JP6776216B2 - 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 - Google Patents

燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、気液分離器を備える燃料電池システム及びその制御方法に関する。
特許文献１では、システム始動時の機器の解凍のための暖機に時間を要しない燃料電池システムを提供することを目的としている（［０００４］、要約）。当該目的を達成するため、特許文献１（要約）の燃料電池システムは、燃料電池の運転に伴って、水蒸気を含有するガスが通過するガス給排部を備える。さらに、燃料電池システムは、加熱手段と、加熱制御手段とを有する。前記加熱手段は、前記ガス給排部の少なくとも１つの部位を加熱する。前記加熱制御手段は、前記燃料電池の運転を停止する際、前記加熱手段を用いて前記ガス給排部を所定の期間加熱する。
上記のような構成により下記のような作用及び効果を奏するものとされている（［０００６］）。すなわち、システム内を流れるガスに含まれる水蒸気の冷却により、ガスの給排に係る部分に付着する水分は、燃料電池の運転を停止する際に加熱することで蒸発する。従って、燃料電池システムの停止時に外気による冷却を受けても、加熱したガスの給排に係る部分の凍結による作動不良を回避することができる。さらに、燃料電池システムの始動時に凍結部分を解凍する処理を行なう必要がないため、始動に要する時間を短縮することができる。
特開２００５−０１１７７９号公報
上記のように、特許文献１では、燃料電池の運転を停止する際、加熱手段を用いてガス給排部を所定の期間加熱することで、水分を蒸発させる（要約）。しかしながら、燃料電池システム内の水を検出又は排出する点では改善の余地がある。
本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、燃料電池システム内の水を好適に検出又は排出することが可能な燃料電池システム及びその制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係る燃料電池システムは、
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックへ燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
前記燃料電池スタックへ酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
前記燃料ガス供給部及び前記酸化ガス供給部の少なくとも一方に設置される気液分離器と、
前記燃料電池スタックの温度に相関する相関温度を取得する燃料電池スタック相関温度取得部と、
前記気液分離器の貯水領域の底部に配置される加熱手段と、
前記加熱手段の温度を推定する加熱手段温度推定部と、
前記燃料電池スタックの相関温度と前記加熱手段の温度とに基づいて前記気液分離器内の水の有無を判定する制御部と
を備えることを特徴とする。
本発明によれば、燃料電池スタックの相関温度と加熱手段の温度とに基づいて気液分離器内の水の有無を判定する。そのため、水位レベルセンサ等の追加部品を必要とせず、簡易なシステムで気液分離器内の水の存在を把握することが可能となる。或いは、水位レベルセンサ等の追加部品を設ける場合でも、本発明を適用することで、フェールセーフの点で優れることが可能となる。よって、燃料電池システム内の水を好適に検出又は排出することが可能となる。
前記制御部は、低温始動時に前記加熱手段を用いて加熱制御すると共に、前記水の有無に関する判断結果に基づいて前記加熱手段の加熱量を制御してもよい。これにより、低温始動時の加熱制御を適切に行うことで、水の凍結による閉塞を抑制することが可能となる。
前記気液分離器は貯水領域に溜まった水を排水するドレイン弁を備えてもよい。また、前記制御部は、前記水の有無に関する判断結果に基づいて前記ドレイン弁を駆動させることにより排水制御を行ってもよい。これにより、簡易な構成で気液分離器内の排水制御を行うことが可能となる。
前記制御部は、前記排水制御を実施している間の前記加熱手段の温度変化に基づいて、排水が正常に行われたか否かを判断してもよい。加熱手段の温度変化を見ることにより、排水が完了したか否かを判断するため、簡易且つ低コストの構成で排水制御を実現することが可能となる。
前記制御部は、前記燃料電池スタックの相関温度に対して、前記加熱手段の温度が所定値以上変化したことにより排水が正常に行われたと判断してもよい。熱マスの大きい燃料電池スタックの相関温度を基準として、加熱手段の温度により排水が行われたか否かを判断するため、システム稼働状況に応じた適切な排水判断を行うことが可能となる。
前記制御部は、排水が正常に行われたと判断した後に、前記燃料電池スタックの相関温度に対して、前記加熱手段の温度が所定値より小さく変化したことにより前記気液分離器内に水が残水していたと判断し、排水制御を再度行ってもよい。車両の傾斜により、排水が正常に行われていないにも関わらず排水が完了したと判断する可能性がある。本発明では、車両の傾斜状態が解消され、残水が確認された際には、排水制御が再び行われるので、凍結による閉塞を確実に抑制することが可能となる。
本発明に係る燃料電池システムの制御方法は、
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックへ燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
前記燃料電池スタックへ酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
前記燃料ガス供給部及び前記酸化ガス供給部の少なくとも一方に設置される気液分離器と、
前記燃料電池スタックの温度に相関する相関温度を取得する燃料電池スタック相関温度取得部と、
前記気液分離器の貯水領域の底部に配置される加熱手段と、
前記加熱手段の温度を推定する加熱手段温度推定部と
を備える燃料電池システムの制御方法であって、
前記燃料電池スタックの相関温度と前記加熱手段の温度とに基づいて前記気液分離器内の水の有無を制御部により判定する
ことを特徴とする。
本発明によれば、燃料電池システム内の水を好適に検出又は排出することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る燃料電池システム（以下「ＦＣシステム」ともいう。）のブロック図である。 前記実施形態の気液分離器及びその周辺を簡略的に示す図である。 前記実施形態のＰＴＣヒータの温度−抵抗特性を示す図である。 前記実施形態の気液分離器排水制御の概要を示すフローチャートである。 前記実施形態のＦＣシステム作動時制御のフローチャート（図４のＳ１４の詳細）である。 前記実施形態のＦＣシステム作動時制御を実行する際の各種数値の一例を示すタイムチャートである。 前記実施形態のＦＣシステム起動時制御のフローチャート（図４のＳ１２の詳細）である。 前記実施形態のＦＣシステム起動時制御を実行する際の各種数値の一例を示すタイムチャートである。 前記実施形態のＦＣシステム停止時制御を実行しない場合の各種数値の一例を示すタイムチャートである。 前記実施形態のＦＣシステム停止時制御のフローチャート（図４のＳ１８の詳細）である。
Ａ．一実施形態
＜Ａ−１．構成＞
［Ａ−１−１．全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システム１０（以下「ＦＣシステム１０」ともいう。）のブロック図である。本実施形態のＦＣシステム１０は、車両に用いられるが、その他の用途で用いられてもよい。ＦＣシステム１０は、燃料電池スタック２０（以下「ＦＣスタック２０」又は「ＦＣ２０」という。）と、アノード系２２と、カソード系２４と、制御系２６と、バッテリ２８（図２）とを有する。
ＦＣスタック２０は、例えば、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された燃料電池セルを積層した構造を有する。アノード系２２は、ＦＣ２０に対して水素ガスを供給する。カソード系２４は、ＦＣ２０に対して酸化ガスを供給する。制御系２６は、ＦＣ２０、アノード系２２及びカソード系２４を制御する。
カソード系２４（酸化ガス供給部）の構成は、例えば、特開２０１２−２１９２７６号公報又は特開２０１４−０８０６３４号公報と同様の構成を用いることができる。
［Ａ−１−２．アノード系２２］
（Ａ−１−２−１．概要）
図１に示すように、アノード系２２（燃料ガス供給部）は、水素タンク３０、レギュレータ３２、インジェクタ３４、パージ弁３６、気液分離器３８、圧力センサ４０及び燃料電池温度センサ４２（以下「ＦＣ温度センサ４２」ともいう。）を有する。水素タンク３０は、燃料ガスとしての水素を収容するものであり、配管５０、レギュレータ３２、配管５２、インジェクタ３４及び配管５４を介して、アノード流路５６の入口に接続されている。これにより、水素タンク３０の水素は、配管５０等を介してアノード流路５６に供給可能である。なお、配管５０には、遮断弁（図示せず）が設けられており、ＦＣスタック２０の発電の際、当該遮断弁は、制御系２６の電子制御装置１５２により開とされる。レギュレータ３２は、導入される水素の圧力を所定値に調整して排出する。
インジェクタ３４は、水素タンク３０からの水素をノズルで噴射することで負圧を発生させ、この負圧によって配管５８のアノードオフガスを吸引する。
アノード流路５６の出口は、配管５８を介して、インジェクタ３４の吸気口に接続されている。そして、アノード流路５６から排出されたアノードオフガスは、配管５８を通って、配管５４に再度導入されることでアノードオフガス（水素）が循環する。なお、アノードオフガスは、アノードにおける電極反応で消費されなかった水素及び水蒸気を含んでいる。
気液分離器３８は、配管５８に設けられ、アノードオフガスに含まれる水分｛凝縮水（液体）、水蒸気（気体）｝を分離・回収する。気液分離器３８の詳細については、図２を参照して後述する。
配管５８の一部は、配管６０、パージ弁３６及び配管６２を介して希釈ボックス（図示しない）に接続されている。パージ弁３６は、ＦＣスタック２０の発電が安定していないと判定された場合、制御系２６からの指令に基づき所定時間、開となる。希釈ボックスは、パージ弁３６からの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。
圧力センサ４０は、アノード系２２（ここでは配管５８）内の圧力Ｐを検出して制御系２６に送信する。ＦＣ温度センサ４２（燃料電池スタック相関温度取得部）は、ＦＣ２０の温度Ｔｆｃ（以下「ＦＣ温度Ｔｆｃ」又は「スタック温度Ｔｆｃ」ともいう。）を検出して制御系２６に送信する。
（Ａ−１−２−２．気液分離器３８及びその周辺）
（Ａ−１−２−２−１．概要）
図２は、本実施形態の気液分離器３８及びその周辺を簡略的に示す図である。図２では、気液分離器３８の下側の貯水領域８０に水５００が溜まっている。貯水領域８０に溜まった水５００は、気液分離器３８に接続された排水路８２を介して外部に排出される。排水路８２には、ドレイン弁８４が設けられており、制御系２６からの指令に基づいて開閉する。図２の矢印３００は、ドレイン弁８４が開状態のときの水５００の流れを示す。気液分離器３８の貯水領域８０には、ＰＴＣヒータ９０（ＰＴＣ：Positive Temperature Coefficient）が設けられている。
（Ａ−１−２−２−２．ＰＴＣヒータ９０）
ＰＴＣヒータ９０（以下「ヒータ９０」ともいう。）は、サーミスタであり、制御系２６からの指令に基づいて水５００（凍っている場合を含む。）を加熱する。ヒータ９０は、バッテリ２８からの電流Ｉｆにより発熱する。図２に示すように、ヒータ９０とバッテリ２８の間には、オンオフスイッチ１００と、可変抵抗器１０２と、電流センサ１０４とが配置される。
オンオフスイッチ１００は、制御系２６からの指令に応じてオンオフする。可変抵抗器１０２は、制御系２６からの指令に応じて抵抗を変化させる。これにより、ヒータ９０に印加させる電圧が切り替えられる。また、電流センサ１０４は、バッテリ２８からヒータ９０に供給される電流Ｉｈを検出して制御系２６に通知する。
図３は、本実施形態のＰＴＣヒータ９０の温度−抵抗特性を示す図である。図３に示すように、ヒータ温度ＴｈがＴｈ１のとき、ヒータ抵抗Ｒｈ（以下「抵抗Ｒｈ」ともいう。）が最小値Ｒｈｍｉｎとなる。また、ヒータ温度ＴｈがＴｈ１よりも低くなるほど及び高くなるほどヒータ抵抗Ｒｈは増加する。但し、ヒータ温度ＴｈがＴｈ１よりも低くなるときよりも高くなるときの方がヒータ抵抗Ｒｈの増加度合いは大きい。
［Ａ−１−３．制御系２６］
（Ａ−１−３−１．制御系２６の概要）
図１に示すように、制御系２６は、各種センサ１５０と、電子制御装置１５２（以下「ＥＣＵ１５２」という。）と、タイマ回路１５４とを有する。
（Ａ−１−３−２．各種センサ１５０）
各種センサ１５０は、ＥＣＵ１５２による制御に必要な各種センサ値を検出してＥＣＵ１５２に出力する。各種センサ１５０には、外気温センサ１６０が含まれる。外気温センサ１６０は、車両の外気温Ｔを検出してＥＣＵ１５２に出力する。圧力センサ４０、ＦＣ温度センサ４２及び電流センサ１０４を各種センサ１５０に含めてもよい。
（Ａ−１−３−３．ＥＣＵ１５２）
（Ａ−１−３−３−１．ＥＣＵ１５２の概要）
ＥＣＵ１５２は、ＦＣシステム１０全体を制御するコンピュータである。図１に示すように、ＥＣＵ１５２は、入出力部１７０、演算部１７２及び記憶部１７４を有する。
（Ａ−１−３−３−２．入出力部１７０）
入出力部１７０は、ＥＣＵ１５２以外の機器（各種センサ１５０等）との入出力を行う。入出力部１７０は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないＡ／Ｄ変換回路を備える。
（Ａ−１−３−３−３．演算部１７２）
演算部１７２は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む。演算部１７２は、各種センサ１５０等からの信号に基づいて演算を行う。そして、演算部１７２は、演算結果に基づき、アノード系２２及びカソード系２４に対する信号を生成する。
図１に示すように、演算部１７２は、ＦＣ出力制御部１８０と、ヒータ温度算出部１８２と、ヒータ制御部１８４と、排水制御部１８６とを有する。これらの各部は、記憶部１７４に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。前記プログラムは、図示しない通信装置を介して外部機器から供給されてもよい。前記プログラムの一部をハードウェア（回路部品）で構成することもできる。
ＦＣ出力制御部１８０は、ＦＣ２０の出力を制御するＦＣ出力制御を実行する。ＦＣ出力制御は、車両全体の駆動力を制御する、図示しない統合制御電子制御装置（以下「統合制御ＥＣＵ」ともいう。）からの指令に基づいて行われる。
ヒータ温度算出部１８２（加熱手段温度推定部）は、ＰＴＣヒータ９０の温度Ｔｈを算出又は推定するヒータ温度算出制御を実行する。ヒータ制御部１８４は、ＰＴＣヒータ９０のオンオフ等を制御するヒータ制御を実行する。排水制御部１８６は、気液分離器３８内の水５００の排出を制御する気液分離器排水制御を実行する。
（Ａ−１−３−３−４．記憶部１７４）
記憶部１７４は、演算部１７２が利用するプログラム及びデータを記憶する。記憶部１７４は、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）を備える。ＲＡＭとしては、レジスタ等の揮発性メモリと、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを用いることができる。また、記憶部１７４は、ＲＡＭに加え、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）及び／又はソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）を有してもよい。
（Ａ−１−３−４．タイマ回路１５４）
タイマ回路１５４は、ＥＣＵ１５２がオンになるタイミングを設定し、当該タイミングが来たときにＥＣＵ１５２をオンにする。
＜Ａ−２．本実施形態の気液分離器排水制御＞
［Ａ−２−１．概要］
上記のように、本実施形態のＥＣＵ１５２は、気液分離器排水制御を実行する。気液分離器排水制御では、気液分離器３８内に水５００が所定量以上溜まった場合、ドレイン弁８４を開いて水５００を外部に排水する。但し、ここでの所定量は、直接的に水５００の量を量るのではなく、ヒータ抵抗Ｒｈを用いる。
以下に述べるように、気液分離器排水制御では、大きく分けて、ＦＣシステム起動時制御と、ＦＣシステム作動時制御と、ＦＣシステム停止時制御とを含む。ＦＣシステム起動時制御（以下「起動時制御」ともいう。）は、ＦＣシステム１０の起動時（又は発電開始時）において、ＰＴＣヒータ９０により気液分離器３８内を暖機する制御である。起動時制御自体では排水を行わず、後に続くＦＣシステム作動時制御で排水を行う点に留意されたい。
ＦＣシステム作動時制御（以下「作動時制御」ともいう。）は、ＦＣシステム１０の作動時（又は発電中）において、気液分離器３８内の水５００を排出する制御であり、起動時制御に続いて行われる。
ＦＣシステム停止時制御（以下「停止時制御」ともいう。）は、ＦＣシステム１０の停止時（又は発電停止時）において、気液分離器３８内の水５００を排出する制御であり、作動時制御に続いて行われる。また、１度の停止時制御が行われた後、起動時制御が所定期間行われなかった場合、停止時制御が繰り返される。
［Ａ−２−２．気液分離器排水制御の全体的な流れ］
図４は、本実施形態の気液分離器排水制御の概要を示すフローチャートである。ステップＳ１１において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣシステム１０が起動したか否かを判定する。当該判定は、例えば、ＦＣ出力制御部１８０からの通知により行う。ＦＣシステム１０が起動した場合（Ｓ１１：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、ＥＣＵ１５２は、起動時制御を実行する。起動時制御については、図７及び図８を参照して後述する。ステップＳ１２の後、ステップＳ１４に進む。
ＦＣシステム１０が起動していない場合（Ｓ１１：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣシステム１０が作動中であるか否かを判定する。当該判定は、例えば、ＦＣ出力制御部１８０からの通知により行う。ＦＣシステム１０が作動中である場合（Ｓ１３：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、ＥＣＵ１５２は、作動時制御を実行する。作動時制御については、図５及び図６を参照して後述する。
ステップＳ１５において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣシステム１０が停止したか否かを判定する。当該判定は、例えば、ＦＣ出力制御部１８０からの通知により行う。ＦＣシステム１０が停止した場合（Ｓ１５：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１８に進む。ＦＣシステム１０が停止していない場合（Ｓ１５：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１４に戻る。
ステップＳ１３においてＦＣシステム１０が作動中でない場合（Ｓ１３：ＦＡＬＳＥ）、ＦＣシステム１０は停止中である。その場合、ステップＳ１６において、ＥＣＵ１５２は、停止時制御の実行タイミングが到来したか否かを判定する。当該判定は、例えば、タイマ回路１５４が監視することにより行う。停止時制御の実行タイミングが到来した場合（Ｓ１６：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１７に進む。停止時制御の実行タイミングが到来していない場合（Ｓ１６：ＦＡＬＳＥ）、今回の気液分離器排水制御を終了し、所定時間の経過後にステップＳ１１に戻る。
ステップＳ１７において、ＥＣＵ１５２は、タイマ回路１５４によりオンする。ステップＳ１８において、ＥＣＵ１５２は、停止時制御を実行する。停止時制御については、図１０を参照して後述する。ステップＳ１９において、ＥＣＵ１５２は、タイマ回路１５４における停止時制御の実行タイミングを設定又は更新する。ステップＳ２０において、ＥＣＵ１５２は、オフ（又はスリープモード）となる。そして、今回の気液分離器排水制御を終了し、所定時間の経過後にステップＳ１１に戻る。
［Ａ−２−３．ＦＣシステム作動時制御］
理解の容易化のため、以下では、起動時制御（図４のＳ１２）よりも先に作動時制御（Ｓ１４）について説明する。上記のように、作動時制御は、ＦＣシステム１０の作動時（又は発電中）において、気液分離器３８内の水５００を排出する制御であり、起動時制御に続いて行われる。
図５は、本実施形態のＦＣシステム作動時制御のフローチャート（図４のＳ１４の詳細）である。図６は、本実施形態のＦＣシステム作動時制御を実行する際の各種数値の一例を示すタイムチャートである。図６では、ヒータ温度Ｔｈ、ＦＣ温度Ｔｆｃ、気液分離器３８内の水量Ｑ［Ｌ］及びヒータ抵抗Ｒｈが示されている。
図５のステップＳ２１〜Ｓ２５では、気液分離器３８内に水５００が溜まっているか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２１において、ＥＣＵ１５２は、ＰＴＣヒータ９０をオンする（図６の時点ｔ１１）。ステップＳ２２において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣ温度センサ４２からのＦＣ温度Ｔｆｃと、電流センサ１０４からのヒータ電流Ｉｈと、ヒータ９０に印加されているヒータ電圧Ｖｈとを取得する。ヒータ電圧Ｖｈは、バッテリ２８の出力電圧と、ＥＣＵ１５２が設定している可変抵抗器１０２の抵抗とに基づいて算出する。
ステップＳ２３において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ電流Ｉｈとヒータ９０への印加電圧Ｖｈに基づいてヒータ抵抗Ｒｈを算出する（Ｒｈ＝Ｖｈ／Ｉｈ）。
ステップＳ２４において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ抵抗Ｒｈに基づいてヒータ温度Ｔｈを算出する。すなわち、ヒータ抵抗Ｒｈとヒータ温度Ｔｈの関係を規定したマップ２００（Ｔｈ−Ｒｈマップ２００。図３）を記憶部１７４に予め記憶しておく。そして、ＥＣＵ１５２は、ヒータ抵抗Ｒｈに対応するヒータ温度ＴｈをＴｈ−Ｒｈマップ２００から読み出して用いる。
なお、図３に示したように、ＰＴＣヒータ９０は、抵抗Ｒｈの最小値Ｒｈｍｉｎを有し、その前後が最小値Ｒｈｍｉｎよりも大きくなる。そのようなヒータ９０の場合、図示しない冷媒の温度又は水素ガスの温度を考慮して、抵抗Ｒｈが最小値Ｒｈｍｉｎよりも大きいか又は小さいかを判定する。
図５に戻り、ステップＳ２５において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ温度ＴｈとＦＣ温度Ｔｆｃの差ΔＴ（以下「温度差ΔＴ」ともいう。）が第１温度差閾値ＴＨΔＴ１以下であるか否かを判定する。第１温度差閾値ＴＨΔＴ１は、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００に浸かっているか否かを判定する閾値である。すなわち、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００に浸かっている場合、温度差ΔＴは比較的小さくなり、ＰＴＣヒータ９０が水５００に浸かっていない場合、温度差ΔＴは比較的大きくなる。これらの状態を区別するために第１温度差閾値ＴＨΔＴ１が用いられる。
温度差ΔＴが第１温度差閾値ＴＨΔＴ１以下でない場合（Ｓ２５：ＦＡＬＳＥ）、ＰＴＣヒータ９０は水５００に浸かっていない。換言すると、水５００の水量Ｑは水量閾値ＴＨｑ以下である。そこで、ステップＳ２６において、ＥＣＵ１５２は、ＰＴＣヒータ９０を所定時間オフにし、その後、ステップＳ２１に戻る。温度差ΔＴが第１温度差閾値ＴＨΔＴ１以下である場合（Ｓ２５：ＴＲＵＥ）、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００に浸かっている。その場合、ステップＳ２７において、ＥＣＵ１５２は、ＰＴＣヒータ９０をオフにする。
図５のステップＳ２８〜Ｓ３４では、気液分離器３８内の水５００を外部に排出する。このうち、ステップＳ２８〜Ｓ３１は、気液分離器３８内に残水がないとの判定を仮に行うものである。車両の傾きによっては、ステップＳ２８〜Ｓ３１の判定では、残水がないとの誤判定を行う可能性がある。そこで、ステップＳ３２〜Ｓ３７では、ステップＳ２８〜Ｓ３１から時間を置いて、再度、気液分離器３８内に残水がないことを確認する。
図５のステップＳ２８において、ＥＣＵ１５２は、ドレイン弁８４を開く（図６の時点ｔ１２）。これにより、気液分離器３８内の水５００がドレイン弁８４を介して外部に排出され始める。ステップＳ２９において、ＥＣＵ１５２は、ＰＴＣヒータ９０をオンにする。なお、図５のステップＳ２７とステップＳ２９の間の時間が短い場合、ステップＳ２７、Ｓ２９の両方を省略してもよい。
ステップＳ３０において、ＥＣＵ１５２は、ステップＳ２２、Ｓ２３と同様の方法でヒータ抵抗Ｒｈを取得又は算出する。ステップＳ３１において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ抵抗Ｒｈが第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１以上であるか否かを判定する。第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１は、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００の中に浸かっている場合には取り得ないほどの温度として設定される。ヒータ抵抗Ｒｈが第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１以上でない場合（Ｓ３１：ＦＡＬＳＥ）、ＰＴＣヒータ９０の加熱は不十分であり、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００の中に浸かっている可能性がある。その場合、ステップＳ３０に戻る。ヒータ抵抗Ｒｈが第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１以上である場合（Ｓ３１：ＴＲＵＥ）、ＰＴＣヒータ９０が十分に加熱され、ＰＴＣヒータ９０は、水５００の中に浸かっていないと考えられる（図６の時点ｔ１３）。その場合、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２において、ＥＣＵ１５２は、カウント値ＣＮＴをリセットする。ステップＳ３３において、ＥＣＵ１５２は、カウント値ＣＮＴが第１カウント閾値ＴＨｃｎｔ１以上であるか否かを判定する。第１カウント閾値ＴＨｃｎｔ１は、ステップＳ３１の時点において車両が傾斜していた場合でも、その後に傾斜がなくなるまでの時間を十分に確保するように設定される。カウント値ＣＮＴが第１カウント閾値ＴＨｃｎｔ１以上でない場合（Ｓ３３：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ３４において、ＥＣＵ１５２は、カウント値ＣＮＴを１増加させてステップＳ３３に戻る。カウント値ＣＮＴが第１カウント閾値ＴＨｃｎｔ１以上である場合（Ｓ３３：ＴＲＵＥ）、ステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５において、ＥＣＵ１５２は、ドレイン弁８４を閉じる（図６の時点ｔ１４）。ステップＳ３６において、ＥＣＵ１５２は、ステップＳ３０と同様にヒータ抵抗Ｒｈを取得する。ステップＳ３７において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ抵抗Ｒｈが第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ３７は、ステップＳ３１と同様に行われるが、互いに異なる第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１を用いてもよい。
ヒータ抵抗Ｒｈが第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１以上でない場合（Ｓ３７：ＦＡＬＳＥ）、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００の中に浸かっている可能性がある。すなわち、ステップＳ３１の時点では、車両が傾いていたため、ＰＴＣヒータ９０が水５００に浸かっていなかったが、その後、車両の傾きが変化したため、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００に浸かっていると考えられる。その場合、ステップＳ２８に戻る。ヒータ抵抗Ｒｈが第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１以上である場合（Ｓ３７：ＴＲＵＥ）、ＰＴＣヒータ９０は、水５００の中に浸かっていないとの判定を確定し、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８において、ＥＣＵ１５２は、ＰＴＣヒータ９０をオフにして今回の作動時制御を終了する（図６の時点ｔ１５）。
［Ａ−２−４．ＦＣシステム起動時制御］
上記のように、ＦＣシステム起動時制御（図４のＳ１２）は、ＦＣシステム１０の起動時（又は発電開始時）において、ＰＴＣヒータ９０により気液分離器３８内を暖機する制御である。起動時制御自体では排水を行わず、後に続くＦＣシステム作動時制御で排水を行う点に留意されたい。
図７は、本実施形態のＦＣシステム起動時制御のフローチャート（図４のＳ１２の詳細）である。図８は、本実施形態のＦＣシステム起動時制御を実行する際の各種数値の一例を示すタイムチャートである。図８では、ヒータ抵抗Ｒｈ、ヒータ温度Ｔｈ及びＦＣ温度Ｔｆｃが示されている。
図７のステップＳ５１、Ｓ５２では、ＰＴＣヒータ９０による加熱の必要性を判定する。すなわち、ステップＳ５１において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣ温度センサ４２からＦＣ温度Ｔｆｃを取得する。ステップＳ５２において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣ温度Ｔｆｃが第１温度閾値ＴＨｔｆｃ１以下であるか否かを判定する。第１温度閾値ＴＨｔｆｃ１は、ＦＣ２０が極低温状態にあるか否かを判定する閾値であり、例えば、−１０〜−４０℃の範囲で設定される。ＦＣ温度Ｔｆｃが第１温度閾値ＴＨｔｆｃ１以下でない場合（Ｓ５２：ＦＡＬＳＥ）、今回の起動時制御を終了する。ＦＣ温度Ｔｆｃが第１温度閾値ＴＨｔｆｃ１以下である場合（Ｓ５２：ＴＲＵＥ）、ステップＳ５３に進む。
ステップＳ５３において、ＥＣＵ１５２は、ＰＴＣヒータ９０をオンする（図８の時点ｔ２１）。これにより、ヒータ抵抗ＲｈはＲｈ１まで増加し、ヒータ温度ＴｈはＴｈ１まで増加する（図８の時点ｔ２２）。ＰＴＣヒータ９０のオンに伴い、ＥＣＵ１５２は、ＦＣ２０の発電を開始する。
ステップＳ５４、Ｓ５５において、気液分離器３８内に氷がある場合、ＰＴＣヒータ９０又はＦＣ２０の作動により氷が解けて、ＰＴＣヒータ９０の周辺に水５００が溜まっている状態であるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ５４において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣ温度Ｔｆｃを取得又は更新する。ステップＳ５５において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣ温度Ｔｆｃが第２温度閾値ＴＨｔｆｃ２以上であるか否かを判定する。ＦＣ温度Ｔｆｃが第２温度閾値ＴＨｔｆｃ２以上でない場合（Ｓ５５：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ５４に戻る。ＦＣ温度Ｔｆｃが第２温度閾値ＴＨｔｆｃ２以上である場合（Ｓ５５：ＴＲＵＥ）、ステップＳ５６に進む（図８の時点ｔ２３）。
ステップＳ５４、Ｓ５５の代わりに、例えば、ＰＴＣヒータ９０のオン開始からの時間を用いてもよい。或いは、ヒータ抵抗Ｒｈの変化をステップＳ５４、Ｓ５５の代わりに用いることも可能である。
ステップＳ５６において、ＥＣＵ１５２は、図５のステップＳ２２、Ｓ２３と同様の方法により、ヒータ抵抗Ｒｈを取得する。ステップＳ５７において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ抵抗Ｒｈが第２抵抗閾値ＴＨｒｈ２以上であるか否かを判定する。第２抵抗閾値ＴＨｒｈ２は、ＰＴＣヒータ９０が十分に加熱されているか否かを判定する閾値である。ヒータ抵抗Ｒｈが第２抵抗閾値ＴＨｒｈ２以上でない場合（Ｓ５７：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ５８において、ＥＣＵ１５２は、可変抵抗器１０２（図２）を制御してＰＴＣヒータ９０への印加電圧Ｖｈを増加させ、ステップＳ５６に戻る。図８の時点ｔ２４〜ｔ２５における破線で示すヒータ温度Ｔｈが、印加電圧Ｖｈの増加を行う場合の値であり、時点ｔ２４〜ｔ２５における実線で示すヒータ温度Ｔｈが、印加電圧Ｖｈの増加を行わない場合の値である。
ヒータ抵抗Ｒｈが第２抵抗閾値ＴＨｒｈ２以上である場合（Ｓ５７：ＴＲＵＥ）、ステップＳ５９に進む。ステップＳ５９において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ抵抗Ｒｈを取得する。ステップＳ６０において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ抵抗Ｒｈに基づいてヒータ温度Ｔｈを算出する。ステップＳ６０は、図５のステップＳ２４と同様に行う。
ステップＳ６１において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ温度ＴｈとＦＣ温度Ｔｆｃの温度差ΔＴが第２温度差閾値ＴＨΔＴ２以上であるか否かを判定する。第２温度差閾値ＴＨΔＴ２は、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００に浸かっているか否かを判定する閾値である。すなわち、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００に浸かっている場合、温度差ΔＴは比較的小さくなり、ＰＴＣヒータ９０が水５００に浸かっていない場合、温度差ΔＴは比較的大きくなる。これらの状態を区別するために第２温度差閾値ＴＨΔＴ２が用いられる。
温度差ΔＴが第２温度差閾値ＴＨΔＴ２以上でない場合（Ｓ６１：ＦＡＬＳＥ）、ＰＴＣヒータ９０の一部又は全部が水５００に浸かっている。そこで、ＰＴＣヒータ９０の作動を継続し、ステップＳ５９に戻る。温度差ΔＴが第２温度差閾値ＴＨΔＴ２以上である場合（Ｓ６１：ＴＲＵＥ）、ＰＴＣヒータ９０は、水５００に浸かっていない。そこで、ステップＳ６２に進む。
ステップＳ６２において、ＥＣＵ１５２は、カウント値ＣＮＴをリセットする。ステップＳ６３において、ＥＣＵ１５２は、カウント値ＣＮＴが第２カウント閾値ＴＨｃｎｔ２以上であるか否かを判定する。第２カウント閾値ＴＨｃｎｔ２は、気液分離器３８内の生成水が十分暖められることを確保する時間である。カウント値ＣＮＴが第２カウント閾値ＴＨｃｎｔ２以上でない場合（Ｓ６３：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ６４において、ＥＣＵ１５２は、カウント値ＣＮＴを１増加させてステップＳ６３に戻る。カウント値ＣＮＴが第２カウント閾値ＴＨｃｎｔ２以上である場合（Ｓ６３：ＴＲＵＥ）、ステップＳ６５に進む。
ステップＳ６５において、ＥＣＵ１５２は、ＰＴＣヒータ９０をオフする（図８の時点ｔ２６）。
［Ａ−２−５．ＦＣシステム停止時制御］
上記のように、ＦＣシステム停止時制御は、ＦＣシステム１０の停止時（又は発電停止時）において、気液分離器３８内の水５００を排出する制御であり、作動時制御に続いて行われる。また、１度の停止時制御が行われた後、起動時制御が所定期間行われなかった場合、停止時制御が繰り返される。
図９は、本実施形態のＦＣシステム停止時制御を実行しない場合の各種数値の一例を示すタイムチャートである。図９では、ヒータ温度Ｔｈ、ＦＣ温度Ｔｆｃ及びヒータ抵抗Ｒｈが示されている。
図９の時点ｔ３１〜ｔ３２の間は、ＦＣシステム１０が発電中である。その際、ヒータ９０はオフであったため、ヒータ温度Ｔｈは、ＦＣ２０の周辺補機と同様の温度となる。すなわち、ＦＣ２０の発熱等により、ヒータ温度Ｔｈは、外気温よりも高い値となる。
時点ｔ３２において、ＦＣシステム１０が停止した。これにより、ＦＣ２０による発熱が停止する。加えて、日没等に伴って外気温が低下していく。そのため、時点ｔ３２からＦＣ温度Ｔｆｃ及びヒータ温度Ｔｈが低下していく。
ＦＣシステム１０の発電中（ｔ３１〜ｔ３２）は、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ温度Ｔｈは、比較的近い値で推移する。ＦＣシステム１０の停止後、熱マスの大きいＦＣ２０の温度低下は緩やかであるのに対し、ヒータ９０及びその他の周辺補機の温度低下は比較的急である。
そのため、ＦＣ温度Ｔｆｃよりも先にヒータ温度Ｔｈが０℃に到達し（時点ｔ３３）、その他の周辺補機が凍結し始める。その後の時点ｔ３４においてＦＣ温度Ｔｆｃが０℃に到達する。従って、ＦＣ温度Ｔｆｃに基づいてその他の周辺補機の温度を監視しようとすると誤差が大きくなり、その他の周辺補機の凍結を十分に判定することが困難となる。
そこで、本実施形態では、ＦＣ温度Ｔｆｃではなく、ヒータ温度Ｔｈを用いて、その他の周辺補機の温度を監視する。
図１０は、本実施形態のＦＣシステム停止時制御のフローチャート（図４のＳ１８の詳細）である。停止時制御は、例えば図９の時点ｔ３２から開始される。図１０のステップＳ８１において、ＥＣＵ１５２は、図５のステップＳ２２、Ｓ２３と同様の方法で、ヒータ抵抗Ｒｈを取得する。ステップＳ８２において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ抵抗Ｒｈに基づいてヒータ温度Ｔｈを算出する。
ステップＳ８３において、ＥＣＵ１５２は、ヒータ温度Ｔｈが第３温度閾値ＴＨｔｈ３以下であるか否かを判定する。第３温度閾値ＴＨｔｈ３は、水５００が凍結し始めることを判定する閾値であり、例えば−１〜３℃の範囲の固定値として設定され、図９では０℃に設定されている。ヒータ温度Ｔｈが第３温度閾値ＴＨｔｈ３以下でない場合（Ｓ８３：ＦＡＬＳＥ）、今回の停止時制御を終了する。ヒータ温度Ｔｈが第３温度閾値ＴＨｔｈ３以下である場合（Ｓ８３：ＴＲＵＥ）、ステップＳ８４に進む。
ステップＳ８４において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣシステム１０を起動する（図９の時点ｔ３３）。ＦＣシステム１０の起動に伴って、ＰＴＣヒータ９０をオンにするため、図９のような例では、時点ｔ３３においてヒータ温度Ｔｈが上昇することになる（図９では、ヒータ温度Ｔｈの上昇は示していない。）。
ステップＳ８５において、ＥＣＵ１５２は、停止時排水制御を実行する。停止時排水制御は、図５のステップＳ２１〜Ｓ２５、Ｓ２７〜Ｓ３１、Ｓ３５、Ｓ３８を行う。ステップＳ８６において、ＥＣＵ１５２は、ＦＣシステム１０を停止して、今回の停止時制御を終了する。
＜Ａ−３．本実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態によれば、ＦＣ温度Ｔｆｃ（燃料電池スタックの相関温度）とヒータ温度Ｔｈ（加熱手段の温度）とに基づいて気液分離器３８内の水５００の有無を判定する（図５のＳ２５）。そのため、水位レベルセンサ等の追加部品を必要とせず、簡易なシステムで気液分離器３８内の水５００の存在を把握することが可能となる。或いは、水位レベルセンサ等の追加部品を設ける場合でも、本実施形態を適用することで、フェールセーフの点で優れることが可能となる。よって、ＦＣシステム１０内の水５００を好適に検出又は排出することが可能となる。
本実施形態において、ＥＣＵ１５２（制御部）は、低温始動時（図７のＳ５２：ＴＲＵＥ）にＰＴＣヒータ９０（加熱手段）を用いて加熱制御する（Ｓ５３）と共に、水５００の有無に関する判断結果に基づいてヒータ９０の加熱量を制御する（Ｓ５６〜Ｓ５８）。これにより、低温始動時の加熱制御を適切に行うことで、水５００の凍結による閉塞を抑制することが可能となる。
本実施形態において、気液分離器３８は貯水領域８０に溜まった水５００を排水するドレイン弁８４を備える（図２）。また、ＥＣＵ１５２（制御部）は、水５００の有無に関する判断結果に基づいてドレイン弁８４を駆動させる（図５のＳ２８）ことにより排水制御を行う。これにより、簡易な構成で気液分離器３８内の排水制御を行うことが可能となる。
本実施形態において、ＥＣＵ１５２（制御部）は、排水制御を実施している間のＰＴＣヒータ９０（加熱手段）の抵抗Ｒｈに基づいて、排水が正常に行われたか否かを判断する（図５のＳ３０、Ｓ３１）。ヒータ抵抗Ｒｈを見ることにより、排水が完了したか否かを判断するため、簡易且つ低コストの構成で排水制御を実現することが可能となる。
本実施形態において、ＥＣＵ１５２（制御部）は、ヒータ抵抗Ｒｈ（加熱手段の抵抗）が第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１以上になったこと（図５のＳ３１：ＴＲＵＥ）により排水が正常に行われたと判断する。これにより、簡易に排水の正常終了を判定することが可能となる。
本実施形態において、ＥＣＵ１５２（制御部）は、排水が正常に行われたと判断した（図５のＳ３１：ＴＲＵＥ）後に、ヒータ抵抗Ｒｈが第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１未満になったこと（Ｓ３７：ＦＡＬＳＥ）により気液分離器３８内に水５００が残水していたと判断し、排水制御を再度行う（Ｓ２８〜Ｓ３５）。
ＦＣシステム１０（又はこれが設けられた車両（移動体））の傾斜により、排水が正常に行われていないにも関わらず排水が完了したと判断する可能性がある。本実施形態では、ＦＣシステム１０の傾斜状態が解消され、残水が確認された際には、排水制御が再び行われるので、凍結による閉塞を確実に抑制することが可能となる。
Ｂ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
＜Ｂ−１．適用対象＞
上記実施形態では、ＦＣシステム１０が生成した電力を、燃料電池車両（ＦＣＶ）に供給することを想定していた。しかしながら、例えば、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ温度Ｔｈとに基づいて気液分離器３８内の水５００の有無を判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、ＦＣシステム１０が生成した電力は、住宅等に供給してもよい。
＜Ｂ−２．気液分離器３８＞
上記実施形態では、気液分離器３８をアノード系２２に設けた（図１）。しかしながら、例えば、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ温度Ｔｈとに基づいて気液分離器３８内の水５００の有無を判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、気液分離器３８は、アノード系２２に加えて又はこれに代えて、カソード系２４に設けてもよい。
＜Ｂ−３．ＥＣＵ１５２の制御＞
［Ｂ−３−１．気液分離器排水制御全般］
上記実施形態の気液分離器排水制御では、図７に示す起動時制御と、図５に示す作動時制御と、図１０に示す停止時制御を組み合わせた。しかしながら、例えば、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ温度Ｔｈとに基づいて気液分離器３８内の水５００の有無を判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、図７に示す以外の方法で起動時制御を行うことも可能である。或いは、図５に示す方法以外で作動時制御を行うことも可能である。或いは、図１０に示す以外の方法で停止時制御を行うことも可能である。
［Ｂ−３−２．起動時制御］
上記実施形態の起動時制御では、可変抵抗器１０２（図２）を用いてＰＴＣヒータ９０への印加電圧Ｖｈを変化させた（図７のＳ５６〜Ｓ５８）。しかしながら、例えば、ヒータ９０への印加電圧Ｖｈを変化させる観点からすれば、これに限らない。例えば、コンバータを用いてＰＴＣヒータ９０への印加電圧Ｖｈを変化させてもよい。
上記実施形態の起動時制御では、ヒータ抵抗Ｒｈに基づいてＰＴＣヒータ９０への印加電圧Ｖｈを変化させた（図７のＳ５６〜Ｓ５８）。しかしながら、例えば、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ温度Ｔｈとに基づいて気液分離器３８内の水５００の有無を判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、ＰＴＣヒータ９０への印加電圧Ｖｈは一定としてもよい。
［Ｂ−３−３．作動時制御］
上記実施形態では、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ温度Ｔｈとに基づいて気液分離器３８内の水５００の有無を判定した（図５のＳ２５）。しかしながら、例えば、ＦＣスタック２０の温度に相関する燃料電池スタックの相関温度と、気液分離器３８の貯水領域８０の底部に配置される加熱手段の温度に相関する加熱手段温度とに基づいて気液分離器３８内の水５００の有無を判定する観点からすれば、これに限らない。ＦＣ温度Ｔｆｃ（スタック温度Ｔｆｃ）の代わりに、例えば、ＦＣ２０を冷却する冷媒の温度を燃料電池スタック相関温度として用いることも可能である。
上記実施形態において、ＥＣＵ１５２（制御部）は、排水制御を実施している間のＰＴＣヒータ９０（加熱手段）の抵抗Ｒｈに基づいて、排水が正常に行われたか否かを判断した（図５のＳ３０、Ｓ３１）。しかしながら、気液分離器３８の排水が完了したか否かを判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、ＥＣＵ１５２（制御部）は、排水制御を実施している間のＰＴＣヒータ９０（加熱手段）の温度変化に基づいて、排水が正常に行われたか否かを判断してもよい。ヒータ９０の温度変化を見ることにより、排水が完了したか否かを判断するため、簡易且つ低コストの構成で排水制御を実現することが可能となる。
上記実施形態において、ＥＣＵ１５２（制御部）は、ヒータ抵抗Ｒｈ（加熱手段の抵抗）が第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１以上になったこと（図５のＳ３１：ＴＲＵＥ）により排水が正常に行われたと判断した。しかしながら、例えば、気液分離器３８の排水が完了したか否かを判定する観点からすれば、これに限らない。
例えば、ＥＣＵ１５２（制御部）は、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ温度Ｔｈとの差ΔＴに基づいて、換言すると、ＦＣ温度Ｔｆｃに対して、ヒータ温度Ｔｈが所定値以上変化したことにより排水が正常に行われたと判断してもよい。熱マスの大きいＦＣスタック２０のＦＣ温度Ｔｆｃを基準として、ヒータ温度Ｔｈにより排水が行われたか否かを判断するため、システム稼働状況に応じた適切な排水判断を行うことが可能となる。
上記実施形態において、ＥＣＵ１５２（制御部）は、排水が正常に行われたと判断した（図５のＳ３１：ＴＲＵＥ）後に、ヒータ抵抗Ｒｈが第１抵抗閾値ＴＨｒｈ１未満になったこと（Ｓ３７：ＦＡＬＳＥ）により気液分離器３８内に水５００が残水していたと判断し、排水制御を再度行った（Ｓ２８〜Ｓ３５）。しかしながら、例えば、ＦＣ温度Ｔｆｃとヒータ温度Ｔｈとに基づいて気液分離器３８内の水５００の有無を判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、図５のステップＳ３２〜Ｓ３４は省略することも可能である。
［Ｂ−３−４．停止時制御］
上記実施形態の停止時制御では、停止時排水制御（図１０のＳ８５）の内容を、図５のステップＳ２１〜Ｓ２５、Ｓ２７〜Ｓ３１、Ｓ３５、Ｓ３８と同様とした。しかしながら、例えば、気液分離器３８内の水５００を排出する観点からすれば、これに限らない。
［Ｂ−３−５．その他］
上記実施形態では、数値の比較において等号を含む場合と含まない場合とが存在した。しかしながら、例えば、等号を含む又は等号を外す特別な意味がなければ（換言すると、本発明の効果を得られる場合）、数値の比較において等号を含ませるか或いは含ませないかは任意に設定可能である。
その意味において、例えば、図５のステップＳ２５における温度差ΔＴが第１温度差閾値ＴＨΔＴ１以下であるか否かの判定を、温度差ΔＴが第１温度差閾値ＴＨΔＴ１未満であるか否かの判定に置き換えることができる。
上記実施形態では、図４、図５、図７及び図１０に示すフローを用いた。しかしながら、例えば、本発明の効果を得られる場合、フローの内容（各ステップの順番）は、これに限らない。例えば図５のステップＳ３５とステップＳ３６の順番を入れ替えることが可能である。
２０…燃料電池スタック ２２…アノード系（燃料ガス供給部）
２４…カソード系（酸化ガス供給部） ３８…気液分離器
４２…ＦＣ温度センサ（燃料電池スタック相関温度取得部）
８０…貯水領域 ８４…ドレイン弁
９０…ＰＴＣヒータ（加熱手段）
１８２…ヒータ温度算出部（加熱手段温度推定部）
１８６…排水制御部（制御部） ５００…水
Ｔｆｃ…ＦＣ温度（燃料電池スタック相関温度）
Ｔｈ…ヒータ温度（加熱手段の温度）

Claims (7)

  1. 燃料電池スタックと、
    前記燃料電池スタックへ燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
    前記燃料電池スタックへ酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
    前記燃料ガス供給部及び前記酸化ガス供給部の少なくとも一方に設置される気液分離器と、
    前記燃料電池スタックの温度に相関する相関温度を取得する燃料電池スタック相関温度取得部と、
    前記気液分離器の貯水領域の底部に配置される加熱手段と、
    前記加熱手段の温度を推定する加熱手段温度推定部と、
    前記燃料電池スタックの相関温度と前記加熱手段の温度とに基づいて前記気液分離器内の水の有無を判定する制御部と
    を備えることを特徴とする燃料電池システム。
  2. 請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記制御部は、低温始動時に前記加熱手段を用いて加熱制御すると共に、前記水の有無に関する判断結果に基づいて前記加熱手段の加熱量を制御する
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  3. 請求項１又は２に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記気液分離器は貯水領域に溜まった水を排水するドレイン弁を備え、
    前記制御部は、前記水の有無に関する判断結果に基づいて前記ドレイン弁を駆動させることにより排水制御を行う
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  4. 請求項３に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記制御部は、前記排水制御を実施している間の前記加熱手段の温度変化に基づいて、排水が正常に行われたか否かを判断する
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  5. 請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記制御部は、前記燃料電池スタックの相関温度に対して、前記加熱手段の温度が所定値以上変化したことにより排水が正常に行われたと判断する
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  6. 請求項５に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記制御部は、排水が正常に行われたと判断した後に、前記燃料電池スタックの相関温度に対して、前記加熱手段の温度が所定値より小さく変化したことにより前記気液分離器内に水が残水していたと判断し、排水制御を再度行う
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  7. 燃料電池スタックと、
    前記燃料電池スタックへ燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
    前記燃料電池スタックへ酸化ガスを供給する酸化ガス供給部と、
    前記燃料ガス供給部及び前記酸化ガス供給部の少なくとも一方に設置される気液分離器と、
    前記燃料電池スタックの温度に相関する相関温度を取得する燃料電池スタック相関温度取得部と、
    前記気液分離器の貯水領域の底部に配置される加熱手段と、
    前記加熱手段の温度を推定する加熱手段温度推定部と
    を備える燃料電池システムの制御方法であって、
    前記燃料電池スタックの相関温度と前記加熱手段の温度とに基づいて前記気液分離器内の水の有無を制御部により判定する
    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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