WO2007072662A1

WO2007072662A1 - 燃料電池システムとその運転方法

Info

Publication number: WO2007072662A1
Application number: PCT/JP2006/323866
Authority: WO
Inventors: Norio Yamagishi; Akihisa Hotta; Norimasa Ishikawa; Koji Katano
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2007-06-28
Also published as: US7846597B2; EP1970986A4; KR20080068755A; KR100986709B1; US20090029226A1; EP1970986B1; US20100279193A1; EP1970986A1; CN101341619B; CN101341619A; JP5206918B2; JP2007194189A

Abstract

　本発明は、燃料電池１０と、燃料電池１０のガス供給流路３１に設けられてその上流側のガス状態を調整して下流側に供給するインジェクタ３５と、インジェクタ３５を駆動制御する制御手段４とを備えた燃料電池システム１である。制御手段４は、当該燃料電池システム１を含む関連装置の駆動状態に応じて、前記インジェクタ３５の作動を制御する。

Description

明細書燃料電池システムとそ運転方法

技術分野

本発明は、燃料電池のガス供給流路.にィ'ンジェクタが設けられた燃料電池システムとその運転方法に関する。背景技術

現在、反応ガス（燃料ガス及び酸化ガス）の供給を受けて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムが提案され、実用化されている。かかる燃料電池システムには、水素タンク等の燃料供給源から供給される燃料ガスを燃料電池へと流すための燃料供給流路が設けられている。

そして、一般的には、燃料供給源からの燃料ガスの供給圧力がぎわめて高い場合に、この供給圧力を一定の値まで低減させる調圧弁（レギユレータ）が燃料供給流路に設けられている（例えば、特開 2 0 0 4— 3 4 2 3 8 6号公報参照）。明の開示

しかし、前記特許文献 1に記載されているような調圧弁では、その構造上、燃料ガスの供給圧が固定されるため、運転状況に応じて燃料ガスの供給圧力を迅速に変化させることが困難である（すなわち応答性が低い）上に、目標圧力を多段階にわたって変化させるような高精度な調圧が不可能であった。また、燃料電池システムは、運転状況下にあってもシステム全体の騒音レベルが比較的低いため、各作動機器に作動音が生じると、その音が場合によつては耳障りな騒音になってしまう可能性があった。このため、燃料電池の運転状態に応じて燃料ガスの供給圧力を適切に変化させることができ、しかも、騒音の感得を抑制できるシステムが要求されている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、.燃料電池の運転状態に応じて燃料ガスの供給圧力を適切に変化させることが可能な応答性が高いシステムであって、しかも作動音が操作者に気になり難レ、燃料電池システムとその運転方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、ガス供給を '受けて発電する燃料電池と、該燃料電池のガス供給流路に設けられてその上流側のガス状態を調整して下流側に供給するインジェクタと、該インジェクタを駆動制御する制御手段とを備えた燃料電池システムであって、記制御，手段は、当該燃料電池システムを含む関連装置の駆動状態に応じて前記インジェクタの作動を制御するものである。

かかる構成によれば、燃料電池の運転状態（燃料電池の発電量（電力、電流、電圧）、燃料電池の温度、燃料電池システムの異常状態、燃料電池本体の異常状態等）に応じてインジェクタの作動状態（インジェクタの弁体の開度（ガスの逋過面積）、インジェクタの弁体の開放時間（ガスの噴射時間） '等）を設定することができる。従って、燃料電池の運転状態に応じて燃料ガスのガス状態（供給圧力）を適切に変化させることができ、応答性向上させることが可能となる。 '

なお、「ガス状態」とほ、ガスの状態（流量、圧力、温度、モル濃度等)' を意味し、特にガス流量及びガス圧力の少なくとも一方を含む。 '

また、制御手段は、燃料電池システムを含む関連装置の駆動状態に応じてインジェクタの作動を制御するため、例えばインジェクタの作動音が耳障りとなり難い状態下でィンジェクタを作動させることができ、インジェクタの作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

燃料電池システムを含む関連装置とは、例えば当該燃料電池システムを含む周囲の電子機器が該当し、この場合の電子機器とは、ポンプ，モータ，フアンであったり、当該燃料電池システムを移動体に搭載した場合には、トラクシヨンモータ，インバータ，コンバータ等の電力機器と解釈することもできる。

インジェクタの作動を制御するとは、例えばインジェクタの作動を許可または制限（禁止）することや、インジェクタの駆動周期を変更すること等をいう。例えば、関連装置（例えば、ポンプ）め脈動による騒音周波数とインジェクタの駆動周彼数を一致させる、関連装置からの放音のピーク時のみインジクタを作動させる、関連装置からの放射音が所定値以下の場合にはインジェクタの作動を制限（禁止）する等である。

前記燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記関連装置の駆動に伴って発生する放射音に応じて前記インジヱクタの作動を制御してもよレ、。かかる構成を採用すると、例えばインジ.ェクタの作動音を関連装置からの放射音と重ね合わせれば、インジヱグタの作動音を関連装置からの放射音で隠す又は目立たなくすることができ、インジェクタの作動音が耳障りとなつてしまうことを抑制できる。

前記関連装置としては、例えば前記燃料電池に流体を供給するポンプを適用できる。また、前記ポンプとしては、前記燃料電池に酸化ガスを圧送するエアコンプレッサを適用できる。

また、前記燃料電池システムにおいて、移動体に搭載される場合には、前記関連装置の駆動状態として、前記燃料電池やモータの冷却に使用されるフアン、又は乗員室内の空調装置の送風に使用されるブロアの作動状態を適用できる。

かかる構成を採用すると、例えばインジ工クタの作動音をこれらファンからの放射音と重ね合わせれば、ィンジェクタの作動音をこれらからの放射音で隠す又は目立たなくすることができ、インジヱクタの作動音が耳障りとなつてしまうことを抑制できる。また、前記燃料電池システムにおいて、移動体に搭載される場合には、前記関連装置の駆動状態として、前記移動体の移動状態、例えば移動速度や加速状態を適用できる。

かかる構成を採用すると、例えば移動速度が速いときにィンジェクタを作動させることで、移動体の走行音（例えば、タイヤのロードノイズや風切り音）でインジェクタの作動音を隠す又は目立たなくすることができ、この作 ' 動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。 '

また、加速状態、すなわち、移動体の移動（加速）に伴って発生する風切り音、.制動時の騒音などの発生が気になり難い加速時の環境下でインジェクタを作動させることで、この作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。なお、移動体の加速状態は、燃料電池の発電電流、燃料電池に接続された電気負荷（例えば、モータ）からの要求負荷（要求発電量）、あるいはァクセル開度ども相関があるため、これらのうち少なくとも 1つに応じてインジェクタの作動を制御してもよい。

また、前記燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記関連装置か • の放射音の周波数に応じて前記インジヱクタの駆動周波数を制御しても良い。

かかる構成を採用すると、例えばインジェクタの駆動周波数を関連装置からの放射音の周波数と一致させ、または、インジヱクタの駆動周波数の整数倍に関連装置からの放射音の周波数がなるようにすれば、インジェクタの作動音を関連装置からの放射音で隠す又は目立たなくすることができ、インジェクタの作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

また、例えばィンジェクタの駆動周波数の位相を関連装置からの放射音の位相に対し適宜ずらすこと、つまり、騒音の発生が気になり難い環境下でィンジェクタを作動させることで、インジェクタの作動音が気にならなくなり、インジェクタの作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。前記燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、当該燃料電池システムを含む関連装置の駆動状態に応じて、前記ィンジェクタの調圧目標精度を変更してもよい。

前記調圧目標精度の変更は、例えば、前記インジェクタの二次側圧力の検出値と制御目標値との偏差に基づき当該ィンジクタの.開閉動作をフィードバック制御する第 Ίの制御状態から、前記フィードバック制御の実行を禁 ' 止して、前記ィンジェクタの二次側圧力が所定の下限圧まで低下したときに所定の目標庄まで上昇させる第 2の制御状態に変更するものでもよい。また、前記調圧目標精度の変更は、前記インジェクタの二次側圧力の検出値と制御目標値との偏差が所定値未満の場合には当該偏差を「0」と見なす一方で前記偏差が所定値以上の場合には当該偏差に基づき前記ィンジ工クタの開閉動作をフィードバック制御する第.1の制御状態から、前記第 1の制御状態と比べて前記所定値を大きぐする第 2の状態に変更するものでもよい。

以上のごとく調圧目標精度を変更した場合には、インジクタの作動回数 ' が減る結果、耳障りな作動音の発生を抑制することができる。

さらに、前記燃料電池システムが移動体に搭載されるものである場合において、前記制御手段は、前記移動体のアイドル運転^にのみ、前記インジ工クタの調圧目標精度を変吏してもよレ、。

力かる構成を採用すると、他の運転状態と比較して静粛性の高いアイドル運転中におけるインジェクタの作動回数を減らすことができる。

前記制御手段は、前記関連装置の駆動に伴って発生する放射音を低減させたい場合には、前記インジェクタの二次側圧力が所定の下限圧に低下するまで、当該インジェクタの作動を禁止してもよい。

かかる構成を採用すると、より高い静粛性を要求された状況下におけるィンジヱクタの作動回数を減らすことができる。また、前記制御手段は、前記インジェクタの二次側圧力が前記下限圧に低下したら、当該ィンジェクタの作動を許可して前記二次側圧力を所定圧に上昇させてもよい。

かかる構成を採用すると、インジェクタの二次側圧力が当該所定圧に上昇してから次に当該下限圧にまで低下するまでの時間を稼ぐことができる結果、インジェクタの作動回数を減らすことができる。

. 本発明の燃料電池システムは、移動体に搭載される燃料電池システムであつて、ガス供給を受けて発電する燃料電池と、該燃料電池のガス供給流路に設けられてその上流側のガス状態を調整して下流側に供給するインジェクタと、前記移動体の移動状態に応じて前記インジ'ェクタの作動を制御する制御手段と、を備えるものでもよい。

また、前記ィンジェクタは、その上流側と下流側とを連通する内部流路と、該内部流路内に移動可能に配設されその移動位置に応じて前記内部流路の開口面積を変更可能な弁体と、電磁駆動力により前記弁体を駆動する弁体駆動部と、を備えてなるものでもよい。

' 本発明に係る燃料電池システムの運転方法は、ガス供給を受けて発電する燃料電池と'、該燃料電池のガス供給流路に設けられてその上流側のガス状態を調整して下流側に供給するインジェクタと、を備えた燃料電池システムの運転方法であつて、前記燃料電池システムを含む関連装置の駆動状態に応じて前記インジェクタの作動を制御するものである。

かかる構成によれば、例えばインジェクタの作動音が耳障りとなり難い状態下でインジェクタを作動させることにより、インジェクタの作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

本発明によれば、燃料電池の運転状態に応じて燃料ガスの供給圧力を適切に変化させることが可能な応答性が高いシステムであって、しかもインジェクタの作動音が操作者に気になり難い燃料電池システムとその運転方法を提供することができる。

図面の簡単な説明図 1は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。

図は、図 1に示した燃料電池システムの制御装置の制御態様を説明するための制御ブロック図である。 '

' 図 3は、図 1に示した燃料電池システムのインジヱクタの断面図である。

図 4は、図 1に示した燃料電池システムの制御装置の制御態様を説明するためのタイムチャートである。

図 5は > 図 1に示した;^料電池システムの制御装置の制御態様を説明するためのタイムチャートである。

図 6は、図 1に示した燃料電池システムの運転方法を説明するためのフロ —チャートである。 '

図 7は、図 1に示した燃料電池システムの変形例を示す構成図である。図 8は、図 1に示した燃料電池システムの変形例を示す構成図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る燃料電池システム 1について説明する。本実施形においては、本発明を燃料電池車両（移動体）の車載発電システムに適用した例について説明することとする。 '

まず、図 1を用いて、本発明の実施形態に係る燃料電池システム 1の構成について説明する。

本実施形態に係る燃料電池システム 1は、図 1に示すように、反応ガス（酸化ガス及び燃料ガス）の供給を受けて電力を発生する燃料電池 1 0を備えるとともに、燃料電池 1 0に酸化ガスとしての空気を供給する酸化ガス配管系 2、燃料電池 1 0に燃料ガスとしての水素ガスを供給する水素ガス配管系 3、システム全体を統合制御する制御装置（制御手段） 4等を備えている。

燃料電池 1 0は、反応ガスの供給を受けて.発電する単電池を所要数積層して構成したスタック構造を有している。燃料電池 1 0により発生した電力は、 P C U (Power Control Unit) 1 1に供給ざれる。 P C U 1 1は、燃料電池 5 1 0とトラクシヨンモータ 1 2との間に配置されるィンバータゃ D C - D cコンバータ等を備えている。また、燃料電池 1 0には、発電中の電流を検 ' 出する電流センサ 1 3が取り付けられている。 '

酸化ガス配管系 2は、加湿器.2 0により加湿さた酸化ガス（空気）を燃料電池 1 0に供給する空気供給流路 2 1と、燃料電池 1 0から排出された酸ひ化オフガスを加湿器 2 0に導く空気排出流路 2 2と、加湿器 2 0から外部に酸化オフガスを導くための排気流路 2 3と、を備えている。空気供給流路 2 1には、大気中の酸化ガスを取り込んで加湿器 2 0に圧送するエアコンプレッサ 2 4が設けちれている。

水素ガス配管系 3は、高圧（例えば 7 0 M P a ) の水素ガスを貯留した燃5 料供給源としての水素タンク 3 0と、水素タンク 3 0の水素ガスを燃料電池 1 0に供給するための燃料供給流路としての水素供給流路 3 1と、燃料電池 1ひから排出された水素オフガスを水素供紿流路 3 1に戻すための循環流路 3 2と、を備えている。水素ガス配管系 3は、 .本発明における燃料供給系の一実施形態である。

0 なお、水素タンク 3 0に代えて、炭化水素系の燃料から水素リッチな改質ガスを生成する改質器と、この改質器で生成した改質ガスを高圧状態にして蓄圧する高圧ガスタンクと、を燃料供給源として採用することもできる。また、水素吸蔵合金を有するタンクを燃料供給源として採用してもよい。

水素供給流路 3 1には、水素タンク 3 0からの水素ガスの供給を遮断又は5 許容する遮断弁 3 3と、水素ガスの圧力を調整するレギユレータ 3 4と、ィンジェクタ 3 5と、が設けられている。また、インジェクタ 3 5の上流側には、水素供給流路 3 1内の水素ガスの圧力及び温度を検出する一次側圧カセンサ 4 1及び温度センサ 4 2が設けられている。また、インジェクタ 3 5の下流側であって水素供給流路 3 1と循環流路 3 2との合流部の上流側には、水素供給流路 3 1内の水素ガスの圧力を検出する二次側圧力センサ 4 3が設けられている。

レギユレータ 3 4は、その上流側圧力（一次圧）を、予め設定した二次圧に調圧する装置である。本実施形態においてほ、一次圧を減圧する機械式の減圧弁をレギュレータ 3 4として採用している。機械式の減圧弁の構成としては、背圧室と調圧室とがダイアフラムを隔てて形成された筐体を有し、背圧室内の背圧により調圧室内で一次圧を所定の圧力に減圧して二次圧とする公知の構成を採用することができる。

本実施形態においては、図 1に示すように、インジェクタ 3 5の上流側にレギユレ一 ^ 3.4を 2個配置することにより、インジェクタ 3 5の上流側圧力を効果的に低減させることができる。このため、インジェクタ 3 5の機械的構造（弁体、筐体、流路、' 駆動装置等）の設計自由度を高めることができる。

また、インジェクタ 3 5の上流側圧力を低減させる：；とができるので、ィンジェクタ 3 5の上流側圧力ど下流側圧力との差圧の増大に起因してィンジェクタ 3 5の弁体が移動し難くなることを抑制することができる。従って、インジェクタ 3 5の下流側圧力の可変調圧幅を広げることができるとともに、インジェクタ 3 5の応答性の低下を抑制することができる。

ィンジェクタ 3 5は、弁体を電磁駆動力で直接的に所定の駆動周期で駆動して弁座から離隔させることによりガス流量やガス圧等のガス状態を調整することが可能な電磁駆動式の開閉弁である。インジェクタ 3 5は、水素ガス等の気体燃料を噴射する噴射孔を有する弁座を備えるとともに、その気体燃料を噴射孔まで供給案内するノズルボディと、このノズルボディに対して軸線方向（気体流れ方向）に移動可能に収容保持され噴射孔を開閉する弁体と、を備えている。 .

本実施形態においては、インジェクタ 3 5の弁体は電磁駆動装置であるソレノィドにより駆動され、このソレノィドに給電されるパルス状励磁電流のオン ·オフにより、噴射孔の開口面積を 2段階、多段階、連続的（無段階）、又はリニアに切り替えることができるようになつている。 .

制御装置 4から出力される制御信号によってインジェクタ 3 5のガス噴射時間及びガス噴射時期が制御されることにより、水素ガスの流量及ぴ圧力が高精度に制御される。インジェクタ 3 5は、弁（弁体及び弁座）を電磁駆動力で直接開閉駆動するものであり、その駆動周期が高応答の領域まで制御可能であるため、高い応答性を有する。

インジェクタ 3 5は、その下流に要求されるガス流量を供給するために、インジェクタ' 3 .5のガス流路に設けられた弁体の開口面積（開度）及び開放時間の少なくとも一方を変更することにより、下流側（燃料電池 1 0側）に供給されるガス流量（又は水素モル濃度）を調整する。

.なお、インジェ'クタ 3 5の弁体の開閉によりガス流量が調整されるとともに、 .インジェクタ 3 5下流に供給されるガス圧力がインジェクタ 3 5上流のガス圧力より減圧されるため、 'インジェクタ 3 5を調圧弁（減圧弁、レギュレータ）と解釈することもできる。また、本実施形態では、ガス要求に応じて所定の圧力範囲の中で要求圧力に一致するようにィンジ工クタ 3 5の上流ガス圧の調圧量（減圧量）を変化させることが可能な可変調圧弁と解釈することもできる。

なお、本実施形態においては、図 1に示すように、水素供給流路 3 1と循環流路 3 2との合流部 A 1より上流側にインジェクタ 3 5を配置している。また、図 1に破線で示すように、燃料供給源として複数の水素タンク 3 0を採用する場合には、各水素タンク 3 0から供給される水素ガスが合流する部分（水素ガス合流部 A 2 ) よりも下流側にインジェクタ 3 5を配置するようにする。

循環流路 3 2には、気液分離器 3 6及び排気排水弁 3 7を介して、排出流路 3 8が接続されている。気液分離器 3 6は、水素オフガスから水分を回収するものである。排気排水弁 3 7は、制御装置 4からの指令によって作動することにより、気液分離器 3 6で回収した水分と、循環流路 3 2内の不純物 ' を含む水素オフガスと、を外部に排出（パージ）するものである。

また、. 循環流路 3 2には、循環流路 3 2内の水素オフガスを加圧して水素供給流路 3 1側へ送り出す水素ポンプ 3 9が設けられている。なお、排出流路 3 8内のガスは、希釈器 4ひによって希釈されて排気流路 2 3内のガスと合流するようになっている。なお、.排気排水弁 3 7及び排出流路 3 8を介して排出される水素オフガスは、希釈器 4 0によって希釈されて排気流路 2 3 内の酸化オフガスと合流するようになっている。

制御装置 4は、車両に設けられた加速操作装置（アクセル等）の操作量を検出し、加速要求値（例えばトラクシヨンモータ 1 2等の負荷装置からの要 '求発電量）等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。

なお、負装置とは、トラクシヨンモータ 1 2のほかに、燃料電池 1 0を作動させるために必要な補機装置（例えばコンプレッサ 2 4、水素ポンプ 3 9、冷却ポンプのモータ等）、車両の走行に関与する各種装置（変速機、車輪制御装置、操舵装置、懸架装置等）で使用されるァクチユエ一タ、乗員空間の空調装置（エアコン）、照明、オーディオ等を含む電力消費装置を総称したものである。

これら装置あるいはそれに付帯する装置のうち、駆動に伴い放射音を発生するものが、本発明の関連装置に該当するが、例示したものに限定されるものではない。

制御装置 4は、図示していないコンピュータシステムによって構成されている。かかるコンピュータシステムは、 C P U、 R OM, R AM, H D D , 入出力インタフェース及びディスプレイ等を備えるものであり、 R OMに記録された各種制御プログラムを C P Uが読み込んで実行することにより、各種制御動作が実現されるようになっている。

具^:的にば、制御装置 4は、図 2に示すように、燃料電池 1 0の運転状態 (電流センサ 1 3で検出した燃料電池 1ひの発電時の電流値）に基づいて、 '燃料電池 1 0で消費される水素ガスの量（以下「水素消費量」という）を算出する（燃料消費量算出機能： B 1 )。本実施形態においては、燃料電池 1 0 の電流値と水率消費量との W係を表す特定の演算式を用いて、制御装置 4の演算周期毎に水素消費量を算出して更新することとしている。

また、制御装置 4は、燃料電池 1 0の運転状態（電流センサ 1 3で検出した燃料電池 1 0の発電時の電流値）に基づいて、インジェクタ 3 5下流位置における水 ^ガスの目標圧力値（燃料電池 1 0への目標ガス供給圧）を算出する（目標圧力値算出機能： B 2 )。本実施形態においては、燃料電池 1 0の電流値と目標圧力値との関係を表す特定のマップを用いて、制御装置 4の演 '算周期毎に、二次側圧力センサ 4 3が配置された位置（圧力調整が要求される位置である圧力調整位置）における目標圧力値を算出して更新することとしている。 '

また、制御装置 4は、算出した目標圧力値と、二次側圧力センサ 4 3で検出したインジクタ 3 5下流位置（圧力調整位置）の検出圧力値と、の偏差に基づいてフィードバック補正流量を算出する（フィードバック補正流量算出機能： B 3 )。フィードバック補正流量は、目標圧力値と検出圧力値との偏差を低減させるために水素消費量に加算される水素ガス流量（圧力差低減補正流量）である。本実施形態においては、 P I制御等の目標追従型制御則を用いて、制御装置 4の演算周期毎にフィードバック補正流量を算出して更新することとしている。また、制御装置 4は、前回算出した目標圧力値と、今回算出した目標圧力値と、の偏差に対応するフィードフォワード補正流量を算出する（フィードフォワード補正流量算出機能： B 4 )。フィードフォワード補正流量は、目標圧力値の変動に起因する水素ガス流量の変動分（圧力差対応補正流量）である。本実施形態においては、目標圧力値の偏差とフィードフォワード補正流量との関係を表す特定の演算式を用いて、制御装置 4の演算周期毎にフィ一 ' ドフォワード補正流量を算出して更新することとしてい。 '

また、制御装置 4は、インジヱクタ 3 5の上流のガス状態（一次側圧カセンサ 4 1で検出した水素ガスの圧力及ぴ温度センサ 4 2で検出した水素ガスの温度）に基づいてインジェ.クタ 3 5の上流の静的流量を算出する（静的流量算出機能： B 5 )。本実施形態においては、ィンジクタ 3 5の上流側の水素ガスの圧力及び温度と静的流量との関係を表す特定の演算式を用いて、制御装置 4の演算周期毎に静的流量を算出して更新することとしている。 . また、制御装置 4は、インジヱクタ 3 5の上流のガス状態（水素ガスの圧力及び温度）及び印加電圧に基づいてィンジェクタ 3 5の無効噴射時間を算出する（無効噴射'時間算出機能： B 6 )。ここで無効噴射時間とは、インジェクタ. 3 5が制御装置 4から制御信号を受けてから実際に噴射を開始するまでに要する時間を意味する。本実施形態においては、インジェクタ 3 5の上流側の水素ガスの圧力及び温度と印加電圧と無効噴射時間との関係を表す特定のマップを用いて、制御装置 4の演算周期毎に無効噴射時間を算出して更新することとしている。

また、制御装置 4は、水素消費量と、フィードバック補正流量と、フィードフォワード補正流量と、を加算することにより、インジェクタ 3 5の噴射流量を算出する（噴射流量算出機能： B 7 )。そして、制御装置 4は、インジヱクタ 3 5の噴射流量を静的流量で除した値にィンジヱクタ 3 5の駆動周期を乗じることにより、インジヱクタ 3 5の基本噴射時間を算出するとともに、この基本噴射時間と無効噴射時間とを加算してインジェクタ 3 5の総噴射時間を算出する（総噴射時間算出機能： B 8 )。ここで、駆動周期とは、インジェクタ 3 5の噴射孔の開閉状態を表す段状（オン ·オフ）波形の周期を意味する。本実施形態においては、制御装置 4により駆動周期を一定の値に設定している。

そして、 '制御装置 4は、以上の手順を経て算出したインジェクタ 3 5の総噴射時間を実現させるための制御信号を出力することにより、ィンジヱクタ 3 5のガス噴射時間及ぴガス噴射時期を制御して、燃料電池 1 0に供給される水素ガスの流量及び圧力を調整する。

燃料電池システム 1の通常運転時においては、水素タンク 3 0から水素ガスが水素供給流路 3 1を介して燃料電池 1 0の燃料極に供給されるとともに、加湿調整された空気が空気供給流路 2 1を介して燃料電池 1 0の酸化極' に供給される'ことにより、発電が行われる。この際、燃料電池 1 0.から引き出すべき電力（要求電力）が制御装置 4で演算され、その発電量に応じた量の水素ガス及ぴ空気が燃料電池 1 0内に供給されるようになっている。本実施形態においては、このような通常運転時において燃料電池 1 0に供給される水素ガスの圧力を高精度に制御する。

上記したィンジェクタ 3 5は、図 3に示す構造をなしており、水素供給流路（ガス供給流路） 3 1の一部を構成するとともに、一方の口部 5 1において水素供給流路 3 1の水素タンク 3 0側に配置され他方の口部 5 2において水素供給流路 3 1の燃料電池 1 0側に配置される内部流路 5 3が形成された金属製のシリンダ 5 4を有しており、このシリンダ 5 4には、口部 5 1 に繋がる第 1通路部 5 6と、この第 1通路部 5 6の口部 5 1とは反对側に繋がる、第 1通路部 5 6よりも大径の第 2通路部 5 7と、この第 2通路部 5 7 の第 1通路部 5 6とは反対側に繋がる、第 2通路部 5 7よりも大径の第 3通路部 5 8と、この第 3通路部 5 8の第 2通路部 5 7とは反対側に繋がる、第 2通路部 5 7および第 3通路部 5 8よりも小径の第 4通路部 5 9とが形成されており、これらで内部流路 5 3が構成されている。

また、インジェクタ 3 5は、第 4通路部 5 9の第 3通路部 5 8側の開口部を囲むように設けられたシール性部材からなる弁座 6 1と、第 2通路部 5 7 に移可能に挿入される円筒部 6 2および第 3通路部 5 8内に配置される第 2通路部 5 7よりも大径の傘部 6 3を有し傘部 6 3に斜めに連通穴 6 4 が形成された金属製の弁体 6 5と、弁体 6 5の円筒部 6 2に一端側が挿入されると共に他端側が第 1通路部 5 6内に形成されたストツパ 6 6に係止されることで弁体 6 5を弁座 6 1へ当接させて内部流路 5 3を遮断するスプリング 6 7と、弁体 6 5をスプリング 6 7の付勢力に抗して第 3通路部 5 8 の第 2通路部 5 7側の段部 6 8に当接するまで移動させることで弁体 6 5 を弁座 6 1から離間させて連通穴 6 4で内部流路 5 3を連通させるソレノイド (電磁駆動装置、弁体駆動部） 6 9と、を有している。

このように、インジヱクタ 3 5は、内部流路 5 3を連通させる駆動時に金属製の弁体 6 5が金属製のシリンダ 5 4内で移動しシリンダ 5 4の段部 6 ' 8に当接するため、作動音が発生する。このような作動音が場合によっては運転者や乗員等の操作者にとって耳障りになってしまう.。特に、本実施形態のンジェクタ 3 5は、高周波で駆動する電磁駆動方式のガス状態可変供給装置であるため、その作動音が騒音として顕著となる。

そこで、本実施形態においては、制御装置 4が、上述する制御条件を満足しつつ、関連装置の駆動状態に応じてインジェクタ 3 5の駆動制御を以下のように行う。例えば、前記補機装置の一つであるエアコンプレッサ（関連装置、ポンプ） 2 4の作動状態に応じてインジェクタ 3 5の駆動制御を行う。つまり、エアコンプレッサ 2 4は、吸入および吐出の脈動を生じ、脈動に応じた作動音（放射音）を発生させる。

具体的には、ルーツ型のエアコンプレッサの場合には回転 4次あるいは回転 8次の作動音が、 1 6 0 0回転での回転時には 4 O H zの周波数で、 1 2 0 0回転での回転時には 8 0 H zの周波数で、 1 8 0 0回転での回転時には 1 2 O H zの周波数で生じ、スクロール型のエアコンプレッサの場合には、回転 1次の作動音が、 1 6 0 0回転での回転時には 1 0 H zの周波数で、 1 2 0 0回転での回転時には 2 0 H zの周波数で、 1 8 0 0回転での回転時には 3 0 H zの周波数で生じ、 4歯のロータと ' 6歯のロータとを利用したスク ' リュー型のエアコンプレッサの場合には、回転 6次の作動音が、 1 6 0 0回転での回転時には 6 0 H zの周波数で、 1 2 0 0回転での回転時には 1 2 0 H zの周波数で、 1 8 0 0回転での回転時には 1 8 0 H zの周波数で生じる、ことになるため、このようなエアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数に応じてインジヱクタ 3 5を、例えば 1 0 O H z以下程度の周波数で駆動するのである。 '

エアコンレッサ 2 4の作動状態を示すエアコンプレッサ 2 4の脈動に伴う作動音の周波数に応じてインジェクタ 3 5の駆動周波数を制御する場合に、例えば、エアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数（ポンプ脈動による '騒音周波数）とインジェクタ 3 5の駆動周波数とを位相を含めて一致させる。

つまり、図 4 ( a ) に示すような周波数でエアコンプレッサ 2 4の作動音が宪生する場合に、図 4 ( b ) に示すように、エアコンプレッサ 2 4の作動音のピーク時に、エアコンプレッサ 2 4の作動音の立ち上がりのタイミング' t 1でインジェクタ 3 5を駆動し、エアコンプレッサ 2 4の騒音の下降よりも前のタイミング t 2でインジェクタ 3 5の駆動を停止する。

つまり、インジェクタ 3 5の駆動周波数をエアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数と一致させることで、エアコンプレッサ 2 4の音が出ている間にィンジュクタ 3 5の開弁を行うことができ、より大きな作動音を出すエアコンプレッサ 2 4の作動音にかき消されてインジヱクタ 3 5の作動音を乗員に聞こえないようにできる。ここで、エアコンプレッサ 2 4の作動音の立ち上がりのタイミングでインジェクタ 3 5を駆動すると、インジェクタ 3 5の最も音が大きい駆動時の騒音を、より効果的にかき消すことができる。

また、エアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数に応じてインジェクタ 3 5 の 1ΐ動周波数を制御する場合に、例えば、インジェクタ 3 5の駆動周波数に対しエアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数を整数倍の関係とし、かつ位相を合わせる。

つまり、図 4 ( c ) に示すように、エアコンプレッサ 2 4の作動音のピ一ク時に、エアコンプレッサ 2 4の作動音の立ち上がりのタイミング t 1でィンジ工クタ 3 5を駆動し、エアコンプレッサ 2 4の作動音の下降のタイミング t 3でインジェクタ 3 5の駆動を停止する制御を、エアコンプレッサ 2 4 の作動音の発生の一回おきに行う。このとき、エアコンプレッサ 2 4の音が出ている間はインジェクタ 3 5の開弁を維持することで噴射量を多くする。これにより'、例えば、インジ工クタ 3 5の駆動周波数の整数倍（図 4 ( c ) においては二倍）にエアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数がなるようにィンジヱクタ 3 5を駆動することができ、上記と同様にインジヱクタ 3 5の作 ■動音をエアコンプレッサ 2 4の作動音で隠す又は目立たなくすることができ、インジェクタ 3 5の作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。しかも、インジェクタ 3 5の駆動回数を減らすことができて、インジェクタ 3 5の作動音が耳障りとなってしまうことをさらに抑制できる。

さらに、エアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数に応じてインジェクタ 3 5の駆動周波数を制御する場合に、例えば、エアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数とインジェクタ 3 5の駆動周波数とを同じとして位相を適宜ずらす。例えば、図 4 ( d ) に示すように、例えばインジェクタ 3 5の駆動周波数の位相をエアコンプレッサ 2 4の作動音の位相に対し、エアコンプレッサ 2 4の作動音のピーク発生間隔の中間（t 4〜t 5 ) に作動音が発生するようにずらす。このように、エアコンプレッサ 2 4の作動音とで周期的に安定して作動音が発生するようにインジェクタ 3 5を作動させる、つまり、騒音の発生が気になり難い環境下でィンジェクタ 3 5を作動させることができ、ィンジェクタ 3 5の作動音が気にならなくなり、インジェクタ 3 5の作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。 .

なお、エアコンプレッサ 2 4の作動音の発生間隔の中央に作動音が発生す ' るようにインジェクタ 3 5を駆動するのが良いが、エアコンプレッサ 2 4の作動音が消えた後であればほぼ中央であっても良い。

また、エアコンプレッサ 2 4の作動音が小さいとき、例えばアイドル運転中のように、車速が所定値未満及び Ζ又は燃料電池 1 0の発電電流が所定値未満であるときは、燃料電池 1 0への負荷要求（発電要求）が小さい状態であり、水素ガスおよび空気の圧力が多少変化しても発電安定性に影響がないことから、このようなエアコンプレッサ 2 4の駆動状態下では、インジェクタ 3 5の作動を禁止（制限）することも可能である。

つまり、エアコンプレッサ 2 4の作動音が所定値以下の場合には、インジ ' ェクタ 3 5の噴射を禁止する一方、エアコンプレッサ 2 4の作動音が所定値を超えている場合にインジェクタを通常通り駆動するようにすれば、ェアコンプレッサ 2 4の作動音でインジェクタ 3 5の作動音をかき消すことができる。このような騒音対策は、アイドル運転中のように、他の運転状態と比較して相対的に静粛性が高い状況下において、特に有効である。'

ただし、インジェクタ 3 5の噴射の禁止を維持し続けることはできないので、エアコンプレッサ 2 4の作動音が所定値以下の場合には、水素供給流路 3 1内の水素ガスの圧力を検出する二次側圧力センサ 4 3を監視し、二次側圧力センサ 4 3で検出される水素供給流路 3 1内の水素ガスの圧力が所定の圧力以下になった場合、インジヱクタ 3 5を駆動する制御において、二次側圧力センサ 4 3で検出される水素供給流路 3 1内の水素ガスの調圧目標精度を可能な限り大きくするように緩める。

この調圧目標精度を大きくするように緩める例としては、まず第 1に、通常制御時のように二次側圧力センサ 4 3による二次側検出圧力の現在値（検出値）と目標値（制御目標値）との圧力偏差に基づきインジェクタ 3 5の開閉動作をフィードバック制御する第 1の制御状態から、そのようなフィードバック制御の実行を敢えて禁止すると共に、インジェクタ 3 5の二次側圧力 'が所定の下限圧まで低下したときに当該二次側圧力を所定の目標圧まで上昇させる第 2の制御状態に変更する場合がある。 '

また第 2の例として、インジェクタ 3 5の二次側検出圧力の現在値（検出、値）と目標値（制御目標値）との圧力偏差が所定値未満の場合には当該偏差を「0」と見なす一方で前記偏差が所定値以上の場合には当該偏差に基づきインジェクタ 3 5の開閉動作をフィードバッグ制御する第 1の制御状態から、この第 1の制御状態と比べて前記所定値を大きく、言い換えれば、当.該圧力偏差を強制的に「0」と見なす不感帯域を広げる第 2の状態に変更する場合がある。

さらに第 3の例として、インジェクタ 3 5の駆動周期（基本周期）が一定となるようにィンジェクタ 3 5の開閉動作を制御する第 1の制御状態から、この第 1の制御状態と比べて一駆動周期当たりのインジェクタ 3 5の噴射量を強制的に増やす（あるいは、噴射時間を長くする）第 2の制御状態に変更する場合がある。

そして第 4の例として、インジェクタ 3 5の一駆動周期（一基本周期）当たりの噴射量あるいは噴射時間が一定となるようにインジェクタ 3 5の開閉動作が制御される第 1の制御状態から、この第 1の制御状態と比べて一駆動周期（基本周期）を強制的に長くする第 2の制御状態に変更する場合がある。

次に、例えば第 1の例について具体的に説明すると、図 5 ( a ) に示す通常制御時においては、上記現在値と目標値との圧力偏差に基づいて、時間 1 l〜 t 1 2の間でインジェクタ 3 5を駆動（噴射）することになり、この駆動に伴い、水素供給流路 3 1内の水素ガス圧力が同図に示すように上昇するのに対し、図 5 ( b ) に示す当該第 1の例では、水素供給流路 3 1内の水素ガス圧力が所定の下限値にまで低下する時間 t 1 3までは、上記圧力偏差に基づくフィードバック制御の結果としてインジヱクタ 3 5を駆動することはないが、'当該水素ガス圧力が下限値 P _Lにまで低下すると、時間 t 1 3〜時間 t 1 4の間でィンジヱクタ 3 5を駆動する。

そして、この駆動時（t 1 3〜t 1 4 ) における水素供給流路 3 1内の水素ガスの圧力を可能な限り上昇（例えば、所定の上限値（所定の目標圧） ρ _Ηまで上昇）させておけば、次に所定の下限値 P Lにまで圧力が低下してインジェクタ 3 5の駆動を再開するまでの時間 t 1 5を稼ぐことができるので、インジェクタ' 3 .5の作動音の噴射回数を減らすことができ、その作動音耳障りとなってしまうことを抑制できる。

この場合も、エアコンプレッサ 2 4の作動音が所定値を超えている場合にインジヱクタ 3 5を通常通り駆動するようにすれば、エアコンプレッサ 2 4 の作動音でインジェクタ 3 5の作動音をかき消すことができる。

このように、エアコンプレッサ 2 4の作動音が小さいとき、つまり図 6に示すように、エアコンプレッサ 2 4の作動音が下限の所定値より小さい場合に（ステップ S 1 )、調圧目標精度を可能な限り大きくするように緩めて（ステツプ S 2 )、インジェクタ 3 5の駆動回数を少なくした場合において、単位時間当たりのアクセル開度が上限の所定値を超えて増加したときは（ステップ S 3 ： Y E S ) , 調圧目標精度を通常の設定に戻し（ステップ S 4 )、ィンジェクタ 3 5の噴射を通常通りに行うようにしても良い。

つまり、アクセル開度に応じて調圧目標精度を大に設定するステップ S 2 の制御を解除するようにしても良い。このようにすれば、車両加速時におけるガス圧力の落ち込みを防ぎ、加速応答性ひ、ては商品性を高めることができる。勿論、エアコンプレッサ 2 4の作動音が小さいときに、インジェクタ 3 5の駆動を禁止した場合にも、アクセル開度で禁止を解除することも可能である。

なお、通常の制御では、上記のとおり、インジヱクタ 3 5の二次側検出圧力の「現在値—目標値」で求められる圧力偏差に応じてフィードバック制御 ' し、制御目標値を変更しつつ目標値に可能な限り近づけようとするが、上記のようにエアコンプレッサ 2 4の作動音が小さいときは、燃料電池 1 0の負荷要求（発電要求）が小さい状態であり、水素ガスおよび空気の圧力が多少変化しても発電安定性に影響がないという前提が成り立つ場合がある。そこで、かかる場合には、制御状態を第 1の制御状態である通常制御時から、当該通常制御時よりも圧力制御範囲を広げた第 2の制御状態に移行させてもよい。 ' '

例えば、圧力偏差の絶対値が、調圧目標幅を最大値とする所定値以下の場合には、当該圧力偏差を「0」とみなす不感帯域を大きくし、通常制御時よりも圧力制御範囲を広くすることで、上記と同様の効果を得ることもできる。この例は、上記調圧目標精度を大きくするように緩める第 2の例に該当する。さらに、エアコンプレッサ 2 4の作動音の大きさは、車速と概略比例関係にあるため、エアコンプレッサ 2 4の作動音にかえて車速を適用し、この車速に応じてインジェクタ 3 5の作動を制御することも可能である。つまり、車速が小さいと、エアコンプレッサ 2 4の作動音も小さく、走行音も小さいため、車速が所定値以下の場合には、インジェクタ 3 5の噴射を禁止したり、調圧目標精度を可能な限り大きくするように緩めてインジェクタ 3 5の噴射回数を減らしたりするのである。

他方、車速が大きくなると、エアコンプレッサ 2 4の作動音の大きさが増大するとともに、タイヤのロードノイズや風切り音等の走行音が増大することになるため、車速が所定値を超えている場合にィンジェクタ 3 5を通常通り駆動するようにしても、エアコンプレッサ 2 4の作動音や走行音でィンジェクタ 3 5の作動音をかき消すことができる。よって、この作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

車速は、インジェクタ 3 5の噴射回数およびエアコンプレッサ 2 4の回転数と概略比例関係にあるため、協調制御がしゃすいメリットがある。なお、走行音およびエアコンプレッサ 2 4の作動音のいずれが大きいかは車両によって異なるため、車両に応じて走行音おょぴエアコンプレッサ 2 4の作動音のいずれを主体としてインジ !：クタ 3 5の作動音を消すかを選択することも可能である。

また、車両補機の中でインジェクタ 3 5の駆動音をかき消すことができる程度の比較的大きな作動音を発生させるものとして、エアコンプレッサ 2 4 の他にも、車室内でエアコンデイシナ（空調装置）の風を吹き出すブロアや、車室外で燃料電池 1 0用の冷却水を冷やすラジェ一タフアン等があるため、上記したエアコンプレシサ 2 4にかえて、これらの作動状態、つまり、エアコンディショナのブロアの作動音（送風音）やラジェ一タフアンの作動音に応じてインジェクタ 3 5の作動を上記と同様に制御するようにしても良い。ただし、通常は、エアコンプレッサ 2 4の作動音が最も大きいため、エアコンプレッサ 2 4の作動状況で制御するのが良い。

さらに、エアコンプレッサ 2 4の作動音の大きさは、燃料電池 1 0の発電電流と概略比例関係にあり、またモータの要求負荷つまりアクセル開度（加減速状態）とも概略比例関係にあることから、エアコンプレッサ 2 4の作動音にかえてアクセル開度を適用し、このアクセル開度に応じてインジェクタ 3 5の作動を制御することも可能である。

つまり、アクセル開度が小さいと、エアコンプレッサ 2 4の作動音も小さいため、アクセル開度が所定値以下の場合には、インジェクタ 3 5の噴射を禁止したり、調圧目標精度を可能な限り大きくするように緩めてィンジェクタ 3 5の噴射回数を減らしたりするのである。

他方、アクセル開度が大きくなると、エアコンプレッサ 2 4の作動音の大きさが増大することになるため、アクセル開度が所定値を超えている場合にインジェクタ 3 5を通常通り駆動するようにしても、エアコンプレッサ 2 4 の作動音インジェクタ 3 5の作動音をがぎ消すことができる。

よって、この作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。アクセル開度は、インジェクタ 3 5の噴射回数およびエアコンプレッサ 2 4の回転数と概略比例関係にあるため、協調制御がしゃすいメリットがある。

なお、燃料電池 1 0とバッテリの 2電源のハイブリッドシステムの場合、燃料電池 1 0の発電電流とモータの要求負荷つまりアクセル開度とが比例関係にない場合もあるが、この場合でも、アクセル開度が大きいとき、つまり騒音の発生が気になり難い加速時の環境下でインジヱクタ 3 5.を作動させることで、この作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

なお、以上に述べた制御は、燃料電池 1 0が暖機完了後（出力制限解除後） ' に行うことになる。これは、暖機前は圧力に対する発電ロバスト性が燃料電池 1 0にはなく、適用が困難なためである。

以上説明した実施形態に係る燃料電池システム 1においては、燃料電池 1 0の運転状態（発電時の電流値）に応じてインジクタ 3 5の作動状態（噴射時間）を設定することができる。従って、燃料電池 1 0の運転状態に応じて水素ガスの供給圧力を適切に変化させることができ、応答性を向上させることが可能となる。また、水素ガスの流量調整弁及び可変調圧弁としてインジェクタ 3 5を採用しているため、高精度な調圧（燃料電池 1 0への水素ガスの供給圧力の調整）が可能となる。

すなわち、インジェクタ 3 5は、燃料電池 1 0の運転状態に応じた制御装置 4からの制御信号を受けて、水素ガスの噴射時間や噴射時期を調整することができるため、従来の機械式の可変調圧弁よりも迅速かつ精確に圧力調整を行うことができる。また、インジェクタ 3 5は、従来の機械式の可変調圧弁と比較すると小型 ·軽量であり低廉でもあるため、システム全体の小型化及び低廉化を実現させることができる。

また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム 1においては、制御装置 4が、関連装置の駆動状態に応じてインジェクタ 3 5の作動を制御するため、例えばインジェクタ 3 5の作動音が耳障りとなり難い状態でインジェクタ 3 5を作動させることができ、インジェクタ 3 5の作動音が耳障りとなつてしまうことを抑制できる。

つまり、制御装置 4がエアコンプレッサ 2 4の作動状態に応じてインジェクタ 3 5の作動を制御することにより、例えばインジェクタ 3 5の作動音をエアコンプレッサ 2 4の作動音と重ね合わせればインジェクタ 3 5の作動音をエアコシプレッサ 2 4の作動音で隠す又は目立たなくすることができ、インジェクタ 2 4の作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

制御装置 4がエアコンディショナの作動状態に応じてィンジヱクタ 3 5 'の作動を制御してもよく、この場合は、例えばインジヱクタ 3 5の作動音をエアコンディショナの作動音と重ね合わせればインジヱクタ 3 5の作動音を土アコンデイショナの作動音で隠す又は目立たなぐすることができ、インジェクタ 3 5の作動音が ¾障りとなってしまうことを抑制できる。

また、制御装置 4がラジェ一タフアンの作動状態に応じてインジェクタ 3 5の作動を制御してもよく、この場合は、例えばインジ-クタ 3 5の作動音をラジェ一タフアンの作動音と重ね合わせればインジェクタ 3 5の作動音をラジェータファンの作動音で隠す又は目立たなくすることができ、インジェクタ 3 5の作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム 1においては、移動体に搭載される場合に、制御装置 4が車速に応じてインジェクタ 3 5の作動を制御することも可能であるため、例えば車速が高いときにインジ: rクタ 3

5を作動させることで、移動体の走行音でインジヱクタ 3 5の作動音を隠す又は目立たなくすることができ、この作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム 1においては、移動体に搭載される場合に、制御装置 4がアクセル開度（加減速状態）に応じてインジェクタ 3 5.の作動を制御することも可能であるため、例えばアクセル開度が大きいとき、つまり騒音の発生が気になり難い加速時の環境下でインジェクタ 3 5を作動させることで、この作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。 .

また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム 1においては、制御装置 4が補機であるエアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数に応じてィンジェクタ 2 4'の駆動周波数を制御することも可能であるため、例えばインジェクタ 3 5の駆動周波数をエアコンプレッサ 2 4の作動音の周波数と一致させ、またはインジェクタ 3 5の駆動周波数の整数倍にエアコンプレッサ 2 • 4の作動音の周波数がなるようにすればインジヱクタ 3 5の作動音をエアコンプレッサ 2 4の作動音で隠す又は目立たなくすることができ、インジェクタ 3 5の作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

また、例えばインジエタ 3 5の駆動周波数の位相をエアコンプレッサ' 2 4の作動音の位相に対し適宜ずらすこと、つまり騒音の発生が気になり難い環境下でインジヱクタ 3 5を作動させることで、インジヱクタ 3 5の作動音が気にならなくなり、インジェクタ 3 5の作動音が耳障りとなってしまうことを抑制できる。

なお、以上の実施形態において、インジヱクタは、燃料電池システムにおいて水素供給流路 3 1に設けられるインジェクタを例にとり説明したが、燃料電池システムのガス供給流路に設けられるィンジュクタであれば、他の種々のインジェクタに適用可能である。

例えば、図 7に示すように、酸化ガス（空気）を燃料電池 1 0に供給する空気供給流路 2 1に上記した加湿器 2 0にかえて設けられる加湿水供給ィンジェクタ 7 1や、図 8に示すように、水素ガスを燃料電池 1 0に供給するための水素供給流路 3 1にィンジェクタにかえて^圧式.レギュレ一タ 7 2 を設けた場合に、この空圧式レギュレータ 7 2の水素圧をエア圧で制御する ' カソードエア供給インジヱクタ 7 3等に適用可能である。

また、以上の各実施形態においては、本発明に^る燃料電池システムを燃料電池車両に搭載した例を示したが、燃料電池車両以外の各種移動体（ロボット、船舶、航空機等）に本発明に係る燃料電池システムを搭載することもできる。また、本発明に係る燃料電池システムを、建物（住宅、ビル等）用の発電設備として用いられる定置用発電システムに適用してもよい。産業上の利用可能性

本発明によれば、燃料電池の運転状態に応じて燃料ガスの供給圧力を適切 ' に変化させるこどが可能な応答性が高い燃料電池システムとその運転方法であって、しかも、インジェクタの作動音が操作者に気になり難い燃料電池システムとぞの運転方法に広く利用することができる。 '

Claims

請求の範囲

1 . ガス供給を受けて発電する燃料電池と、該燃料電池のガス供給流路に設けられてその上流側のガス状態を調整して下流側に供給するインジェクタと、該インジェクタを駆動制御する制御手段とを備えた燃料電池システムであって、

. 前記制御手段は、当該燃料電池システムを含む関連装置の駆動状態に応じて前記インジェクタの作動を制御する燃料電池システム。

2 . 請求項 1において、

前記制御手段は、前記関連装置の駆動に伴って発生する放射音に応じて前記ィンジェクタの作動を制御する燃料電池システム。

3 . 請求項 2において、

前記関連装置が前記燃料電池に流^を供給するポンプである燃電池システム。

4 . 請求項 3において、

' ,前記ポンプが前記燃料電池に酸化ガスを圧送するエアコンプレッサである燃料電池システム。

5 . 請求項 1において、

移動体に搭載されるものであって、前記関連装置の駆動状態が前記移動体の乗員室内の空調装置の作動状態である燃料電池システム。

6 . 請求項 1において、

移動体に搭載されるものであって、前記関連装置の駆動状態が前記燃料電池やモータの冷却に使用されるファン、又は乗員室内の空調装置の送風に使用されるブロアの作動状態である燃料電池システム。

7 . 請求項 1において、

移動体に搭載されるものであって、前記関連装置の駆動状態が前記移動体の移動状態である燃料電池システム。

8 . 請求項 7において、

前記移動体の移動状態が移動速度である燃料電池システム。

9 . 請求項 7において、

前言己移動体の移動状態が加速状態である燃料電池システム。.

1 0 . 請求項 2において、

前記制御手段は、前記関連装置からの放射音の周波数に応じて前記ィンジェクタの駆動周波数を制御する燃料電池システム。

1 1 . 請求項 1において、

前記制御手段は、当該燃料電池システムを含む関連装置の駆動状態に応じて、前記インジュクタの調圧目標精度を変更する燃料電池システム。

1 2 . 請求項 1 1において、

移動体に瘩載されるものであって、

前記制御手段は、前記移動体のアイドル運転時にのみ、前記インジェクタの調圧目標精度を変更する燃料電池システム。

1 3 . 請求項 i 1において、

前記調圧目標精度の変更は、前記インジェクタの二次側圧力の検出値と制御目標値との偏差に基づき当該ィンジヱクタの開閉'動作をフィ―ドバック制御する第 1の制御状態から、前記フィードバック制御の実行を禁止して、前記ィンジェクタの二次側圧力が所定の下限圧まで低下したときに所定の目標圧まで上昇させる第 2の制御状態に変更するものである燃料電池システム。

1 4 . 請求項 1 1において、

前記調圧目標精度の変更は、前記インジェクタの二次側圧力の検出値と制御目標値との偏差が所定値未満の場合には当該偏差を「0」と見なす一方で前記偏差が所定値以上の場合には当該偏差に基づき前記ィンジェクタの開閉動作をフィードバック制御する第 1の制御状態から、前記第 1の制御状態と比べて前記所定値を大きくする第 2の状態に変更するものである燃料電池システム。

1 5 . 請求項 2において、

前記制御手段は、前記関連装置の駆動に伴って発生する放射音を低減させたい場合には、前記インジェクタの二次側圧力が所定の下限圧に低下するま ' で、 .当該インジェクタの作動を禁止する燃料電池システム。 -

1 6 . 請求項 1 5において、 '

前記制御手段は、前記インジェクタの二次側圧力が前記下限圧に低下したら、当該インジェクタの作動を許可して前記二次側圧力を所定圧に上昇させる燃料電池システム。

1 7 . 移動体に搭載される燃料電池システムであって、

ガス供給^受けて発電する燃料電池と、 '該燃料電池のガス供給流路に設けられてその上流側のガス状態を調整して下流側に供給するインジェクタと、前記移動体の移動状態に応じて前記ィンジェクタの作動を制御する制御手 '段と、を備える燃料電池システム。

1 8 . ΐ青求項 1から 1 7のいずれかにおいて、

前記インジェクタは、その上流側と下流側とを連通する内部流路と、該内部流路内に移動可能に配設されその移動位置に応じて前記内部流路の開口'面積を変更可能な弁体と、電磁駆動力により前記弁体を駆動する弁体駆動部と、を備えてなる燃料電池システム。

1 9 . ガス供給を受けて発電する燃料電池と、該燃料電池のガス供給流路に設けられてその上流側のガス状態を調整して下流側に供給するインジェクタと、を備えた燃料電池システムの運転方法であって、

前記燃料電池システムを含む関連装置の駆動状態に応じて前記ィンジェクタの作動を制御する燃料電池システムの運転方法。