(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードガス及びカソードガスの供給を受けて発電する燃料電池と、
前記燃料電池にカソードガスを供給するコンプレッサと、
前記コンプレッサの上流に設けられ、前記燃料電池に供給するカソードガス中の異物を取り除くフィルタと、
を備える燃料電池システムであって、
前記コンプレッサから吐出されるカソードガスの流量を検出する流量検出手段と、
前記コンプレッサから吐出されるカソードガスの圧力を検出する圧力検出手段と、
前記コンプレッサの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記流量、前記圧力、及び、前記回転速度のうちの２つのパラメータの検出値に基づいて、残りのパラメータに関するフィルタ詰まり判定閾値を算出する閾値算出手段と、
前記残りのパラメータの検出値と、前記フィルタ詰まり判定閾値と、を比較して前記フィルタが詰まっているかどうかを判定するフィルタ詰まり判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池の要求発電量に基づいて、前記２つのパラメータが到達すべき目標値をそれぞれ算出する目標値算出手段と、
前記２つのパラメータの検出値が、前記目標値近傍の範囲内に所定時間収まっている準定常状態かを判定する準定常状態判定手段と、
を備え、
前記閾値算出手段は、準定常状態と判定されたときに前記残りのパラメータに関するフィルタ詰まり判定閾値を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記準定常状態判定手段は、燃料電池システムの運転シーンが、燃料電池システムの起動時、停止時、及び、暖機時の少なくとも１つの運転シーンにあるときに、準定常状態かを判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
大気圧を検出する大気圧検出手段と、
前記コンプレッサによって吸入されるカソードガスの温度を検出する吸気温検出手段と、
前記フィルタ判定閾値を、前記大気圧及び前記温度の一方又は双方に基づいて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記フィルタ詰まり判定手段は、前記残りのパラメータの検出値と、前記フィルタ詰まり判定閾値と、の比較を複数回行って前記フィルタが詰まっているかどうかを判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記回転速度検出手段は、回転速度計によって前記コンプレッサの回転速度を検出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記回転速度検出手段は、前記コンプレッサに対する指令回転速度を、そのコンプレッサの回転速度として検出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記フィルタが詰まっていると判定されたときに、フィルタが詰まっていることを警告する警告手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記コンプレッサは、遠心式のコンプレッサである、
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池システムは、カソードガス供給用のコンプレッサの上流にフィルタを備え、フィルタが詰まったかどうかを、コンプレッサの実消費電力と、コンプレッサの推定消費電力と、に基づき判定していた。（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２１６４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、消費電力を計測するには、電圧及び電流を計測してそれらを掛け合わせる必要がある。計測した電圧及び電流にはそれぞれ誤差があり、それらを掛け合わせることでさらに誤差が大きくなる。そのため、消費電力の検知精度は低く、その結果、フィルタ詰まりの判定精度も低いという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、フィルタ詰まりの判定精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、アノードガス及びカソードガスの供給を受けて発電する燃料電池と、燃料電池にカソードガスを供給するコンプレッサと、コンプレッサの上流に設けられ、燃料電池に供給するカソードガス中の異物を取り除くフィルタと、を備える燃料電池システムである。そして、コンプレッサから吐出されるカソードガスの流量を検出する流量検出手段と、コンプレッサから吐出されるカソードガスの圧力を検出する圧力検出手段と、コンプレッサの回転速度を検出する回転速度検出手段と、流量、圧力、及び、回転速度のうちの２つのパラメータの検出値に基づいて、残りのパラメータに関するフィルタ詰まり判定閾値を算出する閾値算出手段と、残りのパラメータの検出値と、フィルタ詰まり判定閾値と、を比較してフィルタが詰まっているかどうかを判定するフィルタ詰まり判定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、流量、圧力、及び、回転速度の３つのパラメータのうち、２つのパラメータを固定すれば、フィルタの詰まり具合に応じて残りのパラメータが規則的に変化することを利用してフィルタ詰まりを判定するとともに、３つのパラメータのうちの１つに検知精度の高い回転速度を使用した。そのため、電力による比較によるものと比べて、フィルタ詰まりの判定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態による燃料電池システム１００の概略図である。
【図２】フィルタ異物堆積量αとコンプレッサ回転速度Ｒとの関係を示した図である。
【図３】フィルタ異物堆積量αとコンプレッサ出口圧力Ｐとの関係を示した図である。
【図４】フィルタ異物堆積量αとカソードガス流量Ｑとの関係を示した図である。
【図５】第１実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図６】コンプレッサ運転領域を示した図である。
【図７】第２実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図８】第３実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図９】フィルタ異物堆積量αとコンプレッサ回転速度Ｒとの関係を示した図である。
【図１０】第４実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図１１】フィルタ異物堆積量αとフィルタ圧力損失ΔＰとの関係を示した図である。
【図１２】第５実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図１３】準定常状態について説明する図である。
【図１４】第６実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図１５】第７実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図１６】コンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍと大気圧Ｐａｔｍとの関係を示した図である。
【図１７】コンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍと吸気温Ｔｉｎとの関係を示した図である。
【図１８】第８実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図１９】コンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍと大気圧Ｐａｔｍとの関係を示した図である。
【図２０】第９実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図２１】カソードガス流量Ｑｌｉｍと大気圧Ｐａｔｍとの関係を示した図である。
【図２２】カソードガス流量Ｑｌｉｍと吸気温Ｔｉｎとの関係を示した図である。
【図２３】第１０実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図２４】第１１実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【図２５】第１２実施形態によるフィルタ詰まり判定制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
燃料電池は電解質膜をアノード電極（燃料極）とカソード電極（酸化剤極）とによって挟み、アノード電極に水素を含有するアノードガス（燃料ガス）、カソード電極に酸素を含有するカソードガス（酸化剤ガス）を供給することによって発電する。アノード電極及びカソード電極の両電極において進行する電極反応は以下の通りである。
【００１０】
アノード電極  ：    ２Ｈ2 →４Ｈ+ ＋４ｅ-             …(１)
カソード電極  ：    ４Ｈ+ ＋４ｅ- ＋Ｏ2 →２Ｈ2Ｏ     …(２)
【００１１】
この（１）（２）の電極反応によって燃料電池は１ボルト程度の起電力を生じる。
【００１２】
このような燃料電池を自動車用動力源として使用する場合には、要求される電力が大きいため、数百枚の燃料電池を積層した燃料電池スタックとして使用する。そして、燃料電池スタックにアノードガス及びカソードガスを供給する燃料電池システムを構成して、車両駆動用の電力を取り出す。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態による燃料電池システム１００の概略図である。
【００１４】
燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１と、カソードガス供給装置２と、コントローラ３と、を備える。燃料電池スタック１にアノードガスを供給する装置については、本発明の主要部ではないので、発明の理解を容易にするため図示を省略した。
【００１５】
燃料電池スタック１は、複数枚の燃料電池を積層したものであり、アノードガス及びカソードガスの供給を受けて発電する。
【００１６】
カソードガス供給装置２は、燃料電池スタック１に供給するカソードガスが流れるカソードガス供給通路２０と、燃料電池スタック１から排出されるカソードオフガスが流れるカソードガス排出通路２１と、を備える。本実施形態では、大気中の空気をカソードガスとして取り込み使用する。
【００１７】
カソードガス供給通路２０には、上流から順に、大気圧計２２と、温度計２３と、フィルタ２４と、流量計２５と、コンプレッサ２６と、圧力計２７と、が設けられる。
【００１８】
大気圧計２２は、外気の圧力を検出する。
【００１９】
温度計２３は、燃料電池スタック１に供給されるカソードガスの温度（以下「吸気温」という。）を検出する。
【００２０】
フィルタ２４は、カソードガス供給通路２０を流れるカソードガスから塵や埃などの異物を取り除く。
【００２１】
流量計２５は、カソードガス供給通路２０を流れるカソードガスの流量を検出する。本実施形態では、流量計２５として質量流量計を使用するが、体積流量計を使用しても良い。
【００２２】
コンプレッサ２６は遠心式のコンプレッサであり、モータ４によって駆動されて燃料電池スタック１に供給するカソードガスの流量を調整する。コンプレッサ２６の回転速度の制御は、コントローラ３がインバータ５を介してモータ４の回転速度を制御することで行われる。コンプレッサ２６には、コンプレッサ２６の回転速度を検出する回転速度計２８が設けられる。
【００２３】
圧力計２７は、コンプレッサ２６から吐出されたカソードガスの圧力、すなわちコンプレッサ出口圧力を検出する。
【００２４】
カソードガス排出通路２１には、圧力調整弁２９が設けられる。
【００２５】
圧力調整弁２９は、開度を自由に調整できる開閉弁であり、コントローラ３によって開度が制御されて燃料電池スタック１に供給されるカソードガスの圧力を調整する。
【００２６】
コントローラ３は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ３には、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルストロークセンサ３１などの燃料電池システム１００の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。コントローラ３は、これらの入力信号に基づいて燃料電池スタック１の目標発電量を算出し、燃料電池スタック１の発電量が目標発電量となるように、コンプレッサ２６の回転速度や圧力調整弁２９の開度を制御する。
【００２７】
ところで、フィルタ２４には、カソードガスから取り除かれた異物が徐々に堆積していく。フィルタ２４に堆積した異物の量（以下「フィルタ異物堆積量」という。）αが多くなると、フィルタ２４が詰まってフィルタ前後の圧力損失（以下「フィルタ圧力損失」という。）ΔＰが大きくなってしまう。そうすると、高負荷運転時などに所望のカソードガス流量が得られなくなるおそれがある。また、所望のカソードガス流量を得るために保証回転速度を超えてコンプレッサ２６を回転させてしまうおそれがある。そのため、燃料電池システム１００の信頼性や安全性を確保するには、フィルタ２４が詰まっているかどうか、すなわち、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まりと判定できる所定の堆積量（以下「フィルタ詰まり量」という。）αｌｉｍよりも多くなっているかどうかを精度良く判定する必要がある。
【００２８】
そこで本実施形態では、フィルタ詰まりを判定するときに使用するパラメータの１つに、検知精度の高い回転速度計２８の検出値を用いることで、フィルタ２４が詰まっているかどうかを精度良く判定する。具体的には、カソードガス流量Ｑ、コンプレッサ出口圧力Ｐ、及びコンプレッサ回転速度Ｒの３つのパラメータを使用してフィルタ２４が詰まっているかどうかを精度良く判定する。以下では、図２から図４を参照して、これら３つのパラメータの関係について説明する。
【００２９】
図２は、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐがある所定値のときの、フィルタ異物堆積量αとコンプレッサ回転速度Ｒとの関係を示した図である。
【００３０】
図２に示すように、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐがある所定値のときのコンプレッサ回転速度Ｒは、フィルタ異物堆積量αによって変化する。具体的には、フィルタ異物堆積量αが多くなるほど、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐをある所定値にするためのコンプレッサ回転速度Ｒは高くなる。
【００３１】
図３は、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ回転速度Ｒがある所定値のときの、フィルタ異物堆積量αとコンプレッサ出口圧力Ｐとの関係を示した図である。
【００３２】
図３に示すように、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ回転速度Ｒがある所定値のときのコンプレッサ出口圧力Ｐは、フィルタ異物堆積量αによって変化する。具体的には、フィルタ異物堆積量αが多くなるほど、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ回転速度Ｒがある所定値のときのコンプレッサ出口圧力Ｐは低くなる。
【００３３】
図４は、コンプレッサ出口圧力Ｐ及びコンプレッサ回転速度Ｒがある所定値のときの、フィルタ異物堆積量αとカソードガス流量Ｑとの関係を示した図である。
【００３４】
図４に示すように、コンプレッサ出口圧力Ｐ及びコンプレッサ回転速度Ｒがある所定値のときのカソードガス流量Ｑは、フィルタ異物堆積量αによって変化する。具体的には、フィルタ異物堆積量αが多くなるほど、コンプレッサ出口圧力Ｐ及びコンプレッサ回転速度Ｒがある所定値のときのカソードガス流量Ｑは低くなる。
【００３５】
このように、カソードガス流量Ｑ、コンプレッサ出口圧力Ｐ、及びコンプレッサ回転速度Ｒの３つのパラメータのうち、２つのパラメータを固定すれば、フィルタ異物堆積量αに応じて残りの１つのパラメータが規則的に変化する。
【００３６】
したがって、フィルタ詰まり量αｌｉｍを予め設定しておけば、図２に示す関係から、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐがある所定値の場合における、フィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍが分かる。
【００３７】
また、図３に示す関係から、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ回転速度Ｒがある所定値の場合における、フィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ出口圧力ＰＰｌｉｍが分かる。
【００３８】
さらに、図４に示す関係から、コンプレッサ出口圧力Ｐ及びコンプレッサ回転速度Ｒがある所定値の場合における、フィルタ詰まり量αｌｉｍのときのカソードガス流量Ｑｌｉｍが分かる。
【００３９】
そこで本実施形態では、図２に示す関係を利用してフィルタ２４が詰まっているかどうかを判定する。具体的には、予め実機による実験や机上シミュレーションによって、図２に示す関係からフィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍを各カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐに応じて求めておき、コントローラ３に記憶させておく。そして、流量計２５及び圧力計２７で実際に検出したカソードガス流量Ｑｍｅａ及びコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａに基づいて、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍ（フィルタ詰まり判定閾値）を算出する。そして、回転速度計２８で実際に検出したコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａが、この算出したコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍよりも高くなったときに、フィルタ２４が詰まっていると判定する。以下、この本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明する。
【００４０】
図５は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【００４１】
ステップＳ１において、コントローラ３は、流量計２５から現在のカソードガス流量Ｑｍｅａを、圧力計２７から現在のコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａを、回転速度計２８から現在のコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａを検出する。
【００４２】
ステップＳ２において、コントローラ３は、予め記憶しておいた各カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐに応じたフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍの情報を参照して、検出した現在のカソードガス流量Ｑｍｅａ及びコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａにおける、フィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍを算出する。
【００４３】
ステップＳ３において、コントローラ３は、ステップＳ１で検出したコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａと、ステップＳ２で算出したフィルタ詰まり判定閾値としてのコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍと、を比較する。コントローラ３は、コンプレッサ回転速度Ｒがコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍより低ければ、フィルタ２４はまだ詰まっていないとして今回の処理を終了する。一方で、コンプレッサ回転速度Ｒがコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍ以上であれば、ステップＳ４の処理を行う。
【００４４】
ステップＳ４において、コントローラ３は、フィルタ２４が詰まっていると判定する。
【００４５】
以上説明した本実施形態によれば、カソードガス流量Ｑ、コンプレッサ出口圧力Ｐ、及びコンプレッサ回転速度Ｒの３つのパラメータのうち、２つのパラメータを固定すればフィルタ異物堆積量αに応じて残りの１つのパラメータが規則的に変化することを利用して、フィルタ詰まりを判定することとした。そして、３つのパラメータのうちの１つに、検知精度の高い回転速度計２８の検出値を用いることとした。
【００４６】
これにより、コンプレッサ回転速度Ｒを用いずにフィルタ詰まりを判定する場合と比べ、精度良くフィルタ詰まりを判定することができる。
【００４７】
また、コンプレッサ２６として遠心式のコンプレッサを使用することで、フィルタ詰まりの判定精度を向上させることができる。以下、この理由について説明する。
【００４８】
図６は、横軸をカソードガス流量Ｑ、縦軸をフィルタ圧力損失ΔＰとしたときのコンプレッサ運転領域を示した図である。図中実線で囲われた部分がコンプレッサ運転領域であり、その中の破線が等回転速度線である。
【００４９】
図６に一点鎖線で囲われた部分で示すように、遠心式のコンプレッサ２６は、カソードガス流量Ｑを一定としたとき、フィルタ圧力損失ΔＰの変化に対して回転速度が大きく変化する領域を持つ。したがって、その領域でフィルタ詰まり判定が行われた場合、フィルタ詰まりに起因する各パラメータの変化割合も大きくなり、各パラメータの検知精度が向上する。よって、遠心式のコンプレッサを使用することで、より精度良くフィルタ詰まりを判定することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、検出したカソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ回転速度Ｒに基づいて、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍを算出する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００５１】
本実施形態では、前述した図３に示す関係を利用してフィルタ２４が詰まっているかどうかを判定する。
【００５２】
具体的には、予め実機による実験や机上シミュレーションによって、図３に示す関係からフィルタ詰まり量がαｌｉｍのときのコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍを各カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ回転速度Ｒに応じて求めておき、コントローラ３に記憶させておく。そして、流量計２５及び回転速度計２８で実際に検出したカソードガス流量Ｑｍｅａ及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａに基づいて、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍ（フィルタ詰まり判定閾値）を算出する。そして、圧力計２７で実際に検出したコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａが、この算出したコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍよりも低くなったときに、フィルタ２４が詰まっていると判定する。以下、この本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明する。
【００５３】
図７は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【００５４】
ステップＳ１及びステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【００５５】
ステップＳ２１において、コントローラ３は、予め記憶しておいたカソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ回転速度Ｒに応じたフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍの情報を参照して、検出した現在のカソードガス流量Ｑｍｅａ及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａにおける、フィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍを算出する。
【００５６】
ステップＳ２２において、コントローラ３は、ステップＳ１で検出したコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａと、ステップＳ２１で算出したフィルタ詰まり判定閾値としてのコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍと、を比較する。コントローラ３は、コンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａがコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍより高ければ、フィルタ２４はまだ詰まっていないとして今回の処理を終了する。一方で、コンプレッサ出口圧力Ｐがコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍ以下であれば、ステップＳ４の処理を行う。
【００５７】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、カソードガス流量Ｑ、コンプレッサ出口圧力Ｐ、及びコンプレッサ回転速度Ｒの３つのパラメータのうち、２つのパラメータを固定すればフィルタ異物堆積量αに応じて残りの１つのパラメータが規則的に変化することを利用して、フィルタ詰まりを判定することとした。そして、３つのパラメータのうちの１つに、検知精度の高い回転速度計２８の検出値を用いることとした。
【００５８】
これにより、フィルタ詰まりを判定する場合にコンプレッサ回転速度Ｒを用いないときと比べて、精度良くフィルタ詰まりを判定することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、検出したコンプレッサ出口圧力Ｐ及びコンプレッサ回転速度Ｒに基づいて、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのカソードガス流量Ｑｌｉｍを算出する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６０】
本実施形態では、前述した図４に示す関係を利用してフィルタ２４が詰まっているかどうかを判定する。
【００６１】
具体的には、予め実機による実験や机上シミュレーションによって、図４に示す関係からフィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのカソードガス流量Ｑｌｉｍを各コンプレッサ出口圧力Ｐ及びコンプレッサ回転速度Ｒに応じて求めておき、コントローラ３に記憶させておく。そして、圧力計２７及び回転速度計２８で実際に検出したコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａ及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａに基づいて、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのカソードガス流量Ｑｌｉｍ（フィルタ詰まり判定閾値）を算出する。そして、流量計２５で実際に検出したカソードガス流量Ｑｍｅａが、この算出したカソードガス流量Ｑｌｉｍよりも低くなったときに、フィルタ２４が詰まっていると判定する。以下、この本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明する。
【００６２】
図８は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【００６３】
ステップＳ１及びステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【００６４】
ステップＳ３１において、コントローラ３は、予め記憶しておいたコンプレッサ出口圧力Ｐ及びコンプレッサ回転速度Ｒに応じたフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのカソードガス流量Ｑｌｉｍの情報を参照して、検出した現在のコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａ及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａにおける、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのカソードガス流量Ｑｌｉｍを算出する。
【００６５】
ステップＳ３２において、コントローラ３は、ステップＳ１で検出したカソードガス流量Ｑｍｅａと、ステップＳ３１で算出したフィルタ詰まり判定閾値としてのカソードガス流量Ｑｌｉｍと、を比較する。コントローラ３は、カソードガス流量Ｑｍｅａがカソードガス流量Ｑｌｉｍより高ければ、フィルタ２４はまだ詰まっていないとして今回の処理を終了する。一方で、カソードガス流量Ｑｍｅａがカソードガス流量Ｑｌｉｍ以下であれば、ステップＳ４の処理を行う。
【００６６】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、カソードガス流量Ｑ、コンプレッサ出口圧力Ｐ、及びコンプレッサ回転速度Ｒの３つのパラメータのうち、２つのパラメータを固定すればフィルタ異物堆積量αに応じて残りの１つのパラメータが規則的に変化することを利用して、フィルタ詰まりを判定することとした。そして、３つのパラメータのうちの１つに、検知精度の高い回転速度計２８の検出値を用いることとした。
【００６７】
これにより、フィルタ詰まりを判定する場合にコンプレッサ回転速度Ｒを用いないときと比べて、精度良くフィルタ詰まりを判定することができる。
【００６８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、検出したカソードガス流量Ｑｍｅａ、コンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａ、及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａに基づいて、現在のフィルタ異物堆積量αｃａｌを推定する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６９】
図９は、前述した図２と同じ図であり、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐがある所定値のときの、フィルタ異物堆積量αとコンプレッサ回転速度Ｒとの関係を示した図である。
【００７０】
本実施形態では、予め実機による実験や机上シミュレーションによって、この図９に示すフィルタ異物堆積量αとコンプレッサ回転速度Ｒとの関係をカソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐに応じて求めておく。
【００７１】
これにより、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐを検出すれば、その検出したカソードガス流量Ｑｍｅａ及びコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａに応じたフィルタ異物堆積量αとコンプレッサ回転速度Ｒとの関係が分かる。そうすると、別途、コンプレッサ回転速度Ｒｍｅａを検出すれば、その検出したコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａと図９に示す関係から、現在のフィルタ異物堆積量αｃａｌを推定することができる。
【００７２】
そこで本実施形態では、このようにして推定したフィルタ異物堆積量αｃａｌと、予め設定しておいたフィルタ詰まり量αｌｉｍ（フィルタ詰まり判定閾値）と、を比較してフィルタ２４が詰まっているかどうかを判定する。以下、この本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明する。
【００７３】
図１０は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【００７４】
ステップＳ１及びステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【００７５】
ステップＳ４１において、コントローラ３は、検出した現在のカソードガス流量Ｑｍｅａ、コンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａ、及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａに基づいて、現在のフィルタ異物堆積量αｃａｌを推定する。
【００７６】
ステップＳ４２において、コントローラ３は、推定したフィルタ異物堆積量αｃａｌと、予め設定しておいたフィルタ詰まり判定閾値としてのフィルタ詰まり量αｌｉｍと、を比較する。コントローラ３は、推定したフィルタ異物堆積量αｃａｌがフィルタ詰まり量αｌｉｍよりも小さければ、フィルタ２４はまだ詰まっていないとして今回の処理を終了する。一方で、推定したフィルタ異物堆積量αｃａｌがフィルタ詰まり量αｌｉｍ以上であれば、ステップＳ４の処理を行う。
【００７７】
以上説明した本実施形態によれば、検出した現在のカソードガス流量Ｑｍｅａ、コンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａ、及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａに基づいて、直接現在のフィルタ異物堆積量αｃａｌを推定する。この場合も、フィルタ異物堆積量αｃａｌを推定するために、検知精度の高い回転速度計２８の検出値を用いているので、コンプレッサ回転速度Ｒを用いない場合と比べて、精度良くフィルタ詰まりを判定することができる。
【００７８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、推定したフィルタ異物堆積量αに基づいて、フィルタ圧力損失ΔＰを推定する点で第４実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００７９】
図１１は、フィルタ異物堆積量αと、フィルタ圧力損失ΔＰと、の関係を示した図である。
【００８０】
図１１に示すように、フィルタ圧力損失ΔＰは、フィルタ異物堆積量αに応じて規則的に変化し、フィルタ異物堆積量αが多くなるほど大きくなる。
【００８１】
そこで本実施形態では、予め実機による実験や机上シミュレーションによって、この図１１に示す関係を求めておき、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍになったときのフィルタ圧力損失ΔＰｌｉｍ（フィルタ詰まり判定閾値）を求めておく。
【００８２】
そして、検出した現在のカソードガス流量Ｑｍｅａ、コンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａ、及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａに基づいて推定した現在のフィルタ異物堆積量αｃａｌから、図１１を参照して現在のフィルタ圧力損失ΔＰｃａｌを算出し、フィルタ圧力損失ΔＰｌｉｍと比較することでフィルタ詰まりを判定する。以下、この本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明する。
【００８３】
図１２は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【００８４】
ステップＳ１及びステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っており、ステップＳ４１では第４実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【００８５】
ステップＳ５１において、コントローラ３は、推定したフィルタ異物堆積量αｃａｌに基づいて、図１１を参照してフィルタ圧力損失ΔＰｃａｌを算出する。
【００８６】
ステップＳ５２において、コントローラ３は、算出したフィルタ圧力損失ΔＰｃａｌと、予め設定しておいたフィルタ詰まり判定閾値としてのフィルタ圧力損失ΔＰｌｉｍと、を比較する。コントローラ３は、算出したフィルタ圧力損失ΔＰｃａｌがフィルタ圧力損失ΔＰｌｉｍよりも小さければ、フィルタ２４はまだ詰まっていないとして今回の処理を終了する。一方で、算出したフィルタ圧力損失ΔＰｃａｌがフィルタ圧力損失ΔＰｌｉｍ以上であれば、ステップＳ４の処理を行う。
【００８７】
以上説明した本実施形態によれば、検出した現在のカソードガス流量Ｑｍｅａ、コンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａ、及びコンプレッサ回転速度Ｒｍｅａに基づいて、直接現在のフィルタ異物堆積量αｃａｌを推定する。そして、推定したフィルタ異物堆積量αｃａｌに基づいてフィルタ圧力損失ΔＰｃａｌを算出し、これを予め設定しておいたフィルタ圧力損失ΔＰｌｉｍと比較してフィルタ詰まりを判定する。この場合も、フィルタ異物堆積量αｃａｌを推定するために、検知精度の高い回転速度計２８の検出値を用いているので、コンプレッサ回転速度Ｒを用いない場合と比べて、精度良くフィルタ詰まりを判定することができる。
【００８８】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、カソードガス流量Ｑ、コンプレッサ出口圧力Ｐ、及びコンプレッサ回転速度Ｒの３つのパラメータのうち、固定する２つのパラメータが準定常状態になったときにフィルタ２４が詰まっているかどうかを判定する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００８９】
図１３は、準定常状態について説明する図である。
【００９０】
準定常状態とは、図１３に示すように、固定する２つのパラメータ（本実施形態では、カソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐとする。）が、燃料電池スタック１の要求発電量に基づいてパラメータごとに算出される目標値Ｑｄ，Ｐｄの近傍に所定時間収まっている状態のことをいう。さらに言えば、固定する２つのパラメータのうちの１つでも、燃料電池スタック１の要求発電量に基づいてパラメータごとに算出される目標値Ｑｄ，Ｐｄの近傍から外れた状態は準定常状態ではない。目標値は、燃料電池スタック１の発電量を要求発電量にするための各パラメータの目標値である。目標値の近傍とは、目標値を中央値として、目標値よりも所定値δだけ小さい下限値から、目標値よりも所定値δだけ大きい上限値までの間の範囲をいう。
【００９１】
このように、固定する２つのパラメータの変動が少ない準定常状態でフィルタ２４が詰まっているかどうかを判定することで、判定精度を一層向上させることができる。以下、この本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明する。
【００９２】
図１４は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【００９３】
ステップＳ１からステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【００９４】
ステップＳ６１において、コントローラ３は、燃料電池システム１００の要求発電量に基づいて、固定する２つのパラメータの目標値を算出する。本実施形態では、固定する２つのパラメータとしてカソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐを用いるので、カソードガス流量目標値Ｑｄ及びコンプレッサ出口圧力目標値Ｐｄを算出する。
【００９５】
ステップＳ６２において、コントローラ３は、検出したカソードガス流量Ｑｍｅａがカソードガス流量目標値Ｑｄの近傍に収まっているかを判定する。具体的には、検出したカソードガス流量Ｑｍｅａからカソードガス流量目標値Ｑｄを引いた値の絶対値と、第１所定値δａと、を比較する。コントローラ３は、絶対値が第１所定値δａ以下であればステップＳ６３の処理を行い、絶対値が第１所定値δａよりも大きければステップＳ６４の処理を行う。
【００９６】
ステップＳ６３において、コントローラ３は、絶対値が第１所定値δａ以下になっている時間ｔ１を算出する。具体的には、前回算出したｔ１に、演算周期Δｔ（１０ｍｓ）を加算しすることで算出する。
【００９７】
ステップＳ６４において、コントローラ３は、時間ｔ１をゼロに戻す。
【００９８】
ステップＳ６５において、コントローラ３は、検出したコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａがコンプレッサ出口圧力目標値Ｐｄの近傍に収まっているかを判定する。具体的には、検出したコンプレッサ出口圧力Ｐｍｅａからコンプレッサ出口圧力目標値Ｐｄを引いた値の絶対値と、第２所定値δｂと、を比較する。コントローラ３は、絶対値が第２所定値δｂ以下であればステップＳ６６の処理を行い、絶対値が第２所定値δｂよりも大きければステップＳ６７の処理を行う。
【００９９】
なお、第１所定値δａ及び第２所定値δｂは、各パラメータに応じて定めれば良いものである。
【０１００】
ステップＳ６６において、コントローラ３は、絶対値が第２所定値δｂ以下になっている時間ｔ２を算出する。具体的には、前回算出したｔ２に、演算周期Δｔ（１０ｍｓ）を加算しすることで算出する。
【０１０１】
ステップＳ６７において、コントローラ３は、時間ｔ２をゼロに戻す。
【０１０２】
ステップＳ６８において、コントローラ３は、固定する２つのパラメータが準定常状態であるかを判定する。具体的には、時間ｔ１及び時間ｔ２がそれぞれ所定時間ｔｃｏｎｓｔを越えたかどうかを判定する。コントローラ３は、時間ｔ１及び時間ｔ２がそれぞれ所定時間ｔｃｏｎｓｔを越えていれば準定常状態と判定してステップＳ２の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
【０１０３】
なお、本実施形態では所定時間ｔｃｏｎｓｔを２つのパラメータで同じにしたが、パラメータごとに別個に設定しても良い。また本実施形態では、固定する２つのパラメータとしてカソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐを用いて先にカソードガス流量Ｑについて判定し、次いでコンプレッサ出口圧力Ｐについて説明したが、もちろんその逆でも良い。またさらにはカソードガス流量Ｑ及びコンプレッサ出口圧力Ｐに関して第１所定値δａ及び第２所定値δｂの範囲内にあるかを同時に判定し、また所定時間ｔｃｏｎｓｔを越えたかどうかを同時に判定しても良い。
【０１０４】
以上説明した本実施形態によれば、固定する２つのパラメータが準定常状態にあるとき、すなわち各パラメータが静定した状態のときにフィルタ詰まりを判定する。そのため、パラメータの変動が大きい過渡時に判定が行われることがないので誤判定を防止でき、フィルタ詰まりの判定精度をより一層向上させることができる。
【０１０５】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、燃料電池システム１００が所定の運転シーンに入ったかどうかを判定する点で第６実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１０６】
固定する２つのパラメータが準定常状態になりやすい運転シーンとして、アイドルストップを含むシステム停止時やアイドルストップからの復帰を含むシステム起動時、燃料電池スタック１の暖機を行うシステム暖機時などがある。したがって、本実施形態では、このような固定する２つのパラメータが準定常状態になりやすい運転シーンにおいて、フィルタ２４が詰まっているかどうかを判定する。以下、この本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明する。
【０１０７】
図１５は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【０１０８】
ステップＳ１からステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っており、ステップＳ６１からステップＳ６８では第６実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【０１０９】
ステップＳ７１において、コントローラ３は、固定する２つのパラメータが準定常状態になりやすい所定の運転シーンに入ったかどうかを判定する。具体的には、現在の運転シーンがシステム停止時、システム起動時、又はシステム暖機時のいずれかであるかどうかを判定する。コントローラ３は、現在の運転シーンが所定の運転シーンであれば、ステップＳ１の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
【０１１０】
以上説明した本実施形態によれば、固定する２つのパラメータが準定常状態になりやすい所定の運転シーンに限ってフィルタ詰まりを判定する。そのため、無駄に判定回数を増やすことなく精度の高い判定を行うことができる。
【０１１１】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態は、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍを大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎに応じて補正する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１１２】
フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍは、大気圧Ｐａｔｍや吸気温Ｔｉｎに応じて変動する。そこで本実施形態では、大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎを検出し、それらの検出値に応じてコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍを補正する。
【０１１３】
図１６は、コンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍと大気圧Ｐａｔｍとの関係を示した図である。
【０１１４】
図１６に示すように、コンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍは、大気圧が高くなるほど低くなる傾向にある。
【０１１５】
図１７は、コンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍと吸気温Ｔｉｎとの関係を示した図である。
【０１１６】
図１７に示すように、コンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍは、吸気温が高くなるほど高くなる傾向にある。
【０１１７】
図１８は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【０１１８】
ステップＳ１からステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【０１１９】
ステップＳ８１において、コントローラ３は、大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎを検出する。
【０１２０】
ステップＳ８２において、コントローラ３は、図１６及び図１７の関係に基づいて、大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎの影響を総合的に考慮してコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍを補正する。
【０１２１】
以上説明した本実施形態によれば、大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎに応じてコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍを補正するので、フィルタ詰まりの判定精度をより一層向上させることができる。
【０１２２】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態は、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍを大気圧Ｐａｔｍに応じて補正する点で第２実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１２３】
フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍは、大気圧Ｐａｔｍに応じて変動する。そこで本実施形態では、検出した大気圧Ｐａｔｍに応じてコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍを補正する。
【０１２４】
図１９は、コンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍと大気圧Ｐａｔｍとの関係を示した図である。
【０１２５】
図１９に示すように、コンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍは、大気圧Ｐａｔｍが高くなるほど低くなる傾向にある。
【０１２６】
図２０は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【０１２７】
ステップＳ１からステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【０１２８】
ステップＳ９１において、コントローラ３は、大気圧Ｐａｔｍを検出する。
【０１２９】
ステップＳ９２において、コントローラ３は、検出した大気圧Ｐａｔｍに基づいて、図１９を参照してコンプレッサ出口圧力Ｐｌｉｍを補正する。
【０１３０】
以上説明した本実施形態によれば、検出した大気圧Ｐａｔｍに応じてコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍを補正するので、フィルタ詰まりの判定精度をより一層向上させることができる。
【０１３１】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態について説明する。本実施形態は、フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのカソードガス流量Ｑｌｉｍを大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎに応じて補正する点で第３実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１３２】
フィルタ異物堆積量αがフィルタ詰まり量αｌｉｍのときのカソードガス流量Ｑｌｉｍは、大気圧Ｐａｔｍや吸気温Ｔｉｎに応じて変動する。そこで本実施形態では、大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎを検出し、それらの検出値に応じてカソードガス流量Ｑｌｉｍを補正する。
【０１３３】
図２１は、カソードガス流量Ｑｌｉｍと大気圧Ｐａｔｍとの関係を示した図である。
【０１３４】
図２１に示すように、カソードガス流量Ｑｌｉｍは、大気圧Ｐａｔｍが高くなるほど低くなる傾向にある。
【０１３５】
図２２は、カソードガス流量Ｑｌｉｍと吸気温Ｔｉｎとの関係を示した図である。
【０１３６】
図２２に示すように、カソードガス流量Ｑｌｉｍは、吸気温Ｔｉｎが高くなるほど高くなる傾向にある。
【０１３７】
図２３は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【０１３８】
ステップＳ１からステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【０１３９】
ステップＳ１０１において、コントローラ３は、大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎを検出する。
【０１４０】
ステップＳ１０２において、コントローラ３は、図２１及び図２の関係に基づいて、大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎの影響を総合的に考慮してカソードガス流量Ｑｌｉｍを補正する。
【０１４１】
以上説明した本実施形態によれば、大気圧Ｐａｔｍ及び吸気温Ｔｉｎに応じてカソードガス流量Ｑｌｉｍを補正するので、フィルタ詰まりの判定精度をより一層向上させることができる。
【０１４２】
（第１１実施形態）
次に、本発明の第１１実施形態について説明する。本実施形態は、コンプレッサ回転速度Ｒが複数回コンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍ以上となった場合にフィルタ２４が詰まっていると判定する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１４３】
図２４は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【０１４４】
ステップＳ１からステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【０１４５】
ステップＳ１１１において、コントローラ３は、コンプレッサ回転速度Ｒがコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍ以上となった回数（以下「フィルタ詰まり回数」という。）Ｎを算出する。具体的には、コンプレッサ回転速度Ｒがコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍ以上となるごとに、Ｎに１を加算する。
【０１４６】
ステップＳ１１２において、コントローラ３は、フィルタ詰まり回数Ｎが所定回数を超えたかどうかを判定する。コントローラ３は、フィルタ詰まり回数Ｎが所定回数を超えていればステップＳ１１３の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
【０１４７】
ステップＳ１１３において、コントローラ３は、Ｎをゼロに戻す。
【０１４８】
以上説明した本実施形態によれば、フィルタ詰まりの判定を複数回実施することで、単数回の場合に生じうるセンサノイズ等による誤判定を防止できるので、フィルタ詰まりの判定精度をより一層向上させることができる。
【０１４９】
（第１２実施形態）
次に、本発明の第１２実施形態について説明する。本実施形態は、フィルタ詰まりと判定したときに、ドライバに対して警告表示を行う点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１５０】
図２５は、コントローラ３が実施する本実施形態によるフィルタ詰まり判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、本ルーチンを燃料電池システム１００の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実施する。
【０１５１】
ステップＳ１からステップＳ４では第１実施形態と同様の処理を行っているので、ここでは説明を省略する。
【０１５２】
ステップＳ１２１において、コントローラ３は、警告灯を点灯させて、ドライバに対して警告表示を行う。
【０１５３】
以上説明した本実施形態によれば、フィルタ詰まりと判定したときに、ドライバに知らせることができるので、ドライバに対してフィルタ２４の交換を促すことができる。
【０１５４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【０１５５】
例えば、コンプレッサ運転領域によってフィルタ詰まりを判定しやすいパラメータが３つのパラメータの中でそれぞれ変化する場合には、コンプレッサ２６の運転領域に応じて固定する２つのパラメータを任意に選択し、フィルタ詰まりを判定しても良い。
【０１５６】
また、コンプレッサ２６の種類によってもフィルタ詰まりを判定しやすいパラメータが変化する場合があるので、その場合は、コンプレッサ２６の種類に応じて固定する２つのパラメータを選択すれば良い。
【０１５７】
また、上記各実施形態において、コンプレッサ回転速度Ｒｍｅａとして回転速度計２８で検出したものを使用していたが、これに替えてコンプレッサ２６に対する指令回転速度を使用しても良い。これにより、回転速度計２８の故障時においてもフィルタ詰まりを判定できる。
【０１５８】
また第６実施形態では、準定常状態と判定するときの固定パラメータをカソードガス流量Ｑとコンプレッサ出口圧力Ｐとしたが、カソードガス流量Ｑとコンプレッサ回転速度Ｒでも良いし、コンプレッサ出口圧力Ｐとコンプレッサ回転速度Ｒであっても良い。
【０１５９】
また第８及び第１０実施形態では、大気圧Ｐａｔｍと吸気温Ｔｉｎの双方の影響を考慮してフィルタ詰まり判定閾値を補正していたが、いずれか一方にのみ基づいて補正しても良い。
【０１６０】
また、第１１実施形態では、フィルタ詰まり回数が所定回数を超えたときにフィルタ詰まりと判定していたが、コンプレッサ回転速度Ｒとコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍとを比較した回数のうち、コンプレッサ回転速度Ｒがコンプレッサ回転速度Ｒｌｉｍ以上となった回数が所定の割合を超えたときにフィルタ詰まりと判定しても良い。
【０１６１】
また、第１１実施形態において、複数回の比較は、１トリップ中の起動時、暖機時、アイドルストップ時やその復帰時などの特定シーンごとに比較しても良いし、異なるトリップ中の停止時ごとに比較しても良い。
【符号の説明】
【０１６２】
１    燃料電池スタック（燃料電池）
２４    フィルタ
２６    コンプレッサ
２８    回転速度計
１００    燃料電池システム
Ｓ１      流量検出手段、圧力検出手段、回転速度検出手段
Ｓ２、Ｓ２１、Ｓ３１    閾値算出手段
Ｓ３、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２、Ｓ５２    フィルタ詰まり判定手段
Ｓ４１    異物堆積量推定手段
Ｓ５１    圧力損失推定手段
Ｓ６１    目標値算出手段
Ｓ６８    準定常状態判定手段
Ｓ８１、Ｓ９１、Ｓ１０１    大気圧検出手段、吸気温検出手段
Ｓ８２、Ｓ９２、Ｓ１０２    補正手段
【図１】
0005621423.tif 000002
【図２】
0005621423.tif 000003
【図３】
0005621423.tif 000004
【図４】
0005621423.tif 000005
【図５】
0005621423.tif 000006
【図６】
0005621423.tif 000007
【図７】
0005621423.tif 000008
【図８】
0005621423.tif 000009
【図９】
0005621423.tif 000010
【図１０】
0005621423.tif 000011
【図１１】
0005621423.tif 000012
【図１２】
0005621423.tif 000013
【図１３】
0005621423.tif 000014
【図１４】
0005621423.tif 000015
【図１５】
0005621423.tif 000016
【図１６】
0005621423.tif 000017
【図１７】
0005621423.tif 000018
【図１８】
0005621423.tif 000019
【図１９】
0005621423.tif 000020
【図２０】
0005621423.tif 000021
【図２１】
0005621423.tif 000022
【図２２】
0005621423.tif 000023
【図２３】
0005621423.tif 000024
【図２４】
0005621423.tif 000025
【図２５】
0005621423.tif 000026