JP2005094834A - Fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell vehicle capable of surely preventing startup or travel of a vehicle which is not intended by a driver, with no increase in power consumption at startup and the number of components. <P>SOLUTION: A motor 7 drives an air supply device 6 which supplies air to a fuel cell unit 1 which is mounted as a main power source. The motor body is housed in a housing while separated from the inner peripheral surface of the housing, and a movable member moves between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the motor body, thus fixing the motor body to or releasing from the housing. Only when a vehicle controller 9 judges that startup operation for the vehicle has been performed by normal action of an ignition key, the body of motor 7 is fixed to the housing under control of a motor control unit 8 for providing a rotational output from the motor 7. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池を主電源として搭載する燃料電池車両に関し、特に、運転者の意図しない起動や車両走行を防止する技術に関する。   The present invention relates to a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell as a main power source, and more particularly, to a technique for preventing unintended start-up and vehicle running by a driver.

近年の環境問題、特に自動車の排出ガスによる大気汚染や二酸化炭素による地球温暖化の問題等に対する対策として、クリーンな排気及び高エネルギ効率を可能とする燃料電池技術が注目を浴びており、現在、このような燃料電池を主電源として搭載する燃料電池車両に関する研究開発が盛んに行われている。   Fuel cell technology that enables clean exhaust and high energy efficiency is attracting attention as a countermeasure against environmental problems in recent years, especially air pollution caused by automobile exhaust gas and global warming due to carbon dioxide, Research and development related to fuel cell vehicles in which such a fuel cell is mounted as a main power source has been actively conducted.

燃料電池車両を広く一般に普及させるためには、燃料電池システム自体の改良によるコストダウンが極めて重要な課題とされているが、これと共に、実際に燃料電池車両を日常生活の中で使用することを想定した場合に必要となると考えられる様々な技術についても、燃料電池車両に適合した最適なかたちで燃料電池車両に適用することも重要である。その一つが、運転者の意図しない起動や車両走行を防止する技術である。   In order to widely disseminate fuel cell vehicles, cost reduction by improving the fuel cell system itself is considered as an extremely important issue. At the same time, it is necessary to actually use fuel cell vehicles in daily life. It is also important to apply various technologies that are considered to be necessary in the case of the assumption to the fuel cell vehicle in an optimum form suitable for the fuel cell vehicle. One of them is a technique for preventing unintended start-up and vehicle running by the driver.

従来の電気自動車や内燃機関自動車において、運転者の意図しない起動や車両走行への対策としては、特別な電気的防盗装置を車両に搭載したり(例えば、特許文献1等を参照。)、ステアリングロック等のように機械的に盗難を防止する機構を付加したりする例が一般的である。
特開2002−326562号公報
In conventional electric vehicles and internal combustion engine vehicles, as measures against unintentional start-up and vehicle running by the driver, a special electric anti-theft device is mounted on the vehicle (see, for example, Patent Document 1) or steering. An example in which a mechanism for mechanically preventing theft such as a lock is added is common.
JP 2002-326562 A

ところで、燃料電池車両では、主電源として搭載した燃料電池の起動応答性が十分ではないため、通常、補助電源として2次電池を搭載して、車両起動時にはこの2次電池からの電力で各種制御を行うようにしている。ただし、燃料電池車両に搭載される2次電池の容量は、従来の電気自動車に搭載される2次電池と比較して小容量であるため、起動時における電気消費量はできるだけ低く抑えることが望まれる。このため、従来の電気自動車や内燃機関自動車で利用されている電気的防盗装置を燃料電池車両に搭載して、運転者の意図しない起動や車両走行への対策とすることは、得策でないと考えられる。   By the way, in a fuel cell vehicle, since the start-up responsiveness of a fuel cell mounted as a main power source is not sufficient, a secondary battery is usually mounted as an auxiliary power source, and various controls are performed with electric power from the secondary battery when the vehicle starts. Like to do. However, since the capacity of the secondary battery mounted on the fuel cell vehicle is smaller than that of the secondary battery mounted on the conventional electric vehicle, it is desirable to keep the electricity consumption at startup as low as possible. It is. For this reason, it is considered unprofitable to install an electrical anti-theft device used in conventional electric vehicles and internal combustion engine vehicles in a fuel cell vehicle to take measures against unintended start-up and vehicle running by the driver. It is done.

また、燃料電池車両は、従来の電気自動車や内燃機関自動車と比較して構成部品が多いため、部品点数の更なる増加はできるだけ避けることが望まれる。このため、ステアリングロック等の機械的な装置を付加することも、燃料電池車両では得策でないと考えられる。   In addition, since fuel cell vehicles have more components than conventional electric vehicles and internal combustion engine vehicles, it is desirable to avoid further increases in the number of components as much as possible. For this reason, it is considered that adding a mechanical device such as a steering lock is not a good measure in the fuel cell vehicle.

本発明は、以上のような実情に鑑みて創案されたものであって、起動時における消費電力の増大や、部品点数の増加等を招くことなく、運転者の意図しない起動や車両走行を確実に防止することができる燃料電池車両を提供することを目的としている。   The present invention was devised in view of the above circumstances, and ensures start-up and vehicle travel that are not intended by the driver without causing an increase in power consumption at start-up or an increase in the number of parts. An object of the present invention is to provide a fuel cell vehicle that can be prevented.

本発明に係る燃料電池車両では、運転者の意図しない車両の起動操作が行われた場合に、燃料電池への空気供給動作を制限して燃料電池の発電を阻止することによって、運転者の意図しない車両の起動を禁止するようにしている。そのための具体的機構として、本発明に係る燃料電池車両では、例えば、燃料電池へ空気を供給する空気供給装置を駆動するための電動機として新規な構造のものを採用すると共に、この電動機を制御するための電動機制御装置を設け、イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたときに、電動機から回転出力が得られるように、電動機制御装置が電動機を制御するようにしている。   In the fuel cell vehicle according to the present invention, when a vehicle start operation not intended by the driver is performed, the air supply operation to the fuel cell is restricted to prevent the fuel cell from generating power. Do not start the vehicle. As a specific mechanism for that purpose, in the fuel cell vehicle according to the present invention, for example, a motor having a novel structure is employed as an electric motor for driving an air supply device that supplies air to the fuel cell, and this electric motor is controlled. An electric motor control device is provided, and the electric motor control device controls the electric motor so that a rotation output can be obtained from the electric motor when a start operation of the vehicle is performed by a normal operation of the ignition key.

具体的には、例えば、空気供給装置を駆動するための電動機として、ハウジングと、このハウジングの内周面から離間した状態でハウジング内部に収容された電動機本体と、ハウジングの内周面と電動機本体の外周面との間を移動することによって電動機本体をハウジングに対して固定或いは解放する可動部材とを備えた電動機を用い、電動機制御装置が、イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたときに、電動機の可動部材を移動させて電動機本体をハウジングに対して固定させ、電動機から回転出力が得られるように制御する。   Specifically, for example, as an electric motor for driving the air supply device, a housing, an electric motor main body housed inside the housing in a state of being separated from an inner peripheral surface of the housing, an inner peripheral surface of the housing, and an electric motor main body The motor control device uses a motor with a movable member that fixes or releases the motor body relative to the housing by moving between the outer peripheral surface of the motor and the motor control operation is performed by a normal operation of the ignition key. At this time, the movable member of the electric motor is moved so that the electric motor main body is fixed to the housing, and control is performed so that a rotational output is obtained from the electric motor.

また、本発明に係る他の燃料電池車両では、運転者の意図しない車両の起動操作が行われた場合に、燃料電池から供給される電力によって動作する車輪駆動用電動機から回転出力が得られないようにして、車両の走行を禁止するようにしている。そのための具体的機構として、本発明に係る他の燃料電池車両では、例えば、車輪駆動用電動機として新規な構造のものを採用すると共に、この車輪駆動用電動機を制御するための電動機制御装置を設け、イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたときに、車輪駆動用電動機から回転出力が得られるように、電動機制御装置が車輪駆動用電動機を制御するようにしている。   In addition, in another fuel cell vehicle according to the present invention, when a start operation of the vehicle not intended by the driver is performed, a rotation output cannot be obtained from a wheel driving motor that operates with electric power supplied from the fuel cell. In this way, the vehicle is prohibited from traveling. As a specific mechanism for this, in another fuel cell vehicle according to the present invention, for example, a wheel drive motor having a novel structure is adopted, and a motor control device for controlling the wheel drive motor is provided. The motor control device controls the wheel drive motor so that a rotation output can be obtained from the wheel drive motor when the vehicle is started by the normal operation of the ignition key.

具体的には、例えば、車輪駆動用電動機として、ハウジングと、このハウジングの内周面から離間した状態でハウジング内部に収容された電動機本体と、ハウジングの内周面と電動機本体の外周面との間を移動することによって電動機本体をハウジングに対して固定或いは解放する可動部材とを備えた電動機を用い、電動機制御装置が、イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたときに、電動機の可動部材を移動させて電動機本体をハウジングに対して固定させ、車輪駆動用電動機から回転出力が得られるように制御する。   Specifically, for example, as a wheel driving motor, a housing, a motor main body housed inside the housing in a state of being separated from the inner peripheral surface of the housing, an inner peripheral surface of the housing, and an outer peripheral surface of the motor main body Using a motor having a movable member that fixes or releases the motor body with respect to the housing by moving between the motor and the motor controller when the vehicle is started by the normal operation of the ignition key. The movable member is moved to fix the electric motor main body to the housing, and control is performed so that a rotational output is obtained from the wheel driving electric motor.

本発明の燃料電池車両によれば、特別な電気的防盗装置やステアリングロック等の機構によらず、運転者の意図しない車両の起動操作が行われた場合に車両の起動や走行が禁止されるので、起動時における消費電力の増大や、部品点数の増加等を招くことなく、運転者の意図しない起動や車両走行を確実に防止することができる。   According to the fuel cell vehicle of the present invention, regardless of a mechanism such as a special electric anti-theft device or a steering lock, the vehicle is prohibited from starting or running when a vehicle starting operation not intended by the driver is performed. Therefore, it is possible to reliably prevent unintended start-up and vehicle travel without causing an increase in power consumption at start-up and an increase in the number of parts.

以下、本発明を適用した燃料電池車両の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a specific embodiment of a fuel cell vehicle to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本実施形態の燃料電池車両の概略構成を図1に模式的に示す。この燃料電池車両は、主電源として燃料電池スタックを含む燃料電池ユニット1、補助電源として2次電池2をそれぞれ搭載している。そして、これらの電源から供給される電力で車輪駆動用電動機3を動作させ、この車輪駆動用電動機3の回転出力を減速機4を介して駆動輪に伝達することで、車両に推進力を与えるようになっている。
(First embodiment)
A schematic configuration of the fuel cell vehicle of the present embodiment is schematically shown in FIG. This fuel cell vehicle is equipped with a fuel cell unit 1 including a fuel cell stack as a main power source and a secondary battery 2 as an auxiliary power source. The wheel drive motor 3 is operated with electric power supplied from these power supplies, and the rotational output of the wheel drive motor 3 is transmitted to the drive wheels via the speed reducer 4 to give propulsive force to the vehicle. It is like that.

燃料電池ユニット1の燃料電池スタックは、水素極と空気極とが電解質・電極触媒複合体を挟んで重ね合わされた発電セルが多段積層された構造を有し、各発電セルの水素極に供給される水素と各発電セルの空気極に供給される空気中の酸素との電気化学反応により発電するものである。このように、燃料電池スタックから発電電力を得るには、燃料電池スタックに燃料である水素と酸化剤である空気とをそれぞれ供給する必要があり、燃料電池車両には、そのための機構として水素供給装置5及び空気供給装置6が搭載されている。   The fuel cell stack of the fuel cell unit 1 has a structure in which power generation cells in which a hydrogen electrode and an air electrode are overlapped with an electrolyte / electrode catalyst composite interposed therebetween are stacked in multiple stages, and supplied to the hydrogen electrode of each power generation cell. Power is generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in the air supplied to the air electrode of each power generation cell. As described above, in order to obtain generated power from the fuel cell stack, it is necessary to supply hydrogen as a fuel and air as an oxidant to the fuel cell stack, respectively. A device 5 and an air supply device 6 are mounted.

水素供給装置5は、例えば、水素を貯蔵する手段として高圧水素タンクを備え、この高圧水素タンクから燃料となる水素ガスを減圧しながら取り出して、取り出した水素ガスを流量制御弁及び圧力制御弁で所望の流量及び圧力を調整しながら燃料電池ユニット1の燃料電池スタックに供給する構成となっている。   The hydrogen supply device 5 includes, for example, a high-pressure hydrogen tank as a means for storing hydrogen, takes out the hydrogen gas as fuel from the high-pressure hydrogen tank while reducing the pressure, and uses the flow rate control valve and the pressure control valve to remove the extracted hydrogen gas. The fuel cell unit 1 is supplied to the fuel cell stack while adjusting the desired flow rate and pressure.

また、空気供給装置6は、例えば、電動機7によって駆動されるコンプレッサを備え、このコンプレッサの駆動により外気等を取り込んで、燃料電池ユニット1の燃料電池スタックに圧送する構成となっている。そして、特に本実施形態の燃料電池車両では、空気供給装置6(コンプレッサ)を駆動するための電動機7として、詳細を後述する新規な構成のものを用いるようにしている。   The air supply device 6 includes a compressor driven by an electric motor 7, for example, and is configured to take in outside air or the like by driving the compressor and pump it to the fuel cell stack of the fuel cell unit 1. In particular, in the fuel cell vehicle according to the present embodiment, as the electric motor 7 for driving the air supply device 6 (compressor), a new configuration whose details will be described later is used.

また、本実施形態の燃料電池車両には、車輪駆動用電動機3や電動機7の動作を制御するための電動機制御装置8が搭載されている。この電動機制御装置8は、燃料電池車両全体の制御を司る車両コントローラ9の制御指令に応じて、車輪駆動用電動機3や電動機7の動作を制御するものであり、特に、空気供給装置6を駆動するための電動機7に対しては、イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたときにのみ、この電動機7から回転出力が得られるような制御を行う。このような制御を実現するため、本実施形態の燃料電池車両では、イグニッションキーが差し込まれるキーシリンダ10から車両コントローラ9に対して、キーの位置(OFFポジション、ACCポジション、IGNポジション、STARTポジション)を識別するための信号が随時送られるようになっており、車両コントローラ9が、このキーシリンダ10から送られる信号に基づいて、イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたのかどうかを判定できるようにしている。   In addition, the fuel cell vehicle of this embodiment is equipped with an electric motor control device 8 for controlling the operation of the wheel driving electric motor 3 and the electric motor 7. The electric motor control device 8 controls the operation of the wheel driving motor 3 and the electric motor 7 in accordance with a control command of a vehicle controller 9 that controls the entire fuel cell vehicle, and in particular, drives the air supply device 6. The electric motor 7 is controlled so that a rotational output is obtained from the electric motor 7 only when the starting operation of the vehicle is performed by the normal operation of the ignition key. In order to realize such control, in the fuel cell vehicle of the present embodiment, the key positions (OFF position, ACC position, IGN position, START position) from the key cylinder 10 into which the ignition key is inserted to the vehicle controller 9. A signal for identifying the vehicle is sent from time to time, and the vehicle controller 9 determines whether or not the vehicle has been started by the normal operation of the ignition key based on the signal sent from the key cylinder 10. Judgment is made.

ここで、以上のように構成される本実施形態の燃料電池車両において、空気供給装置6を駆動するための電動機7の具体的構造について、図2及び図3を参照しながら説明する。   Here, the specific structure of the electric motor 7 for driving the air supply device 6 in the fuel cell vehicle of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS.

この電動機7は、固定子11及び回転子12を有する電動機本体が、車体に固定されて設置されるハウジング13の内部に収容された構造を有し、特に、電動機本体がハウジング13の内周面から所定の間隙Sを存して離間した状態でハウジング13内部に収容され、可動部材14がハウジング13内周面と電動機本体の外周面との間を移動することによって、電動機本体がハウジング13に対して固定或いは解放される構造となっている点に大きな特徴を有するものである。   The electric motor 7 has a structure in which an electric motor main body having a stator 11 and a rotor 12 is housed inside a housing 13 that is fixedly installed on a vehicle body. In particular, the electric motor main body is an inner peripheral surface of the housing 13. The motor main body is accommodated in the housing 13 by being accommodated in the housing 13 with a predetermined gap S from the housing 13 and being moved between the inner peripheral surface of the housing 13 and the outer peripheral surface of the motor main body. On the other hand, it has a great feature in that it is fixed or released.

電動機本体の固定子11にはステータ巻線が設けられており、この固定子11のステータ巻線への通電によって生じる磁界の作用で、回転子12が固定子11に対して回転運動を行うようになっている。また、回転子12には出力軸15が固定されており、回転子12の回転に伴って出力軸15が回転し、この出力軸15の回転によって空気供給装置6を駆動できるようになっている。   The stator 11 of the motor body is provided with a stator winding, and the rotor 12 performs a rotational motion with respect to the stator 11 by the action of a magnetic field generated by energizing the stator winding of the stator 11. It has become. An output shaft 15 is fixed to the rotor 12, and the output shaft 15 rotates with the rotation of the rotor 12, and the air supply device 6 can be driven by the rotation of the output shaft 15. .

ここで、一般的な電動機では、電動機本体がハウジングの内周面に締まり嵌めで固定されているので、ステータ巻線への通電によって回転子が固定子に対して回転運動するときには、回転子はハウジングに対しても回転して回転出力が得られることになる。これに対して、本実施形態の燃料電池車両に搭載する電動機7では、上述したように、電動機本体がハウジング13の内周面から所定の間隙Sを存して離間した状態でハウジング13内部に収容され、可動部材14がハウジング13内周面と電動機本体の外周面との間を移動することによって、電動機本体がハウジング13に対して固定或いは解放される構造となっているので、図2(a)に示すように、電動機本体がハウジング13に対して解放された状態のときには、ステータ巻線への通電によって回転子12が固定子11に対して回転運動する際に、その反力によって逆に固定子11がハウジング13に対して逆方向に回転することになる。その結果、回転子12はハウジング13に対して回転しないので、回転出力が得られないことになる。   Here, in a general electric motor, since the electric motor body is fixed to the inner peripheral surface of the housing with an interference fit, when the rotor rotates with respect to the stator by energizing the stator winding, the rotor is A rotation output is obtained by rotating also with respect to the housing. On the other hand, in the electric motor 7 mounted on the fuel cell vehicle of the present embodiment, as described above, the electric motor main body is separated from the inner peripheral surface of the housing 13 with a predetermined gap S in the housing 13. Since the movable body 14 is accommodated and moved between the inner peripheral surface of the housing 13 and the outer peripheral surface of the electric motor main body, the electric motor main body is fixed to or released from the housing 13. As shown in a), when the electric motor main body is released from the housing 13, when the rotor 12 rotates relative to the stator 11 by energization of the stator winding, the reaction force reverses. Thus, the stator 11 rotates in the opposite direction with respect to the housing 13. As a result, since the rotor 12 does not rotate with respect to the housing 13, a rotation output cannot be obtained.

一方、図2(b)に示すように、可動部材14の移動によって電動機本体がハウジング13に対して固定された状態となったときには、ステータ巻線への通電によって回転子12が固定子11に対して回転運動すると、固定子11がハウジング13に固定されているために固定子11の回転が阻止され、回転子12はハウジング13に対しても回転して回転出力が得られることになる。   On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), when the electric motor body is fixed to the housing 13 by the movement of the movable member 14, the rotor 12 is moved to the stator 11 by energizing the stator windings. On the other hand, when the rotor 11 is rotated, the stator 11 is fixed to the housing 13, so that the stator 11 is prevented from rotating, and the rotor 12 also rotates with respect to the housing 13 to obtain a rotational output.

可動部材14は、電動機本体と同軸の同心円上に複数配置され、何れも電動機本体に対して近接離間する方向に移動可能な状態でハウジング13に取り付けられている。具体的には、例えば図3(a)及び図3(b)に示すように、ハウジング13の内周面に可動部材14を収容するための凹部13aが穿設され、この凹部13a内に可動部材14がスプリング16と共に配設される。また、可動部材14とスプリング16との間には電磁石17が設けられ、ハウジング13に形成された電源通電層18及び端子19を通じてこの電磁石17に通電することで、可動部材14に付勢力が与えられるようになっている。   A plurality of movable members 14 are arranged on a concentric circle coaxial with the electric motor main body, and all of them are attached to the housing 13 so as to be movable in a direction approaching and separating from the electric motor main body. Specifically, for example, as shown in FIGS. 3A and 3B, a recess 13a for accommodating the movable member 14 is formed in the inner peripheral surface of the housing 13, and the recess 13a is movable in the recess 13a. A member 14 is disposed with a spring 16. Further, an electromagnet 17 is provided between the movable member 14 and the spring 16, and an energizing force is applied to the movable member 14 by energizing the electromagnet 17 through the power supply energizing layer 18 and the terminal 19 formed in the housing 13. It is supposed to be.

可動部材14の動作は、電動機制御装置8によって制御される。すなわち、電動機制御装置8は、イグニッションキーの正規動作による車両の起動操作が行われていないと車両コントローラ9によって判定されたときには、電磁石17に対する通電を行わない。その結果、図3(a)に示すように、スプリング16と電磁石17との力の均衡が保たれて、可動部材14は凹部13a内に収容された状態を維持し、電動機本体がハウジング13に対して解放された状態とされる。   The operation of the movable member 14 is controlled by the electric motor control device 8. That is, the electric motor control device 8 does not energize the electromagnet 17 when it is determined by the vehicle controller 9 that the starting operation of the vehicle by the normal operation of the ignition key is not performed. As a result, as shown in FIG. 3A, the balance of force between the spring 16 and the electromagnet 17 is maintained, the movable member 14 is maintained in the recessed portion 13a, and the electric motor body is attached to the housing 13. On the other hand, it is in a released state.

一方、車両コントローラ9によってイグニッションキーの正規動作による車両の起動操作が行われたと判定されると、電動機制御装置8は電磁石17に対する通電を開始する。これにより、可動部材14が電磁石17による付勢力を受けて電動機本体の固定子11側へと移動して、図3(b)に示すように、可動部材14の先端部が固定子11の外周面に当接することになる。その結果、電動機本体がハウジング13に対して固定された状態となり、電動機本体から回転出力を得ることが可能となる。   On the other hand, when it is determined by the vehicle controller 9 that the vehicle has been activated by the normal operation of the ignition key, the motor control device 8 starts energizing the electromagnet 17. As a result, the movable member 14 receives the urging force of the electromagnet 17 and moves to the stator 11 side of the motor body, and the distal end of the movable member 14 is the outer periphery of the stator 11 as shown in FIG. It will contact the surface. As a result, the electric motor main body is fixed to the housing 13, and a rotational output can be obtained from the electric motor main body.

次に、本実施形態の燃料電池車両の起動時における制御の一例について、図4のフローチャートを参照して説明する。   Next, an example of the control at the time of starting the fuel cell vehicle according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

本実施形態の燃料電池車両では、システム起動処理を行う前段階の処理として、起動操作がイグニッションキーの正規動作によるものであるかどうかを判定する処理が行われる。すなわち、燃料電池車両の起動時において、車両コントローラ9は、キーシリンダ10からイグニッションキーの位置を識別するための信号が送られたかどうかを監視して(ステップS1)、先ず、イグニッションキーがOFFポジションにあることを示す信号を確認し(ステップS2)、次に、イグニッションキーがACCポジションにあることを示す信号を確認し(ステップS3)、次に、イグニッションキーがIGNポジションを通過したことを示す信号を確認し(ステップS4)、次に、イグニッションキーがSTARTポジションにあることを示す信号を確認し(ステップS5)、最後に、イグニッションキーがIGNポジションに保持されていることを示す信号を確認したときに(ステップS6)、イグニッションキーの正規動作によって起動操作が行われたものと判定する(ステップS7)。   In the fuel cell vehicle according to the present embodiment, a process for determining whether or not the activation operation is due to the normal operation of the ignition key is performed as a process before the system activation process. That is, when the fuel cell vehicle is started, the vehicle controller 9 monitors whether a signal for identifying the position of the ignition key is sent from the key cylinder 10 (step S1), and first, the ignition key is in the OFF position. (Step S2), then a signal indicating that the ignition key is at the ACC position (step S3), and then indicating that the ignition key has passed the IGN position. Confirm the signal (step S4), then confirm the signal indicating that the ignition key is in the START position (step S5), and finally confirm the signal indicating that the ignition key is held in the IGN position (Step S6), when the ignition key is It determines that the startup operation is performed by (Step S7).

そして、車両コントローラ9により起動操作がイグニッションキーの正規動作によるものであると判定されると、この車両コントローラ9からの制御指令に応じて、電動機制御装置8が電動機7のハウジング13に設けられた電磁石17に通電し、可動部材14を電動機本体の固定子11側へと移動させる(ステップS8)。これにより、電動機7の電動機本体がハウジング13に対して固定された状態とされ、電動機7から回転出力が得られることになる。その後、システム起動処理が行われて(ステップS9)、電動機7により空気供給装置6が駆動され、主電源である燃料電池ユニット1での発電が開始される(ステップS10)。   When the vehicle controller 9 determines that the starting operation is due to the normal operation of the ignition key, the motor control device 8 is provided in the housing 13 of the motor 7 in response to a control command from the vehicle controller 9. The electromagnet 17 is energized, and the movable member 14 is moved to the stator 11 side of the electric motor body (step S8). As a result, the electric motor main body of the electric motor 7 is fixed to the housing 13, and a rotational output is obtained from the electric motor 7. Thereafter, system activation processing is performed (step S9), the air supply device 6 is driven by the electric motor 7, and power generation in the fuel cell unit 1 that is the main power source is started (step S10).

一方、ステップS2〜ステップS6の順でキーシリンダ10からイグニッションキーの位置を示す信号が正しく送られていない場合には、車両コントローラ9は、正しい起動操作が行われていないものと判定する(ステップS11)。この場合には、電動機制御装置8による電動機7の電磁石17への通電は行われないので、電動機7から回転出力は得られない。したがって、この場合には、燃料電池ユニット1への空気供給動作が行われないので、燃料電池ユニット1は主電源として機能せず、例えば、運転者以外の者が配線直結等の不正な方法で起動操作を行ったとしても、燃料電池車両の起動が行われることはない。   On the other hand, if the signal indicating the position of the ignition key is not correctly sent from the key cylinder 10 in the order of step S2 to step S6, the vehicle controller 9 determines that the correct starting operation has not been performed (step S11). In this case, since the motor controller 8 does not energize the electromagnet 17 of the motor 7, no rotation output can be obtained from the motor 7. Therefore, in this case, since the air supply operation to the fuel cell unit 1 is not performed, the fuel cell unit 1 does not function as a main power source. For example, a person other than the driver can use an illegal method such as direct wiring. Even if the activation operation is performed, the fuel cell vehicle is not activated.

以上説明したように、本実施形態の燃料電池車両では、イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたと車両コントローラ9が判定した場合にのみ、電動機制御装置8の制御によって、空気供給装置6を駆動するための電動機7から回転出力が得られるようにしている。したがって、例えば配線直結による起動操作等のようなイグニッションキーの正規動作によらない起動操作、すなわち、運転者の意図しない起動操作が行われた場合には、空気供給装置6から燃料電池ユニット1への空気供給動作は行われず、燃料電池ユニット1の燃料電池スタックでの発電が阻止されることになり、運転者の意図しない車両の起動を有効に防止することができる。   As described above, in the fuel cell vehicle of the present embodiment, the air supply device is controlled by the electric motor control device 8 only when the vehicle controller 9 determines that the start operation of the vehicle has been performed by the normal operation of the ignition key. Rotational output is obtained from an electric motor 7 for driving 6. Therefore, for example, when an activation operation that is not based on the normal operation of the ignition key, such as an activation operation by direct wiring, that is, an activation operation that is not intended by the driver, is performed from the air supply device 6 to the fuel cell unit 1. The air supply operation is not performed, and the power generation in the fuel cell stack of the fuel cell unit 1 is blocked, so that it is possible to effectively prevent the vehicle from starting without the driver's intention.

(第2の実施形態)
次に、本発明を適用した燃料電池車両の他の例について説明する。本実施形態の燃料電池車両は、運転者の意図しない車両の起動操作が行われた場合に、車輪駆動用電動機3から回転出力が得られないようにすることで、車両の走行を禁止するようにした点を特徴とするものである。
(Second Embodiment)
Next, another example of the fuel cell vehicle to which the present invention is applied will be described. The fuel cell vehicle according to the present embodiment prohibits traveling of the vehicle by preventing a rotation output from being obtained from the wheel driving motor 3 when a vehicle start operation not intended by the driver is performed. It is characterized by the point.

すなわち、上述した第1の実施形態の燃料電池車両では、空気供給装置6(コンプレッサ)を駆動するための電動機7として、図2及び図3に示したような新規な構成のものを用い、運転者の意図しない車両の起動操作が行われた場合には、電動機7から回転出力が得られないようにすることで燃料電池ユニット1への空気供給動作を制限して、運転者の意図しない車両の起動を禁止するようにしているが、本実施形態の燃料電池車両では、車輪駆動用電動機3として図2及び図3に示した新規な構成の電動機を用い、運転者の意図しない車両の起動操作が行われた場合には、車輪駆動用電動機3から回転出力が得られないようにすることで、運転者の意図しない車両の走行を禁止するようにしている。なお、燃料電池車両の基本構成については、図1に示した第1の実施形態の燃料電池車両の構成と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。   That is, in the fuel cell vehicle according to the first embodiment described above, the motor 7 for driving the air supply device 6 (compressor) is used with a novel configuration as shown in FIGS. When a vehicle start operation not intended by the driver is performed, the air supply operation to the fuel cell unit 1 is restricted by preventing the rotation output from being obtained from the electric motor 7, and the vehicle not intended by the driver However, in the fuel cell vehicle of this embodiment, the motor of the novel configuration shown in FIGS. 2 and 3 is used as the wheel driving motor 3 to start the vehicle unintended by the driver. When an operation is performed, the vehicle is prevented from traveling by the vehicle not intended by the driver by preventing rotation output from being obtained from the wheel drive motor 3. Note that the basic configuration of the fuel cell vehicle is the same as the configuration of the fuel cell vehicle according to the first embodiment shown in FIG.

本実施形態の燃料電池車両における車輪駆動用電動機3は、図2及び図3に示したように、固定子11及び回転子12を有する電動機本体が、ハウジング13の内周面から所定の間隙Sを存して離間した状態でハウジング13内部に収容され、可動部材14がスプリング16及び電磁石17の作用によりハウジング13内周面と電動機本体の外周面との間を移動することによって、電動機本体がハウジング13に対して固定或いは解放される構造となっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the wheel driving motor 3 in the fuel cell vehicle according to the present embodiment is such that the motor body having the stator 11 and the rotor 12 has a predetermined gap S from the inner peripheral surface of the housing 13. And the movable member 14 is moved between the inner peripheral surface of the housing 13 and the outer peripheral surface of the electric motor main body by the action of the spring 16 and the electromagnet 17 so that the electric motor main body is The structure is fixed or released with respect to the housing 13.

この車輪駆動用電動機3では、イグニッションキーの正規動作による車両の起動操作が行われていないと車両コントローラ9によって判定されたときには、電動機制御装置8による電磁石17に対する通電が行われず、可動部材14が凹部13a内に収容された状態に維持されて、電動機本体がハウジング13に対して解放された状態とされる。この状態では、車輪駆動用電動機3から回転出力が得られないので、燃料電池車両が走行することはない。   In this wheel drive motor 3, when the vehicle controller 9 determines that the vehicle has not been started by the normal operation of the ignition key, the motor controller 8 does not energize the electromagnet 17 and the movable member 14 The electric motor main body is released from the housing 13 while being maintained in the state of being accommodated in the recess 13a. In this state, since no rotation output is obtained from the wheel driving motor 3, the fuel cell vehicle does not travel.

そして、車両コントローラ9によってイグニッションキーの正規動作による車両の起動操作が行われたと判定されたときに、電動機制御装置8により車輪駆動用電動機3の電磁石17に対する通電が開始され、可動部材14が電動機本体の固定子11側へと移動することで、電動機本体がハウジング13に対して固定された状態となる。その結果、車輪駆動用電動機3から回転出力を得ることが可能となり、燃料電池車両の走行が可能となる。なお、イグニッションキーの正規動作による車両の起動操作が行われたかどうかを車両コントローラ9が判定する処理は、上述した第1の実施形態(図4参照)と同様である。   When it is determined by the vehicle controller 9 that the vehicle has been started by the normal operation of the ignition key, the motor controller 8 starts energization of the electromagnet 17 of the wheel driving motor 3 and the movable member 14 is moved to the motor. By moving to the stator 11 side of the main body, the electric motor main body is fixed to the housing 13. As a result, it is possible to obtain a rotational output from the wheel driving motor 3, and the fuel cell vehicle can travel. Note that the process in which the vehicle controller 9 determines whether or not the vehicle start operation has been performed by the normal operation of the ignition key is the same as that in the first embodiment (see FIG. 4).

以上説明したように、本実施形態の燃料電池車両では、イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたと車両コントローラ9が判定した場合にのみ、電動機制御装置8の制御によって、車輪駆動用電動機3から回転出力が得られるようにしている。したがって、例えば配線直結による起動操作等のようなイグニッションキーの正規動作によらない起動操作、すなわち、運転者の意図しない起動操作が行われた場合には、車輪駆動用電動機3から車輪に駆動力が伝達されることがないので、運転者の意図しない車両の走行を有効に防止することができる。   As described above, in the fuel cell vehicle according to the present embodiment, the vehicle controller 9 controls the wheel drive only when the vehicle controller 9 determines that the starting operation of the vehicle has been performed by the normal operation of the ignition key. A rotation output is obtained from the electric motor 3. Therefore, for example, when a startup operation not based on the normal operation of the ignition key, such as a startup operation by direct wiring, that is, a startup operation not intended by the driver is performed, a driving force is applied from the wheel driving motor 3 to the wheels. Is not transmitted, it is possible to effectively prevent the vehicle from traveling unintentionally by the driver.

なお、以上説明した各実施形態は、本発明を適用した燃料電池車両の具体的な一例を示したものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、上述した実施形態において、空気供給装置6(コンプレッサ)を駆動するための電動機7或いは車輪駆動用電動機3として用いる電動機は、電動機本体と同軸の同心円上に複数配置された可動部材14が、電動機本体に対して近接離間する方向に移動することによって、電動機本体がハウジング13に対して固定或いは解放される構造となっているが、可動部材14の配置や移動方向は、以上の例に限定されるものではなく、電動機全体の内部構造等に応じて適宜変更可能である。また、可動部材14を移動させる方法についても、上述したような電磁石17への通電によるものに限らず、例えば、固定子11のステータ巻線からの漏れ磁界を用いる方法等、様々な方法が適用可能である。   Each embodiment described above shows a specific example of the fuel cell vehicle to which the present invention is applied, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there. For example, in the above-described embodiment, the motor 7 used to drive the air supply device 6 (compressor) or the motor used as the wheel driving motor 3 includes a plurality of movable members 14 arranged on concentric circles coaxial with the motor body. Although the electric motor main body is structured to be fixed or released with respect to the housing 13 by moving in the direction of approaching and separating from the electric motor main body, the arrangement and moving direction of the movable member 14 are limited to the above examples. However, it can be appropriately changed according to the internal structure of the entire motor. Further, the method of moving the movable member 14 is not limited to the above-described method of energizing the electromagnet 17, and various methods such as a method of using a leakage magnetic field from the stator winding of the stator 11 are applied. Is possible.

本発明を適用した燃料電池車両の概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure of the fuel cell vehicle to which this invention is applied. 空気供給装置を駆動するための電動機或いは車輪駆動用電動機として用いる電動機の構造を模式的に示す図であり、(a)は電動機本体がハウジングに対して解放された状態の電動機内部構造を示し、(b)は可動部材の移動によって電動機本体がハウジングに対して固定された状態の電動機内部構造を示している。It is a diagram schematically showing the structure of an electric motor used as an electric motor for driving an air supply device or an electric motor for driving a wheel, (a) shows the internal structure of the electric motor in a state where the electric motor body is released from the housing, (B) shows the internal structure of the electric motor in a state where the electric motor main body is fixed to the housing by the movement of the movable member. 前記電動機の要部を拡大して示す図であり、(a)は図2(a)におけるA部を拡大して示す図、(b)は図2(b)におけるB部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the principal part of the said motor, (a) is a figure which expands and shows the A section in Fig.2 (a), (b) expands and shows the B section in FIG.2 (b). FIG. 本発明を適用した燃料電池車両の起動時における制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control at the time of starting of the fuel cell vehicle to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池ユニット
3 車輪駆動用電動機
6 空気供給装置
7 電動機
8 電動機制御装置
9 車両コントローラ
10 キーシリンダ
11 固定子
12 回転子
13 ハウジング
14 可動部材
15 出力軸
16 スプリング
17 電磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell unit 3 Wheel drive motor 6 Air supply device 7 Electric motor 8 Motor control device 9 Vehicle controller 10 Key cylinder 11 Stator 12 Rotor 13 Housing 14 Movable member 15 Output shaft 16 Spring 17 Electromagnet

Claims (4)

燃料電池を主電源として搭載する燃料電池車両において、
運転者の意図しない車両の起動操作が行われた場合に、前記燃料電池への空気供給動作を制限して燃料電池の発電を阻止することによって、運転者の意図しない車両の起動を禁止する機構を有することを特徴とする燃料電池車両。
In a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell as a main power source,
Mechanism for prohibiting the start of the vehicle unintended by the driver by restricting the air supply operation to the fuel cell and preventing the power generation of the fuel cell when the start operation of the vehicle not intended by the driver is performed A fuel cell vehicle comprising:
前記燃料電池へ空気を供給する空気供給装置を駆動するための電動機として、ハウジングと、このハウジングの内周面から離間した状態でハウジング内部に収容された電動機本体と、前記ハウジングの内周面と前記電動機本体の外周面との間を移動することによって前記電動機本体を前記ハウジングに対して固定或いは解放する可動部材とを備えた電動機を用いると共に、
イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたときに、前記電動機の可動部材を移動させて前記電動機本体を前記ハウジングに対して固定させ、前記電動機から回転出力が得られるように制御する電動機制御装置を設けたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池車両。
As an electric motor for driving an air supply device for supplying air to the fuel cell, a housing, an electric motor main body housed inside the housing in a state of being separated from the inner peripheral surface of the housing, and an inner peripheral surface of the housing While using an electric motor provided with a movable member that fixes or releases the electric motor main body relative to the housing by moving between the outer peripheral surface of the electric motor main body,
When the vehicle is started by a normal operation of the ignition key, the movable member of the electric motor is moved to fix the electric motor main body to the housing, and control is performed so that rotation output is obtained from the electric motor. The fuel cell vehicle according to claim 1, further comprising an electric motor control device.
燃料電池を主電源として搭載する燃料電池車両において、
運転者の意図しない車両の起動操作が行われた場合に、前記燃料電池から供給される電力によって動作する車輪駆動用電動機から回転出力が得られないようにして、車両の走行を禁止する機構を有することを特徴とする燃料電池車両。
In a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell as a main power source,
A mechanism for prohibiting vehicle travel by preventing rotation output from being obtained from a wheel drive motor operated by electric power supplied from the fuel cell when a driver's unintended vehicle startup operation is performed; A fuel cell vehicle comprising:
前記車輪駆動用電動機として、ハウジングと、このハウジングの内周面から離間した状態でハウジング内部に収容された電動機本体と、前記ハウジングの内周面と前記電動機本体の外周面との間を移動することによって前記電動機本体を前記ハウジングに対して固定或いは解放する可動部材とを備えた電動機を用いると共に、
イグニッションキーの正規動作によって車両の起動操作が行われたときに、前記電動機の可動部材を移動させて前記電動機本体を前記ハウジングに対して固定させ、前記車輪駆動用電動機から回転出力が得られるように制御する電動機制御装置を設けたことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池車両。
The wheel drive motor moves between a housing, a motor main body housed inside the housing in a state of being separated from the inner peripheral surface of the housing, and an inner peripheral surface of the housing and an outer peripheral surface of the motor main body. And using a motor provided with a movable member for fixing or releasing the motor body with respect to the housing.
When a vehicle starting operation is performed by a normal operation of the ignition key, the movable member of the electric motor is moved to fix the electric motor body to the housing so that a rotational output can be obtained from the wheel driving electric motor. The fuel cell vehicle according to claim 3, further comprising an electric motor control device that controls the motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007246070A (en) * 2006-02-20 2007-09-27 Honda Motor Co Ltd Immobilizer device of hybrid vehicle

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