(57)【要約】【課題】  ガス供給不足を生じることなく、要求通りの出力可能な燃料電池を提供する。【解決手段】  運転状態検出手段１０５は、燃料電池の運転状態を検出する。ガス系遅れ推定手段１０６は、運転状態検出手段１０５が検出した運転状態に基づいてガス系の遅れを推定する。ガス制御用出力パラメータ演算手段１０１は、ガス系遅れ推定手段１０６の出力に基づいてガス制御用出力パラメータを演算する。ガス制御手段１０３は、ガス制御用出力パラメータ演算手段１０１の出力パラメータに基づいて燃料電池に供給する反応ガスの圧力及び又は流量制御を行う。目標出力演算手段１０２は、ガス制御用出力パラメータ演算手段１０１の出力パラメータに対して時間的に遅れた燃料電池の目標出力を演算し、出力制御手段１０４は、目標出力演算手段１０２が演算した目標出力に基づいて燃料電池から実際の出力電流を取り出す。【選択図】    図１
2006092948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の目標出力を演算する目標出力演算手段と、
該目標出力演算手段が演算した目標出力に基づいて前記燃料電池から出力取出しを行う出力制御手段と、
前記燃料電池へ供給する反応ガス制御を行うための出力パラメータを演算するガス制御用出力パラメータ演算手段と、
該ガス制御用出力パラメータ演算手段が演算した前記出力パラメータに基づいて反応ガスの動作点を制御するガス制御手段と、
を備えた燃料電池の発電量制御装置であって、
前記ガス制御用出力パラメータ演算手段は、前記目標出力よりも時間的に進んだ信号として前記出力パラメータを演算する手段であることを特徴とする燃料電池の発電量制御装置。
【請求項２】
前記ガス制御用出力パラメータ演算手段は、ドライバのアクセル操作量と時間的に同期したアクセル対応出力要求値を演算し、
前記目標出力演算手段は、前記アクセル操作量に対して所望の遅延特性を有する前記目標出力を演算することを特徴とする請求項１項に記載の燃料電池の発電量制御装置。
【請求項３】
前記ガス制御用出力パラメータ演算手段は、前記アクセル操作量に対する反応ガス供給の応答遅れの全運転条件での最大値分だけ、前記目標出力演算手段での演算結果よりも進んだ信号を演算することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池の発電量制御装置。
【請求項４】
燃料電池へ供給する反応ガスの圧力、同反応ガスの温度、大気圧、燃料電池冷却水温度の少なくとも１つを検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段の出力に基づいてガス系の遅れを推定するガス系遅れ推定手段と、を備え、
前記ガス制御用出力パラメータ演算手段は、前記所望の遅延特性を示す遅れパラメータと、前記ガス系遅れ推定手段の出力とに基づいて、前記出力パラメータを演算することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池の発電量制御装置。
【請求項５】
前記ガス制御用出力パラメータ演算手段は、前記目標出力演算手段の演算値を前記ガス系遅れ推定手段で演算した遅れ分だけ、時間的に進めた信号を演算することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池の発電量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の発電量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素ガスなどの燃料ガスと酸素を有する酸化剤ガスとを電解質を介して電気化学的に反応させ、電解質両面に設けた電極間から電気エネルギを直接取り出すものである。特に固体高分子電解質を用いた固体高分子型燃料電池は、動作温度が低く、取り扱いが容易なことから電動車両用の電源として注目されている。すなわち、燃料電池車両は、高圧水素タンク、液体水素タンク、水素吸蔵合金タンクなどの水素貯蔵装置を車両に搭載し、そこから供給される水素と、酸素を含む空気とを燃料電池に送り込んで反応させ、燃料電池から取り出した電気エネルギで駆動輪につながるモータを駆動するものであり、排出物質は水だけであるという究極のクリーン車両である。
【０００３】
燃料電池を車両駆動用電源として用いる場合に留意すべき点として、アイドリング状態から全開加速時まで負荷変動が大きく、かつ負荷変動速度が高いことである。通常、燃料電池に供給する燃料ガス及び酸化剤ガスは、燃料電池の出力電流に見合う質量流量以上を供給し、燃料電池スタック内のいずれの領域にも反応ガス不足を生じさせないように供給する。このとき、出力電流から換算される反応ガスの質量流量に対する供給質量流量をガス過剰率、又はストイキ比（ＳＲ）と呼んでいる。但し、ストイキ比を高めすぎると、酸化剤ガスとして空気を供給する圧縮機等で消費する電力が増大し、燃料電池の燃費性能が低下するので好ましくない。
【０００４】
燃料電池の負荷が急速に立ち上がり、燃料電池に供給される反応ガスが不足すると、電流が燃料電池スタックの一部領域に集中して局部的な温度上昇を生じたり、出力電圧の降下という不具合を生じる。
【０００５】
このような不具合が発生するのを防止する従来技術として、特許文献１記載の技術が挙げられる。この技術は、燃料電池に接続される負荷が大きくなって出力電流が急増するときに、ガス供給量の過剰分に見合う量以上増加しないように出力電流値を制限し、その後、その出力電流値に基づいて定められた燃料ガス量および酸化剤ガス量だけガス量の供給を行うものである。
【特許文献１】特開平１０−３２６６２５号公報（第７頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術においては、燃料ガスや酸化剤ガスの供給可能な応答でしか電流取り出しを行わないため、目標出力よりも反応ガス供給の応答分だけ遅れた出力しか発生することができないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、本発明は、燃料電池の目標出力を演算する目標出力演算手段と、該目標出力演算手段が演算した目標出力に基づいて前記燃料電池から出力取出しを行う出力制御手段と、前記燃料電池へ供給する反応ガス制御を行うための出力パラメータを演算するガス制御用出力パラメータ演算手段と、該ガス制御用出力パラメータ演算手段が演算した前記出力パラメータに基づいて反応ガスの動作点を制御するガス制御手段と、を備えた燃料電池の発電量制御装置であって、前記ガス制御用出力パラメータ演算手段は、前記目標出力よりも時間的に進んだ信号として前記出力パラメータを演算する手段であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料電池の「目標出力」に応じて出力を取り出し、そのときのガス制御は目標出力よりも時間的に進んだ「反応ガス制御を行うための出力パラメータ」に基づいて反応ガス供給制御を行うことにより、反応ガス供給不足を生じることなく、要求通りの出力を取り出すことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。  
図１、２は、本発明に係る燃料電池の発電量制御装置の基本構成を示すブロック図である。図１は請求項１から４に対応する図であり、図２は請求項５に対応する図である。
【００１０】
図１において、燃料電池の発電量制御装置は、燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出手段１０５と、運転状態検出手段１０５の出力に基づいてガス系の遅れを推定するガス系遅れ推定手段１０６と、ガス系遅れ推定手段１０６の出力に基づいてガス制御用出力パラメータを演算するガス制御用出力パラメータ演算手段１０１と、ガス制御用出力パラメータ演算手段１０１の出力パラメータに基づいて反応ガスの圧力及び又は流量制御を行うガス制御手段１０３と、ガス制御用出力パラメータ演算手段１０１の出力パラメータに対して時間的に遅れた燃料電池の目標出力を演算する目標出力演算手段１０２と、目標出力演算手段１０２の出力に基づいて燃料電池から実際の出力を取り出す出力制御手段１０４とを備えている。
【００１１】
ここで、図１の場合は、目標出力演算手段１０２はガス制御用出力パラメータ演算手段１０１の出力に対して時間的に遅れた出力を演算する手段である。
【００１２】
図２において、燃料電池の発電量制御装置は、燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出手段１０５と、運転状態検出手段１０５の出力に基づいてガス系の遅れを推定するガス系遅れ推定手段１０６と、燃料電池の目標出力を演算する目標出力演算手段１０２と、目標出力演算手段１０２の出力に基づいて燃料電池から実際の出力を取り出す出力制御手段１０４と、ガス系遅れ推定手段１０６の出力と目標出力演算手段１０２の出力とに基づいてガス制御用出力パラメータを演算するガス制御用出力パラメータ演算手段１０１と、ガス制御用出力パラメータ演算手段１０１の出力パラメータに基づいて反応ガスの圧力及び又は流量制御を行うガス制御手段１０３とを備えている。
【００１３】
ここで、図２の場合は、ガス制御用出力パラメータ演算手段１０１は目標出力演算手段１０２１０２の出力に対して時間的に進んだ出力を演算する手段である。
【００１４】
図３は、本発明に係る発電量制御装置が適用される燃料電池システムの例を示すシステム構成図である。図３において、燃料電池１は、燃料電池本体または燃料電池スタックと呼ばれるものであり、アノード１ａに水素ガスが、カソード１ｂに空気が供給され、以下に示す電気化学反応により直流電力が発電される。
【００１５】
〔化１〕
アノード（水素極）：Ｈ2 →  ２Ｈ+ ＋ ２ｅ-               …（１）
カソード（酸素極）：２Ｈ+ ＋ ２ｅ- ＋(1/2)Ｏ2 →  Ｈ2Ｏ   …（２）
燃料電池全体      ：Ｈ2 ＋(1/2)Ｏ2 →  Ｈ2Ｏ              …（３）
【００１６】
アノード１ａへの水素供給は、水素タンク２から水素タンク元弁３、減圧弁４、水素供給弁５を通じてなされる。水素タンク２から供給される高圧水素は、減圧弁４で機械的に所定の圧力まで減圧され、水素供給弁５で燃料電池での水素圧力が所望の水素圧に制御される。
【００１７】
エゼクタ又はポンプ等を用いた水素循環装置７は、アノード１ａ出口から排出される未反応の水素をアノード１ａ入口へ再循環させるために設置する。アノード１ａの水素圧は、コントローラ３０が圧力センサ６ａで検出した水素圧力をフィードバックして水素供給弁５を駆動することによって制御される。水素圧を所望の目標圧力に制御することによって、燃料電池１が消費した分だけの水素が自動的に補われる。
【００１８】
燃料電池１のアノード１ａから排水素処理装置９へアノードオフガスを排出するパージ弁８は、次に示す３つの役割を果たす。  
（ａ）水素循環機能を確保するために、水素系内に蓄積した窒素を排出する。  
（ｂ）セル電圧を回復させるために、ガス流路に詰まった水詰まりを吹き飛ばす。  
（ｃ）起動時に水素系を水素で充填するために水素系内のガス（空気）を排出する。
【００１９】
排水素処理装置９は、パージ弁８から排出される水素を可燃濃度未満の水素濃度になるように空気で希釈して車外へ排出するか、あるいは水素と空気とを燃焼触媒で反応させて燃焼させることで排出水素濃度を下げる。
【００２０】
カソード１ｂへの空気はコンプレッサ１０により供給される。コンプレッサ１０で圧縮された空気は、加湿装置１１で加湿された後に、カソード１ｂへ供給される。カソード１ｂの空気圧は、コントローラ３０が圧力センサ６ｂで検出した空気圧力をフィードバックして空気調圧弁１２を駆動することによって制御される。
【００２１】
燃料電池１の内部に設けられた冷却水流路１ｃへの冷却水は、冷却水ポンプ１３により供給される。三方弁１６は、冷却水の流路をラジエタ１７方向とラジエタバイパス方向に切り替えや分流する。ラジエタファン１８は、ラジエタ１７へ風を通過させて冷却水を冷やす。冷却水の温度は、温度センサ１４によって燃料電池入口の温度を、温度センサ１５によって燃料電池出口の温度を検出し、これらに基づいてコントローラ３０が三方弁１６とラジエタファン１８を駆動することによって調整する。
【００２２】
出力取出し装置２０は、燃料電池１から出力（電流あるいは電力）を取り出して車両を駆動するモータ（図示しない）へ供給する。
【００２３】
コントローラ３０は、各種センサ値を読み込み、内蔵されたソフトウェアによって各アクチュエータを駆動して、燃料電池システムの発電制御を行う。
【００２４】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の作用効果の説明を補足する。図４は、本発明を適用しない場合の（ａ）燃料電池出力電流、（ｂ）ガス制御用出力パラメータ、（ｃ）ガス圧力またはガス流量の時間変化例を示すタイムチャートである。
【００２５】
例えば車両制御コンピュータから燃料電池に対する出力目標値が図４（ａ）に示すように立ち上がった場合に、図４（ｂ）のガス制御用出力パラメータも出力目標値と同様に立ち上がり、ガス圧力及び又は流量がこのガス制御用出力パラメータに基づいて決められると圧力、流量の目標値は、図４（ｃ）の破線のようになる。
【００２６】
ここで、ガス系には、ガス供給配管及び燃料電池内ガス供給路の容積、その時のガス圧力、ガス温度、大気圧、及びスタック冷却水温度によって決まる遅れや、水素供給弁５、水素循環装置７，及びコンプレッサ１０等の応答遅れが存在するため、実際のガス圧力、ガス流量は目標値に対して遅れ、図４（ｃ）の実線のようになる。
【００２７】
図４（ａ）のように目標値の通りの出力を取り出すと、ハッチング部分がストイキ比に余裕がない状態で出力を取り出していることになり、これを繰り返すとスタック劣化を生じさせることになる。また、この劣化を生じさせないためには、ガスの圧力、流量の達成値に応じた図４（ａ）中の破線の上限出力でしか出力を取り出すことができず、この場合は目標出力に対して出力が未達となってしまう。
【００２８】
図５は、本発明を適用した場合の（ａ）燃料電池出力電流、（ｂ）ガス制御用出力パラメータ、（ｃ）ガス圧力またはガス流量の時間変化例を示すタイムチャートである。
【００２９】
例えば車両制御コンピュータから燃料電池に対する出力目標値が図５（ａ）に示すように立ち上がった場合に、ガス制御用出力パラメータは目標出力よりも時間的に進んだ図５（ｂ）のように演算し、ガスの圧力、流量がこのガス制御用出力パラメータに基づいて決めることにする。すると圧力、流量の目標値は図５（ｃ）の破線のようになる。
【００３０】
ここで、ガス系には、ガス供給配管及び燃料電池内ガス供給路の容積、その時のガス圧力、ガス温度、大気圧、スタック冷却水温度によって決まる遅れや、水素供給弁５、水素循環装置７，及びコンプレッサ１０等の応答遅れが存在するため、実際のガス圧力、ガス流量は目標値に対して遅れ、図５（ｃ）の実線のようになる。しかし本発明の場合は、ガス圧力、流量の目標値を決めるガス制御用出力パラメータが目標出力よりも時間的に進んでいるため、実際のガス圧力、流量の変化は目標出力に対して遅れることはなく、図５（ａ）のように、ストイキ不足を生じることなく目標出力の通りに燃料電池から出力電流を取り出すことができるという効果がある。
【実施例１】
【００３１】
次に、図６、図７、図８のフローチャートを参照して、本発明に係る燃料電池の発電量制御装置の実施例１を説明する。本実施例が適用される燃料電池システムの構成例は、図３で説明した燃料電池システムである。
【００３２】
図６は、本実施例におけるゼネラルフローチャートであり、所定時間毎（例えば１０［ｍｓ］毎）に、図３のコントローラ３０により実行されるものとする。
【００３３】
図６において、まずステップ６０１では、燃料電池システムの目標出力を演算し、ステップ６０２ではガス制御を行うためのガス制御用出力パラメータを演算する。ステップ６０３ではステップ６０２で演算したパラメータに基づいてガスの圧力、流量の制御を行い、ステップ６０４ではステップ６０１で演算した結果に基づいて燃料電池から出力を取り出す制御を行い、終了する。
【００３４】
図７は、図６のステップ６０１における目標出力演算手続きの詳細内容を説明するフローチャートである。図７のステップ７０１では、車両のアクセル操作量Ａｃを検出し、ステップ７０２ではステップ７０１での検出結果に基づいて、目標出力マップ等を用いてアクセル操作量Ａｃに対応する定常目標出力Ｐｓを演算する。ステップ７０３では、ステップ７０２での演算結果を用いて、車両で実際に要求される目標出力Ｐｖを式（４）により演算して、終了する。
【００３５】
〔数１〕
Ｐｖ＝ｄｌｙ（Ｐｓ，Ｔｐ）                            …（４）
ここでｄｌｙ（ｘ，ｙ）は所定の遅れ補正演算を行う演算子であり、ｘをｙだけ遅らせることを意味する。ここでの遅れ補正値ｙによる補正とは、時定数による１次遅れ演算でもよいし、図１３に示すような、立ち上がり時間を変更する演算でもよい。また、ここでのＴｐは、アクセル操作量に対して実際の車両出力をどれだけ遅らせる味付けをするかを示す「遅れパラメータ」であり、車両の使用環境や車両に付与する性格等により、適宜決められるものである。
【００３６】
この車両駆動制御に必要な「遅れパラメータ」を燃料電池のガス制御にも利用することにより、簡単な制御演算でストイキ不足を防止することができるという効果がある。
【００３７】
図８は、図６のステップ６０２におけるガス制御用出力パラメータ演算手続きの詳細内容を説明するフローチャートである。図８のステップ８０１では、ガス圧力、ガス温度、大気圧、スタック冷却水温度の少なくとも１つの燃料電池運転状態パラメータを検出する。ステップ８０２では、ステップ８０１での検出値に基づいてガス系の応答遅れのパラメータＴｇを推定する。ステップ８０３では、遅れ演算子ｄｌｙ（ｘ，ｙ）を用いて、ガス制御用の出力パラメータＰｇを式（５）により演算して、終了する。
【００３８】
〔数２〕
Ｐｇ＝ｄｌｙ（Ｐｓ，Ｔｐ−Ｔｇ）                      …（５）  
ここで、検出した各燃料電池運転状態パラメータとガス系の応答遅れの関係は、図１５乃至図１８に示すような傾向の関係がある。
【００３９】
図１５は、大気圧とガス圧力応答性の関係を表す図である。大気圧が高ければ高い程ガス圧力応答性は低く（遅く）なる。
【００４０】
図１６は、冷却水温度とガス圧力応答性の関係を表す図である。冷却水温度が高ければ高い程、ガス圧力応答性は高く（早く）なる。
【００４１】
図１７は、冷却水温度とガス流量応答性の関係を表す図である。冷却水温度が高ければ高い程、ガス流量の応答性は、低く（遅く）なる。
【００４２】
図１８は、大気圧とガス流量応答性の関係を表す図である。大気圧が高ければ高い程ガス流量応答性は高く（早く）なる。
【００４３】
図１５乃至図１８で説明したように、各燃料電池運転状態パラメータとガス系の応答遅れの関係があるため、各パラメータから求めた応答遅れの値およびアクチュエータの遅れ特性などを用いて、そのときのガス系全体の応答遅れを演算する。この演算は、例えば各パラメータに対する遅れデータをあらかじめ机上検討あるいは実験により求めておき、それぞれの遅れの値を「加える」あるいは「掛ける」などによって求めることができる。
【００４４】
このように、本実施例においては、ガス圧力、ガス温度、大気圧、スタック冷却水温度の少なくとも１つの燃料電池の運転状態に基づいてガス系の遅れを推定し、このガス系の遅れ分だけ「目標出力」を時間的に進めた信号を「ガス制御用出力パラメータ」とすることにより、車両の駆動力として要求される目標出力のみに基づいて、ストイキ不足を防止することができるとともに、必要以上にガス利用率低下となるような運転を防止してシステム効率を向上することができる。
【実施例２】
【００４５】
次に、本発明に係る燃料電池の発電量制御装置の実施例２を説明する。本実施例が適用される燃料電池システムの構成例は、実施例１と同様に、図３で説明した燃料電池システムであるので、重複する説明を省略する。
【００４６】
実施例２における燃料電池の発電量制御装置による制御内容を図６、図９、図１０のフローチャートを参照して説明する。本実施例は、実施例１とは異なり、ドライバのアクセル操作量などのパラメータは存在せず、直接的に目標出力が生成される場合の例である。ただし、アクセル操作量のパラメータが存在する車両での燃料電池発電システムの制御に適用しても何ら問題なく実現は可能である。
【００４７】
図６のゼネラルフローチャートは実施例１と同様なので、図９と図１０についてのみ説明する。図９には、図６のステップ６０１における目標出力演算での手続きの内容を示す。図９のステップ９０１で、燃料電池発電システムで発電する目標出力Ｐｖを演算し、終了する。
【００４８】
図１０には、図６のステップ６０２におけるガス制御用出力パラメータ演算での手続きの内容を示す。図１０のステップ１００１では、ガス圧力、ガス温度、大気圧、スタック冷却水温度の少なくとも１つの燃料電池運転状態パラメータを検出する。ステップ１００２では、ステップ１００１での検出値に基づいてガス系の応答遅れのパラメータＴｇを推定する。ステップ１００３では、ＰｖとＴｇとを用いてガス制御用の出力パラメータＰｇを式（６）により演算して、終了する。
【００４９】
〔数３〕
Ｐｇ＝ｆｗｄ（Ｐｖ，Ｔｇ）                            …（６）
ここでｆｗｄ（ａ，ｂ）は所定の進み補正を行う演算子であり、ａをｂだけ進めることを意味する。ここでの進み補正値ｂによる補正とは、時定数による１次の進み演算でもよいし、図１４に示すような、立ち上がり時間を変更する演算でもよい。
【００５０】
本実施例２によれば、「目標出力」に対して、あらゆる運転条件でのガスの最大遅れ分だけ進んだ信号を「ガス制御用出力パラメータ」として演算することにより、発電システムの運転状態にかかわらず、常に反応ガスのストイキ不足を防止することができるという効果がある。
【実施例３】
【００５１】
次に、本発明に係る燃料電池の発電量制御装置の実施例３を説明する。本実施例が適用される燃料電池システムの構成例は、実施例１と同様に、図３で説明した燃料電池システムである。
【００５２】
実施例３における燃料電池の発電量制御装置による制御内容を図６、図１１、図１２のフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
本実施例は、燃料電池システムを搭載した車両などにおいて、補機負荷で消費される分も含めた総出力を実現する場合の実施例である。
【００５４】
図６のゼネラルフローチャートは、実施例１と同様なので、図１１と図１２についてのみ説明する。
【００５５】
図１１には、図６のステップ６０１における目標出力演算での手続きの内容を示す。図１１のステップ１１０１では車両のアクセル操作量Ａｃを検出し、ステップ１１０２ではステップ１１０１での検出結果に基づいて、目標出力マップ等を用いて補機負荷消費分を除いた定常Ｎｅｔ目標出力Ｐｓ＿ｎｅｔを演算する。
【００５６】
ステップ１１０３では、ステップ１１０２での演算結果を用いて、車両で実際に要求される車両目標Ｎｅｔ出力Ｐｖ＿ｎｅｔを、遅れ演算子ｄｌｙ（ｘ，ｙ）を用いて式（７）により演算する。
【００５７】
〔数４〕
Ｐｖ＿ｎｅｔ＝ｄｌｙ（Ｐｓ＿ｎｅｔ，Ｔｐ）              …（７）
ステップ１１０４ではその時の出力を実現するために定常的に必要な補機消費電力Ｐａ＿ｓを演算し、ステップ１１０５では、動的な補機消費電力Ｐａ＿ｄを演算する。
【００５８】
ここで、動的補機消費電力Ｐａ＿ｄは、各補機の電圧と電流から演算した補機消費電力や、ポンプやコンプレッサーなどであれば回転数とトルクと損失マップデータに基づいて推定した消費電力の総和を演算するものである。ステップ１１０６では、目標出力Ｐｖを式（８）で演算して終了する。
【００５９】
〔数５〕
Ｐｖ＝Ｐｖ＿ｎｅｔ＋Ｐｓ＿ｄ                            …（８）
図１２には、図６のステップ６０２におけるガス制御用出力パラメータ演算での手続きの内容を示す。図１２のステップ１２０１では、ガス圧力、ガス温度、大気圧、スタック冷却水温度の少なくとも１つの燃料電池運転状態パラメータを検出する。ステップ１２０２では、ステップ１２０１での検出値に基づいてガス系の応答遅れのパラメータＴｇを推定する。ステップ１２０３では、遅れ演算子ｄｌｙ（ｘ，ｙ）を用いてガス制御用の出力パラメータＰｇを式（９）により演算し、終了する。ここで、Ｔｈは補機負荷消費電力の応答遅れ時間を表すパラメータであり、あらかじめ実験等により確認しておくものである。
【００６０】
〔数６〕
Ｐｇ＝ｄｌｙ（Ｐｓ＿ｎｅｔ，Ｔｐ−Ｔｇ）＋ｄｌｙ（Ｐａ＿ｓ，Ｔｈ−Ｔｇ）
…（９）
本実施例では、ガス系の遅れは、ガス圧力、ガス温度、大気圧、スタック冷却水温度の少なくとも１つのパラメータを検出して、時々刻々と推定するものとしたが、これは、すべての運転条件を込みで最大の遅れ時間をあらかじめ実験等により調べておき、その遅れに基づいて常時制御を行う構成としてもよい。
【００６１】
また、進み補償を行う場合に、１次の進み補償はそのままではインプロパーで実現できないため、実現する場合には時定数の小さいローパスフィルタと組み合わせて実現することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る燃料電池の発電量制御装置の要部構成図である。
【図２】本発明に係る燃料電池の発電量制御装置の要部構成図である。
【図３】本発明に係る燃料電池の発電量制御装置が適用される燃料電池システムの例を示すシステム構成図である。
【図４】本発明を適用しない場合の過渡発電の様子を説明するタイムチャートであり、（ａ）燃料電池の出力電流、（ｂ）ガス制御用出力パラメータ、（ｃ）ガス圧力または流量をそれぞれ示す。
【図５】本発明を適用した場合の過渡発電の様子を説明するタイムチャートであり、（ａ）燃料電池の出力電流、（ｂ）ガス制御用出力パラメータ、（ｃ）ガス圧力または流量をそれぞれ示す。
【図６】実施例１のゼネラルフローチャートである。
【図７】実施例１の目標出力演算の手続きを表わすフローチャートである。
【図８】実施例１のガス制御用出力パラメータ演算の手続きを表わすフローチャートである。
【図９】実施例２の目標出力演算の手続きを表わすフローチャートである。
【図１０】実施例２のガス制御用出力パラメータ演算の手続きを表わすフローチャートである。
【図１１】実施例３の目標出力演算の手続きを表わすフローチャートである。
【図１２】実施例３のガス制御用出力パラメータ演算の手続きを表わすフローチャートである。
【図１３】遅れ補正演算の考え方を説明する図である。
【図１４】進み補正演算の考え方を説明する図である。
【図１５】大気圧とガス圧力応答性の関係を表す図である。
【図１６】冷却水温度とガス圧力応答性の関係を表す図である。
【図１７】冷却水温度とガス流量応答性の関係を表す図である。
【図１８】大気圧とガス流量応答性の関係を表す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１…ガス制御用出力パラメータ演算手段
１０２…目標出力演算手段
１０３…ガス制御手段
１０４…出力制御手段
１０５…運転状態検出手段
１０６…ガス系遅れ推定手段
【図１】
2006092948.tif 000003
【図２】
2006092948.tif 000004
【図３】
2006092948.tif 000005
【図４】
2006092948.tif 000006
【図５】
2006092948.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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