JP2005117857A - Device and method for controlling fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for controlling the fuel cell of a vehicle for releasing the cut-off of the actuator power supply of the fuel cell in the device for controlling the fuel cell, in which the actuator power supply of the fuel cell is cut off by the check of functions of a monitoring means for monitoring a main control means at the end of a mode in an electric vehicle using the fuel cell having a plurality of operation modes. <P>SOLUTION: The device (1) for controlling the fuel cell (2) controls the fuel cell (2) for the vehicle (100). The device is provided with the main control means (11) for controlling the fuel cell (2), the monitoring means (12) for monitoring the main control means (11), and a logic sum calculating means (13) which calculates and outputs the logic sum of the output of a request signal for requesting the operation of the vehicle (100) and that of for requesting the fuel charging of the fuel cell (2). The monitoring means (12) is initialized on the basis of the output signal of the logic sum calculating means (13). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池の制御装置に係り、特に、発電電力をエネルギー源とする移動体に用いて好適で、燃料電池の電源遮断を解除する燃料電池の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a fuel cell, and more particularly to a control device for a fuel cell that is suitable for use in a moving body that uses generated power as an energy source and that releases the power cutoff of the fuel cell.

従来、燃料電池で発電する電力で走行する電気自動車などの移動体は、燃料タンクを含む燃料電池を制御する燃料電池の制御装置を有する。該燃料電池の制御装置は、2つの状態で動作する。第1は、ガソリンエンジンを搭載した自動車のイグニッションスイッチに相当するスタートスイッチがオンしているとき、すなわち、燃料電池で発電を行う状態にあるときである。第2は、水素などの燃料を充填するため、水素供給装置側のコネクタを自動車側の充填口に接続しているとき、すなわち、燃料電池の燃料タンクへ水素の充填を行う状態にあるときである。水素を充填しながら発電し、その電力により走行しないように前記燃料電池の制御装置が2つの状態管理をする構成が知られている(例えば、特許文献1)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a moving body such as an electric vehicle that travels using electric power generated by a fuel cell has a fuel cell control device that controls the fuel cell including a fuel tank. The fuel cell control device operates in two states. The first is when the start switch corresponding to the ignition switch of an automobile equipped with a gasoline engine is on, that is, when the fuel cell is in a state of generating power. Second, in order to fill fuel such as hydrogen, the connector on the hydrogen supply device side is connected to the filling port on the automobile side, that is, when the fuel tank of the fuel cell is being filled with hydrogen. is there. There is known a configuration in which the fuel cell control device performs two state managements so as to generate electricity while filling with hydrogen and not run with the electric power (for example, Patent Document 1).

さらに、ガソリンエンジンを搭載した自動車の制御装置においては、誤動作を防止するための監視手段を設け、異常時にはエンジンへ供給する空気量調節装置の電源を切り、空気供給量を絞る構成が知られている。
特開2001−351667号公報
Furthermore, in a control device for an automobile equipped with a gasoline engine, a configuration is known in which a monitoring means for preventing malfunction is provided, and the air amount adjusting device supplied to the engine is turned off in the event of an abnormality to reduce the air supply amount. Yes.
JP 2001-351667 A

しかし、前述の如く、動作の状態(モード)が、複数ある燃料電池を使った移動体の場合、燃料補給直後に発進、走行終了直後に燃料補給など、燃料電池の制御装置の電源が切れることなく、次のモードに移行して連続使用することがある。一方、モード終了時に、燃料電池の制御装置の制御用マイコンを監視する監視用マイコンの機能確認をするため、故意に、制御用マイコンに異常動作をさせて、監視用マイコンが、異常時に、前記燃料電池のアクチュエータ電源を遮断できるか確認している。そして、燃料電池の制御装置の電源が切れる前に次のモードに移行した場合には、監視用マイコンの機能確認のために異常動作をさせているので、たとえ制御装置の電源が、投入されていても、アクチュエータ電源が遮断されたままである。よって、監視用マイコンは、異常が発生していると認識しているままであり、電源が遮断された燃料電池では、発電又は燃料充填ができない。また、この状態をリカバーするには、モードを終了させて、所定の時間経過後に、再度、次のモードを入力し直す必要があり、スムーズなモード移行ができない。   However, as described above, in the case of a moving body using a plurality of fuel cells, the power of the fuel cell control device is turned off, such as starting immediately after refueling and refueling immediately after the end of traveling. In some cases, the system shifts to the next mode for continuous use. On the other hand, at the end of the mode, in order to confirm the function of the monitoring microcomputer that monitors the control microcomputer of the fuel cell control device, the control microcomputer is intentionally operated abnormally, and the monitoring microcomputer It has been confirmed that the actuator power supply of the fuel cell can be cut off. If the control mode of the fuel cell shifts to the next mode before the power is turned off, an abnormal operation is performed to confirm the function of the monitoring microcomputer, so that the power supply of the control device is turned on. However, the actuator power supply remains cut off. Therefore, the monitoring microcomputer still recognizes that an abnormality has occurred, and the fuel cell with the power supply cut off cannot generate power or fill with fuel. In order to recover this state, it is necessary to terminate the mode and input the next mode again after a predetermined time has elapsed, and smooth mode transition cannot be performed.

本発明は、上記の如き問題を解消するためになされたもので、その目的とするところは、電源投入の操作と監視機能の確認の動作が干渉するなどの込み入った状態においてのモード変更時に、燃料電池のアクチュエータの電源を常時確保することにより、迅速かつ的確に、移動体の駆動及び燃料タンクへの燃料充填などのモード移行を可能にすることができる移動体の燃料電池の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to change the mode in a complicated state where the operation of turning on the power and the operation of checking the monitoring function interfere. Provided is a control device for a fuel cell of a mobile body that can quickly and accurately enable mode transition such as driving of the mobile body and filling of fuel into a fuel tank by ensuring the power supply of the fuel cell actuator at all times. There is to do.

上述の目的を達成すべく、本発明に係る燃料電池の制御装置は、移動体用の燃料電池を制御する制御装置であって、該燃料電池の制御装置は、前記燃料電池を制御する主制御手段と、該主制御手段を監視する監視手段と、前記移動体の稼動を要求する要求信号及び/又は前記燃料電池の燃料充填を要求する要求信号の出力の論理和を演算し出力する論理和演算手段と、を備え、該論理和演算手段の出力信号に基づき、前記監視手段が初期化されることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a control device for a fuel cell according to the present invention is a control device for controlling a fuel cell for a moving body, and the control device for the fuel cell is a main control for controlling the fuel cell. OR for calculating and outputting the logical sum of the means, the monitoring means for monitoring the main control means, and the request signal for requesting the operation of the moving body and / or the request signal for requesting fuel filling of the fuel cell Computing means, and the monitoring means is initialized based on an output signal of the logical sum computing means.

また、本発明に係る燃料電池の制御装置は、電源投入手段を備え、該電源投入手段が、前記論理和演算手段の出力信号により、前記燃料電池の制御装置に電源を投入すると共に、前記論理和演算手段の出力信号が停止してから所定の時間、前記電源を保持することを特徴としている。   The fuel cell control device according to the present invention further includes power-on means, and the power-on means powers on the fuel cell control device according to an output signal of the logical sum calculation means, and The power source is held for a predetermined time after the output signal of the sum calculation means stops.

また、本発明に係る燃料電池の制御装置は、前記監視手段が前記主制御手段の異常信号を検出した時に、前記燃料電池のアクチュエータ電源を遮断する電源遮断手段を備えることを特徴としている。   The fuel cell control device according to the present invention is characterized in that it includes a power shut-off means for shutting off the actuator power supply of the fuel cell when the monitoring means detects an abnormality signal of the main control means.

また、本発明に係る燃料電池の制御装置は、前記所定の時間内で、前記主制御手段が、前記異常信号を出力することにより、前記監視手段の機能確認を行うことを特徴としている。
また、本発明に係る燃料電池の制御装置は、前記監視手段の前記初期化に伴い、前記電源遮断手段が、前記アクチュエータ電源の遮断を解除することを特徴としている。
The fuel cell control device according to the present invention is characterized in that the main control means confirms the function of the monitoring means by outputting the abnormal signal within the predetermined time.
The fuel cell control device according to the present invention is characterized in that the power cutoff means releases the cutoff of the actuator power supply in accordance with the initialization of the monitoring means.

そして、本発明に係る燃料電池の制御方法は、主制御手段と、該主制御手段を監視する監視手段と、を備えた移動体用の前記燃料電池を制御する制御装置を用いて前記燃料電池を制御する制御方法であって、前記移動体の稼動を要求する要求信号及び/又は前記燃料電池の燃料充填を要求する要求信号の出力の論理和を演算し、該演算した出力信号に基づき、前記監視手段を初期化することを特徴としている。   The method for controlling a fuel cell according to the present invention uses the control device for controlling the fuel cell for a moving body comprising main control means and monitoring means for monitoring the main control means. Is a control method for controlling the output of a request signal for requesting operation of the mobile body and / or a request signal for requesting fuel filling of the fuel cell, and based on the calculated output signal, The monitoring means is initialized.

また、本発明に係る燃料電池の制御方法は、前記演算の出力信号に基づき、前記燃料電池の制御装置に電源を投入すると共に、前記演算の出力信号が停止してから所定の時間経過後、前記電源を遮断することを特徴としている。
また、本発明に係る燃料電池の制御方法は、前記監視手段が前記主制御手段の異常信号を検出した時に、前記燃料電池のアクチュエータ電源を遮断することを特徴としている。
Further, the fuel cell control method according to the present invention, based on the output signal of the calculation, to turn on the power to the control device of the fuel cell, and after a predetermined time has elapsed since the output signal of the calculation stopped, The power supply is cut off.
The fuel cell control method according to the present invention is characterized in that when the monitoring means detects an abnormality signal of the main control means, the actuator power supply of the fuel cell is shut off.

また、本発明に係る燃料電池の制御方法は、前記所定の時間内で、前記主制御手段が、前記異常信号を出力することにより、前記監視手段の機能確認を行うことを特徴としている。
また、本発明に係る燃料電池の制御方法は、前記監視手段が前記初期化されると、前記アクチュエータ電源の遮断を解除することを特徴としている。
The fuel cell control method according to the present invention is characterized in that the main control means confirms the function of the monitoring means by outputting the abnormal signal within the predetermined time.
The fuel cell control method according to the present invention is characterized in that when the monitoring means is initialized, the actuator power supply is released.

本発明による移動体の燃料電池の制御装置によれば、燃料電池の制御装置の動作モードが複数あり、一つのモード終了時に該燃料電池の制御装置の監視手段の機能確認を行って、前記燃料電池のアクチュエータへの電源を遮断しても、次のモードに移行する時に監視手段による前記燃料電池のアクチュエータへの電源遮断を解除できる。また、このような装置構成により、電源投入の操作と監視機能の確認の動作が干渉するなどの込み入ったモードの変更時に、燃料電池のアクチュエータ電源を常時確保することにより、迅速かつ的確に、移動体の駆動及び燃料タンクへの燃料充填などのモード移行ができる。さらに、論理和演算回路を用いたので、監視手段は、電源を投入するスイッチを複数備えた装置構成にしたとしても、複数のスイッチに合わせて論理和演算回路を加えれば、監視手段に初期化するための端子を増やさなくてもよい。   According to the mobile fuel cell control device of the present invention, there are a plurality of operation modes of the fuel cell control device, and at the end of one mode, the function of the monitoring means of the fuel cell control device is confirmed, and the fuel cell control device Even if the power supply to the battery actuator is cut off, the power supply cut-off to the fuel cell actuator by the monitoring means can be released when the mode is shifted to the next mode. In addition, with such a device configuration, it is possible to move quickly and accurately by ensuring the fuel cell actuator power supply at all times during complicated mode changes such as interference between the power-on operation and the monitoring function confirmation operation. It is possible to change modes such as driving the body and filling the fuel tank. In addition, since the logical sum operation circuit is used, the monitoring means is initialized to the monitoring means by adding a logical sum operation circuit according to the plurality of switches even if the monitoring means has a device configuration including a plurality of switches to turn on the power. There is no need to increase the number of terminals to be used.

以下に添付の図面を参照して本発明の移動体の燃料電池の制御装置の一実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施形態の燃料電池の制御装置(燃料電池制御装置)1を備えた移動体としての電気自動車100の全体の構成の概略図を示したものである。   Hereinafter, an embodiment of a control device for a fuel cell of a moving body according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic diagram of the overall configuration of an electric vehicle 100 as a moving body provided with a fuel cell control device (fuel cell control device) 1 of the present embodiment.

図1において、電気自動車100は、主に、燃料電池制御装置1、燃料電池2、及び駆動装置3を備えている。駆動装置3は、アクセルぺダル31、モータ制御装置32、インバータ33、電動機であるモータ34、及び、モータ34に連結した車輪35を備えている。運転手が踏み込んだアクセルペダル31の踏込み量に合わせて、車輪35が駆動するように、該踏込み量は、モータ制御装置32に取り込まれる。そして、モータ制御装置32は、踏込み量に基づいた発電指令信号を燃料電池制御装置1に送ると共に、トルク指令信号をインバータ33に送る。インバータ33は、トルク指令信号に基づいた燃料電池2からの直流電流を3層交流に変換して、モータ34を駆動させ、車輪35を回転させる。   In FIG. 1, an electric vehicle 100 mainly includes a fuel cell control device 1, a fuel cell 2, and a drive device 3. The drive device 3 includes an accelerator pedal 31, a motor control device 32, an inverter 33, a motor 34 that is an electric motor, and wheels 35 that are connected to the motor 34. The amount of depression is taken into the motor control device 32 so that the wheel 35 is driven in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal 31 that the driver has depressed. The motor control device 32 sends a power generation command signal based on the depression amount to the fuel cell control device 1 and sends a torque command signal to the inverter 33. The inverter 33 converts the direct current from the fuel cell 2 based on the torque command signal into a three-layer alternating current, drives the motor 34, and rotates the wheel 35.

次に、燃料電池2は、図示していない燃料電池本体の他に、センサ21とアクチュエータ22とを備えている。このセンサ21は、燃料電池2にある各機器の圧力及び温度などを検出するセンサ21であり、この検出された信号は、燃料電池制御装置1の制御用マイコン11に入力される。また、アクチュエータ22は、燃料電池2にある圧力バルブなどであり、制御用マイコン11の発電要求又燃料補給の指令によって操作され、発電された直流電流は、駆動装置3に送電される。   Next, the fuel cell 2 includes a sensor 21 and an actuator 22 in addition to a fuel cell body (not shown). The sensor 21 is a sensor 21 that detects the pressure and temperature of each device in the fuel cell 2, and the detected signal is input to the control microcomputer 11 of the fuel cell control device 1. The actuator 22 is a pressure valve or the like in the fuel cell 2, and is operated by a power generation request of the control microcomputer 11 or a fuel supply command, and the generated direct current is transmitted to the driving device 3.

この他にも、燃料電池制御装置1を起動要求し、その状態を維持する起動要求手段と、起動に伴って電源を投入する電源リレーと、を備えている。そして、この起動要求手段は、駆動装置3の駆動要求時(移動体の稼動要求時)に燃料電池制御装置1を起動させるモータ系起動スイッチ4(ガソリンエンジンを搭載した自動車のイグニッションスイッチに相当するスイッチ)と、燃料充填口に設けられ外部から燃料の充填要求時に、燃料電池制御装置1を起動する燃料系起動スイッチ5と、を備えており、電源リレーは、燃料電池制御装置1へ電源を投入する制御装置電源リレー(電源投入手段)6と、燃料電池2へ電源を投入する燃料電池電源リレー(電源遮断手段)7とを備えている。また、これらの起動要求手段及び電源リレーは、燃料電池制御装置1に含めても良い。   In addition to this, an activation request means for requesting activation of the fuel cell control device 1 and maintaining the state, and a power relay for turning on the power upon activation are provided. The activation request means corresponds to a motor system activation switch 4 (an ignition switch of an automobile equipped with a gasoline engine) that activates the fuel cell control device 1 when a drive request for the drive device 3 is requested (when a moving body is requested to operate). And a fuel system start switch 5 that is provided in the fuel filling port and starts the fuel cell control device 1 when a fuel filling request is made from the outside, and the power relay supplies power to the fuel cell control device 1 A control device power supply relay (power-on means) 6 to be turned on and a fuel cell power supply relay (power cut-off means) 7 to turn on the power to the fuel cell 2 are provided. Further, the activation request unit and the power supply relay may be included in the fuel cell control device 1.

ここで、これらの機器と燃料電池制御装置1との関係を説明する。まず、燃料電池制御装置1は、制御用マイコン(主制御手段)11、監視用マイコン(監視手段)12、第一の論理和演算回路(論理和演算手段)13、第二の論理和演算回路14、及び論理積演算回路15などを備えている。燃料電池制御装置1と接続されている、モータ系起動スイッチ4又は燃料系起動スイッチ5のスイッチうち、少なくともどちらか一方が要求信号を出力する(スイッチがオンされる)と、要求信号は、第一の論理和演算回路13に入力され、第一の論理和演算回路13は、要求信号の論理和を演算及び出力する。この演算による出力信号によって第二の論理和演算回路14を介して制御装置電源リレー6をオンし、燃料電池制御装置1の電源を投入する。また、自己保持するために、制御用マイコン11は自己保持信号を第二の論理和演算回路14に出力し、制御装置電源リレー6は、該第二の論理和演算回路14を介してオン状態に保持される。このようにして、燃料電池制御装置1に電源が投入されると、駆動装置3からの発電要求信号又は燃料系起動スイッチ5からの要求信号に基づいて、制御用マイコン11は、燃料電池2へ制御信号を出力できる状態になる。   Here, the relationship between these devices and the fuel cell control device 1 will be described. First, the fuel cell control device 1 includes a control microcomputer (main control means) 11, a monitoring microcomputer (monitoring means) 12, a first OR operation circuit (OR operation means) 13, and a second OR operation circuit. 14 and an AND operation circuit 15 and the like. When at least one of the motor system start switch 4 and the fuel system start switch 5 connected to the fuel cell control device 1 outputs a request signal (the switch is turned on), the request signal is The first logical sum operation circuit 13 calculates and outputs the logical sum of the request signals. The control device power supply relay 6 is turned on via the second OR operation circuit 14 by the output signal by this calculation, and the fuel cell control device 1 is turned on. Further, in order to self-hold, the control microcomputer 11 outputs a self-holding signal to the second OR operation circuit 14, and the controller power supply relay 6 is turned on via the second OR operation circuit 14. Retained. In this way, when the fuel cell control device 1 is powered on, the control microcomputer 11 sends the fuel cell 2 to the fuel cell 2 based on the power generation request signal from the drive device 3 or the request signal from the fuel system start switch 5. The control signal can be output.

一方、制御装置電源リレー6により燃料電池制御装置1に電源が投入されると、制御用マイコン11と、監視用マイコン12とは、互いに監視し、燃料電池制御装置1が正常である時には、燃料電池制御装置1の制御用マイコン11及び監視用マイコン12のどちらからも正常信号を出力し、論理積演算回路15を介して、演算された正常信号が、燃料電池電源リレー7に出力され、燃料電池電源リレー7は、オンされ、燃料電池2に電源が投入される。   On the other hand, when power is supplied to the fuel cell control device 1 by the control device power relay 6, the control microcomputer 11 and the monitoring microcomputer 12 monitor each other, and when the fuel cell control device 1 is normal, the fuel A normal signal is output from both the control microcomputer 11 and the monitoring microcomputer 12 of the battery control device 1, and the calculated normal signal is output to the fuel cell power supply relay 7 via the AND circuit 15. The battery power relay 7 is turned on and the fuel cell 2 is powered on.

また、燃料電池制御装置1の制御用マイコン11又は監視用マイコン12のどちらか一方が異常時には、正常なマイコンからのみ正常信号が出力されるので、論理積演算回路15からは、正常信号が出力されず、燃料電池電源リレー7によって、燃料電池2のアクチュエータ22への電源は遮断される。すなわち、制御用マイコン11及び監視用マイコン12の何れか一方が異常時の停止指示に伴い、制御用マイコン11もしくは監視用マイコン12のいずれかの出力信号を論理積演算回路15に入力し、論理積演算回路15の非出力により、燃料電池電源リレー7を制御することで、燃料電池2へ供給する電力を遮断する。   In addition, when either the control microcomputer 11 or the monitoring microcomputer 12 of the fuel cell control device 1 is abnormal, a normal signal is output only from the normal microcomputer, so that a normal signal is output from the AND circuit 15. Instead, the power to the actuator 22 of the fuel cell 2 is cut off by the fuel cell power relay 7. That is, either one of the control microcomputer 11 and the monitoring microcomputer 12 inputs an output signal of either the control microcomputer 11 or the monitoring microcomputer 12 to the AND circuit 15 in response to a stop instruction when an abnormality occurs. The power supplied to the fuel cell 2 is cut off by controlling the fuel cell power supply relay 7 by the non-output of the product calculation circuit 15.

図2は、本実施形態に係る燃料電池制御装置1のタイミングチャートを示しており、(a)は、モータ系起動スイッチ4のオン・オフ時の燃料電池制御装置1の信号波形を示すものであり、(b)は、(a)の場合において、モータ系起動スイッチ4のオフの直後に、再度、モータ系起動スイッチ4をオンした場合の信号波形を示すものである。図2の(a)及び(b)には、モータ系起動スイッチ4から第一の論理和演算回路13に入力される起動要求信号波形と、燃料電池制御装置1の電源の状態(制御装置電源リレー6の動作状態)と、制御用マイコン11から論理積演算回路15へ出力される制御用マイコン11の出力信号波形と、監視用マイコン12から論理積演算回路15へ出力される監視用マイコン12の出力信号波形と、燃料電池2の電源の状態(燃料電池電源リレー7の動作状態)と、が示されている。   FIG. 2 shows a timing chart of the fuel cell control device 1 according to this embodiment. FIG. 2A shows a signal waveform of the fuel cell control device 1 when the motor system start switch 4 is turned on / off. Yes, (b) shows signal waveforms when the motor system start switch 4 is turned on again immediately after the motor system start switch 4 is turned off in the case of (a). 2A and 2B, the start request signal waveform input from the motor system start switch 4 to the first logical sum operation circuit 13 and the power state of the fuel cell control device 1 (control device power supply). The operation state of the relay 6), the output signal waveform of the control microcomputer 11 output from the control microcomputer 11 to the AND operation circuit 15, and the monitoring microcomputer 12 output from the monitoring microcomputer 12 to the AND operation circuit 15. The output signal waveform and the state of the power supply of the fuel cell 2 (the operation state of the fuel cell power supply relay 7) are shown.

図2の(a)に示すように、モータ系起動スイッチ4がオン(要求信号を出力)してからオフするまでの時間をt1とすると、まず、モータ系起動スイッチ4の要求信号の出力と同時に制御装置電源リレー6がオンされ、燃料電池制御装置1に電源が投入される。そして、監視用マイコン12は、起動され、監視用マイコン12から論理積演算回路15へ信号が出力され、その後、制御用マイコン11も、起動され、通信可能となる。このように通信可能状態になると、制御用マイコン11から論理積演算回路15へ信号が出力され、これらの信号がどちらも論理積演算回路15に入力されている時に、燃料電池電源リレー7(時間t3の間)がオンし、燃料電池2に電源が投入される。そして、時間t1後に、モータ系起動スイッチ4をオフしても、自己保持信号が制御用マイコン11から出力されるので、制御装置電源リレー6からの電源は遮断されずに、自己保持時間t2の間、燃料電池制御装置1に電源が投入された状態となる。この時刻t2の間に、制御用マイコン11及び監視用マイコン12は、相互で、故意に異常信号を出力することにより、監視機能の確認を行う。そして、この機能確認が終了すると、制御装置電源リレー6は、燃料電池制御装置1へ電源が遮断するように働く。   As shown in FIG. 2A, when the time from when the motor system start switch 4 is turned on (outputs the request signal) to when it is turned off is t1, first, the output of the request signal of the motor system start switch 4 is At the same time, the control device power supply relay 6 is turned on, and the fuel cell control device 1 is turned on. Then, the monitoring microcomputer 12 is activated, and a signal is output from the monitoring microcomputer 12 to the logical product operation circuit 15. Thereafter, the control microcomputer 11 is also activated and can communicate. When communication is possible in this way, signals are output from the control microcomputer 11 to the logical product operation circuit 15, and when both of these signals are input to the logical product operation circuit 15, the fuel cell power supply relay 7 (time is turned on during t3), and the fuel cell 2 is powered on. Even if the motor system start switch 4 is turned off after time t1, the self-holding signal is output from the control microcomputer 11, so that the power from the control device power supply relay 6 is not shut off and the self-holding time t2 During this time, the fuel cell control device 1 is in a power-on state. During this time t2, the control microcomputer 11 and the monitoring microcomputer 12 mutually confirm the monitoring function by intentionally outputting an abnormal signal. When this function check is completed, the control device power supply relay 6 works so that the power supply to the fuel cell control device 1 is cut off.

一方、図2の(b)に示すように、モータ系起動スイッチ4がオンしてからオフするまでの時間をt1、自己保持の時間をt2とし、自己保持中の時間t2の途中で、モータ系起動スイッチ4を再度オンする。モータ系起動スイッチ4がオンしてからオフするまでの時間t1における処理は、図2の(a)の説明と同様である。そして、自己保持の時間t2で、制御用マイコン11及び監視用マイコン12は、相互に向かって、故意に異常信号を出力し、この異常信号出力時には、アクチュエータ22は、遮断されたままの状態である。この状態では、燃料電池2は、作動できないので、モータ系起動スイッチ4が投入されてから時間t4の間に、制御用マイコン11が初期化され、時間t5の間に監視用マイコン12が初期化され、燃料電池2の電源の遮断を解除する。   On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), the time from when the motor system start switch 4 is turned on until it is turned off is t1, the self-holding time is t2, and the motor is in the middle of the self-holding time t2. The system activation switch 4 is turned on again. The processing at time t1 from when the motor system start switch 4 is turned on to when it is turned off is the same as that described with reference to FIG. Then, at the self-holding time t2, the control microcomputer 11 and the monitoring microcomputer 12 intentionally output an abnormal signal toward each other, and at the time of outputting the abnormal signal, the actuator 22 remains in a disconnected state. is there. In this state, since the fuel cell 2 cannot operate, the control microcomputer 11 is initialized during the time t4 after the motor system start switch 4 is turned on, and the monitoring microcomputer 12 is initialized during the time t5. Then, the power supply of the fuel cell 2 is released.

従って、燃料電池電源リレー7は、電源を遮断されたまま(図2の(b)の破線の信号波形)ではなく、再度、制御用マイコン11及び監視用マイコン12から論理積演算回路15に信号が出力されるので、制御装置電源リレー6に電源が投入され、燃料電池2のアクチュエータ22のスムーズな操作は可能となる。   Accordingly, the fuel cell power supply relay 7 does not remain in the power-off state (the broken line signal waveform in FIG. 2B), but again signals from the control microcomputer 11 and the monitoring microcomputer 12 to the AND circuit 15. Is output, the control device power supply relay 6 is turned on, and the actuator 22 of the fuel cell 2 can be smoothly operated.

ここでは、モータ系起動スイッチ4の要求信号に関して示したが、例えば、モータ系起動スイッチ4をオフ直後に燃料系起動スイッチ5をオンさせるような操作(自動車停止直後の燃料補給)、燃料系起動スイッチ5をオフ直後にモータ系起動スイッチ4をオンさせるような操作(補給終了直後の自動車の発進)又は、燃料系起動スイッチ5のオン・オフの繰返し操作であっても、同様の結果が得られ、アクチュエータ22の電源は、確保されるため、スムーズに次の動作モードの移行ができる。   Here, the request signal of the motor system start switch 4 is shown. For example, an operation to turn on the fuel system start switch 5 immediately after the motor system start switch 4 is turned off (fuel supply immediately after the vehicle stops), fuel system start Similar results are obtained even when the motor system start switch 4 is turned on immediately after the switch 5 is turned off (starting the automobile immediately after replenishment) or when the fuel system start switch 5 is repeatedly turned on and off. Since the power supply of the actuator 22 is secured, the next operation mode can be smoothly shifted.

図3は、図1の前記制御用マイコン11に組込むソフトウェアのフローチャートを示している。本処理は、10ms毎に実行する。ステップ101では、燃料電池2にあるセンサ21が、燃料電池2の温度や圧力などを検出し、センサ21の検出信号を燃料電池制御装置1に入力する。ステップ102では、モータ系起動スイッチ4がオンであるときの要求信号又は燃料系起動スイッチ5がオンであるときの要求信号により、燃料電池制御装置1が起動要求されているかを判定する。   FIG. 3 shows a flowchart of software incorporated in the control microcomputer 11 shown in FIG. This process is executed every 10 ms. In step 101, the sensor 21 in the fuel cell 2 detects the temperature and pressure of the fuel cell 2 and inputs a detection signal from the sensor 21 to the fuel cell control device 1. In step 102, it is determined whether the fuel cell control device 1 is requested to start based on a request signal when the motor system start switch 4 is on or a request signal when the fuel system start switch 5 is on.

ステップ102で、スイッチオンにより要求信号が出力されている(真と判定した)場合は、ステップ103へ進み、制御装置電源リレー6をオンしてステップ104に進む。ここでは、両起動スイッチ4、5がオフしても燃料電池制御装置1への電力が所定の時間確保できるよう、制御用マイコン11から第二の論理和演算回路14へ、自己保持信号が、出力される。   If it is determined in step 102 that the request signal has been output by turning on the switch (determined to be true), the process proceeds to step 103, the control device power supply relay 6 is turned on, and the process proceeds to step 104. Here, a self-holding signal is sent from the control microcomputer 11 to the second OR operation circuit 14 so that the power to the fuel cell control device 1 can be secured for a predetermined time even when both start switches 4 and 5 are turned off. Is output.

ステップ104では、ステップ102で判定された要求信号が、燃料系起動スイッチ5の要求信号であるかを判定し、該判定条件を満たしている(真と判定した)場合はステップ105へ進む。ステップ105では、燃料補給のためのアクチュエータ22への指令値を設定する。   In step 104, it is determined whether the request signal determined in step 102 is a request signal for the fuel system start switch 5. If the determination condition is satisfied (determined to be true), the process proceeds to step 105. In step 105, a command value to the actuator 22 for refueling is set.

一方、ステップ104で、燃料系起動スイッチ5のスイッチがオフで前記判定条件を満たしていない(偽と判定した)場合は、モータ系起動スイッチ4が入ったことになり、ステップ106に進む。ステップ106では、駆動装置3のモータ制御装置32から発電指令信号を受信し、ステップ107に進む。ステップ107では、指令された発電量を得るためにアクチュエータ22を指令する指令値(制御量)を、制御用マイコン11で演算し、設定する。   On the other hand, when the fuel system start switch 5 is off and the determination condition is not satisfied (determined to be false) in step 104, the motor system start switch 4 has been entered, and the routine proceeds to step 106. In step 106, the power generation command signal is received from the motor control device 32 of the drive device 3, and the process proceeds to step 107. In step 107, in order to obtain the commanded power generation amount, a command value (control amount) for commanding the actuator 22 is calculated and set by the control microcomputer 11.

そして、ステップ105及びステップ107で設定した指令値に従って、ステップ108では、アクチュエータ22を制御する。すなわち、ステップ101からステップ105までの処理を行ってアクチュエータ22を制御した場合は、電気自動車100の燃料電池2へ燃料を補給が可能となり、一方、ステップ101からステップ107までの処理を行ってアクチュエータ22を制御した場合は、電気自動車100の稼動が可能となる。   In step 108, the actuator 22 is controlled according to the command values set in step 105 and step 107. That is, when the processing from step 101 to step 105 is performed and the actuator 22 is controlled, it is possible to supply fuel to the fuel cell 2 of the electric vehicle 100, while the processing from step 101 to step 107 is performed. When 22 is controlled, the electric vehicle 100 can be operated.

前記ステップ102で、スイッチオンの要求信号が出力されていない(偽と判定した)場合は、ステップ109へ進む。ここでは、スイッチがオフされたとしても、先に示したように、制御用マイコン11から自己保持信号が第二の論理和演算回路14に入力されているので、制御装置電源リレー6はオンされた状態であり、燃料電池制御装置1の電源は、所定の時間入ったままである。そして、燃料電池制御装置1の制御用マイコン11は、アクチュエータ22を停止するための停止信号を出力して、燃料電池2のアクチュエータ22を停止させる。そして、ステップ110では、モータ系起動スイッチ4及び燃料系起動スイッチ5の何れかがオンするまでの間、ステップ111及びステップ112の処理を繰返し、処理が完了した時は、ステップ113へ進む。   If the switch-on request signal is not output (determined to be false) in step 102, the process proceeds to step 109. Here, even if the switch is turned off, since the self-holding signal is input from the control microcomputer 11 to the second OR operation circuit 14 as described above, the control device power supply relay 6 is turned on. In this state, the power source of the fuel cell control device 1 remains on for a predetermined time. Then, the control microcomputer 11 of the fuel cell control device 1 outputs a stop signal for stopping the actuator 22 to stop the actuator 22 of the fuel cell 2. In step 110, the processing in step 111 and step 112 is repeated until either the motor system start switch 4 or the fuel system start switch 5 is turned on. When the processing is completed, the process proceeds to step 113.

すなわち、ステップ111では、制御用マイコン11は、監視用マイコン12に対して故意に異常信号を送信し、一方で、監視用マイコン12からの故意に出力された異常信号を受信する。このように制御用マイコン11は異常動作を行い、燃料電池電源リレー7はオフし、アクチュエータ電源を遮断して、燃料電池2を停止させる。制御用マイコン11が異常信号を検知して燃料電池電源リレー7を遮断する指令を出力するかの機能確認(制御用マイコン11の診断)は、このようなステップ111内で段階を追って進められる。   That is, in step 111, the control microcomputer 11 intentionally transmits an abnormal signal to the monitoring microcomputer 12, while receiving the abnormal signal intentionally output from the monitoring microcomputer 12. In this way, the control microcomputer 11 performs an abnormal operation, the fuel cell power supply relay 7 is turned off, the actuator power supply is shut off, and the fuel cell 2 is stopped. The function confirmation (diagnosis of the control microcomputer 11) as to whether or not the control microcomputer 11 detects an abnormal signal and outputs a command to shut off the fuel cell power supply relay 7 is advanced step by step in such step 111.

ステップ112では、ステップ111の監視機能の確認が終了しているかを判断する。終了している(真と判定した)場合は、制御装置電源リレー6をオフにし、アクチュエータ電源を遮断して、終了する。ステップ114で、モータ系起動スイッチ4又は前記燃料系起動スイッチ5の何れかがオンしたら、ステップ115に進む。そして、ステップ115では、監視機能確認動作に伴って異常状態となっている制御用マイコン11によって、アクチュエータ電源が遮断されていたとしても、アクチュエータ電源の投入が可能となるように、制御用マイコン11は、初期化処理される。   In step 112, it is determined whether the confirmation of the monitoring function in step 111 has been completed. When it is finished (determined to be true), the control device power supply relay 6 is turned off, the actuator power supply is shut off, and the process is finished. When either the motor system start switch 4 or the fuel system start switch 5 is turned on in step 114, the process proceeds to step 115. In step 115, the control microcomputer 11 is configured so that the actuator power can be turned on even if the actuator power is cut off by the control microcomputer 11 that is in an abnormal state due to the monitoring function confirmation operation. Is initialized.

図4は、図1の監視用マイコン12に組込むソフトウェアのフローチャートを示している。本処理は、10ms毎に実行する。   FIG. 4 shows a flowchart of software incorporated in the monitoring microcomputer 12 of FIG. This process is executed every 10 ms.

ステップ201では、モータ系起動スイッチ4がオンであるときの要求信号又は燃料系起動スイッチ5がオンであるときの要求信号のうち少なくともどちらか一方が出力されているか(第一の論理和演算回路13から出力信号が出力されているか)を判定する。   In step 201, whether at least one of a request signal when the motor system start switch 4 is on and a request signal when the fuel system start switch 5 is on is output (first OR operation circuit). 13 is output).

ステップ201で、要求信号が出力されている(真と判定した)場合は、ステップ202に進み、監視用マイコン12は、制御用マイコン11の監視を行う。そして、ステップ203で、監視結果、制御用マイコン11が異常であるならば、ステップ204に進み燃料電池電源リレー7をオフにし、燃料電池2のアクチュエータ22への電力を遮断する。一方、正常の場合は、再度、ステップ201に戻り、要求信号が出力されているかの確認を始める。   If the request signal is output (determined to be true) in step 201, the process proceeds to step 202, and the monitoring microcomputer 12 monitors the control microcomputer 11. If it is determined in step 203 that the control microcomputer 11 is abnormal, the process proceeds to step 204 where the fuel cell power supply relay 7 is turned off and the power to the actuator 22 of the fuel cell 2 is cut off. On the other hand, if it is normal, the process returns to step 201 again to start checking whether the request signal is output.

前記ステップ201で、要求信号が出力されていない(偽と判定した)場合は、ステップ205へ進み、ステップ205では、モータ系起動スイッチ4及び燃料系起動スイッチ5の少なくともどちらか一方がオンするまで、ステップ206及びステップ207の処理を繰返す。ただし、この繰返し後、ステップ208に到達する時間までは、少なくとも、先に示した自己保持信号が出力されており、燃料電池制御装置1の電源は、遮断されないように、制御用マイコン1で設定されている。   If the request signal is not output (determined to be false) in step 201, the process proceeds to step 205, and in step 205, at least one of the motor system start switch 4 and the fuel system start switch 5 is turned on. Step 206 and Step 207 are repeated. However, after the repetition, until the time to reach step 208, at least the self-holding signal shown above is output, and the power supply of the fuel cell control device 1 is set by the control microcomputer 1 so as not to be cut off. Has been.

すなわち、ステップ206では、監視用マイコン12は、制御用マイコン11に対して故意に異常信号を送信する、一方で、制御用マイコン11からの故意に出力された異常信号を受信する。このように、監視用マイコン12は異常動作を行い、燃料電池電源リレー7はオフして、アクチュエータ電源を遮断し、燃料電池2を停止させる。監視用マイコン12が異常信号を検知して燃料電池電源リレー7を遮断する指令を出力するかの確認(監視用マイコン12の診断)は、このような段階を追って進められる。   That is, in step 206, the monitoring microcomputer 12 intentionally transmits an abnormal signal to the control microcomputer 11, while receiving the abnormal signal intentionally output from the control microcomputer 11. Thus, the monitoring microcomputer 12 performs an abnormal operation, the fuel cell power supply relay 7 is turned off, the actuator power supply is shut off, and the fuel cell 2 is stopped. Confirmation (diagnosis of the monitoring microcomputer 12) of whether the monitoring microcomputer 12 detects an abnormal signal and outputs a command for shutting off the fuel cell power supply relay 7 proceeds in such a stage.

ステップ207では、ステップ206の監視機能の確認が終了しているかを判断する。終了している(真と判定した)場合は、図3のステップ113に示す、制御装置電源リレー6がオフされるまで待機している。ステップ209では、モータ系起動スイッチ4、あるいは、燃料系起動スイッチ5のどちらかがオンしたら、ステップ210に進む。そして、確認動作に伴って、異常状態となっている監視マイコン12により、燃料電池2の電源が遮断されていたとしても、監視用マイコン12は、初期化処理されることで、再度、論理積演算回路15に正常信号が出力され、燃料電池2に電源を投入する。   In step 207, it is determined whether the monitoring function confirmation in step 206 has been completed. When it is finished (determined to be true), it waits until the control device power supply relay 6 shown in step 113 of FIG. 3 is turned off. In step 209, if either the motor system start switch 4 or the fuel system start switch 5 is turned on, the process proceeds to step 210. And even if the power supply of the fuel cell 2 is shut off by the monitoring microcomputer 12 in an abnormal state in accordance with the confirmation operation, the monitoring microcomputer 12 is again subjected to the logical product by the initialization process. A normal signal is output to the arithmetic circuit 15 to turn on the fuel cell 2.

このように、監視機能確認途中のタイミングで、モータ系起動スイッチ4及び燃料系起動スイッチ5の機能を投入した時は、これまでは、燃料電池電源リレー7は、遮断されたままであったが、投入時の制御用マイコン11及び監視用マイコン12の初期化を実行することで、燃料電池電源リレー7の遮断が解除でき、燃料電池2のアクチュエータ22を操作することができる。   Thus, when the functions of the motor system start switch 4 and the fuel system start switch 5 are turned on at the timing during the monitoring function confirmation, the fuel cell power supply relay 7 has been cut off until now. By executing initialization of the control microcomputer 11 and the monitoring microcomputer 12 at the time of charging, the cutoff of the fuel cell power supply relay 7 can be released, and the actuator 22 of the fuel cell 2 can be operated.

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。   Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. Design changes can be made.

本実施形態において、起動スイッチが2つであるが、3つ以上あってもよく、その場合は、さらに論理和演算回路を追加すればよい。また、前記燃料電池の発電電力をインバータへ直接供給しているが、間にキャパシタや二次電池などを設ける構成にしても良い。
さらに、本発明を電気自動車へ適用する構成を例示したが、列車、航空機、又は船舶など、燃料電池の発電電力を利用する移動体に適用する構成にしても良い。
In this embodiment, there are two start switches, but there may be three or more. In that case, a logical sum operation circuit may be further added. Further, although the power generated by the fuel cell is directly supplied to the inverter, a capacitor, a secondary battery, or the like may be provided between them.
Furthermore, although the structure which applies this invention to an electric vehicle was illustrated, you may make it the structure applied to the mobile body using the electric power generated of a fuel cell, such as a train, an aircraft, or a ship.

本発明の一実施形態の燃料電池制御装置を備えた電気自動車の全体の構成の概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic of the whole structure of the electric vehicle provided with the fuel cell control apparatus of one Embodiment of this invention. 図1に示す燃料電池制御装置の各機器のタイミングチャートを示しており、(a)は、モータ系起動スイッチをオン・オフした時の信号波形を示した図、(b)は、(a)の場合においてモータ系起動スイッチのオフの直後にオンした時の信号波形を示した図。The timing chart of each apparatus of the fuel cell control apparatus shown in FIG. 1 is shown, (a) is the figure which showed the signal waveform when turning on and off a motor system starting switch, (b) is (a). The figure which showed the signal waveform when it turns on immediately after turning off of a motor system starting switch in the case of. 図1の制御用マイコンに組込むソフトウェアのフローチャート。The flowchart of the software integrated in the microcomputer for control of FIG. 図1の監視用マイコンに組込むソフトウェアのフローチャート。The flowchart of the software integrated in the microcomputer for monitoring of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池制御装置(燃料電池の制御装置)
2 燃料電池
3 駆動装置
4 モータ系起動スイッチ
5 燃料電池起動スイッチ
6 制御装置電源リレー(電源投入手段)
7 燃料電池電源リレー(電源遮断手段)
11 制御用マイコン(主制御手段)
12 監視用マイコン(監視手段)
13 第一の論理和演算回路(論理和演算手段)
14 第二の論理和演算回路
15 論理積演算回路
22 アクチュエータ
34 モータ
1 Fuel cell control device (fuel cell control device)
2 Fuel cell 3 Drive device 4 Motor system start switch 5 Fuel cell start switch 6 Control device power supply relay (power-on means)
7 Fuel cell power relay (power shut-off means)
11 Control microcomputer (main control means)
12 Monitoring microcomputer (monitoring means)
13 First OR operation circuit (OR operation means)
14 Second OR operation circuit 15 AND operation circuit 22 Actuator 34 Motor

Claims (10)

移動体用の燃料電池を制御する制御装置であって、
該燃料電池の制御装置は、前記燃料電池を制御する主制御手段と、該主制御手段を監視する監視手段と、前記移動体の稼動を要求する要求信号及び/又は前記燃料電池の燃料充填を要求する要求信号の出力の論理和を演算し出力する論理和演算手段と、を備え、
該論理和演算手段の出力信号に基づき、前記監視手段が初期化されることを特徴とする燃料電池の制御装置。
A control device for controlling a fuel cell for a moving body,
The fuel cell control device includes: a main control unit that controls the fuel cell; a monitoring unit that monitors the main control unit; a request signal that requests operation of the moving body; and / or fuel filling of the fuel cell. OR operation means for calculating and outputting the logical sum of the output of the request signal to request,
2. A fuel cell control apparatus according to claim 1, wherein said monitoring means is initialized based on an output signal of said OR operation means.
前記燃料電池の制御装置は、電源投入手段を備え、該電源投入手段は、前記論理和演算手段の出力信号に基づき、前記燃料電池の制御装置に電源を投入すると共に、前記論理和演算手段の出力信号が停止してから所定の時間、前記電源を保持することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池の制御装置。   The fuel cell control device includes power-on means, and the power-on means turns on the fuel cell control device on the basis of an output signal of the logical sum calculation means, and the logical sum calculation means 2. The fuel cell control device according to claim 1, wherein the power source is held for a predetermined time after the output signal is stopped. 前記監視手段が前記主制御手段の異常信号を検出した時に、前記燃料電池のアクチュエータ電源を遮断する電源遮断手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池の制御装置。   3. The fuel cell control device according to claim 1, further comprising: a power cutoff unit that shuts off an actuator power source of the fuel cell when the monitoring unit detects an abnormality signal of the main control unit. 前記所定の時間内で、前記主制御手段は、前記異常信号を出力することにより、前記監視手段の機能確認を行うことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池の制御装置。   4. The fuel cell control device according to claim 3, wherein the main control means confirms the function of the monitoring means by outputting the abnormality signal within the predetermined time. 前記監視手段の前記初期化に伴い、前記電源遮断手段は、前記アクチュエータ電源の遮断を解除することを特徴とする請求項3又は4に記載の燃料電池の制御装置。   5. The fuel cell control device according to claim 3, wherein, with the initialization of the monitoring unit, the power cutoff unit releases the cutoff of the actuator power supply. 6. 主制御手段と、該主制御手段を監視する監視手段と、を備えた移動体用の燃料電池を制御する制御装置を用いて前記燃料電池を制御する制御方法であって、前記移動体の稼動を要求する要求信号及び/又は前記燃料電池の燃料充填を要求する要求信号の出力の論理和を演算し、該演算した出力信号に基づき、前記監視手段を初期化することを特徴とする燃料電池の制御方法。   A control method for controlling the fuel cell using a control device for controlling a fuel cell for a moving body, comprising: a main control means; and a monitoring means for monitoring the main control means. And / or output of a request signal requesting fuel filling of the fuel cell is calculated, and the monitoring means is initialized based on the calculated output signal. Control method. 前記演算の出力信号に基づき、前記燃料電池の制御装置に電源を投入すると共に、前記演算の出力信号が停止してから所定の時間経過後、前記電源を遮断することを特徴とする請求項6に記載の燃料電池の制御方法。   The power source is turned on to the fuel cell control device based on the calculation output signal, and the power supply is shut off after a predetermined time has elapsed since the calculation output signal stopped. The control method of the fuel cell as described in any one of Claims 1-3. 前記監視手段が前記主制御手段の異常信号を検出した時に、前記燃料電池のアクチュエータ電源を遮断することを特徴とする請求項6又は7に記載の燃料電池の制御方法。   8. The method of controlling a fuel cell according to claim 6, wherein when the monitoring unit detects an abnormal signal of the main control unit, the actuator power supply of the fuel cell is shut off. 前記所定の時間内で、前記主制御手段は、前記異常信号を出力することにより、前記監視手段の機能確認を行うことを特徴とする請求項8に記載の燃料電池の制御方法。   9. The method of controlling a fuel cell according to claim 8, wherein the main control means confirms the function of the monitoring means by outputting the abnormal signal within the predetermined time. 前記監視手段が前記初期化されると、前記アクチュエータ電源の遮断を解除することを特徴とする請求項8又は9に記載の燃料電池の制御方法。
10. The fuel cell control method according to claim 8, wherein when the monitoring unit is initialized, the actuator power supply is released.
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