JP7387516B2 - 燃料電池システム、制御装置、及び制御プログラム - Google Patents

燃料電池システム、制御装置、及び制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、燃料電池システム、制御装置、及び制御プログラムに関し、詳しくは、電力と湯の供給が可能な燃料電池システム、制御装置、及び制御プログラムに関する。
従来のコージェネレーションシステムは、システムに異常が発生した場合に、安全上運転を許容できない部分の運転を禁止し、運転を継続しても差し支えない部分の運転を許容することにより、安全性と利便性を両立させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－１７９０７７号公報
ところで、発電ユニットがエラー停止した場合、故障部位を特定するために、各経路（ガス、改質水、空気）について現場で特殊運転を実施することで経路の絞り込みを行い、絞り込んだ経路から故障部位を特定している。つまり、現場では経路の絞り込みを行ってからメンテナンス作業（修理を含む）を行っているため、作業負担（作業量、時間）が増大している。このため、現場での経路の絞り込み作業の負担を軽減することが望まれている。
上記特許文献１に記載された技術は、発電ユニットがエラー停止した場合に、現場での経路の絞り込み作業の負担を軽減することについて考慮されていない。
本発明は、上記事情に鑑みてされたものであって、発電ユニットがエラー停止した場合に、現場での経路の絞り込み作業の負担を軽減することができる燃料電池システム、制御装置、及び制御プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１態様に係る燃料電池システムは、発電を行う燃料電池モジュールが設けられ、かつ、前記燃料電池モジュールに接続されたガス経路、改質水経路、及び空気経路が設けられた燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットがエラーにより停止した場合に、エラーの種別を判定し、エラーの種別に応じた経路診断を、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路の少なくとも１つに対して行い、故障の可能性がある経路を絞り込む制御を行う制御部を含む制御装置と、を備えている。
第１態様に係る燃料電池システムによれば、発電ユニットがエラー停止した場合に、現場での経路の絞り込み作業の負担を軽減することができる。
また、第２態様に係る燃料電池システムは、前記制御部が、前記経路診断による経路の絞り込みの結果を、前記エラーの種別を表すエラーコードと共に通知する制御を行う。
第２態様に係る燃料電池システムによれば、エラーコードのみではなく、経路の絞り込みの結果を把握することができる。
また、第３態様に係る燃料電池システムは、前記エラーコードが、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路を対象とする第１エラーコード、前記ガス経路及び前記改質水経路を対象とする第２エラーコード、前記ガス経路及び前記空気経路を対象とする第３エラーコード、及び、前記改質水経路及び前記空気経路を対象とする第４エラーコードのいずれかであるとされている。
第３態様に係る燃料電池システムによれば、２つ以上の経路を対象とするエラーコードを把握することができる。
また、第４態様に係る燃料電池システムは、前記制御部が、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路の少なくとも１つに対する前記経路診断を、前記燃料電池ユニットの温度帯に応じた方法を用いて行う。
第４態様に係る燃料電池システムによれば、燃料電池ユニットの温度帯に応じた適切な経路診断の方法を適用することができる。
また、第５態様に係る燃料電池システムは、前記燃料電池モジュールが、電解質層、燃料極、及び空気極を有する複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックと、炭化水素原料を含むガスを改質する改質器と、を備え、前記燃料電池ユニットの温度帯が、前記改質器へのガス導入により炭素析出が生じる温度である炭素析出温度より高く、前記燃料電池モジュールの最高温度以下の第１温度帯と、前記燃料電池スタックへの空気導入により燃料電池セルの再酸化が生じる温度である再酸化温度より高く、前記炭素析出温度以下の第２温度帯と、前記改質器に導入される改質水が気化する温度である気化温度より高く、前記再酸化温度以下の第３温度帯と、前記気化温度以下の第４温度帯と、を含み、前記ガス経路に対する前記経路診断の方法が、前記燃料電池ユニットの温度が前記第１温度帯である場合に、改質水及びガスを導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第２温度帯又は前記第３温度帯又は前記第４温度帯である場合に、ガスを導入する方法であり、前記改質水経路に対する前記経路診断の方法が、前記燃料電池ユニットの温度が前記第１温度帯又は前記第２温度帯又は前記第３温度帯である場合に、改質水を導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第４温度帯である場合に、診断不可とする方法であり、前記空気経路に対する前記経路診断の方法が、前記燃料電池ユニットの温度が前記第１温度帯である場合に、少なくとも改質水及び空気を導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第２温度帯である場合に、改質水及びガスの少なくとも一方と空気とを導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第３温度帯又は前記第４温度帯である場合に、空気を導入する方法であるとされている。
第５態様に係る燃料電池システムによれば、改質水経路、ガス経路、及び空気経路の各経路の経路診断方法を実施する際に、燃料電池ユニットの温度帯毎に、改質水、ガス、及び空気を選択的に導入することができる。
また、第６態様に係る燃料電池システムは、前記燃料電池ユニットの温度として、前記燃料電池スタックの温度であるスタック温度及び前記改質器の温度である改質温度の少なくとも一方が用いられる。
第６態様に係る燃料電池システムによれば、燃料電池ユニットの温度として、スタック温度及び改質温度の少なくとも一方を適用することができる。
更に、上記目的を達成するために、第７態様に係る制御装置は、発電を行う燃料電池モジュールが設けられ、かつ、前記燃料電池モジュールに接続されたガス経路、改質水経路、及び空気経路が設けられた燃料電池ユニットを備えた燃料電池システムの運転を制御する制御装置であって、前記燃料電池ユニットがエラーにより停止した場合に、エラーの種別を判定し、エラーの種別に応じた経路診断を、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路の少なくとも１つに対して行い、故障の可能性がある経路を絞り込む制御を行う制御部を含む。
第７態様に係る制御装置によれば、第１態様に係る燃料電池システムと同様の効果を得ることができる。
更に、上記目的を達成するために、第８態様に係る制御プログラムは、コンピュータを、第１態様～第６態様のいずれか１の態様に係る制御装置が備える制御部として機能させる。
第８態様に係る制御プログラムによれば、第１態様～第６態様のいずれか１の態様に係る燃料電池システムと同様の効果を得ることができる。
以上詳述したように、本発明によれば、発電ユニットがエラー停止した場合に、現場での経路の絞り込み作業の負担を軽減することができる。
実施形態に係る燃料電池システムの構成の一例を示す図である。 実施形態に係る燃料電池モジュールの構成の一例を示す図である。 実施形態に係る制御装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る第１データテーブルの一例を示す図である。 実施形態に係る第２データテーブルの一例を示す図である。 実施形態に係る制御プログラムによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る経路診断Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る経路診断Ｂの処理の流れ一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る経路診断Ｃの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る経路診断Ｅの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る燃料電池システム１０の構成の一例を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る燃料電池システム１０は、大きく分けて、燃料電池ユニット１２と、熱源機ユニットの一例である給湯ユニット１４との２ユニットで構成されている。なお、燃料電池ユニット１２は、後述する貯湯タンク４８を収容する貯湯タンクユニットを別体としてもよく、この場合、３ユニットで構成される。
燃料電池ユニット１２は、燃料ガス及び水を用いて発電を行う。また、貯湯タンク４８を備え、発電により生じた熱を熱交換で回収する伝熱媒体としての水を貯湯タンク４８に蓄える。給湯ユニット１４は、燃料電池ユニット１２で加熱された上水を目的の温度まで加熱して供給する。なお、貯湯タンク４８には、一例として、開放式のタンクを用いているが、加圧式のタンクを用いてもよい。
燃料電池ユニット１２は、発電を行う燃料電池の一例である燃料電池モジュール２０を備えている。燃料電池モジュール２０は、ガス供給路２１を介して、ガス継手２２に接続されており、ガス継手２２には、ガス供給管２４が接続されている。ガス供給管２４は、後述する給湯ユニット１４のバーナ１５０へ向かう流路と燃料電池モジュール２０へ向かう流路とに分岐されている。当該分岐を分岐部２４Ａと称する。
ガス供給管２４は、ガス本管（図示省略）に接続されており、ガス供給管２４には、炭化水素原料の一例であるメタンを主成分とする都市ガス（原料ガス）が供給される。ガス供給路２１には、脱硫部２６が設けられており、都市ガスに含まれた硫黄分や硫黄化合物が脱硫部２６で除去されて燃料電池モジュール２０に供給される。
また、燃料電池モジュール２０は、供給ポンプ２８を有する改質水流入路３０を介して貯留槽３２に接続されており、燃料電池モジュール２０には、貯留槽３２に貯留された改質水が供給ポンプ２８で供給される。この燃料電池モジュール２０には、空気ブロワ２１１が設けられた酸化ガス管２１２が接続されており、酸化ガス管２１２を介して、酸化ガス（外部の空気）が供給される。この燃料電池モジュール２０は、都市ガスと改質水とを改質反応させて水素を生成する水素生成部（改質器）を備えている。
図２は、本実施形態に係る燃料電池モジュール２０の構成の一例を示す図である。
図２に示すように、燃料電池モジュール２０は、筐体２０１の内部に、改質触媒２０２、バーナ２０３、及び燃料電池スタック２０５を主要な構成として備えている。
改質触媒２０２は、ガス供給路２１と接続されている。この改質触媒２０２には、脱硫部２６にて硫黄化合物が吸着除去された都市ガスがガス供給路２１を通じて供給される。この改質触媒２０２は、供給された都市ガスを、改質水流入路３０を通じて供給された改質水（凝縮水）を利用して水蒸気改質する改質器である。改質触媒２０２には、温度センサＳ１が設けられており、温度センサＳ１により改質温度が計測可能とされる。
バーナ２０３には、後述する排出路３４が接続されている。このバーナ２０３は、スタック排ガス管２０７を通じて供給されたバーナガス（スタックから排出されるガス）を燃焼し、改質触媒２０２を加熱する。そして、この改質触媒２０２では、脱硫部２６から供給された都市ガスから、水素ガスを含む燃料ガスが生成される。この燃料ガスは、燃料ガス管２０４を通じて後述する燃料電池スタック２０５の燃料極２０６に供給される。
燃料電池スタック２０５は、例えば、固体酸化物形の燃料電池スタックであり、積層された複数の燃料電池セル２０８（図２では１つのみ図示）を有している。各燃料電池セル２０８は、電解質層２０９と、この電解質層２０９の表裏面にそれぞれ積層された燃料極２０６と空気極２１０とを有している。燃料電池スタック２０５には、温度センサＳ２が設けられており、温度センサＳ２によりスタック温度が計測可能とされる。
空気極２１０（カソード極）には、空気ブロワ２１１が設けられた酸化ガス管２１２を通じて酸化ガス（外部の空気）が供給される。この空気極２１０では、下記式（１）で示されるように、酸化ガス中の酸素と電子とが反応して酸素イオンが生成される。この酸素イオンは、電解質層２０９を通って燃料極２０６に到達する。
（空気極反応）
１／２Ｏ２＋２ｅ－ →Ｏ２－ ・・・（１）
一方、燃料極２０６では、下記式（２）及び式（３）で示されるように、電解質層２０９を通ってきた酸素イオンが燃料ガス中の水素及び一酸化炭素と反応し、水（水蒸気）及び二酸化炭素と、電子が生成される。燃料極２０６で生成された電子は、外部回路を通って空気極２１０に到達する。そして、このようにして電子が燃料極２０６から空気極２１０に移動することにより、各燃料電池セル２０８において発電される。また、各燃料電池セル２０８は、発電時に上記反応に伴って発熱する。
（燃料極反応）
Ｈ２ ＋Ｏ２－ →Ｈ２Ｏ＋２ｅ－ ・・・（２）
ＣＯ＋Ｏ２－ →ＣＯ２＋２ｅ－ ・・・（３）
燃料電池スタック２０５に接続されたスタック排ガス管２０７の上流側は、燃料極排ガス管２１４及び空気極排ガス管２１５に分岐されており、この燃料極排ガス管２１４及び空気極排ガス管２１５は、燃料極２０６及び空気極２１０にそれぞれ接続されている。燃料極２０６から排出された燃料極排ガスと、空気極２１０から排出された空気極排ガスとは、燃料極排ガス管２１４及び空気極排ガス管２１５を通じて排出されると共に、スタック排ガス管２０７内にて混合されてスタック排ガスとされる。このスタック排ガスは、燃料極排ガスに含まれる未反応の水素ガスを含んでおり、上述の通り、バーナ２０３にバーナガスとして供給される。なお、このバーナ２０３に、バーナ排ガスを排気熱交換器３６へ排出する排出路３４が接続されている。
燃料電池モジュール２０には、水素生成部での改質反応促進の為に利用した燃焼排ガスを排出する排出路３４が接続されている。排出路３４には、排気熱交換器３６が設けられており、排気熱交換器３６より下流側が貯留槽３２に接続されている。燃料電池モジュール２０からの燃焼排ガスは、排気熱交換器３６で後述する伝熱媒体５０との熱交換により冷却され、含有されている水蒸気が凝縮される。これにより、燃焼排ガスは、水とガスとに分けられ、水は貯留槽３２へ送られて改質水として再利用される。また、ガスは、排気口（図示省略）より排気される。
貯留槽３２には、排水ポンプ１００を有した排水路１０２が接続されており、排水路１０２は、排水継手１０２ａに接続された排水管１０４を介して下水道に接続されている。排水ポンプ１００は、貯留槽３２の水が所定量以上になった際に作動し、貯留槽３２内の水を、排水管１０４を介して下水道に排出する。
燃料電池モジュール２０は、上述したように、水素生成部で生成した水素を利用して発電を行う燃料電池スタック２０５を備えている。燃料電池モジュール２０の燃料電池スタック２０５で発電された電力は、インバータ回路３８によって交流に変換された後、接続端子４０ａに接続された供給線９２ａを介して外部へ供給される。
排気熱交換器３６には、伝熱媒体５０を排気熱交換器３６と貯湯タンク４８との間で循環させる熱回収循環路４２が接続されている。排気熱交換器３６と貯湯タンク４８とを接続する熱回収循環路４２の一方の流路である第一流路４２ａには、熱回収ポンプ４４及びラジエータ４６が設けられている。この第一流路４２ａのラジエータ４６より上流側は、貯湯タンク４８に接続されている。貯湯タンク４８には、伝熱媒体５０が貯留されており、伝熱媒体５０としては、一例として水が使用されている。貯湯タンク４８の上部は大気開放されている。また、貯湯タンク４８には、貯湯タンク内の上水の水位を計測する水位センサ５２が設けられている。
この第一流路４２ａは、貯湯タンク４８の下部に接続されており、貯湯タンク４８の下部に貯留された伝熱媒体５０が優先的に排気熱交換器３６へ送られる。貯湯タンク４８から熱回収循環路４２の第一流路４２ａに供給された伝熱媒体５０は、ラジエータ４６で冷却された後、熱回収ポンプ４４によって排気熱交換器３６へ送られる。なお、ラジエータ４６は、供給される伝熱媒体５０が高温の際など必要に応じてファンモータが作動する。
貯湯タンク４８から第一流路４２ａを介して排気熱交換器３６へ送られた伝熱媒体５０は、熱回収循環路４２の他方の流路である第二流路４２ｅを介して貯湯タンク４８に戻される。第二流路４２ｅは、貯湯タンク４８の上部に接続されている。燃料電池モジュール２０からの燃焼排ガスの熱は、排気熱交換器３６によって伝熱媒体５０へ移動され、この熱で加熱された伝熱媒体５０は、貯湯タンク４８の上部に戻される。これにより、燃料電池モジュール２０で発生した熱により貯湯タンク４８内の伝熱媒体５０が加熱される。
貯湯タンク４８に貯留された伝熱媒体５０は、熱回収循環路４２と異なる熱供給循環路５８を介して、燃料電池ユニット１２に設けられた上水熱交換器５４に供給される。これにより、貯湯タンク４８の伝熱媒体５０は、熱供給循環路５８に設けられた上水熱交換器５４を経て貯湯タンク４８へ戻される。
熱供給循環路５８の上水熱交換器５４よりも上流側の第一流路５８ａには、熱供給ポンプ５６が設けられている。熱供給ポンプ５６は、貯湯タンク４８の伝熱媒体５０の熱を利用して上水等を加熱する際に作動する。
第一流路５８ａの上流端は、貯湯タンク４８の上部に接続されており、貯湯タンク４８の上部に貯留された伝熱媒体５０が第一流路５８ａへ送出される。第一流路５８ａの下流端は、上水熱交換器５４と接続され、貯湯タンク４８の上部に貯留された伝熱媒体５０が上水熱交換器５４へ供給される。熱供給循環路５８の下流側の第二流路５８ｅは、貯湯タンク４８の下部に接続されており、上水熱交換器５４で熱が奪われた伝熱媒体５０は、貯湯タンク４８の下部側に戻される。
上水熱交換器５４には、流入側分岐点６０ａを有する流入路６０が接続されている。流入路６０は、入側管継手６２に接続されている。入側管継手６２は、例えば水道管の給水管６４に接続されており、流入路６０には、上水が供給される。
上水熱交換器５４には、流入路６０からの上水が熱交換後に流出する流出路６６が接続されている。流出路６６には、流出側分岐点６６ａが設けられており、流出側分岐点６６ａには、補水弁６８を有した補水路７１が接続されている。補水路７１は、熱供給循環路５８の第一流路５８ａに接続されており、補水弁６８を開作動することで、上水を伝熱媒体５０として、上水熱交換器５４の上流側から貯湯タンク４８へ供給することができる。
流出路６６の流出側分岐点６６ａの下流には、混合弁７２が設けられている。混合弁７２は、バイパス路７４を介して流入側分岐点６０ａに接続されている。混合弁７２は、流入路６０からの上水と上水熱交換器５４からの上水とを混合する弁であり、例えば流出温度が予め定められた設定温度となるように、流入路６０からの上水と上水熱交換器５４からの上水との混合比を調整する。
流出路６６の混合弁７２より下流側は、出側継手７６に接続されており、出側継手７６は、出湯管７８を介して、給湯ユニット１４の入水継手８０に接続されている。
また、給湯ユニット１４のガス継手８２には、ガス供給管２４が接続されており、給湯ユニット１４のバーナ１５０には、ガス供給管２４からの都市ガスが供給される。バーナ１５０の燃焼熱により、熱交換器１５４を通過する水が加熱される。
給湯ユニット１４の給湯継手８４には、給湯管８６が接続されており、給湯管８６は、お湯が利用される給湯箇所へ配索されている。そして、給湯ユニット１４に接続された排水管８８は、下水道に接続されている。
給湯ユニット１４の入水継手８０には、入水路１５２が接続されており、入水路１５２は、熱交換器１５４に接続されている。熱交換器１５４は、混合弁１５６を有する給湯路１５８を介して給湯継手８４に接続されており、混合弁１５６は、バイパス路１６０を介して入水路１５２の入水側分岐点１５２ａに接続されている。また、入水継手８０と入水側分岐点１５２ａとの間には、流量制御弁５３が設けられている。
混合弁１５６は、入水路１５２からの上水と熱交換器１５４からの上水とを混合する弁であり、入水路１５２からの上水と熱交換器１５４からの上水との混合比を調整する。
なお、給湯ユニット１４には、暖房用の暖房管や、ふろ追焚き用のふろ管などが配策されており、各々循環路を構成すると共に、熱交換器１５４での熱交換により循環路内の水が加熱される。これら暖房管、ふろ管については図示を省略している。
給湯ユニット１４は、燃料電池ユニット１２で加熱された上水、暖房管、ふろ管内を流れる水を必要に応じて加熱するバックアップ用の熱源機として機能する。
ガス供給管２４の分岐部２４Ａよりも上流側には、マイコンメータ７０が取り付けられている。マイコンメータ７０は、供給するガスの流量を計測すると共に、ガスの供給における異常を監視する複数の機能を有している。主たる監視機能としては、異常流出監視機能、感震機能、圧力監視機能、及び長時間使用監視機能等がある。
燃料電池ユニット１２には、コントローラとしての制御装置１１０が設けられている。制御装置１１０により、燃料電池システム１０の動作が制御される。制御装置１１０は、燃料電池ユニット１２及び給湯ユニット１４の各々に設けられた各種電装部品の制御を行う。また、制御装置１１０には、リモコン装置５１が接続されている。リモコン装置５１は、ユーザからの操作入力を受け付けると共に、燃料電池システム１０の状態情報、エラー情報等の各種の情報を表示する。
図３は、本実施形態に係る制御装置１１０の電気的な構成の一例を示すブロック図である。
図３に示すように、本実施形態に係る制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１１４と、記憶部１１５と、外部インターフェース（以下、「外部Ｉ／Ｆ」という。）１１６と、を備えている。
ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、及びＩ／Ｏ１１４は、バスを介して各々接続されている。Ｉ／Ｏ１１４には、記憶部１１５と、外部Ｉ／Ｆ１１６と、を含む各機能部が接続されている。これらの各機能部は、Ｉ／Ｏ１１４を介して、ＣＰＵ１１１と相互に通信可能とされる。
記憶部１１５としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等が用いられる。記憶部１１５には、燃料電池システム１０の動作を制御するための制御プログラム１１５Ａが記憶される。なお、この制御プログラム１１５Ａは、ＲＯＭ１１２に記憶されていてもよい。
制御プログラム１１５Ａは、例えば、制御装置１１０に予めインストールされていてもよい。制御プログラム１１５Ａは、不揮発性の記憶媒体に記憶して、又はネットワークを介して配布して、制御装置１１０に適宜インストールすることで実現してもよい。なお、不揮発性の記憶媒体の例としては、ＣＤ-ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、光磁気ディスク、ＨＤＤ、ＤＶＤ-ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、フラッシュメモリ、メモリカード等が想定される。
外部Ｉ／Ｆ１１６には、例えば、リモコン装置５１、第１温度センサＳ１、及び第２温度センサＳ２が接続されている。これらのリモコン装置５１、第１温度センサＳ１、及び第２温度センサＳ２は、外部Ｉ／Ｆ１１６を介して、ＣＰＵ１１１と通信可能に接続される。
ところで、上述したように、燃料電池ユニット１２がエラーにより停止した場合、現場では経路の絞り込みを行ってからメンテナンス作業（修理を含む）を行っているため、作業負担（作業量、時間）が増大している。このため、現場での経路の絞り込み作業の負担を軽減することが望まれている。
本実施形態に係る制御装置１１０のＣＰＵ１１１は、記憶部１１５に記憶されている制御プログラム１１５ＡをＲＡＭ１１３に書き込んで実行することにより、図４に示す各部として機能する。
図４は、本実施形態に係る制御装置１１０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
図４に示すように、本実施形態に係る制御装置１１０のＣＰＵ１１１は、エラー検知部１１１Ａ及び経路診断制御部１１１Ｂとして機能する。なお、経路診断制御部１１１Ｂは、制御部の一例である。
本実施形態に係るエラー検知部１１１Ａは、燃料電池ユニット１２で発生するエラーを検知する。具体的に、燃料電池ユニット１２に設けられた配管、タンク等の複数の構成部品にはそれぞれエラーの発生を検知するためのセンサが設けられており、センサの出力値がエラー検知部１１１Ａでモニタされる。エラー検知部１１１Ａは、センサの出力値が異常値を示した場合に、エラー発生として検知する。
本実施形態に係る経路診断制御部１１１Ｂは、エラー検知部１１１Ａでエラーが検知された場合に、エラーの種別を判定し、エラーの種別に応じた経路診断を特定する。そして、経路診断制御部１１１Ｂは、特定したエラーの種別に応じた経路診断を、ガス経路、改質水経路、及び空気経路の少なくとも１つに対して行い、故障の可能性がある経路を絞り込む制御を行う。なお、ガス経路、改質水経路、及び空気経路は、燃料電池ユニット１２に設けられ、燃料電池モジュール２０に接続された経路である。本実施形態の場合、ガス供給路２１は、ガス経路の一例であり、改質水流入路３０は、改質水経路の一例であり、酸化ガス管２１２は、空気経路の一例である。但し、これらのガス経路、改質水経路、及び空気経路は、燃料電池システム１０の構成に応じて各種の形態をとり得る。
また、経路診断制御部１１１Ｂは、経路診断による経路の絞り込みの結果を、エラーの種別を表すエラーコードと共に通知する制御を行う。なお、エラーコードの通知先は、例えば、備え付けのリモコン装置５１でもよいし、作業担当者の端末装置（図示省略：以下、「作業者端末」という。）でもよいし、リモコン装置５１及び作業者端末の両方でもよい。
また、経路診断制御部１１１Ｂは、ガス経路、改質水経路、及び空気経路の少なくとも１つに対する経路診断を、燃料電池ユニット１２の温度帯に応じた方法を用いて行う。
ここで、本実施形態に係る記憶部１１５には、第１データテーブル１１５Ｂと、第２データテーブル１１５Ｃとが記憶されている。これらの第１データテーブル１１５Ｂ及び第２データテーブル１１５Ｃは、経路診断制御部１１１Ｂにより参照可能とされる。
図５は、本実施形態に係る第１データテーブル１１５Ｂの一例を示す図である。
図５に示す第１データテーブル１１５Ｂは、エラー種別（エラーコードＡ～Ｈ）毎に故障の可能性がある経路を予め指定して区分けしたデータテーブルである。エラーコードＡは、ガス経路、改質水経路、及び空気経路を対象とするコードであり、第１エラーコードの一例である。エラーコードＢは、ガス経路及び改質水経路を対象とするコードであり、第２エラーコードの一例である。エラーコードＣは、ガス経路及び空気経路を対象とするコードであり、第３エラーコードの一例である。エラーコードＥは、改質水経路及び空気経路を対象とするコードであり、第４エラーコードの一例である。これらのエラーコードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅはいずれも２つ以上の経路を対象としている。これらのエラーコードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅには経路を絞り込むための経路診断方法が対応付けられている。具体的に、エラーコードＡには経路診断Ａが対応付けられ、エラーコードＢには経路診断Ｂが対応付けられ、エラーコードＣには経路診断Ｃが対応付けられ、エラーコードＥには経路診断Ｅが対応付けられている。なお、これらの経路診断Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅの具体的な経路診断方法については後述する。
なお、エラーコードＤでは、ガス経路のみが対象とされているため、エラー原因がガス経路と特定される。同様に、エラーコードＦでは改質水経路のみが対象とされているため、エラー原因が改質水経路と特定され、エラーコードＧでは空気経路のみが対象とされているため、エラー原因が空気経路と特定される。また、エラーコードＨは、ガス、改質水、及び空気の各経路とは無関係のエラーである。図５の例では、これらのエラーコードＤ、Ｆ、Ｇ、Ｈについての経路診断は行われないが、エラーコードＤ、Ｆ、Ｇについては経路診断を行うようにしてもよい。
図６は、本実施形態に係る第２データテーブル１１５Ｃの一例を示す図である。
図６に示す第２データテーブル１１５Ｃは、温度帯の区分けと各温度帯における改質水、ガス、及び空気の経路診断方法を規定したデータテーブルである。燃料電池ユニット１２の温度帯は、第１温度帯の一例である温度帯[イ]、第２温度帯の一例である温度帯[ロ]、第３温度帯の一例である温度帯[ハ]、及び、第４温度帯の一例である温度帯[ニ]を含んでいる。
燃料電池モジュール２０の最高温度を最高温度Ｔ１[℃]とし、改質触媒２０２へのガス導入により炭素析出が生じる温度（例えば、５００℃）を炭素析出温度Ｔ２[℃]とし、燃料電池スタック２０５への空気導入により燃料電池セル２０８の再酸化が生じる温度（例えば、３００℃）を再酸化温度Ｔ３[℃]とし、改質触媒２０２に導入される改質水が気化する温度（例えば、１００℃）を気化温度Ｔ４[℃]とした場合、温度帯[イ]は、炭素析出温度Ｔ２より高く、最高温度Ｔ１以下の温度帯である。温度帯[ロ]は、再酸化温度Ｔ３より高く、炭素析出温度Ｔ２以下の温度帯である。温度帯[ハ]は、気化温度Ｔ４より高く、再酸化温度Ｔ３以下の温度帯である。温度帯[ニ]は、気化温度Ｔ４以下の温度帯である。
ガス経路診断方法は、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]である場合に、改質水及びガスを導入し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]である場合に、ガスを導入する方法である。温度帯[イ]で改質水を導入するのは、炭素の析出を防止するためである。なお、温度帯[ロ]及び温度帯[ハ]では、改質水及びガスを導入してもよい。なお、燃料電池ユニット１２の温度には、スタック温度及び改質温度の少なくとも一方が用いられる。スタック温度は温度センサＳ２によって計測される温度であり、改質温度は温度センサＳ１によって計測される温度である。例えば、スタック温度及び改質温度のうち、より高温な温度を燃料電池ユニット１２の温度としてもよいし、スタック温度及び改質温度の平均温度を燃料電池ユニット１２の温度としてもよい。
改質水経路診断方法は、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]である場合に、改質水を導入し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ニ]である場合に、診断不可とする方法である。
空気経路診断方法は、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]である場合に、改質水、ガス、及び空気を導入し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]である場合に、空気を導入する方法である。温度帯[イ]又は温度帯[ロ]で改質水、ガス、及び空気を導入するのは、セルの再酸化を防止するためである。なお、温度帯[イ]では、改質水及び空気を導入してもよい。温度帯[ロ]では、改質水及び空気、又は、ガス及び空気を導入してもよい。温度帯[ハ]では、改質水、ガス、及び空気、又は、改質水及び空気、又は、ガス及び空気を導入してもよい。
次に、図７を参照して、本実施形態に係る制御装置１１０の作用について説明する。
図７は、本実施形態に係る制御プログラム１１５Ａによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ１１１により記憶部１１５に記憶されている制御プログラム１１５Ａが起動され、以下に示す各ステップが実行される。
図７のステップ３００では、ＣＰＵ１１１が、燃料電池ユニット１２で発生するエラーを検知したか否かを判定する。エラーを検知したと判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３０１に移行し、エラーを検知していないと判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３００で待機となる。
ステップ３０１では、ＣＰＵ１１１が、ステップ３００で検知したエラーがエラーコードＡであるか否かを判定する。エラーコードＡであると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３０２に移行し、エラーコードＡではないと判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３０４に移行する。
ステップ３０２では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図５に示す第１データテーブル１１５Ｂを参照し、エラーコードＡに対応付けられた経路診断Ａを実施し、故障の可能性がある経路の絞り込みを行う。なお、この経路診断Ａの具体的な方法については後述する。
ステップ３０３では、ＣＰＵ１１１が、エラーコード、及び経路診断による絞り込みの結果である故障経路を、例えばリモコン装置５１又は作業者端末に表示し、本制御プログラム１１５Ａによる一連の処理を終了する。
一方、ステップ３０４では、ＣＰＵ１１１が、ステップ３００で検知したエラーがエラーコードＢであるか否かを判定する。エラーコードＢであると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３０５に移行し、エラーコードＢではないと判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３０６に移行する。
ステップ３０５では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図５に示す第１データテーブル１１５Ｂを参照し、エラーコードＢに対応付けられた経路診断Ｂを実施し、ステップ３０３に移行する。なお、この経路診断Ｂの具体的な方法については後述する。
一方、ステップ３０６では、ステップ３００で検知したエラーがエラーコードＣであるか否かを判定する。エラーコードＣであると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３０７に移行し、エラーコードＣではないと判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３０８に移行する。
ステップ３０７では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図５に示す第１データテーブル１１５Ｂを参照し、エラーコードＣに対応付けられた経路診断Ｃを実施し、ステップ３０３に移行する。なお、この経路診断Ｃの具体的な方法については後述する。
一方、ステップ３０８では、ステップ３００で検知したエラーがエラーコードＥであるか否かを判定する。エラーコードＥであると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３０９に移行し、エラーコードＥではないと判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３１０に移行する。
ステップ３０９では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図５に示す第１データテーブル１１５Ｂを参照し、エラーコードＥに対応付けられた経路診断Ｅを実施し、ステップ３０３に移行する。なお、この経路診断Ｅの具体的な方法については後述する。
一方、ステップ３１０では、ＣＰＵ１１１が、エラーコードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅ以外のエラーコードＤ、Ｆ、Ｇ、Ｈを、例えばリモコン装置５１又は作業者端末に表示し、本制御プログラム１１５Ａによる一連の処理を終了する。
次に、図８を参照して、図７のステップ３０２に係る経路診断Ａの具体的な方法について説明する。
図８は、本実施形態に係る経路診断Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る経路診断Ａでは、一例として、改質水経路、ガス経路、及び空気経路の順番で経路診断が実施される。
図８のステップ３２０では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。なお、燃料電池ユニット１２の温度には、上述したように、スタック温度及び改質温度の少なくとも一方が用いられる。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]であると判定した場合（イ、ロ、ハの場合）、ステップ３２１に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ニ]であると判定した場合（ニの場合）、ステップ３２２に移行する。
ステップ３２１では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入する制御を行い、ステップ３２３に移行する。
一方、ステップ３２２では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に対して経路判定不能タグを付与し、ステップ３２８に移行する。
ステップ３２３では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、改質水経路が正常であるか否かを判定する。改質水経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３２４に移行し、改質水経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３２５に移行する。
ステップ３２４では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]であると判定した場合（イの場合）、ステップ３２７に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合（ロ、ハ、ニの場合）、ステップ３２８に移行する。
一方、ステップ３２５では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に対して経路異常タグを付与する。
ステップ３２６では、ＣＰＵ１１１が、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ロ]以下になるまで待機し、ステップ３２８に移行する。
ステップ３２７では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入し、ガス経路にガスを導入する制御を行い、ステップ３２９に移行する。
一方、ステップ３２８では、ＣＰＵ１１１が、ガス経路にガスを導入する制御を行い、ステップ３２９に移行する。
ステップ３２９では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、ガス経路が正常であるか否かを判定する。ガス経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３３０に移行し、ガス経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３３４に移行する。
ステップ３３０では、ＣＰＵ１１１が、所定の判断基準に従って、改質水経路が正常であるか否かを判定する。改質水経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３３１に移行し、改質水経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３３３に移行する。
ステップ３３１では、ＣＰＵ１１１が、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ロ]以下になるまで待機する。
ステップ３３２では、ＣＰＵ１１１が、ガス経路にガスを導入し、空気経路に空気を導入する制御を行い、ステップ３３９に移行する。
一方、ステップ３３３では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]であると判定した場合（イ、ロの場合）、ステップ３３７に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合（ハ、ニの場合）、ステップ３３８に移行する。
一方、ステップ３３４では、ＣＰＵ１１１が、ガス経路に対して経路異常タグを付与する。
ステップ３３５では、所定の判定基準に従って、改質水経路が正常であるか否かを判定する。改質水経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３３３に移行し、改質水経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３３６に移行する。
ステップ３３６では、ＣＰＵ１１１が、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ハ]以下になるまで待機し、ステップ３３８に移行する。
ステップ３３７では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入し、ガス経路にガスを導入し、空気経路に空気を導入する制御を行い、ステップ３３９に移行する。
一方、ステップ３３８では、ＣＰＵ１１１が、空気経路に空気を導入する制御を行い、ステップ３３９に移行する。
ステップ３３９では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、空気経路が正常であるか否かを判定する。空気経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３４１に移行し、空気経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３４０に移行する。
ステップ３４０では、ＣＰＵ１１１が、空気経路に対して経路異常タグを付与し、ステップ３４１に移行する。
ステップ３４１では、ＣＰＵ１１１が、エラーを確定、つまり、改質水経路、ガス経路、及び空気経路のうち、経路異常タグが付与された経路を、故障の可能性がある経路として確定し、図７のステップ３０３にリターンする。
次に、図９を参照して、図７のステップ３０５に係る経路診断Ｂの具体的な方法について説明する。
図９は、本実施形態に係る経路診断Ｂの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る経路診断Ｂでは、一例として、改質水経路及びガス経路の順番で経路診断が実施される。
図９のステップ３５０では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]であると判定した場合（イ、ロ、ハの場合）、ステップ３５１に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ニ]であると判定した場合（ニの場合）、ステップ３５２に移行する。
ステップ３５１では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入する制御を行い、ステップ３５３に移行する。
一方、ステップ３５２では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に対して経路判定不能タグを付与し、ステップ３５８に移行する。
ステップ３５３では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、改質水経路が正常であるか否かを判定する。改質水経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３５４に移行し、改質水経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３５５に移行する。
ステップ３５４では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]であると判定した場合（イの場合）、ステップ３５７に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合（ロ、ハ、ニの場合）、ステップ３５８に移行する。
一方、ステップ３５５では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に対して経路異常タグを付与する。
ステップ３５６では、ＣＰＵ１１１が、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ロ]以下になるまで待機し、ステップ３５８に移行する。
ステップ３５７では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入し、ガス経路にガスを導入する制御を行い、ステップ３５９に移行する。
一方、ステップ３５８では、ＣＰＵ１１１が、ガス経路にガスを導入する制御を行い、ステップ３５９に移行する。
ステップ３５９では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、ガス経路が正常であるか否かを判定する。ガス経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３６１に移行し、ガス経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３６０に移行する。
ステップ３６０では、ＣＰＵ１１１が、ガス経路に対して経路異常タグを付与し、ステップ３６１に移行する。
ステップ３６１では、ＣＰＵ１１１が、エラーを確定、つまり、改質水経路及びガス経路のうち、経路異常タグが付与された経路を、故障の可能性がある経路として確定し、図７のステップ３０３にリターンする。
次に、図１０を参照して、図７のステップ３０７に係る経路診断Ｃの具体的な方法について説明する。
図１０は、本実施形態に係る経路診断Ｃの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る経路診断Ｃでは、一例として、ガス経路及び空気経路の順番で経路診断が実施される。
図１０のステップ３７０では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]であると判定した場合（イの場合）、ステップ３７１に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合（ロ、ハ、ニの場合）、ステップ３７２に移行する。
ステップ３７１では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入し、ガス経路にガスを導入する制御を行い、ステップ３７３に移行する。
一方、ステップ３７２では、ＣＰＵ１１１が、ガス経路にガスを導入する制御を行い、ステップ３７３に移行する。
ステップ３７３では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、ガス経路が正常であるか否かを判定する。ガス経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３７４に移行し、ガス経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３７５に移行する。
ステップ３７４では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]であると判定した場合（イ、ロの場合）、ステップ３７６に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合（ハ、ニの場合）、ステップ３７７に移行する。
一方、ステップ３７５では、ＣＰＵ１１１が、ガス経路に対して経路異常タグを付与し、ステップ３７４に移行する。
ステップ３７６では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入し、ガス経路にガスを導入し、空気経路に空気を導入する制御を行い、ステップ３７８に移行する。
一方、ステップ３７７では、ＣＰＵ１１１が、空気経路に空気を導入する制御を行い、ステップ３７８に移行する。
ステップ３７８では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、空気経路が正常であるか否かを判定する。空気経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３８０に移行し、空気経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３７９に移行する。
ステップ３７９では、ＣＰＵ１１１が、空気経路に対して経路異常タグを付与し、ステップ３８０に移行する。
ステップ３８０では、ＣＰＵ１１１が、エラーを確定、つまり、ガス経路及び空気経路のうち、経路異常タグが付与された経路を、故障の可能性がある経路として確定し、図７のステップ３０３にリターンする。
次に、図１１を参照して、図７のステップ３０９に係る経路診断Ｅの具体的な方法について説明する。
図１１は、本実施形態に係る経路診断Ｅの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る経路診断Ｅでは、一例として、改質水経路及び空気経路の順番で経路診断が実施される。
図１１のステップ３９０では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]であると判定した場合（イ、ロ、ハの場合）、ステップ３９１に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ニ]であると判定した場合（ニの場合）、ステップ３９２に移行する。
ステップ３９１では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入する制御を行い、ステップ３９３に移行する。
一方、ステップ３９２では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に対して経路判定不能タグを付与し、ステップ３９７に移行する。
ステップ３９３では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、改質水経路が正常であるか否かを判定する。改質水経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ３９４に移行し、改質水経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３９５に移行する。
ステップ３９４では、ＣＰＵ１１１が、一例として、上述の図６に示す第２データテーブル１１５Ｃを参照し、燃料電池ユニット１２の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]であると判定した場合（イ、ロの場合）、ステップ３９６に移行し、燃料電池ユニット１２の温度が温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合（ハ、ニの場合）、ステップ３９７に移行する。
一方、ステップ３９５では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に対して経路異常タグを付与し、ステップ３９７に移行する。
ステップ３９６では、ＣＰＵ１１１が、改質水経路に改質水を導入し、ガス経路にガスを導入し、空気経路に空気を導入する制御を行い、ステップ３９８に移行する。
一方、ステップ３９７では、ＣＰＵ１１１が、空気経路に空気を導入する制御を行い、ステップ３９８に移行する。
ステップ３９８では、ＣＰＵ１１１が、所定の判定基準に従って、空気経路が正常であるか否かを判定する。空気経路が正常であると判定した場合（肯定判定の場合）、ステップ４００に移行し、空気経路が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合（否定判定の場合）、ステップ３９９に移行する。
ステップ３９９では、ＣＰＵ１１１が、空気経路に対して経路異常タグを付与し、ステップ４００に移行する。
ステップ４００では、ＣＰＵ１１１が、エラーを確定、つまり、改質水経路及び空気経路のうち、経路異常タグが付与された経路を、故障の可能性がある経路として確定し、図７のステップ３０３にリターンする。
このように本実施形態によれば、燃料電池ユニットがエラー停止した場合に、現場での経路の絞り込み作業の負担を軽減することができる。つまり、現場での経路の絞り込み作業が省略されるため、作業担当者のメンテナンス作業時の負担を軽減することができる。
また、メンテナンス時に予め故障経路が特定されているため、多数の故障部品候補の中で、手作業で診断する部品の数を削減することができ、メンテナンスの負担を軽減することができる。
以上、上記実施形態として、燃料電池システム及び制御装置を例示して説明したが、実施形態は、制御装置が備える各部の機能をコンピュータに実行させるためのプログラムの形態としてもよい。実施形態は、このプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体の形態としてもよい。
その他、上記実施形態で説明した燃料電池システム及び制御装置の構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。
また、上記実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
また、上記実施形態では、プログラムを実行することにより、実施形態に係る処理がコンピュータを利用してソフトウェア構成により実現される場合について説明したが、これに限らない。実施形態は、例えば、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成との組み合わせによって実現してもよい。
１０ 燃料電池システム
１２ 燃料電池ユニット
１４ 給湯ユニット
２０ 燃料電池モジュール
２１ ガス供給路
３０ 改質水流入路
５１ リモコン装置
１１０ 制御装置
１１１ ＣＰＵ
１１１Ａ エラー検知部
１１１Ｂ 経路診断制御部
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ Ｉ／Ｏ
１１５ 記憶部
１１５Ａ 制御プログラム
１１５Ｂ 第１データテーブル
１１５Ｃ 第２データテーブル
１１６ 外部Ｉ／Ｆ
２１２ 酸化ガス管
Ｓ１、Ｓ２ 温度センサ

Claims (8)

  1. 発電を行う燃料電池モジュールが設けられ、かつ、前記燃料電池モジュールに接続されたガス経路、改質水経路、及び空気経路が設けられた燃料電池ユニットと、
    前記燃料電池ユニットがエラーにより停止した場合に、エラーの種別を判定し、エラーの種別に応じた経路診断を、前記燃料電池ユニットの温度に応じて、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路の少なくとも１つに対して行い、故障の可能性がある経路を絞り込む制御を行う制御部を含む制御装置と、
    を備えた燃料電池システム。
  2. 前記制御部は、前記経路診断による経路の絞り込みの結果を、前記エラーの種別を表すエラーコードと共に通知する制御を行う
    請求項１に記載の燃料電池システム。
  3. 前記エラーコードは、
    前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路を対象とする第１エラーコード、 前記ガス経路及び前記改質水経路を対象とする第２エラーコード、
    前記ガス経路及び前記空気経路を対象とする第３エラーコード、及び、
    前記改質水経路及び前記空気経路を対象とする第４エラーコードのいずれかである
    請求項２に記載の燃料電池システム。
  4. 前記制御部は、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路の少なくとも１つに対する前記経路診断を、前記燃料電池ユニットの温度帯に応じた方法を用いて行う
    請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
  5. 前記燃料電池モジュールは、電解質層、燃料極、及び空気極を有する複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックと、炭化水素原料を含むガスを改質する改質器と、を備え、
    前記燃料電池ユニットの温度帯は、前記改質器へのガス導入により炭素析出が生じる温度である炭素析出温度より高く、前記燃料電池モジュールの最高温度以下の第１温度帯と、前記燃料電池スタックへの空気導入により燃料電池セルの再酸化が生じる温度である再酸化温度より高く、前記炭素析出温度以下の第２温度帯と、前記改質器に導入される改質水が気化する温度である気化温度より高く、前記再酸化温度以下の第３温度帯と、前記気化温度以下の第４温度帯と、を含み、
    前記ガス経路に対する前記経路診断の方法は、前記燃料電池ユニットの温度が前記第１温度帯である場合に、改質水及びガスを導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第２温度帯又は前記第３温度帯又は前記第４温度帯である場合に、ガスを導入する方法であり、
    前記改質水経路に対する前記経路診断の方法は、前記燃料電池ユニットの温度が前記第１温度帯又は前記第２温度帯又は前記第３温度帯である場合に、改質水を導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第４温度帯である場合に、診断不可とする方法であり、
    前記空気経路に対する前記経路診断の方法は、前記燃料電池ユニットの温度が前記第１温度帯である場合に、少なくとも改質水及び空気を導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第２温度帯である場合に、改質水及びガスの少なくとも一方と空気とを導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第３温度帯又は前記第４温度帯である場合に、空気を導入する方法である
    請求項４に記載の燃料電池システム。
  6. 前記燃料電池ユニットの温度には、前記燃料電池スタックの温度であるスタック温度及び前記改質器の温度である改質温度の少なくとも一方が用いられる
    請求項５に記載の燃料電池システム。
  7. 発電を行う燃料電池モジュールが設けられ、かつ、前記燃料電池モジュールに接続されたガス経路、改質水経路、及び空気経路が設けられた燃料電池ユニットを備えた燃料電池システムの運転を制御する制御装置であって、
    前記燃料電池ユニットがエラーにより停止した場合に、エラーの種別を判定し、エラーの種別に応じた経路診断を、前記燃料電池ユニットの温度に応じて、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路の少なくとも１つに対して行い、故障の可能性がある経路を絞り込む制御を行う制御部
    を含む制御装置。
  8. コンピュータを、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の制御装置が備える制御部として機能させるための制御プログラム。
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