(57)【要約】【課題】燃料電池から取り出す負荷電流の応答性を改善する。【解決手段】必要水素量算出手段２１は、要求負荷目標値から必要水素量を算出し、必要水素量補正手段２２は、この必要水素量に循環水素目標値を加算して必要水素量を補正する。増加可能負荷電流算出手段２３は、循環水素流量センサ９が検出した循環水素流量を発電に使用し場合に燃料電池本体２から取り出せる負荷電流増加可能分を算出する。負荷電流取出時定数変更手段は、負荷電流判定手段２４が前記負荷電流増加可能分まで負荷電流が増加していないと判断した場合には、直ちに負荷電流を取り出し、負荷電流が負荷電流増加可能分に達したと判断した場合には、水素供給装置３から供給される水素が増加変化する時定数に合わせて負荷電流を取り出すように制御する。【選択図】　　図２
2004055295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を供給する水素供給装置と、空気を供給する空気供給装置と、前記水素供給装置から供給する水素と前記空気供給装置から供給する空気中の酸素とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池本体と、
該燃料電池本体の水素極から排出される水素ガスを再循環させる循環水素ポンプと、
前記燃料電池本体の水素極から排出される排水素を再循環させて、前記水素供給装置から供給する水素と混合して燃料電池本体入口の水素極に供給する水素循環経路と、
該水素循環経路を流れる水素流量を検出する循環水素流量検出手段と、
前記燃料電池本体から外部負荷へ流れる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、を備えた燃料電池システムにおいて、
要求負荷目標値に基づいて必要水素量を算出する必要水素量算出手段と、
前記循環水素流量検出手段が検出した循環水素流量を発電に使用し場合に前記燃料電池本体から取り出せる負荷電流増加可能分を算出する増加可能負荷電流算出手段と、
前記必要水素量算出手段が算出した必要水素量に循環水素目標値を加算して必要水素量を補正する必要水素量補正手段と、
前記負荷電流検出手段が検出した負荷電流が、前記増加可能負荷電流算出手段が算出した負荷電流増加可能分まで増加したか否かを判断する負荷電流判定手段と、
該負荷電流判定手段により負荷電流が負荷電流増加可能分に達していないと判定されれば、直ちに負荷電流を取り出し、該負荷電流判定手段により負荷電流が負荷電流増加可能分に達したと判断された場合には、前記水素供給装置から供給される水素が増加変化する時定数に合わせて負荷電流を取り出すように制御する負荷電流取出時定数変更手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池システムの制御装置。
【請求項２】
前記燃料電池本体内部で水素と酸素が反応する発電反応の時定数をもつ第１の関数で目標負荷応答軌道の立ち上がり部を形成するとともに、前記水素供給装置から供給する水素流量が増加変化する時定数をもつ第２の関数で、前記目標負荷応答軌道の立ち上がり部以後の部分を形成する目標負荷応答軌道作成手段と、
前記燃料電池本体から取り出す負荷電流を増加して負荷電流が目標値に到達するまでの目標時間を設定する負荷変化目標値到達時間設定手段と、
前記目標負荷応答軌道が定常値に落ち着く時間が前記負荷変化目標値到達時間設定手段が設定した目標時間となるように、前記目標負荷応答軌道の中で前記第１の関数で構成する範囲を変更して前記目標負荷応答軌道を修正する目標負荷応答軌道修正手段と、
前記目標負荷応答軌道の第１の関数の関数値に基づいて、循環水素流量目標値を算出する循環水素流量目標値算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムの制御装置。
【請求項３】
前記燃料電池システムに、燃料電池本体の各セルの電圧又は直列接続された複数セルであるセル群の電圧を測定するセル電圧測定手段を備え、
前記制御装置は、燃料電池から取り出す負荷電流を増加している過渡状態に、前記セル電圧測定手段が測定した電圧値が所定値を下回った場合には、燃料電池から取り出す負荷電流を減少する負荷電流減少手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムの制御装置。
【請求項４】
前記燃料電池システムに、前記燃料電池本体を冷媒によって冷却する冷却手段と、水素ガス入口側における燃料電池本体温度又は冷媒温度を検出する入口温度検出手段と、水素ガス出口側における燃料電池本体温度又は冷媒温度を検出する出口温度検出手段と、を備え、
前記制御装置は、燃料電池から取り出す負荷電流を増加している過渡状態に、前記入口温度検出手段が検出した温度から前記出口温度検出手段が検出した温度を引いた差分が所定値を超えた場合に、負荷電流取り出し量を減少する負荷電流減少手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池システムに係り、特に負荷応答特性を改善した燃料電池システムの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池は、水素極に水素ガスを、空気極に空気を供給して、空気極に供給する空気中の酸素と水素極の水素とを電気化学的に反応させて発電する発電装置である。燃料電池は、化学エネルギーから機械エネルギに変換することなく直接電気エネルギーに変換するので、他の発電装置のようなエネルギー変換損失がなく、発電効率を高めることができる。
【０００３】
車両用燃料電池として、固体高分子電解質タイプのものが知られている。水素極と空気極の間に膜状の固体高分子電解質があり、これは水素イオン伝導体として機能する。
【０００４】
この種の燃料電池は、水素極で水素ガスを水素イオンと電子に電離する反応が起き、空気極で酸素ガスと水素イオンと電子から水を生成する反応が行われる。このとき水素イオンは複数の水分子を伴って固体高分子膜を水素極から空気極に向かって移動する。固体高分子膜を水素イオンが移動するためには、固体高分子膜が水分を含んでいる必要がある。このため固体高分子を加湿して湿らせておく必要があり、燃料電池へ供給する水素ガスを加湿装置で加湿して水素極に供給するようにする方法が知られている。
【０００５】
また加湿に有効な方法として、燃料電池本体で未使用の水素ガスを燃料電池本体へ再循環して再利用する水素循環形式が用いられる。燃料電池本体外部に接続した負荷で消費する電力に要する水素量より幾分多めの水素を水素極へ供給し、未使用の水素を水素極出口から排出し、この水素（循環水素と記す）を再度、水素極入り口へ戻して再利用する。
【０００６】
循環水素は水蒸気を多く含んでいるため、水蒸気を多く含んだ循環水素と水素タンクから供給される乾燥水素とを混合することにより、水素極へ供給する水素を加湿している。このような形態は、例えば、特開平９−２１３３５３号公報、特開平１０−２２３２４４号公報に示されている。これらの例では、循環水素流量、水素タンクから供給する水素流量、水素極入口圧力を制御するようにして、水素極へ供給する水素量を制御している。
【０００７】
燃料電池を運転する場合、燃料電池本体で発電可能な量を超えて燃料電池から負荷（電流）を取り出してはいけないことが知られている。燃料電池本体で発電可能な量を超えて燃料電池から負荷（電流）を取り出すと、電極、及び高分子膜を劣化させてしまう。このため、燃料電池から取り出す負荷を増加する場合は、水素および空気が増加する応答に合わせて取り出すようにしている。
【０００８】
一般的に水素は水素タンクから供給され、気体で軽いので応答は空気に比べて速い。空気はコンプレッサから供給されるため、コンプレッサ応答に制約されて遅くなる。このような場合は、応答の遅い空気の応答に合わせて負荷電流を燃料電池本体から、取り出すようにする方法が知られている。このような負荷増加時の燃料電池の応答遅れに対処する方法として、たとえば、特開平９−１４７８９３号公報がある。
【０００９】
この例では、燃料電池から取り出す負荷電流増加時には、最初所定の期間だけ、水素、空気を多めに供給するようにしている。最初所定の期間だけ、水素、空気を多めに供給するようにして、燃料電池から取り出す負荷電流と燃料電池本体で発電可能な発電量との格差をなくすようにしている。水素タンクから燃料電池本体に供給する水素流量が増加する時定数がほぼ一定である時、変化幅が大きいほど、初期の傾きは急になるので、負荷電流取り出し応答を改善できる。このため上記例では、負荷電流増加時に、最初所定の期間だけ水素、空気を多めに供給するようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しいかしながら、上記３つの従来技術を組み合わせるだけでは、負荷電流取り出し応答は、水素及び空気をそれぞれ水素極及び空気極に供給する反応ガス供給応答に依存するため改善されないという問題点があった。
【００１１】
なぜなら、水素及び空気の量を増加させて、実際に電極部で水素及び空気が増加するまでの時間遅れの期間、負荷電流取り出し応答は改善できないからである。
【００１２】
また燃料電池出力をバックアップする２次電池を備えた燃料電池車両のようなシステムでも、２次電池の容量が小さい場合には、車両の要求する負荷応答（ドライバの加速要求）に対応できない場合を生じる可能性がある。例えば、ドライバの加速要求に応えるために燃料電池の発電出力を増加する。しかし、燃料電池の発電増加応答が遅いので、その期間は２次電池から駆動モータに電力を供給する。この時、２次電池で電力を賄えない場合には、加速を継続できないことになる。この現象は、２次電池の容量が小さい場合、蓄電残量が少ない場合に顕著となる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、水素を供給する水素供給装置と、空気を供給する空気供給装置と、前記水素供給装置から供給する水素と前記空気供給装置から供給する空気中の酸素とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池本体と、該燃料電池本体の水素極から排出される水素ガスを再循環させる循環水素ポンプと、前記燃料電池本体の水素極から排出される排水素を再循環させて、前記水素供給装置から供給する水素と混合して燃料電池本体入口の水素極に供給する水素循環経路と、該水素循環経路を流れる水素流量を検出する循環水素流量検出手段と、前記燃料電池本体から外部負荷へ流れる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、を備えた燃料電池システムにおいて、要求負荷目標値に基づいて必要水素量を算出する必要水素量算出手段と、前記循環水素流量検出手段が検出した循環水素流量を発電に使用し場合に前記燃料電池本体から取り出せる負荷電流増加可能分を算出する増加可能負荷電流算出手段と、前記必要水素量算出手段が算出した必要水素量に循環水素目標値を加算して必要水素量を補正する必要水素量補正手段と、前記負荷電流検出手段が検出した負荷電流が、前記増加可能負荷電流算出手段が算出した負荷電流増加可能分まで増加したか否かを判断する負荷電流判定手段と、該負荷電流判定手段により負荷電流が負荷電流増加可能分に達していないと判定されれば、直ちに負荷電流を取り出し、該負荷電流判定手段により負荷電流が負荷電流増加可能分に達したと判断された場合には、前記水素供給装置から供給される水素が増加変化する時定数に合わせて負荷電流を取り出すように制御する負荷電流取出時定数変更手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１４】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、循環水素流量を発電に使用した場合に負荷電流として取り出せる電流値を計算し、この電流値までは直ちに負荷電流を増加するようにしたので、負荷電流取り出し応答初期の立ち上がり部分の応答を速くできるという効果がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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は、本発明に係る燃料電池システムの制御装置が適用される燃料電池システムの例を示す構成図である。同図において、燃料電池システムは、空気を供給する空気供給装置１と、原料水素を供給する水素供給装置３とを備え、原料水素と空気中の酸素とを反応して発電し、発電した電力は燃料電池本体２に接続した負荷６をもつ構成について説明する。
【００１６】
本実施形態では空気供給装置１はコンプレッサである。本実施形態では、図示しないが、水素供給装置３は流量制御弁をもち、目標流量になるように弁開度を調整する装置を装備している。
【００１７】
また水素循環経路１７を備え、燃料電池本体２の水素極出口から排出される排水素を水素極入口へ循環させる構成である。燃料電池本体２に供給した水素のうち一部を発電に使用しないで燃料電池本体２の水素極出口から排出する。この排出水素（以下、循環水素と記す）を燃料電池本体２の水素極入り口に戻して再利用する。燃料電池本体２の水素極には、水素供給装置３から供給される水素と循環水素の混合水素が供給される。循環水素は水蒸気を多く含んでおり、水素タンクの乾燥した水素と混合して、燃料電池水素極に供給する水素を加湿するようにしている。
【００１８】
本実施形態では、水素加湿を効果的にするために水素供給装置３の後に加湿器４を別途設置するようにしている。燃料電池水素極には、水素供給装置３を出て加湿器４を通過した水素と循環水素の混合水素が供給され、十分に高分子膜を加湿できるようにしている。また、循環水素を循させるために循環水素ポンプ５を使っている。本発明の実施形態では、図示しないが、循環水素ポンプ５は、目標流量となるようにポンプ回転数を調整する装置を装備している。
【００１９】
燃料電池本体２には、発電した電力を消費する負荷６を接続している。燃料電池システムを車両に適用した場合には、負荷として、ＤＣ／ＡＣインバータを接続し、ＤＣ／ＡＣインバータで変換した交流電力を車両駆動モータへ供給すればよい。
【００２０】
本実施形態では負荷６に発電量を設定して燃料電池本体２から出力電流を取り出すようにしている。
【００２１】
圧力センサ７は、燃料電池本体２の空気極入口圧力を計測し、圧力センサ８は、燃料電池本体２の水素極入口圧力を計測する。流量センサ９は、循環水素流量を計測するである。
【００２２】
電流センサ１０は、燃料電池本体２から外部の負荷６へ流れる負荷電流を検出する負荷電流検出手段である。電圧センサ１６は、燃料電池本体のセル電圧を測定する電圧センサであり、燃料電池本体の各セル毎の電圧、または直列接続された複数のセルからなるセル群毎に電圧を測定するセル電圧測定手段である。
【００２３】
冷媒循環装置１２は燃料電池を冷却するための冷媒を循環するポンプ等であり、冷媒冷却装置１３は冷媒の熱を外部へ放出するラジエータ等であり、冷媒循環装置１２と冷媒冷却装置１３とで燃料電池本体２を冷媒によって冷却する冷却手段を構成している。本実施形態では特に限定されないが冷媒として純水を使用している。
【００２４】
さらに、燃料電池本体２の水素ガス入口付近には、水素ガス入口付近の冷媒温度を検出する入口温度センサ１４、同水素ガス出口付近には、水素ガス出口付近の冷媒温度を検出する出口温度センサ１５がそれぞれ設けられている。
【００２５】
制御装置１１は、本発明に係る燃料電池システムの制御装置であり、燃料電池システム全体を制御すると共に、負荷電流増加時の過渡的な負荷電流の取り出しを制御する。これらの制御のために、制御装置１１は、例えばＣＰＵとメモリと周辺インターフェースを有するマイクロコンピュータで実現されている。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図２（ａ）は、第１実施形態の燃料電池システムの制御装置が適用される燃料電池システムの要部構成図、同図（ｂ）は、第１実施形態の燃料電池システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図２（ａ）において、燃料電池本体２の空気極入口、水素極入口には、それぞれ空気供給装置１から空気が、水素供給装置３から水素が供給される。水素極の出口と水素極の入口とは、水素循環経路１７により接続されている。水素循環経路１７上には、循環水素ポンプ５が設けられ、水素極出口から排出された未使用水素を水素極入口側へ循環させている。この循環される水素を循環水素と呼ぶ。
【００２８】
これにより、水素供給装置３から供給される水素と循環水素とが混合されて水素極へ供給される。循環水素ポンプ５と燃料電池本体２の水素極入口とは、循環水素の流量を検出する循環水素流量センサ９が設けられている。
【００２９】
また燃料電池本体２には、燃料電池が発電した電力を消費する負荷６が接続され、負荷６と燃料電池本体２との間には、負荷電流を検出する負荷電流センサ１０が設けられている。
【００３０】
図２（ｂ）に示す制御装置１１には、循環水素流量センサ９と、負荷電流センサ１０とが接続されている。制御装置１１は、例えば、ＣＰＵと周辺インターフェースを有するマイクロコンピュータで構成され、その制御内容をプログラム制御により実行することができるようになっている。
【００３１】
制御装置１１は、要求負荷目標値に基づいて必要水素量を算出する必要水素量算出手段２１と、循環水素流量検出手段である循環水素流量センサ９が検出した循環水素流量を発電に使用し場合に燃料電池本体２から取り出せる負荷電流増加可能分を算出する増加可能負荷電流算出手段２３と、必要水素量算出手段２１が算出した必要水素量に循環水素目標値を加算して必要水素量を補正する必要水素量補正手段２２と、負荷電流検出手段である負荷電流センサ１０が検出した負荷電流が、増加可能負荷電流算出手段２３が算出した負荷電流増加可能分まで増加したか否かを判断する負荷電流判定手段２４と、負荷電流判定手段２４により負荷電流が負荷電流増加可能分に達していないと判定されれば、直ちに負荷電流を取り出し、負荷電流判定手段２４により負荷電流が負荷電流増加可能分に達したと判断された場合には、水素供給装置３から供給される水素が増加変化する時定数に合わせて負荷電流を取り出すように制御する負荷電流取出時定数変更手段２５と、を備えたことを特徴としている。
【００３２】
必要水素量算出手段２１は、燃料電池に対する要求負荷目標値に基づいて、予め記憶した負荷電流−水素流量変換テーブルや変換式等を参照して、水素供給装置３が供給すべき必要水素量を算出するものである。
【００３３】
負荷電流−水素流量変換式の例として、次の式（１）を示す。
【００３４】
【数１】
燃料電池の発電に必要な水素流量［Ｎｌ／ｍｉｎ］＝係数×セル数×負荷電流［Ａ］　…（１）
ここで、係数は、燃料電池の構成によって決まる定数であり、本実施形態では７．０とする。セル数は燃料電池本体（セル・スタック）２を構成するセル数であり、本実施形態では４２０とする。
【００３５】
増加可能負荷電流算出手段２３は、要求負荷目標値が増加した場合、その時の循環水素流量に相当する発電電流が即座に増加可能な負荷電流であるという考えに基づいて、増加可能な負荷電流を計算する。この計算にも式（１）の水素流量と負荷電流との関係を利用できる。
【００３６】
必要水素量補正手段２２は、必要水素量算出手段２１が算出した必要水素量に循環水素目標値を加算して必要水素量を補正し、この必要水素量が水素供給手段３から供給されるように、図示しない水素供給手段３の流量制御バルブ等に対して制御信号を送出する。
【００３７】
負荷電流判定手段２４は、負荷電流センサ１０が検出した負荷電流が、増加可能負荷電流算出手段２３が算出した負荷電流増加可能分まで増加したか否かを判断し、負荷電流増加可能分まで増加していなければ、直ちに負荷電流を取り出すことができることを負荷６に指示する一方、負荷電流増加可能分まで増加していれば、負荷電流取出時定数変更手段２５から、負荷６へ負荷電流を増加させることができる時定数を指示させるものである。
【００３８】
負荷電流取出時定数変更手段２５は、負荷電流判定手段２４からの指示により、水素供給装置３から供給される水素が増加変化する時定数に合わせて負荷電流を取り出すように負荷６を制御する。
【００３９】
上記構成の本実施形態によれば、循環水素流量を発電に使用した場合に負荷電流として取り出せる電流値を計算し、この電流値までは直ちに負荷電流を増加するようにしたので、負荷電流取り出し応答初期の立ち上がり部分の応答を速くできるという効果がある。
【００４０】
また、実際に取り出した負荷電流増加分が循環水素流量で取り出し可能な負荷電流量に達した場合には、水素供給装置から供給される水素が増加変化する時定数に合わせて燃料電池から取り出す負荷電流増加の時定数を変更するようにしたので、循環水素流量で取り出し可能な負荷電流以上の負荷電流を燃料電池から取り出して燃料電池を劣化させることを防止できるという効果がある。
【００４１】
本実施形態によれば、循環水素流量で発電して取り出せる負荷電流を計算して、その負荷電流分を直ちに取り出しても燃料電池を劣化させることはない。なぜなら、循環水素は燃料電池水素極ガス通路上に既に存在する水素なので、すぐに発電に利用できるからである。
【００４２】
循環水素流量分の水素を発電に使いきったあとは、燃料電池本体２の水素極上で燃料となる水素は水素供給装置３から供給される水素のみとなる。循環水素流量分の水素を発電に使っている間は、直ちに負荷電流を増加して取り出しても問題ないが、循環水素流量分の水素を発電に使いきった後もこのままの負荷電流を取り出し続けると燃料電池の発電が追いつかなくなり、発電能力以上の負荷電流を取り出してしまうことになる。水素供給装置３から供給される水素が燃料電池本体２に到達して増加変化する時定数は遅いため、負荷電流をこの時定数より速い時定数で取り出すと発電能力以上の負荷電流を取り出すことになるためである。
【００４３】
水素供給装置から供給される水素量目標値は、要求負荷値（定常時の負荷電流要求量）から換算した必要水素流量＋循環水素流量に必要な水素量に基づいて求めるようにしており、このようにして水素供給装置に要求した水素流量が目標値に向かって増加していく時定数に合わせて負荷電流を取り出す。
【００４４】
従って、燃料電池から取り出す負荷電流と燃料電池へ供給する水素は、量と時定数が両方ともマッチして、発電能力以上の負荷電流を取り出してしまうことがない。また循環水素流量分を余計に水素供給装置へ要求しているので、負荷電流が目標負荷電流に到達した後、直ちに循環水素流量を目標値に復帰させるようにできる。
【００４５】
また、負荷電流取出応答初期の立ち上がり部分の応答を速くできる効果は、負荷電流が目標値に落ち着くまでの時間を短縮するように作用するので、負荷電流が目標値に落ち着くまでの時間を短縮することができ、負荷電流取出応答を改善することができる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態の燃料電池システムの制御装置の構成を示すブロック図である。この制御装置の制御対象である燃料電池システムの構成は、図２（ａ）に示した第１実施形態の構成と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００４７】
図３において、本実施形態の燃料電池システムの制御装置１１には、循環水素流量センサ９と、負荷電流センサ１０とが接続されている。制御装置１１は、例えば、ＣＰＵとメモリと周辺インターフェースを有するマイクロコンピュータで構成され、その制御内容をプログラム制御により実行することができるようになっている。
【００４８】
本実施形態の制御装置１１は、第１実施形態で説明した、必要水素量算出手段２１、必要水素量補正手段２２、増加可能負荷電流算出手段２３、負荷電流判定手段２４、負荷電流取出時定数変更手段２５に加えて、目標負荷応答軌道作成手段３１と、負荷変化目標値到達時間設定手段３２と、目標負荷応答軌道修正手段３３と、循環水素流量目標値算出手段３４と、を備えていることに特徴がある。
【００４９】
目標負荷応答軌道作成手段３１は、燃料電池本体２内部で水素と酸素が反応する発電反応の時定数をもつ第１の関数で目標負荷応答軌道の立ち上がり部を形成するとともに、水素供給装置３から供給する水素流量が増加変化する時定数をもつ第２の関数で、目標負荷応答軌道の立ち上がり部以後の部分を形成するものである。
【００５０】
ここで第１の関数の時定数は、既に燃料電池の水素循環経路１７に供給された水素が電気化学的に反応する時間に対応する。第２の関数の時定数は、水素供給装置３に供給水素量の増加を指示してから燃料電池本体２の水素極の水素流量が増加するまでの時間に対応した時定数であり、例えば、水素供給装置３の図示しない流量調整弁の機械的応答速度に関する時定数と、水素供給装置３から燃料電池本体２までの管路の流体抵抗と同管路の容積との積に関する時定数との和によって近似される。
【００５１】
従って、第１の関数の時定数は、第２の関数の時定数より十分に小さいものとなり、負荷電流増加要求時の取り出し負荷電流の立ち上がり時間を十分に短縮することができる。
【００５２】
負荷変化目標値到達時間設定手段３２は、設定手段燃料電池本体２から取り出す負荷電流を増加して負荷電流が目標値に到達するまでの目標時間を設定する。
【００５３】
目標負荷応答軌道修正手段３３は、目標負荷応答軌道が定常値に落ち着く時間が負荷変化目標値到達時間設定手段３２が設定した目標時間となるように、目標負荷応答軌道の中で第１の関数で構成する範囲を変更して目標負荷応答軌道を修正する。
【００５４】
循環水素流量目標値算出手段３４は、目標負荷応答軌道の第１の関数の関数値に基づいて、循環水素流量目標値を算出し、この目標値を循環水素ポンプ５へ与えて循環水素流量が目標値となるように制御するとともに、この循環水素流量目標値を必要水素量補正手段２２に与える。
【００５５】
必要水素量補正手段２２は、必要水素量算出手段２１が算出した必要水素量に循環水素流量目標値算出手段３４が算出した循環水素流量目標値を加算して必要水素量を補正する。その他の動作は、第１実施形態と同様である。
【００５６】
第２実施形態によれば、目標負荷応答軌道の立ち上がり部を変更して定常値に落ち着くまでの時間が目標時間となるように目標負荷応答軌道を形成することができる。
【００５７】
また、形成した目標軌道の第１の関数の関数値に基づいて循環水素流量を算出するようにしたので、目標負荷応答を達成するために必要な循環水素流量目標値を算出することができる。ここで算出した循環水素流量目標値となるように循環水素流量を流してスタンバイしておくようにすれば、循環水素を過剰に流してスタンバイしておくような状況を防止でき、動力の無駄使いを防止でき、かつ、目標負荷応答を達成することができる。
【００５８】
〔第３実施形態〕
図４（ａ）は、第３実施形態の燃料電池システムの制御装置が適用される燃料電池システムの要部構成図、同図（ｂ）は、第３実施形態の燃料電池システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【００５９】
図４（ａ）において、燃料電池本体２の空気極入口、水素極入口には、それぞれ空気供給装置１から空気が、水素供給装置３から水素が供給される。水素極の出口と水素極の入口とは、水素循環経路１７により接続されている。水素循環経路１７上には、循環水素ポンプ５が設けられ、水素極出口から排出された未使用水素を水素極入口側へ循環させている。この循環される水素を循環水素と呼ぶ。
【００６０】
これにより、水素供給装置３から供給される水素と循環水素とが混合されて水素極へ供給される。循環水素ポンプ５と燃料電池本体２の水素極入口とは、循環水素の流量を検出する循環水素流量センサ９が設けられている。
【００６１】
また燃料電池本体２には、燃料電池が発電した電力を消費する負荷６が接続され、負荷６と燃料電池本体２との間には、負荷電流を検出する負荷電流センサ１０が設けられている。さらに、燃料電池本体２には、電圧センサ１６が設けられている。電圧センサ１６は、燃料電池本体のセル電圧を測定するセンサであり、燃料電池本体の各セル毎の電圧、または直列接続された複数のセルからなるセル群毎に電圧を測定するセル電圧測定手段である。
【００６２】
図４（ｂ）に示す制御装置１１は、循環水素流量センサ９と、負荷電流センサ１０と、セル電圧センサ１６とが接続されている。制御装置１１は、例えば、ＣＰＵと周辺インターフェースを有するマイクロコンピュータで構成され、その制御内容をプログラム制御により実行することができるようになっている。
【００６３】
制御装置１１は、第１実施形態で説明した、必要水素量算出手段２１、必要水素量補正手段２２、増加可能負荷電流算出手段２３、負荷電流判定手段２４、負荷電流取出時定数変更手段２５に加えて、燃料電池から取り出す負荷電流を増加している過渡状態に、セル電圧測定手段であるセル電圧センサ１６が測定した電圧値が所定値を下回った場合には、燃料電池から取り出す負荷電流を減少する負荷電流減少手段２６を備えたことを特徴としている。
【００６４】
負荷電流減少手段２６は、セル電圧センサ１６が検出した各セル毎の電圧、または複数セルからなる各セル群毎の電圧のいずれかが所定値を下回った場合、固体高分子電解質膜の加湿不足や水素極又は空気極の水詰まり等が発生していると判定して、負荷電流を減少させる。実際には、負荷電流減少手段２６から負荷電流の減算分を負の数として加算器２７へ指示し、加算器２７は、負荷電流取り出し時定数変更手段２５または負荷電流判定手段２４の負荷電流指示値から負荷電流減少分を減じて負荷６へ負荷電流を指示することになる。
【００６５】
こうして負荷電流を減少することにより、水素極における水素消費量を減少させて、循環水素量を増加させることができ、循環水素による加湿量の増加や水分吹き飛ばし効果により、発電性能の回復が期待できる。
【００６６】
第３実施形態によれば、負荷を増加変化して燃料電池から取り出す負荷電流を増加している過渡状態に、燃料電池のセル電圧値が所定値を下回った場合に燃料電池から取り出す負荷電流を減少するようにしたので、循環水素流量を消費して負荷電流を取り出している場合に、循環水素流量が少ない状態が長く続いて、固体高分子膜の加湿が不足して発電効率の著しい低下もしくは、発電継続不能状態になることを防止できる。
【００６７】
循環水素は燃料電池本体を通過した排水素を循環させているので、水蒸気を多く含んでおり、この水蒸気を置多く含む水素を循環することが高分子膜を加湿する作用をになっている。循環水素が少ない状態を継続すると、高分子膜の加湿が不十分になり、高分子膜が水素イオン伝導体として機能しなくなる場合が考えられる。
【００６８】
第３実施形態では、燃料電池のセル電圧値が所定値を下回った場合に高分子膜の加湿不足を判断し、燃料電池から取り出す負荷電流を減少して、循環水素を増やすように作用させて、高分子膜の加湿を正常にするようにして、固体高分子膜の加湿が不足して発電効率の著しい低下もしくは、発電継続不能状態になることを防止できる。
【００６９】
〔第４実施形態〕
図５（ａ）は、第４実施形態の燃料電池システムの制御装置が適用される燃料電池システムの要部構成図、同図（ｂ）は、第４実施形態の燃料電池システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【００７０】
図５（ａ）において、燃料電池本体２の空気極入口、水素極入口には、それぞれ空気供給装置１から空気が、水素供給装置３から水素が供給される。水素極の出口と水素極の入口とは、水素循環経路１７により接続されている。水素循環経路１７上には、循環水素ポンプ５が設けられ、水素極出口から排出された未使用水素を水素極入口側へ循環させている。この循環される水素を循環水素と呼ぶ。
【００７１】
これにより、水素供給装置３から供給される水素と循環水素とが混合されて水素極へ供給される。循環水素ポンプ５と燃料電池本体２の水素極入口とは、循環水素の流量を検出する循環水素流量センサ９が設けられている。
【００７２】
また燃料電池本体２には、燃料電池が発電した電力を消費する負荷６が接続され、負荷６と燃料電池本体２との間には、負荷電流を検出する負荷電流センサ１０が設けられている。
【００７３】
冷媒循環装置１２は燃料電池を冷却するための冷媒を循環するポンプ等であり、冷媒冷却装置１３は冷媒の熱を外部へ放出するラジエータ等であり、冷媒循環装置１２と冷媒冷却装置１３とで燃料電池本体２を冷媒によって冷却する冷却手段を構成している。本実施形態では特に限定されないが冷媒として純水を使用している。
【００７４】
さらに、燃料電池本体２の水素ガス入口付近には、水素ガス入口付近の冷媒温度を検出する入口温度センサ１４、同水素ガス出口付近には、水素ガス出口付近の冷媒温度を検出する出口温度センサ１５がそれぞれ設けられている。
【００７５】
尚、温度センサ１４，１５は、冷媒温度を検出するもの以外に、それぞれ水素ガス入口付近、または水素ガス出口付近の燃料電池本体２の温度を検出するものでもよい。
【００７６】
図５（ｂ）に示す制御装置１１は、循環水素流量センサ９と、負荷電流センサ１０と、入口温度センサ１４と、出口温度センサ１５とが接続されている。制御装置１１は、例えば、ＣＰＵと周辺インターフェースを有するマイクロコンピュータで構成され、その制御内容をプログラム制御により実行することができるようになっている。
【００７７】
制御装置１１は、第１実施形態で説明した、必要水素量算出手段２１、必要水素量補正手段２２、増加可能負荷電流算出手段２３、負荷電流判定手段２４、負荷電流取出時定数変更手段２５に加えて、燃料電池から取り出す負荷電流が増加している過渡状態に、入口温度センサ１４が検出した温度から出口温度センサ１５が検出した温度を引いた差分が所定値を超えた場合に、負荷電流取り出し量を減少する負荷電流減少手段２６を備えたことを特徴としている。
【００７８】
負荷電流減少手段２６は、入口温度センサ１４が検出した水素ガス入口付近の冷媒温度と、出口温度センサ１５が検出した水素ガス出口付近の冷媒温度との差が所定値を超えた場合に、燃料電池の各セルへの水素ガス分配にむらが生じたと判断し、燃料電池から取り出す負荷電流を減少して、循環水素量を増やすように作用させる。
【００７９】
実際には、負荷電流減少手段２６から負荷電流の減算分を負の数として加算器２７へ指示し、加算器２７は、負荷電流取り出し時定数変更手段２５または負荷電流判定手段２４の負荷電流指示値から負荷電流減少分を減じて負荷６へ負荷電流を指示することになる。
【００８０】
第４実施形態によれば、循環水素流量を消費して負荷電流を取り出している場合に、循環水素流量が少ない状態が長く続いて、燃料電池の各セルの供給される水素量にむらを生じて発電効率の著しい低下を引き起こすことを防止できる。
【００８１】
循環水素は燃料電池本体を通過した排水素を循環させたもので、燃料電池本体を通過する水素ガス量は循環水素流量分だけ増えるため、水素極入口の圧力が高くなり、燃料電池の各セルに水素ガスがむらなく供給できるようにする作用をもつ。
【００８２】
循環水素が少ない状態を継続すると、水素極入口の圧力が低くなり、燃料電池の各セルに水素ガスがむらなく供給できなくなる場合が考えられる。特に低負荷状態の場合には、燃料電池を通過する水素ガス量が少ないので顕著である。
【００８３】
通常燃料電池は、燃料となる水素が入ってくる入口のほうが水素を排出する出口側よりも発電が活発になる傾向がある。このため燃料電池入口側のほうが出口側より温度が高くなる傾向となる。燃料電池の各セル供給する水素ガスにむらを生じるとこの傾向は顕著となり、入口出口の温度差は拡大する。
【００８４】
第４実施形態では、燃料電池の水素ガス入口側温度から水素ガス出口側温度を引いた温度差が所定値を上回った場合に燃料電池の各セルに水素ガスがむらなく供給できなくなったと判断し、燃料電池から取り出す負荷電流を減少して、循環水素を増やすように作用させて、水素極入口の圧力を高めるようにして、燃料電池の各セルに水素ガスがむらなく供給できなくなる不具合を防止することができる。
【００８５】
〔第５実施形態〕
次に、図６のフローチャートを参照して、本発明に係る燃料電池システムの制御装置の第５実施形態を説明する。本実施形態の制御装置が対象とする燃料電池システムは、図１に示した構成である。第５実施形態は、第１実施形態と第３実施形態と第４実施形態とを合わせた実施形態である。
【００８６】
まず、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０では、負荷増加要求があるかどうかを判定する。本実施形態では、負荷増加要求は、図示しない別の制御手段で設定されるようにしている。たとえば、燃料電池システムを車両に適用した場合には、ドライバのアクセル操作量と関連つけて負荷増加要求値を決定するようにしてもよい。
【００８７】
Ｓ２０は負荷増加要求値から必要な水素増加量を計算する。負荷電流と水素量の関係式は、先に説明した式（１）である。
【００８８】
負荷増加要求値は負荷電流に変換して式（１）に代入する。尚、負荷Ａの単位が［ｋＷ］である場合には、燃料電池の出力電圧Ｂ［Ｖ］　を計測しておけば、次の式（２）の関係により電流Ｚ［Ａ］　に直して要求することができる。
【００８９】
【数２】
Ａ［ｋＷ］＝Ｂ［Ｖ］×Ｚ［Ａ］／１０００　　　　　　　…（２）
Ｓ３０では、現在の循環水素流量で取り出せる負荷電流増加分を計算する。Ｓ３０で計算したの負荷電流増加分は、Ｓ２０で求めた負荷増加要求値のうち循環水素流量で賄える分である。
【００９０】
負荷電流と水素量の関係式は、式（１）の係数とセル数とを用いて、式（３）で表わされる。
【００９１】
【数３】
負荷電流増加分［Ａ］＝循環水素流量［Ｎｌ／ｍｉｎ］／（係数×セル数）　　…（３）
循環水素流量センサ９が検出した循環水素流量を使って、増加負荷電流分ΔＬを計算する。
【００９２】
Ｓ４０では、Ｓ２０の負荷電流増加分に相当する必要水素量を水素供給装置３へ要求する。
【００９３】
水素供給装置３には、図示しないが、水素供給装置３出口に流量制御弁があり、要求された流量となるようにバルブ開度を制御するようにする装置を備えている。
【００９４】
Ｓ５０では、循環水素流量センサの検出値が目標流量かどうかを判定する。目標流量どおりの場合には、次のステップＳ７０へジャンプする。目標流量より少ない場合には、Ｓ６０で、循環水素目標値分だけの水素量をＳ１０の必要水素量に加算した水素量を水素供給装置３へ要求する。
【００９５】
本実施形態では、負荷電流が増加している過渡時には、循環水素流量をほとんど負荷電流増加のために使うようにしている。このため過渡時には循環水素流量が少なくなる。この場合は、循環水素流量分を上乗せした水素量を水素供給装置３へ要求するようにする。
【００９６】
しばらくして負荷電流が目標値に到達すると、負荷電流取り出し量は増加しないので一定値になり、水素供給装置３から供給する水素は循環水素流量分だけ余分となる。この余分な水素が循環水素流量として循環するようになり、循環水素流量が次第に復帰し始めるようになる。
【００９７】
循環水素流量が目標流量に達した後は、上乗せした循環水素流量分の水素を水素供給装置３に要求しないようにする。
【００９８】
もし、負荷電流が目標値に到達して、循環水素流量も目標値に到達したあとも、循環水素流量目標値分とＳ１０で計算した負荷増加に必要水素を加算した水素を水素供給装置３へ要求し続けると、循環水素流量だけが延々余分な状態が続き、循環水素流量だけが増加し続けて、水素極入り口圧力が上昇して、燃料電池に劣化を与える可能性がある。このＳ５０、Ｓ６０では、このようなことにならないようにしている。
【００９９】
Ｓ７０では、循環水素流量を使用して負荷電流を取り出し実行中かどうかを判定する。このため変数　ＣＡＲＲＹ＿ＯＵＴが１かどうかを判断する。この変数の値がゼロの場合、実行中でない場合なので、Ｓ８０へ進んで実行中変数に１を書き込む。次にＳ９０へ進んで、Ｓ３０で計算した現在の循環水素流量で取り出せる負荷電流増加分だけの負荷電流を直ちに取り出して、メインルーチンへリターンする。
【０１００】
Ｓ７０の判定で、循環水素流量を使用して負荷電流を取り出し実行中である場合、すなわち変数　ＣＡＲＲＹ＿ＯＵＴが１場合は、Ｓ１００へ進む。
【０１０１】
Ｓ１００では、負荷電流を検出する負荷電流センサ１０の検出値がＳ３０で計算した現在の循環水素流量で取り出せる負荷電流増加分だけ増加したかどうかを判断する。現在の循環水素流量で取り出せる負荷電流増加分だけ増加した場合には、次のＳ１１０へ進む。現在の循環水素流量で取り出せる負荷電流増加分まで増加していない場合には、Ｓ１３０へ進む。
【０１０２】
Ｓ１１０では、循環水素流量を使用して負荷電流を取り出す方法を終了するため、変数ＣＡＲＲＹ＿ＯＵＴにゼロを書き込む。
【０１０３】
Ｓ１２０では、水素供給装置３から供給する水素流量が増加変化する時定数にあわせて取り出すように、負荷電流取り出し時定数を設定して、これにあわせて負荷６に負荷電流を要求するようにする。これにより、燃料電池水素極入口に到達する水素流量の時定数と、取り出す負荷電流の時定数がマッチするので、燃料電池水素極入口に到達する水素流量と取り出す負荷電流とが一致し、過剰な負荷電流を取り出すことなく、速やかに取り出し負荷電流を増加させることができる。
【０１０４】
Ｓ１３０では、燃料電池のセル電圧を検出するセル電圧センサ１６の検出値が所定値を下回ったか否かを判断する。本実施形態の燃料電池システムでは、循環水素流量が少ない状況が生じる。このため高分子電解質膜の加湿が不十分になって発電効率が低下する場合がある。そのような状況になっているかどうかをセル電圧のより判断する。本実施形態ではセル電圧が所定値を下回った場合には、循環水素流量が少ない状況ができて、発電効率が低下していると判断するようにしている。幾つかのセル（たとえば３つ毎）毎のセル電圧を測定するようにしても良い。セル電圧が所定値を下回った場合にはＳ１５０へ進む。そうでない場合には、次のＳ１４０へ進む。
【０１０５】
Ｓ１４０では、燃料電池本体２の水素ガス入口付近の温度と水素ガス出口付近の温度との温度差が所定値を上回るか否かを判断する。
【０１０６】
また本実施形態の燃料電池システムでは、循環水素流量が減少し、燃料電池の各セルに供給する水素にむらを生じて、発電効率が低下する場合がある。そのような状況になっているか否かを判断するために、燃料電池入り口温度から出口温度を引いた温度差を判断している。温度差が所定値を超えた場合には、各セルに供給する水素にむらを生じて発電効率が低下していると判断してＳ１５０へ進む。そうでない場合には、メインルーチンへリターンする。
【０１０７】
Ｓ１５０では、循環水素流量を多くするように負荷電流を減らすようにする。本実施形態では、循環水素流量の目標値をΔＦだけ増やして再設定し、その目標値になるまで負荷電流を減らすようにしている。ΔＦは予め実験等から決めておく値としている。循環水素流量が目標値になった後は、減らしていた負荷電流を元に戻す。このように制御することで、目標値に負荷電流が増加して落ちつくまでの時間も遅くなるが、燃料電池に劣化を与えないようにできる。
【０１０８】
以上説明した第５実施形態によれば、第１、第３、第４の各実施形態で説明した効果がある。
【０１０９】
〔第６実施形態〕
次に、図７、図８を参照して、本発明の第６実施形態を説明する。第６実施形態は、第２実施形態と第３実施形態と第４実施形態とを合わせた実施形態である。
【０１１０】
本実施形態は、負荷電流を目標とする応答で取り出せるように、循環水素流量を予め設定した流量にしてスタンバイしておく場合の例である。本実施形態では循環水素流量の目標値を算出する循環水素流量目標値算出手段を備えている。
【０１１１】
図７は第６実施形態のフローを説明する図である。図６に示した第５実施形態と異なる部分のみを説明する。尚、第５実施形態と同一のステップには、同一のステップ番号を付与して、重複する説明を省略する。
【０１１２】
まず、Ｓ３１０では、第５実施形態で示した循環水素量を使用した負荷電流取り出しを実行中かどうかを判断するため、変数ＦＬＡＧ＿Ａが１か否かを判断する。
【０１１３】
変数ＦＬＡＧ＿Ａが”１”の場合は、第５実施形態で示した循環水素量を使用した負荷電流取り出しを実行中であるので、循環水素流量の目標値設定手段（Ｓ３２０、Ｓ３３０）を実行しないで、Ｓ１０へ進む。
【０１１４】
Ｓ３１０で変数ＦＬＡＧ＿Ａが”０”の場合は、Ｓ３２０へ移り、循環水素流量の目標値設定を行う（循環水素流量の目標値設定手段）。次いで、Ｓ３３０で変数ＦＬＡＧ＿Ａに”１”を代入してＳ１０へ進む。
【０１１５】
次に第５実施形態のＳ１２０の後に、次のＳ３４０を追加する。Ｓ３４０では、変数ＦＬＡＧ＿Ａに”０”を書き込む。Ｓ１２０を実行した後は、循環水素流量を消費して負荷電流を増加している期間の終了であるので、この後は、循環水素流量の目標値を変更できるように変数ＦＬＡＧ＿Ａに”０”を書き込む。
【０１１６】
次に、Ｓ３２０の循環水素流量の目標値設定を詳細に説明する。図８（ａ）はＳ３２０の循環水素流量の目標値設定を詳細に説明する詳細フローチャートである。
【０１１７】
Ｓ４１０では、図８（ｂ）に示すように、負荷増加要求があった場合に現状値から目標値まで負荷変化するまでの目標時間を設定する。この目標時間は予め設定している値である。もしくは、ドライバの運転履歴、ナビゲーション情報（登り、下りなど）に基づいて設定するようにしても良い。
【０１１８】
Ｓ４２０では、図８（ｃ）に示すように、目標負荷応答軌道を設定する。燃料電池の発電反応の時定数をもつ第１の関数で、目標負荷応答軌道の立ち上がり部を形成し、その後は、水素供給装置３から供給される水素が増加変化する時定数をもつ第２の関数で形成するようにする。第１の関数の時定数は第２の関数の時定数より格段に速い。
【０１１９】
Ｓ４３０では、図８（ｄ）に示すように、Ｓ４２０の目標負荷応答が定常に落ち着くまでの時間がＳ４１０で設定した目標時間になるように、Ｓ４２０の目標負荷応答軌道のうち第１の関数で形成する範囲を変更する。
【０１２０】
このようにすることで、目標負荷応答軌道の立ち上がり部を変更して目標負荷応答が定常に落ち着くまでの時間が目標時間になるようにすることができる。
【０１２１】
Ｓ４４０では、Ｓ４３０で形成した目標負荷応答軌道のうち第１の関数の関数値に基づいて循環水素流量目標値を算出する。
【０１２２】
目標応答形成のために使用した第１の関数と第２の関数のと実際の水素流量（本実施形態の場合はＮｌ／ｍｉｎ）の間の関係を変換する。たとえば、第１の関数と第２の関数は正規化した値を使ったもので、最大値を１、最小値を０にしたものであるならば、実際の水素流量の最大値と最小値と対応させて変換する必要がある。一般には正規化した関数を使うことが多い。途中の計算処理で単位を気にする必要がなくなくからである。本実施形態も正規化した関数を使うようにしているので、正規化した値から実際の水素流量の単位に変換する。これは、次の式（４）を使えばよい。
【０１２３】
【数４】
循環水素流量目標値［Ｎｌ／ｍｉｎ］＝　正規化した関数の値×（　循環水素流量最大値［Ｎｌ／ｍｉｎ］　−　循環水素流量最小値［Ｎｌ／ｍｉｎ］　）＋循環水素流量最小値［Ｎｌ／ｍｉｎ］…（４）
循環水素流量最大値［Ｎｌ／ｍｉｎ］　及び循環水素流量最小値［Ｎｌ／ｍｉｎ］は、ポンプの能力などから予め決めておく値である。
【０１２４】
このようにして得た、第１の関数の関数値を循環水素流量目標値として循環水素ポンプ５へ出力する。上式の正規化した関数の値に、第１の関数の関数値の最大値を代入して計算する。
【０１２５】
以上説明した第６実施形態によれば、第２、第３、第４の各実施形態で説明した効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの制御装置が適用される燃料電池システムを示すシステム構成図である。
【図２】（ａ）第１実施形態における燃料電池システムの要部構成を示す構成図、（ｂ）第１実施形態における燃料電池システムの制御装置を説明するブロック図である。
【図３】第２実施形態における燃料電池システムの制御装置を説明するブロック図である。
【図４】（ａ）第３実施形態における燃料電池システムの要部構成を示す構成図、（ｂ）第３実施形態における燃料電池システムの制御装置を説明するブロック図である。
【図５】（ａ）第４実施形態における燃料電池システムの要部構成を示す構成図、（ｂ）第４実施形態における燃料電池システムの制御装置を説明するブロック図である。
【図６】第５実施形態における燃料電池システムの制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】第６実施形態における燃料電池システムの制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】（ａ）第６実施形態における燃料電池システムの制御装置の動作を説明するフローチャート、（ｂ）負荷変化を説明する図、（ｃ）負荷応答軌道を説明する図、（ｄ）目標負荷応答軌道を説明する図である。
【符号の説明】
１　空気供給装置
２　燃料電池本体
３　水素供給装置
４　加湿器
５　循環水素ポンプ
６　負荷
７　空気極入口圧力センサ
８　水素極入口圧力センサ
９　循環水素ポンプ
１０　負荷電流センサ
１１　制御装置
１２　冷媒循環装置
１３　冷媒冷却装置
１４　入口温度センサ
１５　出口温度センサ
１６　セル電圧センサ
１７　水素循環経路
２１　必要水素量算出手段
２２　必要水素量補正手段
２３　増加可能負荷電流算出手段
２４　負荷電流判定手段
２５　負荷電流取出時定数変更手段
【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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