特開 2025-5038 燃料電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005038

(43)【公開日】2025-01-16

(54)【発明の名称】燃料電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/0438 20160101AFI20250108BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20250108BHJP

   H01M 8/043 20160101ALI20250108BHJP

【ＦＩ】

H01M8/0438

H01M8/04 N

H01M8/043

H01M8/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105023

(22)【出願日】2023-06-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】中根 浩貴

(72)【発明者】

【氏名】中村 健

【テーマコード（参考）】

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H127AB02

5H127AB04

5H127AC02

5H127AC14

5H127BA02

5H127BA22

5H127BA33

5H127BA57

5H127DA15

5H127DB03

5H127DB13

5H127DC81

5H127EE18

5H127EE27

(57)【要約】

【課題】燃料電池モジュールに備えられる水素循環ポンプに発生する異常の誤判断を抑制する。
【解決手段】燃料電池スタックＦＣＳから排出される未反応の水素ガスを水素循環流路ＣＰを介して吸入し水素供給流路ＳＰに吐出する水素循環ポンプＨＰと、水素供給流路ＳＰ内の圧力を検出する第１圧力センサＳ１と、水素循環流路ＣＰ内の圧力を検出する第２圧力センサＳ２と、第１圧力センサＳ１により検出される圧力及び第２圧力センサＳ２により検出される圧力の少なくとも１つの圧力に基づいて水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かを判断する判断部２とを備えて燃料電池モジュールＦＣＭを構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに水素ガスを供給する水素供給流路と、
前記燃料電池スタックから排出される未反応の水素ガスを水素循環流路を介して吸入し前記水素供給流路に吐出する水素循環ポンプと、
前記水素供給流路内の圧力を検出する第１圧力センサと、
前記水素循環流路内の圧力を検出する第２圧力センサと、
前記第１圧力センサにより検出される圧力及び前記第２圧力センサにより検出される圧力の少なくとも１つの圧力に基づいて前記水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する判断部と、
を備える燃料電池モジュール。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料電池モジュールであって、
前記判断部は、前記第１圧力センサにより検出される圧力と前記第２圧力センサにより検出される圧力との圧力差が第１閾値以下である場合、前記水素循環ポンプに異常が発生していると判断する
燃料電池モジュール。

【請求項3】

請求項１に記載の燃料電池モジュールであって、
前記判断部は、前記第１圧力センサにより検出される圧力の単位時間あたりの変化量、または、前記第２圧力センサにより検出される圧力の単位時間あたりの変化量が第２閾値以下である場合、前記水素循環ポンプに異常が発生していると判断する
燃料電池モジュール。

【請求項4】

請求項１に記載の燃料電池モジュールであって、
前記判断部は、前記燃料電池スタックの発電制御前において、または、前記燃料電池スタックの発電制御中において、前記水素供給流路に設けられるインジェクタが駆動していないときに前記水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する
燃料電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池モジュールに備えられる水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

水素循環ポンプの故障判断技術として、水素循環ポンプを駆動させるモータに流れる電流が下限値を下回った場合、水素循環ポンプに故障が発生していると判断するものがある。関連する技術として、特許文献１がある。

【0003】

ところで、メンテナンスの観点から水素循環ポンプが正常に機能しているかを判定し、異常が発生することを未然に検出したいという要望がある。

【0004】

上記故障判断技術では、モータに故障が発生している場合、水素循環ポンプに故障が発生していないにもかかわらず、水素循環ポンプに故障が発生していると誤って判断されるおそれがあるため、異常が発生していることを未然に検出するには別の方法で検出することが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８－７５６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の一側面に係る目的は、燃料電池モジュールに備えられる水素循環ポンプに発生する異常の誤判断を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る一つの形態である燃料電池モジュールは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに水素ガスを供給する水素供給流路と、前記燃料電池スタックから排出される未反応の水素ガスを水素循環流路を介して吸入し前記水素供給流路に吐出する水素循環ポンプと、前記水素供給流路内の圧力を検出する第１圧力センサと、前記水素循環流路内の圧力を検出する第２圧力センサと、前記第１圧力センサにより検出される圧力及び前記第２圧力センサにより検出される圧力の少なくとも１つの圧力に基づいて前記水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する判断部とを備える。

【0008】

このように、本発明に係る一つの形態である燃料電池モジュールでは、水素循環ポンプに入出力される水素ガスの圧力、すなわち、水素循環ポンプに直接的に係わるパラメータに基づいて水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する構成である。そのため、水素循環ポンプを駆動するモータに流れる電流など、水素循環ポンプに間接的に係わるパラメータに基づいて水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する構成に比べて、水素循環ポンプに異常が発生していないにもかかわらず、水素循環ポンプに異常が発生していると誤って判断することを抑制することができる。

【0009】

また、前記判断部は、前記第１圧力センサにより検出される圧力と前記第２圧力センサにより検出される圧力との圧力差が第１閾値以下である場合、前記水素循環ポンプに異常が発生していると判断するように構成してもよい。

【0010】

また、前記判断部は、前記第１圧力センサにより検出される圧力の単位時間あたりの変化量、または、前記第２圧力センサにより検出される圧力の単位時間あたりの変化量が第２閾値以下である場合、前記水素循環ポンプに異常が発生していると判断するように構成してもよい。

【0011】

また、前記判断部は、前記燃料電池スタックの発電制御前において、または、前記燃料電池スタックの発電制御中において、前記水素供給流路に設けられるインジェクタが駆動していないときに前記水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断するように構成してもよい。

【0012】

これにより、インジェクタが駆動することで第１及び第２圧力センサにより検出される圧力が変動することを抑えることができるため、水素循環ポンプに異常が発生しているか否かの判断精度を向上させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、燃料電池モジュールに備えられる水素循環ポンプに発生する異常の誤判断を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態の燃料電池モジュールの一例を示す図である。

【図2】水素循環ポンプを模式的に示す図である。

【図3】第１実施例の制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】第２実施例の制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図5】インバータ回路の駆動信号のデューティ比、インジェクタの駆動フラグ、及び圧力センサにより検出される圧力の一例を示す図である。

【図6】インバータ回路の駆動信号のデューティ比及び圧力センサにより検出される圧力の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。

【0016】

図１は、実施形態の燃料電池モジュールの一例を示す図である。

【0017】

図１に示す燃料電池モジュールＦＣＭは、例えば、フォークリフト、トーイングトラクタ、または無人搬送車（AGV:Automatic Guided Vehicle）などの車両に搭載され、その車両に搭載される負荷Ｌｏに電力を供給する。このように構成する場合、図１に示す負荷Ｌｏは、例えば、荷役装置や走行用モータを駆動するインバータ回路などとする。

【0018】

なお、燃料電池モジュールＦＣＭは、工業用定置式発電機、家庭用定置式発電機、または非常用定置式発電機などの定置式発電機に備えられていてもよい。このように構成する場合、図１に示す負荷Ｌｏは、例えば、産業機械や家電製品などとする。

【0019】

また、燃料電池モジュールＦＣＭは、燃料ガス系補機として、水素タンクＨＴと、インジェクタＩＮＪと、気液分離機ＧＬＳと、インバータ回路ＩＮＶと、モータＭと、水素循環ポンプＨＰと、第１圧力センサＳ１と、第２圧力センサＳ２と、排気排水弁ＥＤＶと、希釈器ＤＩＬとを備える。

【0020】

また、燃料電池モジュールＦＣＭは、酸化剤ガス系補機として、エアコンプレッサＡＣＰと、エア調圧弁ＡＲＶとを備える。

【0021】

また、燃料電池モジュールＦＣＭは、電気系補機として、ＤＣＤＣコンバータＣＮＶと、蓄電装置Ｂとを備える。

【0022】

また、燃料電池モジュールＦＣＭは、燃料電池スタックＦＣＳと、記憶装置Ｓｔｒと、通信装置Ｃｏｍと、制御装置Ｃｎｔとを備える。

【0023】

燃料電池スタックＦＣＳは、互いに直列接続される複数の燃料電池セルにより構成され、水素ガスに含まれる水素と空気に含まれる酸素との電気化学反応により電気を発生させる。

【0024】

水素タンクＨＴは、水素ガスの貯蔵容器である。水素タンクＨＴに貯蔵された水素ガスはインジェクタＩＮＪ及び水素供給流路ＳＰを介して燃料電池スタックＦＣＳに供給される。

【0025】

インジェクタＩＮＪは、燃料電池スタックＦＣＳに供給される水素ガスの流量を調整する。

【0026】

気液分離機ＧＬＳは、燃料電池スタックＦＣＳから排出される未反応の水素ガスと液水とを分離する。

【0027】

インバータ回路ＩＮＶは、複数のスイッチング素子により構成され、制御装置Ｃｎｔから各スイッチング素子に出力される駆動信号により各スイッチング素子が繰り返しオン、オフすることで、互いに位相が異なる複数の交流電力がモータＭに供給され、モータＭが駆動する。モータＭが駆動すると、水素循環ポンプＨＰが駆動する。

【0028】

水素循環ポンプＨＰは、気液分離機ＧＬＳにより分離された水素ガスを水素供給流路ＳＰを介して燃料電池ＦＣに再度供給する。すなわち、水素循環ポンプＨＰは、燃料電池スタックＦＣＳから排出される未反応の水素ガスを水素循環流路ＣＰを介して吸入し水素供給流路ＳＰに吐出する。

【0029】

第１圧力センサＳ１は、水素供給流路ＳＰ内の圧力Ｐ１を検出し、その検出した圧力Ｐ１を制御装置Ｃｎｔに送る。

【0030】

第２圧力センサＳ２は、水素循環流路ＣＰ内の圧力Ｐ２を検出し、その検出した圧力Ｐ２を制御装置Ｃｎｔに送る。なお、第２圧力センサＳ２は、図１に示す例では、気液分離機ＧＬＳと水素循環ポンプＨＰとの間の水素循環流路ＣＰ内の圧力Ｐ２を検出する構成であるが、燃料電池スタックＦＣＳと気液分離機ＧＬＳとの間の水素循環流路ＣＰ内の圧力Ｐ２を検出するように構成してもよい。

【0031】

排気排水弁ＥＤＶは、気液分離機ＧＬＳにより分離された液水を希釈器ＤＩＬに送る。希釈器ＤＩＬに送られた液水は、希釈器ＤＩＬ内のタンクに溜まる。また、燃料電池スタックＦＣＳから排出された水素ガスと空気は希釈器ＤＩＬで合流し、燃料電池モジュールＦＣＭの外部または内部に排出される。

【0032】

エアコンプレッサＡＣＰは、燃料電池モジュールＦＣＭの周囲に存在する空気を圧縮し燃料電池スタックＦＣＳに供給する。

【0033】

エア調圧弁ＡＲＶは、燃料電池スタックＦＣＳに供給される空気の圧力や流量を調整する。

【0034】

ＤＣＤＣコンバータＣＮＶは、燃料電池スタックＦＣＳから出力される電圧を所定電圧に変換する。ＤＣＤＣコンバータＣＮＶから出力される電力は、負荷Ｌｏの他に、水素循環ポンプＨＰなどの補機や蓄電装置Ｂに供給される。

【0035】

蓄電装置Ｂは、リチウムイオン電池またはリチウムイオンキャパシタなどにより構成され、ＤＣＤＣコンバータＣＮＶと負荷Ｌｏとの間に接続されている。ＤＣＤＣコンバータＣＮＶから出力される電力と、各補機にそれぞれ供給される電力の合計値との差に相当する供給電力が、燃料電池モジュールＦＣＭの外部（例えば、負荷Ｌｏの動作を制御する不図示の制御部）から要求される要求電力より大きい場合、その供給電力のうち、要求電力分の電力が負荷Ｌｏに供給されるとともに、残りの電力が蓄電装置Ｂに供給される。ＤＣＤＣコンバータＣＮＶから蓄電装置Ｂに電力が供給されると、蓄電装置Ｂが充電され蓄電装置Ｂの充電率（蓄電装置Ｂの満充電容量に対する残容量の割合［％］）が増加する。また、負荷Ｌｏから燃料電池モジュールＦＣＭに供給される回生電力が蓄電装置Ｂに供給されると、蓄電装置Ｂが充電され蓄電装置Ｂの充電率が増加する。また、ＤＣＤＣコンバータＣＮＶから出力される電力と、各補機にそれぞれ供給される電力の合計値との差に相当する供給電力が、燃料電池モジュールＦＣＭの外部から要求される要求電力より小さい場合、その供給電力が負荷Ｌｏに供給されるとともに、足りない分の電力が蓄電装置Ｂから負荷Ｌｏに供給される。蓄電装置Ｂから負荷Ｌｏに電力が供給されると、蓄電装置Ｂが放電され蓄電装置Ｂの充電率が減少する。

【0036】

記憶装置Ｓｔｒは、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などにより構成され、後述する第１閾値や第２閾値などを記憶する。

【0037】

通信装置Ｃｏｍは、例えば、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末により構成され、インターネットなどのネットワークＮを介してサーバＳＶとデータを送受信する。

【0038】

制御装置Ｃｎｔは、マイクロコンピュータなどにより構成され、発電制御部１と、判断部２とを備える。例えば、マイクロコンピュータが記憶装置Ｓｔｒに記憶されているプログラムを実行することで発電制御部１及び判断部２が実現される。

【0039】

発電制御部１は、燃料電池スタックＦＣＳの発電を制御するために各補機の動作を制御する。すなわち、発電制御部１は、蓄電装置Ｂの充電率と複数の閾値との比較結果に応じて目標発電電力Ｐｔを段階的に変化させるとともに、ＰＩ（Proportional-Integral）制御などにより燃料電池スタックＦＣＳの発電電力が目標発電電力Ｐｔに追従するように、各補機の動作を制御する。例えば、発電制御部１は、第１圧力センサＳ１により検出される圧力と目標発電電力Ｐｔに対応する圧力との差がゼロになるように、インジェクタＩＮＪ、水素循環ポンプＨＰ、及び排気排水弁ＥＤＶの駆動を制御する。

【0040】

このように、蓄電装置Ｂの充電率に応じて燃料電池スタックＦＣＳの発電電力を段階的に変化させることにより、燃料電池スタックＦＣＳの出力電圧の単位時間あたりの変動回数を抑えることができるため、燃料電池スタックＦＣＳの劣化を抑制することができる。なお、目標発電電力Ｐｔが大きくなるほど、燃料電池ＦＣの発電電力が大きくなり、目標発電電力Ｐｔが小さくなるほど、燃料電池ＦＣの発電電力が小さくなるものとする。

【0041】

判断部２は、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１及び第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２のうちの少なくとも１つの圧力に基づいて水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かを判断する。

【0042】

また、判断部２は、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していると判断すると、水素循環ポンプＨＰに異常が発生している旨を燃料電池モジュールＦＣＭの外部に設けられるディスプレイＤＰＹに表示させる。

【0043】

また、判断部２は、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していると判断すると、水素循環ポンプＨＰに異常が発生している旨を示すデータを通信装置ＣｏｍによりネットワークＮを介してサーバＳＶに送信させる。サーバＳＶは、水素循環ポンプＨＰに異常が発生している旨を示すデータを受信すると、その旨を不図示のディスプレイに表示させる。

【0044】

このように、判断部２では、水素循環ポンプＨＰに入出力される水素ガスの圧力、すなわち、水素循環ポンプＨＰに直接的に係わるパラメータに基づいて水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かを判断する構成である。そのため、水素循環ポンプＨＰを駆動するモータＭに流れる電流など、水素循環ポンプＨＰに間接的に係わるパラメータに基づいて水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かを判断する構成に比べて、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないにもかかわらず、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していると誤って判断することを抑制することができる。

【0045】

＜第１実施例＞
第１実施例の判断部２は、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１と第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２との圧力差ΔＰが第１閾値以下である場合、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していると判断する。

【0046】

ここで、図２は、水素循環ポンプＨＰを模式的に示す図である。

【0047】

図２に示す水素循環ポンプＨＰは、いわゆる、ダイヤフラムポンプであり、室Ｃ１～Ｃ３と、逆止弁Ｖ１～Ｖ４と、ダイヤフラムＤとを備える。なお、逆止弁Ｖ１～Ｖ４は、例えば、ゴムにより構成される。また、逆止弁Ｖ１は、水素循環流路ＣＰから室Ｃ１への水素ガスの移動を許可し、室Ｃ１から水素循環流路ＣＰへの水素ガスの移動を禁止する。また、逆止弁Ｖ２は、室Ｃ１から室Ｃ２への水素ガスの移動を許可し、室Ｃ２から室Ｃ１への水素ガスの移動を禁止する。また、逆止弁Ｖ３は、室Ｃ２から室Ｃ３への水素ガスの移動を許可し、室Ｃ３から室Ｃ２への水素ガスの移動を禁止する。また、逆止弁Ｖ４は、室Ｃ３から水素供給流路ＳＰへの水素ガスの移動を許可し、水素供給流路ＳＰから室Ｃ３への水素ガスの移動を禁止する。

【0048】

モータＭが駆動すると、モータＭの一方向回転運動が水素循環ポンプＨＰ内で往復直線運動に変換され、その往復直線運動によりダイヤフラムＤが振動する。ダイヤフラムＤの振動によりダイヤフラムＤが室Ｃ２から離れる方向に移動し室Ｃ２の容積が増加すると、室Ｃ２内の水素ガスの圧力が低下し、水素ガスが水素循環流路ＣＰから逆止弁Ｖ１、室Ｃ１、逆止弁Ｖ２を介して室Ｃ２へ吸入される。一方、ダイヤフラムＤの振動によりダイヤフラムＤが室Ｃ２側へ移動し室Ｃ２の容積が減少すると、室Ｃ２内の水素ガスの圧力が上昇し、水素ガスが室Ｃ２から逆止弁Ｖ３、室Ｃ３、及び逆止弁Ｖ４を介して水素供給流路ＳＰに排出される。これにより、水素循環ポンプＨＰを駆動させることで、燃料電池スタックＦＣＳと水素循環ポンプＨＰとの間で水素ガスを循環させることができる。

【0049】

ところで、逆止弁Ｖ１～Ｖ４のうちの１つの逆止弁が破損しただけでは、水素ガスを水素循環ポンプＨＰに吸入させる能力や水素ガスを水素循環ポンプＨＰから排出させる能力が低下するものの、燃料電池スタックＦＣＳと水素循環ポンプＨＰとの間で水素ガスを継続して循環させることができる場合がある。しかしながら、１つの逆止弁が破損した状態で水素循環ポンプＨＰを駆動し続けると、他の逆止弁にかかる負荷が大きくなるため、他の逆止弁も破損し水素ガスを循環させることができなくなる故障が水素循環ポンプＨＰに発生するおそれがある。そのため、１つの逆止弁だけが破損する場合など、水素循環ポンプＨＰに破損が発生したことを判断することができれば、その時点で水素循環ポンプＨＰを修理することができるため、水素ガスを循環させることができなくなるような故障の発生を未然に防ぐきっかけとなる。

【0050】

例えば、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１と第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２との圧力差ΔＰを圧力差ΔＰ１とし、水素循環ポンプＨＰに破損（例えば、１つの逆止弁だけが破損し水素ガスを継続して循環させることが可能な状態の異常）が発生しているときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１と第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２との圧力差ΔＰを圧力差ΔＰ２とし、水素循環ポンプＨＰに故障（例えば、複数の逆止弁が破損し水素ガスを継続して循環させることが困難な状態の異常）が発生しているときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力と第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２との圧力差ΔＰを圧力差ΔＰ３とする場合を想定する。なお、圧力差ΔＰ１＞圧力差ΔＰ２＞圧力差ΔＰ３とする。

【0051】

この場合、例えば、第１閾値を圧力差ΔＰ２に設定することで、第１実施例の判断部２は、水素循環ポンプＨＰに少なくとも破損を含む異常が発生していると判断することができる。

【0052】

図３は、第１実施例における制御装置Ｃｎｔの動作を示すフローチャートである。

【0053】

まず、制御装置Ｃｎｔの発電制御部１は、ユーザの操作などにより車両がキーオンになった旨を外部から受け取ると、または、ユーザの操作などにより定置式発電機の電源がオンになった旨を外部から受け取ると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、燃料電池スタックＦＣＳの発電準備処理を開始し、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。例えば、発電制御部１は、第１圧力センサＳ１や第２圧力センサＳ２などの各種センサやＤＣＤＣコンバータＣＮＶと負荷Ｌｏとの間に接続される不図示のスイッチなどが正常に動作していると判断すると、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であると判断する。

【0054】

次に、発電制御部１は、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常でないと判断すると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムに異常が発生していると判断し、その旨のメッセージを外部のディスプレイＤＰＹに表示させた後、発電準備処理を終了する（ステップＳ１０３）。

【0055】

一方、発電制御部１は、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であると判断すると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、インバータ回路ＩＮＶに所定デューティ比の駆動信号を入力することで水素循環ポンプＨＰのみを駆動させる（ステップＳ１０４）。なお、所定デューティ比は、水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かを判断するために予め決められた任意の値とする。

【0056】

次に、制御装置Ｃｎｔの判断部２は、水素循環ポンプＨＰの駆動開始時から第１所定時間Ｔ１が経過したときに、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１と第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２との圧力差ΔＰを算出する（ステップＳ１０５）。例えば、判断部２は、水素循環ポンプＨＰの駆動開始時から第１所定時間Ｔ１が経過したときに、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１から第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２を減算した結果を、圧力差ΔＰとする。なお、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していない場合、圧力Ｐ１＞圧力Ｐ２とする。

【0057】

次に、判断部２は、ステップＳ１０５で算出した圧力差ΔＰが第１閾値ΔＰ３以下である場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに故障（例えば、複数の逆止弁が破損し水素ガスを循環させることができないほどの異常）が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後、発電準備処理を終了する（ステップＳ１０７）。なお、第１閾値ΔＰ３＝圧力差ΔＰ３とする。

【0058】

また、判断部２は、ステップＳ１０５で算出した圧力差ΔＰが第１閾値ΔＰ３より大きい場合で（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、かつ、ステップＳ１０５で算出した圧力差ΔＰが第１閾値ΔＰ２以下である場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに破損（例えば、１つの逆止弁が破損し水素ガスの循環能力が低下するものの、水素ガスを継続して循環させることが可能な異常）が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ１０９）、ステップＳ１１０に進む。なお、第１閾値ΔＰ２＝圧力差ΔＰ２とする。

【0059】

一方、判断部２は、ステップＳ１０５で算出した圧力差ΔＰが第１閾値ΔＰ２より大きい場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断し、ステップＳ１１０に進む。

【0060】

次に、ステップＳ１１０において、発電制御部１は、燃料電池スタックＦＣＳの発電制御を開始する。発電制御部１は、燃料電池スタックＦＣＳの発電制御中、例えば、インジェクタＩＮＪ、水素循環ポンプＨＰ、及び排気排水弁ＥＤＶの動作を制御する。

【0061】

また、発電制御部１は、ユーザの操作などにより車両がキーオフになった旨を外部から受け取った場合、または、ユーザの操作などにより定置式発電機の電源がオフになった旨を外部から受け取った場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、燃料電池スタックＦＣＳの発電停止処理を実行し発電制御を終了する（ステップＳ１１２）。

【0062】

また、判断部２は、発電制御中において（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、インジェクタＩＮＪ及び排気排水弁ＥＤＶのうち、少なくともインジェクタＩＮＪが停止していると判断すると（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１と第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２との圧力差ΔＰを算出する（ステップＳ１１４）。

【0063】

次に、判断部２は、ステップＳ１１４で算出した圧力差ΔＰが第１閾値ΔＰ３以下である場合（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ１１６）、燃料電池スタックＦＣＳの発電停止処理を実行し発電制御を終了する（ステップＳ１１７）。

【0064】

また、判断部２は、ステップＳ１１４で算出した圧力差ΔＰが第１閾値ΔＰ３より大きい場合で（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、かつ、ステップＳ１１４で算出した圧力差ΔＰが第１閾値ΔＰ２以下である場合（ステップＳ１１８：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに破損が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ１１９）、ステップＳ１１１に戻る。

【0065】

一方、判断部２は、ステップＳ１１４で算出した圧力差ΔＰが第１閾値ΔＰ２より大きい場合（ステップＳ１１８：Ｎｏ）、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断し、ステップＳ１１１に戻る。

【0066】

このように、第１実施例の燃料電池モジュールＦＣＭによれば、破損が水素循環ポンプＨＰに発生していることを判断することができるため、破損が発生している時点で水素循環ポンプＨＰを修理することが可能であり、水素ガスを循環させることができなくなるような故障の発生を未然に防ぐことができる。

【0067】

また、第１実施例の燃料電池モジュールＦＣＭでは、燃料電池スタックＦＣＳの発電制御前や発電制御中において、インジェクタＩＮＪ及び排気排水弁ＥＤＶのうち、少なくともインジェクタＩＮＪが駆動していないときに、水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かを判断している。これにより、インジェクタＩＮＪや排気排水弁ＥＤＶが駆動することで圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２が変動することを抑えることができるため、圧力差ΔＰの変動を抑えることができ、水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かの判断精度を向上させることができる。

【0068】

＜第２実施例＞
第２実施例の判断部２では、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１の単位時間あたりの変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値以下である場合、または、第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値以下である場合、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していると判断する。

【0069】

例えば、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１の単位時間あたりの変化量Ｐ１´（ｔ）を変化量Ｐ１１´（ｔ）とし、水素循環ポンプＨＰに破損（例えば、１つの逆止弁だけが破損し水素ガスを継続して循環させることが可能な状態の異常）が発生しているときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１の単位時間あたりの変化量Ｐ１´（ｔ）を変化量Ｐ１２´（ｔ）とし、水素循環ポンプＨＰに故障（例えば、複数の逆止弁が破損し水素ガスを継続して循環させることが困難な状態の異常）が発生しているときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力の単位時間あたりの変化量Ｐ１´（ｔ）を変化量Ｐ１３´（ｔ）とする場合を想定する。なお、変化量Ｐ１１´（ｔ）＞変化量Ｐ１２´（ｔ）＞変化量Ｐ１３´（ｔ）とする。

【0070】

または、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないときに第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）を変化量Ｐ２１´（ｔ）とし、水素循環ポンプＨＰに破損が発生しているときに第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）を変化量Ｐ２２´（ｔ）とし、水素循環ポンプＨＰに故障が発生しているときに第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）を変化量Ｐ２３´（ｔ）とする場合を想定する。なお、変化量Ｐ２１´（ｔ）＞変化量Ｐ２２´（ｔ）＞変化量Ｐ２３´（ｔ）とする。

【0071】

この場合、例えば、第２閾値を変化量Ｐ１２´（ｔ）または変化量Ｐ２２´（ｔ）に設定することで、第２実施例の判断部２は、水素循環ポンプＨＰに少なくとも破損を含む異常が発生していると判断することができる。

【0072】

図４は、第２実施例における制御装置Ｃｎｔの動作を示すフローチャートである。

【0073】

まず、制御装置Ｃｎｔの発電制御部１は、ユーザの操作などにより車両がキーオンになった旨を外部から受け取ると、または、ユーザの操作などにより定置式発電機の電源がオンになった旨を外部から受け取ると（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、燃料電池スタックＦＣＳの発電準備処理を開始し、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

【0074】

次に、発電制御部１は、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常でないと判断すると（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムに異常が発生していると判断し、その旨のメッセージを外部のディスプレイＤＰＹに表示させた後、発電準備処理を終了する（ステップＳ２０３）。

【0075】

一方、発電制御部１は、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であると判断すると（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、インバータ回路ＩＮＶに所定デューティ比の駆動信号を入力することで水素循環ポンプＨＰのみを駆動させる（ステップＳ２０４）。

【0076】

次に、制御装置Ｃｎｔの判断部２は、水素循環ポンプＨＰの駆動開始時から第２所定時間Ｔ２が経過したときに、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１の単位時間あたりの変化量Ｐ１´（ｔ）を算出する（ステップＳ２０５）。例えば、判断部２は、水素循環ポンプＨＰの駆動開始時から第２所定時間Ｔ２が経過したときに、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１を時間微分した結果を、変化量Ｐ１´（ｔ）とする。なお、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していない場合、変化量Ｐ１´（ｔ）＞０とする。

【0077】

次に、判断部２は、ステップＳ２０５で算出した変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値Ｐ１３´（ｔ）以下である場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後、発電準備処理を終了する（ステップＳ２０７）。なお、第２閾値Ｐ１３´（ｔ）＝変化量Ｐ１３´（ｔ）とする。

【0078】

また、判断部２は、ステップＳ２０５で算出した変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値Ｐ１３´（ｔ）より大きい場合で（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、かつ、ステップＳ２０５で算出した変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値Ｐ１２´（ｔ）以下である場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに破損が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ２０９）、ステップＳ２１０に進む。なお、第２閾値Ｐ１２´（ｔ）＝変化量Ｐ１２´（ｔ）とする。

【0079】

一方、判断部２は、ステップＳ２０５で算出した変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値Ｐ１２´（ｔ）より大きい場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断し、ステップＳ２１０に進む。

【0080】

次に、ステップＳ２１０において、発電制御部１は、燃料電池スタックＦＣＳの発電制御を開始する。発電制御部１は、燃料電池スタックＦＣＳの発電制御中、例えば、インジェクタＩＮＪ、水素循環ポンプＨＰ、及び排気排水弁ＥＤＶの動作を制御する。

【0081】

また、発電制御部１は、ユーザの操作などにより車両がキーオフになった旨を外部から受け取った場合、または、ユーザの操作などにより定置式発電機の電源がオフになった旨を外部から受け取った場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、燃料電池スタックＦＣＳの発電停止処理を実行し発電制御を終了する（ステップＳ２１２）。

【0082】

また、判断部２は、発電制御中において（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、インジェクタＩＮＪ及び排気排水弁ＥＤＶのうち、少なくともインジェクタＩＮＪが停止していると判断すると（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１の単位時間あたりの変化量Ｐ１´（ｔ）を算出する（ステップＳ２１４）。

【0083】

次に、判断部２は、ステップＳ２１４で算出した変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値Ｐ１３´（ｔ）以下である場合（ステップＳ２１５：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ２１６）、燃料電池スタックＦＣＳの発電停止処理を実行し発電制御を終了する（ステップＳ２１７）。

【0084】

また、判断部２は、ステップＳ２１４で算出した変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値Ｐ１３´（ｔ）より大きい場合で（ステップＳ２１５：Ｎｏ）、かつ、ステップＳ２１４で算出した変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値Ｐ１２´（ｔ）以下である場合（ステップＳ２１８：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに破損が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ２１９）、ステップＳ２１１に戻る。

【0085】

一方、判断部２は、ステップＳ２１４で算出した変化量Ｐ１´（ｔ）が第２閾値Ｐ１２´（ｔ）より大きい場合（ステップＳ２１８：Ｎｏ）、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断し、ステップＳ２１１に戻る。

【0086】

なお、ステップＳ２０５及びステップＳ２１４において、判断部２は、水素循環ポンプＨＰの駆動開始時から第２所定時間Ｔ２が経過したときに、第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）を算出するように構成してもよい。例えば、判断部２は、水素循環ポンプＨＰの駆動開始時から第２所定時間Ｔ２が経過したときに、第２圧力センサＳ２により検出される圧力を時間微分した結果を、変化量Ｐ２´（ｔ）とする。なお、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していない場合、変化量Ｐ２´（ｔ）＞０とする。

【0087】

このように構成する場合、判断部２は、ステップＳ２０５で算出した変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値Ｐ２３´（ｔ）以下である場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後、発電準備処理を終了する（ステップＳ２０７）。なお、第２閾値Ｐ２３´（ｔ）＝変化量Ｐ２３´（ｔ）とする。

【0088】

また、判断部２は、ステップＳ２０５で算出した変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値Ｐ２３´（ｔ）より大きい場合で（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、かつ、ステップＳ２０５で算出した変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値Ｐ２２´（ｔ）以下である場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに破損が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ２０９）、ステップＳ２１０に進む。なお、第２閾値Ｐ２２´（ｔ）＝変化量Ｐ２２´（ｔ）とする。

【0089】

一方、判断部２は、ステップＳ２０５で算出した変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値Ｐ２２´（ｔ）より大きい場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断し、ステップＳ２１０に進む。

【0090】

また、判断部２は、ステップＳ２１４で算出した変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値Ｐ２３´（ｔ）以下である場合（ステップＳ２１５：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ２１６）、燃料電池スタックＦＣＳの発電停止処理を実行し発電制御を終了する（ステップＳ２１７）。

【0091】

また、判断部２は、ステップＳ２１４で算出した変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値Ｐ２３´（ｔ）より大きい場合で（ステップＳ２１５：Ｎｏ）、かつ、ステップＳ２１４で算出した変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値Ｐ２２´（ｔ）以下である場合（ステップＳ２１８：Ｙｅｓ）、水素循環ポンプＨＰに破損が発生していると判断し、その旨をディスプレイＤＰＹに表示させた後（ステップＳ２１９）、ステップＳ２１１に戻る。

【0092】

一方、判断部２は、ステップＳ２１４で算出した変化量Ｐ２´（ｔ）が第２閾値Ｐ２２´（ｔ）より大きい場合（ステップＳ２１８：Ｎｏ）、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断し、ステップＳ２１１に戻る。

【0093】

このように、第２実施例の燃料電池モジュールＦＣＭによれば、第１実施例の燃料電池モジュールＦＣＭと同様に、破損が水素循環ポンプＨＰに発生していることを判断することができるため、破損が発生している時点で水素循環ポンプＨＰを修理することが可能であり、水素ガスを循環させることができなくなるような故障の発生を未然に防ぐことができる。

【0094】

また、第２実施例の燃料電池モジュールＦＣＭにおいても、第１実施例の燃料電池モジュールＦＣＭと同様に、燃料電池スタックＦＣＳの発電制御前や発電制御中において、インジェクタＩＮＪ及び排気排水弁ＥＤＶのうち、少なくともインジェクタＩＮＪが駆動していないときに、水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かを判断している。これにより、インジェクタＩＮＪや排気排水弁ＥＤＶが駆動することで圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２が変動することを抑えることができるため、変化量Ｐ１´（ｔ）または変化量Ｐ２´（ｔ）の変動を抑えることができ、水素循環ポンプＨＰに異常が発生しているか否かの判断精度を向上させることができる。

【0095】

ここで、図５（ａ）は、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないときまたは水素循環ポンプＨＰに破損が発生しているときにインバータ回路ＩＮＶに入力される駆動信号のデューティ比及びインジェクタＩＮＪの駆動フラグの一例を示す図である。図５（ｂ）は、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１及び第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２の一例を示す図である。図５（ｃ）は、水素循環ポンプＨＰに破損が発生しているときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１及び第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２の一例を示す図である。なお、図５（ａ）に示す二次元座標の横軸は時間を示し、縦軸はデューティ比を示している。また、図５（ａ）に示す実線はインバータ回路ＩＮＶに入力される駆動信号のデューティ比を示し、図５（ａ）に示す破線はインジェクタＩＮＪの駆動フラグを示している。また、図５（ｂ）～図５（ｃ）に示す二次元座標の横軸は時間を示し、縦軸は圧力を示している。また、図５（ｂ）～図５（ｃ）に示す実線は第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１を示し、図５（ｂ）～図５（ｃ）に示す破線は第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２を示している。また、図５（ａ）～図５（ｃ）に示す二次元座標の横軸は互いに同じ時間経過を示している。

【0096】

まず、発電制御部１は、時刻ｔ１０において、車両がキーオンになった旨または定置式発電機の電源がオンになった旨を受け取ると、燃料電池スタックＦＣＳの発電準備処理を開始し、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であるか否かを判断する。

【0097】

次に、発電制御部１は、時刻ｔ１１において、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であると判断すると、異常判断のため水素循環ポンプＨＰのみが駆動するように、インバータ回路ＩＮＶに入力される駆動信号のデューティ比をゼロからデューティ比Ｄｒ１まで上昇させる。すると、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間において、圧力Ｐ１が徐々に上昇し圧力Ｐ２が徐々に下降した後、圧力Ｐ１、Ｐ２がそれぞれ一定に保たれる。

【0098】

なお、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していない場合、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ１１から第１所定時間Ｔ１が経過したときの圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との圧力差ΔＰは圧力差ΔＰ１になる。そのため、図５（ｂ）に示す例において、判断部２は、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断することができる。なお、第１所定時間Ｔ１＜「時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間」とする。

【0099】

一方、水素循環ポンプＨＰに破損が発生している場合、図５（ｃ）に示すように、時刻ｔ１１から第１所定時間Ｔ１が経過したときの圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との圧力差ΔＰは圧力差ΔＰ２になる。そのため、図５（ｃ）に示す例において、判断部２は、水素循環ポンプＨＰに破損が発生していると判断することができる。

【0100】

または、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していない場合、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ１１から第２所定時間Ｔ２が経過したときの圧力Ｐ１の単位時間あたりの変化量Ｐ１´（ｔ）は変化量Ｐ１１´（ｔ）になり、時刻ｔ１１から第２所定時間Ｔ２が経過したときの圧力Ｐ２の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）は変化量Ｐ２１´（ｔ）になる。そのため、図５（ｂ）に示す例において、判断部２は、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断することができる。なお、第２所定時間Ｔ２＜「時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間」とする。

【0101】

一方、水素循環ポンプＨＰに破損が発生している場合、図５（ｃ）に示すように、時刻ｔ１１から第２所定時間Ｔ２が経過したときの圧力Ｐ１の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）は変化量Ｐ１２´（ｔ）になり、時刻ｔ１１から第２所定時間Ｔ２経過したときの圧力Ｐ２の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）は変化量Ｐ２２´（ｔ）になる。そのため、図５（ｃ）に示す例において、判断部２は、水素循環ポンプＨＰに破損が発生していると判断することができる。

【0102】

そして、発電制御部１は、水素循環ポンプＨＰに異常が発生していないと判断部２により判断されると、または、水素循環ポンプＨＰに破損が発生していると判断部２により判断されると、燃料電池スタックＦＣＳの発電制御を開始する。すなわち、発電制御部１は、発電制御を開始すると、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間において、インジェクタＩＮＪの駆動フラグを３回オン、オフさせた後、時刻ｔ３において、駆動信号のデューティ比をデューティ比Ｄｒ１からデューティ比Ｄｒ２に上昇させる。

【0103】

なお、駆動フラグがオンすると、インジェクタＩＮＪが駆動することで水素タンクＨＴから燃料電池スタックＦＣＳへ水素ガスが供給され、駆動フラグがオフすると、インジェクタＩＮＪが停止することで水素タンクＨＴから燃料電池スタックＦＣＳへの水素ガスの供給が停止する。また、デューティ比Ｄｒ１＜デューティ比Ｄｒ２とする。

【0104】

すると、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間において、圧力Ｐ１が徐々に上昇するとともに圧力Ｐ２が徐々に上昇し、時刻ｔ１３以降において、圧力Ｐ１が目標発電電力Ｐｔに対応する圧力に近づく。

【0105】

図６（ａ）は、水素循環ポンプＨＰに故障が発生しているときにインバータ回路ＩＮＶに入力される駆動信号のデューティ比の一例を示す図である。図６（ｂ）は、水素循環ポンプＨＰに故障が発生しているときに第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１及び第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２の一例を示す図である。なお、図６（ａ）に示す二次元座標の横軸は時間を示し、縦軸はデューティ比を示している。また、図６（ａ）に示す実線はインバータ回路ＩＮＶに入力される駆動信号のデューティ比を示している。また、図６（ｂ）に示す二次元座標の横軸は時間を示し、縦軸は圧力を示している。また、図６（ｂ）に示す実線は第１圧力センサＳ１により検出される圧力Ｐ１を示し、図６（ｂ）に示す破線は第２圧力センサＳ２により検出される圧力Ｐ２を示している。また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す二次元座標の横軸は互いに同じ時間経過を示している。

【0106】

まず、発電制御部１は、時刻ｔ２０において、車両がキーオンになった旨または定置式発電機の電源がオンになった旨を受け取ると、燃料電池スタックＦＣＳの発電準備処理を開始し、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であるか否かを判断する。

【0107】

次に、発電制御部１は、時刻ｔ２１において、燃料電池モジュールＦＣＭのシステムが正常であると判断すると、異常判断のため水素循環ポンプＨＰのみが駆動するように、インバータ回路ＩＮＶに入力される駆動信号のデューティ比をゼロからデューティ比Ｄｒ１まで上昇させる。

【0108】

しかしながら、水素循環ポンプＨＰに故障が発生している場合、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ２１から第１所定時間Ｔ１が経過したときの圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との圧力差ΔＰは圧力差ΔＰ３になる。そのため、図６（ｂ）に示す例において、判断部２は、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していると判断することができる。

【0109】

または、水素循環ポンプＨＰに故障が発生している場合、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ２１から第２所定時間Ｔ２が経過したときの圧力Ｐ１の単位時間あたりの変化量Ｐ１´（ｔ）は変化量Ｐ１３´（ｔ）になり、時刻ｔ２１から第２所定時間Ｔ２が経過したときの圧力Ｐ２の単位時間あたりの変化量Ｐ２´（ｔ）は変化量Ｐ２３´（ｔ）になる。そのため、図６（ｂ）に示す例において、判断部２は、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していると判断することができる。

【0110】

そして、発電制御部１は、水素循環ポンプＨＰに故障が発生していると判断部２により判断されると、時刻ｔ２２において、駆動信号のデューティ比をゼロに戻し、発電準備処理を終了する。

【0111】

なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

【符号の説明】

【0112】

ＦＣＭ 燃料電池モジュール
Ｌｏ 負荷
ＦＣＳ 燃料電池スタック
ＨＴ 燃料タンク
ＩＮＪ インジェクタ
ＧＬＳ 気液分離機
ＩＮＶ インバータ回路
Ｍ モータ
ＨＰ 水素循環ポンプ
ＥＤＶ 排気排水弁
ＤＩＬ 希釈器
ＡＣＰ エアコンプレッサ
ＡＲＶ エア調圧弁
ＣＮＶ ＤＣＤＣコンバータ
Ｂ 蓄電装置
Ｓｔｒ 記憶装置
Ｃｎｔ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】