JP2005259464A - 燃料電池システムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】氷点下の環境下で円滑に燃料電池システムを起動することができ、且つ燃料電池システムの起動に要する電力を抑えることができる燃料電池システムの制御装置を提供する。
【解決手段】燃料電池システムの制御装置は、車両に対する運転者の乗車動作によって運動する車両部材と、車両部材の運動によって生じる力を車両に搭載された燃料電池システムの可動部品に強制的な駆動力として伝達する伝達機構とを備える。車両部材の運動による力が伝達機構により可動部品にその駆動力として与えられ、可動部品が駆動することで、可動部品の氷結による動作が困難な状態が解消される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムの制御装置に関し、特に寒冷地での使用が想定される燃料電池システムに関する。

従来、燃料電池のアノード(陰極)に水素を供給するとともに、カソード(陽極)に酸素を供給することによって各電極で発生する酸化及び還元反応により発電を行う燃料電池システムが搭載された車両がある。燃料電池システムは、燃料電池本体と、燃料や酸化剤の供給，排出，再利用などを行うためのコンプレッサ，調圧バルブ，ポンプ，エジェクタなどの燃料電池本体に対する補機のような可動部品をもつ装置とを備えている。

燃料電池システムが搭載された車両が氷点下で放置されると、補機が冷やされ、その内部で結露水等による氷が生成され、補機を構成する可動子や回転体などの可動部品が氷結し、可動が困難な状態となる。この場合、車両の使用者が燃料電池車及び燃料電池システムを始動させようとしても、補機の可動部品の動作が困難であることにより始動させることができないことがあった。

このような問題に関連する技術として、燃料電池本体と、水素ガス供給系と、空気供給系と、燃料電池本体の空気室に水を液体の状態で到達せしめ、燃料電池本体の排出空気から水を回収する水循環系であって、水タンク、水を放出する放出手段、及びこれらをつなぐ水供給管路とを有する水循環系を備えてなり、水供給管路を加熱するヒータと、水供給管路の水が凍結しているか否かを検出する手段とを設け、燃料電池の起動時に水が凍結しているときにヒータにより加熱して水供給管路内の氷を解凍する技術がある(例えば、特許文献１)。

その他、本発明に関連する先行技術として、例えば、特許文献２及び３に記載された技術がある。
特開２００３−８６２１４号公報 特開２００３−２５４６２１号公報 特開２００２−５０３７８号公報

氷結している燃料電池システムの可動部品(例えば補機の部品)を、ヒータによる加熱で解凍する構成を採用する場合には、そのための電力が必要となる。また、可動部品は熱容量の大きい材料で構成されていることが多い。このため、氷結している可動部品を解凍するのに必要な熱量は大きく、ヒータで完全に氷を融解するのに時間がかかる。従って、消費電力が増大する可能性があった。

本発明の目的は、氷点下の環境下で円滑に燃料電池システムを起動させることができ、且つ燃料電池システムの起動の際における消費電力を抑えることができる燃料電池システムの制御装置を提供することである。

本発明は、上述した目的を達成するために、以下の構成を採用する。
本発明の第１の態様は、車両に対する運転者の乗車動作によって運動する車両部材と、
前記車両部材の運動によって生じる力を前記車両に搭載された燃料電池システムの可動
部品に強制的な駆動力として伝達する伝達機構と、を備えることを特徴とする燃料電池システムの制御装置である。

本発明の第２の態様は、車両に対する運転者の乗車動作を検知する乗車動作検知手段と、
前記車両に搭載された燃料電池システムの可動部品に強制的な駆動力を供給する駆動力供給手段と、
前記乗車動作検知手段によって前記乗車動作が検知された場合に、前記駆動力供給手段に駆動力の供給を開始させる制御手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システムの制御装置である。

好ましくは、第２の態様における燃料電池システムの制御装置は、外気温及び／又は前記可動部品の温度を検知する温度検知手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記検知手段により乗車動作が検知され、且つ前記温度検知手段で検知される温度が所定値以下であるときに、前記駆動力供給手段に駆動力の供給を開始させる。

本発明によれば、氷点下の環境下で燃料電池システムを円滑に起動することができ、且つ燃料電池システムの起動の際における消費電力を抑えることができる。

〔概要〕
最初に、本発明による燃料電池システムの制御装置の概要について説明する。制御装置は、第１の態様として、運転者の乗車動作によって運動する車両部材(車両部品)と、車両部材の運動によって生じる力を燃料電池システムの可動部品に対して強制的な駆動力として伝達する伝達機構と、を備える。

車両部材は、例えば、運転席のドアノブ，ドア，運転席のシート(座部)である。ドアノブやドアは、運転者の乗車動作時に、運転者から外力を受けて回転運動や平行移動を行う。また、運転席のシートは、運転者が着座することにより運転者の荷重(体重)を受けて沈み込む。これらのような車両部材の運動によって生じる力が、可動部品に対する駆動力として、伝達機構により伝達される。

燃料電池システムの可動部品は、例えば、燃料電池システムが備える、燃料電池本体に対する電磁弁，調圧バルブ(減圧器など)，コンプレッサ，ブロワ，ポンプ，エジェクタのような補機が有する可動部品である。可動部品は、例えば、電磁弁や調圧バルブにおける可動子(コア)や弁体、コンプレッサ，ブロワ，ポンプにおける回転体(羽根車(ファン，ロータ))などである。また、コンプレッサやポンプの回転体に駆動力を供給する電動機(モータ)が用意されている場合には、この電動機の回転子も可動部品として扱うことができる。

伝達機構は、水圧，油圧による力の伝達、ワイヤ(例えば金属ワイヤ)やケーブル類による力の伝達、歯車，プーリ，クランクによる力の伝達、これらの任意の組み合わせを用いて、可動部品に駆動力を伝達する。伝達機構は、既存のあらゆる機械要素の組み合わせを用いて、車両部材に対する外力や荷重の付加によって生じた力を可動部品に伝達できるようになっていれば良い。また、伝達機構には、これを構成する機械要素により、水や油のような流体を力の伝達媒体として利用するものも含まれる。

伝達機構は、可動部品に対する駆動力を、例えば、可動部品をその軸周りに(軸を中心
として)回転させる力や、可動部品をその軸方向で移動させる力として与える。このとき、伝達機構は、可動部品の氷結を取り除くのに適正な駆動力が伝達されるように、車両部材の運動や荷重によって生じた力を調整する調整機構(例えば歯車のギア比を用いた調整)を含むように構成することができる。

第１の態様によると、運転者が車両への乗車動作を行うと、伝達機構が車両部材の運動によって生じる力を燃料電池システムの可動部品に強制的な駆動力として伝達する。このとき、可動部品が氷結によって動作が困難な状態になっている場合には、この強制的な駆動によって可動状態(作動可能状態)となる。

これによって、燃料電池システムが起動される際には、可動部品が作動可能状態となっているので、円滑に燃料電池システムを起動させることができる。このように、第１の態様によれば、電力を消費することなく、氷結している燃料電池システムの可動部品を作動可能状態にすることができる。作動可能状態とは、可動部品が外力などの付与によってそれに与えられた本来の動作を行い得る(機能を発揮し得る)状態である。

また、燃料電池システムの制御装置は、第２の態様として、車両に対する運転者の乗車動作を検知する乗車動作検知手段と、燃料電池システムの可動部品に強制的な駆動力を供給する駆動力供給手段と、乗車動作が検知された場合に、駆動力供給手段に駆動力の供給を開始させる制御手段と、を備える。

乗車動作検知手段により検知される乗車動作は、例えば、運転席のドアノブの運動又はドアノブへの接触、運転席のドアの開動作及び／又は閉動作、運転席への腰掛け動作などである。乗車動作検知手段は、運転者の乗車動作を検出することができる限り、既存の様々なセンサ(光電センサ，変位／測長センサ，近接センサ，ロータリーエンコーダ，圧力センサなど)を適用することができる。

駆動力供給手段としては、既存の様々な電動機(ステッピングモータ，サーボモータ)を適用することができる。駆動力供給手段は、可動部品に対し、例えば、可動部品をその軸周りに回転させる駆動力や、可動部品をその軸方向に移動させる駆動力を与える。制御手段としては、ＣＰＵ(Central Processing Unit)のようなプロセッサを持つ制御装置を適用することができる。

第２の態様によれば、乗車動作検知手段によって運転者の乗車動作が検知されると、制御手段が燃料電池システムの可動部品に対する強制的な駆動力を駆動力供給手段に供給させる。このとき、可動部品が氷結によって動作が困難な状態となっていれば、この強制的な駆動によって作動可能状態となる。その後、燃料電池システムが起動される際には、可動部品が作動可能状態となっているので、円滑に燃料電池システムを起動させることができる。このように、第２の態様によれば、ヒータを適用する場合に比べて電力を消費することなく、氷結している燃料電池システムの可動部品を作動可能状態にすることができる。

第２の態様における制御装置は、外気温又は可動部品の温度を検知する温度検知手段(例えば、温度検知センサ)をさらに含んでいても良い。この場合、制御手段は、乗車動作検知手段により乗車動作が検知され、且つ温度検知手段で検知される温度が所定値以下であるときに、駆動力供給手段に駆動力の供給を開始させる。このようにすれば、温度検知手段で検知された温度が例えば氷点下の場合にのみ、駆動力供給手段が駆動力を供給する。これによって、消費電力を抑えることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本
発明は実施形態の構成に限定されない。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明による燃料電池システムの制御装置の第１実施形態を示す図である。図１には、制御装置の第１実施形態が適用される車載燃料電池システムの一例が示されている。図１において、燃料電池本体１は、固体高分子電解質型燃料電池(ＰＥＦＣ)であり、複数のセルが積層されてなるセルスタックを備えている。各セルは、固体高分子電解質膜をアノード(燃料極)及びカソード(酸素(空気)極)が挟み、これらがさらにアノード側のセパレータ及びカソード側のセパレータで挟まれることによって構成されている。

アノードには、燃料としての水素が供給され、カソードには、酸素が供給される。アノードに供給された水素は、アノードの触媒層における酸化反応によりプロトン(水素イオン)と電子とに分離され、プロトンは水分子とともに固体高分子電解質膜を通ってカソードに移動し、電子は外部回路を通ってカソードに移動する。カソードでは、その触媒層に供給された酸素と水素イオンと電子とによる還元反応により水が生成される。このようなアノード及びカソードにおける酸化及び還元反応によって発電が行われ、電力が燃料電池本体の外部回路を介して接続された図示せぬ負荷に供給される。

図１において、燃料電池システムは、燃料供給系として、水素ガスを高圧状態で貯蔵する高圧水素タンク２，高圧水素タンク２から供給される水素ガスを適正な圧力まで減圧する減圧器３，水素ガスを燃料電池本体１のアノードに供給するとともに、燃料電池本体１で消費されなかった残存水素を含む水素オフガスを新たに供給された水素ガスとともにアノードへ再供給する電動機械式の循環ポンプ４，燃料電池本体１と循環ポンプとの間の水素オフガスの流路(配管)と、これらの両者間における水素ガスの流路(配管)との間をバイパスする流路上に設けられたエジェクタ５，エジェクタ５に対する水素ガスの供給をオン／オフする制御弁６，及び、循環ポンプ４の吐出量及び制御弁６のオン／オフ制御を行う制御部７を備えている。

エジェクタ５は、ノズル部から高速で噴出される作動流体の巻き込み作用によって気体輸送を行う運動量輸送式ポンプであり、制御弁６が開状態となっているときに、高圧水素タンク２から供給される水素ガスを作動流体として燃料電池本体１からの水素オフガスを再び燃料電池本体１への供給流路へ導くように構成されている。制御弁６は、制御部７からの制御信号に応じて開閉動作を行う電磁弁である。

このような燃料供給系によると、制御部７は、燃料電池要求出力に応じて循環ポンプ４のガスの吐出量及び制御弁６の開閉動作をこれらに制御信号を与えることで制御する。即ち、制御部７は、要求される水素ガス循環量が小さい間は、制御弁６を閉じて循環ポンプ１４のみで水素ガスを燃料電池本体１に供給する(循環ポンプ１４の吐出量調整のみを行う)。これに対し、要求される水素ガスが循環ポンプ１４の最大吐出量を超えると、制御部７は、制御弁６を開いて水素ガスをエジェクタ５に供給し、循環ポンプ１４とエジェクタ５とにより水素ガスが燃料電池本体１に供給されるようにする。このようにして、要求される水素ガスの循環量が満たされるように構成されている。

一方、燃料電池システムは、酸化剤供給系として、酸化剤としての空気を燃料電池本体１のカソードに供給するエアコンプレッサ８を備える。燃料電池本体１から排出される空気は、例えば大気中に排気される。なお、エアコンプレッサ８の代わりにブロワが使用されても良い。

図１に示すような燃料電池システムでは、水素タンク２，減圧器３，循環ポンプ４，エジェクタ５，制御弁６，及びエアコンプレッサ８が燃料電池本体１に対する補機に相当する。これらの補機のうち、減圧器３，循環ポンプ４，制御弁６及びエアコンプレッサ８が
、可動部品を有している。これらの可動部品が氷点下において氷結し、動作が困難な状態になっていると、燃料電池システムを円滑に起動することができない。

この問題を解決するため、図１に示すように、燃料電池システムの制御装置として、運転者の車両への乗車動作によって運動する車両部材１０と、車両部材１０の運動によって生じる力を、減圧器３，循環ポンプ４，制御弁６及びエアコンプレッサ８の各可動部品に対し、強制的な駆動力として伝達する伝達機構１１とを備えている。車両部材１０は、例えば、運転席のドアノブ，ドア，及び運転席のシートのうちの少なくとも１つである。以下、車両部材１０及び伝達機構１１の構成例を、図２〜図５を用いて説明する。

図２(Ａ)は、第１実施形態における車両部材１０及び伝達機構１１の第１の構成例を示す図である。図２には、車両部材１０としてのドア(又はドアノブ)１２と、一端がドア１２に取り付けられ、且つ他端が回転体１４に取り付けられたワイヤ１５と、ワイヤ１５の一端と他端との間に設けられ、ワイヤ１５の中間部を所定の位置に案内するととともにワイヤ１５にテンションを与えるプーリ１６と、回転体１４から可動部品１７に駆動力を伝達する駆動軸１８を含んでいる。

ワイヤ１５の一端は、ドア１２の内側に、ドア１２を回転(開閉)自在に枢支する枢軸１３に対して直交する方向で取り付けられている。ワイヤ１５の一端側は、運転者の乗車動作により外力が加えられ、ドア１２が回転運動(開動作)を行うと、枢軸１３の周りに巻き付くような状態となり、これによってワイヤ１５がその一端側に引っ張られる状態となる。

一方、ワイヤ１５の他端は、円盤状の回転体１４の周面に取り付けられている。回転体１４は、図示せぬ軸受けを介して両方向に回転可能な状態で支持されている。また、回転体１４には、図示せぬバネにより、一方向に回転する付勢力が与えられている。これによって、ドア１２の閉状態では、バネの付勢力により回転体１４が一方向に回転してワイヤ１５の他端側が回転体１４の周面に巻き付き、所定のテンションがかかった状態となる。

一方、ドア１２が開かれると、回転体１４に巻き付いているワイヤ１５がバネの付勢力に抗して引き出される。このとき、回転体１４は、付勢された方向と逆方向に回転する。
回転体１４は、可動部品１７(例えば、コンプレッサ，ブロワ，ポンプの羽根車、減圧器の弁体など)に対し、駆動軸１８を介して、可動部品１７の回転軸と同軸で連結されている。

但し、回転体１４と可動部品１７との一方に設けられた図示せぬラチェット機構により、可動部品１７は、回転体１４の逆方向の回転(ワイヤ１５の引き出し方向への回転)に対しては一体に回転するが、一方向(ワイヤ１５の巻き付き方向)の回転に対しては回転しない。これによって、可動部品１７が補機としての本来の回転方向で回転する場合には、回転体１４は回転しないように構成されている。

以上の構成により、運転者の乗車動作によりドア１２が開かれると、ワイヤ１５の一端側が引っ張られ、回転体１４が逆方向に回転する。すると、回転体１４の回転力が駆動軸１８を介して可動部品１７に対する強制的な駆動力(可動部品１７を周方向に捻る力(トルク))として伝達され、可動部品１７が回転体１４と同方向に回転する。

このとき、図２(Ａ)に示すように、可動部品１７の周面と、その周囲の壁面１９との間に氷(氷結部分)Ｘが生成され、可動部品１７が氷結している(可動部品１６が氷Ｘを介して壁面１９に張り付ついている)場合には、可動部品１７の回転により氷が剥がれ(可動部品１７が壁面１９から引き剥がされ)、可動部品１７は可動状態となる。

その後、ドア１２が閉じられると、バネの付勢力とワイヤ１５の一端側の牽引力とが釣り合うまで回転体１４が一方向に回転する。これによって、ワイヤ１５の他端側が再び回転体１４に巻き付けられた状態(ドア１２が開けられる前の状態)になる。

このように、ワイヤ１５，プーリ１６，回転体１４，及び駆動軸１８による力の伝達機構１１により、可動部品１７の氷結を取り除くことができる。なお、ワイヤ１５の両端間に位置する他の部材の状況に応じて、ワイヤ１５の中間部を案内するプーリがさらに設けられていても良い。

第１の構成例は、可動部品１７が電磁弁の可動子(コア)である場合にも適用可能である。電磁弁は、例えば、ソレノイド(電磁コイル)と、ソレノイド内に配置された可動子(コア)と、ソレノイドへの非通電時には弁座と当接して弁を閉じ、ソレノイドへの通電時には可動子の摺動により弁座から離脱して弁を開く弁体とを備え、弁の開閉により流体の供給／供給停止などを行うように構成されている。また、可動子の摺動によってスプールを突き動かし、流体の流路を切り替えるものがある。

このような構成を持つ電磁弁に第１の構成例が適用される場合には、例えば、図２(Ｂ)に示すように、回転体１４及び駆動軸１８は、可動子１７Ａの一端(開弁方向(図中矢印Ａ方向)の端部)側に、可動子１７Ａと駆動軸１８とが同軸となるように設けられる。

なお、可動子１７Ａは、図示していないが、他端側に取り付けられた弁体を有し、ソレノイド１０１への通電時には、一端側へ摺動し、弁体を弁座から離脱させることで、流体の供給が行われるように構成されている。

駆動軸１８は、その周面から径方向に延出する当接部２０を有し、可動子１７Ａの一端側の端面１７ａに設けられた鍵穴型の穴２１(図２(Ｃ)参照)に挿入されている。これにより、回転体１４が回転すると、駆動軸１８の当接部２０が穴２１の内面に当接し、可動子１７Ａがその軸を中心として回転する。

このとき、図２(Ｂ)に示すように、ソレノイド１０１の内面と可動子１７Ａの周面との間に氷Ｘが生成されて可動子１７Ａがソレノイド１０１に張り付いた状態となっている場合には、可動子１７Ａの回転によって氷Ｘが可動子１７Ａから剥がれ、可動子１７Ａはソレノイド１０１内を摺動可能な状態となる。

なお、可動子１７Ａがソレノイド１０１への通電／通電停止に応じてソレノイド１０１内を摺動する場合には、駆動軸１８は、可動子１７Ａの穴２１に単に挿入された状態であり、その挿入深度は、可動子１７Ａの一端側への摺動を規制しない長さとなっている。このため、可動子１７Ａの開弁運動を妨げない。

図３は、第１実施形態における車両部材１０及び伝達機構１１の第２の構成例を示す図である。第２の構成例では、伝達機構１１として、車両部材１０に相当する運転席のシート２２の下部に取り付けられた柱状部材２３と、柱状部材２３の下端が取り付けられた第１ピストン２４と、燃料電池システムの可動部品としての電磁弁の可動子(コア)２５をその軸方向で押圧するための第２ピストン２６と、第１ピストン２４による押圧力を第２ピストン２６に伝達する伝達媒体としての流体(水又は油)でその内部が満たされた配管２７と、第２ピストン２６の位置を調整する調整室２８及び第３ピストン２９と、一端がフレームなどに固定され、他端が第１ピストン２４に取り付けられて柱状部材２３の軸方向(上下方向)に伸張／収縮し、第１ピストン２４の位置を調整する引きバネ３０と、を備えている。

シート２２及び柱状部材２３は、一体に構成されており、運転者がシート２２の座部に着座すると、運転者からの荷重をうけてある程度沈み込むように構成されている。第１ピストン２４は、柱状部材２３の沈み込みにより、引きバネ３０による(上昇方向への)付勢力に抗して第１シリンダ３１内を降下し、配管２７内の流体を押し下げる。第２ピストン２６は、配管２７内の流体圧を受けて外方に向けて押し出されるように第２シリンダ３２内を移動するように構成されている。

第２ピストン２６の外側の面は、可動子２５の端面３４ａと対向する位置に配置されている。可動子２５は、ソレノイド３４内に一端側が挿入された状態となっており、ソレノイド３４に対する通電が行われると、ソレノイド３４内に引き込まれ(進出し)、可動子２５の一端面に取り付けられた弁体を図示せぬ弁座に当接させて流体の流路を閉塞し、通電が停止されると、可動子２５の一端側に取り付けられた図示せぬ復帰バネの付勢力によって、再び所定の位置まで退行するように構成されている。なお、通電時において、可動子２５はある程度まで進出すると、その他端に設けられたフランジが他の部材と当接し、それ以上の進出が規制されるように構成されている。

第２ピストン２６の外側の面には、第２ピストン２６の外側の面から可動子２５の他端面３４ａに向かって延出する突き棒３３が固定されている。第２ピストン２６が流体圧により第２シリンダ３２内を外側へ向けて移動すると、突き棒３３が可動子２５の他端面３４ａと当接し、可動子２５を押圧する。このとき、可動子２５は、フランジが他の部材と当接して移動が規制されるまでソレノイド３４内に押し込まれる。

従って、可動子２５の周面とソレノイド３４の内面との間に氷Ｘが生成され、可動子２５が不可動状態となっていたとしても、突き棒３３により可動子２５が突き動かされることで、可動子２５のソレノイド３４に対する張り付き状態が解消され、可動子２５が作動可能状態となる。

調整室２８は、配管２７と連通しており、第３ピストン２９の下降／上昇によって、流体を配管から引き込む／排出するように構成されている。第３ピストン２９は、燃料電池本体１の起動後に、図示せぬモータのような駆動力供給手段からの駆動力を受けて下降する。

このとき、配管２７，第１シリンダ３１及び第２シリンダ３２内を満たす流体が調整室２８に引き込まれ、第２ピストン２６が内側(配管２７側)に移動(図３では下降)する。これによって、突き棒３３が可動子２５から離れ、可動子２５は、復帰バネの付勢力により、非通電時における位置まで復帰する。

一方、第１ピストン２４は、例えば、伸張した引きバネ３０がストッパとして機能することにより、第３ピストン２９の下降によっては下降しないように構成されている。従って、第２ピストン２６のみが、可動子２５の動作を妨げない位置まで下降するとともに、シート２２をさらに沈み込ませないように構成されている。

その後、燃料電池システムの運転が終了すると、第３ピストン２９が上昇して調整室２８に引き込んだ流体を配管２７へ排出する。また、運転者がシート２２から退くと、引きバネ３０の付勢力により、第１ピストン２４(，柱状部材２３及びシート２２)が上昇し、第１ピストン２４及び第２ピストン２６の位置が、運転者の着席前の状態に戻る。

図４は、第１実施形態における車両部材１０及び伝達機構１１の第３の構成例を示す図である。第３の構成例では、車両部材１０として運転席の車両のドア１０１が適用されて
いる。また、伝達機構１１として、ワイヤ３５と、回転軸３６と、平歯車３７と、平歯車３８と、駆動軸３９とを含んでいる。また、可動部品として、電磁弁の可動子４０が適用されている。

ワイヤ３５の一端は、車両のドア１０１の内面１０１ａに取り付けられており、他端は回転軸３６に取り付けられている。回転軸３６は、一方の端部が軸受けを介して図示せぬフレームなどで支持されており、一方向及びその逆方向に回転自在となっている。

回転軸３６には、図示せぬバネにより、一方向に回転する付勢力が与えられており、ワイヤ３５の他端側をその周面に巻き付けている。なお、ワイヤ３５の中間部分は、プーリにより適宜の位置に案内するとともに、所定のテンションをワイヤ３５の両端間に設けることができる。

回転軸３６は、ドア１０１が閉状態から開状態になると(図４はドア１０１の開状態を実線で示し閉状態を破線で示す)、ワイヤ３５の一端側が引っ張られることにより、バネの付勢力に抗して逆方向に回転する。

回転軸３６には、平歯車３７が同軸で固定されており、平歯車３７の側方には、平歯車３７と噛み合う平歯車３８が配置されている。平歯車３８は、その中心を同軸で貫通する駆動軸３９と同軸で一体に回転するように構成されている。駆動軸３９の一方の端部は、軸受けを介して回転自在に支持されている。

一方、駆動軸３９の他方の端部は、可動子４０と略同軸で、可動子４０の端面４０ａに設けられた鍵穴状の穴４１に挿入されている。駆動軸３９の穴４１への挿入部分は、図２(Ｂ)に示したような当接部を有している。

ワイヤ３５がドア１０１で引っ張られることにより回転軸３６が回転すると、平歯車３７が回転軸３６と一体に回転し、この回転力が平歯車３８に伝達される。平歯車３８は駆動軸３９と一体に回転する。このとき、駆動軸３９に設けられた当接部が可動子４０の内面を押圧することで、可動子４０がその軸周りに回転する駆動力が可動子４０に伝達される。このとき、可動子４０の周面に氷結部分ができていれば、その氷結部分は可動子４０の回転によって除去される。

その後、ドア１０１が閉じられると、ワイヤ３５の回転軸３６から引き出された部分は、再び回転軸３６に巻き取られ、回転軸３６を逆方向に回転させるための所定のテンションが維持される。なお、回転軸３６と平歯車３７とがラチェット機構を介して連結され、平歯車３７が回転軸３６の逆方向への回転時のみ回転するように構成しても良い。

図５は、第１実施形態における車両部材１０及び伝達機構１１の第４の構成例を示す図である。第４の構成例では、車両部材１０として運転席のシート４２が適用されている。
シート４２の下部には、シート４２へ運転者が座ることによる荷重を受けて下方へ移動し、荷重が除かれると図示せぬ引きバネの復帰力により上昇する柱状部材４３が取り付けられている。柱状部材４３の周面には、歯(ラック)が設けられている。

柱状部材４３の側方には、柱状部材４３に刻まれた歯(ラック)と噛み合う歯を持つ歯車(ピニオン)４４が設けられている。歯車４４は、柱状部材４３の下降時に柱状部材４３の歯と噛み合うことで一方向(図５では時計回り方向)に回転するように構成されている。

歯車４４には、歯車４４と一体に回転する回転軸４５が同軸で設けられている。回転軸４５の端部には、歯車４４と平行に配置されたプーリ４６が取り付けられており、歯車４
４及び回転軸４５とともに回転するように構成されている。

一方、図５に示す第４の構成例では、燃料電池システムの可動部品として、コンプレッサやポンプの回転体(ファンやロータのような羽根車)４７が適用されている。回転体４７には、回転体の回転軸と同軸の駆動軸４８が取り付けられており、駆動軸４８には同軸でプーリ４９が両方向に回転自在に取り付けられている。

プーリ４６とプーリ４９との間には、Ｖベルトのような無端ベルト５０が掛け渡されている。これによって、プーリ４６の一方向への回転力が無端ベルト５０を介してプーリ４８に伝達されると、プーリ４８の一方向への回転力が駆動軸４８を介して回転体４７に対する駆動力として回転体４７に伝達される。これによって、回転体４７はプーリ４８の回転方向と同方向で回転する。このとき、回転体４７がその周囲の壁面や他の部材との間で生成された氷により不可動状態となっていたとしても、回転体４７が駆動軸４８からの強制的な駆動力を受けて回転することで、氷が除去され、作動可能状態となる。

なお、回転体４７は、図示しないラチェット機構を介して駆動軸４８と連結されており、駆動軸４８からの駆動力を受けて回転する方向と逆方向に回転することにより、流体の輸送や送出を行うように構成されている。従って、回転体４７が流体輸送又は送出のための回転方向に回転する場合には、その回転力はプーリ４８に伝達されない。その後、運転者がシート４２から退くと、柱状部材４３が引きバネの付勢力により上昇し、元の位置に戻る。なお、ピニオン及びラックによる構成に代えて、柱状部材４３の周面に斜めの歯が刻まれ、歯車４４にこの斜めの歯と噛み合う歯が設けられ、柱状部材４３の上下動に応じて歯車４４が回転するように構成されていても良い。

なお、可動部品が伝達機構１１からの駆動力を得て回転する方向は、その回転に必要なエネルギが小さくなると考えられる方向に定めるのが好ましい。可動部品に氷結箇所ができた場合、可動部品が持つ形状(例えばロータが持つ羽の形状)から、回転方向の違いによって氷による抵抗が異なり、可動部品の回転に必要なエネルギが異なる場合があると考えられるからである。また、可動部品には、悪影響が生じない限り、高い駆動力が伝達されるように構成される。

第１〜第４の構成例によって、減圧器３が持つ弁体，循環ポンプ４やエアコンプレッサ８が有する回転体，制御弁６が持つ可動子などの可動部品を、氷結による不可動状態や動作が困難な状態から作動可能状態にすることができる。

また、エジェクタ５がノズルからの流体の噴射量を調整するための可動部品としてのニードルを持つ場合には、そのニードルに対し、第１〜第４の構成例で示した原理を用いて、ニードルがその軸を中心として回転したり、軸方向に移動したりするための強制的な駆動力を、伝達機構１１により伝達することができる。

図１に示すように、燃料電池システムが可動部品を持つ複数の補機を有している場合には、一つの車両部材１０の運動によって生じる力が、複数の補機の可動部品，あるいは複数の可動部品を持つ少なくとも１つの補機に対して伝達されるように構成される。

例えば、ドアの運動により生じる力が、循環ポンプ４及びエアコンプレッサ８の各回転体に伝達されるように構成することができる。或いは、燃料電池システムが複数の電磁弁(複数の可動子を持つ電磁弁)を持つ場合において、各電磁弁(可動子)に対し、第２の構成で示したようなシートの沈み込み運動による力が流体圧を介して伝達されるように構成することができる。

また、上述したように、運転者の車両に対する乗車動作によって運動する複数の車両部材１０(ドアノブ，ドア，シート)がある場合には、車両部材毎に生じる力が、個別の伝達機構によって、少なくとも１つの可動部品に伝達されるように構成することができる。例えば、第１の構成例に示したようなドアノブ又はドアの運動により生じる力が循環ポンプ及び／又はエアコンプレッサ８に伝達されるとともに、第２の構成例で示したようなシートへの荷重が制御弁６の可動子に伝達されるように構成することができる。

第１実施形態によると、車両の運転者が車両及び燃料電池システムを起動させる場合には、運転者は車両に乗り込む。このとき、運転者は、車両の運転席のドアのドアノブを持ち上げてドアを開け、車内に入って運転席のシートに座り、ドアを閉める。

このとき、車両が氷点下で放置されていたような場合には、各可動部品が結露水などによって生じた氷によって氷結し、不可動状態又は動作が困難な状態となっていることがある。これに対し、運転者の乗車動作に伴うドアノブ，ドア及びシートの運動が、減圧器３，循環ポンプ４，制御弁６，エアコンプレッサ８の各可動部品に対し、強制的な駆動力として伝達され、各可動部品が駆動する。各可動部品が駆動することで、氷結が取り除かれ、各可動部品は適正に動作可能な作動可能状態となる。従って、運転者は、その後において、車両及び燃料電池システムを円滑に起動させることが可能となる。

ここで、車両部材１０及び伝達機構１１が第１〜第４の構成例に示されるように構成されることにより、可動部品の氷結状態の解除には電力が使用されていない。このため、燃料電池システムの起動時に電力を使用しなくてすむ。

もっとも、第２の構成例では、第３ピストン２９を降下させるために、モータの駆動力を使用する場合がある。このようなモータの消費電力は、可動部品にヒータによる熱を所定時間与え続けて氷結を解凍する場合の消費電力に比べて、少ないものとすることができる。従って、第２の構成例が適用される場合でも、消費電力量を抑えることができる。

なお、第１実施形態における燃料電池システムの複数の可動部品のうちの少なくとも１つが、ヒータを用いた解凍により氷結状態が解除される構成となっていても良い。例えば、減圧器３がヒータによる解凍で氷結状態が解除され、且つ循環ポンプ４，制御弁６及びエアコンプレッサ８は車両部材１０及び伝達機構１１で氷結状態が解除されるように構成されていても良い。

このように、燃料電池システムの制御装置は、燃料電池システムに含まれる少なくとも１つの可動部品を対象とするように構成することができる。この場合には、全ての可動部品に対してヒータによる解凍が適用される場合に比べて、消費電力量を抑えることができる。

また、第１実施形態における燃料電池システムの制御装置が、さらに、次のような構成を備えるように構成することができる。即ち、制御装置が、外気温及び／又は可動部品の温度を検知する温度検知手段(例えば温度検知センサ)と、車両部材−伝達機構間，伝達機構−可動部品間，及び伝達機構上の少なくとも１つにおいて、車両部材−可動部品間の力の伝達経路を接続／切断する伝達経路接続／切断手段(例えば、伝達経路上の機械要素間の連結／連結解除を行うマグネットクラッチ(電磁式軸継手))と、外気温及び／又は可動部品の温度が所定値(例えば０℃)以下である場合に上記の力の伝達経路を接続し、そうでない場合には、伝達経路を切断する制御手段(例えば、ＣＰＵ(ＥＣＵ: Electric Control
Unit))を含み、所定温度以下の環境下でのみ、車両部材−可動部品間が力の伝達経路で結ばれ、氷結状態を解除するための駆動力が可動部品に伝達されるように構成することができる。

伝達経路接続／切断手段としてマグネットクラッチが適用される場合には、例えば、図２(Ａ)における回転体１４と、可動部品１７との間に駆動軸の連結／切り離しを行うマグネットクラッチが設けられ、所定の条件下(例えば、外気温や可動部品の表面温度が０℃以下)でのみマグネットクラッチに対する通電が行われて駆動軸が連結され、車両部材と可動部品とが連結されるように構成することができる。

〔第２実施形態〕
図６は、本発明による燃料電池システムの制御装置の第２実施形態を示す図であり、本制御装置が適用される燃料電池システムの一例が示されている。図６に示す第２実施形態の構成は、第１実施形態と同様の構成を含んでいる。このため、同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、主として相違点について説明する。

図６において、燃料電池システム自体の構成は、第１実施形態と同じである。これに対し、制御装置の構成として、運転者の車両への乗車動作を検知するセンサ５１と、外気温を検知する温度検知センサ５２と、減圧器３，循環ポンプ４，制御弁６及びエアコンプレッサの各可動部品に供給すべき駆動力を発するモータ５４と、各可動部品にモータ５４からの強制的な駆動力を伝達する伝達機構１１Ａと、センサ５１及び温度検知センサ５２からのセンサ出力に基づいてモータ５４の動作を制御する第２制御部５３を備える。

センサ５１は、運転者が車両へ乗車する際の動作によって、 (１)運転者の乗車動作によって特定の車両部材１０が運動したこと、(２)運転者の乗車動作によって特定の車両部材が荷重を受けたこと、(３)運転者が特定の車両部材１０に接触したこと、の少なくとも１つを検知するセンサである。

センサ５１は、少なくとも１つの特定の車両部材１０について設けられる。特定の車両部材１０は、例えば、第１実施形態で説明したような、運転席のドアノブ，ドア，及びシートなどである。ドアノブやドアの運動が乗車動作として検知される場合には、ドアノブやドアの運動に伴う物理量の変化を検知するセンサ５１として、測距センサ，近接センサ，ロータリーエンコーダなどの様々なセンサを適用することができる。

また、センサ５１として、運転者がシートに着座したことを検知する圧力センサや、歪みセンサなどを適用することができる。さらに、センサ５１として、運転者がドアノブなどに触れたことを検知するタッチセンサを適用することもできる。さらに、車両にワイヤレスキーシステムが適用されている場合には、センサ５１がワイヤレスキーからの無線による解錠信号を乗車動作として検知するように構成することもできる。

ここでは、センサ５１として、運転席のドアに対する距離の変化を検出する光学式の測距センサが適用されているものとする。例えば、センサ５１は、図７に示すように、車内に配置され、運転席のドア１０２の開閉動作に応じた距離の変化を検知し、検知した距離を示すセンサ出力信号を第２制御部５３に与える。温度検知センサ５２は、図７に示すように、外気温を検知し、検知した外気温を示すセンサ出力信号を第２制御部５３に与える。

モータ５４としては、ステッピングモータやサーボモータを適用することができる。ここでは、モータ５４としてサーボモータが適用されており、第２制御部５３からの駆動開始／駆動停止などの制御信号を受け取り、制御信号に基づいて動作する。

モータ５４から出力される動力は、伝達機構１１Ａにより分岐して各可動部品に伝達される。図７は、第２実施形態における伝達機構１１Ａの構成例を示す図である。図７に示
すように、モータ５４からの動力は、直接に又は図示せぬ減速器などを経て、プーリ５５の回転軸５６を回転させる。プーリ５５は、プーリ５７と無端ベルト５８を介して連結されており、回転軸５６と一体に回転するプーリ５５の回転力は、無端ベルト５８を介してプーリ５７に伝達される。

プーリ５７は、駆動軸５９に同軸で一体に回転するようにされており、駆動軸５９は、直接に又はラチェット機構を介して可動部品６０(例えば、コンプレッサなどの回転体、電磁弁の可動子，弁体など)と同軸で連結されている。これによって、可動部品６０は、プーリ５７の回転による力を駆動軸５９から受け取り、軸中心で回転する。このとき、可動部品６０の周囲に生成された氷Ｘによって可動部品６０が氷結していれば、その氷結状態が解除され、作動可能状態となる。

また、伝達機構１１Ａは、例えば、図２〜図５に示したような構成を次のように変形することで構成することができる。例えば、図２に示す第１の構成例は、モータ５４によりワイヤ１５がその一端側に牽引される構成に変形される。また、図３に示す第２の構成例は、第１ピストン２４の上下動がモータ５からの駆動力を得て行うように構成される。この場合、調整室２８や第３ピストン２９は不要となる。

また、図４に示す第３の構成例は、回転軸３６がモータ５４からの駆動力を受けて回転するように変形される。そして、図５に示す第４の構成例は、歯車４４，回転軸４５，プーリ４６のいずれかが、モータ５４からの駆動力を受けて回転するように変形される。以上のような変形に係る構成が伝達機構１１Ａにおける駆動力の分岐先において適用されることで、モータ５４からの駆動力が各可動部品に伝達されるように構成されている。

第２制御部５３は、ＣＰＵ，主記憶，補助記憶，入出力インタフェース等からなり、ＣＰＵが補助記憶に記憶されたプログラムを主記憶にロードして実行することにより、センサ５１及び温度検知センサ５２の出力に基づき、モータ５４による駆動力の供給開始／停止を制御する。

図８は、第２制御部５３による処理を示すフローチャートである。図８において、第２制御部５３は、処理を開始すると、センサ５１からのセンサ出力信号に基づき、乗車動作があったか否かを判定する(ステップＳ０１)。

第２制御部５３は、センサ出力信号からドア１０２の距離を測定し、距離が増加して所定の閾値を超えた場合には、乗車動作があったと判定し、そうでなければ乗車動作がないと判定する。もっとも、距離に基づく乗車動作の有無の判断条件は適宜設定可能である。乗車動作があったと判定されない場合(Ｓ０１；Ｎｏ)には、処理がステップＳ０１に戻る。

これに対し、第２制御部５３は、乗車動作があったと判定した場合(Ｓ０１；Ｙｅｓ)には、センサ５２のセンサ出力信号から外気温を測定し、測定結果が所定の閾値(例えば０℃)以下か否かを判定する(ステップＳ０２)。このとき、外気温が閾値を上回る場合(Ｓ０１；Ｎｏ)には、第２制御部５３は、処理をステップＳ０１に戻す。

これに対し、外気温が閾値以下である場合(Ｓ０２；Ｙｅｓ)には、第２制御部５３は、モータ５４に対し、駆動開始の制御信号を与える(ステップＳ０３)。これによって、モータ５４からの強制的な駆動力が、減圧器３，循環ポンプ４，制御弁６，及びエアコンプレッサ８の各可動部品に伝達され、これらが駆動することで、これらの氷結状態が解除され、作動可能状態となる。

第２制御部５３は、氷結状態の解除に必要と認められる時間が経過すると、モータ５４に駆動停止の制御信号を与え、モータ５４を停止させる。これによって、電力の浪費が抑えられるようになっている。その後、第２制御部５３は処理をステップＳ０１に戻す。

第２実施形態によると、センサ５１が運転者の乗車動作を検知する乗車動作検知手段として機能し、温度検知センサ５２が、外気温を検知する温度検知手段として機能し、モータ５４が可動部品に強制的な駆動力を与える駆動力供給手段として機能し、第２制御部５３が、乗車動作が検知され且つ外気温が所定の温度以下である場合に駆動力供給手段による駆動力の供給を開始させる制御手段として機能する。

これによって、各可動部品の氷結状態を解消し、円滑に燃料電池システムを起動させることが可能となる。また、モータ５４の駆動時間は、可動部品の強制駆動による氷結解除に必要な時間に抑えられているので、ヒータによる可動部品の解凍を行う場合に比べて、消費電力量を抑えることができる。

なお、第２実施形態は、次のような変形が可能である。図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ０１とステップＳ０２との順番は、相互に入れ替わっていても良い。また、温度検知センサ５２が、可動部品に設けられ、外気温の代わりに可動部品の温度(例えば表面温度)が検知され、温度が所定の閾値(例えば０℃)以下であり、且つ乗車動作が検知された場合に、モータ５４からの駆動力が当該可動部品に供給されるようにしても良い。また、外気温と可動部品の温度の双方が検知され、双方が閾値以下であるか否かが第２制御部５３で判定されるようにしても良い。

また、複数の可動部品毎に温度検知センサ５２が設けられ、可動部品のみにモータ５４からの駆動力が伝達されるように構成しても良い。この場合、モータ５４から各可動部品間の駆動力の伝達経路上のそれぞれにマグネットクラッチが設けられ、第２制御部５３が駆動力を伝達すべき可動部品に対する駆動力の伝達経路上に位置するマグネットクラッチを連結状態にする。

また、複数のモータ５４が用意され、各モータ５４が少なくとも１つの可動部品に対して、駆動力を供給するように構成されていても良い。もっとも、モータ５４の数は可能な限り少なくするのが好ましい。また、図６に示す制御部７と第２制御部５３とは、一つの制御装置を用いて構成されるようにしても良い。

さらに、相互に異なる複数の乗車動作(例えば、ドアノブの持ち上げ、ドアを開く、シートに着座)をそれぞれ検知する複数のセンサ５１が用意され、第２制御部５３がこれらのセンサ出力から乗車動作が認められる場合にのみモータ５４を駆動させるように構成することで、乗車動作検知の精度を上げることができる。

〔参考形態〕
図９は、燃料電池システムの制御装置の参考形態を示す図である。図９において、制御装置は、燃料電池システムが搭載された車両に対する運転者の乗車動作を検知する検知センサ６１と、外気温を検知する温度検知センサ６２と、燃料電池システムの可動部品の表面温度を検知する温度検知センサ６３と、可動部品の周囲に配置される電熱線を含むヒータ６４，６５と、ヒータ６４，６５に電力を供給する電源装置６６と、検知センサ６１及び温度検知センサ６２のセンサ出力に基づいて、電源６６をオン／オフ制御する制御装置６７とを備える。

図９には、燃料電池システムの可動部品として、電磁弁の可動子(コア)６８と、コンプレッサやポンプの回転体(ファンやロータなど)６９とが示されている。ヒータ６４は可動
子６８の周囲に配置され、ヒータ６５は回転体６９の周囲に配置されている。

検知センサ６１は、運転者の乗車動作として、(１)ワイヤレスキーなどからの解錠信号又はこれによる解錠，(２)車両の運転席のドアの錠へのキー挿入，(３)運転席のドアノブへの接触又はドアノブの運動，(４)ドアの開閉運動，(５)運転席のシートに対する荷重増加や歪みの発生などをそれぞれ検知する複数のセンサの集合で構成される。検知センサ６１で検知されたそれぞれの乗車動作を示すセンサ出力信号は制御装置６７に与えられる。

温度検知センサ６２は、外気温を検知し、外気温を示すセンサ出力信号を制御装置６７に与える。温度検知センサ６３は、可動部品毎に用意される。ここでは、各温度検知センサ６３は、可動子６８及び回転体６９のそれぞれの温度(例えば表面温度)を検知し、これらを示すセンサ出力信号が制御装置６７に与えられる。なお、温度検知センサ６３は、複数の可動部品の中から代表的な１以上の可動部品が選択され、選択された可動部品に対してのみ用意されるようにしても良い。

ヒータ６４，６５は、電熱線により可動子６８及び回転体６９をそれぞれ加熱し、可動子６８の周面に発生している氷結部分Ｙや、回転体の周囲や回転軸の周りに発生している氷結部分Ｙを解凍する。電源装置６６は、ヒータ毎の通電のオン／オフスイッチを有しており、オン／オフスイッチの制御は、制御装置６７によって行われる。

制御装置６７は、ＣＰＵ，主記憶，補助記憶，入出力インタフェースなどからなり、ＣＰＵが補助記憶に記憶されたプログラムを実行することによって、図１０に示すような処理を行う。図１０は、制御装置６７による処理を示すフローチャートである。

図１０において、制御装置６７は、処理を開始すると、乗車動作があったか否かを判定する(ステップＳ１１)。即ち、制御装置６７は、検知センサ６１から、(１)ワイヤレスキーなどによる解錠，又は(２)ドアへのキー挿入(キーによる解錠)を示すセンサ出力信号と、(３)ドアノブへの接触，(４)ドアの開閉，(５)シートへの着座をそれぞれ示すセンサ出力信号と、があった場合に、運転者の乗車動作があったと判定する。運転者の乗車動作がない場合(Ｓ１１；Ｎｏ)には、処理がＳ１１に戻る。

これに対し、運転者の乗車動作があった場合には、制御装置６７は、温度検知センサ６２，６３からのセンサ出力信号に基づき、外気温が閾値(例えば０℃)以下であり、且つ可動子６８又は回転体６９の温度が閾値(例えば０℃)以下であるとの条件が満たされるか否かを判定する(ステップＳ１２)。このとき、上記条件が満たされない場合(Ｓ１２；Ｎｏ)には、処理がＳ１１に戻る。

これに対し、上記条件が満たされる場合(Ｓ１２；Ｙｅｓ)には、制御装置６７は、温度が閾値以下であった可動部品に対するヒータをオンにする信号を電源装置６６に与え続け、該当するヒータをオンにする。例えば、可動子６８と回転体６９の一方のみの温度が閾値以下であった場合には、その一方に対応するヒータ(ヒータ６４とヒータ６５との一方)のみに対するオン信号を与え続ける。これに対し、可動子６８と回転体６９の双方の温度が閾値以下である場合には、ヒータ６４及びヒータ６５に対するオン信号を与え続ける。

その後、制御装置６７は、温度検知センサ６３からのセンサ出力信号に基づき、ヒータをオンにした可動部品の温度を監視する(ステップＳ１３及びステップＳ１４のループ処理)。そして、温度が所定の閾値(例えば０℃)より高くなった可動部品があると(ステップＳ１４；Ｙｅｓ)、その可動部品に対応するヒータに対するオン信号の出力を停止し(オフ信号を与え)、当該可動部品に対するヒータによる加熱を停止させる(ステップＳ１５)。ステップＳ１４及びＳ１５の処理は、可動部品毎に行われる。

なお、上述したフローチャートにおいて、ステップＳ１１とステップＳ１２との順序は逆になっていても良い。また、ステップＳ１１において、上記の(１)〜(５)の動作の中から選択される任意の１以上を示すセンサ出力があった場合に、乗車動作があったと判定するようにしても良い。この場合、選択されなかった動作を検知するセンサは不要である。

また、ステップＳ１２において、部品温度のみが判定に使用されるようにしても良い。この場合、外気温の温度検知センサ６２は不要となる。なお、ヒータをオンにする閾値とオフにする閾値とは相互に異なっていても良い。また閾値が可動部品毎に異なっていても良い。

参考形態によると、外気温及び可動部品(可動子６８，回転体６９)の温度がともに閾値以下の環境下で運転者の乗車動作が行われると、ヒータがオンにされて可動部品が加熱され、その可動部品に生じている氷結部分Ｙが解凍(解氷)される。従って、運転者が燃料電池システムを円滑に起動させることができる。

図１１(Ａ)は、参考形態に対する比較例を示すタイムチャートであり、図１１(Ｂ)は、参考形態を示すタイムチャートである。但し、図１１は氷点下の環境下が前提となっている。比較例では、車両のスタータのスイッチがオンにされると同時に、可動部品に対するヒータがオンにされる。このため、スタータがオンにされてから可動部品が作動可能温度に達するまでに時間が必要となる。

これに対し、参考形態では、乗車信号(運転者の乗車動作があったと判定するためのセンサ出力信号)が検知センサ６１から出力され、制御装置６７で認識(乗車信号オン)されると同時に、可動部品に対するヒータがオンにされる。即ち、スタータよりも早い段階でヒータがオンにされる。従って、乗車信号がオンになってからスタータがオンにされるまでの時間だけ、可動部品に対する解凍処理が早く行われることになる。

従って、図１１(Ｂ)に示すように、乗車信号がオンになってからスタータがオンになるまでの間に可動部品の解凍処理が終わっていれば、スタータがオンにされるとすぐに、可動部品は適正に作動することができる。このようにして、燃料電池システムの起動を円滑にすることができる。

なお、第１実施形態及び第２実施形態で説明した構成は、本発明の目的を逸脱しない範囲内で、適宜組み合わせることができる。また、当該範囲内で、参考形態で示した構成を第１実施形態や第２実施形態の構成の一部に適用することも可能である。

本発明による燃料電池システムの制御装置の第１実施形態を示す図である。 第１実施形態における車両部材及び伝達機構の第１の構成例を示す図である。 第１実施形態における車両部材及び伝達機構の第２の構成例を示す図である。 第１実施形態における車両部材及び伝達機構の第３の構成例を示す図である。 第１実施形態における車両部材及び伝達機構の第４の構成例を示す図である。 本発明による燃料電池システムの制御装置の第２実施形態を示す図である。 第２実施形態における駆動力の伝達機構の例を示す図である。 第２実施形態における第２制御部の動作を示すフローチャートである。 燃料電池システムの制御装置の参考形態を示す図である。 参考形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。 参考形態と比較例との差を示すタイムチャートである。

符号の説明

Ｘ，Ｙ 氷結部分
１ 燃料電池本体
１０ 車両部材
１１ 伝達機構
１２ ドアノブ又はドア(車両部材)
１４ 回転体
１５，３５ ワイヤ
１６，４６，４９ プーリ
１７，６０ 可動部品
１７Ａ，２５，４０ 可動子(コア)
１８，３９，４８ 駆動軸
２２，４２ シート(車両部材)
２３，４３ 柱状部材
２４ 第１ピストン
２６ 第２ピストン
２７ 配管
２８ 調整室
２９ 第３ピストン
３０ 引きバネ
３１ 第１シリンダ
３２ 第２シリンダ
３６ 回転軸
３７，３８ 平歯車
４７ 回転体(可動部品)
５０ 無端ベルト
５１ センサ(乗車動作検知手段)
５２ 温度検知センサ(温度検知手段)
５３ 第２制御部(制御手段)
５４ モータ(駆動力供給手段)
１０１，１０２ ドア(車両部材)

Claims (3)

1. 車両に対する運転者の乗車動作によって運動する車両部材と、
   前記車両部材の運動によって生じる力を前記車両に搭載された燃料電池システムの可動部品に強制的な駆動力として伝達する伝達機構と
   を備えることを特徴とする燃料電池システムの制御装置。
2. 車両に対する運転者の乗車動作を検知する乗車動作検知手段と、
   前記車両に搭載された燃料電池システムの可動部品に強制的な駆動力を供給する駆動力供給手段と、
   前記乗車動作検知手段によって前記乗車動作が検知された場合に、前記駆動力供給手段に駆動力の供給を開始させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする燃料電池システムの制御装置。
3. 外気温及び／又は前記可動部品の温度を検知する温度検知手段をさらに含み、
   前記制御手段は、前記乗車動作検知手段により乗車動作が検知され、且つ前記温度検知手段で検知される温度が所定値以下であるときに、前記駆動力供給手段に駆動力の供給を開始させる
   ことを特徴とする請求項２記載の燃料電池システムの制御装置。

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