(57)【要約】【課題】リレーの溶着故障の検出精度を高めることができる。【解決手段】燃料電池と、燃料電池から入力される電圧を昇圧して出力するコンバータと、電気を蓄積する蓄電部と、蓄電部から入力される電圧を制御して配線に供給可能な電圧制御部と、コンバータおよび電圧制御部から入力される直流の電力を交流の電力に変換して負荷に出力する駆動回路と、燃料電池と駆動回路との間の電気的な接続と遮断とを切り替えるリレーと、リレーよりも燃料電池の側の指標電流の値を取得する指標電流取得部と、リレーとコンバータとの間の第１指標電圧の値を取得する第１指標電圧取得部と、制御部と、を備え、制御部は、燃料電池システムが停止する際、指標電流取得部および第１指標電圧取得部を用いた異なる判定方法によって、リレーの溶着の有無を判定する、燃料電池システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池から入力される電圧を昇圧して出力するコンバータと、
電気を蓄積する蓄電部と、
前記コンバータの出力側の配線に接続され、前記蓄電部から入力される電圧を制御して前記配線に供給可能な電圧制御部と、
前記配線に接続され、負荷を駆動する駆動回路と、
前記配線における前記電圧制御部が接続された位置と前記コンバータとの間に配され、前記燃料電池と前記駆動回路との間の電気的な接続と遮断とを切り替えるリレーと、
前記リレーよりも前記燃料電池の側の指標電流の値を取得する指標電流取得部と、
前記リレーと前記コンバータとの間の第１指標電圧の値を取得する第１指標電圧取得部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池システムが停止する際、前記電圧制御部からの電力が供給されない状態にするとともに前記リレーを遮断状態にして、前記駆動回路に指示をして前記負荷による放電を実行させた際の前記指標電流の値と第１設定値とを比較して前記リレーに溶着がないことを判定する初期電流判定を実行し、
前記初期電流判定において前記指標電流の値が前記第１設定値を超えない場合、前記リレーに溶着がないと判定し、
前記初期電流判定において前記指標電流の値が前記第１設定値以上である場合、前記リレーに溶着がないと判定できないとして、前記電圧制御部からの電力が供給される状態にするとともに前記リレーを接続状態にして前記電圧制御部と前記駆動回路との間の高圧側電圧を第１電圧に昇圧させた第１状態に移行させてから、前記電圧制御部からの電力が供給される状態にしたまま前記リレーを遮断状態にして前記高圧側電圧を前記第１電圧より低い第２電圧に降圧させた第２状態に移行させ、前記第１状態と前記第２状態との間における前記第１指標電圧の値の差と第２設定値とを比較する再判定を実行し、
前記再判定において前記第１指標電圧の値の差が前記第２設定値以上である場合、前記リレーは溶着していると判定する、燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記燃料電池と前記コンバータとの間の第２指標電圧の値を取得する第２指標電圧取得部を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池システムが停止する際、前記電圧制御部からの電力が供給されない状態にするとともに前記リレーを遮断状態にした後であって前記初期電流判定を実行する前に、前記第２指標電圧の値と第３設定値とを比較する比較判定を実行し、
前記比較判定において前記第２指標電圧の値が前記第３設定値以上である場合、前記初期電流判定を実行し、
前記比較判定において前記第２指標電圧の値が前記第３設定値を超えない場合、前記指示による放電の前後における前記第１指標電圧の値の差と第４設定値とを比較して前記リレーに溶着がないことを判定する初期電圧判定を実行し、
前記初期電圧判定において前記第１指標電圧の値の差が前記第４設定値を超えない場合、前記リレーに溶着がないと判定し、
前記初期電圧判定において前記第１指標電圧の値の差が前記第４設定値以上である場合、前記リレーに溶着がないと判定できないとして、前記再判定を実行する、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記リレーは溶着している旨の報知を行う報知部を備え、
前記制御部は、前記リレーは溶着していると判定したとき、前記報知部に前記旨の報知をさせる、燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムには、燃料ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、燃料電池からの給電を受けて駆動用モータなどの負荷を制御するパワーコントローラと、の間に、電気的な接続と遮断とを切り替えるリレーを備えた構成が知られている。リレーは、直流電源の正負のラインの双方に設けられるのが一般的である。こうした燃料電池システムには、燃料電池の起動時や終了時に、リレー接点（以下、単にリレーとも言う）の溶着を判定する処理を行うものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９８０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の燃料電池システムでは、燃料電池の発電を終了する際、電源ラインの片側のリレーをオフに切り替えて、パワーコントローラによる駆動用モータなどの負荷の運転を試みる。オフとした側のリレーに溶着が起きていなければ、パワーコントローラへの燃料電池側からの給電は行われないから、パワーコントローラ側の電源ライン間の電圧は、内臓のコンデンサの電荷を使い切ることになり、急激に低下する。リレーに溶着が生じていると、燃料電池からの給電はしばらく継続するため、パワーコントローラの電源ラインの電圧降下は、リレーの溶着がない場合より、ゆっくりとしたものとなる。このため、この電圧を判別すれば、リレーの溶着故障の有無を判別することができる。また、電圧によらず、リレーをオフにした後に燃料電池側からパワーコントローラ側へ流れる電流を検出することでも、リレーの溶着故障の発生を検出することができる。
【０００５】
かかる燃料電池システムは、燃料電池側とパワーコントローラ側とを切り分けるリレーの溶着故障を検出できる優れたものであるが、リレーの溶着故障の検出精度を更に高めたいという要請があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池から入力される電圧を昇圧して出力するコンバータと、電気を蓄積する蓄電部と、前記コンバータの出力側の配線に接続され、前記蓄電部から入力される電圧を制御して前記配線に供給可能な電圧制御部と、前記配線に接続され、負荷を駆動する駆動回路と、前記配線における前記電圧制御部が接続された位置と前記コンバータとの間に配され、前記燃料電池と前記駆動回路との間の電気的な接続と遮断とを切り替えるリレーと、前記リレーよりも前記燃料電池の側の指標電流の値を取得する指標電流取得部と、前記リレーと前記コンバータとの間の第１指標電圧の値を取得する第１指標電圧取得部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記燃料電池システムが停止する際、前記電圧制御部からの電力が供給されない状態にするとともに前記リレーを遮断状態にして、前記駆動回路に指示をして前記負荷による放電を実行させた際の前記指標電流の値と第１設定値とを比較して前記リレーに溶着がないことを判定する初期電流判定を実行し、前記初期電流判定において前記指標電流の値が前記第１設定値を超えない場合、前記リレーに溶着がないと判定し、前記初期電流判定において前記指標電流の値が前記第１設定値以上である場合、前記リレーに溶着がないと判定できないとして、前記電圧制御部からの電力が供給される状態にするとともに前記リレーを接続状態にして前記電圧制御部と前記駆動回路との間の高圧側電圧を第１電圧に昇圧させた第１状態に移行させてから、前記電圧制御部からの電力が供給される状態にしたまま前記リレーを遮断状態にして前記高圧側電圧を前記第１電圧より低い第２電圧に降圧させた第２状態に移行させ、前記第１状態と前記第２状態との間における前記第１指標電圧の値の差と第２設定値とを比較する再判定を実行し、前記再判定において前記第１指標電圧の値の差が前記第２設定値以上である場合、前記リレーは溶着していると判定する。このような形態とすれば、指標電流取得部が取得する指標電流の値を用いた初期電流判定および第１指標電圧取得部が取得する第１指標電圧の値を用いた再判定によって、リレーの溶着の有無が判定される。このため、指標電流取得部および第１指標電圧取得部を用いた異なる判定によって、リレーの溶着の有無が判定されることから、リレーの溶着故障の検出精度を高めることができる。また、指標電流の値が第１設定値を超えない場合には、制御部は、再判定を実行しないため、溶着の有無を判定するために要する時間を短くできる。
【０００８】
（２）上記形態において、さらに、前記燃料電池と前記コンバータとの間の第２指標電圧の値を取得する第２指標電圧取得部を備え、前記制御部は、前記燃料電池システムが停止する際、前記電圧制御部からの電力が供給されない状態にするとともに前記リレーを遮断状態にした後であって前記初期電流判定を実行する前に、前記第２指標電圧の値と第３設定値とを比較する比較判定を実行し、前記比較判定において前記第２指標電圧の値が前記第３設定値以上である場合、前記初期電流判定を実行し、前記比較判定において前記第２指標電圧の値が前記第３設定値を超えない場合、前記指示による放電の前後における前記第１指標電圧の値の差と第４設定値とを比較して前記リレーに溶着がないことを判定する初期電圧判定を実行し、前記初期電圧判定において前記第１指標電圧の値の差が前記第４設定値を超えない場合、前記リレーに溶着がないと判定し、前記初期電圧判定において前記第１指標電圧の値の差が前記第４設定値以上である場合、前記リレーに溶着がないと判定できないとして、前記再判定を実行する。このような形態とすれば、燃料電池からの出力電圧が低いために、指標電流取得部による電流の検出精度が低い範囲でしか電流が流れない蓋然性が高い場合には、第１指標電圧の値を用いた判定である初期電圧判定が実行される。このため、第１指標電圧の値を用いた異なる判定である初期電圧判定および再判定によって、リレーの溶着の有無が判定されることから、リレーの溶着故障の検出精度を高めることができる。また、第１指標電圧の値が第４設定値を超えない場合には、制御部は、再判定を実行しないため、溶着の有無を判定するために要する時間を短くできる。
【０００９】
（３）上記形態において、さらに、前記リレーは溶着している旨の報知を行う報知部を備え、前記制御部は、前記リレーは溶着していると判定したとき、前記報知部に前記旨の報知をさせる。このような形態とすれば、燃料電池システムを使用するユーザーが、リレーの溶着を知ることができる。
【００１０】
本発明は、燃料電池システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、車両に搭載される燃料電池システムのリレーの溶着判定方法、この溶着判定方法を実行する制御装置、この溶着判定方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、燃料電池システムを搭載した移動体などの形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の燃料電池システムの構成を示した説明図である。
【図２】制御部が実行する溶着判定処理を示すフローである。
【図３】制御部が実行する溶着判定処理を示すフローである。
【図４】溶着判定処理が終了するまでの状態変化を例示したタイミングチャートである。
【図５】制御部が実行する溶着判定処理を示すフローである。
【図６】制御部が実行する溶着判定処理を示すフローである。
【図７】溶着判定処理が終了するまでの状態変化を例示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１は、本発明の第１実施形態の燃料電池システム１０の構成を示した説明図である。燃料電池システム１０は、車両に搭載され、後述のエアコンプレッサＭＧ１および駆動モータＭＧ２を含む負荷に電力を供給する。燃料電池システム１０は、燃料電池１１０と、電圧センサ１１５と、第１コンバータ１２０と、第１指標電圧センサ１２５と、第１コンデンサＣ１と、ＦＣリレー１３０と、二次電池１４０と、電圧センサ１４５と、二次電池リレー１５０と、高電圧補機１６０と、ＰＣＵ２００と、低電圧補機２４０と、空調用コンプレッサ２５０と、エアコンプレッサＭＧ１と、制御部３００と、報知部３１０と、を備える。ＰＣＵは、パワーコントロールユニットの略称である。また、燃料電池システム１０は、外部の負荷として、駆動モータＭＧ２と電気的に接続されている。他の実施形態では、駆動モータＭＧ２は、燃料電池システム１０の構成要素であってもよい。
【００１３】
燃料電池１１０は、単セルを複数積層させたスタック構造を有している。各単セルは、プロトン伝導性を有する電解質膜の両面に、それぞれアノードおよびカソードを接合してなる膜電極接合体を、セパレータによって挟持することにより構成されている。燃料電池１１０は、水素ガスおよび空気の供給を受けて、水素と酸素との電気化学反応によって発電する。
【００１４】
電圧センサ１１５は、燃料電池１１０と第１コンバータ１２０との間に配されている。電圧センサ１１５は、燃料電池１１０が出力する電圧ＶＦＣを測定する。電圧センサ１１５は、電圧ＶＦＣの値を示す信号を、制御部３００に入力する。
【００１５】
第１コンバータ１２０は、燃料電池１１０から入力される電圧を昇圧して出力する。第１コンバータ１２０は、配線ＤＣＨを介して、ＰＣＵ２００を構成するインバータ２２０と電気的に接続されている。第１コンバータ１２０は、リアクトルＬＦと、指標電流センサ１２２と、低圧側電圧センサ１２３と、パワーモジュールＩＰＭとを備える。
【００１６】
リアクトルＬＦは、燃料電池１１０と電気的に接続している。リアクトルＬＦは、環状のコア部と、コア部の外周に巻き付けられたコイルとによって構成される。リアクトルＬＦは、電力の蓄積および蓄積した電力の放出を行うことができる。リアクトルＬＦによる電力の蓄積作用および放出作用は、第１コンバータ１２０による電圧の昇圧動作に利用される。
【００１７】
指標電流センサ１２２は、リアクトルＬＦとパワーモジュールＩＰＭとの間に配される。指標電流センサ１２２は、リアクトルＬＦからパワーモジュールＩＰＭに流れる電流である指標電流ＩＦＣの値を示す信号を、制御部３００に入力する。
【００１８】
低圧側電圧センサ１２３は、リアクトルＬＦと指標電流センサ１２２との間に配される。低圧側電圧センサ１２３は、電圧ＦＶＬの値を示す信号を、制御部３００に入力する。
【００１９】
パワーモジュールＩＰＭは、スイッチング素子Ｓ１と、ダイオードＤ１と、を備える。スイッチング素子Ｓ１は、燃料電池１１０から電圧が入力された際に周期的なスイッチング制御を行うことによって、リアクトルＬＦに電力の蓄積および放出を周期的に繰り返させる。リアクトルＬＦより放出された電力は、ダイオードＤ１を介して出力される。ダイオードＤ１は、いわゆるスイッチングダイオードである。
【００２０】
第１指標電圧センサ１２５は、第１コンバータ１２０とＦＣリレー１３０との間に配される。第１指標電圧センサ１２５は、第１コンバータ１２０とＦＣリレー１３０との間における電圧である第１指標電圧ＦＶＨの値を示す信号を、制御部３００に入力する。
【００２１】
第１コンデンサＣ１は、第１コンバータ１２０とＦＣリレー１３０との間に配されている。第１コンデンサＣ１は、第１コンバータ１２０とＦＣリレー１３０との間における直流電圧に含まれる脈流を平滑化する。
【００２２】
ＦＣリレー１３０は、ＰＣＵ２００を構成する第２コンバータ２１０が配線ＤＣＨに接続された位置と第１コンバータ１２０との間に配されている。ＦＣリレー１３０は、燃料電池１１０とＰＣＵ２００との間の電気的な接続と遮断とを切り替える。
【００２３】
ＦＣリレー１３０は、第１コンバータ１２０の正側電源ラインの電気的な接続を切り替える接点を備えたＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢと、第１コンバータ１２０の負側電源ラインの電気的な接続を切り替える接点を備えたＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧと、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧを制限抵抗器Ｒ１を介してバイパスするＦＣプリチャージリレーＦＣＲＰと、を有する。これら３つのリレーは、何れもノーマリーオープンタイプのリレーである。ＦＣプリチャージリレーＦＣＲＰは、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧと並列に接続されている。
【００２４】
燃料電池システム１０の起動時には、ＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢを接続した後に、ＦＣプリチャージリレーＦＣＲＰを接続する。そして、第１コンデンサＣ１を充電させてから、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧを接続した後に、ＦＣプリチャージリレーＦＣＲＰを遮断する。燃料電池システム１０が稼動している状態では、ＦＣリレー１３０のうちＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢおよびＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧを介して、燃料電池１１０とＰＣＵ２００とが電気的に接続されている。
【００２５】
二次電池１４０は、燃料電池１１０とともに燃料電池システム１０の電力源として機能する。二次電池１４０は、リチウムイオン電池によって構成される。他の実施形態では、二次電池１４０は、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池など他の種類の電池であってもよい。二次電池１４０は、配線ＤＣＬを介して、ＰＣＵ２００を構成する第２コンバータ２１０と電気的に接続されている。本実施形態では、二次電池１４０は、課題を解決するための手段における蓄電部の下位概念に相当する。
【００２６】
電圧センサ１４５は、二次電池１４０と二次電池リレー１５０との間に配されている。電圧センサ１４５は、二次電池１４０が出力する電圧ＶＢの値を示す信号を、制御部３００に入力する。
【００２７】
二次電池リレー１５０は、ＰＣＵ２００を構成する第２コンバータ２１０と二次電池１４０との間に配されている。二次電池リレー１５０は、二次電池１４０とＰＣＵ２００との間の電気的な接続と遮断とを切り替える。
【００２８】
二次電池リレー１５０は、二次電池１４０の正側電源ラインの電気的な接続を切り替える接点を備えた二次電池第１メインリレーＳＭＲＢと、二次電池１４０の負側電源ラインの電気的な接続を切り替える接点を備えた二次電池第２メインリレーＳＭＲＧと、二次電池第２メインリレーＳＭＲＧを制限抵抗器Ｒ２を介してバイパスする二次電池プリチャージリレーＳＭＲＰと、電流センサ１５２と、を有する。これら３つのリレーは、何れもノーマリーオープンタイプのリレーである。二次電池プリチャージリレーＳＭＲＰは、二次電池第２メインリレーＳＭＲＧと並列に接続されている。電流センサ１５２は、二次電池第１メインリレーＳＭＲＢとＰＣＵ２００との間に配される。電流センサ１５２は、二次電池第１メインリレーＳＭＲＢとＰＣＵ２００との間を流れる電流ＩＢの値を示す信号を、制御部３００に入力する。
【００２９】
燃料電池システム１０の起動時には、二次電池第１メインリレーＳＭＲＢを接続した後に、二次電池プリチャージリレーＳＭＲＰを接続する。そして、第２コンデンサＣ２を充電させてから、二次電池第２メインリレーＳＭＲＧを接続した後に、二次電池プリチャージリレーＳＭＲＰを遮断する。燃料電池システム１０が稼動している状態では、二次電池リレー１５０のうち二次電池第１メインリレーＳＭＲＢおよび二次電池第２メインリレーＳＭＲＧを介して、二次電池１４０とＰＣＵ２００とが電気的に接続されている。
【００３０】
高電圧補機１６０は、配線ＤＣＬのうち二次電池リレー１５０とＰＣＵ２００との間の部分に接続されている。高電圧補機１６０は、駆動電圧が高い負荷である。高電圧補機１６０には、水素ポンプ１６０ａ、冷却水ポンプ１６０ｂ、水加熱ヒータ１６０ｃが含まれる。
【００３１】
ＰＣＵ２００は、低圧側電圧センサ２０５と、第２コンデンサＣ２と、第２コンバータ２１０と、放電機構２１３と、高圧側電圧センサ２１５と、第３コンデンサＣ３と、インバータ２２０と、降圧コンバータ２３０と、を備える。
【００３２】
低圧側電圧センサ２０５は、二次電池リレー１５０と第２コンバータ２１０との間に配される。低圧側電圧センサ２０５は、電圧ＶＬの値を示す信号を、制御部３００に入力する。
【００３３】
第２コンデンサＣ２は、二次電池リレー１５０と第２コンバータ２１０との間に配される。第２コンデンサＣ２は、二次電池リレー１５０と第２コンバータ２１０との間における直流電圧に含まれる脈流を平滑化する。
【００３４】
第２コンバータ２１０は、配線ＤＣＨに接続されている。第２コンバータ２１０は、二次電池１４０から入力される電圧を昇圧して配線ＤＣＨに出力する。本実施形態では、第２コンバータ２１０は、課題を解決するための手段における電圧制御部の下位概念に相当する。第２コンバータ２１０は、リアクトルＬＢと、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３と、ダイオードＤ２，Ｄ３と、を備える。
【００３５】
リアクトルＬＢは、二次電池１４０と電気的に接続している。リアクトルＬＢは、リアクトルＬＦと同じ構成である。
【００３６】
スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３は、交互にオンとオフが切り替わるように制御されている。スイッチング素子Ｓ２がオンのときは、スイッチング素子Ｓ３がオフとなり、スイッチング素子Ｓ２がオフのときは、スイッチング素子Ｓ３がオンとなる。スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３におけるオンオフのデューティー比を調整することで、第２コンバータ２１０は、二次電池１４０から入力される電圧を昇圧して出力する。
【００３７】
ダイオードＤ２およびダイオードＤ３は、スイッチング素子Ｓ２およびスイッチング素子Ｓ３のコレクタとエミッタの間に、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すことが可能なように接続されている。
【００３８】
放電機構２１３は、第２コンデンサＣ２に蓄えられた電荷を放電させる。放電機構２１３は、図示しないリレーおよびリレーに直列に接続された制限抵抗器を有する。放電機構２１３は、図示しないリレーを接続状態にすることにより、第２コンデンサＣ２に蓄えられた電荷を放電させる。
【００３９】
高圧側電圧センサ２１５は、第２コンバータ２１０とインバータ２２０との間に配される。高圧側電圧センサ２１５は、第２コンバータ２１０とインバータ２２０との間における電圧である高圧側電圧ＶＨの値を示す信号を、制御部３００に入力する。
【００４０】
第３コンデンサＣ３は、第２コンバータ２１０とインバータ２２０との間に配される。第３コンデンサＣ３は、第２コンバータ２１０とインバータ２２０との間における直流電圧に含まれる脈流を平滑化する。また、第３コンデンサＣ３は、燃料電池１１０から入力される電圧に含まれる脈流も平滑化する。
【００４１】
インバータ２２０は、配線ＤＣＨに接続されている。インバータ２２０は、第１コンバータ１２０および第２コンバータ２１０から入力される直流の電力を交流の電力に変換して出力する。インバータ２２０は、変換した交流の電力をエアコンプレッサＭＧ１および駆動モータＭＧ２に供給することによって、エアコンプレッサＭＧ１および駆動モータＭＧ２を駆動する。本実施形態では、インバータ２２０は、課題を解決するための手段における駆動回路の下位概念に相当する。
【００４２】
降圧コンバータ２３０は、配線ＤＣＬおよび低電圧補機２４０に接続されている。降圧コンバータ２３０は、二次電池１４０からから入力される電圧を降圧して低電圧補機２４０に出力する。
【００４３】
低電圧補機２４０は、駆動電圧が低い負荷である。低電圧補機２４０には、降圧コンバータ２３０から電力が供給される。低電圧補機２４０としては、燃料電池１１０に燃料ガスを供給するときに用いられるインジェクタおよび電力を一時的に蓄える補機用の電池である補機バッテリが挙げられる。
【００４４】
空調用コンプレッサ２５０は、二次電池１４０から給電を受け、燃料電池システム１０が搭載された車両の空調装置に用いられる空調用冷媒を熱交換器（図示せず）に向けて供給する。
【００４５】
エアコンプレッサＭＧ１は、インバータ２２０から給電を受け、燃料電池１１０に圧縮空気を供給する。駆動モータＭＧ２は、燃料電池システム１０が搭載された車両の車輪を回転させる。エアコンプレッサＭＧ１および駆動モータＭＧ２は、燃料電池１１０および二次電池１４０から供給される電力を消費する負荷に相当する。本実施形態において、エアコンプレッサＭＧ１は燃料電池システム１０の構成要素でもある。したがって、燃料電池システム１０は、内部の負荷であるエアコンプレッサＭＧ１と外部の負荷である駆動モータＭＧ２とに電力を供給する。
【００４６】
制御部３００は、複数のＥＣＵによって構成される。制御部３００は、燃料電池システム１０に備えられた各種センサから出力される信号を受信するとともに、燃料電池システム１０の各部の動作を制御する。
【００４７】
報知部３１０は、ＦＣリレー１３０が溶着している旨の報知を行う。報知部３１０は、制御部３００によってＦＣリレー１３０が溶着していると判定されたとき、制御部３００から出力される信号に応じて、その旨を報知する。本実施形態では、報知部３１０は、燃料電池システム１０が搭載された車両の運転手に対して報知する。
【００４８】
Ａ２．溶着判定処理：
図２および図３は、制御部３００が実行する溶着判定処理を示すフローである。溶着判定処理は、ＦＣリレー１３０における溶着の有無を判定するために行われる処理である。溶着判定処理は、燃料電池システム１０が停止する際に実行される。本実施形態では、溶着判定処理においてＦＣリレー１３０のうちＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧにおける溶着の有無を判定する。
【００４９】
図２のステップＳ１１０からステップＳ１５０における処理（本実施形態において、初期判定処理と呼ぶ）は、溶着の有無を迅速に判定することにより燃料電池システム１０が停止するまでの時間を短くすることを優先した処理である。初期判定処理は、ＦＣリレー１３０に溶着がないことを判定する判定処理である。これに対して、図３のステップＳ２１０からステップＳ２７０における処理（本実施形態において、再判定処理と呼ぶ）は、溶着の有無を判定する精度を優先した処理である。再判定処理は、初期判定処理によりＦＣリレー１３０に溶着がないと判定できない場合に、ＦＣリレー１３０の溶着の有無を判定するための判定処理である。
【００５０】
溶着判定処理が実行される前の、燃料電池システム１０が稼動している状態について説明する。燃料電池システム１０が稼動している状態では、燃料電池１１０には、水素ガスおよび空気が供給されている。また、ＦＣリレー１３０のうちＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢおよびＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧは、燃料電池１１０とＰＣＵ２００との間を電気的に接続している。ＦＣプリチャージリレーＦＣＲＰは、燃料電池１１０とＰＣＵ２００との間を電気的に遮断している。二次電池リレー１５０のうち二次電池第１メインリレーＳＭＲＢおよび二次電池第２メインリレーＳＭＲＧは、燃料電池１１０とＰＣＵ２００との間を電気的に接続している。二次電池プリチャージリレーＳＭＲＰは、燃料電池１１０とＰＣＵ２００との間を電気的に遮断している。
【００５１】
図２に示すように、溶着判定処理が開始されると、制御部３００は、燃料電池１１０の発電を終了させる（ステップＳ１１０）。制御部３００は、燃料電池１１０への水素ガスおよび空気の供給を停止させることによって、燃料電池１１０の発電を終了させる。このとき、制御部３００は、第１コンバータ１２０、第２コンバータ２１０およびインバータ２２０を停止させる。ここでいう第１コンバータ１２０、第２コンバータ２１０およびインバータ２２０の停止とは、第１コンバータ１２０、第２コンバータ２１０およびインバータ２２０を構成する各スイッチング素子がいずれもオフ状態となっていることを意味する。
【００５２】
制御部３００は、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０を遮断状態にする（ステップＳ１２０）。ここでいう「遮断状態」とは、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０が仲介している電気的な接続を遮断している状態のことである。本実施形態では、第２コンバータ２１０をオフ状態にして二次電池リレー１５０を遮断状態にすることが、課題を解決するための手段における「前記電圧制御部からの電力が供給されない状態にする」ことの下位概念に相当する。他の実施形態では、第２コンバータ２１０をオフ状態にするか、もしくは、二次電池リレー１５０を遮断状態にするかいずれか一方を実行することによって、「前記電圧制御部からの電力が供給されない状態にする」ことを実現してもよい。
【００５３】
本実施形態では、ＦＣリレー１３０のうちＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢを電気的に接続したままＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧを電気的に遮断することによってＦＣリレー１３０を遮断状態にする。二次電池リレー１５０については、二次電池リレー１５０のうち二次電池第１メインリレーＳＭＲＢと二次電池第２メインリレーＳＭＲＧとのうちいずれか一方を電気的に接続したまま他方を電気的に遮断することによって二次電池リレー１５０を遮断状態にする。本実施形態では、二次電池リレー１５０のうち二次電池第１メインリレーＳＭＲＢを電気的に接続したまま二次電池第２メインリレーＳＭＲＧを電気的に遮断する。
【００５４】
制御部３００は、インバータ２２０に指示をして負荷である駆動モータＭＧ２による放電を実行させる（ステップＳ１３０）。制御部３００は、インバータ２２０によるスイッチング制御を指示して、駆動モータＭＧ２にトルクが発生しないように交流電力を供給することで駆動モータＭＧ２による放電を実行させる。他の実施形態では、駆動モータＭＧ２に加えてエアコンプレッサＭＧ１による放電を指示してもよい。
【００５５】
制御部３００は、指標電流ＩＦＣの値と予め設定された第１設定値とを比較してＦＣリレー１３０に溶着がないことを判定する（ステップＳ１４０）。より具体的には、制御部３００は、指標電流ＩＦＣの値が第１設定値以上であるか否かを比較する。本実施形態では、第１設定値は、１Ａ（アンペア）である。他の実施形態では、第１設定値は、１Ａより低い値であってもよいし高い値であってもよい。本実施形態では、ステップＳ１４０における比較による判定は、課題を解決するための手段における初期電流判定の下位概念に相当する。
【００５６】
指標電流ＩＦＣの値が第１設定値を超えない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、制御部３００は、ＦＣリレー１３０に溶着がないと判定する（ステップＳ１５０）。また、このとき、制御部３００は、図３の再判定処理を実行しない。その後、制御部３００は、溶着判定処理を終了する。本実施形態では、制御部３００は、ＦＣリレー１３０は溶着していないと判定したとき、報知部３１０による報知をさせない。
【００５７】
指標電流ＩＦＣの値が第１設定値以上である場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、制御部３００は、ＦＣリレー１３０に溶着がないと判定できないとして、図３に示すＳ２１０以降の再判定処理を実行する。ステップＳ１２０によりＦＣリレー１３０が正常に遮断状態になっていれば、燃料電池１１０とＰＣＵ２００との間は電気的に遮断されているため、ステップＳ１３０により駆動モータＭＧ２による放電が実行されたとしても、指標電流ＩＦＣの値は上昇しない。しかし、駆動モータＭＧ２による放電が実行されたことにより指標電流ＩＦＣの値が上昇して第１設定値以上となる場合には、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着していたために、ステップＳ１２０においてＦＣリレー１３０が遮断状態になっていない蓋然性が高い。なお、指標電流ＩＦＣの上昇は、水素ガスおよび空気の供給が停止された時点で燃料電池１１０に残っていた水素ガスおよび空気を用いた発電による電荷およびかかる時点において第１コンデンサＣ１に蓄えられていた電荷によるものである。
【００５８】
指標電流ＩＦＣの値が第１設定値以上である場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、図３に示すように、制御部３００は、再判定処理を開始して、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０を接続状態にする（ステップＳ２１０）。ここでいう「接続状態」とは、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０が仲介している電気的な接続を接続している状態のことである。制御部３００は、初期判定処理において電気的に遮断された状態になっていたＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧおよび二次電池第２メインリレーＳＭＲＧを電気的に接続した状態にすることによって、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０を接続状態にする。
【００５９】
ステップＳ２１０におけるＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧおよび二次電池第２メインリレーＳＭＲＧの電気的な接続は、燃料電池システム１０の起動時と同様の手順で行われる。すなわち、ＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢが接続された状態において、ＦＣプリチャージリレーＦＣＲＰを接続して第１コンデンサＣ１を充電させてから、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧを接続した後に、ＦＣプリチャージリレーＦＣＲＰを遮断する。また、二次電池第１メインリレーＳＭＲＢが接続された状態において、二次電池プリチャージリレーＳＭＲＰを接続して第２コンデンサＣ２を充電させてから、二次電池第２メインリレーＳＭＲＧを接続した後に、二次電池プリチャージリレーＳＭＲＰを遮断する。
【００６０】
制御部３００は、第２コンバータ２１０とインバータ２２０との間の電圧である高圧側電圧ＶＨを第１電圧に昇圧させた第１状態に移行させる（ステップＳ２２０）。制御部３００は、二次電池１４０から供給される電力を用いて、第２コンバータ２１０を制御することによって、高圧側電圧ＶＨを第１電圧に昇圧させる。本実施形態では、第１電圧は、４８４Ｖである。他の実施形態では、第１電圧は、４８４Ｖより低い値であってもよいし高い値であってもよい。本実施形態では、二次電池リレー１５０を接続状態にして第２コンバータ２１０を制御することが、課題を解決するための手段における「前記電圧制御部からの電力が供給される状態にする」ことの下位概念に相当する。
【００６１】
制御部３００は、二次電池リレー１５０を接続状態にしたままＦＣリレー１３０を遮断状態にする（ステップＳ２３０）。制御部３００は、ステップＳ１２０においてＦＣリレー１３０を遮断状態にするために電気的に遮断したリレーを再度遮断する。本実施形態では、制御部３００は、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧを電気的に遮断する。
【００６２】
制御部３００は、高圧側電圧ＶＨを第１電圧より低い第２電圧に降圧させた第２状態に移行させる（ステップＳ２４０）。制御部３００は、第２コンバータ２１０を制御することによって、高圧側電圧ＶＨを第２電圧に降圧させる。本実施形態では、第２電圧は、３８４Ｖである。他の実施形態では、第２電圧は、３８４Ｖより低い値であってもよいし高い値であってもよい。
【００６３】
制御部３００は、第１状態と第２状態との間における第１指標電圧ＦＶＨの値の差と、予め設定された第２設定値と、を比較する（ステップＳ２５０）。より具体的には、第１状態と第２状態との間における第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値以上であるか否かを判定する。本実施形態では、第２設定値は、２５Ｖである。他の実施形態では、第２設定値は、２５Ｖより低い値であってもよいし高い値であってもよい。本実施形態では、ステップＳ２５０における比較による判定は、課題を解決するための手段における再判定の下位概念に相当する。
【００６４】
第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値を超えない場合（ステップＳ２５０：ＮＯ）、制御部３００は、ＦＣリレー１３０は溶着していないと判定する（ステップＳ２６０）。その後、制御部３００は、溶着判定処理を終了する。
【００６５】
第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値以上である場合（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、制御部３００は、ＦＣリレー１３０は溶着していると判定する（ステップＳ２７０）。その後、制御部３００は、溶着判定処理を終了する。本実施形態では、制御部３００は、ＦＣリレー１３０は溶着していると判定したとき、報知部３１０にその旨の報知をさせる。
【００６６】
図３において説明した再判定処理において、ステップＳ２２０により高圧側電圧ＶＨが第１電圧に昇圧された第１状態に移行された際、ＦＣリレー１３０は接続状態になっていることから、第１コンバータ１２０とＦＣリレー１３０との間における電圧である第１指標電圧ＦＶＨも上昇する。その後、ステップＳ２３０によりＦＣリレー１３０が遮断状態にされてから、ステップＳ２４０により高圧側電圧ＶＨが第２電圧に降圧された第２状態に移行される。このとき、ＦＣリレー１３０が正常に遮断状態になっていれば、高圧側電圧ＶＨが第１状態から第２状態に移行することにより第１電圧から第２電圧に降圧されたとしても、第１指標電圧ＦＶＨの値は低下しない。しかし、高圧側電圧ＶＨが第１状態から第２状態に移行することにより、第１状態と第２状態との間における第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値以上となる場合には、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着していたためにステップＳ２３０においてＦＣリレー１３０が遮断状態になっていない蓋然性が高い。
【００６７】
図４は、燃料電池１１０への水素ガスおよび空気の供給を停止されてから、溶着判定処理が終了するまでの状態変化を例示したタイミングチャートである。図４には、高圧側電圧センサ２１５が測定する高圧側電圧ＶＨと、第１指標電圧センサ１２５が取得する第１指標電圧ＦＶＨと、指標電流センサ１２２が取得する指標電流ＩＦＣと、インバータ２２０の稼働状態と、第２コンバータ２１０の稼働状態と、ＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢ、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧおよびＦＣプリチャージリレーＦＣＲＰ、の電気的な接続状態と、二次電池第１メインリレーＳＭＲＢ、二次電池第２メインリレーＳＭＲＧおよび二次電池プリチャージリレーＳＭＲＰの電気的な接続状態と、の時系列変化が示されている。
【００６８】
図４のタイミングｔ１において、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０の遮断状態への移行（ステップＳ１２０）および駆動モータＭＧ２による放電（ステップＳ１３０）が実行される。このとき、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧおよび二次電池第２メインリレーＳＭＲＧが遮断されるとともに、インバータ２２０によるスイッチング制御が開始されることによって駆動モータＭＧ２による放電が開始される。
【００６９】
図４のタイミングｔ１からタイミングｔ２の間において、指標電流ＩＦＣの値と第１設定値との比較（ステップＳ１４０）が実行される。図４のタイミングｔ１からタイミングｔ２の間に示される実線ＣＬ１は、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着していない場合の指標電流ＩＦＣの状態を示す。図４のタイミングｔ１からタイミングｔ２の間に示される破線ＤＬ１は、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着している場合の指標電流ＩＦＣの状態を示す。図４のタイミングｔ１からタイミングｔ２の間に示される実線ＣＬ２は、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着していない場合の第１指標電圧ＦＶＨの状態を示す。図４のタイミングｔ１からタイミングｔ２の間に示される破線ＤＬ２は、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着している場合の第１指標電圧ＦＶＨの状態を示す。
【００７０】
図４のタイミングｔ１からタイミングｔ２の間において、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着していない場合、ステップＳ１２０においてＦＣリレー１３０が正常に遮断状態になっていることから、ステップＳ１３０により駆動モータＭＧ２による放電の指示がされたとしても、実線ＣＬ１に示すように、指標電流ＩＦＣの値は上昇しない。また、実線ＣＬ２に示すように、第１指標電圧ＦＶＨの値も低下しない。
【００７１】
一方、図４のタイミングｔ１からタイミングｔ２の間において、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着している場合、ステップＳ１２０においてＦＣリレー１３０が遮断状態にならず、ステップＳ１３０により駆動モータＭＧ２による放電の指示がされると、破線ＤＬ１に示すように、指標電流ＩＦＣの値は上昇する。また、破線ＤＬ２に示すように、第１指標電圧ＦＶＨの値は、指標電流ＩＦＣの上昇に伴って低下する。駆動モータＭＧ２による放電が開始されてから、燃料電池１１０に残っていた電荷が消費されると、指標電流ＩＦＣは低下する。
【００７２】
図４のタイミングｔ２において、インバータ２２０によるスイッチング制御は停止される。図４のタイミングｔ３からタイミングｔ４の間において、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０の接続状態への移行（ステップＳ２１０）が実行される。このとき、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧおよび二次電池第２メインリレーＳＭＲＧの電気的な接続が行われる。ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０が接続状態になったことにより、タイミングｔ３からタイミングｔ４の間において、高圧側電圧ＶＨおよび第１指標電圧ＦＶＨが上昇する。
【００７３】
図４のタイミングｔ４において、高圧側電圧ＶＨの第１状態への移行（ステップＳ２２０）が開始されることにより、タイミングｔ４からタイミングｔ５の間において、高圧側電圧ＶＨが第１電圧に昇圧される。また、このとき、ＦＣリレー１３０は接続状態になっていることから、第１指標電圧ＦＶＨも昇圧される。
【００７４】
図４のタイミングｔ５において、二次電池リレー１５０を接続状態にしたままＦＣリレー１３０の遮断状態への移行（ステップＳ２３０）が実行される。図４のタイミングｔ６において、高圧側電圧ＶＨの第２状態への移行（ステップＳ２４０）が開始される。図４のタイミングｔ６以降において、高圧側電圧ＶＨが第２電圧に降圧される。
【００７５】
図４のタイミングｔ６以降において、第１状態と第２状態との間における第１指標電圧ＦＶＨの値の差と、第２設定値と、の比較（ステップＳ２５０）が実行される。図４のタイミングｔ６以降に示される実線ＣＬ３は、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着していない場合の第１指標電圧ＦＶＨの状態を示す。図４のタイミングｔ６以降に示される破線ＤＬ３は、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着している場合の第１指標電圧ＦＶＨの状態を示す。
【００７６】
ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着していない場合、ステップＳ２３０においてＦＣリレー１３０が正常に遮断状態になっていることから、図４のタイミングｔ６以降において高圧側電圧ＶＨが第１状態から第２状態に移行することにより第１電圧から第２電圧に降圧されたとしても、実線ＣＬ３に示すように、第１指標電圧ＦＶＨは変化しない。一方、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着している場合、ステップＳ２３０においてＦＣリレー１３０が遮断状態にならず、図４のタイミングｔ６以降において高圧側電圧ＶＨが第１状態から第２状態に移行することにより第１電圧から第２電圧に降圧されると、破線ＤＬ３に示すように、第１指標電圧ＦＶＨの値は高圧側電圧ＶＨに追従して低下する。
【００７７】
以上説明した第１実施形態によれば、指標電流センサ１２２が取得する指標電流ＩＦＣの値を用いた初期電流判定および第１指標電圧センサ１２５が取得する第１指標電圧ＦＶＨの値を用いた再判定によって、ＦＣリレー１３０の溶着の有無が判定される。このため、指標電流センサ１２２および第１指標電圧センサ１２５を用いた異なる判定によって、ＦＣリレー１３０の溶着の有無が判定されることから、ＦＣリレー１３０の溶着故障の検出精度を高めることができる。また、指標電流ＩＦＣの値が第１設定値を超えない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）には、制御部３００は、図３の再判定処理を実行しないため、溶着の有無を判定するために要する時間を短くできる。このため、燃料電池システム１０が停止するまでの時間を短くすることができる。
【００７８】
また、上述の第１実施形態によれば、燃料電池システム１０が搭載された車両の運転手が、報知部３１０による報知によって、ＦＣリレー１３０の溶着を知ることができる。
【００７９】
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ１．装置構成：
第２実施形態の燃料電池システムについて説明する。第２実施形態の燃料電池システムの構成は、第１実施形態の燃料電池システム１０の装置構成と同じである。第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。第２実施形態の燃料電池システムでは、制御部３００が実行する溶着判定処理の処理内容が異なる。
【００８０】
Ｂ２．溶着判定処理：
図５は、第２実施形態の制御部３００が実行する初期判定処理を示すフローである。図５に示すように、第２実施形態の制御部３００が実行する初期判定処理は、第１実施形態の制御部３００が実行する初期判定処理の各処理（ステップＳ１１０〜ステップＳ１５０）に対して、ステップＳ１３２およびステップＳ１３４の処理が加えられたものである。以下では、図２の初期判定処理とは処理内容が異なる部分についてのみ説明する。また、図中において、図２の初期判定処理と同様の処理内容である部分については、図２と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、第２実施形態の制御部３００が実行する初期判定処理の説明において、電圧センサ１１５を第２指標電圧センサ１１５と呼ぶとともに、燃料電池１１０が出力する電圧ＶＦＣを第２指標電圧ＶＦＣと呼ぶこととする。
【００８１】
第２実施形態の制御部３００は、負荷である駆動モータＭＧ２による放電を実行させてから（ステップＳ１３０）、第２指標電圧ＶＦＣの値と、予め設定された第３設定値と、を比較する（ステップＳ１３２）。より具体的には、第２指標電圧ＶＦＣの値が第３設定値以上であるか否かを判定する。本実施形態では、第３設定値は、１８５Ｖである。他の実施形態では、第３設定値は、１８５Ｖより低い値であってもよいし高い値であってもよい。第３設定値は、燃料電池１１０から出力される電圧ＶＦＣの値が低いことにより、指標電流センサ１２２による電流の検出精度が低い範囲でしか電流が流れない蓋然性が高いとみなされる電圧ＶＦＣの値に基づいて設定される。すなわち、第２指標電圧ＶＦＣの値が第３設定値を超えない場合には、指標電流センサ１２２による電流の検出精度が低い範囲でしか電流が流れない状況が想定される。本実施形態では、ステップＳ１３２における比較による判定は、課題を解決するための手段における比較判定の下位概念に相当する。
【００８２】
第２指標電圧ＶＦＣの値が第３設定値以上である場合（ステップＳ１３２：ＹＥＳ）、第２実施形態の制御部３００は、上述したステップＳ１４０以降の処理を実行する。
【００８３】
これに対して、第２指標電圧ＶＦＣの値が第３設定値を超えない場合（ステップＳ１３２：ＮＯ）、第２実施形態の制御部３００は、駆動モータＭＧ２による放電の前後における第１指標電圧ＦＶＨの値の差と、予め設定された第４設定値と、を比較して、ＦＣリレー１３０に溶着がないことを判定する（ステップＳ１３４）。より具体的には、放電の前後における第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第４設定値以上であるか否かを比較する。本実施形態では、第４設定値は、５０Ｖである。他の実施形態では、第４設定値は、５０Ｖより低い値であってもよいし高い値であってもよい。ここでいう放電の前後における第１指標電圧ＦＶＨの値とは、放電開始時の第１指標電圧ＦＶＨの値と、放電終了時の第１指標電圧ＦＶＨの値と、のことである。本実施形態では、ステップＳ１３４における比較による判定は、課題を解決するための手段における初期電圧判定の下位概念に相当する。
【００８４】
第２指標電圧ＶＦＣの値が第３設定値を超えない場合（ステップＳ１３２：ＮＯ）には、指標電流センサ１２２による電流の検出精度が低い範囲でしか電流が流れない状況が想定される。このため、制御部３００は、第１指標電圧センサ１２５を用いた判定である初期電圧判定を実行する（ステップＳ１３４）。
【００８５】
第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第４設定値を超えない場合（ステップＳ１３４：ＮＯ）、第２実施形態の制御部３００は、ＦＣリレー１３０に溶着がないと判定する（ステップＳ１５０）。また、このとき、制御部３００は、図６の再判定処理を実行しない。その後、制御部３００は、溶着判定処理を終了する。
【００８６】
第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第４設定値以上である場合（ステップＳ１３４：ＹＥＳ）、制御部３００は、ＦＣリレー１３０に溶着がないと判定できないとして、図６に示すＳ２１０以降の再判定処理を実行する。ステップＳ１２０によりＦＣリレー１３０が正常に遮断状態になっていれば、燃料電池１１０とＰＣＵ２００との間は電気的に遮断されているため、ステップＳ１３０により駆動モータＭＧ２による放電が実行されたとしても、放電の前後における第１指標電圧ＦＶＨの値は、ほぼ変化しない。しかし、駆動モータＭＧ２による放電が実行されたことにより放電の前後における第１指標電圧ＦＶＨの値が大きくなって第４設定値以上となる場合には、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧが溶着していたために、ステップＳ１２０においてＦＣリレー１３０が遮断状態になっていない蓋然性が高い。
【００８７】
図６に示すように、第２実施形態の制御部３００が実行する再判定処理は、第１実施形態の制御部３００が実行する再判定処理の各処理（ステップＳ２１０〜ステップＳ２７０）に対して、ステップＳ２５３、ステップＳ２５５およびステップＳ２５７の処理が加えられたものである。以下では、図３の再判定処理とは処理内容が異なる部分についてのみ説明する。また、図中において、図３の再判定処理と同様の処理内容である部分については、図３と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。第２実施形態の制御部３００が実行する再判定処理は、第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値以上となることが、設定回数だけ繰り返される場合に、ＦＣリレー１３０が溶着していると判定する。
【００８８】
第２実施形態の制御部３００は、第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値以上である場合（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、カウンタ値Ｔを１だけカウントアップする。（ステップＳ２５３）。カウンタ値Ｔは、溶着判定処理が開始された時点では、０である。
【００８９】
カウンタ値Ｔをカウントアップした後（ステップＳ２５３）、第２実施形態の制御部３００は、カウンタ値Ｔが設定回数Ｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２５５）。本実施形態では、設定回数Ｔｈは、２である。
【００９０】
カウンタ値Ｔが設定回数Ｔｈ以上である場合（ステップＳ２５５：ＹＥＳ）、第２実施形態の制御部３００は、ＦＣリレー１３０は溶着していると判定する（ステップＳ２７０）。その後、第２実施形態の制御部３００は、溶着判定処理を終了する。
【００９１】
カウンタ値Ｔが設定回数Ｔｈを超えない場合（ステップＳ２５５：ＮＯ）、第２実施形態の制御部３００は、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０を接続状態にして（ステップＳ２５７）、再びステップＳ２２０以降の処理を実行する。ステップＳ２５７において、第２実施形態の制御部３００は、ステップＳ２３０において遮断状態にされていたＦＣリレー１３０を再び接続状態にすることによって、ＦＣリレー１３０および二次電池リレー１５０を接続状態にする。
【００９２】
図７は、第２実施形態において、燃料電池１１０への水素ガスおよび空気の供給を停止されてから、溶着判定処理が終了するまでの状態変化を例示したタイミングチャートである。図７におけるタイミングｔ１からタイミングｔ６までの内容は、図４におけるタイミングｔ１からタイミングｔ６までの内容と同じである。以下では、図４のタイミングチャートとは異なる部分についてのみ説明する。
【００９３】
図７のタイミングｔ６において、第１状態と第２状態との間における第１指標電圧ＦＶＨの値の差と、第２設定値と、の比較（ステップＳ２５０）が実行されてから、カウンタ値Ｔが設定回数Ｔｈを超えない場合（ステップＳ２５５：ＮＯ）には、図７のタイミングｔ７からタイミングｔ８の間において、ＦＣリレー１３０の接続状態への移行（ステップＳ２５７）が実行される。このとき、ＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧの電気的な接続が行われる。
【００９４】
図７のタイミングｔ８からタイミングｔ１０の間における処理は、図４のタイミングｔ４からｔ６までの処理であると同じである。そして、図７のタイミングｔ１０以降において、第１状態と第２状態との間における第１指標電圧ＦＶＨの値の差と、第２設定値と、の比較（ステップＳ２５０）が実行される。図７のタイミングｔ８からタイミングｔ１０までの処理は、第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値以上であるとの判定が、設定回数Ｔｈ以上連続で繰り返されるか、もしくは、第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値を超えないと判定されるか、いずれかの条件を満たすまで繰り返される。
【００９５】
以上説明した第２実施形態によれば、初期判定処理において、燃料電池１１０から出力される電圧ＶＦＣの値が低いために、指標電流センサ１２２による電流の検出精度が低い範囲でしか電流が流れない蓋然性が高い場合には、第１指標電圧ＦＶＨの値を用いた判定である初期電圧判定が実行される。このため、第１指標電圧ＦＶＨの値を用いた異なる判定である再判定（ステップＳ２５０）および初期電圧判定（ステップＳ１３４）によって、ＦＣリレー１３０の溶着の有無が判定されることから、ＦＣリレー１３０の溶着故障の検出精度を高めることができる。
【００９６】
また、第２実施形態によれば、再判定処理のステップＳ２５０において、第１状態と第２状態との間における第１指標電圧ＦＶＨの値の差が第２設定値以上であると、設定回数Ｔｈ以上連続で判定されない限り、ＦＣリレー１３０が溶着していると判定しない。このため、第１指標電圧センサ１２５の故障もしくはノイズの検出による誤検出に基づいてＦＣリレー１３０が溶着していると判定されることを抑制できる。
【００９７】
Ｃ．他の実施形態：
上述した第１実施形態では、二次電池リレー１５０は、ＰＣＵ２００を構成する第２コンバータ２１０と二次電池１４０との間に配されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、二次電池リレー１５０は、二次電池１４０とインバータ２２０との間の電気的な接続と遮断とを切り替える限り、二次電池１４０とインバータ２２０との間のうち任意の位置に配されていてもよい。
【００９８】
上述した第１実施形態では、蓄電部として、二次電池１４０を備えていたが、二次電池１４０に限らず、コンデンサからなる蓄電装置など、電力供給可能な任意の種類の蓄電部を備えていてもよい。また、上述した第１実施形態では、電圧制御部として、第２コンバータ２１０を備えていたが、第２コンバータ２１０に限らず、抵抗分圧回路など、蓄電部から入力される電圧を制御可能な任意の種類の電圧制御部を備えていてもよい。電圧制御部として、抵抗分圧回路を備える場合、高圧側電圧ＶＨを第１電圧にする場合には、抵抗分圧回路をバイパスして高圧側電圧ＶＨに電力を供給し、高圧側電圧ＶＨを第１電圧から第２電圧にする場合には、抵抗分圧回路を経由して高圧側電圧ＶＨに電力を供給する態様が想定される。
【００９９】
上述した第１実施形態では、初期判定処理において、燃料電池１１０の発電を終了させる際（ステップＳ１１０）、第１コンバータ１２０を構成するスイッチング素子をオフ状態にしていたが、本発明はこれに限られない。例えば、初期判定処理において、燃料電池１１０の発電を終了させる際（ステップＳ１１０）、第１コンバータ１２０を構成するスイッチング素子をオン状態にしていてもよい。ここでいうオン状態とは、周期的なスイッチング制御を行っている状態ではなく、常時オン状態のことである。
【０１００】
上述した第１実施形態では、制御部３００は、ＦＣリレー１３０のうちＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧにおける溶着の有無を判定するために、溶着判定処理を実行していたが、本発明はこれに限られない。例えば、制御部３００は、ＦＣリレー１３０のうちＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢにおける溶着の有無を判定するために、溶着判定処理を実行してもよい。このような場合、制御部３００は、ステップＳ１２０およびステップＳ２３０において、ＦＣリレー１３０のうちＦＣ第２メインリレーＦＣＲＧを電気的に接続したままＦＣ第１メインリレーＦＣＲＢを電気的に遮断することによってＦＣリレー１３０を遮断状態にする。
【０１０１】
上述した第１実施形態では、制御部３００は、ＦＣリレー１３０が溶着していると判定したとき、その旨を報知部３１０に報知させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、制御部３００は、ＦＣリレー１３０における溶着の有無を判定したとき、溶着している旨の出力もしくは溶着していない旨の出力を行わず、その判定を点検者が確認できる記録として残してもよいし、その判定に基づいて制御部３００が燃料電池システム１０に対して修繕の指示を行ってもよい。
【０１０２】
上述した第２実施形態では、制御部３００は、負荷である駆動モータＭＧ２による放電を実行させてから（ステップＳ１３０）、第２指標電圧ＶＦＣの値と、予め設定された第３設定値と、を比較していたが（ステップＳ１３２）、本発明はこれに限られない。例えば、制御部３００は、第２指標電圧ＶＦＣの値と、予め設定された第３設定値と、を比較してから（ステップＳ１３２）、駆動モータＭＧ２による放電を実行させてもよい（ステップＳ１３０）。このような場合、放電を実行させてから（ステップＳ１３０）、放電の前後における第１指標電圧ＦＶＨの値の差と、予め設定された第４設定値と、を比較する（ステップＳ１３４）。
【０１０３】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…燃料電池システム
１１０…燃料電池
１１５…電圧センサ
１２０…第１コンバータ
１２２…指標電流センサ
１２３…低圧側電圧センサ
１２５…第１指標電圧センサ
１３０…ＦＣリレー
１４０…二次電池
１４５…電圧センサ
１５０…二次電池リレー
１５２…電流センサ
１６０…高電圧補機
１６０ａ…水素ポンプ
１６０ｂ…冷却水ポンプ
１６０ｃ…水加熱ヒータ
２００…ＰＣＵ
２０５…低圧側電圧センサ
２１０…第２コンバータ
２１３…放電機構
２１５…高圧側電圧センサ
２２０…インバータ
２３０…降圧コンバータ
２４０…低電圧補機
２５０…空調用コンプレッサ
３００…制御部
３１０…報知部
Ｃ１…第１コンデンサ
Ｃ２…第２コンデンサ
Ｃ３…第３コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…ダイオード
ＤＣＨ，ＤＣＬ…配線
ＦＣＲＢ…ＦＣ第１メインリレー
ＦＣＲＧ…ＦＣ第２メインリレー
ＦＣＲＰ…ＦＣプリチャージリレー
ＩＰＭ…パワーモジュール
ＬＢ，ＬＦ…リアクトル
ＭＧ１…エアコンプレッサ
ＭＧ２…駆動モータ
Ｒ１，Ｒ２…制限抵抗器
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…スイッチング素子
ＳＭＲＢ…二次電池第１メインリレー
ＳＭＲＧ…二次電池第２メインリレー
ＳＭＲＰ…二次電池プリチャージリレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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