(57)【要約】【課題】燃料電池に対して遅れなくエアを供給できる、エア制御方法を提供することを課題とする。【解決手段】制御部４には遅れ演算手段４６が組み込まれ、エア流量センサ７が検出するエア流量ＧＡＩＲと燃料電池のスタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹとからフィードバック値を算出する。回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は、遅れ演算手段４６が算出したフィードバック値に基づいて回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを演算し、回転速度指令値演算手段４２が算出するエアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳに加算して、エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤを算出することを特徴とする。【選択図】図３
2009054526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
前記燃料電池に酸化剤を供給する酸化剤供給部と、
前記酸化剤供給部が供給する酸化剤供給流量を検出する酸化剤供給流量検出部と、
前記燃料電池の発電電流量に応じて前記燃料電池に供給される酸化剤の流量に対応した指令値を算出する目標流量指令値算出手段を備える制御部と、を有し、
前記算出された指令値を用いて、前記酸化剤供給部を制御する燃料電池システムであって、
前記制御部は、
前記酸化剤供給部から前記燃料電池までの間に発生する酸化剤供給の遅れを表す伝達関数と、前記酸化剤供給流量検出部が検出する前記酸化剤供給流量から、前記燃料電池の内部を通過する酸化剤通過流量を算出する酸化剤通過流量算出手段と、
前記酸化剤通過流量算出手段によって算出される前記酸化剤通過流量と前記酸化剤供給流量検出部が検出する前記酸化剤供給流量とから、前記目標流量指令値算出手段が算出する前記指令値に加算するフィードバック値を算出するフィードバック値設定手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記フィードバック値が、あらかじめ設定されている上限値及び下限値の範囲内の値であるか否かを判定するフィードバック値上下限リミット手段を有し、
前記フィードバック値上下限リミット手段は、前記フィードバック値設定手段が算出するフィードバック値が前記上限値より大きい場合は、前記フィードバック値を前記上限値と等しく設定し、
前記フィードバック値が前記下限値より小さい場合は、前記フィードバック値を前記下限値と等しく設定することを特徴とする請求項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、車両の燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の燃料電池システムにおいては、車両の走行状態に基づいて、燃料電池（以下、ＦＣと称する場合がある）に要求される目標発電電流量を指令する、ＦＣ発電電流指令値が演算される。そして、演算されたＦＣ発電電流指令値に基づいて、ＦＣのカソード極に供給されるエア流量である目標エア流量が演算され、カソード極にエアを供給するエアポンプ入り口に設置された流量センサの値が目標エア流量になるように、エアポンプの回転速度をフィードバック制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来、エア流量を検出する流量センサは、エアポンプの上流側に設置されているため、流量センサの検出値は目標エア流量と同等であっても、エアポンプとＦＣとの間に配置される配管による応答の遅れによって、ＦＣのスタック内を流れるエア流量は目標エア流量に対して不足が発生する。このことによって、ドライバの操作に対して良好な応答性をもって加速することができず、ドライバが違和感を覚えるという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−１７９１２７号公報（段落００２４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、燃料電池に対して遅れなくエアを供給できる、燃料電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、燃料電池と、前記燃料電池に酸化剤を供給する酸化剤供給部と、前記酸化剤供給部が供給する酸化剤供給流量を検出する酸化剤供給流量検出部と、前記燃料電池の発電電流量に応じて前記燃料電池に供給される酸化剤の流量に対応した指令値を算出する目標流量指令値算出手段を備える制御部と、を有し、前記算出された指令値を用いて、前記酸化剤供給部を制御する燃料電池システムとした。そして、前記制御部は、前記酸化剤供給部から前記燃料電池までの間に発生する酸化剤供給の遅れを表す伝達関数と、前記酸化剤供給流量検出部が検出する前記酸化剤供給流量から、前記燃料電池の内部を通過する酸化剤通過流量を算出する酸化剤通過流量算出手段と、前記酸化剤通過流量算出手段によって算出される前記酸化剤通過流量と前記酸化剤供給流量検出部が検出する前記酸化剤供給流量とから、前記目標流量指令値算出手段が算出する前記指令値に加算するフィードバック値を算出するフィードバック値設定手段と、を備えることを特徴とした。
【０００６】
請求項１に係る発明によると、燃料電池の内部を通過する酸化剤通過流量を目標流量にフィードバック制御するため、加速時などにおいて、酸化剤の供給遅れで発生する不足量をあらかじめ考慮して酸化剤を供給できる。したがって、燃料電池において、遅れを生じることなく（遅れを少なくして）発電が可能となり、運転者に対して加速時の違和感の低減、レスポンスの向上を図ることができる。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、前記制御部は、前記フィードバック値が、あらかじめ設定されている上限値及び下限値の範囲内の値であるか否かを判定するフィードバック値上下限リミット手段を有し、前記フィードバック値上下限リミット手段は、前記フィードバック値設定手段が算出するフィードバック値が前記上限値より大きい場合は、前記フィードバック値を前記上限値と等しく設定し、前記フィードバック値が前記下限値より小さい場合は、前記フィードバック値を前記下限値と等しく設定することを特徴とした。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、フィードバック値に対して上下限を設定したため、酸化剤供給流量検出部の故障時などにおいても、フィードバック値が発散することなく、燃料電池を保護することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、燃料電池に対して遅れなく（遅れを少なくして）エアを供給できる、燃料電池システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る酸化剤制御方法が適用される燃料電池システムを示す図である。図１に示すように、燃料電池システム１は、燃料電池２、燃料電池２のアノード極２ａに水素供給管３ａを介して水素を供給する水素供給システム３、大気中のエアを加圧し、エア供給管５ａを介して燃料電池２のカソード極２ｂに、酸化剤として供給するエアポンプ（酸化剤供給部）５、及び水素供給システム３とエアポンプ５を制御する制御部４を含んで構成される。
【００１１】
また、エアポンプ５の上流側には、エア流量センサ（酸化剤供給流量検出部）７とエア温度センサ６が設けられている。エア流量センサ７とエア温度センサ６は、燃料電池２のカソード極２ｂに供給されるエアのエア流量ＧＡＩＲとエア温度ＴＡＩＮを検出し制御部４に入力する。
さらに、燃料電池２には電流センサ８が設けられ、燃料電池２における発電電流ＩＦＣを検出し、制御部４に入力する。
【００１２】
燃料電池２は、固体高分子電解質膜の両側にアノード極２ａとカソード極２ｂが設けられ、各電極の外側に反応ガスを供給するためのガス通路が設けられてなるセルを多数積層して構成されるスタックからなる。
この燃料電池２には、アノード極２ａに燃料ガスとしての水素が供給され、カソード極２ｂに酸化剤ガスとしてのエアが供給され、アノード極２ａで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソード極２ｂまで移動して、カソード極２ｂで、エアに含まれる酸素と電気化学反応を起こして発電する。
【００１３】
水素供給システム３は、図示しない水素タンク等の水素供給源を備え、この水素供給源から水素供給管３ａを介して燃料電池２のアノード極２ａに水素ガスを供給する。アノード極２ａに供給された水素は、発電に供された後、燃料電池２から水素オフガスとして排出され、図示しない水素オフガス回収路を経由して再び燃料電池２に供給される。
【００１４】
エアポンプ５は、大気中のエアを加圧して送出する機能を有し、加圧されたエアは、図示しない加湿器で加湿され、エア供給管５ａを介して、燃料電池２のカソード極２ｂに酸化剤として供給される。カソード極２ｂに供給されたエアは、エアに含まれる酸素が酸化剤として作用した後、燃料電池２から空気オフガスとして排出され、大気に放出される。
【００１５】
図２は、制御部の構成を示す図である。図２に示すように、制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）４ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）４ｃ、及びフラッシュメモリ等からなる記憶部４ｄなどを備えるマイクロコンピュータ及び図示しない周辺回路などから構成され、例えばＲＯＭ４ｂに格納されるプログラムによって駆動する。さらに、制御部４は、エア流量センサ７が検出するエア流量ＧＡＩＲ、エア温度センサ６が検出するエア温度ＴＡＩＮなどの信号を入力する信号入力部４ｅを備え、エア流量ＧＡＩＲやエア温度ＴＡＩＮに基づいて、エアポンプ５及び水素供給システム３を制御する。そのため、制御部４は、エアポンプ５及び水素供給システム３を制御する制御信号を出力する信号出力部４ｆを備える。また、記憶部４ｄには、燃料電池システム１（図１参照）を制御するのに必要なデータ４ｄ１等が記憶されている。
【００１６】
さらに、制御部４には、燃料電池システム１（図１参照）が搭載される車両の走行状態を制御するＥＣＵ（Electric Control Unit）１０が接続される。
ＥＣＵ１０は、車両の走行状態と、ドライバの操作（アクセル開度など）に基づいて、燃料電池２に要求される発電電流量を指令する、ＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱを演算し、信号入力部４ｅを介して制御部４に入力する。制御部４は、入力されたＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱに基づいて、燃料電池２に供給する水素及びエアの供給流量を演算する。そして、演算された水素及びエアの供給流量が燃料電池２に供給されるように、水素供給システム３及びエアポンプ５を制御する。
【００１７】
図３は、エアポンプ回転速度指令値を算出する制御部の機能ブロック図である。図３に示すように、制御部４は、流量・圧力指令値演算手段４１、回転速度指令値演算手段４２、回転速度Ｆ／Ｂ（フィードバック）値算出手段４３、Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段４４、上下限リミット判定手段４５、遅れ演算手段４６、及び加算器４７を含んで構成される。
なお、前記した制御部４の各機能ブロックは、制御部４を駆動するプログラムに組み込んだソフトウェアロジックで構成することができるが、これに限定されず、ハードウェアロジックによって構成してもよい。
【００１８】
流量・圧力指令値演算手段４１は、ＥＣＵ１０から入力されるＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱに基づいて、燃料電池２（図１参照）に供給するエアのエア圧力指令値ＰＲＥＱとエア流量指令値ＧＲＥＱを演算する。そして、演算したエア圧力指令値ＰＲＥＱとエア流量指令値ＧＲＥＱを回転速度指令値演算手段４２に入力する。
【００１９】
回転速度指令値演算手段４２は、入力されたエア圧力指令値ＰＲＥＱとエア流量指令値ＧＲＥＱ、及びエア温度センサ６が検出するエア温度ＴＡＩＮに基づいて、エアポンプ５の回転速度を指令する指令値のベースとなるエアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳを演算する。そして、演算したエアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳを加算器４７に入力する。
このように回転速度指令値演算手段４２は、指令値のベースとなるエアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳを演算することから、請求項に記載の目標流量指令値算出手段に相当する。
【００２０】
回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は、流量・圧力指令値演算手段４１が演算するエア流量指令値ＧＲＥＱと、遅れ演算手段４６が演算する補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹと、を比較し、その偏差に基づいて、エアポンプ５の回転速度に対するフィードバック値である回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを演算する。
具体的には、エア流量指令値ＧＲＥＱより補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹが小さい場合、エア流量ＧＡＩＲを増やすためにエアポンプ５の回転速度を上昇させる回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを演算する。一方、エア流量指令値ＧＲＥＱより補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹが大きい場合、エアポンプ５が送出するエア流量ＧＡＩＲを減らすために、エアポンプ５の回転速度を下降させる回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを演算する。そして、演算した回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢをＦ／Ｂ上下限リミット判定手段４４に出力する。
また、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３には、ＥＣＵ１０からＦＣ発電電流値の目標値である目標発電電流量ＩＴＧが入力され、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は、燃料電池２が目標発電電流量ＩＴＧを発電するのに必要なエア流量（目標エア流量）を算出する。
回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３が目標エア流量を算出することによって、図８および図９のフローチャートを参照して後記するように燃料電池２（図１参照）のスタック内に、目標エア流量以上のエアを流すことを防止できる。
このように回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は、エアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳに加算するエアポンプ５の回転速度に対するフィードバック値である回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを演算することから、請求項に記載のフィードバック値設定手段に相当する。
【００２１】
Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段４４は、入力された回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢが、あらかじめ設定されている範囲内にあるか否かを判定し、範囲内にある場合は、入力された回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを加算器４７に出力する。
一方、入力された回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢが上限値を超えている場合は、上限値を回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢに設定し、下限値以下の場合は下限値を回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢに設定する。そして、新たに設定した回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを加算器４７に出力する。
ここで、上限値は、例えばエアポンプ５の回転速度の上限値とし、下限値は、エアポンプ５の回転速度の上限値の負の値とする。このように上限値と下限値を設定することで、回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢが必要以上に大きくなったり小さくなったりすることを防止でき、各センサなどが故障した場合においても、フィードバック値が発散することなく、燃料電池を保護することができる。
このようにＦ／Ｂ上下限リミット判定手段４４は、入力された回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢが、あらかじめ設定されている範囲内にあるか否かを判定することから、請求項に記載のフィードバック値上下限リミット手段に相当する。
【００２２】
加算器４７は、回転速度指令値演算手段４２から入力されるエアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳに、Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段４４から入力される回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを加算してエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤを算出し、上下限リミット判定手段４５に出力する。
【００２３】
上下限リミット判定手段４５は、加算器４７から入力されたエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤが、エアポンプ５が回転可能な回転速度の範囲内にあるか否かを判定し、範囲内にある場合は、入力されたエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤをエアポンプ５に出力する。
一方、エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤが回転速度の上限値を超えている場合は上限値をエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤに設定し、下限値以下の場合は下限値をエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤに設定する。そして、設定したエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤをエアポンプ５に出力する。
ここで、上限値は、例えばエアポンプ５の回転速度の上限値とし、下限値は０とする。このように上限値と下限値を設定することで、エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤをエアポンプ５の回転速度の範囲内に設定できる。
【００２４】
遅れ演算手段４６は、エア供給管５ａ（図１参照）で発生するエア供給の遅れを演算して、演算した遅れに基づいたエア流量である補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹを算出し、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３に出力する。
ここで、エア供給管５ａで発生するエア供給の遅れを演算することは、請求項に記載される、燃料電池２（図１参照）の酸化剤通過流量を演算することに相当し、遅れ演算手段４６は酸化剤通過流量算出手段に相当する。
【００２５】
従来、制御部４には、遅れ演算手段４６が組み込まれておらず、エア流量センサ７で検出されたエア流量ＧＡＩＲが回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３に出力され、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は、エア流量ＧＡＩＲに基づいて、回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを演算していた。
【００２６】
図４は、ＦＣ発電電流指令値とエア流量指令値とスタック内エア流量の関係を示すグラフである。ここで、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲは、燃料電池２（図１参照）のスタック内を流れるエアの流量である。
【００２７】
例えば、ドライバがアクセルを踏み込んで車両を加速する場合、ＥＣＵ１０（図３参照）は、アクセル開度等に基づいて目標発電電流量を算出し、算出した目標発電電流量を得るために燃料電池２（図１参照）の発電電流量を増やすように制御する。そのため、燃料電池２のスタックを流れるスタック内エア流量（酸化剤通過流量）ＳＴＡＩＲを増やすように制御部４（図３参照）に指令を与える。具体的には、図４に実線で示すように、制御部４に出力するＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱを上昇して、エアポンプ５の回転速度を上昇するように要求する。
【００２８】
制御部４（図３参照）は、上昇するＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱに基づいて、図４に破線で示すようにエア流量指令値ＧＲＥＱを演算し、その値に基づいてエアポンプ５（図１参照）の回転速度を決定するエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤを演算する。そして、演算したエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤをエアポンプ５に出力して、エアポンプ５の回転速度を制御する。
【００２９】
さらに、図３に示すように、制御部４にはエア流量センサ７が検出するエア流量ＧＡＩＲが入力される。このようにエア流量ＧＡＩＲをフィードバックすることによって、エア流量センサ７が検出するエア流量ＧＡＩＲに対して、エアポンプ５の回転速度を精度よく制御することができる。
【００３０】
しかしながら、図１に示すように、エア流量センサ７はエアポンプ５の上流側に設置されていることから、エア流量センサ７は実際に燃料電池２のスタックを流れるエア流量を測定しているものではない。そして、エアポンプ５と燃料電池２の間に配置されるエア供給管５ａによって、エアポンプ５が送出するエア流量が燃料電池２のスタックを流れるまでには遅れが生じる。
【００３１】
すなわち、図４に破線で示すエア流量指令値ＧＲＥＱの流量を送出するようにエアポンプ５の回転速度を上昇すると、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲは、一点鎖線で示すように、エア流量指令値ＧＲＥＱの上昇から遅れて上昇する。そして、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲの上昇の遅れが、車両の加速の遅れとなって表れるため、ドライバは違和感を覚える。
【００３２】
そこで、本実施形態においては、図３に示すように、制御部４に遅れ演算手段４６を組み込み、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲの上昇の遅れを推定して、エアポンプ５の回転速度をフィードバック制御することで、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲの上昇の遅れを解消することとした。
【００３３】
図４に示すようにエア流量指令値ＧＲＥＱが上昇すると、制御部４（図３参照）は、エアポンプ５（図１参照）の回転速度を上昇させる。図５は、エア流量指令値が上昇を始める時間を初期状態としたグラフである。図５に破線で示すように、エア流量指令値ＧＲＥＱがＧＡＩＲ０である時間０（図４の時間ｔ０に相当する）から、図４に示すＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱの上昇に伴って、時間ｔ１までに目標エア流量ＧＡＩＲ１に上昇する状態を説明する。目標エア流量ＧＡＩＲ１は、ＥＣＵ１０（図３参照）がアクセル開度に基づいて算出する目標発電電流量ＩＴＧを、燃料電池２（図１参照）が発電するのに必要なエア流量である。
【００３４】
図５に示すようにエア流量指令値ＧＲＥＱが上昇して、エアポンプ５（図１参照）の回転速度が上昇すると、燃料電池２（図１参照）のスタック内エア流量ＳＴＡＩＲは、図５に一点鎖線で示すように遅れて上昇する。そして時間ｔ２になって、目標エア流量ＧＡＩＲ１に達する。
このように、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲは、エア流量指令値ＧＲＥＱの上昇に対して遅れを持って上昇し、所定値に達することから、エアポンプ５（図１参照）が送出するエアを、エア供給管５ａ（図１参照）を介して燃料電池２（図１参照）に供給する系（以下、エア供給系と称する）は、一次遅れ系とみなすことができる。
【００３５】
また、図５に示すように、エア供給系への入力信号に相当するエア流量指令値ＧＲＥＱは、時間０からｔ１の間に直線的に上昇するため、エアポンプ５（図１参照）の回転速度も直線的に上昇すると考えられる。エアポンプ５の回転速度とスタック内エア流量ＳＴＡＩＲとは比例すると考えられることから、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲは、エア流量指令値ＧＲＥＱの上昇に伴って直線的に上昇すると考えられる。そして、エア流量指令値ＧＲＥＱをエア供給系の入力信号、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲをエア供給系の出力信号として考えることができる。
【００３６】
次式（１）は、一次遅れ系を示す伝達関数である。式（１）におけるｓは、ラプラス演算子であって、式（１）が複素数平面にあることを示している。
【数１】
2009054526.tif 000003
なお、式（１）において、Ｋはゲイン定数であって、エア流量指令値ＧＲＥＱの上昇に対するスタック内エア流量ＳＴＡＩＲの上昇の比（ゲイン）である。図５に示すように、エア流量指令値ＧＲＥＱが目標エア流量ＧＡＩＲ１に達したとき、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲがＧＡＩＲ１と同等になる場合、ゲイン定数Ｋは１と考えられる。
また、Ｔは時定数であって、応答の感度を示す値である。具体的には、エア供給系にステップ信号を入力したときに、収束値の約６３．２％に達するのに要する時間などを用いることができる。
そして時定数Ｔは、エア供給系に固有の値であることから、例えば設計時に演算することができる。または、実験によって求めてもよい。
【００３７】
エア入力系においては、入力信号Ｘ（ｓ）が式（１）で示される伝達関数Ｇ（ｓ）に入力されて出力信号Ｙ（ｓ）が出力される。すなわち、出力関数Ｙ（ｓ）は次式（２）で示される。
【数２】
2009054526.tif 000004
【００３８】
前記したように、エア供給系の入力信号であるエア流量指令値ＧＲＥＱは、時間０からｔ１の間において直線状に上昇することから、上昇のゲインをＡとすると、入力関数Ｘ（ｓ）は、次式（３）で示される。
【数３】
2009054526.tif 000005
【００３９】
したがって、式（３）を式（１）及び式（２）に代入すると、エア供給系の出力Ｙ（ｓ）は次式（４）で示される。
【数４】
2009054526.tif 000006
【００４０】
式（４）は、出力関数Ｙ（ｓ）を示したものであるから、式（４）をラプラス逆変換して、ＧＡＩＲ０を加算することで、時間領域（ｔ領域）における出力関数、すなわち時間ｔにおけるスタック内エア流量ＳＴＡＩＲ（ｔ）を次式（５）のように演算できる。
【数５】
2009054526.tif 000007
なお、式（５）におけるＳＴＡＩＲ（ｔ）は、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲを時間ｔの関数として表記したものである。以下同様に、各変数を時間ｔの関数として表記する場合がある。
次式（６）は、式（５）を展開したものである。
【数６】
2009054526.tif 000008
【００４１】
ここで、式（６）における右辺の第２項は、時間ｔの増加に伴ってゲインＡで上昇していることから、前記のようにエア流量指令値ＧＲＥＱの上昇を示している。
なお、前記したように本実施形態においては、図５に示すようにエア流量指令値ＧＲＥＱが目標エア流量ＧＡＩＲ１に達したとき、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲが目標エア流量ＧＡＩＲ１と同等であることから、ゲイン定数Ｋは１と考えられる。このため、Ｋ＝１として式（６）からＫの表記を省略することもできる。しかしながら、式（６）はゲイン定数Ｋの値によらず成立することから、省略しないでゲイン定数Ｋは表記する。
前記のごとく、式（６）における、右辺の第１項と第２項の和であるＧＡＩＲ０＋Ａ・Ｋ・ｔは、時間ｔにおいて、エア流量指令値ＧＲＥＱが要求するスタック内エア流量を示す。換言すると、燃料電池２（図１参照）のスタック内エア流量ＳＴＡＩＲ（ｔ）は、時間ｔにおいて、理論上は次式（７）で示されるＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）に相当するエア流量が不足することになる。
【数７】
2009054526.tif 000009
すなわち、ドライバが車両を加速する場合、図４に示す時間ｔ０からｔ２の間に発生する、式（７）で示されるスタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）によって車両の加速が鈍り、ドライバが違和感を覚えることになる。
【００４２】
そこで、制御部４の遅れ演算手段４６（図３参照）は、図５における時間０からｔ１の間において、エア流量センサ７が検出するエア流量ＧＡＩＲ（ｔ）と、式（７）で示される不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）とに基づいて補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を演算し、フィードバック値を算出するための情報として回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３（図３参照）に出力する。
そして、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は、入力された補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）と流量・圧力指令値演算手段４１（図３参照）から入力されるエア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）に基づいて、フィードバック値としての回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）を演算する。
【００４３】
なお、遅れ演算手段４６が補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を算出する方法は限定されるものではない。例えばあらかじめ実験等によって求められている、マップ化されたデータに基づいて補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を算出する構成が考えられる。
【００４４】
ここで、前記したマップについて説明する。式（７）で演算される不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を生じないようにエアポンプ５（図３参照）が送出する必要があるエア流量を、以下、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹと称する。
本実施形態においては、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹとエア流量ＧＡＩＲと不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹとの関係を実験等によって求め、求められたエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹを不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹと対応させる。すなわち、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹを、時間ｔにおける不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を変数とした関数、ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））として求める。このことによって、遅れ演算手段４６（図３参照）は、不足量がＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）の場合のエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））を得ることができる。
図６はＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）とエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））の関係の一例を示す図である。不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹが大きいほどエアポンプ５の回転速度を大きくする必要があることから、図６に示すように、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹは、不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹが大きいほど大きな値となる。
そして、エア流量ＧＡＩＲが大きいときには、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹも大きくなり、エア流量ＧＡＩＲが小さいときには、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹも小さくなる。
なお、図６はエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））の関係を示す一例であって、不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）とエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））との関係が直線になることは限定されない。
そして、例えば図６で示されるエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹと不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）との関係をマップ化して、図２に示す記憶部４ｄにテーブルデータ形式のデータ４ｄ１として記憶する。
【００４５】
遅れ演算手段４６（図３参照）は、図５における時間０からの経過時間ｔにおける不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を式（７）によって算出する。そして、算出した不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）に対応するエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））を、前記したマップを参照して抽出する。そして、下式（８）で示すように、抽出したエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））と、エア流量センサ７（図１参照）が検出するエア流量ＧＡＩＲ（ｔ）との偏差を、補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）として算出する。
【数８】
2009054526.tif 000010
【００４６】
または、式（７）で示される不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）から補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を算出する計算式を決定できる場合には、例えば遅れ演算手段４６（図３参照）がその計算式を用いて、時間ｔにおける補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を算出する構成であってもよい。
【００４７】
このようにして算出される補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３（図３参照）に出力することで、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は燃料電池２（図１参照）のスタック内を流れるスタック内エア流量ＳＴＡＩＲの変化に基づいて、フィードバック値である回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを算出できる。換言すると、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲを目標値として、エアポンプ５（図３参照）の回転速度を制御できることになり、スタック内に遅れなく（遅れを少なくして）エアを送出できる。
【００４８】
なお、エア流量センサ７（図３参照）が検出するエア流量ＧＡＩＲと、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３が目標発電電流量ＩＴＧに基づいて算出する目標エア流量ＧＡＩＲ１とが同等になった時点で、遅れ演算手段４６は、補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹがエア流量ＧＡＩＲに等しくなるように切り替えてもよい。
このように制御することで、エアポンプ５（図１参照）の回転速度が切り替えた時点の回転速度に保たれ、目標エア流量ＧＡＩＲ１以上にスタック内エア流量ＳＴＡＩＲを増やすことがなくなる。
【００４９】
図５に破線で示すように、エア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）が時間ｔの増加に伴って直線状に上昇する場合、回転速度指令値演算手段４２（図３参照）は、エアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳ（ｔ）（図３参照）が直線状に上昇するように演算するため、エアポンプ５（図１参照）の回転速度も直線状に上昇する。その結果、図５に一点鎖線で示すように、燃料電池２（図１参照）のスタック内エア流量ＳＴＡＩＲ（ｔ）の上昇には遅れが生じる。
【００５０】
回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３（図３参照）は、エア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）とエアポンプ５（図１参照）からフィードバックされるエア流量の偏差に基づいて回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）を演算するが、フィードバックされる値として補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３に出力した場合、エア流量指令値ＧＲＥＱとフィードバック値の偏差は、ＧＲＥＱ（ｔ）−ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）となる。
前記式（８）に示すように、補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹは、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹと、エア流量ＧＡＩＲの偏差であって、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹは、不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹが大きいほど大きな値となることから、補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹは不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹが大きいほど大きくなる。
このことから、燃料電池２（図１参照）のスタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（式（７）参照）が大きいと、エア流量指令値ＧＲＥＱと補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹの偏差が大きくなる。
【００５１】
回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３（図３参照）は、エア流量指令値ＧＲＥＱとフィードバック値を算出するための情報の偏差が大きいほど回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを大きく演算することから、フィードバック値を算出するための情報として補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹを使用した場合、スタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹが大きいほど、回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢを大きく演算することになる。
そして、図３に示すように、エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤは、エア流量指令値ＧＲＥＱに基づいて演算されるエアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳに、回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢが加算されて演算されることから、回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢが大きいほど、エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤが大きくなる。
このことは、スタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹが大きいほどエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤが大きくなり、エアポンプ５（図１参照）の回転速度が大きくなることを示す。すなわち、制御部４（図３参照）は、スタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹが大きいほどエアポンプ５が送出するエア流量を増やして、スタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹを充足するように制御することになる。
【００５２】
図７は、エア流量とスタック内エア流量の不足量に基づいて演算されるフィードバック値でフィードバック制御した場合のエア流量指令値と、スタック内エア流量の関係を示すグラフである。
前記のように、エア流量センサ７（図１参照）が検出するエア流量ＧＡＩＲと、遅れ演算手段４６において式（７）で算出されるスタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹに基づいて、遅れ演算手段４６において式（８）で算出されるエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹとの偏差である補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹをフィードバック値を算出するための情報とした場合、前記のように、スタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹが大きいほどエアポンプ５が送出するエア流量が増える。したがって、図７に破線で示すように、エア流量指令値ＧＲＥＱが直線状に上昇する場合であっても、スタック内エア流量の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹに対応してエアポンプ５（図１参照）の回転速度を上昇し、二点鎖線で示すように、エア流量ＧＡＩＲをエア流量指令値ＧＲＥＱより大きくすることができる。このことによって、一点鎖線で示すように、スタック内エア流量ＳＴＡＩＲを、エア流量指令値ＧＲＥＱの上昇に沿って上昇させることができる。
【００５３】
そして、エア流量センサ７（図３参照）が検出するエア流量ＧＡＩＲが、目標エア流量ＧＡＩＲ１に達した時点、すなわち図７に時間ｔ３で示す時点以降は、制御部４（図３参照）は、時間ｔ３におけるエアポンプ５の回転速度を保持するように制御する。
【００５４】
なお、以上の説明において、不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）は、制御部４の遅れ演算手段４６（図３参照）が式（７）を用いて算出するとしたが、これは限定されるものではない。
例えば、図５における時間０からの経過時間ｔにおいて、エア供給系にエア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）を入力した場合の不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を実験等によって求める方法であってもよい。そして、求められた不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を充足するのに必要なエアポンプ５（図１参照）のエア送出量を設定するエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ｔ）をさらに実験によって求める。つまり、時間ｔにおけるエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ｔ）を実験によって求めることになる。
【００５５】
そして、求められたエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ｔ）を時間ｔの関数としてマップ化し、図２に示す制御部４の記憶部４ｄに、例えばテーブルデータ形式のデータ４ｄ１として記憶しておけばよい。
このように、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ｔ）をマップ化することで、制御部４の遅れ演算手段４６（図３参照）が式（７）を計算する必要がなくなり、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ｔ）の演算が高速化できるとともに、制御部４の負担を軽減することができる。
【００５６】
または、遅れ演算手段４６（図３参照）に入力される、エア流量センサ７（図３参照）が検出するエア流量ＧＡＩＲと、補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹとの関係を実験等によって求めてマップ化し、図２に示す制御部４の記憶部４ｄに、例えばテーブルデータ形式のデータ４ｄ１として記憶しておく構成であってもよい。
このような構成によって、遅れ演算手段４６は、入力されるエア流量ＧＡＩＲに基づいて、エア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹを演算することができる。このような構成よって、遅れ演算手段４６は、複雑な計算をすることなく補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹを算出することができ、補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹの算出を高速化できるとともに、制御部４の負担を軽減することができる。
【００５７】
図８及び図９は、制御部がエアポンプの回転速度を演算するステップを示すフローチャートである。図８及び図９を参照して、制御部４がエアポンプ５の回転速度を演算するステップを説明する（適宜、図１〜図７参照）。
【００５８】
制御部４は、エア流量センサ７が検出するエア流量ＧＡＩＲと、ＥＣＵ１０から入力されるＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱに基づいて演算するエア流量指令値ＧＲＥＱを常に監視する。そして、エア流量ＧＡＩＲとエア流量指令値ＧＲＥＱの偏差が所定値以上になって、制御部４の例えば回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３がエア流量ＧＡＩＲを変更する必要があると判定したら、図８に示すように制御部４は時間変数ｔを０に設定する（ステップＳ１）。
そのため、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３には、例えば遅れ演算手段４６を介して、エア流量ＧＡＩＲが入力される構成であることが好ましい。
そして、制御部４の回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は、ＥＣＵ１０から入力される目標発電電流量ＩＴＧに基づいて、目標エア流量ＧＡＩＲ１を算出する（ステップＳ２）。
【００５９】
制御部４の流量・圧力指令値演算手段４１は入力されたＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱ（ｔ）に基づいて、エア圧力指令値ＰＲＥＱ（ｔ）とエア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）を算出して（ステップＳ３）、回転速度指令値演算手段４２には両方を、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３にはエア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）を出力する。
【００６０】
制御部４の回転速度指令値演算手段４２は、エア圧力指令値ＰＲＥＱ（ｔ）、エア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）、及びエア温度センサ６から出力されるエア温度ＴＡＩＮ（ｔ）に基づいて、エアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳ（ｔ）を算出し（ステップＳ４）、加算器４７に出力する。
【００６１】
制御部４の遅れ演算手段４６は、時間ｔにおける不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を、式（７）を用いて算出し、記憶部４ｄにデータ４ｄ１として記憶されるマップを参照して、時間ｔにおける不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）に対応するエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））を算出する。そして、式（８）を用いて補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）を算出し（ステップＳ５）、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３に出力する。
【００６２】
制御部４の回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３は、遅れ演算手段４６から入力される補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）と、流量・圧力指令値演算手段４１から入力されるエア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）に基づいて、回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）を算出する（ステップＳ６）。具体的には、補正エア流量ＧＡＩＲＤＬＹ（ｔ）の送出に必要なエアポンプ５の回転速度と、エア流量指令値ＧＲＥＱ（ｔ）の送出に必要なエアポンプ５の回転速度の偏差を回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）として算出する。そして、算出した回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）をＦ／Ｂ上下限リミット判定手段４４に出力する。
【００６３】
制御部４のＦ／Ｂ上下限リミット判定手段４４は、入力された回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）が所定の範囲内にあるか否かを判定する。回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）が上限値より大きい場合（ステップＳ７→Ｙｅｓ）、Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段４４は回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）を上限値と等しく設定して（ステップＳ８）、加算器４７に出力する。
一方、回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）が上限値以下の場合（ステップＳ７→Ｎｏ）、Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段４４は回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）が下限値より小さいか否かを判定し、回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）が下限値より小さい場合（ステップＳ９→Ｙｅｓ）、Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段４４は回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）を下限値と等しく設定して（ステップＳ１０）、加算器４７に出力する。
回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）が下限値より小さくない場合（ステップＳ９→Ｎｏ）、Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段４４は入力された回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）を加算器４７に出力する。
【００６４】
加算器４７は、回転速度指令値演算手段４２から入力されるエアポンプ回転速度ベース値ＮＣＭＤＢＳ（ｔ）と、Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段４４から入力される回転速度Ｆ／Ｂ値ＮＣＭＤＦＢ（ｔ）を加算して、エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）を算出し（ステップＳ１１）、上下限リミット判定手段４５に出力する。そして、制御部４は、制御を図９のステップＳ１２に進める。
【００６５】
図９に示すステップＳ１２において、制御部４の上下限リミット判定手段４５は、入力されたエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）が所定の範囲内にあるか否かを判定する。エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）が上限値より大きい場合（ステップＳ１２→Ｙｅｓ）、上下限リミット判定手段４５はエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）を上限値と等しく設定して（ステップＳ１３）、エアポンプ５に出力する。
一方、エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）が上限値以下の場合（ステップＳ１２→Ｎｏ）、上下限リミット判定手段４５はエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）が下限値より小さいか否かを判定し、エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）が下限値より小さい場合（ステップＳ１４→Ｙｅｓ）、上下限リミット判定手段４５はエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）を下限値に等しく設定して（ステップＳ１５）、エアポンプ５に出力する。
エアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）が下限値より小さくない場合（ステップＳ１４→Ｎｏ）、上下限リミット判定手段４５は入力されたエアポンプ回転速度指令値ＮＣＭＤ（ｔ）をエアポンプ５に出力する。
【００６６】
制御部４は、エア流量センサ７が検出するエア流量ＧＡＩＲ（ｔ）と、回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段４３が算出する目標エア流量ＧＡＩＲ１とを比較して、エア流量ＧＡＩＲ（ｔ）が目標エア流量ＧＡＩＲ１と等しい場合は（ステップＳ１６→Ｙｅｓ）、制御を終了するが、エア流量ＧＡＩＲ（ｔ）と目標エア流量ＧＡＩＲ１が等しくない場合は（ステップＳ１６→Ｎｏ）、所定のサンプリング時間が経過したのちに時間ｔに１を加算して（ステップＳ１７）、制御を図８に示すステップＳ３に戻す。なお、所定のサンプリング時間は、本実施形態に係る燃料電池システム１に要求される動作精度などに基づいて適宜設定すればよい。
【００６７】
以上のように、本実施形態にかかる燃料電池システム１（図１参照）においては、エア流量センサ７（図１参照）が検出するエア流量ＧＡＩＲと、燃料電池２（図１参照）のスタック内エア流量ＳＴＡＩＲの不足量ＳＴＡＩＲＤＬＹとからフィードバック値を算出して、エアポンプ５（図１参照）の回転速度をフィードバック制御することを特徴とした。
このことによって、エアポンプ５から燃料電池２の間に配置されるエア供給管５ａ（図１参照）による遅れを吸収することができ、ＥＣＵ１０（図１参照）から入力されるＦＣ発電電流指令値ＩＲＥＱの上昇に遅れることなく（遅れを少なく）、燃料電池２のスタック内エア流量ＳＴＡＩＲを上昇させることができる。
したがって、ドライバのアクセル操作に対して好適な応答性を得ることができ、ドライバが違和感を覚えることなく車両を加速できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】燃料電池システムを示す図である。
【図２】制御部の構成を示す図である。
【図３】エアポンプ回転速度指令値を算出する制御部の機能ブロック図である。
【図４】ＦＣ発電電流指令値とエア流量指令値とスタック内エア流量の関係を示すグラフである。
【図５】エア流量指令値が上昇を始める時間を初期状態としたグラフである。
【図６】ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ）とエア流量指令補正値ＧＲＥＱＤＬＹ（ＳＴＡＩＲＤＬＹ（ｔ））の関係の一例を示す図である。
【図７】エア流量とスタック内エア流量の不足量に基づいて演算されるフィードバック値でフィードバック制御した場合のエア流量指令値と、スタック内エア流量の関係を示すグラフである。
【図８】制御部がエアポンプの回転速度を演算するステップを示すフローチャートである。
【図９】制御部がエアポンプの回転速度を演算するステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１      燃料電池システム
２      燃料電池
４      制御部
５      エアポンプ（酸化剤供給部）
７      エア流量センサ（酸化剤供給流量検出部）
４２    回転速度指令値演算手段（目標流量指令値算出手段）
４３    回転速度Ｆ／Ｂ値算出手段（フィードバック値設定手段）
４４    Ｆ／Ｂ上下限リミット判定手段（フィードバック値上下限リミット手段）
４６    遅れ演算手段（酸化剤通過流量算出手段）
４７    加算器
【図１】
2009054526.tif 000011
【図２】
2009054526.tif 000012
【図３】
2009054526.tif 000013
【図４】
2009054526.tif 000014
【図５】
2009054526.tif 000015
【図６】
2009054526.tif 000016
【図７】
2009054526.tif 000017
【図８】
2009054526.tif 000018
【図９】
2009054526.tif 000019