(57)【要約】【課題】クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる燃料電池システムを提供すること。【解決手段】複数のセルが積層された燃料電池と、燃料電池のセル電圧を測定する電圧センサと、燃料電池におけるアノードガス圧力を測定する圧力センサと、を備えた燃料電池システム。燃料電池へのカソードガスの供給量を確保した状態において、セル電圧が所定の閾値電圧より低く、かつ、アノードガス圧力の低下速度が、所定の閾値速度よりも大きい場合に、燃料電池にクロスリーク異常が発生したと判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルが積層された燃料電池と、
前記燃料電池のセル電圧を測定する電圧センサと、
前記燃料電池におけるアノードガス圧力を測定する圧力センサと、を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池へのカソードガスの供給量を確保した状態において、前記セル電圧が所定の閾値電圧より低く、かつ、
前記アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度よりも大きい場合に、
前記燃料電池にクロスリーク異常が発生したと判定する、
燃料電池システム。
【請求項２】
前記セル電圧に基づく判定と前記アノードガス圧力の低下速度に基づく判定とを、当該燃料電池システムの起動から停止までの間に行う、
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記セル電圧に基づく判定を、間欠運転中に行う、
請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記アノードガス圧力の低下速度に基づく判定を、前記燃料電池システムの停止処理におけるアノードガス供給停止後に行う、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
複数のセルが積層された燃料電池の制御方法であって、
前記燃料電池へのカソードガスの供給量を確保した状態において、前記燃料電池のセル電圧に基づいてクロスリーク異常を判定するステップと、
前記燃料電池におけるアノードガス圧力の低下速度に基づいてクロスリーク異常を判定するステップと、を備え、
前記セル電圧が所定の閾値電圧より低く、かつ、前記アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度よりも大きい場合に、前記燃料電池にクロスリーク異常が発生したと判定する、
燃料電池の制御方法。
【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及び燃料電池の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車向け燃料電池として固体高分子電解質型燃料電池が注目されている。固体高分子電解質型燃料電池は、多数の単セルが積層されたセルスタックを備えている。ここで、単セルは、高分子電解質膜が一対の電極により挟持されてなる膜／電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）と、それを両側から挟み込む一対のセパレータとからなる。カソード側のセパレータを介して供給されたエア（空気）と、アノード側のセパレータを介して供給された水素ガスとの酸化還元反応により発電する。
【０００３】
このような燃料電池では、セル膜に穴が開く「穴開き」やセル膜が裂ける「膜裂け」などの故障が生じると、カソード側とアノード側とのクロスリークが増大するクロスリーク異常が発生する。クロスリーク異常が発生すると、セル電圧が低下する。そのため、例えば特許文献１に開示された燃料電池システムでは、セル電圧の低下に基づいて、クロスリーク異常が発生しているか否かを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５１３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、燃料電池システムに関し、以下の課題を見出した。
上述の通り、特許文献１に開示された燃料電池システムでは、セル電圧の低下に基づいて、クロスリーク異常が発生しているか否かを判定している。
しかしながら、セル電圧の低下は、上述の穴開きや膜裂けによるクロスリーク異常に限らず、例えばコンプレッサの回転不良や調圧弁や分流弁の故障などのエア供給排気系の異常によっても生じ得る。すなわち、特許文献１に開示された燃料電池システムでは、クロスリーク異常とその他の異常とを区別することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる燃料電池システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムは、
複数のセルが積層された燃料電池と、
前記燃料電池のセル電圧を測定する電圧センサと、
前記燃料電池におけるアノードガス圧力を測定する圧力センサと、を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池へのカソードガスの供給量を確保した状態において、前記セル電圧が所定の閾値電圧より低く、かつ、
前記アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度よりも大きい場合に、
前記燃料電池にクロスリーク異常が発生したと判定するものである。
【０００８】
本発明に係る燃料電池システムでは、燃料電池へのカソードガスの供給量を確保した状態において、セル電圧が所定の閾値電圧より低く、かつ、アノードガス圧力の低下速度が、所定の閾値速度よりも大きい場合に、燃料電池にクロスリーク異常が発生したと判定する。セル電圧の低下とアノードガス圧力の低下速度の増大との両方が同時に発生するのは、クロスリーク異常のみである。また、燃料電池システムにおいて、クロスリーク異常に加えてその他の異常が同時に発生する可能性は極めて低い。そのため、本発明に係る燃料電池システムにより、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる。
【０００９】
前記セル電圧に基づく判定と前記アノードガス圧力の低下速度に基づく判定とを、当該燃料電池システムの起動から停止までの間に行ってもよい。各種条件を揃えることによって、判定精度を向上させることができる。
【００１０】
前記セル電圧に基づく判定を、間欠運転中に行ってもよい。間欠運転中は、燃料電池が非発電状態であって、セル電圧が維持される状態である。そのため、セル電圧に基づく判定精度を向上させることができる。
【００１１】
前記アノードガス圧力の低下速度に基づく判定を、前記燃料電池システムの停止処理におけるアノードガス供給停止後に行ってもよい。アノードガス圧力の低下速度に基づく判定精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係る燃料電池の制御方法は、
複数のセルが積層された燃料電池の制御方法であって、
前記燃料電池へのカソードガスの供給量を確保した状態において、前記燃料電池のセル電圧に基づいてクロスリーク異常を判定するステップと、
前記燃料電池におけるアノードガス圧力の低下速度に基づいてクロスリーク異常を判定するステップと、を備え、
前記セル電圧が所定の閾値電圧より低く、かつ、前記アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度よりも大きい場合に、前記燃料電池にクロスリーク異常が発生したと判定するものである。
【００１３】
本発明に係る燃料電池の制御方法では、セル電圧が所定の閾値電圧より低く、かつ、アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度よりも大きい場合に、燃料電池にクロスリーク異常が発生したと判定する。セル電圧の低下とアノードガス圧力の低下速度の増大との両方が同時に発生するのは、クロスリーク異常のみである。また、燃料電池システムにおいて、クロスリーク異常に加えてその他の異常が同時に発生する可能性は極めて低い。そのため、本発明に係る燃料電池システムにより、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる燃料電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の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の実施形態に係る燃料電池の制御方法を示すフローチャートである。
【図３】間欠運転中におけるセル電圧及びアノードガス圧力の時間変化を示すグラフである。
【図４】第２の実施形態に係る燃料電池の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】停止処理中におけるアノードガス圧力の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１７】
（第１の実施形態）
＜燃料電池システムの構成＞
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池ＦＣ、エア供給経路１０、コンプレッサ１１、分流弁１２、エア排出経路２０、調圧弁２１、水素供給経路３０、水素タンク３１、インジェクタ３２、水素循環経路４０、循環ポンプ４１、水素排出経路５０、排気弁５１、制御部６０、流量計ＦＭ、電圧センサＶＳ、圧力センサＰＳを備えている。
【００１８】
本実施形態では、一例として燃料電池自動車に適用する燃料電池システムについて説明する。燃料電池自動車は、燃料電池ＦＣにより発電した電気によりモータを駆動し、走行する。但し、第１の実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池自動車用途に限定されるものではなく、他の用途に適用することもできる。
【００１９】
燃料電池ＦＣは、固体高分子電解質型燃料電池であり、多数の単セルが積層されたセルスタックを備えている。ここで、単セルは、高分子電解質膜がアノード電極及びカソード電極により挟持されてなる膜／電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）と、ＭＥＡを両側から挟み込む一対のセパレータとを有している。燃料電池ＦＣは、カソード側のセパレータを介して供給されたエア中の酸素ガスと、アノード側のセパレータを介して供給された水素ガスとの酸化還元反応により発電する。
【００２０】
具体的には、アノード電極では、式（１）の酸化反応が生じており、カソード電極では、式（２）の還元反応が生じている。そして、燃料電池ＦＣ全体として、式（３）の化学反応が生じている。
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−  ・・・（１）
（１／２）Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ  ・・・（２）
Ｈ２＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ  ・・・（３）
【００２１】
図１に示すように、燃料電池ＦＣには、セル電圧を測定する電圧センサＶＳが取り付けられている。電圧センサＶＳによって測定されたセル電圧は、制御部６０に入力され、クロスリーク異常の判定に用いられる。ここで、電圧センサＶＳによって、燃料電池ＦＣすなわちセルスタック全体の電圧（以下、ＦＣ電圧という）を測定してもよいし、各単セルの電圧（以下、単セル電圧という）を測定してもよい。ここで、ＦＣ電圧は、単セル電圧の合計値に等しい。ＦＣ電圧、最低セル電圧（単セル電圧の最低値）、平均セル電圧（単セル電圧の平均値）などのセル電圧を、クロスリーク異常の判定に用いることができる。
なお、本明細書では、ＦＣ電圧、単セル電圧、最低セル電圧、平均セル電圧などを総称してセル電圧という。
【００２２】
エア供給経路１０は、燃料電池ＦＣへ酸化ガス（カソードガス）であるエアを供給するためのガス配管である。
コンプレッサ１１は、エア供給経路１０上に設けられている。コンプレッサ１１は、システム外から取り込んだエア（ＡＩＲ＿ＩＮ）を圧縮し、燃料電池ＦＣへ送出する。
【００２３】
図１に示すように、コンプレッサ１１に導入されるエアの流量（エア流量）は、エア供給経路１０上に設けられた流量計ＦＭによって測定される。流量計ＦＭによって測定されたエア流量は、制御部６０に入力される。
【００２４】
また、コンプレッサ１１によって圧縮されたエアは、分流弁１２を介して、燃料電池ＦＣに供給される。ここで、分流弁１２は、コンプレッサ１１によって圧縮されたエアを、燃料電池ＦＣとエア排出経路２０とに分流することができる。分流弁１２による分流比は、分流弁１２及び後述する調圧弁２１の開度によって定まる。分流弁１２及び調圧弁２１の開度は、制御部６０によって制御される。
【００２５】
エア排出経路２０は、燃料電池ＦＣから反応後のエアを排出するためのガス配管である。
調圧弁２１は、エア排出経路２０上に設けられている。調圧弁２１により、燃料電池ＦＣにおけるエア圧力（カソード圧力）が調整される。調圧弁２１を通過したエア（ＡＩＲ＿ＯＵＴ）は、システム外へ放出される。
【００２６】
水素供給経路３０は、燃料電池ＦＣへ燃料ガス（アノードガス）である水素ガスを供給するためのガス配管である。
水素タンク３１は、水素供給経路３０の終端に設けられている。水素タンク３１には、例えば高圧の水素ガスが貯蔵されている。高圧の水素ガスは、水素供給経路３０上に設けられたインジェクタ３２によって減圧され、燃料電池ＦＣに供給される。インジェクタ３２の開閉によって、燃料電池ＦＣにおける水素ガスの圧力（アノードガス圧力）が調整される。インジェクタ３２の開閉は、制御部６０によって制御される。
【００２７】
圧力センサＰＳは、インジェクタ３２と燃料電池ＦＣとの間の水素供給経路３０上に設けられている。圧力センサＰＳにより、燃料電池ＦＣにおけるアノードガス圧力が測定される。圧力センサＰＳにより測定されたアノードガス圧力は、制御部６０に入力され、クロスリーク異常の判定に用いられる。
【００２８】
水素循環経路４０は、燃料電池ＦＣから排出された水素ガスを水素供給経路３０へ戻すためのガス配管である。
循環ポンプ４１は、水素循環経路４０上に設けられている。循環ポンプ４１は、燃料電池ＦＣから排出された水素ガスを加圧し、水素供給経路３０へ送出する。
【００２９】
水素排出経路５０は、水素循環経路４０から濃度が低下した水素ガスを排出するためのガス配管である。水素排出経路５０には、排気弁５１が設けられている。水素循環経路４０から排気弁５１を介して排出された水素ガスがシステム外へ直接放出されないように、水素排出経路５０は、エア排出経路２０に接続されている。
【００３０】
制御部６０は、燃料電池システム内の各種機器の動作を制御する。特に、図１に示すように、本実施形態に係る燃料電池システムでは、制御部６０が、電圧センサＶＳによって測定されたセル電圧及び圧力センサＰＳにより測定されたアノードガス圧力に基づいて、クロスリーク異常を判定する。ここで、制御部６０は、燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保されている状態において、ＦＣ電圧に基づいてクロスリーク異常を判定する。図１に示すように、制御部６０は、流量計ＦＭによって測定されたエア流量と、分流弁１２及び調圧弁２１の開度によって定まる分流比とに基づいて、燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保されているか否かを判定する。
【００３１】
以上に説明した通り、本実施形態に係る燃料電池システムでは、電圧センサＶＳによって測定されたセル電圧に加え、圧力センサＰＳにより測定されたアノードガス圧力に基づいて、制御部６０がクロスリーク異常を判定する。そのため、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる。以下にその理由について詳細に説明する。
【００３２】
燃料電池ＦＣにおいて、セル膜に穴が開く「穴開き」やセル膜が裂ける「膜裂け」などの故障が生じると、カソード側とアノード側とのクロスリークが増大するクロスリーク異常が発生する。クロスリーク異常が発生すると、セル電圧が低下すると共にアノードガス圧力の低下速度が増大する。そのため、セル電圧の低下や、アノードガス圧力の低下速度の増大から、クロスリーク異常を検知することができる可能性がある。
【００３３】
しかしながら、セル電圧の低下は、クロスリーク異常に限らず、例えばコンプレッサ１１、調圧弁２１、分流弁１２などのエア供給排気装置の異常によっても生じ得る。そのため、セル電圧の低下のみによっては、クロスリーク異常とその他の異常とを区別することができない。
【００３４】
他方、アノードガス圧力の低下速度の増大は、クロスリーク異常に限らず、例えば排気弁５１の異常、水素循環経路４０の破損などによっても生じ得る。そのため、アノードガス圧力の低下速度の増大のみによっても、クロスリーク異常とその他の異常とを区別することができない。
【００３５】
しかしながら、セル電圧の低下とアノードガス圧力の低下速度の増大との両方が同時に発生するのは、クロスリーク異常のみである。また、燃料電池システムにおいて、クロスリーク異常に加えてその他の異常が同時に発生する可能性は極めて低い。そのため、セル電圧の低下とアノードガス圧力の低下速度の増大との両方に基づいて、制御部６０がクロスリーク異常を判定することによって、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる。このように、本実施形態に係る燃料電池システムでは、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる。
【００３６】
＜燃料電池システムの制御方法＞
次に、図２を参照して、第１の実施形態に係る燃料電池の制御方法について説明する。図２は、第１の実施形態に係る燃料電池の制御方法を示すフローチャートである。より具体的には、図２は、燃料電池ＦＣにおけるクロスリーク異常の判定方法を示している。以下に述べる図２の説明においては図１も適宜参照する。
【００３７】
まず、図２に示すように、制御部６０は、燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保されているか否かを判定する（ステップＳＴ１）。具体的には、流量計ＦＭによって測定されたエア流量と、分流弁１２及び調圧弁２１の開度によって定まる分流比とに基づいて、燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保されているか否かを制御部６０が判定する。
【００３８】
燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保されていない場合（ステップＳＴ１ＮＯ）、燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保されるまで待機する。すなわち、ステップＳＴ１を繰り返す。燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保されている場合（ステップＳＴ１ＹＥＳ）、制御部６０は、電圧センサＶＳによって測定されたセル電圧が所定の閾値電圧より小さいか否か判定する（ステップＳＴ２）。
【００３９】
セル電圧が所定の閾値電圧以上である場合（ステップＳＴ２ＮＯ）、制御部６０はクロスリーク異常でないと判定し、判定動作を終了する。セル電圧が所定の閾値電圧より小さい場合（ステップＳＴ２ＹＥＳ）、制御部６０はクロスリーク異常であると仮判定する（ステップＳＴ３）。セル電圧の低下は、クロスリーク異常に限らず、例えばコンプレッサ１１、調圧弁２１、分流弁１２などのエア供給排気装置の異常によっても生じ得る。そのため、セル電圧の低下のみによっては、クロスリーク異常とその他の異常とを区別することができない。従って、制御部６０はクロスリーク異常であると仮判定する。
【００４０】
ここで、図３は、間欠運転中におけるセル電圧及びアノードガス圧力の時間変化を示すグラフである。図３の上側のグラフの縦軸はセル電圧（Ｖ）、下側のグラフの縦軸はアノードガス圧力（ｋＰａ）を示しており、横軸は共通であって時間を示している。間欠運転は、燃料電池ＦＣが非発電状態、かつ、セル電圧を維持するために燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保された状態である。そのため、セル電圧の低下に基づく判定精度が向上する。
【００４１】
図３の上側のグラフにおいて破線で示すように、クロスリーク異常が発生していない正常な場合、セル電圧は制御下限電圧Ｖｍｉｎと制御上限電圧Ｖｍａｘとの間に維持される。これに対し、図３の上側のグラフにおいて実線で示すように、クロスリーク異常が発生している場合、セル電圧は急激に低下して閾値電圧Ｖｔｈを下回る。ここで、閾値電圧Ｖｔｈは、制御下限電圧Ｖｍｉｎよりも小さく、濃淡電池電圧よりも大きい。例えば、閾値電圧Ｖｔｈは、制御目標電圧（例えば制御下限電圧Ｖｍｉｎと制御上限電圧Ｖｍａｘとの中間値）の５〜３０％程度である。なお、単セル電圧の制御目標電圧は１．０Ｖ程度である。
【００４２】
次に、制御部６０は、圧力センサＰＳにより測定されたアノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度より大きいか否か判定する（ステップＳＴ４）。アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度以下である場合（ステップＳＴ４ＮＯ）、制御部６０はクロスリーク異常でないと判定し、判定動作を終了する。アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度より大きい場合（ステップＳＴ４ＹＥＳ）、制御部６０はクロスリーク異常であるとの本判定を行い（ステップＳＴ５）、判定動作を終了する。
【００４３】
ここで、図３の下側のグラフにおいて破線で示すように、クロスリーク異常が発生していない正常な場合、アノードガス圧力の低下速度は小さい。これに対し、図３の下側のグラフにおいて実線で示すように、クロスリーク異常が発生している場合、アノードガス圧力の低下速度が大きくなる。閾値速度は、クロスリーク量が許容最大値である正常なセルにおけるアノードガス圧力の低下速度よりも大きくする。また、閾値速度は、圧力センサＰＳの誤差等を考慮して決定してもよい。
【００４４】
図３の下側のグラフに示すように、間欠運転中、圧力センサＰＳにより測定されたアノードガス圧力が所定の圧力まで低下すると、インジェクタ３２が作動し、水素ガスが供給されてアノードガス圧力が上昇する。クロスリーク異常が発生していない正常な場合、アノードガス圧力の低下速度は小さいため、インジェクタ３２の作動間隔が長く、時間当たりの作動回数が少なくなる。これに対し、クロスリーク異常が発生している場合、アノードガス圧力の低下速度が大きいため、インジェクタ３２の作動間隔が短く、時間当たりの作動回数が多くなる。
【００４５】
そのため、アノードガス圧力の低下速度は、インジェクタ３２の作動間隔や時間当たりの作動回数などから求めてもよい。
また、間欠運転中、アノードガス圧力が複数回低下するため、この複数の低下速度の平均値をアノードガス圧力の低下速度としてもよい。判定精度をより向上させることができる。
【００４６】
以上の一連の判定は、燃料電池システムの起動から停止までの間、すなわち燃料電池自動車であれば同一トリップ中に行われることが好ましい。燃料電池ＦＣの状態（例えば、温度、水分バランス、劣化度合など）、外部環境（例えば、外気温、湿度、大気圧など）、ドライバーによる運転方法などの条件を揃えることによって、判定精度を向上させることができる。
【００４７】
以上の通り、本実施形態に係る燃料電池の制御方法では、ステップＳＴ２、ＳＴ３においてセル電圧の低下に基づいてクロスリーク異常を仮判定した上で、ステップＳＴ４、ＳＴ５においてアノードガス圧力の低下速度の増大に基づいてクロスリーク異常の本判定を行う。
【００４８】
ここで、セル電圧の低下は、クロスリーク異常に限らず、例えばコンプレッサ１１、調圧弁２１、分流弁１２などのエア供給排気装置の異常によっても生じ得る。そのため、ステップＳＴ２におけるセル電圧の低下のみによる判定では、クロスリーク異常とその他の異常とを区別することができない。
【００４９】
他方、アノードガス圧力の低下速度の増大は、クロスリーク異常に限らず、例えば排気弁５１の異常、水素循環経路４０の破損などによっても生じ得る。そのため、ステップＳＴ４におけるアノードガス圧力の低下速度の増大のみによる判定では、クロスリーク異常とその他の異常とを区別することができない。
【００５０】
しかしながら、セル電圧の低下とアノードガス圧力の低下速度の増大との両方が同時に発生するのは、クロスリーク異常のみである。また、燃料電池システムにおいて、クロスリーク異常に加えてその他の異常が同時に発生する可能性は極めて低い。
そのため、セル電圧の低下とアノードガス圧力の低下速度の増大との両方に基づいてクロスリーク異常を判定する本実施形態に係る燃料電池の制御方法は、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる。
なお、ステップＳＴ１〜ＳＴ３と、ステップＳＴ４〜ＳＴ５との順番を入れ換えても同様の効果が得られる。
【００５１】
（第２の実施形態）
＜燃料電池の制御方法＞
次に、図４を参照して、第２の実施形態に係る燃料電池の制御方法について説明する。図４は、第２の実施形態に係る燃料電池の制御方法を示すフローチャートである。より具体的には、図４は、燃料電池ＦＣにおけるクロスリーク異常の判定方法を示している。第２の実施形態に係る燃料電池システムの構成は、図１に示した第１の実施形態に係る燃料電池システムと同様である。以下に述べる図４の説明においては図１も適宜参照する。
図４におけるステップＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５は、図１におけるステップＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５と同様である。
【００５２】
まず、図４に示すように、燃料電池システムが起動すると、制御部６０は、燃料電池ＦＣが間欠運転であるか否か判定する（ステップＳＴ１１）。当該ステップＳＴ１１は、図２におけるステップＳＴ１の具体例である。上述の通り、間欠運転は、燃料電池ＦＣが非発電状態、かつ、セル電圧を維持するために燃料電池ＦＣへのエア供給量が確保された状態である。
【００５３】
燃料電池ＦＣが間欠運転でない場合（ステップＳＴ１１ＮＯ）、イグニッションスイッチがオフにならない限り（ステップＳＴ１２ＮＯ）、間欠運転になるまで待機する。すなわち、ステップＳＴ１１を繰り返す。一方、イグニッションスイッチがオフになった場合（ステップＳＴ１２ＹＥＳ）、判定動作を終了する。燃料電池ＦＣが間欠運転である場合（ステップＳＴ１１ＹＥＳ）、制御部６０は、電圧センサＶＳによって測定されたセル電圧が所定の閾値電圧より小さいか否か判定する（ステップＳＴ２）。
【００５４】
セル電圧が所定の閾値電圧以上である場合（ステップＳＴ２ＮＯ）、イグニッションスイッチがオフにならない限り（ステップＳＴ１２ＮＯ）、再び間欠運転になるまで待機する。一方、イグニッションスイッチがオフになった場合（ステップＳＴ１２ＹＥＳ）、判定動作を終了する。セル電圧が所定の閾値電圧より小さい場合（ステップＳＴ２ＹＥＳ）、制御部６０はクロスリーク異常であると仮判定する（ステップＳＴ３）。このように、クロスリーク異常であると仮判定されるまで、間欠運転の度にセル電圧の低下に基づくクロスリーク異常の判定（ステップＳＴ２）を繰り返す。そして、一度クロスリーク異常であると仮判定されたら、アノードガス圧力の低下速度の増大に基づくクロスリーク異常の判定（ステップＳＴ４）に移行する。
【００５５】
次に、制御部６０は、イグニッションスイッチがオフになったか否か判定する（ステップＳＴ１３）。イグニッションスイッチがオフでない場合（ステップＳＴ１３ＮＯ）、イグニッションスイッチがオフになるまで待機する。すなわち、ステップＳＴ１３を繰り返す。一方、イグニッションスイッチがオフの場合（ステップＳＴ１３ＹＥＳ）、圧力センサＰＳにより測定されたアノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度より大きいか否か判定する（ステップＳＴ４）。具体的には、イグニッションスイッチがオフになると、制御部６０は、燃料電池システムの停止処理を行う。そして、制御部６０は、停止処理においてインジェクタ３２からの水素供給を停止した後、ステップＳＴ４を行う。
【００５６】
アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度以下である場合（ステップＳＴ４ＮＯ）、制御部６０はクロスリーク異常でないと判定し、判定動作を終了する。アノードガス圧力の低下速度が所定の閾値速度より大きい場合（ステップＳＴ４ＹＥＳ）、制御部６０はクロスリーク異常であると本判定し（ステップＳＴ５）、判定動作を終了する。
【００５７】
ここで、図５は、停止処理中におけるアノードガス圧力の時間変化を示すグラフである。図５の縦軸はアノードガス圧力（ｋＰａ）、横軸は時間を示している。図５に示すように、水素供給停止から所定時間（判定区間）経過後のアノードガス圧力の低下量（すなわち低下速度）に基づいて、クロスリーク異常を判定する。図５において破線で示すように、クロスリーク異常が発生していない正常な場合、アノードガス圧力の低下速度は小さい。これに対し、図５において実線で示すように、クロスリーク異常が発生している場合、アノードガス圧力の低下速度が大きくなる。
【００５８】
第１の実施形態に係る図３の例では、インジェクタ３２からの水素供給が繰り返し行われている。これに対し、第２の実施形態に係る図５の例では、インジェクタ３２からの水素供給停止後に、アノードガス圧力の低下速度に基づく判定を行うため、判定精度を向上させることができる。
また、図５に示すように、水素供給停止前にアノードガス圧力を高くすると、クロスリーク異常が発生した場合のアノードガス圧力の低下速度が大きくなり、判定精度が向上する。
なお、アノード側の水素供給の停止と共にカソード側のエア供給も停止する。そのため、アノードガス圧力の低下速度としてカソード圧力の上昇速度を用いてもよい。
【００５９】
以上の一連の判定は、図５に示すように、燃料電池システムの起動から停止までの間、すなわち燃料電池自動車の同一トリップ中に行われる。そのため、燃料電池ＦＣの状態（例えば、温度、水分バランス、劣化度合など）、外部環境（例えば、外気温、湿度、大気圧など）、ドライバーによる運転方法などの条件を揃えることによって、判定精度を向上させることができる。
【００６０】
以上の通り、本実施形態に係る燃料電池の制御方法でも、ステップＳＴ２、ＳＴ３においてセル電圧の低下に基づいてクロスリーク異常を仮判定した上で、ステップＳＴ４、ＳＴ５においてアノードガス圧力の低下速度の増大に基づいてクロスリーク異常を本判定する。そのため、第１の実施形態と同様に、クロスリーク異常とその他の異常とを区別して検知することができる。
なお、本判定を複数回繰り返した後に、クロスリーク異常であるとの判定を確定させてもよい。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  エア供給経路
１１  コンプレッサ
１２  分流弁
２０  エア排出経路
２１  調圧弁
３０  水素供給経路
３１  水素タンク
３２  インジェクタ
４０  水素循環経路
４１  循環ポンプ
５０  水素排出経路
５１  排気弁
６０  制御部
ＦＣ  燃料電池
ＦＭ  流量計
ＰＳ  圧力センサ
ＶＳ  電圧センサ
【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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