WO2005010427A1

WO2005010427A1 - ガス供給装置

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Publication number: WO2005010427A1
Application number: PCT/JP2004/010579
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Miki; Kazunari Shirai; Atsufumi Kimura; Naohiro Yoshida; Osamu Yumita
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2005-02-03
Also published as: US7575012B2; JPWO2005010427A1; EP1653148B1; EP1653148A4; EP1653148A1; JP4622857B2; KR20060037393A; KR100672273B1; US20060246177A1

Abstract

　ガス供給に伴う温度低下に起因する弊害を抑制（あるいは低減等）することができるガス供給装置を提供する。　燃料電池システム１０は、４つの水素タンク５１，５２，５３，５４を有する水素供給装置５０と、該タンクからの水素ガスの供給を制御する制御部８０とを備え、制御部８０は、水素タンク５１～５４の温度を検出すると共に、供給源となっているタンクの温度と、該タンクの性能を保証する保証温度領域との関係に基づいて、該供給源となっているタンクからの水素ガスの供給を制限する。

Description

明細書ガス供給装置技術分野

本発明は、タンクに貯蔵されたガスを外部に供給するガス供給装置に関する。背景技術

従来、タンクに貯蔵されたガスを外部に供給するガス供給装置としては、水素を燃料とする燃料電池に対して水素ガスを供給するものなどが知られている。特開 2 0 0 1— 2 9 5 9 9 6号公報および特開平 8— Ί 1 5 7 3 1号公報には、水素吸蔵合金を用いた複数のタンクに貯蔵された水素ガスを供給するガス供給装置が開示されている。

4寺開 2 0 0 2 - 1 8 1 2 9 5号公報には、高圧の水素を貯蔵するタンク内の水素を供給するガス供給装置が開示されている。

タンクに貯蔵されたガスを供給する際には、タンクから供給されるガスの断熱膨張によって、タンク本体を含めたレギユレ一夕，バルブなどのタンク関連部品の温度が低下する。タンク関連部品の温度が各部品の常用温度から過度に低下すると、夕ンク関連部品の劣化を早めてしまうという問題があつた。発明の開示

本発明は、上記した課題を踏まえ、ガス供給に伴う温度低下に起因する弊害を抑制（あるいは低減等）することができるガス供給装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、本発明のガス供給装置は、ガスを貯蔵する貯蔵部と、該貯蔵されたガスを該貯蔵部の外部に減圧して放出する放出機構とを有するタンクと、前記タンクの温度を検出する温度検出部と、該検出したタンクの温度に応じて、該タンクからのガスの供給を調整する供給制限部とを備えたことを特徴とする。本発明のガス供給装置によれば、タンク温度に応じてガス供給を調節することによつて、ガス供給に伴う温度低下に起因する弊害を抑制することができる。

上記の構成を有する本発明のガス供給装置は、以下の態様を採ることもできる。前記タンクを複数備え、前記温度検出部は、前記複数のタンクの温度を検出し、前記供給制限部は、前記検出したタンクの温度に応じて、前記複数のタンク間の温度差が小さくなるようにガスの供給を制限することとしても良い。これによつて、複数のタンク間の温度の平準化を図り、ガス供給に伴う温度低下に起因する弊害を抑制することができる。

この場合に、前記供給制限部は、前記ガスの供給源となっているタンクの温度が、該夕ンクを供給源に切り換えた時点の温度から所定温度だけ低下した場合に、亥タンクとは異なる他のタンクを供給源に切り換えることによって、前記複数の夕ンク間の温度差が小さくなるようにガスの供給を制限することとしても良い。また、前記供給制限部は、前記ガスの供給源となっているタンクの温度と、該タンクとは異なる他のタンクの温度とが所定温度差になった場合に、該他のタンクを供給源に切リ換えることによつて、前記複数の夕ンク間の温度差が小さくなるようにガスの供給を制限することとしても良い。更に、前記供給制限部が前記供給源に切り換えるタンクは、前記複数のタンクのうち最も高温なタンクであるとしても良い。

また、前記複数のタンクの圧力を検出する圧力検出部を備え、前記供給制限部は、前記検出した複数のタンクの温度および圧力に応じて、該複数のタンク間の温度差および圧力差が小さくなるようにガスの供給を制限することとしても良い。これによつて、複数のタンク間の設置環境に起因して低温に成りがちなタンクの使用頻度の低下を抑制することができる。また、前記供給制限部は、前記検出したタンクの温度と、該タンクの性能を保証する保証温度領域との関係に基づいて、該タンクからのガスの供給を調整することとしても良い。これによつて、タンクの温度と、タンクの保証温度領域との関係に基づいてガス供給を調整することによって、ガス供給量を減少させ、ガス供給に伴う夕ンクの温度低下を抑制することができる。

この場合に、前記供給制限部は、前記検出したタンクの温度が、該タンクの性能を保証する保証温度領域を外れないように、該タンクからのガスの供給を調整することとしても良い。これによつて、タンク温度の下がり過ぎを抑制することができる。

また、前記タンクを複数備え、前記温度検出部は、前記複数のタンクのうち、少なくとも前記ガスの供給源となっているタンクの温度を検出し、前記供給制限部は、前記検出した供給源となっているタンクの温度と、該タンクの性能を保証する保証温度領域との関係に基づいて、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限することとしても良い。これによつて、複数のタンクを備える場合でも、ガス供給に伴う温度低下に起因する弊害を抑制（あるいは低減等）することができる。ここで、「ガス供給を制限する」とは、ガス供給を遮断する場合だけでなく、ガス供給量を減少させる場合を含む。

ここで、前記供給制限部は、前記検出した供給源となっているタンクの温度が、該タンクの性能を保証する保証温度領域を外れないように、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限することとしても良い。これによつて、複数のタンクを備える場合でも、タンク温度の下がり過ぎを抑制することができる。また、前記供給制限部は、前記検出した供給源となっているタンクの温度が、該タンクが前記供給源になってから前記保証温度領域内で所定温度だけ低下する際に、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限することとしても良いし、前記温度検出部は、前記複数のタンクの温度を検出し、前記供給制限部は、前記検出した供給源となっているタンクの温度と、該タンクとは異なる他の夕ンクの温度とが、前記保証温度領域内で所定温度差となる際に、該供給源となつているタンクからのガスの供給を制限することとしても良い。これによつて、各タンク間における温度の平準化を図ることができる。さらに、前記複数のタンクの圧力を検出する圧力検出部を備え、前記供給制限部は、前記所定温度差となる際、または、前記検出した供給源となっているタンクの圧力と、該タンクとは異なる他のタンクの圧力とが所定圧力差となる際に、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限することとしても良い。これによつて、各タンク間における温度および圧力の平準化を図ることができる。

また、前記供給制限部は、前記ガスの供給を制限する際に、前記供給源となつているタンクとは異なる他のタンクの中から、前記供給源となるタンクを選択するタンク選択手段を備えたとしても良い。これによつて、ガスの供給を継続して行うことができる。

本発明には、次に示す種々の態様で、各タンクを間欠的に使用する制御が含まれる。例えば、 n本のタンクが備えられている場合、本発明には、「〗番目のタンク→2番目のタンク…→η番目のタンク→1番目のタンク→2番目のタンク…」というように、複数の夕ンクを所定のシーケンスで繰り返し使用する制御が含まれる。タンクの使用順序は固定されている必要はなく、供給源の切り換えが必要と判断された時点で、次に使用すべきタンクを選択するようにしてもよい。つまり、本発明の制御は、 Π番目のタンク→2番目のタンク→1番目のタンク 3番目のタンク→ー」など変則的または不定の順序でタンクを使用する態様も含んでいる。この場合、次に使用すべきタンクの選択基準としては、例えば、タンクの温度、タンクのガスの残量、既定のシーケンスなどに基づいて設定することがでさる。

また、前記タンク選択手段は、各時点で前記複数のタンクのうちのいずれか一つのタンクを前記供給源として選択する手段であるとしても良い。本発明において、 2本ずつ、 3本ずつなど、複数のタンクをまとめて供給源として選択してもよいが、複数のタンクが設けられている場合、減圧後の供給圧力は、タンク間でばらつくのが通常である。このばらつきに基づき、複数のタンクから同時にガスの供給を行う場合には、供給圧力の高い側が優先的に使用され、各タンクからのガスの供給量、膨張による温度低下に偏りが生じることがある。いずれか一つのタンクを供給源として選択することにより、かかる偏りによる影響を回避することができ、タンクを切り換えるための制御処理の簡略化、ガスの供給の安定化を図ることができる。複数のタンクをまとめて供給源として選択する場合には、上述した供給量の偏りが生じない程度に、両者の供給圧力が均一化するように、各タンクからのガス供給量を調整することが好ましい。

また、前記供給制限部は、前記複数のタンクの前記供給源としての使用履歴に基づいて、前記供給源となるタンクを選択する手段であるとしても良い。これによって、複数のタンク間における使用頻度の均等化を図ることができる。また、前記温度検出部は、前記複数のタンクの温度を検出し、前記選択手段は、前記検出された複数のタンクの温度に基づいて、前記供給源となるタンクを選択する手段であるとしても良い。これによつて、タンクの温度状態から、次の供給源に相応しいタンクを選択することができる。

また、前記供給制限部は、前記供給源となっているタンクからのガスの供給に支障があるか否かを判断する支障判断手段と、前記供給源となっているタンクに支障があると判断する場合に、該タンクとは異なる他のタンクの中から、前記供給源となるタンクを選択する支障選択手段とを備えても良い。これによつて、ガスの安定した供給を確保することができる。ガスの供給における支障は、例えば、供給管の圧力の挙動に基づいて判断することが可能である。

また、前記ガスを供給するための供給管を、前記複数のタンクの各放出機構に共通して連結し、前記供給管の圧力を検出する供給管検出部と、前記ガスの供給を開始する際に、前記検出された供給管の圧力の挙動に基づいて、少なくとも一つの前記放出機構の異常の有無を点検する供給管点検部とを備えても良い。例えば、タンクの放出機構を全て閉じた状態でも、供給管の圧力が低下しないようであれば、放出機構を閉じる機能に異常があると判定することができる。逆に、タンクの放出機構を開いた状態でも、供給管の圧力が上昇しないようであれば、放出機構を開ける機能に異常があると判定することができる。

また、前記温度検出部は、前記タンクから供給されるガスに関連する物理量に基づいて、該タンクの温度を検出しても良い。これによつて、ガスの体積変化や圧力変化などからタンクの温度を検出することができる。なお、タンクから供給されるガスに関連する物理量は、タンク内部から放出された後のガスに関連する物理量であっても良いし、タンク内部から放出される前のタンク内部に貯蔵されているガスに関連する物理量であっても良い。

また、前記温度検出部は、前記タンクから供給されるガスの断熱膨張度合に基づいて、該タンクの温度を検出しても良い。これによつて、タンク温度の低下代を推定し、事前にタンクの温度を検出することができる。

た、前記温度検出部は、前記タンクから供給されるガスが該タンクから奪う熱量に基づいて、該タンクの温度を検出しても良い。これによつて、ガスの奪う熱量からタンクの温度を検出することができる。

また、前記貯蔵部および前記放出機構の少なくとも一部における温度を、該タンクの温度として検出しても良い。これによつて、タンクの温度を直接的に検出することができる。

また、前記温度検出部は、前記タンクから供給されるガスの供給量に基づいて、該タンクの温度を検出しても良い。これによつて、タンクの温度と相関があるガスの供給量からタンクの温度を検出することができる。タンクからガスが奪う熱量およびタンクの温度変化は、それぞれ夕ンクから供給されるガス量と相関がある。ガス供給量は、タンク内の圧力と相関があるため、圧力をパラメータとすることもできる。圧力をパラメ一夕とする場合には、温度センサを省略できる利点がある。また、前記貯蔵部を加熱する加熱部を備えても良い。これによつて、ガスの供給中におけるタンクの温度低下速度を低下させることができ、タンクの切り換え頻度を低減することができる。また、ガスの供給を停止したタンクの温度の回復を促進することができる。ガスの供給を停止したタンクについては、温度が十分に回復するまで、次の供給源として選択することはできないが、温度回復を促進することにより、供給源となる得るタンクを安定的に確保することができ、ガスを安定して供給することができる。

また、前記タンクからのガスの供給に異常が存在する場合に、該異常を報知する報知部を備えても良い。異常の報知は、種々の態様を採ることができる。例え【ま、異常が存在するタンクを除外してガスの総残量を算出し、残量計の表示を修正してもよい。これによつて、ガスの残量が急激に減少するため、管理者は異常を知ることができる。別の態様として、総残量に関わらず、ガス欠の警告灯を点灯または点滅させてもよい。更に別の態様として、タンク毎の異常の有無を報知するための警告表示を設けても良い。異常の報知は、表示に限らず、音声で行つてもよい。

本発明は、種々のガスの供給装置に適用可能である。一例として、前記ガスは、水素を含む燃料電池用の燃料ガスであり、該ガスの供給先は、水素を燃料とする燃料電池であるガス供給装置として構成することができる。上述した種々の特徴は、必ずしも全てを備えている必要はなく、適宜、一部を省略したり、組み合わせたりしてもよい。本発明は、定置型の装置として構成してもよいし、車両その他の移動体への搭載型の装置として構成しても良い。本発明は、上述のガス供給装置としての態様に限らず、ガス供給装置の制御方法など、種々の態様で構成可能である。図面の簡単な説明

図 1は、第 1の実施例における燃料電池システム 1 0を示す説明図である図 2は、制御部 8 0の制御処理を示すフローチャートである。

図 3は、制御部 8 0の制御処理を示すフローチャートである。

図 4は、制御部 8 0の制御処理を示すフローチャートである。

図 5は、制御部 8 0の制御処理を示すフローチャートである。

図 6は、制御部 8 0の制御処理を示すフローチヤ一卜である。

図 7は、第 2の実施例における車両 3 1 0の概略構成を示す説明図である。図 8は、燃料電池 3 2 0へのガス供給系統の構成を示す説明図である。

図 9は、制御ユニット 3 4 0の起動時点検処理を示すフローチャートである。図 1 0は、制御ュニッ卜 3 4 0のガス供給制御を示すフローチヤ一卜である。図 1 1は、制御ュニッ卜 3 4 0のガス供給源特定処理を示すフローチヤ一卜である。

図 1 2は、供給源タンクの選択例を示す説明図である。

図 1 3は、制御ユニット 3 4 0の異常報知処理を示すフローチャートである。 -図 1 4は、制御ユニット 3 4 0のヒータ加熱処理を示すフローチャートである。図 1 5は、ガス供給源特定処理の第 1変形例を示すフローチャートである。図 Ί 6は、ガス供給源特定処理の第 2変形例を示すフローチャートである。図 1 7は、ガス供給源特定処理の第 3変形例を示すフローチヤ一卜である。発明を実施するための最良の形態

以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下本発明を適用したガス供給装置について、次の順序で説明する。

A . 第 1の実施例

A— （1 ) · 燃料電池システム 1 0の構成

A— ( 2 ) . 燃料電池システム 1 0の動作

A— （3 ) . その他の実施形態

B . 第 2の実施例 B- (1 ). システム構成

B— （2). 起動時点検処理

B— (3). ガス供給制御

B— (3-1 ). ガス供給源特定処理

B— (3-2). 異常報知処理

B— (3-3). ヒータ加熱処理

B- (4). 効果

B— (5). ガス供給源特定処理の変形例

B— (6). その他の実施形態

A. 第 1の実施例：

A- (1 ) . 燃料電池システム 1 0の構成：

図 1は、第 1の実施例における燃料電池システム 1 0を示す説明図である。図には、燃料電池システム 1 0が、水素供給系統を中心として示されている。燃料電池システム 1 0は燃料電池電気自動車（ F C E V) に搭載されて電力発電を行うオンボード発電装置として構成されており、反応ガス（燃料ガス、酸化ガス）の供給を受けて発電する燃料電池 20を備えている。燃料電池 20はフッ素系樹脂により形成されたプロ卜ン伝導性のイオン交換膜等から成る高分子電解質膜 2 1の一方の面にアノード極 22を、他方の面に力ソード極 23をスクリーン印刷等で形成した膜 ·電極接合体 (MEA) 24を備えている。膜■電極接合体 24 の両面はリブ付セパレー夕（図示せず）によってサンドイッチされ、このセパレ一夕とアノード極 22及びカソード極 23との間にそれぞれ溝状のアノードガスチャンネル 25及び力ソードガスチヤンネル 26を形成している。燃料電池 20 が発電した電力は負荷 70に供給される。ここでは、説明の便宜上、膜 ·電極接合体 24、アノードガスチャンネル 25及び力ソードガスチャンネル 26から成る単セルの構造を模式的に図示しているが、実際には上述したリブ付セパレー夕を介して複数の単セルが直列に接続したスタック構造を備えている。

水素供給装置 5 0は燃料電池 2 0に水素（燃料ガス）を供給するための 4つの水素タンク 5 1， 5 2， 5 3， 5 4を搭載している。水素供給装置 5 0は複数の水素夕ンク 5 1〜 5 4の中から水素供給源として選択された何れか一つの水素夕ンクによって水素供給を行う。水素タンク 5 1〜5 4には高圧（例えば、 3 0 0 〜7 0 0気圧）に圧縮された水素ガスが充填されている。水素ステーション等の水素供給設備から各々の水素タンク 5 1 ~ 5 4に水素を充填するための充填管 5 5は 4本の分岐管 5 5 a ~ 5 5 dに四股分岐して水素夕ンク 5 1〜 5 4に連通している。各々の分岐管 5 5 a〜 5 5 dには水素充填の際の水素逆流を防止する逆止弁 D 1〜D 4と、タンク内圧を検出する圧力センサ P 1〜P 4と、タンク温度を検出する温度センサ T 1〜丁 4が設置されている。水素供給装置 5 0から燃料電池 2 0に水素を供給するための水素供給管 3 1は 4本の分岐管 3 1 a〜3 1 d に四股分岐して水素タンク 5 1〜5 4に連通している。分岐管 3 1 a〜3 1 dには水素圧を減圧するための一次レギユレ一夕（調圧弁） A 1〜A 4と、水素タンク 5〗〜5 4からの水素放出を遮断するタンクバルブ（電磁遮断弁） V T 1 - V T 4が設置されている。

燃料電池システム 1 0の水素供給系統には、上述した水素供給管 3 1と、ァノ一ドガスチャンネル 2 5から排気されたアノードオフガス (水素オフガス) をァノードガスチャンネル 2 5に還流させるための循環流路 3 2が配管されている。この水素供給管 3 1と循環流路 3 2とによって水素循環系統が構成されている。水素供給管 3 1には、水素圧を減圧するための二次レギユレ一夕（調圧弁） A 5 と、上述した一次レギユレ一夕 A 1〜A 4と二次レギユレ一夕 A 5との間を流れる水素の圧力を検出する圧力センサ P 5と、アノード入口への水素供給を遮断する電磁遮断弁 B 1と、アノード入口のガス圧を検出する圧力センサ P 6が設置されている。循環流路 3 2には、アノード出口から排気されるアノードオフガスを遮断する電磁遮断弁 B 2と、アノードオフガスを水素供給管 3 1に還流させるための循環ポンプ C 1と、循環ポンプ C 1の上流圧と下流圧を検出する圧力センサ P 7 , P 8が設置されている。アノードガスチャンネル 2 5を通過する際に圧力損失を受けたアノードオフガスはモータ M 1によって駆動される循環ポンプ C 1 によって適度なガス圧に昇圧され、水素供給路 3 1に導かれる。循環流路 3 2には、循環水素に含まれる水素以外の成分濃度が高くなつた時点でアノード才フガスの一部を循環流路 3 2からシステム外にパージするためのアノードオフガス流路 3 3が分岐配管されている。アノードオフガスのパージ処理はアノード才フガス流路 3 3に設置された電磁遮断弁（パージバルブ） B 3を開閉することで調整できるように構成されている。

燃料電池システム 1 0の酸素供給系統には、力ソードガスチャンネル 2 6に酸素（酸化ガス）を供給するための酸素供給路 4 と、力ソードガスチャンネル 2 6から排気された力ソードオフガス（酸素オフガス）をシステム外に導くための力ノードオフガス流路 4 2が配管されている。エアフィルタ 6 1を介して大気から取り込まれたエアはモータ M 2によって駆動されるエアコンプレッサ C 2にて加圧された後、加湿器 6 2にて適度に過湿され、酸素供給路 4 1を経由してカソ一ドガスチャンネル 2 6に流れ込む。加湿器 6 2では燃料電池 2 0の電池反応で生じた生成水によつて高湿潤状態となった力ソード才フガスと大気より取り込んだ低湿潤状態の酸素との間で水分交換が行われる。力ソ一ド才フガスはレギュレ —夕 A 6によって調圧された後、加湿器 6 2を経由し、力ソードオフガス流路 4 2を流れてマフラ 6 4， 6 5に導かれる。マフラで消音された力ソ一ド才フガスはシステム外に排気される。力ソードオフガス流路 4 2には、アノードオフガスを希釈するための希釈器 6 3に分岐連通し、更にカソードオフガス流路 4 2に再合流するバイパス流路 4 3が配管されている。希釈器 6 3にはアノードオフガス流路 3 3を経由してアノードオフガス（被希釈ガス）が導入され、バイパス流路 43を流れる力ソードオフガス（希釈ガス）によって混合希釈される。尚、エアフィルタ 6 1には外気温度を検出するための温度センサ T 5が設置されている。制御部（制御手段） 80はシステム制御を行うための C PUと、各種の電磁弁 (VT 1〜VT4， Β 1〜Β 3) を開閉制御するための駆動回路と、各種のセンサ（Ρ Ί〜Ρ 5， Τ 1 ~Τ 5) から出力されるセンサ信号の入力を受け付けるとともに、各種の電磁弁（VT 1〜VT4， B 1〜B 3) や補機類（M 1〜M 2) に制御信号を出力するための入出力インターフェース等を含むシステムコント口ーラとして構成されている。制御部 80はアクセルセンサ 82が検出したァクセル開度と、車速センサ 83が検出した車速から負荷 70の要求電力を求め、モー夕 M 1， M 2及び電磁遮断弁 B 3を駆動制御して燃料電池 20に供給される水素量と酸素量を調整し、所望の発電量が得られるようにシステムを制御する。負荷 70には、燃料電池 20の他に二次電池（図示せず）からも電力供給できるように構成されている。負荷 70としては、車両走行用のトラクシヨンモータや、燃料電池 20の補機類（モータ M l， M2など）が含まれる。更に、制御部 80は圧力センサ P 1〜P5と温度センサ T 1〜丁 5から出力されるセンサ信号を基に水素タンク 5 〜 54の温度状態を監視しつつ、各々のタンクバルブ VT 1〜V T 4を個別に開閉制御して水素タンク 51〜54の切り替え制御を行う。記憶部 81には各々の水素タンク 51〜54の使用履歴が記憶されている。使用履歴とは、水素タンク 51 ~54の使用状態を定量的に評価した値をいい、例えば、水素タンク 51 ~54の使用頻度（タンクバルブ VT 1〜VT4を開弁した回数)、水素夕ンク 51 ~ 54の累積使用時間（夕ンクバルブ V T 1〜 V T 4が閉弁している時間の積算値）、又はこの累積使用時間とタンク内圧との乗算値などを用いることができる。使用履歴は何れかの水素タンク 5 1〜54が水素供給源として使用される都度に最新の値に逐次更新される。制御部 80は、水素タンク 51〜 54の使用履歴と温度状態のうち何れか一方又は両者を組み合わせる等して、水素供給源となる何れか一つの水素タンクを選択する。また、間欠運転モードでは電磁遮断弁 B 1， B 2を閉弁して燃料電池 20への水素供給を遮断するとともに、圧力センサ P 6〜P 8から出力されるセンサ信号に基づいて水素漏洩判定を行い、システムの安全をチェックする。 A- (2) . 燃料電池システム 1 0の動作：

次に、図 2〜図 6を参照して水素供給源となる水素夕ンクの選択及び切リ替え処理について説明する。これらの図に示す制御ルーチンは制御部 80によって実行される。まず、システム起動を指令するスター卜スィッチが ON状態であるか否かがチェックされる（ステップ S 1 ) 。このスター卜スィッチは内燃機関を搭載した車両のイグニッションキーに相当するものである。スタートスィッチが 0 N状態である場合には（ステップ S 1 ； YES) 、制御部 80は記憶部 81に記憶されている水素タンクの使用頻度を読み出す（ステップ S 2) 。ここでは、水素タンクの使用履歴として使用頻度を例示するが、これに限られるものではなく、例えば、上述した累積使用時間、又はこの累積使用時間とタンク内圧との乗算値等を用いてもよい。次に、システム起動時であるか否かがチェックされる（ステップ S 3) 。

システム起動時である場合には（ステップ S 3 ； YE S) 、水素供給管 3 1及び燃料電池 20に水素を供給し、加圧する必要がある。起動時間をできるだけ短縮するため、全てのタンクバルブ VT 1〜VT 4を開き（ステップ S 4) 、圧力センサ P 6〜 P 8の検出圧力が閾値圧力 P k 1を超えると（ステップ S 5 ； Y E S) 、全てのタンクバルブ VT 1 ~VT4を閉じて（ステップ S 6) 、水素漏洩判定を行う（ステップ S 7) 。閾値圧力 P k 1としては、水素供給管 31及び循環流路 32の水素漏洩判定を行うために必要かつ十分な圧力値に選定するのが望ましい。水素漏洩判定（ステップ S 7) においては、電磁遮断弁 B 1〜B 3を全て閉弁し、水素供給管 3 1及び循環流路 32を密閉した上で、圧力センサ P 5〜 P 8が検出した圧力低下代が所定の閾値を超えているか否かで水素漏れを判定する。水素漏れが生じているならば（ステップ S 8 ； YES) 、システム異常停止を行う（ステップ S 9) 。一方、システム起動時でない場合（ステップ S 3 ； N 0) 、又は水素漏れがない場合には（ステップ S 8 ； NO) 、ステップ S 1 0にジャンプする。

ステップ 1 0では、走行可能であるか否かがチェックされる。走行可能でない場合には（ステップ S 1 0 ； NO) 、ステップ S 38にジャンプする。走行可能である場合には（ステップ S 1 0 ； YES) 、水素タンク 51〜54の中から使用頻度が最小の水素タンクが水素供給源として選択される（ステップ S 1 1 ) 。使用頻度が最小の水素夕ンクが複数ある場合には、その中で最も高温の水素夕ンクを選択するのが好ましい。次に、水素供給源として選択された水素タンクの温度 TNが閾値温度 Tc 1以下であるか否かがチェックされる（ステップ S 1 2)。温度 TNは水素供給源として選択された水素タンク 51〜54の温度センサ T 1 ~T 4が検出したタンク温度である。閾値温度 Tc 1はタンク温度低下による水素夕ンクの劣化を抑制するために夕ンク切り替えの目安となる温度であり、水素タンクの温度保証領域の下限温度 T 0近傍に設定するのがよい。この温度保証領域としては、例えば、水素タンク 51〜54のタンクバルブ VT 1〜VT 4や 0 リング等が使用に耐え得る温度範囲に設定するのが好ましい。温度 T Nが閾値温度 Tc 1を超えている場合には（ステップ S 1 2 ； NO) 、選択された水素タンクの使用頻度を〗だけインクリメントし（ステップ S I 7 a) 、選択された水素タンクのタンクバルブを開弁し（ステップ S 1 7 b) , 燃料電池 20に水素を供給して発電を開始する（ステップ S 1 8) 。

一方、温度 TNが閾値温度 Tc 1以下である場合には（ステップ S〗 2 ； YE S) 、水素タンクの劣化を抑制するため、使用頻度が次に少ない水素タンクを水素供給源として選択する（ステップ S 1 3) 。次に、全ての水素タンクを選択したか否かがチェックされ（ステップ S 1 4) 、未だ選択されていない水素タンクが存在している場合には（ステップ S 1 4； NO)、ステップ S 1 2に再帰する。このように、使用頻度が少ない水素タンクを優先的に選択することで、各々の水素タンク 5 1〜5 4の使用頻度を均等化することができる。また、使用頻度を基準に選択された水素タンクの温度 T Nが閾値温度 T c 1よりも低い場合には、他の水素タンクを水素供給源として選択し直すことで、水素タンクの温度低下による劣化を抑制できる。ここで、全ての水素タンク 5 1〜5 4の温度が閾値温度 T c 1以下である場合には（ステップ S 1 4 ； Y E S ) 、タンクバルブ V T 1 ~ V T 4を全て開弁することにより（ステップ S 1 5 ) 、全ての水素タンク 5 1 ~ 5 4から燃料電池 2 0に水素供給を行う。これにより、水素タンク一つあたりの水素供給量を減らすことで、水素タンクの温度低下代を小さくし、 7]素タンクの劣ィ匕を抑制できる。次に、最低温度の水素タンクを基準として燃料電池 2 0の出力制限を行い、発電を開始する（ステップ S 1 6 ) 。閾値温度 T c 1と温度保証領域の下限温度 T 0との間にある程度の余裕がある場合には、このように燃料電池 2 0の出力（発電量）を制限することで、車両停止することなく、走行に必要な最低限の電力を確保できる。但し、閾値温度 T c 1が温度保証領域の下限温度 T 0に近接する場合は、水素タンク 5 1〜5 4の劣化を回避するため、タンクバルブ V T 1〜V T 4を全て閉弁して車両停止するように構成してもよい。

さて、燃料電池 2 0の発電制御を行うには、アクセルセンサ 8 2によって検出したアクセル開度と、車速センサ 8 3によって検出した車速に基づいて負荷 7 0 の要求電力を算出し（ステップ S 1 9 ) 、燃料電池 2 0と二次電池（図示せず）の出力割合を求める（ステップ S 2 0 ) 。次に、燃料電池 2 0の発電量と、電磁遮断弁 B 3から排気されたアノードオフガスの排気量とを基に燃料電池 2 0で消費された水素量（水素タンクから燃料電池 2 0に供給された水素量）を演算する (ステップ S 2 1 ) o 次に、水素タンク 5 1， 5 2 , 5 3 , 5 4のうち水素供給源として選択された供給源タンクの内部圧力（タンク残圧）と出口圧力の比から水素の断熱膨張度合（温度低下代）を求める（ステップ S 2 2 ) 。水素の断熱膨張度合は 1次レギユレ一夕 A 1 ~ A 4の 1次圧（圧力センサ P 1〜P 4によって検出される圧力）と、 2次圧（圧力センサ P 5によって検出される圧力）によつて求めることができる。次に、消費水素量と断熱膨張度合より [温度低下代] X [流量]を演算し、供給源タンクの吸熱量 Q 1を推定演算する（ステップ S 23)。次に、温度センサ T 5が検出した外気温度を基に供給源タンクが外気から得る吸熱量 Q 2を演算し（ステップ S 24) 、供給源タンクが吸収する総吸熱量 Qを吸熱量 Q 1—吸熱量 Q2より求める（ステップ S 25) 。次に、供給源タンクの熱容量、タンク温度、総吸熱量 Qより供給源タンクの温度低下代厶 Tを求める（ステツプ S 26) 。次に、 ΤΝ'=ΤΝ— ΔΤより供給源タンクの温度 TN'を推定演算し（ステップ S 27)、温度 TN'が閾値温度 T c 2以下であるか否かをチェックする（ステップ S 28) 。閾値温度 Tc 2としては、例えば、閾値温度 Tc 1よりも低温で、保証温度領域の下限温度 TOよりも高温であることが望ましい (T0<Tc 2<Tc 1 )。温度 TN'が閾値温度 Tc 2よりも高い場合には（ステツプ S 28 ； NO) 、ステップ S 38にジャンプする。

-一方、温度 TN'が閾値温度 T c 2以下である場合には（ステップ S 28； YE S) 、水素タンクの劣化を回避するため、水素供給源として未だ選択されていない水素タンクのうち使用頻度が最小のものを水素供給源として選択する（ステツプ S 29) 。次に、この選択された水素タンクの温度 TNが閾値温度 Tc 1以下であるか否かをチェックする（ステップ S 30) 。 ΤΓν^ Τ c 1以下である場合には（ステップ S 30 ； YES) 、使用頻度が次に少ない水素タンクを水素供給源として選択する（ステップ S 3 1 ) 。次に、全ての水素タンクを選択したか否かがチェックされ (ステップ S 32) 、未だ選択されていない水素タンクが存在している場合には（ステップ S 32 ； NO) 、ステップ S 30に再帰する。ここで、全ての水素タンク 5 1〜54の温度が閾値温度 T c〗以下である場合には (ステツプ S 32 ； YES) 、タンクバルブ VT 1〜VT 4を全て開弁することにより（ステップ S 33 ) 、全ての水素夕ンク 51 ~ 54から燃料電池 20に水素供給を行う。次に、最低温度の水素タンクを基準として燃料電池 20の出力制限を行い、発電を開始する（ステップ S 34) 。もとより、全ての水素タンク 5 "！〜 54の温度が閾値温度 T c 1以下である場合には（ステップ S 32 ； Y E S) 、タンクバルブ VT 1 ~VT 4を全て閉弁して車両停止するように構成してもよい。一方、選択された水素タンクの温度 TNが T c 1を超えている場合には（ステツプ S 30 ； NO) 、選択された水素タンクの使用頻度を 1だけインクリメントし (ステップ S 35) 、タンクバルブを開き（ステップ S 36) 、燃料電池 20の発電を開始する（ステップ S 37) 。

ステップ 38においては、間欠運転開始条件が成立しているか否かがチェックされる。間欠運転とは、低速で走行している場合やアイドリングしている場合などのように、二次電池等の蓄電装置から供給される電力で車両走行できる程度の低負荷のときに燃料電池 20の運転を休止して蓄電装置から供給される電力で車両走行する運転モードをいう。間欠運転開始条件が成立してない場合には（ステップ S 38 ； NO) 、ステップ S 1 0にジャンプする。間欠運転開始条件が成立すると（ステップ S 38 ； Y E S) 、タンクバルブ VT Ί〜VT4、電磁遮断弁 B 1〜B 3を全て閉弁し（ステップ S 39)、発電を停止する（ステップ S 40)。このとき、システムの安全性を確認するため水素漏洩判定を行ってもよい。水素漏洩判定はステップ S 7と同じ手順で実施すればよい。次に、間欠運転解除条件が成立したか否かをチェックする（ステップ S 41 ) 。間欠運転解除条件が成立してない場合には（ステップ S 41 ； NO) 、ステップ S 38にジャンプする。一方、間欠解除条件が成立した場合には（ステップ S 41 ； YES) 、水素供給管 3 1及び燃料電池 20に早急に水素供給を行って起動時間を短縮するため、夕ンクバルブ VT 1〜VT4、電磁遮断弁 B 1〜B 2を全て開弁する（ステップ S 42) 。燃料電池 20は通常運転に移行し、電力発電を行う。次に、システム停止要求があるか否かがチェックされ（ステップ S 43) 、システム停止要求がない場合には（ステップ S 43 ； NO) 、ステップ S 1 9にジャンプする。システ厶停止要求がある場合には（ステップ S 43 ； Y E S) 、タンクバルブ VT 1〜 V T 4、電磁遮断弁 B 1〜B 3を全て閉弁し（ステップ S 4 4 ) 、システム停止を行う（ステップ S 4 5 ) 。

本実施形態によれば、水素タンク 5 1〜5 4の温度状態に基づいて水素供給源となる水素夕ンクを選択して切り替えるので、夕ンク温度低下による水素夕ンク 5 1〜5 4の劣化を抑制できる。また、使用頻度の少ない水素タンクの内部では高圧力が長時間加わっているため、機械部品等に永久歪みが生じ、水素タンクの気密性を損ねる虞があるが、使用頻度を選択基準として水素夕ンクを選択することにより、各々の水素タンク 5■！〜 5 4の使用頻度を均一化し、このような不都合を解消できる。

A— （3 ) . その他の実施形態：

尚、水素供給源となる水素タンクの選択基準として、使用頻度を例示したが、これに限られるものではなく、水素タンク 5 1〜5 4の累積使用時間、又はこの累積使用時間とタンク内圧との乗算値など、水素タンク 5 1 ~ 5 4の使用状態を定量的に評価できる値を選択基準として用いることができる。また、水素タンク 5 1〜5 4の使用頻度をできるだけ均等化するには、水素タンクを水素充填しても使用頻度をリセット（ゼロクリア）しない方が望ましい。また、水素タンク 5 1〜5 4の使用履歴とタンク温度の何れか一方又は両者を組み合わせて選択基準を定めてもよい。両者を組み合わせる場合には何れか一方の優先度を高くして選択基準を定めてもよい。例えば、上述の例（ステップ S 1 1〜S 1 4，ステップ S 2 9〜S 3 2 ) ではタンク温度よりも使用頻度の優先順位を高くして選択基準を定めていたが、使用頻度よりもタンク温度の優先順位を高くして選択基準を定めてもよい。

また、上述の例 (ステップ S 2 1〜S 2 7 ) では、タンクから供給されるガスに関連する物理量である水素の断熱膨張度合からタンク温度を推定し、この推定温度を夕ンク切リ替えの判断基準としていたが、夕ンク温度に関連する物理量 (断熱膨張度合以外の物理量）からタンク温度を推定演算し、この推定温度をタンク切り替えの判断基準としてもよい。例えば、上述した温度センサ T 1〜T 5及び圧力センサ Ρ 1〜Ρ 5は水素タンク 5 〜 5 4の温度に関連する物理量を検出する検出手段として機能するが、これ以外の物理センサを用いてタンク温度に関連する物理量を検出してもよい。但し、必ずしもタンク温度を推定演算する必要はなく、温度センサ Τ 1〜丁 4が検出したタンク温度をタンク切り替えの判断基準としてもよい。

また、上述の例（ステップ S 2 9 ) ではタンク温度が保証温度領域を下回ると判定された場合にタンク切り替えを行っていたが、必ずしもタンク切リ替えを行う必要はなく、水素供給源として選択された水素タンクから燃料電池 2 0への水素供給量を制限した上で水素供給を継続してもよい。水素夕ンクからの水素供給量を制限する場合、燃料電池 2 0の発電量を制限するか、又は二次電池等の蓄電装置から負荷 7 0への電力供給量を増大する等の対応措置を講じればよい。 -また、上述の例では水素供給源として高圧水素ガスを充填した水素タンク 5 1 ~ 5 4を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、水素を可逆的に吸蔵及び放出可能な水素吸蔵合金を夕ンク容器内に充填した水素吸蔵夕ンクを用いてもよい。水素吸蔵合金は水素と反応して金属水素化物となる合金であり、水素化及び脱水素化の反応が実用的な条件下で好ましい反応速度で進行する可逆性を備えている。例えば、水素のガス圧を昇圧させるか又はガス温度を下げると水素を吸蔵して発熱する一方で、水素のガス圧を降圧させるか又はガス温度を上げると水素を放出して吸熱する性質がある。水素吸蔵合金として、例えば、 M g— Ν ί系、 L a— N i系、 T i— M n系等が好適である。また、上述の例では複数の水素夕ンク 5 1〜 5 4を備えている場合を説明したが、水素供給装置 5 0に搭載される水素タンクの個数は単一であってもよい。

B . 第 2の実施例： B— ( 1 ) . システム構成：

図 7は、第 2の実施例における車両 3 1 0の概略構成を示す説明図である。車両 3 1 0は、後部の燃料電池室 3 1 2に搭載された燃料電池 3 2 0を電源とし、モータ 3 3 0の動力によって駆動する。モータ 3 3 0は種々のタイプを適用可能であるが、本実施例では、同期電動機を用いるものとした。燃料電池 3 2 0から出力される直流は、インバー夕 3 3 1によって三層交流に変換される。モータ 3 3 0は、この三層交流によって駆動される。モータ 3 3 0の動力は、回転軸 3 3 2を介して車輪 3 3 3に伝達され、車両 3 1 0を駆動する。

燃料電池 3 2 0は、水素と酸素の電気化学反応によって発電する。燃料電池 3 2 0には、種々のタイプを適用可能であるが、本実施例では、固体高分子型を用いた。酸素極には、供給管 3 2 4を介して外部から空気が供給される。水素は、屋根上の水素タンク室 3 1 1に設置された複数の水素タンク 3 5 0から供、給管 3 2 2を介して順次、供給される。水素極に供給された水素および空気は、発電に禾 I湘された後、排出管 3 2 3から外部に排出される。水素、空気の供給系統の構成については、後で説明する。

インバー夕 3 3 1など、車両 3 1 0に搭載された各機器の動作は、制御ュニッ卜 3 4 0によって制御される。制御ユニット 3 4 0は、内部に C P U、 R O M , R A Mなどを備えたマイクロコンピュー夕として構成されておリ、 R O Mに記憶された制御プログラムに従って、各ュニッ卜の動作を制御する。

図 7中に、制御ュニッ卜 3 4 0の機能プロックを示した。本実施例では、これらの機能ブロックは、制御ュニッ卜 3 4 0においてソフ卜ウェア的に構成されている。各機能プロックをハ一ドゥエア的に構成することも可能である。

各機能ブロックは、主制御部 3 4 2の制御下で連携して動作する。センサ入力部 3 4 1は、車両 3 1 0に設けられた各種センサからの信号の入力を受け付ける。センサとしては、例えば、燃料電池 3 2 0に水素や空気を供給する供給系統に設けられた温度センサ、圧力センサが含まれる。センサからの検出信号には、走行時の要求動力に相当するアクセル開度も含まれる。

発電制御部 3 4 4は、要求動力に応じて燃料電池 3 2 0の発電を制御する。供給制御部 3 4 5は、燃料電池 3 2 0での発電量に応じて、水素タンク 3 5 0を使い分けて、燃料電池 3 2 0に水素を供給する。モータ制御部 3 4 6は、燃料電池 3 2 0の電力を利用して、要求された動力を出力するようモータ 3 3 0を駆動制御する。

計器制御部 3 4 3は、車両 3 1 0の運転席 3 1 4に設けられた計器板 3 6 0への表示を制御する。かかる表示としては、速度、モー夕 3 3 0の回転数、燃料電池 3 2 0の温度、シフトポジションなどが含まれる。また、水素の残量、水素夕ンク 3 5 0の供給系統についての異常表示なども含まれる。

図 8は、燃料電池 3 2 0へのガス供給系統の構成を示す説明図である。先に説明した通り、燃料電池 3 2 0において、力ソードには酸素を含有したガスとしての圧縮空気が供給され、アノードには水素が供給される。空気は、フィルタ 3 2 5から吸入され、コンプレッサ 3 2 6で圧縮された後、加湿器 3 2 7で加湿され、供給管 3 2 4を介して供給される。供給管 3 2 4には、空気の供給圧を検出するための圧力センサ 3 2 8が設けられている。

水素は、 4本の水素タンク 3 5 0から供給管 3 2 2を介してアノードに供給される。図 8の中では、説明の便宜上、各タンクに [ 1 ] 〜 [ 4 ] のタンク番号を付した。以下、このタンク番号に従い、各水素タンク 3 5 0を、 1番タンク〜 4 番タンクと区別して称することもある。ガス供給系統では、水素は、水素タンク 3 5 0から燃料電池 3 2 0に流れるため、説明の便宜上、水素タンク 3 5 0に近い側を上流側、燃料電池 3 2 0に近い側を下流側と称することもある。

各水素タンク 3 5 0は、水素を約 3 5 0気圧という高圧で貯蔵している。水素タンク 3 5 0には、水素を減圧するためのレギュレー夕 3 5 5、制御ュニッ卜 3 4 0からの制御信号によって電磁的に開閉する開閉弁 3 5 1を備えている。水素の圧力は、燃料電池 3 2 0に供給するまでの間に、供給管 3 2 2の途中で更に段階的に減圧されるが、この減圧機構については図示を省略した。

水素タンク 3 5 0には、レギュレ一タ 3 5 5の下流側に、温度センサ 3 5 3が設けられている。温度センサ 3 5 3は、レギユレ一夕 3 5 5で減圧された後の水素の温度を検出可能な部位に設けられる。温度センサ 3 5 3の設置部位は、図示した部位に限らず、レギユレ一夕 3 5 5、開閉弁 3 5 1の動作温度を直接または間接的に計測な種々の部位を選択可能である。

7K素タンク 3 5 0から供給されるガスは、減圧時に断熱膨張によって温度が低下する。水素タンク 3 5 0には、この温度低下を抑制するとともに、温度が下がつた水素タンク 3 5 0の温度の回復を促進するため、ヒータ 3 5 2が設けられている。

水素タンク 3 5 0には、レギユレ一夕 3 5 5よりも上流側に、タンク内の貯蔵圧力を計測するための圧力センサ 3 5 4が設けられている。これらの圧力センサ 3 5 4とは別に、供給管 3 2 2には、水素の供給圧を検出するための圧力センサ 3- 2 9も設けられている。

Β— ( 2 ) . 起動時点検処理：

図 9は、制御ュニット 3 4 0が実行する起動時点検処理を示すフローチヤ一卜である。制御ユニット 3 4 0は、運転者によるスタータスイッチの操作など、燃料電池 3 2 0の運転が指示された時点で、起動時点検処理を実行する。

この処理が開始されると、制御ュニッ卜 3 4 0は、供給管 3 2 2に水素ガスを充填させるために開閉弁 3 5 1を開く（ステップ S 3 1 0 a ) ₀水素ガスが供給管 3 2 2に充填された後、全ての水素タンク 3 5 0の開閉弁 3 5 1を閉じ（ステツプ S 3 1 0 b )、圧力センサ 3 2 9によって、供給管 3 2 2の供給圧 P aを検出する（ステップ S 3 1 1 a ) ₀開閉弁 3 5 1を閉じることにより、水素の供給は停止されているため、供給管 3 2 2の水素が燃料電池 3 2 0に抜けることによつて、正常時であれば供給圧 P aは低減するはずである。本実施例では、供給圧 P aの変化を短時間で検出可能とするため、燃料電池 320を一時的に運転し、供給管 322の内部の水素を消費することによる減圧処理を行う（ステップ S 3 1 1 b)。その後、供給管 322の供給圧 P aを再び検出し（ステップ S 31 1 c)、減圧処理の前後で供給圧 P aが低減したか否かを判断する（ステップ S 31 2)。供給圧 P aが低減しない場合（ステップ S 31 2) は、制御ュニッ卜 340は、いずれかの水素タンク 350の開閉弁 351に漏れがある、または開き状態で固着しているものと判断し、異常判定処理を行う（ステップ S 3 1 8)。異常判定処理としては、例えば、異常の存在を示す異常判定フラグを立てる処理が挙げられる。供給圧 P aが低減した場合（ステップ S 3 1 2)、制御ユニット 340は、以下の手順で、水素タンク 350 [1 ] ~350 [4] について、個別に開閉弁 35 1 [1 ] ~351 [4] が正常に開くか否かの点検を行う。制御ユニット 340 は、いずれか一つの水素タンク 350を点検対象タンクとして選択し、その点検対象タンクの開閉弁 35 1を開き（ステップ S 31 3)、供給圧 Paを検出する（ステツプ S 31 4)。開閉弁 35 1が正常に開いた場合には、点検対象タンクから水素が供給されるため、供給圧 P aは増大するはずである。供給圧 Paが増大しない場合には（ステップ S 31 5)、制御ュニッ卜 340は、開閉弁 351の開動作に異常があるものと判断し、異常判定処理を行う（ステップ S 3 1 8)。供給圧 P aが増大した場合には（ステップ S 31 5)、制御ュニッ卜 340は、開閉弁 35 1は正常と判断して、点検対象タンクの開閉弁 351を閉じる（ステップ S 3 1 6)。制御ュニッ卜 340は、一つずつ点検対象タンクを変更しながら、水素タンク 350 [1」 ~350 [4] の全てについて、ステップ S 3 1 1 a〜S 31 6 の点検処理を実行する。

上述の起動時点検処理を実施することにより、本実施例では、供給源となる水素タンク 350の切り換え時の開閉弁 351の作動信頼性を高めることができ、切り換え時の支障を抑制することができる。上述の処理において、ステップ S 3 1 2においては、例えば、供給圧 Paが所定の閾値を下回った時に、供給圧が低減したと判断してもよい。また、供給圧 P aの時間的な低減率の絶対値が所定の閾値以上となった時に、供給圧 P aが低減したと判断してもよい。同様に、ステップ S 3 1 5においても、供給圧 P aと閾値の大小関係に基づく判断、供給圧 P aの変化率に基づく判断のいずれを適用してもよい。

B— ( 3 ) . ガス供給制御：

図 1 0は、制御ユニット 3 4 0が実行するガス供給制御を示すフローチャートである。制御ュニッ卜 3 4 0は、燃料電池 3 2 0の運転中に、水素タンク 3 5 0 を使い分けて発電に要求される量の水素を供給するために、ガス供給制御を繰り返し実行する。

この処理が開始されると、制御ユニット 3 4 0は、アクセル開度に基づいて要求動力を入力し（ステップ S 3 2 0 )、ガスの供給量を設定する（ステップ S 3 2 1 )。ガスの供給量は、例えば、要求動力に対してガスの供給量を与えるマップ、 H数などに基づいて求めることができる。

次に、制御ュニッ卜 3 4 0は、ガスの供給源を特定する（ステップ S 3 3 0 )。本実施例では、次の理由から、供給源となる水素タンク 3 5 0を、順次切り換えて水素の供給を行うものとした。高圧で水素を貯蔵する水素タンク 3 5 0から、水素を供給する際には、断熱膨張によって水素の温度が極端に低下する。かかる温度低下は、レギユレ一夕 3 5 5、開閉弁 3 5 1における樹脂部品の硬化に起因する開閉動作の不良、寿命低下、性能低下などの弊害を招く可能性がある。そこで、本実施例では、かかる弊害を招くほど一つの水素タンク 3 5 0から連続的に水素を供給することを回避するため、供給源を順次切り換える。つまり、一つの水素タンク 3 5 0が空になってから次の水素夕ンク 3 5 0への切り換えを行うのではなく、 4つの水素タンク 3 5 0を順次、間欠的に供給源として使用する。ガス供給源特定処理（ステップ S 3 3 0 ) は、かかる考え方に基づき、供給源となる水素タンク 3 5 0を選択する処理である。ガス供給源特定処理の詳細な内容については、後述する。

制御ュニッ卜 3 4 0は、選択された水素タンク 3 5 0の開閉弁 3 5 1を制御して、ガスの供給を行う（ステップ S 3 4 0 )。レギユレ一夕 3 5 5や開閉弁 3 5 1 の異常などの理由により、ガスを供給することができない場合には（ステップ S 3 4 1 )、再びガス供給源特定処理を実行し（ステップ S 3 3 0 )、別の水素タンク 3 5 0からの供給を試みる。ステップ S 3 4 1において、制御ュニッ卜 3 4 0 は、例えば、供給管 3 2 2の供給圧 P aが低下した場合にはガスの供給に異常があると判断することができる。供給に異常があると判断された場合には、先に起動時点検処理（図 9 ) で説明した通り、異常判定フラグを立てておくことが好ましい。

制御ュニッ卜 3 4 0は、起動時点検処理（図 9 ) および上述のステップ S 3 2 0 ~ S 3 4 1までの処理で、異常が存在する水素タンク 3 5 0が発見されている場合には（ステップ S 3 4 2 )、運転者に対して異常を報知する（ステップ S 3 5 0 。この処理については、後述する。異常が存在しない場合には、制御ュニッ卜 3 4 0は、異常報知処理（ステップ S 3 5 0 ) をスキップする。

制御ュニッ卜 3 4 0は、水素の供給と併せて、各水素タンク 3 5 0の開閉弁 3 5 1の温度が下がりすぎないよう、ヒータで加熱する（ステップ S 3 6 0 )。ヒー夕への通電制御については、後述する。

制御ユニット 3 4 0は、以上の処理を繰り返し実行することにより、要求動力に見合う発電を行うことができるよう水素を供給する。図 1 0に示したガス供給制御処理は一例に過ぎず、このガス供給制御処理における各処理は、適宜、処理順序を入れ替えたり、並行して実行したりしても構わない。

B— ( 3 - 1 ) . ガス供給源特定処理：

図 1 1は、制御ユニット 3 4 0が実行するガス供給源特定処理を示すフローチヤー卜である。ガス供給源特定処理は、先に説明したガス供給制御（図〗 0 ) のステップ S 3 3 0に相当する処理であり、水素の断熱膨張による温度低下に伴う弊害を回避するよう、供給源となる水素タンク 3 5 0を選択するための処理である。本実施例では、各水素タンク 3 5 0の温度センサ 3 5 3、圧力センサ 3 5 4 の検出値に基づいて、供給源の選択を行う。

制御ュニッ卜 3 4ひは、ガス供給源特定処理を開始すると、現在供給中の水素タンク 3 5 0 (以下、「現用タンク」と称する）について、温度 Tおよび圧力 Pを検出する（ステップ S 3 3 1 )。初めて、この処理を実施する場合、即ち現用タンクが存在しない場合には、温度丁、圧力 Pともに 0として処理を行う。また、制御ュニッ卜 3 4 0は、現用タンクの使用が開始された時点での温度 Tを初期温度 T Oとして記憶しておく。

制御ユニット 3 4 0は、「温度 T <閾値 T a j という条件（ステップ S 3 3 2 ) が満たされる時、現用タンクの切り換えを行う。この条件が満たされない時は、現用タンクを継続的に使用するものとして、ガス供給源特定処理を終了する。

「温度 T<閾値 T a」という条件（ステップ S 3 3 2 ) は、現用タンクの温度が下がりすぎることを回避するための条件である。本実施例では、一 1 0 °Cを閾値温度 T aとして用いるものとした。閾値 T aは、例えば、レギユレ一夕 3 5 5、開閉弁 3 5 1などの各部品について正常な動作を確保し得る下限温度、またはこの下限温度よりも所定量高い温度に設定することができる。また、閾値 T aは、現用タンクを切り換えた際の夕ンク温度から下限温度内で所定温度だけ低い温度、例えば、切り換えた際のタンク温度から 5 °Cだけ低い温度に設定することもできる。また、閾値 T aは、現用タンク以外の他の水素タンク 3 5 0とのタンク温度の差（例えば、他の水素タンク 3 5 0の平均タンク温度の差）が所定温度に達した場合に「温度 T<閾値 T a jという条件を満たすように設定することもできる。ステップ S 3 3 2において、現用タンクの切り換えを行うべきと判断した場合、制御ュニッ卜 3 4 0は、現用タンクの開閉弁 3 5 1を閉じる（ステップ S 3 3 3 )。そして、現用タンクを除く水素タンク 3 5 0の中から、タンクの温度が閾値 T a 以上となっているタンクを候補タンクとして抽出する（ステップ S 334)。候補タンクは、複数抽出される可能性がある。

制御ユニット 340は、抽出された候補タンクから、供給源とすべきタンクを選択する（ステップ S 335)。供給源とすべきタンクは、種々の基準で選択することが可能であるが、本実施例では、以下の 3つの基準を用いるものとした。 a) タンク温度が高い順；

b) 残量が多い順；

c) 既定のシーケンス；

上述の基準は、 a) 〜c) の優先順位で適用する。つまり、まず、基準 a) により、複数の候補タンクの中から、最も温度が高いタンクを選択する。こうして選択された候補タンクが複数存在する場合には、次に、基準 b) により、残量が多い最大のタンク、即ち圧力 Pが最大のタンクを選択する。更に、複数の候補夕ンクが存在する場合には、基準 c )により、 Π番タンク→ 2番タンク→ 3番タンク 4番タンク」など、既定のシーケンスで選択をする。これらの基準は、種々の設定が可能であり、例えば、基準 a) 〜c) のいずれか一つのみを用いてもよいし、基準 a) 〜c) を上述の内容とは異なる優先順位で適用してもよい。

図 1 2は供給源タンクの選択例を示す説明図である。 1番タンク（# 1 ) ~4 番タンク（#4)の圧力および温度の時間変化を示した。この例では、 Π番タンク→2番タンク→3番タンク→4番タンク」というシーケンスが設定されているものとして説明する。

時刻 0では、全ての水素夕ンク 350 [1 ] ~350 [4]が同一の圧力 P 0、温度 T 0の初期状態である。従つて、温度に基づく基準 a )、残量に基づく基準 b ) ではなく、基準 c) のシーケンスにより、 1番タンクが供給源タンクとして選択される。

この結果、時間 0〜t 1の区間では、 1番タンクの圧力 P 1が低下し、それに伴って温度 T 1も低下する。時刻 t 1では、 1番タンクの温度が閾値 T aに達したため、供給源の切り換えが行われる。この時点で候補タンクは、 2番タンク〜 4番タンクである。これらの各タンクの圧力 P 2〜P 4、温度 T2〜T4は、全て等しい。従って、基準 C) のシーケンスにより、 1番タンクの次のタンク、即ち 2番タンクが供給源タンクとして選択される。

この結果、時間 t卜〜 t 2の区間では、 2番タンクの圧力 P 2が低下し、それに伴って温度 T 2も低下する。 1番タンクは、水素の供給を停止しているため、圧力 P 1は変化しない。温度 T 1は、水素排出による冷却効果がなくなること、およびヒータによる加熱が行われるため、徐々に上昇する。

時刻 t 2では、 2番タンクの温度が閾値 T aに達したため、供給源の切り換えが行われる。この時点で候補タンクは、 1番タンク、 3番タンク、 4番タンクである。これらの各タンクの圧力 P 1、 P3、 P4、温度 T 1、 Τ3、 Τ4は、次の関係にある。

圧力… Ρ 3 = Ρ 4>Ρ Ί ；

- 温度… Τ 3 = Τ4>Τ 1 ；

従って、基準 a) により、温度が最低の 1番タンクは、供給源タンクの候補から外され、候補タンクは、 3番タンクと 4番タンクとなる。結局、基準 c) のシ一ケンスにより、 2番タンクの次のタンク、即ち 3番タンクが供給源タンクとして選択される。

時刻 t 3では、 3番タンクの温度が閾値 T aに達したため、供給源の切り換えが行われる。この時点で候補タンクは、 1番タンク、 2番タンク、 4番タンクである。これらの各タンクの圧力 P 1、 P2、 P4、温度 T 1、 Τ2、 Τ4は、次の関係にある。

圧力… Ρ 4>Ρ 1 = Ρ 2 ；

温度… T4>T 1 >Τ2 ；

従って、基準 a) により、温度が最高の 4番タンクが供給源タンクとして選択される。以下、同様にして、基準 a) 〜c) を適用することにより、適宜、供給源タンクの選択を行うことができる

B— (3-2). 異常報知処理：

図 1 3は、制御ュニッ卜 340が実行する異常報知処理を示すフローチヤ一卜である。異常報知処理は、ガス供給制御処理（図 1 0) のステップ S 350に相当する処理であり、 4本の水素タンク 350のいずれかに異常が存在することを運転者に報知するための処理である。

異常報知処理が開始されると、制御ュニッ卜 340は、異常判定結果を入力する（ステップ S 351 )。異常判定結果としては、例えば、起動時点検処理（図 9 のステップ S 31 8) やガス供給制御処理（図 1 0のステップ S 341 ) などで設定された異常判定フラグを用いることができる。本実施例では、異常判定フラグに基づき、 1番タンク〜 4番タンクのうち、異常が存在するタンクを個別に特定可能であるものとする。

~制御ユニット 340は、異常が存在するタンクを除き、ガスの残量を算出する (ステップ S 352)。図 1 3中に、 4番タンクに異常が検出された場合を例にとつて、残量の算出方法を示した。図示する通り、異常が検出される前の時点で、 1番タンク〜 4番タンクのガス残量は、それぞれ R 1〜R 4であったとする。異常が検出される前の時点では、合計の残量 R o l dは、「R 1 +R 2 + R 3 + R 4J と求められる。制御ユニット 340は、 4番タンクに異常が検出された場合には、 4番タンクの残量 R 4を無視する。従って、合計の残量 R n e wは、「R 1 + R 2 + R 3J と求められる。

制御ユニット 340は、残量の算出結果に基づき、残量表示を修正するとともに、運転者に警告表示を行う（ステップ S 353)。図 1 3中には、車両 3〗 0の計器板 360を例示した。本実施例では、計器板 360の左側に、ガスの残量計 36 1、残量彎告灯 362、各タンクについての異常警告灯 363が設けられている。ステップ S 352の計算により、残量は急激に減るため、残量計 361の指示値も図示する通り急激に R o I dから R n e wに低下する。制御ユニット 3 4 0は、残量計 3 6 1の表示が修正されたことを運転者に意識させるため、残量 R n e wの値に関わらず、残量警告灯 3 6 2を所定期間、点滅させる。残量警告灯 3 6 2の点滅に代えて、所定期間、残量計 3 6 1の指針を振動させてもよい。制御ュニッ卜 3 4 0は、これらの表示と併せて、異常が発見された水素タンク 3 5 0について異常警告灯 3 6 3を点灯または点滅させる。図 1 3の例では、 4 番タンクに異常が発見された状態を例示した。これらの表示は、必ずしも全てを行う必要はなく、計器板 3 6 0の構成に応じて、一部を省略しても構わない。 B - ( 3— 3 ) . ヒータ加熱処理：

図 1 4は、制御ユニット 3 4 0が実行するヒータ加熱処理を示すフローチヤ一卜である。ガス供給制御処理（図 1 0 ) のステップ S 3 6 0に相当する処理であり、各水素タンク 3 5 0のヒータ 3 5 2への通電可否および通電量を制御するための処理である。制御ュニッ卜 3 4 0は、各水素タンク 5 0に対してヒータ加熱処理を実施する。以下、説明の便宜上、ヒータ加熱処理の制御対象となっている水素タンク 3 5 0を、対象タンクと称する。

ヒータ加熱処理が開始されると、制御ユニット 3 4 0は対象タンクの温度丁の入力を受け付ける（ステップ S 3 6 1 )。制御ュニッ卜 3 4 0は、この温度 Tが予め設定された目標温度 T hよりも大きい場合には、ヒータ 3 5 2による加熱は不要と判断し、ヒータ 3 5 2への通電をオフにする（ステップ S 3 6 3 )。目標温度 T hは、例えば、レギュレー夕 3 5 5、開閉弁 3 5 1など水素夕ンク 3 5 0の各部品の動作が保証されている温度に基づいて設定することができる。本実施例では、目標温度 T hを、 0 °Cに設定した。

対象タンクの温度 Tが目標温度 T h以下である場合には、以下の処理によってヒータ 3 5 2への通電量を設定する。まず、制御ュニッ卜 3 4 0は、目標温度 T と、対象タンクの温度 Tとの差分 d Tを算出する（ステップ S 3 6 4 )。この差分 d Tは、対象タンクに要求される温度上昇量に相当する。

制御ユニット 340は、次に、切り換えまでの所要時間、即ち、制御対象となつている対象タンクが再び使用されるまでの所要時間 Tcを次式により、算出する（ステップ S 365)。

Tc = N t XT a V · · , (1 )

ここで、 N tは、インターバル■タンク数であり、 Tavは、平均連続使用可能時間である。

インターバル■タンク数 N tは、対象タンクが次に水素の供給源として使用されるまでに、使用される水素タンク 350の数である。例えば、 4本の水素タンク 350が全て使用可能である場合を考える。対象タンクが水素の供給を終えた直後であれば、通常は、他の 3つの水素タンク 350が使用された後、再び供給源として選択されることになるから、「N t = 3」となる。対象タンクが水素の供給を終えた後、既に他の一つの水素タンク 350が水素の供給を終えている場合に-は、 ΓΝ t = 2 Jとなる。対象タンクが現に水素の供給源として使用されている場合には、「N t==0」と扱うものとする。また、いずれか一つの水素タンク 35 0に異常が発見されておリ対象夕ンクも含めて 3つの水素夕ンク 350が使用可能な場合は、対象タンクが水素の供給を終えた直後であれば、「N t=2jとなる。平均連続使用可能時間 Tavは、温度が下がりすぎることなく、一つの水素夕ンク 350から連続して水素を供給可能な平均時間であり、例えば、従前の供給履歴から求めることができる。平均連続使用可能時間 Tavは、固定値としてもよく、例えば、最大供給量で水素を供給した場合に、温度が下がりすぎることなく連続して供給可能な時間に設定してもよい。

制御ュニッ卜 340は、ステップ S 364、S 365で算出した値に基づいて、単位時間当たりの必要熱量 Q rを次式により算出する（ステップ S 366)。

Q r = dTXC t/Tc ■ ■ ■ (2)

ここで、 C tは、タンクの熱容量である。必要熱量 Q rは、所要時間 Tc後に、対象タンクの温度を目標温度 Thまで上昇させるために、単位時間当たりに供給すべき熱量を表している。このように必要熱量 Q rを設定することにより、水素タンク 350の温度を安定して目標温度 T hに回復させることが可能となる。

最後に、制御ユニット 340は、次式により、ヒータ 352による単位時間当たりの加熱量 H rを設定し、これに基づいてヒータ 352への通電制御を行う（ステツプ S 367)。

H r =m a x (Q r -Q n, Hm i n) ■ ■ ■ (3)

ここで、 Qnは、自然加熱による熱量であり、 Hm i nは、最低加熱量である。 max (A, B) は、 A， Bのうち大きい方を選択する演算子である。

自然加熱による熱量 Qnは、実験または解析により予め設定することができる。最低加熱量 Hm i nは、ヒータ 352によって無条件に与えるべき加熱量である。例えば、対象タンクが水素の供給源として使用されている場合や、対象タンクの温度が目標温度 Thに近い場合などに、この最低加熱量 H m i nによる加熱が行われることになる。

最低加熱量 H m i nを大きい値に設定すれば、対象タンクが水素の供給源として利用されている場合の温度低下を抑制することができる。従って、連続して供給可能な時間を延ばすことができ、水素タンク 350の切り換え頻度を抑えることができる利点がある。最低加熱量 Hm i nを小さい値に設定すれば、ヒータ 3 52への通電に消費されるエネルギを抑制し、燃料電池システムのエネルギ効率を向上することができる利点がある。最低加熱量 Hm i nは、このように温度低下の抑制という要求と、エネルギ効率の向上という要求を勘案して、任意に設定することが可能である。

ヒータ加熱処理は、変形例として、上述のステップ S 364〜S 366を省略してもよい。即ち、対象タンク温度 Tが目標温度 Th以下の場合、制御ユニット 340は、予め設定された最低加熱量 Hm i nでの加熱を無条件に行うようヒー夕 3 5 2に通電するようにしてもよい。 B— （4 ) . 効果：

以上説明した第 2の実施例によれば、複数の水素タンク 3 5 0を、レギユレ一夕 3 5 5の下流側の温度に応じて切り換えて使用する。従って、レギュレー夕 3 5 5、開閉弁 3 5 1などの各部品の温度が下がりすぎることを回避することができ、開閉動作の異常、部品の寿命低下、性能低下など温度低下に起因する種々の弊害を回避することができる。 B - ( 5 ) . ガス供給源特定処理の変形例：

図 1 5は、ガス供給源特定処理の第 1変形例を示すフローチャートである。図 1 5に示すガス供給源特定処理は、先に説明したガス供給制御（図 1 0 ) のステップ S 3 3 0に相当する処理である。第 1変形例では、各水素タンク 3 5 0の温度センサ 3 5 3を省略した構成で、圧力センサ 3 5 4の検出値に基づいて、供給源の選択を行う。

制御ュニッ卜 3 4 0は、図 1 5に示すガス供給源特定処理を開始すると、現在供給中の水素タンク 3 5 0である現用タンクについて、圧力変化 d Pを検出する (ステップ S 3 3 1 A)。圧力変化 d Pとは、現用タンクからの水素供給を開始した初期圧力 P i n iと、現時点の圧力 Pとの差分（ d P = P i n i— P )である。初めて、この処理を実施する場合、即ち現用タンクが存在しない場合には、圧力変化 d Pを 0として処理を行う。

制御ユニット 3 4 0は、「圧力変化 d P >閾値 X」という条件（ステップ S 3 3 2 A) が満たされる時、現用タンクの切り換えを行う。いずれの条件も満たされない時は、現用タンクを継続的に使用するものとして、ガス供給源特定処理を終了する。

「圧力変化 d P >閾値 X」という条件（ステップ S 3 3 2 A) は、圧力変化によつて推測される温度変化に基づいて、現用夕ンクの温度が下がりすぎることを回避するための条件である。閾直 Xの設定方法について説明する。一般に高圧ガスを減圧して供給する場合、ガスは、断熱膨張によって次式に従い温度が低下することが知られている。

T 1 =T s (P 1 /P s) ^(T~^1)/r ■ ■ · (4)

ここで、 T 1は、断熱膨張後の温度（K) であり、 T sは、断熱膨張前の初期温度（K) である。 P 1は、断熱膨張後の圧力であり、 P sは、断熱膨張前の初期圧力である。ァは、比熱比（ 1. 4) である。例えば、 T s = 300 K、 Ρ 1 = 1気圧、 P s = 350気圧の場合、 Τ Ίは理論的には、約 56 Κ (—21 7 °C) にまで低下する。

上式によれば、減圧された状態での水素の温度は、水素タンク 350の圧力 P sに依存するが、閾値 Xの設定に際しては、圧力 P sに依らず一定として扱うことにより、排出される水素の温度は一定として扱う。この一定値は、温度の下がすぎを回避するという観点で安全側の設定とするために、例えば、最大圧力からの断熱膨張に基づいて設定することができる。水素の排出による水素タンク 3 50の温度低下は流量に依存するため、閾値 Xの設定に際しては、最大流量で排出されるものと仮定する。この条件下で、水素タンク 350の温度を 1 °C低下させるのに必要となる水素の排出量丫 [P a/°C] が実験的または解析的に求められる。排出量 Yの単位に圧力を用いているのは、水素の排出量は水素タンク 35 0の圧力変化に比例するからである。

上述の排出量 Yを用いれば、水素タンク 350の温度が初期温度、即ちヒータによる加熱制御の目標温度 T h、から閾値 T aまで低下するのに要する水素の排出量 [P a]が求まる。本実施例では、この排出量を閾値 Xとして用いた。即ち、 ΓΧ [Pa] = (Th-Ta) [°C] XY [Ρ a/°C]j で設定した。この値は、供給源としての使用開始時には、ヒータ加熱処理（図 1 4) で説明した初期の目標温度 T hが実現されていると想定して設定した値である。温度センサが設けられている場合には、初期温度の実測値を用いても良い。閾値 Xは、形式上は水素タンク 350の圧力変化に基づく条件として表されているが、実質的には水素夕ンク 350からの水素排出量に基づく条件と言うこともできる。また閾値 Xは、最も温度低下が激しくなる条件を仮定して設定されているため、水素タンク 35 0の温度が下がりすぎることを、より確実に回避することができる。

先に説明した通り、排出される水素の温度は、水素タンク 350の圧力 Pによつて変化するため、水素タンク 350の温度を 1 °C低下させるのに必要となる水素の排出量 Y [P a/°C] も圧力 Pに依存する。かかる影響を考慮し、上述の排出量 Yの値を、現用タンクの初期圧力 P i n iに応じて、予め用意されたマップ、関数に基づいて設定するようにしてもよい。

ステップ S 332 Aにおいて、現用タンクの切り換えを行うべきと判断した場合、制御ユニット 340は、現用タンクの開閉弁 351を閉じる（ステップ S 3 33 A)o そして、現用タンクを除く水素タンク 350の中から、「a) 残量が多い順； b) 既定のシーケンス」という 2つの基準で、供給源となる水素タンク 3 50を選択する。変形例では、温度センサを省略しているので、温度に関する基準は適用しない。

以上で説明した通り、変形例では、温度センサを省略し、構造の簡素化を図りつつ、実施例と同様、水素タンク 350の温度の下がりすぎを回避することがでぎる。

第 1変形例は、温度センサおよびヒータの加熱を共に省略したシステムに適用することも可能である。この場合には、閾値 X [P a] 相当の水素を排出して温度が低下した水素タンク 350は、他の水素タンク 350から水素が供給されている間、水素の供給を低下することにより、自然加熱によって初期温度 TOに戻るという前提で制御を行う。閾値 Xは、先に説明した通り、「X [Pa] = (TO -Ta) [°C] XY [P a/°C]j で設定することができる。このシステム構成では、水素タンク 350について、断熱膨張による温度低下 d T (=T0— Ta) よりも、温度 T aから自然加熱による温度上昇 dT rが大きくなること、即ち d T r>dTが要求される。従って、かかる条件を満足するインターバル期間、即ち各水素タンク 350からの水素供給が停止される期間を確保するよう水素タンク 350の本数を設定することが好ましい。温度上昇 d T rを達成するための所要時間を短縮するために、例えば、水素タンク 350に設けられたレギユレ一夕 355に対して、 P及熱性を向上する材質、構造を適用してもよい。図 1 6は、ガス供給源特定処理の第 2変形例を示すフローチャートである。図 1 6に示すガス供給源特定処理は、先に説明したガス供給制御（図 1 0) のステップ S 330に相当する処理である。第 2変形例では、各水素夕ンク 350の温度に応じて、各水素タンク 350間の温度差が小さくなるように供給源タンクの選択を行う。

制御ュニッ卜 340は、図 1 6に示すガス供給源特定処理を開始すると、水素タンク 350 [1 ]〜350 [4] についての各水素タンク温度 T [N] (N= 1 〜4) を検出する（ステップ S 41 0)。その後、水素タンク温度 T [N] のうち現在供給中の水素タンク 350である現用タンクの温度である現用タンク温度 T e が、この現用タンクが供給源タンクとして切り換えられた時点から低下温度 Td cだけ低下したか否かを判断する（ステップ S 420)。ここで、低下温度 T d cは、各水素夕ンク 350間の温度差を小さくするために設定された所定の温度であり、本実施例では、予め 5 °Cに設定されている。

現用タンク温度 Te pが低下温度 Td cだけ低下していない場合には（ステツプ S 420)、現用タンクからの水素供給を継続して（ステップ S 460)、ガス供給源特定処理を終了する。

—方、現用タンク温度 Te pが低下温度 Td cだけ低下した場合には（ステツプ S 420)、現用タンクからの水素供給を停止し（ステップ S 430)、水素夕ンク 350 [1 ] -350 [4] の中で最も高温な水素タンク 350を供給源夕ンクとして特定して、供給源タンクの切り換えを行い（ステップ S 440)、ガス供給源特定処理を終了する。

第 2変形例によれば、複数の水素タンク 350間の温度の平準化を図り、ガス供給に伴う温度低下に起因する弊害を抑制することができる。

なお、低下温度 Td cは、 5°Cに限るものではなく、システムの特性や使用環境，水素供給量などに応じた所定の温度に設定することができる。また、低下温度 Td cを所定温度に固; するのではなく、システムの状態に応じて、システムの稼働中に適宜変更することとしても良い。例えば、タンク温度が高くなるほど低下温度 Td cの値を大きくしても良い。これにより、タンク関連部品の劣化の可能性が比較的低い高温時におけるタンクの切り替え頻度を減らすことができる。また、現用タンクが供給源タンクとして切り換えられた時点から所定温度だけ低下した場合に、供給源タンクの切り換えを行うのではなく、現用タンクと他の水素タンク 350の平均温度との温度差が所定温度となった場合や、供給源タンクを切リ換えてから所定時間だけ経過した場合に、供給源夕ンクの切り換えを行うことによって、各水素タンク 350間の温度差が小さくなるようにしても良い。また、水素タンク 350の温度の平準化と共に、水素タンク 350の温度保証領域の範囲内で水素供給を行うこととしても良い。図 1 7は、ガス供給源特定処理の第 3変形例を示すフローチャートである。図 1 7に示すガス供給源特定処理は、先に説明したガス供給制御（図 1 0) のステップ S 330に相当する処理である。第 3変形例では、各水素タンク 350の温度および圧力に応じて、各水素タンク 350間の温度差および圧力差が小さくなるように供給源夕ンクの選択を行う。

制御ュニッ卜 340は、図 1 7に示すガス供給源特定処理を開始すると、水素タンク 350 [1 ] 〜350 [4] についての各水素タンク温度 T [N] (N= 1 ~4) および各水素タンク圧力 P [N] (N=1〜4) を検出する（ステップ S 5 1 0)。その後、次式で表される供給源特定値 Fを最小値とする水素タンク 350 を供給源タンクとして特定して、供給源タンクの切り換えを行い（ステップ S 5

20)、ガス供給源特定処理を終了する。

F =∑ A■ (T [Ν] — Τ a ν e) ² +

∑ Β ■ (Ρ [Ν] -Pav e) ² · · ■ (5)

ここで、 Αは、水素タンク温度 T [Ν] に対するゲインであり、 Βは水素タンク圧力 Ρ [Ν] に対するゲインであり、各水素タンク 350間の温度差および圧力差の縮小に適した所定の値に設定されている。 Tav eは、全ての水素タンク

350の平均温度であり、 Pav eは、全ての水素夕ンク 350の平均圧力である。

第 3変形例によれば、複数の水素タンク 350間の設置環境（例えば、日当たり具合や、発熱機器との位置関係）に起因して低温に成りがちな水素タンク 35 0の使用頻度の低下を抑制することができる。また、各水素タンク 350の容積が同じ場合には、各水素タンク 350内のガス密度の平準化を図ることができる。なお、供給源特定値 Fを表す式（5) において、「 | T [N] — Tav e | <C (Cは所定の閾値)」の場合には「A=0」とし、 Γ I T [N]— T a V e<D (D は所定の閾値） Iの場合には「B = 0J とすることによって、水素タンク 350 の切り換えが過剰に行われることを抑制することとしても良い。

また、水素タンク 35.0の温度および圧力の平準化と共に、水素タンク 350 の温度保証領域の範囲内で水素供給を行うこととしても良い。この場合には、温度保証領域の下限温度直前の温度で供給源夕ンクを切り換えた際に、下限温度を超えない程度にガスを供給可能なガス供給量を、水素タンク 350の外気温度と、水素タンク 350の温度とを考慮して算出し、この算出されたガス供給量を放出した後にガス供給を制限することとしても良い。

B- (6). その他の実施形態：第 2の実施例と、その変形例のガス供給源特定処理（図 1 1および図 1 5 ) を組み合わせた処理を行っても良い。つまり、現用タンクの切り換えに、水素タンクの温度 Tによる判断（図 1 1のステップ S 3 3 2 ) と、圧力変化 d Pによる判断（図 1 5のステップ S 3 3 2 A) とを併用してもよい。この場合、例えば、いずれか一方の条件が満足された場合に、現用タンクの切り換えを行うべきと判断する方法を採ることができる。こうすることにより、切り換えに関する誤判断の可能性を抑制することができる。

以上、本発明の第 2の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。例えば、本発明は、車両に搭載した燃料電池のみならず、定置型の燃料電池にガスを供給するシステムとして構成することも可能である。また、本発明は、水素に限らず、複数の高圧タンクから種々のガスを減圧して供給するガス供給装置に適用可能である。実施例および変形例では、水素タンク 3 5 0を一つずつ供給源として選択する場合を例示したが、複数の水素タンク 3 5 0を選択することを許容してもよい。

また、本実施例では、ヒータ 5 2によって水素タンク 3 5 0を加熱することとしたが、燃料電池 2 0やインバー夕 3 1などの発熱体の廃熱を利用して水素タンク 3 5 0を加熱することとしても良い。さらに、各水素タンク 3 5 0の表面と、発熱体との間で冷却水を循環させることによって、各水素タンク 3 5 0と発熱体との間で熱交換を行うことしても良い。また、例えば、各水素タンク 3 5 0の間で冷却水を循環させることによって、各水素夕ンク 3 5 0の間で熱交換を行うこととしても良い。産業上の利用可能性

この発明は、夕ンクに貯蔵されたガスを外部に供給するガス供給装置に適用可能である。また、水素を取り扱うガス供給装置に利用するばかりではなく、酸素や窒素，空気など種々のガスを取り扱うガス供給装置においても利用可能である

Claims

請求の範囲

1 . ガスを貯蔵する貯蔵部と、該貯蔵されたガスを該貯蔵部の外部に減圧して放出する放出機構とを有するタンクと、

前記タンクの温度を検出する温度検出部と、

該検出したタンクの温度に応じて、該タンクからのガスの供給を調整する供給制限部と

を備えたガス供給装置。

2 . 請求項 "I記載のガス供給装置であって、

前記タンクを複数備え、

前記温度検出部は、前記複数のタンクの温度を検出し、

前記供給制限部は、前記検出したタンクの温度に応じて、前記複数のタンク間の温度差が小さくなるようにガスの供給を制限する

ガス供給装置。

3 . 前記供給制限部は、前記ガスの供給源となっているタンクの温度が、該タンクを供給源に切り換えた時点の温度から所定温度だけ低下した場合に、該夕ンクとは異なる他のタンクを供給源に切り換えることによって、前記複数のタンク間の温度差が小さくなるようにガスの供給を制限する請求項 2記載のガス供給装置

4 . 前記供給制限部は、前記ガスの供給源となっているタンクの温度と、該タンクとは異なる他の夕ンクの温度とが所定温度差になった場合に、該他の夕ンクを供給源に切り換えることによつて、前記複数の夕ンク間の温度差が小さくなるようにガスの供給を制限する請求項 2記載のガス供給装置。

5 . 前記供給制限部が前記供給源に切り換えるタンクは、前記複数のタンクのうち最も高温な夕ンクである請求項 3または 4記載のガス供給装置。

6 . 請求項 2記載のガス供給装置であって、

前記複数のタンクの圧力を検出する圧力検出部を備え、

前記供給制限部は、前記検出した複数のタンクの温度および圧力に応じて、該複数のタンク間の温度差および圧力差が小さくなるようにガスの供給を制限するガス供給装置。

7 . 前記供給制限部は、前記検出したタンクの温度と、該タンクの性能を保証する保証温度領域との関係に基づいて、該タンクからのガスの供給を調整する請求項 1記載のガス供給装置。

8 . 前記供給制限部は、前記検出したタンクの温度が、該タンクの性能を保証する保証温度領域を外れないように、該タンクからのガスの供給を調整する請求項 7記載のガス供給装置。

9 . 請求項 7記載のガス供給装置であつて、

前記タンクを複数備え、

前記温度検出部は、前記複数のタンクのうち、少なくとも前記ガスの供給源となっているタンクの温度を検出し、

前記供給制限部は、前記検出した供給源となっているタンクの温度と、該タンクの性能を保証する保証温度領域との関係に基づいて、該供給源となっている夕ンクからのガスの供給を制限する

ガス供給装置。

1 0 . 前記供給制限部は、前記検出した供給源となっているタンクの温度が、該タンクの性能を保証する保証温度領域を外れないように、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限する請求項 9記載のガス供給装置。

1 1 . 前記供給制限部は、前記検出した供給源となっているタンクの温度が、該タンクが前記供給源になってから前記保証温度領域内で所定温度だけ低下する際に、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限する請求項 9または 1 0記載のガス供給装置。

1 2 . 請求項 9ないし 1 1のいずれか記載のガス供給装置であって、前記温度検出部は、前記複数のタンクの温度を検出し、

前記供給制限部は、前記検出した供給源となっているタンクの温度と、該タンクとは異なる他の夕ンクの温度とが、前記保証温度領域内で所定温度差となる際に、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限する

ガス供給装置。

1 3 . 請求項 1 2記載のガス供給装置であって、

前記複数のタンクの圧力を検出する圧力検出部を備え、

前記供給制限部は、前記所定温度差となる際、または、前記検出した供給源となっているタンクの圧力と、該タンクとは異なる他のタンクの圧力とが所定圧力差となる際に、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限するガス供給装置。

1 4 . 前記供給制限部は、前記ガスの供給を制限する際に、前記供給源となつているタンクとは異なる他のタンクの中から、前記供給源となるタンクを選択するタンク選択手段を備えた請求項 9ないし 1 3のいずれか記載のガス供給装置。

1 5 . 前記タンク選択手段は、各時点で前記複数のタンクのうちのいずれか一つの夕ンクを前記供給源として選択する手段である請求項 1 4記載のガス供給装置。

1 6 . 請求項 1 4または 1 5記載のガス供給装置であって、

前記夕ンク選択手段は、前記複数の夕ンクの前記供給源としての使用履歴に基づいて、前記供給源となるタンクを選択する手段である

ガス供給装置。

1 7 . 請求項 1 4ないし 1 6のいずれか記載のガス供給装置であって、前記温度検出部は、前記複数のタンクの温度を検出し、

-前記選択手段は、前記検出された複数のタンクの温度に基づいて、前記供給源となるタンクを選択する手段である

ガス供給装置。

1 8 . 請求項 9ないし 1 7のいずれか記載のガス供給装置であって、前記供給制限部は、

前記供給源となっているタンクからのガスの供給に支障があるか否かを判断する支障判断手段と、

前記供給源となっているタンクに支障があると判断する場合に、該タンクとは異なる他のタンクの中から、前記供給源となるタンクを選択する支障選択手段と

を備えた

ガス供給装置。

1 9 . 請求項 9ないし 1 8のいずれか記載のガス供給装置であって、前記ガスを供給するための供給管を、前記複数のタンクの各放出機構に共通して連結し、

前記供給管の圧力を検出する供給管検出部と、

前記ガスの供給を開始する際に、前記検出された供給管の圧力の挙動に基づいて、少なくとも一つの前記放出機構の異常の有無を点検する供給管点検部とを備えたガス供給装置。

2 0 . 前記温度検出部は、前記タンクから供給されるガスに関連する物理量に基づいて、該タンクの温度を検出する請求項 1ないし 1 9のいずれか記載のガス供給装置。

-.

2 1 . 前記温度検出部は、前記タンクから供給されるガスの断熱膨張度合に基づいて、該タンクの温度を検出する請求項 1ないし 2 0のいずれか記載のガス供給装置。

2 2 . 前記温度検出部は、前記タンクから供給されるガスが該タンクから奪う熱量に基づいて、該タンクの温度を検出する請求項 1ないし 2 1のいずれか記載のガス供給装置。

2 3 . 前記温度検出部は、前記貯蔵部および前記放出機構の少なくとも一部における温度を、該タンクの温度として検出する請求項 1ないし 2 2のいずれか記載のガス供給装置。

2 4 . 前記温度検出部は、前記タンクから供給されるガスの供給量に基づいて、該夕ンクの温度を検出する請求項 1ないし 2 3のいずれか記載のガス供給装置

2 5 . 前記貯蔵部を加熱する加熱部を備えた請求項 1ないし 2 4のいずれか記載のガス供給装置。

2 6 . 前記タンクからのガスの供給に異常が存在する場合に、該異常を報知する報知部を備えた請求項 1ないし 2 5のいずれか記載のガス供給装置。

2 7 . 請求項 1ないし 2 6のいずれか記載のガス供給装置であつて、前記ガスは、水素を含む燃料電池用の燃料ガスであり、

該ガスの供給先は、水素を燃料とする燃料電池である

ガス供給装置。

2 8 . ガスを貯蔵する貯蔵部と、該貯蔵するガスを減圧して放出する放出機構とを有するタンクを備え、該タンクに貯蔵されたガスを外部に供給するガス供給装置の制御方法であって、

前記タンクの温度を検出し、

該検出した夕ンクの温度と、該夕ンクの性能を保証する保証温度領域との関係に基づいて、該タンクからのガスの供給を制限する

制御方法。

2 9 . ガスを貯蔵する貯蔵部と、該貯蔵するガスを減圧して放出する放出機構とを有するタンクを複数備え、該タンクに貯蔵されたガスを外部に供給するガス供給装置の制御方法であつて、

前記複数のタンクのうち、少なくとも前記ガスの供給源となっているタンクの温度を検出し、

前記検出した供給源となっているタンクの温度と、該タンクの性能を保証する保証温度領域との関係に基づいて、該供給源となっているタンクからのガスの供給を制限する

制御方法。