ガス供給システム
【課題】ガスが外部に放出され難いガス供給システムを提供する。
【解決手段】水素タンク１２１と、第１遮断弁１２２と、高圧ラインと、水素を減圧する減圧機構と、その弁体２０を閉位置で保持することで水素を遮断する遮断機構と、を有する第１減圧弁１と、中圧ラインと、燃料電池スタック１１０と、中圧ラインに設けられ、中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁１２６と、中圧ラインの圧力を検出する中圧センサ１３２と、ＥＣＵ１７０と、を備え、ＥＣＵ１７０は、ＩＧ１６１のＯＦＦ信号を検知した場合、第１遮断弁１２２及び遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、遮断ステップの後、所定単位時間Δｔ０当たりにおける中圧ラインの圧力上昇量ΔＰ２が所定圧力上昇量ΔＰ０以上である場合、燃料電池スタック１１０によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行する。
【解決手段】水素タンク１２１と、第１遮断弁１２２と、高圧ラインと、水素を減圧する減圧機構と、その弁体２０を閉位置で保持することで水素を遮断する遮断機構と、を有する第１減圧弁１と、中圧ラインと、燃料電池スタック１１０と、中圧ラインに設けられ、中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁１２６と、中圧ラインの圧力を検出する中圧センサ１３２と、ＥＣＵ１７０と、を備え、ＥＣＵ１７０は、ＩＧ１６１のＯＦＦ信号を検知した場合、第１遮断弁１２２及び遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、遮断ステップの後、所定単位時間Δｔ０当たりにおける中圧ラインの圧力上昇量ΔＰ２が所定圧力上昇量ΔＰ０以上である場合、燃料電池スタック１１０によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車等の電源となる燃料電池（水素消費（処理）機器）には、水素タンクから水素（燃料ガス）が供給される（特許文献１参照）。そして、水素タンクから燃料電池に向かう水素が通流する水素供給流路には、水素を所望圧力に減圧する減圧弁が設けられる。減圧弁は、二次側圧力が所望圧力となるように、弁座に対して弁体が着座（閉状態）／離座（開状態）を繰り返すものである。また、水素供給流路には、長時間、高圧に曝されることを防止するためにリリーフ弁が設けられる。リリーフ弁は、水素供給流路が所定圧力以上になると開き、水素を外部に放出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２９１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記した水素供給流路には、一般に、水素供給時に開かれる遮断弁が設けられるが、減圧弁と遮断弁を別々に備えたのでは、部品点数が増加するうえ、組み付け工数も増えてしまうので、これを解決するため、減圧弁に遮断機能を付加する構成が考えられる。
【０００５】
ところが、減圧弁の遮断機能は、使用期間、使用状況（使用環境温度）等によって変化してしまい、入力された遮断指令に従って、減圧弁が遮断機能を発揮するように動作していたとしても、つまり、例えば、弁体を弁座に着座させ、連通ポートを閉じるように動作していたとしても、弁体及び弁座の密着部に設けられたＯリング（シール部材）の使用に伴う劣化、低温環境による硬化等によって、連通ポートが完全に閉じられず、一次側圧力室から二次側圧力室に水素が流出（シートリーク）する虞もある。そして、このように水素がシートリークしてしまうと、減圧弁の二次側圧力が予定外に上昇し、リリーフ弁が開き、水素が外部に放出されてしまう虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、減圧機能及び遮断機能を有する減圧弁においてシートリークが生じても、ガスが外部に放出され難いガス供給システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、高圧のガスを供給するガス供給源と、前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力（後記する実施形態ではＰ１２）以上である場合に開くリリーフ弁と、前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、前記遮断ステップの後、所定単位時間（後記する実施形態ではΔｔ０）当たりにおける前記中圧ラインの圧力上昇量（後記する実施形態ではΔＰ２）が所定圧力上昇量（後記する実施形態では所定ΔＰ０）以上である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行することを特徴とするガス供給システムである。
【０００８】
このような構成によれば、制御手段は、システム停止指令を検知した場合、遮断ステップにおいて、第１遮断弁及び遮断機構に閉指令を出力する。そして、制御手段は、遮断ステップの後、ガス処理ステップにおいて、所定単位時間当たりにおける中圧ラインの圧力上昇量が所定圧力上昇量以上である場合、ガス処理手段によるガス処理を開始する。
【０００９】
すなわち、制御手段が遮断機構に閉指令を出力している場合において、遮断機構が弁体を閉位置で保持しガスを遮断するために動作している状態で、減圧弁においてシートリークが生じているとき、中圧ラインの圧力が徐々に上昇する。そして、このように、中圧ラインの圧力が徐々に上昇した場合において、所定単位時間当たりにおける中圧ラインの圧力上昇量が所定圧力上昇量以上であるとき、制御手段がガス処理手段によるガス処理を開始することで、中圧ラインのガスが処理（消費、排出等）される。したがって、中圧ラインの圧力は所定リリーフ圧力に到達し難くなり、よって、リリーフ弁は開き難くなり、ガスが外部に放出され難くなる。ゆえに、判定基準となる所定単位時間及び所定圧力上昇量は、事前試験等によって求められ、中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力に到達しないと判断される値に設定される。
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、高圧のガスを供給するガス供給源と、前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力（後記する実施形態ではＰ１２）以上である場合に開くリリーフ弁と、前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、前記遮断ステップの後、前記中圧ラインの圧力が所定圧力上昇量（後記する実施形態ではΔＰ０）上昇するまでに経過した経過時間（後記する実施形態ではΔｔ１）が、所定経過時間（後記する実施形態では所定Δｔ２）以下である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行することを特徴とするガス供給システムである。
【００１１】
このような構成によれば、制御手段は、システム停止指令を検知した場合、遮断ステップにおいて、第１遮断弁及び遮断機構に閉指令を出力する。そして、制御手段は、遮断ステップの後、ガス処理ステップにおいて、中圧ラインの圧力が所定圧力上昇量上昇するまでに経過した経過時間が、所定経過時間以下である場合、ガス処理手段によるガス処理を開始する。
【００１２】
すなわち、制御手段が遮断機構に閉指令を出力している場合において、遮断機構が弁体を閉位置で保持しガスを遮断するために動作している状態で、減圧弁においてシートリークが生じているとき、中圧ラインの圧力が徐々に上昇する。そして、このように、中圧ラインの圧力が徐々に上昇した場合において、中圧ラインの圧力が所定圧力上昇量上昇するまでに経過した経過時間が、所定経過時間以下であるとき、制御手段がガス処理手段によるガス処理を開始することで、中圧ラインのガスが処理（消費、排出等）される。したがって、中圧ラインの圧力は所定リリーフ圧力に到達し難くなり、よって、リリーフ弁は開き難くなり、ガスが外部に放出され難くなる。ゆえに、判定基準となる所定圧力上昇量及び所定経過時間は、事前試験等によって求められ、中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力に到達しないと判断される値に設定される。
【００１３】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、高圧のガスを供給するガス供給源と、前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁と、前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、前記遮断ステップの後、前記中圧ラインの圧力が、その後に前記リリーフ弁が開くと判断される所定圧力以上である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行することを特徴とするガス供給システムである。
【００１４】
このような構成によれば、制御手段が、遮断ステップの後、中圧ラインの圧力が、その後にリリーフ弁が開くと判断される所定圧力以上である場合、ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行する。これにより、中圧ラインのガスが処理（消費、排出等）される。したがって、中圧ラインの圧力は所定リリーフ圧力に到達し難くなり、よって、リリーフ弁は開き難くなり、ガスが外部に放出され難くなる。
なお、中圧ラインの圧力が所定圧力以上であるか否かの判定は、遮断ステップから所定時間経過後に実行することが好ましい。
【００１５】
また、前記ガス供給システムにおいて、高圧ラインの圧力を検出する高圧ライン圧力検出手段を備え、前記制御手段は、前記ガス処理開始ステップの後、前記高圧ラインの圧力が所定高圧ライン圧力（後記する実施形態ではＰ３）以下となった場合、前記ガス処理手段によるガス処理を停止するガス処理停止ステップを実行し、前記所定高圧ライン圧力は、仮にその後に前記減圧弁においてシートリークしても、前記中圧ラインの圧力が前記リリーフ圧力未満となるように設定されることが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、制御手段は、ガス処理開始ステップの後、高圧ラインの圧力が所定高圧ライン圧力以下となった場合、ガス処理手段によるガス処理を停止する。そして、所定高圧ライン圧力は、仮にその後に減圧弁においてシートリークしても、中圧ラインの圧力がリリーフ圧力未満となるように設定されているので、ガス処理手段によるガス処理の停止後、リリーフ弁が開き難くなる。
【００１７】
また、前記ガス供給システムにおいて、前記中圧ラインに設けられた第２遮断弁を備え、前記制御手段は、前記システム停止指令を検知した場合、前記第２遮断弁を閉じ、前記ガス処理開始ステップにおいてガス処理を開始する前に、前記第２遮断弁を開くことが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、制御手段は、システム停止指令を検知した場合、第２遮断弁を閉じる。これにより、その後に、第２遮断弁の一次側の中圧ラインのガスが、二次側の中圧ラインに流出しない。
また、制御手段は、ガス処理開始ステップにおいてガス処理を開始する前に、第２遮断弁を開く。これにより、その後に、ガス処理手段でガスを良好に処理できる。
【発明の効果】
【００１９】
これら本発明によれば、減圧機能及び遮断機能を有する減圧弁においてシートリークが生じても、ガスが外部に放出され難いガス供給システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】第１実施形態に係る第１減圧弁の側断面図であり、ソレノイドのＯＦＦ時（遮断時）を示している。
【図３】第１実施形態に係る第１減圧弁の側断面図であり、ソレノイドのＯＮ時（減圧時）を示している。
【図４】第１実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【図８】図７の故障部位推定処理Ｓ３００のサブフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
≪第１実施形態≫
本発明の第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００２２】
≪燃料電池システムの構成≫
図１に示す燃料電池システム１００（ガス供給システム）は、図示しない燃料電池車（車両、移動体）に搭載されている。燃料電池車は、例えば、四輪車、三輪車、二輪車、一輪車、列車等である。ただし、その他の移動体、例えば、船舶、航空機に搭載された構成でもよい。
【００２３】
燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１１０（ガス処理手段）と、燃料電池スタック１１０のアノードに対して水素（燃料ガス、反応ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を給排するカソード系と、燃料電池スタック１１０の発電を制御する電力制御系と、これらを電子制御するＥＣＵ１７０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
【００２４】
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セルが積層して構成されたスタックであり、複数の単セルは直列で接続されている。単セルは、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟む２枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソード（電極）とを備えている。
【００２５】
アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体と、これに担持され、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）と、を含んでいる。
【００２６】
各セパレータには、各ＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全単セルに水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路１１１（燃料ガス流路）、カソード流路１１２（酸化剤ガス流路）として機能している。
【００２７】
そして、アノード流路１１１を介して各アノードに水素が供給されると、式（１）の電極反応が起こり、カソード流路１１２を介して各カソードに空気が供給されると、式（２）の電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック１１０とモータ１５１等の外部回路とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１１０が発電するようになっている。
【００２８】
２Ｈ２→４Ｈ＋＋４ｅ− …（１）
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ …（２）
【００２９】
＜アノード系＞
アノード系は、水素タンク１２１（ガス供給源）と、常閉型の第１遮断弁１２２と、第１減圧弁１と、常閉型の第２遮断弁１２３と、第２減圧弁１２４と、エゼクタ１２５と、リリーフ弁１２６と、常閉型のパージ弁１２７と、高圧センサ１３１（高圧ライン圧力検出手段）と、中圧センサ１３２（中圧ライン圧力検出手段）と、配管１２２ａ等と、を備えている。
【００３０】
水素タンク１２１は、第１遮断弁１２２、配管１２２ａ、第１減圧弁１、配管１２３ａ、第２遮断弁１２３、配管１２３ｂ、第２減圧弁１２４、配管１２４ａ、エゼクタ１２５、配管１２５ａを介して、アノード流路１１１の入口に接続されている。そして、第１遮断弁１２２及び第２遮断弁１２３がＥＣＵ１７０からの指示に従って開くと、水素タンク１２１の水素が配管１２２ａ等を通って、アノード流路１１１に供給されるようになっている。
【００３１】
水素タンク１２１は、水素が高圧で封入されるタンクである。
第１遮断弁１２２及び第２遮断弁１２３は、例えば、ゲート弁をソレノイド（アクチュエータ）で開閉する電磁弁で構成される。
【００３２】
＜第１減圧弁＞
第１減圧弁１は、図２、図３に示すように、水素を減圧する減圧機構と、その弁体２０を閉位置で保持することで水素を遮断する遮断機構と、を備えるものである。
【００３３】
具体的には、第１減圧弁１は、ハウジング１０と、ハウジング１０内を所定方向（図２では上下方向）において往復する弁体２０と、ダイヤフラム３１と、を備えている。そして、ハウジング１０内は、隔壁１１によって、一次側圧力室１２と二次側圧力室１３とに仕切られている。一次側圧力室１２には配管１２２ａの水素が流入し、二次側圧力室１３の水素は配管１２３ａに流出するようになっている。
【００３４】
隔壁１１には、一次側圧力室１２と二次側圧力室１３とを連通する連通ポート１４が形成されており、連通ポート１４には弁体２０の後記する弁棒２２が遊挿されている。また、連通ポート１４を囲む隔壁１１の一次側圧力室１２側には、環状の弁座１５が形成されている。
【００３５】
弁体２０は、一次側圧力室１２に配置された円板状の弁頭２１と、弁頭２１の中心から二次側圧力室１３側に延びる棒状の弁棒２２と、を備えている。そして、弁頭２１が弁座１５に着座すると第１減圧弁１が閉状態となり、弁頭２１が弁座１５から離座すると第１減圧弁１が開状態となる。
【００３６】
ダイヤフラム３１は、その正面側が二次側圧力室１３に臨むように設けられ、その背面側（隔壁１１と反対側）に大気と連通する大気室３２を形成している。ダイヤフラム３１の中心部分はアダプタ３３、アダプタ３４で挟まれており、アダプタ３４は弁棒２２の先端部と連結されている。これにより、ダイヤフラム３１と弁体２０とは一体となって図２の上下方向で動作するようになっている。
【００３７】
また、第１減圧弁１は、大気室３２において、ダイヤフラム３１（アダプタ３３）とハウジング１０との間に介装された圧縮コイルばね３５を備えている。圧縮コイルばね３５は、アダプタ３３及びアダプタ３４を介して、弁体２０を開方向（図２の下方向）に付勢するようになっている。
【００３８】
また、第１減圧弁１は、プランジャ４１と、圧縮コイルばね４２と、ソレノイド４３と、を備えている。プランジャ４１は、弁頭２１の背面側（弁座１５と反対面側）で、弁棒２２と同軸線上で進退自在に配置されている。圧縮コイルばね４２は、プランジャ４１とハウジング１０との間に介装されており、プランジャ４１を弁体２０に向かって付勢している。ソレノイド４３は、ＥＣＵ１７０によってＯＮ（通電）／ＯＦＦ（非通電）制御されることで、プランジャ４１を進退させるものである。
【００３９】
＜第１減圧弁−遮断機構＞
第１減圧弁１の遮断機構を説明する。
ソレノイド４３がＯＦＦされると、圧縮コイルばね４２で付勢されるプランジャ４１は弁頭２１の背面に当接し、弁頭２１が弁座１５に着座するようになっている。このように弁頭２１が弁座１５に着座すると、弁体２０が閉位置で保持され、水素が遮断されるようになっている。
したがって、弁体２０を閉位置で保持することで水素を遮断する遮断機構は、プランジャ４１と、圧縮コイルばね４２と、ハウジング１０の一部とを備えて構成されている。
【００４０】
＜第１減圧弁−減圧機構＞
第１減圧弁１の減圧機構を説明する。なお、減圧機構は、図１に示す第１遮断弁１２２の開状態であって、図３に示すように、ソレノイド４３がＯＮされ、プランジャ４１が弁頭２１から離間した状態において機能する。
【００４１】
二次側圧力室１３の圧力が高く、二次側圧力室１３の水素がダイヤフラム３１を図２の上向きに付勢する力と、一次側圧力室１２の水素が弁体２０を図２の上向きに付勢する力との合力が、圧縮コイルばね３５がダイヤフラム３１を図２の下向きに付勢する力よりも大きい場合、弁頭２１が弁座１５に着座し、第１減圧弁１が閉じた状態となる。
【００４２】
燃料電池スタック１１０で水素が消費され、二次側圧力室１３の圧力が低くなり、二次側圧力室１３の水素がダイヤフラム３１を図２の上向きに付勢する力と、一次側圧力室１２の水素が弁体２０を図２の上向きに付勢する力との合力が、圧縮コイルばね３５がダイヤフラム３１を図２の下向きに付勢する力よりも小さくなると、弁頭２１が弁座１５から離座し、第１減圧弁１が開いた状態となる。なお、その後、水素が一次側圧力室１２から二次側圧力室１３に流入し、二次側圧力室１３の圧力が高くなると、第１減圧弁１が閉じた状態となる。
【００４３】
ここで、弁体２０が着座／離座する圧力、つまり、第１減圧弁１の二次側圧力は、圧縮コイルばね３５のばね力を変更することにより、適宜に設定される。なお、圧縮コイルばね３５のばね力は、圧縮コイルばね３５を構成する線材の太さ、材質等を変更することで可変される。
【００４４】
したがって、第１減圧弁１の減圧機構は、弁体２０と、ダイヤフラム３１と、圧縮コイルばね３５と、を備えて構成されている。
【００４５】
図１に戻って説明を続ける。
第２減圧弁１２４は、その一次側（上流側）に供給される水素の圧力を所定の二次側圧力（下流側圧力）に減圧するもの、つまり、その二次側圧力を調整するレギュレータである。このような第２減圧弁１２４は、例えば特開２００９−２７７６２０号公報に記載されるように、弁体、弁座、ダイアフラム（図示しない）等を内蔵し、配管１２４ｂから入力されるパイロット圧と、二次側圧力とに基づいて、弁体が弁座に対して着座／離座を繰り返すことで、二次側圧力を調整するように構成される。なお、配管１２４ｂはカソード流路１１２に向かう空気が通流する配管１４１ａに接続されており、配管１４１ａの圧力が第２減圧弁１２４にパイロット圧として入力されるようになっている。
【００４６】
エゼクタ１２５は、水素タンク１２１からの新規の水素をノズルで噴射することで負圧を発生させ、この負圧で配管１２５ｂの水素を含むアノードオフガスを吸引・混合し、アノード流路１１１に向けて吐出する真空ポンプである。
【００４７】
リリーフ弁１２６は、配管１２６ａを介して配管１２３ａに接続されており、配管１２３ａの圧力が所定リリーフ圧力Ｐ１２以上になると開き、配管１２３ａの水素を車外に放出する弁である。
【００４８】
そして、第１実施形態において、第１遮断弁１２２及び第１減圧弁１を接続する配管１２２ａは、水素タンク１２１からの高圧の水素が通流する高圧ラインを構成している。また、第１減圧弁１及び第２遮断弁１２３を接続する配管１２３ａと、第２遮断弁１２３及び第２減圧弁１２４を接続する配管１２４ａは、第１減圧弁１で減圧された中圧の水素が通流する中圧ラインを構成している。よって、第２遮断弁１２３は、中圧ラインに設けられている。
【００４９】
アノード流路１１１の出口は、配管１２５ｂを介して、エゼクタ１２５の吸気口に接続されている。そして、アノード流路１１１から排出された未消費の水素を含むアノードオフガスが、エゼクタ１２５に戻された後、アノード流路１１１に再供給され、その結果、水素が循環するようになっている。なお、配管１２５ｂには、アノードオフガスに同伴する液状の水分を分離する気液分離器（図示しない）が設けられている。
【００５０】
配管１２５ｂの途中は、配管１２７ａ、パージ弁１２７、配管１２７ｂを介して、後記する希釈器１４２に接続されている。パージ弁１２７は、燃料電池スタック１１０の発電時に、配管１２５ｂを循環するアノードオフガスに含まれる不純物（水蒸気、窒素等）を排出（パージ）する場合、ＥＣＵ１７０によって定期的に開かれる。
【００５１】
高圧センサ１３１は、配管１２２ａに取り付けられており、配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１を検出し、ＥＣＵ１７０に出力するようになっている。
【００５２】
中圧センサ１３２は、配管１２３ａに取り付けられており、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２を検出し、ＥＣＵ１７０に出力するようになっている。
【００５３】
＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ１４１と、希釈器１４２（ガス処理手段）と、を備えている。
コンプレッサ１４１の吐出口は、配管１４１ａを介して、カソード流路１１２の入口に接続されている。そして、コンプレッサ１４１は、ＥＣＵ１７０の指令に従って作動すると、酸素を含む空気を取り込み、配管１４１ａを介して、カソード流路１１２に供給するようになっている。なお、コンプレッサ１４１や前記した第１遮断弁１２２等は、燃料電池スタック１１０及び／又は後記するバッテリ１５３を電源としている。
【００５４】
カソード流路１１２の出口は、配管１４２ａを介して、希釈器１４２に接続されており、カソード流路１１２から排出されたカソードオフガスは、配管１４２ａを通って、希釈器１４２に導入されるようになっている。
【００５５】
希釈器１４２は、アノードオフガスとカソードオフガスとを混合し、アノードオフガス中の水素を、カソードオフガス（希釈用ガス）で希釈する容器であり、その内部に希釈空間を備えている。そして、希釈後のガスは、配管１４２ｂを介して、車外に排出されるようになっている。
【００５６】
＜電力制御系＞
電力制御系は、モータ１５１と、電力制御器１５２と、バッテリ１５３とを備えている。モータ１５１は、電力制御器１５２を介して、燃料電池スタック１１０の出力端子（図示しない）に接続されており、バッテリ１５３は、電力制御器１５２に接続されている。すなわち、モータ１５１とバッテリ１５３とは、電力制御器１５２に並列で接続されている。
【００５７】
モータ１５１は、燃料電池車を走行させるための駆動力を発生する電動機である。
【００５８】
電力制御器１５２は、ＥＣＵ１７０の指令に従って、（１）燃料電池スタック１１０の出力（発電電力、電流値、電圧値）を制御する機能と、（２）バッテリ１５３の充放電を制御する機能と、を備えている。このような電力制御器１５２は、ＤＣ−ＤＣチョッパ回路等の各種電子回路を備えて構成される。
【００５９】
バッテリ１５３は、電力を充電／放電する蓄電装置であり、例えば、リチウムイオン型の単電池が複数組み合わせてなる組電池で構成される。
【００６０】
＜その他機器＞
ＩＧ１６１は、燃料電池システム１００（燃料電池車）の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、ＩＧ１６１はＥＣＵ１７０と接続されており、ＥＣＵ１７０はＩＧ１６１のＯＮ信号（システム起動信号）、ＯＦＦ信号（システム停止信号）を検知するようになっている。
【００６１】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ１７０（制御手段）は、燃料電池システム１００を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。
【００６２】
≪燃料電池システムの動作≫
次に、燃料電池システム１００の動作・効果について、図４を参照して説明する。
なお、運転者によってＩＧ１６１がＯＦＦされ、ＥＣＵ１７０が、ＩＧ１６１のＯＦＦ信号を検知すると、図４の一連の処理を開始する。
【００６３】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１７０は、第１遮断弁１２２及び第２遮断弁１２３に閉指令を出力し、第１遮断弁１２２及び第２遮断弁１２３を閉じ、遮断ステップを実行する。また、ＥＣＵ１７０は、ソレノイド４３にＯＦＦ指令（閉指令）を出力して、第１減圧弁１を閉じる（図２参照）。
これに並行して、ＥＣＵ１７０は、コンプレッサ１４１を停止して、カソード流路１１２への空気の供給を停止する。また、ＥＣＵ１７０は、電力制御器１５２を制御して、燃料電池スタック１１０の発電を停止する。
【００６４】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１７０は、所定単位時間Δｔ０当たりにおける配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力上昇量ΔＰ２が、所定圧力上昇量ΔＰ０以上であるか否か判定する。なお、ＥＣＵ１７０は、中圧センサ１３２を介して検出される配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２に基づいて、直前の所定単位時間Δｔ０における圧力上昇量ΔＰ２を、連続的又は所定周期で算出している。
【００６５】
所定単位時間Δｔ０は、事前試験等に基づいて、誤判定を防止しつつ（短すぎると誤判定し易くなる）、早期な判定を可能とする時間（例えば１分間）に設定されている（図５参照）。所定圧力上昇量ΔＰ０は、圧力上昇量ΔＰ２がこれ以上となると、その後に、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２がリリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力Ｐ１２に到達すると判断される圧力上昇量（例えば１００ｋＰａ）に設定されている（図５参照）。なお、所定単位時間Δｔ０が長くなると、所定圧力上昇量ΔＰ０は大きくなる。
【００６６】
圧力上昇量ΔＰ２が所定圧力上昇量ΔＰ０以上であると判定した場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０３に進む。一方、圧力上昇量ΔＰ２が所定圧力上昇量ΔＰ０以上でないと判定した場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１０２の判定を繰り返す。
【００６７】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１０４で水素処理を開始する前に、第２遮断弁１２３を開く。そうすると、配管１２３ａの水素が配管１２３ｂ、アノード流路１１１に流入し、配管１２２ａの圧力Ｐ１が低下し易くなる。なお、ここでは、パージ弁１２７は閉じたままである。
【００６８】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１７０は、水素処理を開始する、つまり、水素（ガス）処理開始ステップを実行する。
具体的には、ＥＣＵ１７０は、コンプレッサ１４１を作動させ、空気をカソード流路１１２に供給する。そして、ＥＣＵ１７０は、電力制御器１５２を制御して、燃料電池スタック１１０を発電させ、その発電電力をバッテリ１５３に充電する。その他、発電電力を抵抗（図示しない）に供給し熱に変換する構成としてもよい。
【００６９】
また、バッテリ１５３のＳＯＣ（State Of Charge）を検出するＳＯＣセンサを設け、バッテリ１５３のＳＯＣが上限ＳＯＣに到達するまで、バッテリ１５３への充電を優先し、到達後、前記抵抗に通電して熱に変換する構成としてもよい。なお、上限ＳＯＣは、バッテリ１５３の過充電を防止するための上限値である。
【００７０】
そうすると、この発電に伴って、アノード流路１１１の水素、カソード流路１１２の空気（酸素）がそれぞれ消費される。これにより、第２減圧弁１２４が適宜に開き、配管１２３ａの水素が配管１２４ａに流入する。そして、配管１２２ａの水素が配管１２３ａに流入し、配管１２２ａの圧力Ｐ１が下がり始める。この場合において、ソレノイド４３をＯＮし、第１減圧弁１を開き易くする構成としてもよい（図５の破線参照）。
【００７１】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１７０は、高圧センサ１３１を介して検出される配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１が、所定高圧ライン圧力Ｐ３（例えば１０ＭＰａ）以下であるか否か判定する（図５参照）。
所定高圧ライン圧力Ｐ３は、その後に水素処理を停止し、ソレノイド４３がＯＦＦされ閉状態（遮断状態）の第１減圧弁１においてシートリークが生じたとしても、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２がリリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力未満となるように設定される。
【００７２】
その他に、所定高圧ライン圧力Ｐ３は、次のようにしても設定される。
水素処理停止後、第１減圧弁１のシートリークにより配管１２２ａ（高圧ライン）から配管１２３ａ（中圧ライン）への流入が許容される許容水素流入量Ｑ１１ｉｎは式（４）で与えられ、配管１２２ａ（高圧ライン）からの流出が許容される許容水素流出量Ｑ１１ｏｕｔは式（４）で与えられる。
【００７３】
Ｑ１１ｉｎ＝ｆ（Ｐ１２、Ｖｔ）−ｆ（Ｐ１０、Ｖｔ） …（３）
Ｑ１１ｏｕｔ＝ｆ（Ｐ３、Ｖｋ）−ｆ（Ｐ１２、Ｖｋ） …（４）
【００７４】
式（３）〜式（４）において、各パラメータは次の通りである。
Ｐ１０：水素処理停止時（ソーク開始時）における配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力
Ｐ１２：リリーフ弁１２６の所定リリーフ圧力
Ｐ３：所定高圧ライン圧力Ｐ３
Ｖｔ：配管１２３ａ（中圧ライン）の容積
Ｖｋ：配管１２２ａ（高圧ライン）の容積
そして、ｆ（Ｐ、Ｖ）は、圧力Ｐと容積Ｖとの関数であることを示している。
【００７５】
すなわち、式（３）は、許容水素流入量Ｑ１１ｉｎは、リリーフ弁１２６の開く時に配管１２３ａに存在する水素量（Ｌ）から、水素処理停止時（第２遮断弁１２３の閉弁時、ソーク開始時）に配管１２３ａに存在する水素量（Ｌ）を減算することで得られる、ことを示している。
また、式（４）は、許容水素流出量Ｑ１１ｏｕｔは、配管１２２ａが所定高圧ライン圧力Ｐ３である場合において配管１２２ａに存在する水素量（Ｌ）から、配管１２２ａが所定リリーフ圧力Ｐ１２である場合において配管１２２ａに存在する水素量（Ｌ）を減算することで得られる、ことを示している。
【００７６】
そして、式（４）は、式（５）に変形され、さらに、「Ｑ１１ｉｎ＝Ｑ１１ｏｕｔ」であるから、式（５）に式（３）を代入すると式（６）を得る。
【００７７】
ｆ（Ｐ３、Ｖｋ）＝Ｑ１１ｏｕｔ＋ｆ（Ｐ１２、Ｖｋ） …（５）
ｆ（Ｐ３、Ｖｋ）＝ｆ（Ｐ１２、Ｖｔ）−ｆ（Ｐ１０、Ｖｔ）＋ｆ（Ｐ１２、Ｖｋ） …（６）
【００７８】
式（６）において、配管１２３ａの容積Ｖｔ、配管１２２ａの容積Ｖｋ、所定リリーフ圧力Ｐ１２は固定値であるから、ステップＳ１０５の判定毎に、配管１２３ａの圧力Ｐ２を検出し、これを式（６）の水素処理停止時の圧力Ｐ１０として、判定基準となる所定高圧ライン圧力Ｐ３を算出することもできる。
【００７９】
配管１２２ａの圧力Ｐ１が所定高圧ライン圧力Ｐ３以下であると判定した場合（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０６に進む。一方、配管１２２ａの圧力Ｐ１が所定高圧ライン圧力Ｐ３以下でないと判定した場合（Ｓ１０５・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１０６の判定を繰り返す。
【００８０】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ１７０は、水素処理を停止する。
具体的には、ＥＣＵ１７０は、燃料電池スタック１１０の発電を停止させ、コンプレッサ１４１を停止させる。
【００８１】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１７０は、第２遮断弁１２３を閉じる。
その後、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０２に戻り、一連の処理を繰り返す。なお、このように一連の処理を繰り返す場合において、ステップＳ１０２の判定結果が再度「Ｙｅｓ」となった場合、例えば、第１遮断弁１２２においてシートリークしている虞があるので、警告灯（図示しない）を点灯させ、運転者に報知する構成としてもよい。
【００８２】
≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システムによれば、次の効果を得る。
第１遮断弁１２２、第２遮断弁１２３及び第１減圧弁１に閉指令を出力している場合において、圧力上昇量ΔＰ２が所定圧力上昇量ΔＰ０以上であり（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、第１減圧弁１内のシートリークにより、リリーフ弁１２６が開いてしまう虞があると判断し、第２遮断弁１２３を開き、配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１を所定高圧ライン圧力Ｐ３以下に低下させるので（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、その後にリリーフ弁１２６が開かず、水素が外部に放出されることはない。
【００８３】
≪第１実施形態−変形例≫
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、後記する実施形態と組み合わせたり、次のように変更できる。
【００８４】
図４のステップＳ１０２に代えて、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２が所定圧力以上であるか否か判定し、圧力Ｐ２が所定圧力以上である場合、ステップＳ１０４に進む構成としてもよい。所定圧力は、リリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力Ｐ１２よりも低い圧力であって、その後に、リリーフ弁１２６が開く虞があると判断される圧力に設定される。なお、このような判定は、ステップＳ１０１（又はステップＳ１０７）から所定時間経過後に実行することが好ましい。
【００８５】
前記した実施形態では、水素処理方法として、燃料電池スタック１１０を発電させることで水素を消費する方法を例示したが、その他に例えば、燃料電池スタック１１０を発電させずに、パージ弁１２７を適宜に開き、水素を排出する方法でもよい。なお、この方法の場合、希釈器１４２（ガス処理手段）において、パージ弁１２７からの水素をカソードオフガスで希釈した後、車外に排出する。
【００８６】
前記した実施形態では、ガスが水素である構成を例示したが、ガスの種類はこれに限定されず、例えば、窒素、アルゴン、ＣＮＧガス等でもよい。
【００８７】
前記した実施形態では、ガス供給システムが燃料電池車に搭載された燃料電池システム１００に組み込まれた構成を例示したが、適用箇所はこれに限定されず、例えば、定置型の燃料電池システムに組み込まれた構成でもよい。
【００８８】
≪第２実施形態≫
本発明の第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００８９】
第２実施形態では、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０１の後、ステップＳ２０１に進む。
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ１７０は、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２が所定圧力上昇量ΔＰ０上昇するまでに経過した経過時間Δｔ１が、所定経過時間Δｔ２以下であるか否か判定する。なお、ＥＣＵ１７０は、中圧センサ１３２を介して検出される配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２に基づいて直前の所定圧力上昇量ΔＰ０上昇するまでに経過した経過時間Δｔ１を算出している。
【００９０】
所定圧力上昇量ΔＰ０は、事前試験等に基づいて、誤判定を防止しつつ（小さすぎると誤判定し易くなる）、早期な判定を可能とする上昇量（例えば１００ｋＰａ）に設定されている。所定経過時間Δｔ２は、経過時間Δｔ１がこれ以下であると、その後に、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２がリリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力Ｐ１２に到達すると判断される経過時間（例えば１分間）に設定されている（図５参照）。なお、所定圧力上昇量ΔＰ０が大きくなると、所定経過時間Δｔ２が長くなる。
【００９１】
経過時間Δｔ１は所定経過時間Δｔ２以下であると判定した場合（Ｓ２０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０３に進む。一方、経過時間Δｔ１は所定経過時間Δｔ２以下でないと判定した場合（Ｓ２０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０はステップＳ２０１の判定を繰り返す。
【００９２】
第２実施形態では、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０４の後、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１７０は、現在の配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１が、ステップＳ１０４における水素処理開始時の配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１の１／２以下であるか否か判定する。ただし、１／２に限定されず、１／３、１／４等に適宜変更してよい。
【００９３】
１／２以下であると判定した場合（Ｓ２０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０６に進む。一方、１／２以下でないと判定した場合（Ｓ２０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ２０２の判定を繰り返す。
【００９４】
≪第２実施形態−変形例≫
前記した実施形態において、例えば、ステップＳ２０１の判定結果が２回連続してＹｅｓとなった場合、２回目の「Ｓ２０１・Ｙｅｓ」の後、ステップＳ２０２に代えて、図４のステップＳ１０５の処理を実行するようにしてもよい。
【００９５】
≪第３実施形態≫
本発明の第３実施形態について、図７〜図８を参照して説明する。第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００９６】
第３実施形態では、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１０１後、ステップＳ２０１の判定処理（図６参照）を実行し、ステップＳ２０１・Ｙｅｓと判定した場合、ステップＳ３００の故障部位推定処理を実行する。一方、ステップＳ２０１・Ｎｏと判定した場合、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ２０１の判定を繰り返す。
【００９７】
＜故障部位推定処理＞
ステップＳ３００の故障部位推定処理（故障部位診断処理）について、図８を参照して説明する。
ステップＳ３０１において、ＥＣＵ１７０は、第１遮断弁１２２、第２遮断弁１２３及び第１減圧弁１への閉指令の出力前後において、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが、水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎと等しいか否か判定する。
【００９８】
水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔは、配管１２２ａ（高圧ライン）から配管１２３ａ（中圧ライン）に流出した水素流出量であり、式（７）で与えられる。
水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎは、配管１２２ａ（高圧ライン）から配管１２３ａ（中圧ライン）に流入した水素流入量であり、式（８）で与えられる。
【００９９】
Ｑ２（高圧）ｏｕｔ＝ｆ（Ｐ２５、Ｖｋ）−ｆ（Ｐ２４、Ｖｋ） …（７）
Ｑ３（中圧）ｉｎ＝ｆ（Ｐ２１、Ｖｔ）−ｆ（Ｐ２０、Ｖｔ） …（８）
【０１００】
式（７）〜式（８）において、各パラメータは次の通りである。
Ｐ２５：初期時の配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力
Ｐ２４：故障部位推定処理時の配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力
Ｖｋ：配管１２２ａ（高圧ライン）の容積
Ｐ２１：初期時の配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力
Ｐ２０：故障部位推定処理時の配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力
Ｖｔ：配管１２３ａ（中圧ライン）の容積
【０１０１】
なお、初期時は、第１遮断弁１２２、第２遮断弁１２３及び第１減圧弁１への閉指令の出力前である。故障部位推定処理時は、第１遮断弁１２２、第２遮断弁１２３及び第１減圧弁１への閉指令の出力中である。
また、圧力Ｐ２５、圧力Ｐ２４は高圧センサ１３１を介して検出され、圧力Ｐ２１、圧力Ｐ２０は中圧センサ１３２を介して検出される。容積Ｖｋ、容積Ｖｔは固定値である。
【０１０２】
水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔは水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎと等しいと判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ３０２に進む。一方、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔは水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎと等しくないと判定した場合（Ｓ３０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ３０３に進む。
【０１０３】
ステップＳ３０２において、ＥＣＵ１７０は、第１減圧弁１は遮断不良である、つまり、第１減圧弁１においてシートリークが発生していると推定し、これをフラグ等で一時的に記憶する。なお、後記するステップＳ３０４、Ｓ３０５と区別して記憶し、そして、区別して報知（警告ランプの点灯数を変化等）する構成としてもよい。
その後、ＥＣＵ１７０の処理は、ＥＮＤを通って、図７のステップＳ１０３に進む。
【０１０４】
ステップＳ３０３において、ＥＣＵ１７０は、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎよりも大きいか否か判定する。
【０１０５】
水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎよりも大きいと判定した場合（Ｓ３０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ３０４に進む。
一方、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎよりも大きくないと判定した場合（Ｓ３０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ３０５に進む。なお、このようにステップＳ３０５に進む場合、ＥＣＵ１７０は、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎよりも小さいと判断している。
【０１０６】
ステップＳ３０４において、ＥＣＵ１７０は、第１減圧弁１は遮断不良であると共に、配管１２３ａ（中圧ライン又は高圧ライン）はシール不良であると推定し、これをフラグ等で一時的に記憶する。なお、配管１２３ａ（中圧ライン）がシール不良であるとは、例えば、配管１２３ａと第１減圧弁１等との接続部分におけるシールが不良であり、このシール不良部分から水素がリークしていることを意味する。
その後、ＥＣＵ１７０の処理は、ＥＮＤを通って、図７のステップＳ１０３に進む。
【０１０７】
ステップ３０５において、ＥＣＵ１７０は、第１減圧弁１は遮断不良であると共に、第１遮断弁１２２はシール不良であると推定し、これをフラグ等で一時的に記憶する。なお、第１遮断弁１２２がシール不良であるとは、例えば、第１遮断弁１２２内において、弁座とこれに着座した弁体とのシールが不良であり、このシール不良部分から水素がリークしていることを意味する。
その後、ＥＣＵ１７０の処理は、ＥＮＤを通って、図７のステップＳ１０３に進む。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 第１減圧弁
２０ 弁体
１００ 燃料電池システム（ガス供給システム）
１１０ 燃料電池スタック（ガス処理手段）
１２１ 水素タンク（ガス供給源）
１２２ 第１遮断弁
１２２ａ 配管（高圧ライン）
１２３ 第２遮断弁
１２３ａ、１２３ｂ 配管（中圧ライン）
１２６ リリーフ弁
１３１ 高圧センサ（高圧ライン圧力検出手段）
１３２ 中圧センサ（中圧ライン圧力検出手段）
１４２ 希釈器（ガス処理手段）
１７０ ＥＣＵ（制御手段）
Ｐ１ 配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力
Ｐ２ 配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力
Ｐ３ 所定高圧ライン圧力
Ｐ１２ リリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力
Δｔ０ 所定単位時間
Δｔ１ 経過時間
Δｔ２ 所定経過時間
ΔＰ０ 所定圧力上昇量
ΔＰ２ 圧力上昇量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車等の電源となる燃料電池（水素消費（処理）機器）には、水素タンクから水素（燃料ガス）が供給される（特許文献１参照）。そして、水素タンクから燃料電池に向かう水素が通流する水素供給流路には、水素を所望圧力に減圧する減圧弁が設けられる。減圧弁は、二次側圧力が所望圧力となるように、弁座に対して弁体が着座（閉状態）／離座（開状態）を繰り返すものである。また、水素供給流路には、長時間、高圧に曝されることを防止するためにリリーフ弁が設けられる。リリーフ弁は、水素供給流路が所定圧力以上になると開き、水素を外部に放出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２９１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記した水素供給流路には、一般に、水素供給時に開かれる遮断弁が設けられるが、減圧弁と遮断弁を別々に備えたのでは、部品点数が増加するうえ、組み付け工数も増えてしまうので、これを解決するため、減圧弁に遮断機能を付加する構成が考えられる。
【０００５】
ところが、減圧弁の遮断機能は、使用期間、使用状況（使用環境温度）等によって変化してしまい、入力された遮断指令に従って、減圧弁が遮断機能を発揮するように動作していたとしても、つまり、例えば、弁体を弁座に着座させ、連通ポートを閉じるように動作していたとしても、弁体及び弁座の密着部に設けられたＯリング（シール部材）の使用に伴う劣化、低温環境による硬化等によって、連通ポートが完全に閉じられず、一次側圧力室から二次側圧力室に水素が流出（シートリーク）する虞もある。そして、このように水素がシートリークしてしまうと、減圧弁の二次側圧力が予定外に上昇し、リリーフ弁が開き、水素が外部に放出されてしまう虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、減圧機能及び遮断機能を有する減圧弁においてシートリークが生じても、ガスが外部に放出され難いガス供給システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、高圧のガスを供給するガス供給源と、前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力（後記する実施形態ではＰ１２）以上である場合に開くリリーフ弁と、前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、前記遮断ステップの後、所定単位時間（後記する実施形態ではΔｔ０）当たりにおける前記中圧ラインの圧力上昇量（後記する実施形態ではΔＰ２）が所定圧力上昇量（後記する実施形態では所定ΔＰ０）以上である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行することを特徴とするガス供給システムである。
【０００８】
このような構成によれば、制御手段は、システム停止指令を検知した場合、遮断ステップにおいて、第１遮断弁及び遮断機構に閉指令を出力する。そして、制御手段は、遮断ステップの後、ガス処理ステップにおいて、所定単位時間当たりにおける中圧ラインの圧力上昇量が所定圧力上昇量以上である場合、ガス処理手段によるガス処理を開始する。
【０００９】
すなわち、制御手段が遮断機構に閉指令を出力している場合において、遮断機構が弁体を閉位置で保持しガスを遮断するために動作している状態で、減圧弁においてシートリークが生じているとき、中圧ラインの圧力が徐々に上昇する。そして、このように、中圧ラインの圧力が徐々に上昇した場合において、所定単位時間当たりにおける中圧ラインの圧力上昇量が所定圧力上昇量以上であるとき、制御手段がガス処理手段によるガス処理を開始することで、中圧ラインのガスが処理（消費、排出等）される。したがって、中圧ラインの圧力は所定リリーフ圧力に到達し難くなり、よって、リリーフ弁は開き難くなり、ガスが外部に放出され難くなる。ゆえに、判定基準となる所定単位時間及び所定圧力上昇量は、事前試験等によって求められ、中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力に到達しないと判断される値に設定される。
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、高圧のガスを供給するガス供給源と、前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力（後記する実施形態ではＰ１２）以上である場合に開くリリーフ弁と、前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、前記遮断ステップの後、前記中圧ラインの圧力が所定圧力上昇量（後記する実施形態ではΔＰ０）上昇するまでに経過した経過時間（後記する実施形態ではΔｔ１）が、所定経過時間（後記する実施形態では所定Δｔ２）以下である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行することを特徴とするガス供給システムである。
【００１１】
このような構成によれば、制御手段は、システム停止指令を検知した場合、遮断ステップにおいて、第１遮断弁及び遮断機構に閉指令を出力する。そして、制御手段は、遮断ステップの後、ガス処理ステップにおいて、中圧ラインの圧力が所定圧力上昇量上昇するまでに経過した経過時間が、所定経過時間以下である場合、ガス処理手段によるガス処理を開始する。
【００１２】
すなわち、制御手段が遮断機構に閉指令を出力している場合において、遮断機構が弁体を閉位置で保持しガスを遮断するために動作している状態で、減圧弁においてシートリークが生じているとき、中圧ラインの圧力が徐々に上昇する。そして、このように、中圧ラインの圧力が徐々に上昇した場合において、中圧ラインの圧力が所定圧力上昇量上昇するまでに経過した経過時間が、所定経過時間以下であるとき、制御手段がガス処理手段によるガス処理を開始することで、中圧ラインのガスが処理（消費、排出等）される。したがって、中圧ラインの圧力は所定リリーフ圧力に到達し難くなり、よって、リリーフ弁は開き難くなり、ガスが外部に放出され難くなる。ゆえに、判定基準となる所定圧力上昇量及び所定経過時間は、事前試験等によって求められ、中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力に到達しないと判断される値に設定される。
【００１３】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、高圧のガスを供給するガス供給源と、前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁と、前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、前記遮断ステップの後、前記中圧ラインの圧力が、その後に前記リリーフ弁が開くと判断される所定圧力以上である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行することを特徴とするガス供給システムである。
【００１４】
このような構成によれば、制御手段が、遮断ステップの後、中圧ラインの圧力が、その後にリリーフ弁が開くと判断される所定圧力以上である場合、ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、を実行する。これにより、中圧ラインのガスが処理（消費、排出等）される。したがって、中圧ラインの圧力は所定リリーフ圧力に到達し難くなり、よって、リリーフ弁は開き難くなり、ガスが外部に放出され難くなる。
なお、中圧ラインの圧力が所定圧力以上であるか否かの判定は、遮断ステップから所定時間経過後に実行することが好ましい。
【００１５】
また、前記ガス供給システムにおいて、高圧ラインの圧力を検出する高圧ライン圧力検出手段を備え、前記制御手段は、前記ガス処理開始ステップの後、前記高圧ラインの圧力が所定高圧ライン圧力（後記する実施形態ではＰ３）以下となった場合、前記ガス処理手段によるガス処理を停止するガス処理停止ステップを実行し、前記所定高圧ライン圧力は、仮にその後に前記減圧弁においてシートリークしても、前記中圧ラインの圧力が前記リリーフ圧力未満となるように設定されることが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、制御手段は、ガス処理開始ステップの後、高圧ラインの圧力が所定高圧ライン圧力以下となった場合、ガス処理手段によるガス処理を停止する。そして、所定高圧ライン圧力は、仮にその後に減圧弁においてシートリークしても、中圧ラインの圧力がリリーフ圧力未満となるように設定されているので、ガス処理手段によるガス処理の停止後、リリーフ弁が開き難くなる。
【００１７】
また、前記ガス供給システムにおいて、前記中圧ラインに設けられた第２遮断弁を備え、前記制御手段は、前記システム停止指令を検知した場合、前記第２遮断弁を閉じ、前記ガス処理開始ステップにおいてガス処理を開始する前に、前記第２遮断弁を開くことが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、制御手段は、システム停止指令を検知した場合、第２遮断弁を閉じる。これにより、その後に、第２遮断弁の一次側の中圧ラインのガスが、二次側の中圧ラインに流出しない。
また、制御手段は、ガス処理開始ステップにおいてガス処理を開始する前に、第２遮断弁を開く。これにより、その後に、ガス処理手段でガスを良好に処理できる。
【発明の効果】
【００１９】
これら本発明によれば、減圧機能及び遮断機能を有する減圧弁においてシートリークが生じても、ガスが外部に放出され難いガス供給システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】第１実施形態に係る第１減圧弁の側断面図であり、ソレノイドのＯＦＦ時（遮断時）を示している。
【図３】第１実施形態に係る第１減圧弁の側断面図であり、ソレノイドのＯＮ時（減圧時）を示している。
【図４】第１実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【図８】図７の故障部位推定処理Ｓ３００のサブフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
≪第１実施形態≫
本発明の第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００２２】
≪燃料電池システムの構成≫
図１に示す燃料電池システム１００（ガス供給システム）は、図示しない燃料電池車（車両、移動体）に搭載されている。燃料電池車は、例えば、四輪車、三輪車、二輪車、一輪車、列車等である。ただし、その他の移動体、例えば、船舶、航空機に搭載された構成でもよい。
【００２３】
燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１１０（ガス処理手段）と、燃料電池スタック１１０のアノードに対して水素（燃料ガス、反応ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を給排するカソード系と、燃料電池スタック１１０の発電を制御する電力制御系と、これらを電子制御するＥＣＵ１７０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
【００２４】
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セルが積層して構成されたスタックであり、複数の単セルは直列で接続されている。単セルは、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟む２枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソード（電極）とを備えている。
【００２５】
アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体と、これに担持され、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）と、を含んでいる。
【００２６】
各セパレータには、各ＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全単セルに水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路１１１（燃料ガス流路）、カソード流路１１２（酸化剤ガス流路）として機能している。
【００２７】
そして、アノード流路１１１を介して各アノードに水素が供給されると、式（１）の電極反応が起こり、カソード流路１１２を介して各カソードに空気が供給されると、式（２）の電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック１１０とモータ１５１等の外部回路とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１１０が発電するようになっている。
【００２８】
２Ｈ２→４Ｈ＋＋４ｅ− …（１）
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ …（２）
【００２９】
＜アノード系＞
アノード系は、水素タンク１２１（ガス供給源）と、常閉型の第１遮断弁１２２と、第１減圧弁１と、常閉型の第２遮断弁１２３と、第２減圧弁１２４と、エゼクタ１２５と、リリーフ弁１２６と、常閉型のパージ弁１２７と、高圧センサ１３１（高圧ライン圧力検出手段）と、中圧センサ１３２（中圧ライン圧力検出手段）と、配管１２２ａ等と、を備えている。
【００３０】
水素タンク１２１は、第１遮断弁１２２、配管１２２ａ、第１減圧弁１、配管１２３ａ、第２遮断弁１２３、配管１２３ｂ、第２減圧弁１２４、配管１２４ａ、エゼクタ１２５、配管１２５ａを介して、アノード流路１１１の入口に接続されている。そして、第１遮断弁１２２及び第２遮断弁１２３がＥＣＵ１７０からの指示に従って開くと、水素タンク１２１の水素が配管１２２ａ等を通って、アノード流路１１１に供給されるようになっている。
【００３１】
水素タンク１２１は、水素が高圧で封入されるタンクである。
第１遮断弁１２２及び第２遮断弁１２３は、例えば、ゲート弁をソレノイド（アクチュエータ）で開閉する電磁弁で構成される。
【００３２】
＜第１減圧弁＞
第１減圧弁１は、図２、図３に示すように、水素を減圧する減圧機構と、その弁体２０を閉位置で保持することで水素を遮断する遮断機構と、を備えるものである。
【００３３】
具体的には、第１減圧弁１は、ハウジング１０と、ハウジング１０内を所定方向（図２では上下方向）において往復する弁体２０と、ダイヤフラム３１と、を備えている。そして、ハウジング１０内は、隔壁１１によって、一次側圧力室１２と二次側圧力室１３とに仕切られている。一次側圧力室１２には配管１２２ａの水素が流入し、二次側圧力室１３の水素は配管１２３ａに流出するようになっている。
【００３４】
隔壁１１には、一次側圧力室１２と二次側圧力室１３とを連通する連通ポート１４が形成されており、連通ポート１４には弁体２０の後記する弁棒２２が遊挿されている。また、連通ポート１４を囲む隔壁１１の一次側圧力室１２側には、環状の弁座１５が形成されている。
【００３５】
弁体２０は、一次側圧力室１２に配置された円板状の弁頭２１と、弁頭２１の中心から二次側圧力室１３側に延びる棒状の弁棒２２と、を備えている。そして、弁頭２１が弁座１５に着座すると第１減圧弁１が閉状態となり、弁頭２１が弁座１５から離座すると第１減圧弁１が開状態となる。
【００３６】
ダイヤフラム３１は、その正面側が二次側圧力室１３に臨むように設けられ、その背面側（隔壁１１と反対側）に大気と連通する大気室３２を形成している。ダイヤフラム３１の中心部分はアダプタ３３、アダプタ３４で挟まれており、アダプタ３４は弁棒２２の先端部と連結されている。これにより、ダイヤフラム３１と弁体２０とは一体となって図２の上下方向で動作するようになっている。
【００３７】
また、第１減圧弁１は、大気室３２において、ダイヤフラム３１（アダプタ３３）とハウジング１０との間に介装された圧縮コイルばね３５を備えている。圧縮コイルばね３５は、アダプタ３３及びアダプタ３４を介して、弁体２０を開方向（図２の下方向）に付勢するようになっている。
【００３８】
また、第１減圧弁１は、プランジャ４１と、圧縮コイルばね４２と、ソレノイド４３と、を備えている。プランジャ４１は、弁頭２１の背面側（弁座１５と反対面側）で、弁棒２２と同軸線上で進退自在に配置されている。圧縮コイルばね４２は、プランジャ４１とハウジング１０との間に介装されており、プランジャ４１を弁体２０に向かって付勢している。ソレノイド４３は、ＥＣＵ１７０によってＯＮ（通電）／ＯＦＦ（非通電）制御されることで、プランジャ４１を進退させるものである。
【００３９】
＜第１減圧弁−遮断機構＞
第１減圧弁１の遮断機構を説明する。
ソレノイド４３がＯＦＦされると、圧縮コイルばね４２で付勢されるプランジャ４１は弁頭２１の背面に当接し、弁頭２１が弁座１５に着座するようになっている。このように弁頭２１が弁座１５に着座すると、弁体２０が閉位置で保持され、水素が遮断されるようになっている。
したがって、弁体２０を閉位置で保持することで水素を遮断する遮断機構は、プランジャ４１と、圧縮コイルばね４２と、ハウジング１０の一部とを備えて構成されている。
【００４０】
＜第１減圧弁−減圧機構＞
第１減圧弁１の減圧機構を説明する。なお、減圧機構は、図１に示す第１遮断弁１２２の開状態であって、図３に示すように、ソレノイド４３がＯＮされ、プランジャ４１が弁頭２１から離間した状態において機能する。
【００４１】
二次側圧力室１３の圧力が高く、二次側圧力室１３の水素がダイヤフラム３１を図２の上向きに付勢する力と、一次側圧力室１２の水素が弁体２０を図２の上向きに付勢する力との合力が、圧縮コイルばね３５がダイヤフラム３１を図２の下向きに付勢する力よりも大きい場合、弁頭２１が弁座１５に着座し、第１減圧弁１が閉じた状態となる。
【００４２】
燃料電池スタック１１０で水素が消費され、二次側圧力室１３の圧力が低くなり、二次側圧力室１３の水素がダイヤフラム３１を図２の上向きに付勢する力と、一次側圧力室１２の水素が弁体２０を図２の上向きに付勢する力との合力が、圧縮コイルばね３５がダイヤフラム３１を図２の下向きに付勢する力よりも小さくなると、弁頭２１が弁座１５から離座し、第１減圧弁１が開いた状態となる。なお、その後、水素が一次側圧力室１２から二次側圧力室１３に流入し、二次側圧力室１３の圧力が高くなると、第１減圧弁１が閉じた状態となる。
【００４３】
ここで、弁体２０が着座／離座する圧力、つまり、第１減圧弁１の二次側圧力は、圧縮コイルばね３５のばね力を変更することにより、適宜に設定される。なお、圧縮コイルばね３５のばね力は、圧縮コイルばね３５を構成する線材の太さ、材質等を変更することで可変される。
【００４４】
したがって、第１減圧弁１の減圧機構は、弁体２０と、ダイヤフラム３１と、圧縮コイルばね３５と、を備えて構成されている。
【００４５】
図１に戻って説明を続ける。
第２減圧弁１２４は、その一次側（上流側）に供給される水素の圧力を所定の二次側圧力（下流側圧力）に減圧するもの、つまり、その二次側圧力を調整するレギュレータである。このような第２減圧弁１２４は、例えば特開２００９−２７７６２０号公報に記載されるように、弁体、弁座、ダイアフラム（図示しない）等を内蔵し、配管１２４ｂから入力されるパイロット圧と、二次側圧力とに基づいて、弁体が弁座に対して着座／離座を繰り返すことで、二次側圧力を調整するように構成される。なお、配管１２４ｂはカソード流路１１２に向かう空気が通流する配管１４１ａに接続されており、配管１４１ａの圧力が第２減圧弁１２４にパイロット圧として入力されるようになっている。
【００４６】
エゼクタ１２５は、水素タンク１２１からの新規の水素をノズルで噴射することで負圧を発生させ、この負圧で配管１２５ｂの水素を含むアノードオフガスを吸引・混合し、アノード流路１１１に向けて吐出する真空ポンプである。
【００４７】
リリーフ弁１２６は、配管１２６ａを介して配管１２３ａに接続されており、配管１２３ａの圧力が所定リリーフ圧力Ｐ１２以上になると開き、配管１２３ａの水素を車外に放出する弁である。
【００４８】
そして、第１実施形態において、第１遮断弁１２２及び第１減圧弁１を接続する配管１２２ａは、水素タンク１２１からの高圧の水素が通流する高圧ラインを構成している。また、第１減圧弁１及び第２遮断弁１２３を接続する配管１２３ａと、第２遮断弁１２３及び第２減圧弁１２４を接続する配管１２４ａは、第１減圧弁１で減圧された中圧の水素が通流する中圧ラインを構成している。よって、第２遮断弁１２３は、中圧ラインに設けられている。
【００４９】
アノード流路１１１の出口は、配管１２５ｂを介して、エゼクタ１２５の吸気口に接続されている。そして、アノード流路１１１から排出された未消費の水素を含むアノードオフガスが、エゼクタ１２５に戻された後、アノード流路１１１に再供給され、その結果、水素が循環するようになっている。なお、配管１２５ｂには、アノードオフガスに同伴する液状の水分を分離する気液分離器（図示しない）が設けられている。
【００５０】
配管１２５ｂの途中は、配管１２７ａ、パージ弁１２７、配管１２７ｂを介して、後記する希釈器１４２に接続されている。パージ弁１２７は、燃料電池スタック１１０の発電時に、配管１２５ｂを循環するアノードオフガスに含まれる不純物（水蒸気、窒素等）を排出（パージ）する場合、ＥＣＵ１７０によって定期的に開かれる。
【００５１】
高圧センサ１３１は、配管１２２ａに取り付けられており、配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１を検出し、ＥＣＵ１７０に出力するようになっている。
【００５２】
中圧センサ１３２は、配管１２３ａに取り付けられており、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２を検出し、ＥＣＵ１７０に出力するようになっている。
【００５３】
＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ１４１と、希釈器１４２（ガス処理手段）と、を備えている。
コンプレッサ１４１の吐出口は、配管１４１ａを介して、カソード流路１１２の入口に接続されている。そして、コンプレッサ１４１は、ＥＣＵ１７０の指令に従って作動すると、酸素を含む空気を取り込み、配管１４１ａを介して、カソード流路１１２に供給するようになっている。なお、コンプレッサ１４１や前記した第１遮断弁１２２等は、燃料電池スタック１１０及び／又は後記するバッテリ１５３を電源としている。
【００５４】
カソード流路１１２の出口は、配管１４２ａを介して、希釈器１４２に接続されており、カソード流路１１２から排出されたカソードオフガスは、配管１４２ａを通って、希釈器１４２に導入されるようになっている。
【００５５】
希釈器１４２は、アノードオフガスとカソードオフガスとを混合し、アノードオフガス中の水素を、カソードオフガス（希釈用ガス）で希釈する容器であり、その内部に希釈空間を備えている。そして、希釈後のガスは、配管１４２ｂを介して、車外に排出されるようになっている。
【００５６】
＜電力制御系＞
電力制御系は、モータ１５１と、電力制御器１５２と、バッテリ１５３とを備えている。モータ１５１は、電力制御器１５２を介して、燃料電池スタック１１０の出力端子（図示しない）に接続されており、バッテリ１５３は、電力制御器１５２に接続されている。すなわち、モータ１５１とバッテリ１５３とは、電力制御器１５２に並列で接続されている。
【００５７】
モータ１５１は、燃料電池車を走行させるための駆動力を発生する電動機である。
【００５８】
電力制御器１５２は、ＥＣＵ１７０の指令に従って、（１）燃料電池スタック１１０の出力（発電電力、電流値、電圧値）を制御する機能と、（２）バッテリ１５３の充放電を制御する機能と、を備えている。このような電力制御器１５２は、ＤＣ−ＤＣチョッパ回路等の各種電子回路を備えて構成される。
【００５９】
バッテリ１５３は、電力を充電／放電する蓄電装置であり、例えば、リチウムイオン型の単電池が複数組み合わせてなる組電池で構成される。
【００６０】
＜その他機器＞
ＩＧ１６１は、燃料電池システム１００（燃料電池車）の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、ＩＧ１６１はＥＣＵ１７０と接続されており、ＥＣＵ１７０はＩＧ１６１のＯＮ信号（システム起動信号）、ＯＦＦ信号（システム停止信号）を検知するようになっている。
【００６１】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ１７０（制御手段）は、燃料電池システム１００を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。
【００６２】
≪燃料電池システムの動作≫
次に、燃料電池システム１００の動作・効果について、図４を参照して説明する。
なお、運転者によってＩＧ１６１がＯＦＦされ、ＥＣＵ１７０が、ＩＧ１６１のＯＦＦ信号を検知すると、図４の一連の処理を開始する。
【００６３】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１７０は、第１遮断弁１２２及び第２遮断弁１２３に閉指令を出力し、第１遮断弁１２２及び第２遮断弁１２３を閉じ、遮断ステップを実行する。また、ＥＣＵ１７０は、ソレノイド４３にＯＦＦ指令（閉指令）を出力して、第１減圧弁１を閉じる（図２参照）。
これに並行して、ＥＣＵ１７０は、コンプレッサ１４１を停止して、カソード流路１１２への空気の供給を停止する。また、ＥＣＵ１７０は、電力制御器１５２を制御して、燃料電池スタック１１０の発電を停止する。
【００６４】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１７０は、所定単位時間Δｔ０当たりにおける配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力上昇量ΔＰ２が、所定圧力上昇量ΔＰ０以上であるか否か判定する。なお、ＥＣＵ１７０は、中圧センサ１３２を介して検出される配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２に基づいて、直前の所定単位時間Δｔ０における圧力上昇量ΔＰ２を、連続的又は所定周期で算出している。
【００６５】
所定単位時間Δｔ０は、事前試験等に基づいて、誤判定を防止しつつ（短すぎると誤判定し易くなる）、早期な判定を可能とする時間（例えば１分間）に設定されている（図５参照）。所定圧力上昇量ΔＰ０は、圧力上昇量ΔＰ２がこれ以上となると、その後に、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２がリリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力Ｐ１２に到達すると判断される圧力上昇量（例えば１００ｋＰａ）に設定されている（図５参照）。なお、所定単位時間Δｔ０が長くなると、所定圧力上昇量ΔＰ０は大きくなる。
【００６６】
圧力上昇量ΔＰ２が所定圧力上昇量ΔＰ０以上であると判定した場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０３に進む。一方、圧力上昇量ΔＰ２が所定圧力上昇量ΔＰ０以上でないと判定した場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１０２の判定を繰り返す。
【００６７】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１０４で水素処理を開始する前に、第２遮断弁１２３を開く。そうすると、配管１２３ａの水素が配管１２３ｂ、アノード流路１１１に流入し、配管１２２ａの圧力Ｐ１が低下し易くなる。なお、ここでは、パージ弁１２７は閉じたままである。
【００６８】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１７０は、水素処理を開始する、つまり、水素（ガス）処理開始ステップを実行する。
具体的には、ＥＣＵ１７０は、コンプレッサ１４１を作動させ、空気をカソード流路１１２に供給する。そして、ＥＣＵ１７０は、電力制御器１５２を制御して、燃料電池スタック１１０を発電させ、その発電電力をバッテリ１５３に充電する。その他、発電電力を抵抗（図示しない）に供給し熱に変換する構成としてもよい。
【００６９】
また、バッテリ１５３のＳＯＣ（State Of Charge）を検出するＳＯＣセンサを設け、バッテリ１５３のＳＯＣが上限ＳＯＣに到達するまで、バッテリ１５３への充電を優先し、到達後、前記抵抗に通電して熱に変換する構成としてもよい。なお、上限ＳＯＣは、バッテリ１５３の過充電を防止するための上限値である。
【００７０】
そうすると、この発電に伴って、アノード流路１１１の水素、カソード流路１１２の空気（酸素）がそれぞれ消費される。これにより、第２減圧弁１２４が適宜に開き、配管１２３ａの水素が配管１２４ａに流入する。そして、配管１２２ａの水素が配管１２３ａに流入し、配管１２２ａの圧力Ｐ１が下がり始める。この場合において、ソレノイド４３をＯＮし、第１減圧弁１を開き易くする構成としてもよい（図５の破線参照）。
【００７１】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１７０は、高圧センサ１３１を介して検出される配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１が、所定高圧ライン圧力Ｐ３（例えば１０ＭＰａ）以下であるか否か判定する（図５参照）。
所定高圧ライン圧力Ｐ３は、その後に水素処理を停止し、ソレノイド４３がＯＦＦされ閉状態（遮断状態）の第１減圧弁１においてシートリークが生じたとしても、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２がリリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力未満となるように設定される。
【００７２】
その他に、所定高圧ライン圧力Ｐ３は、次のようにしても設定される。
水素処理停止後、第１減圧弁１のシートリークにより配管１２２ａ（高圧ライン）から配管１２３ａ（中圧ライン）への流入が許容される許容水素流入量Ｑ１１ｉｎは式（４）で与えられ、配管１２２ａ（高圧ライン）からの流出が許容される許容水素流出量Ｑ１１ｏｕｔは式（４）で与えられる。
【００７３】
Ｑ１１ｉｎ＝ｆ（Ｐ１２、Ｖｔ）−ｆ（Ｐ１０、Ｖｔ） …（３）
Ｑ１１ｏｕｔ＝ｆ（Ｐ３、Ｖｋ）−ｆ（Ｐ１２、Ｖｋ） …（４）
【００７４】
式（３）〜式（４）において、各パラメータは次の通りである。
Ｐ１０：水素処理停止時（ソーク開始時）における配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力
Ｐ１２：リリーフ弁１２６の所定リリーフ圧力
Ｐ３：所定高圧ライン圧力Ｐ３
Ｖｔ：配管１２３ａ（中圧ライン）の容積
Ｖｋ：配管１２２ａ（高圧ライン）の容積
そして、ｆ（Ｐ、Ｖ）は、圧力Ｐと容積Ｖとの関数であることを示している。
【００７５】
すなわち、式（３）は、許容水素流入量Ｑ１１ｉｎは、リリーフ弁１２６の開く時に配管１２３ａに存在する水素量（Ｌ）から、水素処理停止時（第２遮断弁１２３の閉弁時、ソーク開始時）に配管１２３ａに存在する水素量（Ｌ）を減算することで得られる、ことを示している。
また、式（４）は、許容水素流出量Ｑ１１ｏｕｔは、配管１２２ａが所定高圧ライン圧力Ｐ３である場合において配管１２２ａに存在する水素量（Ｌ）から、配管１２２ａが所定リリーフ圧力Ｐ１２である場合において配管１２２ａに存在する水素量（Ｌ）を減算することで得られる、ことを示している。
【００７６】
そして、式（４）は、式（５）に変形され、さらに、「Ｑ１１ｉｎ＝Ｑ１１ｏｕｔ」であるから、式（５）に式（３）を代入すると式（６）を得る。
【００７７】
ｆ（Ｐ３、Ｖｋ）＝Ｑ１１ｏｕｔ＋ｆ（Ｐ１２、Ｖｋ） …（５）
ｆ（Ｐ３、Ｖｋ）＝ｆ（Ｐ１２、Ｖｔ）−ｆ（Ｐ１０、Ｖｔ）＋ｆ（Ｐ１２、Ｖｋ） …（６）
【００７８】
式（６）において、配管１２３ａの容積Ｖｔ、配管１２２ａの容積Ｖｋ、所定リリーフ圧力Ｐ１２は固定値であるから、ステップＳ１０５の判定毎に、配管１２３ａの圧力Ｐ２を検出し、これを式（６）の水素処理停止時の圧力Ｐ１０として、判定基準となる所定高圧ライン圧力Ｐ３を算出することもできる。
【００７９】
配管１２２ａの圧力Ｐ１が所定高圧ライン圧力Ｐ３以下であると判定した場合（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０６に進む。一方、配管１２２ａの圧力Ｐ１が所定高圧ライン圧力Ｐ３以下でないと判定した場合（Ｓ１０５・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１０６の判定を繰り返す。
【００８０】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ１７０は、水素処理を停止する。
具体的には、ＥＣＵ１７０は、燃料電池スタック１１０の発電を停止させ、コンプレッサ１４１を停止させる。
【００８１】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１７０は、第２遮断弁１２３を閉じる。
その後、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０２に戻り、一連の処理を繰り返す。なお、このように一連の処理を繰り返す場合において、ステップＳ１０２の判定結果が再度「Ｙｅｓ」となった場合、例えば、第１遮断弁１２２においてシートリークしている虞があるので、警告灯（図示しない）を点灯させ、運転者に報知する構成としてもよい。
【００８２】
≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システムによれば、次の効果を得る。
第１遮断弁１２２、第２遮断弁１２３及び第１減圧弁１に閉指令を出力している場合において、圧力上昇量ΔＰ２が所定圧力上昇量ΔＰ０以上であり（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、第１減圧弁１内のシートリークにより、リリーフ弁１２６が開いてしまう虞があると判断し、第２遮断弁１２３を開き、配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１を所定高圧ライン圧力Ｐ３以下に低下させるので（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、その後にリリーフ弁１２６が開かず、水素が外部に放出されることはない。
【００８３】
≪第１実施形態−変形例≫
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、後記する実施形態と組み合わせたり、次のように変更できる。
【００８４】
図４のステップＳ１０２に代えて、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２が所定圧力以上であるか否か判定し、圧力Ｐ２が所定圧力以上である場合、ステップＳ１０４に進む構成としてもよい。所定圧力は、リリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力Ｐ１２よりも低い圧力であって、その後に、リリーフ弁１２６が開く虞があると判断される圧力に設定される。なお、このような判定は、ステップＳ１０１（又はステップＳ１０７）から所定時間経過後に実行することが好ましい。
【００８５】
前記した実施形態では、水素処理方法として、燃料電池スタック１１０を発電させることで水素を消費する方法を例示したが、その他に例えば、燃料電池スタック１１０を発電させずに、パージ弁１２７を適宜に開き、水素を排出する方法でもよい。なお、この方法の場合、希釈器１４２（ガス処理手段）において、パージ弁１２７からの水素をカソードオフガスで希釈した後、車外に排出する。
【００８６】
前記した実施形態では、ガスが水素である構成を例示したが、ガスの種類はこれに限定されず、例えば、窒素、アルゴン、ＣＮＧガス等でもよい。
【００８７】
前記した実施形態では、ガス供給システムが燃料電池車に搭載された燃料電池システム１００に組み込まれた構成を例示したが、適用箇所はこれに限定されず、例えば、定置型の燃料電池システムに組み込まれた構成でもよい。
【００８８】
≪第２実施形態≫
本発明の第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００８９】
第２実施形態では、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０１の後、ステップＳ２０１に進む。
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ１７０は、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２が所定圧力上昇量ΔＰ０上昇するまでに経過した経過時間Δｔ１が、所定経過時間Δｔ２以下であるか否か判定する。なお、ＥＣＵ１７０は、中圧センサ１３２を介して検出される配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２に基づいて直前の所定圧力上昇量ΔＰ０上昇するまでに経過した経過時間Δｔ１を算出している。
【００９０】
所定圧力上昇量ΔＰ０は、事前試験等に基づいて、誤判定を防止しつつ（小さすぎると誤判定し易くなる）、早期な判定を可能とする上昇量（例えば１００ｋＰａ）に設定されている。所定経過時間Δｔ２は、経過時間Δｔ１がこれ以下であると、その後に、配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力Ｐ２がリリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力Ｐ１２に到達すると判断される経過時間（例えば１分間）に設定されている（図５参照）。なお、所定圧力上昇量ΔＰ０が大きくなると、所定経過時間Δｔ２が長くなる。
【００９１】
経過時間Δｔ１は所定経過時間Δｔ２以下であると判定した場合（Ｓ２０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０３に進む。一方、経過時間Δｔ１は所定経過時間Δｔ２以下でないと判定した場合（Ｓ２０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０はステップＳ２０１の判定を繰り返す。
【００９２】
第２実施形態では、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０４の後、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１７０は、現在の配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１が、ステップＳ１０４における水素処理開始時の配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力Ｐ１の１／２以下であるか否か判定する。ただし、１／２に限定されず、１／３、１／４等に適宜変更してよい。
【００９３】
１／２以下であると判定した場合（Ｓ２０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ１０６に進む。一方、１／２以下でないと判定した場合（Ｓ２０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ２０２の判定を繰り返す。
【００９４】
≪第２実施形態−変形例≫
前記した実施形態において、例えば、ステップＳ２０１の判定結果が２回連続してＹｅｓとなった場合、２回目の「Ｓ２０１・Ｙｅｓ」の後、ステップＳ２０２に代えて、図４のステップＳ１０５の処理を実行するようにしてもよい。
【００９５】
≪第３実施形態≫
本発明の第３実施形態について、図７〜図８を参照して説明する。第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００９６】
第３実施形態では、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１０１後、ステップＳ２０１の判定処理（図６参照）を実行し、ステップＳ２０１・Ｙｅｓと判定した場合、ステップＳ３００の故障部位推定処理を実行する。一方、ステップＳ２０１・Ｎｏと判定した場合、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ２０１の判定を繰り返す。
【００９７】
＜故障部位推定処理＞
ステップＳ３００の故障部位推定処理（故障部位診断処理）について、図８を参照して説明する。
ステップＳ３０１において、ＥＣＵ１７０は、第１遮断弁１２２、第２遮断弁１２３及び第１減圧弁１への閉指令の出力前後において、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが、水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎと等しいか否か判定する。
【００９８】
水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔは、配管１２２ａ（高圧ライン）から配管１２３ａ（中圧ライン）に流出した水素流出量であり、式（７）で与えられる。
水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎは、配管１２２ａ（高圧ライン）から配管１２３ａ（中圧ライン）に流入した水素流入量であり、式（８）で与えられる。
【００９９】
Ｑ２（高圧）ｏｕｔ＝ｆ（Ｐ２５、Ｖｋ）−ｆ（Ｐ２４、Ｖｋ） …（７）
Ｑ３（中圧）ｉｎ＝ｆ（Ｐ２１、Ｖｔ）−ｆ（Ｐ２０、Ｖｔ） …（８）
【０１００】
式（７）〜式（８）において、各パラメータは次の通りである。
Ｐ２５：初期時の配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力
Ｐ２４：故障部位推定処理時の配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力
Ｖｋ：配管１２２ａ（高圧ライン）の容積
Ｐ２１：初期時の配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力
Ｐ２０：故障部位推定処理時の配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力
Ｖｔ：配管１２３ａ（中圧ライン）の容積
【０１０１】
なお、初期時は、第１遮断弁１２２、第２遮断弁１２３及び第１減圧弁１への閉指令の出力前である。故障部位推定処理時は、第１遮断弁１２２、第２遮断弁１２３及び第１減圧弁１への閉指令の出力中である。
また、圧力Ｐ２５、圧力Ｐ２４は高圧センサ１３１を介して検出され、圧力Ｐ２１、圧力Ｐ２０は中圧センサ１３２を介して検出される。容積Ｖｋ、容積Ｖｔは固定値である。
【０１０２】
水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔは水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎと等しいと判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ３０２に進む。一方、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔは水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎと等しくないと判定した場合（Ｓ３０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ３０３に進む。
【０１０３】
ステップＳ３０２において、ＥＣＵ１７０は、第１減圧弁１は遮断不良である、つまり、第１減圧弁１においてシートリークが発生していると推定し、これをフラグ等で一時的に記憶する。なお、後記するステップＳ３０４、Ｓ３０５と区別して記憶し、そして、区別して報知（警告ランプの点灯数を変化等）する構成としてもよい。
その後、ＥＣＵ１７０の処理は、ＥＮＤを通って、図７のステップＳ１０３に進む。
【０１０４】
ステップＳ３０３において、ＥＣＵ１７０は、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎよりも大きいか否か判定する。
【０１０５】
水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎよりも大きいと判定した場合（Ｓ３０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ３０４に進む。
一方、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎよりも大きくないと判定した場合（Ｓ３０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ１７０の処理は、ステップＳ３０５に進む。なお、このようにステップＳ３０５に進む場合、ＥＣＵ１７０は、水素流出量Ｑ２（高圧）ｏｕｔが水素流入量Ｑ３（中圧）ｉｎよりも小さいと判断している。
【０１０６】
ステップＳ３０４において、ＥＣＵ１７０は、第１減圧弁１は遮断不良であると共に、配管１２３ａ（中圧ライン又は高圧ライン）はシール不良であると推定し、これをフラグ等で一時的に記憶する。なお、配管１２３ａ（中圧ライン）がシール不良であるとは、例えば、配管１２３ａと第１減圧弁１等との接続部分におけるシールが不良であり、このシール不良部分から水素がリークしていることを意味する。
その後、ＥＣＵ１７０の処理は、ＥＮＤを通って、図７のステップＳ１０３に進む。
【０１０７】
ステップ３０５において、ＥＣＵ１７０は、第１減圧弁１は遮断不良であると共に、第１遮断弁１２２はシール不良であると推定し、これをフラグ等で一時的に記憶する。なお、第１遮断弁１２２がシール不良であるとは、例えば、第１遮断弁１２２内において、弁座とこれに着座した弁体とのシールが不良であり、このシール不良部分から水素がリークしていることを意味する。
その後、ＥＣＵ１７０の処理は、ＥＮＤを通って、図７のステップＳ１０３に進む。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 第１減圧弁
２０ 弁体
１００ 燃料電池システム（ガス供給システム）
１１０ 燃料電池スタック（ガス処理手段）
１２１ 水素タンク（ガス供給源）
１２２ 第１遮断弁
１２２ａ 配管（高圧ライン）
１２３ 第２遮断弁
１２３ａ、１２３ｂ 配管（中圧ライン）
１２６ リリーフ弁
１３１ 高圧センサ（高圧ライン圧力検出手段）
１３２ 中圧センサ（中圧ライン圧力検出手段）
１４２ 希釈器（ガス処理手段）
１７０ ＥＣＵ（制御手段）
Ｐ１ 配管１２２ａ（高圧ライン）の圧力
Ｐ２ 配管１２３ａ（中圧ライン）の圧力
Ｐ３ 所定高圧ライン圧力
Ｐ１２ リリーフ弁１２６の開く所定リリーフ圧力
Δｔ０ 所定単位時間
Δｔ１ 経過時間
Δｔ２ 所定経過時間
ΔＰ０ 所定圧力上昇量
ΔＰ２ 圧力上昇量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧のガスを供給するガス供給源と、
前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、
前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、
前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、
前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、
前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、
前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁と、
前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、
前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、
前記遮断ステップの後、所定単位時間当たりにおける前記中圧ラインの圧力上昇量が所定圧力上昇量以上である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、
を実行する
ことを特徴とするガス供給システム。
【請求項２】
高圧のガスを供給するガス供給源と、
前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、
前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、
前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、
前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、
前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、
前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁と、
前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、
前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、
前記遮断ステップの後、前記中圧ラインの圧力が所定圧力上昇量上昇するまでに経過した経過時間が、所定経過時間以下である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、
を実行する
ことを特徴とするガス供給システム。
【請求項３】
高圧のガスを供給するガス供給源と、
前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、
前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、
前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、
前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、
前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、
前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁と、
前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、
前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、
前記遮断ステップの後、前記中圧ラインの圧力が、その後に前記リリーフ弁が開くと判断される所定圧力以上である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、
を実行する
ことを特徴とするガス供給システム。
【請求項４】
高圧ラインの圧力を検出する高圧ライン圧力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記ガス処理開始ステップの後、前記高圧ラインの圧力が所定高圧ライン圧力以下となった場合、前記ガス処理手段によるガス処理を停止するガス処理停止ステップを実行し、
前記所定高圧ライン圧力は、仮にその後に前記減圧弁においてシートリークしても、前記中圧ラインの圧力が前記リリーフ圧力未満となるように設定されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス供給システム。
【請求項５】
前記中圧ラインに設けられた第２遮断弁を備え、
前記制御手段は、
前記システム停止指令を検知した場合、前記第２遮断弁を閉じ、
前記ガス処理開始ステップにおいてガス処理を開始する前に、前記第２遮断弁を開く
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガス供給システム。
【請求項１】
高圧のガスを供給するガス供給源と、
前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、
前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、
前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、
前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、
前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、
前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁と、
前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、
前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、
前記遮断ステップの後、所定単位時間当たりにおける前記中圧ラインの圧力上昇量が所定圧力上昇量以上である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、
を実行する
ことを特徴とするガス供給システム。
【請求項２】
高圧のガスを供給するガス供給源と、
前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、
前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、
前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、
前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、
前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、
前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁と、
前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、
前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、
前記遮断ステップの後、前記中圧ラインの圧力が所定圧力上昇量上昇するまでに経過した経過時間が、所定経過時間以下である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、
を実行する
ことを特徴とするガス供給システム。
【請求項３】
高圧のガスを供給するガス供給源と、
前記ガス供給源の下流に設けられ、開閉することで前記ガス供給源からのガスを供給／遮断する第１遮断弁と、
前記第１遮断弁の二次側に接続され、高圧のガスが通流する高圧ラインと、
前記高圧ラインの下流側に接続され、ガスを減圧する減圧機構と、その弁体を閉位置で保持することでガスを遮断する遮断機構と、を有する減圧弁と、
前記減圧弁の二次側に接続され、前記減圧弁で減圧された中圧のガスが通流する中圧ラインと、
前記中圧ラインの下流に設けられ、前記中圧ラインからのガスを処理するガス処理手段と、
前記中圧ラインに設けられ、前記中圧ラインの圧力が所定リリーフ圧力以上である場合に開くリリーフ弁と、
前記中圧ラインの圧力を検出する中圧ライン圧力検出手段と、
前記第１遮断弁、前記遮断機構、及び、前記ガス処理手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
システム停止指令を検知した場合、前記第１遮断弁及び前記遮断機構に閉指令を出力する遮断ステップと、
前記遮断ステップの後、前記中圧ラインの圧力が、その後に前記リリーフ弁が開くと判断される所定圧力以上である場合、前記ガス処理手段によるガス処理を開始するガス処理開始ステップと、
を実行する
ことを特徴とするガス供給システム。
【請求項４】
高圧ラインの圧力を検出する高圧ライン圧力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記ガス処理開始ステップの後、前記高圧ラインの圧力が所定高圧ライン圧力以下となった場合、前記ガス処理手段によるガス処理を停止するガス処理停止ステップを実行し、
前記所定高圧ライン圧力は、仮にその後に前記減圧弁においてシートリークしても、前記中圧ラインの圧力が前記リリーフ圧力未満となるように設定されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス供給システム。
【請求項５】
前記中圧ラインに設けられた第２遮断弁を備え、
前記制御手段は、
前記システム停止指令を検知した場合、前記第２遮断弁を閉じ、
前記ガス処理開始ステップにおいてガス処理を開始する前に、前記第２遮断弁を開く
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガス供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１３３６６（Ｐ２０１３−１１３３６６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９４３０（Ｐ２０１１−２５９４３０）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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