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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem entsprechend
des Oberbegriffs des unabhängigen
Anspruchs 1 und 3 und ein Brennstoffzellen-Steuerungsverfahren.
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Normalerweise
besteht, um die Erzeugungseffizienz der Elektroleistung eines Brennstoffzellenstapels
in einem Brennstoffzellensystem zu erhöhen, eine Notwendigkeit, eine
elektrische Spannungsleistung des Brennstoffzellenstapels zu erhöhen. Wenn jedoch
die eine Elektroleistungszuführung,
gebildet durch den Brennstoffzellenstapel unter einer Bedingung,
wo die Spannung des Brennstoffzellenstapels erhöht ist, ein- oder ausgeschaltet wird, in einem Fall, wo
ein Anfangswiderstandswert einer Verbindungsausrüstung des Brennstoffzellenstapels
niedrig ist, ist es möglich,
dass ein großer
elektrischer Strom durch die Verbindungsteile fließt.
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Im
Gegensatz dazu ist ein Brennstoffzellensystem, beschrieben in der
JP 2002-063925 , konfiguriert, um eine
Hochspannung durch Vorsehen eines Abschalt-Schaltkreises zu hindern,
auf die Ausrüstungen
eines elektrischen Gleichstrom-Energiesystems angelegt zu werden,
um dadurch die verbindenden Ausrüstungen
des Brennstoffzellenstapels zu schützen.
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Außerdem ist
es in einem normalen Brennstoffzellensystem während der elektrischen Leistungserzeugung
des Brennstoffzellenstapels zuerst notwendig, Brennstoffgas und
oxidierendes Gas unter einem Zustand zuzuführen, um dem Brennstoffzellenstapel
zu ermöglichen,
Elektroenergie zu erzeugen, und, wenn diese Gasdrücke vorbestimmte Niveaus überschreiten,
wird die Elektroenergieerzeugung begonnen, um dem elektrischen Strom
zu gestatten, aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen zu werden.
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Jedoch
erscheint es bei solch einem Brennstoffzellensystem, da ein großer elektrischer
Strom zu derselben Zeit strömt,
bei der die Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen
wird, insofern problematisch, dass Erfassungsgeräusche sogar durch einen Drucksensor
für Brennstoffgas und
einen Temperatursensor, die keine Ausrüstungen eines Gleichstrom-Elektroenergiesystems
in Bezug auf ein elektrisches Stromsystem des Brennstoffzellensystems
bilden, auftreten. Somit wird, wenn große Geräusche in einem Sensorsignal,
z. B. bezogen auf einem Gasdruck auftreten, eine irrtümliche Feststellung
vorgenommen, dass ein großer
Differentialdruck zwischen dem Brennstoffgas und dem oxidierenden
Gas erzeugt wird und außerdem
wird eine irrtümliche
Feststellung vorgenommen, dass der Differentialdruck zwischen dem
Brennstoffgas und dem oxidierenden Gas in einen hohen Wert fällt, der eine
betriebliche Unmöglichkeit
induziert, was die Möglichkeit
einer sich daraus resultierenden Unterbrechung des Brennstoffzellensystems
an sich schafft.
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Aus
der
US 2002-058167
A1 ist ein Brennstoffzellensystem, wie oben angezeigt,
bekannt.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Brennstoffzellensystem,
wie oben angezeigt, zu verbessern, um eine Stabilisierung des Betriebs
eines Brennstoffzellenstapels zu ermöglichen und eine irrtümliche Messung
von einem Sensor beim Starten oder Starten des Brennstoffzelle zu
vermeiden.
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Es
ist weiter ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Brennstoffzellen-Steuerungsverfahren
zu schaffen, das eine Stabilisierung des Betriebs eines Brennstoffzellenstapels
ermöglicht
und eine irrtümliche
Messung von einem Sensor beim Starten oder Starten des Brennstoffzelle
vermeidet.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch
ein Brennstoffzellensystem, das einen Brennstoffzellenstapel aufweist; eine
Einrichtung zum Entnehmen einer durch den Brennstoffzellenstapel
erzeugten Elektroenergie, um zu einer Last zugeführt zu werden; und einen Steuerungsabschnitt,
der einen Elektroleistung-Erzeugungsbetrieb des Brennstoffzellenstapels
auf der Grundlage eines Sensorsignales, eingegeben von einem in
dem Brennstoffzellensystem angeordneten Sensor, steuert, wobei der
Steuerungsabschnitt das Brennstoffzellensystem derart steuert, dass
während des
Startens des Brennstoffzellensystems, ein Gaszuführungsdruck des Brennstoffzellenstapels
in Befolgung mit dem von dem Sensor eingegebenen Sensorsignal festgelegt
wird, um bei einem Start des Elektroenergie-Erzeugungsdruckes des
Brennstoffzellenstapels stabilisiert zu werden, wobei eine Zeitdauer,
die einen Startzeitpunkt der Elektroenergieentnahme enthält, bei
dem eine Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen
wird, als eine Zeitdauer festgelegt wird, in der das Sensorsignal
in einem vorausgegangenen Wert gehalten wird und die Gaszuführung zu
dem Brennstoffzellenstapel auf der Grundlage des Sensorsignales,
das auf dem vorausgegangenen Wert gehalten wird, begonnen wird.
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Die
Aufgabe wird außerdem
entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Brennstoffzellensystem
gelöst,
das einen Brennstoffzellenstapel aufweist; eine Einrichtung zum
Entnehmen einer Elektroenergie, erzeugt durch den Brennstoffzellenstapel,
um zu einer Last zugeführt
zu werden; und einen Steuerungsabschnitt, der einen Elektroenergie-Erzeugungsbetrieb
des Brennstoffzellenstapels auf der Grundlage eines Sensorsignals,
eingegeben von einem in dem Brennstoffzellensystem angeordneten
Sensor, steuert, wobei der Steuerungsabschnitt den Steuerungsabschnitt
das Brennstoffzellen system derart steuert, dass während des
Stopps des Brennstoffzellensystems ein Gaszuführungsdruck des Brennstoffzellenstapels
in Befolgung mit einem von dem Sensor eingegebenen Sensorsignal festgelegt
wird, um stabilisiert zu werden, wobei eine Zeitdauer, die einen
Startzeitpunkt der Elektroenergieentnahme enthält, bei dem eine Elektroenergie aus
dem Brennstoffzellenstapel entnommen wird, als eine Zeitdauer festgelegt
wird, in der das Sensorsignal in einem vorausgegangenen Wert gehalten
wird und die Gaszuführung
zu dem Brennstoffzellenstapel auf der Grundlage des Sensorsignales,
das auf dem vorausgegangenen Wert gehalten wird, unterbrochen wird.
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In
Bezug auf den Verfahrensaspekt wird diese Aufgabe entsprechend der
vorliegenden Erfindung durch ein Brennstoffzellen-Steuerungsverfahren
gelöst,
das aufweist die Berechnung eines Gaszuführungsdruckes in Bezug auf
einen Brennstoffzellenstapel von einem Sensorsignal, das von einem Sensor,
der in einem Brennstoffzellensystem angeordnet ist, während des
Startens des Brennstoffzellensystems eingegeben wird; Festlegen,
dass der Gaszuführungsdruck
bei einem Elektroenergie-Startdruck des Brennstoffzellenstapels
stabilisiert wird; Festlegen einer Zeitdauer, die eine Einrichtung
zum Entnehmen einer Elektroenergie enthält, bei der eine Elektroenergie
aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen wird, als eine Zeitdauer,
in der das Sensorsignal in einem vorausgehenden Wert gehalten wird; und
ein Steuern des Brennstoffzellensystems, um die Gaszuführung zu
dem Brennstoffzellenstapel auf der Grundlage des auf dem vorhergehenden
Wertes gehaltenen Wertes zu halten, und durch ein Brennstoffzellen-Steuerungsverfahren,
das die Berechnung des Gaszuführungsdruckes
in Bezug auf den Brennstoffzellenstapel von einem Sensor, angeordnet
in einem Brennstoffzellensystem, während des Stopps des Brennstoffzellensystems
berechnet; Festlegen, dass der Gaszuführungsdruck bei einem Elektroenergie-Startdruck
des Brennstoffzellenstapels stabilisiert wird; Festlegen einer Zeitdauer,
die einen Elektroenergie-Entnahmestartzeitpunkt enthält, bei
dem eine Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen
wird, als eine Zeitdauer, in der das Sensorsignal auf einem vorhergehenden
Wert gehalten wird; und Steuern des Brennstoffzellensystems, um die
Gaszuführung
zu dem Brennstoffzellenstapel auf der Grundlage des auf einem vorhergehenden
Wert gehaltenen Sensorsignals zu stoppen.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit
mittels mehrerer Ausführungsbeispiele
derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das einen Aufbau einer Steuerungsvorrichtung
eines Brennstoffzellensystems veranschaulicht, in dem die vorliegende
Erfindung angewandt wird.
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2 ein
Blockdiagramm ist, das einen konkreten Aufbau des Brennstoffzellensystems
darstellt.
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3 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Betriebsfolge eines Elektroenergie-Erzeugungs-Startsteuerungsbetriebes
darstellt, um durch einen Systemsteuerungsabschnitt zum Starten
des Brennstoffzellensystems ausgeführt zu werden, um die Elektroenergieerzeugung
zu starten.
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4 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Betriebsfolge eines Brennstoffzellensystems
darstellt, um durch den Systemsteuerungsabschnitt zum Überwachen
eines Status des Brennstoffzellensystems ausgeführt zu werden.
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5 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Betriebsfolge eines Elektroenergieerzeugungs-Stopp-Steuerungsbetriebs
darstellt, um durch den Systemsteuerungsabschnitt zum Stoppen der Elektroenergieerzeugung
des Brennstoffzellensystems ausgeführt zu werden.
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6A bis 6G Ansichten
sind, die eine Wirkung der Steuerungsvorrichtung des Brennstoffzellensystems
entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei die 6A einen
Betrieb einer Batterie J/B zeigt, 6B einen
Betrieb eines Stapels J/B zeigt, 6C ein
durch einen Brennstoffdrucksensor erzeugtes Signal zeigt, 6D ein durch
einen Kühlwassersensor
erzeugtes Signal zeigt, 6E einen
Zeitraum zeigt, in dem ein vorhergehender Wert durch den Systemsteuerungsabschnitt
gehalten wird, 6F eine Zeitveränderung eines
Differentialdruckes zwischen einem Brennstoffdruckgas und einem
Kühlwasserdruck,
erfasst durch den Systemsteuerungsabschnitt, repräsentiert
und 6G eine Zeitveränderung des Differentialdruckes
zwischen dem Brennstoffdruckgas und dem Kühlwasserdruck, erfasst durch
einen Systemsteuerungsabschnitt, eines Vergleichs zeigt.
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Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel entsprechend
der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung wird in einer Steuerungsvorrichtung 100 eines
Brennstoffzellensystems angewandt, das aufgebaut ist, wie in der 1 gezeigt.
Das Steuerungssystem 100 des Brennstoffzellensystems wird
z. B. in einem Brennstoffzellen-angetriebenen Fahrzeug, das einen
Brennstoffzellenstapel 1a als eine Antriebsquelle hat,
installiert. Der Brennstoffzellenstapel 1 dient dazu, eine
elektrochemische Reaktion zwischen dem Brennstoffgas, z. B. Wasserstoff
oder dergleichen, und oxidierendem Gas, das Sauerstoff enthält, mittels
der Elektrolyte zu erreichen, um dadurch direkt von den Elektroden Elektroenergie
zu entnehmen.
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In
dem Steuerungssystem 100 solch eines Brennstoffzellensystems
ist der Brennstoffzellenstapel mit einem Stapel J/B (Anschlusskasten) 3 und
einem Elektroenergie-Steuerungsabschnitt 4 mit einer Hochspannungsleitung 2 verbunden.
Eine Elektroenergie-Ausgangsspannung, erzeugt in dem Brennstoffzellenstapel 1 wird
zu dem Stapel J/B 3 zugeführt, während die Ausgangsspannung
durch den Elektroenergie-Steuerungsabschnitt 4 geregelt
wird und zu einem Motor 5 und einer Batterie J/B 6 zugeführt wird.
Wenn dies so vorgenommen wird, erzeugt der Antriebsmotor 5 ein
Ausgangsdrehmoment zum Antreiben des Brennstoffzellen-angetriebenen
Fahrzeuges in Abhängigkeit
von der Steuerung einer Motorsteuerungseinrichtung 7. In
der Zwischenzeit wird die Ausgangsspannung zu der Batterie J/B 6 zugeführt und
in einer Batterie (der sekundären
Batterie) 8 gespeichert.
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Außerdem wird
die in der Batterie 8 gespeicherte Elektroenergie in Abhängigkeit
mit der Steuerung einer Batteriesteuerungseinrichtung 9 abgegeben,
wobei die abgegebene Elektroenergie zu dem Antriebsmotor 5 über die
Batterie J/B 6 zugeführt wird.
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Überdies
besteht das Steuerungssystem 100 des Brennstoffzellensystems
aus einem Brennstoffzellensystem 100, das dem Brennstoffzellenstapel 1 gestattet,
die Erzeugung der Elektroenergie auszuführen, der in Übereinstimmung
mit der Steuerung eines Systemsteuerungsabschnittes 11 betätigt wird.
Der Systemsteuerungsabschnitt 11 steuert antreibend das
Brennstoffzellensystem 10 in Abhängigkeit einer Antriebsforderung
des Antriebsmotors 5 von einer äußeren Quelle. Um eine Erzeugung
der Elektroenergie des Brennstoffzellenstapels 1 zum Steuern
der Elektroenergie, die durch den Brennstoffzellenstapel erzeugt
werden soll, zu initiieren oder zu unterbrechen. Wenn dies stattfindet,
wird der Systemsteuerungsabschnitt 11 mit Sensorsignalen von
verschiedenen Sensoren angewandt, was später beschrieben wird, die in
dem Brennstoffzellensystem 10 angeordnet sind, und steuert
das Brennstoffzellensystem 10.
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Überdies
steuert der Systemsteuerungsabschnitt 11 den Elektroenergie-Steuerungsabschnitt, um
der Elektroenergie, geliefert von dem Stapel J/B 3 zu gestatten,
geregelt zu werden und zu der Batterie J/B 6 und dem Antriebsmotor 5 zugeführt zu werden
und steuert die Batteriesteuerungseinrichtung 9 zum Steuern
des Aufladens oder des Entladens der Batterie 8, während auch
die Motorsteuerungseinrichtung 7 gesteuert wird, um ein
Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 5 zu steuern.
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In
der Steuerungsvorrichtung 100 des Brennstoffzellensystems
führt,
obwohl die Details nachstehend beschrieben werden, der Systemsteuerungsabschnitt 11 das
Folgende aus:
- (1) Elektroenergie-Start-Steuerungsbetrieb
zum Starten des Brennstoffzellenstapels 1, um die Elektroenergieerzeugung
zu initiieren;
- (2) Brennstoffzellensystem-Überwachungs-Steuerungsbetrieb
zum Überwachen
des Betriebs des Brennstoffzellensystems 10; und
- (3) Elektroenergieerzeugungs-Stopp-Steuerungsbetrieb zum Stoppen
des Brennstoffzellenstapels 1, um die Erzeugung von Elektroenergie
des Brennstoffzellenstapels 1 zu beenden.
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(Konkreter Aufbau des
Brennstoffzellensystems 10)
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Nunmehr
wird ein konkreter Aufbau des Brennstoffzellensystems 10 in
Bezug auf die 2 beschrieben.
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Der
Brennstoffzellenstapel 1 enthält eine Brennstoffelektrode 1a,
zu der Brennstoffgas zugeführt
wird und eine Luftelektrode 1b, zu der Luft zugeführt wird,
wobei die Brennstoffelektrode 1a und die Luftelektrode 1b miteinander über einen
festen Polymerfilm verbunden sind, wo der jeweiligen Ionen mittels
eines aus Feuchtigkeit gebildeten Mediums, um miteinander in Kontakt
gebracht zu werden, um Elektroenergie zu erzeugen, übertragen
werden. Weiterhin ist der Brennstoffzellenstapel 1 intern
mit einem Kühlwasserkreislauf
zum angemessenen Beibehalten einer Brennstoffzellentemperatur ausgerüstet.
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Mit
solch einem Brennstoffzellenstapel 1 sind über ein
Wasserstoff-Zulieferungsrohr ein Brennstoffspeichertank 21,
ein Brennstoffgas-Drucksteuerungsventil 22, eine Auswerfer-Umlaufeinheit 23 und eine
Wasserwiedergewinnungseinheit 24 verbunden, um dabei Wasserstoff
zu der Brennstoffelektrode 1a als Brennstoffgas zuzuführen.
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Das
Brennstoffgas wird in dem Brennstoffspeichertank 21 komprimiert,
um unter einem hohen Druck zu bleiben und wird durch das Brennstoffgas-Drucksteuerungsventil 22 im
Druck reduziert, um zu der Auswerfer-Umlaufeinheit 23 zugeführt zu werden.
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Auch
ist das vorliegende Ausführungsbeispiel
in Verbindung mit einem Fall gezeigt worden, wo der Brennstoffspeichertank 21 und
das Brennstoffgas-Drucksteuerungsventil 22 miteinander
in direkter Verbindung sind, wobei zusätzlich ein weitere Ventil zum
Reduzieren des Drucks auf halben Wege zwischen dem Brennstoffspeichertank 21 und
dem Brennstoffgas-Drucksteuerungsventil 22 angeordnet werden
kann.
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Das
Brennstoffgas, das durch das Brennstoffgas-Drucksteuerungsventil 22 hindurchgeht, wird
zu der Auswerfer-Umlaufeinheit 23 durch ein Rückführungs-Zulieferrohr
zugeführt
und mit Brennstoffgas, das durch die Brennstoffelektrode 1a hindurchgeht,
gemischt und durch eine Kondensatwasser-Wiedergewinnungseinheit 25 zugeführt, worauf das
gemischte Gas zu der Kondensatwasser-Wiedergewinnungseinheit 24 geliefert
wird und zu der Brennstoffelektrode 1a zugeführt wird.
Wenn dies stattfindet, dienen die Kondensatwasser-Wiedergewinnungseinheiten 24, 25 um
Dampf durch eine Strahlungswärme-Kühlwirkung,
die aus den Zulieferrohren, die sich durch den Brennstoffzellenstapel 1 von
der Auswerfer-Umlaufeinheit 23 erstrecken, resultiert,
zu kondensieren, um Feuchtigkeit zu bilden, die von dem Brennstoffgas
separiert wird, wobei das resultierende Gas zu dem Brennstoffzellenstapel 1 und
der Auswerfer-Umlaufeinheit 23 zugeführt wird.
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Außerdem wird
in einem Fall, wo die Elektroenergie-Erzeugungsanforderung für den Brennstoffzellenstapel 1 rapid
abfällt,
oder der Betrieb des Brennstoffzellenstapels 1 unterbrochen
wird, Brennstoffgas, das nicht durch den Brennstoffzellenstapel 1 verbraucht
wird, durch ein Brennstoffgas-Auslassventil 26, angeordnet
stromab eines Brennstoffgasstromes des Brennstoffzellenstapels 1,
hindurchgeleitet und wird z. B. in einem Wasserstoffverbrenner verbrannt
und anschließend
nach außen
abgegeben. Auch kann es, obwohl es viele Möglichkeiten gibt, wo im normalen
gebrauch das Brennstoffgas-Auslassventil 26 ein EIN/AUS-Ventil,
um eine Erleichterung der Steuerung zu schaffen, enthalten kann,
ein Strömungsraten-und
Drucksteuerungsventil, dessen Öffnungsgrad
steuerbar ist, enthalten.
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Hierbei
liest der Systemsteuerungsabschnitt 11 in einem von einem
Drucksensor 29, angeordnet an dem Brennstoffgas-Zulieferrohr
zwischen der Kondensatwasser-Wiedergewinnungseinheit 24 und der
Brennstoffelektrode 1a, gelieferten Sensorsignal (angezeigt
durch einen Pfeil L1) derart, dass der zu der Brennstoffelektrode 1a zugeführte Brennstoffgasdruck
erfasst wird, um einen Betätiger 27 zu
steuern, der das Brennstoffgas-Drucksteuerungsventil 22 (wie durch
einen Pfeil L2 angezeigt) öffnet
oder schließt. Wenn
dies so geschieht, werden die Strömungsrate und der Druck des
zu der Brennstoffelektrode 1a zuzuführenden Brennstoffgases geregelt
und zusätzlich
wird ein Öffnen
oder Schließen
des Brennstoffgas-Auslassventiles 26 (wie durch einen Pfeil
L3 angezeigt) angetrieben gesteuert.
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In
der Zwischenzeit wird Luft von außen aus der Atmosphäre durch
einen Kompressor 30 aufgenommen und komprimiert, um in
ein Luftzulieferrohr zugeführt
zu werden. Da hierbei die durch den Kompressor 30 komprimierte
Luft auf eine hohe Temperatur für
den Zweck des Gestattens der Reaktion, um in dem Brennstoffzellenstapel 1 bei
einem hohen Wirkungsgrad stattzufinden, angehoben wird, wird die Luft
durch einen Luftkühler 31,
montiert an einem Lufteinlass des Brennstoffzellenstapels 1,
gekühlt und
zu der Luftelektrode 1b zugeführt. Und, da die Luft auch
mit Sauerstoff, der einen Teil davon bildet, an der Luftelektrode 1b des
Brennstoffzellenstapels 1 verbraucht wird, während ein
Restsauerstoff verbleibt, der Feuchtigkeit enthält, die aus der Reaktion in
dem Brennstoffzellenstapel 1 resultiert, wird die Feuchtigkeit
in einer Wasser-Wiedergewin nungseinheit 32 wiedergewonnen,
und danach wird Luft durch ein Luftdruckreglerventil 33 in
die Atmosphäre
ausgestoßen.
Weiterhin ist mit Luftauslassseite der Luftelektrode 1b ein
Luftreinigungsventil 34 verbunden, das während eines
Reinigungsmodus geöffnet
wird.
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Hierbei
steuert der Systemsteuerungsabschnitt 11 antreibend den
Kompressor 30, um die Luftströmungsrate (wie in einem Pfeil
L4 gezeigt) zu regeln, und liest in einem Sensorsignal (wie in einem Pfeil
L5 gezeigt), geliefert von einem Luftdrucksensor 37, angeordnet
in einem Luftzulieferungsrohr zwischen dem Luftkühler 31 und der Luftelektrode 1b, um
einen zu der Luftelektrode 1b zugeführten Luftdruck zu erfassen,
um den Betätiger 35 (wie
durch einen Pfeil L6 gezeigt) zum Öffnen oder Schließen des Luftdruckreglerventils 33 derart
zu steuern, dass der Luftdruck geregelt wird, um dem Luftdruck zu
gestatten, mit dem Brennstoffgasdruck ausgeglichen zu sein. Wenn
dies geschieht, steuert der Systemsteuerungsabschnitt 11 den
Betätiger 35 derart,
dass wenn beabsichtigt wird, den Luftdruck zu erhöhen, das Luftdruckreglerventil 33 in
einer Schließrichtung
betätigt
wird. Ebenso steuert der Systemsteuerungsabschnitt 11 antreibend
einen Betätiger 36 (wie
durch einen Pfeil L7 gezeigt) derart, dass während eines Reinigungsmodus
der Brennstoffelektrode 1a das Reinigungsventil 34 in
einer Öffnungsrichtung
betätigt
wird.
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Das
Brennstoffzellensystem 10 verwendet Äthylen-Glykol mit hohem Siedepunkt
als Kühlwasser
des Brennstoffzellenstapels 1. Dieses Kühlwasser wird durch eine Pumpe 38 angesaugt,
um aus einem Reservoirtank 39 in einen Kühlwasser-Kreislaufkanal
zugeführt
zu werden und in den Brennstoffzellenstapel 1 über einen
Temperaturregler 40 zugeführt zu werden, der in Kombination
mit einem Kühler
und einem Lüfter
arbeitet, um die Temperatur auf einem konstanten Niveau beizubehalten.
Durch solch ein Vorgehen wird die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 1 geregelt.
Der Kühlwasserdurchgang
durch ein Kühlwasser-Zulieferrohr
in den Brennstoffzellenstapel 1 wird vor dem Zirkulieren
zu der Pumpe 38 durch die Elektroenergieerzeugung des Brennstoffzellenstapels 1 erwärmt und
in dem Reservoirtank 39 gespeichert. Dies dient derartigen
Zwecken, wie der Absorption einer schnellen Druckveränderung,
wie z. B. einem Geräusch
des Wassers oder einer Speicherung für die Pumpenströmungsrate.
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Außerdem sind
in unmittelbarer Nähe
zu dem Kühlmitteleinlass
des Brennstoffzellenstapels 1 in dem Kühlwasser-Kreislaufkanal ein
Kühlwasser-Drucksensor 41,
der einen Kühlwasserdruck
erfasst, und ein Kühlwasser-Temperatursensor 42,
der eine Kühlwassertemperatur
erfasst, angeordnet. Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel auch in Bezug
zu einem Fall gezeigt worden ist, wo der Kühlwasser-Drucksensor 41 und
der Kühlwasser-Temperatursensor 42 an
dem Kühlmitteleinlass
des Brennstoff zellenstapels 1 angeordnet ist, ist das vorliegende
Ausführungsbeispiel
nicht darauf begrenzt und diese können an dem Kühlwasserauslass
des Brennstoffzellenstapels 1 angeordnet sein.
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Hierbei
liest der Systemsteuerungsabschnitt 11 in einem Sensorsignal,
geliefert von dem Kühlwasser-Drucksensor 41 (wie
durch einen Pfeil L8 gezeigt), derart, dass der Druck des Kühlwassers,
zu geführt
zu dem Brennstoffzellenstapel 1, erfasst wird, um die Abgabeströmungsrate
der Pumpe 38 (wie durch einen Pfeil L9 gezeigt) in Abhängigkeit
von der Elektroenergieabgabe des Brennstoffzellenstapels 1 zu
erfassen. Auch können
andere Steuerungstechniken für
den Kühlwasserdruck
ein Drosselventil enthalten, angeordnet in dem Kühlwasser-Kreislaufkanal, durch
das die Drucksteuerung des Kühlwassers ausgeführt wird.
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(Steuerungsbetrieb durch
den Systemsteuerungsabschnitt)
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Als
nächstes
werden verschiedene, durch den Systemsteuerungsabschnitt 11 der
Steuerungsvorrichtung 100 des Brennstoffzellensystems des
zuvor erwähnten
Aufbaus auszuführende
Steuerungsvorgänge
beschrieben.
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(1) Elektroenergieerzeugungs-Start-Steuerungsbetrieb
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Zuerst
wird eine Vorgangsfolge des Elektroenergieerzeugungs-Start-Steuerungsbetriebs
des Systemsteuerungsabschnittes 11 zum Starten des Brennstoffzellenstapels 1,
um die Elektroenergieerzeugung zu starten, in Bezug auf ein Ablaufdiagramm
der 3 beschrieben. Der Elektroenergieerzeugungs-Start-Steuerungsbetrieb
wird durch den Systemsteuerungsabschnitt 11 synchron mit
einem inneren Zeitgeber von z. B. einer CPU (Zentralrecheneinheit)
in gleichen Zeitabständen,
von z. B. 10 msec, ausgeführt.
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Wenn
z. B. die Anforderung für
die Elektroenergieerzeugung für
den Brennstoffzellenstapel 1 in den Systemsteuerungsabschnitt 11 von
außen
eingegeben wird, wird zuerst in dem Schritt S1 eine Feststellung
vorgenommen, um zu sehen, ob ein Isolierungswiderstand eines Elektroenergiesystems
extrem groß ist,
um festzustellen, ob vermutlich ein elektrischer Stoß oder ein
Kurzschluss stattfinden wird, wenn die Energiezuführung des
Elektroenergiesystem eingeschaltet wird. Falls es festgestellt wird, dass
kein elektrischer Stoß oder
Kurzschluss auftreten wird, wenn der Isolierungswiderstand einer
Hochspannungsleitung 2 einen gegebenen Wert überschreitet
und die Elektroenergiequelle eingeschaltet wird, geht der Vorgang
zu dem Schritt S2.
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In
dem Schritt S2 wird vor dem Einschalten der Elektroenergiezuführung, gebildet
aus der Batterie 8, mittels der Batterie J/B 6,
ein Subtraktionszeitgeberwert TIM_chk1 zum Halten eines vorhergehenden
Wertes eines Sensorsignalwertes, geliefert von dem Brennstoffzuführungssystem 10 auf
einen Anfangswert TIM_init1 (z. B., 10) festgelegt, um
das Halten der vorhergehenden Werte der jeweiligen Sensorsignalwerte
(angezeigt durch die Pfeile L1, L2, L3 in der 2),
geliefert von dem Brennstoffdrucksensor 29, dem Luftdrucksensor 37 und
dem Kühlwasserdrucksensor 41 zu
beginnen, was dann gestattet, das der Vorgang zu dem Schritt S3
weitergeht.
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Hierin
wird der Anfangswert TIM_init1 festgelegt, um eine Zeitdauer zu
haben, die einen Startzeitpunkt (eine Startzeit) enthält, bei
der die Elektroenergie von der Batterie 8 in dem Schritt
S3 entnommen wird, was später
beschrieben wird. Insbesondere wird der Anfangswert TIM_init1 festgelegt,
um eine Dauer zu haben, bei der es möglich ist, dass Geräusche in
dem Sensorsignal auftreten, wenn die Elektroenergie aus der Batterie 8 entnommen
wird, und einen wert haben, der zu einer Zeit Null erreicht, bevor
verschiedene Sensorsignale in einem Schritt S6 erfasst werden, was
später
beschrieben wird.
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In
dem Schritt S3 wird die Batteriesteuerung 9 durch den Systemsteuerungsabschnitt 11 gesteuert,
um die Batterie J/B 6 einzuschalten, und in dem Schritt
S4 wird die Feststellung vorgenommen, um zu sehen, ob die Spannung
der Hochspannungslinie 2 des Elektroenergiesystems einen
gegebenen Bereich erreicht. Falls der Systemsteuerungsabschnitt 11 feststellt,
dass die Spannung des Elektroenergiesystems der Hochspannungsleitung 2 den
gegebenen Bereich erreicht, geht der Vorgang zu dem Schritt S5.
Dieser gegebene Bereich bedeutet einen Bereich, der die Hochspannung
ausschließt,
wenn die in der Batterie 8 gespeicherte Elektroenergie
beginnt zu der Hochspannungsleitung 2 zugeführt zu werden
und wird in einen Bereich festgelegt, in dem die auf die Hochspannungsleitung 2 angelegte
Spannung stabilisiert ist.
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In
Vorbereitung für
das folgende Starten der Elektroenergieerzeugung des Brennstoffzellenstapels 1 in
dem Schritt S5 startet der Systemsteuerungsabschnitt 11 verschiedene
Teile, die das Brennstoffzellensystem 10 bilden, und der
Vorgang geht zu dem Schritt S6. Insbesondere startet der Systemsteuerungsabschnitt 11 die
peripheren Einheiten des Brennstoffzellenstapels 1, z.
B. den Kompressor 30 zum Zuführen von Luft, die Auswerfer-Umlaufeinheit 23 zum
Zuführen
von Brennstoffgas, die Pumpe 38 zum Zirkulieren des Kühlwassers
und den Temperaturregler 40.
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In
dem Schritt S6 wird der Systemsteuerungsabschnitt 11 mit
den Sensorsignalen (die Pfeile L1, L5, L8) von dem Brennstoffdrucksensor 29,
dem Luftdrucksensor 37 und dem Kühlwasser-Drucksensor 41 angewandt,
und stellt fest, ob der Wasserstoffdruck, der Luftdruck und der
Kühlwasserdruck
auf jeweils stabilisierten Niveaus, die für die Erzeugung der Elektroenergie
des Brennstoffzellenstapels 1 ausreichend sind, verbleiben.
Falls der Systemsteuerungsabschnitt 11 feststellt, dass
in den jeweiligen Sensorsignalen Schwankungen, die aus dem Start
herrühren,
bei dem die Elektroenergie aus der Batte rie 8 entnommen
wird, zusammenführen
und die jeweiligen Drücke
stabilisiert stehen, dann geht der Vorgang zu dem Schritt S7 weiter.
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In
dem Schritt S7 wird für
den Zweck des Festlegens des Subtraktionszeitpunktes, der von dem
des Schrittes S2 verschieden ist, ein Subtraktionszeitpunktwert
TIM_chk2 zum Halten des vorhergehenden Wertes des Sensorsignalwertes
auf einen Anfangswert TIM_init2 festgelegt (z. B. auf 10),
um das Halten der vorhergehenden Werte der jeweiligen Sensorsignalwerte
(angezeigt durch die Pfeile L1, L2, L3 in der 2),
geliefert von dem Brennstoffdrucksensor 29, dem Luftdrucksensor 37 und
dem Kühlwasserdrucksensor 41 zu
beginnen, was den Betrieb gestattet, um zu dem Schritt S8 weiter
zu gehen, und um den Stapel J/B 3 zu steuern und der Elektroenergie-Steuerungsabschnitt 4 beginnt
die Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel 1 zu entnehmen,
während
der Vorgang beendet wird.
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Hierin
wird der Anfangswert TIM_init2 festgelegt, um eine Zeitdauer zu
haben, die einen Startzeitpunkt (eine Startzeit) enthält, bei
der die Elektroenergie von dem Brennstoffzellenstapel 1 in
dem Schritt S8, was später
beschrieben wird, entnommen wird. Insbesondere wird der Anfangswert
TIM_init2 festgelegt, um eine Dauer zu haben, während es für Geräusche möglich ist, in dem Sensorsignal
aufzutreten, wenn die Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel 1 entnommen
wird, und einen Wert haben, der zu einer Zeit, bevor verschiedene
Sensorsignale in dem Schritt S6 erfasst werden, Null erreicht, was
nachstehend beschrieben wird.
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(2) Brennstoffzellensystem-Überwachungs-Steuerungsbetrieb
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Als
nächstes
wird eine Betriebsfolge des Systemsteuerungsabschnittes 11 zum Überwachen des
Steuerungsbetriebes des Brennstoffzellensystems 10, nachdem
das Brennstoffzellensystem 10 während der Ausführung des
vorbeschriebenen Brennstoffzellensystem-Überwachungs-Steuerungsbetriebs
gestartet worden ist, in Bezug auf ein Ablaufdiagramm der 4 beschrieben.
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Während des
Brennstoffzellensystem-Überwachungs-Steuerungsbetriebs
wird unabhängig
von dem Elektroenergieerzeugungs-Start-Steuerungsbetrieb eine Abnormalität zu derselben
Zeit, bei der das Brennstoffzellensystem 10 gestartet worden
ist, überwacht.
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Zuerst
stellt in einem Schritt S11, während des
Feststellens des Systemsteuerungsabschnittes 11, um zu
erkennen, ob der Subtraktionszeitpunktwert TIM_chk1, der im Schritt
S2 festgelegt ist, und der Subtraktionszeitpunktwert TIM_chk2 nicht
auf Null fallen, der Systemsteuerungsabschnitt 11 fest, um
zu erkennen, ob der Sensorsignalwert in der Dauer verbleibt, in
der der vorhergehende Wert gehalten wird.
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Wenn
der Systemsteuerungsabschnitt 11 feststellt, dass der Sensorsignalwert
nicht in den Zeitraum fällt,
in dem der vorhergehende Wert gehalten wird, dann geht der Vorgang
zu dem Schritt S12 weiter und wird mit den Sensorsignalen (die Pfeilen
L1, L5, L8), geliefert von dem Brennstoffdrucksensor 29, dem
Luftdrucksensor 37 und dem Kühlwasser-Drucksensor 41 angewandt,
worauf der Vorgang zu dem Schritt S14 weitergeht.
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In
der Zwischenzeit, wenn der Systemsteuerungsabschnitt 11 festlegt,
dass der Sensorsignalwert in den Zeitraum fällt, in dem der vorhergehende Wert
gehalten wird, geht der Vorgang zu dem Schritt S13 und die jeweiligen
Subtraktionszeitpunktwerte, die in dem Schritt S2 und dem Schritt
S7 festgelegt werden, werden subtrahiert, während der Vorgang zu dem Schritt
S14 weitergeht. D. h., der Systemsteuerungsabschnitt 11 führt den
Vorgang von schritt S14 aus, während
die Sensorsignale in den jeweiligen vorhergehenden Werten gehalten
werden.
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In
dem Schritt S14 stellt unter Verwendung der jeweiligen Sensorsignalwerte
der Systemsteuerungsabschnitt 11 fest, um zu erkennen,
ob eine Differentialdruck zwischen dem Brennstoffgasdruck und dem
Luftdruck, ein Differentialdruck zwischen dem Luftdruck und dem
Kühlwasserdruck
und ein Differentialdruck zwischen dem Kühlwasserdruck und dem Brennstoffdruck
in bestimmte Werte fallen, und, wenn festgestellt wird, dass die
jeweiligen Differentialdrücke
in die jeweiligen bestimmten Werte fallen, wird dann der Vorgang
beendet. Hierbei werden die bestimmten, mit den jeweiligen Differentialdrücken zu vergleichenden
Werte auf Differentialdruckwerte während der Systemauslegung festgelegt,
was die Möglichkeit
bietet, den Brennstoffzellenstapel 1 infolge der jeweiligen
Druckdifferenzen zu beschädigen.
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In
der Zwischenzeit, wenn der Systemsteuerungsabschnitt 11 feststellt,
dass einer der Differentialdrücke
nicht in den bestimmten Wert fällt,
bestimmt der Systemsteuerungsabschnitt 11, dass eine der Druckdifferenzen
einen abnormalen Wert hat und daher die Möglichkeit des Auftretens von
Beschädigungen
in dem Brennstoffzellenstapel 1 besteht, was die Vorgänge von
verschiedenen Teilen, die das Brennstoffzellensystem 10 bilden,
unterbricht, um die Zuführung
von Brennstoff zu stoppen, während
der Vorgang beendet wird.
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(3) Elektroenergieerzeugungs-Stopp-Steuerungsbetrieb
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Als
nächstes
wird die Betriebsfolge des Systemsteuerungsabschnittes 11 für das Implementieren des
Elektroenergieerzeugungs-Stopp-Steuerungsbetriebes, um die Erzeugung
der Elektroenergie des Brennstoffzellenstapels 1 zu stoppen,
in Bezug auf das Ablaufdiagramm der 5 beschrieben.
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Wenn
z. B. eine Anforderung für
das Stoppen der Elektroenergieerzeugung des Brennstoffzellenstapels 1 von
außen
in den Systemsteuerungsabschnitt 11 eingegeben wird, wird
zuerst in dem Schritt S21 der Systemsteuerungsabschnitt 11 mit
den jeweiligen Sensorsignalen (angezeigt durch die Pfeile L1, L5,
L8) angewandt, um festzustellen, ob der Brennstoffgasdruck, der
Luftdruck und der Kühlwasserdruck
in bestimmten Bereichen verbleibt, und, wenn es festgestellt wird,
dass diese in den bestimmten Bereichen verbleiben, dann geht der
Vorgang zu dem Schritt S22 weiter.
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In
dem Schritt S22 setzt der Systemsteuerungsabschnitt 11 den
Subtraktionszeitpunktwert TIM_chk2, bezogen auf den Brennstoffzellenstapel 1,
auf den Anfangswert TIM_init2, um die Subtraktion des Subtraktionszeitpunktwertes
zu starten, während die
Sensorsignalwerte gehalten werden und der Vorgang zu dem Schritt
S23 weitergeht.
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Hierin
wird der Anfangswert TIM_init2 festgelegt, um eine Zeitdauer zu
haben, die einen Stoppzeitpunkt (eine Stoppzeit) zum Stoppen der
Elektroenergie, um nicht aus dem Brennstoffzellenstapel 1 in dem
Schritt 23 entnommen zu werden, enthält. Insbesondere wird der Anfangswert
TIM_init2 festgelegt, um eine Dauer zu haben, die die Möglichkeit
von Geräuschen
hat, die in dem Sensorsignal infolge des Stopps der Elektroenergie,
die aus dem Brennstoffzellenstapel 1 entnommen wird, auftreten.
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In
dem Schritt S23 wird der Stapel J/B 3 durch den Systemsteuerungsabschnitt 11 gesteuert, um
die von dem Brennstoffzellenstapel 1 zu dem Elektroenergie-Steuerungsabschnitt 4 zuzuführende Spannung
auszuschalten und der Vorgang geht zu dem Schritt S24 weiter, was
die Vorgänge
der verschiedenen Teile, die den Brennstoffzellenstapel 1 bilden,
unterbricht, während
der Vorgang zu dem Schritt S25 weitergeht.
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In
dem Schritt S25 stellt der Systemsteuerungsabschnitt 11 fest,
um zu erkennen, ob die Elektroenergieerzeugung des Brennstoffzellenstapels 1 in
dem Schritt S24 ..., um die Elektroenergie-Systemspannung in der
Hochspannungsleitung 2 zu veranlassen abzufallen, um der
Elektroenergie-Systemspannung in der Hochspannungsleitung 2 zu
gestatten, in einen bestimmten Bereich abzufallen. Wenn der Systemsteuerungsabschnitt 11 feststellt,
dass die Elektroenergie-Systemspannung in der Hochspannungsleitung 2 in
einen bestimmten Bereich abfällt, geht
der Vorgang zu dem Schritt S26 weiter.
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In
dem Schritt S26 wird der Subtraktionszeitpunktwert TIM_chk1, bezogen
auf die Batterie 8, auf einen Anfangswert TIM_init1 durch
den Systemsteuerungsabschnitt 11 festgelegt, um die Subtraktion des
Subtraktionszeitpunktwert zu beginnen, um dem Vorgang zu gestatten,
zu dem Schritt S27 weiterzugehen, um dabei die Spannung zu blockieren,
um nicht von der Batterie zu dem Antriebsmotor 5 über die
Batterie J/B 6 zugeführt
zu werden, und beendet den Vorgang.
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Hierin
wird der für
den Subtraktionszeitpunktwert TIM_chk1 zu bestimmende Anfangswert TIM_init1
festgelegt, um eine Zeitdauer zu haben, die einen Stoppzeitpunkt
(eine Stoppzeit) enthält,
um die Elektroenergie, die aus der Batterie in dem Schritt S27 entnommen
wird, zu unterbrechen. Insbesondere wird der Anfangswert TIM_init1
festgelegt, um eine Zeitdauer zu haben, die die Möglichkeit
von Geräuschen
hat, die in dem Sensorsignal infolge des Stopps der Elektroenergie,
die aus der Batterie 8 entnommen wird, auftreten.
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Als
nächstes
wird eine Steuerungswirkung, geschaffen durch den Systemsteuerungsabschnitt 11 zum
ausführen
solch eines Steuerungsvorganges, in Bezug auf die 6A bis 6G beschrieben.
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Entsprechend
der Steuerungsvorrichtung 100 des Brennstoffzellensystems,
das mit dem Systemsteuerungsabschnitt 11 ausgerüstet ist,
der solch einen Steuerungsvorgang ausführt, wenn die Elektroenergie
beginnt, aus der Batterie 8 zu der Zeit T1 entnommen zu
werden (siehe 6A), treten Geräusche in
dem Sensorsignal (der Pfeil L1), geliefert von dem Brennstoffdrucksensor 29 und
dem Sensorsignal (der Pfeil L8), geliefert von dem Kühlwasser-Drucksensor 41 (siehe
die 6C, 6D), auf. Dies kommt infolge
der Tatsache daher, dass Geräusche
des Elektroenergiesystems, das die Batterie 8 und den Antriebsmotor 5 verbindet,
die Steuerungsleitungen, die den Systemsteuerungsabschnitt 11 und
das Brennstoffzellensystem 10 verbinden, beeinträchtigt.
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Wenn
dies stattfindet, obwohl in dem Brennstoffzellensystem 10 keine
schnelle Schwankung im Differentialdruck zwischen dem Brennstoffgasdruck und
dem Kühlwasserdruck
stattfindet, wird der Systemsteuerungsabschnitt 11 mit
den Sensorsignalen mit in den 6C und 6D gezeigten
Profilen angewendet werden.
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Im
Gegensatz dazu, da das gegenwärtig
eingereichte Ausführungsbeispiel
den Sensorsignalen gestattet, in den jeweiligen vorhergehenden Werten in
dem Schritt S2 vor der elektrischen Verbindung zwischen der Batterie 8 und
dem Antriebsmotor 5 in dem Schritt S3, wie in der 3 gezeigt,
gehalten zu werden, wird während
des Elektroenergieerzeugungs-Start-Steuerungsbetriebs, selbst dann,
wenn in dem Sensorsignal in dem Schritt S3 Geräusche auftreten, der resultierende
Signalwert nicht beeinflusst, um das Brennstoffzellensystem 10 zu
steuern. D. h., in dem Systemsteuerungsabschnitt 11 wird,
wie in der 6F gezeigt, da der sensorsignalwert,
der in dem Schritt S2 erscheint, verwendet wird, die Steuerung des
Brennstoffzellensystems 10 unter einer Bedingung ausgeführt, wo
kein Differentialdruck zwischen dem Brennstoffgasdruck und dem Kühlwasserdruck
vorhanden ist.
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In
einem Fall, wo als Vergleich in Bezug auf das gegenwärtig eingereichte
Ausführungsbeispiel, wenn
das Sensorsignal, zugehörig
zu der elektrischen Verbindung zwi schen der Batterie 8 und
dem Antriebsmotor 5, verwendet wird, wie es ist, wie in
der 6G gezeigt, gibt es eine Möglichkeit, in der der Systemsteuerungsabschnitt 11 eine
irrtümliche
Festlegung macht, das der Differentialdruck zwischen dem Brennstoffgasdruck
und dem Kühlwasserdruck groß wird,
um den Vorgang des Brennstoffzellensystems 10 zu stoppen,
und außerdem,
den Start für
die Elektroenergieerzeugung des Brennstoffzellenstapels 1 stoppt.
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Da
nämlich
die Anwesenheit der übermäßig erhöhten Druckdifferenz
zwischen dem Brennstoffgas und dem Kühlwasser, um zu dem Brennstoffzellenstapel 1 zugeführt zu werden,
dazu führt,
dass der Brennstoffzellenstapel 1 beschädigt wird, überwacht der Systemsteuerungsabschnitt 11 die
Differentialdrücke
während
des gesamten Zeit und stoppt das Brennstoffzellensystem 10,
wenn erfasst wird, dass der Differentialdruck sich im Übermaß erhöht, um den
Brennstoffzellenstapel 1 zu veranlassen, beschädigt zu
werden.
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Außerdem wird
selbst dann, wenn anschließend
zu der elektrischen Verbindung zwischen der Batterie 8 und
dem Antriebsmotor 5, der Brennstoffzellenstapel 1 Elektroenergie
zu der Zeit T2 erzeugt und der Brennstoffzellenstapel 1 und
der Antriebsmotor 5 elektrisch verbunden sind (siehe 6B),
steuert das gegenwärtig
eingereichte Ausführungsbeispiel
das Brennstoffzellensystem 10 unter einer Bedingung, bei
der der Differentialdruck nicht wahrgenommen wird, wohingegen der
Vergleich eine Möglichkeit
besitzt, in der der Differentialdruck wahrgenommen wird und der
Betrieb des Brennstoffzellensystems 10 gestoppt wird.
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Demzufolge
ist es entsprechend der Steuervorrichtung 100 des Brennstoffzellensystems
des gegenwärtig
eingereichten Ausführungsbeispieles,
in einem Fall, wo der Brennstoffzellenstapel 1 und die Batterie 8 und
der Antriebsmotor 5 elektrisch verbunden sind, um der Energiequelle
des Elektroenergiesystems, die während
der des Elektroenergieerzeugungs-Start-Steuerungsbetriebes einzuschalten
ist, selbst wenn Geräusche
in den Sensorsignalwerten, die von dem Brennstoffzellensystem 10 zu
dem Systemsteuerungsabschnitt 11 zugeführt werden sollen, auftreten
möglich,
das Brennstoffzellensystem 10 daran zu hindern, eine irrtümliche Feststellung
dadurch zu treffen, dass der Differentialdruck zwischen dem Brennstoffgas
und dem Kühlwasser
groß wird.
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Da überdies
die Steuerungsvorrichtung 100 von solch einem Brennstoffzellensystem
den Brennstoffzellensystem-Überwachungssteuerungsbetrieb unter
der Bedingung ausführt,
wo die Sensorsignale in den vorhergehenden Werten für die Zeitdauer
gehalten werden, während
der der Subtraktionszeitpunktwert Null erreicht, nachdem das Elektroenergiesystem
eingeschaltet worden ist, ist es möglich, eine irrtümliche Festlegung
dadurch auszuschließen, dass
ein großer
Differentialdruck in dem Zeitraum auftritt, wenn in den Sensorsignalen
infolge der Elektroenergiezuführung
während
des Einschaltens des Elektroenergiesystems Geräusche auftreten.
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Überdies
ist es entsprechend der Steuerungsvorrichtung 100 des Brennstoffzellensystems, sogar
dann, wenn Geräusche
in den Sensorsignalwerten auftreten, wenn der Betrieb des Elektroenergiesystems
während
des Elektroenergieerzeugungs-Start-Steuerungsbetriebes ausgeführt wird, möglich auszuschließen, dass
das Brennstoffzellensystem 10 eine irrtümliche Feststellung dadurch
vornimmt, dass der Differentialdruck zwischen dem Brennstoffgas
und dem Kühlwasser
groß ist.
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Zusätzlich ist
es, da entsprechend der Steuerungsvorrichtung 100 des Brennstoffzellensystems die
Feststellung getroffen wird, dass vor dem Halten der jeweiligen
Sensorwerte in den vorhergehenden Werten, der Brennstoffgasdruck,
der Luftdruck und der Kühlwasserdruck
adäquat
in einem Zustand, der für
das Starten der Erzeugung der Elektroenergie des Brennstoffzellenstapels 1 notwendig
ist, stabilisiert sind, möglich,
die Steuerung eines Status, wo der Druck Werte für den Start der Erzeugung der
Elektroenergie unter Verwendung der Sensorsignale, die von den jeweiligen
Sensoren geliefert werden, annimmt, genau auszuführen, um dadurch zuverlässig auszuschließen, dass
der Brennstoffzellenstapel 1 infolge einer Erhöhung in
jeder Druckdifferenz während
solch eines Zeitraumes beschädigt
wird.
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Auch
bildet das zuvor erwähnte
Ausführungsbeispiel
ein Beispiel der vorliegenden Erfindung. Aus diesem Grund ist die
vorliegende Erfindung nicht auf das gegenwärtig eingereichte, oben ausgeführte Ausführungsbeispiel
begrenzt, und, selbstverständlich
können,
wenn die Erfindung in anderen Formen ausgeführt wird, verschiedene Modifikationen
mit Auslegungen, ohne von dem technischen Konzept der vorliegenden
Erfindung abzuweichen, vorgenommen werden.
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Obwohl
die vorliegende Offenbarung zuvor in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben worden ist, ist diese Erfindung nicht
auf die zuvor oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt und
Modifikationen werden für
diejenigen, die auf diesem Gebiet Fachleute sind, im Lichte der
Lehren auftreten. Der Umfang der Erfindung ist in Bezug auf die
folgenden Ansprüche
definiert.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist es, da während eines Starts zum entnehmen
von Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel 1 und während eines
Stopps eines Brennstoffzellensystems, die Sensorsignale in vorhergehenden
Werten unter einer Bedingung, wo die Gaszuführungsdrücke stabilisiert sind, gehalten
werden, möglich,
irrtümliche
Diagnosen, die durch Geräusche
verursacht werden, selbst dann auszuschließen, wenn Geräusche in
den Sensorsignalen während
des Startens oder Stoppens der Elektroenergie, die aus dem Brennstoffzellenstapel
entnommen wird, auftreten.
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Wie
zuvor beschrieben ist ein Brennstoffzellen-Steuerungssystem geschaffen,
das aufweist einen Brennstoffzellenstapel, ein Brennstoffzellensystem,
das eine durch den Brennstoffzellenstapel erzeugte Elektroenergie
entnimmt, um zu einer Last zugeführt
zu werden, und einen Steuerungsabschnitt, der einen Elektroenergie-Erzeugungsbetrieb
des Brennstoffzellenstapel auf der Grundlage eines Sensorsignales,
eingegeben von einem in dem Brennstoffzellensystem angeordneten
Sensor, steuert, wobei der Steuerungsabschnitt das Brennstoffzellensystem
derart steuert, dass während
des Startens des Brennstoffzellensystems ein Gaszuführungsdruck
des Brennstoffzellenstapels in Erfüllung mit einem von dem Sensor
eingegeben Sensorsignal, festgestellt wird, bei dem Elektroenergieerzeugungs-Startdruck
des Brennstoffzellenstapels stabilisiert zu sein, eine Zeitdauer,
die einen Elektroenergie-Entnahmestartzeitpunkt enthält, bei
dem eine Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen
wird, als eine Dauer festgelegt, in der das Sensorsignal in einem
vorhergehenden Wert gehalten wird und die Gaszuführung zu dem Brennstoffzellenstapel
auf der Grundlage des Sensorsignales, gehalten in dem vorhergehenden
Wert, begonnen wird.
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Es
ist außerdem
ein Brennstoffzellen-Steuerungssystem vorgesehen, dass aufweist
einen Brennstoffzellenstapel, ein Brennstoffzellensystem, das eine
durch den Brennstoffzellenstapel erzeugte Elektroenergie entnimmt,
um zu einer Last zugeführt zu
werden, und ein Steuerungsabschnitt, der einen Elektroenergie – Erzeugungsbetrieb
des Brennstoffzellenstapels auf der Grundlage eines Sensorsignales,
eingegeben von einem in dem Brennstoffzellensystem angeordneten
Sensor, steuert, wobei der Steuerungsabschnitt das Brennstoffzellensystem derart
steuert, dass während
des Stopps des Brennstoffzellensystems ein Gaszuführungsdruck
des Brennstoffzellenstapels in Befolgung mit dem Sensorsignal, eingegeben
von dem Sensor, festgelegt wird, um stabilisiert zu werden, wobei
eine Zeitdauer, die einen Elektroenergie-Entnahmestartzeitpunkt enthält, bei
dem eine Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen
wird, als eine Zeitdauer festgelegt wird, in der das Sensorsignal
in einem vorhergehenden Wert gehalten wird und die Gaszuführung in
den Brennstoffzellenstapel auf der Grundlage des in dem vorhergehenden
Wert gehaltenen Sensorsignals unterbrochen wird.
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Überdies
ist ein Brennstoffzellen-Steuerungsverfahren beschrieben, das aufweist
Berechnen eines Gaszuführungsdruckes
bezogen auf einen Brennstoffzellenstapel von einem Sensorsignal,
das von einem Sensor, angeordnet in einem Brennstoffzellensystem
während
des Startens des Brennstoffzellensystems eingegeben wird, Feststellen,
dass der Gaszuführungsdruck
bei einem Elektroenergieerzeugungs-Startdruck des Brennstoffzellenstapels stabilisiert
ist, Festlegen einer Zeitdauer, die einen Elektroenergie-Entnahmestartzeitpunkt
enthält,
bei dem eine Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen
wird, als eine Zeitdauer, in der das Sensorsignal in einem vorhergehenden
Wert gehalten wird, und Steuern des Brennstoffzellensystems, um
die Gaszuführung
in den Brennstoffzellenstapel auf der Grundlage des Sensorsignales,
gehalten in dem vorhergehenden Wert, zu beginnen, und ein Brennstoffzellen-Steuerungsverfahren,
das aufweist Berechnen eines Gaszuführungsdruckes in Bezug auf
einen Brennstoffzellenstapel von einem Sensorsignal, das von einem
Sensor, angeordnet in einem Brennstoffzellensystem, während des
Stopps des Brennstoffzellensystems eingegeben wird, Feststellen,
dass der Gaszuführungsdruck
bei einem Elektroenergieerzeugungs-Startdruck des Brennstoffzellenstapels
stabilisiert ist, Festlegen einer Zeitdauer, die einen Elektroenergie-Entnahmestartzeitpunkt
enthält,
bei dem eine Elektroenergie aus dem Brennstoffzellenstapel entnommen
wird, als eine Dauer, in der das Sensorsignal in einem vorhergehenden
Wert gehalten wird; und Steuern des Brennstoffzellensystems, um
die Gaszuführung
in den Brennstoffzellenstapel auf der Grundlage des Sensorsignales,
gehalten in dem vorhergehenden Wert, zu stoppen.