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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem.
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STAND DER TECHNIK
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Es ist ein Brennstoffzellensystem bekannt, das Folgendes aufweist: einen Gas-Flüssigkeits-Abscheider, der Wasser von einem Brennstoffgas, das von einer Brennstoffzelle abgegeben wird, speichert und abscheidet; und ein Abgabeventil, das mit dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider verbunden ist und das Brennstoffgas zu der Außenseite gemeinsam mit dem gespeicherten Wasser in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider abgibt. Wenn ein derartiges Abgabeventil geöffnet ist, wird das gespeicherte Wasser zuerst abgegeben und wird dann das Brennstoffgas abgegeben. Zum Beispiel offenbart
JP 2007-305563 A eine Technologie zum Abschätzen einer Abgabemenge des Brennstoffgases auf der Grundlage einer Strömungsrate, die mittels eines Verringerungsausmaßes des Drucks an der stromabwärtigen Seite eines Injektors während einer Dauer vor und nach der Abgabe des Brennstoffgases berechnet wird, und auf der Grundlage einer Strömungsrate, die mittels eines Änderungsausmaßes einer Wasserstoffsverbrauchsmenge in der Brennstoffzelle berechnet wird.
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DE 10 2004 023 854 A1 zeigt ein bekanntes Brennstoffzellensystem, das eine Brennstoffzelle und einen Brennstoffzufuhrdurchgang mit einem Einspritzabschnitt aufweist, der ein Steuerungsventil zum Einbringen von Brennstoffgas aus einem Brennstoffgastank aufweist. Des Weiteren sind ein Zirkulationsabschnitt/-durchgang mit einem Flüssigkeits-Abscheider und ein Abgabeanschluss vorgesehen, der ein Abgabeventil aufweist. Ein Drucksensor ist in dem Zufuhrdurchgang angeordnet. Das Brennstoffzellensystem wird durch eine Steuerungseinheit gesteuert, die das Abgabeventil durch Druckänderungen steuert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem bereitzustellen, das eine Brennstoffgasgesamtmenge einer Brennstoffzelle genau bestimmen kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen von Anspruch 1, 5 oder 6 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem bereitzustellen, das eine Verschlechterung einer Abschätzgenauigkeit einer Abgabemenge eines Brennstoffgases reduziert.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht eines Brennstoffzellensystems;
- 2 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb eines Abgabeventils, eine Änderung eines Drucks in einem Zufuhrdurchgang, und einen Betrieb eines Injektors anzeigt;
- 3 ist ein Ablaufdiagramm einer Öffnungs- und Schließsteuerung für das Abgabeventil, die durch eine ECU ausgeführt wird;
- 4 ist ein Ablaufdiagramm einer Gasabgabemengenbestimmungssteuerung;
- 5 stellt ein Kennfeld dar, das ein Verhältnis zwischen einer Druckverringerungsrate und einer Brennstoffgasgesamtmenge definiert;
- 6 stellt ein Kennfeld dar, das ein Verhältnis zwischen einem Stromwert und einer Brennstoffgasverbrauchsmenge pro Einheitszeit definiert;
- 7 stellt ein Verhältnis zwischen einer integrierten Brennstoffgasgesamtmenge, einer integrierten Brennstoffgasverbrauchsmenge und einer Abgabemenge des Brennstoffgases dar;
- 8 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Berechnungssteuerung der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge;
- 9 ist ein Ablaufdiagramm der Berechnungssteuerung der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge;
- 10 ist eine schematische Ansicht eines Brennstoffzellensystems gemäß einer ersten Variation; und
- 11 ist eine schematische Ansicht eines Brennstoffzellensystems gemäß einer zweiten Variation.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Das Brennstoffgas wird intermittierend von dem Injektor oder dergleichen eingespritzt. Die intermittierende Einspritzung des Brennstoffgases bewirkt, dass sich der Druck an der stromabwärtigen Seite des Injektors abwechselnd erhöht und verringert. In einem derartigen Zustand kann, wie in
JP 2007-305563 A beschrieben ist, wenn die Gasabgabemenge auf der Grundlage der Strömungsrate abgeschätzt wird, die mittels eines Verringerungsausmaßes des Drucks an der stromabwärtigen Seite des Injektors während einer Dauer bevor und nach der Abgabe des Brennstoffgases berechnet wird, die Gasabgabemenge nicht mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden. Somit kann sich die Abschätzgenauigkeit der Gasabgabemenge verschlechtern.
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Nachstehend ist ein Brennstoffzellensystem 1 (nachstehend als ein System bezeichnet) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Das System 1 kann als ein System angewandt sein, das in einem Fahrzeug eingebaut ist. Jedoch kann das System 1 bei einem anderen System angewandt werden. 1 ist eine schematische Ansicht des Systems 1. Das System 1 weist eine Brennstoffzelle 2 als eine Leistungszufuhr (Stromzufuhr) auf. In der Brennstoffzelle 2 ist ein Elektrolytfilm, wie zum Beispiel eine Festpolymerelektrolytmembran zwischen einer Anode und einer Kathode von Katalysatorelektroden angeordnet (der Elektrolytfilm, die Anode und die Kathode sind nicht dargestellt). Die Anode wird mit einem Brennstoffgas, das Wasserstoff beinhaltet, versorgt, und die Kathode wird mit einem Oxidationsgas, das Sauerstoff beinhaltet, wie zum Beispiel Luft, versorgt, wodurch (elektrischer) Strom erzeugt wird.
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Ein Tank 3 ist eine Brennstoffzufuhrquelle, die das Brennstoffgas zu der Brennstoffzelle 2 zuführt. Ein Anodeneinlass der Brennstoffzelle 2 ist mit einem Zufuhrdurchgang 4 verbunden, durch den das Brennstoffgas, das von dem Tank 3 zugeführt wird, zu der Brennstoffzelle 2 strömt. Ein Regelventil 6 ist in dem Zufuhrdurchgang 4 angeordnet. Das Regelventil 6 reduziert den Druck des Brennstoffgases, das von dem Tank 3 zugeführt wird, auf einen vorbestimmten Druck und dann wird das Brennstoffgas zu der Brennstoffzelle 2 zugeführt. Ein Injektor 10 ist weiter stromabwärtig angeordnet als das Regelventil 6 in dem Zufuhrdurchgang 4. Der Injektor 10 ist ein elektromagnetisches Ein-Aus-Ventil (Schaltventil). In dem Ein-Aus-Ventil wird ein Ventilkörper direkt von einem Ventilsitz durch die elektromagnetische Antriebskraft in vorbestimmten Intervallen weg angetrieben, um dadurch eine Gasströmungsrate und einen Gasdruck zu regeln. Der Injektor 10 ist ein Beispiel eines Brennstoffeinspritzabschnitts, der das Brennstoffgas zu der Brennstoffzelle 2 einspritzt. Der Injektor 10 und das Regelventil 6 werden durch eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) 20 gesteuert.
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Ein Anodenauslass der Brennstoffzelle 2 ist mit einem Zirkulationsdurchgang 8 verbunden, durch den das Brennstoffgas (ein Brennstoffabgas), das von der Brennstoffzelle 2 abgegeben wird, zu dem Zufuhrdurchgang 4 strömt. Der Zirkulationsdurchgang 8 ist mit einer Zirkulationspumpe 9 zum Druckbeaufschlagen und Zuführen des Brennstoffgases, das von der Brennstoffzelle 2 abgegeben wird, zu dem Zufuhrdurchgang 4 vorgesehen. Daher zirkuliert in diesem System 1 das Brennstoffgas durch den Zufuhrdurchgang 4 und den Zirkulationsdurchgang 8 während eines Betriebs der Brennstoffzelle 2.
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Ein Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 ist in dem Zirkulationsdurchgang 8 angeordnet, scheidet Wasser von dem Brennstoffgas ab und hat einen Speichertank 12a zum Speichern des abgeschiedenen Wassers. In dem System 1 strömt Wasser, das durch die (elektrische) Stromerzeugung der Brennstoffzelle 2 erzeugt wird, durch die Elektrolytmembran von der Kathodenseite zu der Anodenseite aus. Das Wasser, das zu der Anodenseite bewegt worden ist, wird gemeinsam mit dem Brennstoffgas zu dem Zirkulationsdurchgang 8 abgegeben und wird dann in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 gespeichert.
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Ein Bodenabschnitt des Speichertanks 12a des Gas-Flüssigkeits-Abscheiders 12 ist mit einem Abgabedurchgang 14 verbunden, der das Brennstoffgas und das gespeicherte Wasser in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 zu der Außenseite abgibt. Das stromabwärtige Ende des Abgabedurchgangs 14 liegt zu der Außenluft frei. Ein Abgabeventil 16 ist in dem Abgabedurchgang 14 angeordnet. Das Abgabeventil 16 ist üblicherweise geschlossen, wird jedoch durch die ECU 20 bei Bedarf geöffnet. Ein Abschaltventil oder ein Strömungsratenregelventil, das den Abgabezustand steuert, kann als das Abgabeventil 16 angewandt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Abgabeventil 16 ein Abschaltventil. Das Abgabeventil 16 wird geöffnet, um das Wasser abzugeben, bevor das gespeicherte Wasser von dem Speichertank 12a überströmt, wodurch verhindert werden kann, dass das Wasser zu der Brennstoffzelle 2 durch den Zirkulationsdurchgang 8 und den Zufuhrdurchgang 4 zugeführt wird.
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Ein Drucksensor 21, der den Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 erfasst, ist weiter stromabwärtig vorgesehen als der Injektor 10 in dem Zufuhrdurchgang 4. Der Drucksensor 21 erfasst grundsätzlich den Druck des Brennstoffgases, das zu der Brennstoffzelle 2 zuzuführen ist. Ein Drucksensor 22, der den Druck in dem Zirkulationsdurchgang 8 erfasst, ist weiter stromaufwärtig vorgesehen als der Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 in dem Zirkulationsdurchgang 8. Der Drucksensor 22 erfasst grundsätzlich den Druck des Brennstoffgases, das von der Brennstoffzelle 2 abgegeben wird, und erfasst den Druck an einer Stelle, die weiter stromaufwärtig liegt als das Abgabeventil 16. Ein Drucksensor 23, der den Druck an einer Stelle erfasst, die weiter stromabwärtig liegt als das Abgabeventil 16 in dem Abgabedurchgang 14, ist in dem Abgabedurchgang 14 angeordnet und erfasst den Druck an einer Stelle, die weiter stromabwärtig liegt als das Abgabeventil 16. Ein Erfassungswert des Drucksensors 23 zeigt im Allgemeinen den Atmosphärendruck an. Die Drucksensoren 21 bis 23 sind mit der Eingabeseite der ECU 20 verbunden und geben Signale korrespondierend zu dem erfassten Druck zu der ECU 20 aus. Der Drucksensor 21 ist ein Beispiel eines Druckerfassungsabschnitts, der den Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 erfasst.
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Eine Lastvorrichtung 30 ist mit der Brennstoffzelle 2 verbunden. Die Lastvorrichtung 30 misst eine elektrische Charakteristik der Brennstoffzelle 2 und verwendet zum Beispiel einen Potentiostat oder Galvanostat. Die Lastvorrichtung 30 ist elektrisch mit einem anodenseitigen Separator und einem kathodenseitigen Separator der Brennstoffzelle 2 durch Leitungen verbunden. Die Lastvorrichtung 30 misst einen Laststrom, der durch die Brennstoffzelle 2 zu der Zeit ihrer Stromerzeugung fließt, und eine Lastspannung (Zellenspannung) der Brennstoffzelle 2. Die ECU 20 erfasst einen Stromwert der Brennstoffzelle 2 auf der Grundlage von Ausgabesignalen der Lastvorrichtung 30.
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Die ECU 20 weist einen Mikrorechner auf, der eine CPU (zentrale Prozessoreinheit), ein ROM (Festwertspeicher) und ein RAM (Lese-Schreibspeicher) aufweist. Die ECU 20 ist elektrisch mit jeder Komponente des Systems 1 verbunden und steuert den Betrieb jeder Komponente auf der Grundlage der Informationen, die zu dieser gesendet werden. Die ECU 20 ist ein Beispiel einer Steuerungseinheit, die eine Steuerung zum Bestimmen einer Abgabemenge des Brennstoffgases ausführt, was nachstehend ausführlich beschrieben ist.
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Zusätzlich ist ein Durchgang zum Zuführen eines Oxidationsgases mit dem Kathodeneinlass der Brennstoffzelle 2 verbunden und ist ein Durchgang zum Abgeben eines Oxidationsabgases mit dem Kathodenauslass verbunden, jedoch sind diese in 1 weggelassen.
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Wie vorstehend erwähnt ist, ermöglicht das Öffnen des Abgabeventils 16 die Abgabe des gespeicherten Wassers von dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 zu der Außenseite. Zu dieser Zeit wird das Brennstoffgas gemeinsam mit dem gespeicherten Wasser zu der Außenseite teilweise abgegeben. Es ist nachstehend wünschenswert, dass die tatsächliche Abgabemenge des Brennstoffgases, die von dem Abgabeventil 16 abgegeben wird, derart gesteuert wird, dass sie gleich ist wie die Sollgasabgabemenge. Dies ist deswegen so, da, wenn die tatsächliche Gasabgabemenge viel größer ist als die Sollgasabgabemenge, das Brennstoffgas verschwendet werden kann und der Brennstoffverbrauch erhöht sein kann. Im Gegensatz dazu kann, wenn die tatsächliche Gasabgabemenge viel kleiner ist als die Sollgasabgabemenge, zum Beispiel, wenn die tatsächliche Gasabgabemenge null ist, das gespeicherte Wasser nicht ausreichend abgegeben werden. Somit bestimmt dieses System 1 die Abgabemenge des Brennstoffgases, die während der Öffnungsdauer des Abgabeventils 16 abgegeben wird, ab und schließt das Abgabeventil 16, wenn die bestimmte Gasabgabemenge die Sollgasabgabemenge erreicht.
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Nachstehend ist eine Änderung eines Drucks beschrieben, die durch einen Betrieb des Abgabeventils 16 verursacht wird. 2 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb des Abgabeventils 16, eine Änderung des Drucks in dem Zufuhrdurchgang 4 und einen Betrieb des Injektors 10 anzeigt. 2 ist ein Zeitdiagramm, während das Brennstoffgas intermittierend von dem Injektor 10 eingespritzt wird. Wie vorstehend beschrieben ist, wird der Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 durch den Drucksensor 21 erfasst. In 2 ist das Abgabeventil 16 zu einer Zeit t0 geschlossen, wird/ist das Abgabeventil 16 zu einer Zeit t1 geöffnet, wird die Abgabe des gespeicherten Wassers von dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider von der Zeit t1 zu einer Zeit t2 abgeschlossen, und wird das Brennstoffgas von der Zeit t2 zu einer Zeit t3 abgegeben.
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Wie in 2 dargestellt ist, spritzt der Injektor 10 das Brennstoffgas in fixierten (festgelegten) Intervallen intermittierend ein. Die intermittierende Einspritzung des Brennstoffgases bewirkt, dass sich der Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 abwechselnd erhöht und verringert. Insbesondere erhöht sich der Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 während einer gewissen Dauer, nachdem die Einspritzung des Brennstoffgases gestartet wird, und danach verringert sich der Druck, bis das Brennstoffgas wieder eingespritzt wird. Der Einspritzdruck des Injektors 10 wird durch die ECU 20 geregelt (feedbackgesteuert), so dass der Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 gleich ist wie der Solldruck. Somit erhöht sich der Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 und verringert sich abwechselnd innerhalb eines gewissen Bereichs von dem Zeitpunkt an, bevor das Abgabeventil 16 geöffnet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Abgabe des Wassers abgeschlossen ist, nachdem das Abgabeventil 16 geöffnet worden ist. Die Verringerung des Drucks in dem Zufuhrdurchgang 4 während der Dauer, in der die Einspritzung des Brennstoffgases zwischen der Zeit t0 und der Zeit t2 gestoppt (angehalten) wird, beruht auf dem Verbrauch des Brennstoffgases durch die Stromerzeugung der Brennstoffzelle 2. Der Grund, warum die Bewegung der Änderung des Drucks zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2 im Wesentlichen gleich ist wie die Bewegung der Änderung des Drucks zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1, liegt darin, dass das gespeicherte Wasser zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2 abgegeben wird, jedoch das Brennstoffgas nicht abgegeben wird.
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Wenn die Abgabe des Wassers abgeschlossen ist und der Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 und der Abgabedurchgang 14 dadurch mit der Atmosphäre in Verbindung stehen, wird das Brennstoffgas durch den Abgabedurchgang 14 abgegeben. Dies macht die Verringerungsrate des Drucks in dem Zufuhrdurchgang 4 zwischen der Zeit t2 und der Zeit t3 größer als die während der Abgabe des Wassers. Dies ist deswegen so, da die Abgabe des Brennstoffgases den Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 verringert, der mit dem Zirkulationsdurchgang 8 in Verbindung steht. Daher bezieht sich die Verringerung des Drucks in dem Zufuhrdurchgang 4 während der Dauer, in der die Einspritzung des Brennstoffgases zwischen der Zeit t2 und der Zeit t3 gestoppt wird, auf die Verbrauchsmenge des Brennstoffgases durch die Stromerzeugung der Brennstoffzelle 2, wie vorstehend beschrieben ist, und die Abgabemenge des Brennstoffgases. Wenn es bestimmt wird, dass die bestimmte Gasabgabemenge durch das Bestimmungsverfahren, das nachstehend beschrieben ist, die Sollgasabgabemenge erreicht, wird das Abgabeventil 16 geschlossen.
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3 ist ein Ablaufdiagramm der Öffnungs- und Schließsteuerung für das Abgabeventil 16, die durch die ECU 20 ausgeführt wird. Die ECU 20 bestimmt, ob das System 1 betrieben wird oder nicht (Schritt S1). Dies ist deswegen so, da der Abgabeprozess des gespeicherten Wassers ausgeführt wird, wenn das System 1 betrieben wird. Wenn das System 1 betrieben wird (in Betrieb ist), führt die ECU 20 Prozesse nach dem Schritt S1 aus. Wenn das System 1 nicht betrieben wird (nicht in Betrieb ist), wird diese Steuerung beendet.
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Dann bestimmt die ECU 20, ob Öffnungsbedingungen des Abgabeventils 16 erfüllt sind (Schritt S2). Die Öffnungsbedingungen sind zum Beispiel erfüllt, wenn eine vorbestimmte Dauer von der Zeit verstrichen ist, wann das Abgabeventil 16 zuletzt geöffnet worden ist, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Wenn die Öffnungsbedingungen nicht erfüllt sind, wird diese Steuerung beendet. Wenn die Öffnungsbedingungen des Abgabeventils 16 erfüllt sind, öffnet die ECU 20 das Abgabeventil 16 (Schritt S3) und bestimmt die Abgabemenge des Brennstoffgases aufgrund des Öffnens des Abgabeventils 16 ab (Schritt S4). Die ECU 20 bestimmt, ob die bestimmte Gasabgabemenge nicht kleiner (geringer) ist als die Sollgasabgabemenge (Schritt S5), und setzt das Bestimmen der Gasabgabemenge fort, bis die bestimmte Gasabgabemenge nicht kleiner (geringer) ist als die Sollgasabgabemenge. Wenn die bestimmte Gasabgabemenge nicht kleiner ist als die Sollgasabgabemenge, schließt die ECU 20 das Abgabeventil 16 (Schritt S6) und wird diese Steuerung beendet. Die Sollgasabgabemenge kann ein voreingestellter fixierter (festgelegter) Wert oder ein Wert sein, der in Erwiderung auf den Betriebszustand des Systems 1 festgelegt ist. Die vorstehende Steuerung gibt das gespeicherte Wasser in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 und die gewünschte Menge des Brennstoffgases ab.
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Nachstehend ist ein Verfahren zum Bestimmen der Gasabgabemenge mit Bezug auf 4 beschrieben. 4 ist ein Ablaufdiagramm einer Gasabgabemengenbestimmungssteuerung. Das Bestimmungsverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels bestimmt die Abgabemenge des Brennstoffgases auf der Grundlage der Gesamtmenge des Brennstoffgases, die mittels des Verringerungsausmaßes des Drucks in dem Zufuhrdurchgang berechnet wird, und der Verbrauchsmenge des Brennstoffgases durch die Stromerzeugung der Brennstoffzelle ab, die mittels des Stromwerts der Brennstoffzelle 2 berechnet wird.
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Die ECU 20 berechnet eine integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 auf der Grundlage der Verringerungsrate ΔP des Drucks in dem Zufuhrdurchgang 4 von der Zeit t1, wann das Abgabeventil 16 geöffnet wird (Schritt S11). 5 stellt ein Kennfeld dar, das das Verhältnis zwischen der Druckverringerungsrate ΔP und der Brennstoffgasgesamtmenge definiert. Die ECU 20 berechnet die Brennstoffgasgesamtmenge pro Einheitszeit bei der Druckverringerungsrate ΔP pro Einheitszeit auf der Grundlage des Kennfelds, integriert die Menge von der Zeit t1 bis zu der derzeitigen Zeit und berechnet die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1. Die Brennstoffgasgesamtmenge pro Zeiteinheit kann auf der Grundlage einer Berechnungsformel mittels der Druckverringerungsrate ΔP berechnet werden.
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Dann berechnet die ECU 20 die integrierte Brennstoffgasverbrauchsmenge Q2 aufgrund der Stromerzeugung der Brennstoffzelle 2 auf der Grundlage des Stromwerts (Schritt S12). 6 ist ein Kennfeld, das das Verhältnis zwischen dem Stromwert und der Brennstoffgasverbrauchsmenge pro Einheitszeit definiert. Die ECU 20 berechnet die Brennstoffgasverbrauchsmenge korrespondierend zu dem Stromwert pro Einheitszeit auf der Grundlage des Kennfelds, integriert die Menge von der Zeit t1 bis zu der derzeitigen Zeit und berechnet die integrierte Brennstoffgasverbrauchsmenge Q2. Zusätzlich sind die Kennfelder, die in 5 und 6 dargestellt sind, durch Versuche im Voraus definiert und in dem ROM der ECU 20 gespeichert. Zusätzlich kann die Brennstoffgasverbrauchsmenge pro Einheitszeit durch eine Berechnungsformel mittels des Stromwerts berechnet werden.
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Die integrierte Brennstoffgasverbrauchsmenge Q2, die vorstehend erwähnt ist, zeigt die gesamte Menge des Brennstoffgases, das durch die Stromerzeugung der Brennstoffzelle 2 verwendet wird, an. Die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 zeigt die gesamte Menge des Brennstoffgases einschließlich der Menge an, die in dem Zufuhrdurchgang 4, dem Zirkulationszugang 8 und der Brennstoffzelle 2 verbraucht wird. Somit weist die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 die integrierte Brennstoffgasverbrauchsmenge Q2 und die integrierte Abgabemenge Q des Brennstoffgases durch das Öffnen des Abgabeventils 16 auf. 7 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1, der integrierten Brennstoffgasverbrauchsmenge Q2 und der bestimmten Abgabemenge Q des Brennstoffgases darstellt. Zusätzlich ist, wenn die Abgabe des gespeicherten Wassers nicht abgeschlossen ist, die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 im Wesentlichen gleich wie die integrierte Brennstoffgasverbrauchsmenge Q2, die durch die Stromerzeugung verbraucht wird. Somit ist die Abgabemenge Q des Brennstoffgases im Wesentlichen null.
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Dann berechnet die ECU 20 die Abgabemenge Q, die durch Subtrahieren der integrierten Brennstoffgasverbrauchsmenge Q2 von der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1 erhalten wird, als die bestimmte Gasabgabemenge (Schritt S13). Die vorstehenden Schritte S11 bis S13 werden wiederholt ausgeführt, bis die bestimmte Abgabemenge die Sollgasabgabemenge erreicht, wie in 3 dargestellt ist (Nein in dem Schritt S5). Wenn die bestimmte Abgabemenge die Sollgasabgabemenge erreicht (Ja in dem Schritt S5), wird das Abgabeventil 16 geschlossen (Schritt S6). In der vorstehenden Weise wird die Abgabemenge bestimmt.
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Nachstehend ist ein Verfahren zum Berechnen der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1 beschrieben. 8 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Berechnungssteuerung der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1. 9 ist ein Ablaufdiagramm der Berechnungssteuerung der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1. Die ECU 20 ändert das Verfahren zum Berechnen der Brennstoffgasgesamtmenge zwischen Druckverringerungsdauern Dt1, Dt2, Dt3, ..., während denen sich der Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 verringert, und angenommenen Druckerhöhungsdauern Ut1, Ut2, ..., während denen angenommen wird, dass sich der Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 erhöht, wie in 8 dargestellt ist.
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Die angenommene Druckerhöhungsdauer Ut1 ist die Summe einer Einspritzdauer Ft1 des Brennstoffgases von dem Injektor 10 und einer zusätzlichen Dauer Et1 von der Zeit, zu der die Einspritzung des Brennstoffgases gestoppt (angehalten) ist. Die zusätzliche Dauer Et1 ist gestaltet, um die Zeit zu umfassen, wann eine Verringerung des tatsächlichen Drucks in dem Zufuhrdurchgang 4 beginnt, nachdem die Einspritzung des Brennstoffgases gestoppt ist. Nämlich ist die angenommene Druckerhöhungsdauer Ut1 gestaltet, um ziemlich lang zu sein, so dass sie die Dauer umfasst, während der sich der tatsächliche Druck in dem Zufuhrdurchgang 4 aufgrund der Einspritzung des Brennstoffgases von dem Injektor 10 erhöht. Auf dieselbe Weise ist die angenommene Druckerhöhungsdauer Ut2 die Summe einer Einspritzdauer Ft2 des Brennstoffgases und einer zusätzlichen Dauer Et2, nachdem die Einspritzung des Brennstoffgases gestoppt (angehalten) ist. Die ECU 20 kann bestimmen, ob die derzeitige Zeit innerhalb der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut1, Ut2, ... liegt, indem der Zeitpunkt des Startens und des Stoppens der Einspritzung des Injektors 10 auf der Grundlage des Einspritzflags gemessen wird, während das Abgabeventil 16 geöffnet ist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die zusätzlichen Dauern Et1, Et2, ... vorbestimmte Dauern (Zeitdauern, Perioden) mit derselben Länge. Somit werden, selbst wenn sich die Einspritzdauern Ft1, Ft2 voneinander aufgrund der Änderung in dem erforderlichen (angeforderten) Ausmaß der Stromerzeugung der Brennstoffzelle 2 unterscheiden, die Dauern, die entsprechend durch Addieren der gleichen zusätzlichen Dauern Et1, Et2 zu den Einspritzdauern Ft1, Ft2 berechnet werden, als die angenommenen Druckerhöhungsdauern Ut1, Ut2 verwendet. Da sich die Einspritzdauer des Brennstoffgases abhängig von dem angeforderten Ausmaß der Stromerzeugung der Brennstoffzelle 2 ändert, kann die Länge der zusätzlichen Dauer in Übereinstimmung mit der Änderung der Einspritzdauer geändert werden.
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Die Druckverringerungsdauern Dt1, Dt2, Dt3, ... sind Dauern, die nicht zu der angenommenen Druckerhöhungsdauer innerhalb der Dauer korrespondieren, in der das Abgabeventil 16 geöffnet ist. Die ECU 20 bestimmt, ob die derzeitige Zeit innerhalb der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut1, Ut2, ... liegt, mit dem vorstehend erwähnten Verfahren, um dadurch zu bestimmen, ob die derzeitige Zeit innerhalb der Druckverringerungsdauer liegt. Die Berechnungssteuerung der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1, die nachstehend mit dem Ablaufdiagramm von 9 erläutert ist, ist als ein typisches Verfahren zum Berechnen der Brennstoffgasgesamtmenge während der Druckverringerungsdauer Dt2 und während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 beschrieben.
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Wie in 9 dargestellt ist, bestimmt die ECU 20, ob die derzeitige Zeit innerhalb der angenommenen Druckerhöhungsdauer liegt (Schritt S31). Wenn die Bestimmung Nein ist, das heißt, wenn die derzeitige Zeit innerhalb der Druckverringerungsdauer Dt2 liegt, erhält die ECU 20 die Druckverringerungsrate ΔP auf der Grundlage des Erfassungswerts von dem Drucksensor 21 (Schritt S32). Die ECU 20 erhält die Druckverringerungsrate ΔP pro Einheitszeit während der Druckverringerungsrate Dt2. Insbesondere berechnet die ECU 20 die Druckverringerungsrate ΔP durch Subtrahieren des derzeitigen Druckwerts von dem letzten Druckwert, der durch den Drucksensor 21 während der Druckverringerungsdauer Dt2 erfasst wird. Dann berechnet die ECU 20 die Brennstoffgasgesamtmenge pro Einheitszeit auf der Grundlage des Kennfelds von 5, das vorstehend beschrieben ist (Schritt S33). Die Brennstoffgasgesamtmenge pro Einheitszeit, die durch den vorstehenden Prozess berechnet wird, wird zu der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge addiert (hinzugefügt), die bis zu der derzeitigen Zeit berechnet worden ist, um die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 zu berechnen (Schritt S34). Die Prozesse in den Schritten S31 bis S34 werden während der Druckverringerungsdauer Dt2 wiederholt, und dadurch wird die Brennstoffgasgesamtmenge während der Druckverringerungsdauer Dt2 in der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1 wiedergegeben. Wie vorstehend beschrieben ist, ändert sich der Druck während der Druckverringerungsdauer Dt2 nicht übermäßig (außerordentlich) und ist stabil verglichen zu dem Druck während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut1, Ut2, .... Somit wird die Brennstoffgasgesamtmenge auf der Grundlage der Druckverringerungsrate ΔP berechnet, die auf der Grundlage des Erfassungswerts des Drucksensors 21 erhalten wird. Sowohl während der Abgabe des Wassers als auch während der Abgabe des Brennstoffgases wird die Brennstoffgasgesamtmenge auf der Grundlage der Druckverringerungsrate ΔP während der Druckverringerungsdauer innerhalb der Dauer berechnet, in der das Abgabeventil 16 geöffnet ist. Die Schritte S31 bis S34 werden nach der Druckverringerungsdauer Dt2 kontinuierlich ausgeführt.
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Wenn bestimmt in dem Schritt S31 wird, dass die derzeitige Zeit innerhalb der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 liegt, erhält die ECU 20 die angenommene Verringerungsrate des Drucks während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 (Schritt S35). Die angenommene Verringerungsrate ist nachstehend beschrieben. Die ECU 20 berechnet die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 durch Addieren der Brennstoffgasgesamtmenge pro Einheitszeit während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 zu der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge, die bis zu der derzeitigen Zeit berechnet worden ist, auf der Grundlage der angenommenen Verringerungsrate (Schritt S34). Die Prozesse in den Schritten S35, S32 bis S34 werden während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 wiederholt, und dadurch wird die Brennstoffgasgesamtmenge während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 in der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1 wiedergegeben.
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Die angenommene Verringerungsrate ist eine Verringerungsrate, von der angenommen wird, dass sie gleich ist wie die Druckverringerungsrate ΔP während der Druckverringerungsdauer Dt2. Nämlich wird die Brennstoffgasgesamtmenge während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 nicht auf der Grundlage des tatsächlichen Druckwerts oder der Änderungsrate des Drucks während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2, sondern auf der Grundlage der angenommenen Verringerungsrate berechnet. Zur Erleichterung des Verständnisses stellt 8 die angenommene Drucklinie PC dar, die sich mit der angenommenen Verringerungsrate während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 verringert. Die angenommene Druckerhöhungsdauer Ut2 ist eine Dauer, während der sich der Druck erhöht, und somit kann die Brennstoffgasgesamtmenge nicht auf der Grundlage der Druckverringerungsrate berechnet werden. Jedoch kann die Gesamtmenge des Brennstoffgases mit einer hohen Genauigkeit durch Berechnen der Brennstoffgasgesamtmenge während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 auf der Grundlage der angenommenen Verringerungsrate berechnet werden. Die Brennstoffgasgesamtmenge pro Einheitszeit während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 wird mit dem Kennfeld berechnet, in dem die Druckverringerungsrate ΔP in dem Kennfeld von 5 durch die angenommene Verringerungsrate ersetzt ist, jedoch kann die Brennstoffgasgesamtmenge pro Einheitszeit durch eine Berechnungsformel mittels zum Beispiel der angenommenen Verringerungsrate berechnet werden. Sowohl während der Abgabe des Wassers als auch während der Abgabe des Brennstoffgases wird die Brennstoffgasgesamtmenge auf der Grundlage der angenommenen Verringerungsrate während der angenommenen Druckerhöhungsdauer innerhalb der Dauer berechnet, in der das Abgabeventil 16 geöffnet ist.
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Die ECU 20 verwendet die Druckverringerungsrate ΔP während der Druckverringerungsdauer Dt2 unmittelbar vor der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 als die angenommene Verringerungsrate während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2. Die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 wird mit einer höheren Genauigkeit durch Berechnen der Brennstoffgasgesamtmenge während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 unmittelbar nach der Druckverringerungsdauer Dt2 durch die Verwendung der Druckverringerungsrate ΔP während der Druckverringerungsdauer Dt2 unmittelbar vor der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 berechnet.
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Zur Erleichterung des Verständnisses stellt 8 einen Fall dar, in dem die Druckverringerungsrate ΔP während der Druckerhöhungsdauer Dt2 konstant ist, jedoch variiert tatsächlich (in der Praxis) die Druckverringerungsrate ΔP während der Druckverringerungsdauer Dt2. Somit verwendet die ECU 20 den Durchschnittswert der Druckverringerungsraten ΔP, die während der Druckverringerungsdauer Dt2 erhalten werden, als die angenommene Verringerungsrate während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2. Dies ermöglicht, dass die Brennstoffgasgesamtmenge während der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 mit einer hohen Genauigkeit berechnet wird.
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Die vorstehend erwähnte Berechnung der Brennstoffgasgesamtmenge wird sequentiell in der Reihenfolge der Druckverringerungsdauer Dt1, der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut1, der Druckverringerungsdauer Dt2 und der angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut2 innerhalb einer Dauer ausgeführt, in der das Abgabeventil 16 geöffnet ist, und die berechnete Brennstoffgasgesamtmenge wird sequentiell integriert, um die endgültige integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 zu berechnen. Wie vorstehend beschrieben ist, kann selbst während der angenommenen Druckerhöhungsdauern Ut1, Ut2, ... die Brennstoffgasgesamtmenge auch mit einer hohen Genauigkeit auf der Grundlage der angenommenen Verringerungsrate berechnet werden. Somit kann die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 auch mit einer hohen Genauigkeit berechnet werden und wird die Verschlechterung der Bestimmungsgenauigkeit der Gasabgabemenge reduziert.
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Für die angenommene Verringerungsrate während der ersten angenommenen Druckerhöhungsdauer Ut1, nachdem das Abgabeventil 16 geöffnet ist, wird die Druckverringerungsrate während der Druckverringerungsdauer Dt1 einschließlich der Zeit vor und nach der Zeit t1 verwendet, wann das Abgabeventil 16 geöffnet wird.
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Zusätzlich wird, wenn die angenommene Druckerhöhungsdauer die Zeit t1 umfasst, wann das Abgabeventil 16 geöffnet wird, die Druckverringerungsrate während der Druckverringerungsdauer, bevor das Abgabeventil 16 geöffnet wird, als die angenommene Verringerungsrate verwendet. In diesem Fall wird die Brennstoffgasgesamtmenge auf der Grundlage der angenommenen Verringerungsrate während der Dauer von der Zeit t1, wann das Abgabeventil 16 geöffnet wird, bis zu der Zeit berechnet, wann die angenommene Druckerhöhungsdauer endet.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel erfasst nicht direkt die tatsächliche Druckerhöhungsdauer auf der Grundlage des Ausgabewerts von dem Drucksensor 21, sondern verwendet die Summe der Einspritzdauer des Brennstoffgases von dem Injektor 10 und der zusätzlichen Dauer, nachdem die Einspritzung des Brennstoffgases gestoppt worden ist, als die angenommene Druckerhöhungsdauer. Dies ist deswegen so, da, weil die tatsächliche Druckerhöhungsdauer kurz ist, der Ausgabewert von dem Drucksensor 21 einen Fehlerbereich (Fehlerwahrscheinlichkeit) haben kann. Jedoch schließt die vorliegende Erfindung die Verwendung der Druckerhöhungsdauer, während der sich der Druck tatsächlich erhöht, nicht aus, dass diese auf der Grundlage des Ausgabewerts von dem Drucksensor 21 anstelle der angenommenen Druckerhöhungsdauer erfasst wird. Die tatsächliche Druckerhöhungsdauer kann auf der Grundlage des minimalen Werts und des maximalen Werts der Druckwerte erfasst werden, die durch den Drucksensor 21 erfasst werden, und andere Dauern können als die Druckverringerungsdauer erfasst werden. Alternativ kann eine Dauer, die durch Addieren einer vorbestimmten zusätzlichen Dauer zu der tatsächlichen Druckerhöhungsdauer, die auf der Grundlage des Ausgabewerts von dem Drucksensor 21 erfasst wird, berechnet wird, als die angenommene Druckerhöhungsdauer verwendet werden. Alternativ kann die Einspritzdauer des Brennstoffgases als die angenommene Druckerhöhungsdauer verwendet werden.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel verwendet den Durchschnittswert der Druckverringerungsraten ΔP, die während der Druckverringerungsdauer erhalten werden, als die angenommene Verringerungsrate. Daher wird die Druckverringerungsrate ΔP bevorzugt zweimal oder öfter während der Druckverringerungsdauer erhalten.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel verwendet den Durchschnittswert der Druckverringerungsraten ΔP, die während der Druckverringerungsdauer unmittelbar vor der angenommenen Druckerhöhungsdauer erhalten wird, als die angenommene Verringerungsrate, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Druckverringerungsrate während einer frei ausgewählten Dauer innerhalb der Druckverringerungsdauer unmittelbar vor der angenommenen Druckerhöhungsdauer als die angenommene Verringerungsrate verwendet werden. Alternativ kann die Druckverringerungsrate während einer frei ausgewählten Dauer innerhalb der Druckverringerungsdauer vor der Druckverringerungsdauer unmittelbar vor der angenommenen Druckerhöhungsdauer als die angenommene Verringerungsrate verwendet werden.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Druckverringerungsrate ΔP in dem Zufuhrdurchgang 4 auf der Grundlage des Erfassungswert von dem Drucksensor 21 erhalten und wird die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 auf der Grundlage der Druckverringerungsrate ΔP berechnet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die ECU 20 die Druckverringerungsrate in dem Zirkulationsdurchgang 8 auf der Grundlage des Erfassungswerts von dem Drucksensor 22 erhalten, der den Druck in dem Zirkulationsdurchgang 8 erfasst, und kann die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 auf der Grundlage der Druckverringerungsrate in dem Zirkulationsdurchgang 8 berechnen. Dies ist deswegen so, da die Einspritzung des Brennstoffgases von dem Injektor 10 bewirkt, dass sich der Druck in dem Zirkulationsdurchgang 8 durch den Zufuhrdurchgang 4 und die Brennstoffzelle 2 abwechselnd erhöht und verringert, und da das Öffnen des Abgabeventils 16 bewirkt, dass sich der Druck in dem Zirkulationsdurchgang 8 verringert. In diesem Fall ist der Drucksensor 22 ein Beispiel eines Druckerfassungsabschnitts, der den Druck in dem Zirkulationsdurchgang 8 erfasst. Der Drucksensor 22 kann weiter stromaufwärtig als der Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 in dem Zirkulationsdurchgang 8 oder weiter stromabwärtig als der Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 in dem Zirkulationsdurchgang 8 vorgesehen sein.
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Nachstehend ist das System gemäß einer Variation beschrieben. 10 ist eine schematische Ansicht des Brennstoffzellensystems 1a gemäß einer ersten Variation. Komponenten, die gleich sind wie jene des vorstehenden Systems 1, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und ist eine ausführliche Beschreibung derartiger Komponenten weggelassen. Das System 1a ist mit einem Drucksensor 24 vorgesehen, der den Druck in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 erfasst. Der Drucksensor 24 ist an einer hohen Position vorgesehen, um nicht mit dem gespeicherten Wasser in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 bedeckt zu werden. In dem System 1a erhält die ECU 20 die Druckverringerungsrate in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 auf der Grundlage des Erfassungswerts von dem Drucksensor 24 und berechnet die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 auf der Grundlage der Druckverringerungsrate in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12. Dies ist deswegen so, da die Einspritzung des Brennstoffgases von dem Injektor 10 bewirkt, dass sich der Druck in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 durch den Zufuhrdurchgang 4, die Brennstoffzelle 2 und den Zirkulationsdurchgang 8 abwechselnd erhöht und verringert, und da das Öffnen des Abgabeventils 16 bewirkt, dass sich der Druck in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 verringert. In diesem Fall ist der Drucksensor 24 ein Beispiel eines Druckerfassungsabschnitts, der den Druck in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 erfasst.
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11 ist eine schematische Ansicht eines Systems 1b gemäß einer zweiten Variation. Das System 1b ist eine Anoden-Nichtzirkulations-Bauart im Gegensatz zu den Systemen 1 und 1a, in dem der Zirkulationsdurchgang 8 oder die Zirkulationspumpe 9 nicht vorgesehen sind und das von der Brennstoffzelle 2 abgegebene Brennstoffgas nicht wieder zu dem Zufuhrdurchgang 4 oder der Brennstoffzelle 2 rückgeführt wird. Ferner weist das System 1b Folgendes auf: einen ersten Abgabedurchgang 14a, der das Brennstoffgas, das von der Brennstoffzelle 2 abgegeben wird, zu dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 zuführt; und einen zweiten Abgabedurchgang 14b, der mit dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 verbunden ist und das Brennstoffgas und das gespeicherte Wasser in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 zu der Außenseite abgibt. Das Abgabeventil 16 ist in dem zweiten Abgabedurchgang 14b angeordnet. Somit wird das Brennstoffgas, das von der Brennstoffzelle 2 abgegeben wird, zu der Außenseite durch Öffnen des Abgabeventils 16 abgegeben. Der Drucksensor 22 ist in dem ersten Abgabedurchgang 14a vorgesehen und erfasst den Druck in dem ersten Abgabedurchgang 14a. Der Drucksensor 23 ist in dem zweiten Abgabedurchgang 14b vorgesehen und erfasst den Druck an einer Stelle, die weiter stromabwärtig liegt als das Abgabeventil 16 in dem zweiten Abgabedurchgang 14b.
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Ähnlich wie in den Systemen 1 und 1a kann das System 1b die Gasabgabemenge Q, die durch Subtrahieren der integrierten Brennstoffgasverbrauchsmenge Q2 von der integrierten Brennstoffgasgesamtmenge Q1 erhalten wird, als die bestimmte Gasabgabemenge berechnen. Ferner kann die ECU 20 die Druckverringerungsrate ΔP in dem Zufuhrdurchgang 4 auf der Grundlage des Erfassungswerts von dem Drucksensor 21 erhalten werden und kann die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 auf der Grundlage der Druckverringerungsrate ΔP berechnen. Alternativ kann die ECU 20 die Druckverringerungsrate in dem ersten Abgabedurchgang 14a auf der Grundlage des Erfassungswerts von dem Drucksensor 22 erhalten und kann die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 berechnen. Alternativ kann die ECU 20 die Druckverringerungsrate in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 auf der Grundlage des Erfassungswert von dem Drucksensor 24, der den Druck in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 erfasst, erhalten und kann die integrierte Brennstoffgasgesamtmenge Q1 berechnen. Die Drucksensoren 21, 22 und 24 sind Beispiele von Druckerfassungsabschnitten, die den Druck in dem Zufuhrdurchgang 4, in dem ersten Abgabedurchgang 14a bzw. in dem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 12 erfassen.
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Obwohl einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vorstehend ausführlich beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, variiert oder geändert werden.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel startet die Berechnung der Brennstoffgasgesamtmenge und der Brennstoffgasverbrauchsmenge, wenn das Abgabeventil 16 geöffnet wird, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Berechnung beider Mengen kann gestartet werden, nachdem das Abgabeventil 16 geöffnet worden ist oder unmittelbar bevor das Abgabeventil 16 geöffnet wird. Die Zeit, wann die Berechnung der Brennstoffgasgesamtmenge gestartet wird, ist bevorzugt gleich wie die Zeit, wann die Berechnung der Brennstoffgasverbrauchsmenge gestartet wird.
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Ein Brennstoffzellensystem weist eine Steuerungseinheit auf, die eine Abgabemenge des Brennstoffgases, das von der Brennstoffzelle teilweise abgegeben wird und während einer Öffnungsdauer des Abgabeventils teilweise abgegeben wird, auf der Grundlage einer Gesamtmenge des Brennstoffgases während der Öffnungsdauer und einer Verbrauchsmenge des Brennstoffgases durch eine Stromerzeugung der Brennstoffzelle während der Öffnungsdauer bestimmt, wobei eine Druckerhöhungsdauer, während der sich der Druck erhöht, und eine Druckverringerungsdauer, während der sich der Druck verringert, aufgrund einer intermittierenden Einspritzung des Brennstoffgases vorliegen, und die Steuerungseinheit die Gesamtmenge des Brennstoffgases auf der Grundlage einer Verringerungsrate des Drucks während der Druckverringerungsdauer innerhalb der Öffnungsdauer und auf der Grundlage einer angenommenen Verringerungsrate des Drucks während der Druckerhöhungsdauer innerhalb der Öffnungsdauer bestimmt.
