JP4956110B2

JP4956110B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP4956110B2
Application number: JP2006255568A
Authority: JP
Inventors: 純平小河; 千大和氣; 幸一郎宮田; 健一郎上田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: JP2008077961A

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.

近年、水素（燃料ガス）がアノードに、酸素（酸化剤ガス）がカソードに、それぞれ供給されることで、電気化学反応が生じ発電する固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）等の燃料電池の開発が盛んである。燃料電池は、その発電電力によって走行する燃料電池自動車や、家庭用電源等の広範囲で適用されつつあり、今後もその適用範囲の拡大が期待されている（特許文献１参照）。 In recent years, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) that generates electricity by generating an electrochemical reaction by supplying hydrogen (fuel gas) to the anode and oxygen (oxidant gas) to the cathode, etc. The development of fuel cells is thriving. Fuel cells are being applied in a wide range of fuel cell vehicles that run on the generated power, household power supplies, and the like, and their application range is expected to be expanded in the future (see Patent Document 1).

このような燃料電池は、好適に発電する温度（好適発電温度）を固有している。例えば、固体高分子型燃料電池の場合、その好適発電温度は、７０〜８０℃である。なお、このような好適発電温度は、燃料電池を構成するＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）のアノード及びカソードに含まれる触媒（Ｐｔ等）の種類に主に依存する。 Such a fuel cell has a unique temperature for generating electricity (preferable power generation temperature). For example, in the case of a polymer electrolyte fuel cell, the preferred power generation temperature is 70 to 80 ° C. Such a suitable power generation temperature mainly depends on the type of catalyst (Pt or the like) contained in the anode and cathode of an MEA (Membrane Electrode Assembly) constituting the fuel cell.

したがって、燃料電池を効率的に発電させるために、燃料電池の温度を管理することは重要である。そこで、一般には、燃料電池から排出された水素、空気、冷却液の温度を検出する温度センサをそれぞれ設け、これらの温度を検出し、燃料電池の温度を管理する燃料電池システムが提案されている。
特開２００４−１７９１２７号公報 Therefore, it is important to manage the temperature of the fuel cell in order to generate power efficiently. Therefore, in general, a fuel cell system has been proposed in which temperature sensors for detecting the temperature of hydrogen, air, and coolant discharged from the fuel cell are provided, and the temperature of the fuel cell is controlled by detecting these temperatures. .
JP 2004-179127 A

ここで、温度センサは、一般に電力によって作動するものであるので、例えば、複数の温度センサを備える燃料電池システムの場合、温度センサの作動回数、つまり、温度の検出回数を減らし、システムの制御構成を簡易にしたいという要望がある。また、温度センサの数を減らし、簡易な構成のシステムにしたいという要望もある。 Here, since the temperature sensor is generally operated by electric power, for example, in the case of a fuel cell system including a plurality of temperature sensors, the number of operation times of the temperature sensor, that is, the number of temperature detections is reduced, and the system control configuration There is a demand to make it simple. There is also a desire to reduce the number of temperature sensors to make the system simple.

そこで、本発明は、簡易な構成にしつつ、温度管理可能な燃料電池システムを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of temperature management while having a simple configuration.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、前記燃料電池から排出された未反応の燃料ガスを、当該燃料電池の上流側に戻し、燃料ガスを循環させる燃料ガス循環系と、循環する燃料ガスを排出する燃料ガス排出手段と、前記燃料電池を経由するように冷却液を循環させる冷却液循環系と、を備える燃料電池システムであって、前記燃料電池から排出された燃料ガス、前記燃料電池から排出された酸化剤ガス、前記燃料電池から排出された冷却液、のいずれか１つである第１流体の温度を検出する第１温度検出手段と、前記燃料電池から排出された燃料ガス、前記燃料電池から排出された酸化剤ガス、前記燃料電池から排出された冷却液、のいずれか１つであって前記第１流体と異なる第２流体の温度を検出する第２温度検出手段と、前記第１流体の温度に基づいて、第２流体の温度を推定する推定手段と、を備え、前記推定手段は、前記第１流体の推定開始時の検出温度と推定終了時の検出温度とに基づいて、前記第１流体の温度変化量を算出し、当該第１流体の温度変化量に基づいて、前記第２流体の温度変化量を推定し、前記第２流体の推定開始時の検出温度と、前記第２流体の温度変化量と、に基づいて、当該第２流体の推定終了時の温度を推定することを特徴とする燃料電池システムである。 As means for solving the above-described problems, the present invention provides a fuel cell that generates power by being supplied with a fuel gas and an oxidant gas, and an unreacted fuel gas discharged from the fuel cell. A fuel gas circulation system for returning to the upstream side and circulating the fuel gas; a fuel gas discharge means for discharging the circulating fuel gas; and a coolant circulation system for circulating the coolant through the fuel cell. a fuel cell system, the fuel gas discharged from the fuel cell, before Symbol oxidant gas discharged from the fuel cell, the coolant discharged from the fuel cell, the is the first fluid is one a first temperature detecting means for detecting the temperature, the fuel gas discharged from the fuel cell, before Symbol oxidant gas discharged from the fuel cell, the coolant discharged from the fuel cell, any one of a Said A second temperature detecting means for detecting the temperature of the different second fluid and first fluid, based on the temperature of the first fluid, and estimating means for estimating the temperature of the second fluid, wherein the estimation means, wherein A temperature change amount of the first fluid is calculated based on a detected temperature at the start of estimation of the first fluid and a detected temperature at the end of the estimation, and the second fluid is calculated based on the temperature change amount of the first fluid. Estimating the temperature of the second fluid based on the detected temperature at the start of estimation of the second fluid and the temperature change of the second fluid. This is a featured fuel cell system.

ここで、燃料電池から排出された燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却液は、連続的に流れている必要は無く、滞留していてもよいものとする。
このような燃料電池システムによれば、推定手段が、第１流体の推定開始時の温度と推定終了時の温度とに基づいて、第１流体の温度変化量を算出する。そして、推定手段が、第１流体の温度変化量に基づいて、第２流体の温度変化量を推定する。次いで、推定手段が、第２流体の推定開始時の温度と、第２流体の温度変化量と、に基づいて、第２流体の推定終了時の温度を推定する。
これにより、推定終了時において、第２温度検出手段を作動させずに、第２流体の温度を把握することができ、燃料電池の温度を管理しつつ、システムの制御構成が簡易となる。また、第２温度検出手段の作動回数を減らすことによって、推定終了時における第２温度検出手段の電力消費を抑えることができる。 Here, the fuel gas, the oxidant gas, and the coolant discharged from the fuel cell do not need to flow continuously, and may stay.
According to such a fuel cell system, the estimation means calculates the temperature change amount of the first fluid based on the temperature at the start of estimation of the first fluid and the temperature at the end of estimation. Then, the estimation means estimates the temperature change amount of the second fluid based on the temperature change amount of the first fluid. Next, the estimation means estimates the temperature at the end of estimation of the second fluid based on the temperature at the start of estimation of the second fluid and the temperature change amount of the second fluid.
Thus, at the end of estimation, the temperature of the second fluid can be grasped without operating the second temperature detecting means, and the control configuration of the system is simplified while managing the temperature of the fuel cell. In addition, by reducing the number of operations of the second temperature detection means, it is possible to suppress the power consumption of the second temperature detection means at the end of estimation.

ここで、本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガス循環系と燃料ガス排出手段とを備えるものであるので、燃料ガス排出手段（例えば、パージ弁）によって燃料ガスが排出される場合、一般に燃料ガス供給手段として使用される水素タンクから、断熱膨張した低温の水素（燃料ガス）が燃料電池に流れ込む。そうすると、燃料電池から排出される水素の温度は、燃料電池の温度でなく、前記断熱膨張の影響を受けることになり、燃料電池から排出される水素の温度がばらつくことになる。
そこで、第１流体を酸化剤ガス又は冷却液とし、第２流体を燃料ガスとすれば、推定終了時に燃料ガス排出手段によって燃料ガスが排出され、燃料電池から排出された燃料ガスが前記断熱膨張の影響を受けてばらついていたとしても、この影響を受けずに、燃料電池の温度に本来依存する燃料ガスの温度を推定することができる。 Here, since the fuel cell system according to the present invention includes the fuel gas circulation system and the fuel gas discharge means, when the fuel gas is discharged by the fuel gas discharge means (for example, a purge valve), the fuel cell system generally Low-temperature hydrogen (fuel gas) adiabatically expanded flows into the fuel cell from a hydrogen tank used as a gas supply means. Then, the temperature of hydrogen discharged from the fuel cell is affected by the adiabatic expansion rather than the temperature of the fuel cell, and the temperature of hydrogen discharged from the fuel cell varies.
Therefore, if the first fluid is an oxidant gas or a coolant and the second fluid is a fuel gas, the fuel gas is discharged by the fuel gas discharge means at the end of the estimation, and the fuel gas discharged from the fuel cell is adiabatically expanded. Even if it varies under the influence of the above, it is possible to estimate the temperature of the fuel gas that originally depends on the temperature of the fuel cell without being affected by this.

また、推定終了時における前記第２流体の推定温度と検出温度との差が、所定値以下でない場合、前記第１温度検出手段又は前記第２温度検出手段が故障していると判定する故障判定手段を、さらに備えたことを特徴とする。 Further, when the difference between the estimated temperature of the second fluid and the detected temperature at the end of the estimation is not less than or equal to a predetermined value, a failure determination that determines that the first temperature detecting means or the second temperature detecting means is out of order. Means is further provided.

このような燃料電池システムによれば、故障判定手段によって、推定終了時における第２流体の推定温度と検出温度との差が、所定値以下でない場合、第１温度検出手段又は第２温度検出手段が故障していると判定することができる。 According to such a fuel cell system, if the difference between the estimated temperature of the second fluid and the detected temperature at the end of the estimation is not less than a predetermined value by the failure determining means, the first temperature detecting means or the second temperature detecting means Can be determined to have failed.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、前記燃料電池から排出された未反応の燃料ガスを、当該燃料電池の上流側に戻し、燃料ガスを循環させる燃料ガス循環系と、循環する燃料ガスを排出する燃料ガス排出手段と、前記燃料電池を経由するように冷却液を循環させる冷却液循環系と、を備える燃料電池システムであって、前記燃料電池から排出された燃料ガス、前記燃料電池から排出された酸化剤ガス、前記燃料電池から排出された冷却液、のいずれか１つである第１流体の温度を検出する第１温度検出手段と、前記第１流体の温度に基づいて、前記燃料電池から排出された燃料ガス、前記燃料電池から排出された酸化剤ガス、前記燃料電池から排出された冷却液、のいずれか１つであって前記第１流体と異なる第２流体の温度を推定する推定手段と、を備え、前記推定手段は、前記第１流体の推定開始時の検出温度に基づいて、前記第２流体の推定開始時の温度を推定し、前記第１流体の推定開始時の検出温度と推定終了時の検出温度とに基づいて、前記第１流体の温度変化量を算出し、当該第１流体の温度変化量に基づいて、前記第２流体の温度変化量を推定し、前記第２流体の推定開始時の推定温度と、前記第２流体の温度変化量と、に基づいて、推定終了時における前記第２流体の温度を推定することを特徴とする燃料電池システムである。 As means for solving the above-described problems, the present invention provides a fuel cell that generates power by being supplied with a fuel gas and an oxidant gas, and an unreacted fuel gas discharged from the fuel cell. A fuel gas circulation system for returning to the upstream side and circulating the fuel gas; a fuel gas discharge means for discharging the circulating fuel gas; and a coolant circulation system for circulating the coolant through the fuel cell. a fuel cell system, the fuel gas discharged from the fuel cell, before Symbol oxidant gas discharged from the fuel cell, the coolant discharged from the fuel cell, the is the first fluid is one a first temperature detecting means for detecting the temperature based on the temperature of the first fluid, the fuel gas discharged from the fuel cell, prior Symbol oxidant gas discharged from the fuel cell, is discharged from the fuel cell cooling Any one in a by estimating means for estimating a temperature of the second fluid different from the first fluid, wherein the estimating means based on the detected temperature of the putative start of the first fluid, A temperature at the start of estimation of the second fluid is estimated, a temperature change amount of the first fluid is calculated based on a detected temperature at the start of estimation of the first fluid and a detected temperature at the end of the estimation, Based on the temperature change amount of the first fluid, the temperature change amount of the second fluid is estimated, and based on the estimated temperature at the start of estimation of the second fluid and the temperature change amount of the second fluid, In the fuel cell system, the temperature of the second fluid at the end of the estimation is estimated.

このような燃料電池システムによれば、推定手段が、第１流体の推定開始時の温度に基づいて、第２流体の推定開始時の温度を推定する。そして、推定手段が、第１流体の推定開始時の温度と推定終了時の温度とに基づいて、第１流体の温度変化量を算出する。次いで、推定手段が、第１流体の温度変化量に基づいて、第２流体の温度変化量を推定する。その後、推定手段が、第２流体の推定開始時の推定温度と、第２流体の温度変化量と、に基づいて、推定終了時における第２流体の温度を推定する。
このように、第２流体の温度を検出する第２温度検出手段を備えず、システム構成を簡易としつつ、第２流体の温度を把握し、燃料電池の温度を管理することができる。また、第２温度検出手段による電力消費を抑えることができる。 According to such a fuel cell system, the estimation means estimates the temperature at the start of estimation of the second fluid based on the temperature at the start of estimation of the first fluid. Then, the estimation means calculates the temperature change amount of the first fluid based on the temperature at the start of estimation of the first fluid and the temperature at the end of estimation. Next, the estimating means estimates the temperature change amount of the second fluid based on the temperature change amount of the first fluid. Thereafter, the estimation means estimates the temperature of the second fluid at the end of estimation based on the estimated temperature at the start of estimation of the second fluid and the temperature change amount of the second fluid.
Thus, the second temperature detection means for detecting the temperature of the second fluid is not provided, and the temperature of the fuel cell can be managed by grasping the temperature of the second fluid while simplifying the system configuration. In addition, power consumption by the second temperature detecting means can be suppressed.

また、前記推定開始時は前記燃料電池の発電停止時であり、前記推定終了時は前記燃料電池の発電開始時であることを特徴とする。 Further, the estimation start time is when the fuel cell power generation is stopped, and the estimation end time is when the fuel cell power generation starts.

このような燃料電池システムによれば、第２温度検出手段を備える場合、推定手段が、第１流体の燃料電池の発電停止時（推定開始時）の検出温度と、発電開始時（推定終了時）の検出温度とに基づいて、第１流体の温度変化量を算出し、これに基づいて、第２流体の温度変化量を推定する。そして、推定手段が、第２流体の発電停止時の温度と、第２流体の温度変化量と、に基づいて、第２流体の発電開始時の温度を推定することができる。
これにより、発電開始時（推定終了時）において第２温度検出手段を作動させる必要がなく、システム制御構成が簡易になると共に、電力消費を抑えることができる。 According to such a fuel cell system, when the second temperature detection unit is provided, the estimation unit detects the detected temperature when the power generation of the fuel cell of the first fluid is stopped (when estimation is started), and when generation is started (when estimation ends) ) To calculate the temperature change amount of the first fluid, and based on this, the temperature change amount of the second fluid is estimated. And the estimation means can estimate the temperature at the time of the electric power generation start of the 2nd fluid based on the temperature at the time of the electric power generation stop of the 2nd fluid, and the temperature change amount of the 2nd fluid.
Thereby, it is not necessary to operate the second temperature detecting means at the start of power generation (at the end of estimation), the system control configuration is simplified, and power consumption can be suppressed.

また、第２温度検出手段を備えない場合、推定手段が、第１流体の発電停止時（推定開始時）の検出温度に基づいて、第２流体の発電停止時の温度を推定する。そして、推定手段が、第１流体の発電停止時の検出温度と発電開始時（推定終了時）の検出温度とに基づいて、第１流体の温度変化量を算出し、この温度変化量に基づいて、第２流体の温度変化量を推定する。そして、推定手段が、第２流体の発電停止時の推定温度と、第２流体の温度変化量と、に基づいて、発電停止時における前記第２流体の温度を推定する。
このようにして、第２流体の温度を把握しつつ、燃料電池システムを簡易な構成とでき、さらに、第２温度検出手段による電力消費を抑えることができる。 Further, when the second temperature detection unit is not provided, the estimation unit estimates the temperature of the second fluid when the power generation is stopped based on the detected temperature when the power generation of the first fluid is stopped (when the estimation is started). Then, the estimating means calculates the temperature change amount of the first fluid based on the detected temperature when the power generation of the first fluid is stopped and the detected temperature when the power generation is started (when the estimation ends), and based on the temperature change amount. Thus, the temperature change amount of the second fluid is estimated. And an estimation means estimates the temperature of the said 2nd fluid at the time of an electric power generation stop based on the estimated temperature at the time of an electric power generation stop of the 2nd fluid, and the temperature change amount of the 2nd fluid.
In this way, the fuel cell system can have a simple configuration while grasping the temperature of the second fluid, and power consumption by the second temperature detecting means can be suppressed.

また、前記推定手段は、前記燃料電池の発電中に、前記第１流体の温度に基づいて、前記第２流体の温度を推定することを特徴とする。 Further, the estimation means estimates the temperature of the second fluid based on the temperature of the first fluid during power generation of the fuel cell.

このような燃料電池システムによれば、推定手段が、燃料電池の発電中において、第１流体の温度に基づいて、第２流体の温度を推定することができる。 According to such a fuel cell system, the estimating means can estimate the temperature of the second fluid based on the temperature of the first fluid during power generation of the fuel cell.

また、前記第１流体は冷却液であり、前記冷却液循環系は、冷却液の熱を外部に放熱する放熱器と、冷却液の温度が所定温度以上である場合に前記放熱器を経由するように冷却液を循環させ、冷却液の温度が所定温度以上でない場合に前記放熱器をバイパスするように冷却液を循環させるサーモスタットと、を備え、前記冷却液は、前記放熱器をバイパスする場合には前記放熱器を経由する場合よりも昇温しやすいという温度変化特性を有し、前記推定手段は、前記燃料電池の発電中に、前記循環する冷却液が前記放熱器を経由しているか否かと前記冷却液の前記温度変化特性とに基づいて、前記第２流体の温度変化量を推定することを特徴とする。
また、前記第２流体の温度は、前記冷却液の温度変化に遅れをもって変化するものであり、前記冷却液が前記放熱器をバイパスしている場合における前記遅れは、前記冷却液が前記放熱器を経由している場合における前記遅れよりも大きく、前記推定手段は、前記循環する冷却液が前記放熱器を経由しているか否かに基づいて、前記遅れの大小を推定し、前記循環する冷却液が前記放熱器を経由しているか否かと、前記冷却液の前記温度変化特性と、推定した前記遅れの大小と、を考慮して、前記第２流体の温度変化量を推定することを特徴とする。 The first fluid is a coolant, and the coolant circulation system passes through the radiator that radiates the heat of the coolant to the outside and the radiator when the temperature of the coolant is equal to or higher than a predetermined temperature. A thermostat that circulates the coolant and circulates the coolant so as to bypass the radiator when the temperature of the coolant is not equal to or higher than a predetermined temperature, and the coolant bypasses the radiator Has a temperature change characteristic that the temperature rises more easily than when passing through the radiator, and the estimation means determines whether the circulating coolant passes through the radiator during power generation of the fuel cell . based on said temperature change characteristic of whether said coolant, and estimates the temperature change amount of the second fluid.
Further, the temperature of the second fluid changes with a delay in the temperature change of the coolant, and the delay when the coolant bypasses the radiator is the same as that of the radiator. The estimation means is configured to estimate the magnitude of the delay based on whether or not the circulating coolant passes through the radiator, and to circulate the circulating cooling. The temperature change amount of the second fluid is estimated in consideration of whether the liquid passes through the radiator, the temperature change characteristic of the cooling liquid, and the estimated magnitude of the delay. And

このような燃料電池システムによれば、推定手段が、燃料電池の発電中に、循環する冷却液の温度変化特性に基づいて、第２流体の温度変化量を推定することができる。 According to such a fuel cell system, the estimating means can estimate the temperature change amount of the second fluid based on the temperature change characteristic of the circulating coolant during power generation of the fuel cell.

本発明によれば、簡易な構成にしつつ、温度管理可能な燃料電池システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell system capable of temperature management while having a simple configuration.

≪第１実施形態≫
以下、本発明の第１実施形態について、図面を適宜参照して説明する。 << First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.

＜燃料電池システムの構成＞
図１に示す第１実施形態に係る燃料電池システム１は、図示しない燃料電池自動車に搭載されている。燃料電池システム１は、燃料電池１０の出力端子（図示しない）に接続された走行モータ５１を備えている。走行モータ５１は燃料電池１０の発電電力によって駆動し、これにより、燃料電池自動車が走行するようになっている。 <Configuration of fuel cell system>
A fuel cell system 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is mounted on a fuel cell vehicle (not shown). The fuel cell system 1 includes a travel motor 51 connected to an output terminal (not shown) of the fuel cell 10. The travel motor 51 is driven by the power generated by the fuel cell 10 so that the fuel cell vehicle travels.

燃料電池システム１は、燃料電池１０と、燃料電池１０のアノードに対して水素（燃料ガス、反応ガス）を供給及び排出するアノード系と、燃料電池１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を供給及び排出するカソード系と、燃料電池を経由するように、ラジエータ液（冷却液）を循環させるラジエータ液循環系（冷却液循環系）と、走行モータ５１と、ＩＧ６１（イグニッション）と、これらを電子制御するＥＣＵ７０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を主に備えている。 The fuel cell system 1 includes a fuel cell 10, an anode system that supplies and discharges hydrogen (fuel gas and reaction gas) to and from the anode of the fuel cell 10, and air that contains oxygen (oxidized) to the cathode of the fuel cell 10. A cathode system that supplies and discharges (agent gas, reaction gas), a radiator liquid circulation system (cooling liquid circulation system) that circulates a radiator liquid (cooling liquid) through the fuel cell, a traveling motor 51, and an IG61. (Ignition) and ECU70 (Electronic Control Unit) which electronically controls these are mainly provided.

［燃料電池］
燃料電池１０（燃料電池スタック）は、単セルが複数積層されることによって構成された固体高分子型燃料電池である。単セルは、電解質膜（固体高分子膜）の両面をアノード（燃料極）及びカソード（空気極）で挟んでなるＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、ＭＥＡを挟む一対のセパレータと、を主に備えている。各セパレータには、各単セルを構成するＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全単セルに水素、空気を導くための貫通孔等が形成されており、これら溝等がアノード流路１１、カソード流路１２（いずれも反応ガス流路）として機能している。 [Fuel cell]
The fuel cell 10 (fuel cell stack) is a solid polymer fuel cell configured by stacking a plurality of single cells. The single cell includes an MEA (Membrane Electrode Assembly) in which both surfaces of an electrolyte membrane (solid polymer membrane) are sandwiched between an anode (fuel electrode) and a cathode (air electrode), and a pair of separators that sandwich the MEA. , Mainly. Each separator is formed with a groove for supplying hydrogen or air to the entire surface of the MEA constituting each single cell, a through-hole for introducing hydrogen and air to all the single cells, and the like. It functions as an anode channel 11 and a cathode channel 12 (both are reactive gas channels).

そして、アノード流路１１を介して各アノードに水素が供給され、カソード流路１２を介して各カソードに酸素を含む空気が供給されると、アノード、カソードに含まれる触媒（Ｐｔ等）上で電気化学反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、このように各単セルで電位差が発生した燃料電池１０に対して、走行モータ５１等の外部負荷から発電要求があり、電流が取り出されると燃料電池１０が発電するようになっている。 Then, when hydrogen is supplied to each anode via the anode flow channel 11 and air containing oxygen is supplied to each cathode via the cathode flow channel 12, on the catalyst (Pt or the like) included in the anode and cathode. An electrochemical reaction occurs, and a potential difference (OCV (Open Circuit Voltage), open circuit voltage) is generated in each single cell. Next, there is a power generation request from an external load such as the traveling motor 51 for the fuel cell 10 in which a potential difference has occurred in each single cell, and the fuel cell 10 generates power when current is taken out.

また、前記セパレータには、ラジエータ液流通系から送られ、燃料電池１０と熱交換するラジエータ液が流通するラジエータ液流路１３が形成されている。 The separator is formed with a radiator liquid passage 13 through which a radiator liquid that is sent from a radiator liquid circulation system and exchanges heat with the fuel cell 10 flows.

［アノード系］
アノード系は、水素が貯蔵された水素タンク２１と、遮断弁２２と、エゼクタ２３と、パージ弁２４と、温度センサ２５（第１温度検出手段）と、を主に備えている。
水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａ、エゼクタ２３、配管２３ａを順に介して、アノード流路１１の入口に接続されている。そして、遮断弁２２がＥＣＵ７０によって開かれると、水素がアノード流路１１に供給されるようになっている。また、配管２２ａには、図示しない減圧弁が設けられており、水素が所定圧力に減圧されるようになっている。
アノード流路１１の出口には、配管２４ａ、パージ弁２４、配管２４ｂが順に接続されている。また、配管２４ａの途中は、配管２４ｃを介して、エゼクタ２３に接続されている。 [Anode system]
The anode system mainly includes a hydrogen tank 21 in which hydrogen is stored, a shutoff valve 22, an ejector 23, a purge valve 24, and a temperature sensor 25 (first temperature detecting means).
The hydrogen tank 21 is connected to the inlet of the anode channel 11 through a pipe 21a, a shutoff valve 22, a pipe 22a, an ejector 23, and a pipe 23a in this order. When the shutoff valve 22 is opened by the ECU 70, hydrogen is supplied to the anode flow path 11. The piping 22a is provided with a pressure reducing valve (not shown) so that hydrogen is depressurized to a predetermined pressure.
A pipe 24a, a purge valve 24, and a pipe 24b are connected to the outlet of the anode channel 11 in this order. The middle of the pipe 24a is connected to the ejector 23 through the pipe 24c.

パージ弁２４は、例えばゲート弁等の開閉弁であって、通常は閉じている。そして、このようにパージ弁が閉じている場合、アノード流路１１から排出された未反応の水素を含むアノードオフガス（第１流体）が、燃料電池１０の上流側のエゼクタ２３に戻され、再び、燃料電池１０に供給、つまり、水素が循環するようになっている。一方、アノードオフガス中の水分等の不純物が増加した場合、つまり、循環する水素に同伴する不純物が増加した場合、ＥＣＵ７０によってパージ弁２４は開かれ、アノードオフガスが配管２４ｂを介して、外部に排出されるようになっている。 The purge valve 24 is an on-off valve such as a gate valve, and is normally closed. When the purge valve is closed in this way, the anode off-gas (first fluid) containing unreacted hydrogen discharged from the anode channel 11 is returned to the ejector 23 on the upstream side of the fuel cell 10 and again. The fuel cell 10 is supplied, that is, hydrogen is circulated. On the other hand, when impurities such as moisture in the anode off gas increase, that is, when impurities accompanying the circulating hydrogen increase, the purge valve 24 is opened by the ECU 70, and the anode off gas is discharged to the outside via the pipe 24b. It has come to be.

したがって、第１実施形態において、燃料ガス循環系は、エゼクタ２３、配管２４ｃ等によって構成されている。また、循環する水素を排出する燃料ガス排出手段は、パージ弁２４等によって構成されている。 Therefore, in the first embodiment, the fuel gas circulation system is configured by the ejector 23, the pipe 24c, and the like. Further, the fuel gas discharging means for discharging the circulating hydrogen is constituted by a purge valve 24 and the like.

温度センサ２５は、配管２４ｃの接続点よりも燃料電池１０側の配管２４ａに設けられており、燃料電池１０から排出されたアノードオフガスの温度Ｔａを検出するようになっている。そして、温度センサ２５はＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０はアノードオフガスの温度Ｔａを検知するようになっている。
因みに、温度センサ２５、及び、後記する温度センサ３２，４４は、燃料電池１０や図示しない蓄電装置（高圧バッテリ）等を電源として作動する。 The temperature sensor 25 is provided in the pipe 24a closer to the fuel cell 10 than the connection point of the pipe 24c, and detects the temperature Ta of the anode offgas discharged from the fuel cell 10. The temperature sensor 25 is connected to the ECU 70, and the ECU 70 detects the temperature Ta of the anode off gas.
Incidentally, the temperature sensor 25 and the temperature sensors 32 and 44 to be described later operate using the fuel cell 10 or a power storage device (high voltage battery) (not shown) as a power source.

［カソード系］
カソード系は、コンプレッサ３１（スーパーチャージャ）と、温度センサ３２（第２温度検出手段）と、を主に備えている。
コンプレッサ３１は、配管３１ａを介して、カソード流路１２の入口に接続されている。そして、ＥＣＵ７０の指令に従ってコンプレッサ３１が作動すると、酸素を含む空気が、カソード流路１２に圧送されるようになっている。なお、配管３１ａには加湿器（図示しない）が設けられており、燃料電池１０に送られる空気が適宜に加湿されるようになっている。 [Cathode system]
The cathode system mainly includes a compressor 31 (supercharger) and a temperature sensor 32 (second temperature detection means).
The compressor 31 is connected to the inlet of the cathode channel 12 via a pipe 31a. When the compressor 31 is operated in accordance with a command from the ECU 70, oxygen-containing air is pumped to the cathode channel 12. The pipe 31a is provided with a humidifier (not shown) so that the air sent to the fuel cell 10 is appropriately humidified.

カソード流路１２の出口には、配管３２ａが接続されている。そして、カソード流路１２から排出されたカソードオフガス（第２流体）が、配管３２ａを介して外部に排出されるようになっている。 A pipe 32 a is connected to the outlet of the cathode channel 12. And the cathode off gas (2nd fluid) discharged | emitted from the cathode flow path 12 is discharged | emitted outside via the piping 32a.

温度センサ３２は、配管３２ａの燃料電池１０側に設けられており、燃料電池１０から排出されたカソードオフガスの温度Ｔｃを検出するようになっている。そして、温度センサ３２はＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０はカソードオフガスの温度Ｔｃを検知するようになっている。 The temperature sensor 32 is provided on the side of the fuel cell 10 of the pipe 32a, and detects the temperature Tc of the cathode offgas discharged from the fuel cell 10. The temperature sensor 32 is connected to the ECU 70, and the ECU 70 detects the temperature Tc of the cathode off gas.

［ラジエータ液循環系］
ラジエータ液循環系は、ポンプ４１と、サーモスタット４２と、ラジエータ４３（放熱器）とを主に備えている。
そして、ラジエータ液流路１３の出口から、配管４１ａ、ポンプ４１、配管４１ｂ、サーモスタット４２、配管４２ａ、ラジエータ４３、配管４３ａ、ラジエータ液流路１３の入口の順に接続されている。また、サーモスタット４２は、配管４２ｂを介して配管４３ａと接続されている。さらに、サーモスタット４２は、ラジエータ液の温度が所定温度以上の場合に開き、配管４１ｂと配管４２ａとが連通するように構成されており、所定温度未満の場合に閉じ、配管４１ｂと配管４２ｂとが連通するように構成されている。 [Radiator fluid circulation system]
The radiator liquid circulation system mainly includes a pump 41, a thermostat 42, and a radiator 43 (heat radiator).
And, from the outlet of the radiator liquid flow path 13, the pipe 41 a, the pump 41, the pipe 41 b, the thermostat 42, the pipe 42 a, the radiator 43, the pipe 43 a, and the inlet of the radiator liquid flow path 13 are connected in this order. The thermostat 42 is connected to the pipe 43a through the pipe 42b. Furthermore, the thermostat 42 is configured so that the pipe 41b and the pipe 42a communicate with each other when the temperature of the radiator liquid is equal to or higher than the predetermined temperature. The pipe 41b and the pipe 42b are closed when the temperature is lower than the predetermined temperature. It is configured to communicate.

したがって、ＥＣＵ７０の指令に従ってポンプ４１が作動し、ラジエータ液が所定温度以上である場合、ラジエータ液が燃料電池１０とラジエータ４３との間で循環するようになっている。一方、ラジエータ液が所定温度未満である場合、ラジエータ液がラジエータ４３を迂回するようになっている。
また、サーモスタット４２はＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０はサーモスタット４２の開弁／閉弁を検知するように構成されている。 Therefore, when the pump 41 is operated in accordance with a command from the ECU 70 and the radiator liquid is at a predetermined temperature or higher, the radiator liquid is circulated between the fuel cell 10 and the radiator 43. On the other hand, when the radiator liquid is lower than the predetermined temperature, the radiator liquid bypasses the radiator 43.
The thermostat 42 is connected to the ECU 70, and the ECU 70 is configured to detect the opening / closing of the thermostat 42.

［走行モータ、ＩＧ］
走行モータ５１は、燃料電池自動車を走行させる電動モータであり、燃料電池１０の出力端子（図示しない）に接続されている。なお、燃料電池１０と走行モータ５１との間には、ＯＮ／ＯＦＦスイッチであるコンタクタや、燃料電池１０の出力を制御する制御器（いずれも図示しない）等が設けられている。 [Travel motor, IG]
The travel motor 51 is an electric motor that causes the fuel cell vehicle to travel, and is connected to an output terminal (not shown) of the fuel cell 10. A contactor that is an ON / OFF switch, a controller that controls the output of the fuel cell 10 (none of which are shown), and the like are provided between the fuel cell 10 and the travel motor 51.

ＩＧ６１は、燃料電池自動車及び燃料電池システム１の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、ＩＧ６１はＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０はＩＧ６１のＯＮ／ＯＦＦ信号を検知するようになっている。 The IG 61 is a start switch for the fuel cell vehicle and the fuel cell system 1 and is provided around the driver's seat. Moreover, IG61 is connected with ECU70, ECU70 detects the ON / OFF signal of IG61.

［ＥＣＵ］
ＥＣＵ７０は、燃料電池システム１を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。
そして、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＮ信号を検知すると、遮断弁２２を開き、コンプレッサ３１及びポンプ４１を作動させ、燃料電池１０の発電を開始するように構成されている。一方、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＦＦ信号を検知すると、遮断弁２２を閉じ、コンプレッサ３１及びポンプ４１を停止し、燃料電池１０の発電を停止するように構成されている。つまり、第１実施形態では、ＩＧ６１のＯＮ時は燃料電池１０の発電開始時に相当し、ＩＧ６１のＯＦＦ時は燃料電池１０の発電停止時に相当する。 [ECU]
The ECU 70 is a control device that electronically controls the fuel cell system 1 and includes a CPU, a ROM, a RAM, various interfaces, an electronic circuit, and the like.
When the ECU 70 detects the ON signal of the IG 61, the ECU 70 opens the shut-off valve 22, operates the compressor 31 and the pump 41, and starts the power generation of the fuel cell 10. On the other hand, the ECU 70 is configured to close the shutoff valve 22, stop the compressor 31 and the pump 41, and stop the power generation of the fuel cell 10 when detecting the OFF signal of the IG 61. That is, in the first embodiment, when the IG 61 is ON, it corresponds to the time when the power generation of the fuel cell 10 is started, and when the IG 61 is OFF, it corresponds to the time when the power generation of the fuel cell 10 is stopped.

また、ＥＣＵ７０（推定手段、故障判定手段）は、後記する燃料電池システム１の動作において具体的に説明するように、ＩＧ６１のＯＦＦ−ＯＮ間（推定開始時−推定終了時間）における温度Ｔａの温度変化量ΔＴａを算出する機能を有している。また、ＥＣＵ７０は、ＯＦＦ−ＯＮ間の温度変化量ΔＴａに基づいて、ＯＦＦ−ＯＮ間の温度変化量ΔＴｃを推定する機能を有している。さらに、ＥＣＵ７０は、ＯＦＦ時の温度Ｔｃと温度変化量ΔＴｃとに基づいて、ＯＮ時の温度Ｔｃを推定する機能を有している。さらにまた、ＥＣＵ７０は、ＯＮ時に実際に検出された温度Ｔｃと推定された温度Ｔｃとに基づいて、温度センサ２５、３２が故障しているか否かを判定する機能を有している。 Further, the ECU 70 (estimating means, failure determining means) is a temperature Ta temperature between OFF and ON of the IG 61 (estimation start time-estimation end time), as will be specifically described in the operation of the fuel cell system 1 described later. It has a function of calculating the change amount ΔTa. Further, the ECU 70 has a function of estimating the temperature change amount ΔTc between OFF and ON based on the temperature change amount ΔTa between OFF and ON. Further, the ECU 70 has a function of estimating the temperature Tc at the time of ON based on the temperature Tc at the time of OFF and the temperature change amount ΔTc. Furthermore, the ECU 70 has a function of determining whether or not the temperature sensors 25 and 32 are out of order based on the temperature Tc actually detected at the time of ON and the estimated temperature Tc.

≪燃料電池システムの動作≫
次に、燃料電池システム１の動作を、図２を主に参照して、ＥＣＵ７０に設定されたプログラム（フローチャート）の流れと共に説明する。なお、ここでは、ＩＧ６１がＯＦＦされ、燃料電池１０の発電停止時（システム起動時）を推定開始時とし、その後、ＩＧ６１がＯＮされ、燃料電池１０の発電開始時（システム停止時）を推定終了時とした場合を例示する。 ≪Operation of fuel cell system≫
Next, the operation of the fuel cell system 1 will be described together with the flow of a program (flow chart) set in the ECU 70 with reference mainly to FIG. Here, the IG 61 is turned off and the time when the fuel cell 10 stops generating (when the system is started) is set as the estimation start time. Thereafter, the IG 61 is turned on and the estimation when the fuel cell 10 starts generating power (when the system is stopped) is ended. The case of time is illustrated.

ＩＧ６１がＯＦＦされると、このＯＦＦ信号を検知したＥＣＵ７０は、各種処理を実行し、その結果として、図２に示すフローチャートがスタートする。 When the IG 61 is turned off, the ECU 70 that has detected this OFF signal executes various processes, and as a result, the flowchart shown in FIG. 2 starts.

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＦＦ時における温度Ｔａと、温度Ｔｃとを検出する。そして、ＥＣＵ７０は、内部クロックを利用して、ＩＧ６１のＯＦＦ後、次回ＩＧ６１がＯＮされるまでの時間ｔ１１を計測する。 In step S101, the ECU 70 detects the temperature Ta and the temperature Tc when the IG 61 is OFF. Then, using the internal clock, the ECU 70 measures a time t11 until the IG 61 is turned on next time after the IG 61 is turned off.

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１がＯＮされたか否かを判定する。ＩＧ６１はＯＮされたと判定した場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０３に進む。ＩＧ６１はＯＮされていないと判定した場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、ステップＳ１０２の判定を繰り返す。 In step S102, the ECU 70 determines whether or not the IG 61 is turned on. When it is determined that the IG 61 is turned on (S102 / Yes), the process of the ECU 70 proceeds to step S103. When it is determined that the IG 61 is not turned on (No at S102), the determination at Step S102 is repeated.

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７０は、推定終了時であるＩＧ６１のＯＮ時（現在）における温度Ｔａを検出する。 In step S103, the ECU 70 detects the temperature Ta when the IG 61 is turned on (present) when the estimation ends.

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＦＦ、ＯＮ間の時間ｔ１１が、判定時間ｔ１未満であるか否かを判定する。
因みに、判定時間ｔ１は、ＩＧ６１のＯＦＦ後、この時間以上経過していれば、温度低下が進み、温度Ｔａと温度Ｔｃとが略同一となる時間であり（図３参照）、事前試験等によって求められ、ＥＣＵ７０に記憶されている。また、このように温度Ｔａと温度Ｔｃとが略同一となる判定時間ｔ１は、ＩＧ６１のＯＦＦ時の燃料電池１０の温度、つまり、温度Ｔａ及び温度Ｔｃや、外気温度に依存すると考えられる。例えば、温度Ｔａが高い場合や外気温度が低い場合、判定時間ｔ１が長くなるように補正する構成としてもよい。 In step S104, the ECU 70 determines whether or not the time t11 between OFF and ON of the IG 61 is less than the determination time t1.
Incidentally, the determination time t1 is a time when the temperature lowers and the temperature Ta and the temperature Tc become substantially the same if this time has passed after the IG 61 is turned off (see FIG. 3). It is obtained and stored in the ECU 70. Further, the determination time t1 at which the temperature Ta and the temperature Tc are substantially the same in this way is considered to depend on the temperature of the fuel cell 10 when the IG 61 is OFF, that is, the temperature Ta and the temperature Tc, and the outside air temperature. For example, when the temperature Ta is high or the outside air temperature is low, the determination time t1 may be corrected to be long.

そして、ＯＦＦ−ＯＮ間の時間ｔ１１が判定時間ｔ１未満であると判定した場合（Ｓ１０４・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０５に進む。一方、時間ｔ１１が判定時間ｔ１未満でない、つまり、時間ｔ１１が判定時間ｔ１以上である場合（Ｓ１０４・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０７に進む。 If it is determined that the time t11 between OFF and ON is less than the determination time t1 (S104 / Yes), the process of the ECU 70 proceeds to step S105. On the other hand, when the time t11 is not less than the determination time t1, that is, when the time t11 is greater than or equal to the determination time t1 (S104, No), the process of the ECU 70 proceeds to step S107.

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ７０は、ＯＦＦ時の温度Ｔａと、ＯＮ時の温度Ｔａとに基づいて、ＯＦＦ−ＯＮ間における温度Ｔａの温度変化量ΔＴａを算出する。
次いで、ＥＣＵ７０は、温度変化量ΔＴａと、図４のマップとに基づいて、ＯＦＦ−ＯＮ間における温度Ｔｃの温度変化量ΔＴｃを推定する。
なお、図４のマップは、温度Ｔａの温度変化量ΔＴａと、温度Ｔｃの温度変化量ΔＴｃとの相関関係を示すデータベースであり、事前試験等によって求められ、ＥＣＵ７０に記憶されている。 In step S105, the ECU 70 calculates the temperature change amount ΔTa of the temperature Ta between OFF and ON based on the temperature Ta at the time of OFF and the temperature Ta at the time of ON.
Next, the ECU 70 estimates the temperature change amount ΔTc of the temperature Tc between OFF and ON based on the temperature change amount ΔTa and the map of FIG.
The map in FIG. 4 is a database showing the correlation between the temperature change amount ΔTa of the temperature Ta and the temperature change amount ΔTc of the temperature Tc, and is obtained by a preliminary test or the like and stored in the ECU 70.

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ７０は、現在（ＯＮ時）の温度Ｔｃは、ＯＦＦ時の温度Ｔｃと、温度変化量ΔＴｃと、の和であると推定する。このよう推定することによって、ＯＮ時（推定終了時）における温度Ｔｃを、温度センサ３２による検出動作を行わずに、把握することができる。 In step S106, the ECU 70 estimates that the current (ON) temperature Tc is the sum of the OFF temperature Tc and the temperature change amount ΔTc. By estimating in this way, the temperature Tc at the time of ON (when estimation is completed) can be grasped without performing the detection operation by the temperature sensor 32.

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ７０は、現在（ＯＮ時）の温度Ｔｃは、ＯＮ時の温度Ｔｃに等しいと推定する。 In step S107, the ECU 70 estimates that the current (ON) temperature Tc is equal to the ON temperature Tc.

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ７０は、現在（ＯＮ時）の温度Ｔｃを、温度センサ３２で実際に検出する。 In step S108, the ECU 70 actually detects the current (ON) temperature Tc by the temperature sensor 32.

ステップＳ１０９において、ＥＣＵ７０は、実際に検出された現在（ＯＮ時）の温度Ｔｃと、推定された現在（ＯＮ時）の温度Ｔｃと、の差の絶対値が、所定の判定閾値（所定値）以下であるか否かを判定する。なお、所定の判定閾値は、例えば、温度センサ２５及び温度センサ３２の検出誤差を考慮し、事前試験等によって求められ、ＥＣＵ７０に記憶されている。 In step S109, the ECU 70 determines that the absolute value of the difference between the actually detected current (ON) temperature Tc and the estimated current (ON) temperature Tc is a predetermined determination threshold (predetermined value). It is determined whether or not: The predetermined determination threshold value is obtained by a preliminary test or the like in consideration of detection errors of the temperature sensor 25 and the temperature sensor 32 and stored in the ECU 70, for example.

そして、差の絶対値が、所定の判定閾値以下であると判定した場合（Ｓ１０９・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ１１０に進む。一方、差の絶対値が、所定の判定閾値以下でないと判定した場合（Ｓ１０９・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１１１に進む。 When it is determined that the absolute value of the difference is equal to or smaller than the predetermined determination threshold (S109 / Yes), the process of the ECU 70 proceeds to step S110. On the other hand, when it is determined that the absolute value of the difference is not less than or equal to the predetermined determination threshold value (S109 · No), the process of the ECU 70 proceeds to step S111.

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ７０は、温度センサ２５及び温度センサ３２が正常であると認識する。
そして、ＥＣＵ７０の処理は、エンドに進み、ＩＧ６１のＯＦＦからＯＮにおける温度Ｔｃの推定処理、温度センサ２５及び温度センサ３２の故障判定処理を終了する。 In step S110, the ECU 70 recognizes that the temperature sensor 25 and the temperature sensor 32 are normal.
Then, the processing of the ECU 70 proceeds to the end, and the processing for estimating the temperature Tc from the OFF to the ON of the IG 61 and the failure determination processing for the temperature sensor 25 and the temperature sensor 32 are completed.

ステップＳ１１１において、ＥＣＵ７０は、温度センサ２５又は温度センサ３２が故障していると認識する。そして、ＥＣＵ７０は、例えば、運転者に温度センサ２５、３２の点検を促すように、警告ランプを点灯させる。
その後、ＥＣＵ７０の処理は、エンドに進む。 In step S111, the ECU 70 recognizes that the temperature sensor 25 or the temperature sensor 32 has failed. The ECU 70 turns on a warning lamp so as to prompt the driver to check the temperature sensors 25 and 32, for example.
Thereafter, the processing of the ECU 70 proceeds to the end.

＜燃料電池システムの効果＞
このような第１実施形態に係る燃料電池システム１によれば、主に以下の効果を得ることができる。
（１）ステップＳ１０６又はステップＳ１０７の処理により、ＯＮ時（推定終了時）において温度センサ３２を作動させずに、温度Ｔｃを把握することができる（図５参照）。
（２）また、温度センサ２５、３２が検出する流体（水素、空気）の熱マス等の違いにより、ＯＦＦ後の温度Ｔａ、Ｔｃの温度変化量ΔＴａ、ΔＴｃが異なっていたとしても、算出された温度変化量ΔＴａと図４のマップとに基づいて温度変化量ΔＴｃを推定し（Ｓ１０５）、この温度変化量ΔＴｃとＯＦＦ時の温度Ｔｃとに基づいて、ＯＮ時の温度Ｔｃを高精度で推定することができる。すなわち、例えば、実際に検出された温度Ｔａに対して、一定温度をオフセットすることで温度Ｔｃを推定する方法では、熱マス等の違いを考慮できないが、第１実施形態では、熱マス等を考慮しつつ温度Ｔｃを推定することができる。
（３）さらに、ステップＳ１０９の故障判定処理により、温度センサ２５、３２が故障しているか否かを判定することができる（図５参照）。したがって、例えば、温度センサ２５、３２を利用して、温度Ｔａ、Ｔｃを常に検出する燃料電池システムにおいて、このような故障判定処理を併用すれば、温度センサ２５又は温度センサ３２の故障を検知することができる。これにより、異常高温での発電継続による燃料電池１０の破損を防止することができる。 <Effect of fuel cell system>
According to the fuel cell system 1 according to the first embodiment as described above, the following effects can be mainly obtained.
(1) By the process of step S106 or step S107, the temperature Tc can be grasped without operating the temperature sensor 32 when ON (when estimation is completed) (see FIG. 5).
(2) Also, even if the temperature changes ΔTa, ΔTc of the temperature Ta, Tc after OFF are different due to the difference in the thermal mass of the fluid (hydrogen, air) detected by the temperature sensors 25, 32, it is calculated. The temperature change amount ΔTc is estimated based on the measured temperature change amount ΔTa and the map of FIG. 4 (S105). Based on the temperature change amount ΔTc and the OFF temperature Tc, the ON temperature Tc is accurately determined. Can be estimated. That is, for example, in the method of estimating the temperature Tc by offsetting a constant temperature with respect to the actually detected temperature Ta, the difference in the thermal mass or the like cannot be taken into account. The temperature Tc can be estimated while taking into consideration.
(3) Further, it is possible to determine whether or not the temperature sensors 25 and 32 are out of order by the failure determination process in step S109 (see FIG. 5). Therefore, for example, in a fuel cell system that constantly detects the temperatures Ta and Tc using the temperature sensors 25 and 32, if such a failure determination process is used together, a failure of the temperature sensor 25 or the temperature sensor 32 is detected. be able to. Thereby, damage to the fuel cell 10 due to continuation of power generation at an abnormally high temperature can be prevented.

以上、第１実施形態に係る燃料電池システム１について説明したが、これに限定されず、例えば以下のような変更をしてもよい。因みに、後記する実施形態についても同様である。
第１実施形態では、アノードオフガスの温度Ｔａを基準として、カソードオフガスの温度Ｔｃを推定する構成を例示したが、温度Ｔｃを基準として、温度Ｔａを推定する構成としてもよい。また、配管４１ａに燃料電池１０から排出されたラジエータ液の温度Ｔｗを検出する温度センサ４４（図８参照）を設け、温度Ｔａを基準として温度Ｔｗを推定する構成としてもよいし、この逆でもよい。
さらに、例えば、温度Ｔｃ、温度Ｔｗに基づいて、温度Ｔａをそれぞれ推定するように構成し、温度センサ２５、３２、４４のいずれが故障しているかを判定する構成としてもよい。 The fuel cell system 1 according to the first embodiment has been described above. However, the present invention is not limited to this, and for example, the following changes may be made. Incidentally, the same applies to embodiments described later.
In the first embodiment, the configuration in which the cathode offgas temperature Tc is estimated on the basis of the anode offgas temperature Ta is exemplified, but the temperature Ta may be estimated on the basis of the temperature Tc. Moreover, the temperature sensor 44 (refer FIG. 8) which detects the temperature Tw of the radiator liquid discharged | emitted from the fuel cell 10 may be provided in the piping 41a, and it is good also as a structure which estimates temperature Tw on the basis of temperature Ta, and vice versa. Good.
Furthermore, for example, the temperature Ta may be estimated based on the temperature Tc and the temperature Tw, and it may be configured to determine which of the temperature sensors 25, 32, and 44 is malfunctioning.

第１実施形態では、推定開始時をＩＧ６１のＯＦＦ時（燃料電池１０の発電停止時）、推定終了時をＩＧ６１のＯＮ時（燃料電池１０の発電開始時）とした場合を例示したが、これに限定されることはない。例えば、外部負荷からの発電要求がない場合、燃料電池１０の発電を停止させるアイドル停止機能を備える燃料電池システム１の場合、推定開始時をアイドル停止の開始時とし、推定終了時をアイドル停止の終了時（解除時）としてもよい。その他、高速走行からの減速中、走行モータ５１の回生電力を蓄電装置（図示しない）に充電することに並行して、燃料電池１０の発電を一時的に停止させる場合に、このような推定処理を行ってもよい。 In the first embodiment, the case where the estimation start time is set when the IG 61 is OFF (when the power generation of the fuel cell 10 is stopped) and the estimation end time is set when the IG 61 is ON (when the power generation of the fuel cell 10 is started) is exemplified. It is not limited to. For example, in the case of the fuel cell system 1 having an idle stop function for stopping the power generation of the fuel cell 10 when there is no power generation request from an external load, the estimation start time is the start time of the idle stop and the estimation end time is the idle stop function. It is good also as the time of completion (at the time of cancellation). In addition, during deceleration from high-speed traveling, such estimation processing is performed when power generation of the fuel cell 10 is temporarily stopped in parallel with charging the regenerative power of the traveling motor 51 to the power storage device (not shown). May be performed.

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る燃料電池システム２について、図１、図６及び図７を参照して説明する。 << Second Embodiment >>
Next, the fuel cell system 2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 6, and FIG.

＜燃料電池システムの動作＞
図１に示すように、第２実施形態に係る燃料電池システム２は、第１実施形態に係る燃料電池システム１と機械的構成は同じであるがＥＣＵ７０に設定されているプログラムが異なる。そこで、このプログラムの流れに基づく、燃料電池システム２の動作について、図１、図６を主に参照して説明する。
なお、ここでは、ＩＧ６１がＯＮされた後の、燃料電池１０の発電中において、推定開始時と推定終了時との区間における温度変化量ΔＴａに基づいて、当該区間における温度変化量ΔＴｂを推定し、推定開始時の温度Ｔｃと温度変化量ΔＴｃとに基づいて、推定終了時の温度Ｔｃを推定する場合を例示する。さらに、この推定された温度Ｔｃと、推定終了時に検出された温度Ｔｃとを比較して、温度センサ２５、３２を故障判定する場合を例示する。さらにまた、検出された温度Ｔｃと推定された温度Ｔｃとの差が小さい場合、温度Ｔｃを累積的に推定し、故障判定する場合を例示する。 <Operation of fuel cell system>
As shown in FIG. 1, the fuel cell system 2 according to the second embodiment has the same mechanical configuration as the fuel cell system 1 according to the first embodiment, but has a different program set in the ECU 70. The operation of the fuel cell system 2 based on the program flow will be described with reference mainly to FIGS.
Here, during the power generation of the fuel cell 10 after the IG 61 is turned on, the temperature change amount ΔTb in the section is estimated based on the temperature change amount ΔTa in the section at the start of estimation and at the end of the estimation. An example of estimating the temperature Tc at the end of estimation based on the temperature Tc at the start of estimation and the temperature change amount ΔTc will be described. Further, a case where the estimated temperature Tc and the temperature Tc detected at the end of the estimation are compared to determine whether the temperature sensors 25 and 32 are faulty will be exemplified. Furthermore, when the difference between the detected temperature Tc and the estimated temperature Tc is small, the case where the temperature Tc is estimated cumulatively and a failure is determined is illustrated.

ＩＧ６１がＯＮされると図６のフローチャートがスタートし、ステップＳ２０１において、ＥＣＵ７０は、温度センサ２５でＯＮ時の温度Ｔａを、温度センサ３２でＯＮ時の温度Ｔｃを、それぞれ実際に検出する。 When the IG 61 is turned on, the flowchart of FIG. 6 starts. In step S201, the ECU 70 actually detects the temperature Ta when the temperature sensor 25 is turned on and the temperature sensor 32 when the temperature sensor 32 is turned on.

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ７０は、内部クロックを利用して、ステップＳ２０１で温度Ｔａ、温度Ｔｃを検出した後、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、適宜に設定される時間であり、例えば、３０秒、１分に設定される。
そして、所定時間が経過したと判定した場合（Ｓ２０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ２０３に進む。一方、所定時間が経過していないと判定した場合（Ｓ２０２・Ｎｏ）、ステップＳ２０２の判定を繰り返す。
なお、後記するステップＳ２１３での判定がＮｏとなる場合、ステップＳ２０２での時間の起算点は、次のステップＳ２０３での温度Ｔａの検出時刻とするように設定されている。 In step S202, the ECU 70 uses the internal clock to determine whether or not a predetermined time has elapsed after detecting the temperature Ta and the temperature Tc in step S201. The predetermined time is an appropriately set time, for example, 30 seconds and 1 minute.
And when it determines with predetermined time having passed (S202 * Yes), the process of ECU70 progresses to step S203. On the other hand, when it determines with predetermined time not having passed (S202 * No), determination of step S202 is repeated.
In addition, when the determination in step S213 described later is No, the starting point of the time in step S202 is set to be the detection time of the temperature Ta in the next step S203.

ステップＳ２０３において、ＥＣＵ７０は、温度センサ２５で所定時間経過後の温度Ｔａを実際に検出する。そして、ＥＣＵ７０は、この温度Ｔａと、ステップＳ２０１で検出された温度Ｔａと、に基づいて、これらの差である温度変化量ΔＴａを算出する。
なお、後記するステップＳ２１３での判定がＮｏとなる場合、前回ステップＳ２０３で検出された温度Ｔａと、今回ステップＳ２０３で検出された温度Ｔａと、に基づいて、温度変化量ΔＴａを算出する。 In step S203, the ECU 70 actually detects the temperature Ta after a predetermined time has elapsed with the temperature sensor 25. Then, the ECU 70 calculates a temperature change amount ΔTa that is a difference between them based on the temperature Ta and the temperature Ta detected in step S201.
When the determination in step S213 described later is No, the temperature change amount ΔTa is calculated based on the temperature Ta detected in the previous step S203 and the temperature Ta detected in the current step S203.

ステップＳ２０４において、ＥＣＵ７０は、ステップＳ２０３で算出した温度変化量ΔＴａと、図４のマップと、に基づいて、温度変化量ΔＴｃを推定する。 In step S204, the ECU 70 estimates the temperature change amount ΔTc based on the temperature change amount ΔTa calculated in step S203 and the map of FIG.

ステップＳ２０５において、ＥＣＵ７０は、温度Ｔｃの推定が１回目であるか否かを、ＦｌａｇＡを参照して判定する。ＦｌａｇＡが０である場合、推定が１回目（初回推定）であると判定して（Ｓ２０５・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０６に進む。ＦｌａｇＡが０でない場合、推定が１回目でない、つまり、累積推定中と判定して（Ｓ２０５・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０８に進む。 In step S205, the ECU 70 determines whether or not the temperature Tc is estimated for the first time with reference to FlagA. If FlagA is 0, it is determined that the estimation is the first (first estimation) (Yes in S205), and the process of the ECU 70 proceeds to step S206. If Flag A is not 0, it is determined that the estimation is not the first time, that is, cumulative estimation is being performed (S205, No), and the process of the ECU 70 proceeds to step S208.

ステップＳ２０６において、ＥＣＵ７０は、現在の温度Ｔｃは、ステップＳ２０１で検出された温度Ｔｃと、ステップＳ２０４で推定した温度変化量ΔＴｃとの和であると推定する。
ステップＳ２０７において、ＥＣＵ７０は、１回目の推定が完了したことを一時的に記憶するために、ＦｌａｇＡに１を代入する。 In step S206, the ECU 70 estimates that the current temperature Tc is the sum of the temperature Tc detected in step S201 and the temperature change amount ΔTc estimated in step S204.
In step S207, the ECU 70 substitutes 1 for FlagA in order to temporarily store the completion of the first estimation.

ステップＳ２０８において、ＥＣＵ７０は、現在（今回）の温度Ｔｃは、前回のステップＳ２０６又はステップＳ２０８で推定した温度Ｔｃと、今回ステップＳ２０４で推定した温度変化量ΔＴｃとの和であると推定する。
このようにして、ステップＳ２０６、Ｓ２０８において、現在（今回）の温度Ｔｃを把握することができるので、温度センサ３２による検出回数を少なくすることができる。 In step S208, the ECU 70 estimates that the current (current) temperature Tc is the sum of the temperature Tc estimated in the previous step S206 or step S208 and the temperature change amount ΔTc estimated in the current step S204.
In this way, the current (current) temperature Tc can be grasped in steps S206 and S208, so that the number of times of detection by the temperature sensor 32 can be reduced.

ステップＳ２０９において、ＥＣＵ７０は、温度センサ３２によって、現在の温度Ｔｃを実際に検出する。 In step S209, the ECU 70 actually detects the current temperature Tc by the temperature sensor 32.

ステップＳ２１０において、ＥＣＵ７０は、ステップＳ２０９で検出された現在の温度Ｔｃと、ステップＳ２０６又はステップＳ２０８で推定された現在の温度Ｔｃと、の差の絶対値が、所定の判定閾値以下であるか否かを判定する。
そして、差の絶対値が、所定の判定閾値以下であると判定した場合（Ｓ２１０・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ２１１に進む。一方、差の絶対値が、所定の判定閾値以下でない場合（Ｓ２１０・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２１２に進む。 In step S210, the ECU 70 determines whether or not the absolute value of the difference between the current temperature Tc detected in step S209 and the current temperature Tc estimated in step S206 or step S208 is equal to or less than a predetermined determination threshold value. Determine whether.
If it is determined that the absolute value of the difference is equal to or smaller than the predetermined determination threshold (S210 / Yes), the process of the ECU 70 proceeds to step S211. On the other hand, when the absolute value of the difference is not less than or equal to the predetermined determination threshold value (S210, No), the process of the ECU 70 proceeds to step S212.

都合上、ステップＳ２１２を先に説明する。
ステップＳ２１２において、ＥＣＵ７０は、温度センサ２５又は温度センサ３２が故障していると認識する。そして、ＥＣＵ７０は、例えば、運転者に温度センサ２５、３２の点検を促すように、警告ランプを点灯させる。
その後、ＥＣＵ７０の処理は、エンドに進む。 For convenience, step S212 will be described first.
In step S212, the ECU 70 recognizes that the temperature sensor 25 or the temperature sensor 32 has failed. The ECU 70 turns on a warning lamp so as to prompt the driver to check the temperature sensors 25 and 32, for example.
Thereafter, the processing of the ECU 70 proceeds to the end.

ステップＳ２１１において、ＥＣＵ７０は、ステップＳ２１０の判定回数を数えるため、内蔵するカウンタを１つ加算し、一時的に記憶する。 In step S211, the ECU 70 adds one built-in counter and temporarily stores it in order to count the number of determinations in step S210.

ステップＳ２１３において、ＥＣＵ７０は、カウンタ数、つまり、ステップＳ２１０の判定回数がｎ回（例えば１０回）以上であるか否かを判定する。
そして、カウンタ数がｎ回以上であると判定した場合（Ｓ２１３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２１４に進む。一方、カウンタ数がｎ回以上でないと判定した場合（Ｓ２１３・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ２０２に進む。 In step S213, the ECU 70 determines whether or not the number of counters, that is, the number of determinations in step S210 is n times (for example, 10 times) or more.
If it is determined that the number of counters is n or more (S213, Yes), the process of the ECU 70 proceeds to step S214. On the other hand, when it determines with the number of counters not being n times or more (S213 * No), the process of ECU70 progresses to step S202.

ステップＳ２１４において、ＥＣＵ７０は、温度センサ２５及び温度センサ３２が正常であると認識する。
ステップＳ２１５において、ＥＣＵ７０は、カウンタをリセットし、ＦｌａｇＡに０を代入する。
その後、ＥＣＵ７０の処理は、リターンを介して、スタートに戻る。 In step S214, the ECU 70 recognizes that the temperature sensor 25 and the temperature sensor 32 are normal.
In step S215, the ECU 70 resets the counter and substitutes 0 for FlagA.
Thereafter, the processing of the ECU 70 returns to the start via return.

＜燃料電池システムの効果＞
このような第２実施形態に係る燃料電池システム１によれば、主に以下の効果を得ることができる。
（１）ステップＳ２０６又はステップＳ２０８の処理により、現在（推定終了時）において、温度センサ３２を作動させずに、温度Ｔｃを把握することができる（図７参照）。
これに加えて、ステップＳ２０８では、前回推定された温度Ｔｃと今回推定された温度変化量ΔＴｃとに基づいて、今回（現在）の温度Ｔｃを推定するので、つまり、累積的に温度Ｔｃを推定するので、１回目に温度Ｔｃを実際に検出すれば、その後、検出することなく温度Ｔｃを把握することができる（図７参照）。
（２）また、第１実施形態と同様に、水素と空気との熱マス等の違いが考慮された図４のマップを参照して、温度変化量ΔＴｃを推定するので、今回（現在）の温度Ｔｃを高精度で推定することができる。
（３）さらに、ステップＳ２１０の故障判定処理により、温度センサ２５、３２が故障しているか否かを判定することができる。これに加えて、実際に検出された温度Ｔｃと推定された温度Ｔｃとの差が小さく、判定閾値以下である場合（Ｓ２１０・Ｎｏ）、累積的に推定した温度Ｔｃに基づいて次回故障判定するので、誤判定が防止されている。 <Effect of fuel cell system>
According to the fuel cell system 1 according to the second embodiment as described above, the following effects can be mainly obtained.
(1) By the process of step S206 or step S208, the temperature Tc can be grasped without operating the temperature sensor 32 at the present time (when estimation is completed) (see FIG. 7).
In addition, in step S208, the current (current) temperature Tc is estimated based on the previously estimated temperature Tc and the current estimated temperature change amount ΔTc, that is, the temperature Tc is estimated cumulatively. Therefore, if the temperature Tc is actually detected for the first time, the temperature Tc can be grasped without being detected thereafter (see FIG. 7).
(2) Also, as in the first embodiment, the temperature change amount ΔTc is estimated with reference to the map of FIG. 4 in which the difference in thermal mass between hydrogen and air is taken into account. The temperature Tc can be estimated with high accuracy.
(3) Furthermore, it is possible to determine whether or not the temperature sensors 25 and 32 are out of order by the failure determination process in step S210. In addition to this, when the difference between the actually detected temperature Tc and the estimated temperature Tc is small and equal to or less than the determination threshold (No in S210), the next failure determination is made based on the cumulatively estimated temperature Tc. Therefore, erroneous determination is prevented.

以上、第２実施形態に係る燃料電池システム２について説明したが、これに限定されず、例えば以下のような変更をしてもよい。因みに、後記する実施形態についても同様である。
第２実施形態では、温度Ｔａに基づいて温度Ｔｃを推定する構成を例示したが、これに限定されず、温度Ｔｃ及び／又は温度Ｔｗに基づいて、温度Ｔａを推定する構成としてもよい。このように温度Ｔａを推定する構成とすれば、パージ弁２４が開かれた場合、水素タンク２１から流出する低温の水素によって実際の温度Ｔａがばらつくことになるが、この影響を受けずに、燃料電池１０の温度に依存した温度Ｔａを把握することができる。 The fuel cell system 2 according to the second embodiment has been described above. However, the present invention is not limited to this, and for example, the following changes may be made. Incidentally, the same applies to embodiments described later.
In 2nd Embodiment, although the structure which estimates temperature Tc based on temperature Ta was illustrated, it is not limited to this, It is good also as a structure which estimates temperature Ta based on temperature Tc and / or temperature Tw. When the temperature Ta is estimated in this way, when the purge valve 24 is opened, the actual temperature Ta varies due to low-temperature hydrogen flowing out from the hydrogen tank 21, but without being affected by this, The temperature Ta depending on the temperature of the fuel cell 10 can be grasped.

≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係る燃料電池システムについて、図８から図１０を参照して説明する。 «Third embodiment»
Next, a fuel cell system according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.

＜燃料電池システムの構成＞
図８に示すように、第３実施形態に係る燃料電池システム３は、温度センサ４４を備えている。温度センサ４４は、配管４１ａの燃料電池１０側に設けられており、燃料電池１０から排出されたラジエータ液の温度Ｔｗを検出するようになっている。そして、温度センサ４４はＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０は温度Ｔｗを検知するようになっている。
また、ここでは、ラジエータ液（第１流体）の温度Ｔｗを基準として、アノードオフガス（第２流体）の温度Ｔａを推定する場合を例示する。そして、温度センサ４４が第１温度検出手段に、温度センサ２５が第２温度検出手段に、それぞれ相当する。 <Configuration of fuel cell system>
As shown in FIG. 8, the fuel cell system 3 according to the third embodiment includes a temperature sensor 44. The temperature sensor 44 is provided on the fuel cell 10 side of the pipe 41a and detects the temperature Tw of the radiator liquid discharged from the fuel cell 10. The temperature sensor 44 is connected to the ECU 70, and the ECU 70 detects the temperature Tw.
Further, here, a case where the temperature Ta of the anode off gas (second fluid) is estimated based on the temperature Tw of the radiator liquid (first fluid) is illustrated. The temperature sensor 44 corresponds to the first temperature detection means, and the temperature sensor 25 corresponds to the second temperature detection means.

次に、第３実施形態の特徴について、図８及び図９を主に参照して説明する。
図８に示すサーモスタット４２は、第１実施形態で説明したように、その内部を流れるラジエータ液の温度Ｔｗが所定温度以上である場合に開き、ラジエータ液がラジエータ４３に流れる。したがって、図９に示すように、ＩＧ６１がＯＮされた後であって、燃料電池１０が暖機中であり、ラジエータ液の温度Ｔｗが所定温度以上でない場合、サーモスタット４２は閉じた状態にある。一方、燃料電池１０の暖機が完了し、ラジエータ液の温度Ｔｗが所定温度以上となった場合、サーモスタット４２が開いた状態にある。 Next, features of the third embodiment will be described with reference mainly to FIGS.
As described in the first embodiment, the thermostat 42 shown in FIG. 8 opens when the temperature Tw of the radiator liquid flowing through the thermostat 42 is equal to or higher than a predetermined temperature, and the radiator liquid flows to the radiator 43. Therefore, as shown in FIG. 9, after the IG 61 is turned on and the fuel cell 10 is warming up and the temperature Tw of the radiator liquid is not equal to or higher than the predetermined temperature, the thermostat 42 is in a closed state. On the other hand, when the warm-up of the fuel cell 10 is completed and the temperature Tw of the radiator liquid becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the thermostat 42 is in an open state.

これを踏まえた上で、鋭意研究を重ねたところ、発明者らは、図９に示すように、サーモスタット４２が開／閉状態のいずれにおいても、ラジエータ液の温度Ｔｗの上昇低下の傾向に遅れて、アノードオフガスの温度Ｔａが上昇低下するものの、サーモスタット４２が閉じている場合の遅れは、サーモスタット４２が開いている場合よりも大きいという知見を得た。すなわち、サーモスタット４２が閉じている場合と開いている場合とでは、ラジエータ液の温度変化特性が異なるという知見を得た。つまり、発電によって自己発熱する燃料電池１０の温度に対するラジエータ液の温度の追従性は、サーモスタット４２の開／閉状態で異なることを得た。
この一理由としては、サーモスタット４２が閉じている場合、ラジエータ液の熱がラジエータ４３で放熱されず、ラジエータ液がアノードオフガスに対して昇温しやすいためと考えられる。
そして、このような温度Ｔｗの変化に対しての温度Ｔａの遅れは、事前試験により求められ、ＥＣＵ７０に記憶されている。また、このような遅れを考慮することによって、温度Ｔｗの温度変化量ΔＴｗに基づいて、温度Ｔａの温度変化量ΔＴａを高精度で推定可能となる。 Based on this, as a result of intensive research, the inventors were delayed in the tendency to increase and decrease in the temperature Tw of the radiator liquid regardless of whether the thermostat 42 was in the open / closed state, as shown in FIG. Thus, it was found that the delay when the thermostat 42 is closed is larger than that when the thermostat 42 is open, although the temperature Ta of the anode off-gas increases and decreases. That is, it was found that the temperature change characteristics of the radiator liquid differ between when the thermostat 42 is closed and when it is open. That is, it has been found that the followability of the temperature of the radiator liquid with respect to the temperature of the fuel cell 10 that self-heats by power generation differs depending on whether the thermostat 42 is open or closed.
One reason for this is considered to be that when the thermostat 42 is closed, the heat of the radiator liquid is not dissipated by the radiator 43, and the temperature of the radiator liquid easily rises with respect to the anode off gas.
The delay of the temperature Ta with respect to such a change in the temperature Tw is obtained by a preliminary test and stored in the ECU 70. Further, by taking such a delay into consideration, the temperature change amount ΔTa of the temperature Ta can be estimated with high accuracy based on the temperature change amount ΔTw of the temperature Tw.

＜燃料電池システムの動作＞
次に、このようなラジエータ液の温度変化特性、つまり、温度Ｔｗに対しての温度Ｔａの遅れを考慮する、燃料電池システム３の動作について、図１０を参照して説明する。
なお、第１実施形態、第２実施形態に対して、主に異なる部分のみを説明する。 <Operation of fuel cell system>
Next, the operation of the fuel cell system 3 in consideration of such a temperature change characteristic of the radiator liquid, that is, the delay of the temperature Ta with respect to the temperature Tw will be described with reference to FIG.
Only the different parts from the first embodiment and the second embodiment will be described.

ＩＧ６１がＯＮされると、図１０のフローチャートがスタートする。
そして、ステップＳ３０１において、ＥＣＵ７０は、サーモスタット４２が開いているか否かを、サーモスタット４２からの開弁／閉弁信号に基づいて判定する。そして、サーモスタット４２は開いていると判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ３０２に進む。一方、サーモスタット４２は開いていないと判定した場合（Ｓ３０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ３０３に進む。 When the IG 61 is turned on, the flowchart of FIG. 10 starts.
In step S301, the ECU 70 determines whether or not the thermostat 42 is open based on the valve opening / closing signal from the thermostat 42. And when it determines with the thermostat 42 being open (S301 * Yes), the process of ECU70 progresses to step S302. On the other hand, when it determines with the thermostat 42 not opening (S301 * No), the process of ECU70 progresses to step S303.

ステップＳ３０２において、ＥＣＵ７０は、サーモスタット４２が開いている状態用の遅れ（これを開用遅れ）を使用して、温度Ｔａを推定する。詳細には、推定開始時と推定終了時において温度Ｔｗを検出し、これらから算出される温度変化量ΔＴｗと、開用遅れとに基づいて、温度変化量ΔＴａを推定する。そして、推定開始時において実際に検出された温度Ｔａと、温度変化量ΔＴａとに基づいて、推定終了時の温度Ｔａを推定する。
その後、ＥＣＵ７０の処理は、リターンを通って、スタートに戻る。 In step S302, the ECU 70 estimates the temperature Ta using the delay for the state in which the thermostat 42 is open (this delay for opening). Specifically, the temperature Tw is detected at the start of estimation and at the end of estimation, and the temperature change ΔTa is estimated based on the temperature change ΔTw calculated from these and the delay in use. Based on the temperature Ta actually detected at the start of estimation and the temperature change amount ΔTa, the temperature Ta at the end of estimation is estimated.
Thereafter, the process of the ECU 70 returns to the start through a return.

ステップＳ３０３において、ＥＣＵ７０は、サーモスタット４２が閉じている状態用の遅れ（これを閉用遅れ）を使用して、温度Ｔａを推定する。詳細には、温度変化量ΔＴｗと、閉用遅れに基づいて、温度変化量ΔＴａを推定する。そして、推定開始時において実際に検出された温度Ｔａと、温度変化量ΔＴａとに基づいて、推定終了時の温度Ｔａを推定する。
その後、ＥＣＵ７０の処理は、リターンを通って、スタートに戻る。 In step S303, the ECU 70 estimates the temperature Ta using a delay for a state in which the thermostat 42 is closed (this is a delay for closing). Specifically, the temperature change amount ΔTa is estimated based on the temperature change amount ΔTw and the closing delay. Based on the temperature Ta actually detected at the start of estimation and the temperature change amount ΔTa, the temperature Ta at the end of estimation is estimated.
Thereafter, the process of the ECU 70 returns to the start through a return.

＜燃料電池システムの効果＞
このような第３実施形態に係る燃料電池システム３によれば、主に以下の効果を得ることができる。
（１）サーモスタット４２の開閉状態によるラジエータ液の温度変化特性、つまり、温度Ｔｗに対しての温度Ｔａの遅れに基づいて、温度変化量ΔＴａを高精度で推定し、その結果として、推定終了時の温度Ｔａを高精度で推定することができる。 <Effect of fuel cell system>
According to the fuel cell system 3 according to the third embodiment as described above, the following effects can be mainly obtained.
(1) Based on the temperature change characteristic of the radiator liquid depending on the open / close state of the thermostat 42, that is, based on the delay of the temperature Ta with respect to the temperature Tw, the temperature change amount ΔTa is estimated with high accuracy. The temperature Ta can be estimated with high accuracy.

以上、第３実施形態に係る燃料電池システム３について説明したが、これに限定されず、例えば以下のような変更をしてもよい。因みに、後記する実施形態についても同様である。
第３実施形態では、サーモスタット４２の開閉状態に基づいて、ラジエータ液の温度変化特性による遅れを把握する場合を例示したが、これに加えて、車風速（車速）や冷媒流量（ポンプ４１の回転速度）に基づいて、ラジエータ液の温度変化特性を把握してもよい。具体的には、車風速が小さい場合や、冷媒流量が少ない場合、ラジエータ４３における放熱量が低下すると考えられ、ラジエータ液は昇温しやすい温度変化特性となると考えられる。よって、このような場合、温度Ｔｗに対しての温度Ｔａの遅れが大きくなるように補正する構成としてもよい。 The fuel cell system 3 according to the third embodiment has been described above. However, the present invention is not limited to this, and for example, the following changes may be made. Incidentally, the same applies to embodiments described later.
In the third embodiment, the case where the delay due to the temperature change characteristic of the radiator liquid is grasped based on the open / closed state of the thermostat 42 is illustrated. The temperature change characteristic of the radiator liquid may be grasped based on the speed). Specifically, when the vehicle wind speed is low or the refrigerant flow rate is small, it is considered that the heat radiation amount in the radiator 43 is reduced, and the radiator liquid is considered to have a temperature change characteristic that is easy to raise the temperature. Therefore, in such a case, the correction may be made so that the delay of the temperature Ta with respect to the temperature Tw is increased.

≪第４実施形態≫
次に、第４実施形態に係る燃料電池システムについて、図１１、図１２を参照して説明する。なお、第４実施形態に係る燃料電池システムは、カソードオフガス（第２流体）の温度Ｔｃを検出する温度センサ３２（図１参照、第２温度検出手段）を備えていない。以下、第１実施形態に対して異なる部分のみを説明する。 << Fourth Embodiment >>
Next, a fuel cell system according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the fuel cell system according to the fourth embodiment does not include the temperature sensor 32 (see FIG. 1, second temperature detection means) that detects the temperature Tc of the cathode offgas (second fluid). Hereinafter, only different parts from the first embodiment will be described.

＜燃料電池システムの動作＞
図１１のステップＳ４０１において、ＥＣＵ７０は、温度センサ２５によってＩＧ６１のＯＦＦ時の温度Ｔａを実際に検出する。 <Operation of fuel cell system>
In step S401 in FIG. 11, the ECU 70 actually detects the temperature Ta when the IG 61 is OFF by the temperature sensor 25.

ステップＳ４０２において、ＥＣＵ７０は、実際に検出されたＯＦＦ時の温度Ｔａと、事前試験等により求められたＯＦＦ時における温度Ｔａと温度Ｔｃとの相関マップと、に基づいて、ＯＦＦ時の温度Ｔｃを推定する。ここで、通常、燃料電池１０の発電が安定している状態で、ＩＧ６１がＯＦＦされるので、ＯＦＦ時における温度Ｔａと温度Ｔｃとは高い相関を有していると考えられる。よって、ＯＦＦ時の温度Ｔｃは高精度で推定される。 In step S402, the ECU 70 determines the OFF temperature Tc based on the actually detected OFF temperature Ta and the correlation map between the OFF temperature Ta and the temperature Tc obtained by a preliminary test or the like. presume. Here, since the IG 61 is normally turned off while the power generation of the fuel cell 10 is stable, it is considered that the temperature Ta and the temperature Tc at the time of OFF have a high correlation. Therefore, the temperature Tc at the time of OFF is estimated with high accuracy.

そして、ステップＳ４０３において、ＥＣＵ７０は、現在（ＩＧ６１のＯＮ時）の温度Ｔｃは、ＯＦＦ時に推定された温度Ｔｃと、推定された温度変化量ΔＴｃとの和であると推定する。 In step S403, the ECU 70 estimates that the current temperature Tc (when the IG 61 is ON) is the sum of the temperature Tc estimated when the IG 61 is OFF and the estimated temperature change ΔTc.

＜燃料電池システムの効果＞
このような第４実施形態に係る燃料電池システムによれば、主に以下の効果を得ることができる。
（１）温度Ｔｃ用の温度センサ３２を備えずに、ＩＧ６１のＯＦＦ時（推定開始時）及びＯＮ時（推定終了時）の温度Ｔｃを把握することができる（図１２参照）。すなわち、燃料電池システムの構成を簡易とすることができると共に、温度センサ３２による電力消費を削除することができる。 <Effect of fuel cell system>
According to such a fuel cell system according to the fourth embodiment, the following effects can be mainly obtained.
(1) Without the temperature sensor 32 for the temperature Tc, the temperature Tc when the IG 61 is OFF (when estimation is started) and when it is ON (when estimation is completed) can be grasped (see FIG. 12). That is, the configuration of the fuel cell system can be simplified, and power consumption by the temperature sensor 32 can be eliminated.

≪第５実施形態≫
次に、第５実施形態に係る燃料電池システムについて、図１３、図１４を参照して説明する。なお、第５実施形態に係る燃料電池システムは、カソードオフガス（第２流体）の温度Ｔｃ検出する温度センサ３２（図１参照、第２温度検出手段）を備えていない。以下、第２実施形態に対して異なる部分のみを説明する。 «Fifth embodiment»
Next, a fuel cell system according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the fuel cell system according to the fifth embodiment does not include the temperature sensor 32 (see FIG. 1, second temperature detecting means) that detects the temperature Tc of the cathode offgas (second fluid). Hereinafter, only different parts from the second embodiment will be described.

＜燃料電池システムの動作＞
ステップＳ５０１において、ＥＣＵ７０は、温度センサ２５によってＩＧ６１のＯＮ時（推定開始時）の温度Ｔａを実際に検出する。
ステップＳ５０２において、ＥＣＵ７０は、ＯＮ時の温度Ｔｃを、例えば第４実施形態に係る推定方法によって推定する。
ステップＳ５０３において、ＥＣＵ７０は、現在（推定終了時）の温度Ｔｃは、ステップＳ５０２で推定した温度Ｔｃと、温度変化量ΔＴｃとの和であると推定する。 <Operation of fuel cell system>
In step S501, the ECU 70 actually detects the temperature Ta when the IG 61 is ON (when estimation is started) by the temperature sensor 25.
In step S502, the ECU 70 estimates the temperature Tc at the time of ON by, for example, the estimation method according to the fourth embodiment.
In step S503, the ECU 70 estimates that the current temperature Tc (when estimation is completed) is the sum of the temperature Tc estimated in step S502 and the temperature change amount ΔTc.

なお、図１３に示すように、ステップＳ２０７、Ｓ２０８の後、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ２０２に進むようになっている。また、２回目以降の推定の場合（Ｓ２０５・Ｎｏ）に進むステップＳ２０８において、ＥＣＵ７０は、現在（今回）の温度Ｔｃは、ステップＳ５０３で推定した前回の温度Ｔｃと、今回推定された温度変化量ΔＴｃとの和であると推定する。 As shown in FIG. 13, after steps S207 and S208, the processing of the ECU 70 proceeds to step S202. In step S208, which proceeds to the second and subsequent estimations (S205, No), the ECU 70 determines that the current (current) temperature Tc is the previous temperature Tc estimated in step S503 and the current estimated temperature change amount. Presumed to be the sum of ΔTc.

＜燃料電池システムの効果＞
このような第５実施形態に係る燃料電池システムによれば、主に以下の効果を得ることができる。
（１）温度Ｔｃ用の温度センサ３２を備えずに、温度Ｔｃを累積的に推定することができる（図１５参照）。これにより、燃料電池システムの構成を簡易とすることができると共に、温度センサ３２による電力消費を削除することができる。 <Effect of fuel cell system>
According to the fuel cell system according to the fifth embodiment, the following effects can be mainly obtained.
(1) The temperature Tc can be estimated cumulatively without the temperature sensor 32 for the temperature Tc (see FIG. 15). Thereby, while being able to simplify the structure of a fuel cell system, the power consumption by the temperature sensor 32 can be deleted.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のような変更をすることができる。
前記した各実施形態では、本発明が、燃料電池自動車に搭載された燃料電池システム１に適用された場合について説明したが、これに限定されず、例えば、自動二輪車や列車等の他、家庭用の据え置き型の燃料電池システムや給湯システムに組み込まれた燃料電池システム等に、適用してもよい。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to each said embodiment, For example, the following changes can be made in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the fuel cell system 1 mounted on a fuel cell vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, a motorcycle, a train, etc. The present invention may be applied to a stationary fuel cell system or a fuel cell system incorporated in a hot water supply system.

第１実施形態（第２実施形態）に係る燃料電池システムの構成図である。It is a block diagram of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment (2nd Embodiment). 第１実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment. 燃料電池の発電停止後において、温度Ｔａ、温度Ｔｃ及び温度Ｔｗの経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of temperature Ta, temperature Tc, and temperature Tw after the power generation stop of a fuel cell. 温度変化量ΔＴａと温度変化量ΔＴｃとの相関関係を示す相関マップである。6 is a correlation map showing a correlation between a temperature change amount ΔTa and a temperature change amount ΔTc. 第１実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation example of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell system which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows one operation example of the fuel cell system concerning a 2nd embodiment. 第３実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。It is a block diagram of the fuel cell system which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態の概念を示すグラフである。It is a graph which shows the concept of 3rd Embodiment. 第３実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell system which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell system which concerns on 4th Embodiment. 第４実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of 1 operation of the fuel cell system concerning a 4th embodiment. 第５実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell system which concerns on 5th Embodiment. 第５実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows one operation example of the fuel cell system concerning a 5th embodiment.

Explanation of symbols

１燃料電池システム
１０燃料電池
１１アノード流路
１２カソード流路
１３ラジエータ液流路
２３エゼクタ（燃料ガス循環系）
２４パージ弁（燃料ガス排出手段）
２４ｃ配管（燃料ガス循環系）
２５温度センサ（第１温度検出手段、第２温度検出手段）
３２温度センサ（第２温度検出手段）
４１ポンプ（冷却液循環系）
４２サーモスタット（冷却液循環系）
４３ラジエータ（冷却液循環系）
４４温度センサ（第１温度検出手段）
５１走行モータ
７０ＥＣＵ（推定手段、故障判定手段）
Ｔａアノードオフガスの温度
Ｔｃカソードオフガスの温度
Ｔｗラジエータ液の温度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell system 10 Fuel cell 11 Anode flow path 12 Cathode flow path 13 Radiator liquid flow path 23 Ejector (fuel gas circulation system)
24 Purge valve (fuel gas discharge means)
24c Piping (fuel gas circulation system)
25 Temperature sensor (first temperature detection means, second temperature detection means)
32 Temperature sensor (second temperature detection means)
41 Pump (Cooling liquid circulation system)
42 Thermostat (Cooling liquid circulation system)
43 Radiator (Cooling liquid circulation system)
44 Temperature sensor (first temperature detection means)
51 Traveling motor 70 ECU (estimating means, failure judging means)
Ta Anode off gas temperature Tc Cathode off gas temperature Tw Radiator liquid temperature

Claims

A fuel cell that generates electricity by being supplied with fuel gas and oxidant gas;
A fuel gas circulation system for returning unreacted fuel gas discharged from the fuel cell to the upstream side of the fuel cell and circulating the fuel gas;
Fuel gas discharge means for discharging the circulating fuel gas;
A coolant circulation system for circulating a coolant through the fuel cell;
A fuel cell system comprising:
The fuel gas discharged from the fuel cell, before Symbol oxidant gas discharged from the fuel cell, the first temperature detecting the coolant discharged from the fuel cell, the temperature of the first fluid is one of Detection means;
The fuel gas discharged from the fuel cell, before Symbol oxidant gas discharged from the fuel cell, the coolant discharged from the fuel cell, any one with a with a second fluid different from the first fluid Second temperature detecting means for detecting temperature;
Estimating means for estimating the temperature of the second fluid based on the temperature of the first fluid;
With
The estimation means includes
Based on the detected temperature at the start of estimation of the first fluid and the detected temperature at the end of estimation, a temperature change amount of the first fluid is calculated,
Based on the temperature change amount of the first fluid, the temperature change amount of the second fluid is estimated,
A fuel cell system, wherein a temperature at the end of estimation of the second fluid is estimated based on a detected temperature at the start of estimation of the second fluid and a temperature change amount of the second fluid.

A failure determination means for determining that the first temperature detection means or the second temperature detection means has failed when the difference between the estimated temperature of the second fluid at the end of the estimation and the detected temperature is not less than a predetermined value; The fuel cell system according to claim 1, further comprising:

A fuel cell that generates electricity by being supplied with fuel gas and oxidant gas;
A fuel gas circulation system for returning unreacted fuel gas discharged from the fuel cell to the upstream side of the fuel cell and circulating the fuel gas;
Fuel gas discharge means for discharging the circulating fuel gas;
A coolant circulation system for circulating a coolant through the fuel cell;
A fuel cell system comprising:
The fuel gas discharged from the fuel cell, before Symbol oxidant gas discharged from the fuel cell, the first temperature detecting the coolant discharged from the fuel cell, the temperature of the first fluid is one of Detection means;
Based on the temperature of the first fluid, the fuel gas discharged from the fuel cell, before Symbol oxidant gas discharged from the fuel cell, the coolant discharged from the fuel cell, any one of a Estimating means for estimating a temperature of a second fluid different from the first fluid ;
With
The estimation means includes
Based on the detected temperature at the start of estimation of the first fluid, the temperature at the start of estimation of the second fluid is estimated,
Based on the detected temperature at the start of estimation of the first fluid and the detected temperature at the end of estimation, a temperature change amount of the first fluid is calculated,
Based on the temperature change amount of the first fluid, the temperature change amount of the second fluid is estimated,
A fuel cell system, wherein the temperature of the second fluid at the end of estimation is estimated based on the estimated temperature at the start of estimation of the second fluid and the temperature change amount of the second fluid.

4. The fuel according to claim 1, wherein the estimation start time is a power generation stop time of the fuel cell, and the estimation end time is a power generation start time of the fuel cell. 5. Battery system.

The said estimation means estimates the temperature of the said 2nd fluid based on the temperature of the said 1st fluid during the electric power generation of the said fuel cell. Any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The fuel cell system described.

The first fluid is a coolant;
The cooling liquid circulation system includes a radiator that dissipates the heat of the cooling liquid to the outside, and the cooling liquid is circulated through the radiator when the temperature of the cooling liquid is equal to or higher than a predetermined temperature. A thermostat that circulates a coolant so as to bypass the radiator when the temperature is not equal to or higher than a predetermined temperature,
The coolant has a temperature change characteristic that when it bypasses the radiator, it is easier to raise the temperature than when passing through the radiator,
It said estimating means, during the power generation of the fuel cell, wherein based on said temperature change characteristics of the cooling liquid and whether the cooling liquid the circulation is by way of the radiator, the temperature change amount of the second fluid the fuel cell system according to claim 3, any one of claims 1 to 5, characterized in that to estimate.

  The temperature of the second fluid changes with a delay in the temperature change of the coolant,
  The delay when the coolant bypasses the radiator is greater than the delay when the coolant passes through the radiator,
  The estimation means includes
  Based on whether the circulating coolant passes through the radiator, estimate the magnitude of the delay,
  The temperature change amount of the second fluid is estimated in consideration of whether the circulating coolant passes through the radiator, the temperature change characteristic of the coolant, and the estimated magnitude of the delay. Do
  The fuel cell system according to claim 6.