JP5184224B2 - 燃料電池車両の制御装置書換システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池車両の制御装置書換システムに関する。詳しくは、燃料電池内部の掃気を行う燃料電池車両の制御装置書換システムに関する。

近年、自動車の新たな動力源として燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムは、例えば、反応ガスを化学反応させて発電する燃料電池と、反応ガス流路を介して燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、この反応ガス供給装置を制御する制御装置と、を備える。

燃料電池は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。ここで、各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成され、膜電極構造体は、アノード電極（陽極）及びカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。

この燃料電池のアノード電極にアノードガスとしての水素ガスを供給し、カソード電極にカソードガスとしてのエアを供給すると、電気化学反応により発電する。この発電時に生成されるのは、基本的に無害な水だけであるため、環境への影響や利用効率の観点から、燃料電池が注目されている。

燃料電池の発電停止後には、燃料電池や反応ガス流路の内部等には、発電中に生成された水が残留する。外気温度が氷点下の環境に、発電停止後の燃料電池システムを放置すると、このような残留水が燃料電池や反応ガス流路の内部で凍結してしまい、次回燃料電池システムを起動する際に、燃料電池の発電性能を確保しにくくなるおそれがある。そこで従来より、燃料電池の発電停止後にコンプレッサを駆動して、燃料電池や反応ガス流路の内部に掃気ガスを流通させることで、燃料電池を掃気する燃料電池システムが提案されている（特許文献１参照）。
また、燃料電池車両の停止期間中であっても、所定のタイマにより自動的にコンプレッサを起動し、燃料電池を掃気するものも提案されている（特許文献２参照）。

ところで、このような掃気を実行するにあたり、コンプレッサや燃料電池は、所定のプログラムを記憶した制御装置により制御される。また、このプログラムを書き換える際には、例えば、制御装置が動作した状態でプログラムが書き換えられることで、予期せぬ事態が生じないようにする必要がある。例えば特許文献３には、このような予期せぬ事態の発生を防止しながら制御装置のプログラムを書き換える技術を適用したエンジン自動車が示されている。
特公平４−３３１１２号公報 特開２００５−３０２５１５号公報 特開平９−４４２１６号公報

しかしながら、燃料電池車両は、ガソリン自動車とは大きく異なる構成を備える。つまり、上述のように燃料電池車両は、燃料電池の発電停止後や燃料電池車両の停止中等において作業者の意思とは無関係に制御装置が動作し、掃気を実行する場合がある。このような燃料電池車両において、掃気の実行中にプログラムの書き換えが実行されると、実行中の掃気が正常に終了できなかったり、燃料電池が破損したりするおそれがある。

本発明は、上述した点を考慮してなされたものであり、燃料電池の掃気を実行する燃料電池車両において、燃料電池やコンプレッサ等の掃気に関連する装置を破損することなく、制御プログラムの書き換えを実行できる燃料電池車両の制御装置書換システムを提供することを目的とする。

本発明の燃料電池車両（例えば、後述の燃料電池車両１）の制御装置書換システムは、反応ガスを供給することで発電する燃料電池（例えば、後述の燃料電池１０）と、前記燃料電池に掃気ガスを供給するコンプレッサ（例えば、後述のエアコンプレッサ２１）と、前記燃料電池の発電停止後に、前記コンプレッサにより前記燃料電池に掃気ガスを供給し、残存する反応ガスを掃気する発電停止後掃気実行手段（例えば、後述の掃気処理実行部４３）と、掃気の実行に関する制御プログラムが書き換え可能に記憶されるとともに、当該制御プログラムに基づいて前記コンプレッサ及び前記燃料電池を含む掃気関連装置を制御する掃気関連制御装置（例えば、後述の掃気関連制御装置４５，４５Ｂ）と、を備える燃料電池車両の制御装置書換システムであって、前記燃料電池の掃気が実行されるか又は実行中であるかを判定し、実行されるか又は実行中であると判定した場合には、前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えを禁止する書換禁止手段（例えば、後述の書換実行判断部４６２，４６２Ａ，４６２Ｂ）を備えることを特徴とする。

この発明によれば、書換禁止手段により、燃料電池の掃気が実行されるか、又は掃気が実行中であると判定された場合には、掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えが禁止される。これにより、掃気関連制御装置が動作している最中に制御プログラムを書き換えることで、コンプレッサが誤作動を起こしてしまい、コンプレッサや燃料電池が破損するのを防止できる。ここで、コンプレッサの誤作動としては、例えば、コンプレッサの回転数が急激に変化することが想定される。このようなコンプレッサの誤作動により、コンプレッサが破損したり、燃料電池の内部の掃気ガス圧が急激に変化して燃料電池が破損したりするおそれがある。
また、これに加えて、燃料電池の掃気が実行される場合にも、掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えが禁止される。これにより、制御プログラムを書き換えている最中に掃気関連制御装置が動作してしまうことで、燃料電池やコンプレッサが破損してしまうのを防止できる。

この場合、前記燃料電池車両の起動期間（例えば、後述の図２の車両起動期間）中に、当該燃料電池が発電不可状態になると掃気を実行する異常時掃気実行手段（例えば、後述の掃気処理実行部４３）をさらに備え、前記書換禁止手段は、前記燃料電池車両の起動期間中であって前記燃料電池の起動開始以降には前記燃料電池の掃気が実行されると判定し、前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えを禁止することが好ましい。

この発明によれば、燃料電池車両の起動期間中であって前記燃料電池の起動開始以降には、燃料電池の掃気が実行されると判定し、掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えが禁止される。これにより、例えば、制御プログラムを書き換えている最中に、燃料電池が発電不可状態になり掃気が実行されてしまい、燃料電池やコンプレッサが破損してしまうのを確実に防止できる。

この場合、前記燃料電池車両の停止期間（例えば、後述の図２の車両停止期間）中に、前記燃料電池の内部温度が所定の温度以下まで低下すると予測される場合には、前記掃気関連制御装置を自動的に起動し、掃気を実行させる自動起動手段（例えば、後述のＲＴＣ４４）をさらに備え、前記書換禁止手段は、前記自動起動手段による前記掃気関連制御装置の起動に基づいて前記燃料電池の掃気が実行されると判定し、前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えを禁止することが好ましい。

この発明によれば、自動起動手段による掃気関連制御装置の起動に基づいて燃料電池の掃気が実行されると判定し、掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えが禁止される。すなわち、燃料電池車両の停止期間中において、掃気を実行するために掃気関連制御装置を自動的に起動した場合には、制御プログラムの書き換えが禁止される。これにより、例えば、制御プログラムを書き換えている最中に、掃気関連制御装置が自動的に起動して燃料電池の掃気が実行されてしまい、燃料電池やコンプレッサが破損してしまうのを防止できる。

この場合、前記掃気関連制御装置は、前記燃料電池を制御する燃料電池制御装置（例えば、後述の燃料電池ＥＣＵ４５２）と、前記コンプレッサを制御するコンプレッサ制御装置（例えば、後述のコンプレッサＥＣＵ４５１）と、を含み、前記書換禁止手段は、前記燃料電池制御装置及び前記コンプレッサ制御装置を統括して制御する統括制御装置（例えば、後述の統括ＥＣＵ４６）に含まれることが好ましい。

この発明によれば、燃料電池制御装置やコンプレッサ制御装置を統括して制御する統括制御装置により、燃料電池制御装置やコンプレッサ制御装置の制御プログラムの書き換えを禁止する判定が行われる。すなわち、燃料電池制御装置やコンプレッサ制御装置ごとに制御プログラムの書き換えの禁止を判定する必要がなくなるので、システムを簡略化できる。

この場合、前記燃料電池車両とは別体で設けられ、前記掃気関連制御装置に接続され当該掃気関連装置に記憶された制御プログラムの書き換えを実行する書換実行手段（例えば、後述の書換ツール９，９Ａ，９Ｂ）をさらに備え、前記書換禁止手段は、前記書換実行手段に含まれることが好ましい。

この発明によれば、燃料電池車両とは別体で設けられた書換実行手段により、掃気関連装置の制御プログラムの書き換えを禁止する判定が行われる。すなわち、燃料電池車両に設けられた装置により制御プログラムの書き換えの禁止を判定する必要がなくなるので、この燃料電池車両の構成を簡略化できる。

この場合、前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムを書き換えている間は前記燃料電池の掃気を禁止することが好ましい。

この発明によれば、制御プログラムを書き換えている間には、燃料電池の掃気が禁止される。これにより、制御プログラムの書き換えが中断するのを防止することができる。このような制御プログラムの書き換えは、開始から終了まで１時間程度かかる場合もあるため、書き換えの中断を防止することは、書き換えに係る負担を軽減する上で特に効果的である。

この場合、前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムを書き換えた後は、前記燃料電池の掃気を禁止することが好ましい。

この発明によれば、制御プログラムを書き換えた後は、燃料電池の掃気が禁止される。例えば、掃気関連装置に複数の装置が含まれる場合、これら装置のそれぞれの制御プログラムを書き換える必要が生じることがある。ここで、ある装置の制御プログラムの書き換えが完了してから他の装置の制御プログラムの書き換えが開始するまでの間、すなわち、全ての装置の制御プログラムが完全に書き換えられていない状態で掃気が実行されると、燃料電池やコンプレッサが破損してしまうおそれがある。この発明によれば、制御プログラムを書き換えた後は、燃料電池の掃気を禁止することにより、このような事態を未然に防止することができる。

本発明の燃料電池車両の制御装置書換システムによれば、掃気関連制御装置が動作している最中に制御プログラムを書き換えることで、コンプレッサが誤作動を起こしてしまい、コンプレッサや燃料電池が破損するのを防止できる。また、制御プログラムを書き換えている最中に掃気関連制御装置が動作してしまうことで、燃料電池やコンプレッサが破損してしまうのを防止できる。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池車両１の制御装置書換システムの構成を示すブロック図である。
燃料電池車両１は、車輪を駆動する駆動モータ４と、燃料電池１０と、この燃料電池１０にアノードガスやカソードガスを供給する供給装置２０と、燃料電池１０で発電した電力を蓄電するバッテリ３と、これらを制御する制御装置４０と、を備える。

燃料電池１０は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陽極）及びカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。

このような燃料電池１０は、アノード電極（陽極）側に形成されたアノード流路１３にアノードガスとしての水素ガスが供給され、カソード電極（陰極）側に形成されたカソード流路１４に酸素を含むカソードガスとしての空気（エア）が供給されると、これらの電気化学反応により発電する。

燃料電池１０は、図示しない電力分配器を介して、バッテリ３、駆動モータ４、供給装置２０、及び制御装置４０に接続されている。燃料電池１０で発電された電力は、バッテリ３、駆動モータ４、供給装置２０、及び制御装置４０に供給される。

バッテリ３は、燃料電池１０で発電した電力や、減速時における駆動モータ４からの回生電力を蓄電する。バッテリ３に蓄電された電力は、燃料電池車両１の運転状態に応じて、駆動モータ４や供給装置２０等に適宜供給される。

供給装置２０は、燃料電池１０のカソード流路１４にエアを供給するエアコンプレッサ２１と、燃料電池１０のアノード流路１３に水素ガスを供給する水素タンク３１及びエゼクタ３２と、を含んで構成される。

エアコンプレッサ２１は、エア供給路２２を介して、燃料電池１０のカソード流路１４の一端側に接続されている。燃料電池１０のカソード流路１４の他端側には、エア排出路２３が接続され、このエア排出路２３の先端側には、後述の希釈器５０が接続されている。この他、エア排出路２３には、図示しない背圧弁が設けられている。

また、エア供給路２２には、アノード掃気導入路２４が分岐して設けられている。アノード掃気導入路２４の先端側は、後述の水素供給路３３に接続されている。また、このアノード掃気導入路２４には、アノード掃気導入弁２４１が設けられている。このアノード掃気導入弁２４１を閉じた状態では、エア供給路２２と水素供給路３３は遮断され、アノード掃気導入弁２４１を開いた状態では、エア供給路２２と水素供給路３３は連通し、エアを水素供給路３３に供給することが可能となる。

水素タンク３１は、水素供給路３３を介して、燃料電池１０のアノード流路１３の一端側に接続されている。この水素供給路３３には、エゼクタ３２が設けられている。また、水素供給路３３のうち水素タンク３１とエゼクタ３２との間には、水素タンク３１から供給される水素ガスを減圧する図示しない遮断弁及びレギュレータが設けられている。

燃料電池１０のアノード流路１３の他端側には、水素還流路３４が接続される。この水素還流路３４の先端側は、エゼクタ３２に接続されている。エゼクタ３２は、水素還流路３４を流通する水素ガスを回収し、水素供給路３３に還流する。

また、この水素還流路３４には、水素排出路３５が分岐して設けられている。水素排出路３５の先端側には、希釈器５０が接続されている。
水素排出路３５には、この水素排出路３５を開閉する水素排出弁３５１が設けられている。後述の掃気処理を実行する際には、この水素排出弁３５１を開き、水素還流路３４を流通するガスを希釈器５０に導入する。

希釈器５０は、エア排出路２３を介して導入されたカソードオフガスを希釈ガスとして用い、上述の水素排出路３５を介して導入されたアノードオフガスと希釈ガスとを混合して希釈した後に、この混合したガスを燃料電池車両１の外に放出する。

本実施形態では、アノード流路１３、水素供給路３３、水素還流路３４、及び水素排出路３５により、アノードガス及び燃料電池１０から排出されたアノードオフガスが流通するアノードガス系が構成される。
また、カソード流路１４、エア供給路２２、エア排出路２３、及びアノード掃気導入路２４により、カソードガス及び燃料電池１０から排出されたカソードオフガスが流通するカソードガス系が構成される。また、この図１では、アノードガス系を白抜きの矢印で示し、カソードガス系を実線の矢印で示す。

上述のエアコンプレッサ２１、背圧弁、アノード掃気導入弁２４１、遮断弁、水素排出弁３５１、及びアノード掃気排出弁３６１は、制御装置４０に電気的に接続されており、制御装置４０により制御される。

また、制御装置４０には、運転者が操作可能なイグニッションスイッチ４１とスタートボタン４２とが接続されている。これらイグニッションスイッチ４１及びスタートボタン４２は、燃料電池車両１の図示しない運転席に設けられており、運転者の操作に応じて、各種の信号を制御装置４０に送信する。具体的には、これらイグニッションスイッチ４１及びスタートボタン４２を操作することにより、燃料電池車両１の運転状態を切り換えることが可能となっている（後述の図２参照）。

イグニッションスイッチ４１は、オン状態とオフ状態とで切り替え可能となっている。
イグニッションスイッチ４１をオフ状態からオン状態に切り替える操作を、以下では「第１起動操作」という。
また、この第１起動操作を行った後、イグニッションスイッチ４１をオン状態にしたままスタートボタン４２を押圧する操作を、以下では「第２起動操作」という。
また、この第２起動操作を行った後、イグニッションスイッチ４１をオン状態からオフ状態に切り替える操作を、以下では「停止操作」という。

燃料電池車両１を起動した後、制御装置４０により供給装置２０を制御して、燃料電池１０で発電する手順は、以下のようになる。
すなわち、水素タンク３１から、水素供給路３３を介して、燃料電池１０のアノード流路１３に水素ガスを供給する。また、エアコンプレッサ２１を駆動することにより、エア供給路２２を介して、燃料電池１０のカソード流路１４にエアを供給する。
燃料電池１０に供給された水素ガス及びエアは、発電に供された後、燃料電池１０からアノード側の生成水等の残留水とともに、水素排出路３５及びエア排出路２３を介して希釈器５０に流入し、この希釈器５０で希釈された後、大気へ排出される。

また、燃料電池車両１では、制御装置４０により燃料電池１０を掃気する掃気処理が適宜実行される。この掃気処理の実行に係る機能ブロックとして、制御装置４０は、掃気処理を実行する掃気処理実行部４３と、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）４４とを備える。図１においては、燃料電池１０の掃気処理に係る機能ブロックのみを示し、制御装置４０の具体的な回路構成については、後に図３を参照して説明する。

掃気処理は、カソードガス系及びアノードガス系内に掃気ガスを供給することで、これらカソードガス系及びアノードガス系内に残存する反応ガスを掃気する処理である。本実施形態では、掃気ガスとしてエアコンプレッサ２１により供給されるエアを用いる。
また、掃気処理は、アノード掃気導入弁２４１を閉じてカソードガス系内のみを掃気するカソード掃気処理と、アノード掃気導入弁２４１を開いてアノードガス系内を掃気するアノード掃気処理との２つの処理を含んで構成される。

カソード掃気処理では、アノード掃気導入弁２４１を閉じた状態でエアコンプレッサ２１を駆動し、カソードガス系内に所定の時間に亘って掃気ガスを供給し続けることで、カソードガス系内を掃気する。
アノード掃気処理は、アノード掃気導入弁２４１を開き、さらに水素排出弁３５１を開いた状態でエアコンプレッサ２１を駆動し、アノードガス系内に所定の時間に亘って掃気ガスを供給し続けることで、アノードガス系内を掃気する。

以上のような掃気処理は、燃料電池１０の発電停止後に実行する場合と、燃料電池車両１の停止期間中にＲＴＣ４４に基づいて必要に応じて自動的に実行する場合とがある。
より具体的には、ＲＴＣ４４は、燃料電池車両１の停止期間中に、燃料電池１０の内部温度が所定の温度以下まで低下するか否かを予測し、低下すると予測された場合には、後述の統括ＥＣＵ４６及び掃気関連制御装置４５（図３参照）を起動し、掃気処理を実行させる。また、燃料電池車両１の停止期間中において掃気処理を実行する場合、この掃気処理の実行に係る電力は、バッテリ３に蓄電された電力によりまかなわれる。

この他、燃料電池車両１の起動期間中であっても、燃料電池１０が発電不可状態になった場合には掃気処理が実行される。
また、後述の掃気関連制御装置４５（図３参照）に記憶された制御プログラムを書き換えている間はこの掃気処理実行部４３による掃気処理の実行は禁止される。また、この制御プログラムを書き換えた後であっても、所定の時間にわたって掃気処理の実行は禁止される。

図２を参照して、燃料電池車両の運転状態について説明する。
図２は、燃料電池車両の運転状態の変化を示すタイムチャートである。
先ず、燃料電池車両の停止期間中に上述の第１起動操作を行うと、運転状態は「起動待ちの状態」となる。この起動待ちの状態では、バッテリからの電力により制御装置が起動する。

次に、この起動待ちの状態から上述の第２起動操作を行うと、燃料電池車両が起動され、運転状態は「燃料電池起動状態」となる。この燃料電池起動状態では、燃料電池による発電を開始するための所定の起動処理が実行される。また、この起動処理が完了し燃料電池による発電が開始すると、運転状態は「燃料電池発電状態」となり、この燃料電池で発電した電力により走行することが可能となる。

次に、この燃料電池発電状態から上述の停止操作を行うと、運転状態は「燃料電池停止状態」となる。この燃料電池停止状態では、燃料電池による発電を停止するための所定の停止処理が実行される。また、この停止処理が完了し燃料電池による発電が停止すると運転状態は「掃気状態」となり、燃料電池の発電停止後の掃気処理が実行される。さらにこの掃気処理が完了すると、燃料電池車両は停止する。
次に、燃料電池車両が停止した後、上述のＲＴＣに基づいて起動されると、運転状態は「掃気状態」となり、掃気処理が実行される。

図３は、制御装置４０の回路構成を示すブロック図である。
制御装置４０は、上述の掃気処理の実行に係る複数の装置を直接的に制御する掃気関連制御装置４５と、この掃気関連制御装置４５を含む燃料電池車両のシステム全体を統括して制御する統括ＥＣＵ４６と、を含んで構成される。

掃気関連制御装置４５は、エアコンプレッサを制御するコンプレッサＥＣＵ４５１と、燃料電池１０を制御する燃料電池ＥＣＵ４５２と、バッテリを制御するバッテリＥＣＵ４５３と、を含んで構成される。これらコンプレッサＥＣＵ４５１、燃料電池ＥＣＵ４５２、及びバッテリＥＣＵ４５３には、それぞれ、掃気処理の実行に関する制御プログラムが書き換え可能に記憶されているとともに、各々の制御プログラムに基づいてエアコンプレッサ、燃料電池、及びバッテリを制御する。

以上のような、掃気関連制御装置４５のコンプレッサＥＣＵ４５１、燃料電池ＥＣＵ４５２、及びバッテリＥＣＵ４５３に記憶された制御プログラムは、それぞれ、書換ツール９により書き換えることが可能となっている。
以下では、この書換ツール９を用いて、掃気関連制御装置４５のうちコンプレッサＥＣＵ４５１の制御プログラムを書き換える構成について詳細に説明する。

書換ツール９には、コンプレッサＥＣＵ４５１に記憶された制御プログラムを書き換えるための、新たな制御プログラムが記憶されている。
書換ツール９は、制御プログラムの書き換えを許可する後述の書換許可信号を受信したことに応じて、コンプレッサＥＣＵ４５１に記憶された制御プログラムの書換処理を実行する。すなわち、書換ツール９をコンプレッサＥＣＵ４５１に接続しても、書換実行許可信号を受信するまでは、制御プログラムの書き換えは禁止される。

統括ＥＣＵ４６は、燃料電池車両の運転状態を判定する状態判定部４６１と、この状態判定部４６１により判断された運転状態に基づいて、コンプレッサＥＣＵ４５１に記憶された制御プログラムの書き換えを許可するか禁止するかを判断する書換実行判断部４６２と、を備える。

状態判定部４６１は、運転者操作情報及び運転情報に基づいて、燃料電池車両の運転状態を判定し、この運転状態に関する情報を書換実行判断部４６２に送信する。
ここで、状態判定部４６１に入力される運転者操作情報は、例えば、運転者によるイグニッションスイッチ及びスタートボタンの操作に関する情報を含む。また、運転情報は、例えば、エアコンプレッサの回転数、燃料電池車両が走行中であるか否か、及びＲＴＣにより起動されたか否か、等の燃料電池車両の運転状態を判定するために必要な情報を含む。

書換実行判断部４６２は、状態判定部４６１から入力された運転状態に関する情報に基づいて、掃気処理が実行される状態であるか、又は、掃気処理が実行中であるかを判定する。ここで、掃気処理が実行される状態であるか、又は、掃気処理が実行中であると判定された場合には、コンプレッサＥＣＵ４５１に記憶された制御プログラムの書き換えを禁止する。

図３は、状態判定部による運転状態判定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。この運転状態判定処理は、書換ツールが制御装置に接続されたことを契機として開始する。
ステップＳ１では、第２起動操作が実行されたか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合には、ステップＳ４に移り、ＮＯの場合には、ステップＳ２に移る。
ステップＳ２では、ＲＴＣによる起動であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合には、ステップＳ４に移り、ＮＯの場合には、ステップＳ３に移る。

ステップＳ３では、燃料電池車両の運転状態は、「起動待ち状態」（図２参照）であると判定して、この判定した運転状態に関する情報を書換実行判断部に送信し、運転状態判定処理を終了する。
ステップＳ４では、燃料電池車両の運転状態は、「燃料電池起動状態」、「燃料電池発電状態」、「燃料電池停止状態」、及び「掃気状態」の何れかであると判定して、この判定した運転状態に関する情報を書換実行判断部に送信し、運転状態判定処理を終了する。

図４は、書換実行判断部による書換実行判断処理の具体的な手順を示すフローチャートである。この書換実行判断処理は、運転状態に関する情報を受信したことを契機として開始する。

ステップＳ１１では、受信した運転状態に関する情報に基づいて運転状態が起動待ちの状態であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合には、ステップＳ１２に移り、制御プログラムの書き換えを許可する。この判別がＮＯの場合には、ステップＳ１３に移り、制御プログラムの書き換えを禁止する。
すなわち、このステップＳ１１では、燃料電池車両の運転状態が起動待ちの状態である場合にのみ、掃気処理が実行されることもなく、かつ、掃気処理が実行中でもないと判定して、制御プログラムの書き換えを許可する。一方、燃料電池車両の運転状態が起動待ちの状態以外である場合には、掃気処理が実行されるか又は掃気処理が実行中であると判定して、制御プログラムの書き換えを禁止する。

ステップＳ１２では、制御プログラムの書き換えを許可することを示す書換許可信号を書換ツールに送信し、書換実行判断処理を終了する。ステップＳ１３では、制御プログラムの書き換えを禁止することを示す書換禁止信号を書換ツールに送信し、書換実行判断処理を終了する。これにより、燃料電池車両の運転状態のうち「起動待ちの状態」以外の期間では、制御プログラムの書き換えが禁止される。

本実施形態の燃料電池車両１の制御装置書換システムによれば、以下の作用効果がある。
（１）書換実行判断部４６２により、燃料電池１０の掃気処理が実行されるか、又は掃気処理が実行中であると判定された場合には、掃気関連制御装置４５に記憶された制御プログラムの書き換えが禁止される。これにより、掃気関連制御装置４５が動作している最中に制御プログラムを書き換えることで、エアコンプレッサ２１が誤作動を起こしてしまい、エアコンプレッサ２１や燃料電池１０が破損するのを防止できる。ここで、エアコンプレッサ２１の誤作動としては、例えば、エアコンプレッサ２１の回転数が急激に変化することが想定される。このようなエアコンプレッサ２１の誤作動により、エアコンプレッサ２１が破損したり、燃料電池１０の内部の掃気ガス圧が急激に変化して燃料電池１０が破損したりするおそれがある。
また、これに加えて、燃料電池１０の掃気が実行される場合にも、掃気関連制御装置４５に記憶された制御プログラムの書き換えが禁止される。これにより、制御プログラムを書き換えている最中に掃気関連制御装置４５が動作してしまうことで、燃料電池１０やエアコンプレッサ２１が破損してしまうのを防止できる。

（２）燃料電池車両１の起動期間中であって燃料電池１０の起動開始以降には、燃料電池１０の掃気が実行される状態であるか、又は、掃気処理が実行中であると判定し、掃気関連制御装置４５に記憶された制御プログラムの書き換えが禁止される。これにより、例えば、制御プログラムを書き換えている最中に、燃料電池１０が発電不可状態になり掃気が実行されてしまい、燃料電池１０やエアコンプレッサ２１が破損してしまうのを確実に防止できる。

（３）ＲＴＣ４４による掃気関連制御装置４５の起動に基づいて燃料電池１０の掃気が実行されると判定し、掃気関連制御装置４５に記憶された制御プログラムの書き換えが禁止される。すなわち、燃料電池車両１の停止期間中において、掃気を実行するために掃気関連制御装置を自動的に起動した場合には、制御プログラムの書き換えが禁止される。これにより、例えば、制御プログラムを書き換えている最中に、掃気関連制御装置４５が自動的に起動して燃料電池１０の掃気が実行されてしまい、燃料電池１０やエアコンプレッサ２１が破損してしまうのを防止できる。

（４）燃料電池ＥＣＵ４５２やコンプレッサＥＣＵ４５１を統括して制御する統括ＥＣＵ４６に設けられた書換実行判断部４６２より、燃料電池ＥＣＵ４５２やコンプレッサＥＣＵ４５１の制御プログラムの書き換えを禁止する判定が行われる。すなわち、燃料電池ＥＣＵ４５２やコンプレッサＥＣＵ４５１ごとに制御プログラムの書き換えの禁止を判定する必要がなくなるので、システムを簡略化できる。

（５）制御プログラムを書き換えている間には、燃料電池１０の掃気が禁止される。これにより、制御プログラムの書き換えが中断するのを防止することができる。このような制御プログラムの書き換えは、開始から終了まで１時間程度かかる場合もあるため、書き換えの中断を防止することは、書き換えに係る負担を軽減する上で特に効果的である。

（６）制御プログラムを書き換えた後は、燃料電池１０の掃気が禁止される。例えば、掃気関連装置４５に複数の装置が含まれる場合、これら装置のそれぞれの制御プログラムを書き換える必要が生じることがある。ここで、ある装置の制御プログラムの書き換えが完了してから他の装置の制御プログラムの書き換えが開始するまでの間、すなわち、全ての装置の制御プログラムが完全に書き換えられていない状態で掃気が実行されると、燃料電池１０やコンプレッサ２１が破損してしまうおそれがある。本実施形態によれば、制御プログラムを書き換えた後は、燃料電池１０の掃気を禁止することにより、このような事態を未然に防止することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について、図６を参照して説明する。
以下の第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。

図６は、本実施形態に係る燃料電池車両の制御装置４０Ａの回路構成を示すブロック図である。本実施形態の燃料電池車両は、第１実施形態の燃料電池車両１と、制御装置４０Ａ及び書換ツール９Ａの構成が異なる。すなわち、本実施形態では、燃料電池車両の運転状態の判定を統括ＥＣＵ４６Ａの状態判定部４６１により行い、制御プログラムの書き換えを許可するか禁止するかの判断を書換ツール９Ａの書換実行判断部４６２Ａにより行う。
本実施形態の燃料電池車両の制御装置書換システムによれば、第１実施形態の燃料電池車両１の制御装置書換システムと同様の作用効果に加えて、以下の作用効果がある。

（７）燃料電池車両とは別体で設けられた書換ツール９Ａに設けられた書換実行判断部４６２Ａにより、掃気関連装置４５の制御プログラムの書き換えを禁止する判定が行われる。すなわち、燃料電池車両に設けられた装置により制御プログラムの書き換えの禁止を判定する必要がなくなるので、この燃料電池車両の構成を簡略化できる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について、図７を参照して説明する。
以下の第３実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。

図７は、本実施形態に係る燃料電池車両の制御装置４０Ｂの回路構成を示すブロック図である。本実施形態の燃料電池車両は、第１実施形態の燃料電池車両１と、制御装置４０Ｂ及び書換ツール９Ｂの構成が異なる。すなわち、本実施形態では、燃料電池車両の運転状態の判定をコンプレッサＥＣＵ４５１Ｂの状態判定部４６１Ｂにより行い、制御プログラムの書き換えを許可するか禁止するかの判断を書換ツール９Ｂの書換実行判断部４６２Ｂにより行う。
本実施形態の燃料電池車両の制御装置書換システムによれば、第２実施形態の燃料電池車両１の制御装置書換システムと同様の作用効果がある。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明の第１実施形態に係る燃料電池車両の構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係る燃料電池車両の運転状態の変化を示すタイムチャートである。 上記実施形態に係る制御装置の回路構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係る運転状態判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 上記実施形態に係る書換実行判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る制御装置の回路構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置の回路構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…燃料電池車両
１０…燃料電池
２１…エアコンプレッサ（コンプレッサ）
４０…制御装置
４３…掃気処理実行部（発電停止後掃気実行手段、異常時掃気実行手段、自動起動手段）
４４…ＲＴＣ（自動起動手段）
４６，４６Ａ，４６Ｂ…統括ＥＣＵ（統括制御装置）
４６１，４６１Ｂ…状態判定部
４６２，４６２Ａ，４６２Ｂ…書換実行判断部（書換禁止手段）
４５，４５Ｂ…掃気関連制御装置
４５１，４５１Ｂ…コンプレッサＥＣＵ（コンプレッサ制御装置）
４５２…燃料電池ＥＣＵ（燃料電池制御装置）
４５３…バッテリＥＣＵ
９，９Ａ，９Ｂ…書換ツール（書換実行手段）

Claims (7)

1. 反応ガスを供給することで発電する燃料電池と、
   前記燃料電池に掃気ガスを供給するコンプレッサと、
   前記燃料電池の発電停止後に、前記コンプレッサにより前記燃料電池に掃気ガスを供給し、残存する反応ガスを掃気する発電停止後掃気実行手段と、
   掃気の実行に関する制御プログラムが書き換え可能に記憶されるとともに、当該制御プログラムに基づいて前記コンプレッサ及び前記燃料電池を含む掃気関連装置を制御する掃気関連制御装置と、を備える燃料電池車両の制御装置書換システムであって、
   前記燃料電池の掃気が実行されるか又は実行中であるかを判定し、実行されるか又は実行中であると判定した場合には、前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えを禁止する書換禁止手段を備えることを特徴とする燃料電池車両の制御装置書換システム。
2. 前記燃料電池車両の起動期間中に、当該燃料電池が発電不可状態になると掃気を実行する異常時掃気実行手段をさらに備え、
   前記書換禁止手段は、前記燃料電池車両の起動期間中であって前記燃料電池の起動開始以降には前記燃料電池の掃気が実行されると判定し、前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えを禁止することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両の制御装置書換システム。
3. 前記燃料電池車両の停止期間中に、前記燃料電池の内部温度が所定の温度以下まで低下すると予測される場合には、前記掃気関連制御装置を自動的に起動し、掃気を実行させる自動起動手段をさらに備え、
   前記書換禁止手段は、前記自動起動手段による前記掃気関連制御装置の起動に基づいて前記燃料電池の掃気が実行されると判定し、前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムの書き換えを禁止することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池車両の制御装置書換システム。
4. 前記掃気関連制御装置は、前記燃料電池を制御する燃料電池制御装置と、前記コンプレッサを制御するコンプレッサ制御装置と、を含み、
   前記書換禁止手段は、前記燃料電池制御装置及び前記コンプレッサ制御装置を統括して制御する統括制御装置に含まれることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の燃料電池車両の制御装置書換システム。
5. 前記燃料電池車両とは別体で設けられ、前記掃気関連制御装置に接続され当該掃気関連装置に記憶された制御プログラムの書き換えを実行する書換実行手段をさらに備え、
   前記書換禁止手段は、前記書換実行手段に含まれることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の燃料電池車両の制御装置書換システム。
6. 前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムを書き換えている間は前記燃料電池の掃気を禁止することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の燃料電池車両の制御装置書換システム。
7. 前記掃気関連制御装置に記憶された制御プログラムを書き換えた後は、前記燃料電池の掃気を禁止することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の燃料電池車両の制御装置書換システム。

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