(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード（２１）およびカソード（２２）を有する燃料電池ユニット（３）と圧縮ガス貯留器（３６）と減圧器（７０）とインジェクタ（７２）とを備える燃料電池システム（１）における漏れを検知する方法であって、
ａ．所定の時間インターバルにおいて前記圧縮ガス貯留器（３６）から流出する燃料の流出量（Ｍａｂ）を決定するステップと、
ｂ．前記燃料の流出量（Ｍａｂ）が決定される前記所定の時間インターバル内において前記インジェクタ（７２）を流れる燃料の流過量（Ｍｄｕｒｃｈ）を決定するステップと、
ｃ．前記燃料の流出量（Ｍａｂ）を前記燃料の流過量（Ｍｄｕｒｃｈ）と比較するステップと、
ｄ．前記流出量（Ｍａｂ）と前記流過量（Ｍｄｕｒｃｈ）との差が所定の限界値（ＧＷ）を超えた場合にエラー信号を生成するステップと、
を包含し、
前記圧縮ガス貯留器（３６）内、または前記圧縮ガス貯留器（３６）と前記減圧器（７０）との間の高圧管路（４１）内の高圧（Ｐ１）が測定され、
前記圧縮ガス貯留器（３６）内、または前記高圧管路（４１）内における燃料の温度（Ｔ１）が測定され、
前記ステップａにおいて、前記所定の時間インターバルの初めに、前記圧縮ガス貯留器（３６）に入っている燃料量である第１量（Ｍ１）が算出され、当該所定の時間インターバルの終わりに、前記圧縮ガス貯留器（３６）に入っている燃料量である第２量（Ｍ２）が算出され、前記第１量（Ｍ１）と前記第２量（Ｍ２）との差分が、前記所定の時間インターバルの期間内における前記燃料の流出量（Ｍａｂ）として算出され、
前記第１量（Ｍ１）および／または前記第２量（Ｍ２）は、前記高圧（Ｐ１）と前記燃料の温度（Ｔ１）と、さらに標準圧力（Ｐ０）と、標準温度（Ｔ０）と、燃料のモル質量（Ｍ）と、モル体積（Ｖｍ）と、前記圧縮ガス貯留器（３６）の実質容積（Ｖ０）と、に関する情報に基づいて算出される、
方法。
【請求項２】
前記ステップｂにおいて、前記所定の時間インターバル中に、
前記減圧器（７０）と前記インジェクタ（７２）との間に配置された中圧管路（４２）における中圧（Ｐ２）が測定され、前記インジェクタ（７２）と前記燃料電池ユニット（３）との間に配置された吹き込み管路（４３）における吹き込み圧（Ｐ３）が測定され、
前記インジェクタ（７２）の相応の特性曲線を用いて前記中圧（Ｐ２）と前記吹き込み圧（Ｐ３）とから前記流過量（Ｍｄｕｒｃｈ）が算出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インジェクタ（７２）は、パルス幅変調によって制御され、前記パルス幅変調がデューティ比（Ｔａ）を有し、前記インジェクタ（７２）の前記特性曲線は、前記中圧（Ｐ２）と前記吹き込み圧（Ｐ３）と前記デューティ比（Ｔａ）とに対する前記流過量（Ｍｄｕｒｃｈ）の依存性を記述する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
アノード（２１）およびカソード（２２）を有する燃料電池ユニット（３）と圧縮ガス貯留器（３６）と減圧器（７０）とインジェクタ（７２）とを備える、燃料電池システム（１）において、
所定の時間インターバルにおいて前記圧縮ガス貯留器（３６）から流出する燃料の流出量（Ｍａｂ）を決定する手段と、
前記所定の時間インターバルにおいて前記インジェクタ（７２）を流れる燃料の流過量（Ｍｄｕｒｃｈ）を決定する手段と、
が設けられており、
前記所定の時間インターバルにおいて前記圧縮ガス貯留器（３６）から流出する燃料の前記流出量（Ｍａｂ）を決定する手段は、
前記圧縮ガス貯留器（３６）に、または前記圧縮ガス貯留器（３６）と前記減圧器（７０）との間に配置された高圧管路（４１）に配置されて該高圧管路（４１）内の高圧（Ｐ１）を測定する第１圧力センサ（４５）と、
前記圧縮ガス貯留器（３６）に、または前記圧縮ガス貯留器（３６）と前記減圧器（７０）との間に配置された前記高圧管路（４１）に配置されて該高圧管路（４１）内の燃料の温度（Ｔ１）を測定する温度センサ（４４）と、
を備え、
前記所定の時間インターバルの初めに、前記圧縮ガス貯留器（３６）に入っている燃料量である第１量（Ｍ１）を算出し、当該所定の時間インターバルの終わりに、前記圧縮ガス貯留器（３６）に入っている燃料量である第２量（Ｍ２）を算出し、
前記第１量（Ｍ１）と前記第２量（Ｍ２）との差分を、前記所定の時間インターバルの期間内における前記燃料の流出量（Ｍａｂ）として算出し、
前記第１量（Ｍ１）および／または前記第２量（Ｍ２）を、前記高圧（Ｐ１）と前記燃料の温度（Ｔ１）と、さらに標準圧力（Ｐ０）と、標準温度（Ｔ０）と、燃料のモル質量（Ｍ）と、モル体積（Ｖｍ）と、前記圧縮ガス貯留器（３６）の実質容積（Ｖ０）と、に関する情報に基づいて算出する、
ことを特徴とする、燃料電池システム。
【請求項５】
前記所定の時間インターバルにおいて前記インジェクタ（７２）を流れる燃料の前記流過量（Ｍｄｕｒｃｈ）を決定する手段は、
前記減圧器（７０）と前記インジェクタ（７２）との間に配置された中圧管路（４２）に配置されている第２圧力センサ（４６）と、
前記インジェクタ（７２）と前記燃料電池ユニット（３）との間に配置された吹き込み管路（４３）に配置されている第３圧力センサ（４７）と
を備えることを特徴とする、請求項４に記載の燃料電池システム（１）。
【請求項６】
前記インジェクタ（７２）は、デューティ比（Ｔａ）を有するパルス幅変調によって制御可能であり、
前記第２圧力センサ（４６）によって測定された中圧（Ｐ２）と前記第３圧力センサ（４７）によって測定された吹き込み圧（Ｐ３）と前記デューティ比（Ｔａ）とに対する前記流過量（Ｍｄｕｒｃｈ）の依存性が前記インジェクタ（７２）の特性曲線によって記述可能であることを特徴とする、請求項５に記載の燃料電池システム（１）。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の燃料電池システム（１）を備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アノードおよびカソードを有する燃料電池ユニットと圧縮ガス貯留器と減圧器とインジェクタとを備える燃料電池システムにおける漏れを検知する方法に関する。本発明は、さらに、本発明による方法を適用可能な燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、連続的に供給される燃料と酸化剤との化学反応エネルギーを電気エネルギーに変換するガルバニ電池である。すなわち燃料電池は、電気化学的エネルギー変換器である。公知の燃料電池では、特に水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）が水（Ｈ２Ｏ）、電気エネルギー、および熱に変換される。
【０００３】
燃料電池は、さらにアノードとカソードとを有している。燃料は燃料電池のアノードに供給され、電子をプロトンに渡して触媒的に酸化される。プロトンは膜を通ってカソードに到達する。渡された電子が燃料電池から導出され、外部電気回路を介してカソードへ流れる。酸化剤は、燃料電池のカソードにて供給され、外部電気回路から電子を取り込むことにより、かつ膜を通ってカソードに到達したプロトンと反応して水になる。それにより発生した生成水は燃料電池から導出される。反応全体は
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ
となる。その際、燃料電池のアノードとカソードとの間に電圧が生じる。電圧を高くするために、複数の燃料電池が燃料電池スタックとなるよう機械的に前後に配置され、電気的に直列に接続されてよい。
【０００４】
特に自動車において使用するための属性的に対応する燃料電池システムが特許文献１から公知である。燃料電池システムは、アノードとカソードとを有する、複数の燃料電池を含む燃料電池ユニットを備えている。燃料としての水素は圧縮ガス貯留器に貯留され、圧力調整弁を介してアノードに供給される。酸化剤としての酸素を含有する空気は、電気的に駆動されるコンプレッサまたは圧縮機によってカソードに供給される。
【０００５】
特許文献２から、同様に属性的に対応する燃料電池システムが知られている。この場合、燃料電池システムは付加的に循環ポンプを備えている。余剰水素はアノードから排出され、循環ポンプによって新規水素に混合される。
【０００６】
特許文献３は、調整器の減圧比を大きくするために複数の弁段を備え、かつ特に燃料電池システムのアノード入口側へ適用される圧力調整器を記載する。圧力調整は流過制御圧力調整器（Druckflusssteuerdruckregler）によって行われ、二重膜を有する膜アセンブリが設けられている。水素が第２膜、および圧力調整器の空気側に達する前に第１膜が水素を透過した場合に漏れを検出することができる。
【０００７】
特許文献４は、燃料電池システムを検査する方法および装置を記載する。方法もしくは装置は、燃料電池システムがアノード側および／またはカソード側で気密であるかどうか、および／または燃料電池システムのアノード側とカソード側との間に漏れがあるかどうかを調べるように設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１４０１３６７０号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１６１１０６２０号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００６０２３４３３号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２３１２０８号明細書
【発明の概要】
【０００９】
燃料電池システムにおける漏れを検知する方法が提案される。この場合、燃料電池システムは、アノードおよびカソードを有する燃料電池ユニットと圧縮ガス貯留器と減圧器とインジェクタとを備えている。この場合、圧縮ガス貯留器は高圧管路を介して減圧器と接続されており、減圧器は中圧管路を介してインジェクタと接続されており、インジェクタは吹き込み管路（Einblasleitung）を介して燃料電池ユニットと接続されている。
【００１０】
ステップａ）において、所定の時間インターバルにおいて圧縮ガス貯留器から流出する燃料の流出量の決定が行われる。燃料は、特に圧縮ガス貯留器から高圧管路を通って減圧器へ流れる。時間インターバルは、例えば１分である。
【００１１】
ステップｂ）において、所定の時間インターバルにおいてインジェクタを流れる燃料の流過量（Durchflussmenge）の決定が行われる。燃料は、特に減圧器から中圧管路を通ってインジェクタへ流れ、さらに吹き込み管路を通って燃料電池ユニットへ流れる。
【００１２】
ステップｃ）において、ステップａ）で決定された燃料の流出量とステップｂ）で決定された燃料の流過量との比較が行われる。その際、特に流出量と流過量との差が求められる。
【００１３】
流出量Ｍａｂと流過量Ｍｄｕｒｃｈとの差が所定の限界値ＧＷを超えた場合に、ステップｄ）においてエラー信号が生成される。すなわちエラー信号は、
Ｍａｂ−Ｍｄｕｒｃｈ＞ＧＷ
ならば生成される。
【００１４】
圧縮ガス貯留器から流出する燃料の流出量とインジェクタを流れる燃料の流過量との差が所定の限界値を超えた場合、燃料電池システムにおける漏れを推論できる。したがってエラー信号は、燃料電池システムにおける検知された漏れを示す。
【００１５】
本発明の好ましい一実施形態では、ステップａ）において、所定の時間インターバルにおいて圧縮ガス貯留器から流出する燃料の流出量を決定するために、時間インターバルの初めに、圧縮ガス貯留器に入っている燃料の第１量が算出される。時間インターバルの終わりには圧縮ガス貯留器に入っている燃料の第２量が算出される。次いで、第１量Ｍ１と第２量Ｍ２との差として流出量Ｍａｂが算出される。したがって
Ｍａｂ＝Ｍ１−Ｍ２
が成り立つ。
【００１６】
本発明の有利な一実施形態では、燃料の第１量を算出するために、および燃料の第２量を算出するために、圧縮ガス貯留器における、または圧縮ガス貯留器と減圧器との間に配置された高圧管路における高圧が測定される。同様に、圧縮ガス貯留器における、または高圧管路における燃料温度が測定される。次いで、高圧Ｐ１と燃料温度Ｔ１とさらに別の量とから燃料の第１量Ｍ１および／または燃料の第２量Ｍ２が算出される。さらに別の量とみなされるのは、特に
標準圧力（Ｎｏｒｍａｌｄｒｕｃｋ）  Ｐ０＝１０１３ｈＰＡ、
標準温度（Ｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ）  Ｔ０＝２９８Ｋ、
燃料のモル質量  Ｍ＝２ｇ（燃料が水素の場合）、
モル体積        Ｖｍ＝２２．４ｌ
および圧縮ガス貯留器の実質容積Ｖ０である。
Ｍ１＝Ｐ１／Ｐ０＊Ｔ１／Ｔ０＊Ｍ／Ｖｍ＊Ｖ０（時間インターバルの初め）
Ｍ２＝Ｐ１／Ｐ０＊Ｔ１／Ｔ０＊Ｍ／Ｖｍ＊Ｖ０（時間インターバルの終わり）
が成り立つ。
【００１７】
本発明の好ましい一実施形態では、ステップｂ）において、所定の時間インターバルにおいてインジェクタを流れる燃料流過量を決定するために、時間インターバル中に、減圧器とインジェクタとの間に配置された中圧管路における中圧が測定され、インジェクタと燃料電池ユニットとの間に配置された吹き込み管路における吹き込み圧（Einblasdruck）が測定される。次いで、中圧と吹き込み圧とからインジェクタの相応の特性曲線を用いて流過量が算出される。
【００１８】
本発明の有利な一実施形態では、インジェクタは、パルス幅変調によって制御され、パルス幅変調はデューティ比を有している。その際、インジェクタの特性曲線は、時間インターバル中の中圧Ｐ２と吹き込み圧Ｐ３とデューティ比Ｔａとに対する流過量Ｍｄｕｒｃｈの依存性を記述する。インジェクタの特性曲線を数学的関数Ｆによって記述することができる。
Ｍｄｕｒｃｈ＝Ｆ（Ｐ２，Ｐ３，Ｔａ）
が成り立つ。
中圧Ｐ２、吹き込み圧Ｐ３、およびデューティ比Ｔａは時間インターバル中に変化し得る。そのため流過量Ｍｄｕｒｃｈを検出するために、例えば、時間インターバル中に相応の関数を用いてフローレート（Durchflussrate）が継続的に検出される。検出されたフローレートは、時間インターバルに対して積分され、流過量Ｍｄｕｒｃｈは、時間インターバルに対する検出されたフローレートの積分値に相当する。流過量Ｍｄｕｒｃｈの実際の検出のために、例えば時間インターバル内の多数の個々の時点について相応の関数を用いてそれぞれ離散フローレートが検出される。検出された離散フローレートが積算され、流過量Ｍｄｕｒｃｈは離散フローレートの和に相当する。
【００１９】
特性曲線は、インジェクタの物理量の同士の相互の依存性を記述する。インジェクタを正確に製造することと、用いられるインジェクタが既知であることとによって、当業者にインジェクタの特性曲線が既知になる。その際、特性曲線はインジェクタの理論モデルである。特性曲線の精度は、インジェクタの測量によって適合および最適化することができる。最適化は、例えば理論モデルにさらに別のパラメータを代入することによって行われる。
【００２０】
方法は、略継続的に実行することもでき、方法において、流出量Ｍａｂおよび流過量Ｍｄｕｒｃｈの値が繰り返され、特に周期的に決定される。例えば、第１量Ｍ１の値がリングバッファに記憶されてもよい。それぞれ現在時点に、第２量Ｍ２の値が直接決定されてもよく、第１量Ｍ１の値は、過去の定義された時点についてリングバッファから取り出されてもよい。
【００２１】
さらに、アノードおよびカソードを有する燃料電池ユニットと圧縮ガス貯留器と減圧器とインジェクタとを有する燃料電池システムが提案される。その際、圧縮ガス貯留器は高圧管路を介して減圧器と接続され、減圧器は中圧管路を介してインジェクタと接続され、インジェクタは吹き込み管路を介して燃料電池ユニットと接続されている。
【００２２】
本発明によれば、所定の時間インターバルにおいて圧縮ガス貯留器から流出する燃料の流出量を決定する手段と、所定の時間インターバルにおいてインジェクタを流れる燃料の流過量を決定する手段と、が設けられている。
【００２３】
所定の時間インターバルにおいて圧縮ガス貯留器から流出する燃料の流出量を決定すること、および所定の時間インターバルにおいてインジェクタを流れる燃料の流過量を決定することによって燃料電池システムにおける漏れが検知可能である。
【００２４】
燃料の流出量を燃料の流過量と比較する手段も設けられていることが好ましい。前述の手段は、例えば電子回路の形態で実現可能である。
【００２５】
流出量と流過量との差が所定の限界値を超えた場合にエラー信号を生成する手段も設けられていることが好ましい。前述の手段は、例えば電子回路の形態で実現可能である。
【００２６】
本発明の有利な一実施形態では、所定の時間インターバルにおいて圧縮ガス貯留器から流出する燃料の流出量を決定する手段は、圧縮ガス貯留器に、または圧縮ガス貯留器と減圧器との間に配置された高圧管路に配置されている第１圧力センサと、圧縮ガス貯留器に、または圧縮ガス貯留器と減圧器との間に配置された高圧管路に配置されている温度センサとを備えている。
【００２７】
したがって、第１圧力センサと温度センサとは、減圧器の上流に配置され、燃料の高圧と燃料温度とを測定する。圧縮ガス貯留器および高圧管路における燃料の高圧は、例えば圧縮ガス貯留器が満杯のときに３５０ｂａｒまで、または７００ｂａｒまでの範囲である。運転中、圧縮ガス貯留器は、例えば約２０ｂａｒに下がるまで放出される。
【００２８】
本発明の有利な一展開形態では、所定の時間インターバルにおいてインジェクタを流れる燃料の流過量を決定する手段は、減圧器とインジェクタとの間に配置された中圧管路に配置されている第２圧力センサと、インジェクタと燃料電池ユニットとの間に配置された吹き込み管路に配置されている第３圧力センサとを備えている。
【００２９】
したがって、第２圧力センサは、減圧器の下流、およびインジェクタの上流に配置されており、燃料の中圧を測定する。中圧管路における燃料の中圧は、例えば９ｂａｒ〜１３ｂａｒ、または１０ｂａｒ〜２０ｂａｒの範囲である。したがって、第３圧力センサは、インジェクタの下流、および燃料電池ユニットの上流に配置されており、燃料の吹き込み圧を測定する。吹き込み管路における燃料の吹き込み圧は、例えば１ｂａｒ〜３ｂａｒの範囲である。
【００３０】
インジェクタは、デューティ比を有するパルス幅変調によって制御可能であることが好ましい。その際、第２圧力センサによって測定された中圧と第３圧力センサによって測定された吹き込み圧とデューティ比とに対する流過量の依存性がインジェクタの特性曲線によって記述可能である。
【００３１】
本発明による燃料電池システムを運転する方法、および本発明による燃料電池システムは自動車において有利に使用される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明による方法は、燃料電池システムにおける漏れ、特に燃料電池システムの連続運転における圧縮ガス貯留器と燃料電池ユニットのアノードとの間の管路における非気密性（Undichtigkeit）の検知を可能にする。その際、別個の流量計の必要はない。さらに燃料電池システムの外側において燃料を決定するための、特に水素を検出するための外部センサ系の必要もない。その際、燃料電池システムにおける漏れの検知は、比較的高い精度で、かつ比較的短い時間で、例えば１分以内に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】燃料電池システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の実施形態を図面および以下の記載をもとに詳しく説明する。
【００３５】
本発明の実施形態の以下の記載において、同じまたは類似の要素には同じ参照符号が付され、個々の事例においてこれらの要素の説明の繰り返しを省略する。図は本発明の主題を模式的に示すにすぎない。
【００３６】
図１は、燃料電池システム１の模式図を示す。燃料電池システム１は、ここに明示的には示されない複数の燃料電池を有する燃料電池ユニット３を備えている。燃料電池ユニット３はアノード２１とカソード２２とを有している。個々の燃料電池は、それぞれ、燃料電池ユニット３のアノード２１を共同で形成する負極（negative Elektrode）を有している。個々の燃料電池は、それぞれ燃料電池ユニット３のカソード２２を共同で形成する正極（positive Elektrode）を有している。
【００３７】
燃料電池ユニット３は、アノード２１と電気的に接続された負端子１１を有している。同様に、燃料電池ユニット３は、カソード２２と電気的に接続された正端子１２を有している。燃料電池システム１の運転時に燃料電池ユニット３の負端子１１と正端子１２との間に電圧が生じる。
【００３８】
燃料電池ユニット３の負端子１１と正端子１２とは、ここに図示されない自動車の電気システムと接続されている。燃料電池ユニット３を冷却するために、ここに図示されない冷却装置が設けられている。
【００３９】
燃料電池システム１は、燃料、特に水素を貯留するための圧縮ガス貯留器３６を備えている。圧縮ガス貯留器３６は、高圧管路４１を介して減圧器７０と接続されている。圧縮ガス貯留器３６および高圧管路４１内は、例えば３５０ｂａｒ〜７００ｂａｒの高圧Ｐ１になっている。減圧器７０は、中圧管路４２を介してインジェクタ７２と接続されている。減圧器７０は、中圧管路４２内が、例えば１０ｂａｒ〜２０ｂａｒの中圧Ｐ２になるように中圧管路４２内の圧力を低減する。
【００４０】
インジェクタ７２は、吹き込み管路４３を介して燃料電池ユニット３と、特にアノード２１と接続されている。インジェクタ７２は、吹き込み管路４３内が、例えば１ｂａｒ〜３ｂａｒの吹き込み圧Ｐ３になるように吹き込み管路４３内の圧力を低減する。吹き込み管路４３は、燃料、特に水素を燃料電池ユニット３のアノード２１に供給するために用いられる。
【００４１】
燃料電池システム１の運転時、燃料、特に水素は、圧縮ガス貯留器３６から燃料電池ユニット３のアノード２１へ第１流れ方向５１に流れる。燃料電池システム１は、余剰な燃料をアノード２１から排出するための第１排出管路５７も備えている。
【００４２】
第１排出管路５７には、ここに図示されない水分離器が設けられている。水分離器において、燃料から水が分離される。その際、燃料は、ここに図示されない循環ポンプによって、吹き込み管路４３を介して再び燃料電池ユニット３のアノード２１に供給される。
【００４３】
燃料電池システム１は、酸化剤、特に酸素を含む空気をカソード２２に供給するための供給管路６６をさらに備えている。そのために、供給管路６６は、例えばここに図示されないコンプレッサと接続されている。コンプレッサは、空気フィルタを介して空気を吸い込み、吸い込んだ空気を圧縮し、圧縮された空気を第２流れ方向６１で燃料電池ユニット３のカソード２２に供給する。
【００４４】
燃料電池システム１は、余剰な酸化剤をカソード２２から排出するための第２排出管路６７も備えている。第２排出管路６７は、燃料電池ユニット３の燃料電池において電気化学反応によって発生する生成水を排出するためにも用いられる。
【００４５】
第１圧力センサ４５は、圧縮ガス貯留器３６と減圧器７０との間に配置された高圧管路４１に配置されている。これに代えて、第１圧力センサ４５は圧縮ガス貯留器３６に配置されていてもよい。第１圧力センサ４５は高圧Ｐ１を測定するために用いられる。
【００４６】
温度センサ４４も同様に圧縮ガス貯留器３６と減圧器７０との間に配置された高圧管路４１に配置されている。これに代えて温度センサ４４は、圧縮ガス貯留器３６に配置されていてもよい。温度センサ４４は燃料温度Ｔ１を測定するために用いられる。
【００４７】
第２圧力センサ４６は、減圧器７０とインジェクタ７２との間に配置された中圧管路４２に配置されている。第２圧力センサ４６は、中圧Ｐ２を測定するために用いられる。第３圧力センサ４７は、インジェクタ７２と燃料電池ユニット３との間に配置された吹き込み管路４３に配置されている。第３圧力センサ４７は、吹き込み圧Ｐ３を測定するために用いられる。
【００４８】
第１圧力センサ４５と温度センサ４４とは減圧器７０の上流に配置されている。第２圧力センサ４６は、減圧器７０の下流、およびインジェクタ７２の上流に配置されている。第３圧力センサ４７は、インジェクタ７２の下流、および燃料電池ユニット３の上流に配置されている。
【００４９】
インジェクタ７２は、ここではパルス幅変調によって制御可能である。パルス幅変調は可変のデューティ比Ｔａを有する。インジェクタ７２の特性曲線は、第２圧力センサ４６によって測定された中圧Ｐ２と第３圧力センサ４７によって測定された吹き込み圧Ｐ３とデューティ比Ｔａとの間の関係を記述する。
【００５０】
第１圧力センサ４５と温度センサ４４とは、所定の時間インターバルにおいて圧縮ガス貯留器３６から流出する燃料の流出量Ｍａｂを決定するために用いられる。第２圧力センサ４６と第３圧力センサ４７とは、所定の時間インターバルにおいてインジェクタ７２を流れる燃料の流過量Ｍｄｕｒｃｈを決定するために用いられる。
【００５１】
本発明は本明細書中に記載された実施例およびその中で強調された態様に限定されない。むしろ、請求項に記載される範囲内で当業者が通常行う範囲内で多数の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  燃料電池システム
３  燃料電池ユニット
１１  負端子
１２  正端子
２１  アノード
２２  カソード
３６  圧縮ガス貯留器
４１  高圧管路
４２  中圧管路
４３  吹き込み管路
４４  温度センサ
４５  第１圧力センサ
４６  第２圧力センサ
４７  第３圧力センサ
５１  第１流れ方向
５７  排出管路
６１  第２流れ方向
６６  供給管路
６７  排出管路
７０  減圧器
７２  インジェクタ
ＧＷ  限界値
Ｍ１  第１量
Ｍ２  第２量
Ｍａｂ  流出量
Ｍｄｕｒｃｈ  流過量
Ｐ１  高圧
Ｐ２  中圧
Ｐ３  吹き込み圧
Ｔ１  燃料温度
Ｔａ  デューティ比
【図１】
0006968203.tif 000002