は限定するものではなく、警告灯の点灯や警報音の発報などとすればよい。
この場合、第１基準値Ｓ１として想定される値は、開度センサ６２ｈの性能等によって決定される値である。
また、イニシャルチェックにおいて、制御装置３（図２の（ａ）参照）が、第１基準値Ｓ１に加えて、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）がデフォルト開度のときに開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）が検出する検出値を第２基準値として取得する構成であってもよい。
すなわち、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値との間に、図３の（ｂ）に実線で示すような相関関係が存在し、冷媒流量制御弁６２の開度が全閉状態のときに開度センサ６２ｈの検出値がＳ１となって検出誤差ΔＳが生じている状態のとき、本実施形態に係る制御装置３（図２の（ａ）参照）が、イニシャルチェックの実行時に、第１基準値Ｓ１に加えて第２基準値Ｓ２を取得する構成としてもよい。
前記したように、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）がデフォルト開度、すなわち全開状態のとき、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）は、検出誤差が生じなければ、検出値として角度信号ＳＯを出力する。
しかしながら、開度センサ６２ｈに検出誤差が生じると、冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されたとき、開度センサ６２ｈは、角度信号ＳＯと異なる角度信号Ｓ２を検出値として出力する場合がある。
しかしながら、開度センサ６２ｈに検出誤差が生じると、冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されたとき、開度センサ６２ｈは、角度信号ＳＯと異なる角度信号Ｓ２を検出値として出力する場合がある。
そこで、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、イニシャルチェックの実行時に、第１基準値Ｓ１を取得した後、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）をデフォルト開度に設定して、その時に開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）が検出値として出力する角度信号Ｓ２を第２基準値として取得する。さらに、制御装置３は、第１基準値Ｓ１と第２基準値Ｓ２に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係を、図３の（ｂ）に一点鎖線で示すように補正する構成とする。
すなわち、相関関係が直線で示される場合、制御装置３は、相関関係を、第１基準値Ｓ１と第２基準値Ｓ２を結んだ直線に補正する。
すなわち、相関関係が直線で示される場合、制御装置３は、相関関係を、第１基準値Ｓ１と第２基準値Ｓ２を結んだ直線に補正する。
このように、第１基準値Ｓ１と第２基準値Ｓ２に基づいて、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の相関関係を補正することで、仮に、冷媒流量制御弁６２の開度の変化に対する開度センサ６２ｈの検出値の変化率が変わった場合、すなわち、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係が直線で示される場合にその傾斜が変わった場合であっても、精度よく相関関係を補正できる。
そして、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、補正した相関関係に基づいて、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度を調節する。すなわち、制御装置３は、第１基準値Ｓ１及び第２基準値Ｓ２に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節する。
この構成によって、冷媒流量制御弁６２の検出誤差を吸収し、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できるという優れた効果を奏する。
この構成によって、冷媒流量制御弁６２の検出誤差を吸収し、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できるという優れた効果を奏する。
図５は、第２基準値を取得するステップを有するイニシャルチェックを示すフローチャートである。
以下、図５を主に参照して、制御装置３が第１基準値Ｓ１及び第２基準値Ｓ２を取得するステップを説明する（適宜、図１〜図４参照）。
なお、図４に示すステップと同じステップについては同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
以下、図５を主に参照して、制御装置３が第１基準値Ｓ１及び第２基準値Ｓ２を取得するステップを説明する（適宜、図１〜図４参照）。
なお、図４に示すステップと同じステップについては同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
制御装置３は、冷媒流量制御弁６２を全閉状態にし（ステップＳ１）、開度センサ６２ｈが検出値として出力する角度信号Ｓ１を第１基準値として取得する（ステップＳ２）。そして、制御装置３は、取得した第１基準値Ｓ１を、図示しない記憶部に記憶する。
次に、制御装置３はモータ駆動部６２ｅ１に指令を与えて、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止し、冷媒流量制御弁６２をデフォルト開度に設定する（ステップＳ４）。ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給が停止されると、冷媒流量制御弁６２の回転軸６２ａにＤＣモータ６２ｅから入力されるトルクが消失して、回転軸６２ａはリターンスプリング６２ｄ１が可動板６２ａ１に付勢する付勢力で回転し、回転軸６２ａと一体にバルブ６２ｂが弁開方向に回転する。
そして、リターンスプリング６２ｄ１と補助スプリング６２ｄ２の付勢力が釣り合った回転角度で回転軸６２ａの回転は停止し、冷媒流量制御弁６２はデフォルト開度に設定される。
本実施形態において、冷媒流量制御弁６２のデフォルト開度は全開状態であることから、冷媒流量制御弁６２は全開状態になる。
そして、リターンスプリング６２ｄ１と補助スプリング６２ｄ２の付勢力が釣り合った回転角度で回転軸６２ａの回転は停止し、冷媒流量制御弁６２はデフォルト開度に設定される。
本実施形態において、冷媒流量制御弁６２のデフォルト開度は全開状態であることから、冷媒流量制御弁６２は全開状態になる。
冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されると、回転軸６２ａの回転は停止し、開度センサ６２ｈの検出値が変化しなくなることから、制御装置３は、開度センサ６２ｈの検出値が変化しなくなったことで、冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されたことを検出できる。
制御装置３は、冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度（全開状態）に設定されたときに開度センサ６２ｈが検出値として出力する角度信号Ｓ２を、第２基準値として取得する（ステップＳ５）。そして、制御装置３は、取得した第２基準値Ｓ２を、図示しない記憶部に記憶する。
次に、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係を、取得した第１基準値Ｓ１と第２基準値Ｓ２に基づいて補正する（ステップＳ６）。
すなわち、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値が、例えば図３の（ｂ）に実線で示すような相関関係を有する場合、制御装置３は、図３の（ｂ）に一点鎖線で示すように、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに第１基準値Ｓ１を通り、且つ冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されたときに第２基準値Ｓ２を通る相関関係に補正する。
すなわち、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値が、例えば図３の（ｂ）に実線で示すような相関関係を有する場合、制御装置３は、図３の（ｂ）に一点鎖線で示すように、冷媒流量制御弁６２が全閉状態のときに第１基準値Ｓ１を通り、且つ冷媒流量制御弁６２がデフォルト開度に設定されたときに第２基準値Ｓ２を通る相関関係に補正する。
このように、イニシャルチェックにおいて制御装置３は、冷媒流量制御弁６２を全閉状態にしたときの第１基準値Ｓ１と、冷媒流量制御弁６２をデフォルト開度に設定したときの第２基準値Ｓ２を取得し、第１基準値Ｓ１と第２基準値Ｓ２に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係を補正することができる。
そして、制御装置３は、補正された相関関係に基づいて冷媒流量制御弁６２の開度を調節することで、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できる。
そして、制御装置３は、補正された相関関係に基づいて冷媒流量制御弁６２の開度を調節することで、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できる。
制御装置３（図２の（ａ）参照）は、このようなイニシャルチェックを実行して、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の相関関係を補正するが、本実施形態において、制御装置３は、燃料電池システム１の始動直後にイニシャルチェックを実行する構成とした。
例えば、図１に示す燃料電池システム１が燃料電池車両に搭載される場合、燃料電池車両のイグニッションがＯＮされて燃料電池システム１が始動しても、始動直後は、例えば燃料電池システム１の初期設定を実行する期間であり、燃料電池システム１のコンプレッサ３１を駆動するモータ６５が駆動していないことから、冷媒ポンプ６１も駆動せず、冷媒は冷却配管６３ａを通流していない。したがって、ＤＣモータ６２ｅは、少ない駆動力で冷媒流量制御弁６２のバルブ６２ｂを駆動でき、バルブ６２ｂの駆動に要する消費電力を軽減できる。
さらに、コンプレッサ３１が駆動していないことから燃料電池スタック１０の発電が行われておらず発熱もしていない。したがって、冷媒流量制御弁６２が全閉状態になって冷媒の循環が遮断されても、燃料電池スタック１０に与える影響がない。
図６は、本実施形態に係る燃料電池システムの始動時の動作を示すフローチャートである。図６を参照して、燃料電池システム１の始動時の動作を説明する（適宜、図１〜図５参照）。
燃料電池システム１が、例えば燃料電池車両に備わる場合、燃料電池車両のイグニッションがＯＮされ、燃料電池システム１が始動すると（ステップＳ１１）、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２を使用するモードか否かを判定する（ステップＳ１２）。
燃料電池システム１が、例えば燃料電池車両に備わる場合、燃料電池車両のイグニッションがＯＮされ、燃料電池システム１が始動すると（ステップＳ１１）、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２を使用するモードか否かを判定する（ステップＳ１２）。
外気温や燃料電池システム１の各部の温度が所定値以上の場合は、燃料電池スタック１０を暖機する暖機運転の必要がない。したがって、制御装置３は、燃料電池システム１の始動時から、冷媒流量制御弁６２を全開状態にして、冷媒を冷却配管６３ａに最大流量で通流させる。
前記したように、本実施形態に係る冷媒流量制御弁６２は、ノーマルオープンタイプの弁であることから、冷媒流量制御弁６２が全開状態（デフォルト開度）のとき、冷媒流量制御弁６２を使用しないモード（冷媒流量制御弁未使用モード）になる。
そして、制御装置３は、外気温や燃料電池システム１の各部の温度に基づいて冷媒流量制御弁未使用モードを検出する、モード検出手段を備えることになる。
なお、外気温や燃料電池システム１の各部の温度に基づいて、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出することから、本実施形態に係る燃料電池システム１は、図示しない温度計測手段を備え、必要な温度を計測して制御装置３に通知する構成が好適である。
そして、制御装置３は、外気温や燃料電池システム１の各部の温度に基づいて冷媒流量制御弁未使用モードを検出する、モード検出手段を備えることになる。
なお、外気温や燃料電池システム１の各部の温度に基づいて、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出することから、本実施形態に係る燃料電池システム１は、図示しない温度計測手段を備え、必要な温度を計測して制御装置３に通知する構成が好適である。
ステップＳ１２に戻って、制御装置３は、外気温や燃料電池システム１の各部の温度が所定値以上のとき、冷媒流量制御弁未使用モードを検出する（ステップＳ１２→Ｙｅｓ）。そして、内部変数の「使用モード」を０（冷媒流量制御弁未使用モード）に設定する（ステップＳ１４）。
一方、外気温や燃料電池システム１の各部の温度が所定値より低い場合は、燃料電池スタック１０を暖機する暖機運転の必要があることから、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２のバルブ６２ｂを弁閉状態にして、冷却配管６３ａにおける冷媒の通流量を制限する。すなわち、制御装置３は、冷媒流量制御弁未使用モードを検出しない（ステップＳ１２→Ｎｏ）。そして、例えば内部変数の「使用モード」を１（冷媒流量制御弁６２を使用するモード）に設定する（ステップＳ１３）。
なお、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出する温度の所定値は、例えば本実施形態に係る燃料電池システム１が搭載される、図示しない燃料電池車両に要求される性能等に基づいて、適宜設定すればよい。
なお、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出する温度の所定値は、例えば本実施形態に係る燃料電池システム１が搭載される、図示しない燃料電池車両に要求される性能等に基づいて、適宜設定すればよい。
そして、制御装置３は、イニシャルチェックを実行する（ステップＳ１５）。イニシャルチェックは、図４に示すステップＳ１からステップＳ４のステップで実行される。または、図５に示すステップＳ１からステップＳ６のステップで実行してもよい。
イニシャルチェックを実行した後、制御装置３は、内部変数の「使用モード」が１の時は（ステップＳ１６→Ｙｅｓ）、ＤＣモータ６２ｅに電力を供給するようにモータ駆動部６２ｅ１に指令を与えてＤＣモータ６２ｅを駆動し、冷媒流量制御弁６２を弁閉状態にする（ステップＳ１７）。このときの冷媒流量制御弁６２の開度は、外気温や燃料電池システム１の各部の温度に基づいて、制御装置３が算出する。
そして、制御装置３は、燃料電池スタック１０での発電を開始する（ステップＳ１９）。
具体的に、制御装置３は、遮断弁２２を開いて水素タンク２１から燃料電池スタック１０のアノードに水素を供給するとともに、モータ６５を駆動してコンプレッサ３１を駆動して、空気を燃料電池スタック１０のカソードに供給する。
具体的に、制御装置３は、遮断弁２２を開いて水素タンク２１から燃料電池スタック１０のアノードに水素を供給するとともに、モータ６５を駆動してコンプレッサ３１を駆動して、空気を燃料電池スタック１０のカソードに供給する。
さらに、モータ６５の駆動に伴って冷媒ポンプ６１が駆動し、冷媒流量制御弁６２が全閉状態でなければ、冷媒が冷却配管６３ａを通流する。
一方、「使用モード」が１ではない（ステップＳ１６→Ｎｏ）、すなわち「使用モード」が０のとき、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出した場合であって、制御装置３はモータ駆動部６２ｅ１に指令を与えて、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止する（ステップＳ１８）。
前記したように、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給が停止すると、冷媒流量制御弁６２はデフォルト開度に設定され、全開状態になる。
前記したように、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給が停止すると、冷媒流量制御弁６２はデフォルト開度に設定され、全開状態になる。
そして、制御装置３は制御をステップＳ１９に進める。
ステップＳ１９で、制御装置３が燃料電池スタック１０での発電を開始すると、前記したように冷媒ポンプ６１が駆動する。
冷媒流量制御弁６２は、全開状態であることから、冷媒は冷媒ポンプ６１の駆動に伴って、最大流量で冷却配管６３ａを通流し冷却ラインを循環する。
ステップＳ１９で、制御装置３が燃料電池スタック１０での発電を開始すると、前記したように冷媒ポンプ６１が駆動する。
冷媒流量制御弁６２は、全開状態であることから、冷媒は冷媒ポンプ６１の駆動に伴って、最大流量で冷却配管６３ａを通流し冷却ラインを循環する。
なお、図６においては、イニシャルチェックを実行するステップＳ１５の前のステップＳ１２で、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出したか否かを判定したが、これは限定するものではなく、例えばイニシャルチェックを実行した後のステップＳ１６で、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出したか否かを判定するように構成してもよい。
以上のように、イニシャルチェックを実行することで、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の第１基準値Ｓ１を取得し、第１基準値Ｓ１に基づいて、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の相関関係を補正する構成とした。第１基準値Ｓ１は、冷媒流量制御弁６２が全閉状態にあるときに開度センサ６２ｈが出力する検出値であり、開度センサ６２ｈの個別誤差で生じる検出誤差を含んだ検出値である。
したがって、制御装置３は、冷媒流量制御弁６２が全閉状態にあるときの開度センサ６２ｈの検出値を、検出誤差を含んだ値として取得できる。
そして、制御装置３は、第１基準値Ｓ１に基づいて、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の相関関係を補正し、補正した相関関係に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節することで、冷媒流量制御弁６２の検出誤差を吸収し、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できるという優れた効果を奏する。
そして、制御装置３は、第１基準値Ｓ１に基づいて、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の相関関係を補正し、補正した相関関係に基づいて、冷媒流量制御弁６２の開度を調節することで、冷媒流量制御弁６２の検出誤差を吸収し、冷媒流量制御弁６２の開度を精度よく調節できるという優れた効果を奏する。
さらに、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、イニシャルチェック時に、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の第１基準値Ｓ１と第２基準値Ｓ２を取得し、第１基準値Ｓ１と第２基準値Ｓ２に基づいて、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出値の相関関係を補正する構成であってもよい。この構成によって、冷媒流量制御弁６２の開度をさらに精度よく調節できる。
また、本実施形態においては、制御装置３（図２の（ａ）参照）による、媒流量制御弁未使用モードの検出の有無にかかわらず、イニシャルチェックを実行する構成とした。
この構成によって、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出した場合であっても、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度を調節する必要が生じたときには、精度よく冷媒流量制御弁６２の開度を調節できる。
この構成によって、制御装置３が冷媒流量制御弁未使用モードを検出した場合であっても、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度を調節する必要が生じたときには、精度よく冷媒流量制御弁６２の開度を調節できる。
さらに、燃料電池システム１（図１参照）が始動する時には必ずイニシャルチェックを実行することから、燃料電池システム１が始動する時には、冷媒流量制御弁６２の回転軸６２ａ（図２の（ａ）参照）が必ず回転動作をする。
図２の（ａ）に示すように、冷却配管６３ａと軸受け６２ｃの間にはオイルシール６２ｇが備わることから、回転軸６２ａが回転動作しない期間が長期間に及ぶと、オイルシール６２ｇに回転軸６２ａが貼り付く場合がある。
冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）は、ノーマルオープンタイプであることから、例えば夏季など暖機運転の必要がない状態が長期間に及ぶと、冷媒流量制御弁６２は長期間にわたって全開状態になり、オイルシール６２ｇ（図２の（ａ）参照）に回転軸６２ａ（図２の（ａ）参照）が貼り付くおそれがある。
本実施形態においては、燃料電池システム１（図１参照）の始動時には必ず回転軸６２ａ（図２の（ａ）参照）が回転動作することから、オイルシール６２ｇ（図２の（ａ）参照）への回転軸６２ａの貼り付きを防止できるという優れた効果を奏する。
さらに、本実施形態においては、制御装置３（図２の（ａ）参照）による、冷媒流量制御弁未使用モードの検出の有無にかかわらずイニシャルチェックを実行することから、オイルシール６２ｇ（図２の（ａ）参照）への回転軸６２ａの貼り付きをより好適に防止できるという優れた効果を奏する。
なお、本実施形態においては、図６に示すように、イニシャルチェックを燃料電池システム１の始動時に一回実行するとしたが、これは限定されるものではない。
例えば、一日に複数回、燃料電池システム１（図１参照）を始動する場合、一日の最初の始動時のみイニシャルチェックを実行するように構成してもよい。
例えば、一日に複数回、燃料電池システム１（図１参照）を始動する場合、一日の最初の始動時のみイニシャルチェックを実行するように構成してもよい。
図７は、一日の最初の始動時に燃料電池システムがイニシャルチェックを実行するステップを示すフローチャートである。図７を参照して、一日の最初の始動時にのみ燃料電池システムがイニシャルチェックを実行するステップを説明する（適宜図１〜図６参照）。
なお、図７の説明において、図６と同等のステップについては詳細な説明は適宜省略する。
なお、図７の説明において、図６と同等のステップについては詳細な説明は適宜省略する。
図７に示すように、燃料電池システム１が始動すると（ステップＳ３１）、制御装置３は、冷媒流量制御弁未使用モードを検出したか否かを判定し、冷媒流量制御弁未使用モードを検出したときは（ステップＳ３２→Ｙｅｓ）、例えば内部変数の「使用モード」を０に設定する（ステップＳ３４）。
一方、冷媒流量制御弁未使用モードを検出しないときは（ステップＳ３２→Ｎｏ）、内部変数の「使用モード」を１に設定する（ステップＳ３３）。
次に制御装置３は、前回のイニシャルチェックが同日中に実行されたか否かを判定する（ステップＳ３５）。具体的に、制御装置３は、図示しない時計機能を備え、燃料電池システム１が始動する日付を図示しない記憶部に記憶しておく。そして、制御装置３は、前回燃料電池システム１が始動した日付が、今回の燃料電池システム１の始動と同日の場合は、今回の燃料電池システム１の始動が一日の最初の始動ではないと判定する。
そして、制御装置３は、今回の燃料電池システム１の始動が一日の最初の始動ではないと判定したら、前回のイニシャルチェックが同日に実行されたと判定し（ステップＳ３５→Ｙｅｓ）、制御をステップＳ３７に進める。
そして、制御装置３は、今回の燃料電池システム１の始動が一日の最初の始動ではないと判定したら、前回のイニシャルチェックが同日に実行されたと判定し（ステップＳ３５→Ｙｅｓ）、制御をステップＳ３７に進める。
一方、前回燃料電池システム１が始動した日付が、今回の燃料電池システム１の始動より前日以前の場合は、今回の燃料電池システム１の始動が一日の最初の始動と判定する。すなわち、前回のイニシャルチェックが同日に実行されていないと判定する（ステップＳ３５→Ｎｏ）。そして、制御装置３は、イニシャルチェックを実行した後（ステップＳ３６）、制御をステップＳ３７に進める。
ステップＳ３６におけるイニシャルチェックは、図４に示すステップＳ１からステップＳ４のステップで実行される。または、図５に示すステップＳ１からステップＳ６のステップで実行してもよい。
イニシャルチェックを実行した後、制御装置３は、内部変数の「使用モード」が１の時は（ステップＳ３７→Ｙｅｓ）、冷媒流量制御弁６２を弁閉状態にする（ステップＳ３８）。
そして、制御装置３は、燃料電池スタック１０での発電を開始する（ステップＳ４０）。
そして、制御装置３は、燃料電池スタック１０での発電を開始する（ステップＳ４０）。
一方、「使用モード」が１ではない（ステップＳ３７→Ｎｏ）、すなわち「使用モード」が０のとき、制御装置３は、モータ駆動部６２ｅ１に指令を与えて、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止する（ステップＳ３９）。
そして、制御装置３は制御をステップＳ４０に進め、燃料電池スタック１０での発電を開始する。
このように、制御装置３が、一日の最初に燃料電池システム１が始動したときにのみイニシャルチェックを実行することで、燃料電池システム１の始動時に毎回イニシャルチェックを実行する場合より、消費電力を低減できる。
なお、図７においては、一日の最初に燃料電池システム１が始動したときにイニシャルチェックを実行するとしたが、これは限定されるものではない。例えば、前回のイニシャルチェックから所定の時間（例えば１０時間など）が経過した後に、燃料電池システム１が始動した時にイニシャルチェックを実行するように構成してもよい。
また、本実施形態において、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、燃料電池システム１（図１参照）の通常動作時に冷媒流量制御弁６２（図１参照）を全開状態に維持する場合、冷媒流量制御弁６２をデフォルト開度に設定する構成とした。
図２の（ａ）に示すように、バルブ６２ｂは、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給が停止されると、リターンスプリング６２ｄ１の付勢力によって、冷媒流量制御弁６２をデフォルト開度に設定することから、燃料電池システム１の通常動作時に、制御装置３は、モータ駆動部６２ｅ１に指令を与えて、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止する。
前記したように、燃料電池システム１（図１参照）は、通常の運転状態においては、冷却配管６３ａ（図１参照）に冷媒を常時通流させてラジエータ６３（図１参照）で冷却することから、冷媒流量制御弁６２は全開状態に維持される時間が長くなる。
前記したように、燃料電池システム１（図１参照）は、通常の運転状態においては、冷却配管６３ａ（図１参照）に冷媒を常時通流させてラジエータ６３（図１参照）で冷却することから、冷媒流量制御弁６２は全開状態に維持される時間が長くなる。
したがって、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止して冷媒流量制御弁６２を全開状態に維持することで、ＤＣモータ６２ｅへの電力の供給を停止する時間が長くなり、燃料電池スタック１０（図１参照）が発電する電力の、ＤＣモータ６２ｅでの消費量が少なくなる。このことによって、燃料電池スタック１０が発電する電力の消費量を抑制できる。
また、冷媒流量制御弁６２をデフォルト開度に設定して、全開状態に維持することで、例えば燃料電池システム１（図１参照）の動作中に開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）に発生する個別誤差の影響を吸収できる。
従来、図２の（ａ）に示す制御装置３は、冷媒流量制御弁６２を全開状態にする場合、開度センサ６２ｈの検出値に基づいて、冷媒流量制御弁６２を全開状態の近傍に維持するように制御していた。
しかしながら、燃料電池システム１（図１参照）が長時間の連続動作をすると、例えば冷媒流量制御弁６２の周辺に発生する熱や振動によって開度センサ６２ｈに検出誤差が発生し、その検出誤差が個別誤差として蓄積される場合がある。
しかしながら、燃料電池システム１（図１参照）が長時間の連続動作をすると、例えば冷媒流量制御弁６２の周辺に発生する熱や振動によって開度センサ６２ｈに検出誤差が発生し、その検出誤差が個別誤差として蓄積される場合がある。
仮に冷媒流量制御弁６２が全開状態の時に、開度センサ６２ｈにプラス方向（弁開方向）の検出誤差が発生すると、制御装置３は発生した検出誤差をプラス方向の偏差として検出し、この偏差を打ち消す方向に冷媒流量制御弁６２の開度を変化させる。すなわち、制御装置３はバルブ６２ｂを弁閉方向に動作し、冷媒流量制御弁６２の開度は小さくなる。そして、冷媒流量制御弁６２の開度が小さくなることに伴って、冷却配管６３ａ（図１参照）における冷媒の流量が減少し、ラジエータ６３（図１参照）での冷却効率が低下する。
本実施形態においては、冷媒流量制御弁６２をデフォルト開度に設定して、全開状態に維持することから、開度センサ６２ｈに検出誤差が発生しても、冷媒流量制御弁６２はデフォルト開度に維持される。すなわち、開度センサ６２ｈに検出誤差が発生しても冷媒流量制御弁６２は全開状態を維持することができ、冷却配管６３ａ（図１参照）における冷媒の流量が減少しない。したがって、ラジエータ６３（図１参照）での冷却効率が低下しない。
このように、本実施形態においては、開度センサ６２ｈに検出誤差が発生しても、ラジエータ６３での冷却効率が低下しないという優れた効果を奏する。
このように、本実施形態においては、開度センサ６２ｈに検出誤差が発生しても、ラジエータ６３での冷却効率が低下しないという優れた効果を奏する。
さらに、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、例えば冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）がデフォルト開度に設定されているときに、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）が出力する角度信号を常時監視することができる。したがって、制御装置３は、イニシャルチェックで第２基準値Ｓ２を取得する構成の場合、開度センサ６２ｈが出力する角度信号が第２基準値Ｓ２から変化したことを検知することで、開度センサ６２ｈの検出誤差の大きさの変化を常時検知できる。
そして、制御装置３（図２の（ａ）参照）は、開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）の検出誤差の大きさの変化に対応して、冷媒流量制御弁６２（図２の（ａ）参照）の開度と開度センサ６２ｈの検出値の相関関係を、常時補正することができる。
すなわち、制御装置３は、開度センサ６２ｈの検出誤差の大きさに変化があった場合であっても、その変化に対応して速やかに相関関係を補正することができ、このことによって、制御装置３は、常に精度よく冷媒流量制御弁６２の開度を調節できるという優れた効果を奏する。
すなわち、制御装置３は、開度センサ６２ｈの検出誤差の大きさに変化があった場合であっても、その変化に対応して速やかに相関関係を補正することができ、このことによって、制御装置３は、常に精度よく冷媒流量制御弁６２の開度を調節できるという優れた効果を奏する。
また、例えば開度センサ６２ｈ（図２の（ａ）参照）に発生する検出誤差の大きさが、あらかじめ設定される想定値よりも大きい場合や検出誤差の発生頻度が高い場合、制御装置３（図２の（ａ）参照）は開度センサ６２ｈの故障と判定して、運転者に報知する構成としてもよい。
制御装置３が運転者に故障を報知する方法は限定するものではなく、警告灯の点灯や警報音の発報などとすればよい。
制御装置３が運転者に故障を報知する方法は限定するものではなく、警告灯の点灯や警報音の発報などとすればよい。
以上のように、本実施形態に係る燃料電池システムには、燃料電池スタックを経由して冷却ラインを循環する冷媒の流量を調節する、ノーマルオープンタイプの冷媒流量制御弁が備わる。そして、燃料電池システムの制御装置は、例えば燃料電池システムの始動時に、冷媒流量制御弁を全閉状態にして、冷媒流量制御弁に備わる開度センサの第１基準値を取得し、第１基準値に基づいて、冷媒流量制御弁の開度と開度センサの検出値の相関関係を補正する。
また、制御装置は、冷媒流量制御弁をデフォルト開度に設定して開度センサの第２基準値を取得し、第１基準値及び第２基準値に基づいて、冷媒流量制御弁の開度と開度センサの検出値の相関関係を補正する。
さらに、制御装置は、補正した相関関係に基づいて冷媒流量制御弁の開度を調節する。このことによって、冷媒流量制御弁の開度を精度よく調節できるという優れた効果を奏する。
また、制御装置は、冷媒流量制御弁をデフォルト開度に設定して開度センサの第２基準値を取得し、第１基準値及び第２基準値に基づいて、冷媒流量制御弁の開度と開度センサの検出値の相関関係を補正する。
さらに、制御装置は、補正した相関関係に基づいて冷媒流量制御弁の開度を調節する。このことによって、冷媒流量制御弁の開度を精度よく調節できるという優れた効果を奏する。
また、燃料電池システムの始動時で、冷媒が冷却ラインを循環するのに先行してイニシャルチェックを実行することで、冷媒の循環に抗してバルブを回転することがなく、イニシャルチェックにおける消費電力を抑制できるという優れた効果を奏する。
さらに、イニシャルチェック時に冷媒流量制御弁が全閉状態になっても、冷媒が循環していないことから、燃料電池スタックの冷却に与える影響がほとんどないという優れた効果を奏する。
さらに、イニシャルチェック時に冷媒流量制御弁が全閉状態になっても、冷媒が循環していないことから、燃料電池スタックの冷却に与える影響がほとんどないという優れた効果を奏する。
そして、本実施形態においては、冷媒流量制御弁を全開状態にする場合、制御装置はモータ駆動部に指令を与えてＤＣモータへの電力の供給を停止し、冷媒流量制御弁をデフォルト開度に設定する構成とした。この構成によって、燃料電池システムの通常の動作時においてはＤＣモータへの電力の供給が停止され、燃料電池スタックで発電する電力の消費を抑制できるという優れた効果を奏する。
１ 燃料電池システム
３ 制御装置（モード検出手段）
１０ 燃料電池スタック
３１ コンプレッサ
６１ 冷媒ポンプ
６２ 冷媒流量制御弁
６２ｂ バルブ（弁体）
６２ｄ１ リターンスプリング（付勢手段）
６２ｅ ＤＣモータ（弁体駆動手段）
６２ｅ１ モータ駆動部（電力供給手段）
６２ｈ 開度センサ（開度検出手段）
６３ａ 冷却配管
６５ モータ（ポンプ駆動装置）
Ｓ１ 第１基準値
Ｓ２ 第２基準値
３ 制御装置（モード検出手段）
１０ 燃料電池スタック
３１ コンプレッサ
６１ 冷媒ポンプ
６２ 冷媒流量制御弁
６２ｂ バルブ（弁体）
６２ｄ１ リターンスプリング（付勢手段）
６２ｅ ＤＣモータ（弁体駆動手段）
６２ｅ１ モータ駆動部（電力供給手段）
６２ｈ 開度センサ（開度検出手段）
６３ａ 冷却配管
６５ モータ（ポンプ駆動装置）
Ｓ１ 第１基準値
Ｓ２ 第２基準値
Claims (7)
- 燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに空気を供給するコンプレッサと、
前記燃料電池スタックを経由して冷却配管を通流する冷媒の流量を調節する冷媒流量制御弁と、
前記冷媒流量制御弁の開度を検出する開度検出手段と、
前記冷媒を前記冷却配管に通流させる冷媒ポンプと、
前記冷媒流量制御弁の開度を調節する制御装置と、を備え、
前記コンプレッサと前記冷媒ポンプとが、１つのポンプ駆動装置を共有し一体となって駆動する燃料電池システムであって、
前記制御装置は、当該燃料電池システムの始動直後に、前記冷媒流量制御弁を全閉状態にし、全閉状態における前記開度検出手段の検出値を第１基準値として取得し、前記第１基準値に基づいて、前記冷媒流量制御弁の開度を調節することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記制御装置は、前記冷媒流量制御弁を全閉状態にして前記第１基準値を取得し、前記冷媒流量制御弁を全開状態にして、全開状態における前記開度検出手段の検出値を第２基準値として取得し、前記第１基準値及び前記第２基準値に基づいて、前記冷媒流量制御弁の開度を調節することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
- 前記制御装置は、予め設定された前記冷媒流量制御弁の開度と前記開度検出手段の検出値との相関関係を、前記第１基準値に基づいて補正し、
補正された前記相関関係に基づいて、前記冷媒流量制御弁の開度を調節することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。 - 前記冷媒流量制御弁は、
弁体駆動手段の駆動で動作する弁体と、
前記制御装置からの指令に基づいて、前記弁体駆動手段に電力を供給する電力供給手段と、
当該冷媒流量制御弁が全開状態になるように前記弁体を付勢する付勢手段と、を含み、
前記制御装置は、前記冷媒流量制御弁を全開状態にする冷媒流量制御弁未使用モードを検出するモード検出手段を備えるとともに、
前記モード検出手段が、前記冷媒流量制御弁未使用モードを検出した場合、前記制御装置は、前記第１基準値及び前記第２基準値を取得した後に、前記弁体駆動手段への電力の供給を停止するように前記電力供給手段に指令を与え、前記冷媒流量制御弁を全開状態にすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料電池システム。 - 前記制御装置は、
前記モード検出手段が前記冷媒流量制御弁未使用モードを検出した場合であっても、前記燃料電池システムの始動直後に、前記冷媒流量制御弁を全閉状態にして、前記第１基準値を取得し、前記冷媒流量制御弁を全開状態にして、前記第２基準値を取得することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。 - 前記制御装置は、
前記燃料電池システムの始動直後の、前記ポンプ駆動装置が動作していないときに、前記第１基準値を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 - 燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに空気を供給するコンプレッサと、
前記燃料電池スタックを経由して冷却配管を通流する冷媒の流量を調節する冷媒流量制御弁と、
前記冷媒流量制御弁の開度を検出する開度検出手段と、
前記冷媒を前記冷却配管に通流させる冷媒ポンプと、
前記冷媒流量制御弁の開度を調節する制御装置と、を備え、
前記コンプレッサと前記冷媒ポンプは、１つのポンプ駆動装置を共有し一体となって駆動し、
前記冷媒流量制御弁は、
弁体駆動手段の駆動で動作する弁体と、
前記制御装置からの指令に基づいて、前記弁体駆動手段に電力を供給する電力供給手段と、
当該冷媒流量制御弁が全開状態になるように前記弁体を付勢する付勢手段と、を含んでなる燃料電池システムの制御方法であって、
当該燃料電池システムの始動直後に、前記制御装置が、前記冷媒流量制御弁を全閉状態にするステップと、
前記冷媒流量制御弁が全閉状態のときに、前記開度検出手段が検出する検出値を、前記制御装置が第１基準値として取得するステップと、
前記制御装置が、前記冷媒流量制御弁を全開状態にするステップと、
を有することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
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