JP2016213113A - Air-intake system of fuel cell - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air-intake system of a fuel cell arranged so as to be able to make a proper determination about filter clogging with stability.SOLUTION: An air-intake system operable to take in outside air through an intake provided on a fuel cell comprises: a cooling fan for taking in the outside air; a controller for controlling the driving of the cooling fan by regulating an electric power passing therethrough; a filter provided on an intake side; and a pressure sensor for detecting an intake pressure applied to the filter. The controller starts a determination process for making a determination about a state of clogging of the filter based on the intake pressure applied to the filter on condition that the electric power (PWM value) passing through the cooling fan is equal to or larger than a predetermined determination power value X%.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、燃料電池の内部に外部空気を吸気する吸気システムに関する。   The present invention relates to an intake system that sucks external air into a fuel cell.

燃料電池は、高圧タンク内に格納する水素に酸素を反応させることにより発電する。この燃料電池は、吸気ファンにより外部空気を吸気することで水素に反応させる酸素を調達している。また、この燃料電池は、水素と酸素との反応熱を冷却するために、外部空気を冷却用に吸気する空冷式などが提案されている(特許文献1を参照)。   The fuel cell generates power by reacting oxygen with hydrogen stored in a high-pressure tank. This fuel cell procures oxygen to react with hydrogen by sucking external air with an intake fan. In addition, in order to cool the reaction heat between hydrogen and oxygen, an air-cooled type in which external air is taken in for cooling is proposed for this fuel cell (see Patent Document 1).

このような空冷式燃料電池は、外部空気と一緒に不純物を吸気しないようにフィルタが設けられている。この燃料電池は、不純物の捕捉によるフィルタの詰まりの程度に応じて、吸気ファンによる外部空気の吸気量が少なくなって性能が低下してしまう。   Such an air-cooled fuel cell is provided with a filter so as not to inhale impurities together with external air. In this fuel cell, depending on the degree of clogging of the filter due to trapping of impurities, the intake amount of external air by the intake fan decreases, and the performance deteriorates.

特許文献1に記載の装置では、フィルタの移動量が所定量に達したことを検知したときに、燃料電池の性能低下の要因となるフィルタの詰まりが発生したと判断して、適正な保守作業を行い得るように工夫されている。   In the apparatus described in Patent Document 1, when it is detected that the amount of movement of the filter has reached a predetermined amount, it is determined that the filter has become clogged, which causes a decrease in the performance of the fuel cell, and appropriate maintenance work is performed. It is devised to be able to do.

特開平8−233321号公報JP-A-8-233321

しかしながら、特許文献1に記載の燃料電池の吸気システムにあっては、燃料電池の運転状況や外部環境に応じて冷却ファンの駆動条件が調整されることから、冷却ファンの駆動状態に伴い吸気圧力が変動してフィルタの移動量も変動することがある。このことから、保守作業が必要なほどにフィルタは詰まっていないにも拘わらずに、一時的にフィルタの移動量が所定量に達したことを検知する場合がある。   However, in the fuel cell intake system described in Patent Document 1, since the driving condition of the cooling fan is adjusted according to the operating state of the fuel cell and the external environment, the intake pressure is increased according to the driving state of the cooling fan. May fluctuate and the amount of movement of the filter may also vary. For this reason, it may be detected that the amount of movement of the filter temporarily reaches a predetermined amount even though the filter is not clogged to the extent that maintenance work is necessary.

このような場合には、フィルタの保守作業を無駄に行うことになる。また、無駄な保守作業を回避するために詰まり発生を検知するフィルタの移動量を大きく設定すると、フィルタの詰まりによる性能低下を適正なタイミングに解消することができない。   In such a case, the filter maintenance work is wasted. Further, if the amount of movement of the filter that detects the occurrence of clogging is set to be large in order to avoid useless maintenance work, performance degradation due to clogging of the filter cannot be eliminated at an appropriate timing.

そこで、本発明は、安定してフィルタの詰まりを適正に判定することができる燃料電池の吸気システムを提供することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel cell intake system that can stably determine the clogging of a filter properly.

上記課題を解決する燃料電池の吸気システムの発明の一態様は、燃料電池の筐体に設けられた空気導入口から外部空気を当該燃料電池の内部の流路内に吸気する燃料電池の吸気システムであって、前記外部空気を前記流路内へ吸気する吸気ファンと、前記吸気ファンへの通電電力を調整して当該吸気ファンの駆動を制御する駆動制御部と、前記流路の前記空気導入口側に設けられたフィルタと、前記フィルタに加わる吸気圧力を検出する圧力検出部と、前記フィルタに加わる吸気圧力に基づいて当該フィルタの詰まり状況を判定する判定部とを有し、前記判定部は、前記吸気ファンへの通電電力が所定の判定電力値以上の場合に、前記フィルタの詰まり状況の判定処理を開始するものである。   One aspect of the invention of an intake system for a fuel cell that solves the above problems is an intake system for a fuel cell that draws external air into an internal flow path of the fuel cell from an air inlet provided in a casing of the fuel cell. An intake fan that sucks the external air into the flow path, a drive control unit that controls driving of the intake fan by adjusting energization power to the intake fan, and the air introduction of the flow path A filter provided on the mouth side, a pressure detection unit that detects an intake pressure applied to the filter, and a determination unit that determines a clogging state of the filter based on the intake pressure applied to the filter, the determination unit Starts the determination process of the clogged state of the filter when the energization power to the intake fan is equal to or higher than a predetermined determination power value.

このように本発明の一態様によれば、安定してフィルタの詰まりを適正に判定することのできる燃料電池の吸気システムを提供することができる。   As described above, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide an intake system for a fuel cell that can stably determine whether a filter is clogged properly.

図1は、本発明の一実施形態に係る燃料電池の吸気システムを示す図であり、その概略全体構成を示す構造図である。FIG. 1 is a diagram showing an intake system for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, and is a structural diagram showing a schematic overall configuration thereof. 図2は、冷却ファンへの通電電力とフィルタに掛かる吸気圧力との関係を示すグラフ(マップ)である。FIG. 2 is a graph (map) showing the relationship between the electric power supplied to the cooling fan and the intake pressure applied to the filter. 図3は、そのフィルタの詰まりを判定する処理を説明する遷移図である。FIG. 3 is a transition diagram for explaining processing for determining clogging of the filter. 図4は、吸気システムの稼動開始時における冷却ファンへの通電電力に応じたフィルタに掛かる吸気圧力を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the intake pressure applied to the filter according to the energization power to the cooling fan at the start of operation of the intake system.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図4は本発明の一実施形態に係る燃料電池の吸気システムを示す図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 are views showing an intake system for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

図1において、燃料電池10は、例えば、走行する四輪自動車あるいは自動二輪車などの車両Mに搭載されている。燃料電池10は、車両Mに搭載されている不図示の高圧タンクから燃料ガスとして水素の供給を受けて、取り込む外部空気の酸素と反応させることにより発電するようになっている。燃料電池10では、水素と酸素の反応によって、発電エネルギーとともに反応熱も発生する。   In FIG. 1, the fuel cell 10 is mounted on a vehicle M such as a traveling four-wheeled vehicle or a motorcycle. The fuel cell 10 is supplied with hydrogen as a fuel gas from a high-pressure tank (not shown) mounted on the vehicle M, and generates electric power by reacting with oxygen in external air taken in. In the fuel cell 10, reaction heat is generated along with power generation energy by the reaction of hydrogen and oxygen.

このため、燃料電池10は、水素と酸素による反応熱を抑えるために、外部空気を冷却空気として内部に吸気する吸気システム100と一緒に車両Mに搭載されている。この吸気システム100は、走行風などを利用して燃料電池10を冷却する空冷式の冷却システムとして機能する。また、吸気システム100は、燃料電池10において水素と反応させる酸素を含む外部空気を取り込む反応空気の吸入システムとしても機能する。本実施形態の吸気システム100では、以降、外部空気を冷却に利用する場合の吸気処理を説明する。   For this reason, the fuel cell 10 is mounted on the vehicle M together with the intake system 100 that takes outside air as cooling air in order to suppress reaction heat due to hydrogen and oxygen. The intake system 100 functions as an air-cooled cooling system that cools the fuel cell 10 using traveling wind or the like. The intake system 100 also functions as a reaction air intake system that takes in external air containing oxygen to be reacted with hydrogen in the fuel cell 10. In the intake system 100 of the present embodiment, an intake process when external air is used for cooling will be described below.

また、燃料電池10は、概略直方体に形成されている筐体11の一面側に外部空気の取込口13が配置され、その筐体11の取込口13に対面する位置に、取り込んだ外部空気を排気する排気口15が配置されている。   Further, the fuel cell 10 has an external air intake port 13 disposed on one surface side of the housing 11 formed in a substantially rectangular parallelepiped, and the external air taken in at a position facing the intake port 13 of the housing 11. An exhaust port 15 for exhausting air is disposed.

このように、燃料電池10は、筐体11の互いに対面する位置に取込口13と排気口15とを配置することにより、筐体11の内部空間を有効利用して外部空気を流動させる流路を簡易な構造にして構築されている。このため、燃料電池10は、筐体11の一面側の取込口13から取り込んだ外部空気を対面側の排気口15に向けて流動させて排気するようになっている。   As described above, the fuel cell 10 is configured to flow the external air by effectively using the internal space of the housing 11 by disposing the intake port 13 and the exhaust port 15 at positions facing each other of the housing 11. The road is constructed with a simple structure. For this reason, the fuel cell 10 exhausts the external air taken in from the intake port 13 on the one surface side of the housing 11 toward the exhaust port 15 on the facing side.

吸気システム100は、フィルタユニット21と、ファンユニット31と、コントローラ101と、を備えて構築されている。フィルタユニット21は、燃料電池10の取込口13に設置されている。ファンユニット31は、燃料電池10の排気口15に設置されている。コントローラ101は、メモリ102内の制御プログラムを用いてパラメータや検出データ等の各種情報に基づく制御処理を実行することにより燃料電池10の駆動を統括制御するようになっている。なお、コントローラ101は、燃料電池10を搭載する車両Mの駆動を統括制御するユニットを兼用して集中制御するようにしてもよく、また、燃料電池10の駆動制御とは別に冷却制御処理を分散制御するユニットとして構築しても良い。   The intake system 100 includes a filter unit 21, a fan unit 31, and a controller 101. The filter unit 21 is installed in the intake port 13 of the fuel cell 10. The fan unit 31 is installed at the exhaust port 15 of the fuel cell 10. The controller 101 performs overall control of driving of the fuel cell 10 by executing control processing based on various information such as parameters and detection data using a control program in the memory 102. Note that the controller 101 may be configured to perform centralized control by using a unit that performs overall control of driving of the vehicle M on which the fuel cell 10 is mounted. In addition, the cooling control processing is distributed separately from the drive control of the fuel cell 10. It may be constructed as a unit to be controlled.

フィルタユニット21は、フィルタ23を交換可能にケース25内に収容して構築されている。フィルタユニット21は、燃料電池10の外面側に設置することから薄型に構成されている。なお、フィルタユニット21は、車両Mの設置場所に搭載可能な外形に形成されている。   The filter unit 21 is constructed by accommodating the filter 23 in a case 25 so as to be replaceable. Since the filter unit 21 is installed on the outer surface side of the fuel cell 10, the filter unit 21 is configured to be thin. The filter unit 21 is formed in an outer shape that can be mounted at the installation location of the vehicle M.

フィルタ23は、吸気する外部空気が一面側平面23aから他面側平面23bに抜けるまでに、その外部空気に含まれる塵埃やガスなどの不純物を除去対象として捕捉することにより、通過する外部空気を清浄化する機能を備えている。フィルタ23は、燃料電池10の外面の一面側の全面と同等の面積を有する平板形状に作製されて薄型化されている。すなわち、フィルタ23は、平板形状における大面積の両平面23a、23b間の厚さ分の流路を通過する間に除去対象を捕捉する機能を備えて、流通する経路長を短くすることにより通過する外部空気の流通抵抗を小さくするようになっている。   The filter 23 captures impurities such as dust and gas contained in the external air as removal targets until the inspiring external air passes from the one-side plane 23a to the other-side plane 23b, thereby removing the passing external air. Has the function of cleaning. The filter 23 is made into a flat plate shape having an area equivalent to the entire surface on one side of the outer surface of the fuel cell 10 and is thinned. That is, the filter 23 has a function of capturing an object to be removed while passing through a flow path having a thickness between the flat surfaces 23a and 23b of a large area in a flat plate shape, and passes by shortening the length of the circulation path. The flow resistance of external air is reduced.

ケース25は、燃料電池10の外面の一面側の全面と同等の面積を有する外板26と内板27が対面して、内部空間にフィルタ23を収容する薄型に作製されている。ケース25は、吸気する外部空気がフィルタ23の平面23a、23b間を効果的に通過するように、そのフィルタ23の両平面23a、23bに対面する外板26と内板27のそれぞれの略全面に吸気口26aと連通口27aが開口している。ケース25は、燃料電池10の取込口13に連通口27aを一致させて筐体11に一体になるように固定されている。すなわち、ケース25は、燃料電池10の筐体11の一部として機能し、吸気口26aが燃料電池10の取込口13を延長して外部空気を吸気する空気導入口として機能する。このことから、ケース25は、燃料電池10内の流通経路を延長して、外部空気を流通させる流路の一部を構成する。   The case 25 is made thin so that the outer plate 26 and the inner plate 27 having the same area as the entire surface of the outer surface of the fuel cell 10 face each other and the filter 23 is accommodated in the inner space. The case 25 has a substantially entire surface of each of the outer plate 26 and the inner plate 27 facing both the flat surfaces 23a and 23b of the filter 23 so that the external air to be sucked in effectively passes between the flat surfaces 23a and 23b of the filter 23. In addition, an intake port 26a and a communication port 27a are opened. The case 25 is fixed so as to be integrated with the housing 11 with the communication port 27 a aligned with the intake port 13 of the fuel cell 10. That is, the case 25 functions as a part of the housing 11 of the fuel cell 10, and the intake port 26 a functions as an air inlet that extends the intake port 13 of the fuel cell 10 and sucks external air. Accordingly, the case 25 constitutes a part of a flow path that extends the flow path in the fuel cell 10 and flows external air.

また、ケース25は、フィルタ23を外板26側に密接させて吸気口26aから外部空気を吸気可能に露出させている。ケース25は、フィルタ23を内板27から離隔させて連通口27a(取込口13)との間に平面方向に拡がる連通空間29を形成するようになっている。   Further, the case 25 has the filter 23 in close contact with the outer plate 26 side so that external air can be exposed from the air inlet 26a. The case 25 separates the filter 23 from the inner plate 27 and forms a communication space 29 that expands in the plane direction between the communication port 27a (the intake port 13).

これにより、ケース25は、燃料電池10内の流路を介して取込口13(連通口27a)から外部空気が後述するファンユニット31により吸気される際に、連通空間29内が負圧にされる。このため、ケース25は、フィルタ23の下流側平面23bの全面に吸気圧力が加えられつつ、上流側平面23aの全面を有効利用させて、外部空気を吸気口26aから吸気させることができる。   As a result, the case 25 has a negative pressure in the communication space 29 when external air is sucked from the intake port 13 (communication port 27a) through the flow path in the fuel cell 10 by the fan unit 31 described later. Is done. For this reason, the case 25 can take in the external air from the intake port 26a by effectively utilizing the entire surface of the upstream plane 23a while the intake pressure is applied to the entire surface of the downstream plane 23b of the filter 23.

ファンユニット31は、複数台の冷却ファン(吸気ファン)33が燃料電池10のフィルタユニット21の反対側に設置されて構築されている。ファンユニット31は、車両Mへの設置場所に制限が掛からないように薄型の冷却ファン33が選択されて燃料電池10の外面側に並列されている。   The fan unit 31 is constructed by installing a plurality of cooling fans (intake fans) 33 on the opposite side of the filter unit 21 of the fuel cell 10. For the fan unit 31, a thin cooling fan 33 is selected so that the installation location on the vehicle M is not limited, and the fan unit 31 is arranged in parallel on the outer surface side of the fuel cell 10.

冷却ファン33は、燃料電池10の排気口15内に吸気口35が位置するように並列されて複数台が設置されている。冷却ファン33は、吸気口35に対面する位置に排出口36が配置されている。   A plurality of cooling fans 33 are arranged in parallel so that the intake port 35 is positioned in the exhaust port 15 of the fuel cell 10. The cooling fan 33 is provided with a discharge port 36 at a position facing the intake port 35.

このように、吸気システム100は、燃料電池10の対面位置に配置されている取込口13と排気口15のそれぞれに、ケース25の吸気口26aと連通口27aの対面方向や、冷却ファン33の吸排気方向を一致させて、フィルタユニット21とファンユニット31とが設置されている。   As described above, the intake system 100 includes the intake port 13 and the exhaust port 15 arranged at the facing positions of the fuel cell 10, the facing direction of the intake port 26 a and the communication port 27 a of the case 25, and the cooling fan 33. The filter unit 21 and the fan unit 31 are installed such that the intake and exhaust directions are matched.

これにより、吸気システム100は、ケース25の吸気口26aから冷却ファン33の吸引力により吸気される外部空気内に含まれる塵埃等がフィルタ23で捕捉されて清浄化される。この清浄後の外部空気は、吸気方向が維持されたまま、燃料電池10の取込口13に導入され、燃料電池10内における反応熱を冷却した後に排気口15を介して冷却ファン33の排気口36から排気される。   As a result, in the intake system 100, dust or the like contained in the external air sucked by the suction force of the cooling fan 33 from the intake port 26a of the case 25 is captured by the filter 23 and cleaned. The cleaned external air is introduced into the intake port 13 of the fuel cell 10 while maintaining the intake direction, and after the reaction heat in the fuel cell 10 is cooled, the exhaust air from the cooling fan 33 is exhausted through the exhaust port 15. The air is exhausted from the port 36.

したがって、吸気システム100では、フィルタユニット21とファンユニット31が小さな流動抵抗で外部空気を吸排気して、燃料電池10内における冷却処理を実行させることができる。   Therefore, in the intake system 100, the filter unit 21 and the fan unit 31 can take in and exhaust external air with a small flow resistance and execute the cooling process in the fuel cell 10.

また、フィルタユニット21は、外気温度センサ41と、圧力センサ(圧力検出部)43と、セル温度センサ45と、を備えている。外気温度センサ41は、ケース25の吸気口26aの開口縁付近に設置されて、コントローラ101に接続されている。圧力センサ43は、ケース25内の連通空間29内に設置されて、コントローラ101に接続されている。セル温度センサ45は、燃料電池10内の積層されている不図示のセルの一部に設置されて、コントローラ101に接続されている。   The filter unit 21 includes an outside air temperature sensor 41, a pressure sensor (pressure detection unit) 43, and a cell temperature sensor 45. The outside air temperature sensor 41 is installed near the opening edge of the air inlet 26 a of the case 25 and is connected to the controller 101. The pressure sensor 43 is installed in the communication space 29 in the case 25 and is connected to the controller 101. The cell temperature sensor 45 is installed in a part of the cells (not shown) stacked in the fuel cell 10 and connected to the controller 101.

コントローラ101は、メモリ102内の制御プログラムに従って、車両M側から要求される電力に応じて燃料電池10の稼動を制御することにより発電処理を実行するようになっている。コントローラ101は、この発電処理において、発電電力に応じて発生する反応熱による温度上昇を抑えるように機能する。このとき、コントローラ101は、温度上昇の抑制によって発電効率が低下してしまうことを回避するために、ファンユニット31の冷却ファン33に通電する電力を調整する制御処理を実行するようになっている。   The controller 101 executes power generation processing by controlling the operation of the fuel cell 10 in accordance with the power requested from the vehicle M according to the control program in the memory 102. In this power generation process, the controller 101 functions to suppress a temperature increase due to reaction heat generated according to the generated power. At this time, the controller 101 executes a control process for adjusting the electric power supplied to the cooling fan 33 of the fan unit 31 in order to avoid a decrease in power generation efficiency due to the suppression of the temperature rise. .

また、このとき、コントローラ101は、外気温度センサ41が検出するケース25の吸気口26aの開口縁付近の温度情報(センサ信号)を受け取り、セル温度センサ45が検出する燃料電池10のセルの温度情報(センサ信号)を受け取って、外部空気の温度と燃料電池10のセルの温度とに応じて冷却ファン33に通電する電力を調整する。このようにして、吸気システム100は、吸気口26aから吸気して燃料電池10内における反応熱を冷却する外部空気の吸気量を調整するようになっている。   At this time, the controller 101 receives temperature information (sensor signal) in the vicinity of the opening edge of the air inlet 26 a of the case 25 detected by the outside air temperature sensor 41, and the cell temperature of the fuel cell 10 detected by the cell temperature sensor 45. The information (sensor signal) is received, and the electric power supplied to the cooling fan 33 is adjusted according to the temperature of the external air and the temperature of the cell of the fuel cell 10. In this manner, the intake system 100 adjusts the intake amount of external air that is sucked from the intake port 26a and cools the reaction heat in the fuel cell 10.

ここで、コントローラ101は、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)によるデューティ比(単位時間当たりの通電時間の占める割合%)によって冷却ファン33への通電電力を調整して駆動を制御することにより、冷却ファン33による外部空気の吸気量を調整するようになっている。すなわち、コントローラ101が駆動制御部を構成する。なお、冷却ファン33の駆動を制御する電力調整は、PWMに限るものではない。冷却ファン33が備えるモータの特性に応じて電力を調整すれば良く、例えば、通電する電圧・電流特性を調整する場合も含まれる。   Here, the controller 101 controls the drive by adjusting the energization power to the cooling fan 33 by the duty ratio (percentage of the energization time per unit time) by pulse width modulation (PWM). The intake air amount of the external air by the cooling fan 33 is adjusted. That is, the controller 101 constitutes a drive control unit. The power adjustment for controlling the driving of the cooling fan 33 is not limited to PWM. What is necessary is just to adjust electric power according to the characteristic of the motor with which the cooling fan 33 is provided.

また、コントローラ101は、メモリ102内の判定プログラムを用いてパラメータや検出データ等の各種情報に基づく判定処理を実行することにより、フィルタ23の交換の要否を判定して報知するようになっている。すなわち、コントローラ101が判定部も構成する。   In addition, the controller 101 uses the determination program in the memory 102 to execute determination processing based on various information such as parameters and detection data, thereby determining whether or not the filter 23 needs to be replaced and notifying it. Yes. That is, the controller 101 also constitutes a determination unit.

具体的に、コントローラ101は、圧力センサ43が検出するケース25内の連通空間29の吸気圧力(気圧)を受け取って、冷却ファン33への通電電力を調整するPWMのデューティ比に対応する圧力閾値(圧力判定値)を超えているか否かによってフィルタ23の交換の要否を判定するようになっている。   Specifically, the controller 101 receives the intake pressure (atmospheric pressure) of the communication space 29 in the case 25 detected by the pressure sensor 43 and adjusts the energization power to the cooling fan 33, and the pressure threshold corresponding to the PWM duty ratio Whether or not the filter 23 needs to be replaced is determined based on whether or not (pressure determination value) is exceeded.

ここで、フィルタ23は、外部空気が通過する際に塵埃などを捕捉する量に従って流通抵抗が上昇する。フィルタ23は、例えば、図2のグラフに示すように、その捕捉量が嵩むに従って、冷却ファン33への通電電力のデューティ比(%)に応じて発生するケース25の連通空間29の負圧(Pa)が、使用開始当初(Beginning Of Life)のBOLカーブから所期の機能を果たすことができない寿命(End Of Life)のEOLカーブに近づいていく。フィルタ23は、冷却ファン33への通電電力のデューティ比(%)が同等でも、ケース25の連通空間29の負圧(吸気圧力)がEOLカーブを超えるほどに流通抵抗が上昇している場合には交換する必要がある。なお、パルス幅変調におけるデューティ比(%)は、単位時間当たりの通電時間の占める割合(%)であることから、図2中の文言も含めて以下の説明では、冷却ファン33への通電電力のデューティ比を、PWM値と称して説明する場合もある。   Here, the flow resistance of the filter 23 increases according to the amount of dust that is captured when external air passes. For example, as shown in the graph of FIG. 2, the filter 23 has a negative pressure (in the communication space 29 of the case 25 that is generated according to the duty ratio (%) of the energization power to the cooling fan 33 as the trapped amount increases. Pa) approaches the EOL curve of the end of life (End Of Life) from the BOL curve at the beginning of use (Beginning Of Life). The filter 23 is used when the flow resistance increases so that the negative pressure (intake pressure) of the communication space 29 of the case 25 exceeds the EOL curve even if the duty ratio (%) of the energization power to the cooling fan 33 is equal. Need to be replaced. Since the duty ratio (%) in the pulse width modulation is the ratio (%) of the energization time per unit time, the energization power to the cooling fan 33 will be described in the following description including the wording in FIG. The duty ratio may be referred to as a PWM value.

このため、コントローラ101は、冷却ファン33のPWM値とケース25の連通空間29内の吸気圧力との相関関係によりフィルタ23の流通抵抗を示す図2のグラフが、フィルタ23の交換の要否の判定処理に利用するマップとして、予めメモリ102内に設定されている。   For this reason, the controller 101 shows that the graph of FIG. 2 showing the flow resistance of the filter 23 based on the correlation between the PWM value of the cooling fan 33 and the intake pressure in the communication space 29 of the case 25 indicates whether or not the filter 23 needs to be replaced. A map used for determination processing is set in the memory 102 in advance.

例えば、コントローラ101は、フィルタ23の交換の要否の判定処理において、ケース25の連通空間29内の吸気圧力が図2におけるEOLカーブを超えている場合には、流通抵抗が設定閾値よりも高い、と判断する。また、コントローラ101は、同様に、図2におけるBOLカーブよりも下側の場合には、流通抵抗が設定閾値よりも低過ぎる、と判断する。   For example, in the determination process of whether or not the filter 23 needs to be replaced, when the intake pressure in the communication space 29 of the case 25 exceeds the EOL curve in FIG. Judge that. Similarly, the controller 101 determines that the flow resistance is too lower than the set threshold when it is below the BOL curve in FIG.

すなわち、コントローラ101は、フィルタ23の特性が図2におけるEOLカーブとBOLカーブの間にない場合には、フィルタ23が適度な流通抵抗で塵埃等を信頼性高く捕捉することができないことから交換が必要と判定するようになっている。このとき、コントローラ101は、フィルタ23の交換が必要と判定する場合には、例えば、車両Mに設けられている報知ランプ105を点灯したり、スピーカから音声メッセージを出力したりするなどして、フィルタ23の交換が必要である旨をドライバなどに報知するようになっている。なお、このBOLカーブよりも下側にある場合の判定処理は、一度正常な流通抵抗であることが確認されたフィルタ23が、その後に極度に流通抵抗が低下するという可能性は低いことから、少なくともフィルタ23の交換直後に1度行われるようになっている。   That is, when the characteristics of the filter 23 are not between the EOL curve and the BOL curve in FIG. 2, the controller 101 can be replaced because the filter 23 cannot reliably capture dust or the like with an appropriate flow resistance. It is determined that it is necessary. At this time, when the controller 101 determines that the filter 23 needs to be replaced, for example, by turning on the notification lamp 105 provided in the vehicle M or outputting a voice message from the speaker, The driver is notified that the filter 23 needs to be replaced. In addition, the determination process in the case of being below the BOL curve is unlikely that the filter 23 once confirmed to have normal distribution resistance is extremely low in distribution resistance thereafter. This is performed at least once immediately after the replacement of the filter 23.

そして、コントローラ101は、冷却ファン33への通電電力のデューティ比(PWM値)が予め設定されている判定開始デューティ比(判定電力値)X%以上となる場合に、フィルタ23の交換の要否の判定処理を実行するようになっている。これにより、コントローラ101は、大きな通電電力で冷却ファン33が駆動してケース25の連通空間29内の吸気圧力が安定する領域において、フィルタ23の交換の要否の判定を開始することができる。このため、コントローラ101は、例えば、フィルタ23が使用限界を過ぎているのにも拘わらずに交換不要と判定したり、あるいは、使用限界前であるのに交換が必要と判定したりしてしまうことを信頼性高く回避することができる。   Then, the controller 101 determines whether the filter 23 needs to be replaced when the duty ratio (PWM value) of the energization power to the cooling fan 33 is equal to or greater than a preset determination start duty ratio (determination power value) X%. This determination process is executed. As a result, the controller 101 can start determining whether or not the filter 23 needs to be replaced in a region where the cooling fan 33 is driven with large energized power and the intake pressure in the communication space 29 of the case 25 is stable. For this reason, for example, the controller 101 determines that the replacement is unnecessary even though the filter 23 has passed the use limit, or determines that the replacement is necessary even though it is before the use limit. This can be avoided with high reliability.

また、コントローラ101は、冷却ファン33への通電電力のデューティ比が予め設定されている判定開始デューティ比X%以上となることに加えて、次に説明する状態1、状態2を満たすことを条件に、フィルタ23の交換の要否の判定処理を実行するようになっている。これにより、コントローラ101は、ケース25の連通空間29内の吸気圧力がより安定している状態でフィルタ23の交換の要否の判定をすることができ、その判定処理の信頼性を向上させることができる。   Further, the controller 101 satisfies the following conditions 1 and 2 in addition to the duty ratio of the energization power to the cooling fan 33 being equal to or higher than a preset determination start duty ratio X%. In addition, a process for determining whether or not the filter 23 needs to be replaced is executed. Accordingly, the controller 101 can determine whether or not the filter 23 needs to be replaced while the intake pressure in the communication space 29 of the case 25 is more stable, and can improve the reliability of the determination process. Can do.

その状態1として、コントローラ101は、冷却ファン33への通電電力のデューティ比が、次の3つの判定継続条件1−1〜1−3を満たすときに判定処理を継続するようになっている。これにより、コントローラ101は、フィルタ23の交換の要否を判定する際の冷却ファン33への通電電力のデューティ比を所望の範囲内に制限することができ、その判定処理の信頼性をより向上させることができる。
条件1−1:判定開始デューティ比X%よりも大きい安定判断下限デューティ比(第1の電力値)以上であること。
条件1−2:安定判断下限デューティ比よりも大きい安定判断上限デューティ比(第2の電力値)以下であること。
条件1−3:条件1−1および条件1−2を満たす状態が開始継続時間T1以上継続すること。
As the state 1, the controller 101 continues the determination process when the duty ratio of the energization power to the cooling fan 33 satisfies the following three determination continuation conditions 1-1 to 1-3. Thus, the controller 101 can limit the duty ratio of the energization power to the cooling fan 33 when determining whether or not the filter 23 needs to be replaced within a desired range, and further improve the reliability of the determination process. Can be made.
Condition 1-1: The stability determination lower limit duty ratio (first power value) is larger than the determination start duty ratio X%.
Condition 1-2: The stability determination upper limit duty ratio (second power value) is less than or equal to the stability determination lower limit duty ratio.
Condition 1-3: The state satisfying the condition 1-1 and the condition 1-2 is continued for the start duration T1 or more.

ここで、本実施形態において、状態1は、例えば、燃料電池10が定常運転する際に、正常な冷却ファン33への通電電力のデューティ比の変動幅がY%の範囲内で変動する(上限値−下限値<Y%)ものとしている。このとき、変動幅Y%の下限値を安定判断下限デューティ比とし、また、変動幅Y%の上限値を安定判断上限デューティ比として設定する。なお、例えば、正常な冷却ファン33への通電電力のデューティ比が、その平均値を中心にして変動幅Y%の範囲内で変動する場合には、その平均的なデューティ比−Y/2%を安定判断下限デューティ比とし、また、平均的なデューティ比+Y/2%を安定判断上限デューティ比として設定してもよい。   Here, in the present embodiment, the state 1 is, for example, when the fuel cell 10 is in steady operation, the fluctuation range of the duty ratio of the power supplied to the normal cooling fan 33 varies within a range of Y% (upper limit). Value−lower limit value <Y%). At this time, the lower limit value of the fluctuation range Y% is set as the stability determination lower limit duty ratio, and the upper limit value of the fluctuation range Y% is set as the stability determination upper limit duty ratio. For example, when the duty ratio of the power supplied to the normal cooling fan 33 fluctuates within the fluctuation range Y% around the average value, the average duty ratio −Y / 2%. May be set as the stability determination lower limit duty ratio, and an average duty ratio + Y / 2% may be set as the stability determination upper limit duty ratio.

このコントローラ101は、フィルタ23の交換の要否の判定処理において利用するケース25内の連通空間29の吸気圧力として、圧力センサ43の検出圧力の平均値を算出してフィルタ23の交換の要否を判定するようになっている。詳しくは、コントローラ101は、状態1を満たして開始継続時間T1を経過した時点からの圧力センサ43の検出圧力の平均値を算出し、開始継続時間T1を経過した時点での冷却ファン33への通電電力のデューティ比に対応するEOLカーブ上の圧力閾値よりも、算出した平均値が大きい場合にフィルタ23の交換が必要と判定するようになっている。このように、コントローラ101は、フィルタ23の交換の要否を判定する際に圧力センサ43の検出圧力が変動したとしても、その平均値により、フィルタ23が交換の必要なほど塵埃等の捕捉量が多くなる詰まり状況にあるか否かを判定するため、その判定処理の信頼性をより向上させることができる。   The controller 101 calculates the average value of the pressure detected by the pressure sensor 43 as the intake pressure of the communication space 29 in the case 25 used in the determination process of whether or not the filter 23 needs to be replaced, and whether or not the filter 23 needs to be replaced. It comes to judge. Specifically, the controller 101 calculates the average value of the pressure detected by the pressure sensor 43 from the time when the state 1 is satisfied and the start duration time T1 elapses, and the controller 101 supplies the cooling fan 33 when the start duration time T1 elapses. When the calculated average value is larger than the pressure threshold value on the EOL curve corresponding to the duty ratio of the energized power, it is determined that the filter 23 needs to be replaced. Thus, even if the detected pressure of the pressure sensor 43 fluctuates when determining whether or not the filter 23 needs to be replaced, the controller 101 captures dust or the like so that the filter 23 needs to be replaced based on the average value. Therefore, the reliability of the determination process can be further improved.

また、状態2として、コントローラ101は、冷却ファン33への通電電力のデューティ比が、次の3つの算出継続条件2−1〜2−3を満たすときに判定処理を継続して平均値を算出するようになっている。これにより、コントローラ101は、フィルタ23の交換の要否を判定する圧力センサ43の検出圧力(流通抵抗)をより精度良く算出することができ、その判定処理の信頼性をより向上させることができる。
条件2−1:安定判断下限デューティ比よりも大きい高精度判断下限デューティ比(第3の電力値)以上であること。
条件2−2:高精度判断下限デューティ比よりも大きく安定判断上限デューティ比よりも小さい高精度判断上限デューティ比(第4の電力値)以下であること。
条件2−3:条件2−1および条件2−2を満たす状態が、算出継続時間T2以上継続すること。
In state 2, the controller 101 continues the determination process and calculates the average value when the duty ratio of the energization power to the cooling fan 33 satisfies the following three calculation continuation conditions 2-1 to 2-3. It is supposed to be. Thereby, the controller 101 can calculate the detection pressure (flow resistance) of the pressure sensor 43 that determines whether or not the filter 23 needs to be replaced with higher accuracy, and can further improve the reliability of the determination process. .
Condition 2-1: The accuracy determination lower limit duty ratio (third power value) is larger than the stability determination lower limit duty ratio.
Condition 2-2: It is equal to or less than the high accuracy judgment upper limit duty ratio (fourth power value) that is larger than the high accuracy judgment lower limit duty ratio and smaller than the stability judgment upper limit duty ratio.
Condition 2-3: A state satisfying the conditions 2-1 and 2-2 is continued for the calculation duration T2 or more.

ここで、本実施形態において、状態2は、例えば、冷却ファン33が状態1よりも安定したとき、通電電力のデューティ比の変動幅がZ%の範囲内で変動する(上限値−下限値<Z%)ものとしている。このとき、変動幅Z%の下限値を高精度判断下限デューティ比とし、また、変動幅Z%の上限値を高精度判断上限デューティ比として設定している。なお、例えば、安定した冷却ファン33への通電電力のデューティ比がその平均値を中心にして変動幅Z%の範囲内で変動する場合には、その平均的なデューティ比−Z/2%を高精度判断下限デューティ比とし、また、平均的なデューティ比+Z/2%を高精度判断上限デューティ比として設定してもよい。   Here, in the present embodiment, in the state 2, for example, when the cooling fan 33 is more stable than in the state 1, the fluctuation range of the duty ratio of the energized power varies within a range of Z% (upper limit value−lower limit value < Z%). At this time, the lower limit value of the fluctuation range Z% is set as the high accuracy judgment lower limit duty ratio, and the upper limit value of the fluctuation range Z% is set as the high accuracy judgment upper limit duty ratio. For example, when the duty ratio of the power supplied to the stable cooling fan 33 fluctuates within the fluctuation range Z% around the average value, the average duty ratio −Z / 2% is set. The high precision judgment lower limit duty ratio may be set, and the average duty ratio + Z / 2% may be set as the high precision judgment upper limit duty ratio.

そして、コントローラ101は、算出した圧力センサ43の検出圧力の平均値が算出継続時間T2の計時開始時点(開始継続時間T1の経過時点)での冷却ファン33への通電電力のデューティ比に対応するEOLカーブ上の圧力閾値よりも大きいと判定する回数をカウントして、フィルタ23の交換の要否を判定するようになっている。コントローラ101は、圧力センサ43の検出圧力の平均値が、EOLカーブ上の圧力閾値を予め設定されている交換判定回数以上超えた場合に、フィルタ23の交換が必要と判定して、車両Mが備える報知ランプ105を点灯したり、音声メッセージを出力したりして、その旨をドライバに報知するようになっている。   In the controller 101, the calculated average value of the detected pressures of the pressure sensor 43 corresponds to the duty ratio of the energization power to the cooling fan 33 at the time of starting the measurement time T2 (the time when the start time T1 has elapsed). The number of times it is determined that the pressure is greater than the pressure threshold on the EOL curve is counted to determine whether the filter 23 needs to be replaced. When the average value of the pressure detected by the pressure sensor 43 exceeds the pressure threshold value on the EOL curve by a predetermined number of replacement determinations, the controller 101 determines that the filter 23 needs to be replaced, and the vehicle M The notification lamp 105 provided is turned on or a voice message is output to notify the driver accordingly.

詳細には、コントローラ101は、燃料電池10の稼動開始(車両MのイグニッションON)と共に、冷却ファン33を駆動して外部空気の吸気を開始するようになっている。また、コントローラ101は、判定プログラムを実行して、図3に遷移図として示す判定処理を開始するようになっている。このとき、コントローラ101は、図4に示すように、冷却ファン33のPWM値に応じて変化するケース25の連通空間29内の圧力情報を圧力センサ43から受け取って、図3に示すサンプリングフェーズと判定フェーズとを繰り返すようになっている。   In detail, the controller 101 starts the intake of external air by driving the cooling fan 33 together with the start of operation of the fuel cell 10 (ignition ON of the vehicle M). Further, the controller 101 executes the determination program and starts the determination process shown as a transition diagram in FIG. At this time, as shown in FIG. 4, the controller 101 receives the pressure information in the communication space 29 of the case 25 that changes according to the PWM value of the cooling fan 33 from the pressure sensor 43, and the sampling phase shown in FIG. The judgment phase is repeated.

判定処理を開始すると、カウンタをリセットした後に、まずは、サンプリングフェーズにおいて、コントローラ101は、データ収集を開始する(ステップS11)。このコントローラ101は、図4に示すように、冷却ファン33のPWM値が判定開始デューティ比X%以上となって、安定判断デューティ比Y%の範囲内で変動する安定した状態1が開始継続時間T1を越えて継続することを確認したときに、ケース25の連通空間29内の圧力情報を収集(積算)する(ステップS12)。   When the determination process is started, first, after resetting the counter, in the sampling phase, the controller 101 starts data collection (step S11). As shown in FIG. 4, the controller 101 has a stable state 1 in which the PWM value of the cooling fan 33 becomes equal to or greater than the determination start duty ratio X% and fluctuates within the range of the stability determination duty ratio Y%. When it is confirmed that the operation continues beyond T1, pressure information in the communication space 29 of the case 25 is collected (integrated) (step S12).

ステップS12において、コントローラ101は、ケース25の連通空間29内の圧力情報を収集しつつ、図4に示すように、冷却ファン33のPWM値が高精度判断デューティ比Z%未満の範囲内で変動するような、より安定した状態2が算出継続時間T2を越えて継続することを確認したときに、ケース25の連通空間29内の圧力情報の収集結果を積算回数で除算することにより平均圧力値を算出(平均化処理)し、サンプリングフェーズを終了する(ステップS13)。   In step S12, the controller 101 collects pressure information in the communication space 29 of the case 25, and as shown in FIG. 4, the PWM value of the cooling fan 33 fluctuates within a range of less than the high accuracy determination duty ratio Z%. Thus, when it is confirmed that the more stable state 2 continues beyond the calculation duration T2, the average pressure value is obtained by dividing the collection result of the pressure information in the communication space 29 of the case 25 by the number of integrations. Is calculated (averaging process), and the sampling phase is terminated (step S13).

また、ステップS12において、コントローラ101は、冷却ファン33のPWM値が、算出継続時間T2を越える前に、判定開始デューティ比X%未満、あるいは、高精度判断デューティ比Z%を超える変動幅となって、状態2を満たすことができなくなった場合には、ステップS11に戻って同様の処理を繰り返す。   In step S12, the controller 101 has a fluctuation range in which the PWM value of the cooling fan 33 exceeds the determination start duty ratio X% or exceeds the high accuracy determination duty ratio Z% before the calculation duration time T2 is exceeded. If state 2 cannot be satisfied, the process returns to step S11 and the same processing is repeated.

次いで、判定フェーズにおいて、コントローラ101は、ケース25の連通空間29内の平均圧力値が、メモリ102内のEOLカーブに基づく設定閾値を超えているか否か比較する(ステップS21)。この設定閾値は、開始継続時間T1が経過した時点における冷却ファン33のPWM初期値に対応するEOLカーブ上の圧力値である。   Next, in the determination phase, the controller 101 compares whether or not the average pressure value in the communication space 29 of the case 25 exceeds a set threshold value based on the EOL curve in the memory 102 (step S21). This set threshold is a pressure value on the EOL curve corresponding to the PWM initial value of the cooling fan 33 at the time when the start duration time T1 has elapsed.

ステップS21において、コントローラ101は、ケース25の連通空間29内の平均圧力値がEOLカーブにおける設定閾値以下である場合には、サンプリングフェーズのステップS11に戻って同様の処理を繰り返す。   In step S21, when the average pressure value in the communication space 29 of the case 25 is equal to or less than the set threshold value in the EOL curve, the controller 101 returns to step S11 of the sampling phase and repeats the same processing.

また、ステップS21において、コントローラ101は、ケース25の連通空間29内の平均圧力値がEOLカーブにおける設定閾値を越えていることを確認した場合には、カウンタをインクリメント(+1)するカウント処理を行って、カウンタが交換判定回数に達したか否か確認する(ステップS22)。   In step S21, when the controller 101 confirms that the average pressure value in the communication space 29 of the case 25 exceeds the set threshold value in the EOL curve, the controller 101 performs a count process to increment (+1) the counter. Then, it is confirmed whether or not the counter has reached the number of exchange determinations (step S22).

ステップS22において、コントローラ101は、カウンタが交換判定回数に達していないことを確認した場合には、そのカウント終了後にはサンプリングフェーズのステップS11に戻って同様の処理を繰り返す。   In step S22, if the controller 101 confirms that the counter has not reached the number of replacement determinations, the controller 101 returns to step S11 of the sampling phase and repeats the same processing after the count ends.

また、ステップS22において、コントローラ101は、カウンタが交換判定回数に達したことを確認した場合には、フィルタ交換を要求するフラグを立てる設定処理を行って、報知ランプ105を点灯したり、音声メッセージを出力したりして、ドライバにフィルタ23の交換を促す(ステップS23)。   In step S22, when the controller 101 confirms that the counter has reached the number of replacement determinations, the controller 101 performs a setting process for setting a flag for requesting filter replacement to turn on the notification lamp 105 or to send a voice message. To prompt the driver to replace the filter 23 (step S23).

したがって、吸気システム100は、冷却ファン33が安定して駆動する状態のときに、ケース25の連通空間29における吸気圧力が、EOLカーブを超えるほどフィルタ23に詰まりが生じているか否かを判定することができ、フィルタ23の交換が必要なことを報知ランプ105の点灯や音声メッセージの出力によりドライバに適切に報知することができる。   Therefore, the intake system 100 determines whether or not the filter 23 is clogged so that the intake pressure in the communication space 29 of the case 25 exceeds the EOL curve when the cooling fan 33 is driven stably. It is possible to appropriately notify the driver that the filter 23 needs to be replaced by turning on the notification lamp 105 or outputting a voice message.

このように、本実施形態の吸気システム100においては、冷却ファン33のPWM値が判定開始デューティ比X%以上で、状態1、状態2を満たすことを条件に、冷却ファン33の吸気によるケース25の連通空間29における吸気圧力の平均値がEOLカーブを超える回数をカウントして、交換が必要なほどカウントが嵩むときに、交換要求を報知ランプ105や音声メッセージでドライバに報知することができる。   As described above, in the intake system 100 of the present embodiment, the case 25 caused by the intake of the cooling fan 33 on condition that the PWM value of the cooling fan 33 is equal to or greater than the determination start duty ratio X% and satisfies the state 1 and the state 2. The number of times the average value of the intake pressure in the communication space 29 exceeds the EOL curve is counted, and when the count becomes so large that the replacement is necessary, the replacement request can be notified to the driver by the notification lamp 105 or a voice message.

したがって、不安定な状況でフィルタ23の交換の要否を判定して、無駄な保守作業が発生してしまうことを回避することができ、安定している適切なタイミングにフィルタ23の詰まりを適正に判定して交換を促すことができる燃料電池10の吸気システム100を提供することができる。   Therefore, it is possible to determine whether or not the filter 23 needs to be replaced in an unstable situation and to avoid unnecessary maintenance work, and to properly clog the filter 23 at a stable and appropriate timing. Thus, it is possible to provide the intake system 100 of the fuel cell 10 that can prompt the replacement with the determination.

本実施形態の第1の他の態様としては、例えば、外気温度センサ41が検出するケース25の吸気口26aの開口縁付近の外部空気の温度に応じて交換判定回数(閾値)を変更するようにしても良い。例えば、外部空気の温度が高いほど冷却ファン33への通電電力(PWM値)が大きくなることから、フィルタ23に詰まりが発生したと判定する交換判定回数も多くして、判定精度をより高くするようにしても良い。   As a first other aspect of the present embodiment, for example, the number of replacement determinations (threshold value) is changed according to the temperature of the external air near the opening edge of the air inlet 26a of the case 25 detected by the outside air temperature sensor 41. Anyway. For example, since the energization power (PWM value) to the cooling fan 33 increases as the temperature of the external air increases, the number of replacement determinations for determining that the filter 23 is clogged is increased, and the determination accuracy is further increased. You may do it.

また、第2の他の態様としては、燃料電池10の発電中あるいは発電停止中に限らず、冷却ファン33を所定の判定時間だけ所定の通電電力(PWM値)で駆動させるフィルタ交換判定モードを実行可能に設定しても良い。例えば、燃料電池10が必要な電力量の発電を実行するために、一定時間だけ所定のPWM値で冷却ファン33が駆動する条件を設定しておき、該当条件の発電中にフィルタ交換判定モードを実行して、一定条件でフィルタ23の交換の要否を高い確度で判定するようにしてもよい。なお、このフィルタ交換判定モードは、発電中に限らず、燃料電池10が発電停止中に実行するようにしても良い。ここで、フィルタ交換判定モードを実行するタイミングとしては、例えば、車両Mへの電力出力が小さくバッテリ残量も少ない場合やアイドリング時に必要な電力量の発電をするときに実行することができ、また、フィルタ交換判定モードを任意のタイミングに実行させるスイッチ等を設置してもよい。   In addition, the second other mode is not limited to when the fuel cell 10 is generating power or is not generating power, but a filter replacement determination mode in which the cooling fan 33 is driven with a predetermined energization power (PWM value) for a predetermined determination time. It may be set to be executable. For example, in order to execute power generation of the amount of power required by the fuel cell 10, a condition for driving the cooling fan 33 with a predetermined PWM value for a predetermined time is set, and the filter replacement determination mode is set during power generation under the corresponding condition. The determination may be made with high accuracy whether or not the filter 23 needs to be replaced under certain conditions. Note that this filter replacement determination mode is not limited to during power generation, and may be executed while the fuel cell 10 is stopped. Here, the timing for executing the filter replacement determination mode can be executed, for example, when the power output to the vehicle M is small and the remaining battery level is low, or when generating the amount of power required for idling, A switch or the like for executing the filter replacement determination mode at an arbitrary timing may be installed.

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。   While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.

10 燃料電池
11 筐体
13 取込口(空気導入口)
23 フィルタ
25 ケース(筐体、流路)
26 外板
26a 吸気口(空気導入口)
27 内板
27a 連通口
29 連通空間
33 冷却ファン(吸気ファン)
41 外気温度センサ
43 圧力センサ(圧力検出部)
45 セル温度センサ
100 吸気システム
101 コントローラ(駆動制御部、判定部)
102 メモリ
105 報知ランプ
M 車両

10 Fuel Cell 11 Housing 13 Inlet (Air Inlet)
23 Filter 25 Case (housing, flow path)
26 Outer plate 26a Air inlet (air inlet)
27 Inner plate 27a Communication port 29 Communication space 33 Cooling fan (intake fan)
41 Outside temperature sensor 43 Pressure sensor (pressure detector)
45 Cell temperature sensor 100 Intake system 101 Controller (drive control unit, determination unit)
102 Memory 105 Notification lamp M Vehicle

Claims (5)

燃料電池の筐体に設けられた空気導入口から外部空気を当該燃料電池の内部の流路内に吸気する燃料電池の吸気システムであって、
前記外部空気を前記流路内へ吸気する吸気ファンと、
前記吸気ファンへの通電電力を調整して当該吸気ファンの駆動を制御する駆動制御部と、
前記流路の前記空気導入口側に設けられたフィルタと、
前記フィルタに加わる吸気圧力を検出する圧力検出部と、
前記フィルタに加わる吸気圧力に基づいて当該フィルタの詰まり状況を判定する判定部とを有し、
前記判定部は、前記吸気ファンへの通電電力が所定の判定電力値以上の場合に、前記フィルタの詰まり状況の判定処理を開始する、燃料電池の吸気システム。
A fuel cell intake system that draws external air into an internal flow path of the fuel cell from an air inlet provided in a fuel cell housing,
An intake fan for sucking the external air into the flow path;
A drive control unit that controls the drive of the intake fan by adjusting the energization power to the intake fan;
A filter provided on the air inlet side of the flow path;
A pressure detector for detecting an intake pressure applied to the filter;
A determination unit that determines a clogging state of the filter based on an intake pressure applied to the filter;
The determination unit is an intake system for a fuel cell, which starts a determination process for a clogged state of the filter when energization power to the intake fan is equal to or greater than a predetermined determination power value.
前記判定部は、前記吸気ファンへの通電電力が、前記判定電力値よりも大きい第1の電力値以上、かつ、当該第1の電力値よりも大きい第2の電力値以下にある状態を所定の開始継続時間経過した場合に、前記フィルタの詰まり状況の判定処理を開始する、請求項1に記載の燃料電池の吸気システム。   The determination unit determines a state in which energization power to the intake fan is equal to or greater than a first power value greater than the determination power value and equal to or less than a second power value greater than the first power value. 2. The fuel cell intake system according to claim 1, wherein the determination process of the clogged state of the filter is started when the start continuation time of elapses. 前記判定部は、前記フィルタの詰まり状況の判定処理において、前記圧力検出部による検出圧力の平均値を算出し、当該平均値が、該圧力検出部による圧力の検出開始時における前記吸気ファンへの通電電力に対応する所定の圧力判定値よりも大きいか否かで当該フィルタの詰まり状況を判定する、請求項2に記載の燃料電池の吸気システム。   The determination unit calculates an average value of the pressure detected by the pressure detection unit in the determination process of the clogged state of the filter, and the average value is applied to the intake fan at the start of pressure detection by the pressure detection unit. The fuel cell intake system according to claim 2, wherein the clogging state of the filter is determined based on whether or not the pressure is greater than a predetermined pressure determination value corresponding to the energized power. 前記判定部は、前記圧力検出部による圧力検出が開始された後、前記吸気ファンへの通電電力が、前記第1の電力値よりも大きい第3の電力値以上、かつ、前記第2の電力値よりも小さい第4の電力値以下にある状態を所定の算出継続時間経過した場合に、前記圧力検出部による検出圧力の平均値を算出する、請求項3に記載の燃料電池の吸気システム。   After the pressure detection by the pressure detection unit is started, the determination unit is configured such that energization power to the intake fan is greater than or equal to a third power value larger than the first power value and the second power. 4. The fuel cell intake system according to claim 3, wherein an average value of pressures detected by the pressure detection unit is calculated when a predetermined calculation duration has elapsed in a state that is equal to or less than a fourth power value that is smaller than the value. 前記判定部は、前記圧力検出部による検出圧力の平均値が、前記圧力判定値よりも大きいと判定された回数が所定の交換判定回数以上の場合に、前記フィルタの交換が必要であることを報知する、請求項3または請求項4に記載の燃料電池の吸気システム。

The determination unit needs to replace the filter when the number of times that the average value of the pressure detected by the pressure detection unit is determined to be greater than the pressure determination value is equal to or greater than a predetermined replacement determination number. The fuel cell intake system according to claim 3 or 4, wherein the intake system of the fuel cell is notified.

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