JP2016018611A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel gas circulation type fuel cell system capable of improving a degree of freedom of a mounting space and of inspecting gas leakage from a fuel off-gas exhaustion flow channel, an oxidant off-gas exhaustion flow channel, and a bypass flow channel, without using a plurality of gas sensors.SOLUTION: A fuel cell system 10 comprises a first leakage inspection valve 62 at an upstream side from a three-way valve 60, and comprises a second leakage inspection valve 72 at an exhaust gas pipe 70. An inspection region 80 is prescribed at a hydrogen exhaustion pipe 44, an air supply pipe 52, an air exhaustion pipe 54, an air bypass pipe 58, and the exhaust gas pipe, by means of an exhaust drain valve 42, a pressure regulating valve 56, the three-way valve, the first leakage inspection valve, and the second leakage inspection valve. A controller 22 drives an air compressor 50 while at least closing the exhaust drain valve and the pressure regulating valve, opening the first leakage inspection valve, opening an air bypass pipe side of the three-way valve, closing an FC stack 12 side, and closing the second leakage inspection valve, and inspects gas leakage of the inspection region on the basis of a value of a pressure sensor 64.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料電池のアノード側から排出される燃料オフガスを燃料電池に循環させ、燃料オフガスに含まれる燃料ガスを再利用するように構成された燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system configured to circulate fuel off-gas discharged from the anode side of a fuel cell to the fuel cell and reuse fuel gas contained in the fuel off-gas.

従来、燃料電池のアノード側から排出される燃料オフガスを燃料電池に循環させ、燃料オフガスに含まれる燃料ガスを再利用するように構成された燃料電池システムとして、特許文献１に記載のものが知られている。   Conventionally, a fuel cell system described in Patent Document 1 is known as a fuel cell system configured to circulate fuel off-gas discharged from the anode side of a fuel cell to the fuel cell and reuse the fuel gas contained in the fuel off-gas. It has been.

この燃料電池システムは、酸化オフガス流路（酸化剤オフガス排出流路）における調圧弁の下流側において、酸化ガス流路（酸化剤ガス供給流路）と酸化オフガス流路とをつなぐバイパス流路を備えている。また、酸化剤ガス供給流路とバイパス流路との連結部分に三方弁を備えている。これにより、余剰回生電力をエアコンプレッサで消費させるとともに、燃料電池内への酸化剤ガス（たとえば空気）の流入を遮断して、ドライアップを防止することができる。   This fuel cell system has a bypass channel connecting the oxidant gas channel (oxidant gas supply channel) and the oxidant offgas channel downstream of the pressure regulating valve in the oxidant offgas channel (oxidant offgas discharge channel). I have. Moreover, the three-way valve is provided in the connection part of an oxidizing gas supply flow path and a bypass flow path. As a result, surplus regenerative power can be consumed by the air compressor, and inflow of oxidant gas (for example, air) into the fuel cell can be blocked to prevent dry-up.

特開２０１３−２１８７８９号公報JP 2013-218789 A

燃料ガス循環型の燃料電池システムでは、循環にともなって、燃料オフガス中の燃料ガスが消費される一方、窒素などの不純物が増加する。不純物が増加すると発電効率が低下するため、ある段階で排気排水弁（開閉弁）を開にし、燃料オフガスを燃料オフガス流路（燃料オフガス排出流路）に排出する。排出される燃料オフガスには、燃料ガス（たとえば水素）が含まれている。したがって、開閉弁を通じて燃料オフガス排出流路に排出された燃料オフガスは、希釈器にて、酸化剤オフガスや酸化剤ガスにより所定の濃度以下まで希釈され、大気中に排気される。   In the fuel gas circulation type fuel cell system, the fuel gas in the fuel off-gas is consumed along with the circulation, while impurities such as nitrogen increase. When the impurities increase, the power generation efficiency decreases, so the exhaust drain valve (open / close valve) is opened at a certain stage, and the fuel off gas is discharged to the fuel off gas passage (fuel off gas discharge passage). The discharged fuel off gas contains fuel gas (for example, hydrogen). Therefore, the fuel off-gas discharged to the fuel off-gas discharge channel through the on-off valve is diluted to a predetermined concentration or less by the oxidant off-gas or oxidant gas in the diluter and exhausted to the atmosphere.

上記したように、燃料オフガス排出流路に排出される燃料オフガスは、燃料ガスを含んでいるため、燃料オフガス排出流路からのガス漏れを検出する必要がある。従来、燃料ガスセンサを用いて、燃料ガスの漏れを検出する方法が知られている。燃料オフガス排出経路からのガス漏れを１つの燃料ガスセンサによって検出するには、燃料オフガス排出経路の周辺に漏れ出た燃料ガスを燃料ガスセンサに導く部材が必要となり、搭載スペースの点で問題となる。一方、複数の燃料ガスセンサを用いると、上記部材を用いることなく、燃料オフガス排出経路全体にわたってガス漏れを検出することができる。しかしながら、燃料ガスセンサは非常に高価であり、特に複数個用いると、燃料電池システムのコストが非常に高いものとなってしまう。   As described above, since the fuel offgas discharged to the fuel offgas discharge channel contains fuel gas, it is necessary to detect gas leakage from the fuel offgas discharge channel. Conventionally, a method for detecting leakage of fuel gas using a fuel gas sensor is known. In order to detect a gas leak from the fuel off-gas discharge path with one fuel gas sensor, a member for guiding the fuel gas leaked to the periphery of the fuel off-gas discharge path to the fuel gas sensor is required, which causes a problem in terms of mounting space. On the other hand, when a plurality of fuel gas sensors are used, gas leakage can be detected over the entire fuel off-gas discharge path without using the above-described member. However, the fuel gas sensor is very expensive. In particular, when a plurality of fuel gas sensors are used, the cost of the fuel cell system becomes very high.

また、酸化剤オフガス排出流路やバイパス流路でガス漏れが生じると、燃料オフガスを希釈器にて所定の濃度以下まで希釈できない虞がある。さらに、希釈器からのガス漏れ（リーク）により、燃料ガスが、酸化剤オフガス排出流路やバイパス流路側に流れ込むことも考えられる。したがって、燃料オフガス排出流路だけでなく、酸化剤オフガス排出流路やバイパス流路からのガス漏れについても検出する必要がある。この場合、酸化剤ガスを検出するセンサや、燃料ガスセンサがさらに必要となる。   Further, if a gas leak occurs in the oxidant off-gas discharge channel or the bypass channel, the fuel off-gas may not be diluted to a predetermined concentration or less by a diluter. Furthermore, it is also conceivable that the fuel gas flows into the oxidant off-gas discharge channel or the bypass channel due to gas leakage (leak) from the diluter. Therefore, it is necessary to detect not only the fuel off-gas discharge flow path but also gas leakage from the oxidant off-gas discharge flow path and the bypass flow path. In this case, a sensor for detecting oxidant gas and a fuel gas sensor are further required.

本発明は上記問題点に鑑み、複数のガスセンサを用いることなく、搭載スペースの自由度を向上し、燃料オフガス排出流路、酸化剤オフガス排出流路、バイパス流路からのガス漏れを検査することができる燃料ガス循環型の燃料電池システムを提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention improves the degree of freedom of mounting space without using a plurality of gas sensors, and inspects gas leakage from a fuel off-gas discharge channel, an oxidant off-gas discharge channel, and a bypass channel. An object of the present invention is to provide a fuel cell circulation type fuel cell system capable of performing

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。   The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.

開示された発明のひとつは、燃料電池（１２）のアノード側から排出される燃料オフガスを燃料電池に循環させ、燃料オフガスに含まれる燃料ガスを再利用するように構成された燃料電池システムであって、
燃料電池のカソード側から排出される反応後の酸化剤オフガスと、燃料オフガスとを混合希釈する希釈器（１８）と、
希釈器にて混合希釈された排気ガスを外部に排出するための排気ガス排出流路（７０）と、
閉状態で燃料オフガスを循環させ、開状態で燃料オフガスを排出させる開閉弁（４２）と、
開閉弁と希釈器とをつなぐ燃料オフガス排出流路（４４）と、
燃料電池に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給流路（５２）と、
酸化剤ガス供給流路に酸化剤ガスを送り込むエアコンプレッサ（５０）と、
酸化剤オフガスを、燃料電池から希釈器へ排出するための酸化剤オフガス排出流路（５４）と、
酸化剤オフガス排出流路に設けられ、燃料電池内における酸化剤ガスの圧力を調整する調圧弁（５６）と、
酸化剤オフガス排出流路における調圧弁よりも下流側の部分と、酸化剤ガス供給流路とをつなぐバイパス流路（５８）と、
酸化剤ガス供給流路とバイパス流路との連結部分に設けられた三方弁（６０）と、
酸化剤ガス供給流路において、三方弁よりも上流に設けられた第１漏れ検査弁（６２）と、
排気ガス排出流路に設けられた第２漏れ検査弁（６４）と、
排気ガス排出流路、燃料オフガス排出流路、酸化剤ガス供給流路、酸化剤オフガス排出流路、及びバイパス流路のうち、開閉弁、調圧弁、三方弁、第１漏れ検査弁、第２漏れ検査弁により規定される検査領域（８０）に設けられ、該検査領域内の圧力を検出する圧力センサ（６４）と、
開閉弁、調圧弁、三方弁、第１漏れ検査弁、第２漏れ検査弁、及びエアコンプレッサの作動を制御するとともに、検査領域からのガス漏れを検査する制御部（２２）と、を備えている。 One of the disclosed inventions is a fuel cell system configured to circulate the fuel off-gas discharged from the anode side of the fuel cell (12) to the fuel cell and reuse the fuel gas contained in the fuel off-gas. And
A diluter (18) for mixing and diluting the oxidized oxidant off-gas discharged from the cathode side of the fuel cell and the fuel off-gas;
An exhaust gas discharge passage (70) for discharging the exhaust gas mixed and diluted in the diluter to the outside;
An on-off valve (42) for circulating the fuel off-gas in the closed state and discharging the fuel off-gas in the open state;
A fuel off-gas discharge channel (44) connecting the on-off valve and the diluter;
An oxidant gas supply channel (52) for supplying an oxidant gas to the fuel cell;
An air compressor (50) for feeding an oxidant gas into the oxidant gas supply flow path;
An oxidant offgas discharge channel (54) for discharging oxidant offgas from the fuel cell to the diluter;
A pressure regulating valve (56) that is provided in the oxidant off-gas discharge flow path and adjusts the pressure of the oxidant gas in the fuel cell;
A bypass flow path (58) for connecting a portion downstream of the pressure regulating valve in the oxidant off-gas discharge flow path and the oxidant gas supply flow path;
A three-way valve (60) provided at a connecting portion between the oxidant gas supply channel and the bypass channel;
A first leakage inspection valve (62) provided upstream of the three-way valve in the oxidant gas supply flow path;
A second leak check valve (64) provided in the exhaust gas discharge flow path;
Among the exhaust gas discharge channel, the fuel off-gas discharge channel, the oxidant gas supply channel, the oxidant off-gas discharge channel, and the bypass channel, the on-off valve, the pressure regulating valve, the three-way valve, the first leak check valve, the second A pressure sensor (64) provided in an inspection region (80) defined by the leak inspection valve and detecting a pressure in the inspection region;
An on-off valve, a pressure regulating valve, a three-way valve, a first leak check valve, a second leak check valve, and a control unit (22) for controlling the operation of the air compressor and inspecting for gas leakage from the test area. Yes.

そして、制御部は、開閉弁及び調圧弁を閉状態、第１漏れ検査弁を開状態、三方弁におけるバイパス流路側を開状態、燃料電池側を閉状態、第２漏れ検査弁を全開ではない少なからず閉の状態にしつつエアコンプレッサを駆動させるとともに、圧力センサの値に基づいて、検査領域にガス漏れが生じているか否かを検査することを特徴とする。   The control unit closes the on-off valve and the pressure regulating valve, opens the first leak check valve, opens the bypass flow path side of the three-way valve, closes the fuel cell side, and does not fully open the second leak check valve. The air compressor is driven while at least being in a closed state, and whether or not gas leakage has occurred in the inspection region is checked based on the value of the pressure sensor.

これによれば、開閉弁、調圧弁、三方弁、第１漏れ検査弁、第２漏れ検査弁により、燃料オフガス排出流路、酸化剤ガス供給流路の第１漏れ検査弁と三方弁との間の部分、バイパス流路、酸化剤オフガス排出流路の調圧弁より下流側の部分、排気ガス排出流路の第２漏れ検査弁までの部分を含んで、検査領域が規定される。そして、開閉弁及び調圧弁を閉状態、第１漏れ検査弁を開状態、三方弁におけるバイパス流路側を開状態、燃料電池側を閉状態、第２漏れ検査弁を全開ではない少なからず閉の状態にしつつエアコンプレッサを駆動させることで、検査領域を、検査前よりも圧力が高まった状態にすることができる。したがって、圧力センサの値に基づいて、検査領域にガス漏れが生じているか否かを検査することができる。   According to this, the on-off valve, the pressure regulating valve, the three-way valve, the first leak check valve, and the second leak check valve are used to connect the first leak check valve and the three-way valve in the fuel off-gas discharge channel and the oxidant gas supply channel. The inspection region is defined by including the intermediate portion, the bypass flow channel, the downstream portion of the oxidant off-gas discharge flow passage from the pressure regulating valve, and the exhaust gas discharge flow passage to the second leak check valve. The on-off valve and the pressure regulating valve are closed, the first leak check valve is opened, the bypass flow path side of the three-way valve is opened, the fuel cell side is closed, and the second leak check valve is not fully opened. By driving the air compressor while being in the state, the inspection region can be brought into a state where the pressure is higher than that before the inspection. Therefore, based on the value of the pressure sensor, it can be inspected whether or not gas leakage has occurred in the inspection region.

このように本発明によれば、エアコンプレッサと各弁を利用することで、複数のガスセンサや漏れ出したガスを集める部材を用いなくても、燃料オフガス排出流路からのガス漏れ、すなわち燃料ガスの漏れを検査することができる。また、燃料オフガス排出流路だけでなく、酸化剤ガス供給流路の一部、バイパス流路、酸化剤オフガス排出流路の一部、排気ガス排出流路の一部についても、ガス漏れを検出することができる。   Thus, according to the present invention, by using an air compressor and each valve, gas leakage from the fuel off-gas discharge flow path, that is, fuel gas, without using a plurality of gas sensors or a member for collecting leaked gas Can be inspected for leaks. In addition to the fuel off-gas discharge flow path, gas leakage is detected not only in part of the oxidant gas supply flow path, bypass flow path, part of the oxidant off-gas discharge flow path, and part of the exhaust gas discharge flow path. can do.

第１実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment. 検査実施タイミングと燃料電池停止期間を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows inspection implementation timing and a fuel cell stop period. 検査実施タイミングを示す図である。It is a figure which shows inspection implementation timing. 制御部が実行する始動処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting process which a control part performs. 制御部が実行する停止処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the stop process which a control part performs. 制御部が実行する走行中定期処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the traveling regular process which a control part performs. 間欠運転中定期処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a periodic process during intermittent operation. 水素排出準備処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a hydrogen discharge preparation process. 漏れ検査を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a leak test. 第２実施形態に係る燃料電池システムにおいて、制御部が実行する漏れ検査を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the leak test | inspection which a control part performs in the fuel cell system which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, common or related elements are given the same reference numerals.

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る燃料電池システムの概略構成について説明する。 (First embodiment)
First, a schematic configuration of the fuel cell system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図１に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２と、燃料ガス系１４と、酸化剤ガス系１６と、希釈器１８と、排気ガス系２０と、制御部２２と、を備えている。この燃料電池システム１０は、図示しない燃料電池自動車（Fuel Cell Vehicle）に、動力源として搭載されている。燃料電池スタック１２は、特許請求の範囲に記載の燃料電池に相当し、燃料電池スタック１２を、以下においてＦＣスタック１２と示す。また、燃料電池自動車を、以下において車両と示す。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 10 includes a fuel cell stack 12, a fuel gas system 14, an oxidant gas system 16, a diluter 18, an exhaust gas system 20, and a control unit 22. ing. This fuel cell system 10 is mounted as a power source in a fuel cell vehicle (not shown). The fuel cell stack 12 corresponds to the fuel cell described in the claims, and the fuel cell stack 12 is hereinafter referred to as an FC stack 12. In addition, the fuel cell vehicle is hereinafter referred to as a vehicle.

ＦＣスタック１２は、固体高分子型燃料電池であり、単位セルを複数積層して構成されている。複数積層された単位セルは直列に接続されて組電池が構成されている。このＦＣスタック１２では、そのアノードに燃料ガスとして水素が供給され、そのカソードに酸化剤ガスとして酸素を含む空気が供給される。そして、化学反応によって発電した直流電力を外部に出力可能に構成されている。   The FC stack 12 is a polymer electrolyte fuel cell, and is configured by stacking a plurality of unit cells. A plurality of unit cells are connected in series to form an assembled battery. In the FC stack 12, hydrogen is supplied to the anode as a fuel gas, and air containing oxygen is supplied to the cathode as an oxidant gas. And it is comprised so that the direct-current power generated by the chemical reaction can be output outside.

燃料ガス系１４は、ＦＣスタック１２のアノードに対して、水素を供給、排出する機能を有している。この燃料ガス系１４は、図１に示すように、水素タンク３０と、水素供給配管３２と、インジェクタ３４と、水素還流配管３６と、気液分離器３８と、水素循環ポンプ４０と、排気排水弁４２と、水素排出配管４４と、を備えている。   The fuel gas system 14 has a function of supplying and discharging hydrogen to the anode of the FC stack 12. As shown in FIG. 1, the fuel gas system 14 includes a hydrogen tank 30, a hydrogen supply pipe 32, an injector 34, a hydrogen recirculation pipe 36, a gas-liquid separator 38, a hydrogen circulation pump 40, an exhaust drainage. A valve 42 and a hydrogen discharge pipe 44 are provided.

水素タンク３０は、水素の供給源として機能する。水素供給配管３２は、水素タンク３０から供給された水素をＦＣスタックに送るために、水素タンク３０とＦＣスタック１２におけるアノード側の入口とを接続している。インジェクタ３４は、水素タンク３０から供給される高圧の水素を、適当な圧力（減圧）と流量に調整してＦＣスタック１２側に噴出する機能を有している。   The hydrogen tank 30 functions as a hydrogen supply source. The hydrogen supply pipe 32 connects the hydrogen tank 30 and the anode side inlet of the FC stack 12 in order to send the hydrogen supplied from the hydrogen tank 30 to the FC stack. The injector 34 has a function of adjusting high-pressure hydrogen supplied from the hydrogen tank 30 to an appropriate pressure (decompression) and flow rate and ejecting the hydrogen to the FC stack 12 side.

水素還流配管３６は、ＦＣスタック１２から排出されてきた不純物を含む水素、すなわち燃料オフガスを、水素供給配管３２へ戻すために、ＦＣスタック１２のアノード側の出口と水素供給配管３２とを接続している。水素還流配管３６は、水素供給配管３２におけるインジェクタ３４よりも下流側の部分に連結されている。この水素還流配管３６に気液分離器３８と水素循環ポンプ４０が設けられている。   The hydrogen recirculation pipe 36 connects the outlet on the anode side of the FC stack 12 and the hydrogen supply pipe 32 in order to return hydrogen containing impurities discharged from the FC stack 12, that is, the fuel off-gas, to the hydrogen supply pipe 32. ing. The hydrogen recirculation pipe 36 is connected to a portion of the hydrogen supply pipe 32 that is downstream of the injector 34. A gas-liquid separator 38 and a hydrogen circulation pump 40 are provided in the hydrogen reflux pipe 36.

気液分離器３８は、ＦＣスタック１２から排出されてきた水素と、該水素に含まれる水分とを分離する機能を有している。これにより、下流側、すなわち水素循環ポンプ４０側には、水分回収後の水素が供給される。水素循環ポンプ４０は、ＦＣスタック１２から排出されてきた水素を水素供給配管３２側へ送り出す機能を有している。なお、ＦＣスタック１２から排出されてきた燃料オフガスとしての水素には、水分以外にも、窒素などの不純物が含まれている。   The gas-liquid separator 38 has a function of separating hydrogen discharged from the FC stack 12 and moisture contained in the hydrogen. Thereby, the hydrogen after the moisture recovery is supplied to the downstream side, that is, the hydrogen circulation pump 40 side. The hydrogen circulation pump 40 has a function of sending hydrogen discharged from the FC stack 12 to the hydrogen supply pipe 32 side. Note that hydrogen as a fuel off-gas discharged from the FC stack 12 contains impurities such as nitrogen in addition to moisture.

排気排水弁４２は、ＦＣスタック１２から排出されてきた不純物を含む水素、及び、気液分離器３８で回収された水分を、希釈器１８側に排出する機能を有している。この排気排水弁４２には、水素排出配管４４が連結されている。水素排出配管４４は、不純物を含む水素及び水分を、希釈器１８側に送るために、排気排水弁４２と希釈器１８とを接続している。なお、排気排水弁４２が特許請求の範囲に記載の開閉弁に相当し、水素排出配管４４が、燃料オフガス排出流路に相当する。   The exhaust / drain valve 42 has a function of discharging hydrogen containing impurities discharged from the FC stack 12 and moisture recovered by the gas-liquid separator 38 to the diluter 18 side. A hydrogen discharge pipe 44 is connected to the exhaust drain valve 42. The hydrogen discharge pipe 44 connects the exhaust drain valve 42 and the diluter 18 in order to send hydrogen and moisture containing impurities to the diluter 18 side. The exhaust / drain valve 42 corresponds to the on-off valve described in the claims, and the hydrogen discharge pipe 44 corresponds to the fuel off-gas discharge passage.

排気排水弁４２が開状態となると、水素還流配管３６から、気液分離器３８を通じて、不純物を含む水素が水素排出配管４４に流れ込む。また、合わせて、気液分離器３８に貯留された水分も、水素排出配管４４に流れ込む。そして、不純物を含む水素及び水分は、希釈器１８に送られる。なお、水素還流配管３６を循環する水素（燃料オフガス）の不純物濃度が高くなると、発電効率が低下するため、不純物濃度が所定値以上になると、排気排水弁４２が開状態に制御され、不純物を含む水素が排出される。なお、不純物濃度については周知の方法により検出、推定することができる。たとえばＦＣスタック１２の稼働時間から推定する方法や、水素の圧力による推定方法などを採用することができる。   When the exhaust drain valve 42 is opened, hydrogen containing impurities flows from the hydrogen recirculation pipe 36 through the gas-liquid separator 38 into the hydrogen discharge pipe 44. In addition, the water stored in the gas-liquid separator 38 also flows into the hydrogen discharge pipe 44. Then, hydrogen and moisture containing impurities are sent to the diluter 18. If the impurity concentration of hydrogen (fuel offgas) circulating through the hydrogen recirculation pipe 36 increases, the power generation efficiency decreases. Therefore, when the impurity concentration exceeds a predetermined value, the exhaust drain valve 42 is controlled to be in an open state, and impurities are removed. Containing hydrogen is discharged. The impurity concentration can be detected and estimated by a known method. For example, a method of estimating from the operating time of the FC stack 12 or a method of estimating by the hydrogen pressure can be employed.

酸化剤ガス系１６は、ＦＣスタック１２のカソードに対して、酸素を含む空気を供給、排出する機能を有している。この酸化剤ガス系１６は、図１に示すように、エアコンプレッサ５０と、空気供給配管５２と、空気排出配管５４と、調圧弁５６と、空気バイパス配管５８と、三方弁６０と、第１漏れ検査弁６２と、圧力センサ６４と、を備えている。   The oxidant gas system 16 has a function of supplying and discharging air containing oxygen to the cathode of the FC stack 12. As shown in FIG. 1, the oxidant gas system 16 includes an air compressor 50, an air supply pipe 52, an air discharge pipe 54, a pressure regulating valve 56, an air bypass pipe 58, a three-way valve 60, a first A leak check valve 62 and a pressure sensor 64 are provided.

エアコンプレッサ５０は、電動式であり、取り込んだ空気を圧縮して、ＦＣスタック１２へ送り出す機能を有している。空気供給配管５２は、エアコンプレッサ５０から送り出された空気をＦＣスタック１２に送るために、エアコンプレッサ５０とＦＣスタック１２のカソード側の入口とを接続している。この空気供給配管５２が、特許請求の範囲に記載の酸化剤ガス供給流路に相当する。空気排出配管５４は、ＦＣスタック１２から排出された空気、すなわち酸化剤オフガスを希釈器１８へ送るために、ＦＣスタック１２のカソード側の出口と希釈器１８とを接続している。この空気排出配管５４が、特許請求の範囲に記載の酸化剤オフガス排出流路に相当する。なお、ＦＣスタック１２から排出された空気には、水分も含まれている。   The air compressor 50 is an electric type and has a function of compressing the taken-in air and sending it out to the FC stack 12. The air supply pipe 52 connects the air compressor 50 and an inlet on the cathode side of the FC stack 12 in order to send the air sent from the air compressor 50 to the FC stack 12. The air supply pipe 52 corresponds to the oxidant gas supply passage described in the claims. The air discharge pipe 54 connects the outlet on the cathode side of the FC stack 12 and the diluter 18 in order to send the air discharged from the FC stack 12, that is, the oxidant off-gas, to the diluter 18. The air discharge pipe 54 corresponds to the oxidant off-gas discharge passage described in the claims. Note that the air discharged from the FC stack 12 also contains moisture.

調圧弁５６は、空気排出配管５４に設けられている。この調圧弁５６は、背圧調整弁とも呼ばれ、ＦＣスタック１２内の空気の圧力、換言すれば、ＦＣスタック１２への空気の流量を調整する機能を有している。このような調圧弁５６としては、たとえばバタフライ弁のような流路の実効開口を調整できる弁を用いることができる。   The pressure regulating valve 56 is provided in the air discharge pipe 54. The pressure regulating valve 56 is also called a back pressure regulating valve, and has a function of regulating the pressure of air in the FC stack 12, in other words, the flow rate of air to the FC stack 12. As such a pressure regulating valve 56, a valve capable of adjusting the effective opening of the flow path, such as a butterfly valve, can be used.

空気バイパス配管５８は、エアコンプレッサ５０から送り出された空気を、ＦＣスタック１２を介さずに空気排出配管５４に送るために、空気供給配管５２と空気排出配管５４とを接続している。空気バイパス配管５８は、調圧弁５６よりも下流側において、空気排出配管５４に連結されている。この空気バイパス配管５８が、特許請求の範囲に記載のバイパス流路に相当する。   The air bypass pipe 58 connects the air supply pipe 52 and the air discharge pipe 54 in order to send the air sent from the air compressor 50 to the air discharge pipe 54 without going through the FC stack 12. The air bypass pipe 58 is connected to the air discharge pipe 54 on the downstream side of the pressure regulating valve 56. The air bypass pipe 58 corresponds to the bypass flow path described in the claims.

三方弁６０は、空気供給配管５２における空気バイパス配管５８との連結部分に設けられている。この三方弁６０は、空気供給配管５２のうち、三方弁６０よりも下流側の部分５２ａへ流す空気と、空気バイパス配管５８へ流す空気とを調整する機能を有している。以下、空気供給配管５２における三方弁６０よりも下流側の部分５２ａを、空気供給配管下流部５２ａと示す。たとえば空気供給配管下流部５２ａ側を開状態にし、空気バイパス配管５８側を閉状態にすると、エアコンプレッサ５０からの空気をすべてＦＣスタック１２に送り込むことができる。通常発電時には、この状態とされる。   The three-way valve 60 is provided at a connection portion between the air supply pipe 52 and the air bypass pipe 58. The three-way valve 60 has a function of adjusting the air flowing to the portion 52 a downstream of the three-way valve 60 in the air supply pipe 52 and the air flowing to the air bypass pipe 58. Hereinafter, the portion 52a downstream of the three-way valve 60 in the air supply pipe 52 is referred to as an air supply pipe downstream portion 52a. For example, when the air supply piping downstream portion 52a side is opened and the air bypass piping 58 side is closed, all the air from the air compressor 50 can be sent to the FC stack 12. This is the state during normal power generation.

また、空気供給配管下流部５２ａ側を閉状態にし、空気バイパス配管５８側を開状態にすると、エアコンプレッサ５０からの空気を、ＦＣスタック１２を介さずに、空気排出配管５４側に送ることができる。この状態により、たとえば余剰回生電力をエアコンプレッサ５０で消費させる際に、回生動作させつつ、ＦＣスタック１２への空気の流入を遮断してＦＣスタック１２のドライアップを防止することができる。また、エアコンプレッサ５０の送り出した空気のすべてを水素（燃料オフガス）の希釈に用いることもできる。   Further, when the air supply pipe downstream portion 52a side is closed and the air bypass pipe 58 side is opened, the air from the air compressor 50 can be sent to the air discharge pipe 54 side without going through the FC stack 12. it can. In this state, for example, when surplus regenerative power is consumed by the air compressor 50, the regenerative operation can be performed, and the inflow of air to the FC stack 12 can be blocked to prevent the FC stack 12 from drying up. Further, all of the air sent out by the air compressor 50 can also be used for dilution of hydrogen (fuel off gas).

なお、空気供給配管下流部５２ａ側を半開（たとえば開度５０％）にし、空気バイパス配管５８側を半開（たとえば開度５０％）にすると、空気を、空気供給配管下流部５２ａ側と空気バイパス配管５８側とに分けることができる。   If the air supply pipe downstream portion 52a side is half-opened (for example, opening degree 50%) and the air bypass pipe 58 side is half-opened (for example, opening degree 50%), the air is supplied to the air supply pipe downstream portion 52a side and the air bypass. It can be divided into the piping 58 side.

第１漏れ検査弁６２は、空気供給配管５２において、三方弁６０よりも上流側、すなわちエアコンプレッサ５０と三方弁６０の間に設けられている。この第１漏れ検査弁６２は、閉状態で、空気供給配管５２を遮断し、後述する検査領域８０からのガス漏れを検査する際に用いられる。検査時以外、すなわち通常制御時は、開状態とされる。   The first leak check valve 62 is provided upstream of the three-way valve 60 in the air supply pipe 52, that is, between the air compressor 50 and the three-way valve 60. The first leak check valve 62 is used when the air supply pipe 52 is shut off in a closed state and a gas leak from an inspection region 80 described later is inspected. Except at the time of inspection, that is, during normal control, it is in an open state.

圧力センサ６４は、空気供給配管５２において、三方弁６０と第１漏れ検査弁６２の間に設けられている。この圧力センサ６４は、ＦＣスタック１２のカソード側に供給される空気の圧力、すなわち空気量を検出する機能を有している。さらに、圧力センサ６４は、検査領域８０からのガス漏れを検査する際に、検査領域８０のガス圧を検出する機能も有している。   The pressure sensor 64 is provided between the three-way valve 60 and the first leak check valve 62 in the air supply pipe 52. The pressure sensor 64 has a function of detecting the pressure of the air supplied to the cathode side of the FC stack 12, that is, the amount of air. Further, the pressure sensor 64 has a function of detecting the gas pressure in the inspection region 80 when inspecting gas leakage from the inspection region 80.

希釈器１８は、排気排水弁４２が開状態のときに供給される不純物を含む水素及び水分（燃料オフガス）と、空気排出配管５４を介して供給される空気（酸化剤オフガス）及び空気バイパス配管５８を介して供給される空気の少なくとも一方とを混合、希釈する機能を有している。水素は、空気によって所定濃度以下まで希釈され、混合気である排気ガスは、排気ガス系２０に排出される。   The diluter 18 includes hydrogen and moisture (fuel off-gas) containing impurities supplied when the exhaust drain valve 42 is open, air (oxidant off-gas) supplied via the air discharge pipe 54, and air bypass pipe. It has a function of mixing and diluting with at least one of the air supplied via the air 58. Hydrogen is diluted to a predetermined concentration or less by air, and the exhaust gas that is the air-fuel mixture is discharged to the exhaust gas system 20.

排気ガス系２０は、図１に示すように、排気ガス配管７０と、第２漏れ検査弁７２と、気液分離器７４と、を備えている。排気ガス配管７０は、希釈器１８と図示しない消音器とを接続している。この排気ガス配管７０は、特許請求の範囲に記載の排気ガス排出流路に相当する。第２漏れ検査弁７２は、排気ガス配管７０に設けられている。この第２漏れ検査弁７２は、閉状態で、排気ガス配管７０を遮断し、後述する検査領域８０からのガス漏れを検査する際に用いられる。検査時以外、すなわち通常制御時は、開状態とされる。   As shown in FIG. 1, the exhaust gas system 20 includes an exhaust gas pipe 70, a second leak inspection valve 72, and a gas-liquid separator 74. The exhaust gas pipe 70 connects the diluter 18 and a silencer (not shown). The exhaust gas pipe 70 corresponds to the exhaust gas discharge passage described in the claims. The second leak check valve 72 is provided in the exhaust gas pipe 70. The second leak check valve 72 is used when the exhaust gas pipe 70 is shut off in a closed state, and a gas leak from an inspection region 80 to be described later is inspected. Except at the time of inspection, that is, during normal control, it is in an open state.

気液分離器７４は、混合ガスに含まれる気体（ガス）と水分とを分離する機能を有している。そして、気体と水分を別々に排出する。この気液分離器７４は、第２漏れ検査弁７２よりも下流側に設けられている。   The gas-liquid separator 74 has a function of separating a gas (gas) contained in the mixed gas and moisture. And gas and moisture are discharged separately. The gas-liquid separator 74 is provided on the downstream side of the second leak check valve 72.

このように本実施形態に係る燃料電池システム１０は、水素（燃料オフガス）を循環させ、且つ、三方弁６０及び空気バイパス配管５８により、ＦＣスタック１２を経由しない空気流路を形成できる従来周知の構成に対して、２つの漏れ検査弁６２，７２を追加した構成となっている。   As described above, the fuel cell system 10 according to this embodiment circulates hydrogen (fuel off-gas) and can form an air flow path that does not pass through the FC stack 12 by the three-way valve 60 and the air bypass pipe 58. In contrast to the configuration, two leak check valves 62 and 72 are added.

制御部２２は、燃料電池システム１０全体の制御を行うものであり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、Ｉ／Ｏなどを備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＡＭやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムやＩ／Ｏを介して取得した信号などに応じて所定処理を実行する。また、信号処理で得た信号を、Ｉ／Ｏを介して出力する。これにより、各種機能を実行することができる。本実施形態において、制御部２２は、車両全体の制御をつかさどる電子制御ユニット（ＥＣＵ）として構成されている。ＥＣＵ（制御部２２）は、ＦＣスタック１２と図示しない二次電池とのそれぞれの出力電力の配分を決定する。また、ＦＣスタック１２の発電量が目標電力に一致するように、燃料ガス系１４、酸化剤ガス系１６、及び排気ガス系２０に属する弁やモータを含む部材の作動を制御する。さらに、制御部２２は、所定の条件を満たすことで検査領域８０のガス漏れを検査する機能を有している。   The control unit 22 controls the entire fuel cell system 10 and includes a CPU, a ROM, a RAM, a register, an I / O, and the like (not shown). The CPU executes a predetermined process in accordance with a program stored in advance in the ROM, a signal acquired through the I / O, or the like while using the temporary storage function of the RAM or the register. In addition, a signal obtained by signal processing is output via I / O. Thereby, various functions can be executed. In the present embodiment, the control unit 22 is configured as an electronic control unit (ECU) that controls the entire vehicle. The ECU (control unit 22) determines the distribution of output power between the FC stack 12 and a secondary battery (not shown). Further, the operation of members including valves and motors belonging to the fuel gas system 14, the oxidant gas system 16, and the exhaust gas system 20 is controlled so that the power generation amount of the FC stack 12 matches the target power. Further, the control unit 22 has a function of inspecting for gas leakage in the inspection region 80 by satisfying a predetermined condition.

たとえばＦＣスタック１２による発電時において、制御部２２は、排気排水弁４２を閉状態、第１漏れ検査弁６２及び第２漏れ検査弁７２を開状態、三方弁６０の空気供給配管下流部５２ａ側を開、空気バイパス配管５８側を閉状態にさせる制御を行う。これとともに、制御部２２は、水素循環ポンプ４０及びエアコンプレッサ５０のモータを駆動させ、インジェクタ３４による水素の噴射量及び調圧弁５６による絞り量を調整させる制御を行う。これにより、ＦＣスタック１２に空気と水素が供給されて化学反応により発電し、電力が出力される。また、ＦＣスタック１２から排出された水素（燃料オフガス）は、水素還流配管３６を通じて水素供給配管３２に戻され、循環される。   For example, during power generation by the FC stack 12, the control unit 22 closes the exhaust drain valve 42, opens the first leak check valve 62 and the second leak check valve 72, and closes the three-way valve 60 on the air supply pipe downstream portion 52a side. And the air bypass pipe 58 side is controlled to be closed. At the same time, the control unit 22 controls the hydrogen circulation pump 40 and the motor of the air compressor 50 to adjust the injection amount of hydrogen by the injector 34 and the throttle amount by the pressure regulating valve 56. As a result, air and hydrogen are supplied to the FC stack 12 to generate electric power through a chemical reaction, and electric power is output. Further, the hydrogen (fuel off gas) discharged from the FC stack 12 is returned to the hydrogen supply pipe 32 through the hydrogen recirculation pipe 36 and circulated.

ＦＣスタック１２から排出される水素（燃料オフガス）中の不純物濃度が所定値以上になると、制御部２２は、排気排水弁４２を開状態にさせる制御を行う。   When the impurity concentration in the hydrogen (fuel offgas) discharged from the FC stack 12 exceeds a predetermined value, the control unit 22 performs control to open the exhaust / drain valve 42.

車両走行中においてＦＣスタック１２による発電を停止させる場合、すなわちＦＣスタック１２を間欠運転させる場合、制御部２２は、水素循環ポンプ４０及びエアコンプレッサ５０のモータを停止させ、インジェクタ３４及び排気排水弁４２を閉状態にさせる制御を行う。すなわちＦＣスタック１２への水素と空気の供給を停止させ、水素（燃料オフガス）の循環を停止させる。   When power generation by the FC stack 12 is stopped while the vehicle is traveling, that is, when the FC stack 12 is intermittently operated, the control unit 22 stops the motors of the hydrogen circulation pump 40 and the air compressor 50, and the injector 34 and the exhaust drain valve 42. Control is performed to close the. That is, the supply of hydrogen and air to the FC stack 12 is stopped, and the circulation of hydrogen (fuel off gas) is stopped.

なお、検査領域８０とは、水素排出配管４４、空気供給配管５２、空気排出配管５４、空気バイパス配管５８、及び排気ガス配管７０のうち、排気排水弁４２、調圧弁５６、三方弁６０、第１漏れ検査弁６２、及び第２漏れ検査弁７２により規定される、図１に太い実線箇所で示す領域である。詳しくは、水素排出配管４４、空気供給配管５２のうち、第１漏れ検査弁６２と三方弁６０の間の部分５２ｂ、空気排出配管５４のうち、調圧弁５６よりも下流側の部分５４ａ、空気バイパス配管５８、排気ガス配管７０のうち、希釈器１８と第２漏れ検査弁７２の間の部分７０ａにより構成されている。以下、空気供給配管５２のうち、第１漏れ検査弁６２と三方弁６０の間の部分を、空気供給配管中流部５２ｂと示す。また、空気排出配管５４における調圧弁５６よりも下流側の部分５４ａを、空気排出配管下流部５４ａと示す。また、排気ガス配管７０のうち、希釈器１８と第２漏れ検査弁７２との間の部分を、排気ガス配管上流部７０ａと示す。   Note that the inspection region 80 includes the exhaust / drain valve 42, the pressure regulating valve 56, the three-way valve 60, and the like among the hydrogen exhaust pipe 44, the air supply pipe 52, the air exhaust pipe 54, the air bypass pipe 58, and the exhaust gas pipe 70. This is a region indicated by a thick solid line in FIG. 1, which is defined by the first leak check valve 62 and the second leak check valve 72. Specifically, the portion 52b between the first leak check valve 62 and the three-way valve 60 in the hydrogen discharge pipe 44 and the air supply pipe 52, the portion 54a downstream of the pressure regulating valve 56 in the air discharge pipe 54, the air Of the bypass pipe 58 and the exhaust gas pipe 70, a portion 70 a between the diluter 18 and the second leak check valve 72 is configured. Hereinafter, a portion of the air supply pipe 52 between the first leak check valve 62 and the three-way valve 60 is referred to as an air supply pipe midstream portion 52b. Further, the portion 54a on the downstream side of the pressure regulating valve 56 in the air discharge pipe 54 is indicated as an air discharge pipe downstream portion 54a. Further, a portion of the exhaust gas pipe 70 between the diluter 18 and the second leak check valve 72 is referred to as an exhaust gas pipe upstream portion 70a.

次に、図２及び図３に基づき、制御部２２がガス漏れ検査を実行するタイミングについて説明する。図２において、太い実線は車速の変化を示している。   Next, based on FIG.2 and FIG.3, the timing when the control part 22 performs a gas leak test | inspection is demonstrated. In FIG. 2, a thick solid line indicates a change in vehicle speed.

ガス漏れ検査は、ＦＣスタック１２が停止中であり、且つ、エアコンプレッサ５０が駆動可能なタイミングであれば実施することができる。ＦＣスタック１２が停止中であれば、水素、空気の供給が不要となり、排気排水弁４２、調圧弁５６、三方弁６０、第１漏れ検査弁６２、第２漏れ検査弁７２の開度を制御して、上記した検査領域８０を密閉空間にすることができる。また、エアコンプレッサ５０を駆動させることで、検査領域８０のガス圧を高めた状態で密閉空間とすることができる。したがって、圧力センサ６４の出力に基づき、ガス漏れが生じているか否か検査することができる。   The gas leak inspection can be performed if the FC stack 12 is stopped and the air compressor 50 can be driven. If the FC stack 12 is stopped, the supply of hydrogen and air is unnecessary, and the opening degree of the exhaust drain valve 42, the pressure regulating valve 56, the three-way valve 60, the first leak check valve 62, and the second leak check valve 72 is controlled. Thus, the above-described inspection region 80 can be a sealed space. In addition, by driving the air compressor 50, the sealed space can be formed in a state where the gas pressure in the inspection region 80 is increased. Therefore, it can be inspected based on the output of the pressure sensor 64 whether or not a gas leak has occurred.

具体的には、以下に示す４つのタイミングＴ１〜Ｔ４でガス漏れ検査を実施することができる。   Specifically, the gas leak inspection can be performed at the following four timings T1 to T4.

車両は、図示しないイグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと示す）を備えている。ＩＧスイッチは、ユーザが車両の状態を走行可能状態と走行不能状態との間で切り替えるためのスイッチである。以下、走行可能状態をＲｅａｄｙ−ＯＮ状態とも示し、走行不能状態をＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態とも示す。   The vehicle includes an ignition switch (not shown) (hereinafter referred to as IG switch). The IG switch is a switch for the user to switch the vehicle state between a travelable state and a travel impossible state. Hereinafter, the runnable state is also referred to as a Ready-ON state, and the runnable state is also referred to as a Ready-OFF state.

Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態では、図示しないシステムメインリレー（以下、ＳＭＲと示す）が接続され（閉じた状態とされ）ており、ＦＣスタック１２及び二次電池と図示しないパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵと示す）とが電気的に接続されている。すなわち図示しないモータジェネレータ（以下、ＭＧと示す）が駆動可能となっている。一方、Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態では、ＳＭＲが開かれており、ＦＣスタック１２及び二次電池とＰＣＵとが切り離されている。なお、ＰＣＵとは、インバータや昇圧コンバータを備えている。   In the Ready-ON state, a system main relay (not shown) (hereinafter referred to as SMR) is connected (closed), the FC stack 12 and the secondary battery, and a power control unit (not shown) (hereinafter referred to as PCU). ) And are electrically connected. That is, a motor generator (not shown) (hereinafter referred to as MG) can be driven. On the other hand, in the Ready-OFF state, the SMR is opened, and the FC stack 12, the secondary battery, and the PCU are disconnected. The PCU includes an inverter and a boost converter.

Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態でユーザがＩＧスイッチを押すと、ＩＧスイッチから制御部２２にＩＧ−ＯＮ信号が出力される。一方、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態でユーザがＩＧスイッチを押すと、ＩＧスイッチから制御部２２にＩＧ−ＯＦＦ信号が出力される。制御部２２は、ＩＧスイッチからの出力信号に応じて、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態とＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態との切り替えを行う。   When the user presses the IG switch in the Ready-OFF state, an IG-ON signal is output from the IG switch to the control unit 22. On the other hand, when the user presses the IG switch in the Ready-ON state, an IG-OFF signal is output from the IG switch to the control unit 22. The controller 22 switches between the Ready-ON state and the Ready-OFF state in accordance with the output signal from the IG switch.

図２及び図３に示すタイミングＴ１は、車両始動時の検査タイミングである。具体的には、制御部２２がＩＧ−ＯＮ信号を受け、ＳＭＲが接続されてから、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態に切り替わるまでのタイミングである。Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態になるまではＦＣスタック１２が停止しており、ＳＭＲの接続によりエアコンプレッサ５０を駆動させることができるため、ガス漏れ検査を実施することができる。   Timing T1 shown in FIGS. 2 and 3 is an inspection timing at the time of starting the vehicle. Specifically, it is the timing from when the control unit 22 receives the IG-ON signal and the SMR is connected to when the control unit 22 switches to the Ready-ON state. The FC stack 12 is stopped until the Ready-ON state is reached, and the air compressor 50 can be driven by the connection of the SMR, so that a gas leak inspection can be performed.

タイミングＴ２は、車両停止時の検査タイミングである。具体的には、制御部２２がＩＧ−ＯＦＦ信号を受け、Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態に切り替わるまでのタイミングである。この時点では、ＳＭＲが接続されている。ＦＣスタック１２は停止しており、ＳＭＲの接続によりエアコンプレッサ５０を駆動させることができるため、ガス漏れ検査を実施することができる。   Timing T2 is an inspection timing when the vehicle is stopped. Specifically, it is the timing until the control unit 22 receives the IG-OFF signal and switches to the Ready-OFF state. At this point, the SMR is connected. Since the FC stack 12 is stopped and the air compressor 50 can be driven by the connection of the SMR, a gas leak inspection can be performed.

タイミングＴ３は、間欠運転時の検査タイミングである。具体的には、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態（車両走行可能状態）において、ＦＣスタック１２が停止している期間である。この期間は、車両の減速中、停車中、回生中などに対応している。ＳＭＲは接続されており、エアコンプレッサ５０を駆動させることができるため、ガス漏れ検査を実施することができる。図２に示すタイミングＴ３の期間内であれば、ガス漏れ検査を実施することができる。   Timing T3 is an inspection timing during intermittent operation. Specifically, it is a period during which the FC stack 12 is stopped in the Ready-ON state (vehicle travelable state). This period corresponds to when the vehicle is decelerating, stopping, or regenerating. Since the SMR is connected and the air compressor 50 can be driven, a gas leak test can be performed. If it is within the period of the timing T3 shown in FIG. 2, a gas leak test | inspection can be implemented.

タイミングＴ４は、水素（燃料オフガス）の排出を行うタイミングＴ５の直前、すなわち水素排出準備時の検査タイミングである。具体的には、ＦＣスタック１２から排出される水素（燃料オフガス）中の不純物濃度が所定値以上となってから、排気排水弁４２を開状態にして水素を排出するまでの間のタイミングである。タイミングＴ４としては、ＦＣスタック１２の停止中（間欠運転中）と、ＦＣスタック１２の駆動中とが考えられる。   Timing T4 is an inspection timing immediately before timing T5 at which hydrogen (fuel off-gas) is discharged, that is, preparation for hydrogen discharge. Specifically, this is the timing from when the impurity concentration in the hydrogen (fuel offgas) discharged from the FC stack 12 exceeds a predetermined value until the exhaust drain valve 42 is opened and hydrogen is discharged. . As the timing T4, it can be considered that the FC stack 12 is stopped (intermittent operation) and the FC stack 12 is being driven.

図２に示す２つのタイミングＴ４のうち、前半のタイミングＴ４は、ＦＣスタック１２の停止中（間欠運転中）である。ＳＭＲは接続されており、エアコンプレッサ５０を駆動させることができるため、ガス漏れ検査を実施することができる。   Of the two timings T4 shown in FIG. 2, the first half of the timing T4 is when the FC stack 12 is stopped (intermittent operation). Since the SMR is connected and the air compressor 50 can be driven, a gas leak test can be performed.

一方、後半のタイミングＴ４は、ＦＣスタック１２の駆動中（加速中）である。このタイミングにおいては、ＦＣスタック１２の強制停止が可能な場合に、ガス漏れ検査を実施することができる。なお、制御部２２は、ＦＣスタック１２を強制停止可能か否か判定する機能を有している。たとえばＦＣスタック１２を強制停止させる間は、二次電池によりＭＧを駆動させることとなる。したがって、制御部２２は、たとえばアクセルペダルの操作量、ＭＧ（主機）以外の補機の使用状況などから、二次電池の残量が十分であるか否かを判定し、残量が十分であると判定した場合に、ＦＣスタック１２を強制的に停止させるように、燃料ガス系１４、酸化剤ガス系１６、及び排気ガス系２０に属する弁やモータを含む部材の作動を制御する。   On the other hand, timing T4 in the latter half is during driving (acceleration) of the FC stack 12. At this timing, when the FC stack 12 can be forcibly stopped, a gas leak inspection can be performed. The control unit 22 has a function of determining whether the FC stack 12 can be forcibly stopped. For example, while the FC stack 12 is forcibly stopped, the MG is driven by the secondary battery. Therefore, the control unit 22 determines whether or not the remaining amount of the secondary battery is sufficient based on, for example, the amount of operation of the accelerator pedal, the use state of auxiliary devices other than the MG (main engine), and the remaining amount is sufficient. When it is determined that there is, the operation of the members including the valves and motors belonging to the fuel gas system 14, the oxidant gas system 16, and the exhaust gas system 20 is controlled so that the FC stack 12 is forcibly stopped.

次に、図４に基づき、制御部２２が車両始動時に行う処理について説明する。制御部２２は、Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態でＩＧ−ＯＮ信号が入力されると、ＳＭＲを接続させ、以下に示す処理を実行する。このように、制御部２２は、始動処理を上記したタイミングＴ１で実行する。   Next, based on FIG. 4, the process which the control part 22 performs at the time of vehicle starting is demonstrated. When the IG-ON signal is input in the Ready-OFF state, the control unit 22 connects the SMR and executes the following process. Thus, the control unit 22 executes the start process at the timing T1 described above.

図４に示すように、制御部２２は、エアコンプレッサ５０に電力が供給されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。すなわちＳＭＲが正常に接続されたか否かを判定する。エアコンプレッサ５０に電力が供給されていると判定すると、次いで制御部２２は、検査領域８０からのガス漏れが生じていないか漏れ検査を実施する（ステップＳ１１）。漏れ検査の詳細については後述する（図９参照）。   As shown in FIG. 4, the control unit 22 determines whether or not electric power is supplied to the air compressor 50 (step S <b> 10). That is, it is determined whether or not the SMR is normally connected. If it determines with the electric power being supplied to the air compressor 50, the control part 22 will implement a leak test | inspection next, whether the gas leak from the test | inspection area | region 80 has arisen (step S11). Details of the leak inspection will be described later (see FIG. 9).

漏れ検査終了後、制御部２２は、フェールセーフ要求があるか否かを判定する（ステップＳ１２）。フェールセーフ要求がないと判定した場合に、制御部２２は、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態に切り替える（ステップＳ１３）。これにより、走行可能状態となる。そして、制御部２２は、一連の処理を終了する。   After completion of the leak inspection, the control unit 22 determines whether there is a fail-safe request (step S12). When it determines with there being no fail safe request | requirement, the control part 22 switches to a Ready-ON state (step S13). As a result, the vehicle is ready to run. And the control part 22 complete | finishes a series of processes.

一方、ステップＳ１０において、エアコンプレッサ５０に電力が供給されていないと判定した場合、制御部２２は、フェールセーフ処理を実行する（ステップＳ１４）。この場合、停車中であるため、たとえば異常発生を報知するなどの処理を行う。なお、ステップＳ１２において、フェールセーフ要求があると判定した場合にも、ステップＳ１４の処理を実行する。そして、制御部２２は、ステップＳ１４後に、一連の処理を終了する。   On the other hand, when it determines with electric power not being supplied to the air compressor 50 in step S10, the control part 22 performs a fail safe process (step S14). In this case, since the vehicle is stopped, for example, a process of notifying the occurrence of abnormality is performed. Even if it is determined in step S12 that there is a fail-safe request, the process of step S14 is executed. And the control part 22 complete | finishes a series of processes after step S14.

次に、図５に基づき、制御部２２が車両停止時に行う処理について説明する。制御部２２は、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態で、シフトレンジがパーキングとされ、ＩＧ−ＯＦＦ信号が入力されると、ＳＭＲを開状態にしてＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態に切り替える前に、以下に示す処理を実行する。このように、制御部２２は、停止処理を上記したタイミングＴ２で実行する。   Next, based on FIG. 5, the process which the control part 22 performs at the time of a vehicle stop is demonstrated. When the shift range is parked and the IG-OFF signal is input in the Ready-ON state, the control unit 22 executes the following processing before opening the SMR and switching to the Ready-OFF state. . As described above, the control unit 22 executes the stop process at the above-described timing T2.

図５に示すように、制御部２２は、検査領域８０からのガス漏れが生じていないか漏れ検査を実施する（ステップＳ２０）。漏れ検査の詳細については後述する（図９参照）。   As shown in FIG. 5, the control unit 22 performs a leak inspection to check for gas leakage from the inspection region 80 (step S20). Details of the leak inspection will be described later (see FIG. 9).

漏れ検査終了後、制御部２２は、フェールセーフ要求があるか否かを判定する（ステップＳ２１）。フェールセーフ要求がないと判定した場合に、制御部２２は、ＳＭＲを開状態にしてＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態に切り替える（ステップＳ２２）。これにより、走行不能状態となる。そして、制御部２２は、一連の処理を終了する。   After completion of the leak test, the control unit 22 determines whether or not there is a fail-safe request (step S21). When determining that there is no fail-safe request, the control unit 22 opens the SMR and switches to the Ready-OFF state (step S22). Thereby, it will be in a driving impossible state. And the control part 22 complete | finishes a series of processes.

一方、ステップＳ２１において、フェールセーフ要求があると判定した場合、制御部２２は、フェールセーフ処理を実行する（ステップＳ２３）。この場合、停車中であるため、たとえば異常発生を報知するなどの処理を行う。そして、制御部２２は、ステップＳ２３後に、一連の処理を終了する。   On the other hand, when it determines with there exists a fail safe request | requirement in step S21, the control part 22 performs a fail safe process (step S23). In this case, since the vehicle is stopped, for example, a process of notifying the occurrence of an abnormality is performed. And the control part 22 complete | finishes a series of processes after step S23.

次に、図６に基づき、制御部２２が、走行中に定期的に行う処理について説明する。図４に示した始動処理を経て、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態になると、制御部２２は、走行中において、以下に示す処理を定期的に実行する。たとえば数ｍｓの周期で以下に示す処理を繰り返し実行する。   Next, based on FIG. 6, the process which the control part 22 performs regularly during driving | running | working is demonstrated. If it will be in Ready-ON state through the starting process shown in FIG. 4, the control part 22 will perform the process shown below regularly during driving | running | working. For example, the following processing is repeatedly executed with a period of several ms.

図６に示すように、制御部２２は、ＦＣスタック１２から排出される水素（燃料オフガス）中の不純物濃度が、所定値以上となったか否かを判定する（ステップＳ３０）。不純物濃度が所定値以上であると判定すると、次いで制御部２２は、水素排出準備処理（ステップＳ３１）を実行する。水素排出準備処理の詳細については後述する（図８参照）。   As shown in FIG. 6, the control unit 22 determines whether or not the impurity concentration in the hydrogen (fuel offgas) discharged from the FC stack 12 is equal to or higher than a predetermined value (step S30). If it is determined that the impurity concentration is equal to or higher than the predetermined value, the control unit 22 then executes a hydrogen discharge preparation process (step S31). Details of the hydrogen discharge preparation process will be described later (see FIG. 8).

そして、ステップＳ３１の実行後、水素排出処理を実行する（ステップＳ３２）。水素排出処理については、上記したとおりである。すなわち制御部２２は、排気排水弁４２を開状態にさせる制御を行う。これにより、水素（燃料オフガス）が、水素排出配管４４を通じて希釈器１８に送られる。そして、水素は、たとえば空気排出配管５４を介して供給される空気（酸化剤オフガス）により希釈され、排気される。そして、制御部２２は、一連の処理を終了する。   Then, after the execution of step S31, a hydrogen discharge process is executed (step S32). The hydrogen discharge process is as described above. That is, the control unit 22 performs control for opening the exhaust / drain valve 42. Thereby, hydrogen (fuel off gas) is sent to the diluter 18 through the hydrogen discharge pipe 44. Then, the hydrogen is diluted and exhausted by air (oxidant off-gas) supplied through, for example, the air discharge pipe 54. And the control part 22 complete | finishes a series of processes.

一方、ステップＳ３０において、不純物濃度が所定値以上ではない、すなわち所定値未満であると判定すると、制御部２２は、ＦＣスタック１２が駆動中であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。そして、ＦＣスタック１２が駆動中ではない、すなわち停止中であると判定すると、制御部２２は、間欠運転中定期処理を実行する（ステップＳ３４）。間欠運転中定期処理の詳細については後述する（図７参照）。そして、制御部２２は、ステップＳ３４の終了後、一連の処理を終了する。なお、ステップＳ３３において、ＦＣスタックが駆動中であると判定した場合にも、制御部２２は一連の処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in step S30 that the impurity concentration is not greater than or equal to the predetermined value, that is, less than the predetermined value, the control unit 22 determines whether or not the FC stack 12 is being driven (step S33). When it is determined that the FC stack 12 is not being driven, that is, is being stopped, the control unit 22 performs a periodic process during intermittent operation (step S34). Details of the periodic processing during intermittent operation will be described later (see FIG. 7). And the control part 22 complete | finishes a series of processes after completion | finish of step S34. Even when it is determined in step S33 that the FC stack is being driven, the control unit 22 ends the series of processes.

次に、図７に基づき、上記した間欠運転中定期処理（ステップＳ３４）について説明する。制御部２２は、間欠運転中定期処理を上記したタイミングＴ３で実行する。   Next, based on FIG. 7, the above-described periodic operation during intermittent operation (step S34) will be described. The control unit 22 executes the periodic process during intermittent operation at the timing T3 described above.

図７に示すように、制御部２２は、前回の漏れ検査から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４０）。そして、所定時間経過していないと判定すると、制御部２２は、一連の処理を終了する。   As shown in FIG. 7, the control unit 22 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the previous leak test (step S40). And if it determines with predetermined time not having passed, the control part 22 will complete | finish a series of processes.

一方、ステップＳ４０において、所定時間経過したと判定した場合、制御部２２は、検査領域８０からのガス漏れが生じていないか漏れ検査を実施する（ステップＳ４１）。漏れ検査の詳細については後述する（図９参照）。   On the other hand, when it is determined in step S40 that the predetermined time has elapsed, the control unit 22 performs a leak inspection to check whether a gas leak has occurred from the inspection region 80 (step S41). Details of the leak inspection will be described later (see FIG. 9).

漏れ検査終了後、制御部２２は、フェールセーフ要求があるか否かを判定する（ステップＳ４２）。フェールセーフ要求がないと判定した場合に、制御部２２は、一連の処理を終了する。一方、フェールセーフ要求があると判定した場合、制御部２２は、フェールセーフ処理を実行する（ステップＳ４３）。この場合、間欠運転中であるため、フェールセーフ処理として、たとえば異常発生を報知する、退避走行モード（二次電池によるＭＧの駆動）に切り替えるなどの処理を行う。次いで制御部２２は、ＳＭＲを開状態にしてＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態に切り替える（ステップＳ４４）。これにより、走行不能状態となる。そして、制御部２２は、一連の処理を終了する。   After completion of the leak inspection, the control unit 22 determines whether or not there is a fail-safe request (step S42). When it determines with there being no fail safe request | requirement, the control part 22 complete | finishes a series of processes. On the other hand, when it determines with there exists a fail safe request | requirement, the control part 22 performs a fail safe process (step S43). In this case, since intermittent operation is being performed, for example, a failure-safe process is performed, for example, a notification of occurrence of an abnormality or a process such as switching to a retreat travel mode (MG driving by a secondary battery) is performed. Next, the control unit 22 opens the SMR and switches to the Ready-OFF state (step S44). Thereby, it will be in a driving impossible state. And the control part 22 complete | finishes a series of processes.

次に、図８に基づき、上記した水素排出準備処理（ステップＳ３１）について説明する。制御部２２は、水素排出準備処理を上記したタイミングＴ４で実行する。   Next, the above-described hydrogen discharge preparation process (step S31) will be described with reference to FIG. The control unit 22 executes the hydrogen discharge preparation process at the timing T4 described above.

図８に示すように、制御部２２は、ＦＣスタック１２が駆動中であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。そして、ＦＣスタック１２が駆動中ではない、すなわち停止中であると判定すると、制御部２２は、検査領域８０からのガス漏れが生じていないか漏れ検査を実施する（ステップＳ５１）。漏れ検査の詳細については後述する（図９参照）。   As shown in FIG. 8, the control unit 22 determines whether or not the FC stack 12 is being driven (step S50). When it is determined that the FC stack 12 is not being driven, that is, is being stopped, the control unit 22 performs a leak inspection to check whether there is a gas leak from the inspection region 80 (step S51). Details of the leak inspection will be described later (see FIG. 9).

漏れ検査終了後、制御部２２は、フェールセーフ要求があるか否かを判定する（ステップＳ５２）。フェールセーフ要求がないと判定した場合に、制御部２２は、一連の処理を終了する。一方、フェールセーフ要求があると判定した場合、制御部２２は、フェールセーフ処理を実行する（ステップＳ５３）。この場合、走行可能状態であるため、たとえば異常発生を報知する、退避走行モード（二次電池によるＭＧの駆動）に切り替えるなどの処理を行う。次いで制御部２２は、ＳＭＲを開状態にしてＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態に切り替える（ステップＳ５４）。これにより、走行不能状態となる。そして、制御部２２は、一連の処理を終了する。   After completion of the leak test, the control unit 22 determines whether or not there is a fail-safe request (step S52). When it determines with there being no fail safe request | requirement, the control part 22 complete | finishes a series of processes. On the other hand, when it determines with there exists a fail safe request | requirement, the control part 22 performs a fail safe process (step S53). In this case, since the vehicle is in a travelable state, for example, processing for notifying the occurrence of an abnormality or switching to the retreat travel mode (MG driving by the secondary battery) is performed. Next, the control unit 22 opens the SMR and switches to the Ready-OFF state (step S54). Thereby, it will be in a driving impossible state. And the control part 22 complete | finishes a series of processes.

ステップＳ５０において、ＦＣスタック１２が駆動中であると判定した場合、次いで制御部２２は、ＦＣスタック１２を強制停止可能か否か判定する（ステップＳ５５）。強制停止可能ではないと判定した場合、制御部２２は、直近（最新）の漏れ検査で異常が無かったか否かを判定する（ステップＳ５６）。そして、異常無しと判定すると、制御部２２は、一連の処理を終了する。   If it is determined in step S50 that the FC stack 12 is being driven, then the control unit 22 determines whether the FC stack 12 can be forcibly stopped (step S55). When it is determined that the forced stop is not possible, the control unit 22 determines whether or not there is no abnormality in the latest (latest) leak test (step S56). And if it determines with there being no abnormality, the control part 22 will complete | finish a series of processes.

直近の漏れ検査で異常があれば、異常検出時のフェールセーフ処理が正常に完了しておらず、ＦＣスタック１２が駆動しているか、停止中であることが考えられる。そこで、ステップＳ５６において、直近の検査で異常ありと判定すると、制御部２２は、フェールセーフ処理を実行する（ステップＳ５７）。この場合、ステップＳ５３同様の処理を行う。次いで制御部２２は、ＳＭＲを開状態にしてＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態に切り替える（ステップＳ５８）。これにより、走行不能状態となる。そして、制御部２２は、一連の処理を終了する。   If there is an abnormality in the latest leak test, it is possible that the fail-safe process at the time of detecting the abnormality has not been completed normally and the FC stack 12 is driven or stopped. Therefore, when it is determined in step S56 that there is an abnormality in the most recent examination, the control unit 22 executes fail-safe processing (step S57). In this case, the same processing as step S53 is performed. Next, the control unit 22 opens the SMR and switches to the Ready-OFF state (step S58). Thereby, it will be in a driving impossible state. And the control part 22 complete | finishes a series of processes.

ステップＳ５５において、強制停止可能と判定した場合、次いで制御部２２は、ＦＣスタック１２を強制停止させる（ステップＳ５９）。このとき、制御部２２は、上記した間欠運転同様、一時的に、水素循環ポンプ４０及びエアコンプレッサ５０のモータを停止させ、インジェクタ３４及び排気排水弁４２を閉状態にさせる制御を行う。すなわちＦＣスタック１２への水素と空気の供給を停止させ、水素（燃料オフガス）の循環を停止させる。   If it is determined in step S55 that the forced stop is possible, then the control unit 22 forcibly stops the FC stack 12 (step S59). At this time, like the intermittent operation described above, the control unit 22 temporarily controls the hydrogen circulation pump 40 and the air compressor 50 to stop the injector 34 and the exhaust / drain valve 42. That is, the supply of hydrogen and air to the FC stack 12 is stopped, and the circulation of hydrogen (fuel off gas) is stopped.

そして、ステップＳ５９の終了後、制御部２２は、検査領域８０からのガス漏れが生じていないか漏れ検査を実施する（ステップＳ６０）。漏れ検査の詳細については後述する（図９参照）。   And after completion | finish of step S59, the control part 22 performs a leak test | inspection whether the gas leak from the test | inspection area | region 80 has arisen (step S60). Details of the leak inspection will be described later (see FIG. 9).

漏れ検査終了後、制御部２２は、フェールセーフ要求があるか否かを判定する（ステップＳ６１）。フェールセーフ要求がないと判定した場合に、制御部２２は、一連の処理を終了する。一方、フェールセーフ要求があると判定した場合、制御部２２は、フェールセーフ処理を実行する（ステップＳ６２）。この場合、ステップＳ５３同様の処理を行う。次いで制御部２２は、ＳＭＲを開状態にしてＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態に切り替える（ステップＳ６３）。これにより、走行不能状態となる。そして、制御部２２は、一連の処理を終了する。   After completion of the leak test, the control unit 22 determines whether or not there is a fail-safe request (step S61). When it determines with there being no fail safe request | requirement, the control part 22 complete | finishes a series of processes. On the other hand, when it determines with there exists a fail safe request | requirement, the control part 22 performs a fail safe process (step S62). In this case, the same processing as step S53 is performed. Next, the control unit 22 opens the SMR and switches to the Ready-OFF state (step S63). Thereby, it will be in a driving impossible state. And the control part 22 complete | finishes a series of processes.

なお、水素排出準備処理の終了時点においてＲｅａｄｙ−ＯＮ状態の場合、制御部２２は、ステップＳ３２において水素排出処理を実行する。   In the case of Ready-ON state at the end of the hydrogen discharge preparation process, the control unit 22 executes the hydrogen discharge process in step S32.

次に、図９に基づき、検査領域８０からのガス漏れを検査する漏れ検査処理(ステップＳ１１，Ｓ２０，Ｓ４１，Ｓ５１，Ｓ６０)の一例について説明する。   Next, an example of a leakage inspection process (steps S11, S20, S41, S51, and S60) for inspecting gas leakage from the inspection region 80 will be described with reference to FIG.

図９に示すように、先ず制御部２２は、各弁の開度を設定する（ステップＳ７０）。具体的には、排気排水弁４２、調圧弁５６、及び第２漏れ検査弁７２が閉状態となるように制御し、第１漏れ検査弁６２が開状態となるように制御する。また、三方弁６０については、ＦＣスタック１２側、すなわち空気供給配管下流部５２ａ側が閉状態となり、空気バイパス配管５８側が開状態となるように制御する。   As shown in FIG. 9, first, the control unit 22 sets the opening of each valve (step S70). Specifically, the exhaust drain valve 42, the pressure regulating valve 56, and the second leak check valve 72 are controlled to be closed, and the first leak check valve 62 is controlled to be open. Further, the three-way valve 60 is controlled so that the FC stack 12 side, that is, the air supply pipe downstream portion 52a side is closed, and the air bypass pipe 58 side is opened.

このように、三方弁６０の空気供給配管下流部５２ａ側を閉とするので、水素排出配管４４、空気供給配管中流部５２ｂ、空気排出配管下流部５４ａ、空気バイパス配管５８、及び排気ガス配管上流部７０ａ、すなわち検査領域８０が、１つの流路としてつながる。また、排気排水弁４２、調圧弁５６、三方弁６０のうちの空気供給配管下流部５２ａ側、第１漏れ検査弁６２、第２漏れ検査弁７２により、検査領域８０の開閉状態（解放密閉状態）が決定され、すべての弁が閉弁状態になると検査領域８０が密閉空間となる。ステップＳ７０により、検査領域８０の開放度を決定する弁のうち、第１漏れ検査弁６２のみが開状態となる。   Thus, since the air supply pipe downstream portion 52a side of the three-way valve 60 is closed, the hydrogen discharge pipe 44, the air supply pipe midstream portion 52b, the air discharge pipe downstream portion 54a, the air bypass pipe 58, and the exhaust gas pipe upstream The part 70a, that is, the inspection region 80 is connected as one flow path. In addition, the inspection area 80 is opened and closed (open sealed state) by the air supply pipe downstream portion 52a side of the exhaust drain valve 42, the pressure regulating valve 56, and the three-way valve 60, the first leak check valve 62, and the second leak check valve 72. ) Is determined, and when all the valves are closed, the inspection region 80 becomes a sealed space. By step S70, only the 1st leak test valve 62 will be in an open state among the valves which determine the open degree of the test | inspection area | region 80. FIG.

次いで、制御部２２は、エアコンプレッサ５０のモータを駆動させる（ステップＳ７１）。この時点で、検査領域８０は第１漏れ検査弁６２のみが開状態となっているため、エアコンプレッサ５０の駆動により、駆動前よりも検査領域８０内のガス圧（気圧）が高まる。   Next, the control unit 22 drives the motor of the air compressor 50 (step S71). At this time, since only the first leak check valve 62 is in the inspection region 80, the gas pressure (atmospheric pressure) in the inspection region 80 is increased by the driving of the air compressor 50 than before the driving.

次いで、制御部２２は、圧力センサ６４により検出された圧力が、所定値以上となったか否かを判定する（ステップＳ７２）。そして、圧力が所定値未満と判定した場合、ステップＳ７１に戻って、圧力が所定値以上となるまで、ステップＳ７１，Ｓ７２を繰り返す。   Next, the control unit 22 determines whether or not the pressure detected by the pressure sensor 64 is equal to or greater than a predetermined value (step S72). And when it determines with a pressure being less than predetermined value, it returns to step S71 and repeats step S71, S72 until a pressure becomes more than predetermined value.

ステップＳ７２において、圧力が所定値以上であると判定した場合、次いで制御部２２は、第１漏れ検査弁６２が閉状態となるように制御する（ステップＳ７３）。これにより、検査領域８０は、高圧の密閉空間となる。第１漏れ検査弁６２を閉状態にした後、制御部２２は、エアコンプレッサ５０のモータを停止させる（ステップＳ７４）。   If it is determined in step S72 that the pressure is equal to or higher than the predetermined value, the control unit 22 then controls the first leak check valve 62 to be closed (step S73). Thereby, the inspection region 80 becomes a high-pressure sealed space. After closing the first leak check valve 62, the control unit 22 stops the motor of the air compressor 50 (step S74).

次いで、制御部２２は、単位時間当たりの圧力センサ６４の値の変化、すなわちｄｐ／ｄｔ（傾き）が所定値以上か否かを判定する（ステップＳ７５）。検査領域８０にガス漏れが生じている場合、時間とともに検査領域８０内のガス圧が低下する。これにより、圧力センサ６４の値が減少する。したがって、ｄｐ／ｄｔが大きい場合には、ガス漏れが生じているということである。   Next, the control unit 22 determines whether or not the change in the value of the pressure sensor 64 per unit time, that is, dp / dt (slope) is equal to or greater than a predetermined value (step S75). When a gas leak occurs in the inspection region 80, the gas pressure in the inspection region 80 decreases with time. Thereby, the value of the pressure sensor 64 decreases. Therefore, when dp / dt is large, it means that gas leakage has occurred.

ステップＳ７５において、ｄｐ／ｄｔが所定値よりも小さい、すなわちガス漏れが生じていないと判定した場合、制御部２２は一連の処理を終了する。一方、ｄｐ／ｄｔが所定値以上であると判定した場合、制御部２２は、フェールセーフ処理の要求を出力する（ステップＳ７６）。そして、制御部２２は、一連の処理を終了する。   In step S75, when it is determined that dp / dt is smaller than the predetermined value, that is, no gas leakage has occurred, the control unit 22 ends the series of processes. On the other hand, when it determines with dp / dt being more than predetermined value, the control part 22 outputs the request | requirement of a fail safe process (step S76). And the control part 22 complete | finishes a series of processes.

次に、本実施形態に係る燃料電池システム１０の効果について説明する。   Next, effects of the fuel cell system 10 according to the present embodiment will be described.

燃料電池システム１０は、空気供給配管５２に設けられた三方弁６０を有している。そして、制御部２２が、三方弁６０の空気供給配管下流部５２ａ側が閉状態、空気バイパス配管５８側が開状態になるように制御すると、水素排出配管４４、空気供給配管中流部５２ｂ、空気排出配管下流部５４ａ、空気バイパス配管５８、及び排気ガス配管上流部７０ａが１つの流路としてつながる。すなわち検査領域８０が、１つの流路としてつながる。   The fuel cell system 10 has a three-way valve 60 provided in the air supply pipe 52. And if the control part 22 controls the air supply piping downstream part 52a side of the three-way valve 60 to be in the closed state and the air bypass pipe 58 side to be in the open state, the hydrogen discharge pipe 44, the air supply pipe midstream part 52b, the air discharge pipe The downstream part 54a, the air bypass pipe 58, and the exhaust gas pipe upstream part 70a are connected as one flow path. That is, the inspection region 80 is connected as one flow path.

また、燃料電池システム１０は、空気供給配管５２における三方弁６０とエアコンプレッサ５０との間に設けられた第１漏れ検査弁６２と、希釈器１８よりも下流側、すなわち排気ガス配管７０に設けられた第２漏れ検査弁７２を有している。ガス漏れの検査時において、制御部２２は、排気排水弁４２、調圧弁５６、及び第２漏れ検査弁７２が閉状態となるように制御し、第１漏れ検査弁６２が開状態となるように制御する。また、三方弁６０については、空気供給配管下流部５２ａ側が閉状態となり、空気バイパス配管５８側が開状態となるように制御する。この状態で、エアコンプレッサ５０のモータを駆動させ、駆動前よりも検査領域８０内のガス圧（気圧）が高めた状態で、制御部２２は、第１漏れ検査弁６２を閉状態となるように、すなわち検査領域８０が密閉空間となるように、制御する。   Further, the fuel cell system 10 is provided in the first leakage inspection valve 62 provided between the three-way valve 60 and the air compressor 50 in the air supply pipe 52 and on the downstream side of the diluter 18, that is, in the exhaust gas pipe 70. The second leak check valve 72 is provided. At the time of the gas leak inspection, the control unit 22 controls the exhaust drain valve 42, the pressure regulating valve 56, and the second leak inspection valve 72 to be closed, so that the first leak inspection valve 62 is opened. To control. The three-way valve 60 is controlled so that the air supply pipe downstream portion 52a side is closed and the air bypass pipe 58 side is opened. In this state, the control unit 22 closes the first leakage inspection valve 62 in a state where the motor of the air compressor 50 is driven and the gas pressure (atmospheric pressure) in the inspection region 80 is higher than before driving. That is, control is performed so that the inspection region 80 becomes a sealed space.

検査領域８０にガス漏れが生じている場合には、時間の経過とともにガス圧が低下していく。一方、ガス漏れが生じていない場合には、ガス圧はほとんど変化しない。ガス圧は、圧力センサ６４により検出できる。制御部２２は、ｄｐ／ｄｔ（傾き）が所定値以上の場合、ガス漏れが生じていると判定し、所定値未満の場合、ガス漏れが生じていないと判定する。   If a gas leak occurs in the inspection region 80, the gas pressure decreases with time. On the other hand, when there is no gas leakage, the gas pressure hardly changes. The gas pressure can be detected by the pressure sensor 64. The controller 22 determines that a gas leak has occurred when dp / dt (slope) is equal to or greater than a predetermined value, and determines that no gas leak has occurred when it is less than the predetermined value.

このように、第１漏れ検査弁６２及び第２漏れ検査弁７２を追加し、エアコンプレッサ５０と各弁４２，５６，６０，６２，７２を利用することで、検査領域８０を、検査前よりも圧力が高まった状態にして、圧力センサ６４の値に基づき、検査領域８０にガス漏れが生じているか否かを検査することができる。したがって、複数のガスセンサや漏れ出したガスを集める部材を用いなくても、水素排出配管４４からのガス漏れ、すなわち水素の漏れを検査することができる。   Thus, by adding the first leakage inspection valve 62 and the second leakage inspection valve 72 and using the air compressor 50 and the valves 42, 56, 60, 62, 72, the inspection region 80 can be changed from before the inspection. In addition, it is possible to inspect whether or not gas leakage has occurred in the inspection region 80 based on the value of the pressure sensor 64 in a state where the pressure has increased. Therefore, it is possible to inspect gas leakage from the hydrogen discharge pipe 44, that is, hydrogen leakage without using a plurality of gas sensors or a member for collecting the leaked gas.

ところで、空気排出配管５４や空気バイパス配管５８でガス漏れが生じると、ＦＣスタック１２から排出された水素（燃料オフガス）を希釈器１８にて所定の濃度以下まで希釈できない虞がある。さらに、希釈器１８からのガス漏れ（リーク）により、水素が、空気排出配管５４側や空気バイパス配管５８側に流れ込むことも考えられる。これに対し、本実施形態では、水素排出配管４４だけでなく、空気排出配管下流部５４ａ、空気バイパス配管５８、空気供給配管中流部５２ｂ、及び排気ガス配管上流部７０ａからのガス漏れも検査することができる。   By the way, when a gas leak occurs in the air discharge pipe 54 or the air bypass pipe 58, there is a possibility that hydrogen (fuel off gas) discharged from the FC stack 12 cannot be diluted to a predetermined concentration or less by the diluter 18. Furthermore, it is conceivable that hydrogen flows into the air discharge pipe 54 side or the air bypass pipe 58 side due to gas leakage (leakage) from the diluter 18. On the other hand, in this embodiment, not only the hydrogen discharge pipe 44 but also gas leakage from the air discharge pipe downstream part 54a, the air bypass pipe 58, the air supply pipe midstream part 52b, and the exhaust gas pipe upstream part 70a are inspected. be able to.

特に本実施形態では、制御部２２が、ｄｐ／ｄｔ（傾き）から、検査領域８０にガス漏れが生じているか否かを検査する。したがって、各弁４２，５６，６０，６２，７２のシール性の経年劣化などの影響を低減し、より精度の良い検査を行うことができる。しかしながら、制御部２２が、検査領域８０を密閉した後の圧力センサ６４の値そのものから、検査領域８０にガス漏れが生じているか否かを検査するようにしてもよい。この場合、圧力センサの値が所定値以下の場合にガス漏れが生じていると判定する。   Particularly in the present embodiment, the control unit 22 inspects whether or not a gas leak has occurred in the inspection region 80 from dp / dt (inclination). Therefore, it is possible to reduce the influence of aging deterioration of the sealing performance of each valve 42, 56, 60, 62, 72 and perform a more accurate inspection. However, the control unit 22 may inspect whether or not gas leakage has occurred in the inspection region 80 from the value itself of the pressure sensor 64 after the inspection region 80 is sealed. In this case, it is determined that a gas leak has occurred when the value of the pressure sensor is equal to or less than a predetermined value.

制御部２２は、ＦＣスタック１２から排出される水素（燃料オフガス）中の不純物濃度が所定値以上になると、ＦＣスタック１２が駆動中でも、ＦＣスタック１２の強制停止が可能であれば、ＦＣスタック１２を強制的に停止させ、検査領域８０からのガス漏れの検査を行う。そして、ガス漏れが生じていない場合に、排気排水弁４２を開状態となるように制御し、水素を水素排出配管４４に排出させる。一方、ガス漏れが生じている場合には、フェールセーフ処理を実行する。このように、水素（燃料オフガス）の排出タイミングに合わせて検査領域８０のガス漏れを検査することができる。これにより、高濃度の水素が配管外に漏れだすのを抑制することができる。なお、水素（燃料オフガス）中の不純物濃度が所定値以上になったときに、ＦＣスタック１２が停止中の場合にも、検査領域８０からのガス漏れの検査を行う。   When the impurity concentration in the hydrogen (fuel off gas) discharged from the FC stack 12 exceeds a predetermined value, the control unit 22 determines that the FC stack 12 can be forcibly stopped even if the FC stack 12 is being driven. Is forcibly stopped to inspect for gas leakage from the inspection region 80. Then, when no gas leak occurs, the exhaust drain valve 42 is controlled to be in an open state, and hydrogen is discharged to the hydrogen discharge pipe 44. On the other hand, if a gas leak has occurred, fail-safe processing is executed. Thus, the gas leakage in the inspection region 80 can be inspected in accordance with the discharge timing of hydrogen (fuel off gas). Thereby, it can suppress that high concentration hydrogen leaks out of piping. Note that when the concentration of impurities in hydrogen (fuel off-gas) becomes equal to or higher than a predetermined value, the gas leakage from the inspection region 80 is inspected even when the FC stack 12 is stopped.

制御部２２は、走行可能状態においてＦＣスタック１２の停止時に、定期的に検査領域８０からのガス漏れを検査する。これによれば、検査タイミングを増やして、ガス漏れを早期に検出することができる。また、水素排出直前のガス漏れ検査ができない（ＦＣスタック１２を強制停止できない）場合でも、このタイミングでの検査結果を直近の検査結果とし、水素排出の判断をすることができる。   The control unit 22 periodically inspects for gas leakage from the inspection region 80 when the FC stack 12 is stopped in the travelable state. According to this, an inspection timing can be increased and a gas leak can be detected at an early stage. Further, even when the gas leak inspection just before the hydrogen discharge cannot be performed (the FC stack 12 cannot be forcibly stopped), it is possible to determine the hydrogen discharge by using the inspection result at this timing as the latest inspection result.

制御部２２は、車両始動時及び車両停止時において、検査領域８０からのガス漏れを検査する。このタイミングであれば、ＦＣスタック１２が確実に停止している。したがって、確実に検査を行うことができる。また、ＦＣスタック１２の起動後に、駆動を止められない場合でも、車両始動時や、全開終了時（車両停止時）の検査結果を、直近の検査結果とし、水素排出の判断をすることができる。   The controller 22 inspects for gas leakage from the inspection region 80 when the vehicle is started and when the vehicle is stopped. At this timing, the FC stack 12 is surely stopped. Therefore, the inspection can be surely performed. Further, even if the driving cannot be stopped after the FC stack 12 is started, the inspection result at the time of starting the vehicle or at the end of full opening (when the vehicle is stopped) can be used as the latest inspection result, and the determination of hydrogen discharge can be made. .

圧力センサ６４は、ＦＣスタック１２のカソード側に供給される空気の圧力、すなわち空気量を検出するように、空気供給配管５２に設けられている。この圧力センサ６４を、空気供給配管５２のうち、第１漏れ検査弁６２と三方弁６０の間に設けることで、検査領域８０からのガス漏れを検査する際に、圧力センサ６４にて検査領域８０のガス圧を検出するようにしている。このように、既存の圧力センサ６４を用いて、検査領域８０のガス圧を検出するため、構成を簡略化することができる。しかしながら、検査領域８０のガス圧を検出する圧力センサの配置は、上記例に限定されない。たとえば、検査領域８０内であれば、どこに設けてもよい。たとえば水素排出配管４４や空気バイパス配管５８に設けることもできる。この場合、ＦＣスタック１２のカソード側に供給される空気量を検出する圧力センサとは別に、検査領域８０のガス圧を検出する圧力センサを設けることとなる。別にする場合、流量センサにより、ＦＣスタック１２に供給する空気量を検出することもできる。   The pressure sensor 64 is provided in the air supply pipe 52 so as to detect the pressure of the air supplied to the cathode side of the FC stack 12, that is, the amount of air. By providing the pressure sensor 64 between the first leak check valve 62 and the three-way valve 60 in the air supply pipe 52, the pressure sensor 64 is used to check the gas leak from the test area 80. The gas pressure of 80 is detected. Thus, since the gas pressure in the inspection region 80 is detected using the existing pressure sensor 64, the configuration can be simplified. However, the arrangement of the pressure sensor that detects the gas pressure in the inspection region 80 is not limited to the above example. For example, it may be provided anywhere within the inspection area 80. For example, it can be provided in the hydrogen discharge pipe 44 or the air bypass pipe 58. In this case, a pressure sensor that detects the gas pressure in the inspection region 80 is provided separately from the pressure sensor that detects the amount of air supplied to the cathode side of the FC stack 12. In another case, the amount of air supplied to the FC stack 12 can be detected by a flow rate sensor.

（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した燃料電池システム１０と共通する部分についての説明は割愛する。 (Second Embodiment)
In the present embodiment, description of parts common to the fuel cell system 10 shown in the first embodiment is omitted.

第１実施形態とは、検査領域８０からのガス漏れを検査する漏れ検査処理が異なる。図１０に基づき、本実施形態に係るガス漏れの検査処理について説明する。   The first embodiment is different from the first embodiment in leak inspection processing for inspecting gas leakage from the inspection region 80. Based on FIG. 10, the gas leakage inspection process according to the present embodiment will be described.

図１０に示すように、先ず制御部２２は、各弁の開度を設定する（ステップＳ８０）。本実施形態では、排気排水弁４２及び調圧弁５６が閉状態となるように制御し、第１漏れ検査弁６２が開状態となるように制御する。また、三方弁６０については、空気供給配管下流部５２ａ側が閉状態となり、空気バイパス配管５８側が開状態となるように制御する。さらには、第２漏れ検査弁７２が半開状態となるように制御する。半開とは、全開、全閉のいずれでもない開度の状態である。   As shown in FIG. 10, first, the control unit 22 sets the opening of each valve (step S80). In the present embodiment, the exhaust drain valve 42 and the pressure regulating valve 56 are controlled to be in a closed state, and the first leak check valve 62 is controlled to be in an open state. The three-way valve 60 is controlled so that the air supply pipe downstream portion 52a side is closed and the air bypass pipe 58 side is opened. Furthermore, the second leak check valve 72 is controlled to be in a half-open state. Half-open is a state of an opening degree that is neither fully open nor fully closed.

このように、三方弁６０の空気供給配管下流部５２ａ側を閉とするので、検査領域８０が、１つの流路としてつながる。また、ステップＳ８０により、検査領域８０の開閉状態を決定する弁のうち、第１漏れ検査弁６２が開状態、第２漏れ検査弁７２が半開状態となり、それ以外は閉弁状態となる。   Thus, since the air supply piping downstream portion 52a side of the three-way valve 60 is closed, the inspection region 80 is connected as one flow path. In step S80, among the valves that determine the open / close state of the inspection region 80, the first leak check valve 62 is opened, the second leak check valve 72 is half open, and the rest are closed.

次いで、制御部２２は、エアコンプレッサ５０のモータを駆動させる（ステップＳ８１）。この時点で、第２漏れ検査弁７２が全開ではなく半開状態となっているため、エアコンプレッサ５０の駆動により、駆動前よりも検査領域８０内のガス圧（気圧）が高まる。   Next, the control unit 22 drives the motor of the air compressor 50 (step S81). At this time, since the second leak check valve 72 is not fully opened but half open, the gas pressure (atmospheric pressure) in the inspection region 80 is increased by the driving of the air compressor 50 than before the drive.

次いで、制御部２２は、圧力センサ６４により検出される値、すなわち検査領域８０のガス圧が、ほぼ一定の安定値となったか否か判定する（ステップＳ８２）。そして、圧力が一定ではないと判定した場合、ステップＳ８１に戻って、圧力が一定となるまで、ステップＳ８１，Ｓ８２を繰り返す。   Next, the control unit 22 determines whether or not the value detected by the pressure sensor 64, that is, the gas pressure in the inspection region 80 has become a substantially constant stable value (step S82). If it is determined that the pressure is not constant, the process returns to step S81, and steps S81 and S82 are repeated until the pressure becomes constant.

ステップＳ８２において、圧力が一定であると判定した場合、次いで制御部２２は、一定となった圧力（圧力センサ６４による検出圧力）が、予想圧力と一致するか否か判定する（ステップＳ８３）。制御部２２は、エアコンプレッサ５０による給気量と、第２漏れ検査弁７２の開度から、予想圧力を算出する。   If it is determined in step S82 that the pressure is constant, then the control unit 22 determines whether or not the constant pressure (detected pressure by the pressure sensor 64) matches the expected pressure (step S83). The control unit 22 calculates an expected pressure from the amount of air supplied by the air compressor 50 and the opening degree of the second leak check valve 72.

検査領域８０にガス漏れが生じている場合、一定となる圧力が、ガス漏れが生じていない正常時よりも低くなる。すなわち、ガス漏れが生じていないと、検出圧力は予想圧力とほぼ一致し、ガス漏れが生じていると、検出圧力は予想圧力よりも低い値となる。   When a gas leak occurs in the inspection region 80, the constant pressure is lower than that in a normal state where no gas leak occurs. That is, if no gas leak occurs, the detected pressure substantially matches the expected pressure, and if a gas leak occurs, the detected pressure has a value lower than the expected pressure.

したがって、ステップＳ８３において、検出圧力が予想圧力と一致すると判定した場合、制御部２２は、エアコンプレッサ５０のモータを停止させ（ステップＳ８４）、一連の処理を終了する。一方、検出圧力が予想圧力と一致しないと判定した場合、制御部２２は、フェールセーフ処理の要求を出力する（ステップＳ８５）。次いで、制御部２２は、ステップＳ８４を実行した後、一連の処理を終了する。   Therefore, when it is determined in step S83 that the detected pressure matches the expected pressure, the control unit 22 stops the motor of the air compressor 50 (step S84) and ends the series of processes. On the other hand, if it is determined that the detected pressure does not match the expected pressure, the control unit 22 outputs a request for fail-safe processing (step S85). Next, the control unit 22 ends the series of processes after executing Step S84.

制御部２２がこのような漏れ検査処理を実行する燃料電池システム１０においても、第１実施形態同様の効果を奏することができる。   Even in the fuel cell system 10 in which the control unit 22 executes such a leakage inspection process, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

上記実施形態では、制御部２２が、４つのタイミングＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で、検査領域８０のガス漏れを検査する例を示した。しかしながら、４つのタイミングＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の少なくとも１つにおいて、ガス漏れを検査する構成としてもよい。たとえば、タイミングＴ４のみで検査を実施してもよいし、タイミングＴ３，Ｔ４のみで検査を実施してもよい。水素排出直前のタイミングＴ４において検査を実施するとよい。   In the above embodiment, the control unit 22 inspects the gas leakage in the inspection region 80 at the four timings T1, T2, T3, and T4. However, the gas leak may be inspected at at least one of the four timings T1, T2, T3, and T4. For example, the inspection may be performed only at the timing T4, or the inspection may be performed only at the timings T3 and T4. The inspection may be performed at a timing T4 immediately before hydrogen discharge.

１０…燃料電池システム、１２…燃料電池スタック、１４…燃料ガス系、１６…酸化剤ガス系、１８…希釈器、２０…排気ガス系、２２…制御部、３０…水素タンク、３２…水素供給配管、３４…インジェクタ、３６…水素還流配管、３８…気液分離器、４０…水素循環ポンプ、４２…排気排水弁、４４…水素排出配管、５０…エアコンプレッサ、５２…空気供給配管、５２ａ…空気供給配管下流部、５２ｂ…空気供給配管中流部、５４…空気排出配管、５４ａ…空気排出配管下流部、５６…調圧弁、５８…空気バイパス配管、６０…三方弁、６２…第１漏れ検査弁、６４…圧力センサ、７０…排気ガス配管、７０ａ…排気ガス配管上流部、７２…第２漏れ検査弁、７４…気液分離器、８０…検査領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell system, 12 ... Fuel cell stack, 14 ... Fuel gas system, 16 ... Oxidant gas system, 18 ... Diluter, 20 ... Exhaust gas system, 22 ... Control part, 30 ... Hydrogen tank, 32 ... Hydrogen supply Piping 34: Injector 36 ... Hydrogen recirculation piping 38 ... Gas-liquid separator 40 ... Hydrogen circulation pump 42 ... Exhaust drain valve 44 ... Hydrogen discharge piping 50 ... Air compressor 52 ... Air supply piping 52a ... Downstream portion of the air supply pipe, 52b ... Midstream portion of the air supply pipe, 54 ... Air discharge pipe, 54a ... Downstream section of the air discharge pipe, 56 ... Pressure regulating valve, 58 ... Air bypass pipe, 60 ... Three-way valve, 62 ... First leak test Valve, 64 ... Pressure sensor, 70 ... Exhaust gas piping, 70a ... Exhaust gas piping upstream portion, 72 ... Second leak inspection valve, 74 ... Gas-liquid separator, 80 ... Inspection region

Claims (8)

燃料電池（１２）のアノード側から排出される燃料オフガスを前記燃料電池に循環させ、前記燃料オフガスに含まれる燃料ガスを再利用するように構成された燃料電池システムであって、
前記燃料電池のカソード側から排出される反応後の酸化剤オフガスと、前記燃料オフガスとを混合希釈する希釈器（１８）と、
前記希釈器にて混合希釈された排気ガスを外部に排出するための排気ガス排出流路（７０）と、
閉状態で前記燃料オフガスを循環させ、開状態で前記燃料オフガスを排出させる開閉弁（４２）と、
前記開閉弁と前記希釈器とをつなぐ燃料オフガス排出流路（４４）と、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給流路（５２）と、
前記酸化剤ガス供給流路に前記酸化剤ガスを送り込むエアコンプレッサ（５０）と、
前記酸化剤オフガスを、前記燃料電池から前記希釈器へ排出するための酸化剤オフガス排出流路（５４）と、
前記酸化剤オフガス排出流路に設けられ、前記燃料電池内における前記酸化剤ガスの圧力を調整する調圧弁（５６）と、
前記酸化剤オフガス排出流路における前記調圧弁よりも下流側の部分と、前記酸化剤ガス供給流路とをつなぐバイパス流路（５８）と、
前記酸化剤ガス供給流路と前記バイパス流路との連結部分に設けられた三方弁（６０）と、
前記酸化剤ガス供給流路において、前記三方弁よりも上流に設けられた第１漏れ検査弁（６２）と、
前記排気ガス排出流路に設けられた第２漏れ検査弁（６４）と、
前記排気ガス排出流路、前記燃料オフガス排出流路、前記酸化剤ガス供給流路、前記酸化剤オフガス排出流路、及び前記バイパス流路のうち、前記開閉弁、前記調圧弁、前記三方弁、前記第１漏れ検査弁、前記第２漏れ検査弁により規定される検査領域（８０）に設けられ、該検査領域内の圧力を検出する圧力センサ（６４）と、
前記開閉弁、前記調圧弁、前記三方弁、前記第１漏れ検査弁、前記第２漏れ検査弁、及び前記エアコンプレッサの作動を制御するとともに、前記検査領域からのガス漏れを検査する制御部（２２）と、
を備え、
前記制御部は、前記開閉弁及び前記調圧弁を閉状態、前記第１漏れ検査弁を開状態、前記三方弁におけるバイパス流路側を開状態、燃料電池側を閉状態、前記第２漏れ検査弁を全開ではない少なからず閉の状態にしつつ前記エアコンプレッサを駆動させるとともに、前記圧力センサの値に基づいて、前記検査領域にガス漏れが生じているか否かを検査することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system configured to circulate fuel off-gas discharged from the anode side of the fuel cell (12) to the fuel cell and to reuse fuel gas contained in the fuel off-gas,
A diluter (18) for mixing and diluting the oxidant offgas after reaction discharged from the cathode side of the fuel cell and the fuel offgas;
An exhaust gas exhaust passage (70) for exhausting the exhaust gas mixed and diluted in the diluter to the outside;
An on-off valve (42) for circulating the fuel off-gas in a closed state and discharging the fuel off-gas in an open state;
A fuel off-gas discharge passage (44) connecting the on-off valve and the diluter;
An oxidant gas supply channel (52) for supplying an oxidant gas to the fuel cell;
An air compressor (50) for feeding the oxidant gas into the oxidant gas supply channel;
An oxidant offgas discharge channel (54) for discharging the oxidant offgas from the fuel cell to the diluter;
A pressure regulating valve (56) provided in the oxidant off-gas discharge flow path, for adjusting the pressure of the oxidant gas in the fuel cell;
A bypass flow path (58) for connecting a portion of the oxidant off-gas discharge flow path downstream of the pressure regulating valve and the oxidant gas supply flow path;
A three-way valve (60) provided in a connecting portion between the oxidant gas supply channel and the bypass channel;
A first leak check valve (62) provided upstream of the three-way valve in the oxidant gas supply flow path;
A second leak check valve (64) provided in the exhaust gas discharge flow path;
Among the exhaust gas discharge channel, the fuel off-gas discharge channel, the oxidant gas supply channel, the oxidant off-gas discharge channel, and the bypass channel, the on-off valve, the pressure regulating valve, the three-way valve, A pressure sensor (64) that is provided in an inspection region (80) defined by the first leak inspection valve and the second leak inspection valve and detects a pressure in the inspection region;
A control unit that controls the operation of the on-off valve, the pressure regulating valve, the three-way valve, the first leakage inspection valve, the second leakage inspection valve, and the air compressor, and inspects gas leakage from the inspection region ( 22)
With
The control unit closes the on-off valve and the pressure regulating valve, opens the first leak check valve, opens the bypass flow path side in the three-way valve, closes the fuel cell side, and the second leak check valve The air compressor is driven in a closed state that is not fully open, and the fuel cell is inspected for gas leakage in the inspection region based on the value of the pressure sensor. system. 前記制御部は、
循環させる前記燃料オフガス中の不純物の濃度が所定値以上になると、前記燃料電池を強制的に停止させて、前記検査領域からのガス漏れの検査を行い、
ガス漏れが生じていない場合に、前記開閉弁を開の状態にして前記燃料オフガスを前記燃料オフガス排出流路に排出させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。 The controller is
When the concentration of impurities in the fuel off-gas to be circulated is equal to or higher than a predetermined value, the fuel cell is forcibly stopped to inspect gas leakage from the inspection region,
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein when no gas leak occurs, the on-off valve is opened to discharge the fuel off-gas to the fuel off-gas discharge passage. 3. 車両に搭載される請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記車両の走行中における前記燃料電池の停止時に、定期的に前記検査領域からのガス漏れを検査することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 2, which is mounted on a vehicle,
The control unit periodically inspects for gas leakage from the inspection region when the fuel cell is stopped while the vehicle is running. 車両に搭載される請求項１〜３いずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記車両の始動時及び前記車両の停止時の少なくとも一方において、前記検査領域からのガス漏れを検査することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell system is mounted on a vehicle.
The control unit inspects for gas leakage from the inspection region at least one of when the vehicle is started and when the vehicle is stopped. 前記制御部は、
前記開閉弁、前記調圧弁、前記第２漏れ検査弁を閉状態、前記第１漏れ検査弁を開状態、前記三方弁におけるバイパス流路側を開状態、燃料電池側を閉状態にしつつ、前記エアコンプレッサを駆動させ、
前記圧力センサの値が所定値以上に達すると、前記第１漏れ検査弁を閉状態にした後、前記エアコンプレッサを停止させ、この状態における前記圧力センサの値に基づいて、前記検査領域にガス漏れが生じているか否かを検査することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の燃料電池システム。 The controller is
The on-off valve, the pressure regulating valve, the second leak check valve are closed, the first leak check valve is opened, the bypass flow passage side of the three-way valve is opened, and the fuel cell side is closed, Drive the compressor,
When the value of the pressure sensor reaches a predetermined value or more, the first leak check valve is closed, and then the air compressor is stopped. Based on the value of the pressure sensor in this state, a gas is supplied to the test area. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein whether or not a leak has occurred is inspected. 前記制御部は、単位時間当たりの前記圧力センサの値の変化から、前記検査領域にガス漏れが生じているか否かを検査することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。   6. The fuel cell system according to claim 5, wherein the control unit inspects whether or not a gas leak occurs in the inspection region based on a change in the value of the pressure sensor per unit time. 前記制御部は、
前記開閉弁及び前記調圧弁を閉状態、前記第１漏れ検査弁を開状態、前記三方弁におけるバイパス流路側を開状態、燃料電池側を閉状態、前記第２漏れ検査弁を半開状態にしつつ、前記エアコンプレッサを駆動させ、
前記圧力センサの値が安定した一定値になると、該一定値に基づいて、前記検査領域にガス漏れが生じているか否かを検査することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の燃料電池システム。 The controller is
While the on-off valve and the pressure regulating valve are closed, the first leak check valve is open, the bypass flow path side of the three-way valve is open, the fuel cell side is closed, and the second leak check valve is half open Drive the air compressor,
5. The method according to claim 1, wherein when the value of the pressure sensor becomes a stable and constant value, whether or not gas leakage has occurred in the inspection region is inspected based on the constant value. The fuel cell system described. 前記圧力センサは、前記酸化剤ガス供給流路において、前記三方弁と前記第１漏れ検査弁の間に設けられていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the pressure sensor is provided between the three-way valve and the first leak check valve in the oxidant gas supply channel. system.
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