JP2003109627A - Control device for fuel cell vehicle - Google Patents

Control device for fuel cell vehicle

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JP2003109627A JP2001303071A JP2001303071A JP2003109627A JP 2003109627 A JP2003109627 A JP 2003109627A JP 2001303071 A JP2001303071 A JP 2001303071A JP 2001303071 A JP2001303071 A JP 2001303071A JP 2003109627 A JP2003109627 A JP 2003109627A
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent rise of hydrogen gas pressure in a fuel cell stack even when the load is suddenly reduced. SOLUTION: A purge valve 19 is controlled and kept open by outputting a control signal from a controller 4 to an actuator 20 in accordance with the drop in demand power which is the power generation demand to a fuel cell stack 11, whereby a fuel gas for fuel gas pressure raised in a hydrogen pole 11a is released from the purge valve 19. That is, the increase of the pressure difference between the hydrogen gas pressure of the hydrogen pole 11a and the air pressure of an oxygen pole 11b can be prevented by releasing the hydrogen gas for reduction of the hydrogen gas consumption in the hydrogen pole 11a caused by the drop of the drive power of the load, from the hydrogen pole 11a by the purge valve 19.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の駆動源とな
るモータに供給する電力を発電する燃料電池スタック内
での燃料ガス圧力を制御する燃料電池車両の制御装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a fuel cell vehicle which controls a fuel gas pressure in a fuel cell stack for generating electric power supplied to a motor which is a drive source of the vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、燃料電池システムは、酸化剤
ガスとして空気を供給すると共に、燃料ガスとして水素
を供給して燃料電池スタックを発電させて、例えば車両
の駆動源となるモータを駆動するものとして知られてい
る。この燃料電池システムの水素系流路には、通常、水
素圧力を制御したり、水素を循環させるために、一又は
複数の弁が設けらており、閉鎖系となっている(特開平
8−195210号公報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell system supplies air as an oxidant gas and hydrogen as a fuel gas to generate electric power in a fuel cell stack, for example, to drive a motor serving as a drive source of a vehicle. Known as one. The hydrogen passage of this fuel cell system is usually provided with one or more valves for controlling hydrogen pressure and circulating hydrogen, and is a closed system (Japanese Patent Laid-Open No. 8- 195210).

【0003】これにより、燃料電池システムでは、燃料
電池スタックの水素極内の水素圧力を制御して燃料電池
スタックの動作を制御したり、燃料電池スタックから排
出された水素を燃料電池スタックの水素供給側に循環し
て水素を有効利用することを実現している。
Accordingly, in the fuel cell system, the hydrogen pressure in the hydrogen electrode of the fuel cell stack is controlled to control the operation of the fuel cell stack, and the hydrogen discharged from the fuel cell stack is supplied to the fuel cell stack. It circulates to the side to effectively use hydrogen.

【0004】このような燃料電池システムにおいて、車
両の駆動源となるモータの負荷がステップ的に低下した
場合には、燃料電池で発電する必要のある電力がステッ
プ的に低下し、燃料電池スタックによる水素消費量が急
激に減少する。このため、燃料電池スタックの水素極の
圧力が上昇してしまう。このように水素極の圧力が上昇
した状態を放置すると、高圧力により燃料電池スタック
の機能を低下させる恐れがあった。
In such a fuel cell system, when the load of the motor, which is the drive source of the vehicle, decreases stepwise, the electric power that needs to be generated by the fuel cell decreases stepwise, and the fuel cell stack Hydrogen consumption decreases sharply. Therefore, the pressure of the hydrogen electrode of the fuel cell stack increases. If the state where the pressure of the hydrogen electrode is increased is left as it is, there is a possibility that the function of the fuel cell stack may be deteriorated due to the high pressure.

【0005】このように急激にモータの負荷が変動する
ことに対応するため、特開平2−309562号公報に
開示された燃料電池システムでは、水素ガス供給流路に
燃料電池スタックの通常運転時に用いる流量調整弁とは
別に、動作の応答性の高い高速開閉弁を設けている。そ
して、この燃料電池システムでは、モータの負荷が減少
したときには、瞬時に高速開閉弁を閉じ、燃料電池スタ
ックの水素極に必要以上の水素ガスを供給しないように
している。
In order to deal with such a sudden load change of the motor, the fuel cell system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-309562 uses the hydrogen gas supply passage in the normal operation of the fuel cell stack. In addition to the flow rate control valve, a high-speed on-off valve with high responsiveness of operation is provided. Then, in this fuel cell system, when the load on the motor decreases, the high-speed on-off valve is instantaneously closed so as to prevent hydrogen gas from being supplied to the hydrogen electrode of the fuel cell stack more than necessary.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料電池シ
ステムでは、水素系流路が閉鎖系となっているので、水
素極での水素ガス圧力を一定値に保つためには、水素極
での水素ガス圧力を制御するための圧力制御弁を介して
水素極に供給する水素ガス量と、燃料電池スタックで消
費される水素ガス量とが同量でなければならない。
By the way, in the fuel cell system, the hydrogen flow path is a closed system. Therefore, in order to maintain the hydrogen gas pressure at the hydrogen electrode at a constant value, the hydrogen gas at the hydrogen electrode must be kept constant. The amount of hydrogen gas supplied to the hydrogen electrode via the pressure control valve for controlling the gas pressure and the amount of hydrogen gas consumed in the fuel cell stack must be the same.

【0007】従来の燃料電池システムでは、負荷が急激
に変動したことに応じて高速開閉弁を瞬時に開閉してい
るが、実際に瞬時に開閉することは不可能である。した
がって、モータの負荷が急激に低下して水素ガス消費量
が減少した後であっても、高速開閉弁が開状態から閉状
態になるまでの期間に水素極に水素ガスが供給され続け
ることにより、水素極での水素ガス圧力が上昇してしま
う。
In the conventional fuel cell system, the high-speed on-off valve is opened and closed instantaneously in response to a sudden change in load, but it is impossible to actually open and close it instantaneously. Therefore, even after the motor load drops sharply and the hydrogen gas consumption decreases, the hydrogen gas continues to be supplied to the hydrogen electrode during the period from the open state to the closed state of the high-speed on-off valve. , The hydrogen gas pressure at the hydrogen electrode rises.

【0008】また、高速開閉弁を閉状態にした後であっ
ても、水素ガス圧力は上昇しないが、高速開閉弁が閉状
態になる前に上昇した水素ガス圧力が保持されてしま
う。このような状態では、燃料電池スタックの水素極と
酸素極との圧力差が過大な状態になり、燃料電池スタッ
ク内部の高分子膜の機能を低下させる恐れがある。
Even after the high-speed on-off valve is closed, the hydrogen gas pressure does not increase, but the increased hydrogen gas pressure is retained before the high-speed on-off valve is closed. In such a state, the pressure difference between the hydrogen electrode and the oxygen electrode of the fuel cell stack becomes excessively large, which may deteriorate the function of the polymer membrane inside the fuel cell stack.

【0009】そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて
提案されたものであり、負荷が急激に減少する場合であ
っても燃料電池スタック内で水素ガス圧力が上昇するの
を回避することができる燃料電池車両の制御装置を提供
することを目的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to prevent the hydrogen gas pressure from increasing in the fuel cell stack even when the load sharply decreases. An object of the present invention is to provide a control device for a fuel cell vehicle that can be used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、請求項1に係る発明では、電解質膜を酸化剤極と
燃料極とにより挟んで構成され、上記酸化剤極側に酸化
剤ガスが供給されると共に、上記燃料極側に燃料ガスが
供給されて発電して、発電した電力を車両の駆動源とな
るモータに供給する燃料電池と、上記燃料電池に酸化剤
ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、上記燃料電池に
燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、上記燃料電池
の燃料ガス排出側の挿通管に設けられ、上記燃料電池か
ら排出された燃料ガスを外部に放出する放出弁とを備え
た燃料電池車両を制御する燃料電池車両の制御装置にお
いて、上記燃料電池に要求される発電電力である要求発
電電力が低下したことに応じて上記放出弁を開状態にす
る制御をして、上記燃料極内の上昇した燃料ガス圧力分
の燃料ガスを上記放出弁から放出させる制御手段を備え
ることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, an electrolyte membrane is sandwiched between an oxidant electrode and a fuel electrode, and the oxidant is provided on the oxidant electrode side. Gas is supplied to the fuel electrode side, and the fuel gas is supplied to the fuel electrode side to generate electric power, and the generated electric power is supplied to a motor serving as a drive source of a vehicle, and an oxidant gas is supplied to the fuel cell. The oxidant gas supply means, the fuel gas supply means for supplying the fuel gas to the fuel cell, and the insertion tube on the fuel gas discharge side of the fuel cell are provided to discharge the fuel gas discharged from the fuel cell to the outside. In a control device for a fuel cell vehicle including a release valve for controlling the fuel cell vehicle, the release valve is opened in response to a decrease in required generated power, which is the generated power required for the fuel cell. Take control and up Elevated fuel gas pressure fraction of the fuel gas in the fuel in-electrode, characterized in that it comprises control means for releasing from the release valve.

【0011】請求項2では、請求項1に係る発明であっ
て、上記燃料電池車両は、車両状態に応じて車両の駆動
輪の駆動力を低下させる駆動力低下動作をするトラクシ
ョンコントロールシステムを有し、上記制御装置は、上
記トラクションコントロールシステムによる駆動力低下
動作に応じて上記要求発電電力が低下したと判定し、上
記放出弁を開状態にする制御をすること特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, the fuel cell vehicle has a traction control system for performing a driving force reducing operation for reducing the driving force of the driving wheels of the vehicle according to the vehicle state. However, the control device determines that the required generated power has decreased in accordance with the driving force reduction operation by the traction control system, and controls the release valve to be in an open state.

【0012】請求項3に係る発明では、請求項2に係る
発明であって、上記制御装置は、上記トラクションコン
トロールシステムによる駆動力低下動作が解除されたこ
とに応じて、上記放出弁を開状態から閉状態にする制御
をすることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the control device opens the release valve in response to cancellation of the driving force lowering operation by the traction control system. It is characterized in that it is controlled to be closed from.

【0013】請求項4に係る発明では、請求項2又は請
求項3に係る発明であって、上記制御装置は、上記トラ
クションコントロールシステムによる駆動力低下動作前
の上記燃料電池の状態及び上記トラクションコントロー
ルシステムの駆動力低下動作による上記モータの駆動力
の低下量に基づいて、上記放出弁を開状態とするときの
上記放出弁の動作量を決定することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or claim 3, wherein the control device includes the state of the fuel cell before the driving force reducing operation by the traction control system and the traction control. The operation amount of the release valve when the release valve is opened is determined based on the amount of decrease in the drive force of the motor due to the drive force reduction operation of the system.

【0014】[0014]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、燃料電池
に要求される発電電力である要求発電電力が低下したこ
とに応じて放出弁を開状態にする制御をして、燃料極内
の上昇した燃料ガス圧力分の燃料ガスを放出弁から放出
させるので、モータの駆動力が急激に低下した場合であ
っても、燃料極内で燃料ガス圧力が上昇することを抑制
することができる。
According to the first aspect of the present invention, the release valve is controlled to open in response to a decrease in the required generated electric power, which is the generated electric power required for the fuel cell, so that the inside of the fuel electrode is controlled. Since the fuel gas corresponding to the increased fuel gas pressure is released from the release valve, it is possible to prevent the fuel gas pressure from increasing in the fuel electrode even when the driving force of the motor sharply decreases. .

【0015】請求項2に係る発明によれば、トラクショ
ンコントロールシステムによる駆動力低下動作に応じて
要求発電電力が低下したと判定し、放出弁を開状態にす
るので、トラクションコントロールによりモータの駆動
力が急激に低下した場合であっても、燃料極内で燃料ガ
ス圧力が上昇することを抑制し、燃料極と酸化剤極との
圧力差が過大な状態になって、燃料電池内部の高分子膜
の機能を低下させることを回避することができる。
According to the second aspect of the present invention, it is determined that the required generated electric power has decreased in accordance with the driving force lowering operation by the traction control system, and the discharge valve is opened. Therefore, the traction control causes the motor driving force to be reduced. Even if the value of the fuel cell drops sharply, the fuel gas pressure in the fuel electrode is prevented from rising, and the pressure difference between the fuel electrode and the oxidizer electrode becomes excessive. It is possible to avoid degrading the function of the membrane.

【0016】ところで、放出弁の作動は燃料ガスを発電
に用いることなく放出するものであるから、必要以上に
作動させると燃費の悪化を伴う。例えば、要求発電量が
低下した場合であっても、その低下速度が非常に小さな
ものである場合には放出弁を開状態としなくとも燃料極
内で燃料ガス圧力が上昇することはないので、このよう
な場合にも放出弁を開状態とすることは燃費の悪化に繋
がる恐れがある。
By the way, since the operation of the release valve releases the fuel gas without using it for power generation, if it is operated more than necessary, fuel consumption is deteriorated. For example, even if the required power generation amount decreases, if the decrease speed is very small, the fuel gas pressure will not increase in the fuel electrode without opening the release valve, Even in such a case, opening the release valve may lead to deterioration of fuel efficiency.

【0017】そこで、要求発電量の低下速度を算出し
て、これに応じて放出弁を制御することも考えられる
が、放出弁を開状態としなければならないような要求発
電量の急低下時には、少しでも速く放出弁を開状態とす
べきで、要求発電量の低下速度を算出してからでは応答
が遅れてしまう。
Therefore, it is conceivable to calculate the rate of decrease in the required power generation amount and control the release valve in accordance with this, but when the required power generation amount drops suddenly such that the release valve must be opened, The release valve should be opened as soon as possible, and the response will be delayed after the rate of decrease in the required power generation amount is calculated.

【0018】本発明では、トラクションコントロールシ
ステムの作動時には多くの場合に要求発電量が急低下す
るので、この作動信号を利用して放出弁を制御すること
で、要求発電量の低下速度を算出することなく真に放出
弁を開状態とすべき時に限り開状態とすることができる
ので燃費の悪化を抑制できる。
In the present invention, the required power generation amount suddenly drops in many cases when the traction control system is in operation. Therefore, the release valve is controlled by using this operation signal to calculate the reduction rate of the required power generation amount. It is possible to open the release valve only when it should be truly opened, so that deterioration of fuel efficiency can be suppressed.

【0019】請求項3に係る発明によれば、トラクショ
ンコントロールシステムによる駆動力低下動作が解除さ
れたことに応じて、放出弁を開状態から閉状態にするの
で、請求項1の発明の効果に加えて、燃料電池の燃料極
の燃料ガス圧力を速やかにトラクションコントロールシ
ステムが作動する前の燃料ガス圧力に戻すことができ
る。
According to the invention of claim 3, the release valve is changed from the open state to the closed state in response to the cancellation of the driving force lowering operation by the traction control system. In addition, the fuel gas pressure at the fuel electrode of the fuel cell can be quickly returned to the fuel gas pressure before the operation of the traction control system.

【0020】請求項4に係る発明によれば、トラクショ
ンコントロールシステムによる駆動力低下動作前の燃料
電池の状態及びトラクションコントロールシステムの駆
動力低下動作によるモータの駆動力の低下量に基づい
て、放出弁を開状態とするときの放出弁の動作量を決定
するので、より精度良く燃料極の燃料ガス圧力を制御す
ることができる。したがって、請求項4に係る発明によ
れば、モータの駆動力が急激に変化して燃料ガス消費量
が急激に変化した場合であっても、燃料電池内での燃料
ガス圧力と空気圧力との圧力差を更に小さくすることが
できる。
According to the fourth aspect of the invention, the release valve is based on the state of the fuel cell before the driving force lowering operation by the traction control system and the amount of reduction of the motor driving force by the driving force lowering operation of the traction control system. Since the operation amount of the release valve when the valve is opened is determined, the fuel gas pressure of the fuel electrode can be controlled more accurately. Therefore, according to the invention of claim 4, even when the driving force of the motor is drastically changed and the fuel gas consumption is drastically changed, the fuel gas pressure and the air pressure in the fuel cell are The pressure difference can be further reduced.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】本発明は、例えば図1に示すように構成さ
れた燃料電池車両に適用される。
The present invention is applied to a fuel cell vehicle constructed as shown in FIG. 1, for example.

【0023】[燃料電池車両の構成]この燃料電池車両
は、図1に示すように、車両に燃料電池システム1、イ
ンバータ2、駆動モータ3が搭載され、燃料電池システ
ム1、インバータ2をコントローラ4で制御することに
より駆動モータ3を駆動する。
[Structure of Fuel Cell Vehicle] As shown in FIG. 1, this fuel cell vehicle is equipped with a fuel cell system 1, an inverter 2 and a drive motor 3, and the fuel cell system 1 and the inverter 2 are connected to a controller 4. The drive motor 3 is driven by controlling with.

【0024】燃料電池システム1は、固体高分子電解質
膜を酸素極11b(酸化剤極)と水素極11a(燃料
極)とにより挟んで構成された燃料電池構造体が、セパ
レータを介して複数積層されてなるスタック構造の燃料
電池スタック11を備える。この燃料電池スタックは、
水素極で水素が電子を放出することでイオン化して固体
高分子電解質膜を通過し、空気極で酸素とイオン化した
水素とが結合して水を生成することで発電をする。
In the fuel cell system 1, a solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between an oxygen electrode 11b (oxidant electrode) and a hydrogen electrode 11a (fuel electrode), and a plurality of fuel cell structures are laminated with a separator interposed therebetween. A fuel cell stack 11 having a stack structure is formed. This fuel cell stack
Hydrogen is released from the electron at the hydrogen electrode to ionize and pass through the solid polymer electrolyte membrane, and at the air electrode, oxygen and ionized hydrogen are combined to generate water to generate power.

【0025】この燃料電池システム1は、発電させた電
力をインバータ2に供給する。この燃料電池システム1
の動作は、コントローラ4からの制御信号により制御さ
れる。なお、この燃料電池システム1の構成については
後述する。
The fuel cell system 1 supplies the generated electric power to the inverter 2. This fuel cell system 1
The operation of is controlled by a control signal from the controller 4. The configuration of the fuel cell system 1 will be described later.

【0026】インバータ2は、燃料電池システム1から
の直流電力を交流電力に変換して駆動モータ3に出力す
る。インバータ2は、コントローラ4によりモータトル
クを指定するモータトルク指令が入力され、モータトル
ク指令に応じた交流電流を駆動モータ3に供給すること
により、駆動モータ3に指定されたモータトルクを発生
させる。
The inverter 2 converts the DC power from the fuel cell system 1 into AC power and outputs it to the drive motor 3. The inverter 2 receives a motor torque command designating a motor torque from the controller 4 and supplies an alternating current corresponding to the motor torque command to the drive motor 3 to generate a motor torque designated by the drive motor 3.

【0027】また、この燃料電池車両は、駆動モータ3
に機械的に接続した一対の駆動輪5と、駆動モータ3に
接続されていない一対の従動輪6とを備え、駆動モータ
3により発生するモータトルクをタイヤに伝達して駆動
力を発生させる。
Further, this fuel cell vehicle has a drive motor 3
A pair of drive wheels 5 mechanically connected to each other and a pair of driven wheels 6 not connected to the drive motor 3 are provided, and a motor torque generated by the drive motor 3 is transmitted to the tire to generate a driving force.

【0028】更に、燃料電池車両は、駆動モータ3と駆
動輪5との機械的接続部分に駆動輪側車速センサ7を備
える。この駆動輪側車速センサ7は、駆動輪5の回転速
度を検出してセンサ信号としてコントローラ4に出力す
る。また、この燃料電池車両は、一対の従動輪6の機械
的接続部分に従動輪側車速センサ8を備える。この従動
輪側車速センサ8は、従動輪6の回転速度を検出してセ
ンサ信号としてコントローラ4に出力する。
Further, the fuel cell vehicle is equipped with a drive wheel side vehicle speed sensor 7 at a mechanical connection portion between the drive motor 3 and the drive wheels 5. The drive wheel side vehicle speed sensor 7 detects the rotational speed of the drive wheel 5 and outputs it as a sensor signal to the controller 4. Further, this fuel cell vehicle is provided with a driven wheel side vehicle speed sensor 8 which is a mechanical connection portion of the pair of driven wheels 6. The driven wheel side vehicle speed sensor 8 detects the rotation speed of the driven wheel 6 and outputs it to the controller 4 as a sensor signal.

【0029】コントローラ4は、通常、例えばアクセル
操作量やブレーキ操作量等のセンサ信号が入力され、セ
ンサ信号に基づいて駆動モータ3に要求されるモータト
ルク量を演算する。そして、コントローラ4は、要求さ
れるモータトルク量を実現するために、燃料電池システ
ム1での発電電力量を制御すると共に、インバータ2か
ら駆動モータ3に供給する交流電力量を制御して駆動モ
ータ3を駆動させる。
The controller 4 is normally inputted with a sensor signal such as an accelerator operation amount or a brake operation amount, and calculates a motor torque amount required for the drive motor 3 based on the sensor signal. Then, the controller 4 controls the amount of generated electric power in the fuel cell system 1 and also controls the amount of AC electric power supplied from the inverter 2 to the drive motor 3 in order to realize the required motor torque amount. Drive.

【0030】また、コントローラ4は、駆動輪側車速セ
ンサ7及び従動輪側車速センサ8からセンサ信号が入力
され、センサ信号に基づいてモータトルク量を変動させ
るトラクションコントロールシステム(Traction Contr
ol System:TCS)として機能する。
Further, the controller 4 receives a sensor signal from the driving wheel side vehicle speed sensor 7 and the driven wheel side vehicle speed sensor 8 and changes a motor torque amount based on the sensor signal.
ol System: TCS).

【0031】具体的には、コントローラ4は、駆動輪側
車速センサ7からのセンサ信号に応じた駆動輪5の回転
速度と、従動輪側車速センサ8からのセンサ信号に応じ
た従動輪6の回転速度との速度差を演算し、速度差に応
じて駆動輪5のトルクダウン量を決定する。コントロー
ラ4は、駆動輪5の回転速度が従動輪6の回転速度より
も大きいほど、トルクダウン量を大きくするように演算
をする。
Specifically, the controller 4 controls the rotational speed of the drive wheel 5 according to the sensor signal from the drive wheel side vehicle speed sensor 7 and the driven wheel 6 according to the sensor signal from the driven wheel side vehicle speed sensor 8. The speed difference from the rotation speed is calculated, and the torque reduction amount of the drive wheels 5 is determined according to the speed difference. The controller 4 calculates so that the torque reduction amount is increased as the rotation speed of the drive wheels 5 is higher than the rotation speed of the driven wheels 6.

【0032】更に、コントローラ4は、決定したトルク
ダウン量に従って、インバータ2から駆動モータ3に供
給する交流電力量を低下させることを示すトルクダウン
指令を生成して、インバータ2に出力する。また、コン
トローラ4は、トルクダウン指令を出力すると共に、燃
料電池システム1のパージ弁19を開状態にする開指令
を出力する。
Further, the controller 4 generates a torque down command indicating that the AC power amount supplied from the inverter 2 to the drive motor 3 is reduced according to the determined torque down amount, and outputs it to the inverter 2. The controller 4 also outputs a torque down command and an open command for opening the purge valve 19 of the fuel cell system 1.

【0033】更にまた、コントローラ4は、トルクダウ
ン指令に応じてインバータ2が動作することで駆動モー
タ3のモータトルク量が低下し、モータトルク量を元の
値に戻すためにトラクションコントロールを非動作(解
除)とするときには、インバータ2から駆動モータ3に
交流電力を供給する指令を出力する。同時に、コントロ
ーラ4は、後述の燃料電池システム1のパージ弁19を
閉状態にする閉指令を出力する。
Furthermore, the controller 4 operates the inverter 2 in response to the torque down command, so that the motor torque amount of the drive motor 3 decreases, and the traction control does not operate to return the motor torque amount to the original value. When it is set to (release), the inverter 2 outputs a command to supply AC power to the drive motor 3. At the same time, the controller 4 outputs a close command for closing the purge valve 19 of the fuel cell system 1 described later.

【0034】「燃料電池システム1の構成」図2に、燃
料電池システム1の構成を示す。
[Structure of Fuel Cell System 1] FIG. 2 shows the structure of the fuel cell system 1.

【0035】この燃料電池システム1は、水素ガス(燃
料ガス)となる水素を貯蔵している水素貯蔵ボンベ12
と、水素ガス供給流路13に設けられた水素ガス圧力調
整弁14とを備える。水素ガス圧力調整弁14には、開
度調整をするための第1アクチュエータ15が接続され
ている。第1アクチュエータ15は、コントローラ4か
らの制御信号に応じて水素ガス圧力調整弁14の開度を
調整する。
The fuel cell system 1 includes a hydrogen storage cylinder 12 that stores hydrogen serving as hydrogen gas (fuel gas).
And a hydrogen gas pressure adjusting valve 14 provided in the hydrogen gas supply passage 13. A first actuator 15 for adjusting the opening degree is connected to the hydrogen gas pressure adjusting valve 14. The first actuator 15 adjusts the opening degree of the hydrogen gas pressure adjusting valve 14 according to the control signal from the controller 4.

【0036】この燃料電池システム1では、水素ガス圧
力調整弁14の開度を調整することにより、水素極11
a内での水素ガス圧力を制御する。
In this fuel cell system 1, the hydrogen electrode 11 is adjusted by adjusting the opening of the hydrogen gas pressure adjusting valve 14.
Control the hydrogen gas pressure in a.

【0037】燃料電池スタック11の水素極11aのガ
ス排出側には、燃料電池スタック11の水素極11aか
らの排気を、再び水素ガス供給流路13に戻すための水
素循還流路16が設けられている。また、燃料電池シス
テム1において、水素循還流路16と水素ガス供給流路
13との接続部には、水素循還流路16からの水素ガス
を燃料電池スタック11の水素ガス供給口に供給するエ
グゼクタポンプ17が配設されている。
On the gas discharge side of the hydrogen electrode 11a of the fuel cell stack 11, there is provided a hydrogen circulation return passage 16 for returning the exhaust gas from the hydrogen electrode 11a of the fuel cell stack 11 to the hydrogen gas supply passage 13 again. ing. In addition, in the fuel cell system 1, at the connecting portion between the hydrogen circulation / recirculation passage 16 and the hydrogen gas supply passage 13, the hydrogen gas from the hydrogen circulation / recirculation passage 16 is supplied to the hydrogen gas supply port of the fuel cell stack 11. A pump pump 17 is provided.

【0038】また、燃料電池スタック11の水素極11
aのガス排出側には、水素ガス排出流路18を介して水
素ガス及び水蒸気を外部に放出するためのパージ弁19
(放出弁)が配設されている。パージ弁19は、開閉状
態がコントローラ4によって制御される開閉弁により構
成されている。パージ弁19には、開閉動作させるため
の第2アクチュエータ20が接続されている。第2アク
チュエータ20は、コントローラ4からの制御信号に応
じてパージ弁19を開閉動作させる。
Further, the hydrogen electrode 11 of the fuel cell stack 11
On the gas discharge side of a, a purge valve 19 for discharging hydrogen gas and water vapor to the outside through the hydrogen gas discharge channel 18 is provided.
(Discharge valve) is provided. The purge valve 19 is an open / close valve whose open / close state is controlled by the controller 4. A second actuator 20 for opening / closing the purge valve 19 is connected to the purge valve 19. The second actuator 20 opens and closes the purge valve 19 according to a control signal from the controller 4.

【0039】このような燃料電池システム1では、燃料
電池スタック11のセル電圧安定化を目的とし、水素ガ
スのストイキ比(供給水素ガス流量/消費水素ガス流
量)を1以上にするために、水素極11aで消費しきれ
なかった余剰水素ガスを再度燃料電池スタック11の水
素極11aに供給するように構成されている。
In the fuel cell system 1 as described above, in order to stabilize the cell voltage of the fuel cell stack 11, the hydrogen gas has a stoichiometric ratio (supply hydrogen gas flow rate / consumed hydrogen gas flow rate) of 1 or more. Excess hydrogen gas that cannot be consumed at the electrode 11a is supplied again to the hydrogen electrode 11a of the fuel cell stack 11.

【0040】なお、このパージ弁19は、開閉弁で構成
される場合のみならず、開度調整が可能な開度調整弁で
構成されていても良い。
The purge valve 19 is not limited to an opening / closing valve, but may be an opening adjustment valve capable of adjusting the opening.

【0041】更に、燃料電池システム1において、燃料
電池スタック11の水素極11aのガス排出側には、パ
ージ弁19を介して水素ガス排出流路18に接続された
水素燃焼器21を備える。
Further, in the fuel cell system 1, a hydrogen combustor 21 connected to a hydrogen gas discharge passage 18 via a purge valve 19 is provided on the gas discharge side of the hydrogen electrode 11a of the fuel cell stack 11.

【0042】更にまた、この燃料電池システム1は、外
部から空気(酸化剤ガス)を吸気して圧縮し、燃料電池
スタック11の酸素極11bに空気を供給するコンプレ
ッサ22を備えている。コンプレッサ22は、例えば燃
料電池スタック11の運転状態に応じて、所定流量とな
るように、その回転数がコントローラ4により制御され
る。また、コンプレッサ22によって吸気された空気
は、空気供給流路23を通して燃料電池スタック11の
酸素極11bに供給される。
Furthermore, the fuel cell system 1 is equipped with a compressor 22 which sucks in air (oxidant gas) from the outside and compresses it, and supplies the air to the oxygen electrode 11b of the fuel cell stack 11. The rotation speed of the compressor 22 is controlled by the controller 4 so that the compressor 22 has a predetermined flow rate according to the operating state of the fuel cell stack 11, for example. Further, the air taken in by the compressor 22 is supplied to the oxygen electrode 11b of the fuel cell stack 11 through the air supply flow path 23.

【0043】更にまた、燃料電池システム1は、燃料電
池スタック11の空気排出側に、空気排出流路24を介
して空気圧力調整弁25が設けられている。空気圧力調
整弁25には、開度調整をするための第3アクチュエー
タ26が接続されている。第3アクチュエータ26は、
コントローラ4からの制御信号に応じて空気圧力調整弁
25の開度を調整する。
Furthermore, in the fuel cell system 1, an air pressure adjusting valve 25 is provided on the air discharge side of the fuel cell stack 11 via an air discharge passage 24. A third actuator 26 for adjusting the opening is connected to the air pressure adjusting valve 25. The third actuator 26 is
The opening of the air pressure adjusting valve 25 is adjusted according to the control signal from the controller 4.

【0044】この燃料電池システム1では、空気圧力調
整弁25の開度を調整することにより、酸素極11b内
での空気圧力を制御する。
In this fuel cell system 1, the air pressure in the oxygen electrode 11b is controlled by adjusting the opening of the air pressure adjusting valve 25.

【0045】更にまた、燃料電池スタック11の水素ガ
ス供給口には水素ガス圧力を検出する水素圧力センサ2
7が配設されていると共に、燃料電池スタック11の空
気供給口には空気圧力を検出する空気圧力センサ28が
配設されている。そして、水素圧力センサ27及び空気
圧力センサ28は、検出した水素ガス圧力及び空気圧力
をセンサ信号としてコントローラ4に出力する。
Further, at the hydrogen gas supply port of the fuel cell stack 11, a hydrogen pressure sensor 2 for detecting hydrogen gas pressure is provided.
7 is provided, and an air pressure sensor 28 that detects the air pressure is provided at the air supply port of the fuel cell stack 11. Then, the hydrogen pressure sensor 27 and the air pressure sensor 28 output the detected hydrogen gas pressure and air pressure to the controller 4 as sensor signals.

【0046】このような燃料電池システム1において、
コントローラ4は、空気圧力センサ28からのセンサ信
号を参照し、要求されるモータトルク量に応じた発電電
力を発生させる空気圧力とするように第3アクチュエー
タ26を制御して空気圧力調整弁25の開度を調整す
る。
In such a fuel cell system 1,
The controller 4 refers to the sensor signal from the air pressure sensor 28, controls the third actuator 26 so as to obtain the air pressure that generates the generated power according to the required motor torque amount, and controls the third air pressure control valve 25. Adjust the opening.

【0047】また、この燃料電池システム1において、
コントローラ4は、水素圧力センサ27からのセンサ信
号を参照し、要求されるモータトルク量に応じた電力を
発生させる水素ガス圧力とするように第1アクチュエー
タ15を制御して水素ガス圧力調整弁14の開度を調整
する。
Further, in this fuel cell system 1,
The controller 4 refers to the sensor signal from the hydrogen pressure sensor 27, controls the first actuator 15 so that the hydrogen gas pressure that generates electric power according to the required motor torque amount, and controls the hydrogen gas pressure adjusting valve 14 Adjust the opening of.

【0048】[コントローラ4の処理]「第1処理例」
図3に、上述のコントローラ4の第1処理例の処理手順
のフローチャートを示す。
[Processing of Controller 4] "First Processing Example"
FIG. 3 shows a flowchart of the processing procedure of the first processing example of the controller 4 described above.

【0049】コントローラ4は、燃料電池システム1が
動作しているときに、図3に示す処理を例えば所定時間
ごとに行うことで、ステップS1以降の処理を開始す
る。
When the fuel cell system 1 is operating, the controller 4 starts the processing of step S1 and thereafter by performing the processing shown in FIG. 3, for example, every predetermined time.

【0050】ステップS1において、図示しない燃料電
池スタック11のセル電圧を検出するセル電圧センサか
らのセンサ信号を入力し、コントローラ4により、燃料
電池スタック11に水つまりが発生したか否かの判定を
する。例えばセル電圧が低下することで水つまりが発生
したと判定したときには処理をステップS2に進め、水
つまりが発生していないと判定したときには処理をステ
ップS3に進める。
In step S1, a sensor signal from a cell voltage sensor (not shown) for detecting the cell voltage of the fuel cell stack 11 is input, and the controller 4 determines whether or not water is clogged in the fuel cell stack 11. To do. For example, if it is determined that the water is clogged due to the decrease in the cell voltage, the process proceeds to step S2, and if it is determined that the water is not clogged, the process proceeds to step S3.

【0051】ステップS2では、燃料電池スタック11
に発生した水つまりを解消するために、コントローラ4
により、パージ弁19を所定時間だけ開状態にするよう
に第2アクチュエータ20を制御して処理を終了する。
In step S2, the fuel cell stack 11
Controller 4 to eliminate water clogging
Thus, the second actuator 20 is controlled so that the purge valve 19 is opened for a predetermined time, and the process is ended.

【0052】ステップS3では、コントローラ4によ
り、駆動輪側車速センサ7及び従動輪側車速センサ8か
らのセンサ信号に基づいて、トラクションコントロール
を作動させるか否かの判定をする。
In step S3, the controller 4 determines whether to activate the traction control based on the sensor signals from the driving wheel side vehicle speed sensor 7 and the driven wheel side vehicle speed sensor 8.

【0053】ステップS3でトラクションコントロール
を作動させると判定したときには、ステップS4に処理
を進め、コントローラ4により、パージ弁19を開状態
にするように第2アクチュエータ20を制御する。同時
に、コントローラ4により、インバータ2にトルクダウ
ン指令を出力する。
When it is determined in step S3 that the traction control is to be activated, the process proceeds to step S4, and the controller 4 controls the second actuator 20 to open the purge valve 19. At the same time, the controller 4 outputs a torque down command to the inverter 2.

【0054】ステップS3でトラクションコントロール
を作動させないと判定したときには、ステップS5に処
理を進め、パージ弁19を閉状態のままにして処理を終
了する。
When it is determined in step S3 that the traction control is not activated, the process proceeds to step S5, the purge valve 19 is kept closed, and the process ends.

【0055】このような処理をするコントローラ4を備
えた燃料電池車両では、図4に示すように、時刻t1で
ステップS3における判定によりトラクションコントロ
ールを作動させると、インバータ2にトルクダウン指令
を出力することで駆動モータ3のモータトルクが急激に
低下する(図4(a))。
In the fuel cell vehicle equipped with the controller 4 for performing such processing, as shown in FIG. 4, when the traction control is activated by the determination in step S3 at time t1, a torque down command is output to the inverter 2. As a result, the motor torque of the drive motor 3 sharply decreases (FIG. 4A).

【0056】また、時刻t1では、コントローラ4から
インバータ2にトルクダウン指令が出力されることによ
り、インバータ2から駆動モータ3に供給する交流電流
が急激に低下し、駆動モータ3の負荷電流が急激に低下
する(図4(b))。すなわち、燃料電池スタック11
からインバータ2に出力する直流電力量が急激に低下す
ることにより、水素極11aでの水素ガス消費量が急激
に低下する。
At time t1, the torque down command is output from the controller 4 to the inverter 2, so that the AC current supplied from the inverter 2 to the drive motor 3 is rapidly reduced, and the load current of the drive motor 3 is rapidly reduced. (Fig. 4 (b)). That is, the fuel cell stack 11
Since the amount of direct-current power output from the inverter 2 to the inverter 2 sharply decreases, the amount of hydrogen gas consumed at the hydrogen electrode 11a sharply decreases.

【0057】これに対し、上述したように、トルクダウ
ン指令をインバータ2に出力するのと同時にパージ弁1
9を開状態にすることにより(図4(d))、モータト
ルク量の急激な減少に伴って水素極11aで消費されな
かった余剰水素ガスを放出する。
On the other hand, as described above, when the torque down command is output to the inverter 2, at the same time as the purge valve 1 is output.
By opening 9 (FIG. 4 (d)), excess hydrogen gas that has not been consumed by the hydrogen electrode 11a is released as the motor torque decreases sharply.

【0058】そして、時刻t2でトラクションコントロ
ールの作動を解除すると(図4(a))、インバータ2
にモータトルク指令を出力することにより水素極11a
の水素ガス消費量が上昇し(図4(b))、同時に、パ
ージ弁19を開状態から閉状態にする(図4(d))。
When the operation of the traction control is released at time t2 (FIG. 4 (a)), the inverter 2
By outputting the motor torque command to the hydrogen electrode 11a
The hydrogen gas consumption of the above increases (FIG. 4B), and at the same time, the purge valve 19 is changed from the open state to the closed state (FIG. 4D).

【0059】これにより、図4(c)に示すように、モ
ータトルク量が急激に低下した場合であっても、水素極
11a内で水素ガス圧力が上昇することを抑制すること
ができる。したがって、この燃料電池システム1によれ
ば、トラクションコントロールシステムを作動させるこ
とにより燃料電池スタック11の水素極11aと酸素極
11bとの圧力差が過大な状態になって、燃料電池スタ
ック11内部の高分子膜の機能を低下させることを回避
することができる。
As a result, as shown in FIG. 4 (c), even if the motor torque amount sharply decreases, it is possible to prevent the hydrogen gas pressure from increasing in the hydrogen electrode 11a. Therefore, according to this fuel cell system 1, by operating the traction control system, the pressure difference between the hydrogen electrode 11a and the oxygen electrode 11b of the fuel cell stack 11 becomes excessively large, and the inside of the fuel cell stack 11 becomes high. It is possible to avoid degrading the function of the molecular film.

【0060】また、トラクションコントロールを解除し
たときに、同時にパージ弁19を開状態から閉状態にす
るので、燃料電池スタック11の水素極11aの水素ガ
ス圧力を速やかにトラクションコントロールシステムが
作動する前の水素ガス圧力に戻すことができる。
Further, when the traction control is released, the purge valve 19 is simultaneously changed from the open state to the closed state. Therefore, the hydrogen gas pressure of the hydrogen electrode 11a of the fuel cell stack 11 is promptly changed before the traction control system is activated. It can be returned to hydrogen gas pressure.

【0061】これに対し、トラクションコントロールを
作動させたときにパージ弁19を開状態にしない場合の
モータトルク、水素ガス消費量、水素ガス圧力の時間変
化を図5に示す。図4に示す場合と同様に、時刻t11
でトラクションコントロールを作動させることによりモ
ータトルクが急激に低下すると(図5(a))、水素極
での水素ガス消費量が急激に低下する(図5(b))。
On the other hand, FIG. 5 shows changes with time in the motor torque, hydrogen gas consumption amount, and hydrogen gas pressure when the purge valve 19 is not opened when the traction control is operated. Similar to the case shown in FIG. 4, time t11
When the motor torque is drastically reduced by operating the traction control at (5 (a)), the hydrogen gas consumption amount at the hydrogen electrode is drastically reduced ((5)).

【0062】このとき、燃料電池スタックの水素ガス供
給側に設けられた圧力調整弁により水素極内の水素ガス
圧力を調整する場合では、図5(c)中の特性Aで示す
ように、水素ガス消費量が低下したにも拘わらず圧力調
整弁が閉状態になるまでの期間に水素極に水素ガスが供
給されることにより水素ガス圧力が上昇する。これによ
り、空気ガス圧力と水素ガス圧力との圧力差が発生して
しまう。そして、時刻t12においてトラクションコン
トロールが非作動になって水素ガス消費量が上昇すると
(図5(a)、(b))、水素極で水素ガスの消費が再
開されて水素ガス圧力が徐々に低下する(図5
(c))。
At this time, in the case where the pressure of the hydrogen gas in the hydrogen electrode is adjusted by the pressure adjusting valve provided on the hydrogen gas supply side of the fuel cell stack, as shown by the characteristic A in FIG. Despite the decrease in gas consumption, the hydrogen gas pressure is increased by supplying hydrogen gas to the hydrogen electrode during the period until the pressure control valve is closed. This causes a pressure difference between the air gas pressure and the hydrogen gas pressure. Then, at time t12, when the traction control is deactivated and the hydrogen gas consumption increases (FIGS. 5A and 5B), the consumption of hydrogen gas is restarted at the hydrogen electrode and the hydrogen gas pressure gradually decreases. Yes (Fig. 5
(C)).

【0063】また、燃料電池スタックの水素ガス供給側
に圧力調整弁とは別に高速開閉弁を設けた場合では、時
刻t11でトラクションコントロールが作動し始めてか
ら高速開閉弁を閉状態に動作させるので、図5(c)中
の特性Bで示すように時刻t11から遅れた時刻t13
で高速開閉弁が閉状態になる。このように高速開閉弁を
使用した場合であっても、高速開閉弁が閉状態になるま
での期間に水素極に水素ガスが供給されていまい、空気
ガス圧力と水素ガス圧力との圧力差が発生し、時刻t1
3以降において圧力差がある状態で水素ガス圧力が保持
されてしまう。
When a high-speed on-off valve is provided on the hydrogen gas supply side of the fuel cell stack in addition to the pressure control valve, the high-speed on-off valve is closed after the traction control starts operating at time t11. As shown by the characteristic B in FIG. 5C, time t13 delayed from time t11.
The high-speed on-off valve closes. Even when the high-speed on-off valve is used in this way, hydrogen gas is not supplied to the hydrogen electrode until the high-speed on-off valve closes, and the pressure difference between the air gas pressure and the hydrogen gas pressure is Occurs at time t1
After 3, the hydrogen gas pressure is held with a pressure difference.

【0064】これに対し、上述したように、水素ガス消
費量が急激に低下したときに燃料電池スタック11の水
素ガス排出側に設けたパージ弁19を開状態にすること
により、水素ガス圧力の上昇を回避することができる。
On the other hand, as described above, when the hydrogen gas consumption amount is drastically reduced, the purge valve 19 provided on the hydrogen gas discharge side of the fuel cell stack 11 is opened so that the hydrogen gas pressure You can avoid rising.

【0065】また、パージ弁19の開閉が瞬時に行えな
い場合であって水素ガス圧力が上昇しても、パージ弁1
9が開き始めることにより水素ガス圧力を元の圧力値に
戻す作用を実現することができ、水素極で水素ガス圧力
が上昇した分だけパージ弁19から排出される水素ガス
量を上昇させることができる。
Even if the purge valve 19 cannot be opened and closed instantaneously and the hydrogen gas pressure rises, the purge valve 1
When 9 starts to open, the action of returning the hydrogen gas pressure to the original pressure value can be realized, and the amount of hydrogen gas discharged from the purge valve 19 can be increased by the amount of increase in the hydrogen gas pressure at the hydrogen electrode. it can.

【0066】「第2処理例」図6に、上述のコントロー
ラ4の第2処理例の処理手順のフローチャートを示す。
なお、上述した第1処理例と同様の処理については同じ
ステップ番号を付することによりその詳細な説明を省略
する。
[Second Processing Example] FIG. 6 shows a flowchart of the processing procedure of the second processing example of the controller 4 described above.
The same steps as those in the above-described first processing example will be denoted by the same step numbers, and detailed description thereof will be omitted.

【0067】第2処理例では、ステップS3でトラクシ
ョンコントロールが作動したと判定したらステップS1
1に処理を進め、コントローラ4により、トラクション
コントロールが作動したことによる水素ガス消費量の減
少量を算出する。このとき、コントローラ4により、ト
ラクションコントロールによるトルクダウン量を換算す
ることで水素ガス消費量の減少量を算出する。ここで、
図7(a)の○で示すような水素ガス消費量で燃料電池
スタック11が運転していた場合において、トルクダウ
ン量に応じて水素ガス消費量の減少量が異なる。
In the second processing example, if it is determined in step S3 that the traction control is activated, step S1
The process proceeds to 1 and the controller 4 calculates the reduction amount of the hydrogen gas consumption amount due to the activation of the traction control. At this time, the controller 4 calculates the reduction amount of the hydrogen gas consumption amount by converting the torque reduction amount by the traction control. here,
When the fuel cell stack 11 is operating at the hydrogen gas consumption amount shown by ◯ in FIG. 7A, the reduction amount of the hydrogen gas consumption amount varies depending on the torque reduction amount.

【0068】次のステップS12において、コントロー
ラ4により、水素極11aでの水素ガス圧力をトルクダ
ウン指令を出力する前の圧力値に保持するために、トル
クダウン量により減少する水素ガス消費量分をパージ弁
19から排出するために、パージ弁19を開状態にする
ときの動作量を算出する。
In the next step S12, in order to maintain the hydrogen gas pressure at the hydrogen electrode 11a at the pressure value before the torque down command is output, the controller 4 calculates the hydrogen gas consumption amount which is reduced by the torque down amount. In order to discharge from the purge valve 19, the operation amount when the purge valve 19 is opened is calculated.

【0069】トルクダウン指令を出力する前の水素ガス
圧力を0.3MPaとすると、図7(b)に示すような
燃料電池スタック11の水素ガス供給口での水素ガス圧
力と、パージ弁19の通過水素ガス流量との関係から、
水素ガス供給口での水素ガス圧力における、トルクダウ
ン量により減少する水素ガス消費量分を排出するための
パージ弁動作量を演算する。
Assuming that the hydrogen gas pressure before the torque down command is output is 0.3 MPa, the hydrogen gas pressure at the hydrogen gas supply port of the fuel cell stack 11 as shown in FIG. From the relationship with the passing hydrogen gas flow rate,
The purge valve operation amount for discharging the hydrogen gas consumption amount that decreases with the torque reduction amount at the hydrogen gas pressure at the hydrogen gas supply port is calculated.

【0070】トルクダウン指令を出力する前の水素ガス
圧力が0.3MPaである場合において、第1トルクダ
ウン量に応じた水素ガス消費量の減少分が図7(a)に
示すようになるときには、図7(b)に示すように、水
素ガス消費量減少分をパージ弁19から放出するための
パージ弁19の開度は図7(b)の第1パージ弁動作量
となる。また、第2トルクダウン量、第3トルクダウン
量についても図7(a)、図7(b)に示すような第2
パージ弁動作量、第3パージ弁動作量となる。
When the hydrogen gas pressure before the torque down command is output is 0.3 MPa and the reduction amount of the hydrogen gas consumption amount corresponding to the first torque down amount becomes as shown in FIG. 7 (a). As shown in FIG. 7B, the opening degree of the purge valve 19 for releasing the hydrogen gas consumption decrease amount from the purge valve 19 becomes the first purge valve operation amount of FIG. 7B. Further, regarding the second torque reduction amount and the third torque reduction amount, the second torque reduction amount shown in FIGS. 7A and 7B is also used.
It is the purge valve operating amount and the third purge valve operating amount.

【0071】次のステップS13において、コントロー
ラ4から第3アクチュエータ26に制御信号を出力し
て、ステップS12で算出した動作量だけパージ弁19
を開状態にするように制御する。
In the next step S13, the control signal is output from the controller 4 to the third actuator 26, and the purge valve 19 is operated by the operation amount calculated in step S12.
Control to open.

【0072】このような処理をするコントローラ4を備
えた燃料電池車両によれば、トルクダウン指令を出力す
る前の水素極11aでの水素ガス圧力と、トルクダウン
指令によるトルクダウン量とに基づいて、パージ弁19
の動作量を決定するため、より精度良く水素極11aの
水素ガス圧力を制御することができる。したがって、こ
の燃料電池車両では、モータトルクが急激に変化して水
素ガス消費量が急激に変化した場合であっても、燃料電
池スタック11内での水素ガス圧力と空気圧力との圧力
差を更に小さくすることができる。
According to the fuel cell vehicle equipped with the controller 4 for performing such processing, based on the hydrogen gas pressure at the hydrogen electrode 11a before the torque down command is output and the torque down amount according to the torque down command. , Purge valve 19
Therefore, the hydrogen gas pressure of the hydrogen electrode 11a can be controlled more accurately. Therefore, in this fuel cell vehicle, even if the motor torque drastically changes and the hydrogen gas consumption drastically changes, the pressure difference between the hydrogen gas pressure and the air pressure in the fuel cell stack 11 is further increased. Can be made smaller.

【0073】なお、上述の実施の形態は本発明の一例で
ある。このため、本発明は、上述の実施形態に限定され
ることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明
に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に
応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other than this embodiment, as long as it does not deviate from the technical idea of the present invention, various types according to the design etc. Of course, it is possible to change.

【0074】すなわち、本発明を適用した燃料電池車両
では、トラクションコントロールシステムによるトルク
ダウン指令が発生したときにパージ弁を開状態にした
が、これに限らず、例えばアクセル開度が急激に減少し
た場合であってもパージ弁を開状態にして水素極圧力の
上昇を防止することができる。
That is, in the fuel cell vehicle to which the present invention is applied, the purge valve is opened when the torque down command is generated by the traction control system, but the invention is not limited to this. For example, the accelerator opening sharply decreases. Even in this case, the purge valve can be opened to prevent the hydrogen electrode pressure from rising.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用した燃料電池車両の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell vehicle to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用した燃料電池車両における燃料電
池システムの構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a fuel cell system in a fuel cell vehicle to which the present invention is applied.

【図3】本発明を適用した燃料電池車両を制御するコン
トローラの第1処理例における処理手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in a first processing example of a controller that controls a fuel cell vehicle to which the present invention is applied.

【図4】トラクションコントロールシステムが作動した
ときの本発明を適用した燃料電池車両の動作を示すタイ
ムチャートであり、(a)はモータトルク、(b)は駆
動モータに供給する電流(水素ガス消費量)、(c)は
水素極での水素ガス圧力及び空気圧力、(d)はパージ
弁の動作状態を示す。
FIG. 4 is a time chart showing the operation of the fuel cell vehicle to which the present invention is applied when the traction control system operates, where (a) is the motor torque, and (b) is the current supplied to the drive motor (hydrogen gas consumption). (Amount), (c) shows the hydrogen gas pressure and air pressure at the hydrogen electrode, and (d) shows the operating state of the purge valve.

【図5】トラクションコントロールシステムが作動した
ときの比較例としての動作を示すタイムチャートであ
り、(a)はモータトルク、(b)は駆動モータに供給
する電流(水素ガス消費量)、(c)は水素極での水素
ガス圧力及び空気圧力を示す。
5A and 5B are time charts showing an operation as a comparative example when the traction control system operates, where FIG. 5A is a motor torque, FIG. 5B is a current supplied to a drive motor (hydrogen gas consumption amount), and FIG. ) Indicates hydrogen gas pressure and air pressure at the hydrogen electrode.

【図6】本発明を適用した燃料電池車両を制御するコン
トローラの第2処理例における処理手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure in a second processing example of a controller for controlling a fuel cell vehicle to which the present invention is applied.

【図7】本発明を適用した燃料電池車両においてトルク
ダウン量に応じてパージ弁動作量を決定することを説明
するための図であり、(a)は燃料電池スタックでの電
流値と水素ガス消費量との関係、(b)は燃料電池スタ
ックの水素ガス供給口での水素ガス圧力とパージ弁通過
流量との関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining that the purge valve operation amount is determined according to the torque reduction amount in the fuel cell vehicle to which the present invention is applied, and (a) is a current value and hydrogen gas in the fuel cell stack. FIG. 6B is a diagram showing a relationship between the amount of hydrogen gas at the hydrogen gas supply port of the fuel cell stack and a purge valve passage flow rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料電池システム 2 インバータ 3 駆動モータ 4 コントローラ 5 駆動輪 6 従動輪 7 駆動輪側車速センサ 8 従動輪側車速センサ 11 燃料電池スタック 11a 水素極 11b 酸素極 12 水素貯蔵ボンベ 13 水素ガス供給流路 14 水素ガス圧力調整弁 15 第1アクチュエータ 16 水素循還流路 17 エグゼクタポンプ 18 水素ガス排出流路 19 パージ弁 20 第2アクチュエータ 21 水素燃焼器 22 コンプレッサ 23 空気供給流路 24 空気排出流路 25 空気圧力調整弁 26 第3アクチュエータ 27 水素圧力センサ 28 空気圧力センサ 1 Fuel cell system 2 inverter 3 drive motor 4 controller 5 drive wheels 6 driven wheel 7 Drive wheel side vehicle speed sensor 8 Driven wheel side vehicle speed sensor 11 Fuel cell stack 11a Hydrogen electrode 11b oxygen pole 12 Hydrogen storage cylinder 13 Hydrogen gas supply channel 14 Hydrogen gas pressure control valve 15 First actuator 16 Hydrogen circulation / reflux path 17 executor pump 18 Hydrogen gas discharge channel 19 Purge valve 20 Second actuator 21 Hydrogen combustor 22 Compressor 23 Air supply flow path 24 Air discharge channel 25 Air pressure control valve 26 Third Actuator 27 Hydrogen pressure sensor 28 Air pressure sensor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解質膜を酸化剤極と燃料極とにより挟
んで構成され、上記酸化剤極側に酸化剤ガスが供給され
ると共に、上記燃料極側に燃料ガスが供給されて発電し
て、発電した電力を車両の駆動源となるモータに供給す
る燃料電池と、上記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸
化剤ガス供給手段と、上記燃料電池に燃料ガスを供給す
る燃料ガス供給手段と、上記燃料電池の燃料ガス排出側
の挿通管に設けられ、上記燃料電池から排出された燃料
ガスを外部に放出する放出弁とを備えた燃料電池車両を
制御する燃料電池車両の制御装置において、 上記燃料電池に要求される発電電力である要求発電電力
が低下したことに応じて上記放出弁を開状態にする制御
をして、上記燃料極内の上昇した燃料ガス圧力分の燃料
ガスを上記放出弁から放出させる制御手段を備えること
を特徴とする燃料電池車両の制御装置。
1. An electrolyte membrane is sandwiched between an oxidant electrode and a fuel electrode. The oxidant gas is supplied to the oxidant electrode side and the fuel gas is supplied to the fuel electrode side to generate electricity. A fuel cell that supplies the generated electric power to a motor that serves as a drive source for the vehicle; an oxidant gas supply unit that supplies an oxidant gas to the fuel cell; and a fuel gas supply unit that supplies a fuel gas to the fuel cell. A fuel cell vehicle control device for controlling a fuel cell vehicle, comprising: a release valve that is provided in a fuel gas discharge side insertion tube of the fuel cell and that discharges the fuel gas discharged from the fuel cell to the outside, The release valve is controlled to open in response to a decrease in the required generated power, which is the generated power required for the fuel cell, and the amount of fuel gas corresponding to the increased fuel gas pressure in the fuel electrode is set to the above value. Released from the release valve Control apparatus for a fuel cell vehicle, characterized in that it comprises control means that.
【請求項2】 上記燃料電池車両は、車両状態に応じて
車両の駆動輪の駆動力を低下させる駆動力低下動作をす
るトラクションコントロールシステムを有し、 上記制御装置は、上記トラクションコントロールシステ
ムによる駆動力低下動作に応じて上記要求発電電力が低
下したと判定し、上記放出弁を開状態にする制御をする
こと特徴とする請求項1に記載の燃料電池車両の制御装
置。
2. The fuel cell vehicle has a traction control system that performs a driving force reduction operation for reducing driving force of driving wheels of the vehicle according to a vehicle state, and the control device is driven by the traction control system. The control device for a fuel cell vehicle according to claim 1, wherein it is determined that the required generated power has decreased in accordance with a force reduction operation, and control is performed to open the release valve.
【請求項3】 上記制御装置は、上記トラクションコン
トロールシステムによる駆動力低下動作が解除されたこ
とに応じて、上記放出弁を開状態から閉状態にする制御
をすることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池車両
の制御装置。
3. The control device controls the release valve from an open state to a closed state in response to the driving force lowering operation by the traction control system being canceled. A control device for a fuel cell vehicle according to item 1.
【請求項4】 上記制御装置は、上記トラクションコン
トロールシステムによる駆動力低下動作前の上記燃料電
池の状態及び上記トラクションコントロールシステムの
駆動力低下動作による上記モータの駆動力の低下量に基
づいて、上記放出弁を開状態とするときの上記放出弁の
動作量を決定することを特徴とする請求項2又は請求項
3に記載の燃料電池車両の制御装置。
4. The control device is based on the state of the fuel cell before the driving force reducing operation by the traction control system and the amount of reduction of the driving force of the motor by the driving force reducing operation of the traction control system. The control device for a fuel cell vehicle according to claim 2 or 3, wherein an operation amount of the release valve when the release valve is opened is determined.
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