(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、燃料電池に燃料を供給する燃料供給装置に対する制御指令値から、燃料の種類を精度よく推定すること。【解決手段】燃料電池システム１の制御装置１５は、流量センサ４２ｂからの改質用原料の流量と、改質用原料の目標流量Ｑｔとの偏差に基づいて、改質用原料を供給する燃料ポンプ４２ｃに対する制御指令値Ｄを出力するフィードバック制御部１５ｂと、温度検出装置７０からの改質用原料の温度、電圧検出装置６０からの燃料ポンプ４２ｃに出力される電圧値、駆動時間計測装置８０からの燃料ポンプ４２ｃの駆動時間のうち少なくとも何れか一つを用いて制御指令値Ｄを補正する補正部１５ｆと、改質用原料の種類毎に目標流量Ｑｔと制御指令値Ｄとの相関関係を示した第五マップＭ５を使用して、目標流量Ｑｔと補正部１５ｆにて補正された制御指令値Ｄとに対応した改質用原料の種類を推定する燃料種推定部１５ｇと、を備えている。【選択図】  図８
2018055835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給源から直接供給された直接燃料または前記供給源から供給された改質用原料を改質された改質燃料である燃料と、酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池と、
前記直接燃料または前記改質用原料を前記燃料電池に向けて供給する燃料供給装置と、
前記直接燃料または前記改質用原料の流量を検出する流量検出装置と、
前記直接燃料または前記改質用原料の温度を検出する温度検出装置と、
前記燃料供給装置に電力を供給する電力供給装置と、
前記電力供給装置から前記燃料供給装置に出力される電力の電圧値を検出する電圧検出装置と、
前記燃料供給装置の駆動時間を計測する駆動時間計測装置と、
前記燃料供給装置を少なくとも制御する制御装置と、を備える燃料電池システムであって、
前記制御装置は、
前記直接燃料または前記改質用原料の目標とする流量である目標流量を設定する目標流量設定部と、
前記流量検出装置によって検出された流量である検出流量と、前記目標流量設定部によって設定された前記目標流量との偏差に基づいて、前記燃料供給装置に対する制御指令値を算出して、前記制御指令値を前記燃料供給装置に出力するフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、
前記フィードバック制御部から出力された前記制御指令値を取得する取得部と、
前記温度検出装置によって検出された温度である検出温度、前記電圧検出装置によって検出された電圧値である検出電圧値、および、前記駆動時間計測装置によって計測された前記駆動時間のうち少なくとも何れか一つを用いて、前記取得部によって取得された前記制御指令値を補正する補正部と、
前記直接燃料または前記改質用原料の種類毎に前記目標流量と前記制御指令値との相関関係を示したマップを有する記憶部と、
前記マップを使用して、前記目標流量設定部によって設定された前記目標流量と前記補正部によって補正された前記制御指令値とに対応した前記直接燃料または前記改質用原料の種類を推定する燃料種推定部と、を備えている燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記取得部によって取得された前記制御指令値の第一所定時間内における平均値を平均制御指令値として算出する算出部をさらに備え、
前記補正部は、前記温度検出装置によって検出された前記検出温度、前記電圧検出装置によって検出された前記検出電圧値、および、前記駆動時間計測装置によって計測された前記駆動時間のうち少なくとも何れか一つを用いて、前記算出部によって算出された前記平均制御指令値を補正し、
前記燃料種推定部は、前記マップを使用して、前記目標流量設定部によって設定された前記目標流量と前記補正部によって補正された前記平均制御指令値とに対応した前記直接燃料または前記改質用原料の種類を推定する請求項１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】
燃料電池システムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の燃料電池システムは、燃料電池３４ａの燃料極に燃料を供給する燃料ポンプ４２ｅ、燃料極に供給されている燃料の流量を検出する流量センサ４２ｃ、および、燃料ポンプ４２ｅを制御する制御装置５０を備えている。
【０００３】
制御装置５０は、流量センサ４２ｃの検出流量Ｑｋと燃料の目標流量Ｑｔとの偏差ｅｔに基づいて、制御指令値を算出して燃料ポンプ４２ｅに出力するフィードバック制御を行うフィードバック制御部５１、燃料の種類毎に目標流量Ｑｔと制御指令値との相関関係を示す第一マップ５２ａを記憶する記憶部５２を備えている。また、制御装置５０は、第一マップ５２ａを使用して、所定目標流量Ｑｔ１に応じた制御指令値から燃料の種類を推定する燃料種推定部（ステップＳ１１０）を備えている。制御装置５０は、燃料種推定部によって推定された燃料に対応した、発電電流Ｉに対する目標流量Ｑｔを設定することにより、燃料電池３４ａを適切に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１８５２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃料電池システムは、日本国内だけでなく海外においても使用されるため、燃料電池システムに供給される燃料の種類が増加する。また、同じ燃料の種類においても、地域間において成分比率の違いが比較的大きい場合、一つの燃料の種類に対して成分比率の違いによって複数の区分に分けて、その複数の区分をそれぞれ異なる燃料として扱う必要が生じるときがある。これらによって、燃料の種類が増加した場合、目標流量と制御指令値との相関関係において、任意の燃料における目標流量に対応する制御指令値の範囲を狭くする必要が生じる場合がある。一方、燃料の温度の変動等によって検出流量が変動するため、検出流量を用いて算出される制御指令値に変動が生じる。これらにより、制御指令値のばらつきが比較的大きい場合には、実際の燃料と異なる燃料の種類を推定されることが考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解消するためになされたもので、燃料電池システムにおいて、燃料電池に燃料を供給する燃料供給装置に対する制御指令値から、燃料の種類を精度よく推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る燃料電池システムは、供給源から直接供給された直接燃料または供給源から供給された改質用原料を改質された改質燃料である燃料と、酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池と、直接燃料または改質用原料を燃料電池に向けて供給する燃料供給装置と、直接燃料または改質用原料の流量を検出する流量検出装置と、直接燃料または改質用原料の温度を検出する温度検出装置と、燃料供給装置に電力を供給する電力供給装置と、電力供給装置から燃料供給装置に出力される電力の電圧値を検出する電圧検出装置と、燃料供給装置の駆動時間を計測する駆動時間計測装置と、燃料供給装置を少なくとも制御する制御装置と、を備える燃料電池システムであって、制御装置は、直接燃料または改質用原料の目標とする流量である目標流量を設定する目標流量設定部と、流量検出装置によって検出された流量である検出流量と、目標流量設定部によって設定された目標流量との偏差に基づいて、燃料供給装置に対する制御指令値を算出して、制御指令値を燃料供給装置に出力するフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、フィードバック制御部から出力される制御指令値を取得する取得部と、温度検出装置によって検出された温度である検出温度、電圧検出装置によって検出された電圧値である検出電圧値、および、駆動時間計測装置によって計測された駆動時間のうち少なくとも何れか一つを用いて、取得部によって取得された制御指令値を補正する補正部と、直接燃料または改質用原料の種類毎に目標流量と制御指令値との相関関係を示したマップを有する記憶部と、マップを使用して、目標流量設定部によって設定された目標流量と補正部によって補正された制御指令値とに対応した直接燃料または改質用原料の種類を推定する燃料種推定部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
改質用原料の温度の変動によって改質用原料の拡散係数が変動するため、改質用原料の濃度ひいては燃料供給装置によって送出される流量が変動する。また、燃料供給装置に供給される電力の電圧値が変動した場合や、燃料供給装置の経年劣化が進行した場合においても、燃料供給装置の駆動量が変動するため、燃料供給装置によって送出される流量が変動する。これらにより、流量検出装置によって検出される検出流量が変動するため、流量検出装置からの検出流量を目標流量とするように燃料供給装置に出力される制御指令値が変動する。
【０００９】
これに対して、本発明の燃料電池システムにおいては、補正部が、温度検出装置によって検出された改質用原料の温度、電圧検出装置によって検出された電圧値、および駆動時間計測装置によって検出された駆動時間のうち少なくとも何れか一つを用いて、取得部によって取得された制御指令値を補正する。よって、改質用原料の温度の変動、燃料供給装置に供給される電力の電圧値の変動または燃料供給装置の経年劣化の進行による制御指令値の変動が抑制される。そして、燃料種推定部が、マップを使用して、目標流量設定部によって設定された目標流量と補正部によって補正された制御指令値とに対応した改質用原料の種類を推定するため、改質用原料が精度よく推定される。このことは、直接燃料についても同様である。したがって、燃料電池システムは、燃料電池に直接燃料または改質用原料を供給する燃料供給装置に対する制御指令値から、直接燃料または改質用原料の種類を精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による燃料電池システムの一実施形態を示す概要図である。
【図２】図１に示す燃料電池システムのブロック図である。
【図３】図２に示す記憶部に記憶されている第一マップであり、改質用原料の種類毎に、電流検出装置によって検出された検出電流値と、改質用原料の目標流量との第一相関関係を示したマップである。
【図４】図２に示す記憶部に記憶されている第二マップであり、温度検出装置によって検出された検出温度と第一補正係数との第二相関関係を示したマップである。
【図５】図２に示す記憶部に記憶されている第三マップであり、電圧検出装置によって検出された検出電圧値と第二補正係数との第三相関関係を示したマップである。
【図６】図２に示す記憶部に記憶されている第四マップであり、駆動時間計測装置によって計測された計測駆動時間と第三補正係数との第四相関関係を示したマップである。
【図７】図２に示す記憶部に記憶されている第五マップであり、改質用原料の種類毎に目標流量設定部によって設定された目標流量と制御指令値との第五相関関係を示したマップである。
【図８】図２に示す制御装置にて実行されるプログラムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明による燃料電池システムの一実施形態について説明する。燃料電池システム１は、図１に示すように、発電ユニット１０および貯湯槽２１を備えている。
発電ユニット１０は、筐体１０ａ、燃料電池モジュール１１、熱交換器１２、電力変換装置１３、水タンク１４、制御装置１５を備えている。燃料電池モジュール１１、熱交換器１２、電力変換装置１３、水タンク１４および制御装置１５は、筐体１０ａ内に収容されている。
【００１２】
燃料電池モジュール１１は、後述するように燃料電池３４ａを少なくとも含んで構成されるものである。燃料電池モジュール１１は、改質用原料、改質水および酸化剤ガス（カソードエア）が供給されている。燃料電池３４ａは、燃料と酸化剤ガスとにより発電するものである。燃料は、供給源Ｇｓから供給された改質用原料を改質された改質燃料である（詳細は後述する）。
【００１３】
熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽２１からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する熱交換器である。熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１からの排気管１１ｄが接続（貫設）されている。熱交換器１２は、水タンク１４に接続されている凝縮水供給管１２ａが接続されている。
【００１４】
貯湯槽２１は、貯湯水を貯湯するものであり、貯湯水が循環する（図にて矢印の方向に循環する）貯湯水循環ライン２２が接続されている。貯湯水循環ライン２２上には、下端から上端に向かって順番に貯湯水循環ポンプ２２ａおよび熱交換器１２が配置されている。
【００１５】
熱交換器１２において、燃料電池モジュール１１からの燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って熱交換器１２内に導入され、貯湯水との間で熱交換が行われて冷却されるとともに、燃焼排ガス中に含まれる水蒸気が凝縮される。冷却後の燃焼排ガスは排気管１１ｄを通って外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水供給管１２ａを通って水タンク１４に供給される。なお、水タンク１４は、凝縮水をイオン交換樹脂によって純水化するようになっている。
【００１６】
上述した熱交換器１２、貯湯槽２１および貯湯水循環ライン２２から、排熱回収システム２０が構成されている。排熱回収システム２０は、燃料電池モジュール１１の排熱を貯湯水に回収して蓄える。
【００１７】
さらに、電力変換装置１３は、燃料電池３４ａから出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して、交流の系統電源１６ａおよび外部電力負荷１６ｃ（例えば電化製品）に接続されている電源ライン１６ｂに出力する。
【００１８】
また、電力変換装置１３は、系統電源１６ａからの交流電圧を電源ライン１６ｂを介して入力し所定の直流電圧に変換して、後述する燃料ポンプ４２ｃ等の補機（各ポンプ、ブロワなど）や制御装置１５に出力する。すなわち、電力変換装置１３は、燃料ポンプ４２ｃ（本発明の燃料供給装置に相当）に電力を供給する、本発明の電力供給装置に相当する。
【００１９】
制御装置１５は、補機を駆動して燃料電池システム１の運転を制御する。制御装置１５は、燃料電池システム１の発電運転中において、燃料電池３４ａの発電電力を外部電力負荷１６ｃの消費電力となるように制御する（負荷追従運転）。
【００２０】
燃料電池モジュール１１（３０）は、固体酸化物形の燃料電池モジュールである。燃料電池モジュール３０は、ケーシング３１、蒸発部３２、改質部３３および燃料電池装置３４を備えている。
【００２１】
ケーシング３１は、断熱性材料で箱状に形成されている。ケーシング３１内には、蒸発部３２、改質部３３、燃料電池装置３４および燃焼部３５が配置されている。蒸発部３２および改質部３３が燃料電池装置３４の上方に位置するように配置されている。燃焼部３５は、蒸発部３２および改質部３３と燃料電池装置３４との間に配置されている。
【００２２】
蒸発部３２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、凝縮水を蒸発させて水蒸気（改質用水蒸気）を生成するものである。また、蒸発部３２は、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部３２は、凝縮水を蒸発させて生成された水蒸気（改質用水蒸気）と予熱された改質用原料を混合して改質部３３へ導出する。改質用原料としては天然ガス（メタンガス）、都市ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）などの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料がある。
【００２３】
蒸発部３２には、一端（下端）が水タンク１４内に配置された給水管４１の他端が接続されている。給水管４１には、改質水ポンプ４１ａが設けられている。改質水ポンプ４１ａは、蒸発部３２に改質水（凝縮水）を供給するものである。改質水ポンプ４１ａは、改質水の流量（単位時間あたりの流量）を調整可能に設けられている。
【００２４】
また、蒸発部３２には、供給源Ｇｓからの改質用原料が燃料供給管４２を介して供給されている。供給源Ｇｓは、例えば都市ガスの配管である。燃料供給管４２には、上流から順番に、遮断弁４２ａ、流量センサ４２ｂ（本発明の流量検出装置に相当）および燃料ポンプ４２ｃが設けられている。
遮断弁４２ａは、燃料供給管４２を開路または閉路にすることにより改質用原料を流通または遮断するものである。遮断弁４２ａは、例えば二連弁である。
【００２５】
流量センサ４２ｂは、改質用原料の流量を検出するものである。流量センサ４２ｂは、例えば熱式流量センサである。流量センサ４２ｂは、その配置された位置において燃料供給管４２を流通する改質用原料の流量（単位時間あたりの流量）を検出する。流量センサ４２ｂによって検出された流量である検出流量は、制御装置１５に送信される。
【００２６】
燃料ポンプ４２ｃは、改質用原料を燃料電池３４ａに向けて供給するものである。燃料ポンプ４２ｃは、具体的には、燃料電池モジュール３０（蒸発部３２）に改質用原料を供給する。燃料ポンプ４２ｃは、改質用原料の流量（単位時間あたりの流量）を調整可能に設けられている。燃料ポンプ４２ｃは、電力変換装置１３から電力が供給されている場合に駆動する。
【００２７】
改質部３３は、改質用原料を改質された改質燃料である改質ガスを生成するものである。改質部３３は、改質用原料と水蒸気（改質用水蒸気）とから改質ガスを生成する。改質部３３は、具体的には、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部３２から供給された混合ガス（改質用原料、改質用水蒸気）から改質ガスを生成する。
【００２８】
改質部３３内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素ガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気が反応して、水素ガスと二酸化炭素とに変成するいわゆる一酸化炭素シフト反応が生じている。
【００２９】
このように生成されたガス（改質ガス）は、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）およびプロパンガス、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であり、一酸化炭素シフト反応は発熱反応である。改質ガスは、燃料電池装置３４に導出される。
【００３０】
燃料電池装置３４は、燃料電池３４ａおよびマニホールド３４ｂを備えている。燃料電池３４ａは、燃料（アノードガス）と酸化剤ガス（カソードガス）とにより発電するものである。燃料は、改質燃料（改質ガス）である。酸化剤ガスは、空気である。燃料電池３４ａは、燃料極、空気極（酸化剤極）、及び両極の間に介装された電解質からなる複数のセル３４ａ１が図１における左右方向に沿って積層されて構成されている。
【００３１】
本実施形態の燃料電池３４ａは、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池３４ａの燃料極には、燃料として改質ガス（水素、一酸化炭素、メタンガス、プロパンガスなど）が供給される。燃料電池３４ａの動作温度は４００〜１０００℃程度である。
【００３２】
セル３４ａ１の燃料極側には、改質ガスが流通する燃料流路３４ａ２が形成されている。セル３４ａ１の空気極側には、空気（カソードエア）が流通する空気流路３４ａ３が形成されている。
【００３３】
燃料電池３４ａは、マニホールド３４ｂ上に設けられている。マニホールド３４ｂには、改質部３３からの改質ガスが改質ガス供給管３３ｃを介して供給される。マニホールド３４ｂには、燃料流路３４ａ２の下端（一端）が接続され、かつ、改質ガスが導出する燃料導出口（図示なし）が複数設けられている。改質ガスは、燃料導出口を介して燃料流路３４ａ２の下端から燃料流路３４ａ２に導入され、燃料流路３４ａ２の上端から導出される。一方、カソードエアブロワ４３ａによって送出されたカソードエアは、カソードエア供給管４３を介して燃料電池３４ａに供給される。カソードエアは、空気流路３４ａ３の下端から空気流路３４ａ３に導入され、空気流路３４ａ３の上端から導出される。
【００３４】
カソードエアブロワ４３ａは、発電ユニット１０内に配置されている。カソードエアブロワ４３ａは、発電ユニット１０内の空気を吸入し燃料電池３４ａの空気極に吐出するものである。カソードエアブロワ４３ａは、カソードエアの流量（単位時間あたりの流量）を調整可能に設けられている。
【００３５】
燃料電池３４ａにおいては、燃料極に供給された改質ガスと空気極に供給された酸化剤ガスによって発電が行われる。燃料極では、下記化１及び化２に示す反応が生じ、空気極では、下記化３に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン（Ｏ２−）が、電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。したがって、燃料流路３４ａ２及び空気流路３４ａ３からは、発電に使用されなかった改質ガスおよび発電に使用されなかった酸化剤ガスが燃焼部３５に導出される。
（化１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
（化２）
ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−
（化３）
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−
【００３６】
燃焼部３５は、発電に使用されなかった改質ガス（アノードオフガス）を、発電に使用されなかった酸化剤ガス（カソードオフガス）によって燃焼させる燃焼空間である。燃焼部３５におけるアノードオフガスの燃焼によって燃焼ガス（火炎３６）が発生する。その燃焼ガスによって蒸発部３２及び改質部３３が加熱される。さらに、燃焼ガスは、燃料電池モジュール３０内を動作温度に加熱している。また、燃焼部３５におけるアノードオフガスの燃焼によって、燃焼排ガスが発生する。その燃焼排ガスは排気管１１ｄを介して燃料電池モジュール３０から排気される。
【００３７】
また、燃料電池システム１は、電流検出装置５０、電圧検出装置６０、温度検出装置７０および駆動時間計測装置８０をさらに備えている。
【００３８】
電流検出装置５０は、燃料電池３４ａから出力された電力の電流値を検出するものである。電流検出装置５０は、電力変換装置１３に配置されている。電流検出装置５０によって検出された電流値である検出電流値Ｉｋは、制御装置１５に出力される。
【００３９】
電圧検出装置６０は、電力変換装置１３から燃料ポンプ４２ｃに出力される電力の電圧値を検出するものである。電圧検出装置６０は、電力変換装置１３に配置されている。電圧検出装置６０によって検出された電圧値である検出電圧値Ｖｋは、制御装置１５に出力される。
【００４０】
温度検出装置７０は、改質用原料の温度を検出するものである。温度検出装置７０は、筐体１０ａ内の所定位置に配置されている。温度検出装置７０は、所定位置の温度を検出する。所定位置の温度は、燃料ポンプ４２ｃの温度と相関を有する。また、燃料ポンプ４２ｃの温度は、改質用原料の温度と相関を有する。よって、所定位置の温度は、改質用原料の温度と相関を有する。したがって、温度検出装置７０は、所定位置の温度を検出することにより、改質用原料の温度を間接的に検出する。温度検出装置７０によって検出された温度である検出温度Ｔｈｋは、制御装置１５に出力される。
【００４１】
駆動時間計測装置８０は、燃料ポンプ４２ｃの駆動時間を計測するものである。駆動時間計測装置８０は、電力変換装置１３から燃料ポンプ４２ｃに電力が供給された時間を、燃料ポンプ４２ｃの駆動時間として計測する。燃料ポンプ４２ｃの駆動時間は、燃料電池システム１が設置された時点をゼロとして計測される。駆動時間計測装置８０は、電力変換装置１３に配置されている。駆動時間計測装置８０によって計測された駆動時間である計測駆動時間Ｔｍｋは、制御装置１５に出力される。
【００４２】
制御装置１５は、燃料ポンプ４２ｃを少なくとも制御するものである。制御装置１５は、図２に示すように、目標流量設定部１５ａ、フィードバック制御部１５ｂ、取得部１５ｃ、算出部１５ｄ、記憶部１５ｅ、補正部１５ｆおよび燃料種推定部１５ｇを備えている。
【００４３】
目標流量設定部１５ａは、改質用原料の目標とする流量である目標流量Ｑｔを設定するものである。供給源Ｇｓから供給されている改質用原料の種類を推定する燃料種推定制御（後述する）が実行された場合、目標流量設定部１５ａは、改質用原料の目標流量Ｑｔを所定目標流量Ｑｔｓ（例えば２．０ＮＬ／ｍｉｎ）に設定する。目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔは、フィードバック制御部１５ｂおよび燃料種推定部１５ｇに出力される。
【００４４】
また、目標流量設定部１５ａは、燃料電池３４ａが発電を行う燃料電池システム１の発電運転中において、第一マップＭ１を使用して、燃料種推定制御によって推定された改質用原料の種類と、電流検出装置５０によって検出された検出電流値Ｉｋとに対応した目標流量Ｑｔを設定する。第一マップＭ１は、図３に示すように、改質用原料の種類毎に検出電流値Ｉｋと目標流量Ｑｔとの第一相関関係を示したものである。
【００４５】
ここで、第一相関関係について説明する。改質用原料の種類にかかわらず検出電流値Ｉｋに応じて燃料電池３４ａに供給すべき熱量が予め設定されている。この燃料電池３４ａに供給すべき熱量は、燃料電池３４ａにて発電するために必要な熱量および燃焼部３５にて燃焼するために必要な熱量を合わせた熱量である。よって、検出電流値Ｉｋが大きくなるにしたがって、燃料電池３４ａに必要な熱量が大きくなる。
【００４６】
また、改質用原料が有する熱量（単位量あたりの熱量）は、改質用原料の種類（改質用原料の成分比率）の違いにより異なる。よって、改質用原料の種類によって改質用原料の目標流量Ｑｔが異なる。したがって、第一相関関係は、改質用原料の種類毎に、複数設定されている。また、任意の検出電流値Ｉｋにて改質用原料の種類毎の目標流量Ｑｔを比較した場合、単位量あたりの熱量が大きい改質用原料ほど、その検出電流値Ｉｋに応じた改質用原料の目標流量Ｑｔが小さくなる。
【００４７】
第一相関関係における改質用原料の種類は、日本国内にて流通する、上述した都市ガスやＬＰＧ、だけでなく海外にて流通する改質用原料も含まれる。また、例えば同じ種類の改質用原料においても、地域によってその改質用原料の成分比率が異なることにより、その改質用原料に対応した目標流量Ｑｔを異なるようにする必要が生じる場合がある。この場合、その改質用原料は、成分比率によって複数の区分に分けられて、その複数の区分のそれぞれが、改質用原料の種類を異にするものとして扱われている。本実施形態において、第一相関関係は、改質用原料の種類として五つの改質用原料Ｆ１〜Ｆ５が設定されている。
【００４８】
図２に戻って説明を続ける。
フィードバック制御部１５ｂは、流量センサ４２ｂによって検出された検出流量が目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔとなるように、燃料ポンプ４２ｃの駆動量をフィードバック制御するものである。フィードバック制御は、流量センサ４２ｂによって検出された検出流量と目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔとの偏差に基づいて、燃料ポンプ４２ｃに対する制御指令値Ｄを算出して、制御指令値Ｄを燃料ポンプ４２ｃに出力する制御である。
【００４９】
フィードバック制御部１５ｂは、具体的には、流量センサ４２ｂによって検出された検出流量と目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔとの偏差（＝目標流量Ｑｔ−検出流量）を算出する。そして、フィードバック制御部１５ｂは、その偏差に基づいて燃料ポンプ４２ｃの回転数（ポンプの吐出量（流量））すなわちフィードバック量（操作量）を制御指令値Ｄとして算出する。燃料ポンプ４２ｃがＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御されているため、燃料ポンプ４２ｃに出力される制御指令値Ｄは、ＰＷＭ制御のデューティ比で算出される。
【００５０】
取得部１５ｃは、フィードバック制御部１５ｂから出力された制御指令値Ｄを取得するものである。取得部１５ｃは、フィードバック制御部１５ｂから取得した制御指令値Ｄを算出部１５ｄに出力する。
【００５１】
算出部１５ｄは、取得部１５ｃによって取得された制御指令値Ｄの第一所定時間内における平均値を、平均制御指令値Ｄａとして算出するものである。第一所定時間は、制御指令値Ｄの脈動の周期よりも長い時間に設定されている。制御指令値Ｄの脈動は、例えば燃料ポンプ４２ｃの脈動による検出流量の脈動によって生じる。第一所定時間は、例えば３０秒である。算出部１５ｄによって算出された平均制御指令値Ｄａは、補正部１５ｆに出力される。
【００５２】
記憶部１５ｅは、プログラムを実行する際に用いられるデータ等を記憶するものである。記憶部１５ｅは、各マップＭ１〜Ｍ５を記憶する。第一マップＭ１は、目標流量設定部１５ａに出力される。第二マップＭ２〜第四マップＭ４は、補正部１５ｆに出力される。第五マップＭ５は、燃料種推定部１５ｇに出力される。
【００５３】
第二マップＭ２は、図４に示すように、温度検出装置７０によって検出された検出温度Ｔｈｋと第一補正係数Ｃ１との第二相関関係を示したものである。第一補正係数Ｃ１は、後述する燃料種推定制御において制御指令値Ｄを補正する補正係数である。
【００５４】
ここで、第二相関関係について、目標流量Ｑｔを一定とする場合において説明する。改質用原料の温度が上昇するにしたがって、改質用原料の拡散が促進される。これにより、改質用原料の濃度勾配が抑制されるため、燃料ポンプ４２ｃによって送出される改質用原料の流量が増加する。これにより、流量センサ４２ｂによって検出される検出流量が、目標流量Ｑｔより増加したときに、流量センサ４２ｂからの検出流量を目標流量Ｑｔとするように、フィードバック制御部１５ｂから燃料ポンプ４２ｃに出力される制御指令値Ｄが低下する。すなわち、目標流量Ｑｔが一定であっても、改質用原料の温度が上昇するにしたがって、フィードバック制御部１５ｂから出力される制御指令値Ｄが低下する。
【００５５】
これに対して、第二相関関係は、温度検出装置７０からの検出温度Ｔｈｋが上昇するにしたがって、第一補正係数Ｃ１が増加するように導出されている。第一補正係数Ｃ１は、基準温度Ｔｈ０（例えば３０℃）である場合に「１」となるように設定されている。すなわち、第一補正係数Ｃ１は、制御指令値Ｄを、検出温度Ｔｈｋが基準温度Ｔｈ０である場合の制御指令値Ｄに補正する補正係数である。
【００５６】
第三マップＭ３は、図５に示すように、電圧検出装置６０によって検出された検出電圧値Ｖｋと第二補正係数Ｃ２との第三相関関係を示したものである。第二補正係数Ｃ２は、後述する燃料種推定制御において制御指令値Ｄを補正する補正係数である。
【００５７】
ここで、第三相関関係について、目標流量Ｑｔを一定とする場合において説明する。燃料ポンプ４２ｃに出力された電圧値が増加するにしたがって、燃料ポンプ４２ｃの駆動量ひいては改質用原料の流量が増加する。これにより、流量センサ４２ｂによって検出された検出流量が目標流量Ｑｔより高くなったときに、流量センサ４２ｂからの検出流量を目標流量Ｑｔとするように、フィードバック制御部１５ｂから燃料ポンプ４２ｃに出力される制御指令値Ｄが低下する。すなわち、目標流量Ｑｔが一定であっても、燃料ポンプ４２ｃに出力された電圧値が増加するにしたがって、フィードバック制御部１５ｂから出力される制御指令値Ｄが低下する。
【００５８】
これに対して、第三相関関係は、電圧検出装置６０からの検出電圧値Ｖｋが増加するにしたがって、第二補正係数Ｃ２が増加するように導出されている。第二補正係数Ｃ２は、基準電圧値Ｖ０（例えば２４Ｖ）である場合に「１」となるように導出されている。すなわち、第二補正係数Ｃ２は、制御指令値Ｄを、検出電圧値Ｖｋが基準電圧値Ｖ０である場合の制御指令値Ｄに補正する補正係数である。
【００５９】
第四マップＭ４は、図６に示すように、駆動時間計測装置８０によって計測された計測駆動時間Ｔｍｋと第三補正係数Ｃ３との第四相関関係を示したものである。第三補正係数Ｃ３は、後述する燃料種推定制御において制御指令値Ｄを補正する補正係数である。
【００６０】
ここで、第四相関関係について、目標流量Ｑｔを一定とする場合において説明する。燃料ポンプ４２ｃの駆動時間が長くなるにしたがって、燃料ポンプ４２ｃの経年劣化が進行するため、目標流量Ｑｔに対応する制御指令値Ｄに応じた燃料ポンプ４２ｃの駆動量ひいては改質用原料の流量が減少する。これにより、流量センサ４２ｂによって検出される検出流量が目標流量Ｑｔより低くなったときに、流量センサ４２ｂからの検出流量を目標流量Ｑｔとするように、フィードバック制御部１５ｂから燃料ポンプ４２ｃに出力される制御指令値Ｄが上昇する。すなわち、目標流量Ｑｔが一定であっても、燃料ポンプ４２ｃの駆動時間が長くなるにしたがって、フィードバック制御部１５ｂから出力される制御指令値Ｄが上昇する。
【００６１】
これに対して、第四相関関係は、駆動時間計測装置８０からの計測駆動時間Ｔｍｋが長くなるにしたがって、第三補正係数Ｃ３が減少するように導出されている。第三補正係数Ｃ３は、基準駆動時間Ｔｍ０（例えばゼロ時間（燃料ポンプ４２ｃの状態が初期状態である時間））である場合に「１」となるように導出されている。すなわち、第三補正係数Ｃ３は、制御指令値Ｄを、計測駆動時間Ｔｍｋが基準駆動時間Ｔｍ０である場合の制御指令値Ｄに補正する補正係数である。
【００６２】
第五マップＭ５（本発明のマップに相当）は、図７に示すように、改質用原料の種類毎に目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔとフィードバック制御部１５ｂから出力された制御指令値Ｄとの第五相関関係（本発明の相関関係に相当）を示したものである。
【００６３】
ここで、第五相関関係について説明する。改質用原料の種類（改質用原料の成分比率）の違いにより、改質用原料の比重等の特性が異なる。よって、任意の目標流量Ｑｔにて改質用原料の種類毎の制御指令値Ｄを比較した場合、比重の大きい燃料ほど、燃料ポンプ４２ｃの駆動量が増加し、ひいてはその任意の目標流量Ｑｔに応じた制御指令値Ｄが上昇する。第五相関関係は、第一相関関係と同様に、改質用原料の種類として五つの改質用原料Ｆ１〜Ｆ５が設定されている。
【００６４】
また、改質用原料の成分比率ひいては比重にばらつきがあるため、任意の目標流量Ｑｔに応じた制御指令値Ｄにおいてもばらつきが生じている。よって、その任意の目標流量Ｑｔに応じた制御指令値Ｄは、改質用原料の種類毎にその制御指令値Ｄのばらつきに相当する範囲を有している。各相関関係は、予め実験等により実測されて導出されている。
【００６５】
図２に戻って説明を続ける。
補正部１５ｆは、温度検出装置７０によって検出された検出温度Ｔｈｋ、電圧検出装置６０によって検出された検出電圧値Ｖｋ、および駆動時間計測装置８０によって計測された計測駆動時間Ｔｍｋを用いて、取得部１５ｃによって取得された制御指令値Ｄを補正するものである。補正部１５ｆは、具体的には、算出部１５ｄによって算出された平均制御指令値Ｄａを補正する。
【００６６】
補正部１５ｆは、第二マップＭ２を使用して、温度検出装置７０からの検出温度Ｔｈｋに対応した第一補正係数Ｃ１を導出する。また、補正部１５ｆは、第三マップＭ３を使用して、電圧検出装置６０からの検出電圧値Ｖｋに対応した第二補正係数Ｃ２を導出する。さらに、補正部１５ｆは、第四マップＭ４を使用して、駆動時間計測装置８０からの計測駆動時間Ｔｍｋに対応した第三補正係数Ｃ３を導出する。
【００６７】
そして、補正部１５ｆは、算出部１５ｄからの平均制御指令値Ｄａに各補正係数Ｃ１〜Ｃ３をそれぞれ乗算することにより、平均制御指令値Ｄａを補正する。補正部１５ｆによって補正された平均制御指令値Ｄａは、燃料種推定部１５ｇに出力される。
【００６８】
燃料種推定部１５ｇは、第五マップＭ５を使用して、目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔと補正部１５ｆによって補正された制御指令値Ｄ（平均制御指令値Ｄａ）とに対応した改質用原料の種類を推定するものである（詳細は後述する）。燃料種推定部１５ｇによって推定された改質用原料の種類は、目標流量設定部１５ａに出力される。
【００６９】
次に、制御装置１５が実行する燃料種推定制御について、図８に示すフローチャートに沿って説明する。制御装置１５は、スタートスイッチ（図示なし）が押されて起動運転が開始される場合、または計画運転にしたがって起動運転が開始される場合に、図８に示すプログラムを起動する。起動運転は、燃料電池３４ａの発電の準備を行う運転である。なお、起動運転が終了した場合、発電運転が開始される。
【００７０】
制御装置１５は、ステップＳ１０２にて、目標流量Ｑｔを所定目標流量Ｑｔｓに設定する（目標流量設定部１５ａ）。制御装置１５は、ステップＳ１０４にて、改質用原料の供給を開始する。制御装置１５は、具体的には、遮断弁４２ａを開路とするとともに、上述したフィードバック制御を行うことにより（フィードバック制御部１５ｂ）、燃料ポンプ４２ｃの駆動を開始する。これにより、改質用原料が燃料電池３４ａに向けて供給される。
【００７１】
そして、制御装置１５は、ステップＳ１０６にて、第二所定時間が経過したか否かを判定する。第二所定時間は、燃料ポンプ４２ｃへの制御指令値Ｄが出力された時点から、制御指令値Ｄが安定する時点までの時間である。第二所定時間は、具体的には、検出流量と目標流量Ｑｔとの偏差が所定値（例えば０．１ＮＬ／ｍｉｎ）以下となるまでの時間である。第二所定時間は、予め実験等によって実測されて導出されている。第二所定時間は、例えば３０秒である。
【００７２】
第二所定時間が経過していない場合、制御装置１５は、ステップＳ１０６にて「ＮＯ」と判定し、ステップＳ１０６を繰り返し実行する。一方、第二所定時間が経過した場合、制御装置１５は、ステップＳ１０６にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップＳ１０８に進める。この場合、改質用原料が燃料電池３４ａに向けて、所定目標流量Ｑｔｓにて安定して供給されている。
【００７３】
制御装置１５は、ステップＳ１０８にて制御指令値Ｄを取得して（取得部１５ｃ）、ステップＳ１１０にて平均制御指令値Ｄａを算出する（算出部１５ｄ）。さらに、制御装置１５は、ステップＳ１１２にて、平均制御指令値Ｄａを補正する（補正部１５ｆ）。
【００７４】
制御装置１５は、具体的には、温度検出装置７０からの検出温度Ｔｈｋ、電圧検出装置６０からの検出電圧値Ｖｋおよび駆動時間計測装置８０からの計測駆動時間Ｔｍｋを取得するとともに、上述したように、各マップＭ２〜Ｍ４を使用して各補正係数Ｃ１〜Ｃ３を導出して平均制御指令値Ｄａを補正する。これにより、平均制御指令値Ｄａは、基準温度Ｔｈ０、基準電圧値Ｖ０および基準駆動時間Ｔｍ０における平均制御指令値Ｄａに補正される。
【００７５】
続けて、制御装置１５は、ステップＳ１１４にて、改質用原料の種類を推定する（燃料種推定部１５ｇ）。制御装置１５は、具体的には、目標流量Ｑｔおよび補正された平均制御指令値Ｄａを用いて、上述したように、第五マップＭ５を使用して改質用原料の種類を推定する。例えば、燃料電池システム１に供給されている改質用原料が第三の改質用原料Ｆ３である場合、補正された平均制御指令値Ｄａが補正制御指令値Ｄｈとなる。よって、図７に示すように、補正制御指令値Ｄｈと所定目標流量Ｑｔｓとに対応した改質用原料の種類である第三の改質用原料Ｆ３が、供給源Ｇｓから供給されていると推定される。
【００７６】
上述した燃料種推定制御によって改質用原料が第三の改質用原料Ｆ３であると推定された場合、制御装置１５は、燃料電池システム１の発電運転において、第一マップＭ１における第三の改質用原料Ｆ３の第一相関関係を使用して、電流検出装置５０からの検出電流値Ｉｋに対応した第三の改質用原料Ｆ３の目標流量Ｑｔを設定する（目標流量設定部１５ａ）。
【００７７】
本実施形態によれば、燃料電池システム１は、供給源Ｇｓから供給された改質用原料を改質された改質燃料（改質ガス）である燃料と、酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池３４ａと、改質用原料を燃料電池３４ａに向けて供給する燃料ポンプ４２ｃと、改質用原料の流量を検出する流量センサ４２ｂと、改質用原料の温度を検出する温度検出装置７０と、燃料ポンプ４２ｃに電力を供給する電力変換装置１３と、電力変換装置１３から燃料ポンプ４２ｃに出力される電力の電圧値を検出する電圧検出装置６０と、燃料ポンプ４２ｃの駆動時間を計測する駆動時間計測装置８０と、燃料ポンプ４２ｃを少なくとも制御する制御装置１５と、を備えている。制御装置１５は、改質用原料の目標とする流量である目標流量Ｑｔを設定する目標流量設定部１５ａと、流量センサ４２ｂによって検出された流量である検出流量と、目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔとの偏差に基づいて、燃料ポンプ４２ｃに対する制御指令値Ｄを算出して、制御指令値Ｄを燃料ポンプ４２ｃに出力するフィードバック制御を行うフィードバック制御部１５ｂと、フィードバック制御部１５ｂから出力される制御指令値Ｄを取得する取得部１５ｃと、温度検出装置７０によって検出された温度である検出温度Ｔｈｋ、電圧検出装置６０によって検出された電圧値である検出電圧値Ｖｋ、および、駆動時間計測装置８０によって計測された駆動時間である計測駆動時間Ｔｍｋを用いて、取得部１５ｃによって取得された制御指令値Ｄを補正する補正部１５ｆと、改質用原料の種類毎に目標流量Ｑｔと制御指令値Ｄとの相関関係を示したマップを有する記憶部１５ｅと、第五マップＭ５を使用して、目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔと補正部１５ｆによって補正された制御指令値Ｄとに対応した改質用原料の種類を推定する燃料種推定部１５ｇと、を備えている。
【００７８】
改質用原料の温度の変動によって改質用原料の拡散係数が変動するため、改質用原料の濃度ひいては燃料ポンプ４２ｃによって送出される流量が変動する。また、燃料ポンプ４２ｃに供給される電力の電圧値が変動した場合や、燃料ポンプ４２ｃの経年劣化が進行した場合においても、燃料ポンプ４２ｃの駆動量が変動するため、燃料ポンプ４２ｃによって送出される流量が変動する。これらにより、流量センサ４２ｂによって検出される検出流量が変動するため、流量センサ４２ｂからの検出流量を目標流量Ｑｔとするように燃料ポンプ４２ｃに出力される制御指令値Ｄが変動する。
【００７９】
これに対して、本発明の燃料電池システム１においては、補正部１５ｆが、温度検出装置７０によって検出された検出温度Ｔｈｋ、電圧検出装置６０によって検出された検出電圧値Ｖｋ、および駆動時間計測装置８０によって検出された駆動時間である計測駆動時間Ｔｍｋを用いて、取得部１５ｃによって取得された制御指令値Ｄを補正する。よって、改質用原料の温度の変動、燃料ポンプ４２ｃに供給される電力の電圧値の変動および燃料ポンプ４２ｃの経年劣化の進行による制御指令値Ｄの変動が抑制される。そして、燃料種推定部１５ｇが、第五マップＭ５を使用して、目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔと補正部１５ｆによって補正された制御指令値Ｄとに対応した改質用原料の種類を推定するため、改質用原料が精度よく推定される。したがって、燃料電池システム１は、燃料電池３４ａに改質用原料を供給する燃料ポンプ４２ｃに対する制御指令値Ｄから、改質用原料の種類を精度よく推定することができる。
【００８０】
また、補正部１５ｆは、制御指令値Ｄ（平均制御指令値Ｄａ）を、基準温度Ｔｈ０、基準電圧値Ｖ０および基準駆動時間Ｔｍ０における制御指令値Ｄに補正する。よって、第五マップＭ５において、任意の改質用原料の種類における所定目標流量Ｑｔｓに対応した制御指令値Ｄの範囲を、制御指令値Ｄが補正されない場合に比べて狭くすることができる。これにより、任意の改質用原料における所定目標流量Ｑｔｓに対応した制御指令値Ｄの範囲と、他の改質用原料における所定目標流量Ｑｔｓに対応した制御指令値Ｄの範囲との重複を抑制することができる。したがって、第五マップＭ５における改質用原料の種類の数を、制御指令値Ｄが補正されない場合に比べて、多く設定することができる。
【００８１】
また、制御装置１５は、取得部１５ｃによって取得された制御指令値Ｄの第一所定時間内における平均値を平均制御指令値Ｄａとして算出する算出部１５ｄをさらに備えている。補正部１５ｆは、温度検出装置７０によって検出された検出温度Ｔｈｋ、電圧検出装置６０によって検出された検出電圧値Ｖｋ、および、駆動時間計測装置８０によって計測された計測駆動時間Ｔｍｋを用いて、算出部１５ｄによって算出された平均制御指令値Ｄａを補正する。燃料種推定部１５ｇは、第五マップＭ５を使用して、目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量と補正部１５ｆによって補正された平均制御指令値Ｄａとに対応した改質用原料の種類を推定する。
【００８２】
これによれば、補正部１５ｆは、制御指令値Ｄの第一所定時間内における平均値である平均制御指令値Ｄａを補正する。よって、制御指令値Ｄの脈動や制御指令値Ｄのばらつきが生じた場合であっても、これらの影響を抑制することができる。したがって、補正部１５ｆにおける補正の精度を向上させることができる。
【００８３】
なお、上述した実施形態において、燃料電池システムの一例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採用することもできる。例えば、上述した実施形態において、燃料電池３４ａの燃料は、供給源Ｇｓからの改質用原料を改質された改質燃料（改質ガス）であるが、これに代えて、供給源Ｇｓから直接供給される直接燃料としても良い。直接燃料は、例えば、天然ガスや石炭ガスなどである。また、この場合、改質部３３が省略される。
【００８４】
また、燃料電池３４ａに直接燃料が供給される場合、燃料ポンプ４２ｃは、直接燃料を燃料電池３４ａに向けて供給する。そしてこの場合、流量センサ４２ｂは、直接燃料の流量を検出する。さらにこの場合、温度検出装置７０は、直接燃料の温度を検出する。またこの場合、目標流量設定部１５ａは、直接燃料の目標流量Ｑｔを設定する。そしてこの場合、第五マップＭ５は、直接燃料の種類毎に目標流量Ｑｔと制御指令値Ｄとの相関関係を示す。さらにこの場合、燃料種推定部１５ｇは、第五マップＭ５を使用して、目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔと補正部１５ｆによって補正された制御指令値Ｄとに対応した直接燃料の種類を推定する。
【００８５】
また、上述した実施形態において、補正部１５ｆは、温度検出装置７０によって検出された温度である検出温度Ｔｈｋ、電圧検出装置６０によって検出された電圧値である検出電圧値Ｖｋ、および、駆動時間計測装置８０によって計測された駆動時間である計測駆動時間Ｔｍｋを用いて補正を行っている。これに代えて、補正部１５ｆが、温度検出装置７０によって検出された温度である検出温度Ｔｈｋ、電圧検出装置６０によって検出された電圧値である検出電圧値Ｖｋ、および、駆動時間計測装置８０によって計測された駆動時間である計測駆動時間Ｔｍｋのうち、何れか一つを用いて補正を行うようにしても良い。
【００８６】
また、上述した実施形態において、第一マップＭ１の第一相関関係および第五マップＭ５の第五相関関係は、改質用原料の種類の数が五つであるが、これに代えて、改質用原料の種類の数を増加または減少するようにしても良い。
【００８７】
また、上述した実施形態において、第五マップＭ５には、改質用原料の種類として五つの改質用原料Ｆ１〜Ｆ５が設定されている。これに対して、供給源Ｇｓから五つの改質用原料Ｆ１〜Ｆ５以外の新たな改質用原料が供給された場合に、その新たな改質用原料を第五マップＭ５に学習させるようにしても良い。具体的には、燃料種推定制御において、所定目標流量Ｑｔｓに対応する制御指令値Ｄが五つの改質用原料Ｆ１〜Ｆ５のそれぞれの制御指令値Ｄの範囲に属さない場合に、その制御指令値Ｄと所定目標流量Ｑｔｓに対応する改質用原料の種類として、新たな改質用原料の種類が第五マップＭ５に記憶される。また、その新たな改質用原料における所定目標流量Ｑｔｓに応じた制御指令値Ｄと、五つの改質用原料Ｆ１〜Ｆ５における所定目標流量Ｑｔｓに応じた制御指令値Ｄとの差分に基づいて、その新たな改質用原料の第一マップＭ１における第一相関関係が設定される。
【００８８】
また、上述した実施形態において、取得部１５ｃによって取得された制御指令値Ｄは、算出部１５ｄによって平均化されて補正部１５ｆに出力されているが、これに代えて、算出部１５ｄによる制御指令値Ｄの平均化を実行せずに、取得部１５ｃによって取得された制御指令値Ｄを補正部１５ｆに直接出力するようにしても良い。この場合、算出部１５ｄが省略される。
【００８９】
また、上述した実施形態において、温度検出装置７０は、筐体１０ａ内に配置されているが、これに代えて、燃料ポンプ４２ｃに直接配置するようにしても良い。また、温度検出装置７０を燃料供給管４２に直接配置して直接燃料の温度または改質用原料の温度を直接検出するようにしても良い。
【００９０】
また、上述した実施形態において、燃料種推定制御は、起動運転が開始される場合に実行されるが、これに代えて、起動運転中または発電運転中に第三所定時間（例えば２４時間）毎に実行されるようにしても良い。この場合、制御装置１５は、第五マップＭ５を使用して、燃料種推定制御が実行された時点における目標流量設定部１５ａによって設定された目標流量Ｑｔと、補正部１５ｆによって補正された制御指令値Ｄ（平均制御指令値Ｄａ）とに対応した直接燃料または改質用原料の種類を推定する。
【００９１】
また、上述した実施形態において、燃料電池３４ａは、固体酸化物形燃料電池であるが、これに代えて、固体高分子形燃料電池とするようにしても良い。
【符号の説明】
【００９２】
１…燃料電池システム、１０…発電ユニット、１１（３０）…燃料電池モジュール、１３…電力変換装置（電力供給装置）、１５…制御装置、１５ａ…目標流量設定部、１５ｂ…フィードバック制御部、１５ｃ…取得部、１５ｄ…算出部、１５ｅ…記憶部、１５ｆ…補正部、１５ｇ…燃料種推定部、３４ａ…燃料電池、４２ｂ…流量センサ（流量検出装置）、４２ｃ…燃料ポンプ（燃料供給装置）、５０…電流検出装置、６０…電圧検出装置、７０…温度検出装置、８０…駆動時間計測装置、Ｄ…制御指令値、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５…改質用原料、Ｇｓ…供給源、Ｍ１…第一マップ、Ｍ２…第二マップ、Ｍ３…第三マップ、Ｍ４…第四マップ、Ｍ５…第五マップ（マップ）、Ｑｔ…目標流量、Ｔｈｋ…検出温度、Ｔｍｋ…計測駆動時間、Ｖｋ…検出電圧値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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