(57)【要約】【課題】  車両に搭載した燃料電池に劣化が発生した場合、劣化の回復運転が適切な条件で行われるよう、劣化の原因を詳細に判定する【解決手段】  燃料電池の出力電流の目標値をステップ状に変化させる。この目標値に追従するよう駆動した燃料電池の出力電圧の過渡応答を測定し、過渡応答を応答の速い成分と遅い成分に分解する。応答の速い成分の時定数Ｔ１、遅い成分の時定数Ｔ２を算出する。正常時における応答の速い成分の時定数と時定数Ｔ１との差分ΔＴ１を算出し、正常時における応答の遅い成分の時定数と時定数Ｔ２との差分ΔＴ２を算出する。差分ΔＴ１に基づいて燃料電池の白金触媒の反応状態やセルの内部インピーダンスが変化する劣化を判定し、差分ΔＴ２に基づいて燃料電池の水素及び酸素の供給状態が変化する劣化を判定する。【選択図】  図４
2015018701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される燃料電池の劣化を検出する装置であって、
前記燃料電池の現在の出力電流値を所定量だけステップ状に増加させた目標値に設定する目標値設定手段と、
前記燃料電池の出力電流値が前記目標値に追従するよう前記燃料電池の出力電流を制御し、その際の前記燃料電池の出力電圧の過渡応答を測定する過渡応答測定手段と、
前記燃料電池の出力電圧の過渡応答を、応答が相対的に速い第１の成分と応答が相対的に遅い第２の成分とに分解する過渡応答分解手段と、
前記第１の成分の第１の時定数と前記第２の成分の第２の時定数とを算出する時定数算出手段と、
前記燃料電池の正常時の前記第１の成分の時定数である第１の基準時定数と前記第１の時定数との差分である第１の差分を算出し、前記燃料電池の正常時の前記第２の成分の時定数である第２の基準時定数と前記第２の時定数との差分である第２の差分を算出する差分算出手段と、
前記第１の差分が第１の成分規定値を超えていたら、前記燃料電池の触媒の反応状態及びセル内部のインピーダンスが変化する劣化が発生していると判定すると共に、その劣化の度合いを判定し、前記第２の差分が第２の成分規定値を超えていたら、前記燃料電池における水素及び酸素の供給状態が変化する劣化が発生していると判定すると共に、その劣化の度合いを判定する劣化判定手段と
を備える車両用燃料電池の劣化検出装置。
【請求項２】
前記第１の差分に基づいて判定された劣化の度合いが所定の範囲を超えている場合、
前記燃料電池において電流密度が相対的に小さい第１の領域における第１の電流値と第１の電圧値を測定し、
前記燃料電池において電流密度が前記第１の領域より大きい第２の領域における第２の電流値と第２の電圧値を測定し、
前記燃料電池の正常時に前記第１の電流値で駆動した場合の電圧値と前記第１の電圧値との差分が第１の電流規定値を超えている場合、前記燃料電池のセルの触媒表面の還元反応を促進させる条件で前記燃料電池の劣化を回復するための運転を行い、
前記燃料電池の正常時に前記第１の電流値で駆動した場合の電圧値と前記第１の電圧値との差分が前記第１の電流規定値を超えず、かつ、前記燃料電池の正常時に前記第２の電流値で駆動した場合の電圧値と前記第２の電圧値との差分が第２の電流規定値を超えている場合、前記燃料電池のセルの高分子膜を加湿させる条件で前記燃料電池の劣化を回復するための運転を行う、請求項１に記載の車両用燃料電池の劣化検出装置。
【請求項３】
前記第２の差分に基づいて判定された劣化の度合いが所定の範囲を超えている場合、
前記燃料電池の温度が温度規定値より高い場合、前記燃料電池のセル内部の水分を除去させる条件で前記燃料電池の劣化を回復するための運転を行い、
前記燃料電池の温度が前記温度規定値より低い場合、前記燃料電池のセル内部の凍結した水分を融解する条件で前記燃料電池の劣化を回復するための運転を行う、請求項１に記載の車両用燃料電池の劣化検出装置。
【請求項４】
前記劣化検出手段により前記第１の差分に基づいて前記燃料電池の劣化が判定されたら、劣化を回復させるための前記燃料電池の回復運転の時間を前記第１の差分に基づいて決定し、
前記劣化検出手段により前記第２の差分に基づいて前記燃料電池の劣化が検出されたら、劣化を回復させるための前記燃料電池の回復運転の時間を前記第２の差分に基づいて決定する、請求項１に記載の車両用燃料電池の劣化検出装置。
【請求項５】
前記劣化判定手段により判定された劣化を回復するための回復運転を実行したにもかかわらず前記燃料電池の劣化が回復しない場合において、正常時の前記燃料電池の出力電圧値に対する回復運転後の前記燃料電池の出力電圧値の低下が、所定の許容レベルより小さい場合、
前記燃料電池の出力電流値の新たな目標値を設定し、
出力電流値が前記新たな目標値に追従するよう前記燃料電池を制御した際の前記燃料電池の出力電圧の過渡応答を測定し、
前記燃料電池の出力電圧の過渡応答を、前記第１の成分と前記第２の成分とに分解し、
前記第１の成分の第３の時定数と前記第２の成分の第４の時定数とを算出し、
前記第１の基準時定数を前記第３の時定数に置き換え、前記第２の基準時定数を前記第４の時定数に置き換える、請求項１に記載の車両用燃料電池の劣化検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される燃料電池の劣化検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動二輪車、自動四輪車等の車両の分野では、地球環境に配慮して、動力源として例えば高分子膜を有する固体高分子型燃料電池を搭載した車両が知られている。固体高分子型燃料電池は、基本単位であるセルを複数枚積層して直列接続したスタックを構成している。セルは、高分子膜（プロトン交換膜）を間にしてアノード極（燃料極）とカソード極（空気極）が貼り合され、その外側にカーボンペーパから成る支持集電体が配置される。さらに、その外側に冷却水を流す管路を有するセパレータが配置されている。アノード極及びカソード極は白金微粒子をカーボン担体上に担持した触媒と電解質から構成される。アノード極に水素が導入されると、水素はイオン化してプロトン交換膜を通してカソード極へ移動し，同時にイオン化した時放出される電子は，プロトン交換膜を通らずに導線を伝って外部へ抜け出し電流となる。カソード極に導入される酸素は、高分子膜を通して入ってくる水素イオンと外部の導線を通って入ってくる電子と反応して水となり、排出される。
【０００３】
このような燃料電池を搭載した車両の実際の使用状況においては、走行時の負荷や周辺環境、保管時の周辺環境が様々に変化する。そのため、燃料電池には、白金触媒の表面の酸化、溶出、プロトン交換膜の乾燥、穴あき、セル内部の水分過多や水分凍結、セパレータ表面の酸化等、一時的あるいは恒久的な性能低下（劣化）が生じる。これらの劣化のうち、白金触媒の表面の酸化、プロトン交換膜の乾燥、セル内部の水分過多、水分凍結は燃料電池の一時的な劣化である。このような一時的な劣化が生じた場合、燃料電池を劣化から回復させるための条件下で運転させ（以下、回復運転という）、燃料電池の性能の回復を図ることが必要である。すなわち、燃料電池の劣化度合いを検出し、その検出結果に基づいて回復運転の必要性を判断し、さらには、燃料電池の劣化原因を特定し、その劣化状態からの回復に適した回復運転の条件を劣化原因に基づいて選択しなければならない。
【０００４】
燃料電池の劣化を判定する技術として、例えば、特許文献１では、燃料電池の出力電圧を予め定められた降下パターンに制御し、この制御中における燃料電池の出力電流の測定値を積算して求めた電気量から燃料電池の劣化を判定するシステムが提案されている。このシステムにおいては、出力電流の測定処理をカソード極にたいするエアブロー処理後に行って触媒を担持する担体の劣化を判定し、その後、再度同じ測定処理を行って触媒の変化を判定している。また、特許文献２では、発電を停止させた後に燃料電池の電圧変化量を検出することにより、適切なタイミングで燃料電池の放電を行い、プロトン交換膜の劣化を防止する燃料電池システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０８９４４８号公報
【特許文献２】特開２０１２−０２８２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のシステムは触媒と担体に原因がある燃料電池の劣化を検出することはできるが、他の要因、例えばセル内部の水分過多、水素及び酸素の供給状態の悪化による燃料電池の劣化は検出できない。従って、劣化の原因が触媒と担体以外にある場合、燃料電池の回復運転の適切な条件を選択することができない。また、特許文献２のシステムでは、燃料電池の劣化度合いを検出し、様々な劣化原因の中から実際に劣化を生じさせている原因を特定することはできない。従って、特許文献１のシステムと同様、燃料電池の回復運転を適切に行うことはできない。
【０００７】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池を搭載した車両の実際の使用状況において燃料電池の劣化が発生した場合、劣化の回復運転の条件が適切に選択されるよう、その劣化原因を正確に判定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車両に搭載される燃料電池の劣化を検出する装置であって、前記燃料電池の現在の出力電流値を所定量だけステップ状に増加させた目標値に設定する目標値設定手段と、前記燃料電池の出力電流値が前記目標値に追従するよう前記燃料電池の出力電流を制御し、その際の前記燃料電池の出力電圧の過渡応答を測定する過渡応答測定手段と、前記燃料電池の出力電圧の過渡応答を、応答が相対的に速い第１の成分と応答が相対的に遅い第２の成分とに分解する過渡応答分解手段と、前記第１の成分の第１の時定数と前記第２の成分の第２の時定数とを算出する時定数算出手段と、前記燃料電池の正常時の前記第１の成分の時定数である第１の基準時定数と前記第１の時定数との差分である第１の差分を算出し、前記燃料電池の正常時の前記第２の成分の時定数である第２の基準時定数と前記第２の時定数との差分である第２の差分を算出する差分算出手段と、  前記第１の差分が第１の成分規定値を超えていたら、前記燃料電池の触媒の反応状態及びセル内部のインピーダンスが変化する劣化が発生していると判定すると共に、その劣化の度合いを判定し、前記第２の差分が第２の成分規定値を超えていたら、前記燃料電池における水素及び酸素の供給状態が変化する劣化が発生していると判定すると共に、その劣化の度合いを判定する劣化判定手段とを備える。
【０００９】
また、本発明において、前記第１の差分に基づいて判定された劣化の度合いが所定の範囲を超えている場合、前記燃料電池において電流密度が相対的に小さい第１の領域における第１の電流値と第１の電圧値を測定し、前記燃料電池において電流密度が前記第１の領域より大きい第２の領域における第２の電流値と第２の電圧値を測定し、前記燃料電池の正常時に前記第１の電流値で駆動した場合の電圧値と前記第１の電圧値との差分が第１の電流規定値を超えている場合、前記燃料電池のセルの触媒表面の還元反応を促進させる条件で前記燃料電池の劣化を回復するための運転を行い、前記燃料電池の正常時に前記第１の電流値で駆動した場合の電圧値と前記第１の電圧値との差分が前記第１の電流規定値を超えず、かつ、前記燃料電池の正常時に前記第２の電流値で駆動した場合の電圧値と前記第２の電圧値との差分が第２の電流規定値を超えている場合、前記燃料電池のセルの高分子膜を加湿させる条件で前記燃料電池の劣化を回復するための運転を行うよう、構成することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記第２の差分に基づいて判定された劣化の度合いが所定の範囲を超えている場合、前記燃料電池の温度が温度規定値より高い場合、前記燃料電池のセル内部の水分を除去させる条件で前記燃料電池の劣化を回復するための運転を行い、前記燃料電池の温度が前記温度規定値より低い場合、前記燃料電池のセル内部の凍結した水分を融解する条件で前記燃料電池の劣化を回復するための運転を行うよう、構成することができる。
【００１１】
また、本発明において、前記劣化検出手段により前記第１の差分に基づいて前記燃料電池の劣化が判定されたら、劣化を回復させるための前記燃料電池の回復運転の時間を前記第１の差分に基づいて決定し、前記劣化検出手段により前記第２の差分に基づいて前記燃料電池の劣化が検出されたら、劣化を回復させるための前記燃料電池の回復運転の時間を前記第２の差分に基づいて決定するよう、構成することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記劣化判定手段により判定された劣化を回復するための回復運転を実行したにもかかわらず前記燃料電池の劣化が回復しない場合において、正常時の前記燃料電池の出力電圧値に対する回復運転後の前記燃料電池の出力電圧値の低下が、所定の許容レベルより小さい場合、前記燃料電池の出力電流値の新たな目標値を設定し、出力電流値が前記新たな目標値に追従するよう前記燃料電池を制御した際の前記燃料電池の出力電圧の過渡応答を測定し、前記燃料電池の出力電圧の過渡応答を、前記第１の成分と前記第２の成分とに分解し、前記第１の成分の第３の時定数と前記第２の成分の第４の時定数とを算出し、前記第１の基準時定数を前記第３の時定数に置き換え、前記第２の基準時定数を前記第４の時定数に置き換えるよう、構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述のように、本発明に係る車両用燃料電池の劣化検出装置は、燃料電池の現在の出力電流値を所定量だけステップ状に増加させた目標値を設定し、出力電流値がこの目標値に追従するよう燃料電池を制御した際の燃料電池の出力電圧の過渡応答を測定し、この過渡応答に含まれる応答が相対的に速い第１の成分と応答が相対的に遅い第２の成分とに基づいて、燃料電池の劣化の原因とその度合いを判定している。従って、燃料電池の回復運転の必要性を判断することができると共に、燃料電池に劣化が発生している場合、劣化回復のための適切な条件を選択して回復運転を行うことができる。
【００１４】
上述の過渡応答に含まれる相対的に応答の速い第１の成分に基づいて判定された劣化の度合いが所定の範囲を超えている場合、燃料電池において電流密度が異なる複数の領域の電流値と電圧値をそれぞれ測定することにより、これらの電流値及び電圧値に基づいて劣化の原因をより詳細に判定することができる。従って、相対的に応答の速い第１の成分に基づいて判定された劣化を回復するための回復運転を行う際、より適切な条件を選択することができる。
【００１５】
上述の過渡応答に含まれる相対的に応答の遅い第２の成分に基づいて判定された劣化の度合いが所定の範囲を超えている場合、燃料電池の温度を測定することにより、この測定温度に基づいて劣化の原因をより詳細に判定することができる。従って、相対的に応答の遅い第２の成分に基づいて判定された劣化を回復するための回復運転を行う際、より適切な条件を選択することができる。
【００１６】
過渡応答に含まれる相対的に応答の速い第１の成分に基づいて劣化の発生が判定された場合は、上述の第１の時定数と第１の基準時定数との差分である第１の差分に基づいて回復運転の時間を算出し、過渡応答に含まれる相対的に応答の遅い第２の成分に基づいて劣化の発生が判定された場合は、上述の第２の時定数と第２の基準時定数との差分である第２の差分に基づいて回復運転の時間を算出することにより、劣化の原因に応じて回復運転の時間を最適化することができる。従って、回復運転による燃料電池の出力の低下等の車両の走行に及ぼす影響を抑制することができる。
【００１７】
劣化を回復するための回復運転を実行したにもかかわらず劣化が回復しない場合において、正常時の燃料電池の出力電圧値に対する回復運転後の燃料電池の出力電圧値の低下が所定の許容レベルより小さい場合、燃料電池の性能は低下しているが、使用を継続することはできる。この場合、上述の基準電圧値の置き換え処理を行うことにより、一時的な劣化の発生を引き続き判定することができ、適切な回復運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用燃料電池の劣化検出装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用燃料電池の劣化検出装置の第１のＤＣ−ＤＣコンバータの構成図である。
【図３】燃料電池の過渡特性を示すグラフである。
【図４】劣化検出装置で実行される劣化検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】燃料電池の損失特性を示すグラフである。
【図６】燃料電池の活性化分極が増大したときの特性を示すグラフである。
【図７】燃料電池の抵抗分極が増大したときの特性を示すグラフである。
【図８】劣化した燃料電池の回復運転の条件を選択する処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】劣化した燃料電池の回復運転の条件を選択する処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】劣化した燃料電池の回復運転の後に行われる処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】劣化検出処理の変形例において測定される燃料電池の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図１２】劣化検出処理の変形例において測定される燃料電池の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る車両用燃料電池の劣化検出装置のブロック図である。データ処理装置１０は、劣化検出装置全体を制御するシステムコントローラである。データ処理装置１０には、燃料電池（ＦＣ）２０、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０、インバータ４０、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６０、バッテリ７０が接続されている。インバータ４０にはモータ５０が接続され、第２のＤＣ−ＤＣコンバータにはバッテリ７０が接続されている。燃料電池２０の温度センサ２１により測定される燃料電池２０の温度データ、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧センサ３１、電流センサ３２により測定される各種データは、データ処理装置１０に入力される。データ処理装置１０ではこれらの各種データに基づいて演算処理が行われ、制御信号が生成される。燃料電池２０、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０、インバータ４０、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６０、バッテリ７０にはそれぞれ制御回路（図示せず）が搭載されており、データ処理装置１０との間で、それぞれ制御信号の送受信が行われる。
【００２０】
図２は、図１の第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の構成を示す図である。第１のＤＣ−ＤＣコンバータは昇降圧型コンバータであり、上述の電圧センサ３１及び電流センサ３２の他に、インダクタンス３３、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、及びＳＷ４を備える。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４はスイッチング素子であり、例えばパワーＭＯＳＦＥＴが使用される。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において昇圧動作が行われる場合、スイッチＳＷ１はＯＮにスイッチされ、スイッチＳＷ２はＯＦＦにスイッチされ、スイッチＳＷ３及びＳＷ４は入出力間の電圧差に応じたデューティ比でスイッチングされる。また、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において降圧動作が行われる場合、スイッチＳＷ４がＯＮにスイッチされ、スイッチＳＷ３がＯＦＦにスイッチされ、スイッチＳＷ１及びＳＷ２は入出力間の電圧差に応じたデューティ比でスイッチングされる。電圧センサ３１及び電流センサ３２の検知結果に基づいて、電圧及び電流が所定の目標値に追従するよう、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のスイッチングが制御される。
【００２１】
データ処理装置１０で実行される燃料電池２０の回復制御の処理手順は次の通りである。まず、燃料電池２０の劣化検出処理が行われ、この検出結果に基づいて燃料電池２０の回復運転を実行するべきか否かが判定される。燃料電池２０の回復運転が必要であると判断されたら、劣化の状態に応じて回復運転の条件が選択され、次いで、選択された条件で燃料電池２０の回復運転が実行される。そして、回復運転後に、燃料電池２０の出力が回復したか否かの確認が行われ、回復していない場合は、後述する回復運転後の処理が実行される。これらの処理は燃料電池２０を発電しながら実行されるため、処理中、燃料電池２０からは電力が出力されている。上述のように、燃料電池２０の出力電流は、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０及びインバータ４０を介してモータ５０に出力されてモータ５０が駆動され、あるいは第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６０を介してバッテリ７０に出力されてバッテリ７０が充電される。車両の走行状態やバッテリ７０の充電状態に応じて、モータ駆動、バッテリ充電が行われる。
【００２２】
［燃料電池の劣化検出］
本実施形態においては、燃料電池２０の過渡特性に着目して燃料電池２０の劣化の度合い及びその原因を判定する。図３は、燃料電池の出力電流の目標値をステップ状に増加させたときの出力電圧の過渡応答を示している。時刻ｔ１において燃料電池２０の出力電流の目標値をステップ状に増加すると、燃料電池２０の出力電圧は、実線Ｌ２０に示すように時刻ｔ１で約５０％の降下を示したのち、緩やかに下降していく。実線Ｌ２０で示す出力電圧の過渡応答性は、相対的に応答の速い成分（破線Ｌ２１）と相対的に応答の遅い成分（破線Ｌ２２）の和で近似できる。応答の速い成分は、時刻ｔ１で約５０％の下降を示した後、電圧値が維持される。応答の遅い成分は、時刻ｔ１で急激な降下をすることはなく、時間の経過と共に緩やかな降下を示している。
【００２３】
応答の速い成分は、燃料電池２０のセルの白金触媒の反応やセルの内部インピーダンスに関係している。すなわち、燃料電池２０において、セルの白金触媒表面酸化に起因する劣化や高分子膜の乾燥に起因する劣化が生じた場合や、セル内部の水分過多により水素や酸素の供給状態が悪化して性能劣化が生じた場合等の時に、応答の速い成分に遅れが発生する。また、応答の遅い成分は、燃料電池２０における水素及び酸素の供給に関係している。すなわち、燃料電池２０における水素及び酸素の供給状態が変化する劣化（例えば、正常時の８０％以下のレベル）が生じた場合、応答の遅い成分に更なる遅れが発生する。応答の速い成分と応答の遅い成分の時定数には大きな違いがあるため、個別に検出することができる。
【００２４】
本実施形態では、燃料電池２０の出力電流値をステップ状に上げた場合の出力電圧の過渡応答を測定し、上述の応答の速い成分と遅い成分に分解し、それぞれの時定数を算出することにより、燃料電池２０の劣化の度合い及びその原因を判定する。燃料電池２０の出力電圧の過渡応答は式（１）で示すように１次遅れ系伝達関数のステップ応答の和で近似する。
【数１】
2015018701.tif 000003
ここで、ｔは時間、Ｖ０は電圧初期値、Ｖは過渡応答電圧値、Ｖ１は応答の速い成分の電圧値、Ｖ２は応答の遅い成分の電圧値、Ｖ１∞は応答の速い成分の電圧最終値、Ｖ２∞は応答の遅い成分の電圧最終値、Ｔ１は応答の速い成分の時定数、Ｔ２は応答の遅い成分の時定数である。
【００２５】
応答の速い成分の電圧値Ｖ１の時定数Ｔ１と、応答の遅い成分Ｖ２の電圧値の時定数Ｔ２を、式（２）、（３）に示すように正常状態（燃料電池２０に劣化が発生していない状態）における時定数と比較する。
【数２】
2015018701.tif 000004
ここで、ΔＴ１は応答の速い成分の正常状態における時定数と、検出された応答の速い成分の時定数との差分であり、Ｔ１ｓｔｄは応答の速い成分の正常状態における時定数である。
【数３】
2015018701.tif 000005
ここで、ΔＴ２は応答の遅い成分の正常状態における時定数と、検出された応答の遅い成分の時定数との差分であり、Ｔ２ｓｔｄは応答の遅い成分の正常状態における時定数である。
【００２６】
本実施形態では、ΔＴ１  に基づいて燃料電池２０における触媒の反応状態やセルの内部インピーダンスが変化する劣化度合いが判断され、ΔＴ２に基づいて燃料電池２０における水素及び酸素の供給状態が変化する劣化度合いが判断される。
【００２７】
図４は、データ処理装置１０で実行される燃料電池２０の劣化検出処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０において、燃料電池２０から出力され第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０に入力された電流の電流値がステップ状に上昇するよう、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０のスイッチング制御が行われる。ステップ状に上昇した電流値（目標値）は、データ処理装置１０に入力される。データ処理装置１０は、燃料電池２０の出力電流が目標値に追従するよう、燃料電池２０に制御信号を出力する。次いでステップＳ１１において、出力電流が目標値となるよう制御された燃料電池２０の出力電圧の過渡応答が第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧センサ３１により測定され、電圧センサ３１により測定された過渡応答波形は、データ処理装置１０に時系列のデータ配列として記録される。
【００２８】
ステップＳ１２において、過渡応答波形は、上述の式（１）に示す１次遅れ系伝達関数のステップ応答の和で近似され、ステップＳ１３で、応答の速い成分Ｖ１の時定数Ｔ１と、応答の遅い成分Ｖ２の時定数Ｔ２が算出される。次いでステップＳ１４へ進み、応答の速い成分の正常状態における時定数と、ステップＳ１３で算出された応答の速い成分の時定数Ｔ１との差分ΔＴ１が算出され、応答の遅い成分の正常状態における時定数と、ステップＳ１３で算出された応答の遅い成分の時定数Ｔ２との差分ΔＴ２が算出される。
【００２９】
スッテプＳ１５では差分ΔＴ１が予め定められた規定値と比較され、ΔＴ１が規定値以上の場合、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、応答の速い成分の時定数Ｔ１が正常時に比べ規定値以上に変化していることに基づき、燃料電池２０においてセルの白金触媒の反応状態やセルの内部インピーダンスが変化する劣化が発生していると判断される。また、ΔＴ１の値に応じて、この劣化の度合いが判断される。すなわち、ΔＴ１の値が大きいほど、白金触媒の反応状態やセルの内部インピーダンスが変化する劣化の度合いが大きいと判断される。次いで、ステップＳ１７へ進む。ΔＴ１が規定値より低い場合、ステップＳ１６の処理はスキップされ、ステップＳ１７へ進む。
【００３０】
ステップＳ１７では差分ΔＴ２が予め定められた規定値と比較され、ΔＴ２が規定値以上の場合、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８では、応答の遅い成分の時定数Ｔ２が正常時に比べ規定値以上に変化していることに基づき、燃料電池２０において水素及び酸素の供給状態が変化する劣化が発生していると判断される。また、ΔＴ２の値に応じて、この劣化の度合いが判断される。すなわち、ΔＴ２の値が大きいほど、水素及び酸素の供給状態が変化する劣化の度合いが大きいと判断される。以上で、燃料電池２０の劣化検出は終了する。ΔＴ２が規定値より低い場合、ステップＳ１８の処理はスキップされ、燃料電池２０の劣化検出は終了する。
【００３１】
［回復運転条件の選択］
本実施形態においては、上述の図４のステップＳ１６及びＳ１８で判断された劣化の原因及びその度合いに基づいて、燃料電池２０の回復運転の条件が選択される。応答の速い成分の時定数の差分ΔＴ１に基づいて、燃料電池２０の白金触媒の反応状態やセルの内部インピーダンスが変化する劣化の度合いが大きいと判断された場合、触媒表面の還元反応を促す条件、あるいは高分子膜を加湿させる条件で、燃料電池２０の回復運転を行う。
【００３２】
燃料電池２０の損失には、電極反応の活性化エネルギーに起因する活性化分極（Ｖａｃｔ）、電解質や電極の電気抵抗に起因する抵抗分極（Ｖｏｈｍ）、電極表面における反応物の濃度現象に起因する拡散分極（Ｖｔｒａｎｓ）がある。図５は、これらの損失の特性を示すグラフである。燃料電池２０における白金触媒の反応状態の劣化は、活性化分極Ｖａｃｔの増大を招き、燃料電池２０のセルの内部インピーダンス劣化は、抵抗分極Ｖｏｈｍの増大を招く。従って、図５中、Ａ１１で示す電流密度が小さい領域から出力電圧の低下が見られる場合は、燃料電池２０の白金触媒の反応状態の劣化が生じていると判断できる。また、図５中、Ａ１２で示す電流密度が中程度の領域で出力電圧の低下が見られる場合は、セルの内部インピーダンスの劣化が生じていると判断できる。
【００３３】
そこで、まず電流密度が小さい領域Ａ１１２、燃料電池２０の電圧Ｖ１と電流Ｉ１を測定し、燃料電池２０の正常時に同じ電流Ｉ１とした時の電圧Ｖ１ｓｔｄと比較する。次いで、電流密度が中程度の領域Ａ１２で、同様に、燃料電池２０の電圧Ｖ２と電流Ｉ２を測定し、燃料電池２０の正常時に同じ電流Ｉ２とした時の電圧Ｖ２ｓｔｄと比較する。図６に示すように、電流密度が小さい領域Ａ２１から既に正常時の電圧Ｖ１ｓｔｄとの差が大きい場合は、活性化分極は増大している。従って、白金触媒の反応状態に問題が生じていると判断され、燃料電池２０の回復運転において、触媒表面の還元反応を促す条件が選択される。一方、図７に示すように、電流密度が小さい領域Ａ１１では正常時の電圧Ｖ１ｓｔｄとの差が小さく、電流密度が中程度の領域Ａ１２で正常時の電圧Ｖ２ｓｔｄとの差が大きい場合は、抵抗分極が増大している。従って、セルの内部インピーダンスに問題が生じていると判断され、燃料電池２０の回復運転において、高分子膜を加湿させる条件が選択される。また、燃料電池２０の劣化の度合いを応答の速い成分の時定数の差分ΔＴ１に基づいて判断しているため、回復運転の時間はΔＴ１に基づいて決定される。
【００３４】
応答の遅い成分の時定数の差分ΔＴ２に基づいて、燃料電池２０の水素及び酸素の供給状態が変化する劣化度合いが大きいと判断された場合、セル内部の水分を除去させる条件、あるいはセル内部の凍結した水分を融解させる条件で、燃料電池２０の回復運転は行われる。これらの条件のどちらを選択するかは、燃料電池２０の温度センサ２１により検出される燃料電池２０の温度に基づいて決定される。
【００３５】
図４のステップＳ１５、Ｓ１６において燃料電池２０に白金触媒の反応状態やセルの内部インピーダンスが変化する劣化が生じていると判断された場合の、燃料電池２０の回復運転の条件を選択する処理手順が図８に示される。ステップＳ２０において、電流密度が小さい領域での燃料電池２０の電圧Ｖ１と電流Ｉ１が、それぞれ第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧センサ３１と電流センサ３２により測定される。次いで、ステップＳ２１において、正常時に電流Ｉ１が出力される場合の電圧Ｖ１ｓｔｄと電圧Ｖ１の差分が算出される。ステップＳ２２では、電流密度が中程度の領域での電圧Ｖ２と電流Ｉ２が、それぞれ第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧センサ３１と電流センサ３２により測定される。次いで、ステップＳ２３において、正常時に電流Ｉ２が出力される場合の電圧Ｖ２ｓｔｄと電圧Ｖ２の差分が算出される。
【００３６】
ステップＳ２４では、上述の電圧Ｖ１ｓｔｄと電圧Ｖ１の差分が、予め定められた規定値より大きいか否かが判定される。電圧Ｖ１ｓｔｄと電圧Ｖ１の差分が規定値より大きい場合は、ステップＳ２５へ進む。ステップＳ２５では、燃料電池２０の回復運転の条件として、セルの触媒表面の還元反応を促す条件が選択される。一方、電圧Ｖ１ｓｔｄと電圧Ｖ１の差分が規定値以下の場合は、ステップＳ２６へ進む。
【００３７】
ステップＳ２６では、上述の電圧Ｖ２ｓｔｄと電圧Ｖ２の差分が、予め定められた規定値より大きいか否かが判定される。電圧Ｖ２ｓｔｄと電圧Ｖ２の差分が規定値より大きい場合、ステップＳ２７へ進む。ステップＳ２７では、燃料電池２０の回復運転の条件として、セルの高分子膜を加湿する条件が選択される。
【００３８】
ステップＳ２５若しくはＳ２７で燃料電池２０の回復運転の条件が選択された後、ステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８では、燃料電池２０の回復運転の運転時間が、図４のステップＳ１４で算出された上述の時定数の差分ΔＴ１に基づいて決定される。差分ΔＴ１が大きいほど運転時間は長く設定される。
【００３９】
電圧Ｖ１ｓｔｄと電圧Ｖ１の差分が規定値以下で（ステップＳ２４でＮＯ）、かつ電圧Ｖ２ｓｔｄと電圧Ｖ２の差分が規定値以下の場合（ステップＳ２６でＮＯ）、燃料電池２０に回復すべき劣化は生じていないと判断される。従って、回復運転の条件および時間を決定する処理は行われない。
【００４０】
図４のステップＳ１７、Ｓ１８において燃料電池２０に水素及び酸素の供給状態が変化する劣化があると判断された場合の、燃料電池２０の回復運転の条件を選択する処理手順が図９に示される。ステップＳ３０において燃料電池２０の温度ＴＦＣが温度センサ２１により測定され、次いで、ステップＳ３１において、温度ＴＦＣが予め設定された規定値と比較される。温度ＴＦＣが規定値より高い場合、ステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２では、燃料電池２０の回復運転の条件として、セル内部の水分を除去させる条件が選択される。温度ＴＦＣが規定値以下の場合、ステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３では、燃料電池２０の回復運転の条件として、セル内部の凍結した水分を融解させる条件が選択される。ステップＳ３２若しくはステップＳ３３で燃料電池２０の回復運転の条件が選択されたらステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４では、燃料電池２０の回復運転の運転時間が、図４のステップＳ１４で算出された上述の時定数の差分ΔＴ２に基づいて決定される。差分ΔＴ２が大きいほど運転時間は長く設定される。
【００４１】
以上のようにして、燃料電池２０の劣化の度合い及び原因の判定結果に基づいて、燃料電池２０の回復運転の条件及び時間が選択される。これにより、燃料電池２０の性能を最大限に引き出すことができる。
【００４２】
［回復運転とその後の処理］
図１０は、燃料電池２０の回復運転とその後の処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ４０で、燃料電池２０の回復運転が実行される。回復運転は、図８若しくは図９のフローチャートを用いて説明した上述の処理により決定された条件及び時間に基づいて実行される。また、最初にステップＳ４０が実行されるとき、回復運転の回数を示す変数が「０」に設定される。燃料電池２０の回復運転が終了したら、回復運転の回数を示す変数が「１」インクリメントされ、ステップＳ４１へ進む。ステップＳ４１以降の処理において、燃料電池２０の電流出力が回復したか否かの確認が行われる。
【００４３】
ステップＳ４１では、回復運転後の燃料電池２０の電圧Ｖ３及び電流Ｉ３が、それぞれ電圧センサ３１、電流センサ３２により測定される。次いで、ステップＳ４２において、電圧Ｖ３が基準電圧Ｖｓｔｄと比較される。基準電圧Ｖｓｔｄは、燃料電池２０の正常時に電流Ｉ３を出力させる場合の電圧値である。基準電圧Ｖｓｔｄと回復運転後の電圧Ｖ３との差分が予め設定された規定値以下の場合、燃料電池２０は一時的な劣化から回復したと判断されるため、回復運転後の処理は実行されない。
【００４４】
一方、基準電圧Ｖｓｔｄと回復運転後の電圧Ｖ３との差分が規定値より大きい場合、燃料電池２０は劣化から回復していないと判断されるため、ステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、回復運転の回数を示す変数の値がチェックされ、回復運転の回数が予め設定された規定値を超えているか否かが判定される。回復運転の回数が規定値以下の場合、ステップＳ４０へ戻り、回復運転が再度実行される。
【００４５】
一方、回復運転の回数が規定値を超えている場合、ステップＳ４５へ進む。回復運転の回数が規定値を超えている場合とは、回復運転を所定回数実行したにもかかわらず、正常時の基準電圧Ｖｓｔｄに近い出力電圧が燃料電池２０から得られていない状態である。すなわち、燃料電池２０の劣化は一時的なものではなく、恒久的なものである。換言すると、燃料電池２０の基本性能自体が従前より低くなったと捉えることができる。燃料電池２０の基本性能が低下しても、低下の度合いが小さければ使用を継続することは可能である。そこで、まずステップＳ４５において、基準電圧Ｖｓｔｄと回復運転後の電圧Ｖ３との差分が許容レベルであるか、すなわち燃料電池２０の恒久的な出力電圧の低下が許容できるレベルであるか、判定される。
【００４６】
燃料電池２０に恒久的な出力電圧の低下が発生しているが、基準電圧Ｖｓｔｄと回復運転後の電圧Ｖ３との差分が許容レベルより小さい場合は、ステップＳ４６に進む。恒久的な劣化が生じていても基準電圧Ｖｓｔｄと回復運転後の電圧Ｖ３との差分が許容レベルより小さい状態であれば、燃料電池２０の基本性能の低下は致命的なものではなく、使用を継続することは可能である。燃料電池２０の使用を継続するのであれば、使用中の一時的な劣化の発生を検出し、適切な回復運転を実行しなければならない。そこで、ステップＳ４６〜Ｓ５０において、現時点の燃料電池２０の性能に合わせて、応答の速い成分の時定数Ｔ１ｓｔｄ及び応答の遅い成分の時定数Ｔ２ｓｔｄの値を置き換える処理が行われる。
【００４７】
時定数Ｔ１ｓｔｄ及びＴ２ｓｔｄの新たな値の算出は、図４の燃料電池の劣化検出処理におけるステップＳ１０〜Ｓ１３の処理と同様に行われる。ステップＳ４６において、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０がスイッチング制御され、燃料電池２０の出力電流の目標値をステップＳ１０で定めた目標値からさらにステップ状に変化させ、新たな目標値としてデータ処理装置１０に入力される。データ処理装置１０は、燃料電池２０の出力電流が新たな目標値に追従するよう、燃料電池２０に制御信号を出力する。ステップＳ４７では、出力電流が新たな目標値となるよう制御された燃料電池２０の出力電圧の過渡応答が第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧センサ３１により測定され、データ処理装置１０に時系列のデータ配列として記録される。次いで、ステップＳ４８で、過渡応答波形は、上述の式（１）に示す１次遅れ系伝達関数のステップ応答の和で近似され、ステップＳ４９で、応答の速い成分Ｖ１の時定数Ｔ１と、応答の遅い成分Ｖ２の時定数Ｔ２の時定数が算出される。そして、ステップＳ５０において、正常時の時定数Ｔ１ｓｔｄがステップＳ４９で算出された応答の速い成分Ｖ１の時定数Ｔ１に置き換えられ、正常時の時定数Ｔ２ｓｔｄがステップＳ４９で算出された応答の遅い成分Ｖ２の時定数Ｔ２に置き換えられる。以降、図８及び図９を用いて説明した燃料電池２０の回復運転の条件選択は、置き換えられた時定数Ｔ１ｓｔｄ及びＴ２ｓｔｄに基づいて行われる。
【００４８】
一方、ステップＳ４５において、基準電圧Ｖｓｔｄと回復運転後の電圧Ｖ３との差分が許容レベル以上であり、燃料電池２０の恒久的な出力電圧の低下が許容できないレベルである判定された場合、燃料電池２０の基本性能の低下は致命的であると判断される。この場合は、ステップＳ５１へ進み、燃料電池２０の交換を促すべく燃料電池２０が寿命である旨が運転者に報知される。
【００４９】
以上のように、本発明に係る実施形態によれば、燃料電池２０の出力電流値をステップ状に所定量上げた電流値を目標値と定め、出力電流がこの目標値に追従するよう駆動した場合の燃料電池２０の出力電圧の過渡応答を相対的に応答の速い成分と遅い成分に分解している。そして、それぞれの成分に基づいて、燃料電池２０の劣化の発生、及びその度合いを判定している。従って、いずれの成分から劣化の発生が検出されたかにより、劣化の原因の種別も判定できる。その結果、劣化の原因に応じた適切な条件で、換言すると劣化の原因を取り除くように回復運転を実行することができる。
【００５０】
さらに、応答の速い成分に基づいて燃料電池２０の劣化が検出された場合は、電流密度の小さい領域および中程度の領域でそれぞれ燃料電池２０の電圧値と電流値を測定し、燃料電池２０の正常動作時に同じ電流値に設定した場合の電圧値と比較している。従って、応答の速い成分に基づいて燃料電池２０の劣化が検出された場合に、その劣化原因をより詳細に判定することができる。そして、この電圧値の差分に基づいて、回復運転の条件を、セルの触媒表面の還元反応を促す条件とするか、セルの高分子膜を加湿させる条件とするか、決定できる。従って、応答の速い成分に基づいて燃料電池２０の劣化が検出された場合に、より適切な条件で回復運転を実行することができ、より確実に燃料電池２０を回復させることができる。
【００５１】
また、応答の遅い成分に基づいて燃料電池２０の劣化が検出された場合は、燃料電池２０の温度を温度センサ２１で測定している。温度センサ２１の測定結果に基づいて、応答の遅い成分に基づいて検出された燃料電池２０の劣化原因をより詳細に判定することができる。そして、温度センサ２１の測定結果に基づいて、回復運転の条件を、燃料電池２０のセル内部の水分を除去させる条件とするか、セル内部の凍結した水分を融解させる条件とするか、決定できる。従って、応答の遅い成分に基づいて燃料電池２０の劣化が検出された場合に、より適切な条件で回復運転を実行することができ、より確実に燃料電池２０を回復させることができる。
【００５２】
［変形例］
本実施形態では、燃料電池２０の劣化の度合い及びその原因を判定するために、燃料電池２０の出力電圧の過渡応答を測定し、応答の速い成分と遅い成分に分解し、それぞれの時定数を算出しているが、これに限るものではない。ここで、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０のスイッチング制御により、応答の速い成分の時定数と遅い成分の時定数を算出する変形例について説明する。
【００５３】
変形例において、応答の速い成分の時定数の算出は以下の手順で行われる。まず、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４をすべてＯＦＦにする（初期状態）。次に、スイッチＳＷ１及びＳＷ３をＯＮにし、スイッチＳＷ２及びＳＷ４をＯＦＦにし、燃料電池２０の出力電圧が所定の値Ｖｌｏｗｅｒに下降するまで待機する（１回目の降圧動作）。電圧センサ３１により出力電圧が所定の値Ｖｌｏｗｅｒに到達したことが確認されたら、次いで、スイッチＳＷ１及びＳＷ３をＯＦＦにし、スイッチＳＷ２及びＳＷ４をＯＮにし、燃料電池２０の出力電圧が所定の値Ｖｕｐｐｅｒに上昇するまで待機する（昇圧動作）。電圧センサ３１により出力電圧がＶｕｐｐｅｒまで上昇したことが確認できたら、再度ＳＷ１及びＳＷ３をＯＮにし、ＳＷ２及びＳＷ４をＯＦＦにし、出力電圧が値Ｖｌｏｗｅｒに下降するまで待機する（２回目の降圧動作）。そして、電圧センサ３１により出力電圧が値Ｖｌｏｗｅｒに到達したことが確認されたら、ＳＷ１〜ＳＷ４をＯＦＦにする。
【００５４】
上述の初期状態からすべてのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４が再びＯＦＦとなるまでの間、燃料電池２０の出力電圧を電圧センサ３１により測定し、その測定結果をデータ処理装置１０に記録する。この測定結果は、時系列のデータ配列として記録される。図１１に電圧センサ３１による測定結果の一例を示す。ｔ１１で１回目の降圧動作が開始され、ｔ１２で出力電圧がＶｌｏｗｅｒに達して、昇圧動作が開始され、ｔ１３で出力電圧がＶｕｐｐｅｒ達して、２回目の降圧動作が開始され、ｔ１４で出力電圧がＶｌｏｗｅｒに達している。データ処理装置１０において、ｔ１２〜ｔ１３までの時間Ｔ１ａと、ｔ１３〜ｔ１４までの時間Ｔ１ｂが算出される。そして、時間Ｔ１ａと時間Ｔ１ｂに基づいて、過渡応答のうち応答の速い成分Ｖ１の時定数Ｔ１が算出される。時定数Ｔ１の算出は、例えば、時間Ｔ１ａと時間Ｔ１ｂの平均値と実際の時定数との相関をマップや関数で定義する方法等により行う。
【００５５】
以上の手順で応答の速い成分Ｖ１の時定数Ｔ１が定まったら、図４のステップＳ１４以降の処理と同様、応答の速い成分の正常状態における時定数と時定数Ｔ１との差分ΔＴ１が算出され、差分ΔＴ１が規定値以上であるか否か判定され、規定値以上であれば白金触媒の反応状態やセルの内部インピーダンスが変化する劣化が生じていると判断される。
【００５６】
応答の遅い成分の時定数の算出は以下の手順で行われる。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の各スイッチが初期状態にされる。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の降圧動作の初期状態とは、スイッチＳＷ１がＯＮ、スイッチＳＷ２がＯＦＦ、スイッチＳＷ３及びＳＷ４が規定のデューティ比（スイッチＳＷ３がＯＮかつスイッチＳＷ４がＯＦＦである期間と、スイッチＳＷ３がＯＦＦかつスイッチＳＷ４がＯＮである期間の割合）でスイッチングされる状態である。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧動作の初期状態とは、スイッチＳＷ４がＯＮ、スイッチＳＷ３がＯＦＦ、スイッチＳＷ１及びＳＷ２が規定のデューティ比（スイッチＳＷ１がＯＮかつスイッチＳＷ２がＯＦＦである期間と、スイッチＳＷ１がＯＦＦかつスイッチＳＷ２がＯＮである期間の割合）でスイッチングされた状態である。この変形例では、降圧動作を制御することにより、すなわちスイッチＳＷ３及びＳＷ４のデューティ比を制御することにより、応答の遅い成分の時定数が算出される。
【００５７】
最初に、スイッチＳＷ３及びＳＷ４のデューティ比を降圧動作の初期状態、すなわち規定値より高く設定し、燃料電池２０の出力電圧が所定の値Ｖｌｏｗｅｒに下降するまで降圧動作（１回目の降圧動作）を行う。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が所定の値Ｖｌｏｗｅｒに到達したことが電圧センサ３１により確認されたら、スイッチＳＷ３及びＳＷ４のデューティ比を規定値に戻す。これにより出力電圧はＶｌｏｗｅｒから上昇する（昇圧動作）。出力電圧が所定の値Ｖｕｐｐｅｒに到達したことが電圧センサ３１により確認されたら、再びスイッチＳＷ３及びＳＷ４のデューティ比を規定値より高く設定し、出力電圧が所定の値Ｖｌｏｗｅｒに下降するまで降圧動作（２回目の降圧動作）を行う。出力電圧が所定の値Ｖｕｐｐｅｒに到達したことが電圧センサ３１により確認されたら、スイッチＳＷ３及びＳＷ４のデューティ比を規定値に戻す。１回目の降圧動作の開始から２回目の降圧動作の終了まで、燃料電池２０の出力電圧は第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧センサ３１により測定される。この測定結果は、時系列のデータ配列として記録される。図１２に電圧センサ３１による測定結果の一例を示す。
【００５８】
ｔ２１で１回目の降圧動作が開始され、ｔ２２で出力電圧がＶｌｏｗｅｒに達して、昇圧動作が開始され、ｔ２３で出力電圧がＶｕｐｐｅｒ達して、２回目の降圧動作が開始され、ｔ２４で出力電圧がＶｌｏｗｅｒに達している。データ処理装置１０において、ｔ２２〜ｔ２３までの時間Ｔ２ａと、ｔ２３〜ｔ２４までの時間Ｔ２ｂが算出される。そして、時間Ｔ２ａと時間Ｔ２ｂに基づいて、過渡応答のうち応答の遅い成分Ｖ２の時定数Ｔ２が算出される。時定数Ｔ２の算出は、例えば、時間Ｔ２ａと時間Ｔ２ｂの平均値と実際の時定数との相関をマップや関数で定義する方法等により行う。
【００５９】
尚、この変形例ではスイッチＳＷ３及びＳＷ４のデューティ比を制御することにより、燃料電池２０の出力電圧の昇降圧を制御しているがこれに限るものではない。スイッチＳＷ４をＯＮ、スイッチＳＷ３をＯＦＦにし、スイッチＳＷ１及びＳＷ２のデューティ比を制御することにより燃料電池２０の出力電圧の昇降圧を制御してもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  データ処理装置
２０  燃料電池
２１  温度センサ
３０  第１のＤＣ−ＤＣコンバータ
３１  電圧センサ
３２  電流センサ
４０  インバータ
５０  モータ
６０  第２のＤＣ−ＤＣコンバータ
７０  バッテリ
【図１】
2015018701.tif 000006
【図２】
2015018701.tif 000007
【図３】
2015018701.tif 000008
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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