JP2006310182A - Fuel cell system and purge valve control method - Google Patents

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JP2006310182A JP2005133146A JP2005133146A JP2006310182A JP 2006310182 A JP2006310182 A JP 2006310182A JP 2005133146 A JP2005133146 A JP 2005133146A JP 2005133146 A JP2005133146 A JP 2005133146A JP 2006310182 A JP2006310182 A JP 2006310182A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system correctly controlling a purge amount. <P>SOLUTION: In this fuel cell system for exhausting an anode off-gas by opening/closing a purge valve 18 arranged in an anode off-gas supply passage 15 of a fuel cell 10, a purge amount is calculated on the basis of a pressure difference ΔP(t) between anode off-gas pressure P1 in opening the purge valve 18 and anode off-gas pressure P2 when a certain time has passed, and an opening/closing time of the purge valve is corrected on the basis of the calculated purge amount. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、パージ弁を備える燃料電池システムに係り、特にパージの制御方法の改良に関する。   The present invention relates to a fuel cell system including a purge valve, and more particularly to an improvement in a purge control method.

燃料電池を用いたシステムでは、アノード極に燃料ガスを供給する系統において、電気化学反応で生じた水や空気に含まれる窒素がアノードオフガス中に不純物として蓄積される。この不純物を含む水素ガスを排出するため、アノードオフガスのパージを実施することがある。例えば、特開2004―273427号公報には、水素極での不純物量を積分した積分値を算出し、積分値がしきい値以上となった場合に、パージ弁を開状態に制御する技術が記載されている(特許文献1)。特開2004−179000号公報には、パージ弁の開放時にパージ弁の通過流量が所定値を超えた場合にパージ弁を閉じるように構成した燃料電池システムが開示されている(特許文献2)。その他、パージ流量を制御するものとして、特開2004−253259号公報(特許文献3)や特開2004−39522号公報(特許文献4)等が知られていた。
特開2004―273427号公報 特開2004−179000号公報 特開2004−253259号公報 特開2004−39522号公報
In a system using a fuel cell, in a system that supplies fuel gas to an anode electrode, nitrogen contained in water and air generated by an electrochemical reaction is accumulated as impurities in the anode off gas. In order to discharge the hydrogen gas containing the impurities, the anode off gas may be purged. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-273427 discloses a technique for calculating an integral value obtained by integrating the amount of impurities at the hydrogen electrode, and controlling the purge valve to be opened when the integral value is equal to or greater than a threshold value. (Patent Document 1). Japanese Patent Laid-Open No. 2004-179000 discloses a fuel cell system configured to close a purge valve when the flow rate of the purge valve exceeds a predetermined value when the purge valve is opened (Patent Document 2). In addition, JP 2004-253259 A (Patent Document 3), JP 2004-39522 A (Patent Document 4), and the like have been known as means for controlling the purge flow rate.
JP 2004-273427 A JP 2004-179000 A JP 2004-253259 A JP 2004-39522 A

しかし、予め、しきい値や所定値を定めてパージを実施する技術では、長期的に見ると不都合を生じることがあった。燃料電池システムでは、経年変化等により弁や配管の流量が変動したり、システム要因によりアノードオフガス流量が変化したりする。このように流量特性が変化すると、初期の条件で設定したパージ弁開閉のタイミングを決定するしきい値や所定値により排出されるパージ弁の通過流量と実際に排出されるパージ弁の通過流量にズレが生じる。このため、パージされるアノードオフガスの量に誤差を生じ、適正に不純物の除去が行えなくなる可能性があった。   However, the technique of purging by setting a threshold value or a predetermined value in advance may cause inconvenience in the long run. In a fuel cell system, the flow rate of a valve or piping varies due to secular change or the like, and the anode off gas flow rate varies depending on system factors. When the flow rate characteristic changes in this way, the flow rate of the purge valve discharged according to the threshold value that determines the timing of opening and closing the purge valve set in the initial conditions and the predetermined value and the flow rate of the purge valve that is actually discharged are changed. Deviation occurs. For this reason, there is a possibility that an error occurs in the amount of the anode off gas to be purged, and impurities cannot be properly removed.

そこで、本発明は、パージ量を正確に制御可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of accurately controlling the purge amount.

上記課題を解決するために、本発明は、燃料電池のアノードオフガス通路に配置されたパージ弁を開閉させてアノードオフガスを排出する燃料電池システムにおいて、パージ弁の開弁時のアノードオフガス圧力と一定時間経過時のアノードオフガス圧力との圧力差に基づいてパージ量が計算され、計算されたパージ量に基づいてパージ弁の開閉時間が補正されることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a fuel cell system that discharges anode off gas by opening and closing a purge valve disposed in an anode off gas passage of a fuel cell, and maintains a constant anode off gas pressure when the purge valve is opened. The purge amount is calculated based on the pressure difference from the anode off-gas pressure over time, and the opening / closing time of the purge valve is corrected based on the calculated purge amount.

また本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池のアノードから排出されるアノードオフガスを排出するアノードオフガス通路と、アノードオフガス通路に排出されたアノードオフガスに含まれる不純物を排出するパージ弁と、アノードオフガス通路中のアノードオフガス圧力を検出する圧力センサと、圧力センサで検出されるパージ弁の開弁時のアノードオフガス圧力と一定時間経過時のアノードオフガス圧力との圧力差に基づいてパージ量を計算し、計算されたパージ量に基づいてパージ弁の開閉時間を補正する制御装置と、を備えることを特徴とする。   The fuel cell system of the present invention also includes a fuel cell, an anode off-gas passage for discharging the anode off-gas discharged from the anode of the fuel cell, and a purge valve for discharging impurities contained in the anode off-gas discharged to the anode off-gas passage. A purge amount based on a pressure sensor for detecting an anode off-gas pressure in the anode off-gas passage and a pressure difference between the anode off-gas pressure detected by the pressure sensor when the purge valve is opened and the anode off-gas pressure after a predetermined time has elapsed. And a control device that corrects the opening / closing time of the purge valve based on the calculated purge amount.

また本発明は、パージ弁を開閉してアノードオフガスを排出する燃料電池システムにおいて、アノードオフガスの圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段により検出された、パージ弁の開弁時のアノードオフガス圧力と一定時間経過時のアノードオフガス圧力との圧力差を計算する圧力差計算手段と、圧力差計算手段により計算された圧力差に基づいてパージ弁の開閉時間を補正する開閉時間補正手段と、補正された開閉時間に応じてパージ弁を開閉するパージ弁制御手段と、を備えたことを特徴とする。   Further, the present invention provides a fuel cell system that opens and closes a purge valve to discharge anode off gas, pressure detecting means for detecting the pressure of the anode off gas, and anode off gas detected by the pressure detecting means when the purge valve is opened. A pressure difference calculating means for calculating the pressure difference between the pressure and the anode off-gas pressure when a certain time has elapsed; an opening / closing time correcting means for correcting the opening / closing time of the purge valve based on the pressure difference calculated by the pressure difference calculating means; And purge valve control means for opening and closing the purge valve in accordance with the corrected opening / closing time.

また本発明は、燃料電池のアノードオフガス通路に配置されたパージ手段からアノードオフガスを排出するパージ制御方法において、アノードオフガスの圧力を検出するステップと、検出されたパージ手段によるパージ開始時のアノードオフガス圧力と一定時間経過時のアノードオフガス圧力との圧力差を計算するステップと、計算された圧力差に基づいて、前回までのパージ手段の開閉時間を変更するステップと、を備えたことを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a purge control method for discharging an anode off gas from a purge unit disposed in an anode off gas passage of a fuel cell, the step of detecting the pressure of the anode off gas, and the anode off gas at the start of purge by the detected purge unit A step of calculating a pressure difference between the pressure and the anode off-gas pressure when a certain period of time elapses, and a step of changing the opening / closing time of the purge means up to the previous time based on the calculated pressure difference. To do.

本発明によれば、パージ弁の開弁時の圧力とそれから一定時間経過時の圧力とに基づいてパージ量が求められる。このパージ量は、その時の実際のパージ量となるため、そのパージ量に基づいてパージ弁の開閉時間が補正される。この処理により、予め設定していた開閉時間を、適正なパージ量を確保可能な時間となるよう修正することができる。   According to the present invention, the purge amount is obtained on the basis of the pressure when the purge valve is opened and the pressure after a certain period of time. Since the purge amount is the actual purge amount at that time, the opening / closing time of the purge valve is corrected based on the purge amount. With this process, the preset opening / closing time can be corrected to be a time during which an appropriate purge amount can be secured.

ここで、上記圧力差が所定の基準範囲以内である場合に、パージ弁の開閉時間の補正を禁止することは好ましい。圧力差が予め設定している開閉時間と大差無い場合には、経時変化やシステム要因の変動が少ない場合と想定される。そこで本発明では、圧力差が基準範囲以内、すなわち予定された圧力差との差が少ない場合には補正不要と判断し、補正を禁止するのである。   Here, it is preferable to prohibit the correction of the opening / closing time of the purge valve when the pressure difference is within a predetermined reference range. When the pressure difference is not significantly different from the preset opening / closing time, it is assumed that there is little change with time and fluctuation of system factors. Therefore, in the present invention, when the pressure difference is within the reference range, that is, when the difference from the planned pressure difference is small, it is determined that the correction is unnecessary, and the correction is prohibited.

例えば、パージ弁の開閉時間の補正は、パージ弁の開弁時間から閉弁時間までの開弁時間長を変更するものである。開弁時間長は、そのままパージ量に対応している。本発明によれば、開弁時間長が変更されることで、パージ量が補正される。   For example, the correction of the opening / closing time of the purge valve is to change the valve opening time length from the opening time to the closing time of the purge valve. The valve opening time length directly corresponds to the purge amount. According to the present invention, the purge amount is corrected by changing the valve opening time length.

具体的には、圧力差が所定の基準値以上である場合に、パージ弁の開弁時間長を減少させる。圧力差が大きくなっているときは、単位時間当たりのパージ流量が多くなっていることを意味するので、開弁時間長を減少させればパージ量を適正に保てるからである。   Specifically, when the pressure difference is greater than or equal to a predetermined reference value, the valve opening time length of the purge valve is decreased. When the pressure difference is large, it means that the purge flow rate per unit time is increased. Therefore, if the valve opening time length is decreased, the purge amount can be maintained appropriately.

逆に、圧力差が所定の基準値以下である場合に、パージ弁の開弁時間長を増加させる。圧力差が小さくなっているときは、単位時間当たりのパージ流量が少なくなっていることを意味するので、開弁時間長を増加させればパージ量を適正に保てるからである。   Conversely, when the pressure difference is equal to or smaller than a predetermined reference value, the valve opening time length of the purge valve is increased. When the pressure difference is small, it means that the purge flow rate per unit time is small. Therefore, if the valve opening time length is increased, the purge amount can be kept appropriate.

例えば、一定時間経過時は、パージ弁の開弁後であって閉弁前の所定時である。圧力は圧力変化がある程度落ち着けば測定可能であるため、必ずしも閉弁時まで待たなくても測定可能だからである。   For example, the predetermined time elapses is a predetermined time after the purge valve is opened and before the valve is closed. This is because the pressure can be measured when the pressure change has settled to some extent, and therefore it can be measured without necessarily waiting until the valve is closed.

ここで、閉弁時前に圧力差を測定できる場合、一定時間経過後のパージ弁の開弁中にパージ弁の開閉時間が補正され、補正された開弁時間長経過後にパージ弁が閉弁されるように制御することが可能である。閉弁時前に圧力差を測定する場合は、開弁期間中に圧力差を把握できるので、開弁中に補正を終了させて閉弁時間を変更可能だからである。   Here, when the pressure difference can be measured before the valve is closed, the opening / closing time of the purge valve is corrected while the purge valve is open after a certain period of time, and the purge valve is closed after the corrected valve opening time has elapsed. Can be controlled. This is because when the pressure difference is measured before the valve is closed, the pressure difference can be grasped during the valve opening period, so that the correction can be ended during the valve opening and the valve closing time can be changed.

また、一定時間経過時を、パージ弁の閉弁時とすることも可能である。この場合、補正された開弁時間長で次のパージ弁の開閉が実施される。閉弁後に圧力差が把握できるので、補正結果をパージ弁の開閉時間に反映させるのは次のパージ時となるからである。   It is also possible to set the purge valve when the fixed time has elapsed. In this case, the next purge valve is opened and closed with the corrected valve opening time length. Since the pressure difference can be grasped after the valve is closed, the correction result is reflected in the opening / closing time of the purge valve because the next purge is performed.

本発明において、さらにパージ弁の上流側に流量制限部を備えることは好ましい。流量制限部により、パージ弁開放時には流量が制限されて下流の圧力を十分下げることができる一方、パージ弁閉鎖時にはアノードオフガス通路と同じ下流の圧力となる。パージ弁開閉前後における圧力差を大きくすることができるので、検出精度を上げることが可能である。   In the present invention, it is preferable to further provide a flow rate limiting portion on the upstream side of the purge valve. The flow restriction unit restricts the flow rate when the purge valve is opened and can sufficiently lower the downstream pressure. On the other hand, when the purge valve is closed, the downstream pressure is the same as that of the anode off-gas passage. Since the pressure difference before and after the opening and closing of the purge valve can be increased, the detection accuracy can be increased.

本発明において、パージ弁の開閉時間は、開閉時間が補正される度に、補正された開閉時間によって更新されるよう制御してもよい。補正されるたびに基準となる開閉時間が変更され、経時変化やシステム要因の変動に伴って規定となる開閉時間が変更されていく。   In the present invention, the opening / closing time of the purge valve may be controlled to be updated by the corrected opening / closing time every time the opening / closing time is corrected. Each time correction is performed, the reference opening / closing time is changed, and the prescribed opening / closing time is changed in accordance with a change with time and a change in system factors.

本発明において、パージ弁の開閉時間の補正は、パージ弁の閉弁から次の開弁までのインターバル時間長を変更するものとすることも可能である。パージの開弁時間長が一定であったとしてもインターバルの時間長を変えることで、単位時間当たりのパージ量を変更することができるからである。パージの開弁時間長とインターバル時間長とをともに変化させてもよい。   In the present invention, the correction of the opening / closing time of the purge valve can be performed by changing the interval time length from the closing of the purge valve to the next opening. This is because even if the purge valve opening time length is constant, the purge amount per unit time can be changed by changing the time length of the interval. The purge valve opening time length and the interval time length may be changed together.

この場合、具体的には、圧力差が所定の基準値以上である場合に、インターバル時間長を増加させる。圧力差が大きくなっているときは、単位時間当たりのパージ流量が多くなっていることを意味するので、インターバル時間長を増加させればパージ量を適正に保てるからである。   In this case, specifically, the interval time length is increased when the pressure difference is equal to or larger than a predetermined reference value. When the pressure difference is large, it means that the purge flow rate per unit time is increased. Therefore, if the interval time length is increased, the purge amount can be properly maintained.

逆に、圧力差が所定の基準値以下である場合に、インターバル開弁時間長を減少させる。圧力差が小さくなっているときは、単位時間当たりのパージ流量が少なくなっていることを意味するので、開弁時間長を減少させればパージ量を適正に保てるからである。   Conversely, when the pressure difference is equal to or smaller than a predetermined reference value, the interval valve opening time length is decreased. When the pressure difference is small, it means that the purge flow rate per unit time is small. Therefore, if the valve opening time length is decreased, the purge amount can be kept appropriate.

以上本発明によれば、パージ弁の開弁時の圧力とそれから一定時間経過時の圧力とに基づいてその時の実際のパージ量が把握できるので、そのパージ量に基づいてパージ弁の開閉時間を補正し、適正なパージ量を確保可することが可能である。   As described above, according to the present invention, the actual purge amount at that time can be grasped based on the pressure when the purge valve is opened and the pressure when a certain time has elapsed from that. It is possible to correct and secure an appropriate purge amount.

次に本発明を実施するための好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下の実施形態は本発明の一形態に過ぎず、本発明はこれに限定されずに適用可能である。
(実施形態1)
本発明の実施形態1は、基準となる圧力差と実測された圧力差とを比較してパージ弁の開弁時間長を補正する例に関する。
図1に本燃料電池システムのシステム全体図を示す。図1に示すように、当該燃料電池システムは、燃料電池10に燃料ガスである水素ガス及び酸化ガスである空気を供給するためのガス供給部1と、燃料電池の制御部2と、を備えて構成されている。
Next, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment is merely one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto and can be applied.
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention relates to an example in which the opening time length of a purge valve is corrected by comparing a reference pressure difference with an actually measured pressure difference.
FIG. 1 shows an overall system diagram of the fuel cell system. As shown in FIG. 1, the fuel cell system includes a gas supply unit 1 for supplying a fuel cell 10 with hydrogen gas as a fuel gas and air as an oxidizing gas, and a control unit 2 of the fuel cell. Configured.

燃料電池10は、セル(単セル)を複数積層したスタック構造を備えている。各セルは、MEA(Membrane Electrode Assembly)と呼ばれる発電体を、水素ガス、空気、冷却水の流路を有するセパレータ一対で挟み込んだ構造をしている。MEAは高分子電解質膜を燃料極及び空気極の二つの電極で挟み込んだ構造をしている。燃料極は燃料極用触媒層を多孔質支持層上に設けて構成され、空気極は空気極用触媒層を多孔質支持層上に設けて構成される。 The fuel cell 10 has a stack structure in which a plurality of cells (single cells) are stacked. Each cell has MEA power generation, termed (M embrane E lectrode A ssembly) , hydrogen gas, air, sandwiched between separators pair having a flow path of the cooling water. The MEA has a structure in which a polymer electrolyte membrane is sandwiched between two electrodes, a fuel electrode and an air electrode. The fuel electrode is configured by providing a fuel electrode catalyst layer on a porous support layer, and the air electrode is configured by providing an air electrode catalyst layer on a porous support layer.

燃料電池は水の電気分解の逆反応を起こすものであるために、アノード(陰極)である燃料極側にはアノードガスである水素ガスが供給され、カソード(陽極)である空気極側には酸素を含んだカソードガス(空気)が供給され、燃料極側では式(1)のような反応を、空気極側では式(2)のような反応を生じさせて電子を循環させ電流を流すものである。
2 → 2H++2e^ …(1)
2H++2e^+(1/2)O2 → H2O …(2)
本実施形態では、上記電気化学反応を経て燃料電池10から排出されたアノードガスをアノードオフガスと呼び、排出されたカソードガスをカソードオフガスと呼ぶ。
Since a fuel cell causes reverse reaction of water electrolysis, hydrogen gas, which is anode gas, is supplied to the fuel electrode side, which is the anode (cathode), and hydrogen gas, which is cathode (anode), is supplied to the air electrode side. Cathode gas (air) containing oxygen is supplied, and a reaction such as equation (1) is generated on the fuel electrode side and a reaction such as equation (2) is generated on the air electrode side to circulate electrons and flow current. Is.
H 2 → 2H + + 2e ^ (1)
2H + + 2e ^ + (1/2) O 2 → H 2 O (2)
In the present embodiment, the anode gas discharged from the fuel cell 10 through the electrochemical reaction is referred to as an anode off gas, and the discharged cathode gas is referred to as a cathode off gas.

アノードガスを取り扱う系統としては、水素ガス供給源としての水素タンク11、アノードガス供給路12、循環経路13、循環ポンプ14、及びアノードオフガス通路15を備えている。アノードガスの管理制御のために必要な元弁や調整弁、遮断弁、逆止弁、気液分離器等の図示は省略してある。   The system for handling the anode gas includes a hydrogen tank 11 as a hydrogen gas supply source, an anode gas supply path 12, a circulation path 13, a circulation pump 14, and an anode off-gas path 15. The main valve, the regulating valve, the shutoff valve, the check valve, the gas-liquid separator and the like necessary for the management control of the anode gas are not shown.

水素タンク11には高圧のアノードガスが充填されている。水素供給源としては高圧水素タンクの他に、水素吸蔵合金を用いた水素タンク、改質ガスによる水素供給機構、液体水素タンク、液化燃料タンク等種々のものを適用可能である。アノードガス供給路12は、高圧のアノードガスを供給する配管であり、途中に図示しない調圧弁(レギュレータ)等を備えていてもよい。循環経路13は、調圧されたアノードガスを燃料電池10の燃料極10Aに供給する。そして電気化学反応の後、燃料極10Aから排出されたアノードオフガスを、図示しない逆止弁やエジェクタを介して、再びアノードガス供給路12に戻すことによって循環路を形成している。循環ポンプ14は、制御部2の制御に基づいてアノードオフガスを強制循環させる。途中、図示しない気液分離器によって、アノードオフガス中の水分その他の不純物が除去される。   The hydrogen tank 11 is filled with high-pressure anode gas. As a hydrogen supply source, various types such as a hydrogen tank using a hydrogen storage alloy, a hydrogen supply mechanism using a reformed gas, a liquid hydrogen tank, and a liquefied fuel tank can be applied in addition to a high-pressure hydrogen tank. The anode gas supply path 12 is a pipe that supplies high-pressure anode gas, and may be provided with a pressure regulating valve (regulator) or the like not shown in the middle. The circulation path 13 supplies the regulated anode gas to the fuel electrode 10 </ b> A of the fuel cell 10. After the electrochemical reaction, the anode off-gas discharged from the fuel electrode 10A is returned to the anode gas supply path 12 again via a check valve and an ejector (not shown) to form a circulation path. The circulation pump 14 forcibly circulates the anode off gas based on the control of the control unit 2. On the way, moisture and other impurities in the anode off-gas are removed by a gas-liquid separator (not shown).

循環経路13は循環ポンプ14の上流において、アノードオフガス通路15が分岐している。アノードオフガス通路15には、流量制限部16、圧力センサ17、及びパージ弁18が設けられている。   In the circulation path 13, the anode off gas passage 15 is branched upstream of the circulation pump 14. The anode off gas passage 15 is provided with a flow restriction unit 16, a pressure sensor 17, and a purge valve 18.

流量制限部16は本発明に係り、選択により設けられるものであり、必須の構成ではない。流量制限部は、通過するガス流量を制限可能な構造を有するものであり、例えば径を絞ったオリフィス等により構成されている。流量制限部16はアノードオフガス通路15を流れるアノードオフガスの流量を制限するため、パージ弁18の開放時には流量制限によりパージ弁下流の圧力を十分下げることができる一方、パージ弁18の閉鎖時には流量制限部16とパージ弁18の間における圧力を流量制限部16の上流側と等しくする。   The flow restriction unit 16 relates to the present invention and is provided by selection and is not an essential configuration. The flow rate restricting unit has a structure capable of restricting the gas flow rate passing therethrough, and is configured by, for example, an orifice with a reduced diameter. Since the flow restriction unit 16 restricts the flow rate of the anode off-gas flowing through the anode off-gas passage 15, the pressure downstream of the purge valve can be sufficiently reduced by restricting the flow rate when the purge valve 18 is opened, while the flow rate restriction is performed when the purge valve 18 is closed. The pressure between the part 16 and the purge valve 18 is made equal to the upstream side of the flow restriction part 16.

圧力センサ17は、パージ弁18の一次側圧力、すなわちアノードオフガス通路15の圧力を検出可能に構成されている。流量制限部16が設けられていない場合には、この圧力センサ17は循環ポンプ14下流の圧力を常に検出することになる。一方、流量制限部16が設けられている場合には、パージ弁18が開弁している場合には、流量制限された相対的に低い圧力を、パージ弁18が閉弁している場合には、循環ポンプ14下流の圧力を検出することとなる。圧力センサ17は、検出したアノードオフガス通路15の内圧を検出信号Sdとして制御部2に出力している。   The pressure sensor 17 is configured to detect the primary pressure of the purge valve 18, that is, the pressure of the anode off gas passage 15. When the flow restriction unit 16 is not provided, the pressure sensor 17 always detects the pressure downstream of the circulation pump 14. On the other hand, when the flow restriction unit 16 is provided, when the purge valve 18 is open, a relatively low pressure with a restricted flow rate is applied when the purge valve 18 is closed. Will detect the pressure downstream of the circulation pump 14. The pressure sensor 17 outputs the detected internal pressure of the anode offgas passage 15 to the control unit 2 as a detection signal Sd.

パージ弁18は本発明に係り、制御部2のパージ弁制御信号Spcに応じて開閉するようになっている。このパージ弁18の開閉制御が本発明の特徴となっている。パージ弁18の下流側のアノードオフガス通路15は希釈器25に接続され、アノードオフガスと混合・希釈されるようになっている。   The purge valve 18 according to the present invention is configured to open and close according to the purge valve control signal Spc of the control unit 2. The opening / closing control of the purge valve 18 is a feature of the present invention. The anode off gas passage 15 on the downstream side of the purge valve 18 is connected to a diluter 25 so as to be mixed and diluted with the anode off gas.

カソードガスを取り扱う系統として、エアクリーナ21、カソードガス供給路22、コンプレッサ23、カソードオフガス供給路24、及び希釈器25を備えている。各種遮断弁、調圧弁、カソードガスの湿度を上げる加湿器等は図示していない。   As a system for handling the cathode gas, an air cleaner 21, a cathode gas supply path 22, a compressor 23, a cathode off gas supply path 24, and a diluter 25 are provided. Various shut-off valves, pressure regulating valves, humidifiers for increasing the humidity of the cathode gas, etc. are not shown.

エアクリーナ21は、外気を浄化して酸化ガスを含む空気として燃料電システムに取り入れるものである。カソードガス供給路22はこの空気を流通させ、コンプレッサ23は、カソードガス供給路22に取り入れられた空気を制御部2の制御信号に基づいて圧縮し、燃料電池10の空気極10Cに供給するようになっている。   The air cleaner 21 purifies outside air and takes it into the fuel electric system as air containing oxidizing gas. The cathode gas supply path 22 circulates this air, and the compressor 23 compresses the air taken into the cathode gas supply path 22 based on the control signal of the control unit 2 and supplies it to the air electrode 10C of the fuel cell 10. It has become.

カソードオフガス供給路24は、燃料電池10の空気極10Cから排出されたカソードオフガスを流通させ希釈器25に供給するようになっている。希釈器25は、パージ弁18から排出されたアノードオフガスとカソードオフガス供給路24から供給されたカソードオフガスとの間に乱流を発生させ、アノードオフガスを希釈するものである。希釈器25からは排気経路26を介して異常な酸化現象を生じない程度に希釈されたオフガスが排出される。   The cathode offgas supply path 24 circulates the cathode offgas discharged from the air electrode 10 </ b> C of the fuel cell 10 and supplies it to the diluter 25. The diluter 25 generates turbulent flow between the anode off gas discharged from the purge valve 18 and the cathode off gas supplied from the cathode off gas supply path 24 to dilute the anode off gas. The diluter 25 discharges the off gas diluted to such an extent that an abnormal oxidation phenomenon does not occur through the exhaust path 26.

なお、図示しないが、燃料電池10には、セパレータ上に冷却液を流し、燃料電池内部を冷却するための冷却系が設けられている。   Although not shown, the fuel cell 10 is provided with a cooling system for flowing a coolant over the separator to cool the inside of the fuel cell.

制御部2は、ECU(Electric Control Unit)等の公知のコンピュータシステムであり、図示しないCPU(中央処理装置)、RAM、ROM、インターフェース回路等を備えている。制御部2は、ROM等に格納されているソフトウェアプログラムを、順次実行することにより、この燃料電池システムに本発明のパージ制御方法を実行させる。 The controller 2 is a known computer system, such as ECU (E lectric C ontrol U nit ), CPU (not shown) (central processing unit), a RAM, ROM, interface circuits and the like. The control unit 2 causes the fuel cell system to execute the purge control method of the present invention by sequentially executing software programs stored in a ROM or the like.

図1は、この制御部2によって実現される機能ブロックを示している。制御部2は、圧力検出手段200、圧力差計算手段202、開閉時間補正手段204、及びパージ弁制御手段206に機能分割される。   FIG. 1 shows functional blocks realized by the control unit 2. The control unit 2 is functionally divided into a pressure detection unit 200, a pressure difference calculation unit 202, an open / close time correction unit 204, and a purge valve control unit 206.

圧力検出手段200は、圧力センサ17からの検出信号Sdを参照して、アノードオフガス通路15におけるアノードオフガスの圧力を検出するものである。すなわち、圧力検出手段200は、測定機器である圧力センサ17の検出信号Sdを参照して、演算処理に適する圧力の相対値に変換するものである。この圧力検出手段200と圧力センサ17とが、本発明に係る圧力検出手段に相当している。   The pressure detection means 200 detects the pressure of the anode off gas in the anode off gas passage 15 with reference to the detection signal Sd from the pressure sensor 17. That is, the pressure detecting means 200 refers to the detection signal Sd of the pressure sensor 17 that is a measuring device, and converts it into a relative pressure value suitable for the arithmetic processing. The pressure detection means 200 and the pressure sensor 17 correspond to the pressure detection means according to the present invention.

圧力差計算手段202は、圧力検出手段200により検出された、パージ弁18の開弁時のアノードオフガス圧力P1と一定時間経過時のアノードオフガス圧力P2との圧力差を、その時の時刻tにおける圧力差ΔP(t)として計算するものである。すなわち、パージ弁18の開弁時のアノードオフガス圧力を一旦P1として記憶し、一定時間経過したときのアノードオフガス圧力P2を、開弁時のアノードオフガス圧力P1から減算するものである。一定時間とは以下のような時間である。   The pressure difference calculating means 202 calculates the pressure difference detected by the pressure detecting means 200 between the anode off gas pressure P1 when the purge valve 18 is opened and the anode off gas pressure P2 when a certain time has elapsed, at the time t. This is calculated as the difference ΔP (t). That is, the anode off-gas pressure when the purge valve 18 is opened is temporarily stored as P1, and the anode off-gas pressure P2 when a certain time has elapsed is subtracted from the anode off-gas pressure P1 when the purge valve 18 is opened. The fixed time is the following time.

図3に、パージ弁18開閉に伴うアノードオフガス通路15の圧力変化の様子を示す。図3に示すように、時刻t1にパージ弁18が開弁すると、パージ弁18の一次側と二次側との圧力差に応じアノードオフガスが流れ、アノードオフガス通路15の圧力が急激に低下する。パージ弁18の一次側と二次側との圧力差が減っていくと、圧力低下が緩慢になり、徐々に圧力が安定する。例えば時刻t2以降では殆ど圧力の低下が無い。このように、パージ弁の開弁期間中であって圧力変化が緩慢になると期待できる適当な時刻t2を、上記P2を測定する一定時間経過時と定めるのである。   FIG. 3 shows how the anode off-gas passage 15 changes in pressure as the purge valve 18 is opened and closed. As shown in FIG. 3, when the purge valve 18 is opened at time t1, the anode off gas flows according to the pressure difference between the primary side and the secondary side of the purge valve 18, and the pressure in the anode off gas passage 15 rapidly decreases. . As the pressure difference between the primary side and the secondary side of the purge valve 18 decreases, the pressure drop becomes slow and the pressure gradually becomes stable. For example, there is almost no pressure drop after time t2. Thus, an appropriate time t2 during which the pressure change can be expected to be slow during the opening period of the purge valve is determined as the elapse of a certain time for measuring P2.

開閉時間補正手段204は、圧力差計算手段202により計算された圧力差ΔP(t)に基づいてパージ弁18の開閉時間を補正するものである。具体的には、開閉時間補正手段204は、補正係数演算部212、乗算部216、及び加算部219から構成される機能ブロックを備える。また、開閉時間補正手段204には、燃料電池システムが設計どおりに動作すると仮定した場合にパージする時間として適当なパージ弁18の開弁時間長が、規定開弁時間長T(0)として記憶されている(符号218)。また燃料電池システムが設計どおりに動作すると仮定した場合に検出されるべき、パージ弁開弁時t1から一定時間経過時t2までの圧力差が、規定圧力差ΔP(0)として記憶されている(符号214)。開閉時間補正手段204は、補正係数演算部212が演算した補正係数と規定開弁時間長T(0)を乗算部216により乗算して補正時間長ΔT(t)を求め、これを加算部219において規定開弁時間長T(0)に加算して、補正後の開弁時間長T(0)+ΔT(t)を出力するものである。パージ弁制御手段206は、補正された開弁時間長に従ったスケジュールで、パージ弁18を開閉させるためのパージ弁制御信号Spcを出力するようになっている。   The opening / closing time correcting means 204 corrects the opening / closing time of the purge valve 18 based on the pressure difference ΔP (t) calculated by the pressure difference calculating means 202. Specifically, the opening / closing time correction unit 204 includes a functional block including a correction coefficient calculation unit 212, a multiplication unit 216, and an addition unit 219. Further, the opening / closing time correction means 204 stores an opening time length of the purge valve 18 appropriate as a purging time when it is assumed that the fuel cell system operates as designed as a specified opening time length T (0). (Reference numeral 218). Further, the pressure difference from the purge valve opening time t1 to the time t2 when a certain time has elapsed, which should be detected when the fuel cell system is assumed to operate as designed, is stored as the specified pressure difference ΔP (0) ( Reference numeral 214). The opening / closing time correction unit 204 multiplies the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit 212 and the specified valve opening time length T (0) by the multiplication unit 216 to obtain a correction time length ΔT (t), and adds this to the addition unit 219. Is added to the specified valve opening time length T (0), and the corrected valve opening time length T (0) + ΔT (t) is output. The purge valve control means 206 outputs a purge valve control signal Spc for opening and closing the purge valve 18 according to a schedule according to the corrected valve opening time length.

次に本発明におけるパージ弁制御方法の原理を説明する。
一般に弁手段を通過する流体について、弁手段の一次側と二次側との圧力差をΔPとすると、弁手段を通過する流体の体積流量Qは、この圧力差ΔPの平方根に比例することが知られている。
Q ∝ √ΔP …(1)
式(1)に従って、パージ弁18を通過する流量Qpについても、
Qp ∝ √ΔP(t)=√(P1−P2) …(2)
となる。ここで、設計どおりにシステムが動作する場合に想定される規定流量Qp(0)は、この場合の圧力差ΔP(0)を用い、比例定数をAとおいて、
Qp(0) = A√ΔP(0) …(3)
となる。同様に、現時刻において測定された圧力差ΔP(t)(=P1―P2)を用いて、現時刻tにおいてパージ弁を通過する流量Qp(t)も、
Qp(t)= A√ΔP(t)= A√(P1−P2) …(4)
となる。ここで、現時刻tにおける圧力差ΔP(t)と初期における規定圧力差ΔP(0)との比をa(=ΔP(t)/ΔP(0))とおくと、
ΔP(t) = a・ΔP(0) …(5)
である。また、現時刻tにおける、初期状態からの体積流量の変化量ΔQは、式(5)を用いて、
ΔQ = Qp(0) ― Qp(t)
= A(√ΔP(0)―√ΔP(t))
= A√ΔP(0)・(1―√a) (a=ΔP(t)/ΔP(0))…(6)
となる。
Next, the principle of the purge valve control method in the present invention will be described.
In general, when the pressure difference between the primary side and the secondary side of the valve means is ΔP for the fluid passing through the valve means, the volume flow rate Q of the fluid passing through the valve means may be proportional to the square root of the pressure difference ΔP. Are known.
Q ∝ √ΔP (1)
According to the equation (1), the flow rate Qp passing through the purge valve 18 is
Qp∝√ΔP (t) = √ (P1−P2) (2)
It becomes. Here, the specified flow rate Qp (0) assumed when the system operates as designed uses the pressure difference ΔP (0) in this case, the proportionality constant is A,
Qp (0) = A√ΔP (0) (3)
It becomes. Similarly, the flow rate Qp (t) passing through the purge valve at the current time t using the pressure difference ΔP (t) (= P1−P2) measured at the current time is
Qp (t) = A√ΔP (t) = A√ (P1−P2) (4)
It becomes. Here, a (= ΔP (t) / ΔP (0)) is a ratio of the pressure difference ΔP (t) at the current time t to the initial specified pressure difference ΔP (0).
ΔP (t) = a · ΔP (0) (5)
It is. Further, the change amount ΔQ of the volumetric flow rate from the initial state at the current time t is expressed by using equation (5):
ΔQ = Qp (0) −Qp (t)
= A (√ΔP (0) −√ΔP (t))
= A√ΔP (0) · (1−√a) (a = ΔP (t) / ΔP (0)) (6)
It becomes.

ここで、一回のパージによりパージ弁を流れるパージ量は、パージ弁の開弁時間長に比例すると考えられる。初期状態のパージ量は規定流量Qp(0)であり、これからΔQだけパージ量が変化するので、パージ弁の補正時間は、規定開弁時間長T(0)に補正係数(1―√a)を乗じたものとなる。つまり、式(5)を用いて、変化量ΔQを補うために必要な補正時間長ΔT(t)は、

Figure 2006310182
となる。従って、現時刻tにおいてパージ弁の開弁時間長T(t)は、この補正時間長と規定開弁時間長とを加算したもの、すなわち、
T(t) = T(0)+ΔT(t) …(7)
となる。このようにして補正された開弁時間長T(t)に対応するように、パージ弁の開閉が制御されればよいことが判る。本実施形態の制御部2では、補正係数演算部212において補正係数(1−√a)が演算され、乗算部216において規定開弁時間長T(0)と乗算されることによって、数1のように補正時間長ΔT(t)が求められ、加算部220においてさらに規定開弁時間長T(0)と加算されることによって、補正された開弁時間長が求められるのである。 Here, the purge amount flowing through the purge valve by one purge is considered to be proportional to the valve opening time length of the purge valve. The purge amount in the initial state is the specified flow rate Qp (0), and the purge amount changes from this by ΔQ. Therefore, the purge valve correction time is set to the specified valve opening time length T (0) with a correction coefficient (1−√a). Multiplied by. That is, the correction time length ΔT (t) necessary to compensate for the change amount ΔQ using the equation (5) is
Figure 2006310182
It becomes. Therefore, the opening time length T (t) of the purge valve at the current time t is the sum of the correction time length and the specified valve opening time length, that is,
T (t) = T (0) + ΔT (t) (7)
It becomes. It can be seen that the opening and closing of the purge valve should be controlled so as to correspond to the valve opening time length T (t) corrected in this way. In the control unit 2 of the present embodiment, a correction coefficient (1−√a) is calculated in the correction coefficient calculation unit 212 and multiplied by the specified valve opening time length T (0) in the multiplication unit 216, whereby In this way, the corrected time length ΔT (t) is obtained and further added to the specified valve opening time length T (0) in the adding unit 220, whereby the corrected valve opening time length is obtained.

次に、図2のフローチャートを参照しながら、制御部2における一連の動作を説明する。
まず、パージ時刻になったか否かが判定される(S1)。このパージスケジュールは制御部2が把握している。前回のパージ終了後、循環経路13内部の不純物濃度がある程度高まるまではパージされず(S1:NO)、不純物濃度が高まったと想定されるインターバル経過時に(S1:YES)、パージ処理に移行する。なお、本実施形態では、このインターバルは一定であると仮定してある。
Next, a series of operations in the control unit 2 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, it is determined whether or not the purge time has come (S1). The purge schedule is grasped by the control unit 2. After the end of the previous purge, the purge is not performed until the impurity concentration in the circulation path 13 increases to some extent (S1: NO), and the transition is made to the purge process when an interval at which the impurity concentration is assumed to have increased (S1: YES) has elapsed. In this embodiment, it is assumed that this interval is constant.

まず圧力センサ17の検出信号Sdが参照され、パージ弁18の開弁時の圧力P1が把握される(S2)。その直後にパージ弁制御信号Spcが出力され、パージ弁18が開弁状態となる(S3)。パージ弁18が開弁状態となると、循環経路13中のアノードオフガスがパージ弁18を介して排出され、希釈器25においてカソードオフガスと希釈・混合される。圧力センサ17により検出される圧力は、図3に示すような特性で変化する。   First, the detection signal Sd of the pressure sensor 17 is referred to, and the pressure P1 when the purge valve 18 is opened is grasped (S2). Immediately thereafter, the purge valve control signal Spc is output, and the purge valve 18 is opened (S3). When the purge valve 18 is opened, the anode off gas in the circulation path 13 is discharged through the purge valve 18, and diluted and mixed with the cathode off gas in the diluter 25. The pressure detected by the pressure sensor 17 changes with the characteristics shown in FIG.

圧力が安定するのに十分と想定される一定時刻経過時t2までは(S4:NO)、パージが継続される。そして一定時刻経過時(S4:YES)になったら、圧力センサ17により再度アノードオフガス圧力が測定されP2とされる(S5)。そして現時刻tでの圧力差ΔP(t)(=P1―P2)が演算される(S6)。   The purge is continued until a certain time elapse t2 that is assumed to be sufficient for the pressure to stabilize (S4: NO). When a certain time elapses (S4: YES), the anode off-gas pressure is again measured by the pressure sensor 17 and set to P2 (S5). Then, the pressure difference ΔP (t) (= P1-P2) at the current time t is calculated (S6).

次に圧力差に応じた判断がされる。
まず、圧力差ΔP(t)が所定の基準範囲以内である場合、すなわち初期状態である規定圧力差ΔP(0)と殆ど変わらない場合(S8:YES)、補正時間長ΔT(t)はゼロであると設定される(S9)。測定された圧力差ΔP(t)が規定圧力差ΔP(0)にほぼ等しい場合とは、システムに経年変化やシステム要因の変化が生じておらず、当初の想定どおりに動作している場合と考えられる。このような場合にはパージ弁の開弁時間長を補正する必要が無いから、補正時間長をゼロとするのである。この処理により、誤差が少ないのに余計な補正演算をすることが回避される。
Next, a determination is made according to the pressure difference.
First, when the pressure difference ΔP (t) is within a predetermined reference range, that is, when the pressure difference ΔP (0) in the initial state is hardly different (S8: YES), the correction time length ΔT (t) is zero. Is set (S9). The case where the measured pressure difference ΔP (t) is approximately equal to the specified pressure difference ΔP (0) means that the system has not changed over time or system factors, and is operating as expected. Conceivable. In such a case, since it is not necessary to correct the valve opening time length of the purge valve, the correction time length is set to zero. By this process, it is possible to avoid an extra correction calculation even though the error is small.

次に、圧力差ΔP(t)が、規定圧力差ΔP(0)から基準範囲よりもずれていた場合(S8:NO)、そのずれに応じて補正時間長ΔT(t)が演算される。例えば、圧力差ΔP(t)が規定圧力差ΔP(0)より大きい場合(S10:NO)、規定よりもカソードオフガスの圧力が高く、単位時間当たりのパージ量が多くなっていることを意味する。数1に従えば、補正時間長ΔT(t)は、負の値を示すことになり、結果として、パージ弁の開弁時間長を減らす方向に働く(S11)。一方、圧力差ΔP(t)が規定圧力差ΔP(0)以下である場合(S10:YES)、規定よりもカソードオフガスの圧力が低く、単位時間当たりのパージ量が少なくなっていることを意味する。数1により、補正時間長ΔT(t)は、正の値を示すことになり、パージ弁の開弁時間長を増やす方向に働く(S12)。   Next, when the pressure difference ΔP (t) deviates from the specified pressure difference ΔP (0) from the reference range (S8: NO), the correction time length ΔT (t) is calculated according to the deviation. For example, when the pressure difference ΔP (t) is larger than the specified pressure difference ΔP (0) (S10: NO), it means that the cathode off-gas pressure is higher than the specified value and the purge amount per unit time is increased. . According to Equation 1, the correction time length ΔT (t) shows a negative value, and as a result, it works to reduce the valve opening time length of the purge valve (S11). On the other hand, when the pressure difference ΔP (t) is equal to or less than the specified pressure difference ΔP (0) (S10: YES), it means that the cathode offgas pressure is lower than the specified value and the purge amount per unit time is reduced. To do. According to Equation 1, the correction time length ΔT (t) indicates a positive value, and works to increase the valve opening time length of the purge valve (S12).

これら一連の手順で、検出された圧力差ΔP(t)に応じて設定された補正時間長ΔT(t)が規定の開弁時間長T(0)と合算される(S13)。そして、補正された開弁時間長T(t)が経過したら(S14:YES)、パージ弁を閉弁するためのパージ弁制御信号Spcが出力され、パージ弁が閉鎖される(S15)。   Through these series of procedures, the correction time length ΔT (t) set in accordance with the detected pressure difference ΔP (t) is added to the specified valve opening time length T (0) (S13). When the corrected valve opening time length T (t) has elapsed (S14: YES), the purge valve control signal Spc for closing the purge valve is output and the purge valve is closed (S15).

以上のように、本実施形態1によれば、パージ弁18の開弁時t1の圧力P1とそれから一定時間経過時t2の圧力P2とに基づいてパージ量Qが求められる。このパージ量は、その時の実際のパージ量であり、そのパージ量に基づいて、予め設定していた規定開閉時間T(0)を適正なパージ量を確保可能な時間(T(0)+ΔT(t))に補正することができる。従って、経年変化やシステム要因の変化により圧力状態が変化したとしても、それに追従した適正なパージ量でパージ制御が行える。   As described above, according to the first embodiment, the purge amount Q is obtained on the basis of the pressure P1 at the time t1 when the purge valve 18 is opened and the pressure P2 at the time t2 after the passage of a certain time. This purge amount is the actual purge amount at that time, and based on the purge amount, a predetermined opening / closing time T (0) is set to a time (T (0) + ΔT ( t)). Therefore, even if the pressure state changes due to aging or system factors, purge control can be performed with an appropriate purge amount following the pressure state.

本実施形態1によれば、圧力差ΔP(t)が所定の基準範囲以内である場合に、パージ弁の開閉時間の補正が行われないので、システム状態に変更が無いことを確認した場合に補正演算を省略可能となる。   According to the first embodiment, when the pressure difference ΔP (t) is within a predetermined reference range, the purge valve opening / closing time is not corrected, and therefore it is confirmed that there is no change in the system state. The correction calculation can be omitted.

本実施形態1によれば、パージ弁18の閉弁前の一定時間経過時t2において圧力差を検出するので、一定時間経過後に即時に補正演算を実施し、その補正結果を今回開弁状態となっているパージ弁18の閉弁タイミング調整に反映させることが可能である。つまり、迅速にシステム状態の変化に対応させることが可能である。   According to the first embodiment, the pressure difference is detected at the time t2 when the purge valve 18 is closed before the valve is closed. Therefore, the correction calculation is performed immediately after the fixed time has elapsed, and the correction result is changed to the current open state. This can be reflected in the valve closing timing adjustment of the purge valve 18. That is, it is possible to quickly respond to changes in the system state.

本実施形態1によれば、パージ弁18の上流側に流量制限部16を備えており、パージ弁開閉前後における圧力差を大きくすることができるので、検出精度を上げることが可能である。   According to the first embodiment, the flow restriction unit 16 is provided on the upstream side of the purge valve 18 and the pressure difference before and after the opening and closing of the purge valve can be increased, so that the detection accuracy can be increased.

(実施形態2)
本発明の実施形態2は、実施形態1と同様に、基準となる圧力差と実測された圧力差とを比較してパージ弁の開弁時間長を補正するが、パージ弁閉鎖時の圧力を用いる例に関する。
本実施形態における本燃料電池システムは、上記実施形態1と同様のものとする(図1参照)。但し、制御部2のうち、圧力検出手段200は、パージ弁18の開弁時t1の圧力P1と閉弁時t2の圧力P2とを検出し、圧力差計算手段202は、次回(n回目)のパージのための圧力差ΔP(n)を演算する点で異なる。その他の構成については実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
As in the first embodiment, the second embodiment of the present invention compares the reference pressure difference with the actually measured pressure difference to correct the purge valve opening time length. It relates to the example used.
The fuel cell system in the present embodiment is the same as that in the first embodiment (see FIG. 1). However, in the control unit 2, the pressure detection means 200 detects the pressure P1 at the time t1 when the purge valve 18 is opened and the pressure P2 at the time t2 when the purge valve 18 is closed, and the pressure difference calculation means 202 is the next time (nth). The difference is that the pressure difference ΔP (n) for purging is calculated. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

次に、図4のフローチャートを参照しながら、制御部2における一連の動作を説明する。
本実施形態2では、圧力差としてパージ弁18の開弁時の圧力P1と閉弁時の圧力P2とを用いて補正時間長を求めることとする点で、開弁時t1から一定時間経過時t2の圧力をP2としていた実施形態1と異なる。補正された補正時間長のパージ制御は次回のパージに反映されることとなる。実施形態2では、n−1回目のパージにおける演算によって、次回(n回目)のパージで反映される開弁時間長T(n)を求めるものとする。求める対象は、n回目のパージで加減算される補正時間長ΔT(n)である。
まず、パージ時刻になったか否かが判定される(S21)。所定のインターバル経過時に(S21:YES)、パージ処理に移行する。
Next, a series of operations in the control unit 2 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In the second embodiment, the correction time length is obtained using the pressure P1 when the purge valve 18 is opened and the pressure P2 when the purge valve 18 is closed as the pressure difference. This is different from the first embodiment in which the pressure of t2 is P2. The purge control with the corrected correction time length is reflected in the next purge. In the second embodiment, the valve opening time length T (n) reflected in the next (n-th) purge is obtained by calculation in the (n-1) th purge. The object to be obtained is the correction time length ΔT (n) to be added or subtracted in the nth purge.
First, it is determined whether or not the purge time has come (S21). When a predetermined interval has elapsed (S21: YES), the process proceeds to a purge process.

実施形態1と同様、圧力センサ17の検出信号Sdが参照され、パージ弁18の開弁時の圧力P1が把握される(S22)。その直後にパージ弁制御信号Spcが出力され、パージ弁18が開弁状態とされる(S23)。そして、本実施形態では、今回(n−1回目)のために前回までに設定された開弁時間長T(n−1)が経過するまで待ち状態となる(S24:NO)。開弁時間長T(n−1)が経過すると(S24:YES)、まず閉弁時のアノードオフガス圧力がP2として検出され(S25)、次いでパージ弁18を閉鎖させるためのパージ弁制御信号Spcが出力され、パージ弁が閉鎖される(S26)。   As in the first embodiment, the detection signal Sd of the pressure sensor 17 is referred to, and the pressure P1 when the purge valve 18 is opened is grasped (S22). Immediately thereafter, the purge valve control signal Spc is output, and the purge valve 18 is opened (S23). And in this embodiment, it will be in a waiting state until the valve opening time length T (n-1) set by the last time for this time (n-1 time) passes (S24: NO). When the valve opening time length T (n−1) has elapsed (S24: YES), the anode off-gas pressure at the time of closing is first detected as P2 (S25), and then the purge valve control signal Spc for closing the purge valve 18 is reached. Is output and the purge valve is closed (S26).

次いで、実施形態1と同様の補正演算が実施される。
まず、次回(n回目)のための圧力差ΔP(n)(=P1―P2)が演算される(S26)。そして、圧力差ΔP(t)が所定の基準範囲以内である場合、すなわち初期状態である規定圧力差ΔP(0)と殆ど変わらない場合(S28:YES)、補正時間長ΔT(n)はゼロであると設定される(S29)。
Next, the same correction calculation as in the first embodiment is performed.
First, a pressure difference ΔP (n) (= P1-P2) for the next time (n-th) is calculated (S26). When the pressure difference ΔP (t) is within a predetermined reference range, that is, when the pressure difference ΔP (0) that is the initial state is hardly different (S28: YES), the correction time length ΔT (n) is zero. Is set (S29).

圧力差ΔP(n)が、規定圧力差ΔP(0)から基準範囲よりもずれていた場合(S28:NO)、そのずれに応じて補正時間長ΔT(n)が演算される。例えば、圧力差ΔP(n)が規定圧力差ΔP(0)より大きい場合(S30:NO)、規定よりもカソードオフガスの圧力が高く、単位時間当たりのパージ量が多くなっていることを意味するので、負の値を示す補正時間長ΔT(n)が得られる(S31)。一方、圧力差ΔP(n)が規定圧力差ΔP(0)以下である場合(S30:YES)、規定よりもカソードオフガスの圧力が低く、単位時間当たりのパージ量が少なくなっていることを意味するので、正の値を示す補正時間長ΔT(n)が得られる(S32)。そして、この補正時間長ΔT(n)が規定の開弁時間長T(0)と合算され、次回のパージ弁制御のために記憶される(S33)。この補正された開弁時間長T(n)は、次回のパージ弁の開閉制御時の開閉時間長として用いられることになる。   When the pressure difference ΔP (n) deviates from the reference range from the specified pressure difference ΔP (0) (S28: NO), the correction time length ΔT (n) is calculated according to the deviation. For example, when the pressure difference ΔP (n) is larger than the specified pressure difference ΔP (0) (S30: NO), it means that the cathode off-gas pressure is higher than the specified value and the purge amount per unit time is increased. Therefore, a correction time length ΔT (n) indicating a negative value is obtained (S31). On the other hand, when the pressure difference ΔP (n) is equal to or less than the specified pressure difference ΔP (0) (S30: YES), it means that the cathode off-gas pressure is lower than the specified value and the purge amount per unit time is reduced. Thus, a correction time length ΔT (n) indicating a positive value is obtained (S32). The correction time length ΔT (n) is added to the specified valve opening time length T (0) and stored for the next purge valve control (S33). The corrected valve opening time length T (n) is used as the opening / closing time length in the next purge valve opening / closing control.

図5に本実施形態2におけるパージ弁開閉制御のタイミングチャートを示す。
図5に示すように、n−1回目のパージではパージ弁開弁時間長T(n−1)で開閉制御がされ、パージ弁が閉弁された時刻t2の後に補正演算され、n回目のパージにおいての補正時間長ΔT(n)が求められ、規定の開弁時間長T(0)と合算された開弁時間長T(n)が設定される。このように、本実施形態2では、パージ弁閉鎖後の比較的長いインターバルの間に次回の補正時間長の演算を完了すればよい。
FIG. 5 shows a timing chart of the purge valve opening / closing control in the second embodiment.
As shown in FIG. 5, in the (n-1) th purge, the opening / closing control is performed with the purge valve opening time length T (n-1), and after the time t2 when the purge valve is closed, the correction calculation is performed, and the nth time The correction time length ΔT (n) in purging is obtained, and the valve opening time length T (n) added with the specified valve opening time length T (0) is set. As described above, in the second embodiment, the calculation of the next correction time length may be completed during a relatively long interval after the purge valve is closed.

以上のように、本実施形態2によれば、実施形態1と同様の効果を奏する他、パージ弁の圧力差測定のタイミングをパージ弁の開弁時及び閉弁時というように弁の開閉時に併せて単純化できる。このため、パージ弁開弁後の出力安定という要素を考慮する必要がない。   As described above, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and the timing of the pressure difference measurement of the purge valve is set when the valve is opened and closed, such as when the purge valve is opened and closed. It can also be simplified. For this reason, it is not necessary to consider the factor of output stability after the purge valve is opened.

また本実施形態2によれば、パージ弁の閉弁から次の開弁まではある程度の期間が想定されるため、演算時間を長く取ることができる。これにより、制御部2の演算速度が遅い場合やパージ期間がそもそも短く設定されているような場合に、演算時間に余裕を持たせることができる。   Further, according to the second embodiment, since a certain period is assumed from the closing of the purge valve to the next opening, the calculation time can be increased. Thereby, when the calculation speed of the control unit 2 is slow or when the purge period is set to be short in the first place, it is possible to give a margin to the calculation time.

(実施形態3)
本発明の実施形態3は、実施形態1と同様に、基準となる圧力差と実測された圧力差とを比較してパージ弁の開弁時間長を補正するが、毎回の補正演算の結果で規定値を更新していくものである。
図6に本燃料電池システムのシステム全体図を示す。本実施形態3における本燃料電池システムは、ほぼ上記実施形態1と同様であるが、制御部2bの構成において異なる。
(Embodiment 3)
As in the first embodiment, the third embodiment of the present invention compares the reference pressure difference with the actually measured pressure difference to correct the purge valve opening time length. The specified value is updated.
FIG. 6 shows an overall system diagram of the fuel cell system. The fuel cell system according to the third embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, but differs in the configuration of the control unit 2b.

すなわち、本実施形態3において、制御部2bにおける圧力検出手段200及び圧力差計算手段202で得られる圧力差ΔP(n)は、n回目のパージの開弁時間長を定めるための圧力差である。このその圧力差検出は、実施形態1のように、パージ弁の開弁時t1の圧力P1と一定時間経過時t2における圧力P2との差圧としても、実施形態2のように、パージ弁開弁時t1の圧力P1と閉弁時t2における圧力P2としてもよい。   That is, in the third embodiment, the pressure difference ΔP (n) obtained by the pressure detection means 200 and the pressure difference calculation means 202 in the control unit 2b is a pressure difference for determining the valve opening time length of the nth purge. . As in the first embodiment, the pressure difference is detected as a differential pressure between the pressure P1 at the time t1 when the purge valve is opened and the pressure P2 at the time t2 when the purge valve is opened, as in the second embodiment. The pressure P1 at the valve time t1 and the pressure P2 at the valve close time t2 may be used.

本実施形態3における開閉時間補正手段220は、規定圧力差ΔPがパージ毎に更新されてき、開弁時間長Tもパージ毎に更新されていく点が特徴的である。補正係数演算部222は、実施形態1の規定圧力差ΔP(0)に代えて、前回(n−1回目)に更新された圧力差ΔP(n−1)が用いられ、この更新された圧力差ΔP(n−1)が数1に代入され補正演算される。また、規定開弁時間長もパージ毎に更新されていき、実施形態1の規定開弁時間長T(0)に代えて、前回に更新された開弁時間長T(n−1)が用いられる。そして、補正係数演算部212が演算した補正係数と前回に更新された開弁時間長T(n−1)が乗算部226により乗算され、今回(n回目)の補正時間長ΔT(n)が求められ、これが加算部230において更新された開弁時間長T(n−1)に加算され、補正後の開弁時間長T(n)(=T(n−1)+ΔT(n))が出力される。補正後の開弁時間長T(n)は、次回の開閉時間長(符号228)として記憶される。   The opening / closing time correction means 220 according to the third embodiment is characterized in that the specified pressure difference ΔP is updated every purge, and the valve opening time length T is also updated every purge. The correction coefficient calculation unit 222 uses the pressure difference ΔP (n−1) updated last time (n−1) instead of the specified pressure difference ΔP (0) of the first embodiment, and this updated pressure The difference ΔP (n−1) is substituted into Equation 1 for correction calculation. Further, the specified valve opening time length is also updated for each purge, and the valve opening time length T (n-1) updated last time is used instead of the specified valve opening time length T (0) of the first embodiment. It is done. Then, the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit 212 and the valve opening time length T (n−1) updated last time are multiplied by the multiplication unit 226, and the current (n-th) correction time length ΔT (n) is obtained. This is calculated and added to the valve opening time length T (n−1) updated in the adding unit 230, and the corrected valve opening time length T (n) (= T (n−1) + ΔT (n)) is obtained. Is output. The corrected valve opening time length T (n) is stored as the next opening / closing time length (symbol 228).

次に、図7のフローチャートを参照しながら、制御部2における一連の動作を説明する。
まず、パージ時刻になったか否かが判定される(S41)。所定のインターバル経過時に(S41:YES)、パージ処理に移行する。
Next, a series of operations in the control unit 2 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, it is determined whether or not the purge time has come (S41). When a predetermined interval has elapsed (S41: YES), the process proceeds to a purge process.

実施形態1と同様、圧力センサ17の検出信号Sdが参照され、パージ弁18の開弁時の圧力P1が把握される(S42)。その直後にパージ弁制御信号Spcが出力され、パージ弁18が開弁状態とされる(S43)。次いで、実施形態1と同様に圧力が安定する一定時間t2が経過するまで待ち状態とされ(S44:NO)、一定時間t2が経過すると(S44:YES)、アノードオフガス圧力がP2として検出される(S45)。なお、実施形態2のように、閉弁時の圧力をP2として検出してもよい。   As in the first embodiment, the detection signal Sd of the pressure sensor 17 is referred to, and the pressure P1 when the purge valve 18 is opened is grasped (S42). Immediately thereafter, the purge valve control signal Spc is output, and the purge valve 18 is opened (S43). Next, as in the first embodiment, the process waits until a certain time t2 when the pressure stabilizes has elapsed (S44: NO). When the certain time t2 has elapsed (S44: YES), the anode off-gas pressure is detected as P2. (S45). Note that, as in the second embodiment, the valve closing pressure may be detected as P2.

次いで、実施形態1と同様の補正演算が実施される。
まず、次回(n回目)のための圧力差ΔP(n)(=P1―P2)が演算される(S46)。そして、圧力差ΔP(t)が所定の基準範囲以内である場合、すなわち前回更新された圧力差ΔP(n−1)と殆ど変わらない場合(S48:YES)、補正時間長ΔT(n)はゼロであると設定される(S49)。
Next, the same correction calculation as in the first embodiment is performed.
First, the pressure difference ΔP (n) (= P1-P2) for the next time (n-th time) is calculated (S46). When the pressure difference ΔP (t) is within a predetermined reference range, that is, when the pressure difference ΔP (n−1) updated last time is almost the same (S48: YES), the correction time length ΔT (n) is It is set to be zero (S49).

圧力差ΔP(n)が、圧力差ΔP(n−1)から基準範囲よりもずれていた場合(S48:NO)、そのずれに応じて補正時間長ΔT(n)が演算される。例えば、圧力差ΔP(n)が前回の圧力差ΔP(n−1)より大きい場合(S50:NO)、規定よりもカソードオフガスの圧力が高く、単位時間当たりのパージ量が多くなっていることを意味するので、負の値を示す補正時間長ΔT(n)が得られる(S51)。一方、圧力差ΔP(n)が前回の圧力差ΔP(n−1)以下である場合(S50:YES)、規定よりもカソードオフガスの圧力が低く、単位時間当たりのパージ量が少なくなっていることを意味するので、正の値を示す補正時間長ΔT(n)が得られる(S52)。そして、この補正時間長ΔT(n)が前回更新の開弁時間長T(n−1)と合算される。そして、新たに計算された開弁時間長T(n)が次回のパージ弁補正演算のために記憶される(S53)。そして、この補正された開弁時間長T(n)となるまで(S54:NO)待って、当該時間長が経過したら(YES)、パージ弁18が閉鎖させられる(S55)。   When the pressure difference ΔP (n) deviates from the reference range from the pressure difference ΔP (n−1) (S48: NO), the correction time length ΔT (n) is calculated according to the deviation. For example, when the pressure difference ΔP (n) is larger than the previous pressure difference ΔP (n−1) (S50: NO), the cathode off-gas pressure is higher than specified and the purge amount per unit time is increased. Therefore, a correction time length ΔT (n) indicating a negative value is obtained (S51). On the other hand, when the pressure difference ΔP (n) is equal to or smaller than the previous pressure difference ΔP (n−1) (S50: YES), the cathode off-gas pressure is lower than specified and the purge amount per unit time is small. This means that a correction time length ΔT (n) indicating a positive value is obtained (S52). And this correction | amendment time length (DELTA) T (n) is added with the valve opening time length T (n-1) of the last update. Then, the newly calculated valve opening time length T (n) is stored for the next purge valve correction calculation (S53). Then, until the corrected valve opening time length T (n) is reached (S54: NO), when the time length has elapsed (YES), the purge valve 18 is closed (S55).

以上のように、本実施形態3の構成によれば、実施形態1や2と同様の作用効果を奏する他、パージ弁の開弁時間長が、開閉時間が補正される度に更新される。このため、径変変化やシステム要因の変動に対し、補正演算により適切な開弁時間長が常時追従していくことになるので、長期間に亘って正確なパージ制御が可能となる。   As described above, according to the configuration of the third embodiment, the same effect as that of the first and second embodiments is obtained, and the valve opening time length of the purge valve is updated every time the opening / closing time is corrected. For this reason, the appropriate valve opening time length always follows the change in diameter and the fluctuation of the system factor by the correction calculation, so that accurate purge control can be performed over a long period of time.

(変形例)
本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々に変更して利用することができる。
例えば、上記実施形態では、パージ弁の開弁時間長を補正していたが、パージ弁の閉弁から次の開弁までのインターバル時間長を変更するものとしてもよい。パージの開弁時間長が一定であったとしてもインターバルの時間長を変えることで、単位時間当たりのパージ量を変更することができるからである。パージの開弁時間長とインターバル時間長の双方を変化させてもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the above embodiments and can be used with various modifications.
For example, in the above embodiment, the opening time length of the purge valve is corrected. However, the interval time length from the closing of the purge valve to the next opening may be changed. This is because even if the purge valve opening time length is constant, the purge amount per unit time can be changed by changing the time length of the interval. Both the purge valve opening time length and the interval time length may be changed.

インターバル期間を補正する場合、圧力差ΔPが所定の基準値以上である場合に、インターバル時間長を増加させる。圧力差が大きくなっているときは、単位時間当たりのパージ流量が多くなっていることを意味するので、インターバル時間長を増加させればパージ量を適正に保てるからである。   When correcting the interval period, the interval time length is increased when the pressure difference ΔP is equal to or larger than a predetermined reference value. When the pressure difference is large, it means that the purge flow rate per unit time is increased. Therefore, if the interval time length is increased, the purge amount can be properly maintained.

逆に、圧力差が所定の基準値以下である場合に、インターバル開弁時間長を減少させる。圧力差が小さくなっているときは、単位時間当たりのパージ流量が少なくなっていることを意味するので、開弁時間長を減少させればパージ量を適正に保てるからである。   Conversely, when the pressure difference is equal to or smaller than a predetermined reference value, the interval valve opening time length is decreased. When the pressure difference is small, it means that the purge flow rate per unit time is small. Therefore, if the valve opening time length is decreased, the purge amount can be kept appropriate.

また、パージ弁が開度調整可能な構造を備える場合、開弁時間長やインターバル時間長を制御する代わりに、弁開度を制御して流量を調整するようにしてもよい。圧力差が所定の基準値以下である場合には開度を大きくし、圧力差が基準値より大きい場合には開度を小さくすればよい。   Further, when the purge valve has a structure capable of adjusting the opening degree, the flow rate may be adjusted by controlling the valve opening degree instead of controlling the valve opening time length or the interval time length. When the pressure difference is equal to or smaller than a predetermined reference value, the opening degree is increased, and when the pressure difference is larger than the reference value, the opening degree is decreased.

また、上記実施形態では、圧力差ΔPに応じた補正演算をしていたが、補正時間長として、適当な定数を加算または減算するように構成してもよい。例えば、圧力差が基準値以下である場合には、一定の時間長Tcを加算し、圧力差が基準値よりも大きい場合には、時間長Tcを減算するようにする。上記実施形態のように原理から求められた補正時間長ΔTではないため、一回の演算で最適値に収束させることはできない。しかし、パージは繰り返されるものであるため、パージ毎に最適なパージ時間に収斂していくことが期待される。   In the above embodiment, the correction calculation is performed according to the pressure difference ΔP. However, an appropriate constant may be added or subtracted as the correction time length. For example, when the pressure difference is equal to or smaller than the reference value, a certain time length Tc is added, and when the pressure difference is larger than the reference value, the time length Tc is subtracted. Since it is not the correction time length ΔT obtained from the principle as in the above embodiment, it cannot be converged to the optimum value by a single calculation. However, since the purge is repeated, it is expected that the optimum purge time is converged for each purge.

本実施形態1に係る燃料電池システムのブロック図Block diagram of a fuel cell system according to Embodiment 1 本実施形態1に係る燃料電池システムのパージ制御方法を説明するフローチャートA flowchart for explaining a purge control method of the fuel cell system according to the first embodiment. 本実施形態1のパージ弁開閉状態とアノードオフガス圧力との関係図Relationship diagram between purge valve open / close state and anode off-gas pressure in Embodiment 1 本実施形態2に係る燃料電池システムのパージ制御方法を説明するフローチャートFlowchart for explaining a purge control method of the fuel cell system according to the second embodiment. 実施形態2のパージ弁開閉状態とアノードオフガス圧力との関係図FIG. 4 is a relationship diagram between the purge valve open / close state and the anode off-gas pressure according to the second embodiment. 本実施形態3に係る燃料電池システムのブロック図Block diagram of a fuel cell system according to Embodiment 3 本実施形態3に係る燃料電池システムのパージ制御方法を説明するフローチャートFlowchart for explaining the purge control method of the fuel cell system according to the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…ガス供給部、2、2b…制御部、10C…空気極、10A…燃料極、10…燃料電池、11…水素タンク、12…アノードガス供給路、13…循環経路、14…循環ポンプ、15…アノードオフガス供給路、16…流量制限部、17…圧力センサ、18…パージ弁、21…エアクリーナ、22…カソードガス供給路、23…コンプレッサ、24…カソードオフガス供給路、25…希釈器、26…排気経路、200…圧力検出手段、202…圧力差計算手段、204、220…開閉時間補正手段、206…パージ弁制御手段、212、222…補正係数演算部、216、226…乗算部、219、230…加算部、Sd…検出信号、Spc…パージ弁制御信号、ΔP…圧力差、ΔT…補正時間長

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas supply part, 2, 2b ... Control part, 10C ... Air electrode, 10A ... Fuel electrode, 10 ... Fuel cell, 11 ... Hydrogen tank, 12 ... Anode gas supply path, 13 ... Circulation path, 14 ... Circulation pump, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Anode off-gas supply path, 16 ... Flow control part, 17 ... Pressure sensor, 18 ... Purge valve, 21 ... Air cleaner, 22 ... Cathode gas supply path, 23 ... Compressor, 24 ... Cathode off-gas supply path, 25 ... Diluter, 26: Exhaust path, 200 ... Pressure detection means, 202 ... Pressure difference calculation means, 204, 220 ... Opening / closing time correction means, 206 ... Purge valve control means, 212, 222 ... Correction coefficient calculation section, 216, 226 ... Multiplication section, 219, 230: Adder, Sd: Detection signal, Spc: Purge valve control signal, ΔP: Pressure difference, ΔT: Correction time length

Claims (16)

燃料電池のアノードオフガス通路に配置されたパージ弁を開閉させてアノードオフガスを排出する燃料電池システムにおいて、
該パージ弁の開弁時のアノードオフガス圧力と一定時間経過時のアノードオフガス圧力との圧力差に基づいてパージ量が計算され、
計算されたパージ量に基づいて該パージ弁の開閉時間が補正されることを特徴とする燃料電池システム。
In the fuel cell system for discharging the anode off gas by opening and closing the purge valve disposed in the anode off gas passage of the fuel cell,
The purge amount is calculated based on the pressure difference between the anode off-gas pressure when the purge valve is opened and the anode off-gas pressure when a predetermined time has elapsed,
A fuel cell system, wherein the opening and closing time of the purge valve is corrected based on the calculated purge amount.
燃料電池と、
燃料電池のアノードから排出されるアノードオフガスを排出するアノードオフガス供給路と、
該アノードオフガス通路に排出されたアノードオフガスに含まれる不純物を排出するパージ弁と、
該アノードオフガス供給路中のアノードオフガス圧力を検出する圧力センサと、
該圧力センサで検出される該パージ弁の開弁時のアノードオフガス圧力と一定時間経過時のアノードオフガス圧力との圧力差に基づいてパージ量を計算し、計算されたパージ量に基づいて該パージ弁の開閉時間を補正する制御装置と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell;
An anode off-gas supply path for discharging anode off-gas discharged from the anode of the fuel cell;
A purge valve for discharging impurities contained in the anode offgas discharged to the anode offgas passage;
A pressure sensor for detecting an anode offgas pressure in the anode offgas supply path;
The purge amount is calculated based on the pressure difference between the anode off-gas pressure detected by the pressure sensor when the purge valve is opened and the anode off-gas pressure after a predetermined time has elapsed, and the purge amount is calculated based on the calculated purge amount. A fuel cell system comprising: a control device that corrects the opening and closing time of the valve.
パージ弁を開閉してアノードオフガスを排出する燃料電池システムにおいて、
該アノードオフガスの圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段により検出された、該パージ弁の開弁時のアノードオフガス圧力と一定時間経過時のアノードオフガス圧力との圧力差を計算する圧力差計算手段と、
該圧力差計算手段により計算された該圧力差に基づいて該パージ弁の開閉時間を補正する開閉時間補正手段と、
補正された該開閉時間に応じて該パージ弁を開閉するパージ弁制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
In a fuel cell system that opens and closes a purge valve to discharge anode off gas,
Pressure detecting means for detecting the pressure of the anode off gas;
Pressure difference calculating means for calculating a pressure difference detected by the pressure detecting means between the anode off gas pressure when the purge valve is opened and the anode off gas pressure when a predetermined time has elapsed;
Open / close time correcting means for correcting the open / close time of the purge valve based on the pressure difference calculated by the pressure difference calculating means;
Purge valve control means for opening and closing the purge valve according to the corrected opening and closing time;
A fuel cell system comprising:
前記圧力差が所定の基準範囲以内である場合に、前記パージ弁の開閉時間の補正を禁止する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料電池システム。   4. The fuel cell system according to claim 1, wherein when the pressure difference is within a predetermined reference range, correction of the opening / closing time of the purge valve is prohibited. 5. 前記パージ弁の開閉時間の補正は、前記パージ弁の開弁時間から閉弁時間までの開弁時間長を変更するものである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein the correction of the opening and closing time of the purge valve is to change a valve opening time length from a valve opening time to a valve closing time of the purge valve. . 前記圧力差が所定の基準値以上である場合に、前記パージ弁の開弁時間長を減少させる、請求項5に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 5, wherein when the pressure difference is equal to or greater than a predetermined reference value, a valve opening time length of the purge valve is decreased. 前記圧力差が所定の基準値以下である場合に、前記パージ弁の開弁時間長を増加させる、請求項5に記載の燃料電池システム。   6. The fuel cell system according to claim 5, wherein when the pressure difference is equal to or less than a predetermined reference value, the valve opening time length of the purge valve is increased. 前記一定時間経過時は、前記パージ弁の開弁後であって閉弁前の所定時である、請求項5に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 5, wherein the predetermined time elapses is a predetermined time after the purge valve is opened and before the valve is closed. 前記一定時間経過後の前記パージ弁の開弁中に前記パージ弁の開閉時間が補正され、補正された前記開弁時間長経過後に前記パージ弁が閉弁される、請求項8に記載の燃料電池システム。   9. The fuel according to claim 8, wherein an opening / closing time of the purge valve is corrected while the purge valve is opened after the fixed time has elapsed, and the purge valve is closed after the corrected valve opening time has elapsed. Battery system. 前記一定時間経過時は、前記パージ弁の閉弁時であって、補正された前記開弁時間長で次の前記パージ弁の開閉が実施される、請求項5に記載の燃料電池システム。   6. The fuel cell system according to claim 5, wherein when the predetermined time has elapsed, the purge valve is closed, and the next purge valve is opened and closed with the corrected valve opening time length. 7. さらに前記パージ弁の上流側に流量制限部を備える、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 10, further comprising a flow restriction unit on an upstream side of the purge valve. 前記パージ弁の開閉時間は、前記開閉時間が補正される度に、補正された前記開閉時間によって更新される、請求項1乃至11のいずいれか一項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 11, wherein the opening / closing time of the purge valve is updated by the corrected opening / closing time each time the opening / closing time is corrected. 前記パージ弁の開閉時間の補正は、前記パージ弁の閉弁から次の開弁までのインターバル時間長を変更するものである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein the correction of the opening / closing time of the purge valve is to change an interval time length from the closing of the purge valve to the next opening. 前記圧力差が所定の基準値以上である場合に、前記インターバル時間長を増加させる、請求項13に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 13, wherein the interval time length is increased when the pressure difference is equal to or greater than a predetermined reference value. 前記圧力差が所定の基準値以下である場合に、前記インターバル開弁時間長を減少させる、請求項13に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 13, wherein the interval valve opening time length is decreased when the pressure difference is equal to or smaller than a predetermined reference value. 燃料電池のアノードオフガス通路に配置されたパージ手段からアノードオフガスを排出するパージ制御方法において、
該アノードオフガスの圧力を検出するステップと、
検出された該パージ手段によるパージ開始時のアノードオフガス圧力と一定時間経過時のアノードオフガス圧力との圧力差を計算するステップと、
計算された該圧力差に基づいて、前回までの該パージ手段の開閉時間を変更するステップと、を備えたことを特徴とするパージ制御方法。


In the purge control method for discharging the anode off gas from the purge means arranged in the anode off gas passage of the fuel cell,
Detecting the pressure of the anode offgas;
Calculating a pressure difference between the detected anode off-gas pressure at the start of purge by the purge means and the anode off-gas pressure after a certain period of time;
And a step of changing the opening / closing time of the purge means up to the previous time based on the calculated pressure difference.


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