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JP2010272467A - Fuel cell system - Google Patents

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JP2010272467A
JP2010272467A JP2009125356A JP2009125356A JP2010272467A JP 2010272467 A JP2010272467 A JP 2010272467A JP 2009125356 A JP2009125356 A JP 2009125356A JP 2009125356 A JP2009125356 A JP 2009125356A JP 2010272467 A JP2010272467 A JP 2010272467A
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JP
Japan
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fuel cell
supply amount
air supply
air
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009125356A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Goji Katano
剛司 片野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】燃料電池システムの空気供給量を調節する技術において、燃料電池システムの空気供給量を測定するエアフローメータを補正する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】エアフローメータ１は、燃料電池４に対して供給される空気の供給量を測定する。エアフローメータ補正部１０は、エアフローメータ１以外の信頼度が高い測定手段を利用して、エアフローメータ１の測定誤差を推定でき、エアフローメータ１を補正できる。エアフローメータ補正部１０がエアフローメータ１の測定誤差を推定する方法として、供給空気の封止空間の圧力と体積に基づく推定方法と、燃料電池４の出力特性と空気供給量の関係に基づく推定方法と、空気供給量に対する燃料電池４の出力特性の変化率と空気供給量の関係に基づく推定方法と、燃料電池４が消費した酸素量と燃料電池４の排気側の酸素濃度に基づく推定方法と、などがある。
【選択図】図１An object of the present invention is to provide a technique for correcting an air flow meter for measuring an air supply amount of a fuel cell system in a technique for adjusting an air supply amount of a fuel cell system.
An air flow meter (1) measures a supply amount of air supplied to a fuel cell (4). The air flow meter correction unit 10 can estimate the measurement error of the air flow meter 1 using a measuring device with high reliability other than the air flow meter 1 and can correct the air flow meter 1. As a method for the air flow meter correction unit 10 to estimate the measurement error of the air flow meter 1, an estimation method based on the pressure and volume of the sealed space of the supply air, and an estimation method based on the relationship between the output characteristics of the fuel cell 4 and the air supply amount An estimation method based on the relationship between the change rate of the output characteristics of the fuel cell 4 with respect to the air supply amount and the air supply amount, an estimation method based on the oxygen amount consumed by the fuel cell 4 and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell 4 ,and so on.
[Selection] Figure 1

Description

燃料電池システムの空気供給量を調節する技術に関し、詳細には燃料電池システムの空気供給量を測定するエアフローメータを補正する技術に関する。   More particularly, the present invention relates to a technique for correcting an air flow meter that measures an air supply amount of a fuel cell system.

環境汚染の対策として燃料電池システムの開発が進められている。燃料電池システムは、水素を燃料ガスとして使用し酸素を酸化ガスとして使用し、水素と酸素を反応させ電気化学的に発電するため、二酸化炭素を排気ガスとして排出せず環境汚染を起こさない。特許文献１，２が開示する燃料電池システムは、このような燃料電池システムの例である。   Development of fuel cell systems is being promoted as a countermeasure against environmental pollution. Since the fuel cell system uses hydrogen as a fuel gas and oxygen as an oxidizing gas and reacts hydrogen and oxygen to generate electricity electrochemically, carbon dioxide is not discharged as exhaust gas and environmental pollution does not occur. The fuel cell systems disclosed in Patent Documents 1 and 2 are examples of such fuel cell systems.

特許文献１が開示する燃料電池システムは、実測発電量が目標発電量に等しくなるように、流路のバルブ開度を設定し、流路の実測圧力が流路の目標圧力に等しくなるように、エアコンプレッサの吐出流量を設定する。ここで、流路のバルブ開度を上述のように設定するときに、流路の実測圧力を上述のように保持するために、エアコンプレッサの吐出流量を調節する。よって、大気圧が変化したときであっても、空気不足や空気過多が起こらないで、流路の圧力と空気の流量が確実に確保される。   In the fuel cell system disclosed in Patent Document 1, the valve opening degree of the flow path is set so that the actually measured power generation amount becomes equal to the target power generation amount, and the actually measured pressure of the flow path becomes equal to the target pressure of the flow path. Set the discharge flow rate of the air compressor. Here, when the valve opening degree of the flow path is set as described above, the discharge flow rate of the air compressor is adjusted in order to maintain the measured pressure of the flow path as described above. Therefore, even when the atmospheric pressure changes, air pressure and air flow rate are reliably ensured without air shortage or excessive air.

特許文献２が開示する燃料電池システムは、カソードの出口圧力を計測する圧力センサと、大気圧を計測する大気圧センサと、を備える。ここで、圧力センサは広い計測レンジを有し計測精度が低く、大気圧センサは狭い計測レンジを有し計測精度が高い。そこで、ガス供給系が大気圧に解放される起動時に、圧力センサと大気圧センサにより大気圧を計測し、圧力センサと大気圧センサによる大気圧の計測値の差分を圧力センサの計測誤差として設定する。そして、通常運転時に、上述のように設定された圧力センサの計測誤差に基づいて、圧力センサによりカソードの出口圧力を精度よく計測する。   The fuel cell system disclosed in Patent Document 2 includes a pressure sensor that measures the outlet pressure of the cathode and an atmospheric pressure sensor that measures the atmospheric pressure. Here, the pressure sensor has a wide measurement range and low measurement accuracy, and the atmospheric pressure sensor has a narrow measurement range and high measurement accuracy. Therefore, when the gas supply system is released to the atmospheric pressure, the atmospheric pressure is measured by the pressure sensor and the atmospheric pressure sensor, and the difference between the measured pressure values of the pressure sensor and the atmospheric pressure sensor is set as the measurement error of the pressure sensor. To do. Then, during normal operation, the outlet pressure of the cathode is accurately measured by the pressure sensor based on the measurement error of the pressure sensor set as described above.

特開２００４−２５３２０８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-253208 特開２００４−３４２４７５号公報JP 2004-342475 A

燃料電池システムは、空気供給量を調節するために、空気供給量を測定するエアフローメータを備える。ここで、エアフローメータは、経年劣化又はエアクリーナ交換により、測定誤差を生じる。しかし、特許文献１，２が開示する燃料電池システムは、エアフローメータを補正する手段を備えていないため、実際の空気供給量を目標空気供給量より増加又は減少させることがある。実際の空気供給量が目標空気供給量より増加するときには、酸素利用率が低くなり、実際の空気供給量が目標空気供給量より減少するときには、酸素利用率が高くなり、いずれにしても効率的な発電が行われないという問題がある。   The fuel cell system includes an air flow meter that measures the air supply amount in order to adjust the air supply amount. Here, the air flow meter causes a measurement error due to aging or air cleaner replacement. However, since the fuel cell systems disclosed in Patent Documents 1 and 2 do not include means for correcting the air flow meter, the actual air supply amount may be increased or decreased from the target air supply amount. When the actual air supply amount increases from the target air supply amount, the oxygen utilization rate decreases. When the actual air supply amount decreases from the target air supply amount, the oxygen utilization rate increases. There is a problem that the power generation is not performed.

本発明は、燃料電池システムの空気供給量を調節する技術において、燃料電池システムの空気供給量を測定するエアフローメータを補正する技術を提供する。   The present invention provides a technique for correcting an air flow meter for measuring an air supply amount of a fuel cell system in a technique for adjusting an air supply amount of a fuel cell system.

本発明の燃料電池システムは、空気供給量測定部と空気供給量補正部を備える。空気供給量測定部は、燃料電池に対して供給される空気の供給量を測定する。空気供給量補正部は、空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正する。   The fuel cell system of the present invention includes an air supply amount measurement unit and an air supply amount correction unit. The air supply amount measuring unit measures the supply amount of air supplied to the fuel cell. The air supply amount correction unit corrects the air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit.

空気供給量補正部は、空気供給量測定誤差推定部を含む。空気供給量測定誤差推定部は、所定タイミングにおいて、空気供給量測定部の測定誤差を推定する。空気供給量補正部は、所定タイミング以降において、空気供給量測定誤差推定部が推定した空気供給量測定部の測定誤差に基づいて、空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正する。空気供給量測定部の測定誤差を推定する方法として、第１から第５までの方法があげられる。   The air supply amount correction unit includes an air supply amount measurement error estimation unit. The air supply amount measurement error estimation unit estimates the measurement error of the air supply amount measurement unit at a predetermined timing. The air supply amount correction unit corrects the air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit based on the measurement error of the air supply amount measurement unit estimated by the air supply amount measurement error estimation unit after a predetermined timing. As methods for estimating the measurement error of the air supply amount measuring unit, there are the first to fifth methods.

第１の方法では、燃料電池システムは、エアコンプレッサとエアバルブと圧力値測定部をさらに備える。エアコンプレッサは、空気供給量測定部の排気側に配置され、燃料電池に対して供給される空気を圧縮する。エアバルブは、エアコンプレッサの排気側に配置され、燃料電池での空気の吸気又は排気を調節する。圧力値測定部は、エアコンプレッサからエアバルブまでの圧力値を測定する。空気供給量補正部は、体積値記憶部をさらに含む。体積値記憶部は、エアコンプレッサからエアバルブまでの体積値を記憶する。空気供給量測定誤差推定部は、所定タイミングにおいて、エアコンプレッサから全閉されたエアバルブまでの空間に空気が供給されたときに、圧力値測定部から取得した空気供給前後の圧力変化測定値と体積値記憶部から取得した体積値の積に基づいて算出した空気供給量と、空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、空気供給量測定部の測定誤差を推定する。所定タイミングとして、エアバルブが閉じられている状態又はほぼ閉じられている状態、具体的には起動時又は停止時又は定常時がある。   In the first method, the fuel cell system further includes an air compressor, an air valve, and a pressure value measuring unit. The air compressor is disposed on the exhaust side of the air supply amount measurement unit and compresses air supplied to the fuel cell. The air valve is arranged on the exhaust side of the air compressor and adjusts the intake or exhaust of air in the fuel cell. The pressure value measuring unit measures the pressure value from the air compressor to the air valve. The air supply amount correction unit further includes a volume value storage unit. The volume value storage unit stores volume values from the air compressor to the air valve. The air supply amount measurement error estimation unit obtains the pressure change measurement value and volume before and after the air supply obtained from the pressure value measurement unit when air is supplied to the space from the air compressor to the fully closed air valve at a predetermined timing. Measurement of the air supply amount measurement unit by calculating the difference between the air supply amount calculated based on the product of the volume values acquired from the value storage unit and the air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measurement unit Estimate the error. The predetermined timing includes a state where the air valve is closed or a state where the air valve is almost closed, specifically, a start time, a stop time, or a steady time.

第２の方法では、燃料電池システムは、燃料電池出力特性測定部をさらに備える。燃料電池出力特性測定部は、燃料電池の出力電圧や出力電流や出力電力といった出力特性を測定する。空気供給量補正部は、燃料電池出力特性記憶部をさらに含む。燃料電池出力特性記憶部は、燃料電池の出力特性と空気供給量の関係を記憶する。空気供給量測定誤差推定部は、所定タイミングにおいて、燃料電池出力特性記憶部から取得した燃料電池の出力特性と空気供給量の関係に基づいて算出した、燃料電池出力特性測定部から取得した燃料電池の出力特性測定値に対応する空気供給量と、空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、空気供給量測定部の測定誤差を推定する。   In the second method, the fuel cell system further includes a fuel cell output characteristic measurement unit. The fuel cell output characteristic measuring unit measures output characteristics such as output voltage, output current, and output power of the fuel cell. The air supply amount correction unit further includes a fuel cell output characteristic storage unit. The fuel cell output characteristic storage unit stores the relationship between the output characteristics of the fuel cell and the air supply amount. The air supply amount measurement error estimation unit calculates the fuel cell obtained from the fuel cell output characteristic measurement unit calculated based on the relationship between the output characteristic of the fuel cell obtained from the fuel cell output characteristic storage unit and the air supply amount at a predetermined timing. The measurement error of the air supply amount measurement unit is estimated by calculating the difference between the air supply amount corresponding to the output characteristic measurement value and the air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measurement unit.

第３の方法では、燃料電池システムは、燃料電池出力特性変化率測定部をさらに備える。燃料電池出力特性変化率測定部は、空気供給量測定値に対する燃料電池の出力電圧や出力電流や出力電力といった出力特性の変化率を測定する。空気供給量補正部は、燃料電池出力特性変化率記憶部をさらに含む。燃料電池出力特性変化率記憶部は、空気供給量に対する燃料電池の出力特性の変化率と空気供給量の関係を記憶する。空気供給量測定誤差推定部は、所定タイミングにおいて、燃料電池出力特性変化率記憶部から取得した空気供給量に対する燃料電池の出力特性の変化率と空気供給量の関係に基づいて算出した、燃料電池出力特性変化率測定部から取得した空気供給量測定値に対する燃料電池の出力特性の変化率に対応する空気供給量と、空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、空気供給量測定部の測定誤差を推定する。   In the third method, the fuel cell system further includes a fuel cell output characteristic change rate measuring unit. The fuel cell output characteristic change rate measuring unit measures a change rate of output characteristics such as output voltage, output current, and output power of the fuel cell with respect to the air supply amount measurement value. The air supply amount correction unit further includes a fuel cell output characteristic change rate storage unit. The fuel cell output characteristic change rate storage unit stores the relationship between the change rate of the output characteristics of the fuel cell with respect to the air supply amount and the air supply amount. The air supply amount measurement error estimating unit calculates the fuel cell based on the relationship between the change rate of the output characteristics of the fuel cell and the air supply amount with respect to the air supply amount acquired from the fuel cell output characteristic change rate storage unit at a predetermined timing. Calculates the difference between the air supply amount corresponding to the rate of change of the output characteristics of the fuel cell with respect to the air supply amount measurement value obtained from the output characteristic change rate measurement unit and the air supply amount measurement value obtained from the air supply amount measurement unit By doing so, the measurement error of the air supply amount measuring unit is estimated.

第２と第３の方法では、所定タイミングとして、燃料電池の出力特性変化が、空気供給量の変化と空気供給量以外の変化のうちいずれの変化によるものであるかが明確である状態、具体的にはアイドル時又は高速運転時又は降坂運転時などの定常時がある。   In the second and third methods, as a predetermined timing, a state in which it is clear which of the changes in the output characteristics of the fuel cell is caused by the change other than the change in the air supply amount or the change in the air supply amount, specifically In particular, there are steady times such as idling, high-speed driving or downhill driving.

第４の方法では、燃料電池システムは、燃料電池電流値測定部と出力電圧測定部をさらに備える。燃料電池電流値測定部は、燃料電池の電流値を測定する。出力電圧測定部は、燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧を測定する。空気供給量補正部は、酸素センサ特性記憶部と消費酸素量算出部と排気側酸素濃度算出部をさらに含む。酸素センサ特性記憶部は、燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧と燃料電池の排気側の酸素濃度の関係を記憶する。消費酸素量算出部は、所定タイミングにおいて、燃料電池電流値測定部から取得した燃料電池の電流値に基づいて、燃料電池が消費した酸素量を算出する。排気側酸素濃度算出部は、所定タイミングにおいて、酸素センサ特性記憶部から取得した燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧と燃料電池の排気側の酸素濃度の関係に基づいて、出力電圧測定部から取得した燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧に対応する燃料電池の排気側の酸素濃度を算出する。空気供給量測定誤差推定部は、所定タイミングにおいて、消費酸素量算出部から取得した燃料電池が消費した酸素量と、排気側酸素濃度算出部から取得した燃料電池の排気側の酸素濃度と、に基づいて算出した空気供給量と、空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、空気供給量測定部の測定誤差を推定する。   In the fourth method, the fuel cell system further includes a fuel cell current value measurement unit and an output voltage measurement unit. The fuel cell current value measuring unit measures the current value of the fuel cell. The output voltage measuring unit measures the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell. The air supply amount correction unit further includes an oxygen sensor characteristic storage unit, a consumed oxygen amount calculation unit, and an exhaust side oxygen concentration calculation unit. The oxygen sensor characteristic storage unit stores the relationship between the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell. The consumed oxygen amount calculating unit calculates the amount of oxygen consumed by the fuel cell based on the current value of the fuel cell acquired from the fuel cell current value measuring unit at a predetermined timing. The exhaust side oxygen concentration calculation unit is configured to output an output voltage measurement unit based on a relationship between the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell acquired from the oxygen sensor characteristic storage unit at a predetermined timing. The oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell corresponding to the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell obtained from the above is calculated. The air supply amount measurement error estimation unit is configured to determine, at a predetermined timing, the oxygen amount consumed by the fuel cell acquired from the oxygen consumption amount calculation unit and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell acquired from the exhaust side oxygen concentration calculation unit. The measurement error of the air supply amount measurement unit is estimated by calculating the difference between the air supply amount calculated based on the measured value and the air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measurement unit.

第５の方法では、燃料電池システムは、燃料電池電流値測定部と出力電圧測定部と空気排出量測定部をさらに備える。燃料電池電流値測定部は、燃料電池の電流値を測定する。出力電圧測定部は、燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧を測定する。空気排出量測定部は、燃料電池から排出される空気の排出量を測定する。空気供給量補正部は、酸素センサ特性記憶部と消費空気量算出部と非消費空気量算出部をさらに含む。酸素センサ特性記憶部は、燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧と燃料電池の排気側の酸素濃度の関係を記憶する。消費空気量算出部は、所定タイミングにおいて、燃料電池電流値測定部から取得した燃料電池の電流値に基づいて、燃料電池が消費した空気量を算出する。非消費空気量算出部は、所定タイミングにおいて、酸素センサ特性記憶部から取得した燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧と燃料電池の排気側の酸素濃度の関係と、空気排出量測定部から取得した燃料電池から排出される空気の排出量と、に基づいて、出力電圧測定部から取得した燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧に対応する燃料電池が消費しなかった空気量を算出する。空気供給量測定誤差推定部は、所定タイミングにおいて、消費空気量算出部から取得した燃料電池が消費した空気量と、非消費空気量算出部から取得した燃料電池が消費しなかった空気量と、に基づいて算出した空気供給量と、空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、空気供給量測定部の測定誤差を推定する。   In the fifth method, the fuel cell system further includes a fuel cell current value measurement unit, an output voltage measurement unit, and an air discharge measurement unit. The fuel cell current value measuring unit measures the current value of the fuel cell. The output voltage measuring unit measures the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell. The air discharge measuring unit measures the amount of air discharged from the fuel cell. The air supply amount correction unit further includes an oxygen sensor characteristic storage unit, a consumption air amount calculation unit, and a non-consumption air amount calculation unit. The oxygen sensor characteristic storage unit stores the relationship between the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell. The consumption air amount calculation unit calculates the amount of air consumed by the fuel cell based on the current value of the fuel cell acquired from the fuel cell current value measurement unit at a predetermined timing. The non-consumed air amount calculation unit is configured to obtain a relationship between the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell acquired from the oxygen sensor characteristic storage unit and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell and the air discharge amount measurement unit at a predetermined timing. Based on the acquired amount of air discharged from the fuel cell, the amount of air not consumed by the fuel cell corresponding to the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell acquired from the output voltage measurement unit is calculated. To do. The air supply amount measurement error estimation unit, at a predetermined timing, the amount of air consumed by the fuel cell acquired from the consumption air amount calculation unit, the amount of air not consumed by the fuel cell acquired from the non-consumption air amount calculation unit, The measurement error of the air supply amount measurement unit is estimated by calculating the difference between the air supply amount calculated based on the above and the air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measurement unit.

第４と第５の方法では、所定タイミングとして、燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧が、燃料電池の排気側の酸素濃度に対して著しく変化する状態、具体的には酸素供給量が要求発電量に対応する酸素量にほぼ等しくストイキ比がほぼ１に等しい状態がある。ストイキ比がほぼ１に等しい状態は、急速暖機運転時に容易に実現できる。   In the fourth and fifth methods, as a predetermined timing, the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell changes significantly with respect to the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell, specifically, the oxygen supply amount is There is a state in which the stoichiometric ratio is substantially equal to approximately equal to the amount of oxygen corresponding to the required power generation amount. A state where the stoichiometric ratio is approximately equal to 1 can be easily realized during rapid warm-up operation.

本発明では、空気供給量測定部以外の信頼度が高い測定手段を利用して、空気供給量測定部の測定誤差を推定でき、空気供給量測定部を補正できる。   In the present invention, the measurement error of the air supply amount measurement unit can be estimated and the air supply amount measurement unit can be corrected by using a highly reliable measurement unit other than the air supply amount measurement unit.

燃料電池システムの構成要素を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the component of a fuel cell system. 第１の実施例に係るエアフローメータ補正部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the airflow meter correction | amendment part which concerns on a 1st Example. 第２の実施例に係るエアフローメータ補正部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the air flow meter correction | amendment part which concerns on a 2nd Example. 燃料電池の電圧特性を空気供給量の関数として示す図である。It is a figure which shows the voltage characteristic of a fuel cell as a function of the air supply amount. 燃料電池の電圧特性を空気供給量の関数として示す図である。It is a figure which shows the voltage characteristic of a fuel cell as a function of the air supply amount. 燃料電池の電圧特性を空気供給量の関数として示す図である。It is a figure which shows the voltage characteristic of a fuel cell as a function of the air supply amount. 燃料電池の電圧特性を空気供給量の関数として示す図である。It is a figure which shows the voltage characteristic of a fuel cell as a function of the air supply amount. 第３の実施例に係るエアフローメータ補正部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the air flow meter correction | amendment part which concerns on a 3rd Example.

｛燃料電池システムの構成要素｝
図１は、燃料電池システムの構成要素を示すブロック図である。燃料電池システムは、エアフローメータ１、エアコンプレッサ２、エアシャットバルブ３，６、燃料電池４、エア調圧バルブ５、圧力センサ７，８、酸素センサ９、エアフローメータ補正部１０などから構成される。エアフローメータ１は、燃料電池４に対して供給される空気の供給量を測定する。ここで、エアフローメータ１は、経年劣化又はエアクリーナ交換により、測定誤差を生じる。そこで、エアフローメータ補正部１０は、エアフローメータ１でのエアフローメータ測定値を補正する。エアフローメータ１でのエアフローメータ測定値を補正する方法として、以下に示す第１から第３までの実施例に係る方法があげられる。 {Fuel cell system components}
FIG. 1 is a block diagram showing components of a fuel cell system. The fuel cell system includes an air flow meter 1, an air compressor 2, air shut valves 3 and 6, a fuel cell 4, an air pressure regulating valve 5, pressure sensors 7 and 8, an oxygen sensor 9, an air flow meter correction unit 10, and the like. . The air flow meter 1 measures the supply amount of air supplied to the fuel cell 4. Here, the air flow meter 1 causes a measurement error due to aging deterioration or air cleaner replacement. Therefore, the air flow meter correction unit 10 corrects the air flow meter measurement value in the air flow meter 1. Examples of a method for correcting the air flow meter measurement value in the air flow meter 1 include methods according to first to third embodiments described below.

エアコンプレッサ２は、エアフローメータ１の排気側に配置され、燃料電池４に対して供給される空気を圧縮する。エアシャットバルブ３は、エアコンプレッサ２の排気側に配置され、燃料電池４での空気の吸気を調節する。燃料電池４は、エアシャットバルブ３の排気側に配置され、水素を燃料ガスとして使用し酸素を酸化ガスとして使用し、水素と酸素を反応させて電気化学的に発電する。エア調圧バルブ５は、燃料電池４の排気側に配置され、燃料電池４の出口圧力を調節する。エアシャットバルブ６は、エア調圧バルブ５の排気側に配置され、燃料電池４での空気の排気を調節する。   The air compressor 2 is disposed on the exhaust side of the air flow meter 1 and compresses air supplied to the fuel cell 4. The air shut-off valve 3 is disposed on the exhaust side of the air compressor 2 and adjusts the intake of air in the fuel cell 4. The fuel cell 4 is disposed on the exhaust side of the air shut-off valve 3 and uses hydrogen as a fuel gas and oxygen as an oxidizing gas to react hydrogen and oxygen to generate electricity electrochemically. The air pressure regulating valve 5 is disposed on the exhaust side of the fuel cell 4 and adjusts the outlet pressure of the fuel cell 4. The air shut valve 6 is disposed on the exhaust side of the air pressure regulating valve 5 and adjusts the air exhaust in the fuel cell 4.

圧力センサ７は、エアコンプレッサ２とエアシャットバルブ３の間の空気圧力を測定する。圧力センサ８は、エアシャットバルブ３と燃料電池４の間の空気圧力を測定する。酸素センサ９は、燃料電池４とエア調圧バルブ５の間の酸素濃度を測定する。エアフローメータ補正部１０は、エアフローメータ測定値をエアフローメータ１から取得し、空気圧力測定値を圧力センサ７，８から取得し、燃料電池４の出力特性測定値を燃料電池４から取得し、酸素センサ９の出力電圧測定値を酸素センサ９から取得し、以上の測定値に基づいて、エアフローメータ１でのエアフローメータ測定値を補正する。   The pressure sensor 7 measures the air pressure between the air compressor 2 and the air shut valve 3. The pressure sensor 8 measures the air pressure between the air shut valve 3 and the fuel cell 4. The oxygen sensor 9 measures the oxygen concentration between the fuel cell 4 and the air pressure regulating valve 5. The air flow meter correction unit 10 acquires the air flow meter measurement value from the air flow meter 1, acquires the air pressure measurement value from the pressure sensors 7 and 8, acquires the output characteristic measurement value of the fuel cell 4 from the fuel cell 4, and oxygen An output voltage measurement value of the sensor 9 is acquired from the oxygen sensor 9, and the air flow meter measurement value in the air flow meter 1 is corrected based on the above measurement value.

｛第１の実施例｝
図２は、第１の実施例に係るエアフローメータ補正部１０Ａを示すブロック図である。エアフローメータ補正部１０Ａは、エアフローメータ真値推定部１１Ａ、エアフローメータ誤差推定部１２Ａ、エア封止体積記憶部１３Ａなどから構成される。 {First Example}
FIG. 2 is a block diagram illustrating the air flow meter correction unit 10A according to the first embodiment. The air flow meter correction unit 10A includes an air flow meter true value estimation unit 11A, an air flow meter error estimation unit 12A, an air sealing volume storage unit 13A, and the like.

エアフローメータ真値推定部１１Ａは、後述する方法により、エアフローメータ真値を推定する。エアフローメータ誤差推定部１２Ａは、エアフローメータ測定値をエアフローメータ１から取得し、エアフローメータ真値をエアフローメータ真値推定部１１Ａから取得し、エアフローメータ測定値とエアフローメータ真値の差分を算出することにより、エアフローメータ１の測定誤差を推定し、エアフローメータ１を補正する。エア封止体積記憶部１３Ａは、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ３までの体積値、又は、エアコンプレッサ２からエア調圧バルブ５までの体積値、又は、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ６までの体積値、の実験的な測定データを記憶する。   The air flow meter true value estimation unit 11A estimates the air flow meter true value by a method described later. The air flow meter error estimation unit 12A acquires the air flow meter measurement value from the air flow meter 1, acquires the air flow meter true value from the air flow meter true value estimation unit 11A, and calculates the difference between the air flow meter measurement value and the air flow meter true value. Thus, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated and the air flow meter 1 is corrected. The air-sealed volume storage unit 13A is a volume value from the air compressor 2 to the air shut valve 3, or a volume value from the air compressor 2 to the air pressure regulating valve 5, or from the air compressor 2 to the air shut valve 6. The experimental measurement data of the volume value is stored.

以下に、エアフローメータ１でのエアフローメータ測定値を補正する処理の流れとして、第１から第３までの処理の流れについて説明する。   Below, the flow of processing from the first to the third will be described as the flow of processing for correcting the air flow meter measurement value in the air flow meter 1.

第１の処理の流れについて説明する。最初に、エアシャットバルブ３を全閉にし、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ３まで水を送出し、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ３まで水を充填させる。そして、水の充填体積又は水の充填前後での燃料電池システムの重量変化を測定することにより、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ３までの体積値を測定し、体積値をエア封止体積記憶部１３Ａに記憶させる。   The flow of the first process will be described. First, the air shut valve 3 is fully closed, water is sent from the air compressor 2 to the air shut valve 3, and water is filled from the air compressor 2 to the air shut valve 3. Then, the volume value from the air compressor 2 to the air shut valve 3 is measured by measuring the water filling volume or the weight change of the fuel cell system before and after the water filling, and the volume value is stored in the air-sealed volume storage unit. Store in 13A.

次に、エアシャットバルブ３を全閉にし、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ３まで空気を送出し、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ３まで空気を充填させる。そして、圧力センサ７は、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ３までの封止体積における空気の充填前後での圧力変化を、エア封止圧力変化測定値として測定する。   Next, the air shut valve 3 is fully closed, air is sent from the air compressor 2 to the air shut valve 3, and air is filled from the air compressor 2 to the air shut valve 3. And the pressure sensor 7 measures the pressure change before and behind the filling of the air in the sealing volume from the air compressor 2 to the air shut valve 3 as an air sealing pressure change measurement value.

最後に、エアフローメータ真値推定部１１Ａは、エア封止圧力変化測定値を圧力センサ７から取得し、エア封止体積値をエア封止体積記憶部１３Ａから取得し、後述する方法により、エア封止圧力変化測定値とエア封止体積値の積に基づいて、エアフローメータ真値を推定する。そして、エアフローメータ誤差推定部１２Ａは、エアフローメータ真値をエアフローメータ真値推定部１１Ａから取得し、エアフローメータ測定値をエアフローメータ１から取得し、エアフローメータ真値とエアフローメータ測定値の差分を算出することにより、エアフローメータ１の測定誤差を推定し、エアフローメータ１を補正する。   Finally, the air flow meter true value estimation unit 11A acquires an air sealing pressure change measurement value from the pressure sensor 7 and acquires an air sealing volume value from the air sealing volume storage unit 13A. The true value of the air flow meter is estimated based on the product of the measured value of change in sealing pressure and the volume value of air sealing. Then, the air flow meter error estimating unit 12A acquires the air flow meter true value from the air flow meter true value estimating unit 11A, acquires the air flow meter measured value from the air flow meter 1, and calculates the difference between the air flow meter true value and the air flow meter measured value. By calculating, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated, and the air flow meter 1 is corrected.

第２の処理の流れについて説明する。最初に、エアシャットバルブ３を全開にし、エア調圧バルブ５を全閉にし、エアシャットバルブ３と燃料電池４のセルを介して、エアコンプレッサ２からエア調圧バルブ５まで水を送出し、エアコンプレッサ２からエア調圧バルブ５まで水を充填させる。そして、水の充填体積又は水の充填前後での燃料電池システムの重量変化を測定することにより、エアコンプレッサ２からエア調圧バルブ５までの体積値を測定し、体積値をエア封止体積記憶部１３Ａに記憶させる。   The flow of the second process will be described. First, the air shut valve 3 is fully opened, the air pressure regulating valve 5 is fully closed, and water is sent from the air compressor 2 to the air pressure regulating valve 5 via the air shut valve 3 and the fuel cell 4 cell. Water is filled from the air compressor 2 to the air pressure regulating valve 5. Then, the volume value from the air compressor 2 to the air pressure regulating valve 5 is measured by measuring the water filling volume or the weight change of the fuel cell system before and after the water filling, and the volume value is stored in the air-sealed volume. Store in unit 13A.

次に、エアシャットバルブ３を全開にし、エア調圧バルブ５を全閉にし、エアシャットバルブ３と燃料電池４のセルを介して、エアコンプレッサ２からエア調圧バルブ５まで空気を送出し、エアコンプレッサ２からエア調圧バルブ５まで空気を充填させる。そして、圧力センサ７又は圧力センサ８は、エアコンプレッサ２からエア調圧バルブ５までの封止体積における空気の充填前後での圧力変化を、エア封止圧力変化測定値として測定する。最後に、第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   Next, the air shut valve 3 is fully opened, the air pressure regulating valve 5 is fully closed, and air is sent from the air compressor 2 to the air pressure regulating valve 5 via the air shut valve 3 and the fuel cell 4 cell. Air is filled from the air compressor 2 to the air pressure regulating valve 5. And the pressure sensor 7 or the pressure sensor 8 measures the pressure change before and after the filling of the air in the sealing volume from the air compressor 2 to the air pressure regulating valve 5 as an air sealing pressure change measurement value. Finally, the air flow meter 1 is corrected in the same manner as in the first processing flow.

第３の処理の流れについて説明する。最初に、エアシャットバルブ３とエア調圧バルブ５を全開にし、エアシャットバルブ６を全閉にし、エアシャットバルブ３と燃料電池４のセルとエア調圧バルブ５を介して、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ６まで水を送出し、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ６まで水を充填させる。そして、水の充填体積又は水の充填前後での燃料電池システムの重量変化を測定することにより、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ６までの体積値を測定し、体積値をエア封止体積記憶部１３Ａに記憶させる。   The flow of the third process will be described. First, the air shut-off valve 3 and the air pressure regulating valve 5 are fully opened, the air shut valve 6 is fully closed, and the air compressor 2 is connected via the air shut valve 3, the fuel cell 4 and the air pressure regulating valve 5. Water is sent to the air shut valve 6 and water is filled from the air compressor 2 to the air shut valve 6. Then, the volume value from the air compressor 2 to the air shut valve 6 is measured by measuring the water filling volume or the weight change of the fuel cell system before and after the water filling, and the volume value is stored in the air-sealed volume storage unit. Store in 13A.

次に、エアシャットバルブ３とエア調圧バルブ５を全開にし、エアシャットバルブ６を全閉にし、エアシャットバルブ３と燃料電池４のセルとエア調圧バルブ５を介して、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ６まで空気を送出し、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ６まで空気を充填させる。そして、圧力センサ７又は圧力センサ８は、エアコンプレッサ２からエアシャットバルブ６までの封止体積における空気の充填前後での圧力変化を、エア封止圧力変化測定値として測定する。最後に、第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   Next, the air shut-off valve 3 and the air pressure regulating valve 5 are fully opened, the air shut valve 6 is fully closed, and the air compressor 2 is connected via the air shut valve 3, the fuel cell 4 and the air pressure regulating valve 5. Air is sent to the air shut valve 6 to fill the air from the air compressor 2 to the air shut valve 6. And the pressure sensor 7 or the pressure sensor 8 measures the pressure change before and after filling of air in the sealed volume from the air compressor 2 to the air shut valve 6 as an air sealing pressure change measurement value. Finally, the air flow meter 1 is corrected in the same manner as in the first processing flow.

エア封止圧力変化測定値とエア封止体積値の積に基づいて、エアフローメータ真値を推定する方法について説明する。封止空間に送出される空気について、送出前における気体の状態方程式として、ＰＶ１＝ｎＲＴ１が成立し、送出後における気体の状態方程式として、ΔＰＶ２＝ｎＲＴ２が成立する。Ｐ［ａｔｍ］は大気圧値であり、ΔＰ［ａｔｍ］はエア封止圧力変化測定値である。Ｖ１［ｌ］はエアフローメータ真値であり、Ｖ２［ｌ］はエア封止体積値である。ｎ［ｍｏｌ］は封止空間に送出される空気のモル数であり、Ｒ（＝０．０８２ａｔｍ・ｌ／ｍｏｌ・Ｋ）は気体定数である。Ｔ１［Ｋ］は送出前における空気の絶対温度であり、Ｔ２［Ｋ］は送出後における空気の絶対温度である。エアフローメータ真値は、Ｖ１＝（１／Ｐ）・（Ｔ１／Ｔ２）・（ΔＰＶ２）により推定される。 A method of estimating the true value of the air flow meter based on the product of the air sealing pressure change measurement value and the air sealing volume value will be described. For the air sent to the sealed space, PV 1 = nRT 1 is established as a gas state equation before delivery, and ΔPV 2 = nRT 2 is established as a gas state equation after delivery. P [atm] is an atmospheric pressure value, and ΔP [atm] is an air sealing pressure change measurement value. V 1 [l] is the true value of the air flow meter, and V 2 [l] is the air sealing volume value. n [mol] is the number of moles of air delivered to the sealed space, and R (= 0.082 atm · l / mol · K) is a gas constant. T 1 [K] is the absolute temperature of air before delivery, and T 2 [K] is the absolute temperature of air after delivery. The true value of the air flow meter is estimated by V 1 = (1 / P) · (T 1 / T 2 ) · (ΔPV 2 ).

大気圧値が実際には１ａｔｍでないが１ａｔｍであるとみなしてもよく、かつ、大気の温度と燃料電池システムの温度が実際には異なるが等しいとみなしてもよいときには、エアフローメータ真値は、Ｖ１＝ΔＰＶ２により推定される。このときには、エアフローメータ真値を容易に推定できる。大気圧値が実際に１ａｔｍであり、かつ、大気の温度と燃料電池システムの温度が実際に等しいときにも、エアフローメータ真値は、Ｖ１＝ΔＰＶ２により推定される。このときには、エアフローメータ真値を精度よく推定できる。 When the atmospheric pressure value is not actually 1 atm but may be considered to be 1 atm, and when the atmospheric temperature and the fuel cell system temperature may actually be considered different but equal, the true value of the air flow meter is Estimated by V 1 = ΔPV 2 . At this time, the true value of the air flow meter can be easily estimated. When the atmospheric pressure value is actually 1 atm and the atmospheric temperature and the fuel cell system temperature are actually equal, the true value of the air flow meter is estimated by V 1 = ΔPV 2 . At this time, the true value of the air flow meter can be accurately estimated.

大気圧値が実際に１ａｔｍとは大きく異なり、又は、大気の温度と燃料電池システムの温度が実際に大きく異なるときには、エアフローメータ真値は、Ｖ１＝（１／Ｐ）・（Ｔ１／Ｔ２）・（ΔＰＶ２）により推定される。このときには、１／Ｐを算出するにあたり、大気圧センサを利用し、Ｔ１／Ｔ２を算出するにあたり、大気温度センサと燃料電池システム温度センサを利用し、エアフローメータ真値を精度よく推定できる。 When the atmospheric pressure value is actually greatly different from 1 atm, or when the atmospheric temperature and the fuel cell system temperature are actually greatly different, the true value of the air flow meter is V 1 = (1 / P) · (T 1 / T 2 ) · (ΔPV 2 ). At this time, when calculating 1 / P, an atmospheric pressure sensor is used, and when calculating T 1 / T 2 , an air temperature meter and a fuel cell system temperature sensor are used to accurately estimate the true value of the air flow meter. .

第２の処理の流れでは、第１の処理の流れと比較して、エア封止体積値が大きいため、エアフローメータ真値の推定の精度が高くなり、エアフローメータ１の補正の精度が高くなるところ、エア調圧バルブ５がバタフライ式のバルブであるときには、エア調圧バルブ５での空気漏れに留意する必要がある。第３の処理の流れでは、第２の処理の流れと比較して、エア封止体積値が大きいため、エアフローメータ真値の推定の精度が高くなり、エアフローメータ１の補正の精度が高くなるうえに、エア調圧バルブ５がバタフライ式のバルブであるときでも、エア調圧バルブ５での空気漏れに留意する必要がない。   In the second processing flow, since the air sealing volume value is larger than in the first processing flow, the accuracy of estimation of the true value of the air flow meter is increased, and the accuracy of correction of the air flow meter 1 is increased. However, when the air pressure regulating valve 5 is a butterfly valve, it is necessary to pay attention to air leakage at the air pressure regulating valve 5. In the third processing flow, since the air sealing volume value is larger than in the second processing flow, the accuracy of estimating the air flow meter true value is increased, and the correction accuracy of the air flow meter 1 is increased. Moreover, even when the air pressure regulating valve 5 is a butterfly valve, it is not necessary to pay attention to air leakage at the air pressure regulating valve 5.

エアフローメータ１の経年劣化を考慮するのみならず、圧力センサ７，８の経年劣化を考慮するときには、これらの測定手段の劣化曲線図をエアフローメータ補正部１０Ａに格納すればよい。これにより、エアフローメータ真値をさらに精度よく推定できる。   When considering not only the aging deterioration of the air flow meter 1 but also the aging deterioration of the pressure sensors 7 and 8, the deterioration curve diagrams of these measuring means may be stored in the air flow meter correction unit 10A. Thereby, the air flow meter true value can be estimated with higher accuracy.

第１の実施例は、エアシャットバルブ３又はエア調圧バルブ５又はエアシャットバルブ６が、閉じられている状態又はほぼ閉じられている状態において、具体的には起動時又は停止時又は定常時において、実行されることが好ましい。起動時に第１の実施例を実行するにあたり、エアシャットバルブ３又はエア調圧バルブ５又はエアシャットバルブ６はすでに閉じられているため、即時に第１の実施例を実行できる。停止時又は定常時に第１の実施例を実行するにあたり、エアシャットバルブ３又はエア調圧バルブ５又はエアシャットバルブ６はいまだ閉じられていないことがあるため、以上に示したバルブのうちいずれかのバルブが閉じられたことを確認できたときに、第１の実施例を実行できる。   In the first embodiment, the air shut-off valve 3 or the air pressure regulating valve 5 or the air shut-off valve 6 is in a closed state or in a substantially closed state. Is preferably carried out. In executing the first embodiment at the time of start-up, the air shut-off valve 3 or the air pressure regulating valve 5 or the air shut-off valve 6 is already closed, so that the first embodiment can be executed immediately. Since the air shut valve 3 or the air pressure regulating valve 5 or the air shut valve 6 may not be closed yet when the first embodiment is executed at the time of stoppage or steady state, any one of the above-described valves The first embodiment can be executed when it is confirmed that the valve is closed.

第１の実施例で説明したタイミングにおいて、エアフローメータ１の測定誤差が推定された後に、第１から第３までの実施例で説明するタイミングにおいて、エアフローメータ１の測定誤差が再び推定されるまで、先に第１の実施例で推定されたエアフローメータ１の測定誤差に基づいて、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   After the measurement error of the air flow meter 1 is estimated at the timing described in the first embodiment, until the measurement error of the air flow meter 1 is estimated again at the timing described in the first to third embodiments. The air flow meter 1 is corrected based on the measurement error of the air flow meter 1 previously estimated in the first embodiment.

｛第２の実施例｝
図３は、第２の実施例に係るエアフローメータ補正部１０Ｂを示すブロック図である。エアフローメータ補正部１０Ｂは、エアフローメータ真値推定部１１Ｂ、エアフローメータ誤差推定部１２Ｂ、燃料電池特性記憶部１３Ｂなどから構成される。 {Second Example}
FIG. 3 is a block diagram showing an air flow meter correction unit 10B according to the second embodiment. The air flow meter correction unit 10B includes an air flow meter true value estimation unit 11B, an air flow meter error estimation unit 12B, a fuel cell characteristic storage unit 13B, and the like.

エアフローメータ真値推定部１１Ｂは、後述する方法により、エアフローメータ真値を推定する。エアフローメータ誤差推定部１２Ｂは、エアフローメータ測定値をエアフローメータ１から取得し、エアフローメータ真値をエアフローメータ真値推定部１１Ｂから取得し、エアフローメータ測定値とエアフローメータ真値の差分を算出することにより、エアフローメータ１の測定誤差を推定し、エアフローメータ１を補正する。燃料電池特性記憶部１３Ｂは、燃料電池４の電圧特性の実験的な測定データを記憶する。   The air flow meter true value estimation unit 11B estimates the air flow meter true value by a method described later. The air flow meter error estimation unit 12B acquires the air flow meter measurement value from the air flow meter 1, acquires the air flow meter true value from the air flow meter true value estimation unit 11B, and calculates the difference between the air flow meter measurement value and the air flow meter true value. Thus, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated and the air flow meter 1 is corrected. The fuel cell characteristic storage unit 13B stores experimental measurement data of the voltage characteristics of the fuel cell 4.

以下に、エアフローメータ１でのエアフローメータ測定値を補正する処理の流れとして、第１から第８までの処理の流れについて説明する。   Below, the flow of the process from 1st to 8th is demonstrated as a flow of the process which correct | amends the airflow meter measured value in the airflow meter 1. FIG.

第１の処理の流れについて説明する。図４は、第１の処理の流れにおける、燃料電池４の電圧特性を空気供給量の関数として示す図である。ここで、図４での空気供給量は、エアフローメータ１により測定されるものでなく、エアフローメータ１以外の信頼度の高い測定手段により測定されるものである。まず、燃料電池４の電流値を固定したうえで、燃料電池４の出力電圧を空気供給量の関数として測定し、燃料電池特性曲線図１３１Ｂを燃料電池特性記憶部１３Ｂに記憶させる。空気供給量が増加するにしたがって、燃料電池４の出力電圧が増加し、空気供給量に対する燃料電池４の出力電圧の変化率が減少する。   The flow of the first process will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating the voltage characteristics of the fuel cell 4 as a function of the air supply amount in the first processing flow. Here, the air supply amount in FIG. 4 is not measured by the air flow meter 1 but is measured by a highly reliable measuring means other than the air flow meter 1. First, after fixing the current value of the fuel cell 4, the output voltage of the fuel cell 4 is measured as a function of the air supply amount, and the fuel cell characteristic curve diagram 131B is stored in the fuel cell characteristic storage unit 13B. As the air supply amount increases, the output voltage of the fuel cell 4 increases, and the rate of change of the output voltage of the fuel cell 4 with respect to the air supply amount decreases.

燃料電池４の出力電圧を、燃料電池４の単数のセルについて測定してもよく、燃料電池４の複数のセルについて測定してもよい。燃料電池４の出力電圧を燃料電池４の単数のセルについて測定するときに、燃料電池４の出力電圧のモニタのチャンネル数を少なくできる。燃料電池４の出力電圧を燃料電池４の複数のセルについて測定するときに、燃料電池４の出力電圧を大きくできるため、エアフローメータ１の補正精度を向上できる。   The output voltage of the fuel cell 4 may be measured for a single cell of the fuel cell 4 or may be measured for a plurality of cells of the fuel cell 4. When the output voltage of the fuel cell 4 is measured for a single cell of the fuel cell 4, the number of channels for monitoring the output voltage of the fuel cell 4 can be reduced. Since the output voltage of the fuel cell 4 can be increased when measuring the output voltage of the fuel cell 4 for a plurality of cells of the fuel cell 4, the correction accuracy of the air flow meter 1 can be improved.

次に、燃料電池４の電流値を固定したうえで、エアフローメータ測定値を増減させながら、燃料電池４の出力電圧を測定する。燃料電池４の出力電圧が点１３２Ｂにより示した値Ｖに到達したときに、エアフローメータ真値は点１３２Ｂにより示した値Ｑに到達するところ、エアフローメータ測定値は当該値Ｑから測定誤差分だけずれている。   Next, after fixing the current value of the fuel cell 4, the output voltage of the fuel cell 4 is measured while increasing or decreasing the air flow meter measurement value. When the output voltage of the fuel cell 4 reaches the value V indicated by the point 132B, the true value of the air flow meter reaches the value Q indicated by the point 132B, and the measured value of the air flow meter is equivalent to the measurement error from the value Q. It's off.

エアフローメータ真値推定部１１Ｂは、燃料電池４の出力電圧測定値を燃料電池４から取得し、燃料電池特性曲線図１３１Ｂを燃料電池特性記憶部１３Ｂから参照し、エアフローメータ真値を推定する。エアフローメータ誤差推定部１２Ｂは、エアフローメータ真値をエアフローメータ真値推定部１１Ｂから取得し、エアフローメータ測定値をエアフローメータ１から取得し、エアフローメータ真値とエアフローメータ測定値の差分を算出することにより、エアフローメータ１の測定誤差を推定し、エアフローメータ１を補正する。   The air flow meter true value estimation unit 11B acquires the output voltage measurement value of the fuel cell 4 from the fuel cell 4, refers to the fuel cell characteristic curve diagram 131B from the fuel cell characteristic storage unit 13B, and estimates the air flow meter true value. The air flow meter error estimation unit 12B acquires the air flow meter true value from the air flow meter true value estimation unit 11B, acquires the air flow meter measurement value from the air flow meter 1, and calculates the difference between the air flow meter true value and the air flow meter measurement value. Thus, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated and the air flow meter 1 is corrected.

第２の処理の流れについて説明する。図５は、第２の処理の流れにおける、燃料電池４の電圧特性を空気供給量の関数として示す図である。ここで、図５での空気供給量は、エアフローメータ１により測定されるものでなく、エアフローメータ１以外の信頼度の高い測定手段により測定されるものである。まず、燃料電池４の電流値を固定したうえで、燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを空気供給量の関数として測定し、燃料電池特性曲線図１３３Ｂを燃料電池特性記憶部１３Ｂに記憶させる。空気供給量が増加するにしたがって、燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきが減少し、空気供給量に対する燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきの変化率が減少する。   The flow of the second process will be described. FIG. 5 is a diagram showing the voltage characteristics of the fuel cell 4 as a function of the air supply amount in the second processing flow. Here, the air supply amount in FIG. 5 is not measured by the air flow meter 1 but is measured by a highly reliable measuring means other than the air flow meter 1. First, after fixing the current value of the fuel cell 4, the variation in the output voltage for each cell of the fuel cell 4 is measured as a function of the air supply amount, and the fuel cell characteristic curve diagram 133B is stored in the fuel cell characteristic storage unit 13B. Let As the air supply amount increases, the variation in output voltage for each cell of the fuel cell 4 decreases, and the rate of change in the variation in output voltage for each cell of the fuel cell 4 with respect to the air supply amount decreases.

燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを、最弱セルと一般セルについて測定することが好ましい。ここで、最弱セルとは、空気が最も流れにくいセルのことをいい、空気の吸気口及び排気口がセルスタックの一方側面に配置される燃料電池４では、空気の吸気口及び排気口から最も奥に配置されるセルのことをいい、一般セルとは、最弱セル以外のセルのことをいう。よって、燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを、最弱セルと一般セルについて測定するときに、燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを大きくできるため、エアフローメータ１の補正精度を向上できる。   It is preferable to measure the variation of the output voltage for each cell of the fuel cell 4 for the weakest cell and the general cell. Here, the weakest cell means a cell in which air hardly flows, and in the fuel cell 4 in which the air inlet and exhaust are arranged on one side surface of the cell stack, the air inlet and exhaust are separated from each other. The most distant cell is referred to as a general cell, and the general cell refers to a cell other than the weakest cell. Therefore, when the variation in the output voltage for each cell of the fuel cell 4 is measured for the weakest cell and the general cell, the variation in the output voltage for each cell of the fuel cell 4 can be increased. It can be improved.

次に、燃料電池４の電流値を固定したうえで、エアフローメータ測定値を増減させながら、燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを測定する。燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきが点１３４Ｂにより示した値ΔＶに到達したときに、エアフローメータ真値は点１３４Ｂにより示した値Ｑに到達するところ、エアフローメータ測定値は当該値Ｑから測定誤差分だけずれている。第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の測定誤差が推定され、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   Next, after fixing the current value of the fuel cell 4, the variation in the output voltage for each cell of the fuel cell 4 is measured while increasing or decreasing the air flow meter measurement value. When the output voltage variation for each cell of the fuel cell 4 reaches the value ΔV indicated by the point 134B, the true value of the air flow meter reaches the value Q indicated by the point 134B, and the measured value of the air flow meter is the value Q Deviates from the measurement error. Similar to the flow of the first processing, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated, and the air flow meter 1 is corrected.

第３の処理の流れについて説明する。図６は、第３の処理の流れにおける、燃料電池４の電圧特性を空気供給量の関数として示す図である。ここで、図６での空気供給量は、エアフローメータ１により測定されるものでなく、エアフローメータ１以外の信頼度の高い測定手段により測定されるものである。まず、燃料電池４の電流値を低電流値Ｉ１に固定したうえで、燃料電池４の出力電圧を空気供給量の関数として測定し、次に、燃料電池４の電流値を高電流値Ｉ２に固定したうえで、燃料電池４の出力電圧を空気供給量の関数として測定し、燃料電池特性曲線図１３５Ｂを燃料電池特性記憶部１３Ｂに記憶させる。空気供給量を固定したうえで、燃料電池４の電流値が増加するにしたがって、燃料電池４の出力電圧が減少する。空気供給量が増加するにしたがって、図６の実線と破線の燃料電池特性曲線の間隔が減少し、空気供給量に対する当該間隔の変化率が減少する。燃料電池４の出力電圧は、第１の処理の流れと同様にして測定される。   The flow of the third process will be described. FIG. 6 is a diagram showing the voltage characteristics of the fuel cell 4 as a function of the air supply amount in the third processing flow. Here, the air supply amount in FIG. 6 is not measured by the air flow meter 1 but is measured by a highly reliable measuring means other than the air flow meter 1. First, the current value of the fuel cell 4 is fixed to the low current value I1, the output voltage of the fuel cell 4 is measured as a function of the air supply amount, and then the current value of the fuel cell 4 is set to the high current value I2. After fixing, the output voltage of the fuel cell 4 is measured as a function of the air supply amount, and the fuel cell characteristic curve diagram 135B is stored in the fuel cell characteristic storage unit 13B. After the air supply amount is fixed, the output voltage of the fuel cell 4 decreases as the current value of the fuel cell 4 increases. As the air supply amount increases, the interval between the solid and broken fuel cell characteristic curves in FIG. 6 decreases, and the rate of change of the interval with respect to the air supply amount decreases. The output voltage of the fuel cell 4 is measured in the same manner as in the first process flow.

次に、エアフローメータ測定値を固定したうえで、燃料電池４の電流値を低電流値Ｉ１から高電流値Ｉ２まで変化させる。燃料電池４の電流値が低電流値Ｉ１であるときでの燃料電池４の出力電圧と、燃料電池４の電流値が高電流値Ｉ２であるときでの燃料電池４の出力電圧と、の差分が矢印１３６Ｂにより示した幅Ｖ１−Ｖ２であるときに、エアフローメータ真値は矢印１３６Ｂにより示した値Ｑであるところ、エアフローメータ測定値は当該値Ｑから測定誤差分だけずれている。ここで、Ｖ１は燃料電池４の電流値が低電流値Ｉ１でありエアフローメータ真値がＱであるときでの燃料電池４の出力電圧であり、Ｖ２は燃料電池４の電流値が高電流値Ｉ２でありエアフローメータ真値がＱであるときでの燃料電池４の出力電圧である。第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の測定誤差が推定され、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   Next, after fixing the measured value of the air flow meter, the current value of the fuel cell 4 is changed from the low current value I1 to the high current value I2. The difference between the output voltage of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the low current value I1 and the output voltage of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the high current value I2 Is the width V1-V2 indicated by the arrow 136B, the true value of the air flow meter is the value Q indicated by the arrow 136B, and the measured value of the air flow meter is shifted from the value Q by the measurement error. Here, V1 is the output voltage of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the low current value I1 and the true value of the air flow meter is Q, and V2 is the current value of the fuel cell 4 being the high current value. This is the output voltage of the fuel cell 4 when I2 and the true value of the air flow meter is Q. Similar to the flow of the first processing, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated, and the air flow meter 1 is corrected.

第４の処理の流れについて説明する。図７は、第４の処理の流れにおける、燃料電池４の電圧特性を空気供給量の関数として示す図である。ここで、図７での空気供給量は、エアフローメータ１により測定されるものでなく、エアフローメータ１以外の信頼度の高い測定手段により測定されるものである。まず、燃料電池４の電流値を低電流値Ｉ１に固定したうえで、燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを空気供給量の関数として測定し、次に、燃料電池４の電流値を高電流値Ｉ２に固定したうえで、燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを空気供給量の関数として測定し、燃料電池特性曲線図１３７Ｂを燃料電池特性記憶部１３Ｂに記憶させる。空気供給量を固定したうえで、燃料電池４の電流値が増加するにしたがって、燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきが減少する。空気供給量が増加するにしたがって、図７の実線と破線の燃料電池特性曲線の間隔が減少し、空気供給量に対する当該間隔の変化率が減少する。燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきは、第２の処理の流れと同様にして測定される。   The flow of the fourth process will be described. FIG. 7 is a diagram showing the voltage characteristics of the fuel cell 4 as a function of the air supply amount in the fourth processing flow. Here, the air supply amount in FIG. 7 is not measured by the air flow meter 1 but is measured by a highly reliable measuring means other than the air flow meter 1. First, the current value of the fuel cell 4 is fixed to the low current value I1, and the variation in the output voltage for each cell of the fuel cell 4 is measured as a function of the air supply amount. After fixing to the high current value I2, the variation of the output voltage for each cell of the fuel cell 4 is measured as a function of the air supply amount, and the fuel cell characteristic curve diagram 137B is stored in the fuel cell characteristic storage unit 13B. After fixing the air supply amount, as the current value of the fuel cell 4 increases, the variation in output voltage for each cell of the fuel cell 4 decreases. As the air supply amount increases, the interval between the solid and broken fuel cell characteristic curves in FIG. 7 decreases, and the rate of change of the interval with respect to the air supply amount decreases. The variation in output voltage for each cell of the fuel cell 4 is measured in the same manner as in the second processing flow.

次に、エアフローメータ測定値を固定したうえで、燃料電池４の電流値を低電流値Ｉ１から高電流値Ｉ２まで変化させる。燃料電池４の電流値が低電流値Ｉ１であるときでの燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきと、燃料電池４の電流値が高電流値Ｉ２であるときでの燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきと、の差分が矢印１３８Ｂにより示した幅ΔＶ１−ΔＶ２であるときに、エアフローメータ真値は矢印１３８Ｂにより示した値Ｑであるところ、エアフローメータ測定値は当該値Ｑから測定誤差分だけずれている。ここで、ΔＶ１は燃料電池４の電流値が低電流値Ｉ１でありエアフローメータ真値がＱであるときでの燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきであり、ΔＶ２は燃料電池４の電流値が高電流値Ｉ２でありエアフローメータ真値がＱであるときでの燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきである。第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の測定誤差が推定され、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   Next, after fixing the measured value of the air flow meter, the current value of the fuel cell 4 is changed from the low current value I1 to the high current value I2. Variation in output voltage for each cell of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the low current value I1, and the cell of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the high current value I2. When the difference between each output voltage variation and the width ΔV1−ΔV2 indicated by the arrow 138B is the air flow meter true value is the value Q indicated by the arrow 138B, the measured value of the air flow meter is calculated from the value Q. Deviation by measurement error. Here, ΔV1 is the variation in output voltage for each cell of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the low current value I1 and the true value of the air flow meter is Q, and ΔV2 is the current of the fuel cell 4 This is the variation in the output voltage for each cell of the fuel cell 4 when the value is the high current value I2 and the true value of the air flow meter is Q. Similar to the flow of the first processing, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated, and the air flow meter 1 is corrected.

第５の処理の流れについて説明する。まず、燃料電池特性記憶部１３Ｂは、第１の処理の流れでの図４に示した燃料電池特性曲線図１３１Ｂを記憶する。次に、燃料電池４の電流値を固定したうえで、エアフローメータ測定値を増減させながら、エアフローメータ測定値に対する燃料電池４の出力電圧の変化率を測定する。エアフローメータ測定値に対する燃料電池４の出力電圧の変化率が、点１３２Ｂでの空気供給量に対する燃料電池４の出力電圧の変化率に到達したときに、エアフローメータ真値は点１３２Ｂにより示した値Ｑに到達するところ、エアフローメータ測定値は当該値Ｑから測定誤差分だけずれている。第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   The flow of the fifth process will be described. First, the fuel cell characteristic storage unit 13B stores the fuel cell characteristic curve diagram 131B shown in FIG. 4 in the first processing flow. Next, the current value of the fuel cell 4 is fixed, and the rate of change of the output voltage of the fuel cell 4 with respect to the air flow meter measurement value is measured while increasing or decreasing the air flow meter measurement value. When the rate of change of the output voltage of the fuel cell 4 with respect to the measured value of the air flow meter reaches the rate of change of the output voltage of the fuel cell 4 with respect to the air supply amount at the point 132B, the true value of the air flow meter is the value indicated by the point 132B. When Q is reached, the measured value of the air flow meter is shifted from the value Q by the measurement error. The air flow meter 1 is corrected in the same manner as in the first processing flow.

第６の処理の流れについて説明する。まず、燃料電池特性記憶部１３Ｂは、第２の処理の流れでの図５に示した燃料電池特性曲線図１３３Ｂを記憶する。次に、燃料電池４の電流値を固定したうえで、エアフローメータ測定値を増減させながら、エアフローメータ測定値に対する燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきの変化率を測定する。エアフローメータ測定値に対する燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきの変化率が、点１３４Ｂでの空気供給量に対する燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきの変化率に到達したときに、エアフローメータ真値は点１３４Ｂにより示した値Ｑに到達するところ、エアフローメータ測定値は当該値Ｑから測定誤差分だけずれている。第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   The flow of the sixth process will be described. First, the fuel cell characteristic storage unit 13B stores the fuel cell characteristic curve diagram 133B shown in FIG. 5 in the second processing flow. Next, after fixing the current value of the fuel cell 4, the rate of change in the output voltage variation for each cell of the fuel cell 4 with respect to the air flow meter measurement value is measured while increasing or decreasing the air flow meter measurement value. When the rate of change in output voltage variation for each cell of the fuel cell 4 with respect to the air flow meter measurement value reaches the rate of change in output voltage variation for each cell of the fuel cell 4 with respect to the air supply amount at the point 134B, the air flow When the meter true value reaches the value Q indicated by the point 134B, the air flow meter measurement value is deviated from the value Q by the measurement error. The air flow meter 1 is corrected in the same manner as in the first processing flow.

第７の処理の流れについて説明する。まず、燃料電池特性記憶部１３Ｂは、第３の処理の流れでの図６に示した燃料電池特性曲線図１３５Ｂを記憶する。次に、エアフローメータ測定値を固定したうえで、燃料電池４の電流値を低電流値Ｉ１から高電流値Ｉ２まで変化させる。燃料電池４の電流値が低電流値Ｉ１であるときでの燃料電池４の出力電圧と、燃料電池４の電流値が高電流値Ｉ２であるときでの燃料電池４の出力電圧と、の差分を測定する。次に、様々なエアフローメータ測定値に対して当該差分を測定するときに、エアフローメータ測定値に対する差分の変化率が、矢印１３６Ｂでの空気供給量に対する差分の変化率に到達したときに、エアフローメータ真値は矢印１３６Ｂにより示した値Ｑに到達するところ、エアフローメータ測定値は当該値Ｑから測定誤差分だけずれている。第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   The flow of the seventh process will be described. First, the fuel cell characteristic storage unit 13B stores the fuel cell characteristic curve diagram 135B shown in FIG. 6 in the third processing flow. Next, after fixing the measured value of the air flow meter, the current value of the fuel cell 4 is changed from the low current value I1 to the high current value I2. The difference between the output voltage of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the low current value I1 and the output voltage of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the high current value I2 Measure. Next, when measuring the difference with respect to various air flow meter measurement values, when the change rate of the difference with respect to the air flow meter measurement value reaches the change rate of the difference with respect to the air supply amount at the arrow 136B, the air flow When the meter true value reaches the value Q indicated by the arrow 136B, the air flow meter measurement value is deviated from the value Q by the measurement error. The air flow meter 1 is corrected in the same manner as in the first processing flow.

第８の処理の流れについて説明する。まず、燃料電池特性記憶部１３Ｂは、第４の処理の流れでの図７に示した燃料電池特性曲線図１３７Ｂを記憶する。次に、エアフローメータ測定値を固定したうえで、燃料電池４の電流値を低電流値Ｉ１から高電流値Ｉ２まで変化させる。燃料電池４の電流値が低電流値Ｉ１であるときでの燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきと、燃料電池４の電流値が高電流値Ｉ２であるときでの燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきと、の差分を測定する。次に、様々なエアフローメータ測定値に対して当該差分を測定するときに、エアフローメータ測定値に対する差分の変化率が、矢印１３８Ｂでの空気供給量に対する差分の変化率に到達したときに、エアフローメータ真値は矢印１３８Ｂにより示した値Ｑに到達するところ、エアフローメータ測定値は当該値Ｑから測定誤差分だけずれている。第１の処理の流れと同様にして、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   The flow of the eighth process will be described. First, the fuel cell characteristic storage unit 13B stores the fuel cell characteristic curve diagram 137B shown in FIG. 7 in the fourth processing flow. Next, after fixing the measured value of the air flow meter, the current value of the fuel cell 4 is changed from the low current value I1 to the high current value I2. Variation in output voltage for each cell of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the low current value I1, and the cell of the fuel cell 4 when the current value of the fuel cell 4 is the high current value I2. Measure the difference between each output voltage variation. Next, when measuring the difference with respect to various air flow meter measurement values, when the change rate of the difference with respect to the air flow meter measurement value reaches the change rate of the difference with respect to the air supply amount at the arrow 138B, the air flow When the meter true value reaches the value Q indicated by the arrow 138B, the air flow meter measurement value is deviated from the value Q by the measurement error. The air flow meter 1 is corrected in the same manner as in the first processing flow.

第１と第２と第５から第８までの処理の流れでは、エアフローメータ測定値を変化させながら、燃料電池４の出力電圧又は燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを測定する。よって、エアコンプレッサ２の発生音が変化することがあり、エアフローメータ測定値が変化後に一定値に落ち着くまでに時間を要するという問題がある。   In the first, second, fifth to eighth processing flows, the variation of the output voltage of the fuel cell 4 or the output voltage of each cell of the fuel cell 4 is measured while changing the measured value of the air flow meter. Therefore, the sound generated by the air compressor 2 may change, and there is a problem that it takes time for the measured value of the air flow meter to settle to a constant value after the change.

第３と第４の処理の流れでは、エアフローメータ測定値を固定したうえで、燃料電池４の出力電圧又は燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを測定する。よって、エアコンプレッサ２の発生音が変化することがなく、エアフローメータ測定値が変化後に一定値に落ち着くまでに時間を要するという問題がない。   In the third and fourth processing flows, the measured value of the air flow meter is fixed, and the output voltage variation of the fuel cell 4 or the output voltage of each cell of the fuel cell 4 is measured. Therefore, the sound generated by the air compressor 2 does not change, and there is no problem that it takes time until the measured value of the air flow meter settles to a constant value after the change.

ここで、第１と第２の処理の流れでも、エアフローメータ測定値を固定したうえで、燃料電池４の出力電圧又は燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを測定するときには、エアコンプレッサ２の発生音が変化することがなく、エアフローメータ測定値が変化後に一定値に落ち着くまでに時間を要するという問題がない。   Here, also in the flow of the first and second processing, when measuring the variation in the output voltage of the fuel cell 4 or the output voltage of each cell of the fuel cell 4 after fixing the measured value of the air flow meter, the air compressor 2 There is no problem that the generated sound does not change and it takes time until the measured value of the air flow meter reaches a constant value after the change.

第１から第４までの処理の流れでは、燃料電池４の出力電圧又は燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきを測定する。しかし、燃料電池４の出力電圧又は燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきは、空気供給量が小さいときには、燃料電池４の経年劣化により同一の空気供給量に対して大きく変動する。   In the first to fourth processing flows, the variation in the output voltage of the fuel cell 4 or the output voltage of each cell of the fuel cell 4 is measured. However, the variation of the output voltage of the fuel cell 4 or the output voltage of each cell of the fuel cell 4 varies greatly with respect to the same air supply amount due to the aging of the fuel cell 4 when the air supply amount is small.

第５から第８までの処理の流れでは、エアフローメータ測定値に対する燃料電池４の出力電圧又は燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきの変化率を測定する。そして、エアフローメータ測定値に対する燃料電池４の出力電圧又は燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきの変化率は、空気供給量が小さいときにも、燃料電池４の経年劣化により同一の空気供給量に対して大きく変動しない。   In the fifth to eighth processing flows, the rate of change in the variation in the output voltage of the fuel cell 4 or the output voltage for each cell of the fuel cell 4 with respect to the air flow meter measurement value is measured. The rate of change in the variation of the output voltage of the fuel cell 4 or the output voltage of each cell of the fuel cell 4 with respect to the measured value of the air flow meter is the same air supply due to the aging of the fuel cell 4 even when the air supply amount is small. Does not vary greatly with quantity.

ここで、燃料電池特性記憶部１３Ｂは、燃料電池４の経年劣化が考慮された燃料電池特性曲線図を記憶してもよい。すると、燃料電池４の出力電圧又は燃料電池４のセルごとの出力電圧のばらつきが、空気供給量が小さいときには、燃料電池４の経年劣化により同一の空気供給量に対して大きく変動するときでも、エアフローメータ真値の推定の精度が高くなり、エアフローメータ１の補正の精度が高くなる。   Here, the fuel cell characteristic storage unit 13 </ b> B may store a fuel cell characteristic curve diagram in consideration of aging degradation of the fuel cell 4. Then, when the variation in the output voltage of the fuel cell 4 or the output voltage of each cell of the fuel cell 4 is small, even when the air supply amount is small, even when the fuel cell 4 is largely fluctuated with respect to the same air supply amount due to aging deterioration, The accuracy of estimating the air flow meter true value is increased, and the accuracy of correction of the air flow meter 1 is increased.

第２の実施例は、燃料電池４の出力電圧変化が、エアフローメータ測定値の変化と燃料電池４の電流値の変化のうち、いずれの変化によるものであるかが明確である状態において、具体的にはアイドル時又は高速運転時又は降坂運転時などの定常時において、実行されることが好ましい。起動時又は加減速時又は停止時などの非定常時において、エアフローメータ測定値の変化又は燃料電池４の電流値の変化が大きくなるためである。   In the second embodiment, the change in the output voltage of the fuel cell 4 is specific in a state where it is clear which of the change in the measured value of the air flow meter and the change in the current value of the fuel cell 4 is caused. In particular, it is preferably executed in a steady state such as an idle time, a high speed operation, or a downhill operation. This is because a change in the measured value of the air flow meter or a change in the current value of the fuel cell 4 becomes large at an unsteady time such as startup, acceleration / deceleration or stop.

第２の実施例で説明したタイミングにおいて、エアフローメータ１の測定誤差が推定された後に、第１から第３までの実施例で説明するタイミングにおいて、エアフローメータ１の測定誤差が再び推定されるまで、先に第２の実施例で推定されたエアフローメータ１の測定誤差に基づいて、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   After the measurement error of the air flow meter 1 is estimated at the timing explained in the second embodiment, until the measurement error of the air flow meter 1 is estimated again at the timing explained in the first to third embodiments. The air flow meter 1 is corrected based on the measurement error of the air flow meter 1 previously estimated in the second embodiment.

燃料電池４の出力特性として、燃料電池４の出力電圧を測定してもよく、燃料電池４の出力電流や出力電力を測定してもよい。燃料電池４の出力特性として、燃料電池４の出力電流を測定するときに、燃料電池４の出力電圧を固定したうえで、燃料電池４の出力電流を測定すればよい。燃料電池４の出力電流又は燃料電池４のセルごとの出力電流のばらつきは、空気供給量と１対１の関係にあるため、燃料電池４の出力電流又は燃料電池４のセルごとの出力電流のばらつきを測定すれば、エアフローメータ真値を推定できる。燃料電池４の出力特性として、燃料電池４の出力電力を測定するときに、燃料電池４の出力電圧又は出力電流を固定したうえで、燃料電池４の出力電力を測定すればよい。燃料電池４の出力電力又は燃料電池４のセルごとの出力電力のばらつきは、空気供給量と１対１の関係にあるため、燃料電池４の出力電力又は燃料電池４のセルごとの出力電力のばらつきを測定すれば、エアフローメータ真値を推定できる。   As the output characteristics of the fuel cell 4, the output voltage of the fuel cell 4 may be measured, or the output current and output power of the fuel cell 4 may be measured. As output characteristics of the fuel cell 4, when measuring the output current of the fuel cell 4, the output voltage of the fuel cell 4 may be measured after fixing the output voltage of the fuel cell 4. Since the variation in the output current of the fuel cell 4 or the output current of each cell of the fuel cell 4 has a one-to-one relationship with the air supply amount, the output current of the fuel cell 4 or the output current of each cell of the fuel cell 4 If the variation is measured, the true value of the air flow meter can be estimated. As output characteristics of the fuel cell 4, when measuring the output power of the fuel cell 4, the output power of the fuel cell 4 may be measured after fixing the output voltage or output current of the fuel cell 4. Since the variation in the output power of the fuel cell 4 or the output power of each cell of the fuel cell 4 has a one-to-one relationship with the air supply amount, the output power of the fuel cell 4 or the output power of each cell of the fuel cell 4 If the variation is measured, the true value of the air flow meter can be estimated.

｛第３の実施例｝
図８は、第３の実施例に係るエアフローメータ補正部１０Ｃを示すブロック図である。エアフローメータ補正部１０Ｃは、エアフローメータ真値推定部１１Ｃ、エアフローメータ誤差推定部１２Ｃ、酸素センサ特性記憶部１３Ｃなどから構成される。 {Third embodiment}
FIG. 8 is a block diagram showing an air flow meter correction unit 10C according to the third embodiment. The air flow meter correction unit 10C includes an air flow meter true value estimation unit 11C, an air flow meter error estimation unit 12C, an oxygen sensor characteristic storage unit 13C, and the like.

エアフローメータ真値推定部１１Ｃは、後述する方法により、エアフローメータ真値を推定する。エアフローメータ誤差推定部１２Ｃは、エアフローメータ測定値をエアフローメータ１から取得し、エアフローメータ真値をエアフローメータ真値推定部１１Ｃから取得し、エアフローメータ測定値とエアフローメータ真値の差分を算出することにより、エアフローメータ１の測定誤差を推定し、エアフローメータ１を補正する。酸素センサ特性記憶部１３Ｃは、酸素センサ９の特性の実験的な測定データを記憶する。   The air flow meter true value estimation unit 11C estimates the air flow meter true value by a method described later. The air flow meter error estimation unit 12C acquires the air flow meter measurement value from the air flow meter 1, acquires the air flow meter true value from the air flow meter true value estimation unit 11C, and calculates the difference between the air flow meter measurement value and the air flow meter true value. Thus, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated and the air flow meter 1 is corrected. The oxygen sensor characteristic storage unit 13C stores experimental measurement data of characteristics of the oxygen sensor 9.

以下に、エアフローメータ１でのエアフローメータ測定値を補正する処理の流れとして、第１と第２の処理の流れについて説明する。   Below, the flow of a 1st and 2nd process is demonstrated as a flow of a process which correct | amends the air flow meter measured value in the air flow meter 1. FIG.

第１と第２の処理の流れではともに、最初に、酸素センサ９の一方の電極を大気空気に接触させ、酸素センサ９の他方の電極を排気空気に接触させ、酸素センサ９の出力電圧を排気空気の酸素濃度の関数として測定し、酸素センサ特性曲線図を酸素センサ特性記憶部１３Ｃに記憶させる。排気空気の酸素濃度が増加するにしたがって、酸素センサ９の出力電圧が減少する。特に、酸素供給量が要求発電量に対応する酸素量にほぼ等しくストイキ比が１にほぼ等しいときに、排気空気の酸素濃度が増加するにしたがって、酸素センサ９の出力電圧が著しく減少する。   In both the first and second processing flows, first, one electrode of the oxygen sensor 9 is brought into contact with atmospheric air, the other electrode of the oxygen sensor 9 is brought into contact with exhaust air, and the output voltage of the oxygen sensor 9 is changed. Measurement is performed as a function of the oxygen concentration of the exhaust air, and the oxygen sensor characteristic curve diagram is stored in the oxygen sensor characteristic storage unit 13C. As the oxygen concentration of the exhaust air increases, the output voltage of the oxygen sensor 9 decreases. In particular, when the oxygen supply amount is substantially equal to the oxygen amount corresponding to the required power generation amount and the stoichiometric ratio is substantially equal to 1, the output voltage of the oxygen sensor 9 significantly decreases as the oxygen concentration of the exhaust air increases.

第１の処理の流れでは、次に、エアフローメータ真値推定部１１Ｃは、燃料電池４の電流値を燃料電池４から取得し、燃料電池４の電流値に基づいて、燃料電池４で消費された酸素量を算出する。ここで、４ｍｏｌの電子がアノードで生成されるときに、１ｍｏｌの酸素がカソードで消費されることを考慮する。次に、エアフローメータ真値推定部１１Ｃは、酸素センサ９の出力電圧を酸素センサ９から取得し、酸素センサ特性曲線図を酸素センサ特性記憶部１３Ｃから参照し、酸素センサ９の出力電圧と酸素センサ特性曲線図に基づいて、排気空気の酸素濃度を算出する。ここで、排気空気の酸素濃度をＣＯ２、エアフローメータ真値をＱＡＩＲ、燃料電池４で消費された酸素量をＱＯ２とするとき、ＣＯ２＝（０．２１×ＱＡＩＲ−ＱＯ２）／（０．７９×ＱＡＩＲ＋（０．２１×ＱＡＩＲ−ＱＯ２））が成立するため、エアフローメータ真値を推定できることを考慮する。 In the first processing flow, next, the air flow meter true value estimation unit 11C acquires the current value of the fuel cell 4 from the fuel cell 4, and is consumed by the fuel cell 4 based on the current value of the fuel cell 4. Calculate the amount of oxygen. Here, it is considered that when 4 mol of electrons are generated at the anode, 1 mol of oxygen is consumed at the cathode. Next, the air flow meter true value estimation unit 11C acquires the output voltage of the oxygen sensor 9 from the oxygen sensor 9, refers to the oxygen sensor characteristic curve diagram from the oxygen sensor characteristic storage unit 13C, and outputs the output voltage and oxygen of the oxygen sensor 9 The oxygen concentration of the exhaust air is calculated based on the sensor characteristic curve diagram. Here, when the oxygen concentration of the exhaust air is C O2 , the true value of the air flow meter is Q AIR , and the oxygen amount consumed in the fuel cell 4 is Q O2 , C O2 = (0.21 × Q AIR −Q O2 ) Since /(0.79×Q AIR + (0.21 × Q AIR −Q O2 )) is established, it is considered that the true value of the air flow meter can be estimated.

最後に、エアフローメータ真値推定部１１Ｃは、以上に示した方法により、エアフローメータ真値を推定する。エアフローメータ誤差推定部１２Ｃは、エアフローメータ真値をエアフローメータ真値推定部１１Ｃから取得し、エアフローメータ測定値をエアフローメータ１から取得し、エアフローメータ真値とエアフローメータ測定値の差分を算出することにより、エアフローメータ１の測定誤差を推定し、エアフローメータ１を補正する。   Finally, the air flow meter true value estimation unit 11C estimates the air flow meter true value by the method described above. The air flow meter error estimation unit 12C acquires the air flow meter true value from the air flow meter true value estimation unit 11C, acquires the air flow meter measurement value from the air flow meter 1, and calculates the difference between the air flow meter true value and the air flow meter measurement value. Thus, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated and the air flow meter 1 is corrected.

第２の処理の流れでは、次に、エアフローメータ真値推定部１１Ｃは、燃料電池４の電流値を燃料電池４から取得し、燃料電池４の電流値に基づいて、燃料電池４で消費された酸素量を算出し、燃料電池４で消費された酸素量に基づいて、燃料電池４で消費された空気量を算出する。ここで、４ｍｏｌの電子がアノードで生成されるときに、１ｍｏｌの酸素がカソードで消費されることを考慮する。そして、酸素の体積が大気の体積に占める割合が約２１％であることを考慮する。次に、エアフローメータ真値推定部１１Ｃは、酸素センサ９の出力電圧を酸素センサ９から取得し、酸素センサ特性曲線図を酸素センサ特性記憶部１３Ｃから参照し、酸素センサ９の出力電圧と酸素センサ特性曲線図に基づいて、排気空気の酸素濃度を算出し、排気空気の酸素濃度と空気排気量に基づいて、燃料電池４で消費されなかった空気量を算出する。ここで、空気排気量を測定するときに、供給側にも排気側にもエアフローメータを設けるようにすればよい。   In the second processing flow, next, the air flow meter true value estimation unit 11C acquires the current value of the fuel cell 4 from the fuel cell 4, and is consumed by the fuel cell 4 based on the current value of the fuel cell 4. The amount of oxygen consumed is calculated, and the amount of air consumed by the fuel cell 4 is calculated based on the amount of oxygen consumed by the fuel cell 4. Here, it is considered that when 4 mol of electrons are generated at the anode, 1 mol of oxygen is consumed at the cathode. Then, it is considered that the ratio of the oxygen volume to the atmospheric volume is about 21%. Next, the air flow meter true value estimation unit 11C obtains the output voltage of the oxygen sensor 9 from the oxygen sensor 9, refers to the oxygen sensor characteristic curve diagram from the oxygen sensor characteristic storage unit 13C, and outputs the oxygen sensor 9 output voltage and oxygen The oxygen concentration of the exhaust air is calculated based on the sensor characteristic curve, and the amount of air not consumed by the fuel cell 4 is calculated based on the oxygen concentration of the exhaust air and the air exhaust amount. Here, when the air exhaust amount is measured, an air flow meter may be provided on both the supply side and the exhaust side.

最後に、エアフローメータ真値推定部１１Ｃは、燃料電池４で消費された空気量と燃料電池４で消費されなかった空気量の合計を算出することにより、エアフローメータ真値を推定する。エアフローメータ誤差推定部１２Ｃは、エアフローメータ真値をエアフローメータ真値推定部１１Ｃから取得し、エアフローメータ測定値をエアフローメータ１から取得し、エアフローメータ真値とエアフローメータ測定値の差分を算出することにより、エアフローメータ１の測定誤差を推定し、エアフローメータ１を補正する。   Finally, the air flow meter true value estimation unit 11C estimates the air flow meter true value by calculating the sum of the air amount consumed by the fuel cell 4 and the air amount not consumed by the fuel cell 4. The air flow meter error estimation unit 12C acquires the air flow meter true value from the air flow meter true value estimation unit 11C, acquires the air flow meter measurement value from the air flow meter 1, and calculates the difference between the air flow meter true value and the air flow meter measurement value. Thus, the measurement error of the air flow meter 1 is estimated and the air flow meter 1 is corrected.

第１の処理の流れでは、エアフローメータ１の経年劣化を考慮するのみならず、酸素センサ９と燃料電池４の電流値の測定手段の経年劣化を考慮するときには、これらの測定手段の劣化曲線図をエアフローメータ補正部１０Ｃに格納すればよい。第２の処理の流れでは、エアフローメータ１の経年劣化を考慮するのみならず、酸素センサ９と燃料電池４の電流値の測定手段と空気排気量の測定手段の経年劣化を考慮するときには、これらの測定手段の劣化曲線図をエアフローメータ補正部１０Ｃに格納すればよい。これにより、エアフローメータ真値をさらに精度よく推定できる。   In the first processing flow, not only the aging deterioration of the air flow meter 1 but also the aging deterioration of the oxygen sensor 9 and the current value measuring means of the fuel cell 4 are taken into account. May be stored in the air flow meter correction unit 10C. In the second processing flow, not only the aging deterioration of the air flow meter 1 but also the aging deterioration of the oxygen sensor 9 and the fuel cell 4 current value measuring means and the air exhaust amount measuring means are considered. The deterioration curve diagram of the measuring means may be stored in the air flow meter correction unit 10C. Thereby, the air flow meter true value can be estimated with higher accuracy.

第３の実施例は、酸素センサ９の出力電圧が排気空気の酸素濃度に対して著しく変化する状態において、具体的には酸素供給量が要求発電量に対応する酸素量にほぼ等しくストイキ比が１にほぼ等しい状態において、実行されることが好ましい。ストイキ比が１から離れている状態では、排気空気の酸素濃度に対する酸素センサ９の出力電圧の変化率が小さいため、排気空気の酸素濃度を精度よく算出できず、エアフローメータ真値を精度よく推定できないためである。ただし、ストイキ比が１から離れている状態でも、排気空気の酸素濃度に対する酸素センサ９の出力電圧の変化率が大きければ、排気空気の酸素濃度を精度よく算出できて、エアフローメータ真値を精度よく推定できる。ここで、ストイキ比が１にほぼ等しい状態は、急速暖機運転時に容易に実現できる。ストイキ比が１にほぼ等しい状態において、最弱セルでの酸素供給量が一般セルでの酸素供給量と比較して少なくなり、燃料電池４の発電効率が低くなり、燃料電池４の発熱量が多くなるためである。   In the third embodiment, in a state where the output voltage of the oxygen sensor 9 changes significantly with respect to the oxygen concentration of the exhaust air, specifically, the oxygen supply amount is substantially equal to the oxygen amount corresponding to the required power generation amount, and the stoichiometric ratio is It is preferably performed in a state approximately equal to 1. When the stoichiometric ratio is away from 1, the change rate of the output voltage of the oxygen sensor 9 with respect to the oxygen concentration of the exhaust air is small, so the oxygen concentration of the exhaust air cannot be calculated accurately, and the true value of the air flow meter is accurately estimated. This is because it cannot be done. However, even if the stoichiometric ratio is away from 1, if the rate of change of the output voltage of the oxygen sensor 9 relative to the oxygen concentration of the exhaust air is large, the oxygen concentration of the exhaust air can be accurately calculated, and the true value of the air flow meter can be accurately calculated. Can be estimated well. Here, the state where the stoichiometric ratio is approximately equal to 1 can be easily realized during the rapid warm-up operation. In a state where the stoichiometric ratio is substantially equal to 1, the oxygen supply amount in the weakest cell is smaller than the oxygen supply amount in the general cell, the power generation efficiency of the fuel cell 4 is lowered, and the heat generation amount of the fuel cell 4 is reduced. This is because it increases.

第３の実施例で説明したタイミングにおいて、エアフローメータ１の測定誤差が推定された後に、第１から第３までの実施例で説明するタイミングにおいて、エアフローメータ１の測定誤差が再び推定されるまで、先に第３の実施例で推定されたエアフローメータ１の測定誤差に基づいて、エアフローメータ１の補正が行なわれる。   After the measurement error of the air flow meter 1 is estimated at the timing described in the third embodiment, until the measurement error of the air flow meter 1 is estimated again at the timing described in the first to third embodiments. The air flow meter 1 is corrected based on the measurement error of the air flow meter 1 previously estimated in the third embodiment.

１ エアフローメータ、２ エアコンプレッサ、３，６ エアシャットバルブ、４ 燃料電池、５ エア調圧バルブ、７，８ 圧力センサ、９ 酸素センサ、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ エアフローメータ補正部、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ エアフローメータ真値推定部、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ エアフローメータ誤差推定部、１３Ａ エア封止体積記憶部、１３Ｂ 燃料電池特性記憶部、１３Ｃ 酸素センサ特性記憶部、１３１Ｂ，１３３Ｂ，１３５Ｂ，１３７Ｂ 燃料電池特性曲線図。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air flow meter, 2 Air compressor, 3, 6 Air shut valve, 4 Fuel cell, 5 Air pressure regulation valve, 7, 8 Pressure sensor, 9 Oxygen sensor, 10, 10A, 10B, 10C Air flow meter correction | amendment part, 11A, 11B , 11C Air flow meter true value estimation unit, 12A, 12B, 12C Air flow meter error estimation unit, 13A Air sealed volume storage unit, 13B Fuel cell characteristic storage unit, 13C Oxygen sensor characteristic storage unit, 131B, 133B, 135B, 137B Fuel FIG.

Claims (5)

燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に対して供給される空気の供給量を測定する空気供給量測定部と、
前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正する空気供給量補正部と、
前記空気供給量測定部の排気側に配置され、前記燃料電池に対して供給される空気を圧縮するエアコンプレッサと、
前記エアコンプレッサの排気側に配置され、前記燃料電池での空気の吸気又は排気を調節するエアバルブと、
前記エアコンプレッサから前記エアバルブまでの圧力値を測定する圧力値測定部と、
を備え、
前記空気供給量補正部は、
前記エアコンプレッサから前記エアバルブまでの体積値を記憶する体積値記憶部と、
所定タイミングにおいて、前記エアコンプレッサから全閉された前記エアバルブまでの空間に空気が供給されたときに、前記圧力値測定部から取得した空気供給前後の圧力変化測定値と前記体積値記憶部から取得した体積値との積に基づいて算出した空気供給量と、前記空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、前記空気供給量測定部の測定誤差を推定する空気供給量測定誤差推定部と、
を含み、前記所定タイミング以降において、前記空気供給量測定誤差推定部が推定した前記空気供給量測定部の測定誤差に基づいて、前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system comprising a fuel cell,
An air supply amount measuring unit that measures the supply amount of air supplied to the fuel cell;
An air supply amount correction unit for correcting an air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit;
An air compressor that is disposed on the exhaust side of the air supply amount measurement unit and compresses air supplied to the fuel cell;
An air valve disposed on the exhaust side of the air compressor for adjusting the intake or exhaust of air in the fuel cell;
A pressure value measuring unit for measuring a pressure value from the air compressor to the air valve;
With
The air supply amount correction unit includes:
A volume value storage unit for storing a volume value from the air compressor to the air valve;
When the air is supplied to the space from the air compressor to the fully closed air valve at a predetermined timing, the pressure change measurement value obtained before and after the air supply obtained from the pressure value measurement unit and the volume value storage unit are obtained. By calculating the difference between the air supply amount calculated based on the product of the volume value and the air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measurement unit, the measurement error of the air supply amount measurement unit is reduced. An estimated air supply amount measurement error estimating unit;
And after the predetermined timing, the air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit is corrected based on the measurement error of the air supply amount measurement unit estimated by the air supply amount measurement error estimation unit. A fuel cell system. 燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に対して供給される空気の供給量を測定する空気供給量測定部と、
前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正する空気供給量補正部と、
前記燃料電池の出力特性を測定する燃料電池出力特性測定部と、
を備え、
前記空気供給量補正部は、
前記燃料電池の出力特性と空気供給量との関係を記憶する燃料電池出力特性記憶部と、
所定タイミングにおいて、前記燃料電池出力特性記憶部から取得した前記燃料電池の出力特性と空気供給量との関係に基づいて算出した、前記燃料電池出力特性測定部から取得した前記燃料電池の出力特性測定値に対応する空気供給量と、前記空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、前記空気供給量測定部の測定誤差を推定する空気供給量測定誤差推定部と、
を含み、前記所定タイミング以降において、前記空気供給量測定誤差推定部が推定した前記空気供給量測定部の測定誤差に基づいて、前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system comprising a fuel cell,
An air supply amount measuring unit that measures the supply amount of air supplied to the fuel cell;
An air supply amount correction unit for correcting an air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit;
A fuel cell output characteristic measuring unit for measuring the output characteristic of the fuel cell;
With
The air supply amount correction unit includes:
A fuel cell output characteristic storage unit for storing a relationship between the output characteristic of the fuel cell and an air supply amount;
Measurement of the output characteristics of the fuel cell obtained from the fuel cell output characteristics measurement unit calculated based on the relationship between the output characteristics of the fuel cell acquired from the fuel cell output characteristics storage unit and the air supply amount at a predetermined timing An air supply amount measurement error that estimates a measurement error of the air supply amount measurement unit by calculating a difference between the air supply amount corresponding to the value and the air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measurement unit An estimation unit;
And after the predetermined timing, the air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit is corrected based on the measurement error of the air supply amount measurement unit estimated by the air supply amount measurement error estimation unit. A fuel cell system. 燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に対して供給される空気の供給量を測定する空気供給量測定部と、
前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正する空気供給量補正部と、
空気供給量測定値に対する前記燃料電池の出力特性の変化率を測定する燃料電池出力特性変化率測定部と、
を備え、
前記空気供給量補正部は、
空気供給量に対する前記燃料電池の出力特性の変化率と空気供給量との関係を記憶する燃料電池出力特性変化率記憶部と、
所定タイミングにおいて、前記燃料電池出力特性変化率記憶部から取得した空気供給量に対する前記燃料電池の出力特性の変化率と空気供給量との関係に基づいて算出した、前記燃料電池出力特性変化率測定部から取得した空気供給量測定値に対する前記燃料電池の出力特性の変化率に対応する空気供給量と、前記空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、前記空気供給量測定部の測定誤差を推定する空気供給量測定誤差推定部と、
を含み、前記所定タイミング以降において、前記空気供給量測定誤差推定部が推定した前記空気供給量測定部の測定誤差に基づいて、前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system comprising a fuel cell,
An air supply amount measuring unit that measures the supply amount of air supplied to the fuel cell;
An air supply amount correction unit for correcting an air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit;
A fuel cell output characteristic change rate measuring unit for measuring a change rate of the output characteristic of the fuel cell with respect to an air supply amount measurement value;
With
The air supply amount correction unit includes:
A fuel cell output characteristic change rate storage unit for storing a relationship between a change rate of output characteristics of the fuel cell with respect to an air supply amount and an air supply amount;
The fuel cell output characteristic change rate measurement calculated based on the relationship between the change rate of the output characteristics of the fuel cell and the air supply amount with respect to the air supply amount acquired from the fuel cell output characteristic change rate storage unit at a predetermined timing. By calculating the difference between the air supply amount corresponding to the rate of change of the output characteristics of the fuel cell with respect to the air supply amount measurement value acquired from the unit and the air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measurement unit An air supply amount measurement error estimating unit for estimating a measurement error of the air supply amount measuring unit;
And after the predetermined timing, the air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit is corrected based on the measurement error of the air supply amount measurement unit estimated by the air supply amount measurement error estimation unit. A fuel cell system. 燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に対して供給される空気の供給量を測定する空気供給量測定部と、
前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正する空気供給量補正部と、
前記燃料電池の電流値を測定する燃料電池電流値測定部と、
前記燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧を測定する出力電圧測定部と、
を備え、
前記空気供給量補正部は、
前記燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧と前記燃料電池の排気側の酸素濃度との関係を記憶する酸素センサ特性記憶部と、
所定タイミングにおいて、前記燃料電池電流値測定部から取得した前記燃料電池の電流値に基づいて、前記燃料電池が消費した酸素量を算出する消費酸素量算出部と、
前記所定タイミングにおいて、前記酸素センサ特性記憶部から取得した前記燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧と前記燃料電池の排気側の酸素濃度との関係に基づいて、前記出力電圧測定部から取得した前記燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧に対応する前記燃料電池の排気側の酸素濃度を算出する排気側酸素濃度算出部と、
前記所定タイミングにおいて、前記消費酸素量算出部から取得した前記燃料電池が消費した酸素量と、前記排気側酸素濃度算出部から取得した前記燃料電池の排気側の酸素濃度と、に基づいて算出した空気供給量と、前記空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、前記空気供給量測定部の測定誤差を推定する空気供給量測定誤差推定部と、
を含み、前記所定タイミング以降において、前記空気供給量測定誤差推定部が推定した前記空気供給量測定部の測定誤差に基づいて、前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system comprising a fuel cell,
An air supply amount measuring unit that measures the supply amount of air supplied to the fuel cell;
An air supply amount correction unit for correcting an air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit;
A fuel cell current value measuring unit for measuring a current value of the fuel cell;
An output voltage measuring unit for measuring an output voltage of an oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell;
With
The air supply amount correction unit includes:
An oxygen sensor characteristic storage unit for storing a relationship between an output voltage of an oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell and an oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell;
At a predetermined timing, based on the current value of the fuel cell acquired from the fuel cell current value measuring unit, the consumed oxygen amount calculating unit that calculates the amount of oxygen consumed by the fuel cell;
Obtained from the output voltage measurement unit based on the relationship between the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell obtained from the oxygen sensor characteristic storage unit at the predetermined timing. An exhaust-side oxygen concentration calculating unit that calculates an oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell corresponding to an output voltage of an oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell;
Calculated based on the oxygen amount consumed by the fuel cell acquired from the oxygen consumption calculation unit at the predetermined timing and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell acquired from the exhaust side oxygen concentration calculation unit An air supply amount measurement error estimation unit that estimates a measurement error of the air supply amount measurement unit by calculating a difference between the air supply amount and the air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measurement unit;
And after the predetermined timing, the air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit is corrected based on the measurement error of the air supply amount measurement unit estimated by the air supply amount measurement error estimation unit. A fuel cell system. 燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に対して供給される空気の供給量を測定する空気供給量測定部と、
前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正する空気供給量補正部と、
前記燃料電池の電流値を測定する燃料電池電流値測定部と、
前記燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧を測定する出力電圧測定部と、
前記燃料電池から排出される空気の排出量を測定する空気排出量測定部と、
を備え、
前記空気供給量補正部は、
前記燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧と前記燃料電池の排気側の酸素濃度との関係を記憶する酸素センサ特性記憶部と、
所定タイミングにおいて、前記燃料電池電流値測定部から取得した前記燃料電池の電流値に基づいて、前記燃料電池が消費した空気量を算出する消費空気量算出部と、
前記所定タイミングにおいて、前記酸素センサ特性記憶部から取得した前記燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧と前記燃料電池の排気側の酸素濃度との関係と、前記空気排出量測定部から取得した前記燃料電池から排出される空気の排出量と、に基づいて、前記出力電圧測定部から取得した前記燃料電池の排気側の酸素センサの出力電圧に対応する前記燃料電池が消費しなかった空気量を算出する非消費空気量算出部と、
前記所定タイミングにおいて、前記消費空気量算出部から取得した前記燃料電池が消費した空気量と、前記非消費空気量算出部から取得した前記燃料電池が消費しなかった空気量と、に基づいて算出した空気供給量と、前記空気供給量測定部から取得した空気供給量測定値と、の差分を算出することにより、前記空気供給量測定部の測定誤差を推定する空気供給量測定誤差推定部と、
を含み、前記所定タイミング以降において、前記空気供給量測定誤差推定部が推定した前記空気供給量測定部の測定誤差に基づいて、前記空気供給量測定部での空気供給量測定値を補正することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system comprising a fuel cell,
An air supply amount measuring unit that measures the supply amount of air supplied to the fuel cell;
An air supply amount correction unit for correcting an air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit;
A fuel cell current value measuring unit for measuring a current value of the fuel cell;
An output voltage measuring unit for measuring an output voltage of an oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell;
An air discharge measuring unit for measuring the amount of air discharged from the fuel cell;
With
The air supply amount correction unit includes:
An oxygen sensor characteristic storage unit for storing a relationship between an output voltage of an oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell and an oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell;
An air consumption calculation unit that calculates the amount of air consumed by the fuel cell based on the current value of the fuel cell acquired from the fuel cell current value measurement unit at a predetermined timing;
At the predetermined timing, the relationship between the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell acquired from the oxygen sensor characteristic storage unit and the oxygen concentration on the exhaust side of the fuel cell, and acquired from the air discharge amount measuring unit Based on the amount of air discharged from the fuel cell, the amount of air not consumed by the fuel cell corresponding to the output voltage of the oxygen sensor on the exhaust side of the fuel cell obtained from the output voltage measurement unit A non-consumed air amount calculation unit for calculating
Calculated based on the amount of air consumed by the fuel cell acquired from the consumed air amount calculation unit and the amount of air not consumed by the fuel cell acquired from the non-consumed air amount calculation unit at the predetermined timing An air supply amount measurement error estimating unit for estimating a measurement error of the air supply amount measuring unit by calculating a difference between the measured air supply amount and an air supply amount measurement value acquired from the air supply amount measuring unit; ,
And after the predetermined timing, the air supply amount measurement value in the air supply amount measurement unit is corrected based on the measurement error of the air supply amount measurement unit estimated by the air supply amount measurement error estimation unit. A fuel cell system.
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