(57)【要約】【課題】燃料電池システムの起動から発電開始までに要する時間を短縮でき、かつ、燃料循環路内の圧力を精度よく検出できる、燃料電池システムのリーク判定装置を提供する。【解決手段】液体燃料電池２の温度が閾値Ａ未満である場合には、液体燃料電池２を暖めるための暖機運転が行われる。この暖機運転中に、パージ電磁弁３１および環流電磁弁４８が閉じられて、燃料循環路内の圧力が所定圧を超えると、燃料循環路における液体燃料の循環が一時停止される。そして、その停止からの所定期間に、燃料循環路内の圧力が閾値Ｂを超えて低下すると、液体または気体がリークしていると判定される。暖機運転中にリークチェックが行われるので、リークチェックだけのために要する時間をなくすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜／電極接合体を備える燃料電池と、前記燃料電池に供給される液体燃料が循環する燃料循環路と、前記燃料循環路を循環する液体燃料と気液分離されたガスを前記燃料循環路からパージするパージ弁とを備える燃料電池システムのリーク判定装置であって、
前記燃料循環路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記燃料電池の温度が所定の第１閾値未満である場合に実行され、前記燃料循環路に液体燃料を循環させることにより、前記燃料電池システムを暖める暖機運転中において、前記パージ弁を閉じ、前記燃料循環路内の圧力が所定の第２閾値を超えると、前記燃料循環路における液体燃料の循環を停止させて、その停止からの所定期間に前記圧力検出手段によって検出される圧力の低下量が所定の第３閾値よりも大きい場合に、リークが生じていると判定する暖機時判定手段とを含む、燃料電池システムのリーク判定装置。
【請求項２】
前記燃料電池の温度が所定の第４閾値よりも高い場合に実行され、前記燃料循環路に液体燃料を循環させることにより、前記燃料電池で電力を発生させる発電運転中において、前記パージ弁を閉じ、前記燃料循環路内の圧力が前記第２閾値よりも小さい第５閾値を超えると、前記燃料循環路における液体燃料の循環を停止させて、その停止からの所定期間に前記圧力検出手段によって検出される圧力の低下量が所定の第６閾値よりも大きい場合に、リークが生じていると判定する発電時判定手段をさらに含む、請求項１に記載のリーク判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムのリーク判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料電池を備える燃料電池システムが知られている。
【０００３】
液体燃料電池は、たとえば、固体高分子膜の両側にアノード（燃料極）およびカソード（酸素極）を貼り合わせて一体化した膜／電極接合体を備えている。アノードの燃料供給口には、燃料循環路の一端が接続され、アノードの燃料排出口には、燃料循環路の他端が接続されている。燃料循環路からアノードにヒドラジンなどの液体燃料が供給されるとともに、カソードに空気が供給されると、発電反応が生じ、アノードとカソードとの間に起電力が発生する。このとき、液体燃料がヒドラジンである場合には、アノードで窒素ガスが発生し、この窒素ガスが未反応の液体燃料とともに、アノードから燃料循環路に排出される。
【０００４】
このような燃料電池システムでは、液体燃料などのリークの有無をチェックする必要がある。リークチェックの手法として、たとえば、液体燃料電池の通常発電の開始前に、液体燃料電池を予備発電させて、アノードから燃料循環路に排出される窒素ガスなどにより、燃料循環路内の圧力を一定圧まで高めた後、燃料循環路を間欠的に開放し、そのときの圧力変化に基づいて、液体燃料などのリークの有無を判定する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−８６５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、かかる手法では、予備発電が実施されるため、燃料電池システムの起動から通常発電の開始までに時間がかかる。また、液体燃料電池の温度が高い状態でリークチェックが行われると、液体燃料電池内で副反応が進み、液体燃料などのリークを生じる故障が生じている場合、副反応で生成されるガス（たとえば、臭気ガス）の外部への漏出が生じる。また、その副反応によるガスの生成により、燃料循環路内の圧力の検出に誤差を生じるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、燃料電池システムの起動から発電開始までに要する時間を短縮でき、かつ、臭気ガスなどの漏出を抑制できる、燃料電池システムのリーク判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムのリーク判定装置は、膜／電極接合体を備える燃料電池と、前記燃料電池に供給される液体燃料が循環する燃料循環路と、前記燃料循環路を循環する液体燃料と気液分離されたガスを前記燃料循環路からパージするパージ弁とを備える燃料電池システムのリーク判定装置であって、前記燃料循環路内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記燃料電池の温度が所定の第１閾値未満である場合に実行され、前記燃料循環路に液体燃料を循環させることにより、前記燃料電池システムを暖める暖機運転中において、前記パージ弁を閉じ、前記燃料循環路内の圧力が所定の第２閾値を超えると、前記燃料循環路における液体燃料の循環を停止させて、その停止からの所定期間に前記圧力検出手段によって検出される圧力の低下量が所定の第３閾値よりも大きい場合に、リークが生じていると判定する暖機時判定手段とを含む。
【０００９】
この構成によれば、燃料電池の温度が第１閾値未満である場合には、燃料電池システムを暖めるための暖機運転が行われる。この暖機運転中に、パージ弁が閉じられて、燃料循環路内の圧力が第２閾値を超えると、燃料循環路における液体燃料の循環が一時停止される。そして、その停止からの所定期間に、燃料循環路内の圧力が第３閾値を超えて低下すると、液体燃料などがリークしていると判定される。
【００１０】
このように、暖機運転中に液体燃料のリークチェックが行われるので、リークチェックだけのために要する時間をなくすことができる。その結果、燃料電池システムの起動から発電開始までに要する時間を短縮することができる。
【００１１】
また、燃料電池の温度が低い状態でリークチェックが行われるので、燃料電池内での副反応量が少ない。そのため、燃料循環路内の圧力の検出に副反応で生成されるガスに起因する不具合が生じることを抑制できる。たとえば、燃料循環路からの液体燃料などのリークを生じる故障が万一生じていても、副反応で生成されるガスなどの外部への漏出を最低限に抑制することができる。また、燃料循環路内の圧力を精度よく検出することができる。
【００１２】
リーク判定装置は、燃料電池の温度が所定の第４閾値よりも高い場合に実行され、燃料循環路に液体燃料を循環させることにより、燃料電池で電力を発生させる発電運転中において、パージ弁を閉じ、燃料循環路内の圧力が第２閾値よりも小さい第５閾値を超えると、燃料循環路における液体燃料の循環を停止させて、その停止からの所定期間に圧力検出手段によって検出される圧力の低下量が所定の第６閾値よりも大きい場合に、リークが生じていると判定する発電時判定手段をさらに含む構成であってもよい。
【００１３】
このように、発電運転中にリークチェックが行われる場合には、燃料電池の温度が高いので、リークチェックのための燃料循環路内の圧力の上昇が第２閾値よりも小さい第５閾値までに抑えられることが好ましい。これにより、燃料循環路からの液体燃料などのリークを生じる故障が万一生じていても、副反応で生成されるガスなどの外部への漏出を一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃料電池システムの起動から発電開始までに要する時間を短縮することができる。また、臭気ガスなどの漏出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置が適用される燃料電池システムの構成図である。
【図２】燃料電池システムの電気的構成の要部を示すブロック図である。
【図３Ａ】燃料循環路からの液体および気体のリークの有無をチェックするための処理の流れを示すフローチャート（その１）である。
【図３Ｂ】燃料循環路からの液体および気体のリークの有無をチェックするための処理の流れを示すフローチャート（その２）である。
【図３Ｃ】燃料循環路からの液体および気体のリークの有無をチェックするための処理の流れを示すフローチャート（その３）である。
【図３Ｄ】燃料循環路からの液体および気体のリークの有無をチェックするための処理の流れを示すフローチャート（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
＜システム構成＞
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が適用される燃料電池システムの構成図である。
【００１９】
燃料電池システム１は、たとえば、モータを走行用駆動源として搭載した車両（自動車）に搭載される。燃料電池システム１は、液体燃料電池２、燃料循環機構３および給排気機構４を備えている。
【００２０】
液体燃料電池２は、所定数（たとえば、１００〜２００）のセルが一方向に積層された、いわゆるセルスタックを有している。各セルは、膜／電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）、膜／電極接合体の両側に配置されたセパレータ、および膜／電極接合体と各セパレータとの間に介在されたガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer）を備えている。
【００２１】
膜／電極接合体は、固体高分子膜１１の両側にアノード（燃料極）１２およびカソード（酸素極）１３を貼り合わせて一体化したものである。固体高分子膜１１は、たとえば、アニオン（ＯＨ−）を透過させる性質を有する。
【００２２】
セパレータの両面には、たとえば、葛折り状に屈曲した凹溝（図示せず）が形成されている。アノード１２に対向する凹溝は、燃料流路として形成されている。燃料流路の一端および他端は、それぞれ燃料入口１４および燃料出口１５に接続されている。膜／電極接合体のカソード１３に対向する凹溝は、エア流路として形成されている。エア流路の一端および他端は、それぞれエア入口１６およびエア出口１７に接続されている。
【００２３】
また、液体燃料電池２には、液体燃料電池２から出力される電力を蓄えておくための二次電池５が接続されている。
【００２４】
燃料循環機構３には、燃料供給タンク２１、循環燃料タンク２２および気液分離器２３が含まれる。
【００２５】
燃料供給タンク２１には、たとえば、液体燃料である常温のヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）が貯留されている。燃料供給タンク２１には、燃料補給管２４の一端が接続されている。燃料補給管２４の他端は、循環燃料タンク２２に接続されている。燃料補給管２４の途中部には、燃料供給ポンプ２５が介装されている。
【００２６】
循環燃料タンク２２には、電解液と混合された液体燃料、たとえば、水酸化カリウム水溶液と混合されたヒドラジンが貯留されている。循環燃料タンク２２には、燃料供給管２６の一端が接続されている。燃料供給管２６の他端は、液体燃料電池２の燃料入口１４に接続されている。燃料供給管２６の途中部には、燃料循環ポンプ２７が介装されている。
【００２７】
液体燃料電池２の燃料出口１５には、燃料排出管２８の一端が接続されている。燃料排出管２８の他端は、気液分離器２３に接続されている。
【００２８】
気液分離器２３の底部には、燃料帰還管２９の一端が接続されている。燃料帰還管２９の他端は、循環燃料タンク２２に接続されている。また、気液分離器２３の上部には、パージ管３０の一端が接続されている。パージ管３０の途中部には、パージ電磁弁３１が介装されている。
【００２９】
給排気機構４には、エアコンプレッサ４１、気液分離器４２および排ガス処理器４３が含まれる。
【００３０】
エアコンプレッサ４１の吸込口には、吸気管４４の一端が接続されている。
【００３１】
エアコンプレッサ４１の吐出口には、エア供給管４５の一端が接続されている。エア供給管４５の他端は、液体燃料電池２のエア入口１６に接続されている。
【００３２】
液体燃料電池２のエア出口１７には、エア排出管４６の一端が接続されている。エア排出管４６の他端は、気液分離器４２に接続されている。
【００３３】
気液分離器４２の底部には、還流管４７の一端が接続されている。還流管４７の他端は、気液分離器２３に接続されている。還流管４７の途中部には、還流電磁弁４８が介装されている。気液分離器４２の上部には、パージ管４９の一端が接続されている。パージ管４９の途中部には、エア背圧調整弁５０が介装されている。
【００３４】
液体燃料電池２による発電のために、燃料循環ポンプ２７が駆動される。燃料循環ポンプ２７が駆動されると、循環燃料タンク２２に貯留されている液体燃料（液体燃料を含む液体）が燃料供給管２６に吸い出される。そして、燃料供給管２６を液体燃料が流通し、その液体燃料が液体燃料電池２の燃料入口１４から液体燃料電池２の燃料流路に供給される。
【００３５】
また、液体燃料電池２による発電のために、エアコンプレッサ４１が駆動される。エアコンプレッサ４１が駆動されると、エア（大気）が吸気管４４に取り込まれる。吸気管４４に取り込まれたエアは、エアコンプレッサ４１で圧縮されて、エアコンプレッサ４１からエア供給管４５に送り出される。そして、エア供給管４５を流通するエアが液体燃料電池２のエア入口１６から液体燃料電池２のエア流路に供給される。
【００３６】
液体燃料電池２の燃料流路を液体燃料が流通し、エア流路をエアが流通すると、液体燃料電池２において、発電反応（電気化学反応）が生じ、その電気化学反応による起電力が発生する。
【００３７】
具体的には、アノード１２において、反応式（１）で示される反応が生じ、窒素ガス（Ｎ２）、水（Ｈ２Ｏ）および電子（ｅ−）が生成される。電子は、外部回路（図示せず）を介して、カソード１３に移動する。窒素ガスおよび水は、未反応の液体燃料とともに、燃料流路から燃料出口１５を通して燃料排出管２８に流出する。一方、カソード１３では、反応式（２）で示される反応が生じ、アニオン（ＯＨ−）が生成される。アニオンは、固体高分子膜１１を透過して、アノード１２に移動する。
【００３８】
Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−    ・・・（１）
【００３９】
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−    ・・・（２）
【００４０】
この結果、アノード１２とカソード１３との間に、発電反応（電気化学反応）による起電力が発生する。
【００４１】
液体燃料電池２の燃料流路を流通した液体は、燃料出口１５から燃料排出管２８に排出される。燃料排出管２８に排出される液体には、ヒドラジン、窒素ガスおよび水が含まれる。燃料排出管２８に排出される液体は、燃料排出管２８を通して、気液分離器２３に流入する。気液分離器２３では、燃料排出管２８から流入する液体からその液体に含まれる気体が分離される。
【００４２】
脱気された液体は、気液分離器２３内の下部（底部）に集まり、気液分離器２３から燃料帰還管２９を通して循環燃料タンク２２に戻る。
【００４３】
こうして、液体燃料を含む液体は、循環燃料タンク２２、燃料供給管２６、液体燃料電池２の燃料流路、燃料排出管２８、気液分離器２３および燃料帰還管２９を含む燃料循環路を循環する。
【００４４】
気液分離器２３内で液体から分離された気体は、気液分離器２３からパージ管３０に流出し、パージ管３０を排ガス処理器４３に向けて流通する。そして、パージ管３０を流通する気体は、排ガス処理器４３を経由して、大気に放出される。気体が排ガス処理器４３を経由することにより、気体から有害物質などが除去される。
【００４５】
液体燃料電池２のエア流路を流通したエアは、エア出口１７からエア排出管４６に排出される。
【００４６】
液体燃料電池２内では、水および液体燃料が膜／電極接合体のアノード１２から固体高分子膜１１を透過してカソード１３に移動する、いわゆるクロスリークが発生する。そのため、エア排出管４６に流出するエアには、そのクロスリークした液体燃料および水の蒸気が含まれる。
【００４７】
エア排出管４６に流出した気体は、エア排出管４６を流通して、気液分離器４２に流入する。気液分離器４２では、エア排出管４６から流入する気体とそのエアに含まれる液体とが分離される。
【００４８】
液体が除去された気体は、気液分離器４２からパージ管４９に流出し、パージ管４９を排ガス処理器４３に向けて流通する。そして、パージ管４９を流通する気体は、排ガス処理器４３を経由して、大気に放出される。気体が排ガス処理器４３を経由することにより、気体から有害物質などが除去される。
【００４９】
一方、脱気された液体は、気液分離器４２内の下部（底部）に集まる。還流電磁弁４８が閉じられている間、その液体は、気液分離器４２内の下部に溜められる。気液分離器４２内に溜められた液体は、還流制御が実行されることにより、気液分離器４２から循環燃料タンク２２に液体を還流される。具体的には、還流制御では、エア背圧調整弁５０の開度が小さくされて、気液分離器４２内の圧力が通常よりも高められた状態で、還流電磁弁４８が開かれる。気液分離器４２内の液体は、気液分離器４２内の圧力により、還流管４７を通して、気液分離器２３に送られる。気液分離器２３に流入した液体は、気液分離器２３内の下部（底部）に集まり、燃料帰還管２９を流通して、燃料帰還管２９から循環燃料タンク２２に戻る。
【００５０】
燃料電池システム１の稼働中に、循環燃料タンク２２に液体燃料を補給する必要が生じると、燃料供給ポンプ２５が駆動される。燃料供給ポンプ２５が駆動されると、燃料供給タンク２１から燃料補給管２４に液体燃料が汲み出される。そして、その液体燃料が燃料補給管２４を通して循環燃料タンク２２に供給される。
【００５１】
＜電気的構成＞
【００５２】
図２は、燃料電池システムの電気的構成の要部を示すブロック図である。
【００５３】
燃料電池システム１は、ＦＣ−ＥＣＵ（電子制御ユニット）６１を備えている。ＦＣ−ＥＣＵ６１は、ＣＰＵ６２およびメモリ６３を含む。
【００５４】
ＦＣ−ＥＣＵ６１には、燃料電池システム１設けられた各種センサが接続されている。各種センサには、圧力センサ６４、温度センサ６５および燃料濃度センサ６６が含まれる。圧力センサ６４は、燃料循環路内の圧力として、たとえば、燃料排出管２８内の圧力を検出する。温度センサ６５は、液体燃料電池２の温度を検出する。温度センサ６５は、液体燃料電池２の温度を直接検出するものであってもよいし、たとえば、燃料出口１５から燃料排出管２８に流出した液体の温度を検出し、その液体の温度から液体燃料電池２の温度を推定して出力するものであってもよい。燃料濃度センサ６６は、燃料循環路を循環する液体燃料の濃度を検出する。
【００５５】
また、ＦＣ−ＥＣＵ６１は、車両に搭載されている車両ＥＣＵ７１と双方向に通信可能に接続されている。車両ＥＣＵ７１は、車両に備えられているアクセルペダルの操作量などに基づいて、走行用駆動源であるモータの駆動に必要な電力に応じた要求電力をＦＣ−ＥＣＵ６１に入力する。
【００５６】
ＦＣ−ＥＣＵ６１は、車両ＥＣＵ７１から入力される要求電力および各種センサから入力される信号に基づいて、燃料供給ポンプ２５、燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動を制御し、パージ電磁弁３１、還流電磁弁４８およびエア背圧調整弁５０の開閉を制御する。
【００５７】
＜リークチェック処理＞
【００５８】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄは、燃料循環路からの液体および気体のリークの有無をチェックするための処理の流れを示すフローチャートである。
【００５９】
車両のイグニッションキースイッチがオンにされている間、ＦＣ−ＥＣＵ６１により、燃料循環路からの液体および気体のリークの有無をチェック（以下、単に「リークチェック」という。）するための処理が一定の制御周期で繰り返し実行される。
【００６０】
この処理では、まず、温度センサ６５によって検出されている液体燃料電池２の温度（以下「スタック温度」という。）が所定の閾値Ａ未満であるか否かが判定される（ステップＳ１）。
【００６１】
たとえば、イグニッションキースイッチがオンにされた直後の冷間時で、スタック温度が閾値Ａ未満である場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、燃料電池システム１の暖機のための暖機制御（暖機運転）が開始される（ステップＳ２）。暖機制御では、パージ電磁弁３１が開かれて、燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１が駆動される。これにより、液体燃料電池２に液体燃料が供給され、液体燃料電池２で発電反応が生じる。このとき発生する反応熱により、液体燃料電池２などが暖機される。このとき、液体燃料電池２における発熱量を増大させるため、燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１は、液体燃料電池２での発電効率が低くなるように、その駆動が制御される。
【００６２】
暖機制御の開始後、所定の低温時条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ３）。低温時条件は、スタック温度が閾値Ａ未満である低温時に、リークチェックを実行するか否かを決定するための条件であり、たとえば、前回のリークチェックの実行から所定時間が経過しているという条件である。
【００６３】
低温時条件が成立している場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、リークチェックの実行が決定され、パージ電磁弁３１および環流電磁弁４８が閉じられる（ステップＳ４）。パージ電磁弁３１が閉じられると、液体燃料電池２における発電反応で生成される窒素ガスなどが燃料循環路に滞留し、燃料循環路内の圧力が上昇する。
【００６４】
その後、圧力センサ６４の出力が参照されて、圧力センサ６４によって検出される燃料循環路内の圧力が所定圧を超えたか否かが判定される（ステップＳ５）。このときの所定圧は、たとえば、燃料電池システム１で許容される最大圧からスタック温度に応じた補正値Ａを減じた値に設定される。補正値Ａは、スタック温度が高いほど大きい値に設定される。
【００６５】
燃料循環路内の圧力が所定圧を超えるまで、パージ電磁弁３１および環流電磁弁４８を閉じた状態が維持される（ステップＳ５のＮＯ、ステップＳ４）。燃料循環路内の圧力が所定圧を超えると（ステップＳ５のＹＥＳ）、リークチェックが開始される（ステップＳ６）。すなわち、燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動が停止されて、液体燃料電池２における発電が停止される。そして、圧力センサ６４によって検出される燃料循環路内の圧力が監視される。
【００６６】
燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動停止から一定時間が経過すると（ステップＳ７のＹＥＳ）、その一定時間における燃料循環路内の圧力の低下量が求められ、圧力低下量が所定の閾値Ｂを超えているか否かが判定される（ステップＳ８）。
【００６７】
燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動停止からの一定時間に閾値Ｂを超える圧力の低下が生じた場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、燃料循環路からの液体または気体のリークが検出されたと判断され（ステップＳ９）、その旨がＦＣ−ＥＣＵ６１のメモリ６３に記憶されて、燃料電池システム１の運転が停止される。
【００６８】
一方、燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動停止からの一定時間における燃料循環路内の圧力の低下量が閾値Ｂ以下であれば（ステップＳ８のＮＯ）、燃料循環路からの液体および気体のリークはないと判断される。そして、スタック温度が所定の閾値Ｃを超えたか否かが判定される（ステップＳ１０）。また、暖機制御の開始後、低温時条件が成立していない場合にも（ステップＳ３のＮＯ）、スタック温度が所定の閾値Ｃを超えたか否かが判定される（ステップＳ１０）。閾値Ｃは、暖機制御を終了するか否かを判定する閾値であり、スタック温度が閾値Ｃ以下である場合には、ステップＳ２に戻り、暖機制御が継続される。スタック温度が閾値Ｃを超えると、暖機制御が終了されて、この処理がリターンされる。
【００６９】
この処理の開始時に、スタック温度が閾値Ａ以上である場合には（ステップＳ１のＮＯ）、つづいて、スタック温度が所定の閾値Ｄを超えているか否かが判定される（ステップＳ１１）。スタック温度が閾値Ｄ以下である場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、この処理がリターンされる。
【００７０】
スタック温度が閾値Ｄを超えている場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、所定の暖機後条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１２）。暖機後条件は、暖機後に液体燃料電池２が通常発電を行っているときに、リークチェックを実行するか否かを決定するための条件であり、たとえば、車両ＥＣＵ７１から入力される要求電力が所定値を下回っているという条件、二次電池５のＳＯＣ（State Of Charge）が所定値を超えているという条件、前回のリークチェックの実行から所定時間が経過しているという条件、または、これらの条件を組み合わせた（ＡＮＤ）条件である。
【００７１】
暖機後条件が成立している場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、リークチェックの実行が決定され、パージ電磁弁３１および環流電磁弁４８が閉じられる（ステップＳ１３）。パージ電磁弁３１が閉じられると、液体燃料電池２における発電反応で生成される窒素ガスなどが燃料循環路に滞留し、燃料循環路内の圧力が上昇する。
【００７２】
その後、圧力センサ６４の出力が参照されて、圧力センサ６４によって検出される燃料循環路内の圧力が所定圧を超えたか否かが判定される（ステップＳ１４）。このときの所定圧は、暖機制御中のリークチェック時に設定される所定圧よりも低く、たとえば、燃料電池システム１の通常発電時に燃料循環路内に発生する最大圧（実動最大圧）にスタック温度に応じた補正値Ｂを加えた値に設定される。補正値Ｂは、スタック温度が低いほど大きい値に設定される。
【００７３】
燃料循環路内の圧力が所定圧を超えるまで、パージ電磁弁３１および環流電磁弁４８を閉じた状態が維持される（ステップＳ１４のＮＯ、ステップＳ１３）。燃料循環路内の圧力が所定圧を超えると（ステップＳ１４のＹＥＳ）、リークチェックが開始される（ステップＳ１５）。すなわち、燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動が停止されて、液体燃料電池２における発電が停止される。そして、圧力センサ６４によって検出される燃料循環路内の圧力が監視される。
【００７４】
燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動停止から一定時間が経過すると（ステップＳ１６のＹＥＳ）、その一定時間における燃料循環路内の圧力の低下量が求められ、圧力低下量が所定の閾値Ｅを超えているか否かが判定される（ステップＳ１７）。
【００７５】
燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動停止からの一定時間に閾値Ｅを超える圧力の低下が生じた場合には（ステップＳ１７のＹＥＳ）、燃料循環路からの液体または気体のリークが検出されたと判断され（ステップＳ１８）、その旨がＦＣ−ＥＣＵ６１のメモリ６３に記憶されて、燃料電池システム１の運転が停止される。
【００７６】
一方、燃料循環ポンプ２７およびコンプレッサ４１の駆動停止からの一定時間における燃料循環路内の圧力の低下量が閾値Ｅ以下であれば（ステップＳ１７のＮＯ）、燃料循環路からの液体および気体のリークはないと判断されて、この処理がリターンされる。
【００７７】
以上のように、液体燃料電池２の温度が閾値Ａ未満である場合には、液体燃料電池２を暖めるための暖機運転が行われる。この暖機運転中に、パージ電磁弁３１および環流電磁弁４８が閉じられて、燃料循環路内の圧力が所定圧を超えると、燃料循環路における液体燃料の循環が一時停止される。そして、その停止からの所定期間に、燃料循環路内の圧力が閾値Ｂを超えて低下すると、液体または気体がリークしていると判定される。
【００７８】
このように、暖機運転中にリークチェックが行われるので、リークチェックだけのために要する時間をなくすことができる。その結果、燃料電池システム１の起動から発電開始までに要する時間を短縮することができる。
【００７９】
また、液体燃料電池２の温度が低い状態でリークチェックが行われるので、液体燃料電池２内での副反応量が少ない。そのため、圧力センサ６４による燃料循環路内の圧力の検出に副反応で生成されるガスに起因する不具合が生じることを抑制できる。すなわち、燃料循環路からの液体または気体のリークを生じる故障が万一生じていても、副反応で生成されるガス（臭気ガスなど）の外部への漏出を最低限に抑制することができる。また、圧力センサ６４により、燃料循環路内の圧力を精度よく検出することができる。
【００８０】
また、燃料電池システム１の発電運転中、つまり液体燃料電池２の通常発電中にリークチェックが行われる場合には、液体燃料電池２の温度が高いので、リークチェックのための燃料循環路内の圧力の上昇が暖機運転中のリークチェックの際に設定される所定圧よりも低い所定圧までに抑えられる。これにより、燃料循環路からの液体または気体のリークを生じる故障が万一生じていても、副反応で生成されるガスの外部への漏出を一層抑制することができる。
【００８１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００８２】
たとえば、液体燃料電池２の通常発電中にリークチェックが行われる場合、リークチェックのための液体燃料電池２の発電停止に伴い、車両のモータの駆動などに使用される電力が二次電池５から持ち出される。そこで、リークチェックの実行前に、二次電池５のＳＯＣを上昇させるべく、車両ＥＣＵ７１から入力される要求電力に所定電力を加えた電力が液体燃料電池２から出力されるように、液体燃料電池２の発電が制御されてもよい。これにより、リークチェック中に、二次電池５の残量が低下しすぎることを防止できる。
【００８３】
また、液体燃料電池２の通常発電中のリークチェックが開始された後、二次電池５のＳＯＣが所定値以下に低下した場合には、リークチェックが中止されて、液体燃料電池２の通常発電が直ちに再開されてもよい。
【００８４】
また、前述の実施形態では、燃料電池システム１が車両に搭載された場合を例にとった。しかしながら、燃料電池システム１は、車両以外の装置に搭載されてもよいし、それ単独で電源として構成されてもよい。
【００８５】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１    燃料電池システム
２    液体燃料電池（燃料電池）
２２  循環燃料タンク（燃料循環路）
２６  燃料供給管（燃料循環路）
２８  燃料排出管（燃料循環路）
２３  気液分離器（燃料循環路）
２９  燃料帰還管（燃料循環路）
３１  パージ電磁弁（パージ弁）
６１  ＦＣ−ＥＣＵ（リーク判定装置）
６２  ＣＰＵ（暖機時判定手段、発電時判定手段）
６４  圧力センサ（圧力検出手段、リーク判定装置）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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