JP5939131B2 - 燃料ガス供給装置と車両 - Google Patents

Description

本発明は、燃料ガス供給装置とこれを搭載した車両に関する。

ガス消費機器に燃料ガスを供給する際には、継続したガス供給を図るべく、複数の燃料ガスタンクが用いられており、ガス消費機器の一例である燃料電池へのガス供給も同様である。そして、タンク間においては、ガス圧のバラツキが起き得ることから、ガスの逆流防止を図りつつ、複数の燃料ガスタンクから燃料電池にガス供給を図る手法が提案されている（例えば、特許文献１）。この手法によれば、車両前後方向のタンク搭載位置の関係により車両停止時にタンク間で温度差が生じ、この停止時の温度差により次回起動時のタンク圧に高低が起きるとし、こうした状況下での起動時のガスの逆流防止を図っている。

特開２００８−２２３７８４号公報

しかしながら、次のような問題点が指摘されるに到った。仮に、複数のタンクが車両前後方向で等価な位置、例えば、車両幅方向に複数のタンクを横置き搭載した場合には、車両停止時にタンク間で車両前後方向のタンク搭載位置関係に起因した温度差は生じないので、次回起動時のタンク圧に高低が起きるとは言えない。このため、タンクごとに圧力センサーを設けて、当該センサーにてタンクごとの圧力を測定せざるを得ない。これに伴い、タンクごとの圧力センサーの設置が不可欠であり、コストアップの要因となり得る。

また、上記した手法では、タンクごとに設けた温度センサーにて、停止時と次回起動時のタンク温度を求め、両タンク温度で次回起動時のタンクごとの圧力を推定することもなされている。ところが、車両停止時にタンク間で車両前後方向のタンク搭載位置関係に起因した温度差は生じないタンク横置き搭載の場合には、上記の両タンク温度はタンクごとにほぼ等価となり、温度センサーの検出温度に基づいてタンク圧力の高低を判別できないことになる。このため、起動時におけるタンク選定には、タンクごとに圧力センサーを設けて、当該センサーにてタンクごとの圧力を測定せざるを得ないのが実情である。この場合、タンクごとの温度センサーは、ガス充填時の温度上昇の測定に不可欠であることから、温度センサーと圧力センサーをタンクごとに設けざるを得ないことになる。こうしたことから、タンク搭載の自由度を高めること、或いは、起動時のタンクごとの圧力高低の判定精度を、タンクごとの圧力センサーを用いないで高めることが要請されるに到った。また、圧力高低の判定を簡便に行うことや、コストアップを招かないことも要請されている。

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。

（１）本発明の一形態によれば、ガス消費機器に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置が提供される。この燃料ガス供給装置は、前記ガス消費機器に対して並列に接続された複数の燃料ガスタンクと、該燃料ガスタンクごとに設けられ、前記ガス消費機器へのタンク内ガスの放出と遮蔽を図る開閉バルブと、前記ガス消費機器の起動運転の開始前に、前記複数の燃料ガスタンクごとの前記開閉バルブを一旦開弁するプレバルブ制御を行って、前記複数の燃料ガスタンクからの前記タンク内ガスのガス放出を図るプレバルブ制御部と、前記起動運転を図る上で前記ガス消費機器に燃料ガスを供給する起動時供給タンクを、前記ガス放出の状況に基づいて前記複数の燃料ガスタンクから決定する起動時タンク決定部と、前記決定した前記起動時供給タンクについての前記開閉バルブの開弁制御を実行した上で、前記ガス消費機器に到るガス供給経路のガス供給機器を駆動制御して、前記ガス消費機器の起動運転を開始する起動制御部とを備える。プレバルブ制御に伴う複数の燃料ガスタンクからのタンク内ガスのガス放出は、燃料ガスタンクの設置箇所の影響をほぼ受けることなく、複数の燃料ガスタンクにおけるタンク圧の高低の影響が反映される。このため、プレバルブ制御に伴うガス放出により、複数の燃料ガスタンクにおけるタンク圧の高低を高い精度で判定でき、これに伴い低ガス圧の燃料ガスタンクの選定も、燃料ガスタンクの設置箇所の影響を受けることなく可能となる。しかも、プレバルブ制御に伴うガス放出を、ガス流路のガス供給機器の駆動制御を経たガス消費機器の起動運転の開始前に行うことから、ガス消費機器の起動運転については、これを、ガス放出の状況に基づいて決定した起動時供給タンクからのガス供給により開始できる。これらの結果、本発明の上記形態の燃料ガス供給装置によれば、複数の燃料ガスタンクの設置位置について、例えば車両であれば車両前後方向に制約されないので、タンク設置やタンク搭載の自由度を高めることが可能となる。また、ガス消費機器の起動運転の開始前という限られた時間において、プレバルブ制御により燃料ガスタンクごとの開閉バルブを一旦開弁するに過ぎないことから、ガス消費機器の起動運転をガス流路のガス供給機器の駆動制御を経て開始するに際して、特段の支障を及ぼさないようにできる。

（２）上記形態の燃料ガス供給装置において、前記起動時タンク決定部は、前記ガス放出の状況に基づいて、前記複数の燃料ガスタンクの内の低ガス圧の燃料ガスタンクを選定し、該選定した燃料ガスタンクを前記起動時供給タンクに決定するようにできる。こうすれば、低ガス圧の燃料ガスタンクの開閉バルブの開弁制御を経て、当該タンクからの燃料ガス供給により起動運転を開始できる。よって、上記形態のガス供給装置によれば、低ガス圧の燃料ガスタンクより高いガス圧の燃料ガスタンクからのガス供給を起こさないので、タンク設置やタンク搭載の自由度を高めた上で、起動運転におけるガスの逆流を抑制できる。なお、低ガス圧の燃料ガスタンクの選定に当たっては、最高ガス圧の燃料ガスタンクを対象外とし、それ以外の燃料ガスタンクを選定したり、最低ガス圧の燃料ガスタンクを選定したりできる。

（３）上記形態の燃料ガス供給装置において、前記複数の燃料ガスタンクごとに、タンク内温度を検出する温度センサーを備え、前記起動時タンク決定部は、前記プレバルブ制御によりタンク内温度の上昇を起こした燃料ガスタンクを前記温度センサーの検出温度から選定し、該選定した燃料ガスタンクを前記低ガス圧の燃料ガスタンクとして前記起動時供給タンクに決定するようにできる。プレバルブ制御に伴うタンク内温度の上昇は、複数の燃料ガスタンクからのガス放出により起きたタンク内への燃料ガスの流入、即ちタンクガス圧が高い燃料ガスタンクからタンクガス圧が低い燃料ガスタンクへの燃料ガス流入に伴うものとなり、燃料ガスタンクの設置箇所の影響を受けない。そして、タンク内温度の上昇を起こした燃料ガスタンクは、低ガス圧の燃料ガスタンクとなるので、低ガス圧の燃料ガスタンクをより確実に起動時供給タンクとできると共に、当該タンクの開閉バルブの開弁制御を経た燃料ガス供給により起動運転を開始できる。よって、上記形態のガス供給装置によれば、低ガス圧の燃料ガスタンクより高いガス圧の燃料ガスタンクからのガス供給を、起動運転時において、より確実に起きないようにできるので、タンク設置やタンク搭載の自由度を高めた上で、起動運転におけるガスの逆流をより確実に抑制できる。しかも、低ガス圧の燃料ガスタンクの選定に際して、燃料ガスタンクごとの温度センサーを用いるに過ぎないので、燃料ガスタンクごとの圧力高低の判定精度を、燃料ガスタンクごとの圧力センサーを用いないで高めることが可能となる。加えて、燃料ガスタンクごとの圧力センサーが不要となることから、コスト削減を図ることもできる。

（４）上記形態の燃料ガス供給装置において、前記起動時タンク決定部は、前記タンク内温度の上昇が予め定めた上昇程度を越えると、該上昇程度を越える温度上昇を起こした燃料ガスタンクを前記起動時供給タンクに決定し、前記タンク内温度の上昇が前記上昇程度の範囲内であれば、前記複数の燃料ガスタンクを全て前記起動時供給タンクに決定するようにできる。こうすれば、既述したタンク設置やタンク搭載の自由度の向上や、燃料ガスタンクごとの圧力センサーを用いないで燃料ガスタンクごとの圧力高低の判定精度を高めることに加え、次の利点がある。つまり、タンク内温度の上昇が予め定めた上昇程度を越えた燃料ガスタンクは、他の燃料ガスタンクに比べて大きくガス圧が低下しているので、この燃料ガスタンクを起動時供給タンクに決定することで、ガス圧が高い他の燃料ガスタンクからのガス供給を、起動運転時において、より確実に起きないようにして、起動運転におけるガスの逆流抑制の実効性をより高めることが可能となる。また、タンク内温度の上昇に伴う燃料ガスタンクごとのガス圧の差が小さければ、起動運転を、逆流を抑制した上で、全ての燃料ガスタンクから支障なく開始できる。

（５）上記形態の燃料ガス供給装置において、前記プレバルブ制御部は、前記複数の燃料ガスタンクごとの前記開閉バルブを、順次、一旦開弁することで、前記複数の燃料ガスタンクからの前記ガス放出を順次実行し、前記起動時タンク決定部は、燃料ガスタンクごとのタンクガス圧を前記ガス供給経路に設けた圧力センサーにて把握し、該把握したタンクガス圧の内の低ガス圧の燃料ガスタンクを前記起動時供給タンクに決定するようにできる。こうすれば、燃料ガスタンクごとのタンクガス圧の把握や低ガス圧の燃料ガスタンクの決定に際して、ガス供給経路に設けた圧力センサーを用いるに過ぎないので、燃料ガスタンクごとの圧力高低の判定精度を、燃料ガスタンクごとの圧力センサーを用いないで高めることが可能となる。加えて、燃料ガスタンクごとの圧力センサーが不要となることから、コスト削減を図ることもできる。また、ガス圧が高い燃料ガスタンクからのガス供給を、起動運転時において、より確実に起きないようにして、起動運転におけるガスの逆流抑制の実効性をより高めることが可能となる。

（６）上記形態の燃料ガス供給装置において、前記起動時タンク決定部は、前記把握した燃料ガスタンクごとの前記タンクガス圧の差圧が予め定めた圧力範囲内であれば、前記複数の燃料ガスタンクを全て前記起動時供給タンクに決定するようにできる。こうすれば、起動運転を、逆流を抑制した上で、全ての燃料ガスタンクから支障なく開始できる。

（７）上記したいずれかの形態の燃料ガス供給装置において、前記ガス消費機器を燃料電池とできる。こうすれば、燃料電池の起動運転を開始するに当たり、上記した効果を奏することができる。

（８）本発明の他の形態によれば、燃料電池を搭載した車両が提供される。この車両は、ガス消費機器としての前記燃料電池に燃料ガスを供給する上記のいずれかの形態の燃料ガス供給装置を搭載する。よって、この形態の車両によれば、タンク搭載の自由度を高めた上での起動運転におけるガスの逆流抑制に加え、燃料ガスタンクごとの圧力センサーによらない燃料ガスタンクごとの圧力高低の判定精度の向上やコスト削減等の上記効果を奏することができる。また、車両に搭載した燃料電池の起動運転の際には、車両は停止状態にあることから、種々の異音が発生すると、これがノイズとして車室内の運転者に感知され、違和感を抱かせる。ところが、本発明の一形態の車両では、車両停止時の燃料電池起動運転に際して、既述したガスの逆流抑制により、逆流に伴う気流音についてもこれを抑制するので、車室の静寂性を向上できるほか、運転者に違和感を及ぼさないようにできる。

本発明は、ガス消費機器に燃料ガスを供給する燃料ガス供給方法や、燃料電池に複数の燃料ガスタンクから燃料ガスを供給して電力を得る燃料電池システム或いは発電システムとしても適用できる。

本発明の第１実施形態としての燃料電池システム１０を概略的に示す説明図である。 起動関連制御を示すフローチャートである。 図１のタンク回りの管路構成とバルブ構成を再現したテストシステムＴＳの概略構成を示す説明図である。 テストシステムにおいて実測したタンク温度推移とタンクガス圧推移とを示すグラフである。 第２実施形態としての燃料電池システム１０Ａを概略的に示す説明図である。 この第２実施形態における起動関連制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の第１実施形態としての燃料電池システム１０を概略的に示す説明図である。

図示するように、この燃料電池システム１０は、燃料電池搭載車両２０に、燃料電池１００と、水素ガス供給系１２０と、モータ駆動のコンプレッサ１５０を含む空気供給系１６０と、図示しない冷却系と、制御装置２００とを備える。燃料電池１００は、電解質膜の両側にアノードとカソードの両電極を接合させた図示しない膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly／ＭＥＡ）を備える発電モジュールを積層して構成され、前輪ＦＷと後輪ＲＷの間において車両床下に位置する。そして、この燃料電池１００は、後述の水素ガス供給系１２０と空気供給系１６０から供給された水素ガス中の水素と空気中の酸素との電気化学反応を起こして発電し、その発電電力にて前後輪の図示しない駆動用モータ等の負荷を駆動する。

水素ガス供給系１２０は、燃料電池１００に供給する燃料ガスとしての水素ガスを高圧貯留する二つの水素ガスタンク１１０ｆおよび水素ガスタンク１１０ｒと、燃料電池１００に到る燃料ガス供給管路１２０Ｆと、当該流路末端の供給側マニホールド１２１と、レセプタクル１２２から充填側マニホールド１２３に到る水素充填管路１２０Ｒと、未消費の水素ガス（アノードオフガス）を大気放出する放出管路１２４とを備える他、燃料ガス供給管路１２０Ｆには、燃料電池１００の側からインジェクター１２５と減圧バルブ１２６を備え、放出管路１２４には排出流量調整バルブ１２７を備える。減圧バルブ１２６は、後述の制御装置２００の制御を受けて駆動し、減圧後の水素ガスをインジェクター１２５に流す。インジェクター１２５は、後述の制御装置２００の制御を受けて駆動し、水素ガスの流量を調整した上で、燃料電池１００に水素ガスを噴出供給する。

水素ガスタンク１１０ｆおよび水素ガスタンク１１０ｒは、樹脂製ライナーの外周に熱硬化性樹脂含有の繊維を巻回した繊維強化層を有する樹脂製タンクである。そして、水素ガスタンク１１０ｆおよび水素ガスタンク１１０ｒは、この順に車両前後に燃料電池搭載車両２０に搭載されて、図示しない水素ガスステーションから高圧で充填供給された水素ガスをそれぞれ貯留する。また、水素ガスタンク１１０ｆおよび水素ガスタンク１１０ｒは、タンクごとにタンク口金１１１ｆ、１１１ｒを備え、それぞれのタンク口金に、メインバルブ１１２ｆ、１１２ｒと、開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒと、逆止弁１１４ｆ、１１４ｒと、タンク内温度を検出する温度センサー１１５ｆ、１１５ｒを備え、上記の開閉バルブと逆止弁をメインバルブに分岐して内蔵する。

メインバルブ１１２ｆ、１１２ｒは、車両搭載前の状態において流路開放側に手動操作され、流路開放を維持する。開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒは、後述の制御装置２００の制御下で開閉駆動し、供給側タンク管路１１６ｆ、１１６ｒにて、供給側マニホールド１２１に接続される。逆止弁１１４ｆ、１１４ｒは、充填側タンク配管１１７ｆ、１１７ｒにて、充填側マニホールド１２３と接続され、ガス通過を充填側マニホールド１２３の側からのみに規制する。こうした管路構成により、水素ガスタンク１１０ｆおよび水素ガスタンク１１０ｒは、燃料ガス供給管路１２０Ｆの供給側マニホールド１２１から分岐した供給側タンク管路１１６ｆ、１１６ｒを介して燃料電池１００に接続され、この燃料電池１００に対して並列に接続されることになる。この場合、供給側および充填側の上記の各タンク管路は、タンク交換に際して、供給側マニホールド１２１、充填側マニホールド１２３の側、或いはタンク口金１１１ｆ、１１１ｒの側において着脱される。温度センサー１１５ｆ、１１５ｒは、タンク交換に際して、図示しない信号線にて後述の制御装置２００と接続され、タンク搭載後には、検出したタンク内温度を制御装置２００に出力する。開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒにあっても、タンク交換に際して、図示しない信号線にて後述の制御装置２００と接続され、タンク搭載後には、制御装置２００の制御下で開閉駆動する。

上記管路構成を備える水素ガス供給系１２０は、後述の制御装置２００にて供給タンクとして選択された水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒのいずれか、もしくは両者の水素ガスタンクからの水素ガスを、制御装置２００の制御下でなされるインジェクター１２５での流量調整と減圧バルブ１２６での減圧（調圧）とを経た上で、燃料電池１００のアノードに供給しつつ、放出管路１２４の排出流量調整バルブ１２７で調整された流量で、アノードオフガスを後述の放出管路１６２から大気放出する。インジェクター１２５は、ガス流量を流量ゼロから調整可能であり、流量ゼロとすることで燃料ガス供給管路１２０Ｆの閉塞を図る。なお、インジェクター１２５の上流側に、流量調整バルブを設けることもでき、インジェクター１２５を水素ガスの噴出供給用とすることもできる。

また、水素ガス供給系１２０におけるレセプタクル１２２は、既存のガソリン車両における車両側方の燃料給油箇所に相当するガス充填箇所に位置し、車両外装側カバーで覆われている。そして、図示しない水素ガスステーションでの水素ガス充填に際しては、レセプタクル１２２は、当該ステーションのガス充填ノズルＧｓに装着され、高圧で充填供給された水素ガスを、充填側マニホールド１２３および充填側タンク配管１１７ｆ、１１７ｒを経て、水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒに導く。こうしたガス充填に際して、水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒごとの温度センサー１１５ｆ、１１５ｒは、タンク内温度を制御装置２００およびステーション内制御装置に出力し、充填ガス量や充填圧の確認に用いられ、各タンクに不可欠である。

空気供給系１６０は、コンプレッサ１５０を経て燃料電池１００に到る酸素供給管路１６１と、未消費の空気（カソードオフガス）を大気放出する放出管路１６２と、当該管路の排出流量調整バルブ１６３とを備える。この空気供給系１６０は、酸素供給管路１６１の開口端から取り込んだ空気を、コンプレッサ１５０にて流量調整した上で燃料電池１００のカソードに供給しつつ、放出管路１６２の排出流量調整バルブ１６３で調整された流量でカソードオフガスを放出管路１６２を経て大気放出する。

制御装置２００は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるマイクロコンピュータで構成され、アクセル等のセンサー入力やガス充填に伴うセンサー入力、温度センサー１１５ｆ、１１５ｒのセンサー入力等を受けて、インジェクター１２５や上記の各種のバルブの開閉制御を含む燃料電池１００の種々の制御を司る。

次に、本実施形態の燃料電池システム１０にてなされる起動関連制御について説明する。図２は起動関連制御を示すフローチャートである。なお、以下の説明に際しては、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒを、便宜上、タンク１、タンク２と、適宜称することとし、図１との関連等でタンクの区別称呼が必要な場合には、両タンクを水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒに区別して記すこととする。

図２の起動関連制御は、燃料電池搭載車両２０における図示しないイグニッションスイッチが操作される度に制御装置２００にて実行され、ステップＳ１０５〜Ｓ１８０までの一連のプレ起動処理（ステップＳ１００）とこれに続く起動運転処理（ステップＳ２００）を実行する。制御装置２００は、まず、ステップＳ１００のプレ起動処理において、ガス充填報知フラグＦｇｊのセット状態を判定する（ステップＳ１０５）。このガス充填報知フラグＦｇｊは、プレ起動処理における後述のステップＳ１５０、１７０でセット・リセットされて、制御装置２００の不揮発的な記憶領域にそのセット状態が記憶される。

ガス充填報知フラグＦｇｊは、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒのいずれかが他方に比して所定範囲を超えて低ガス圧である場合に、後述のステップＳ１７０にてセットされる。また、このガス充填報知フラグＦｇｊは、タンクへの水素ガス充填を行うよう燃料電池搭載車両２０の運転者に促す旨の報知を伴う。このガス充填報知は、燃料電池搭載車両２０のインストルメントパネルにおける燃料残量報知ランプの点灯もしくは点滅報知とできるほか、タンクガス圧に高低差があるために速やかなガス充填を促す旨の音声報知とすることもできる。こうした報知を受けて、本起動関連制御の後に、水素ガスステーションでのレセプタクル１２２（図１参照）を介したガス充填が行われると、制御装置２００は、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒのタンクガス圧の高低が是正されて、両タンクのタンクガス圧はほぼ均等のガス圧になったとして、ガス充填報知フラグＦｇｊに値０を与えてリセットする。これにより、ガス充填後の少なくとも最初の本起動関連制御では、ステップＳ１０５にて否定判定され、タンクガス圧の高低判定を伴うステップＳ１１０以降の処理に進む。その一方、ガス充填がなされなければ、ガス充填報知フラグＦｇｊはその値が１のセット状態のままであるので、ガス充填がないままの次回以降の起動関連制御では、ステップＳ１０５にて肯定判定され、起動運転処理に用いるタンクに制限を課した後述のステップＳ１８０に進む。なお、ガス充填後のこうした処理については、該当する上記ステップの説明と合わせて後述する。

制御装置２００は、ステップＳ１０５での否定判定に続き、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒ、即ちタンク１とタンク２の両タンクごとの開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒを一旦開弁制御（プレバルブ制御）する（ステップＳ１１０）。この場合、燃料電池１００の手前のインジェクター１２５は、駆動していないことから、燃料ガス供給管路１２０Ｆは、インジェクター１２５にて閉鎖されていることになる。こうした管路状況と上記した開閉バルブの開閉制御により、タンク１とタンク２の両タンクからは、タンク内の水素ガスが、そのタンクガス圧に基づいて供給側マニホールド１２１の側に放出される。制御装置２００は、タンク１とタンク２の両タンク内において温度センサー１１５ｆ、１１５ｒのセンサー信号を時系列的に連続して読み込み（ステップＳ１２０）、各センサーのセンサー信号により、タンク１についてのタンク内温度Ｔ１とタンク２についてのタンク内温度Ｔ２を温度推移を把握する（ステップＳ１３０〜１４０）。

次いで、制御装置２００は、タンク内温度Ｔ１とタンク内温度Ｔ２のいずれかに温度の上昇推移が起きたか否かの判定と、その温度上昇推移代（上昇程度）が１℃以上であたったか否かの判定とを行う（ステップＳ１４５）。今、タンク１とタンク２において、タンクガス圧に高低の差があるとすると、ステップＳ１１０での両タンクについての開閉バルブの開弁制御により、高ガス圧のタンクから、そのタンク内ガス（水素ガス）が供給側マニホールド１２１および供給側タンク管路１１６ｆ、１１６ｒを経て低ガス圧のタンクに流入する。こうしてガスの流入を受けたタンクでは、自身のタンクガス圧より高い圧力でのガス流入に伴い、タンク内温度の上昇を起こし、その温度上昇は、タンクガス圧の差圧の大きさに依存する。つまり、タンク１とタンク２の両タンクにおいて、タンクガス圧に高低の差がない、もしくはその差圧が小さければ、自身より高圧のガス流入に伴うタンク内温度の上昇、即ちタンク内温度Ｔ１とタンク内温度Ｔ２のいずれかに温度の上昇推移は起きない、もしくはその程度は小さく、温度上昇推移代（上昇程度）は１℃を下回ることになる。よって、制御装置２００は、両タンクのタンクガス圧に高低の差がない、もしくはその差圧が小さいと、ステップＳ１４５にて否定判定を下す。その一方、タンク１とタンク２のタンクガス圧の差圧が大きいと、低ガス圧のタンクについてのタンク内温度（タンク内温度Ｔ１とタンク内温度Ｔ２のいずれかの温度）は大きく上昇推移し、その温度上昇推移代（上昇程度）は所定の経過時間において１℃以上となるので、制御装置２００は、ステップＳ１４５にて肯定判定を下す。本実施例では、図１に示す水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒのタンク容量、定常充填圧等を考慮して、両タンクに５ＭＰａ以上の差圧が生じていると、上記したタンク内温度の上昇推移が起きることから、ステップＳ１４５にて肯定判定することになる。なお、温度上昇推移代を判定する際の経過時間については、後述する。

ここで、上記したタンクガス圧の差圧に伴うタンク温度推移について、その実証結果を用いて説明する。図３は図１のタンク回りの管路構成とバルブ構成を再現したテストシステムＴＳの概略構成を示す説明図、図４はテストシステムにおいて実測したタンク温度推移とタンクガス圧推移とを示すグラフである。

図３に示すテストシステムＴＳは、燃料ガス供給管路１２０Ｆに図１の燃料電池１００に代わる供給先設備機器Ｍｅを備え、水素充填管路１２０Ｒにはレセプタクル１２２に代わる閉塞設備機器Ｍｓを備える。供給先設備機器Ｍｅは、インジェクター１２５の噴出した水素ガスを、燃料電池１００と等価に受け取る。閉塞設備機器Ｍｓは、ガス充填時以外には管路を閉塞するレセプタクル１２２と等価となるよう、テスト状態において水素充填管路１２０Ｒを閉塞状態とする。この他、テストシステムＴＳは、燃料ガス供給管路１２０Ｆにおけるガス圧検出のための供給ガス圧センサー１２１Ｐと、燃料電池搭載車両２０においては用いないタンクガス圧センサーＳｐｌ、Ｓｐｈを、ガス放出の際のタンクガス圧測定のために備え、タンク口金１１１ｆ、１１１ｒには、予めタンクガス圧を調整済みの高圧調整タンクＨＰＴ（２１ＭＰａ）と、低圧調整タンクＬＰＴ（１ＭＰａ）を装着する。或いは、タンク口金の装着済みの高圧調整タンクＨＰＴと低圧調整タンクＬＰＴを、供給側マニホールド１２１と充填側マニホールド１２３に、供給側タンク管路１１６ｆ、１１６ｒ、充填側タンク配管１１７ｆ、１１７ｒにて接続する。

上記したテストシステムＴＳについて、図２に示した起動関連制御のステップＳ１１０を実行し、これに続くステップＳ１２０〜１４０にて、高圧調整タンクＨＰＴおよび低圧調整タンクＬＰＴについてのタンク内温度とタンクガス圧を、温度センサー１１５ｆ、１１５ｒおよびタンクガス圧センサーＳｐｌ、Ｓｐｈにて経時的に測定し、図４のグラフを得た。既述したように、高圧調整タンクＨＰＴと低圧調整タンクＬＰＴとの間には、タンクガス圧に２０（＝２１−１）ＭＰａの差圧があることから、ステップＳ１１０におけるバルブ制御より、高圧調整タンクＨＰＴからの放出ガスは低圧調整タンクＬＰＴに流入する。こうしたガス放出の状況に基づいて、低圧調整タンクＬＰＴでは、図４に示すように、タンク内温度は、上昇推移し、ステップＳ１１０の実行タイミングから１秒経過後には４℃ほど上昇する。本実施形態では、既述したステップＳ１４５での温度上昇推移代の判定経過時間を、上記の低圧調整タンクＬＰＴにおける温度上昇推移の挙動から、１秒と定めた。高圧調整タンクＨＰＴでは、そのタンク内温度は低下するものの、低下推移は低圧調整タンクＬＰＴほど顕著とはならない。なお、当然ではあるものの、タンク内ガス圧は、低圧調整タンクＬＰＴで上昇し、高圧調整タンクＨＰＴで降下し、燃料ガス供給管路１２０Ｆにおける供給ガス圧は、ステップＳ１１０の実行タイミングから急上昇し、その後、収束する。

図２に戻り、起動関連制御について説明する。制御装置２００は、ステップＳ１４５にて否定判定すると、タンク１とタンク２の両タンク（図１：水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒ）において、タンクガス圧に高低の差がない、もしくはその差圧は小さいとして、ガス充填報知フラグＦｇｊに値０を与えてリセットする（ステップＳ１５０）。次いで、制御装置２００は、タンク１とタンク２の両タンクについての開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒの開弁を継続して（ステップＳ１６０）、ステップＳ１００のプレ起動処理を抜け、ステップＳ２００の起動運転処理に移行する。つまり、ステップＳ１６０では、続くステップＳ２００での起動運転処理を実行する上で燃料電池１００に水素ガスを供給するタンクを、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒの両タンク、即ち燃料電池システム１０が備える全てのタンクと決定することになる。そして、ステップＳ２００では、制御装置２００は、タンクガス圧に高低の差がない、もしくはその差圧が小さい水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒの両タンクから供給される水素ガスを燃料電池１００に供給すべく、インジェクター１２５や空気供給系１６０のコンプレッサ１５０等を駆動制御して、燃料電池１００を起動運転させる。制御装置２００は、ステップＳ２００の起動運転の開始後には、車両運転者のアクセル操作やギヤシフトを検知することで、起動運転に続く負荷対応制御を実行する。

その一方、制御装置２００は、ステップＳ１４５にて肯定判定すると、タンク１とタンク２の両タンク（図１：水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒ）において、タンクガス圧の差圧が大きいとして、ガス充填報知フラグＦｇｊに値１を与えてセットする（ステップＳ１７０）。制御装置２００は、ガス充填報知フラグＦｇｊのセットを受けて、燃料電池搭載車両２０のインストルメントパネルにおける燃料残量報知ランプの点灯もしくは点滅、或いはタンクガス圧に高低差があるために速やかなガス充填を促す旨の音声等により、タンクへの水素ガス充填を行うよう燃料電池搭載車両２０の運転者に促す旨の報知を行う。

次いで、制御装置２００は、タンク１とタンク２の両タンクのうちのタンク内温度が低下した側のタンク、例えば水素ガスタンク１１０ｆについてのみ、開閉バルブ１１３ｆを閉弁制御して（ステップＳ１８０）、ステップＳ１００のプレ起動処理を抜け、ステップＳ２００の起動運転処理に移行する。つまり、ステップＳ１８０では、タンク内温度が低下した側の水素ガスタンク１１０ｆについては、その開閉バルブ１１３ｆを閉弁制御して、タンク内温度が低下しないで上昇推移した低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｒについては、当該タンクの開閉バルブ１１３ｒの開弁を継続するので、続くステップＳ２００での起動運転処理を実行する上で燃料電池１００に水素ガスを供給するタンクを、タンク内温度が上昇推移した低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｒと決定することになる。そして、ステップＳ２００では、制御装置２００は、低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｒから供給される水素ガスを燃料電池１００に供給すべく、インジェクター１２５や空気供給系１６０のコンプレッサ１５０等を駆動制御して、燃料電池１００を起動運転させる。制御装置２００は、ステップＳ２００の起動運転の開始後には、車両運転者のアクセル操作やギヤシフトを検知することで、起動運転に続く負荷対応制御を実行する。なお、アクセル操作等に基づく負荷対応制御では、低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｒから供給される水素ガスだけでは足りないことが有り得る。よって、負荷対応制御では、起動運転処理ではガス供給に用いられなかった高ガス圧の水素ガスタンク１１０ｆについても、これをガス供給に併用する。負荷対応制御では、燃料電池搭載車両２０は走行中であることから、高ガス圧の水素ガスタンク１１０ｆの併用によりタンク間でガスの逆流が起きても、これに伴う異音は、運転者に認知されがたくなる。

以上説明したように、本実施形態の燃料電池システム１０では、インジェクター１２５の駆動を伴う起動運転処理（ステップＳ２００）に先立って、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒの両タンクごとの開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒを一旦開弁制御（プレバルブ制御：ステップＳ１１０）し、このプレバルブ制御に伴う上記の両タンクのタンク内温度Ｔ１、Ｔ２の推移を把握する（ステップＳ１２０〜１４０）。そして、タンク内温度Ｔ１とタンク内温度Ｔ２のいずれかに温度の上昇推移が起き、その温度上昇推移代（上昇程度）が１℃以上であると（ステップＳ１４５：肯定判定）、こうした温度上昇推移を起こした低ガス圧のタンク、例えば水素ガスタンク１１０ｒを、起動運転処理を実行する上で燃料電池１００に水素ガスを供給するタンクに決定する（ステップＳ１８０）。

こうしたタンク決定を下す際の上記したタンク内温度の上昇は、高タンクガス圧の水素ガスタンク１１０ｆからのガス放出および当該ガスの低タンクガス圧の水素ガスタンク１１０ｒへのガス流入に伴うものとなり、上記の両ガスタンクの設置箇所の影響、具体的には車両前後方向位置の影響を受けない。つまり、本実施形態の燃料電池搭載車両２０では、図１の概略構成に示すようにタンクを車両前後方向に搭載しているが、車両幅方向にタンク搭載を図っても、高タンクガス圧の水素ガスタンク１１０ｆからのガス放出および当該ガスの低タンクガス圧の水素ガスタンク１１０ｒへのガス流入は起き、これに伴って、低タンクガス圧の水素ガスタンク１１０ｒではタンク内温度が上昇する。このため、本実施形態の燃料電池システム１０、延いては燃料電池搭載車両２０によれば、タンク内温度の上昇を起こした低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｒを、確実に、しかも、水素ガスタンクの設置箇所の影響を受けることなく起動運転処理用のタンクに選定できる。

これに加え、低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｒの開閉バルブ１１３ｒの開弁継続制御（ステップＳ１８０）を経た水素ガス供給により起動運転処理（ステップＳ２００）を開始できるので、高ガス圧の燃料ガスタンク（例えば、水素ガスタンク１１０ｆ）からの水素ガス供給を起動運転処理に際して確実に起こさないようにできる。この結果、本実施形態の燃料電池システム１０、延いては燃料電池搭載車両２０によれば、タンク搭載の自由度を高めた上で、起動運転におけるガスの逆流をより確実に抑制できる。しかも、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒから低ガス圧の水素ガスタンクを選定するに際して、水素ガスタンクごとの温度センサー１１５ｆ、１１５ｒを用いるに過ぎない。よって、本実施形態の燃料電池システム１０、延いては燃料電池搭載車両２０によれば、水素ガスタンクごとの圧力高低の判定精度を、タンクごとの圧力センサーを用いないで高めることができると共に、タンクごとの圧力センサーの省略に伴うコスト削減を図ることもできる。

また、本実施形態の燃料電池システム１０では、低ガス圧のタンク選定に際して、所定時間内（例えば、１秒）での温度上昇推移代をも考慮するので（ステップＳ１４５）、低ガス圧のタンクを水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒのうちからより確実に選定する。このため、本実施形態の燃料電池システム１０、延いては燃料電池搭載車両２０によれば、選定した低ガス圧の水素ガスタンクを起動運転処理（ステップＳ２００）に用い、この起動運転処理には、ガス圧が高い他の水素ガスタンクからのガス供給をより確実に行わないようにするので、起動運転におけるガスの逆流抑制の実効性をより高めることができる。

また、本実施形態の燃料電池システム１０では、タンク内温度の上昇が起きてもその上昇代が小さければ（ステップＳ１４５：否定判定）、タンクガス圧の相違は小さいとして、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒの両タンクを起動運転処理（ステップＳ２００）に用いる。よって、本実施形態の燃料電池システム１０、延いては燃料電池搭載車両２０によれば、逆流を抑制した上で、全ての水素ガスタンクからの水素ガス供給により、起動運転処理（ステップＳ２００）を支障なく開始できる。

また、本実施形態の燃料電池システム１０では、起動運転処理（ステップＳ２００）に用いるタンクを選定するに当たり、ステップＳ１４５での温度上昇推移代の考慮を１秒という短時間で行うに過ぎない。よって、その後の起動運転処理（ステップＳ２００）を速やかに行うことができ、燃料電池搭載車両２０の運転者に違和感を与えないようにできる。これに加え、本実施形態の燃料電池搭載車両２０によれば、次の利点がある。ステップＳ１００のプレ起動処理とステップＳ２００の起動運転処理は、燃料電池搭載車両２０の停止時に行われる。ところが、起動運転処理に先立つプレ起動処理における既述したガスの逆流抑制により、ガスの逆流に伴う気流音も抑制できるので、本実施形態の燃料電池搭載車両２０によれば、車室の静寂性を向上できるほか、運転者に違和感を及ぼさないようにできる。

ここで、起動運転に続く負荷対応制御と、上記したガス充填報知を受けた後のガス充填、並びに、図２のプレ起動処理におけるステップＳ１０５との関係について説明する。通常、車両運転手は、ガス充填の報知を受けると、早期のうちに水素ガスステーションにてガス充填を行う。しかしながら、車両走行地域や走行状況によっては、上記の報知後において、ガス充填を行う前に、車両の停止とその後の起動が行われることが有り得る。この場合には、車両停止前の図２の起動関連制御におけるステップＳ１７０にてガス充填報知フラグＦｇｊが既にセット済みである。よって、ガス充填実行前における車両の停止を経た起動の際には、図２のステップＳ１０５にて肯定判定されてステップＳ１８０に進み、低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｒからの水素ガスにて、ステップＳ２００の起動運転処理が支障なくなされる。

ところで、上記の報知後においてガス充填がないまま負荷対応制御が継続されて車両走行距離が延びると、この負荷対応制御では高ガス圧の水素ガスタンク１１０ｆを併用したとしても、ガス消費は増えるので、低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｒのガス残量がゼロに近くなり得る。その上で、ガス充填を行う前に、車両の停止とその後の起動が行われることになると、低ガス残量の水素ガスタンク１１０ｒが既述したようにステップＳ２００の起動運転処理に用いられることが起き得る。こうした事態を回避するには、次のようにすればよい。まず、図２の起動関連制御におけるステップＳ１７０にてガス充填報知フラグＦｇｊが既にセット済みの状態で、ガス充填がないまま負荷対応制御に基づく車両走行距離が所定の走行距離（例えば５０ｋｍ程度）を超えると、負荷対応制御においてもガス充填報知フラグＦｇｊをリセットする。その上で、ガス充填を行う前に、車両の停止とその後の起動が行われた場合には、図２のステップＳ１０５の否定判定に続いて、ガス充填がないまま負荷対応制御に基づく車両走行距離が所定の走行距離（例えば５０ｋｍ程度）を超えたか否かを判定し、肯定判定すれば、高ガス圧であった水素ガスタンク１１０ｆを、緊急避難的にステップＳ２００の起動運転処理に用いる。こうすれば、ガス充填を行う前の車両走行によって低ガス残量となった水素ガスタンク１１０ｒに代えて、高ガス圧であった水素ガスタンク１１０ｆを起動運転処理に用いることができる。

また、上記したガス充填報知を受けた後にガス充填がなされた場合には、このガス充填に伴いガス充填報知フラグＦｇｊは既述したようにリセットされる。そして、ガス充填後にあっては、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒは、ほぼ同圧のタンクガス圧の状態となる。よって、ガス充填後の最初の図２に示す起動関連制御では、ステップＳ１０５での否定判定に続いて、ステップＳ１６０に移行したガス供給を行うようにすることもできる。こうすることで、ガス充填後の最初の起動関連制御では、ステップＳ１１０〜１４５をスキップすることができる。この場合、ガス充填後の最初の起動関連制御の他、ガス充填後の車両走行が上記両タンクにタンクガス圧の高低差がさほど生じない範囲における起動関連制御についても、ガス充填後の最初の起動関連制御と同様に、ステップＳ１０５での否定判定に続いて、ステップＳ１６０に移行して、ステップＳ１１０〜１４５をスキップするようにしてもよい。

次に、他の実施形態について説明する。図５は第２実施形態としての燃料電池システム１０Ａを概略的に示す説明図、図６はこの第２実施形態における起動関連制御を示すフローチャートである。

図５に示す燃料電池システム１０Ａは、燃料ガス供給管路１２０Ｆにおけるガス圧検出のための供給ガス圧センサー１３０を備える点でのみ、機器構成が相違する。そして、燃料電池システム１０Ａの起動関連制御は、図６に示すように、一連のプレ起動処理（ステップＳ１００）とこれに続く起動運転処理（ステップＳ２００）を実行する点で同じであり、制御装置２００は、まず、ステップＳ１００のプレ起動処理において、ガス充填報知フラグＦｇｊのセット状態を判定する（ステップＳ１０５）。ここで、肯定判定すると、後述のステップＳ４１０に移行する。

制御装置２００は、ステップＳ１０５で否定判定すると、既述したようにインジェクター１２５の非駆動状況下で、タンク１（例えば、水素ガスタンク１１０ｆ）の開閉バルブ１１３ｆを開弁制御し（ステップＳ３００）、水素ガスタンク１１０ｆから、タンク内の水素ガスを、そのタンクガス圧に基づいて供給側マニホールド１２１の側に放出する。制御装置２００は、このガス放出に伴う燃料ガス供給管路１２０Ｆの供給ガス圧、即ち水素ガスタンク１１０ｆのタンクガス圧Ｐ１を、供給ガス圧センサー１３０のセンサー信号に基づき算出する（ステップＳ３１０）。次いで、制御装置２００は、水素ガスタンク１１０ｆの開閉バルブ１１３ｆを閉弁制御した上で（ステップＳ３２０）、インジェクター１２５を一時的に噴出駆動する（ステップＳ３３０）。これにより、水素ガスタンク１１０ｆから放出された水素ガスは、水素ガスタンク１１０ｒに流入することなく燃料電池１００に供給されて、燃料ガス供給管路１２０Ｆにはほぼ残らない。なお、ステップＳ３１０〜３２０までの開閉バルブ１１３ｆの開弁時間は、燃料ガス供給管路１２０Ｆを水素ガスにて満たすだけの短時間であるため、ステップＳ３３０でインジェクター１２５から燃料電池１００に噴出される水素ガス量は微量に過ぎず、燃料電池１００の運転、具体的にはその後のステップＳ２００の起動運転処理には影響を及ぼさない。

次いで、制御装置２００は、タンク２（水素ガスタンク１１０ｒ）についての開閉バルブ１１３ｒの開弁制御（ステップＳ３４０）、供給ガス圧センサー１３０からセンサー信号に基づいた水素ガスタンク１１０ｒのタンクガス圧Ｐ２の算出（ステップＳ３５０）、開閉バルブ１１３ｒの閉弁制御（ステップＳ３６０）を順次行う。こうしたタンクガス圧算出に続き、制御装置２００は、タンクガス圧Ｐ１とタンクガス圧Ｐ２の差分の絶対値を予め定めた定数Ａと比較する（ステップＳ３７０）。このステップＳ３７０は、既述した実施形態のステップＳ１４５と技術的に等価であり、制御装置２００は、ステップＳ３７０にて、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒとのタンクガス圧の大小を判定する。つまり、この実施形態では、上記の両水素ガスタンクごとの開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒを、順次、一旦開弁することで、それぞれの水素ガスタンクからのガス放出を順次図り、その上で、タンクごとのタンクガス圧を供給ガス圧センサー１３０にて算出して比較する（ステップＳ３００〜３７０）。本実施形態における上記の定数Ａは、既述した実施形態と同様、５ＭＰａ程度に規定されている。

制御装置２００は、ステップＳ３７０にて肯定判定すると、タンク１とタンク２の両タンク（図１：水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒ）において、タンクガス圧に高低の差がない、もしくはその差圧は小さいとして、ガス充填報知フラグＦｇｊに値０を与えてリセットする（ステップＳ３８０）。次いで、制御装置２００は、タンク１とタンク２の両タンクについての開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒを改めて開弁してその開弁を継続して（ステップＳ３９０）、ステップＳ１００のプレ起動処理を抜け、ステップＳ２００の起動運転処理に移行する。つまり、ステップＳ３９０では、続くステップＳ２００での起動運転処理を実行する上で燃料電池１００に水素ガスを供給するタンクを、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒの両タンク、即ち燃料電池システム１０が備える全てのタンクと決定することになる。そして、ステップＳ２００では、制御装置２００は、タンクガス圧に高低の差がない、もしくはその差圧が小さい水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒの両タンクから供給される水素ガスを燃料電池１００に供給すべく、インジェクター１２５や空気供給系１６０のコンプレッサ１５０等を駆動制御して、燃料電池１００を起動運転させる。制御装置２００は、ステップＳ２００の起動運転の開始後には、車両運転者のアクセル操作やギヤシフトを検知することで、起動運転に続く負荷対応制御を実行する。

その一方、制御装置２００は、ステップＳ３７０にて否定判定すると、タンク１とタンク２の両タンク（図１：水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒ）において、タンクガス圧の差圧が大きいとして、ガス充填報知フラグＦｇｊに値１を与えてセットする（ステップＳ４００）。制御装置２００は、ガス充填報知フラグＦｇｊのセットを受けて、既述したようにタンクへの水素ガス充填を行うよう燃料電池搭載車両２０の運転者に促す旨の報知を行う。

次いで、制御装置２００は、タンク１とタンク２の両タンクのうちの低ガス圧の側のタンク、例えば水素ガスタンク１１０ｆについてのみ、開閉バルブ１１３ｆを改めて開弁してその開弁を継続して（ステップＳ４１０）、ステップＳ１００のプレ起動処理を抜け、ステップＳ２００の起動運転処理に移行する。つまり、ステップＳ４１０では、ステップＳ３７０にて低ガス圧と選定済みの水素ガスタンク１１０ｆを、続くステップＳ２００での起動運転処理を実行する上で燃料電池１００に水素ガスを供給するタンクに決定することになる。そして、ステップＳ２００では、制御装置２００は、低ガス圧の水素ガスタンク１１０ｆから供給される水素ガスを燃料電池１００に供給すべく、インジェクター１２５や空気供給系１６０のコンプレッサ１５０等を駆動制御して、燃料電池１００を起動運転させる。制御装置２００は、ステップＳ２００の起動運転の開始後には、車両運転者のアクセル操作やギヤシフトを検知することで、起動運転に続く負荷対応制御を実行する。

以上説明したように、本実施形態の燃料電池システム１０Ａでは、インジェクター１２５の駆動を伴う起動運転処理（ステップＳ２００）に先立つプレ起動処理において、水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒの両水素ガスタンクごとの開閉バルブ１１３ｆ、１１３ｒを、順次、一旦開弁することで、それぞれの水素ガスタンクからのガス放出を順次図り、その上で、タンクごとに供給ガス圧センサー１３０にて算出したタンクガス圧にて、低ガス圧の水素ガスタンク（例えば、水素ガスタンク１１０ｆ）を起動運転処理を実行する上で燃料電池１００に水素ガスを供給するタンクに決定する。従って、本実施形態の燃料電池システム１０Ａ、延いては燃料電池搭載車両２０によれば、タンクごとのタンクガス圧算出や低ガス圧のタンクの決定に際して、燃料ガス供給管路１２０Ｆに設けた供給ガス圧センサー１３０を用いるに過ぎないので、水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒの両水素ガスタンクごとの圧力高低の判定精度を、タンクごとの圧力センサーを用いないで高めることができると共に、タンクごとの圧力センサーの省略に伴うコスト削減を図ることもできる。また、ガス圧が高い水素ガスタンクからのガス供給をより確実に起きないようにして、起動運転におけるガスの逆流を高い実効性で抑制できる。

また、本実施形態の燃料電池システム１０Ａでは、水素ガスタンク１１０ｆ、１１０ｒの両水素ガスタンクのタンクガス圧が予め定めた圧力範囲内であれば（ステップＳ３７０：肯定判定）、タンクガス圧の相違は小さいとして、水素ガスタンク１１０ｆと水素ガスタンク１１０ｒの両タンクを起動運転処理（ステップＳ２００）に用いる。よって、本実施形態の燃料電池システム１０Ａ、延いては燃料電池搭載車両２０によっても、逆流を抑制した上で、全ての水素ガスタンクからの水素ガス供給により、起動運転処理（ステップＳ２００）を支障なく開始できる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

また、上記の実施形態では、二つの水素ガスタンクを車両前後方向に搭載したが、これらタンクを車両幅方向に搭載することもできる。これに加え、三つ以上の水素ガスタンクを搭載した形態とすることもできる。

この他、燃料電池１００への水素ガス供給を図る燃料電池システム１０として説明したが、天然ガスの燃焼エネルギーにて駆動する内燃機関への天然ガス供給を図るガス供給装置や供給システム、或いはいわゆる天然ガス車両等にも適用できる。また、燃料電池１００を施設内に定置して発電を図る発電システムとしても適用できる。

１０…燃料電池システム
１０Ａ…燃料電池システム
２０…燃料電池搭載車両
１００…燃料電池
１１０ｆ、１１０ｒ…水素ガスタンク
１１１ｆ、１１１ｒ…タンク口金
１１２ｆ、１１２ｒ…メインバルブ
１１３ｆ、１１３ｒ…開閉バルブ
１１４ｆ、１１４ｒ…逆止弁
１１５ｆ、１１５ｒ…温度センサー
１１６ｆ、１１６ｒ…供給側タンク管路
１１７ｆ、１１７ｒ…充填側タンク配管
１２０…水素ガス供給系
１２０Ｆ…燃料ガス供給管路
１２０Ｒ…水素充填管路
１２１…供給側マニホールド
１２１Ｐ…供給ガス圧センサー
１２２…レセプタクル
１２３…充填側マニホールド
１２４…放出管路
１２５…インジェクター
１２６…減圧バルブ
１２７…排出流量調整バルブ
１３０…供給ガス圧センサー
１５０…コンプレッサ
１６０…空気供給系
１６１…酸素供給管路
１６２…放出管路
１６３…排出流量調整バルブ
２００…制御装置
ＴＳ…テストシステム
ＲＷ…後輪
Ｍｅ…供給先設備機器
Ｍｓ…閉塞設備機器
Ｇｓ…ガス充填ノズル
ＨＰＴ…高圧調整タンク
ＬＰＴ…低圧調整タンク
Ｓｐｈ、Ｓｐｌ…タンクガス圧センサー

Claims (5)

1. ガス消費機器に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置であって、
   前記ガス消費機器に対して並列に接続された複数の燃料ガスタンクと、
   該燃料ガスタンクごとに設けられ、前記ガス消費機器へのタンク内ガスの放出と遮蔽を図る開閉バルブと、
   前記ガス消費機器の起動運転の開始前に、前記複数の燃料ガスタンクごとの前記開閉バルブを一旦開弁するプレバルブ制御を行って、前記複数の燃料ガスタンクからの前記タンク内ガスのガス放出を図るプレバルブ制御部と、
   前記起動運転を図る上で前記ガス消費機器に燃料ガスを供給する起動時供給タンクを、前記ガス放出の状況に基づいて前記複数の燃料ガスタンクから決定する起動時タンク決定部と、
   前記決定した前記起動時供給タンクについての前記開閉バルブの開弁制御を実行した上で、前記ガス消費機器に到るガス供給経路のガス供給機器を駆動制御して、前記ガス消費機器の起動運転を開始する起動制御部と、
   前記複数の燃料ガスタンクごとに、タンク内温度を検出する温度センサーとを備え、
   前記起動時タンク決定部は、
   前記プレバルブ制御によりタンク内温度の上昇を起こした燃料ガスタンクを前記温度センサーの検出温度から選定し、該選定した燃料ガスタンクを低ガス圧の燃料ガスタンクとして前記起動時供給タンクに決定するに当たり、
   前記タンク内温度の上昇が予め定めた上昇程度を越えると、該上昇程度を越える温度上昇を起こした燃料ガスタンクを前記起動時供給タンクに決定し、前記タンク内温度の上昇が前記上昇程度の範囲内であれば、前記複数の燃料ガスタンクを全て前記起動時供給タンクに決定する
   燃料ガス供給装置。
2. ガス消費機器に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置であって、
   前記ガス消費機器に対して並列に接続された複数の燃料ガスタンクと、
   該燃料ガスタンクごとに設けられ、前記ガス消費機器へのタンク内ガスの放出と遮蔽を図る開閉バルブと、
   前記ガス消費機器の起動運転の開始前に、前記複数の燃料ガスタンクごとの前記開閉バルブを一旦開弁するプレバルブ制御を行って、前記複数の燃料ガスタンクからの前記タンク内ガスのガス放出を図るプレバルブ制御部と、
   前記起動運転を図る上で前記ガス消費機器に燃料ガスを供給する起動時供給タンクを、前記ガス放出の状況に基づいて前記複数の燃料ガスタンクから決定する起動時タンク決定部と、
   前記決定した前記起動時供給タンクについての前記開閉バルブの開弁制御を実行した上で、前記ガス消費機器に到るガス供給経路のガス供給機器を駆動制御して、前記ガス消費機器の起動運転を開始する起動制御部とを備え、
   前記プレバルブ制御部は、前記複数の燃料ガスタンクごとの前記開閉バルブを、順次、一旦開弁することで、前記複数の燃料ガスタンクからの前記ガス放出を前記複数の燃料ガスタンクごとに順次実行し、
   前記起動時タンク決定部は、前記ガス放出の状況に基づいて、前記複数の燃料ガスタンクの内の低ガス圧の燃料ガスタンクを選定し、該選定した燃料ガスタンクを前記起動時供給タンクに決定するに当たり、燃料ガスタンクごとのタンクガス圧を前記ガス供給経路に設けた圧力センサーにて把握し、該把握したタンクガス圧の内の低ガス圧の燃料ガスタンクを前記起動時供給タンクに決定する
   燃料ガス供給装置。
3. 前記起動時タンク決定部は、前記把握した燃料ガスタンクごとの前記タンクガス圧の差圧が予め定めた圧力範囲内であれば、前記複数の燃料ガスタンクを全て前記起動時供給タンクに決定する請求項２に記載の燃料ガス供給装置。
4. 前記ガス消費機器は、燃料電池である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の燃料ガス供給装置。
5. 燃料電池を搭載した車両であって、
   ガス消費機器としての前記燃料電池に燃料ガスを供給する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の燃料ガス供給装置を搭載する
   車両。

Images