JP5633458B2 - Fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システムに係り、特に、燃料電池と負荷との間と、蓄電装置と負荷との間とに、それぞれ電圧変換器が設けられる燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system in which voltage converters are provided between a fuel cell and a load and between a power storage device and a load, respectively.

例えば、燃料電池を搭載する車両では、燃料電池のほかに蓄電装置を備え、燃料電池の始動の際、あるいは、燃料電池の出力だけでは車両が要求する電力をまかなえないとき、この蓄電装置から必要な電力を供給することが行われる。この場合、燃料電池も蓄電装置も、負荷である回転電機等の動作に適した電圧でないことも多いので、燃料電池と負荷の間に燃料電池コンバータ、すなわち燃料電池側の電圧変換器が設けられ、また蓄電装置と負荷との間にバッテリコンバータ、すなわち蓄電装置側の電圧変換器が設けられる。   For example, a vehicle equipped with a fuel cell is equipped with a power storage device in addition to the fuel cell, and is required from this power storage device when the fuel cell is started or when the power required by the vehicle cannot be provided by the fuel cell output alone. Power is supplied. In this case, since neither the fuel cell nor the power storage device is a voltage suitable for the operation of the rotating electrical machine as a load, a fuel cell converter, that is, a voltage converter on the fuel cell side is provided between the fuel cell and the load. In addition, a battery converter, that is, a voltage converter on the power storage device side is provided between the power storage device and the load.

例えば、特許文献1には、燃料電池と負荷の間に燃料電池コンバータ、バッテリと負荷の間にバッテリコンバータがそれぞれ設けられている燃料電池システムにおいて、例えば燃料電池コンバータを構成する主スイッチに過電流が流れ、スイッチング素子がオープン故障してしまうと、モータやバッテリに大電流が流れ、モータ等に接続されるインバータやバッテリに接続されるバッテリコンバータに過電圧が発生し、これによってインバータやバッテリコンバータ等も故障するいわゆる共連れ故障が発生することが指摘されている。ここでは、燃料電池コンバータに過電流が流れることを検出すると、インバータ電圧を、インバータやバッテリコンバータを構成する素子の破壊電圧よりも低い過電圧閾値以下に制限することが述べられている。   For example, in Patent Document 1, in a fuel cell system in which a fuel cell converter is provided between the fuel cell and the load and a battery converter is provided between the battery and the load, for example, an overcurrent is applied to the main switch constituting the fuel cell converter. If a switching element causes an open failure, a large current flows to the motor or battery, and an overvoltage is generated in the inverter connected to the motor or the battery converter connected to the battery. It has been pointed out that so-called co-failure occurs. Here, it is described that, when it is detected that an overcurrent flows through the fuel cell converter, the inverter voltage is limited to an overvoltage threshold lower than a breakdown voltage of elements constituting the inverter or the battery converter.

特開2009−283172号公報JP 2009-283172 A

特許文献1に述べられているように、燃料電池システムで負荷への電力供給の大半を担っている燃料電池コンバータに故障が発生し過電流等が生じると、いわゆる共連れ故障によってバッテリコンバータやインバータが故障することが生じる。そのような共連れ故障を回避するため、特許文献1のようにインバータ電圧を制限することもできるが、燃料電池コンバータの動作を遮断、すなわち停止し、それとともにバッテリコンバータの動作も遮断することが考えられる。   As described in Patent Document 1, when a failure occurs in a fuel cell converter that is responsible for most of the power supply to the load in the fuel cell system and an overcurrent or the like occurs, a battery converter or inverter is caused by a so-called combined failure. May break down. In order to avoid such a combined failure, the inverter voltage can be limited as in Patent Document 1, but the operation of the fuel cell converter is cut off, that is, the operation of the battery converter is cut off at the same time. Conceivable.

この場合に、燃料電池コンバータに故障が発生したときに燃料電池コンバータの動作を遮断することは、燃料電池コンバータの内部に適当なセンサを設けること等によって可能である。すなわち、センサ等を用いて、ハードウェア的に、すなわち、ソフトウェア的な時間経過を要せずに、故障検出とほぼ同時に、燃料電池コンバータの動作遮断を行うことが可能である。   In this case, it is possible to cut off the operation of the fuel cell converter when a failure occurs in the fuel cell converter, for example, by providing an appropriate sensor inside the fuel cell converter. That is, it is possible to shut off the operation of the fuel cell converter almost simultaneously with the failure detection by using a sensor or the like in hardware, that is, without requiring software time.

燃料電池コンバータの故障検出の結果を用いて、例えば、バッテリコンバータの動作遮断を行うことは容易ではない。すなわち、燃料電池コンバータの制御装置から上位の統合制御装置を経由してバッテリコンバータの制御装置に信号を伝送するのは、ソフトウェア的な信号処理を行うことから、時間遅れがかなり生じる可能性があるからである。   For example, it is not easy to cut off the operation of the battery converter using the result of the failure detection of the fuel cell converter. That is, when a signal is transmitted from the control device of the fuel cell converter to the control device of the battery converter via the higher-order integrated control device, since the signal processing is performed by software, there may be a considerable time delay. Because.

本発明の目的は、燃料電池側電圧変換器が故障しても、共連れ故障が発生することを抑制できる燃料電池システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of suppressing the occurrence of a combined failure even if a fuel cell side voltage converter fails.

本発明に係る燃料電池システムは、負荷に接続される燃料電池と、燃料電池と負荷との間に設けられ、燃料電池の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うFC電圧変換器と、燃料電池から負荷に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列接続される蓄電装置と、蓄電装置と負荷との間に設けられ、蓄電装置の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うバッテリ電圧変換器と、FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力するFCDC制御装置と、第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線と、FC遮断信号線に接続されるディジタル通信回線であって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号を、所定の制御装置に伝送する同時遮断信号線と、同時遮断信号線が接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を取得し、その取得に従ってバッテリ電圧変換器の動作を遮断するバッテリDC制御装置と、を備えることを特徴とする。 A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell connected to a load, and an FC voltage that is provided between the fuel cell and the load and performs voltage conversion between the voltage between the terminals of the fuel cell and the voltage on the load side. A converter, a power storage device provided in a discharge path from the fuel cell to the load, and connected in parallel with the fuel cell; provided between the power storage device and the load; a voltage between terminals of the power storage device and a voltage on the load side; Battery voltage converter that performs voltage conversion between the two and an FCDC control device that acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter and outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition An FC cutoff signal line for transmitting the first cutoff signal to the FC voltage converter, and a digital communication line connected to the FC cutoff signal line, wherein a second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal To the control device And blocking signal lines are simultaneously cut off the signal line connected, to obtain a second cut-off signal transmitted by the simultaneous cutoff signal lines, comprise a battery DC controller for interrupting the operation of the battery voltage converter, the according to the acquisition It is characterized by.

また、本発明に係る燃料電池システム負荷に接続される燃料電池と、燃料電池と負荷との間に設けられ、燃料電池の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うFC電圧変換器と、燃料電池から負荷に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列接続される蓄電装置と、蓄電装置と負荷との間に設けられ、蓄電装置の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うバッテリ電圧変換器と、FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力するFCDC制御装置と、第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線と、FC遮断信号線に接続されるディジタル通信回線であって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号を、所定の制御装置に伝送する同時遮断信号線と、同時遮断信号線が接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を取得し、その取得に従って負荷の動作を遮断する負荷制御装置を備えることを特徴とするThe fuel cell system according to the present invention performs a fuel cell connected to a load, provided between the fuel cell and the load, the voltage conversion between the terminal voltage and the load side of the voltage of the fuel cell An FC voltage converter, a power storage device provided in a discharge path from the fuel cell to the load, connected in parallel with the fuel cell, and provided between the power storage device and the load. A battery voltage converter that performs voltage conversion between the voltage and a FCDC that acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter and outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition A control device, an FC cutoff signal line for transmitting the first cutoff signal to the FC voltage converter, and a digital communication line connected to the FC cutoff signal line, wherein a second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal is received. , Transmit to a predetermined control device Simultaneously blocking signal lines that are connected simultaneously interrupted signal line, retrieves the second shut-off signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line, characterized in that it comprises a load control device for blocking the operation of the load in accordance with the acquisition .

また、本発明に係る燃料電池システム負荷に接続される燃料電池と、燃料電池と負荷との間に設けられ、燃料電池の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うFC電圧変換器と、燃料電池から負荷に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列接続される蓄電装置と、蓄電装置と負荷との間に設けられ、蓄電装置の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うバッテリ電圧変換器と、FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力するFCDC制御装置と、第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線と、FC遮断信号線に接続されるディジタル通信回線であって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号を、所定の制御装置に伝送する同時遮断信号線と、同時遮断信号線が接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を取得し、その取得に従って負荷の動作を遮断させる第3遮断信号を伝送する統合制御装置と、統合制御装置から伝送される第3遮断信号を取得し、その取得に従って負荷の動作を遮断する負荷制御装置と、を備えることを特徴とするThe fuel cell system according to the present invention performs a fuel cell connected to a load, provided between the fuel cell and the load, the voltage conversion between the terminal voltage and the load side of the voltage of the fuel cell An FC voltage converter, a power storage device provided in a discharge path from the fuel cell to the load, connected in parallel with the fuel cell, and provided between the power storage device and the load. A battery voltage converter that performs voltage conversion between the voltage and a FCDC that acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter and outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition A control device, an FC cutoff signal line for transmitting the first cutoff signal to the FC voltage converter, and a digital communication line connected to the FC cutoff signal line, wherein a second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal is received. , Transmit to a predetermined control device Simultaneously blocking signal lines that are connected simultaneously interrupted signal line, retrieves the second shut-off signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line, the integrated control device for transmitting a third shut-off signal for interrupting the operation of the load in accordance with the acquisition When obtains the third shut-off signal transmitted from the integrated control apparatus, for a load control device for interrupting the operation of the load in accordance with the acquisition, comprising: a.

また、本発明に係る燃料電池システムは、負荷に接続される燃料電池と、燃料電池と負荷との間に設けられ、燃料電池の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うFC電圧変換器と、燃料電池から負荷に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列接続される蓄電装置と、蓄電装置と負荷との間に設けられ、蓄電装置の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うバッテリ電圧変換器と、FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力するFCDC制御装置と、第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線と、FC遮断信号線に接続されるディジタル通信回線であって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号を、所定の制御装置に伝送する同時遮断信号線と、同時遮断信号線が接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を割込信号として取得し、その割込信号の取得に従って負荷の動作を遮断させる第3遮断信号を出力して伝送する統合制御装置と、統合制御装置から伝送される第3遮断信号を取得し、その取得に従って負荷の動作を遮断する負荷制御装置と、を備えることを特徴とする。
The fuel cell system according to the present invention is provided between a fuel cell connected to a load, and between the fuel cell and the load, and performs voltage conversion between the voltage between the terminals of the fuel cell and the voltage on the load side. An FC voltage converter, a power storage device provided in a discharge path from the fuel cell to the load, connected in parallel with the fuel cell, and provided between the power storage device and the load. A battery voltage converter that performs voltage conversion between the voltage and a FCDC that acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter and outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition A control device, an FC cutoff signal line for transmitting the first cutoff signal to the FC voltage converter, and a digital communication line connected to the FC cutoff signal line, wherein a second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal is received. , Transmit to a predetermined control device Simultaneously blocking signal lines that are connected simultaneously interrupted signal line, retrieves the second shut-off signal transmitted by the simultaneous interruption signal line as an interrupt signal, a third for interrupting the operation of the load in accordance with the acquisition of the interrupt signal An integrated control device that outputs and transmits a cut-off signal, and a load control device that acquires a third cut-off signal transmitted from the integrated control device and cuts off the operation of the load according to the acquisition .

本発明に係る燃料電池システムにおいて、負荷の動作を制御する負荷制御装置と、FCDC制御装置との間、負荷制御装置との間のそれぞれについて内部バスで接続され、燃料電池システムの動作を全体として制御する統合制御装置と、を備え、FCDC制御装置は、FC電圧変換器の故障を検出する故障信号の取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力し、故障信号がなくなったときに第1遮断信号の出力解除を行い、統合制御装置は、FCDC制御装置から、FC電圧変換器が第1遮断信号を出力したこと、および第1遮断信号の出力解除を行ったことに関する情報を受け取る受信手段と、受信手段が受け取った第1遮断信号に関する情報に基いて負荷制御装置に対する指令信号を生成する指令生成部と、内部バスを介して、生成された指令信号を負荷制御装置に伝送する送信手段と、を含むことが好ましい。   In the fuel cell system according to the present invention, the load control device that controls the operation of the load, the FCDC control device, and the load control device are connected by an internal bus, and the operation of the fuel cell system as a whole And an integrated control device for controlling, the FCDC control device outputs a first shut-off signal for shutting down the operation of the FC voltage converter according to acquisition of a fault signal for detecting a fault of the FC voltage converter, and the fault signal disappears The integrated control device relates to the fact that the FC voltage converter has output the first cutoff signal from the FCDC control device and that the output of the first cutoff signal has been released. A receiving means for receiving information, a command generating section for generating a command signal for the load control device based on the information on the first cutoff signal received by the receiving means, and an internal buffer Via a transmission unit for transmitting the generated command signal to the load control device preferably includes a.

本発明に係る燃料電池システムにおいて、受信手段は、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を受け取る入力端子と、指令生成部に接続される出力端子を有する入力バッファ回路であることが好ましい。   In the fuel cell system according to the present invention, the receiving means is preferably an input buffer circuit having an input terminal for receiving a second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line and an output terminal connected to the command generation unit. .

本発明に係る燃料電池システムにおいて、受信手段は、FCDC制御装置と統合制御装置とを接続する内部バスであることがこのましい。   In the fuel cell system according to the present invention, the receiving means is preferably an internal bus connecting the FCDC control device and the integrated control device.

本発明に係る燃料電池システムにおいて、指令生成部は、負荷の動作を遮断状態から駆動可能状態に復帰させる復帰指令信号を生成し、負荷制御装置に伝送される第2遮断信号について、生成した復帰指令出力信号を用いて、負荷制御装置への伝送を止める遮断信号停止回路を含むことが好ましい。   In the fuel cell system according to the present invention, the command generation unit generates a return command signal for returning the operation of the load from the cutoff state to the drivable state, and generates the return for the second cutoff signal transmitted to the load control device. It is preferable to include a cutoff signal stop circuit that stops transmission to the load control device using the command output signal.

本発明に係る燃料電池システムにおいて、統合制御装置は、第2遮断信号の伝送を受け取るために負荷制御装置に設けられる接続部の状態信号を統合制御装置に帰還する帰還信号線と、統合制御装置とFCDC制御装置との間の内部バスを経由してFCDC制御装置に応答信号を要求する断線テスト信号を出力し、FCDC制御装置から接続部と帰還信号線を介して統合制御装置に戻る応答信号の有無によって、FCDC制御装置から接続部に至る経路の断線の有無を判断する断線判断部と、を含むことが好ましい。   In the fuel cell system according to the present invention, the integrated control device includes a feedback signal line for returning a connection state signal provided in the load control device to the integrated control device to receive transmission of the second cutoff signal, and the integrated control device. A disconnection test signal for requesting a response signal to the FCDC control device via an internal bus between the FCDC control device and the FCDC control device, and a response signal returning from the FCDC control device to the integrated control device via the connection portion and the feedback signal line It is preferable to include a disconnection determination unit that determines whether or not there is a disconnection of the path from the FCDC control device to the connection unit depending on the presence or absence.

上記構成により、燃料電池システムは、FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力し、その第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線に、ディジタル通信回線である同時遮断信号線が接続される。そして、その同時遮断信号線によって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号が所定の制御装置に伝送される。このように、ソフトウェア的な信号処理を介さずに、FC遮断信号線に同時遮断信号線が接続されるので、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号がハードウェア的に、所定の制御装置に伝達されるので、処理の時間遅れによる共連れ故障を効果的に抑制できる。   With the above configuration, the fuel cell system acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter, outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition, and outputs the first cutoff signal. A simultaneous cutoff signal line, which is a digital communication line, is connected to the FC cutoff signal line transmitted to the FC voltage converter. And the 2nd interruption | blocking signal of the same content as a 1st interruption | blocking signal is transmitted to a predetermined | prescribed control apparatus by the simultaneous interruption | blocking signal line. In this way, since the simultaneous cutoff signal line is connected to the FC cutoff signal line without going through software-like signal processing, the second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal is given a predetermined control in hardware. Since it is transmitted to the apparatus, it is possible to effectively suppress a co-occurrence failure due to processing time delay.

また、燃料電池システムにおいて、同時遮断信号線は、バッテリDC制御装置に接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号によって、バッテリ電圧変換器の動作が遮断される。このようにして、ハードウェア的な第2遮断信号の伝送によって、FC電圧変換器が故障すると、ほぼ同時にバッテリ電圧変換器の動作を遮断することが可能になる。   In the fuel cell system, the simultaneous cutoff signal line is connected to the battery DC control device, and the operation of the battery voltage converter is cut off by the second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line. In this way, when the FC voltage converter fails due to the transmission of the hardware second cutoff signal, the operation of the battery voltage converter can be cut off almost simultaneously.

また、燃料電池システムにおいて、同時遮断信号線は、負荷制御装置に接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号によって、負荷の動作が遮断される。これによって、負荷による電力消費もほぼ同時に抑制されるので、燃料電池からの電力供給が途絶えることを補償するために蓄電装置から過剰に電力を持ち出すこともなく、電力バランスが崩れることを抑制でき、共連れ故障を抑制できる。   In the fuel cell system, the simultaneous cutoff signal line is connected to the load control device, and the operation of the load is cut off by the second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line. As a result, the power consumption by the load is also suppressed almost simultaneously, so that it is possible to suppress the loss of power balance without bringing excessive power from the power storage device to compensate for the interruption of power supply from the fuel cell, It is possible to suppress the accompanying failure.

また、燃料電池システムにおいて、同時遮断信号線は、統合制御装置に接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号によって、負荷の動作を遮断させる第3遮断信号が出力される。そして、この第3遮断信号が統合制御装置から負荷制御装置に伝送され、負荷制御装置は、この第3遮断信号によって、負荷の動作を遮断する。これによって、負荷による電力消費もほぼ同時に抑制されるので、蓄電装置における電力バランスが崩れることを抑制でき、共連れ故障を抑制できる。   In the fuel cell system, the simultaneous cutoff signal line is connected to the integrated control device, and a third cutoff signal for shutting down the operation of the load is output by the second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line. Then, the third cutoff signal is transmitted from the integrated control device to the load control device, and the load control device cuts off the operation of the load by the third cutoff signal. As a result, power consumption due to the load is also suppressed almost simultaneously, so that it is possible to prevent the power balance in the power storage device from being lost, and it is possible to suppress a collateral failure.

また、燃料電池システムにおいて、同時遮断信号線は、統合制御装置の割込信号検出機能の部分に接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を割込信号として取得し、その割込信号の取得に従って負荷の動作を遮断させる第3遮断信号を出力して負荷制御装置に伝送する。負荷制御装置は、この第3遮断信号によって、負荷の動作を遮断する。割込信号処理は、ソフトウェア的な処理ではあるが最優先の迅速な処理が実行されるので、負荷による電力消費もほぼ同時に抑制されるので、蓄電装置における電力バランスが崩れることを抑制でき、共連れ故障を抑制できる。   In the fuel cell system, the simultaneous cutoff signal line is connected to the interrupt signal detection function portion of the integrated control device, acquires the second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line as an interrupt signal, and A third cutoff signal for shutting down the operation of the load is output in accordance with the acquisition of the incoming signal and transmitted to the load control device. The load control device cuts off the operation of the load by the third cut-off signal. Although interrupt signal processing is software-like processing, rapid processing with the highest priority is executed, so that power consumption by the load is also suppressed at the same time. It is possible to suppress accompanying failures.

また、燃料電池システムにおいて、FCDC制御装置は、FC電圧変換器の故障信号を取得するとFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力し、故障信号がなくなったときに第1遮断信号の出力解除を行う。そして、統合制御装置は、FCDC制御装置から、FC電圧変換器が第1遮断信号を出力したこと、および第1遮断信号の出力解除を行ったことに関する情報を受け取り、それに基づいて、負荷制御装置に対する指令信号を生成し、内部バスを介して、負荷制御装置に伝送する。これによって、例えば、第1遮断信号の出力解除が行われたとき、統合制御装置の制御の下で負荷の駆動が可能になるようにできる。   Further, in the fuel cell system, the FCDC control device outputs a first cutoff signal for shutting down the operation of the FC voltage converter when acquiring the failure signal of the FC voltage converter, and the first cutoff signal when the failure signal disappears. Cancel the output of. The integrated control device receives from the FCDC control device information related to the fact that the FC voltage converter has output the first cutoff signal and that the output of the first cutoff signal has been canceled, and based on that information, the load control device Is generated and transmitted to the load control device via the internal bus. Thereby, for example, when the output of the first cutoff signal is released, the load can be driven under the control of the integrated control device.

また、燃料電池システムにおいて、受信手段は、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を受け取る入力端子と、指令生成部に接続される出力端子を有する入力バッファ回路である。ハードウェア的な入力バッファ回路を介して第2遮断信号が統合制御装置に伝送されるので、迅速に負荷制御装置に指令信号を与えることができる。   In the fuel cell system, the receiving means is an input buffer circuit having an input terminal for receiving a second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line and an output terminal connected to the command generation unit. Since the second cutoff signal is transmitted to the integrated control device via the hardware input buffer circuit, a command signal can be quickly given to the load control device.

また、燃料電池システムにおいて、受信手段は、FCDC制御装置と統合制御装置とを接続する内部バスである。既に設けられている内部バスを用いて、例えば、第1遮断信号の出力解除が行われたとき、統合制御装置の制御の下で負荷の駆動が可能になるようにできる。   In the fuel cell system, the receiving means is an internal bus that connects the FCDC control device and the integrated control device. For example, when the output of the first cutoff signal is canceled using the already provided internal bus, the load can be driven under the control of the integrated control device.

また、燃料電池システムにおいて、指令生成部は、負荷の動作を遮断状態から駆動可能状態に復帰させる復帰指令信号を生成し、これを用いて、負荷制御装置に伝送される第2遮断信号について負荷制御装置への伝送を止める。例えば、FC電圧変換器が故障中であっても、蓄電装置を用いて負荷を駆動できる場合に、この復帰指令信号を用いれば、負荷を駆動できる。   In the fuel cell system, the command generation unit generates a return command signal for returning the operation of the load from the cut-off state to the drivable state, and uses this to generate a load for the second cut-off signal transmitted to the load control device. Stop transmission to the controller. For example, even if the FC voltage converter is in failure, when the load can be driven using the power storage device, the load can be driven using this return command signal.

また、燃料電池システムにおいて、統合制御装置は、第2遮断信号の伝送を受け取るために負荷制御装置に設けられる接続部の状態信号を統合制御装置に帰還する帰還信号線を含む。そして、内部バスを経由してFCDC制御装置に応答信号を要求する断線テスト信号を出力し、FCDC制御装置から接続部と帰還信号線を介して統合制御装置に戻る応答信号の有無によって、FCDC制御装置から接続部に至る経路の断線の有無を判断する。これによって、信号系の信頼性を確保できる。   Further, in the fuel cell system, the integrated control device includes a feedback signal line that feeds back a state signal of a connection portion provided in the load control device to the integrated control device in order to receive transmission of the second cutoff signal. Then, a disconnection test signal for requesting a response signal is output to the FCDC control device via the internal bus, and the FCDC control is performed depending on the presence / absence of a response signal from the FCDC control device to the integrated control device via the connection unit and the feedback signal line It is determined whether or not there is a break in the path from the device to the connection. Thereby, the reliability of the signal system can be ensured.

本発明に係る実施の形態の燃料電池システムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the fuel cell system of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態の燃料電池システムの他の構成を説明する図である。It is a figure explaining the other structure of the fuel cell system of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態の燃料電池システムのさらに他の構成を説明する図である。It is a figure explaining the further another structure of the fuel cell system of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態の燃料電池システムの別の構成を説明する図である。It is a figure explaining another structure of the fuel cell system of embodiment which concerns on this invention. 図4の構成の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of the structure of FIG. 図4の構成の他の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the other modification of the structure of FIG. 図4の構成のさらに他の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the further another modification of the structure of FIG.

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、燃料電池システムを車両に搭載するものとして説明するが、車両以外の移動体に搭載するものでもよく、また、据え置き型の燃料電池システムであってもよい。また、燃料電池システムにおける負荷として、車両に搭載される2台の回転電機と、これに接続される2つのインバータを説明するが、燃料電池によって発電される電力等が供給されるものであればよく、回路、アクチュエータ、電気機器等を問わない。回転電機の台数等も2台以外のものであってもよい。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, the fuel cell system is described as being mounted on a vehicle. However, the fuel cell system may be mounted on a moving body other than the vehicle, or may be a stationary fuel cell system. Further, as a load in the fuel cell system, two rotating electric machines mounted on the vehicle and two inverters connected to the rotating electric machine will be described. However, as long as power generated by the fuel cell is supplied. Of course, it doesn't matter whether it's a circuit, an actuator or an electrical device. The number of rotating electrical machines may be other than two.

以下では、燃料電池システムに含まれる制御装置として、燃料電池側の電圧変換器の動作を制御するものと、蓄電装置側の電圧変換器の動作を制御するものと、これらの動作を全体として制御するものを説明するが、これらは説明のための例示であって、相互の間がソフトウェア的に信号処理する複数の制御機能を備えるものであればよい。すなわち、3つの制御装置でなくてもよく、また、そのうちの1つの制御装置の中に複数の制御機能が含まれるものであってもよい。   Below, as control devices included in the fuel cell system, those that control the operation of the voltage converter on the fuel cell side, those that control the operation of the voltage converter on the power storage device side, and these operations as a whole are controlled. However, these are merely examples for explanation, and may be provided with a plurality of control functions for performing signal processing between each other in software. That is, the number of control functions may not be three, and one control apparatus may include a plurality of control functions.

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。   Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.

図1は、車両に搭載される燃料電池システム10の構成を示す図である。特に、ここでは、燃料電池側の電圧変換器28に故障が生じたときに、他の電気機器等に共連れ故障が発生することを抑制するために必要な構成が示されている。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel cell system 10 mounted on a vehicle. In particular, here, there is shown a configuration necessary for suppressing the occurrence of a combined failure in other electric devices when a failure occurs in the voltage converter 28 on the fuel cell side.

この燃料電池システム10は、車両に搭載される電気的負荷である2つの回転電機40,42と、これらに接続される2つのインバータ36,38に必要な電力を供給するために、図1ではFCとして示されている燃料電池30と、蓄電装置20とを備えるシステムである。   The fuel cell system 10 supplies electric power necessary for two rotating electric machines 40 and 42, which are electric loads mounted on a vehicle, and two inverters 36 and 38 connected thereto, as shown in FIG. This is a system including a fuel cell 30 indicated as FC and a power storage device 20.

この燃料電池システム10は、2次電池である蓄電装置20と、燃料電池30とが負荷に対し並列に接続され、負荷との間に、図1ではBAT電圧変換器24として示される蓄電装置側の電圧変換器と、FC電圧変換器28として示される燃料電池側の電圧変換器を含む。そして、ここでは、FC電圧変換器28の動作を制御するものとして、図1ではFCDC−ECU50として示されるFC電圧変換器制御装置と、BAT電圧変換器24と2つのインバータ36,38の動作を制御するものとして、MG−ECU54として示されるBAT・MG制御装置と、PM−ECU56として示される統合制御装置が設けられる。   In the fuel cell system 10, a power storage device 20 as a secondary battery and a fuel cell 30 are connected in parallel to a load, and between the load, the power storage device side shown as a BAT voltage converter 24 in FIG. And a voltage converter on the fuel cell side shown as the FC voltage converter 28. In this example, the operation of the FC voltage converter 28 is controlled by the FC voltage converter control device shown as FCDC-ECU 50 in FIG. 1, the BAT voltage converter 24, and the operations of the two inverters 36 and 38. As a control, a BAT / MG control device shown as MG-ECU 54 and an integrated control device shown as PM-ECU 56 are provided.

蓄電装置20は、充放電可能な高電圧2次電池であって、例えば、燃料電池30の始動時、あるいは燃料電池30の出力が負荷の要求電力に不足するとき等に、負荷に電力を供給する機能を有する。なお、負荷とは、車両に搭載されて、電気エネルギで動作するものを指すので、2台の回転電機40,42、2つインバータ36,38以外にも、図1では図示されていないが、例えば、燃料電池30に関連して説明するように、燃料電池用の補機等も含むものである。   The power storage device 20 is a chargeable / dischargeable high-voltage secondary battery that supplies power to the load, for example, when the fuel cell 30 is started or when the output of the fuel cell 30 is insufficient for the required power of the load. Has the function of In addition, since a load refers to what is mounted on a vehicle and operates with electric energy, it is not shown in FIG. 1 in addition to the two rotating electrical machines 40 and 42 and the two inverters 36 and 38. For example, as will be described in connection with the fuel cell 30, it also includes an auxiliary device for the fuel cell.

このように、蓄電装置20は、燃料電池30とともに負荷に対して電力を供給する電力源となるものであるので、燃料電池30から負荷に至る放電経路に設けられて、燃料電池30に並列接続されて配置される。   As described above, the power storage device 20 serves as a power source that supplies power to the load together with the fuel cell 30, and thus is provided in a discharge path from the fuel cell 30 to the load and connected in parallel to the fuel cell 30. To be placed.

かかる蓄電装置20としては、例えば、約200Vから約300Vの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。なお、蓄電装置20はいわゆる高電圧バッテリであり、単にバッテリとして述べる場合には、この蓄電装置20を指すことが多い。したがって、以下では、蓄電装置20を必要に応じてバッテリと呼ぶものとする。   As the power storage device 20, for example, a lithium ion assembled battery or a nickel hydride assembled battery having a terminal voltage of about 200 V to about 300 V, a capacitor, or the like can be used. Note that the power storage device 20 is a so-called high voltage battery, and when simply described as a battery, the power storage device 20 is often referred to. Therefore, hereinafter, power storage device 20 is referred to as a battery as necessary.

BAT電圧変換器24は、蓄電装置20と負荷との間に設けられ、蓄電装置20の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行う機能を有するコンバータ回路である。BATは、蓄電装置20であるバッテリを示すBatteryの省略表記である。以下では、蓄電装置20に関することを、必要に応じてBATと呼ぶものとする。電圧変換器のことは、上記のように単にコンバータ、あるいはDC/DCコンバータと呼ばれることがあるので、BAT電圧変換器のことを、BATDC/DCコンバータと呼んでもよい。   The BAT voltage converter 24 is a converter circuit that is provided between the power storage device 20 and the load and has a function of performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the power storage device 20 and the voltage on the load side. BAT is an abbreviation for Battery indicating the battery that is the power storage device 20. Hereinafter, what is related to the power storage device 20 is referred to as BAT as necessary. Since the voltage converter is sometimes simply called a converter or a DC / DC converter as described above, the BAT voltage converter may be called a BATDC / DC converter.

かかるBAT電圧変換器24としては、リアクトルとスイッチング素子とを含む双方向型コンバータを用いることができる。BAT電圧変換器24の動作は、MG−ECU54に含まれるBATDC制御部によって制御される。なお、BATDCとは、上記のBATDC/DCコンバータを省略して表記したものである。   As such a BAT voltage converter 24, a bidirectional converter including a reactor and a switching element can be used. The operation of the BAT voltage converter 24 is controlled by a BATDC control unit included in the MG-ECU 54. Note that BATDC is expressed by omitting the BATDC / DC converter.

蓄電装置20と、BAT電圧変換器24との間に設けられる平滑コンデンサ22は、蓄電装置20側における電圧、電流の変動を抑制するために用いられる容量素子である。   The smoothing capacitor 22 provided between the power storage device 20 and the BAT voltage converter 24 is a capacitive element used to suppress fluctuations in voltage and current on the power storage device 20 side.

燃料電池30は、燃料電池セルを複数組み合わせて、約200Vから約300V程度の高電圧の発電電力を取り出せるように構成された一種の組電池で、燃料電池スタックと呼ばれる。ここで、各燃料電池セルは、アノード側に燃料ガスとして水素を供給し、カソード側に酸化ガスとして空気を供給し、固体高分子膜である電解質膜を通しての電池化学反応によって必要な電力を取り出す機能を有する。   The fuel cell 30 is a type of assembled battery configured to extract a high-voltage generated power of about 200 V to about 300 V by combining a plurality of fuel cells, and is called a fuel cell stack. Here, each fuel cell supplies hydrogen as a fuel gas to the anode side, supplies air as an oxidizing gas to the cathode side, and takes out necessary power by a battery chemical reaction through an electrolyte membrane that is a solid polymer membrane. It has a function.

燃料ガス供給源32は、ここでは燃料ガスである水素を、燃料電池30の運転に応じた圧力と流量で燃料電池30のアノード側に供給する機能を有するものである。燃料ガス供給源32は、高圧水素タンク、レギュレータ、その他の要素を含んで構成される。   Here, the fuel gas supply source 32 has a function of supplying hydrogen, which is a fuel gas, to the anode side of the fuel cell 30 at a pressure and a flow rate corresponding to the operation of the fuel cell 30. The fuel gas supply source 32 includes a high-pressure hydrogen tank, a regulator, and other elements.

酸化ガス供給源34は、ここでは酸化ガスである酸素を含む大気を、燃料電池30の運転に応じた圧力と流量に調整して、燃料電池30のカソード側に供給する機能を有するものである。燃料ガス供給源32は、大気を取り込むフィルタ、エアコンプレッサ、その他の要素を含んで構成される。   The oxidizing gas supply source 34 here has a function of adjusting the atmosphere containing oxygen, which is an oxidizing gas, to a pressure and a flow rate according to the operation of the fuel cell 30 and supplying them to the cathode side of the fuel cell 30. . The fuel gas supply source 32 includes a filter that takes in the atmosphere, an air compressor, and other elements.

なお、燃料電池30の運転には、上記燃料ガス供給源32、酸化ガス供給源34のほかに、酸化ガス等を適当な湿度に保持する加湿器、使用済みガスを処理して排気する希釈器、冷却ポンプを含む冷却系、これらに付随する各種制御弁等が用いられる。これらのうち、電力供給によって作動する機器は、燃料電池用補機と呼ばれることがあるが、これらの機器の電力も、燃料電池30、蓄電装置20から適当な電圧に変換されたものが供給される。これらの機器の動作電圧は、回転電機40,42の動作電圧より低いので、BAT電圧変換器24、FC電圧変換器28とは別の低電圧用の電圧変換器が用いられる。   For the operation of the fuel cell 30, in addition to the fuel gas supply source 32 and the oxidizing gas supply source 34, a humidifier that keeps the oxidizing gas or the like at an appropriate humidity, and a diluter that processes and exhausts the used gas. , A cooling system including a cooling pump, various control valves associated therewith, and the like are used. Among these, devices that operate by supplying power are sometimes referred to as fuel cell auxiliary devices, but the power of these devices is supplied from the fuel cell 30 and the power storage device 20 after being converted to appropriate voltages. The Since the operating voltage of these devices is lower than the operating voltage of the rotating electrical machines 40 and 42, a low-voltage voltage converter different from the BAT voltage converter 24 and the FC voltage converter 28 is used.

FC電圧変換器28は、燃料電池30と負荷との間に設けられ、燃料電池30の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行う機能を有するコンバータ回路である。FCは、燃料電池30を示すFuel Cellの省略表記である。以下では、燃料電池30に関することを、必要に応じてFCと呼ぶものとする。   The FC voltage converter 28 is a converter circuit that is provided between the fuel cell 30 and the load, and has a function of performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the fuel cell 30 and the voltage on the load side. FC is an abbreviation for Fuel Cell indicating the fuel cell 30. Hereinafter, the fuel cell 30 is referred to as FC as necessary.

かかるFC電圧変換器28としては、BAT電圧変換器24と同様に、リアクトルとスイッチング素子とを含む双方向型コンバータを用いることができる。FC電圧変換器28の動作は、FCDC−ECU50によって制御される。なお、FCDCとは、上記のBATDCと同様に、FCDC/DCコンバータを省略して表記したものである。   As the FC voltage converter 28, a bidirectional converter including a reactor and a switching element can be used as in the BAT voltage converter 24. The operation of the FC voltage converter 28 is controlled by the FCDC-ECU 50. Note that FCDC is abbreviated as FCDC / DC converter, similar to the above BATDC.

FC電圧変換器28と、BAT電圧変換器24との間に設けられる平滑コンデンサ26は、蓄電装置20と燃料電池30とを含む電源部と負荷との間に設けられ、電源部と負荷との間における電圧、電流の変動を抑制するために用いられる容量素子である。平滑コンデンサ26は、FC電圧変換器28と、BAT電圧変換器24とを接続するための共通の正極側母線と負極側母線との間に配置接続される。   A smoothing capacitor 26 provided between the FC voltage converter 28 and the BAT voltage converter 24 is provided between a power supply unit including the power storage device 20 and the fuel cell 30 and a load. It is a capacitive element used for suppressing fluctuations in voltage and current between the two. The smoothing capacitor 26 is disposed and connected between a common positive side bus and a negative side bus for connecting the FC voltage converter 28 and the BAT voltage converter 24.

2つのインバータ36,38は、MG−ECU54の制御の下で、高電圧直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機40,42に供給する機能と、逆に回転電機40,42からの交流三相回生電力を高電圧直流充電電力に変換する機能とを有する回路である。図1では、2つの回転電機40,42をMG1、MG2と示すように区別することに対応し、MG1として示される回転電機40に接続される方を、MG1インバータ36、MG2として示される回転電機42に接続される方を、MG2インバータ38としてある。   The two inverters 36 and 38 convert the high-voltage DC power into AC three-phase drive power under the control of the MG-ECU 54 and supply it to the rotating electrical machines 40 and 42, and conversely from the rotating electrical machines 40 and 42. This is a circuit having a function of converting the AC three-phase regenerative power into high-voltage DC charging power. In FIG. 1, it corresponds to distinguishing two rotary electric machines 40 and 42 as shown as MG1 and MG2, and the one connected to the rotary electric machine 40 shown as MG1 is the rotary electric machine shown as MG1 inverter 36 and MG2. The one connected to 42 is an MG2 inverter 38.

かかる2つのインバータ36,38は、スイッチング素子とダイオード等を含む回路で構成することができる。2つのインバータ36,38の動作は、MG−ECU54に含まれる負荷制御部によって制御される。   The two inverters 36 and 38 can be configured by a circuit including a switching element and a diode. The operations of the two inverters 36 and 38 are controlled by a load control unit included in the MG-ECU 54.

2つの回転電機40,42は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ(M/G)であって、電力が供給されるときはモータとして機能し、制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。   The two rotating electrical machines 40 and 42 are motor generators (M / G) mounted on the vehicle, functioning as motors when electric power is supplied and functioning as generators during braking. Electric.

図1では、2つの回転電機40,42を区別して、MG1として示される回転電機40と、MG2として示される回転電機42が図示されている。例えば、燃料電池システム10が搭載される車両がエンジンを備えていないときは、MG1として示される回転電機40を前輪駆動用、MG2として示される回転電機42を後輪駆動用とすることができる。エンジンを搭載する車両のときは、MG1として示される回転電機40は、エンジンに接続され、主として発電機として用いられて交流電力を発電し、MG1インバータ36によって直流電力に変換されて蓄電装置20を充電する機能を有する。MG2として示される回転電機42は、主として車両の力行時の走行駆動に用いられ、燃料電池30、蓄電装置20の直流電力をMG2インバータ38によって変換された交流電力によって作動する機能を有する。また、回転電機42は、車両の制動時にはその回生エネルギを回収して、MG2インバータ38によって直流電力に変換し蓄電装置20を充電する機能も有する。このときには、回転電機42は発電機として機能することになる。   In FIG. 1, the two rotating electrical machines 40 and 42 are distinguished from each other, and the rotating electrical machine 40 indicated as MG1 and the rotating electrical machine 42 indicated as MG2 are illustrated. For example, when the vehicle on which the fuel cell system 10 is mounted does not include an engine, the rotating electrical machine 40 shown as MG1 can be used for front wheel driving, and the rotating electrical machine 42 shown as MG2 can be used for rear wheel driving. In the case of a vehicle equipped with an engine, the rotating electrical machine 40 shown as MG1 is connected to the engine, and is mainly used as a generator to generate AC power, and is converted into DC power by the MG1 inverter 36. Has the function of charging. The rotating electrical machine 42 shown as MG2 is mainly used for driving driving during powering of the vehicle, and has a function of operating DC power of the fuel cell 30 and the power storage device 20 by AC power converted by the MG2 inverter 38. The rotating electrical machine 42 also has a function of recovering the regenerative energy during braking of the vehicle, converting it into DC power by the MG2 inverter 38, and charging the power storage device 20. At this time, the rotating electrical machine 42 functions as a generator.

次に、燃料電池システム10に用いられる制御装置について説明する。燃料電池システム10は、制御装置として、複数の電気制御ユニット(Electric Control Unit:ECU)を備える。ここでは、FC電圧変換器28に故障が発生したときにとられる処理に関連するものとして、FCDC−ECU50と、MG−ECU54と、PM−ECU56が示されている。また、図1では、各制御装置について、FC電圧変換器28に故障が発生したときにとられる処理に関連する要素のみを抜き出して示してある。これらの制御装置は、車両搭載に適したコンピュータで構成できる。   Next, a control device used in the fuel cell system 10 will be described. The fuel cell system 10 includes a plurality of electric control units (ECUs) as control devices. Here, the FCDC-ECU 50, the MG-ECU 54, and the PM-ECU 56 are shown as related to the processing that is taken when a failure occurs in the FC voltage converter 28. Further, in FIG. 1, for each control device, only elements related to processing that is taken when a failure occurs in the FC voltage converter 28 are shown. These control devices can be configured by a computer suitable for mounting on a vehicle.

FCDC−ECU50は、FC電圧変換器28の動作を制御する機能を有する制御装置である。すなわち、利用者が要求する車両の状態に応じて、燃料電池30によって発電される電力を適当な電圧の電力に変換し、負荷に供給する機能を有する。具体的には、FC電圧変換器28を構成するスイッチング素子のオンオフのタイミング等を制御して、燃料電池30の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行わせる処理を実行する。   The FCDC-ECU 50 is a control device having a function of controlling the operation of the FC voltage converter 28. That is, it has a function of converting the electric power generated by the fuel cell 30 into electric power of an appropriate voltage and supplying it to the load according to the state of the vehicle requested by the user. Specifically, the process of controlling the ON / OFF timing of the switching elements constituting the FC voltage converter 28 and performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the fuel cell 30 and the voltage on the load side is executed. .

FC電圧変換器28に故障が発生したときの処理は、以下の内容で実行される。すなわち、FC電圧変換器28には、スイッチング素子の短絡故障、オープン故障等で、過大電圧、過少電圧、過大電流、過少電流等の状態となることを検出するための各種センサ等が設けられる。そして、これらのセンサの検出データは、検出信号線70によってFCDC−ECU52を構成するFCDC−CPU52に伝送される。   Processing when a failure occurs in the FC voltage converter 28 is executed with the following contents. In other words, the FC voltage converter 28 is provided with various sensors for detecting the occurrence of an overvoltage, undervoltage, overcurrent, undercurrent, etc. due to a short circuit failure, an open failure, or the like of the switching element. The detection data of these sensors is transmitted to the FCDC-CPU 52 that constitutes the FCDC-ECU 52 through the detection signal line 70.

FCDC−CPU52は、高速論理演算等を実行するプロセッサで、ここで、各種センサの検出値に基いて、FC電圧変換器28に故障が発生したか否かの判断が行われる。FCDC−CPU52によってFC電圧変換器28に故障が発生したと判断されると、FC電圧変換器28の動作を遮断する第1遮断信号が出力される。   The FCDC-CPU 52 is a processor that executes a high-speed logic operation or the like. Here, it is determined whether or not a failure has occurred in the FC voltage converter 28 based on detection values of various sensors. When the FCDC-CPU 52 determines that a failure has occurred in the FC voltage converter 28, a first cutoff signal for shutting down the operation of the FC voltage converter 28 is output.

FC遮断信号線73は、FCDC−CPU52が出力する第1遮断信号をFC電圧変換器28側に伝送するための信号線である。第1遮断信号が1つの場合は、FC遮断信号線73は1本ですむので、これをFC電圧変換器28の動作遮断スイッチ等の動作遮断手段に、直接に接続するものとしてもよい。このときには、FCDC−CPU52が出力した第1遮断信号そのもので、FC電圧変換器28の動作を直接的に遮断することができる。   The FC cutoff signal line 73 is a signal line for transmitting the first cutoff signal output from the FCDC-CPU 52 to the FC voltage converter 28 side. When there is only one first cutoff signal, only one FC cutoff signal line 73 is required, and this may be directly connected to an operation cutoff means such as an operation cutoff switch of the FC voltage converter 28. At this time, the operation of the FC voltage converter 28 can be directly cut off by the first cut-off signal itself output from the FCDC-CPU 52.

FC電圧変換器28に設けられる故障検出のためのセンサが複数ある場合には、第1遮断信号を1つにまとめずに、FC電圧変換器28に備えられる各種センサの検出信号ごととすることがよい。こうすることで、各種センサの間で故障検出のタイミングにずれがあっても、最初に検出した信号をそのまま第1遮断信号に含めることができる。図1の例では、4本の検出信号線70に対応して、FCDC−CPU52から4本のFC遮断信号線73が出ていることが示されている。この4本のFC遮断信号線のそれぞれは、4本の検出信号線70を介して伝送された4つの検出信号のそれぞれに対応する第1遮断信号を伝達するためのものである。   When there are a plurality of failure detection sensors provided in the FC voltage converter 28, the first cutoff signal is not combined into one, but for each detection signal of various sensors provided in the FC voltage converter 28. Is good. By doing so, even if there is a difference in failure detection timing between various sensors, the first detected signal can be included in the first cutoff signal as it is. In the example of FIG. 1, four FC cutoff signal lines 73 are output from the FCDC-CPU 52 corresponding to the four detection signal lines 70. Each of the four FC cutoff signal lines is for transmitting a first cutoff signal corresponding to each of the four detection signals transmitted via the four detection signal lines 70.

4本のFC遮断信号線73は、OR回路に接続される。このようにすることで、FCDC−CPUが出力した4つの第1遮断信号が、それぞれの故障検出タイミングがそのまま保存されて伝送され、その中で最初に故障を検出したタイミングで、OR回路から制御信号が出力される。制御信号線72は、OR回路とFC電圧変換器の動作遮断手段とを直接的に接続する信号線である。   The four FC cutoff signal lines 73 are connected to the OR circuit. In this way, the four first cutoff signals output from the FCDC-CPU are transmitted with their respective failure detection timings stored as they are, and are controlled from the OR circuit at the timing at which the failure is first detected. A signal is output. The control signal line 72 is a signal line that directly connects the OR circuit and the operation cutoff means of the FC voltage converter.

このような構成によって、FC電圧変換器28における各種センサの検出値は、それぞれの専用の検出信号線70でFCDC−CPU52に伝送されて、ここで例えば予め設定されている故障判断閾値と比較され、ディジタル値の第1遮断信号がそれぞれ故障検出のタイミングに従って個別に出力される。そして、これ以降は、(個別のFC遮断信号線73)−OR回路−(1本の制御信号線72)−(FC電圧変換器28の動作遮断手段)と、ハードウェアによって第1遮断信号が伝達される。したがって、FCDC−CPU52においてFC電圧変換器28の故障を検出するのとほぼ同時に、FC電圧変換器28の動作を遮断することができる。   With such a configuration, the detection values of the various sensors in the FC voltage converter 28 are transmitted to the FCDC-CPU 52 through the respective dedicated detection signal lines 70, where they are compared with, for example, a preset failure determination threshold value. The first cut-off signal having a digital value is individually output in accordance with the failure detection timing. After this, the first cutoff signal is sent by (individual FC cutoff signal line 73) -OR circuit- (one control signal line 72)-(operation cutoff means of FC voltage converter 28) and hardware. Communicated. Therefore, the operation of the FC voltage converter 28 can be cut off almost simultaneously with the detection of the failure of the FC voltage converter 28 in the FCDC-CPU 52.

FCDC−ECU50において、4本の同時遮断信号線74は、FC電圧変換器28が故障してその動作が遮断されるときに、BAT電圧変換器24、2つのインバータ36,38をほぼ同時に遮断するための信号を伝送するための信号線である。具体的には、4本の同時遮断信号線74は、4本のFC遮断信号線73のそれぞれに接続されるディジタル通信回線である。すなわち、同時遮断信号線74は、第1遮断信号と同じ内容の信号を、BAT電圧変換器24、2つのインバータ36,38の動作を遮断できる制御装置に伝送する機能を有する。この第1遮断信号と同じ内容の信号のことを、第1遮断信号と区別して、第2遮断信号と呼ぶことにすると、同時遮断信号線74は、第2遮断信号を伝達する信号線である。   In the FCDC-ECU 50, the four simultaneous cut-off signal lines 74 cut off the BAT voltage converter 24 and the two inverters 36 and 38 almost simultaneously when the FC voltage converter 28 fails and its operation is cut off. It is a signal line for transmitting the signal for. Specifically, the four simultaneous cutoff signal lines 74 are digital communication lines connected to each of the four FC cutoff signal lines 73. That is, the simultaneous cutoff signal line 74 has a function of transmitting a signal having the same content as the first cutoff signal to a control device that can cut off the operations of the BAT voltage converter 24 and the two inverters 36 and 38. If the signal having the same content as the first cutoff signal is distinguished from the first cutoff signal and referred to as a second cutoff signal, the simultaneous cutoff signal line 74 is a signal line for transmitting the second cutoff signal. .

4本のFC遮断信号線73がOR回路に入力されたように、ここでも、4本の同時遮断信号線74がOR回路に入力される。このようにすることで、FCDC−CPUが出力した4つの第1遮断信号と同じ内容の4つの第2遮断信号について、それぞれの故障検出タイミングがそのまま保存されて伝送され、その中で最初に故障を検出したタイミングで、OR回路から制御信号が出力される。OR回路は単純なハードウェアであるので、これを経由した制御信号線80は、第2遮断信号と同等の制御信号を伝送する信号線で、同時遮断信号線74と同等の信号線である。制御信号線80は、図1の場合、次に説明するMG−ECU54に接続される。   Just as the four FC cutoff signal lines 73 are input to the OR circuit, the four simultaneous cutoff signal lines 74 are also input to the OR circuit. By doing so, the failure detection timings of the four second cutoff signals having the same contents as the four first cutoff signals output from the FCDC-CPU are stored and transmitted as they are, and the first failure among them is transmitted. A control signal is output from the OR circuit at the timing at which is detected. Since the OR circuit is simple hardware, the control signal line 80 via the OR circuit is a signal line that transmits a control signal equivalent to the second cutoff signal, and is a signal line equivalent to the simultaneous cutoff signal line 74. In the case of FIG. 1, the control signal line 80 is connected to an MG-ECU 54 described below.

MG−ECU54は、2つの機能を有する制御装置である。1つの機能は、BAT電圧変換器24の動作を制御する機能である。この機能を実行する部分がBATDC制御部あるいはバッテリDC制御装置と呼ぶことができる部分である。もう1つの機能は、負荷である2つのインバータ36,38の動作を制御する機能である。この機能を実行する部分が負荷制御部あるいは負荷制御装置と呼ぶことができる部分である。   The MG-ECU 54 is a control device having two functions. One function is a function for controlling the operation of the BAT voltage converter 24. The part that executes this function is a part that can be called a BATDC control unit or a battery DC control device. Another function is a function of controlling operations of the two inverters 36 and 38 that are loads. The part that executes this function is a part that can be called a load control unit or a load control device.

MG−ECU54に含まれるBATDC制御部は、上記のように、BAT電圧変換器24の動作を制御する機能を有する。すなわち、燃料電池30の始動時、燃料電池30の出力が車両に要求される要求出力値に不足するとき等に、燃料電池30の状態等に応じて、蓄電装置20の出力電力を適当な電圧の電力に変換し、負荷に供給する機能を有する。具体的には、BAT電圧変換器24を構成するスイッチング素子のオンオフのタイミング等を制御して、蓄電装置20の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行わせる処理を実行する。   The BATDC control unit included in the MG-ECU 54 has a function of controlling the operation of the BAT voltage converter 24 as described above. That is, when the fuel cell 30 is started, when the output of the fuel cell 30 is insufficient to the required output value required for the vehicle, the output power of the power storage device 20 is set to an appropriate voltage according to the state of the fuel cell 30 and the like. It has the function of converting to the power of and supplying to the load. Specifically, the process of controlling the on / off timing of the switching elements constituting the BAT voltage converter 24 and performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the power storage device 20 and the voltage on the load side is executed. .

MG−ECU54に含まれる負荷制御部は、上記のように、2つのインバータ36,38の動作を制御する機能を有する。すなわち、利用者が要求する車両の状態に応じた回転電機40,42の駆動状態となるように、2つのインバータ36,38の動作状態を制御する。具体的には、2つのインバータ36,38のそれぞれについて、それらを構成するスイッチング素子のオンオフのタイミング等を制御して、回転電機40,42の駆動信号の制御を行う。   The load control unit included in the MG-ECU 54 has a function of controlling the operations of the two inverters 36 and 38 as described above. That is, the operating states of the two inverters 36 and 38 are controlled so that the rotating electrical machines 40 and 42 are driven according to the vehicle state requested by the user. Specifically, for each of the two inverters 36 and 38, the on / off timings of the switching elements constituting them are controlled to control the drive signals of the rotating electrical machines 40 and 42.

MG−ECU54において、FC電圧変換器28に故障が発生したときの処理は、以下の内容で実行される。すなわち、FCDC−ECU50の4本の同時遮断信号線74が入力されるOR回路から出力される制御信号が伝送される制御信号線80が、3つのOR回路のそれぞれの入力側に接続される。   In the MG-ECU 54, processing when a failure occurs in the FC voltage converter 28 is executed as follows. That is, the control signal line 80 to which the control signal output from the OR circuit to which the four simultaneous cutoff signal lines 74 of the FCDC-ECU 50 are input is connected to the input side of each of the three OR circuits.

1つのOR回路は、BATDC制御部に属するもので、その出力がBAT電圧変換器24の動作遮断スイッチ等の動作遮断手段に接続される回路である。図1の例では、2入力OR回路とされ、その一方側の入力端子に制御信号線80が接続される。もう一方の入力端子には、図示されていないが、BATDC制御部内で形成される遮断制御信号が入力されるものとできる。このような遮断制御信号が形成されないときは、制御信号線80を直接的にBAT電圧変換器24の動作遮断手段に接続するものとできる。   One OR circuit belongs to the BATDC control unit, and its output is connected to an operation cutoff means such as an operation cutoff switch of the BAT voltage converter 24. In the example of FIG. 1, a two-input OR circuit is used, and a control signal line 80 is connected to one input terminal thereof. Although not shown in the figure, the other input terminal can receive a cutoff control signal formed in the BATDC control unit. When such a cutoff control signal is not formed, the control signal line 80 can be directly connected to the operation cutoff means of the BAT voltage converter 24.

他の2つのOR回路は、負荷制御部に属するもので、それぞれの出力が、2つのインバータ36,38のそれぞれの動作遮断手段に接続される回路である。これら2つのOR回路は、図1の例では、2入力OR回路とされ、その一方側の入力端子に、制御信号線80がそれぞれ接続される。もう一方の入力端子には、次に説明するPM−ECU56からの統合制御信号線76がそれぞれ接続される。   The other two OR circuits belong to the load control unit, and their outputs are connected to the respective operation shut-off means of the two inverters 36 and 38. In the example of FIG. 1, these two OR circuits are two-input OR circuits, and a control signal line 80 is connected to one input terminal thereof. An integrated control signal line 76 from the PM-ECU 56 described below is connected to the other input terminal.

上記のように、制御信号線80によって伝送される第2遮断信号は、第1遮断信号と同じ内容の信号である。したがって、例えば、BAT電圧変換器24には、(制御信号線80)−OR回路−(BAT電圧変換器24の動作遮断手段)と、ハードウェアによって第2遮断信号が伝達される。したがって、FCDC−CPU52においてFC電圧変換器28の故障を検出するのとほぼ同時に、BAT電圧変換器24の動作を遮断することができる。   As described above, the second cutoff signal transmitted through the control signal line 80 is a signal having the same content as the first cutoff signal. Therefore, for example, the second cutoff signal is transmitted to the BAT voltage converter 24 by (control signal line 80) -OR circuit- (operation cutoff means of the BAT voltage converter 24) and hardware. Therefore, the operation of the BAT voltage converter 24 can be cut off almost simultaneously with the detection of the failure of the FC voltage converter 28 in the FCDC-CPU 52.

同様に、インバータ36には、(制御信号線80)−OR回路−(インバータ36の動作遮断手段)と、ハードウェアによって第2遮断信号が伝達され、インバータ38にも、(制御信号線80)−OR回路−(インバータ38の動作遮断手段)と、ハードウェアによって第2遮断信号が伝達される。したがって、FCDC−CPU52においてFC電圧変換器28の故障を検出するのとほぼ同時に、2つのインバータ36,38の動作が遮断され、これによって、2つの回転電機40,42の動作も遮断される。   Similarly, a second cutoff signal is transmitted to the inverter 36 by (control signal line 80) -OR circuit- (operation cutoff means of the inverter 36) and hardware, and the inverter 38 also receives (control signal line 80). -OR circuit- (the operation cutoff means of the inverter 38) and the second cutoff signal are transmitted by hardware. Accordingly, the operations of the two inverters 36 and 38 are cut off almost simultaneously with the detection of the failure of the FC voltage converter 28 in the FCDC-CPU 52, whereby the operations of the two rotating electric machines 40 and 42 are also cut off.

このように、第2遮断信号によって、負荷である2つのインバータ36,38、2つの回転電機40,42の動作が遮断される。これによって、負荷による電力消費もほぼ同時に抑制されるので、燃料電池30からの電力供給が途絶えることを補償するために蓄電装置20から過剰に電力を持ち出すこともなく、電力バランスが崩れることを抑制でき、共連れ故障を抑制できる。   In this way, the operations of the two inverters 36 and 38 and the two rotating electric machines 40 and 42 that are loads are interrupted by the second cutoff signal. As a result, power consumption due to the load is also suppressed almost at the same time, so that excessive power is not taken from the power storage device 20 to compensate for the interruption of the power supply from the fuel cell 30, and the power balance is prevented from being lost. Yes, it is possible to suppress the accompanying failure.

PM−ECU56は、燃料電池システム10の動作を全体として統合的に制御する統合制御装置である。図1では、FCDC−ECU50の動作と、MG−ECU54の動作を統合的に制御する制御装置として示されている。PM−ECU56とFCDC−ECU50の間、PM−ECU56とMG−ECU54の間は、内部バスで接続され、ソフトウェア的な信号処理によって各種の信号の伝送が行われる。   The PM-ECU 56 is an integrated control device that integrally controls the operation of the fuel cell system 10 as a whole. In FIG. 1, it is shown as a control device that controls the operation of the FCDC-ECU 50 and the operation of the MG-ECU 54 in an integrated manner. The PM-ECU 56 and the FCDC-ECU 50, and the PM-ECU 56 and the MG-ECU 54 are connected by an internal bus, and various signals are transmitted by software signal processing.

燃料電池システム10における異常検出を処理する機能として、PM−ECU56に含まれるPM−CPU60には、異常割込検出・出力部60が設けられる。この異常割込検出・出力部は、燃料電池システム10において異常状態検出信号が出力されると、他のタスク処理に割り込んでその異常状態検出尊号を取得し、それに応じて遮断信号を出力する機能を有する。   As a function of processing abnormality detection in the fuel cell system 10, the PM-CPU 60 included in the PM-ECU 56 is provided with an abnormality interrupt detection / output unit 60. This abnormal interrupt detection / output unit, when an abnormal state detection signal is output in the fuel cell system 10, interrupts other task processing to acquire the abnormal state detection value, and outputs a cutoff signal accordingly. Have

PM−ECU56においては、図1に示されるように、この遮断信号がOR回路に入力され、他の制御信号と比較されてタイミングの速い方が出力される。通常は、異常割込検出・出力部60からの遮断信号が速いタイングで出力されるので、このOR回路からの出力は多くの場合、この異常割込検出・出力部60からの遮断信号である。そこで、このOR回路の出力信号を、上記の第1遮断信号、第2遮断信号と区別して、第3遮断信号と呼ぶことができる。統合制御信号線76は、この第3遮断信号が伝送される信号線である。この統合制御信号線76が、MG−ECU54に含まれる負荷制御部の2つのOR回路にそれぞれ入力される。   In PM-ECU 56, as shown in FIG. 1, this cutoff signal is input to the OR circuit, and compared with other control signals, the one with the earlier timing is output. Normally, since the interruption signal from the abnormal interrupt detection / output unit 60 is output with fast ting, the output from this OR circuit is often the interruption signal from this abnormal interrupt detection / output unit 60. . Therefore, the output signal of the OR circuit can be referred to as a third cutoff signal in distinction from the first cutoff signal and the second cutoff signal. The integrated control signal line 76 is a signal line through which the third cutoff signal is transmitted. The integrated control signal line 76 is input to each of two OR circuits of the load control unit included in the MG-ECU 54.

このように、異常割込検出・出力部60から出力される信号に基く第3遮断信号がMG−ECU54に含まれる負荷制御部の2つのOR回路にそれぞれ入力されるが、異常割込検出・出力部60までの信号伝送に時間がかかるので、制御信号線80によって伝送される第2遮断信号の方が速く伝送される。したがって、図1の例では、異常割込検出・出力部60はほとんど機能していないことになる。   As described above, the third interruption signal based on the signal output from the abnormal interrupt detection / output unit 60 is input to the two OR circuits of the load control unit included in the MG-ECU 54, respectively. Since signal transmission to the output unit 60 takes time, the second cutoff signal transmitted through the control signal line 80 is transmitted faster. Therefore, in the example of FIG. 1, the abnormal interrupt detection / output unit 60 hardly functions.

上記のように、PM−ECU56とFCDC−ECU50の間、PM−ECU56とMG−ECU54の間は、内部バスで接続されている。このように内部バスを用いて、FCDC−ECU50からのFC電圧変換器28の故障検出信号を、PM−ECU56を経由してMG−ECU54に伝送すると、その伝送に要する時間によっては、共連れ故障が生じることがあり、これが本発明の解決しようとする課題である。上記のように、FC遮断信号線73に同時遮断信号線74を接続し、同時遮断信号線74によって伝送される第2遮断信号を制御信号線80によって、ハードウェア的に、MG−ECU54に伝送することで、この課題が解決される。   As described above, the PM-ECU 56 and the FCDC-ECU 50 and the PM-ECU 56 and the MG-ECU 54 are connected by the internal bus. As described above, when the failure detection signal of the FC voltage converter 28 from the FCDC-ECU 50 is transmitted to the MG-ECU 54 via the PM-ECU 56 using the internal bus, depending on the time required for the transmission, it is a common failure. This is a problem to be solved by the present invention. As described above, the simultaneous cutoff signal line 74 is connected to the FC cutoff signal line 73, and the second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line 74 is transmitted to the MG-ECU 54 by the control signal line 80 in hardware. This solves this problem.

上記では、同時遮断信号線74が接続されるOR回路の出力が伝送される制御信号線80が、直接的に、MG−ECU54の3つのOR回路に接続されるものとして説明した。図2は、その制御信号線80に代えて、同時遮断信号線74が接続されるOR回路の出力が伝送される制御信号線82が、直接的に、PM−ECU56における統合制御信号線76を出力とするOR回路に接続する構成を有する燃料電池システム12を示す図である。制御信号線82は、制御信号線80と同様に、同時遮断信号線74と同等の制御信号線である。   In the above description, it is assumed that the control signal line 80 to which the output of the OR circuit to which the simultaneous cutoff signal line 74 is connected is directly connected to the three OR circuits of the MG-ECU 54. In FIG. 2, in place of the control signal line 80, the control signal line 82 to which the output of the OR circuit to which the simultaneous cutoff signal line 74 is connected is directly connected to the integrated control signal line 76 in the PM-ECU 56. It is a figure which shows the fuel cell system 12 which has the structure connected to the OR circuit used as an output. Similar to the control signal line 80, the control signal line 82 is a control signal line equivalent to the simultaneous blocking signal line 74.

この構成は、統合制御装置であるPM−ECU56が、制御信号線82を介して第2遮断信号を取得し、OR回路に入力し、その出力を第3遮断信号として、統合制御信号線76によってMG−ECU54の負荷制御部の2つのOR回路に入力するものである。   In this configuration, the PM-ECU 56, which is an integrated control device, acquires the second cutoff signal via the control signal line 82, inputs it to the OR circuit, and uses the output as the third cutoff signal by the integrated control signal line 76. This is input to the two OR circuits of the load control unit of the MG-ECU 54.

PM−ECU56のOR回路のもう一方の入力は、異常割込検出・出力部60の出力であるので、制御信号線82によって伝送される第2遮断信号の異常検出タイミングの方が速い。したがって、この構成によれば、内部バスを経由して処理される異常割込検出・出力部60からの遮断信号のタイミングよりも速く、負荷である2つのインバータ36,38の動作を遮断でき、2つの回転電機40,42の動作を遮断できる。これによって、負荷による電力消費もほぼ同時に抑制されるので、燃料電池30からの電力供給が途絶えることを補償するために蓄電装置20から過剰に電力を持ち出すこともなく、電力バランスが崩れることを抑制でき、共連れ故障を抑制できる。   Since the other input of the OR circuit of the PM-ECU 56 is the output of the abnormality interrupt detection / output unit 60, the abnormality detection timing of the second cutoff signal transmitted by the control signal line 82 is earlier. Therefore, according to this configuration, the operation of the two inverters 36 and 38, which are loads, can be interrupted faster than the timing of the interrupt signal from the abnormal interrupt detection / output unit 60 processed via the internal bus, The operations of the two rotating electric machines 40 and 42 can be cut off. As a result, power consumption due to the load is also suppressed almost at the same time, so that excessive power is not taken from the power storage device 20 to compensate for the interruption of the power supply from the fuel cell 30, and the power balance is prevented from being lost. Yes, it is possible to suppress the accompanying failure.

図3は、図1の制御信号線80、図2の制御信号線82に代えて、同時遮断信号線74が接続されるOR回路の出力が伝送される制御信号線84が、直接的に、PM−ECU56に含まれるPM−CPU58の異常割込検出・出力部60に入力される構成を有する燃料電池システム14を示す図である。制御信号線84は、制御信号線80、制御信号線82と同様に、同時遮断信号線74と同等の制御信号線である。   In FIG. 3, instead of the control signal line 80 in FIG. 1 and the control signal line 82 in FIG. 2, the control signal line 84 to which the output of the OR circuit to which the simultaneous cutoff signal line 74 is connected is directly transmitted. It is a figure which shows the fuel cell system 14 which has the structure input into the abnormal interrupt detection and output part 60 of PM-CPU58 contained in PM-ECU56. The control signal line 84 is a control signal line equivalent to the simultaneous cutoff signal line 74, as with the control signal line 80 and the control signal line 82.

この構成によれば、異常検出信号が内部バスを経由して異常割込検出・出力部60へ入力されるのではなく、第2遮断信号を伝送する制御信号線84が、ハードウェア的に、直接的に、異常割込検出・出力部60の入力端子に接続される。そして、異常割込検出・出力部60の出力は、OR回路を経由したのち、第3遮断信号とされる。上記のように、第3遮断信号を伝送する統合制御信号線76は、MG−ECU54の負荷制御部の2つのOR回路に接続される。   According to this configuration, the abnormality detection signal is not input to the abnormality interrupt detection / output unit 60 via the internal bus, but the control signal line 84 for transmitting the second cutoff signal is provided in hardware, It is directly connected to the input terminal of the abnormal interrupt detection / output unit 60. Then, the output of the abnormal interrupt detection / output unit 60 passes through an OR circuit and then becomes a third cutoff signal. As described above, the integrated control signal line 76 that transmits the third cutoff signal is connected to the two OR circuits of the load control unit of the MG-ECU 54.

したがって、この構成によれば、内部バスを経由して処理される異常割込検出・出力部60からの遮断信号のタイミングよりも速く、負荷である2つのインバータ36,38の動作を遮断でき、2つの回転電機40,42の動作を遮断できる。これによって、負荷による電力消費もほぼ同時に抑制されるので、燃料電池30からの電力供給が途絶えることを補償するために蓄電装置20から過剰に電力を持ち出すこともなく、電力バランスが崩れることを抑制でき、共連れ故障を抑制できる。   Therefore, according to this configuration, the operation of the two inverters 36 and 38, which are loads, can be interrupted faster than the timing of the interrupt signal from the abnormal interrupt detection / output unit 60 processed via the internal bus, The operations of the two rotating electric machines 40 and 42 can be cut off. As a result, power consumption due to the load is also suppressed almost at the same time, so that excessive power is not taken from the power storage device 20 to compensate for the interruption of the power supply from the fuel cell 30, and the power balance is prevented from being lost. Yes, it is possible to suppress the accompanying failure.

上記では、FC電圧変換器28の故障が検出するのとほぼ同時に、2つのインバータ36,38の動作が遮断され、これによって、2つの回転電機40,42の動作も遮断される。この処理は、統合制御装置であるPM−ECU56の判断を待たずに迅速に行われる。ここで、例えば、FC電圧変換器28の故障が回復すると、これとほぼ同時に、2つのインバータ36,38の動作が復帰し、これによって、2つの回転電機40,42も駆動することになる。このときもPM−ECU56の判断を経由していない。   In the above description, the operations of the two inverters 36 and 38 are cut off almost simultaneously with the detection of the failure of the FC voltage converter 28, whereby the operations of the two rotating electric machines 40 and 42 are also cut off. This process is quickly performed without waiting for the PM-ECU 56, which is an integrated control device, to determine. Here, for example, when the failure of the FC voltage converter 28 is recovered, the operations of the two inverters 36 and 38 are restored almost simultaneously with this, whereby the two rotating electrical machines 40 and 42 are also driven. At this time, the determination by the PM-ECU 56 is not passed.

したがって、2つのインバータ36,38の動作が遮断されて車両が停止し、その後、2つのインバータ36,38の動作が復帰すると、車両あるいは燃料電池システム12,14,16の状況に関わらず、急に車両が走行することになる。これは、車両に搭載される燃料電池システム12,14,16の全体の動作を制御するPM−ECU56の判断を経由していないためである。これらのことから、燃料電池システム12,14,16の全体の観点から、遮断状態からの復帰には、PM−ECU56の判断を経由することが好ましい。   Therefore, when the operations of the two inverters 36 and 38 are cut off and the vehicle stops, and then the operations of the two inverters 36 and 38 are restored, regardless of the situation of the vehicle or the fuel cell systems 12, 14, and 16, The vehicle will travel in the meantime. This is because the determination by the PM-ECU 56 that controls the overall operation of the fuel cell systems 12, 14, and 16 mounted on the vehicle is not performed. For these reasons, it is preferable that the PM-ECU 56 determines the return from the shut-off state from the viewpoint of the entire fuel cell system 12, 14, 16.

図4は、負荷である回転電機40,42の駆動復帰について、PM−ECU56の判断を経由する構成の燃料電池システム16の様子を説明する図である。この図は、図2の構成を一部変更したものである。すなわち、同時遮断信号線74が接続されるOR回路の出力が伝送される制御線82が、直接的に、PM−ECU56における統合制御信号線76を出力とするOR回路100に接続されることは、図2と同様である。ここでは、FCDC−ECU50とPM−ECU56を接続する内部バス102を経由して、PM−ECU58は、FCDC−ECU50からFC電圧変換器28に関する情報を受け取る。その意味で、内部バス102は、FC電圧変換器28に関する情報を受け取る受信手段であるが、すでにFCDC−ECU50とPM−ECU56に設けられているので、あらたに受信手段が必要となるわけではない。   FIG. 4 is a diagram for explaining the state of the fuel cell system 16 configured to pass the determination of the PM-ECU 56 regarding the drive return of the rotating electrical machines 40 and 42 that are loads. This figure is a partial modification of the configuration of FIG. That is, the control line 82 to which the output of the OR circuit to which the simultaneous cutoff signal line 74 is connected is directly connected to the OR circuit 100 that outputs the integrated control signal line 76 in the PM-ECU 56. This is the same as FIG. Here, the PM-ECU 58 receives information on the FC voltage converter 28 from the FCDC-ECU 50 via the internal bus 102 connecting the FCDC-ECU 50 and the PM-ECU 56. In this sense, the internal bus 102 is a receiving means for receiving information related to the FC voltage converter 28, but since it is already provided in the FCDC-ECU 50 and the PM-ECU 56, a new receiving means is not required. .

FC電圧変換器28に関する情報には、FCDC−ECU50が、FC電圧変換器28の故障を検出する故障信号の取得に従ってFC電圧変換器28の動作を遮断する第1遮断信号を出力し、故障信号がなくなったときに第1遮断信号の出力解除を行ったことに関する情報を含む。   As information regarding the FC voltage converter 28, the FCDC-ECU 50 outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter 28 in accordance with the acquisition of a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter 28. This includes information related to the cancellation of the output of the first cutoff signal when there is no more.

PM−ECU56に含まれるPM−CPU58は、指令生成部104を備える。指令生成部104は、内部バス102を介して受け取った第1遮断信号に関する情報に基いて、MG−ECU54に対する指令信号を生成する機能を有する。指令信号は、PM−ECU56とMG−ECU54を接続する内部バス106によってMG−ECU54に伝送される。内部バス106は、指令信号の送信手段に相当するが、すでにFCDC−ECU50とPM−ECU56に設けられているので、あらたに送信手段が必要となるわけではない。   The PM-CPU 58 included in the PM-ECU 56 includes a command generation unit 104. The command generation unit 104 has a function of generating a command signal for the MG-ECU 54 based on information on the first cutoff signal received via the internal bus 102. The command signal is transmitted to MG-ECU 54 through internal bus 106 that connects PM-ECU 56 and MG-ECU 54. The internal bus 106 corresponds to a command signal transmission unit, but is already provided in the FCDC-ECU 50 and the PM-ECU 56, so a new transmission unit is not required.

PM−ECU56は、車両に搭載される燃料電池システム16の動作の全体を制御する機能を有するので、走行状態等の車両の状態に応じて、燃料電池30の稼動、FCDC電圧変換器28の作動、BAT電圧変換器24の動作、回転電機40,42の稼動等を制御する。したがって、MG−ECU54に対する指令信号には、回転電機40,42の稼動に関する指令が含まれる。   Since the PM-ECU 56 has a function of controlling the entire operation of the fuel cell system 16 mounted on the vehicle, the operation of the fuel cell 30 and the operation of the FCDC voltage converter 28 according to the state of the vehicle such as the running state. The operation of the BAT voltage converter 24, the operation of the rotating electrical machines 40 and 42, and the like are controlled. Therefore, the command signal for MG-ECU 54 includes a command related to the operation of rotating electrical machines 40 and 42.

例えば、FC電圧変換器28の故障で一旦回転電機40,42の稼動停止を行った後、FC電圧変換器28の故障が回復しても、車両の状況によっては直ちに回転電機40,42を駆動する必要がない場合等がある。あるいは、回転電機40,42を再駆動する前に、PM−ECU56が処理しなければならない手順等がある場合がある。PM−ECU56は、MG−ECU54に対する指令信号を用いることで、MG−ECU54の動作を適切に制御し、回転電機40,42の駆動復帰を燃料電池システム16の全体から見て適切なものとすることができる。   For example, even after the operation of the rotating electrical machines 40 and 42 is once stopped due to a failure of the FC voltage converter 28, the rotating electrical machines 40 and 42 are driven immediately depending on the situation of the vehicle even if the failure of the FC voltage converter 28 is recovered. There are cases where it is not necessary to do so. Alternatively, there may be a procedure or the like that the PM-ECU 56 must process before the rotating electrical machines 40 and 42 are driven again. The PM-ECU 56 appropriately controls the operation of the MG-ECU 54 by using a command signal to the MG-ECU 54 so that the drive return of the rotating electrical machines 40 and 42 is appropriate from the perspective of the fuel cell system 16 as a whole. be able to.

図5は、PM−ECU56が、FC電圧変換器28に関する情報を内部バス経由ではなく、第2遮断信号から直接取得する構成の燃料電池システム17の様子を説明する図である。ここでは、同時遮断信号線74が接続されるOR回路の出力が伝送される制御信号線82が、直接的に、PM−ECU56における統合制御信号線76を出力とするOR回路100に接続されると共に、入力バッファ回路108に接続される。   FIG. 5 is a diagram for explaining a state of the fuel cell system 17 configured such that the PM-ECU 56 directly acquires information related to the FC voltage converter 28 not from the internal bus but from the second cutoff signal. Here, the control signal line 82 to which the output of the OR circuit to which the simultaneous cutoff signal line 74 is connected is directly connected to the OR circuit 100 that outputs the integrated control signal line 76 in the PM-ECU 56. At the same time, it is connected to the input buffer circuit 108.

入力バッファ回路108は、同時遮断信号線74によって伝送される第2遮断信号を受け取る入力端子と、指令生成部104に接続される出力端子を有し、FC電圧変換器28に関する情報の受信手段である。図4の内部バス102との違いは、内部バス102は既にFCDC−ECU50とPM−ECU56との間に設けられているものを利用できるが、新たに入力バッファ回路108を設ける必要があることである。しかし、入力バッファ回路108がハードウェア的構成であるので、内部バス102経由よりも第2遮断信号を迅速に指令生成部104に伝達することができる。伝達される内容は、第2遮断信号であるので、指令生成部104は、第2遮断信号の状態を判断して、FCDC−ECU59が第1遮断信号を出力しているのか、第1遮断信号の出力解除をしたのかを判断する必要がある。   The input buffer circuit 108 has an input terminal for receiving the second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line 74 and an output terminal connected to the command generator 104, and is a means for receiving information regarding the FC voltage converter 28. is there. 4 is different from the internal bus 102 in FIG. 4 in that the internal bus 102 already provided between the FCDC-ECU 50 and the PM-ECU 56 can be used, but a new input buffer circuit 108 needs to be provided. is there. However, since the input buffer circuit 108 has a hardware configuration, the second cutoff signal can be transmitted to the command generation unit 104 more quickly than via the internal bus 102. Since the transmitted content is the second cutoff signal, the command generation unit 104 determines the state of the second cutoff signal and determines whether the FCDC-ECU 59 is outputting the first cutoff signal. It is necessary to judge whether or not the output has been canceled.

指令生成部104は、図4で説明したのと同様に、受け取ったFC電圧変換器28に関する情報に基いて、MG−ECU54に対する指令信号を生成する機能を有する。図4と同様に、指令信号は、PM−ECU56とMG−ECU54を接続する内部バス106によってMG−ECU54に伝送される。   The command generation unit 104 has a function of generating a command signal for the MG-ECU 54 based on the received information regarding the FC voltage converter 28 as described in FIG. As in FIG. 4, the command signal is transmitted to the MG-ECU 54 via the internal bus 106 that connects the PM-ECU 56 and the MG-ECU 54.

図4、図5においては、指令生成部104は内部バス106を介してMG−ECU54に指令を送信する。図6に示す燃料電池システム18は、これに加え、指令生成部104がOR回路100に入力される第2遮断信号のMG−ECU54への伝送を停止させる機能を有する。この機能は、PM−ECU56の判断で行われる。例えば、FC電圧変換器28の故障が継続中であるが、蓄電装置20によって回転電機40,42を駆動できると判断できるときなどである。このようにすることで、第1遮断信号が出力解除とならなくても、蓄電装置20の状態等に基づいて、車両を走行させることができる。   4 and 5, the command generation unit 104 transmits a command to the MG-ECU 54 via the internal bus 106. In addition to this, the fuel cell system 18 shown in FIG. 6 has a function in which the command generation unit 104 stops transmission of the second cutoff signal input to the OR circuit 100 to the MG-ECU 54. This function is performed based on the judgment of the PM-ECU 56. For example, when the failure of the FC voltage converter 28 is continuing, but it can be determined that the rotating electrical machines 40 and 42 can be driven by the power storage device 20. By doing in this way, even if a 1st interruption | blocking signal does not become output cancellation | release, a vehicle can be drive | worked based on the state of the electrical storage apparatus 20, etc.

具体的には、PM−ECU56が、蓄電装置20の状態等を取得して、負荷の駆動を復帰させて可能と判断することに基づいて、指令生成部104は、復帰指令出力信号を出力する。出力された復帰指令出力信号は、制御信号線110を介してAND回路112に入力される。   Specifically, based on the PM-ECU 56 acquiring the state of the power storage device 20 and determining that it is possible to return the drive of the load, the command generation unit 104 outputs a return command output signal. . The output return command output signal is input to the AND circuit 112 via the control signal line 110.

図6のAND回路112は、復帰指令出力信号と、第2遮断信号とが入力される。AND回路112の出力は、OR回路100の入力となる。この場合、復帰指令出力信号は、第2遮断信号を停止しないノーマル状態でHレベルとされ、第2遮断信号を停止するときにLレベルとされる。したがって、ノーマル状態では、AND回路112は第2遮断信号をそのままスルーさせてOR回路100に伝送する。このように、AND回路112は、MG−ECU54に伝送される第2遮断信号について、指令生成部104が生成した復帰指令出力信号を用いて、MG−ECU54への伝送を止める遮断信号停止回路としての機能を有する。   The AND circuit 112 in FIG. 6 receives the return command output signal and the second cutoff signal. The output of the AND circuit 112 becomes the input of the OR circuit 100. In this case, the return command output signal is set to the H level in a normal state where the second cutoff signal is not stopped, and is set to the L level when the second cutoff signal is stopped. Therefore, in the normal state, the AND circuit 112 passes the second cutoff signal as it is and transmits it to the OR circuit 100. In this way, the AND circuit 112 uses the return command output signal generated by the command generation unit 104 for the second cutoff signal transmitted to the MG-ECU 54 as a cutoff signal stop circuit that stops transmission to the MG-ECU 54. It has the function of.

したがって、指令生成部104がMG−ECU54に対して回転電機40,42の駆動に関する指令を内部バス106を介してMG−ECU54に伝送するよりも迅速に、第2遮断信号のMG−ECU54への伝送を止める。これによって、第2遮断信号があっても、回転電機40,42を駆動可能な状態にすることができ、MG−ECU54が指令生成部104から回転電機40,42の駆動に関する指令を受け取ると、ただちに、回転電機40,42を停止状態から駆動状態とすることができる。   Therefore, the command generation unit 104 transmits the second cutoff signal to the MG-ECU 54 more quickly than the command generation unit 104 transmits a command related to driving the rotating electrical machines 40 and 42 to the MG-ECU 54 via the internal bus 106. Stop transmission. Thereby, even if there is the second cutoff signal, the rotating electrical machines 40 and 42 can be driven, and when the MG-ECU 54 receives a command related to driving the rotating electrical machines 40 and 42 from the command generation unit 104, Immediately, the rotating electrical machines 40 and 42 can be changed from the stopped state to the driven state.

図7は、上記の信号経路に関する断線の診断を可能とする燃料電池システム19の構成を説明する図である。ここでは、図6の構成に加え、第2遮断信号の伝送を受け取るためにMG−ECU54に設けられる接続部114の状態信号をPM−CPU58に帰還する帰還信号線120が設けられる。断線の診断は、FCDC−ECU50からこの接続部114に至る信号経路について行うことができる。なお、FCDC電圧変換器28の動作が遮断されると、動力源を停止するため、この断線診断は、車両の通常走行中でなく、初期診断のとき等に実施される。   FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the fuel cell system 19 that enables diagnosis of disconnection related to the signal path. Here, in addition to the configuration of FIG. 6, a feedback signal line 120 is provided that feeds back a status signal of the connection 114 provided in the MG-ECU 54 to the PM-CPU 58 in order to receive the transmission of the second cutoff signal. The diagnosis of disconnection can be performed on the signal path from the FCDC-ECU 50 to the connection unit 114. Note that, when the operation of the FCDC voltage converter 28 is interrupted, the power source is stopped, so this disconnection diagnosis is performed at the initial diagnosis or the like, not during normal traveling of the vehicle.

PM−CPU58の断線判断部118は、2つの信号経路の断線について判断する機能を有する。1つの信号経路は、FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、入力バッファ回路108を通ってPM−CPU58に至るものである。もう1つの信号経路は、FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、AND回路112とOR回路100を通って接続部114に至る経路である。そのために、断線判断部118は、PM−ECU56とFCDC−ECU50との間に設けられる内部バス116を用いる。この内部バス116は、図4で説明した内部バス102と同様にPM−ECU56とFCDC−ECU50との間に設けられるものであるが、断線診断のために用いられるので、図4の内部バス102と区別して符号を異ならせてある。   The disconnection determination unit 118 of the PM-CPU 58 has a function of determining whether the two signal paths are disconnected. One signal path extends from the FCDC-ECU 50 via the control signal line 82 to the PM-CPU 58 via the input buffer circuit 108. Another signal path is a path from the FCDC-ECU 50 through the control signal line 82 to the connection unit 114 through the AND circuit 112 and the OR circuit 100. For that purpose, the disconnection determination unit 118 uses an internal bus 116 provided between the PM-ECU 56 and the FCDC-ECU 50. The internal bus 116 is provided between the PM-ECU 56 and the FCDC-ECU 50 in the same manner as the internal bus 102 described with reference to FIG. 4, but is used for disconnection diagnosis. Therefore, the internal bus 102 in FIG. The codes are different from each other.

FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、入力バッファ回路108を通ってPM−CPU58に至る信号経路の断線判断の手順は次のようにして行われる。最初に、断線判断部118は、内部バス116を用いて、FCDC−CMU50に応答用要求を付した断線テスト信号を送信する。断線テスト信号は、PM−CPU58で予め作成した信号である。例えば、Hレベルの信号、あるいは、所定のパルス幅を有するパルス信号を断線テスト信号として用いることができる。応答要求とは、この断線テスト信号を受信したならば、制御信号線82を介して、その断線テスト信号をそのまま返信するように、との要求である。   The procedure for determining the disconnection of the signal path from the FCDC-ECU 50 to the PM-CPU 58 through the input buffer circuit 108 via the control signal line 82 is performed as follows. First, the disconnection determination unit 118 uses the internal bus 116 to transmit a disconnection test signal with a response request attached to the FCDC-CMU 50. The disconnection test signal is a signal created in advance by the PM-CPU 58. For example, an H level signal or a pulse signal having a predetermined pulse width can be used as the disconnection test signal. The response request is a request to return the disconnection test signal as it is through the control signal line 82 when the disconnection test signal is received.

したがって、内部バス116が正常に接続されているときは、FCDC−ECU50はこの断線テスト信号を受信し、その応答要求に従い、制御信号線82を介してその断線テスト信号をPM−ECU56に送り返す。制御信号線82が正常に接続されていれば、その返信された断線テスト信号は入力バッファ回路108に入力される。そして、入力バッファ回路108が正常であれば、入力バッファ回路108からその断線テスト信号が出力される。入力バッファ回路108とPM−CPU58との間の接続が正常であれば、その断線テスト信号はPM−CPU58の断線判断部118に伝送される。   Therefore, when the internal bus 116 is normally connected, the FCDC-ECU 50 receives this disconnection test signal and sends back the disconnection test signal to the PM-ECU 56 via the control signal line 82 in accordance with the response request. If the control signal line 82 is normally connected, the returned disconnection test signal is input to the input buffer circuit 108. If the input buffer circuit 108 is normal, the disconnection test signal is output from the input buffer circuit 108. If the connection between the input buffer circuit 108 and the PM-CPU 58 is normal, the disconnection test signal is transmitted to the disconnection determination unit 118 of the PM-CPU 58.

そこで、断線判断部118は、送信した断線テスト信号が、誤差の範囲で同じ内容として送り返されて来た場合に、FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、入力バッファ回路108を通ってPM−CPU58に至る信号経路に断線はない、と判断する。送信した断線テスト信号が送り返されて来ない場合は、上記信号経路のどこかに断線があると判断する。送り返されてもその内容が送信した断線テスト信号と異なる場合は、上記信号経路のどこかに不具合があると判断する。このようにして、FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、入力バッファ回路108を通ってPM−CPU58に至る信号経路の断線判断が行われる。   Therefore, when the transmitted disconnection test signal is sent back as the same content within an error range, the disconnection determination unit 118 passes the control signal line 82 from the FCDC-ECU 50, passes through the input buffer circuit 108, and returns to PM. -It is determined that there is no disconnection in the signal path leading to the CPU 58. If the transmitted disconnection test signal is not sent back, it is determined that there is a disconnection somewhere in the signal path. If the content is different from the transmitted disconnection test signal even if it is sent back, it is determined that there is a problem somewhere in the signal path. In this way, the disconnection determination of the signal path from the FCDC-ECU 50 to the PM-CPU 58 through the input buffer circuit 108 via the control signal line 82 is performed.

FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、AND回路112とOR回路100を通って接続部114に至る信号経路の断線判断は以下の手順で行われる。最初に、断線判断部118は、内部バス116を用いて、FCDC−CMU50に応答用要求を付した断線テスト信号を送信する。この内容は、FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、入力バッファ回路108を通ってPM−CPU58に至る信号経路の断線判断の場合と同様である。したがって、内部バス116が正常に接続されているときは、FCDC−ECU50はこの断線テスト信号を受信し、その応答要求に従い、制御信号線82を介してその断線テスト信号をPM−ECU56に送り返すことも同様である。   The disconnection judgment of the signal path from the FCDC-ECU 50 via the control signal line 82, through the AND circuit 112 and the OR circuit 100 to the connection unit 114 is performed in the following procedure. First, the disconnection determination unit 118 uses the internal bus 116 to transmit a disconnection test signal with a response request attached to the FCDC-CMU 50. This content is the same as in the case of the disconnection judgment of the signal path from the FCDC-ECU 50 via the control signal line 82 to the PM-CPU 58 through the input buffer circuit 108. Therefore, when the internal bus 116 is normally connected, the FCDC-ECU 50 receives this disconnection test signal and sends the disconnection test signal back to the PM-ECU 56 via the control signal line 82 in accordance with the response request. Is the same.

送り返された断線テスト信号は、上記で説明したように入力バッファ回路108に入力される。その他に、制御信号線82が正常にAND回路112に接続されていれば、送り返された断線テスト信号がAND回路112に入力される。そして、指令生成部104から制御信号線110を介して入力される復帰指令出力信号がHレベルのときは、そのままOR回路100に断線テスト信号が伝送される。したがって、AND回路112とOR回路100が正常に接続されていれば、OR回路100は、PM−CPU58からの信号に関わらず、断線テスト信号を出力する。OR回路100が接続部114に正常に接続されていれば、断線テスト信号は接続部114に伝送される。   The returned disconnection test signal is input to the input buffer circuit 108 as described above. In addition, if the control signal line 82 is normally connected to the AND circuit 112, the returned disconnection test signal is input to the AND circuit 112. When the return command output signal input from the command generator 104 via the control signal line 110 is at the H level, the disconnection test signal is transmitted to the OR circuit 100 as it is. Therefore, if the AND circuit 112 and the OR circuit 100 are normally connected, the OR circuit 100 outputs a disconnection test signal regardless of the signal from the PM-CPU 58. If the OR circuit 100 is normally connected to the connection unit 114, the disconnection test signal is transmitted to the connection unit 114.

帰還信号線120は、接続部114の状態をPM−CPU58に戻す。したがって、FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、AND回路112とOR回路100を通って接続部114に至る信号経路が正常であれば、送信された断線テスト信号が、PM−CPU58に戻される。   The feedback signal line 120 returns the state of the connection unit 114 to the PM-CPU 58. Therefore, if the signal path from the FCDC-ECU 50 through the control signal line 82 to the connection unit 114 through the AND circuit 112 and the OR circuit 100 is normal, the transmitted disconnection test signal is returned to the PM-CPU 58. It is.

そこで、断線判断部118は、送信した断線テスト信号が、誤差の範囲で同じ内容として送り返されて来た場合に、FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、AND回路112とOR回路100を通って接続部114に至る信号経路に断線はない、と判断する。送信した断線テスト信号が送り返されて来ない場合は、上記信号経路のどこかに断線があると判断する。送り返されてもその内容が送信した断線テスト信号と異なる場合は、上記信号経路のどこかに不具合があると判断する。このようにして、FCDC−ECU50から制御信号線82を経由し、AND回路112とOR回路100を通って接続部114に至る信号経路の断線判断が行われる。   Therefore, when the transmitted disconnection test signal is sent back as the same content within an error range, the disconnection determination unit 118 causes the AND circuit 112 and the OR circuit 100 to be connected via the control signal line 82 from the FCDC-ECU 50. It is determined that there is no disconnection in the signal path that passes through to the connection unit 114. If the transmitted disconnection test signal is not sent back, it is determined that there is a disconnection somewhere in the signal path. If the content is different from the transmitted disconnection test signal even if it is sent back, it is determined that there is a problem somewhere in the signal path. In this way, the disconnection determination of the signal path from the FCDC-ECU 50 via the control signal line 82 to the connection unit 114 through the AND circuit 112 and the OR circuit 100 is performed.

本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と負荷との間と、蓄電装置と負荷との間とに、それぞれ電圧変換器が設けられるシステムに利用できる。   The fuel cell system according to the present invention can be used in a system in which voltage converters are provided between the fuel cell and the load and between the power storage device and the load, respectively.

10,12,14,16,17,18,19 燃料電池システム、20 蓄電装置、22,26 平滑コンデンサ、24 BAT電圧変換器、28 FC電圧変換器、30 燃料電池、32 燃料ガス供給源、34 酸化ガス供給源、36,38 インバータ、40,42 回転電機、50 FCDC−ECU、52 FCDC−CPU、54 MG−ECU、56 PM−ECU、58 PM−CPU、60 異常割込検出・出力部、70 検出信号線、72,80,82,84,110 制御信号線、73 FC遮断信号線、74 同時遮断信号線、76 統合制御信号線、100 OR回路、102,106,116 内部バス、104 指令生成部、108 入力バッファ回路、112 AND回路、114 接続部、118 断線判断部、120 帰還信号線。   10, 12, 14, 16, 17, 18, 19 Fuel cell system, 20 Power storage device, 22, 26 Smoothing capacitor, 24 BAT voltage converter, 28 FC voltage converter, 30 Fuel cell, 32 Fuel gas supply source, 34 Oxidizing gas supply source, 36, 38 inverter, 40, 42 rotating electrical machine, 50 FCDC-ECU, 52 FCDC-CPU, 54 MG-ECU, 56 PM-ECU, 58 PM-CPU, 60 abnormal interrupt detection / output unit, 70 detection signal line, 72, 80, 82, 84, 110 control signal line, 73 FC cutoff signal line, 74 simultaneous cutoff signal line, 76 integrated control signal line, 100 OR circuit, 102, 106, 116 internal bus, 104 command Generation unit, 108 input buffer circuit, 112 AND circuit, 114 connection unit, 118 disconnection determination unit, 120 feedback Signal line.

Claims (9)

  1. 負荷に接続される燃料電池と、
    燃料電池と負荷との間に設けられ、燃料電池の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うFC電圧変換器と、
    燃料電池から負荷に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列接続される蓄電装置と、
    蓄電装置と負荷との間に設けられ、蓄電装置の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うバッテリ電圧変換器と、
    FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力するFCDC制御装置と、
    第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線と、
    FC遮断信号線に接続されるディジタル通信回線であって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号を、所定の制御装置に伝送する同時遮断信号線と、
    同時遮断信号線が接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を取得し、その取得に従ってバッテリ電圧変換器の動作を遮断するバッテリDC制御装置と、
    を備えることを特徴とする燃料電池システム。
    A fuel cell connected to the load;
    An FC voltage converter that is provided between the fuel cell and the load and performs voltage conversion between the voltage between the terminals of the fuel cell and the voltage on the load side;
    A power storage device provided in a discharge path from the fuel cell to the load and connected in parallel with the fuel cell;
    A battery voltage converter provided between the power storage device and the load, and performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the power storage device and the voltage on the load side;
    An FCDC control device that acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter and outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition;
    An FC cutoff signal line for transmitting the first cutoff signal to the FC voltage converter;
    A digital communication line connected to the FC cutoff signal line, wherein a second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal is transmitted to a predetermined control device;
    A battery DC control device connected to the simultaneous cutoff signal line, acquiring a second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line, and blocking the operation of the battery voltage converter according to the acquisition;
    A fuel cell system comprising:
  2. 負荷に接続される燃料電池と、
    燃料電池と負荷との間に設けられ、燃料電池の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うFC電圧変換器と、
    燃料電池から負荷に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列接続される蓄電装置と、
    蓄電装置と負荷との間に設けられ、蓄電装置の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うバッテリ電圧変換器と、
    FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力するFCDC制御装置と、
    第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線と、
    FC遮断信号線に接続されるディジタル通信回線であって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号を、所定の制御装置に伝送する同時遮断信号線と、
    同時遮断信号線が接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を取得し、その取得に従って負荷の動作を遮断する負荷制御装置と、
    を備えることを特徴とする燃料電池システム。
    A fuel cell connected to the load;
    An FC voltage converter that is provided between the fuel cell and the load and performs voltage conversion between the voltage between the terminals of the fuel cell and the voltage on the load side;
    A power storage device provided in a discharge path from the fuel cell to the load and connected in parallel with the fuel cell;
    A battery voltage converter provided between the power storage device and the load, and performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the power storage device and the voltage on the load side;
    An FCDC control device that acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter and outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition;
    An FC cutoff signal line for transmitting the first cutoff signal to the FC voltage converter;
    A digital communication line connected to the FC cutoff signal line, wherein a second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal is transmitted to a predetermined control device;
    A load control device to which a simultaneous cutoff signal line is connected, acquires a second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line, and shuts off the operation of the load according to the acquisition ;
    A fuel cell system comprising:
  3. 負荷に接続される燃料電池と、
    燃料電池と負荷との間に設けられ、燃料電池の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うFC電圧変換器と、
    燃料電池から負荷に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列接続される蓄電装置と、
    蓄電装置と負荷との間に設けられ、蓄電装置の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うバッテリ電圧変換器と、
    FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力するFCDC制御装置と、
    第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線と、
    FC遮断信号線に接続されるディジタル通信回線であって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号を、所定の制御装置に伝送する同時遮断信号線と、
    同時遮断信号線が接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を取得し、その取得に従って負荷の動作を遮断させる第3遮断信号を伝送する統合制御装置と、
    統合制御装置から伝送される第3遮断信号を取得し、その取得に従って負荷の動作を遮断する負荷制御装置と、
    を備えることを特徴とする燃料電池システム。
    A fuel cell connected to the load;
    An FC voltage converter that is provided between the fuel cell and the load and performs voltage conversion between the voltage between the terminals of the fuel cell and the voltage on the load side;
    A power storage device provided in a discharge path from the fuel cell to the load and connected in parallel with the fuel cell;
    A battery voltage converter provided between the power storage device and the load, and performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the power storage device and the voltage on the load side;
    An FCDC control device that acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter and outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition;
    An FC cutoff signal line for transmitting the first cutoff signal to the FC voltage converter;
    A digital communication line connected to the FC cutoff signal line, wherein a second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal is transmitted to a predetermined control device;
    An integrated control device to which a simultaneous cutoff signal line is connected, acquires a second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line, and transmits a third cutoff signal that cuts off the operation of the load according to the acquisition;
    A load control device that acquires a third cutoff signal transmitted from the integrated control device and shuts down the operation of the load according to the acquisition;
    A fuel cell system comprising:
  4. 負荷に接続される燃料電池と、
    燃料電池と負荷との間に設けられ、燃料電池の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うFC電圧変換器と、
    燃料電池から負荷に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列接続される蓄電装置と、
    蓄電装置と負荷との間に設けられ、蓄電装置の端子間電圧と負荷側の電圧との間の電圧変換を行うバッテリ電圧変換器と、
    FC電圧変換器の故障を検出する故障信号を取得し、その取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力するFCDC制御装置と、
    第1遮断信号をFC電圧変換器に伝送するFC遮断信号線と、
    FC遮断信号線に接続されるディジタル通信回線であって、第1遮断信号と同じ内容の第2遮断信号を、所定の制御装置に伝送する同時遮断信号線と、
    同時遮断信号線が接続され、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を割込信号として取得し、その割込信号の取得に従って負荷の動作を遮断させる第3遮断信号を出力して伝送する統合制御装置と、
    統合制御装置から伝送される第3遮断信号を取得し、その取得に従って負荷の動作を遮断する負荷制御装置と、
    を備えることを特徴とする燃料電池システム。
    A fuel cell connected to the load;
    An FC voltage converter that is provided between the fuel cell and the load and performs voltage conversion between the voltage between the terminals of the fuel cell and the voltage on the load side;
    A power storage device provided in a discharge path from the fuel cell to the load and connected in parallel with the fuel cell;
    A battery voltage converter provided between the power storage device and the load, and performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the power storage device and the voltage on the load side;
    An FCDC control device that acquires a failure signal that detects a failure of the FC voltage converter and outputs a first cutoff signal that shuts down the operation of the FC voltage converter according to the acquisition;
    An FC cutoff signal line for transmitting the first cutoff signal to the FC voltage converter;
    A digital communication line connected to the FC cutoff signal line, wherein a second cutoff signal having the same content as the first cutoff signal is transmitted to a predetermined control device;
    The simultaneous cutoff signal line is connected, the second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line is acquired as an interrupt signal, and the third cutoff signal that shuts down the operation of the load is output according to the acquisition of the interrupt signal and transmitted. An integrated control device,
    A load control device that acquires a third cutoff signal transmitted from the integrated control device and shuts down the operation of the load according to the acquisition;
    A fuel cell system comprising:
  5. 請求項に記載の燃料電池システムにおいて、
    負荷の動作を制御する負荷制御装置と、
    FCDC制御装置との間、負荷制御装置との間のそれぞれについて内部バスで接続され、燃料電池システムの動作を全体として制御する統合制御装置と、
    を備え、
    FCDC制御装置は、
    FC電圧変換器の故障を検出する故障信号の取得に従ってFC電圧変換器の動作を遮断する第1遮断信号を出力し、故障信号がなくなったときに第1遮断信号の出力解除を行い、
    統合制御装置は、
    FCDC制御装置から、FC電圧変換器が第1遮断信号を出力したこと、および第1遮断信号の出力解除を行ったことに関する情報を受け取る受信手段と、
    受信手段が受け取った第1遮断信号に関する情報に基いて負荷制御装置に対する指令信号を生成する指令生成部と、
    内部バスを介して、生成された指令信号を負荷制御装置に伝送する送信手段と、
    を含むことを特徴とする燃料電池システム。
    The fuel cell system according to claim 3 , wherein
    A load control device for controlling the operation of the load;
    An integrated control device that is connected to the FCDC control device and the load control device by an internal bus and controls the operation of the fuel cell system as a whole;
    With
    The FCDC control device
    According to the acquisition of the failure signal for detecting the failure of the FC voltage converter, a first cutoff signal for shutting down the operation of the FC voltage converter is output, and when the failure signal disappears, the output of the first cutoff signal is canceled,
    The integrated control unit
    Receiving means for receiving information from the FCDC control device that the FC voltage converter has output the first cutoff signal and that the output of the first cutoff signal has been canceled;
    A command generation unit that generates a command signal for the load control device based on information about the first cutoff signal received by the receiving unit;
    A transmission means for transmitting the generated command signal to the load control device via the internal bus;
    A fuel cell system comprising:
  6. 請求項に記載の燃料電池システムにおいて、
    受信手段は、同時遮断信号線によって伝送される第2遮断信号を受け取る入力端子と、指令生成部に接続される出力端子を有する入力バッファ回路であることを特徴とする燃料電池システム。
    The fuel cell system according to claim 5 , wherein
    The fuel cell system characterized in that the receiving means is an input buffer circuit having an input terminal for receiving a second cutoff signal transmitted by the simultaneous cutoff signal line and an output terminal connected to the command generator.
  7. 請求項5に記載の燃料電池システムにおいて、
    受信手段は、FCDC制御装置と統合制御装置とを接続する内部バスであることを特徴とする燃料電池システム。
    The fuel cell system according to claim 5, wherein
    The fuel cell system, wherein the receiving means is an internal bus connecting the FCDC control device and the integrated control device.
  8. 請求項6に記載の燃料電池システムにおいて、
    指令生成部は、
    負荷の動作を遮断状態から駆動可能状態に復帰させる復帰指令信号を生成し、
    負荷制御装置に伝送される第2遮断信号について、生成した復帰指令出力信号を用いて、負荷制御装置への伝送を止める遮断信号停止回路を含むことを特徴とする燃料電池システム。
    The fuel cell system according to claim 6, wherein
    The command generator
    Generate a return command signal to return the load operation from the shut-off state to the drivable state,
    A fuel cell system comprising a cutoff signal stop circuit for stopping transmission to the load control device using the generated return command output signal for the second cutoff signal transmitted to the load control device.
  9. 請求項に記載の燃料電池システムにおいて、
    統合制御装置は、
    第2遮断信号の伝送を受け取るために負荷制御装置に設けられる接続部の状態信号を統合制御装置に帰還する帰還信号線と、
    統合制御装置とFCDC制御装置との間の内部バスを経由してFCDC制御装置に応答信号を要求する断線テスト信号を出力し、FCDC制御装置から接続部と帰還信号線を介して統合制御装置に戻る応答信号の有無によって、FCDC制御装置から接続部に至る経路の断線の有無を判断する断線判断部と、
    を含むことを特徴とする燃料電池システム。
    The fuel cell system according to claim 8 , wherein
    The integrated control unit
    A feedback signal line that feeds back a status signal of a connection portion provided in the load control device to receive the transmission of the second cutoff signal to the integrated control device;
    A disconnection test signal for requesting a response signal is output to the FCDC control device via an internal bus between the integrated control device and the FCDC control device, and the FCDC control device transmits the connection signal and the feedback signal line to the integrated control device. A disconnection determination unit that determines the presence or absence of disconnection of the path from the FCDC control device to the connection unit, depending on the presence or absence of a return response signal;
    A fuel cell system comprising:
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