JP3864875B2 - 供給開閉弁の故障診断システム - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料電池システムの故障診断装置に関する。特に、燃料ガス供給システムの供給開閉弁の漏れ診断を行うことにより供給開閉弁の故障診断を行うシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の燃料ガスの供給開閉弁の故障診断装置として、特開平9−22711号公報に開示されたようなものがある。これは、燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管に、上流側から第一開閉弁、第二開閉弁を備え、さらに、第一開閉弁と第二開閉弁との間の圧力を測定する水素ガス圧力センサを備える。起動時に、第一開閉弁と第二開閉弁とを閉じた状態で、水素ガス圧力センサが検出するガス圧から第一開閉弁の故障診断を行う。続いて、第一開閉弁を所定時間だけ開いてから再び閉じ、閉弁から所定時間経過後に水素ガス圧力センサが検出するガス圧から、第二開閉弁の故障診断を行う。
【0003】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、漏れを検知するためには燃料ガス供給配管にガスを供給しておく必要があるので、起動前の時点で既に故障している場合、例えば、運転停止中の故障は燃料供給を開始するまで検知することができない。また、起動前に故障診断を行う際には診断時間を確保する必要があるので、走行や運転開始までの時間が延長してしまう。
【0004】
そこで、本発明は、起動時に供給開閉弁の故障を速やかに行うことができる供給開閉弁の故障診断システムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料ガスタンクと、前記燃料ガスタンクから前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管と、前記燃料ガス供給配管に配置した第一開閉弁と、燃料ガスの流れ方向に沿って前記第一開閉弁の下流側に配置した第二開閉弁と、前記第一開閉弁と前記第二開閉弁との間の燃料ガスの圧力を検出する第一圧力センサと、を備える。さらに、前記燃料電池停止時に、前記第一開閉弁を閉じてから前記第二開閉弁を閉じて、前記第1の開閉弁と前記第2の開閉弁と間の第1容積部の圧力を、前記燃料ガスタンクの圧力よりも低く、かつ前記第2開閉弁よりも下流側の圧力よりも高くする停止時開閉弁操作部と、前記燃料電池停止時の前記第一圧力センサの出力を記憶する停止時圧力記憶部と、前記燃料電池停止後の運転再開時の前記第一圧力センサの出力と、前記停止時圧力記憶部に記憶した前記燃料電池停止時の前記第一圧力センサの出力と、を比較して、前記第一開閉弁および前記第二開閉弁の少なくとも一方が故障しているかどうかを判断する故障診断部と、を備える。
【0006】
【作用及び効果】
燃料電池停止時に燃料供給配管中の圧力を測定し、燃料電池再開時に燃料電池停止時の圧力と運転再開時の圧力とを比較し、その比較結果から第一開閉弁および第二開閉弁の少なくとも一方が故障しているかどうかを判断する。これにより、燃料電池に燃料ガスを供給することなく故障を検知することができる。また、故障診断のために走行や運転開始を待つ必要がない。これにより、起動時に第一開閉弁および第二開閉弁の故障診断を速やかに行うことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本実施形態に用いる供給開閉弁(ここでは後述する第一、第二開閉弁8、9)の故障診断システムの構成を図1に示す。
【0008】
燃料電池1には、図示しない酸化剤ガス供給システムから酸化剤ガスが、また燃料供給システムから燃料ガスが供給され、その酸化剤ガス中の酸素と燃料ガス中の水素との間で電気化学反応を生じることにより発電を行う。
【0009】
燃料供給システムとしては、燃料ガスの貯蔵タンクである燃料ガスタンク2、燃料ガスの流通路である燃料ガス供給配管3を備え、燃料ガスタンク2から燃料ガス供給配管3を介して燃料電池1に燃料ガスを供給する。また、燃料ガス供給配管3には、燃料ガスの流れ方向に沿って、上流側から第一開閉弁8、第二開閉弁9、第三開閉弁10を配置する。ここで、第一、第二開閉弁8、9は燃料ガスの供給・停止を調整し、第三開閉弁10は、燃料電池1の燃料極の圧力を一定に保つように調整される。
【0010】
第一開閉弁8と第二開閉弁9との間の燃料ガス供給配管3の一部により形成される第一容積部11には、第一温度センサ5、第一圧力センサ6を備え、第一容積部11内の温度T1と圧力P1を検出可能とする。また、第二開閉弁9と第三開閉弁10との間の燃料ガス供給配管3の一部より形成される第二容積部12には、第二圧力センサ7を備え、第二容積部12の圧力P2を検出可能とする。さらに、燃料ガスタンク2にも圧力センサ4を設け、タンク内の圧力Ptを検出可能とする。
【0011】
このような故障診断システムにおいて、コントローラ20を備え、各センサの出力から第一〜三開閉弁8〜10の制御を行い、また、起動時には第一、第二開閉弁8、9の故障診断を行う。
【0012】
次に、このような供給開閉弁の故障診断システムのコントローラ20による制御方法を説明する。本実施形態の制御方法を、燃料電池1の運転を停止する際に行われる図2に示す停止処理部と、燃料電池1の運転を開始する際に行われる図3に示す診断処理部とから構成する。
【0013】
まず、図2を用いて燃料電池1の停止時における停止処理部の制御方法を説明する。
【0014】
燃料電池1の運転停止の指令が出力されたら、ステップS1の停止処理判定部に進む。この停止処理判定部においては、次回の起動時に供給開閉弁の故障診断を行うための停止処理を行うかどうかを判断し、実際には図4に示すような制御を行う。
【0015】
図4において、停止処理部開始の指令を受けたら、ステップS7に進み、燃料ガスタンク2内の圧力Ptが所定値DGNPtより大きいかどうかを判断する。所定値DGNPtより大きければステップS8に進み、停止処理フラグFDGNV=1として、停止処理を行うと判断する。一方、ステップS7において、圧力Ptが所定値DGNPt以下であればステップS9に進み、停止処理フラグFDGNV=0として、停止処理を行わないと判断する。
【0016】
ここで、燃料ガスタンク2内の圧力が小さい場合には、後述する停止処理を行っても燃料ガスタンク2、第一容積部11、第二容積部12内の圧力の差は小さくなってしまう。このような場合には、燃料ガス漏れがない場合でも環境変化による影響を受けやすく、誤って供給開閉弁が故障していると判断してしまう可能性がある。そこで、このような誤診をする可能性がある場合、ここでは燃料ガスタンク2内の圧力が所定値DGNPt以下である場合には、次回の起動時には故障判断を行わないと設定し、そのまま燃料電池1を停止する。
【0017】
このように停止処理判定を行ったら、図2においてステップS2の停止処理操作部に進む。停止処理操作部においては、次回の起動時に供給開閉弁の故障診断を行うための処理を行い、実際には図5のフローチャートに示すように制御する。
【0018】
図5のステップS10において、停止処理判定部(図2S1)で求めた停止処理フラグFDGNVが1であるかどうかを判断する。停止処理フラグFDGNVが1ではないと判断されたら停止処理は行わないので、ステップS15に進み第一〜三開閉弁8〜10を、例えば同時に閉じて停止処理操作部における制御を終了する。ここでは第一〜三開閉弁8〜10を同時に閉じるとしたが、この限りではない。
【0019】
一方、ステップS10において、停止処理フラグFDGNVが1である場合には、ステップS11に進み、第一開閉弁8を閉じるタイミングtm1を算出する。このタイミングtm1を求める方法を図6に示す。
【0020】
tm1を算出する指令を確認したら、ステップS26において、供給開閉弁の閉塞の支持がでたら第一開閉8を即座に閉塞するように、つまり、tm1=0に設定する。このようにステップS11(図6)においてtm1を設定したら、ステップS12に進む。
【0021】
ステップS12においては、第二開閉弁9を閉じるタイミングtm2を算出する。タイミングtm2の算出方法を図7に示すフローチャートを用いて説明する。
【0022】
タイミングtm2を求める指令を確認したらステップS17に進み、第二容積部12の圧力P2が最終的に落ち着く目標の設定圧力TGP2を読み出す。これは例えば、運転停止中の燃料電池1の燃料極の圧力である。
【0023】
ステップS18に進み、現在の燃料ガスタンク2の圧力Ptと第二容積部12の設定圧力の差分ΔDP(=Pt−TGP2)を求める。ステップS19に進み、図8に示す差分ΔDPに対するタイミングtm2を示すマップ等から、タイミングtm2を求める。ここでは、例えば図8のマップでは、実験等により予め求めておいたP1=TGP2+(Pt−TGP2)/2となる、つまりP1がPtとTGP2の中間値となるようなタイミングtm2を示す。ここではタイミングtm2をマップにより求めているが、第一圧力センサ6の出力をモニタし、P1=TGP2+(Pt−TGP2)/2となった時点をタイミングtm2としてもよい。
【0024】
ステップS13(図7)においてタイミングtm2を求めたら、図5のステップS14に進む。ステップS14では、第三開閉弁10を閉じるタイミングtm3を求める。タイミングtm3を図9に示したフローチャートを用いて求める。
【0025】
タイミングtm3を求める指令を確認したら、図9ステップS20に進み、第一容積部12の圧力P2が設定圧力TGP2になった時をタイミングtm3と設定する。つまり、第二圧力センサ7の出力を検出し、その値がTGP2となった時点を第三開閉弁10を閉じるタイミングtm3とする。
【0026】
ステップS13(図9)においてタイミングtm3を設定したら、図5のステップS14に進み、ステップS11〜S13において求めた各タイミングtm1〜3に応じて、第一〜三開閉弁8〜10を閉じる。
【0027】
このように、ステップS2(図5)における停止処理操作部の制御が終了したらステップS3に進み、停止時記憶処理部を行う。ここでは図10に示すような制御を行う。
【0028】
つまり、停止時記憶処理を開始するように指令を受けたら、図10のステップS21において、燃料ガスタンク2内の圧力Pt、第一容積部11内の圧力P1および温度T1、第二容積部12内の圧力P2、停止処理フラグFDGNPをメモリに記憶させる。
【0029】
このように停止時記憶処理部の制御を終了したら、図2における停止処理を終了する。ここで、図2に示すような停止処理の動作を行った場合のタイミングチャートの例を図14に示す。
【0030】
燃料ガスタンク2内の圧力が所定の圧力DGNPtより高い場合、第一開閉弁8を閉じると、燃料ガスタンク2内の圧力Ptに比べて第一開閉弁8より下流側(第一、第二容積部11、12)の圧力が低くなる。これは、この時点でも燃料電池1では水素を消費しているため、燃料ガスは燃料電池1に向かって流れているためである。同様に、第二開閉弁9を閉じると、第一容積部11の圧力はその時点の圧力を維持するのに対して、第二開閉弁9の下流側(第二容積部12)の圧力はさらに低下する。その後、第三開閉弁10を閉じることで、第二容積部12の圧力は第三開閉弁10をとじた時点の圧力を維持する。よって、第一〜三開閉弁8〜10の故障がない場合にはPt>P1>P2が維持される。ここではPtとP1、P1とP2の圧力差がほぼ同じになるようにタイミングtm2を設定している。
【0031】
次に、燃料電池1の起動時に行う故障診断方法について、図3のフローチャートを用いて説明する。
【0032】
ステップS4において記憶メモリを図11に示すフローチャートに従って呼び出す。記憶メモリの呼び出しの指令を受けたら、ステップS22に進みメモリに記憶していた値を呼び出す。ここでは、図10のステップS21においてメモリに記憶させておいた値、つまり燃料ガスタンク2内の圧力Pt、第一容積部11内の圧力P1および温度T1、第二容積部12内の圧力P2、停止処理フラグFDGNPを読み出す。ステップS23において、各々の値を演算に使用するために変数MPt、MP1、MP2、MT1、MFDGNPにあてはめる。
【0033】
ステップS4(図11)において記憶メモリを呼び出したら、ステップS5に進む。ステップS5の故障診断判定部では、図12に示すような制御に従って故障診断を行うかどうかを判断する。
【0034】
図12のステップS24において、第一容積部11の温度T1と、メモリに記憶しておいた第一容積部11の温度MT1との温度差の絶対値|T1−MT1|と、所定値DGNT1とを比較する。絶対値|T1−MT1|がDGNT1より大きければステップS27に進み、診断許可フラグFDGNP=0として故障診断を行わないように設定する。
【0035】
一方、絶対値|T1−MT1|がDGNT1以下であればステップS25に進み、燃料ガスタンク2の圧力Ptと、メモリに記憶しておいた燃料ガスタンク2の圧力MPtとの比較を行う。これにより、前回停止から今回起動を開始するまでの間に燃料ガスタンク2に燃料ガスが補充されたかどうかを判断する。現在の圧力と前回の圧力との差(Pt−MPt)が所定値DGNPFより大きければ燃料ガスが補充されたと判断してステップS27に進み、診断許可フラグFDGNP=0として故障診断を行わないように設定する。一方、(Pt−MPt)がDGNPF以下であれば補充が行われていないと判断してステップS25に進み診断許可フラグFDGNP=1として故障診断を行うように設定する。
【0036】
前回の停止時の温度に対して、起動時の温度が大きく離れているような場合には、供給開閉弁の漏れの状態にかかわらず圧力の変化が大きくなり、誤って供給開閉弁が故障していると判断してしまう可能性がある。そこで、圧力変化の故障診断への影響を無視できる範囲、ここでは絶対値|T1−MT1|がDGNT1以下である場合に故障診断を行い、それ以外の時には故障診断を行わずに起動を開始する。そのため、判断基準となる温度は第一温度センサ5の出力に限らず、燃料ガスタンク2内の燃料ガスの温度等で判断してもよい。また、燃料ガスタンク2内の圧力の変化を見ることで、停止中に燃料ガスが補充されたかどうかを判断し、補充された場合には故障診断を行わずに燃料電池1の起動を開始する。
【0037】
ステップS5(図12)において故障診断を行うかどうかを判断したらステップS6に進む。ステップS6の故障診断部では、図13に示すような制御を行う。
【0038】
ステップS28において診断許可フラグFDGNP=1およびMDGNP=1であるかどうかを判断する。FDNGP=1かつMFDNGP=1でなければ故障診断を行わないので、ステップS36に進み、故障結果フラグFDGNOK=1、第一開閉弁故障フラグFDGNV1=0、第二開閉弁故障フラグFDGNV2=0と設定する。ここで、故障結果フラグは、診断の結果故障があるかどうかを示しており、FDGNOK=1であれば正常、FDGNOK=0であれば第一開閉弁8または第二開閉弁9の少なくとも一方に故障があることを示す。また、第一開閉弁故障フラグFDGNV1、第二開閉弁故障フラグFDGNV2はそれぞれの供給開閉弁の故障診断結果を示しており、1であれば故障あり、0であれば正常であることを示している。つまり、ステップS28において故障診断を行わないと判断した時には、正常であると判断して故障診断を終了し、燃料電池1を起動する。
【0039】
一方、ステップS28においてFDGNP=1かつMFDGNP=1である場合には故障診断を行うのでステップS29に進む。ステップS29では、第一容積部11の圧力P1を温度で補正する。つまり、P01=P1×MT1/T1として、温度による圧力変化を考慮して補正圧力P01を算出する。ステップS30において、温度補正した圧力P01とメモリに記憶しておいた圧力MP1とを比較する。ここでは、P01がMP1より大きく、その差が所定値DPA1より大きいかどうか、つまりP01−MP1>DPA1であるかどうかを判断する。ここで、所定値DPA1は、環境の変化や測定誤差による誤診を避けるための値である。
【0040】
所定値DPA1より大きければ、前回の停止時に比較して第一容積部11の圧力が高くなったと判断する。そこでステップS31に進み、燃料ガスタンク2から第一開閉弁8を介して第一容積部11に燃料ガスが供給されたと判断し、これにより、第一開閉弁8が故障していると判断する。そこで、診断結果フラグFDGNOK=0、第一開閉弁故障フラグFDGNV1=1、と設定して第一開閉弁8に故障があることを示す。また、このとき第二開閉弁故障フラグFDGNV2=0と設定し、故障診断を終了する。
【0041】
一方、ステップS30でP01−MP1>DPA1ではないと判断されたらステップS32に進み、FDGNV1=0、つまり第一開閉弁8には故障がないと判断してからステップS33に進む。
【0042】
次にステップS33において、MP1がP01より大きく、その差が所定値DPB1より大きいかどうか、つまり、MP1−P01>DPB1であるかどうかを判断する。ここで、所定値DPB1も、環境の変化や測定誤差による誤診を避けるための値である。
【0043】
所定値DPB1より大きければ、前回の停止時に比較して第一容積部11の圧力が小さくなったと判断する。そこでステップS34に進み、第一容積部11内の燃料ガスが、第二開閉弁9を介してより圧力の低い第二容積部12に移動したと考え、第二開閉弁9が故障していると判断する。そこで、故障結果フラグFDGNOK=0、第二開閉弁故障フラグFDGNV2=1と設定し故障診断を終了する。
【0044】
一方ステップS33において、第二開閉弁9が故障していると判断されなかったら、ステップS35に進み、故障結果フラグFDGNOK=1、第二開閉弁故障フラグFDGNV2=0と設定して故障診断を終了する。
【0045】
以上の結果である故障結果フラグFDGNOKが1なら正常、0なら故障であることが分かる。また、FDGNOKが0の場合には、第一開閉弁8または第二開閉弁9のどちらが故障しているかを、FDGNV1、FDGNV2の結果から判断することが可能である。
【0046】
次に、本実施形態における効果を説明する。
【0047】
本実施形態は、燃料電池1と、燃料ガスタンク2と、燃料ガスタンク2から燃料電池1に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管3と、燃料ガス供給通路に配置した第一開閉弁8と、第一開閉弁8の下流側に配置した第二開閉弁9と、第一容積部11の圧力を検出する第一圧力センサ6と、を備える。また、燃料電池1停止時に、第一開閉弁8を閉じてから第二開閉弁9を閉じる停止時開閉弁操作部(S14)と、停止時の第一圧力センサ6の出力を記憶する停止時記憶処理部(S3)を備える。さらに、停止後の運転再開時の第一圧力センサ6の出力と、記憶した停止時の第一圧力センサ6の出力と、を比較して、第一開閉弁8および第二開閉弁9の少なくとも一方が故障しているかどうかを判断する故障診断部(S6)と、を備える。これにより、燃料電池1に燃料を供給することなく故障を検知することができる。また、故障診断のために走行や運転開始を待つ必要がないので、起動時に速やかな故障診断を行うことができる。
【0048】
また、第二開閉弁9と燃料電池1の間に第三開閉弁10を備え、停止時開閉弁操作部(S14)において、第二開閉弁9を閉じてから第三開閉弁10を閉じる。このように第三開閉弁10を備えることで、故障がないときには第二開閉弁9の下流側の圧力を一定に維持することができる。これにより、燃料電池1内で圧力変化が生じた場合にも、第二開閉弁の故障を正確に判断することができる。
【0049】
燃料ガスタンク2の圧力を測定する圧力センサ4と、第二容積部12の圧力を検出する第二圧力センサ7と、第一〜三開閉弁8〜10を閉じるタイミングを設定する停止時開閉弁制御手段(S11〜S13)と、を備える。停止時に、圧力センサ4と第一圧力センサ6と第二圧力センサ7の出力に応じて、設定したタイミングに従って第一〜三開閉弁8〜10を閉じる。これにより、燃料ガスタンク2と第一容積部11との圧力差および第一容積部11と第二容積部12との圧力差をつけて停止することができるので、停止中に第一開閉弁8、第二開閉弁9からの燃料ガスの漏れを検出することができる。ここでは、特に燃料ガスタンク2と第一容積部11との圧力差および第一容積部11と第二容積部12との圧力差とが同程度になるように設定するので、第一、第二開閉弁8、9の故障を同様に検出することができる。
【0050】
燃料ガスタンク2に貯蔵された燃料ガスの状態に基づいて、停止操作を行うかどうかを決定する停止処理判定部(S1)を備える。これにより、停止操作を行っても、後の故障診断を正確に出来ないような場合には、停止操作・故障診断を避けることができるので、誤診を避けることができ、また無駄な動作を省略することができる。
【0051】
例えば、燃料ガスタンク2の圧力を測定する圧力センサ4を備え、圧力センサ4の出力が所定値以上である場合に停止操作を行うと判断する。燃料ガスタンク2内の圧力が低い場合、停止時処理を行っても燃料ガスタンク2および第一、二容積部11、12の圧力との差が少ないので、燃料ガス漏れがない場合でも環境変化による影響を受け易く、誤って供給開閉弁の故障と診断してしまうことがある。そこで、燃料ガスタンク2内の圧力が所定値以上である場合のみに停止処理を行うことで、これを回避することができる。
【0052】
燃料ガスタンク2の圧力を測定する圧力センサ4と、燃料ガスタンク2または燃料ガス供給配管3中の少なくとも一箇所の燃料ガスの温度変化を検出または推測する温度検出手段、ここでは第一温度センサ5を備える。停止後の運転再開直前の燃料ガスの圧力と温度に基づいて、故障診断を行うかどうかを判断する故障診断判定部(S5)と、を備える。これにより、環境の変化等に伴って燃料ガスの状態が著しく変化して、誤診を生じやすくなるような場合には、故障診断を避けることができる。これにより、より正確な故障診断を行うことができる。
【0053】
故障診断判定部(S5)において、前回の停止時における第一温度センサ5の出力と、燃料電池1の運転再開直前における第一温度センサ5の出力との差が、所定値以上の場合には故障診断は行わない。前回停止時の温度に対して、起動時の温度が大きく離れている場合には、第一、第二開閉弁8、9の漏れの状態によらず圧力の変化が大きくなり、誤って故障と判断してしまう可能性がある。そこで、第一温度センサ5の出力が、停止時と起動時とで大きく異なる場合には故障診断を行わないことで、誤診を避けることができる。
【0054】
第一開閉弁8と、第二開閉弁9と、の間に第一温度センサ5を設け、故障診断部(S6)において判断する際に、前回の停止時の第一温度センサ5の出力と、運転再開時の第一温度センサ5の出力と、に基づき圧力補正を行う。これにより、前回停止時の温度に対して起動時の温度が変化している場合でも、圧力の比較を行うことができる。
【0055】
なお、本実施形態では、燃料ガスタンク2を一つのタンクで構成したが、複数のタンクから構成してもよい。そのときには、タンク毎に少なくとも第一開閉弁8、第二開閉弁9を備える。このように構成することで、タンク数にかかわらず開閉弁の故障診断を行うことができる。
【0056】
また、燃料ガスタンク2に燃料ガスが供給されているような場合、例えば、燃料改質システム等を備え、燃料ガスタンク2に燃料ガスが供給されているような場合には、図2のステップS1に示した停止処理判定部を省略することもできる。さらにTGP2が外気圧等のほぼ一定の値の場合には、Pt、P2がほぼ一定値となるので、図5のステップS11〜13においてtm1〜tm3を求めず、図14においてPt−P1=P1−P2となるtm1〜tm3を予め実験等で求めておくこともできる。
【0057】
このように、本発明は上記実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲以内で様々な変更が成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態における供給開閉弁の故障診断システムの構成図である。
【図2】本実施形態における停止処理のフローチャートである。
【図3】本実施形態における診断処理のフローチャートである。
【図4】本実施形態における停止処理判定のフローチャートである。
【図5】本実施形態における停止処理操作のフローチャートである。
【図6】本実施形態におけるtm1算出のフローチャートである。
【図7】本実施形態におけるtm2算出のフローチャートである。
【図8】図7のフローチャートにおいてtm2を求めるのに用いるマップである。
【図9】本実施形態におけるtm3算出のフローチャートである。
【図10】本実施形態における停止時記憶処理のフローチャートである。
【図11】本実施形態における記憶メモリ呼び出しのフローチャートである。
【図12】本実施形態における故障診断判断のフローチャートである。
【図13】本実施形態における故障診断のフローチャートである。
【図14】本実施形態における停止処理時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 燃料電池
2 燃料ガスタンク
3 燃料ガス供給配管
4 供給部圧力センサ(圧力センサ)
5 第一温度センサ(温度検出手段、第一温度センサ)
6 第一圧力センサ
7 第二圧力センサ
8 第一開閉弁
9 第二開閉弁
10 第三開閉弁
20 コントローラ
S1 停止処理判定部
S3 停止時記憶処理部
S5 故障診断判定部
S6 故障診断部
S14 停止時開閉弁操作部
S11〜13 停止時開閉制御手段
Claims (9)
- 燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料ガスタンクと、
前記燃料ガスタンクから前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管と、
前記燃料ガス供給配管に配置した第一開閉弁と、
燃料ガスの流れ方向に沿って前記第一開閉弁の下流側に配置した第二開閉弁と、
前記第一開閉弁と前記第二開閉弁との間の燃料ガスの圧力を検出する第一圧力センサと、
前記燃料電池停止時に、前記第一開閉弁を閉じてから前記第二開閉弁を閉じて、前記第1の開閉弁と前記第2の開閉弁と間の第1容積部の圧力を、前記燃料ガスタンクの圧力よりも低く、かつ前記第2開閉弁よりも下流側の圧力よりも高くする停止時開閉弁操作部と、
前記燃料電池停止時の少なくとも前記第一圧力センサの出力を記憶する停止時圧力記憶部と、
前記燃料電池停止後の運転再開時の前記第一圧力センサの出力と、前記停止時圧力記憶部に記憶した前記燃料電池停止時の前記第一圧力センサの出力と、を比較して、前記第一開閉弁および前記第二開閉弁の少なくとも一方が故障しているかどうかを判断する故障診断部と、を備えたことを特徴とする供給開閉弁の故障診断システム。 - 前記第二開閉弁と前記燃料電池の間に第三開閉弁を備え、
前記停止時開閉弁操作部において、前記第二開閉弁をとじてから前記第三開閉弁を閉じる請求項1に記載の供給開閉弁の故障診断システム。 - 前記燃料ガスタンクの圧力を測定する供給部圧力センサと、
前記第二開閉弁と前記第三開閉弁との間の燃料ガスの圧力を検出する第二圧力センサと、
前記第一開閉弁と、前記第二開閉弁と、前記第三開閉弁と、を閉じるタイミングを設定する停止時開閉弁制御手段と、を備え、
燃料電池停止時に、前記供給部圧力センサと前記第一圧力センサと前記第二圧力センサとの出力に応じて、前記停止時開閉弁制御手段により設定したタイミングに従って前記停止時開閉弁操作部により前記第一開閉弁、前記第二開閉弁、前記第三開閉弁を閉じる請求項2に記載の供給開閉弁の故障診断システム。 - 前記燃料ガスタンクに貯蔵された燃料ガスの状態に基づいて、前記停止時開閉弁操作部による停止操作を行うかどうかを決定する停止処理判定部を備えた請求項1に記載の供給開閉弁の故障診断システム。
- 前記燃料ガスタンクの圧力を測定する供給部圧力センサを備え、
前記停止処理判定部は、前記供給部圧力センサの出力が所定値以上である場合に停止操作を行うと判断する請求項4に記載の供給開閉弁の故障診断システム。 - 前記燃料ガスタンクの圧力を測定する供給部圧力センサと、
前記燃料ガスタンクまたは前記燃料ガス供給配管中の少なくとも一箇所の燃料ガスの温度の変化を検出または推測する温度検出手段と、
前記燃料電池停止後の運転再開時の燃料ガスの圧力と温度に基づいて、前記故障診断部における故障診断を行うかどうかを判断する故障診断判定部と、を備える請求項1に記載の供給開閉弁の故障診断システム。 - 前記故障診断判定部において、前回の停止時における前記温度検出手段の出力と、前記燃料電池の運転再開時における前記温度検出手段の出力と、の差が、所定値以上の場合には、前記故障診断部における故障診断は行わないと判断する請求項6に記載の供給開閉弁の故障診断システム。
- 前記燃料ガス供給タンクを一つまたは複数装着し、前記燃料ガス供給タンク毎に少なくとも前記第一開閉弁および前記第二開閉弁を備える請求項1に記載の供給開閉弁の故障診断システム。
- 前記第一開閉弁と、前記第二開閉弁と、の間に設けた第一温度センサと、
前記故障診断判断部における判断を行う際に、前回の停止時の前記第一温度センサの出力と、前記燃料電池の運転再開時の第一温度センサの出力と、に基づき圧力補正を行う請求項1に記載の供給開閉弁の故障診断システム。
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