JP2006338967A - Fuel cell system and its control method - Google Patents

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Chikayuki Takada
慎之 高田
Koji Kobayashi
康二 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce consumption of a fuel. <P>SOLUTION: This fuel cell system includes: a fuel cell comprising a plurality of fuel cell sections; a fuel cell operation control processing means for supplying the fuel to the selected fuel cell section(s) to operate the selected fuel cell section(s); and a stop control processing means for stopping the operation of the selected fuel cell section(s). Since the fuel is supplied only to the selected fuel cell section(s), the need to use all the unit cells is obviated. Accordingly, only the fuel in the selected fuel section(s) is discharged in the stop control process, whereby the fuel without contributing the generation of power is never discharged. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池システム及びその制御方法に関するものである。   The present invention relates to a fuel cell system and a control method thereof.

従来、燃料電池を搭載した車両(以下「燃料電池搭載車両」という。)においては、積層型の燃料電池によって発生させられた電力を電流として駆動モータに供給し、該駆動モータを駆動することによってトルクを発生させるようにしている。   Conventionally, in a vehicle equipped with a fuel cell (hereinafter referred to as “vehicle equipped with a fuel cell”), electric power generated by the stacked fuel cell is supplied as current to a drive motor, and the drive motor is driven. Torque is generated.

そのために、前記燃料電池搭載車両に燃料電池システムが配設され、該燃料電池システムは、燃料タンクから燃料としての水素ガスが供給されるとともに空気が供給され、前記燃料電池を構成し、複数の単位セルの集合体から成るスタック、該スタックから排出された空気、蒸気及び水から成る混合流中の蒸気を凝縮させる凝縮器等を備える。前記スタックは、上端部に空気が供給される供給マニホルドを、下端部に混合流を排出する排出マニホルドを備える。   For this purpose, a fuel cell system is arranged in the vehicle equipped with the fuel cell, and the fuel cell system is supplied with hydrogen gas as fuel from a fuel tank and supplied with air. A stack composed of an assembly of unit cells, a condenser for condensing steam in a mixed flow composed of air, steam and water discharged from the stack, and the like are provided. The stack includes a supply manifold that supplies air to the upper end and a discharge manifold that discharges the mixed flow to the lower end.

そして、前記スタックにおいては、スタックケース内にモジュールが収容され、該モジュールにおいて、前記水素ガスの水素と空気中の酸素とが反応させられて水が生成されるとともに、反応に伴って電流が発生させられる。そのために、前記モジュールは、燃料電池の要素を構成する複数の単位セルを互いに電気的に直列に接続することによって構成された集合体から成り、前記各単位セルは、電解質膜を挟んで空気極及び燃料極を配設することによって形成されたメンブレン・エレクトロード・アッセンブリ(MEA)、並びに隣接する単位セルのメンブレン・エレクトロード・アッセンブリ間を分離し、前記空気極に臨ませて空気流路を、前記燃料極に臨ませて燃料流路を形成するセパレータを備える(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−229138号公報
In the stack, a module is housed in a stack case. In the module, hydrogen of the hydrogen gas and oxygen in the air are reacted to generate water, and a current is generated along with the reaction. Be made. For this purpose, the module is composed of an assembly configured by electrically connecting a plurality of unit cells constituting the elements of the fuel cell to each other in series, and each unit cell has an air electrode with an electrolyte membrane interposed therebetween. And the membrane electrode assembly (MEA) formed by disposing the fuel electrode, and the membrane electrode assembly of the adjacent unit cell are separated from each other so as to face the air electrode. And a separator that forms a fuel flow path facing the fuel electrode (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-229138 A

しかしながら、前記従来の燃料電池システムにおいて、例えば、車両を走行させたときに燃料電池に加わる負荷が小さくなり、発生させる必要がある電力が小さくなっても、すべての単位セルを使用して燃料電池を稼働するようになっている。   However, in the conventional fuel cell system, for example, even if the load applied to the fuel cell is reduced when the vehicle is driven, and the electric power that needs to be generated is reduced, the fuel cell uses all unit cells. Is supposed to work.

ところで、例えば、燃料電池搭載車両を走行させた後の停車時間が長い場合等において、燃料流路に水素ガスが残留したままになると、スタックを劣化させてしまうので、停車時間が長い場合等においては、燃料流路内の水素ガスを排出し、空気と置換するようにしている。   By the way, for example, when the stop time after running the fuel cell vehicle is long, if the hydrogen gas remains in the fuel flow path, the stack is deteriorated. Discharges hydrogen gas in the fuel flow path and replaces it with air.

したがって、前述されたように、すべての単位セルを使用して燃料電池を稼働した後、水素ガスを排出すると、電力の発生に寄与しなかった水素ガスも排出されることになる。その結果、水素ガスの消費量がその分多くなり、燃料の消費量が多くなり、燃費が低下してしまう。   Therefore, as described above, when hydrogen gas is discharged after operating the fuel cell using all unit cells, hydrogen gas that has not contributed to the generation of electric power is also discharged. As a result, the amount of hydrogen gas consumption increases correspondingly, the amount of fuel consumption increases, and the fuel consumption decreases.

本発明は、前記従来の燃料電池システムの問題点を解決して、燃料の消費量を少なくすることができる燃料電池システム及びその制御方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the problems of the conventional fuel cell system and to provide a fuel cell system and a control method therefor that can reduce fuel consumption.

そのために、本発明の燃料電池システムにおいては、複数の燃料電池区分から成る燃料電池と、選択された燃料電池区分に燃料を供給し、選択された燃料電池区分を稼働する燃料電池稼働制御処理手段と、前記選択された燃料電池区分の稼働を停止させる停止制御処理手段とを有する。   Therefore, in the fuel cell system of the present invention, a fuel cell comprising a plurality of fuel cell sections, and fuel cell operation control processing means for supplying fuel to the selected fuel cell section and operating the selected fuel cell section And stop control processing means for stopping the operation of the selected fuel cell section.

本発明の他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記各燃料電池区分に燃料を供給するための燃料弁を有する。そして、前記燃料電池稼働制御処理手段は、前記選択された燃料電池区分の燃料弁を介して燃料を供給する。   Another fuel cell system of the present invention further includes a fuel valve for supplying fuel to each of the fuel cell sections. The fuel cell operation control processing means supplies fuel via the fuel valve of the selected fuel cell section.

本発明の更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記各燃料電池区分の燃料を排出するための排出弁、及び選択された燃料電池区分の燃料を不活性ガスと置換するための不活性ガス置換弁を有する。そして、前記停止制御処理手段は、前記排出弁において燃料が排出された後に前記不活性ガス置換弁を開放して不活性ガスを導入する。   In still another fuel cell system of the present invention, a discharge valve for discharging the fuel of each fuel cell section, and an inert gas for replacing the fuel of the selected fuel cell section with an inert gas. Has a replacement valve. The stop control processing means opens the inert gas replacement valve and introduces the inert gas after the fuel is discharged from the discharge valve.

本発明の更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、燃料の消費量が最小となるように算出された燃料電池に加わる負荷に応じて燃料電池区分を選択する燃料電池区分選択処理手段を有する。   Still another fuel cell system of the present invention further includes a fuel cell category selection processing means for selecting a fuel cell category according to the load applied to the fuel cell calculated so as to minimize the fuel consumption.

本発明の更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、車両の走行パターンを予測する走行パターン予測処理手段を有する。そして、前記燃料電池は車両を走行させるための負荷装置と接続される。また、前記負荷は、前記走行パターン予測処理手段によって予測された走行パターンに基づいて算出される。   Still another fuel cell system of the present invention further includes a travel pattern prediction processing means for predicting the travel pattern of the vehicle. The fuel cell is connected to a load device for driving the vehicle. The load is calculated based on the travel pattern predicted by the travel pattern prediction processing means.

本発明の更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記走行パターン予測処理手段は、前記車両の走行に伴って取得された走行データに基づいて走行パターンを予測する。   In still another fuel cell system of the present invention, the travel pattern prediction processing unit predicts a travel pattern based on travel data acquired as the vehicle travels.

本発明の更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、目的地を設定することによって経路を探索する経路探索処理手段を有する。そして、前記走行パターン予測処理手段は、探索経路に基づいて走行パターンを予測する。   Still another fuel cell system of the present invention further includes route search processing means for searching for a route by setting a destination. The travel pattern prediction processing unit predicts a travel pattern based on the searched route.

本発明の更に他の燃料電池システムにおいては、さらに、前記燃料電池は、車両に搭載され、車両駆動源への電力の供給に使用される。   In still another fuel cell system of the present invention, the fuel cell is mounted on a vehicle and used to supply electric power to a vehicle drive source.

本発明の燃料電池システムの制御方法においては、複数の燃料電池区分から成る燃料電池を備えた燃料電池システムに適用される。   The fuel cell system control method of the present invention is applied to a fuel cell system including a fuel cell composed of a plurality of fuel cell sections.

そして、車両の走行パターンを予測し、走行パターンに基づいて、燃料の消費量が最小となるように燃料電池に加わる負荷を算出し、算出された負荷に応じて燃料電池区分を選択し、選択された燃料電池区分を稼働する。   Then, the travel pattern of the vehicle is predicted, the load applied to the fuel cell is calculated based on the travel pattern so that the fuel consumption is minimized, the fuel cell classification is selected according to the calculated load, and the selection is made. The designated fuel cell section.

本発明によれば、燃料電池システムにおいては、複数の燃料電池区分から成る燃料電池と、選択された燃料電池区分に燃料を供給し、選択された燃料電池区分を稼働する燃料電池稼働制御処理手段と、前記選択された燃料電池区分の稼働を停止させる停止制御処理手段とを有する。   According to the present invention, in a fuel cell system, a fuel cell comprising a plurality of fuel cell sections, and fuel cell operation control processing means for supplying fuel to the selected fuel cell section and operating the selected fuel cell section And stop control processing means for stopping the operation of the selected fuel cell section.

この場合、選択された燃料電池区分だけに燃料が供給されるので、すべての単位セルを使用する必要がなくなる。したがって、停止制御処理において前記選択された前記燃料電池区分内の燃料だけが排出されるので、電力の発生に寄与しない燃料が排出されることはない。   In this case, since fuel is supplied only to the selected fuel cell section, it is not necessary to use all unit cells. Accordingly, since only the fuel in the selected fuel cell section is discharged in the stop control process, the fuel that does not contribute to the generation of electric power is not discharged.

また、停車時において長時間にわたり、補機類(機器)を使用したり、消費電力の大きな補機類に電力を供給したりする場合に、バッテリ電圧が所定の値以下になるのを防止するために、バッテリ電圧、消費電力に対応させて燃料電池区分を独立して稼働することができる。そして、選択された燃料電池区分だけに空気を供給するだけでよいので、補機類による消費電力を小さくすることができる。   In addition, the battery voltage is prevented from falling below a predetermined value when auxiliary equipment (equipment) is used for a long time when the vehicle is stopped or when power is supplied to auxiliary equipment with large power consumption. Therefore, the fuel cell section can be operated independently in correspondence with the battery voltage and power consumption. And since it suffices to supply air only to the selected fuel cell section, the power consumption by the accessories can be reduced.

その結果、燃料の消費量を少なくすることができ、燃料電池システムのコストを低くすることができる。   As a result, fuel consumption can be reduced, and the cost of the fuel cell system can be reduced.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態における燃料電池システムを示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

図において、10は燃料電池搭載車両の全体の制御を行う車両制御装置、12は車両駆動源としての、かつ、電動機械としての駆動モータ、13は該駆動モータ12の制御を行う駆動モータ制御装置、14は情報端末、例えば、燃料電池搭載車両に搭載された車載装置としてのナビゲーション装置である。前記車両制御装置10、電源装置21、駆動モータ12、駆動モータ制御装置13及びナビゲーション装置14によって燃料電池システムが構成される。なお、前記ナビゲーション装置14が図示されないネットワークを介して情報センタ等と接続される場合には、前記車両制御装置10、駆動モータ12、駆動モータ制御装置13及びナビゲーション装置14、ネットワーク、情報センタ等によって燃料電池システムが構成される。本実施の形態においては、前記燃料電池搭載車両として、乗用車、バス、トラック、乗用カート、荷物用カート等の車両が使用される。   In the figure, 10 is a vehicle control device that controls the entire fuel cell vehicle, 12 is a vehicle drive source and a drive motor as an electric machine, and 13 is a drive motor control device that controls the drive motor 12. , 14 is an information terminal, for example, a navigation device as an in-vehicle device mounted on a fuel cell vehicle. The vehicle control device 10, the power supply device 21, the drive motor 12, the drive motor control device 13, and the navigation device 14 constitute a fuel cell system. When the navigation device 14 is connected to an information center or the like via a network (not shown), the vehicle control device 10, the drive motor 12, the drive motor control device 13 and the navigation device 14, the network, the information center, etc. A fuel cell system is configured. In the present embodiment, a vehicle such as a passenger car, a bus, a truck, a passenger cart, and a luggage cart is used as the fuel cell vehicle.

前記車両制御装置10は、制御装置としての、かつ、演算装置としてのCPU54、該CPU54が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるRAM55、制御用のプログラムのほか、目的地までの経路の探索、経路案内等を行うための各種のプログラムが記録されたROM56、各種のデータ、プログラム等を記録するために使用される図示されないフラッシュメモリを備える。なお、前記駆動モータ制御装置13も、同様に、図示されないCPU、RAM、ROM、フラッシュメモリ等を備える。   The vehicle control device 10 includes a CPU 54 as a control device and an arithmetic device, a RAM 55 used as a working memory when the CPU 54 performs various arithmetic processes, a control program, and a route to a destination. ROM 56 in which various programs for performing search, route guidance and the like are recorded, and a flash memory (not shown) used for recording various data, programs and the like. The drive motor control device 13 similarly includes a CPU, RAM, ROM, flash memory, etc. (not shown).

また、21は駆動モータ12を駆動するための電力を供給する駆動エネルギー源となる前記電源装置、22はインバータ、41は燃料電池搭載車両の車速を検出する車速検出部としての車速センサである。この場合、前記燃料電池搭載車両は、照明装置、ラジオ、パワーウインドウ等のように、停車させている間においても電力を消費する補機類を複数備えていて、しかも、多様な走行パターンで走行させられることが多い。そこで、前記電源装置21は、燃料電池を構成する燃料電池電源部24のほかに、該燃料電池電源部24に対して並列に接続された補助電源部としてのバッテリ25を備える。また、燃料電池電源部24に、該燃料電池電源部24の制御を行う燃料電池制御装置91が配設され、該燃料電池制御装置91も、同様に、図示されないCPU、RAM、ROM、フラッシュメモリ等を備える。なお、前記バッテリ25に代えてキャパシタ(コンデンサ)等を配設することができる。   Reference numeral 21 denotes a power source device serving as a drive energy source for supplying power for driving the drive motor 12, reference numeral 22 denotes an inverter, and reference numeral 41 denotes a vehicle speed sensor as a vehicle speed detection unit that detects the vehicle speed of the fuel cell vehicle. In this case, the fuel cell-equipped vehicle includes a plurality of auxiliary devices that consume power even when the vehicle is stopped, such as a lighting device, a radio, and a power window, and travels in various traveling patterns. It is often done. Therefore, the power supply device 21 includes a battery 25 as an auxiliary power supply unit connected in parallel to the fuel cell power supply unit 24 in addition to the fuel cell power supply unit 24 constituting the fuel cell. Further, the fuel cell power supply unit 24 is provided with a fuel cell control device 91 for controlling the fuel cell power supply unit 24. The fuel cell control device 91 is similarly configured with a CPU, RAM, ROM, and flash memory (not shown). Etc. A capacitor (capacitor) or the like can be provided in place of the battery 25.

前記インバータ22は、6個のスイッチング素子としての図示されないトランジスタを備え、前記駆動モータ制御装置13から駆動信号を受け、各トランジスタを選択的にオン・オフさせる。したがって、前記電源装置21から供給された直流の電流を変換し、交流の各相の電流を発生させ、駆動モータ12に送る。   The inverter 22 includes transistors (not shown) as six switching elements, receives a drive signal from the drive motor control device 13, and selectively turns on / off each transistor. Therefore, a direct current supplied from the power supply device 21 is converted to generate an alternating current of each phase, which is sent to the drive motor 12.

そして、前記駆動モータ制御装置13は、図示されないレゾルバ等によって検出された磁極位置に基づいて駆動モータ12の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度を算出する。また、前記駆動モータ制御装置12は、車速センサ41によって検出された前記駆動モータ回転速度に対応する車速を読み込み、車両制御装置10に送る。   The drive motor control device 13 calculates the rotation speed of the drive motor 12, that is, the drive motor rotation speed, based on the magnetic pole position detected by a resolver (not shown). The drive motor control device 12 reads a vehicle speed corresponding to the drive motor rotation speed detected by the vehicle speed sensor 41 and sends the vehicle speed to the vehicle control device 10.

該車両制御装置10において、CPU54の図示されないトルク目標値発生処理手段は、トルク目標値発生処理を行い、前記車速、及び図示されないアクセルセンサによって検出されたアクセルペダルの踏込量を表すアクセル開度に基づいて、燃料電池搭載車両に要求される車両要求トルクを算出し、該車両要求トルクに対応させて駆動モータ12のトルク、すなわち、駆動モータトルクの目標値を発生させ、駆動モータ制御装置13に送る。なお、前記アクセル開度は、燃料電池電源部24に加わる負荷を表す負荷指標となる。   In the vehicle control device 10, a torque target value generation processing means (not shown) of the CPU 54 performs torque target value generation processing to obtain an accelerator opening that represents the vehicle speed and an accelerator pedal depression amount detected by an accelerator sensor (not shown). Based on this, the vehicle required torque required for the vehicle equipped with the fuel cell is calculated, the torque of the drive motor 12, that is, the target value of the drive motor torque is generated corresponding to the vehicle required torque, and the drive motor control device 13 send. The accelerator opening is a load index that represents the load applied to the fuel cell power supply unit 24.

そして、該駆動モータ制御装置13は、前記駆動モータトルクの目標値を読み込むと、該目標値に対応する電流指令値を発生させ、該電流指令値に基づいて電圧指令値を発生させ、該電圧指令値に基づいてパルス幅変調信号を発生させる。その結果、パルス幅変調信号が駆動信号としてインバータ22に送られる。   Then, when the drive motor control device 13 reads the target value of the drive motor torque, the drive motor control device 13 generates a current command value corresponding to the target value, generates a voltage command value based on the current command value, and generates the voltage A pulse width modulation signal is generated based on the command value. As a result, the pulse width modulation signal is sent to the inverter 22 as a drive signal.

このようにして、前記駆動モータ制御装置13は、駆動モータ12を駆動し、燃料電池搭載車両を走行させることができる。   In this way, the drive motor control device 13 can drive the drive motor 12 to run the fuel cell vehicle.

次に、ナビゲーション装置14について説明する。   Next, the navigation device 14 will be described.

そのために、前記ナビゲーション装置14は、現在地を検出する現在地検出部としてのGPSセンサ15、地図データのほかに各種の情報が記録された情報記録部としてのデータ記録部16、入力された情報に基づいて、ナビゲーション処理等の各種の演算処理を行うナビゲーション処理部17、自車方位を検出する方位検出部としての方位センサ18、操作者である運転者が操作することによって所定の入力を行うための第1の入力部としての操作部34、図示されない画面に表示された画像によって各種の表示を行い、運転者に通知するための第1の出力部としての表示部35、音声によって所定の入力を行うための第2の入力部としての音声入力部36、音声によって各種の表示を行い、運転者に通知するための第2の出力部としての音声出力部37、及び通信端末として機能する送受信部としての通信部38を備え、前記ナビゲーション処理部17に、GPSセンサ15、データ記録部16、方位センサ18、操作部34、表示部35、音声入力部36、音声出力部37及び通信部38が接続される。また、前記ナビゲーション処理部17には、前記車速センサ41が接続される。   For this purpose, the navigation device 14 is based on a GPS sensor 15 as a current location detection unit for detecting a current location, a data recording unit 16 as an information recording unit in which various information is recorded in addition to map data, and input information. The navigation processing unit 17 that performs various arithmetic processes such as navigation processing, the azimuth sensor 18 as a azimuth detection unit that detects the vehicle azimuth, and a driver that is an operator for performing predetermined input The operation unit 34 as a first input unit, various displays by an image displayed on a screen (not shown), a display unit 35 as a first output unit for notifying the driver, and predetermined input by voice Voice input unit 36 as a second input unit for performing, various displays by voice, and as a second output unit for notifying the driver A voice output unit 37 and a communication unit 38 as a transmission / reception unit functioning as a communication terminal are provided. The navigation processing unit 17 includes a GPS sensor 15, a data recording unit 16, an orientation sensor 18, an operation unit 34, a display unit 35, and a voice. An input unit 36, an audio output unit 37, and a communication unit 38 are connected. The vehicle speed sensor 41 is connected to the navigation processing unit 17.

前記GPSセンサ15は、人工衛星によって発生させられた電波を受信することによって地球上における現在地を検出し、併せて時刻を検出する。本実施の形態においては、現在地検出部としてGPSセンサ15が使用されるようになっているが、該GPSセンサ15に代えて図示されない距離センサ、ステアリングセンサ、高度計等を単独で、又は組み合わせて使用することもできる。また、前記方位センサ18としてジャイロセンサ、地磁気センサ等を使用することができる。   The GPS sensor 15 detects the current location on the earth by receiving radio waves generated by an artificial satellite, and also detects the time. In the present embodiment, the GPS sensor 15 is used as the current position detection unit, but a distance sensor, a steering sensor, an altimeter, etc. (not shown) are used alone or in combination instead of the GPS sensor 15. You can also Further, a gyro sensor, a geomagnetic sensor, or the like can be used as the direction sensor 18.

前記データ記録部16は、地図データファイルから成る地図データベースを備え、該地図データベースに地図データが記録される。該地図データには、交差点に関する交差点データ、ノードに関するノードデータ、道路リンクに関する道路データ、探索用に加工された探索データ、施設に関する施設データ等が含まれる。前記ノードデータには、各ノードの座標、リンク角度等のノードデータのほかに、各ノードにおける勾(こう)配を表す勾配データ、各ノードにおける標高を表す高度データ等が含まれる。前記勾配のデータは、50〔m〕メッシュのメッシュ標高データ等に基づいて算出されることによって推測される。   The data recording unit 16 includes a map database including map data files, and map data is recorded in the map database. The map data includes intersection data related to intersections, node data related to nodes, road data related to road links, search data processed for searching, facility data related to facilities, and the like. The node data includes, in addition to node data such as the coordinates of each node and link angle, gradient data representing the gradient at each node, altitude data representing the altitude at each node, and the like. The gradient data is estimated by being calculated based on mesh elevation data of 50 [m] mesh.

さらに、前記データ記録部16には、統計データファイルから成る統計データベース、走行履歴データファイルから成る走行履歴データベース等が形成され、前記統計データファイルに統計データが、前記走行履歴データファイルに走行履歴データが、いずれも実績データとして記録される。   Further, the data recording unit 16 includes a statistical database composed of statistical data files, a travel history database composed of travel history data files, and the like. Statistical data is stored in the statistical data file, and travel history data is stored in the travel history data file. However, both are recorded as performance data.

前記統計データは、過去に提供された交通情報の実績、すなわち、履歴を表す履歴情報であり、情報提供者としてのVICS(登録商標:Vehicle Information and Communication System)センタ等の図示されない道路交通情報センタ等によって過去に提供された交通情報、国土交通省によって提供された道路交通センサスによる交通量を表すデータ(以下「道路交通センサス情報」という。)、国土交通省によって提供された道路時刻表情報等を単独で、又は組み合わせて使用し、必要に応じて、加工し、統計処理を施すことによって作成される。また、走行履歴データは、複数の車両(自車又は他車)から収集した走行経路における車両の走行の実績、すなわち、走行実績を表す実績情報であり、走行データに基づいてプローブデータとして算出され、蓄積される。   The statistical data is a history of traffic information provided in the past, that is, history information representing a history, and a road traffic information center (not shown) such as a VICS (registered trademark: Vehicle Information and Communication System) center as an information provider. Traffic information provided in the past, etc., data indicating traffic volume by road traffic census provided by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (hereinafter referred to as “road traffic census information”), road timetable information provided by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, etc. Are used alone or in combination, and if necessary, they are processed and subjected to statistical processing. Further, the travel history data is the track record of the travel of the vehicle on the travel route collected from a plurality of vehicles (the host vehicle or other vehicles), that is, the track record information indicating the track record, and is calculated as probe data based on the travel data. Accumulated.

さらに、前記データ記録部16には、所定の情報を音声出力部37によって出力するためのデータも記録される。   Further, data for outputting predetermined information by the audio output unit 37 is also recorded in the data recording unit 16.

前記データ記録部16は、前記各種のデータを記録するために、ハードディスク、CD、DVD、光ディスク等の図示されないディスクを備えるほかに、各種のデータを読み出したり、書き込んだりするための読出・書込ヘッド等の図示されないヘッドを備える。前記データ記録部16にメモリカード等を使用することができる。   The data recording unit 16 includes a disk (not shown) such as a hard disk, a CD, a DVD, and an optical disk in order to record the various data, and also reads / writes for reading and writing various data. A head (not shown) such as a head is provided. A memory card or the like can be used for the data recording unit 16.

本実施の形態においては、前記データ記録部16に、前記地図データベース、統計データベース、走行履歴データベース等が配設されるようになっているが、情報センタにおいて、前記地図データベース、統計データベース、走行履歴データベース等を配設することもできる。   In the present embodiment, the data recording unit 16 is provided with the map database, statistical database, travel history database, and the like. In the information center, the map database, statistical database, travel history, etc. A database or the like can also be provided.

また、前記ナビゲーション処理部17は、ナビゲーション装置14の全体の制御を行う制御装置としての、かつ、演算装置としてのCPU31、該CPU31が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるRAM32、制御用のプログラムのほか、目的地までの経路の探索、経路案内等を行うための各種のプログラムが記録されたROM33、各種のデータ、プログラム等を記録するために使用される図示されないフラッシュメモリを備える。   The navigation processing unit 17 is a control device that performs overall control of the navigation device 14 and a CPU 31 as an arithmetic device, a RAM 32 that is used as a working memory when the CPU 31 performs various arithmetic processes, In addition to the above program, a ROM 33 in which various programs for searching for a route to the destination, route guidance and the like are recorded, and a flash memory (not shown) used for recording various data, programs and the like are provided. .

本実施の形態においては、前記ROM33に各種のプログラムを記録し、前記データ記録部16に各種のデータを記録することができるが、プログラム、データ等をディスク等に記録することもできる。この場合、ディスク等から前記プログラム、データ等を読み出してフラッシュメモリに書き込むことができる。したがって、ディスク等を交換することによって前記プログラム、データ等を更新することができる。   In the present embodiment, various programs can be recorded in the ROM 33 and various data can be recorded in the data recording unit 16, but the programs, data, and the like can also be recorded on a disk or the like. In this case, the program, data, etc. can be read from a disk or the like and written to the flash memory. Therefore, the program, data, etc. can be updated by exchanging the disk or the like.

前記操作部34は、運転者が操作することによって、走行開始時の現在地を修正したり、出発地及び目的地を入力したり、通過点を入力したり、通信部38を作動させたりするためのものであり、前記操作部34として、表示部35とは独立に配設されたキーボード、マウス等を使用することができる。また、前記操作部34として、前記表示部35に形成された画面に画像で表示された各種のキー、スイッチ、ボタン等の画像操作部をタッチ又はクリックすることによって、所定の入力操作を行うことができるようにしたタッチパネルを使用することができる。   The operation unit 34 is operated by the driver to correct the current location at the start of traveling, to input a departure point and a destination, to input a passing point, and to activate the communication unit 38. As the operation unit 34, a keyboard, a mouse, or the like disposed independently of the display unit 35 can be used. Further, as the operation unit 34, a predetermined input operation is performed by touching or clicking an image operation unit such as various keys, switches, and buttons displayed as images on the screen formed in the display unit 35. It is possible to use a touch panel that can be used.

前記表示部35としてはディスプレイが使用される。そして、表示部35に形成された各種の画面に、現在地を表す自車位置、地図、探索経路、該探索経路に沿った案内情報、交通情報等を表示したり、探索経路における次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向を表示したりすることができるだけでなく、前記画像操作部、操作部34、音声入力部36等の操作案内、操作メニュー、キーの案内を表示したり、FM多重放送の番組等を表示したりすることができる。   A display is used as the display unit 35. Then, on various screens formed on the display unit 35, the vehicle position indicating the current location, a map, a searched route, guidance information along the searched route, traffic information, etc. are displayed, or until the next intersection in the searched route. In addition to displaying the distance and the direction of travel at the next intersection, the operation guidance, operation menu, and key guidance of the image operation unit, operation unit 34, voice input unit 36, etc. can be displayed. A multiplex broadcast program or the like can be displayed.

また、音声入力部36は、図示されないマイクロホン等によって構成され、音声によって必要な情報を入力することができる。さらに、音声出力部37は、図示されない音声合成装置及びスピーカを備え、音声出力部37から、前記探索経路、案内情報、交通情報等が、例えば、音声合成装置によって合成された音声で出力される。   The voice input unit 36 includes a microphone (not shown) and the like, and can input necessary information by voice. Further, the voice output unit 37 includes a voice synthesizer and a speaker (not shown), and the search route, guidance information, traffic information, and the like are output from the voice output unit 37, for example, as voice synthesized by the voice synthesizer. .

前記通信部38は、前記道路交通情報センタから送信された現況の交通情報、一般情報等の各種の情報を、道路に沿って配設された電波ビーコン装置、光ビーコン装置等を介して電波ビーコン、光ビーコン等として受信するためのビーコンレシーバ、FM放送局を介してFM多重放送として受信するためのFM受信機等を備える。   The communication unit 38 transmits various information such as current traffic information and general information transmitted from the road traffic information center to radio wave beacons via radio wave beacon devices, optical beacon devices and the like arranged along the road. A beacon receiver for receiving as an optical beacon, an FM receiver for receiving as an FM multiplex broadcast via an FM broadcast station, and the like.

なお、ナビゲーション装置14と情報センタとがネットワークによって接続されている場合、通信部38は、前記情報センタから前記地図データ、統計データ、走行履歴データ等のデータのほかに、交通情報、一般情報等の各種の情報を受信することができる。   In addition, when the navigation apparatus 14 and the information center are connected by a network, the communication unit 38 transmits traffic information, general information, etc. in addition to data such as the map data, statistical data, and travel history data from the information center. Various types of information can be received.

前記燃料電池システム、車両制御装置10、駆動モータ制御装置13、ナビゲーション処理部17、前記燃料電池電源部24に配設された燃料電池制御装置91、CPU31、54等は、各種のプログラム、データ等に基づいてコンピュータとして機能する。また、データ記録部16、RAM32、55、ROM33、56、各フラッシュメモリ等によって記録媒体が構成される。そして、演算装置として、CPU31、54に代えてMPU等を使用することもできる。   The fuel cell system, the vehicle control device 10, the drive motor control device 13, the navigation processing unit 17, the fuel cell control device 91 disposed in the fuel cell power supply unit 24, the CPUs 31 and 54, and the like include various programs, data, and the like. To function as a computer. The data recording unit 16, RAMs 32 and 55, ROMs 33 and 56, flash memories, and the like constitute a recording medium. An MPU or the like can be used instead of the CPUs 31 and 54 as the arithmetic unit.

次に、前記燃料電池電源部24について説明する。   Next, the fuel cell power supply unit 24 will be described.

図2は本発明の実施の形態における燃料電池電源部を示すブロック図、図3は本発明の実施の形態における燃料電池電源部の要部を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a fuel cell power supply unit in the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a main part of the fuel cell power supply unit in the embodiment of the present invention.

図において、24は燃料電池電源部であり、該燃料電池電源部24は、互いに並列に接続された複数の、本実施の形態においては、4個の燃料電池ユニットui(i=1〜4)、車両制御装置10から送られた各燃料電池ユニットuiの稼働スケジュールを表す制御信号に基づいて、前記各燃料電池ユニットuiの制御を行う前記燃料電池制御装置91、補機類等を備える。   In the figure, reference numeral 24 denotes a fuel cell power supply unit. The fuel cell power supply unit 24 includes a plurality of, in the present embodiment, four fuel cell units ui (i = 1 to 4) connected in parallel to each other. The fuel cell control device 91 that controls each fuel cell unit ui based on a control signal that indicates the operation schedule of each fuel cell unit ui sent from the vehicle control device 10, auxiliary equipment, and the like are provided.

各燃料電池ユニットuiは、管路Li(i=1〜4)、該管路Liに配設され、稼働単位ごとの燃料電池区分を構成するスタックSti(i=1〜4)、前記管路Liの一端側に配設され、スタックStiに燃料としての水素ガスを選択的に供給するための第1の燃料弁としての電磁弁vai(i=1〜4)、該電磁弁vaiととスタックStiとの間に配設され、スタックSti内の圧力を検出する圧力検出部としての圧力センサpi(i=1〜4)、及び管路Liの他端側に配設され、スタックStiに対して水素ガスを給排するための第2の燃料弁としての電磁弁vci(i=1〜4)を備える。そして、前記燃料電池制御装置91は、各燃料電池区分を構成するスタックStiに接続された管路Liの電磁弁vai、vciを制御することによって、所望のスタックStiを稼働する。   Each fuel cell unit ui includes a pipe line Li (i = 1 to 4), a stack Sti (i = 1 to 4) arranged in the pipe line Li and constituting a fuel cell section for each operating unit, and the pipe line An electromagnetic valve vai (i = 1 to 4) as a first fuel valve disposed on one end side of Li and selectively supplying hydrogen gas as fuel to the stack Sti, the electromagnetic valve vai and the stack And a pressure sensor pi (i = 1 to 4) as a pressure detection unit for detecting the pressure in the stack Sti, and the other end of the pipe line Li, And an electromagnetic valve vci (i = 1 to 4) as a second fuel valve for supplying and discharging hydrogen gas. The fuel cell control device 91 operates the desired stack Sti by controlling the electromagnetic valves vai and vci of the pipe line Li connected to the stack Sti constituting each fuel cell section.

前記各管路Liは、一端側で管路H1によって、他端側で管路H2によって連通させられ、さらに、前記管路H1、H2は、それぞれ接続点q1、q2において管路H3によって連通させられ、該管路H3の接続点q1側に、管路H3を選択的に遮断するための遮断弁としての電磁弁ve1、該電磁弁ve1より接続点q2側において管路H3から分岐した管路n1、該管路n1に配設され、選択的に水素ガスを排出する排出弁としての電磁弁vf1、及び前記管路n1の分岐点より接続点q2側に配設され、水素ガスを動作時に循環させ、停止時に排出するためのポンプPm1を備える。   Each of the pipelines Li is communicated by a pipeline H1 at one end and by a pipeline H2 at the other end, and the pipelines H1 and H2 are communicated by a pipeline H3 at connection points q1 and q2, respectively. The solenoid valve ve1 as a shutoff valve for selectively shutting off the pipeline H3 on the connection point q1 side of the pipeline H3, and the pipeline branched from the pipeline H3 on the junction point q2 side from the solenoid valve ve1 n1, an electromagnetic valve vf1 serving as a discharge valve for selectively discharging hydrogen gas disposed in the pipe line n1, and a connection point q2 side from a branch point of the pipe line n1, A pump Pm1 is provided for circulating and discharging when stopped.

また、前記接続点q1において、前記各スタックStiに水素ガスを供給するための各スタックStiに共通の燃料供給系としての水素ガス供給系61が接続される。そして、前記接続点q1と水素ガス供給系61とを連通する管路H4から分岐した管路m1に、不活性ガスとしての空気を選択的に各スタックStiに導入し、水素ガスと置換するための不活性ガス置換弁としての電磁弁vb1が配設される。なお、不活性ガスとして空気に代えて窒素ガスを導入することができる。   In addition, at the connection point q1, a hydrogen gas supply system 61 as a fuel supply system common to each stack Sti for supplying hydrogen gas to each stack Sti is connected. In order to selectively introduce air as an inert gas into each stack Sti and replace it with hydrogen gas into a pipe m1 branched from a pipe H4 that connects the connection point q1 and the hydrogen gas supply system 61. An electromagnetic valve vb1 is provided as an inert gas replacement valve. Note that nitrogen gas can be introduced as an inert gas instead of air.

そして、図3に示されるように、前記各スタックStiに、水素ガスと反応させるために、酸化剤としての空気を供給するための媒体供給系としての空気供給系62、前記各スタックStiから排出された空気、蒸気及び水から成る混合流を排出するための混合流排出系63、前記各スタックStiに水を供給するための冷却媒体供給部としての水供給系64が、いずれも各スタックStiごとに配設される。なお、前記空気供給系62、混合流排出系63及び水供給系64を、部分的に各スタックStiに共通に配設することができる。   Then, as shown in FIG. 3, in order to cause each stack Sti to react with hydrogen gas, an air supply system 62 serving as a medium supply system for supplying air as an oxidant is discharged from each stack Sti. A mixed flow discharge system 63 for discharging a mixed flow composed of air, steam and water, and a water supply system 64 as a cooling medium supply unit for supplying water to each of the stacks Sti. It is arranged for each. The air supply system 62, the mixed flow discharge system 63, and the water supply system 64 can be partially disposed in common in each stack Sti.

前記燃料電池電源部24、水素ガス供給系61、空気供給系62、混合流排出系63及び水供給系64によって燃料電池システムのメインシステムが構成される。そして、各スタックStiは、水素ガス供給系61、空気供給系62、混合流排出系63及び水供給系64とともに、燃料電池システムのサブシステムを構成する。   The fuel cell power supply unit 24, the hydrogen gas supply system 61, the air supply system 62, the mixed flow discharge system 63, and the water supply system 64 constitute a main system of the fuel cell system. Each stack Sti constitutes a subsystem of the fuel cell system together with the hydrogen gas supply system 61, the air supply system 62, the mixed flow discharge system 63, and the water supply system 64.

本実施の形態においては、各スタックStiとして、固体高分子型燃料電池(PEFC)が使用されるが、固体高分子型燃料電池に代えて、リン酸型燃料電池(PAFC)、固体酸化物型燃料電池(SOFC)、ヒドラジン型燃料電池、直接メタノール型燃料電池(DMFC)等を使用することもできる。   In the present embodiment, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is used as each stack Sti, but instead of the polymer electrolyte fuel cell, a phosphoric acid fuel cell (PAFC), a solid oxide type A fuel cell (SOFC), a hydrazine fuel cell, a direct methanol fuel cell (DMFC), or the like can also be used.

前記各スタックStiは、筐(きょう)体としての図示されないスタックケース、及び該スタックケース内に収容されたスタックユニット67を備える。そして、該スタックユニット67は、図示されない複数のモジュール、該各モジュールを挟んで配設され、スタックStiの端子を構成する一対の図示されないターミナル、並びに前記各モジュール及びターミナルを挟んで配設され、絶縁材料から成る図示されないインシュレータを備える。   Each of the stacks Sti includes a stack case (not shown) as a casing and a stack unit 67 accommodated in the stack case. The stack unit 67 is arranged with a plurality of modules (not shown) sandwiched between the modules, a pair of terminals (not shown) constituting the terminals of the stack Sti, and the modules and the terminals. An insulator (not shown) made of an insulating material is provided.

ところで、前記各モジュールにおいて、前記水素ガス供給系61によって供給された水素ガスの水素と、前記空気供給系62によって供給された空気に含まれる酸素とが反応させられて水が生成されるとともに、反応に伴って電流が発生させられる。そのために、前記モジュールは、スタックStiの要素を構成する複数の薄い膜状の単位セルを積層し、互いに電気的に直列に接続することによって構成された集合体から成る。   By the way, in each of the modules, hydrogen of hydrogen gas supplied by the hydrogen gas supply system 61 and oxygen contained in the air supplied by the air supply system 62 are reacted to generate water, A current is generated with the reaction. For this purpose, the module is composed of an assembly formed by stacking a plurality of thin film unit cells constituting the elements of the stack Sti and electrically connecting them in series.

前記各単位セルは、固体高分子から成り、イオン、本実施の形態においては、水素イオンを伝播する固体電解質としての電解質膜を挟んで、空気極及び燃料極(水素極)を配設することによって形成されたメンブレン・エレクトロード・アッセンブリ、並びに隣接する単位セルのメンブレン・エレクトロード・アッセンブリ間を分離し、前記空気極に臨ませて媒体流路としての空気流路を、前記燃料極に臨ませて燃料流路を形成するセパレータを備える。   Each unit cell is made of a solid polymer, and in the present embodiment, an air electrode and a fuel electrode (hydrogen electrode) are disposed with an electrolyte membrane serving as a solid electrolyte that propagates ions, hydrogen ions in this embodiment. Is separated from the membrane electrode assembly of the adjacent unit cell and faces the air electrode so that the air flow path as a medium flow path faces the fuel electrode. In addition, a separator that forms a fuel flow path is provided.

前記空気極及び燃料極における電解質膜と接触する面には、水素と酸素との反応を促進するために、カーボンに、白金系触媒及び固体高分子を混合してペースト状とした物質がある程度の厚さで均一に分散させられ、触媒層が形成される。なお、前記空気極に代えて酸素極を使用し、媒体としての、かつ、酸化剤としての純酸素をスタックStiに供給することもできる。   In order to promote the reaction between hydrogen and oxygen, the surface of the air electrode and the fuel electrode in contact with the electrolyte membrane contains a certain amount of a paste material obtained by mixing a platinum-based catalyst and a solid polymer with carbon. The catalyst layer is formed by uniformly dispersing in thickness. Note that an oxygen electrode may be used instead of the air electrode, and pure oxygen as a medium and as an oxidizing agent may be supplied to the stack Sti.

前記スタックケース内には、前記スタックユニット67より上方に、空気供給系62から供給された空気を各空気極に供給し、分配するための、第1のマニホルドとしての供給マニホルド68が、スタックユニット67より下方に、空気極内の混合流を集め、混合流排出系63に排出するための、第2のマニホルドとしての排出マニホルド69が形成される。前記供給マニホルド68及び排出マニホルド69は、前記空気流路と連通させられる。そのために、前記セパレータにおける空気極と面する側には、垂直方向に延びる複数の溝が形成され、各溝によって前記空気流路が構成される。   In the stack case, a supply manifold 68 as a first manifold is provided above the stack unit 67 to supply and distribute the air supplied from the air supply system 62 to each air electrode. A discharge manifold 69 as a second manifold for collecting the mixed flow in the air electrode and discharging it to the mixed flow discharge system 63 is formed below 67. The supply manifold 68 and the discharge manifold 69 are in communication with the air flow path. Therefore, a plurality of grooves extending in the vertical direction are formed on the side of the separator facing the air electrode, and the air flow path is constituted by each groove.

また、前記セパレータにおける燃料極と面する側においては、マトリックス状に突出させて複数の突起が形成され、全周が、隣接するメンブレン・エレクトロード・アッセンブリに対して接着剤によって接着され、シールされる。したがって、シールされた部分の内側には、前記各突起間に、燃料極に水素ガスを供給するための複数の水平な燃料流路が形成される。なお、71は各スタックStiの起電圧を検出する電圧検出部としての電圧センサ(V)であり、該電圧センサ71は各スタックStiに複数配設される。   Further, on the side facing the fuel electrode in the separator, a plurality of protrusions are formed by protruding in a matrix shape, and the entire circumference is adhered and sealed to the adjacent membrane electrode assembly by an adhesive. The Therefore, a plurality of horizontal fuel flow paths for supplying hydrogen gas to the fuel electrode are formed between the projections inside the sealed portion. Reference numeral 71 denotes a voltage sensor (V) as a voltage detection unit that detects an electromotive voltage of each stack Sti, and a plurality of the voltage sensors 71 are arranged in each stack Sti.

前記空気供給系62は、供給マニホルド68に空気を供給するための媒体供給路としての管路A1、該管路A1に配設された酸化剤供給装置としてのシロッコファン等から成るファン73、該ファン73によって吸引される空気を濾(ろ)過するフィルタ74等を備える。前記酸化剤供給装置として、ファン73に代えて空気タンク、空気コンプレッサ、酸素タンク等を使用することができる。   The air supply system 62 includes a pipe A1 as a medium supply path for supplying air to the supply manifold 68, a fan 73 including a sirocco fan as an oxidant supply device disposed in the pipe A1, and the like. A filter 74 or the like that filters air sucked by the fan 73 is provided. As the oxidant supply device, an air tank, an air compressor, an oxygen tank or the like can be used instead of the fan 73.

また、前記混合流排出系63は、排出マニホルド69から排出された混合流のうちの空気及び蒸気を排出するための排出路としての管路D1、該管路D1に接続された回収部材としての凝縮器75、空気の温度を検出する温度検出部としての温度センサ(T)76等を備える。   The mixed flow discharge system 63 includes a pipe D1 as a discharge path for discharging air and steam in the mixed flow discharged from the discharge manifold 69, and a recovery member connected to the pipe D1. A condenser 75 and a temperature sensor (T) 76 as a temperature detection unit for detecting the temperature of the air are provided.

前記水素ガス供給系61は、燃料供給装置としての燃料タンク77、該燃料タンク77と前記接続点q1との間に配設され、順に、燃料タンク77内から排出された水素ガスを各スタックStiに供給するための燃料供給路としての管路F1を備え、該管路F1に、燃料タンク77側から接続点q1側にかけて、燃料タンク77から管路F1に向けて選択的に水素ガスを供給するための開閉弁としての電磁弁vg1、管路F1に排出された水素ガスの圧力、すなわち、一次圧力を検出する第1の圧力検出器としての水素ガス圧センサpa、前記管路F1に排出された水素ガスの圧力を調整する第1の燃料供給圧調整弁としての調圧弁vg2、スタックStiへの水素ガスの供給量を調整する燃料供給量調整弁としての調整弁vg3、及び前記調圧弁vg2によって調整された水素ガスの圧力を更に調整する第2の燃料供給圧調整弁としての調圧弁vg4が配設される。   The hydrogen gas supply system 61 is disposed between a fuel tank 77 serving as a fuel supply device, and between the fuel tank 77 and the connection point q1, and sequentially supplies hydrogen gas discharged from the fuel tank 77 to each stack Sti. And a hydrogen supply line selectively supplying hydrogen gas from the fuel tank 77 to the connection point q1 and from the fuel tank 77 toward the pipe F1. Solenoid valve vg1 serving as an on-off valve, hydrogen gas pressure discharged to the pipe F1, that is, a hydrogen gas pressure sensor pa serving as a first pressure detector for detecting the primary pressure, and discharged to the pipe F1 A pressure adjusting valve vg2 as a first fuel supply pressure adjusting valve that adjusts the pressure of the generated hydrogen gas, an adjustment valve vg3 as a fuel supply amount adjusting valve that adjusts the supply amount of hydrogen gas to the stack Sti, and Regulating valve vg4 as a second fuel supply pressure regulating valve is provided to further adjust the pressure of hydrogen gas is adjusted by the pressure valve vg2.

そして、該調圧弁vg4の両端に、調圧弁vg4をバイパスして迂回路F2が接続され、該迂回路F2に、燃料タンク77から接続点q1側にかけて、順に、前記調整弁vg3によって調整された水素ガスの圧力、すなわち、二次圧力を検出する第2の圧力検出器としての水素ガス圧センサpb、及び前記調圧弁vg4を通すことなく、高いままの二次圧力の水素ガスを直接にスタックStiに供給するための、開閉弁としての電磁弁vg5が配設される。この場合、前記調圧弁vg2、vg4が配設されるので、水素ガスの圧力を段階的に低くすることができる。   Then, a bypass F2 is connected to both ends of the pressure regulating valve vg4, bypassing the pressure regulating valve vg4, and the bypass F2 is adjusted by the regulating valve vg3 in order from the fuel tank 77 to the connection point q1 side. The hydrogen gas pressure pb as the second pressure detector for detecting the pressure of the hydrogen gas, that is, the secondary pressure, and the hydrogen gas at the secondary pressure that remains high are directly stacked without passing through the pressure regulating valve vg4. An electromagnetic valve vg5 as an on-off valve for supplying to Sti is provided. In this case, since the pressure regulating valves vg2, vg4 are provided, the pressure of the hydrogen gas can be lowered stepwise.

前記調整弁vg3及び電磁弁vg5は、水素ガスの供給量を調整するだけでなく、スタックStiへの水素ガスの供給を行ったり、遮断したりする。なお、前記調圧弁vg2、vg4は、水素ガスの圧力を段階的に低くするために配設されるが、調圧弁を必要に応じて三つ以上配設することができる。   The adjusting valve vg3 and the electromagnetic valve vg5 not only adjust the supply amount of hydrogen gas but also supply or shut off the hydrogen gas to the stack Sti. The pressure regulating valves vg2 and vg4 are disposed in order to lower the hydrogen gas pressure stepwise, but three or more pressure regulating valves may be disposed as necessary.

なお、燃料供給装置として、前記燃料タンク77に代えて、水素ガスが充填(てん)された水素吸蔵合金を収容する水素吸蔵合金タンクを使用することができる。その場合、前記水素吸蔵合金は、常温下で水素ガスを放出し、低温下で水素ガスを吸蔵する性質を有するので、調圧弁vg2、vg4の開度を変えるだけで水素ガスの圧力を調整することができる。なお、寒冷地においては、燃料電池搭載車両が極めて低温の環境に置かれることになるので、水素吸蔵合金は水素ガスを放出しなくなる。そこで、外気の温度が設定値より低くなると、図示されない加熱部としてのヒータが通電され、水素吸蔵合金が加熱される。   As the fuel supply device, a hydrogen storage alloy tank that stores a hydrogen storage alloy filled with hydrogen gas can be used instead of the fuel tank 77. In that case, since the hydrogen storage alloy has the property of releasing hydrogen gas at room temperature and storing hydrogen gas at low temperature, the pressure of the hydrogen gas is adjusted only by changing the opening of the pressure regulating valves vg2 and vg4. be able to. In a cold region, the fuel cell-equipped vehicle is placed in an extremely low temperature environment, so that the hydrogen storage alloy does not release hydrogen gas. Therefore, when the temperature of the outside air becomes lower than the set value, a heater as a heating unit (not shown) is energized to heat the hydrogen storage alloy.

なお、燃料供給装置として改質装置を使用し、該改質装置によってメタノール、ガソリン等を改質して水素ガスを生成し、供給することもできるが、燃料電池搭載車両の高負荷運転時にも安定して十分な量の水素ガスを供給することができるようにするためには、前記燃料タンク77を使用するのが好ましい。   A reformer can be used as a fuel supply device, and methanol, gasoline, etc. can be reformed by the reformer to generate and supply hydrogen gas. In order to stably supply a sufficient amount of hydrogen gas, the fuel tank 77 is preferably used.

また、前記水供給系64は、水供給源としての水タンク81、該水タンク81から排出される水を濾過するフィルタ82、水タンク81に補給される水を濾過するフィルタ83、水供給装置としての水供給ポンプPm2、空気極冷却装置としての噴射装置(インジェクタ)84、前記水タンク81から排出された水を噴射装置84に供給するための冷却媒体供給路としての管路W1、排出マニホルド69の下部に溜(た)まり、排出マニホルド69から排出された水、及び凝縮器75において分離させられた水を回収し、水タンク81に供給するための水帰還路としての管路W2、回収された水を水タンク81に供給する水回収ポンプPm3、並びに水回収ポンプPm3と水タンク81との間に配設された逆止弁85を備える。該逆止弁85は、水回収ポンプPm3側から水タンク81側に水が流れるのを許容し、水タンク81側から水回収ポンプPm3側に水が流れるのを阻止する。   The water supply system 64 includes a water tank 81 as a water supply source, a filter 82 for filtering water discharged from the water tank 81, a filter 83 for filtering water supplied to the water tank 81, and a water supply device. As a water supply pump Pm2, an injection device (injector) 84 as an air electrode cooling device, a pipe W1 as a cooling medium supply passage for supplying water discharged from the water tank 81 to the injection device 84, and a discharge manifold 69, a pipe W2 as a water return path for collecting the water discharged from the discharge manifold 69 and the water separated in the condenser 75 and supplying it to the water tank 81. A water recovery pump Pm3 that supplies the recovered water to the water tank 81, and a check valve 85 disposed between the water recovery pump Pm3 and the water tank 81 are provided. The check valve 85 allows water to flow from the water recovery pump Pm3 side to the water tank 81 side, and prevents water from flowing from the water tank 81 side to the water recovery pump Pm3 side.

なお、前記凝縮器75に凝縮促進部材として図示されない冷却ファンが配設され、該冷却ファンを作動させて冷却媒体としての冷却空気を凝縮器75に供給し、該凝縮器75を冷却する。また、前記冷却ファンの回転速度を高くし、送風量を多くすることによって、蒸気の凝縮量を多くすることができる。   The condenser 75 is provided with a cooling fan (not shown) as a condensation promoting member, and the cooling fan is operated to supply cooling air as a cooling medium to the condenser 75 to cool the condenser 75. Moreover, the amount of steam condensation can be increased by increasing the rotational speed of the cooling fan and increasing the air flow rate.

前記水タンク81には、水位検出部としての水位センサ(L)88が配設され、該水位センサ88によって水タンク81内の水の量を表す水位が検出される。そして、水位があらかじめ設定された下限値以下になると、通知部材としての図示されないアラームが点滅し、水が不足していることをオペレータに通知する。この場合、オペレータは、例えば、前記冷却ファンの回転速度を高くすることによって凝縮器75の能力を高くし、水の回収量を多くする。   The water tank 81 is provided with a water level sensor (L) 88 as a water level detection unit, and the water level sensor 88 detects a water level indicating the amount of water in the water tank 81. When the water level falls below a preset lower limit value, an alarm (not shown) as a notification member blinks to notify the operator that water is insufficient. In this case, for example, the operator increases the capacity of the condenser 75 by increasing the rotation speed of the cooling fan, and increases the amount of collected water.

なお、水位があらかじめ設定された上限値以上になったときに、水が過剰であることをオペレータに通知することもできる。その場合、オペレータは、例えば、前記冷却ファンの回転速度を低くすることによって凝縮器75の能力を低くし、水の回収量を少なくする。なお、前記水位センサ88及び冷却ファンは車両制御装置10(図1)に接続されるので、該車両制御装置10によって水位センサ88によって検出された水位に対応させて自動的に冷却ファンの回転速度を変更することもできる。   In addition, when the water level becomes equal to or higher than a preset upper limit value, it is possible to notify the operator that the water is excessive. In that case, for example, the operator lowers the capacity of the condenser 75 by lowering the rotation speed of the cooling fan, thereby reducing the amount of water recovered. Since the water level sensor 88 and the cooling fan are connected to the vehicle control device 10 (FIG. 1), the rotation speed of the cooling fan is automatically adjusted according to the water level detected by the water level sensor 88 by the vehicle control device 10. Can also be changed.

前記各スタックStiにおいて、前記燃料タンク77から水素ガスが供給されると、管路Liからスタックユニット67内の各燃料流路に分配され、該各燃料流路を流れる。一方、前記ファン73を作動させることによって、車外から空気を取り込み、前記供給マニホルド68に供給すると、該供給マニホルド68からスタックユニット67内の各空気流路に分配され、該空気流路を下方に向けて流れる。   In each stack Sti, when hydrogen gas is supplied from the fuel tank 77, it is distributed from the pipe line Li to each fuel flow path in the stack unit 67, and flows through each fuel flow path. On the other hand, when the air is taken in from outside the vehicle by operating the fan 73 and supplied to the supply manifold 68, the air is distributed from the supply manifold 68 to each air flow path in the stack unit 67. It flows toward.

ところで、前記空気極はカソードとして、燃料極はアノードとして機能し、空気極に空気を、燃料極に水素ガスを供給し、空気極及び燃料極に前記セパレータを介して負荷装置としての前記インバータ22を接続すると、燃料極において形成される水素イオンが、プロトン(H+ )の形態で水分を含んだ電解質膜内を空気極側に移動し、空気中の酸素と結合して水を生成する。また、前記燃料極で発生した電子が前記電解質膜を介して空気極側に移動し、電流が発生する。このように、空気流路内を空気が、燃料流路内を水素ガスが流れると、酸素と水素とが反応して水が生成され、これに伴って直流の電流が発生させられ、前記インバータ22に送られる。 By the way, the air electrode functions as a cathode, the fuel electrode functions as an anode, air is supplied to the air electrode, hydrogen gas is supplied to the fuel electrode, and the inverter 22 as a load device is connected to the air electrode and the fuel electrode via the separator. , Hydrogen ions formed in the fuel electrode move to the air electrode side in the form of protons (H + ) and contain water, and combine with oxygen in the air to generate water. Further, electrons generated at the fuel electrode move to the air electrode side through the electrolyte membrane, and current is generated. As described above, when air flows in the air flow path and hydrogen gas flows in the fuel flow path, oxygen and hydrogen react to generate water, and a DC current is generated accordingly. 22 is sent.

なお、前記車両制御装置10は、燃料電池搭載車両の全体の制御を行うとともに、燃料電池システムの制御を併せて行う。また、前記燃料電池制御装置91に、前記水位センサ88のほかに、温度センサ76、圧力センサpi、水素ガス圧センサpa、pb、電圧センサ71等の各センサが検出部として接続され、各センサのセンサ出力が燃料電池制御装置91に送られる。また、該燃料電池制御装置91に、ファン73、電磁弁vai、vb1、vci、ve1、vf1、vg1、vg5、調圧弁vg2、vg4、調整弁vg3、ポンプPm1、水供給ポンプPm2、水回収ポンプPm3等の各アクチュエータが接続され、前記燃料電池制御装置91は、前記センサ出力に基づいて各アクチュエータの動作を制御する。   The vehicle control device 10 controls the entire fuel cell vehicle and also controls the fuel cell system. In addition to the water level sensor 88, sensors such as a temperature sensor 76, a pressure sensor pi, hydrogen gas pressure sensors pa and pb, and a voltage sensor 71 are connected to the fuel cell control device 91 as detection units. The sensor output is sent to the fuel cell control device 91. Further, the fuel cell control device 91 includes a fan 73, electromagnetic valves vai, vb1, vci, ve1, vf1, vg1, vg5, pressure regulating valves vg2, vg4, regulating valve vg3, pump Pm1, water supply pump Pm2, water recovery pump. Each actuator such as Pm3 is connected, and the fuel cell control device 91 controls the operation of each actuator based on the sensor output.

ところで、例えば、燃料電池搭載車両を近距離で短時間走行させた後の停車時間が長い場合等において、燃料流路に水素ガスが残留したままになると、スタックStiを劣化させてしまうので、停車時間が長い場合等においては、燃料流路内の水素ガスを排出し、空気と置換するようにしている。   By the way, for example, when the stopping time after a fuel cell vehicle is traveled for a short time at a short distance is long, if the hydrogen gas remains in the fuel flow path, the stack Sti will be deteriorated. When the time is long or the like, the hydrogen gas in the fuel flow path is discharged and replaced with air.

そして、本実施の形態においては、例えば、燃料電池搭載車両を走行させたときに前記燃料電池電源部24に加わる負荷が小さくなると、該燃料電池電源部24において発生させる必要がある電力が小さくなる。その場合、燃料電池電源部24におけるすべてのスタックStiを使用して、すなわち、すべての単位セルを使用して燃料電池電源部24を稼働すると、停車時間が長い場合等においては、一部の水素ガスが電力の発生に寄与することなく、前述されたように排出されてしまうことになる。   In the present embodiment, for example, when the load applied to the fuel cell power supply unit 24 is reduced when the vehicle equipped with the fuel cell is driven, the power required to be generated in the fuel cell power supply unit 24 is reduced. . In that case, when all the stacks Sti in the fuel cell power supply unit 24 are used, that is, when the fuel cell power supply unit 24 is operated using all the unit cells, in the case where the stop time is long, a part of hydrogen The gas is discharged as described above without contributing to the generation of electric power.

そこで、車両制御装置10において、燃料電池搭載車両の走行パターンを予測し、前記燃料電池制御装置91において、前記走行パターンに基づいて前記燃料電池電源部24に加わる負荷を算出し、該負荷に応じて各スタックStiを選択的に稼働するようにしている。   Therefore, the vehicle control device 10 predicts the travel pattern of the fuel cell vehicle, and the fuel cell control device 91 calculates the load applied to the fuel cell power supply unit 24 based on the travel pattern. Each stack Sti is selectively operated.

次に、前記ナビゲーション装置14の動作について説明する。   Next, the operation of the navigation device 14 will be described.

まず、運転者によって図示されないイグニッションスイッチがオンにされ、操作部34(図1)が操作され、ナビゲーション装置14が起動されると、CPU31の図示されないナビ初期化処理手段は、ナビ初期化処理を行い、GPSセンサ15によって検出された現在地、方位センサ18によって検出された自車方位等を読み込むとともに、各種のデータを初期化する。次に、前記CPU31の図示されないマッチング処理手段は、マッチング処理を行い、読み込まれた現在地の軌跡、及び現在地の周辺の道路を構成する各道路リンクの形状、配列等に基づいて、現在地がいずれの道路リンク上に位置するかの判定を行うことによって、現在地を特定する。   First, when an ignition switch (not shown) is turned on by the driver, the operation unit 34 (FIG. 1) is operated, and the navigation device 14 is activated, a navigation initialization processing unit (not shown) of the CPU 31 performs a navigation initialization process. The current position detected by the GPS sensor 15 and the vehicle direction detected by the direction sensor 18 are read, and various data are initialized. Next, the matching processing means (not shown) of the CPU 31 performs matching processing, and based on the trajectory of the read current location and the shape, arrangement, etc. of each road link constituting the road around the current location, The current location is identified by determining whether it is located on the road link.

続いて、CPU31の図示されない基本情報取得処理手段は、基本情報取得処理を行い、前記地図データを、データ記録部16から読み出して取得するか、又は通信部38を介して情報センタ等から受信して取得する。   Subsequently, a basic information acquisition processing unit (not shown) of the CPU 31 performs a basic information acquisition process, and reads out and acquires the map data from the data recording unit 16 or receives it from an information center or the like via the communication unit 38. Get.

そして、前記CPU31の図示されない表示処理手段は、表示処理を行い、前記表示部35に各種の画面を形成する。例えば、表示処理手段の地図表示処理手段は、地図表示処理を行い、表示部35に地図画面を形成し、該地図画面に自車位置、自車位置の周辺の地図及び自車方位を表示する。したがって、運転者は、前記自車位置、自車位置の周辺の地図及び自車方位に従って車両を走行させることができる。   A display processing unit (not shown) of the CPU 31 performs a display process and forms various screens on the display unit 35. For example, the map display processing means of the display processing means performs map display processing, forms a map screen on the display unit 35, and displays the vehicle position, a map around the vehicle position, and the vehicle direction on the map screen. . Therefore, the driver can drive the vehicle according to the vehicle position, the map around the vehicle position, and the vehicle direction.

また、運転者が操作部34を操作して目的地を入力すると、CPU31の図示されない目的地設定処理手段は、目的地設定処理を行い、目的地を設定する。なお、必要に応じて出発地を入力し、設定することもできる。また、あらかじめ所定の地点を登録しておき、登録された地点を目的地として設定することができる。続いて、運転者が操作部34を操作して探索条件を入力すると、CPU31の図示されない探索条件設定処理手段は、探索条件設定処理を行い、探索条件を設定する。   Further, when the driver operates the operation unit 34 to input a destination, a destination setting processing unit (not shown) of the CPU 31 performs a destination setting process to set the destination. Note that the departure place can be input and set as necessary. Moreover, a predetermined point can be registered in advance, and the registered point can be set as a destination. Subsequently, when the driver operates the operation unit 34 to input a search condition, a search condition setting processing unit (not shown) of the CPU 31 performs a search condition setting process to set the search condition.

このようにして、目的地及び探索条件が設定されると、CPU31の図示されない経路探索処理手段は、経路探索処理を行い、前記現在地、目的地、探索条件等を読み込むとともに、データ記録部16から探索データ等を読み出し、現在地、目的地及び探索データに基づいて、現在地で表される出発地から目的地までの経路を前記探索条件で探索し、探索経路を表す経路データを出力する。この場合、各道路リンクごとに付与されたリンクコストの合計が最も小さい経路が探索経路とされる。   When the destination and search conditions are set in this way, the route search processing means (not shown) of the CPU 31 performs route search processing, reads the current location, destination, search conditions, and the like from the data recording unit 16. Based on the current location, the destination, and the search data, a route from the departure point to the destination represented by the current location is searched based on the search condition, and route data representing the searched route is output. In this case, the route having the smallest total link cost assigned to each road link is set as the searched route.

続いて、前記CPU31の図示されない案内処理手段は、案内処理を行い、運転者に探索経路の案内、すなわち、経路案内を行う。そのために、前記案内処理手段の経路表示処理手段は、経路表示処理を行い、前記経路データを読み込み、該経路データに従って前記地図画面に探索経路を表示する。この場合、必要に応じて、前記案内処理手段の音声出力処理手段は、音声出力処理を行い、音声出力部37から探索経路を音声で出力して経路案内を行う。   Subsequently, a guidance processing means (not shown) of the CPU 31 performs guidance processing and guides the driver on the searched route, that is, route guidance. For this purpose, the route display processing means of the guidance processing means performs route display processing, reads the route data, and displays the searched route on the map screen according to the route data. In this case, if necessary, the voice output processing means of the guidance processing means performs voice output processing and outputs a search route by voice from the voice output unit 37 to perform route guidance.

なお、情報センタにおいて経路探索処理を行うことができる。その場合、CPU31は現在地、目的地、探索条件等を情報センタに送信する。該情報センタは、現在地、目的地、探索条件等に基づいて経路探索処理を行い、探索経路を表す経路データをナビゲーション装置14に送信する。   Note that route search processing can be performed in the information center. In this case, the CPU 31 transmits the current location, destination, search conditions, etc. to the information center. The information center performs route search processing based on the current location, the destination, search conditions, and the like, and transmits route data representing the searched route to the navigation device 14.

次に、車両制御装置10の動作について説明する。   Next, the operation of the vehicle control device 10 will be described.

図4は本発明の実施の形態における車両制御装置の動作を示すフローチャート、図5は本発明の実施の形態における走行パターンの例を示す図である。なお、図5において、横軸に距離を、縦軸に車速を採ってある。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the vehicle control apparatus in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a running pattern in the embodiment of the present invention. In FIG. 5, the horizontal axis represents distance and the vertical axis represents vehicle speed.

まず、CPU54の図示されない経路判定処理手段は、経路判定処理を行い、ナビゲーション装置14から経路データを読み込み、探索経路が初めてのものであるかどうかを判断する。そのために、前記データ記録部16には、過去に経路探索処理において探索された探索経路の経路データが記録され、前記経路判定処理手段は、経路データを比較することによって、探索経路が初めてのものであるかどうかを判断する。   First, a route determination processing unit (not shown) of the CPU 54 performs route determination processing, reads route data from the navigation device 14, and determines whether or not the searched route is the first one. For this purpose, the data recording unit 16 records the route data of the searched route previously searched for in the route search process, and the route determination processing means compares the route data so that the searched route is the first one. It is determined whether or not.

探索経路が初めてのものである場合、CPU54の図示されない記録処理手段は、記録処理を行い、燃料電池搭載車両の走行に伴って発生する実績データを走行データとして読み込むとともに、経路データ及び走行環境情報と共にROM55に記録する。該走行データには、現在地の座標、アクセル開度、ブレーキペダルの踏込量、ステアリングの舵(だ)角、車速等が含まれる。また、走行環境情報には、季節、曜日、日付、時間帯、天候、イベント、施設の情報(デパート、スーパーマーケット等の大型の施設の有無)等の一般情報に関するデータが含まれる。   When the searched route is the first one, the recording processing unit (not shown) of the CPU 54 performs a recording process, reads performance data generated as a result of traveling of the fuel cell-equipped vehicle as traveling data, as well as route data and traveling environment information. At the same time, it is recorded in the ROM 55. The travel data includes coordinates of the current location, accelerator opening, amount of brake pedal depression, steering rudder angle, vehicle speed, and the like. The travel environment information includes data related to general information such as season, day of the week, date, time zone, weather, event, and facility information (whether there is a large facility such as a department store or a supermarket).

そして、探索経路が初めてのものでない場合、CPU54の図示されない走行データ取得処理手段は、走行データ取得処理を行い、前記ROM56から前記経路データに対応する走行データを走行環境情報と共に読み出して取得する。次に、CPU54の図示されない走行パターン予測用データ取得処理手段は、走行パターン予測用データ取得処理を行い、前記経路データを読み込むとともに、前記経路データ及び走行データに基づいて探索経路に沿って燃料電池搭載車両を走行させる際の走行パターンを予測するのに必要な走行パターン予測用データ、例えば、道路データ、交差点データ、勾配データ、高度データ、交通情報、一般情報等をナビゲーション処理部17を介してデータ記録部16から取得する。   If the searched route is not the first one, a travel data acquisition processing unit (not shown) of the CPU 54 performs a travel data acquisition process, and reads and acquires travel data corresponding to the route data from the ROM 56 together with travel environment information. Next, a travel pattern prediction data acquisition processing unit (not shown) of the CPU 54 performs a travel pattern prediction data acquisition process, reads the route data, and along the searched route based on the route data and the travel data. Travel pattern prediction data necessary for predicting a travel pattern when the mounted vehicle is traveled, such as road data, intersection data, gradient data, altitude data, traffic information, general information, etc., are provided via the navigation processing unit 17. Obtained from the data recording unit 16.

前記走行パターン予測用データを使用するに当たり、前記道路データには、道路種別(国道、県道、高速道路、都市高速道路等の別)、曲率半径、幅員、信号機の有無、踏切、橋等に関するデータが含まれ、交差点データには、交差点の位置、交差点の種類、信号機の間隔等に関するデータが含まれる。また、前記交通情報として、統計データ及び走行履歴データのほかに、道路交通情報センタから送信された現況の交通情報が使用され、渋滞が発生している道路リンク、渋滞の長さを表す渋滞長、渋滞の度合いを表す渋滞度、前記各道路リンクを走行したときの所要時間を表すリンク所要時間、該リンク所要時間の各曜日ごとの平均的なデータ(例えば、曜日平均データ)、規制情報、駐車場情報、交通事故情報、工事情報(道路、橋梁等の工事に関する情報)、サービスエリアの混雑状況情報等のデータが含まれる。そして、一般情報には、季節、曜日、日付、時間帯、天候、イベント、施設の情報(デパート、スーパーマーケット等の大型の施設の有無)等に関するデータが含まれる。   In using the travel pattern prediction data, the road data includes data on road type (different from national roads, prefectural roads, expressways, urban expressways, etc.), radius of curvature, width, presence / absence of traffic lights, railroad crossings, bridges, etc. The intersection data includes data relating to the position of the intersection, the type of the intersection, the distance between the traffic lights, and the like. In addition to the statistical data and the travel history data, the current traffic information transmitted from the road traffic information center is used as the traffic information, the road link where the traffic jam occurs, and the traffic jam length indicating the length of the traffic jam. , The degree of traffic congestion indicating the degree of traffic congestion, the link required time indicating the required time when traveling on each road link, average data for each day of the link required time (for example, day average data), regulation information, Data such as parking lot information, traffic accident information, construction information (information on construction of roads, bridges, etc.), congestion information on service areas, and the like are included. The general information includes data relating to the season, day of the week, date, time zone, weather, event, facility information (whether there is a large facility such as a department store or a supermarket), and the like.

続いて、CPU54の図示されない走行パターン予測処理手段は、走行パターン予測処理を行い、前記走行パターン予測用データに基づいて、図5に示されるような走行パターンを予測する。   Subsequently, a travel pattern prediction processing unit (not shown) of the CPU 54 performs a travel pattern prediction process, and predicts a travel pattern as shown in FIG. 5 based on the travel pattern prediction data.

図5において、sは出発地、gは目的地、ci(i=1、2、…、6)は交差点であり、該各交差点ciのうちの交差点c1、c3には信号がなく、交差点c2、c4〜c6には信号がある。探索経路上において、前記交差点c1は右折交差点であり、交差点c3は左折交差点である。また、交差点c4から交差点c5までの区間は、渋滞がなく、燃料電池搭載車両を一定の車速で、かつ、高速で連続して走行させることが可能であり、交差点c5から交差点c6までの区間は、渋滞があり、燃料電池搭載車両を低速で、かつ、発進と停止とを繰り返して走行させる必要がある。   In FIG. 5, s is a starting point, g is a destination, and ci (i = 1, 2,..., 6) is an intersection. Of the intersections ci, there is no signal at the intersections c1 and c3, and the intersection c2 , C4 to c6 have signals. On the searched route, the intersection c1 is a right turn intersection and the intersection c3 is a left turn intersection. Further, the section from the intersection c4 to the intersection c5 is free of traffic, and the fuel cell vehicle can be continuously driven at a constant vehicle speed and at a high speed. The section from the intersection c5 to the intersection c6 is There is a traffic jam, and it is necessary to make the fuel cell vehicle run at a low speed and repeatedly start and stop.

次に、前記記録処理手段は、予測された走行パターンを構成する走行パターンデータをROM56に記録する。本実施の形態において、前記走行パターンデータには、出発地から目的地までの各ノードの座標、アクセル開度、車速、勾配データ等が含まれる。   Next, the recording processing means records traveling pattern data constituting the predicted traveling pattern in the ROM 56. In the present embodiment, the travel pattern data includes coordinates of each node from the departure point to the destination, accelerator opening, vehicle speed, gradient data, and the like.

続いて、前記記録処理手段は、前記探索経路に従って、かつ、前記予測された走行パターンに従って燃料電池搭載車両を走行させる間、走行データを読み込み、走行環境情報と共にROM56に記録する。この場合、走行データ及び走行環境情報は、各探索経路ごとに、所定の走行回数分ROM56に記録される。   Subsequently, the record processing means reads travel data and records it in the ROM 56 together with travel environment information while the fuel cell vehicle is traveled according to the searched route and according to the predicted travel pattern. In this case, the travel data and the travel environment information are recorded in the ROM 56 for a predetermined number of travels for each searched route.

次に、CPU54の図示されない平均化処理手段は、平均化処理を行い、探索経路ごとに、また、走行環境情報ごとに走行データを平均化する。   Next, an averaging processing unit (not shown) of the CPU 54 performs an averaging process, and averages the traveling data for each searched route and for each traveling environment information.

続いて、CPU54の図示されない稼働スケジュール算出処理手段は、稼働スケジュール算出処理を行い、前記走行パターンデータを読み込み、各燃料電池ユニットuiの稼働スケジュールを算出する。   Subsequently, an operation schedule calculation processing unit (not shown) of the CPU 54 performs an operation schedule calculation process, reads the travel pattern data, and calculates an operation schedule of each fuel cell unit ui.

そのために、前記稼働スケジュール算出処理手段の負荷算出処理手段は、負荷算出処理を行い、走行パターンデータに基づいて、燃料電池電源部24に加わる負荷を算出する。   For this purpose, the load calculation processing means of the operation schedule calculation processing means performs a load calculation process and calculates a load applied to the fuel cell power supply unit 24 based on the running pattern data.

すなわち、前記負荷算出処理手段は、出発地から目的地まで燃料電池搭載車両を走行させるのに必要とされる第1の負荷としての最大の電力(ピーク値)、すなわち、必要最大電力を算出する。   That is, the load calculation processing means calculates the maximum power (peak value) as the first load required for driving the fuel cell vehicle from the starting point to the destination, that is, the required maximum power. .

そのために、前記負荷算出処理手段は、まず、車速及びアクセル開度に基づいて、前記車両要求トルクを算出する。そのために、車速及びアクセル開度と車両要求トルクとが対応させてあらかじめ設定され、前記ROM56に記録される。続いて、負荷算出処理手段は、前記車両要求トルク、勾配データ及びバッテリ25のバッテリ残量SOCに基づいて、各ノードごとに必要な電力、すなわち、必要電力を算出する。この場合、負荷算出処理手段は、ナビゲーション処理部17を介して取得された勾配データに基づいて、各ノードごとに、走行している道路が登坂路であるか、降坂路であるかを判断し、登坂路である場合、道路の傾きに対応させて必要電力を大きくし、降坂路である場合、道路の傾きに対応させて必要電力を小さくする。また、負荷算出処理手段は、蓄電量検出部としての図示されないバッテリ残量検出センサからバッテリ残量SOCを読み込み、バッテリ残量SOCが多い場合、必要電力を少なくし、バッテリ残量SOCが少ない場合、必要電力を多くする。   For this purpose, the load calculation processing means first calculates the vehicle required torque based on the vehicle speed and the accelerator opening. For this purpose, the vehicle speed, the accelerator opening degree, and the vehicle required torque are set in advance in correspondence with each other and recorded in the ROM 56. Subsequently, the load calculation processing means calculates the power required for each node, that is, the required power, based on the vehicle required torque, the gradient data, and the remaining battery charge SOC of the battery 25. In this case, the load calculation processing means determines, for each node, whether the traveling road is an uphill road or a downhill road based on the gradient data acquired via the navigation processing unit 17. In the case of an uphill road, the required power is increased in accordance with the inclination of the road, and in the case of a downhill road, the required power is reduced in accordance with the inclination of the road. Further, the load calculation processing means reads the battery remaining amount SOC from a battery remaining amount detection sensor (not shown) as the storage amount detecting unit, and when the remaining battery amount SOC is large, the required power is decreased and the remaining battery amount SOC is small. Increase power requirements.

そして、前記負荷算出処理手段は、前記各必要電力のうちの最大値を必要最大電力として算出する。   Then, the load calculation processing means calculates the maximum value among the required powers as the required maximum power.

次に、前記負荷算出処理手段は、出発地から目的地まで燃料電池搭載車両を走行させるのに必要とされる第2の負荷としての必要電力量を算出する。そのために、負荷算出処理手段は、前記各ノードごとの必要電力を、出発地からの距離で積分して必要電力量を算出する。なお、走行パターンを時間に対する車速で算出することができ、その場合、前記各ノードごとの必要電力を、出発地からの走行を開始してから経過した時間で積分して必要電力量を算出することができる。   Next, the load calculation processing means calculates a required amount of electric power as a second load required for driving the fuel cell vehicle from the departure place to the destination. Therefore, the load calculation processing means calculates the required power amount by integrating the required power for each node with the distance from the departure place. The travel pattern can be calculated based on the vehicle speed with respect to time. In this case, the necessary power amount is calculated by integrating the required power for each node with the time elapsed since the start of traveling from the departure place. be able to.

このようにして、各燃料電池ユニットuiの稼働スケジュールを算出することができる。   In this way, the operation schedule of each fuel cell unit ui can be calculated.

次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1 探索経路が初めてのものであるかどうかを判断する。初めてのものである場合はステップS6に、初めてのものでない場合はステップS2に進む。
ステップS2 走行データを読み出す。
ステップS3 走行パターン予測用データを取得する。
ステップS4 走行パターン予測処理を行う。
ステップS5 走行パターンデータを記録する。
ステップS6 走行データを記録する。
ステップS7 平均化処理を行う。
ステップS8 稼働スケジュール算出処理を行い、終了する。
Next, a flowchart will be described.
Step S1: It is determined whether or not the searched route is the first one. If it is the first time, the process proceeds to step S6, and if it is not the first time, the process proceeds to step S2.
Step S2 Read travel data.
Step S3: The travel pattern prediction data is acquired.
Step S4 A travel pattern prediction process is performed.
Step S5 The travel pattern data is recorded.
Step S6 The travel data is recorded.
Step S7 An averaging process is performed.
Step S8 An operation schedule calculation process is performed and the process ends.

次に、前記燃料電池制御装置91の動作について説明する。   Next, the operation of the fuel cell control device 91 will be described.

図6は本発明の実施の形態における燃料電池制御装置の動作を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the fuel cell control apparatus according to the embodiment of the present invention.

まず、運転者によってイグニッションスイッチがオンにされると、燃料電池制御装置91において、前記CPUの始動制御処理手段は、始動制御処理を行い、電源装置21の作動を開始する。   First, when the ignition switch is turned on by the driver, in the fuel cell control device 91, the start control processing means of the CPU performs the start control processing and starts the operation of the power supply device 21.

続いて、前記CPUの燃料電池区分算出処理手段は、燃料電池区分算出処理を行い、前記稼働スケジュールを読み込み、必要最大電力及び必要電力量を発生させるために必要な最小限のスタックの数を算出する。そのために、前記ROMに必要最大電力及び必要電力量とスタックの数とが対応させて記録された稼動単位変更マップが配設され、前記燃料電池区分算出処理手段は、稼動単位変更マップを参照して前記スタックの数を算出する。   Subsequently, the fuel cell category calculation processing means of the CPU performs a fuel cell category calculation process, reads the operation schedule, and calculates the minimum number of stacks necessary to generate the required maximum power and the required power amount. To do. For this purpose, an operating unit change map in which the required maximum power and the required power amount and the number of stacks are recorded in the ROM in correspondence with each other is arranged, and the fuel cell classification calculation processing means refers to the operating unit change map. To calculate the number of stacks.

そして、前記CPUの燃料電池稼働制御処理手段は、燃料電池稼働制御処理を行い、前記スタックの数を読み込み、スタックSti中の所定のスタックだけを稼働し、他のスタックを停止させる。   Then, the fuel cell operation control processing means of the CPU performs fuel cell operation control processing, reads the number of stacks, operates only a predetermined stack in the stack Sti, and stops other stacks.

このように、燃料電池電源部24に加わる負荷に応じて稼働されるスタックの数が変更されるので、水素ガスを使用されるスタック、すなわち、使用される単位セルだけに供給することができる。   As described above, since the number of stacks to be operated is changed according to the load applied to the fuel cell power supply unit 24, hydrogen gas can be supplied only to the stack in which it is used, that is, the unit cell to be used.

このようにして、燃料電池搭載車両を走行させた後、運転者が燃料電池搭載車両を停止させ、イグニッションスイッチをオフにすると、CPUの停止制御処理手段は、停止制御処理を行い、前記各スタックの稼働を停止させる。   Thus, after the fuel cell vehicle is run, when the driver stops the fuel cell vehicle and turns off the ignition switch, the CPU stop control processing means performs the stop control processing, and each of the stacks Stop the operation.

次に、フローチャートについて説明する。
ステップS11 始動制御処理を行う。
ステップS12 稼働スケジュールを読み込む。
ステップS13 燃料電池区分算出処理を行う。
ステップS14 燃料電池稼働制御処理を行う。
ステップS15 停止制御処理を行い、処理を終了する。
Next, a flowchart will be described.
Step S11 A start control process is performed.
Step S12: Read the operation schedule.
Step S13 A fuel cell classification calculation process is performed.
Step S14 A fuel cell operation control process is performed.
Step S15 A stop control process is performed and the process is terminated.

次に、ステップS11の始動制御処理手段の動作について説明する。   Next, the operation of the start control processing means in step S11 will be described.

図7は本発明の実施の形態における始動制御処理手段のサブルーチンを示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a subroutine of the start control processing means in the embodiment of the present invention.

前記始動制御処理手段の初期状態判定処理手段は、初期状態判定処理を行い、水素ガス圧センサpa(図2)によって検出された一次圧力を読み込み、一次圧力が設定値より大きいかどうかを判断する。一次圧力が設定値より高い場合、水位センサ88(図3)によって検出された水タンク81の水位を読み込み、該水位が設定値より高いかどうかを判断する。   The initial state determination processing means of the start control processing means performs an initial state determination process, reads the primary pressure detected by the hydrogen gas pressure sensor pa (FIG. 2), and determines whether the primary pressure is greater than a set value. . When the primary pressure is higher than the set value, the water level in the water tank 81 detected by the water level sensor 88 (FIG. 3) is read to determine whether the water level is higher than the set value.

水位が設定値より高い場合、前記始動制御処理手段の水供給系始動制御処理手段は、水供給系始動制御処理を行い、水回収ポンプPm3を作動させ、水の回収を開始する。続いて、前記水供給処理手段は、水供給ポンプPm2を作動させ、噴射装置84から前記空気流路に向けて水を噴射する。   When the water level is higher than the set value, the water supply system start control processing means of the start control processing means performs the water supply system start control process, operates the water recovery pump Pm3, and starts water recovery. Subsequently, the water supply processing means operates the water supply pump Pm2 to inject water from the injection device 84 toward the air flow path.

次に、前記始動制御処理手段の媒体供給系始動制御処理手段は、媒体供給系始動制御処理を行い、ファン73を作動させる。このようにして、空気流路内への水及び空気の供給が開始される。   Next, the medium supply system start control processing means of the start control processing means performs a medium supply system start control process and operates the fan 73. In this way, supply of water and air into the air flow path is started.

続いて、前記始動制御処理手段の燃料供給系始動制御処理手段は、燃料供給系始動制御処理を行い、前記燃料流路内の空気を排出し、該燃料流路に水素ガスを供給する。そのために、前記燃料供給系始動制御処理手段は、電磁弁vai、vb1、ve1を閉鎖し、電磁弁vci、vf1を開放し、前記ポンプPm1を作動させる。これに伴って、各スタックStiの燃料流路内の空気は、ポンプPm1によって吸引され、管路n1から大気中に排出され、燃料流路内が減圧されて負圧になる。   Subsequently, the fuel supply system start control processing means of the start control processing means performs fuel supply system start control processing, discharges air in the fuel flow path, and supplies hydrogen gas to the fuel flow path. Therefore, the fuel supply system start control processing means closes the electromagnetic valves vai, vb1, and ve1, opens the electromagnetic valves vci and vf1, and operates the pump Pm1. Along with this, the air in the fuel flow path of each stack Sti is sucked by the pump Pm1, discharged from the pipe line n1 into the atmosphere, and the pressure in the fuel flow path is reduced to a negative pressure.

続いて、前記燃料供給系始動制御処理手段は、電磁弁vg1を開放し、電磁弁vg5を閉鎖するとともに、調圧弁vg2、vg4及び調整弁vg3を所定の開度で開くことによって、水素ガス供給系61の設定を行う。   Subsequently, the fuel supply system start control processing means opens the electromagnetic valve vg1, closes the electromagnetic valve vg5, and opens the pressure regulating valves vg2, vg4 and the regulating valve vg3 at a predetermined opening, thereby supplying hydrogen gas. The system 61 is set.

次に、フローチャートについて説明する。
ステップS11−1 初期状態判定処理を行う。
ステップS11−2 水回収ポンプPm3を作動させる。
ステップS11−3 水供給ポンプPm2を作動させる。
ステップS11−4 ファン73を作動させる。
ステップS11−5 燃料流路内を減圧する。
ステップS11−6 水素ガス供給系61の設定を行い、リターンする。
Next, a flowchart will be described.
Step S11-1 An initial state determination process is performed.
Step S11-2 The water recovery pump Pm3 is operated.
Step S11-3 The water supply pump Pm2 is operated.
Step S11-4 The fan 73 is operated.
Step S11-5: The pressure in the fuel flow path is reduced.
Step S11-6: The hydrogen gas supply system 61 is set and the process returns.

次に、ステップS14の燃料電池稼働制御処理手段の動作について説明する。   Next, the operation of the fuel cell operation control processing unit in step S14 will be described.

図8は本発明の実施の形態における燃料電池稼働制御処理のサブルーチンを示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a subroutine of fuel cell operation control processing in the embodiment of the present invention.

まず、前記燃料電池稼働制御処理手段の燃料電池区分選択処理手段は、燃料電池区分選択処理を行い、前記燃料電池区分算出処理において算出されたスタックの数を読み込み、各スタックStiのうちの前記読み込まれた数のスタックを、稼働スタックとして選択する。続いて、前記燃料電池区分選択処理手段は、前記稼働スタックについて、電磁弁vai、vciを開放し、稼働スタック以外の非稼働スタックについて、電磁弁vai、vciを閉鎖する。また、燃料電池区分選択処理手段は、電磁弁ve1を開放し、電磁弁vb1、vf1を閉鎖する。   First, the fuel cell classification selection processing means of the fuel cell operation control processing means performs a fuel cell classification selection process, reads the number of stacks calculated in the fuel cell classification calculation process, and reads the reading of each stack Sti. The selected number of stacks is selected as the working stack. Subsequently, the fuel cell classification selection processing unit opens the electromagnetic valves vai and vci for the operating stack, and closes the electromagnetic valves vai and vci for the non-operating stack other than the operating stack. Further, the fuel cell classification selection processing means opens the electromagnetic valve ve1 and closes the electromagnetic valves vb1 and vf1.

その結果、水素ガスが、前記燃料供給系制御処理によって設定された二次圧力で、設定された流量で稼働スタックだけに供給され、稼働スタックだけが稼働される。   As a result, the hydrogen gas is supplied only to the working stack at the set flow rate at the secondary pressure set by the fuel supply system control process, and only the working stack is operated.

次に、フローチャートについて説明する。
ステップS14−1 スタックの数を読み込む。
ステップS14−2 稼働スタックに水素ガスを供給し、リターンする。
Next, a flowchart will be described.
Step S14-1 The number of stacks is read.
Step S14-2: Supply hydrogen gas to the working stack and return.

次に、ステップS15の停止制御処理手段の動作について説明する。   Next, the operation of the stop control processing unit in step S15 will be described.

図9は本発明の実施の形態における停止制御処理のサブルーチンを示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing a subroutine of stop control processing in the embodiment of the present invention.

まず、前記停止制御処理手段の燃料供給系停止制御処理手段は、燃料供給系停止制御処理を行い、電磁弁ve1(図2)、vg1を閉鎖し、調圧弁vg2、vg4及び調整弁vg3を閉鎖することによって、水素ガス供給系61の設定を解除した後、電磁弁vb1を開放するとともに、前記稼働スタックについて、電磁弁vaiを閉鎖し、電磁弁vciを開放し、前記ポンプPm1を作動させる。これに伴って、稼働スタックにおいて、燃料流路内の水素ガスは、ポンプPm1によって吸引され、管路n1から大気中に排出され、それに伴って、管路m1を介して大気中の空気が燃料流路に供給され、水素ガスが空気と置換される。   First, the fuel supply system stop control processing means of the stop control processing means performs fuel supply system stop control processing, closes the electromagnetic valves ve1 (FIG. 2), vg1, and closes the pressure regulating valves vg2, vg4 and the regulating valve vg3. Thus, after releasing the setting of the hydrogen gas supply system 61, the electromagnetic valve vb1 is opened, and the electromagnetic valve vai is closed, the electromagnetic valve vci is opened, and the pump Pm1 is operated for the working stack. Along with this, in the working stack, the hydrogen gas in the fuel flow path is sucked by the pump Pm1 and discharged into the atmosphere from the pipe line n1, and accordingly, air in the atmosphere is fueled through the pipe line m1. Supplyed to the flow path, hydrogen gas is replaced with air.

次に、停止制御処理手段の水供給系停止制御処理手段は、水供給系停止制御処理を行い、水回収ポンプPm3及び水供給ポンプPm2を停止させ、水の回収及び噴射装置84からの水の噴射を停止させる。続いて、前記停止制御処理手段の媒体供給系停止制御処理手段は、媒体供給系停止制御処理を行い、ファン73を停止させる。このようにして、空気流路内への水及び空気の供給が停止させられる。   Next, the water supply system stop control processing means of the stop control processing means performs water supply system stop control processing, stops the water recovery pump Pm3 and the water supply pump Pm2, and recovers water from the water recovery and injection device 84. Stop spraying. Subsequently, the medium supply system stop control processing means of the stop control processing means performs a medium supply system stop control process to stop the fan 73. In this way, the supply of water and air into the air flow path is stopped.

このように、燃料電池搭載車両を走行させるのに当たり、燃料電池稼働単位算出処理において、燃料電池電源部24に加わる負荷に応じて算出された数の稼働スタックだけが稼働されるので、すべての単位セルを使用する必要がなくなる。したがって、燃料供給系停止制御処理において稼働スタック内の水素ガスだけが排出されるので、電力の発生に寄与しない水素ガスが排出されることはない。その結果、水素ガスの消費量を少なくすることができ、燃料電池システムのコストを低くすることができる。   In this way, in running the fuel cell vehicle, in the fuel cell operating unit calculation process, only the number of operating stacks calculated according to the load applied to the fuel cell power supply unit 24 are operated, so all units There is no need to use cells. Therefore, since only the hydrogen gas in the working stack is discharged in the fuel supply system stop control process, the hydrogen gas that does not contribute to the generation of electric power is not discharged. As a result, the consumption of hydrogen gas can be reduced, and the cost of the fuel cell system can be reduced.

次に、フローチャートについて説明する。
ステップS15−1 水素ガス供給系61の設定を解除する。
ステップS15−2 水素ガスを空気に置換する。
ステップS15−3 水の供給を停止する。
ステップS15−4 空気の供給を停止し、リターンする。
Next, a flowchart will be described.
Step S15-1 The setting of the hydrogen gas supply system 61 is canceled.
Step S15-2: Replace hydrogen gas with air.
Step S15-3 Stop water supply.
Step S15-4 Stop supplying air and return.

なお、本実施の形態においては、燃料供給系停止制御処理において、稼働スタック内の水素ガスが排出されるようになっているが、燃料電池搭載車両を停止させた後の燃料電池搭載車両を運転するスケジュールがあらかじめ設定されている場合には、必ずしも、稼働スタック内の水素ガスを排出する必要はない。   In this embodiment, in the fuel supply system stop control process, the hydrogen gas in the working stack is discharged, but the fuel cell mounted vehicle is operated after the fuel cell mounted vehicle is stopped. When the schedule to perform is set in advance, it is not always necessary to discharge the hydrogen gas in the working stack.

例えば、燃料電池搭載車両を停止させた後の経過時間が設定値より短い場合、水素ガスを燃料流路内に残留させ、経過時間が設定値以上になると、水素ガスを排出することができる。この場合、前記燃料供給系停止制御処理手段は、経過時間が設定値より短いかどうかを判断し、経過時間が設定値以上である場合にだけ水素ガスを排出する。   For example, when the elapsed time after the fuel cell vehicle is stopped is shorter than the set value, hydrogen gas can be left in the fuel flow path, and the hydrogen gas can be discharged when the elapsed time is equal to or greater than the set value. In this case, the fuel supply system stop control processing means determines whether or not the elapsed time is shorter than the set value, and discharges hydrogen gas only when the elapsed time is equal to or greater than the set value.

また、停車時において長時間にわたり、補機類(機器)を使用したり、消費電力の大きな補機類に電力を供給したりする場合に、バッテリ電圧が所定の値以下になるのを防止するために、バッテリ電圧、消費電力に対応させて燃料電池区分を独立して稼働することができる。そして、選択された燃料電池区分だけに空気を供給するだけでよいので、補機類による消費電力を小さくすることができる。   In addition, the battery voltage is prevented from falling below a predetermined value when auxiliary equipment (equipment) is used for a long time when the vehicle is stopped or when power is supplied to auxiliary equipment with large power consumption. Therefore, the fuel cell section can be operated independently in correspondence with the battery voltage and power consumption. And since it suffices to supply air only to the selected fuel cell section, the power consumption by the accessories can be reduced.

また、本実施の形態において、各スタックStiを燃料電池の稼働単位を表す燃料電池区分とし、燃料電池電源部24に加わる負荷に応じて、稼働スタックの数が設定されるようになっているが、モジュールを燃料電池区分として、燃料電池電源部24に加わる負荷に応じて、稼働されるモジュールの数を設定したり、単位セルを燃料電池区分とし、燃料電池電源部24に加わる負荷に応じて、稼働される単位セルの数を設定したりすることができる。   Further, in the present embodiment, each stack Sti is defined as a fuel cell classification representing an operation unit of the fuel cell, and the number of operation stacks is set according to the load applied to the fuel cell power supply unit 24. The number of modules to be operated is set according to the load applied to the fuel cell power supply unit 24 with the module as a fuel cell classification, or according to the load applied to the fuel cell power supply unit 24 with the unit cell as the fuel cell classification. The number of unit cells to be operated can be set.

本実施の形態は、低温起動時において、より少ない燃料の消費量で温度を上昇させるためのシステムに適用することもできる。   The present embodiment can also be applied to a system for raising the temperature with less fuel consumption at the time of cold start.

具体的には、スタックStiのヒートマスが小さい中央部に位置する燃料電池区分を暖機モジュールとし、前記燃料電池制御装置91は、起動時に外気の温度が設定値より低い場合、例えば、零度以下の場合、まず、前記暖機モジュールと接続された管路F1の調整弁vg3を開き、暖機モジュールが所定の温度まで昇温された後、両端部のスタックStiに接続された電磁弁vai、vciを開放するように制御する暖機運転モードを備える。   Specifically, the fuel cell section located in the central portion where the heat mass of the stack Sti is small is a warm-up module, and the fuel cell control device 91 is, for example, less than zero degrees when the temperature of the outside air is lower than a set value at the time of startup. In this case, first, the regulating valve vg3 of the pipe line F1 connected to the warm-up module is opened, and after the warm-up module is heated to a predetermined temperature, the electromagnetic valves vai, vci connected to the stacks Sti at both ends. A warm-up operation mode for controlling to release the

したがって、局所発電による温度上昇に伴って、スタックStiの端部が加熱され、熱エネルギーを効率良く暖機に利用することができる。   Therefore, as the temperature rises due to local power generation, the end of the stack Sti is heated, and the thermal energy can be efficiently used for warming up.

なお、前記暖機モジュールをより早く昇温させるために、管路A1にヒータを配設し、低温起動時に、前記ヒータを作動させ、前記暖機モジュールに温風を供給することもできる。   In order to raise the temperature of the warm-up module more quickly, a heater can be provided in the pipe line A1, and the heater can be operated at the time of low temperature startup to supply warm air to the warm-up module.

本発明の実施の形態における燃料電池システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing a fuel cell system in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における燃料電池電源部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the fuel cell power supply part in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における燃料電池電源部の要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of the fuel cell power supply part in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vehicle control apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における走行パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the running pattern in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における燃料電池制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell control apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における始動制御処理手段のサブルーチンを示す図である。It is a figure which shows the subroutine of the starting control process means in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における燃料電池稼働制御処理のサブルーチンを示す図である。It is a figure which shows the subroutine of the fuel cell operation control process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における停止制御処理のサブルーチンを示す図である。It is a figure which shows the subroutine of the stop control process in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 車両制御装置
12 駆動モータ
13 駆動モータ制御装置
14 ナビゲーション装置
24 燃料電池電源部
31、54 CPU
Sti スタック
vai、vb1、vci、vf1 電磁弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle control apparatus 12 Drive motor 13 Drive motor control apparatus 14 Navigation apparatus 24 Fuel cell power supply part 31, 54 CPU
Sti stack vai, vb1, vci, vf1 solenoid valve

Claims (9)

複数の燃料電池区分から成る燃料電池と、選択された燃料電池区分に燃料を供給し、選択された燃料電池区分を稼働する燃料電池稼働制御処理手段と、前記選択された燃料電池区分の稼働を停止させる停止制御処理手段とを有することを特徴とする燃料電池システム。   A fuel cell comprising a plurality of fuel cell segments; fuel cell operation control processing means for supplying fuel to the selected fuel cell segment and operating the selected fuel cell segment; and operating the selected fuel cell segment. A fuel cell system comprising stop control processing means for stopping. 前記各燃料電池区分に燃料を供給するための燃料弁を有するとともに、前記燃料電池稼働制御処理手段は、前記選択された燃料電池区分の燃料弁を介して燃料を供給する請求項1に記載の燃料電池システム。   2. The fuel cell according to claim 1, further comprising a fuel valve for supplying fuel to each fuel cell section, wherein the fuel cell operation control processing means supplies fuel via a fuel valve of the selected fuel cell section. Fuel cell system. 前記各燃料電池区分の燃料を排出するための排出弁、及び選択された燃料電池区分の燃料を不活性ガスと置換するための不活性ガス置換弁を有するとともに、前記停止制御処理手段は、前記排出弁において燃料が排出された後に前記不活性ガス置換弁を開放して不活性ガスを導入する請求項2に記載の燃料電池システム。   The stop control processing means includes an exhaust valve for discharging the fuel of each fuel cell section, and an inert gas replacement valve for replacing the fuel of the selected fuel cell section with an inert gas. 3. The fuel cell system according to claim 2, wherein after the fuel is discharged from the discharge valve, the inert gas replacement valve is opened to introduce the inert gas. 燃料の消費量が最小となるように算出された燃料電池に加わる負荷に応じて燃料電池区分を選択する燃料電池区分選択処理手段を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell according to any one of claims 1 to 3, further comprising a fuel cell classification selection processing unit that selects a fuel cell classification in accordance with a load applied to the fuel cell calculated so as to minimize fuel consumption. system. 車両の走行パターンを予測する走行パターン予測処理手段を有するとともに、前記燃料電池は車両を走行させるための負荷装置と接続され、前記負荷は、前記走行パターン予測処理手段によって予測された走行パターンに基づいて算出される請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell is connected to a load device for running the vehicle, and the load is based on the running pattern predicted by the running pattern prediction processing means. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, which is calculated as follows. 前記走行パターン予測処理手段は、前記車両の走行に伴って取得された走行データに基づいて走行パターンを予測する請求項5に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 5, wherein the travel pattern prediction processing unit predicts a travel pattern based on travel data acquired as the vehicle travels. 目的地を設定することによって経路を探索する経路探索処理手段を有するとともに、前記走行パターン予測処理手段は、探索経路に基づいて走行パターンを予測する請求項5に記載の燃料電池システム。   6. The fuel cell system according to claim 5, further comprising route search processing means for searching for a route by setting a destination, wherein the travel pattern prediction processing means predicts a travel pattern based on the searched route. 前記燃料電池は、車両に搭載され、車両駆動源への電力の供給に使用される請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 7, wherein the fuel cell is mounted on a vehicle and used to supply electric power to a vehicle drive source. 複数の燃料電池区分から成る燃料電池を備えた燃料電池システムの制御方法において、車両の走行パターンを予測し、走行パターンに基づいて、燃料の消費量が最小となるように燃料電池に加わる負荷を算出し、算出された負荷に応じて燃料電池区分を選択し、選択された燃料電池区分を稼働することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
In a control method of a fuel cell system including a fuel cell composed of a plurality of fuel cell sections, a driving pattern of a vehicle is predicted, and a load applied to the fuel cell is reduced based on the driving pattern so that fuel consumption is minimized. A control method for a fuel cell system, comprising: calculating, selecting a fuel cell section according to the calculated load, and operating the selected fuel cell section.
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