JP4939595B2 - Fuel cell vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、エアポンプにより燃料電池の内部に空気を流通させることで燃料電池内部の水分を外部に排出する掃気処理を実行可能な燃料電池車両に関する。 The present invention relates to a fuel cell vehicle capable of executing a scavenging process for discharging moisture inside the fuel cell to the outside by circulating air inside the fuel cell by an air pump.
例えば、発電に伴って燃料電池の内部において生成された水分が凍結することを防止する掃気処理を行う燃料電池車両が知られている(例えば、特許文献1)。掃気処理では、エアポンプ(エアコンプレッサ)を制御して燃料電池内部に空気を流通させることで燃料電池の内部の水分を外部に排出する。特許文献1では、車両が停止している間、電子制御装置(40)を定期的に起動し、掃気処理の要否を判定する(例えば、特許文献1の要約及び図3参照)。この判定に伴って、バッテリ(3)の電力が消費される(例えば、特許文献1の段落[0043]及び図2参照)。
For example, there is known a fuel cell vehicle that performs a scavenging process that prevents water generated inside the fuel cell from freezing due to power generation (for example, Patent Document 1). In the scavenging process, air inside the fuel cell is discharged to the outside by controlling the air pump (air compressor) to circulate air inside the fuel cell. In
上記のように、特許文献1では、掃気処理の要否を判定するために電子制御装置を定期的に起動することで燃料電池車両の電力を消費するが、このような電力の消費は少ない程好ましい。特に、掃気処理の要否の判定は頻繁に(例えば、数分毎)に行うことが好ましいと共に、次に燃料電池車両を起動するための電力を確保しつつ、バッテリの劣化を抑制するためにはバッテリの充電量を一定の範囲に保つことが好ましい。この観点からも、掃気処理の要否判定に要する電力は低いことが望まれる。
As described above, in
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、燃料電池車両の放置中に掃気処理の要否を判定する際の消費電力を抑えることができる燃料電池車両を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell vehicle capable of suppressing power consumption when determining whether or not a scavenging process is necessary while the fuel cell vehicle is left. And
この発明に係る燃料電池車両は、燃料電池と、前記燃料電池に空気を供給するエアポンプと、前記エアポンプに電力を供給する蓄電装置と、前記エアポンプにより前記燃料電池内部に空気を流通させることで前記燃料電池の内部の水分を外部に排出する掃気処理を制御する電子制御装置とを有するものであって、前記電子制御装置は、前記掃気処理の要否判定に必要なプログラム又はデータのために用いる記憶領域を含む第1記憶領域と、前記掃気処理の要否判定に不要なプログラム又はデータのために用いる記憶領域を含む第2記憶領域とを有する記憶媒体を備え、前記燃料電池車両の放置中に定期的に起動し、前記第1記憶領域の異常を検知する第1異常検知処理を行い、前記第1異常検知処理の結果、前記第1記憶領域に異常がなければ、前記掃気処理の要否を判定し、前記掃気処理を要すると判定したとき、前記第2記憶領域の異常を検知する第2異常検知処理を行い、前記第2異常検知処理の結果、前記第2記憶領域に異常がなければ、前記掃気処理を実行することを特徴とする。 The fuel cell vehicle according to the present invention includes a fuel cell, an air pump that supplies air to the fuel cell, a power storage device that supplies power to the air pump, and air is circulated inside the fuel cell by the air pump. And an electronic control unit that controls a scavenging process for discharging moisture inside the fuel cell to the outside, and the electronic control unit is used for a program or data necessary for determining the necessity of the scavenging process A storage medium having a first storage area including a storage area and a second storage area including a storage area used for a program or data unnecessary for determining whether or not the scavenging process is necessary; The first storage area is periodically started to perform a first abnormality detection process for detecting an abnormality in the first storage area. As a result of the first abnormality detection process, there is no abnormality in the first storage area. Determining whether or not the scavenging process is necessary, and performing a second abnormality detection process for detecting an abnormality in the second storage area when it is determined that the scavenging process is required. As a result of the second abnormality detection process, If there is no abnormality in the two storage areas, the scavenging process is executed.
この発明によれば、燃料電池車両の放置中に電子制御装置が定期的な起動を行った際、掃気処理の要否判定前は第1記憶領域の異常検知のみを行い、第2記憶領域の異常検知は行わない。第1記憶領域は、掃気処理の要否判定に必要なプログラム又は数値のために用いる記憶領域を含み、第2記憶領域は、掃気処理の要否判定に必要なプログラム及び数値のために用いる記憶領域を含まず、掃気処理の要否判定に不要なプログラム又は数値のために用いる記憶領域を含む。従って、掃気処理を要しないと判定した場合、第2記憶領域の異常検知が不要となるため、異常検知の負荷を減らすことができる。その結果、掃気処理の要否を判定する際の消費電力を抑えることが可能となる。 According to the present invention, when the electronic control unit periodically starts up while the fuel cell vehicle is left, only the abnormality in the first storage area is detected before the necessity of the scavenging process is determined. Abnormality detection is not performed. The first storage area includes a storage area used for a program or a numerical value necessary for determining whether the scavenging process is necessary, and a second storage area is a memory used for a program and a numerical value necessary for determining whether the scavenging process is necessary. It does not include an area, but includes a storage area used for a program or numerical value that is unnecessary for determining whether or not the scavenging process is necessary. Therefore, when it is determined that the scavenging process is not required, the abnormality detection in the second storage area is not necessary, and the abnormality detection load can be reduced. As a result, it is possible to suppress power consumption when determining whether or not the scavenging process is necessary.
前記燃料電池車両は、さらに、前記燃料電池を暖機するヒータを備え、前記第1記憶領域は、前記ヒータの動作プログラムを記憶し、前記電子制御装置は、前記第1異常検知処理の際、前記ヒータの動作プログラムの異常を検知し、前記第2異常検知処理の結果、前記第2記憶領域に異常があれば、前記掃気処理を行わずに、前記ヒータの動作プログラムを実行して前記ヒータを作動させてもよい。これにより、第2記憶領域の異常により掃気処理を行えない場合でも、燃料電池内部における水分の凍結をヒータにより回避することが可能となる。 The fuel cell vehicle further includes a heater for warming up the fuel cell, the first storage area stores an operation program of the heater, and the electronic control unit performs the first abnormality detection process. An abnormality in the heater operation program is detected, and if there is an abnormality in the second storage area as a result of the second abnormality detection process, the heater operation program is executed without performing the scavenging process. May be activated. Thus, even when the scavenging process cannot be performed due to an abnormality in the second storage area, it is possible to avoid freezing of moisture inside the fuel cell by the heater.
前記第1記憶領域及び前記第2記憶領域では、プログラム及びデータをアドレス順に並べてもよい。これにより、アドレス順に異常検知を行うことが可能となるため、電子制御装置の処理を減少することが可能となる。 In the first storage area and the second storage area, programs and data may be arranged in the order of addresses. As a result, it is possible to detect an abnormality in the order of addresses, so that the processing of the electronic control device can be reduced.
前記第2記憶領域では、前記第1記憶領域のアドレス順に引き続くアドレス順を用いて前記プログラム及びデータを並べてもよい。 In the second storage area, the program and data may be arranged using an address order subsequent to the address order of the first storage area.
前記第1記憶領域は、温度センサを作動させて温度を検出する温度検知プログラムと、バッテリの充電状態を検出する充電状態検出プログラムと、ウォーターポンプを作動させるウォーターポンプ作動プログラムと、前記温度検知プログラム、前記充電状態検出プログラム及び前記ウォーターポンプ作動プログラムに用いる数値とを記憶してもよい。 The first storage area includes a temperature detection program for detecting a temperature by operating a temperature sensor, a charge state detection program for detecting a charge state of a battery, a water pump operation program for operating a water pump, and the temperature detection program. The charging state detection program and the numerical value used for the water pump operation program may be stored.
この発明によれば、燃料電池車両の放置中に電子制御装置が定期的な起動を行った際、掃気処理の要否判定前は第1記憶領域の異常検知のみを行い、第2記憶領域の異常検知は行わない。第1記憶領域は、掃気処理の要否判定に必要なプログラム又は数値のために用いる記憶領域を含み、第2記憶領域は、掃気処理の要否判定に必要なプログラム及び数値のために用いる記憶領域を含まず、掃気処理の要否判定に不要なプログラム又は数値のために用いる記憶領域を含む。従って、掃気処理を要しないと判定した場合、第2記憶領域の異常検知が不要となるため、異常検知の負荷を減らすことができる。その結果、掃気処理の要否を判定する際の消費電力を抑えることが可能となる。 According to the present invention, when the electronic control unit periodically starts up while the fuel cell vehicle is left, only the abnormality in the first storage area is detected before the necessity of the scavenging process is determined. Abnormality detection is not performed. The first storage area includes a storage area used for a program or a numerical value necessary for determining whether the scavenging process is necessary, and a second storage area is a memory used for a program and a numerical value necessary for determining whether the scavenging process is necessary. It does not include an area, but includes a storage area used for a program or numerical value that is unnecessary for determining whether or not the scavenging process is necessary. Therefore, when it is determined that the scavenging process is not required, the abnormality detection in the second storage area is not necessary, and the abnormality detection load can be reduced. As a result, it is possible to suppress power consumption when determining whether or not the scavenging process is necessary.
A.第1実施形態
1.構成
[全体構成]
図1は、この発明の第1実施形態に係る燃料電池車両10(以下「FC車両10」という。)の概略全体構成図である。このFC車両10では、力行動作に加え、回生動作も可能である。FC車両10の力行時には、燃料電池ユニット14(以下「FCユニット14」という。)及び高電圧バッテリ16(以下「バッテリ16」ともいう。)の少なくとも一方からの出力電力により走行用のモータ12が駆動される。この際、バッテリ16の出力電圧をDC/DCコンバータ18により昇圧制御することでFCユニット14の出力を制御する。また、FC車両10の回生時には、モータ12からの回生電力(モータ回生電力Preg)[W]及び場合によってはFCユニット14からの出力電力(FC電力Pfc)[W]がDC/DCコンバータ18を介してバッテリ16に充電される。
A.
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a fuel cell vehicle 10 (hereinafter referred to as “FC
FC車両10の力行動作及び回生動作は、統合制御部20(以下「統合ECU20」という。)を中心とする制御系により制御される。さらに、ナビゲーション装置、ライト、パワーウインドウ、オーディオ機器等の補機と、各種のセンサと、前記制御系とを駆動するために、低電圧バッテリ22が設けられている。
The power running operation and the regenerative operation of the FC
[駆動系]
モータ12は、三相交流式であり、パワー・ドライブ・ユニット24(以下「PDU24」という。)を介してFCユニット14及びバッテリ16から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション26を通じて車輪28を回転させる。また、モータ12は、モータ回生電力Pregをバッテリ16に出力する。モータ回生電力Pregは、その他の補機に対して出力してもよい。
[Drive system]
The
PDU24は、統合ECU20からの指令の下、力行時に直流/交流変換を行い、直流を3相の交流に変換してモータ12に供給する一方、回生時に交流/直流変換を行い、直流をDC/DCコンバータ18を通じてバッテリ16等に供給する。
Under the instruction from the integrated
[FCユニット14]
図2には、FCユニット14の概略全体構成図が示されている。図2に示すように、FCユニット14は、燃料電池30(以下「FC30」という。)と、水素タンク32と、エアポンプ(エアコンプレッサ)34と、冷却装置36と、希釈ボックス38とを備える。
[FC unit 14]
FIG. 2 shows a schematic overall configuration diagram of the
FC30は、水素タンク32から供給される水素ガス(燃料ガス)と、エアポンプ34から供給される空気(酸化剤ガス)とに基づいて発電を行う。
The
FC30のアノード側には、水素タンク32に加え、遮断弁40と、レギュレータ42と、エゼクタ44と、ドレン弁46と、水素パージ弁48と、エア導入弁50と、圧力センサ52、54、56と、温度センサ58とが設けられている。FC30のカソード側には、エアポンプ34に加え、背圧制御弁60と、圧力センサ62、64と、温度センサ66と、回転数センサ68とが設けられている。
On the anode side of the
冷却装置36は、エアポンプ34に連動してFC30のアノード側に冷媒を循環させるウォーターポンプ70と、前記冷媒の循環路に配置されるイオン交換器72と、前記冷媒の温度(冷媒温度Tco)[℃]を検出する温度センサ74とを有する。冷却装置36の構成及び動作に関しては、例えば、特開2003−173790号公報に記載のものを用いることができる。
The
レギュレータ42は、エアポンプ34から供給された空気の圧力(信号圧)に基づいて水素ガスの流量を調節する。
The
圧力センサ52、54、56は、燃料ガスの圧力を各経路において検出し、圧力センサ62、64は、酸化剤ガスの圧力を各経路において検出する。各圧力センサ52、54、56、62、64の検出値は、燃料ガスや酸化剤ガスの漏洩検出に用いることができる。温度センサ58は、アノード側の温度(アノード温度Tan)[℃]を検出し、温度センサ66は、カソード側の温度(カソード温度Tca)[℃]を検出する。回転数センサ68は、エアポンプ34の回転数Nap[rpm]を検出する。
The
背圧制御弁60は、エアポンプ34からFC30に供給される空気の圧力を調整するための弁である。
The back
エアポンプ34及びウォーターポンプ70は、高電圧バッテリ16の出力電力、FC電力Pfc又はモータ回生電力Pregにより駆動される。
The
[高電圧バッテリ16、バッテリ制御部80及びSOCセンサ82]
高電圧バッテリ16は、高電圧(例えば、数百ボルト)を出力可能な2次電池(例えば、リチウムイオン2次電池)であり、図示しない複数の単位セルを組み合わせることで構成される。
[High-
The
バッテリ制御部80(以下「バッテリECU80」という。)は、高電圧バッテリ16の温度(バッテリ温度Tbat)[℃]や蓄電量(SOC:state of charge)[%]等を監視し、バッテリ16の温度異常や過充電を検出した場合には、バッテリ16とDC/DCコンバータ18との間に配置された図示しないコンタクタを開くことによりバッテリ16を保護する。バッテリ16のSOCは、SOCセンサ82が検出する。
The battery control unit 80 (hereinafter referred to as “
[DC/DCコンバータ18及びコンバータ制御部84]
DC/DCコンバータ18は、いわゆるチョッパ方式の昇降圧DC/DCコンバータであり、モータ12、FCユニット14及び高電圧バッテリ16の間で電力を分配する。DC/DCコンバータ18は、モータ12とバッテリ16との間で直列に接続され、且つFC30と並列に接続されている。
[DC /
The DC /
コンバータ制御部84(以下「コンバータECU84」という。)は、統合ECU20からの指令に基づいてDC/DCコンバータ18の変圧動作を制御する。すなわち、FC車両10の力行時には、コンバータECU84は、DC/DCコンバータ18の1次側の電圧(1次電圧V1)[V]を昇圧して2次側に供給させ、FC車両10の回生時には、DC/DCコンバータ18の2次側の電圧(2次電圧V2)[V]を降圧して1次側に供給させる。すなわち、モータ12が発生した回生電圧(モータ回生電圧Vreg)[V]又はFC30の出力電圧(FC出力電圧Vfc)[V]である2次電圧V2がDC/DCコンバータ18により低電圧に変換された1次電圧V1によりバッテリ16を充電させる。
Converter control unit 84 (hereinafter referred to as “
[統合ECU20]
統合ECU20は、モータ12の要求電力(モータ要求電力Pmr_req)[W]やFCユニット14(エアポンプ34、ウォーターポンプ70等)の要求電力、ナビゲーション装置(図示せず)等の補機の要求電力等に基づいて、モータ12、FCユニット14、高電圧バッテリ16、DC/DCコンバータ18等の各部を制御する。
[Integrated ECU 20]
The
統合ECU20と、FCユニット14、バッテリ16、DC/DCコンバータ18、PDU24等の各部とは、車内LANであるCAN(Controller Area Network)等の通信線90を通じて相互に接続されている。統合ECU20及び各部は、各種スイッチ及び各種センサからの入出力情報を共有し、これら各種スイッチ及び各種センサからの入出力情報を入力として各CPUが各ROMに格納されたプログラムを実行することにより各種機能を実現する。
The integrated
本実施形態では、FC30の発電全般は、統合ECU20が制御する。統合ECU20は、例えば、エアポンプ34、冷却装置36、遮断弁40、ドレン弁46、水素パージ弁48、圧力センサ52、54、56、62、64、温度センサ58、66、74、背圧制御弁60、回転数センサ68等を制御する。
In this embodiment, the
統合ECU20は、イグニッションスイッチ92(以下「IGSW92」という。)によりスイッチ94がオンになることで、又はタイマ96によりスイッチ98がオンになることでオンになる。タイマ96は、FC車両10が放置中(本実施形態では、IGSW92がオフのとき)、定期的にスイッチ98をオンにする。
The
また、図1に示すように、統合ECU20は、中央演算装置100(以下「CPU100」という。)と、不揮発性メモリとしての第1EEPROM102(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)及び第2EEPROM104と、揮発性メモリとしての第1RAM106(Random Access Memory)及び第2RAM108とを有する。第1RAM106及び第2RAM108は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)である。なお、第1EEPROM102及び第2EEPROM104を1つのEEPROMとして構成し、第1RAM106及び第2RAM108を1つのRAMとして構成してもよい。
As shown in FIG. 1, the
第1EEPROM102、第2EEPROM104、第1RAM106及び第2RAM108は、例えば、FC車両10の動作に用いるプログラムやデータ(数値等)を記憶する。
The
第1EEPROM102には、FC車両10の動作全般に関するプログラムや数値(固定値及び変数)等が記憶されており、第2EEPROM104には、FCユニット14の動作に特化したプログラムや数値(固定値及び変数)等が記憶されている。また、第1RAM106には、FC車両10の動作全般に関する数値(変数)等が記憶され、第2RAM108には、FCユニット14の動作に特化した数値(変数)等が記憶される。
The
また、第2EEPROM104は、掃気処理の要否判定前に異常検知を行う第1領域110と、掃気処理の要否判定後に異常検知を行う第2領域112とを有する。同様に、第2RAM108は、掃気処理の要否判定前に異常検知を行う第1領域114と、掃気処理の要否判定後に異常検知を行う第2領域116とを有する。
Further, the
図3には、第2EEPROM104の記憶内容が、図4には、第2RAM108の記憶内容が示されている。第2EEPROM104の第1領域110及び第2RAM108の第1領域114には、掃気処理の要否判定に用いるプログラム及び数値が記憶されている。
3 shows the stored contents of the
すなわち、第2EEPROM104の第1領域110には、温度センサ74から冷媒温度Tcoを取得するための冷媒温度検出プログラム(アドレス順1)と、温度センサ66からカソード温度Tcaを取得するためのカソード温度検出プログラム(アドレス順2)と、温度センサ58からアノード温度Tanを取得するためのアノード温度検出プログラム(アドレス順3)と、冷媒温度Tco、カソード温度Tca及びアノード温度Tanそれぞれの閾値TH_co、TH_ca、TH_an(アドレス順4)と、SOCセンサ74から高電圧バッテリ16のSOCを取得するためのバッテリSOC検出プログラム(アドレス順5)と、バッテリ16のSOCの閾値TH_soc(アドレス順6)と、ウォーターポンプ70の駆動に関するウォーターポンプ駆動プログラム(アドレス順7)とが記憶されている。
That is, in the
また、第2RAM108の第1領域114には、冷媒温度Tco(アドレス順1)と、カソード温度Tca(アドレス順2)と、アノード温度Tan(アドレス順3)と、高電圧バッテリ16のSOC(アドレス順4)とが記憶される(第2RAM108は揮発性メモリであるため、統合ECU20の起動時にはこれらの数値は存在しない。)。
In the
なお、以下では、第1領域110及び第1領域114を合わせて第1記憶領域120とも称する。
Hereinafter, the
一方、第2EEPROM104の第2領域112及び第2RAM108の第2領域116には、掃気処理の要否判定に用いられないプログラム及びデータ(数値等)が記憶されている。すなわち、第2EEPROM104の第2領域112には、掃気処理時におけるエアポンプ34の制御に関する掃気時エアポンプ制御プログラム(アドレス順8)と、モータ12の制御に用いるモータ制御閾値TH_mo(アドレス順9)と、モータ12の制御に関するモータ制御プログラム(アドレス順10)と、通常時におけるエアポンプ34の制御に関するエアポンプ制御プログラム(アドレス順11)等が記憶されている。
On the other hand, the
上記以外としては、例えば、遮断弁40、レギュレータ42及び背圧制御弁60の動作回数[回]、イオン交換器72の動作時間[s]、IGSW92がオフにされたときの燃料ガス及び酸化剤ガスの圧力(圧力センサ52、54、56、62、64の検出値)がある。さらには、その他の弁(ドレン弁46や水素パージ弁48等)の動作回数、エアポンプ34及びウォーターポンプ70の作動時間を第2EEPROM104の第2領域112に記憶してもよい。
Other than the above, for example, the number of operations of the
また、第2RAM108の第2領域116には、掃気処理時におけるエアポンプ34の回転数Nap(アドレス順5)と、FC出力電圧Vfc(アドレス順6)と、モータ12の冷却油の温度(アドレス順7)と、通常時のエアポンプ34の回転数Nap(アドレス順8)等が記憶される(第2RAM108は揮発性メモリであるため、統合ECU20の起動時にはこれらの数値は存在しない。)。
Further, in the
なお、以下では、第2領域112及び第2領域116を合わせて第2記憶領域122とも称する。
Hereinafter, the
[低電圧バッテリ22]
低電圧バッテリ22は、モータ12駆動用の高電圧バッテリ16よりも低電圧(例えば、12V)である。低電圧バッテリ22は、統合ECU20等を含む制御系と、ナビゲーション装置、ライト、パワーウインドウ、オーディオ機器等の補機と、各種のセンサとに電力を供給する。
[Low voltage battery 22]
The
2.掃気処理に関連する処理
図5には、第1実施形態における掃気処理及びこれに関連する処理のフローチャートが示されている。
2. Process Related to Scavenging Process FIG. 5 shows a flowchart of the scavenging process and the process related to the first embodiment.
ステップS1において、IGSW92の操作又はタイマ96の作動により低電圧バッテリ22から統合ECU20への電力供給が開始されると、ステップS2において、統合ECU20は、第1EEPROM102に記憶されている起動プログラムを実行する。
When power supply from the
ステップS3において、統合ECU20は、今回の起動がタイマ96によるものであるかどうかを確認する。当該判定は、例えば、特許文献1と同様の方法により行うことができる。今回の起動がタイマ96によるものでない場合(S3:NO)、ステップS4の別処理に進む。例えば、IGSW92によりオンになった場合、掃気処理の要否判定は行わず、FC車両10の運転を開始するための処理を行う。今回の起動がタイマ96によるものである場合(S3:YES)、ステップS5に進む。
In step S <b> 3, the
ステップS5において、統合ECU20は、第1記憶領域120(すなわち、第2EEPROM104の第1領域110及び第2RAM108の第1領域114)の異常検知(エラーチェック)を行う(第1異常検知処理)。
In step S5, the
より具体的には、第2EEPROM104の第1領域110(アドレス順1〜7)に記憶されている冷媒温度検出プログラム(アドレス順1)、カソード温度検出プログラム(アドレス順2)、アノード温度検出プログラム(アドレス順3)、冷媒温度Tco、カソード温度Tca及びアノード温度Tanそれぞれの閾値TH_co、TH_ca、TH_an(アドレス順4)、バッテリSOC検出プログラム(アドレス順5)、バッテリSOC閾値TH_soc(アドレス順6)並びにウォーターポンプ駆動プログラム(アドレス順7)それぞれについてサムチェックを行う(図3参照)。また、第2RAM108の第1領域114(アドレス順1〜4)についてライト・アンド・リード処理(書込み後、読出しを行い、読み出した値が書き込んだ値と一致するかにより異常を検知する処理)を行う(図3参照)。ここでの異常検知は、上記サムチェック処理及びライト・アンド・リード処理に限られず、その他の異常検知の方法を用いてもよい。
More specifically, the refrigerant temperature detection program (address order 1), the cathode temperature detection program (address order 2), the anode temperature detection program (address order 1) stored in the first area 110 (
続くステップS6において、統合ECU20は、第1記憶領域120に異常が検知されたかどうかを確認する。第1記憶領域120に異常が検知されなかった場合(S6:NO)、ステップS7において、統合ECU20は、掃気処理の要否を判定する。
In subsequent step S <b> 6, the
当該判定は、例えば、特開2009−164019号公報の図2又は図5と同様の方法により行う。すなわち、統合ECU20は、温度センサ58、66、74を作動させて、アノード温度Tan、カソード温度Tca及び冷媒温度Tcoを取得する。
This determination is performed, for example, by the same method as that shown in FIG. 2 or FIG. 5 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-164019. That is, the
そして、アノード温度Tanがアノード温度閾値TH_an以下となるか、カソード温度Tcaがカソード温度閾値TH_ca以下となるか、又は冷媒温度Tcoが冷媒温度閾値TH_co以下となった場合、統合ECU20は、ウォーターポンプ70を所定時間駆動させる。その後、アノード温度Tanがアノード温度閾値TH_an以下となるか、カソード温度Tcaがカソード温度閾値TH_ca以下となるか、又は冷媒温度Tcoが冷媒温度閾値TH_co以下となった場合、統合ECU20は、掃気処理が必要であると判定する。
When the anode temperature Tan is equal to or lower than the anode temperature threshold TH_an, the cathode temperature Tca is equal to or lower than the cathode temperature threshold TH_ca, or the refrigerant temperature Tco is equal to or lower than the refrigerant temperature threshold TH_co, the
続くステップS8において、統合ECU20は、ステップS7の結果を確認し、掃気処理が必要ではない場合(S8:NO)、ステップS9において、次に掃気処理の要否判定を行うまでの時間をタイマ96にセットする。続くステップS10において、統合ECU20は、タイマ96に指令を出してスイッチ98をオフにさせる。これにより、低電圧バッテリ22から統合ECU20への電力供給を停止して、統合ECU20をオフにする。
In subsequent step S8, the
一方、ステップS8において、掃気処理が必要である場合(S8:YES)、ステップS11において、統合ECU20は、第2記憶領域122(すなわち、第2EEPROM104の第2領域112及び第2RAM108の第2領域116)の異常検知(エラーチェック)を行う(第2異常検知処理)。
On the other hand, if the scavenging process is necessary in step S8 (S8: YES), in step S11, the
より具体的には、第2EEPROM104の第2領域112(アドレス順8〜n)に記憶されている掃気時エアポンプ制御プログラム(アドレス順8)、モータ制御閾値(アドレス順9)、モータ制御プログラム(アドレス順10)、エアポンプ制御プログラム(アドレス順11)等、掃気処理の要否判定に用いるプログラムや数値以外のプログラム及び数値それぞれについてサムチェックを行う(図4参照)。また、第2RAM108の第2領域116(アドレス順5〜n)についてライト・アンド・リード処理を行う(図4参照)。ここでの異常検知は、上記サムチェック処理及びライト・アンド・リード処理に限られず、その他の異常検知の方法を用いてもよい。
More specifically, the scavenging air pump control program (address order 8), motor control threshold (address order 9), motor control program (address) stored in the second area 112 (
続くステップS12において、統合ECU20は、第2記憶領域122に異常が検知されたかどうかを確認する。第2記憶領域122に異常が検知されなかった場合(S12:NO)、ステップS13において、統合ECU20は、掃気処理を実行する。
In subsequent step S <b> 12, the
掃気処理は、例えば、特開2009−164019号公報の段落[0050]〜[0052]と同様の方法により行う。すなわち、統合ECU20は、エア導入弁50を閉じ、背圧制御弁60を全開とし、エアポンプ34を駆動させる。これにより、FC30内のカソード側に残留している水を外部に排出する。続いて、統合ECU20は、ドレン弁46及びエア導入弁50を開き、エアポンプ34を駆動させる。これにより、FC30内のアノード側に残留している水を外部に排出する。
The scavenging process is performed, for example, by a method similar to paragraphs [0050] to [0052] of Japanese Patent Laid-Open No. 2009-164019. That is, the
ステップS13の掃気処理の後は、ステップS9において、次に掃気処理の要否判定を行うまでの時間をタイマ96にセットし、ステップS10において、統合ECU20をオフにする。
After the scavenging process in step S13, in step S9, the time until the next necessity determination of the scavenging process is set in the
ステップS6において第1記憶領域120に異常がある場合(S6:YES)、又はステップS12において第2記憶領域122に異常がある場合(S12:YES)、ステップS14において、統合ECU20は、第1EEPROM102に異常検知フラグを記憶する。タイマ96以外により統合ECU20が起動したとき(例えば、IGSW92がオンになったとき)、統合ECU20は、当該異常検知フラグに基づいて、インスツルメントパネルの表示部(図示せず)に当該異常を知らせるランプを点灯させる。これにより、ユーザ又は整備員は、当該異常の発生を知ることができる。
If there is an abnormality in the
ステップS14の後は、ステップS10に進み、統合ECU20をオフにする(この場合、タイマ96の再設定は行わない。)。
After step S14, the process proceeds to step S10, and the
3.第1実施形態の効果
以上説明したように、第1実施形態によれば、FC車両10の放置中に統合ECU20が定期的な起動を行った際、掃気処理の要否判定前は第1記憶領域120の異常検知のみを行い、第2記憶領域122の異常検知は行わない。第1記憶領域120は、掃気処理の要否判定に用いるプログラム及び数値のために用いる第1領域110、114を含み、第2記憶領域122は、掃気処理の要否判定に必要なプログラム及び数値のために用いる記憶領域を含まず、掃気処理の要否判定に不要なプログラム及び数詞のために用いる第2領域112、116を含む。従って、掃気処理を要しないと判定した場合、第2記憶領域122の異常検知が不要となるため、異常検知の負荷を減らすことができる。その結果、掃気処理の要否を判定する際の消費電力を抑えることが可能となる。
3. Effects of First Embodiment As described above, according to the first embodiment, when the
また、第1実施形態では、主として、統合ECU20、温度センサ58、66、74及びウォーターポンプ70を用いて掃気処理の要否判定を行う。これらはFC車両10の走行時に使用されるものであり、掃気処理の要否判定のためだけに用いられるものではない。従って、掃気処理の要否判定のために新たな部品を追加することを避けることができる。
In the first embodiment, the necessity for the scavenging process is mainly determined using the integrated
図6は、第1実施形態と比較例の電力消費を比較した図である。当該比較例は、掃気処理の要否判定前に、第1記憶領域120及び第2記憶領域122の両方について異常検知を行うものである。
FIG. 6 is a diagram comparing the power consumption of the first embodiment and the comparative example. In this comparative example, abnormality detection is performed for both the
第1実施形態では、図6の時点t1において、タイマ96によりスイッチ98がオンになり、統合ECU20への電力供給が開始される。時点t2において、掃気処理が不要であると判定し、時点t3において統合ECU20がオフになる。従って、第1実施形態では、時点t1から時点t3までの間、電力を消費する。
In the first embodiment, at time t1 in FIG. 6, the
比較例では、図6の時点t1において、タイマ96によりスイッチ98がオンになり、統合ECU20への電力供給が開始される。時点t4において、掃気処理が不要であると判定し、時点t5において統合ECU20がオフになる。従って、比較例では、時点t1から時点t5までの間、電力を消費する。
In the comparative example, the
図6から明らかなように、第1実施形態は、比較例と比べて電力を消費する時間が短い。そのため、消費電力を抑えることができる。 As is apparent from FIG. 6, the first embodiment consumes less power than the comparative example. Therefore, power consumption can be suppressed.
第1実施形態の第1記憶領域120及び第2記憶領域122では、プログラムや数値をアドレス順に並べる。これにより、アドレス順に異常検知を行うことが可能となるため、統合ECU20の処理を減少することが可能となり、更に消費電力を抑えることができる。
In the
B.第2実施形態
1.構成(第1実施形態との相違)
図7は、この発明の第2実施形態に係る燃料電池車両10A(以下「FC車両10A」という。)の概略全体構成図を示している。このFC車両10Aは、基本的に、第1実施形態のFC車両10と同じであるが、ヒータ130を有する点及びこれに付随する点等で異なる。以下では、FC車両10とFC車両10Aとで同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。また、FC車両10とFC車両10Aとで同様の構成要素には、FC車両10の構成要素の参照符号に「a」を付する。
FIG. 7 shows a schematic overall configuration diagram of a
ヒータ130は、FC30を暖機するためのものであり、高電圧バッテリ16からの電力により作動する。また、ヒータ130の動作は、統合ECU20aがスイッチ132をオンオフにすることにより制御される。
The
図8に示すように、第2EEPROM104aの第1領域110aは、第2EEPROM104の第1領域110に含まれる各内容に加え、「ヒータ駆動プログラム」(アドレス順8)が含まれる。その結果、第2領域112aに含まれる各内容のアドレス順は、1番ずつ繰り下がる。
As shown in FIG. 8, the
2.掃気処理に関連する処理(第1実施形態との相違)
図9には、第2実施形態における掃気処理及びこれに関連する処理のフローチャートが示されている。図9中のステップS21〜S33、S36は、図5中のステップS1〜S13、S14と同様である。
2. Processing related to scavenging processing (difference from the first embodiment)
FIG. 9 shows a flowchart of the scavenging process and related processes in the second embodiment. Steps S21 to S33 and S36 in FIG. 9 are the same as steps S1 to S13 and S14 in FIG.
ステップS32において第2記憶領域122a(第2EEPROM104aの第2領域112aと第2RAM108の第2領域116)に異常がある場合(S32:YES)、ステップS34において、統合ECU20aは、図5のステップS14と同様、第1EEPROM102に異常検知フラグを記憶する。
If there is an abnormality in the
続くステップS35において、統合ECU20aは、ヒータ130による暖機処理を行う。すなわち、統合ECU20aは、スイッチ132をオンにすることで高電圧バッテリ16とヒータ130とを接続させ、高電圧バッテリ16からヒータ130へと電力を供給させる。これにより、ヒータ130の温度を上昇させることで、FC30の内部温度を水分が凍結しない温度(次のタイマ96による起動までFC30の内部温度を水分が凍結しない温度)まで上昇させる。或いは、FC30の内部温度を水分が凍結しない温度まで上昇させ、これを維持するようにヒータ130をオンし続けることもできる。
In subsequent step S <b> 35, the
ステップS35の後は、ステップS29に進み、次回用にタイマ96をセットする。
After step S35, the process proceeds to step S29, and the
3.第2実施形態の効果
以上説明したように、第2実施形態によれば、第1実施形態における効果に加え、次の効果を得ることができる。
3. Effects of the Second Embodiment As described above, according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
第2実施形態では、統合ECU20aは、第1異常検知処理の際、ヒータ130の動作プログラムの異常を検知し、第2異常検知処理の結果、第2記憶領域122aに異常があれば、掃気処理を行わずに、ヒータ130の動作プログラムを実行してヒータ130を作動させる。これにより、第2記憶領域122の異常により掃気処理を行えない場合でも、FC30内部における水分の凍結を回避することが可能となる。
In the second embodiment, the integrated
C.変形例
なお、この発明は、上記各実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
C. Modifications It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the contents described in this specification. For example, the following configuration can be adopted.
上記各実施形態では、不揮発性メモリとして第1EEPROM102及び第2EEPROM104を用いたが、これに限られず、例えば、フラッシュメモリを用いることもできる。また、揮発性メモリとしてDRAMである第1RAM106及び第2RAM108を用いたが、これに限られず、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、第2EEPROM104の第1領域110と第2RAM108の第1領域114を第1記憶領域120に含ませたが、一方のみを第1記憶領域120に含ませてもよい。同様に、上記各実施形態では、第2EEPROM104の第2領域112と第2RAM108の第2領域116を第2記憶領域122に含ませたが、一方のみを第2記憶領域122に含ませてもよい。
In each of the above embodiments, the
上記第1実施形態では、第1記憶領域120及び第2記憶領域122に記憶するプログラム及びデータを、図3及び図4に示すようなものとし、上記第2実施形態では、第1記憶領域120a及び第2記憶領域122aに記憶するプログラム及びデータを、図8及び図4に示すようなものとしたが、これらは適宜変更可能である。
In the first embodiment, the programs and data stored in the
10…燃料電池車両 16…高電圧バッテリ(蓄電装置)
20、20a…統合ECU(掃気手段、電子制御装置)
30…燃料電池 34…エアポンプ
58…アノード温度用の温度センサ 66…カソード温度用の温度センサ
70…ウォーターポンプ 74…冷媒温度用の温度センサ
82…SOCセンサ 104、104a…第2EEPROM
108…第2RAM 110…第2EEPROMの第1領域
112…第2EEPROMの第2領域 114…第2RAMの第1領域
116…第2RAMの第2領域 120…第1記憶領域
122…第2記憶領域 130…ヒータ
DESCRIPTION OF
20, 20a ... Integrated ECU (scavenging means, electronic control unit)
DESCRIPTION OF
108 ...
Claims (5)
前記燃料電池に空気を供給するエアポンプと、
前記エアポンプに電力を供給する蓄電装置と、
前記エアポンプにより前記燃料電池内部に空気を流通させることで前記燃料電池内部の水分を外部に排出する掃気処理を制御する電子制御装置と
を有する燃料電池車両であって、
前記電子制御装置は、
前記掃気処理の要否判定に必要なプログラム又はデータのために用いる記憶領域を含む第1記憶領域と、前記掃気処理の要否判定に不要なプログラム又はデータのために用いる記憶領域を含む第2記憶領域とを有する記憶媒体を備え、
前記燃料電池車両の放置中に定期的に起動し、前記第1記憶領域の異常を検知する第1異常検知処理を行い、
前記第1異常検知処理の結果、前記第1記憶領域に異常がなければ、前記掃気処理の要否を判定し、
前記掃気処理を要すると判定したとき、前記第2記憶領域の異常を検知する第2異常検知処理を行い、
前記第2異常検知処理の結果、前記第2記憶領域に異常がなければ、前記掃気処理を実行する
ことを特徴とする燃料電池車両。 A fuel cell;
An air pump for supplying air to the fuel cell;
A power storage device for supplying power to the air pump;
An electronic control unit for controlling a scavenging process for discharging the moisture inside the fuel cell to the outside by circulating air inside the fuel cell by the air pump,
The electronic control device
A first storage area including a storage area used for a program or data necessary for determining whether the scavenging process is necessary, and a second storage area including a storage area used for a program or data unnecessary for determining whether the scavenging process is necessary A storage medium having a storage area,
Periodically starting while the fuel cell vehicle is left, and performing a first abnormality detection process for detecting an abnormality in the first storage area;
If there is no abnormality in the first storage area as a result of the first abnormality detection process, it is determined whether the scavenging process is necessary,
When it is determined that the scavenging process is required, a second abnormality detection process for detecting an abnormality in the second storage area is performed,
If there is no abnormality in the second storage area as a result of the second abnormality detection process, the scavenging process is executed.
前記燃料電池車両は、さらに、前記燃料電池を暖機するヒータを備え、
前記第1記憶領域は、前記ヒータの動作プログラムを記憶し、
前記電子制御装置は、
前記第1異常検知処理の際、前記ヒータの動作プログラムの異常を検知し、
前記第2異常検知処理の結果、前記第2記憶領域に異常があれば、前記掃気処理を行わずに、前記ヒータの動作プログラムを実行して前記ヒータを作動させる
ことを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein
The fuel cell vehicle further includes a heater for warming up the fuel cell,
The first storage area stores an operation program of the heater,
The electronic control device
During the first abnormality detection process, an abnormality of the operation program of the heater is detected,
If there is an abnormality in the second storage area as a result of the second abnormality detection process, the heater operation program is executed to operate the heater without performing the scavenging process. .
前記第1記憶領域及び前記第2記憶領域では、プログラム及びデータをアドレス順に並べる
ことを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 1 or 2,
In the first storage area and the second storage area, a program and data are arranged in the order of addresses.
前記第2記憶領域では、前記第1記憶領域のアドレス順に引き続くアドレス順を用いて前記プログラム及び数値を並べる
ことを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 3, wherein
In the second storage area, the program and the numerical value are arranged using an address order subsequent to the address order of the first storage area.
前記第1記憶領域は、
温度センサを作動させて温度を検出する温度検知プログラムと、
バッテリの充電状態を検出する充電状態検出プログラムと、
ウォーターポンプを作動させるウォーターポンプ作動プログラムと、
前記温度検知プログラム、前記充電状態検出プログラム及び前記ウォーターポンプ作動プログラムに用いる数値と
を記憶する
ことを特徴とする燃料電池車両。 In the fuel cell vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The first storage area is
A temperature detection program that detects the temperature by operating the temperature sensor;
A charge state detection program for detecting the charge state of the battery;
A water pump operating program for operating the water pump;
The fuel cell vehicle, wherein the temperature detection program, the charge state detection program, and the numerical values used for the water pump operation program are stored.
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