JP5865239B2 - 燃料電池車両 - Google Patents

Description

この発明は、外部のガスステーション（燃料ガス供給装置）から車両内部に備えるガスタンク（燃料ガス貯蔵部）に燃料ガスを充填して貯蔵した後、前記ガスタンクに貯蔵された燃料ガスを反応させて発電する燃料電池をエネルギ源とし電動機を動力源として走行する燃料電池車両に関する。

例えば、固体高分子型等の燃料電池において、アノード電極に供給された燃料ガス、例えば、水素含有ガスは、電極触媒上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質膜を介してカソード電極側へと移動し、その移動の間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。カソード電極には、酸化剤ガス、例えば、空気等の酸素含有ガスが供給されているために、このカソード電極において、前記水素イオン、前記電子及び酸素が反応して水が生成される。

そして、前記燃料電池で発電された電気エネルギと蓄電装置に蓄電されている電気エネルギとをエネルギ源として電動機により走行する燃料電池車両が提案されている。

ところで、燃料電池車両に搭載されたガスタンクにガスステーションから燃料ガスを充填する際に、ガスタンク内の温度及び圧力の情報を車両側充填制御装置から車両側通信機を通じ、ステーション側通信機を介してステーション側充填制御装置に送信することで、ガスタンクの温度が高いこと等が検出された場合に、ステーション側充填制御装置側で充填流量を低下させる制御を行い、ガスタンク内のそれ以上の温度上昇を抑制するようにしたガス充填システムが提案されている（特許文献１の［００１５］、［００１７］）。

特開２０１１−３３０６８号公報

上記した燃料ガスの充填処理は、燃料電池車両のメインスイッチがオフ（ＯＦＦ）状態とされて燃料電池が発電していない（停止している）停車中に行われる。

そのため、上記従来技術に係る燃料電池車両へのガス充填システムでは、停車中であっても車両側充填制御装置が待機している必要がある。

しかしながら、停車中に車両側充填制御装置が待機していると、待機電力の積算値である待機電力量が大きくなってしまい、その分、前記燃料電池車両に搭載されている前記蓄電装置の蓄電量が低下してしまうという課題がある。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、停車中であって、自車に搭載された燃料ガス貯蔵部が、外部の燃料ガス供給装置からの燃料ガスの充填中ではない待機中（非充填中）に、車両側充填制御装置の待機電力をゼロ値とすることを可能とする燃料電池車両を提供することを目的とする。

この発明に係る燃料電池車両は、燃料電池と、前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵部と、前記燃料ガス貯蔵部のガス状態を検出し検出値を出力するガス状態検出部と、前記検出値が入力される第１制御装置と、蓄電装置と、前記第１制御装置に前記蓄電装置からの電源を供給する電源供給ラインと、外部の燃料ガス供給装置から前記燃料ガス貯蔵部への充填用の前記燃料ガスを導入するガス導入口と、前記燃料ガスの前記燃料ガス貯蔵部への充填時に、前記第１制御装置から前記検出値を前記燃料ガス供給装置に送信する通信装置と、前記燃料ガス貯蔵部への前記燃料ガスの充填起動指令を前記第１制御装置に出力する充填起動指令部と、前記燃料電池の発電起動指令を出力する発電起動指令部と、を備える燃料電池車両であって、前記電源供給ラインに、開閉部が設けられ、前記充填起動指令部又は前記発電起動指令部のいずれかの指令部からの前記起動指令により前記開閉部が閉路して、前記蓄電装置からの前記電源が前記電源供給ラインを通じて前記第１制御装置に供給され、前記燃料ガス貯蔵部への充填処理の完了時、又は前記燃料電池車両が停車され前記発電起動指令部のメインスイッチのＯＮ状態からＯＦＦ状態への操作時に、前記開閉部が開路して、前記蓄電装置からの前記電源供給ラインを通じての前記第１制御装置への電源の供給が停止される構成としている。

この構成によれば、前記充填起動指令部又は前記発電起動指令部のいずれかの指令部からの前記起動指令が発せられたときに、前記蓄電装置から前記第１制御装置に電源を供給する電源供給ラインに設けられた開閉部が閉路するので、起動指令が発せられる前の状態では、開閉部が開路していることから、第１制御装置の待機電力をゼロ値とすることができる。

この場合、前記第１制御装置は、前記起動指令が、前記充填起動指令であるのか前記発電起動指令であるのかを判定する起動要因判定部をさらに備え、前記起動要因判定部により前記起動指令が前記充填起動指令であると判定されたとき、前記第１制御装置から前記検出値を前記通信装置を通じて前記燃料ガス供給装置に送信するように構成したので、前記起動指令が前記充填起動指令であるときに前記燃料ガス貯蔵部の前記ガス状態の前記検出値が前記燃料ガス供給装置に的確に送信される。

さらに、前記第１制御装置は、前記検出値を保持する検出値保持部と、前記起動指令が解除されたとき検出していた前記検出値を前記検出値保持部に保持するために、前記起動指令が解除されてから前記保持に必要な時間、前記第１制御装置に前記蓄電装置からの前記電源を前記電源供給ラインを通じて供給し続ける自己保持回路を備えるように構成したので、充填終了時又は発電終了時における燃料ガス貯蔵部のガス状態を示す検出値を正確且つ確実に保持することができる。

この発明は、前記燃料電池の発電制御を行う第２制御装置をさらに備え、前記起動要因判定部により前記起動指令が前記発電起動指令であると判定されたとき、前記第１制御装置は、前記検出値を前記第２制御装置に送信するように構成することで、車載の第１制御装置と第２制御装置とが結ばれている通常の通信線を介して前記第１制御装置から前記第２制御装置に前記検出値を送信することができ、前記第２制御装置に検出値取込用の入力ポート及び入力ライン（入力線路、配線）を設ける必要がなく、小型化、低コスト化が図れる。

この場合、前記第２制御装置には、前記蓄電装置からの電源が常時供給されるが、前記第１制御装置の前記起動要因判定部により前記起動指令が前記充填起動指令であると判定された場合に、充填起動指令判定が前記第１制御装置から前記第２制御装置に送信され、前記充填起動指令判定を受信した前記第２制御装置は、待機状態（低消費電力状態）に移行するように構成することで、充填時に、車載の蓄電装置から供給される電力を抑制することができる。

この発明によれば、燃料ガス貯蔵部への燃料ガスの充填起動指令を第１制御装置に出力する充填起動指令部又は燃料電池の発電起動指令を出力する発電起動指令部のいずれかの指令部からの前記起動指令が発せられたときに、第１制御装置に蓄電装置から電源を供給する電源供給ラインに設けられた開閉部が閉路するので、起動指令が発せられる前の状態では、開閉部が開路していることから、停車中であって、自車に搭載された燃料ガス貯蔵部が、外部の燃料ガス供給装置からの燃料ガスの充填中ではない待機中（非充填中）に、車両側の充填制御装置である前記第１制御装置の待機電力をゼロ値とすることができる。

この発明の実施形態に係る燃料電池車両と、水素ステーションと、を備えるガス充填システムの構成を示すブロック図である。 待機電力ゼロの充填ＥＣＵの第１実施例のシステムの構成を示す回路図である。 待機電力ゼロの充填ＥＣＵの第２実施例のシステムの構成を示す回路図である。 第２実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 待機電力ゼロの充填ＥＣＵの第３実施例のシステムの構成を示す回路図である。 待機電力ゼロの充填ＥＣＵの第４実施例のシステムの構成を示す回路図である。 第４実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 待機電力ゼロの充填ＥＣＵの第５実施例のシステムの構成を示す回路図である。 待機電力ゼロの充填ＥＣＵの第６実施例のシステムの構成を示す回路図である。 第６実施例の動作説明に供されるフローチャートである。

以下、この発明に係る燃料電池車両の一実施形態について図面を参照して説明する。

［全体構成の説明］
図１は、一実施形態に係る燃料電池車両（以下、ＦＣ車両ともいう。）１２と、水素ステーション１４と、を備えるガス充填システム１０の構成を示している。

水素ステーション１４は、水素ガスである燃料ガスを貯蔵する水素タンク１６と、水素ステーション１４を制御する充填ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）１８と、を備える水素ステーション本体部２０、充填ノズル２２及び通信装置２４を備える。

水素タンク１６と充填ノズル２２とは流路（管路）２６を介して接続され、充填ＥＣＵ１８と、赤外線Ｌによる通信装置２４とは、ライン（線路）２８を介して接続される。通信装置２４は、充填ノズル２２に組み込まれ充填ノズル２２と一体的に構成されている。

一方、ＦＣ車両１２は、燃料電池セルを複数積層した燃料電池（以下、ＦＣともいう。）３０と、ＦＣ３０に流路３２を介して燃料ガスを供給する水素タンク３４と、ＦＣ３０に流路３６を介して酸化剤ガスを供給するエアコンプレッサ３８と、ＦＣ３０の発電電圧Ｖｆｃがライン（線路）４０を介して印加されるインバータ（直流・交流変換器）４２及びＤＣ／ＤＣコンバータ（降圧器）４４と、インバータ４２の出力が供給される電動機４６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４により低電圧に変換された電力が供給され電圧Ｖｂを発生する蓄電装置４８と、水素タンク３４に流路５０を介して接続されるレセプタクル５２と、赤外線Ｌによる通信装置５４と、を備える。通信装置５４はレセプタクル５２に組み込まれレセプタクル５２と一体的に構成されている。

レセプタクル５２は、リッドオープナ５３によって開閉されるリッド５１によって覆われている。

水素タンク３４には、水素タンク３４内の圧力（ガス圧力）を検出し圧力値Ｐを出力する圧力センサ５６と、水素タンク３４内の温度（ガス温度）を検出し温度値Ｔを出力する温度センサ５８とが設けられている。

ＦＣ車両１２は、さらに、ライン（線路）６０、６２及び６４を通じてエアコンプレッサ３８、水素タンク３４及びＦＣ３０の発電を制御するＦＣＥＣＵ６６と、ライン（線路）６８、７０を通じて入力された圧力値Ｐ、温度値Ｔを、ライン７２を介して検出値として通信装置５４に送信すると共にライン（線路）７３を通じリッドオープナ５３を介してリッド５１を開閉する充填ＥＣＵ７４と、起動指令部７６と、開閉部としてのリレー部７８と、を備える。

リレー部７８は、蓄電装置４８と充填ＥＣＵ７４とを接続する電源供給ライン（線路）８０（８０ａ、８０ｂ）に設けられている。リレー部７８は、電源供給ライン８０ａ、８０ｂを閉路又は開路する接点７８ａと、該接点７８ａを開閉（オフオン）駆動する操作コイル７８ｂを含む。

なお、閉路又は開路する接点７８ａ（電気接点）を有するリレー部７８は、外部からの指令（制御信号等）に応じて電流を遮断乃至通流できる開閉部としての機能を備えていればよいので、半導体スイッチやその他のスイッチに代替することができる。

ＦＣＥＣＵ６６と充填ＥＣＵ７４とは、ライン（線路）８２を通じて接続されている。ライン８２は、図示しない他のＥＣＵ等にも共用される車載ＬＡＮ等の通信線を構成する。

起動指令部７６は、リッドスイッチ等から構成される充填起動指令部８４とメインスイッチ等から構成される発電起動指令部８６とを備え、充填起動指令部８４及び発電起動指令部８６から発せられる各起動指令が後述する実施例に応じて適宜のライン（線路）８８、８９、９０及び９２を通じてＦＣＥＣＵ６６、充填ＥＣＵ７４及びリレー部７８に接続される。ＦＣＥＣＵ６６は、ライン（線路）９３を通じてリレー部７８に接続される。

充填ＥＣＵ１８、７４及びＦＣＥＣＵ６６は、それぞれマイクロコンピュータを含み、このマイクロコンピュータは計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時手段としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵが前記入出力装置からの入力に基づきＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部、たとえば制御部、演算部、処理部等として機能する。

ここで、充填ＥＣＵ７４は、後述するように、起動要因判定部９５の他に、入力信号がＯＮになる｛この実施形態では、後述する電源ポート１０２（図５等参照）への電源供給の開始｝と同時にＯＮになり、入力信号がＯＦＦ（オフ）になる（電源ポート１０２への電源供給の遮断）と設定時間の経過後にＯＦＦになる機能部としての自己保持回路９４（図面の説明では、ラッチと記載している。）と、検出値としての圧力値Ｐと温度値Ｔとを保持記憶する記憶部である不揮発性のメモリ９６を備える。

［全体動作の説明］
次に、基本的には以上のように構成されるこの実施形態に係る、ＦＣ車両１２と水素ステーション１４とを備えるガス充填システム１０の全体動作について、［充填処理］と［発電処理］とに分けて説明する。

［充填処理］
ＦＣ車両１２の停車時（未発電時）に、リレー部７８の接点７８ａは、開状態（いわゆる常開接点）になっているので、充填ＥＣＵ７４には、蓄電装置４８から電源が供給されず、待機電力がゼロ値の状態になっている。一方、ＦＣＥＣＵ６６には、蓄電装置４８の電圧Ｖｂの電源が常時供給され、いわゆるスリープ状態になっている。

この状態において、充填起動指令部８４のリッドスイッチが操作されると、ライン８８を通じて充填ＥＣＵ７４に充填起動指令（充填起動信号）が供給されると共に、ライン８９を通じてリレー部７８の操作コイル７８ｂが励磁される。操作コイル７８ｂが励磁されると接点７８ａが閉じてリレー部７８が閉路され、これにより、蓄電装置４８からの電圧Ｖｂの電源が、ライン８８を通じて充填ＥＣＵ７４に供給されて充填ＥＣＵ７４が起動する。

充填ＥＣＵ７４は起動すると、起動要因判定部９５も起動し、起動要因判定部９５は、今回の起動が、充填起動指令部８４からライン８８を通じて供給される充填起動指令（充填起動信号）による起動であるのか、発電起動指令部８６からライン９２、ＦＣＥＣＵ６６及びライン８２を通じての発電起動指令（発電起動信号）による起動であるのかを判定し、ライン８８を通じて供給されている充填起動指令（充填起動信号）であったとき、充填ＥＣＵ７４は、ライン７３を通じリッドオープナ５３を介してリッド５１を開く。

リッド５１が開いた状態において、ドライバ等により水素ステーション１４の充填ノズル２２がＦＣ車両１２のレセプタクル５２に機械的に接続されると、水素ステーション１４の通信装置２４の赤外線送受信部にＦＣ車両１２の通信装置５４の赤外線送受信部が物理的に対向する。

次いで、ＦＣ車両１２の充填ＥＣＵ７４は、圧力センサ５６及び温度センサ５８により検出された水素タンク３４内の圧力値Ｐと温度値Ｔをライン６８及びライン７０を通じて取り込み、ライン７２、通信装置５４、赤外線Ｌ、通信装置２４及びライン２８を通じて水素ステーション本体部２０内の充填ＥＣＵ１８に送信する。

そして、水素ステーション１４の充填ＥＣＵ１８とＦＣ車両１２の充填ＥＣＵ７４との協調制御下に、水素ステーション１４の水素タンク１６からの燃料ガスが、流路２６、充填ノズル２２、レセプタクル５２及び流路５０を通じてＦＣ車両１２の水素タンク３４に充填開始され、水素タンク３４が、その規定圧力値、例えば３５［ＭＰａ］又は７０［ＭＰａ］になったときに、水素ステーション１４から水素タンク３４への燃料ガスの充填処理が完了される。

この後、ドライバ等により充填ノズル２２がレセプタクル５２から取り外され、リッド５１が閉じられるとレセプタクル５２がリッド５１によって覆われる。

充填処理の完了が、充填ＥＣＵ７４により検出されると、ライン８２を通じてＦＣＥＣＵ６６に充填処理完了の旨が送信される。このとき、ＦＣＥＣＵ６６からライン９３を通じてリレー部７８の操作コイル７８ｂの励磁が解消されると接点７８ａが開状態とされ、リレー部７８が開路されて、充填ＥＣＵ７４に対する蓄電装置４８からの電源供給ライン８０（８０ａ、８０ｂ）を通じての電圧Ｖｂの電源の供給が停止される。このとき、電源供給ライン８０ｂは、活電部から非活電部になり、充填ＥＣＵ７４の非稼働時には、活電部が削減される。

このようにして、車両側充填制御装置である充填ＥＣＵ７４の待機電力がゼロ値になると、ＦＣＥＣＵ６６は、再びスリープ状態にもどる。

なお、実際上、充填ＥＣＵ７４が充填処理の完了を検出すると、ライン８２を通じてＦＣＥＣＵ６６に充填処理完了の旨を送信する前に、充填ＥＣＵ７４は、自己保持回路９４の遅延作用下に、圧力センサ５６により検出している水素タンク３４内の検出値である燃料ガスの圧力値Ｐを（必要に応じて温度値Ｔも）メモリ９６に書き込む。圧力値Ｐがメモリ９６に記憶保持されると、充填処理完了の旨がライン８２を通じてＦＣＥＣＵ６６に通知される。

［発電処理］
次に、ＦＣ車両１２の停車時に、ＦＣ車両１２の運転シートに着座したドライバにより発電起動指令部８６のメインスイッチのオフ（ＯＦＦ）状態からオン（ＯＮ）状態への操作がなされると、発電起動指令部８６からの発電起動信号がライン９２を通じてＦＣＥＣＵ６６に供給され、ＦＣＥＣＵ６６がスリープ状態からウェイクアップして起動する。

起動したＦＣＥＣＵ６６が、ライン９３を通じてリレー部７８の操作コイル７８ｂを励磁することでリレー部７８の接点７８ａが閉路し、蓄電装置４８からの電圧Ｖｂの電源が電源供給ライン８０（８０ａ、８０ｂ）を通じて充填ＥＣＵ７４に供給され、充填ＥＣＵ７４も起動する。

起動した充填ＥＣＵ７４は、この場合においても、起動要因判定部９５も起動する。

起動要因判定部９５は、今回の起動が、充填起動指令部８４からライン８８を通じて供給される充填起動指令（充填起動信号）による起動であるのか、発電起動指令部８６からライン９２、ＦＣＥＣＵ６６及びライン８２を通じての発電起動指令（発電起動信号）による起動であるのかを判定し、ライン８２を通じての発電起動指令（発電起動信号）であったとき、充填ＥＣＵ７４は、圧力センサ５６及び温度センサ５８により検出された水素タンク３４内の圧力値Ｐと温度値Ｔを取り込み、ライン８２を通じてＦＣＥＣＵ６６に送信する。

次に、公知の発電処理等を簡単に説明する。

ＦＣ３０は、例えば固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成されたセルを積層したスタック構造に形成されている。ＦＣ３０には、水素タンク３４から流路３２を通じて一方の反応ガスである水素（燃料ガス）が供給されると共に、エアコンプレッサ３８から流路３６を通じて他方の反応ガスである圧縮された空気（酸化剤ガス）が供給される。

供給された水素と空気の電気化学反応によりＦＣ３０により生成された発電電圧Ｖｆｃが、インバータ４２を介し電動機４６に印加されると共に、余分な電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を通じて蓄電装置４８に供給される。

駆動された電動機４６の動力により図示しない車輪が回転され、ＦＣ車両１２が走行する。アクセルオフ操作がなされると、電動機４６の回生電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４４を通じて蓄電装置４８を充電する。

ＦＣ車両１２が停車され、発電起動指令部８６のメインスイッチのＯＮ状態からＯＦＦ状態への操作がなされると、この操作がライン９２を通じてＦＣＥＣＵ６６により検出される。このとき、ＦＣＥＣＵ６６からライン９３を通じてリレー部７８の操作コイル７８ｂの励磁が解消されて接点７８ａが開状態とされ、リレー部７８が開路されて、充填ＥＣＵ７４に対する蓄電装置４８からの電圧Ｖｂの電源の供給が停止される。

このようにして、充填ＥＣＵ７４に対する待機電力がゼロ値になると、ＦＣＥＣＵ６６は、再びスリープ状態にもどる。

なお、この場合においても、充填ＥＣＵ７４は、ＦＣＥＣＵ６６からライン８２を通じて発電処理の完了を受領すると、ライン８２を通じてＦＣＥＣＵ６６に、自己保持回路９４の遅延作用下中にあることを告げ、圧力センサ５６により検出している水素タンク３４内の検出値である燃料ガスの圧力値Ｐが（必要に応じて温度値Ｔも）メモリ９６に書き込まれる。圧力値Ｐがメモリ９６に記憶保持されると、記憶保持完了の旨がＦＣＥＣＵ６６に通知される。ＦＣＥＣＵ６６は、ライン９３を通じて操作コイル７８ｂの励磁を解消し、リレー部７８を開路状態にすることで、充填ＥＣＵ７４の待機電力がゼロ値になる。

以下、充填ＥＣＵ７４の待機電力がゼロ値となる個別具体的な複数の実施例について説明する。なお、以下に参照する各図面において、先に説明した図面に示したものと同一のもの又は対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。

［第１実施例の構成］
図２は、待機電力ゼロの充填ＥＣＵ７４の第１実施例のシステム２０１の構成を示している。

図２において、複数起動要因ＥＣＵとしての充填ＥＣＵ７４は、電源ポート１０２と、信号入力ポート１０４、１０６と、グランド１００に接続されるグランドポート１０８を備えている。

蓄電装置４８は、電源供給ライン８０を構成する電源供給ライン８０ａ、ヒューズ、リレー部７８の接点７８ａ及び電源供給ライン８０を構成する電源供給ライン８０ｂを介して電源ポート１０２に接続されている。

蓄電装置４８は、また、電源供給ライン８０ａ、ヒューズ、リレー部７８の操作コイル７８ｂ、アノード端子が共通接続されたダイオード１１０、１１２に接続されている。

一方のダイオード１１０のカソード端子は、ライン８９、８８を通じて信号入力ポート１０６に接続されると共に、起動指令部７６を構成する起動要因Ｂとしての充填起動指令部（リッドスイッチ）８４を通じてグランド１００に接続されている。

他方のダイオード１１２のカソード端子は、信号入力ポート１０４に接続されると共に、ライン９０を介し起動指令部７６を構成する起動要因Ａとしての発電起動指令部（メインスイッチ）８６を通じてグランド１００に接続されている。

次に、第１実施例のシステム２０１の動作について説明する。

［第１実施例の動作］
図２のシステム２０１において、起動要因Ａの発電起動指令部８６又は起動要因Ｂの充填起動指令部８４のいずれかがＯＮ状態（閉状態）にされると、リレー部７８が駆動され、操作コイル７８ｂが励磁されて接点７８ａが閉じる（リレー部７８が閉路する。）。

これにより、蓄電装置４８から電圧Ｖｂの電源が、複数起動要因ＥＣＵとしての充填ＥＣＵ７４の電源ポート１０２に供給され充填ＥＣＵ７４が起動する。この場合、電源ポート１０２には、図示しない内部電圧レギュレータが組み込まれ、内部電圧レギュレータの出力電圧を電源として充填ＥＣＵ７４は動作する。信号入力ポート１０４、１０６は、前記内部電圧レギュレータの出力電圧にプルアップされハイレベル（Ｈ）になっている。

起動後、充填ＥＣＵ７４は、初期化プログラムを実行し、各種制御のためのプログラムの実行に伴う処理が可能な状態にする、そして、公知の初期化処理を行った後、信号入力ポート１０４、１０６のどちらの入力ポートがローレベル（グランド）になったかにより起動要因Ａ、Ｂのうち、どちらの起動要因により起動したのかを確認する。

［第２実施例の構成］
図３は、待機電力ゼロの充填ＥＣＵ７４の第２実施例のシステム２０２の構成を示している。

このシステム２０２においては、起動要因Ｂの充填起動指令部８４Ａが接点ｐ（可動接点）と接点ｉ、ｊとからなる１回路２接点のスイッチにより構成されている。

次に、第２実施例のシステム２０２の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

［第２実施例の動作］
図３のシステム２０２において、ステップＳ１にて、起動要因Ａの発電起動指令部８６又は起動要因Ｂの充填起動指令部８４ＡのいずれかがＯＮ状態（閉状態）にされると、リレー部７８が駆動され、操作コイル７８ｂが励磁されて接点７８ａが閉じる。なお、起動要因Ｂの充填起動指令部８４ＡのＯＮ（オン）状態とは、接点ｐと接点ｊが接続されて操作コイル７８ｂが励磁された状態をいう。

リレー部７８が閉路すると、ステップＳ２にて、蓄電装置４８から電圧Ｖｂの電源が、複数起動要因ＥＣＵとしての充填ＥＣＵ７４の電源ポート１０２に供給され充填ＥＣＵ７４が起動する。

ステップＳ３にて、充填ＥＣＵ７４は、前記の初期化処理を行う。

ステップＳ４にて、起動後初期化後の充填ＥＣＵ７４は、起動要因Ｂとしての充填起動指令部８４Ａの信号入力ポート１０６がローレベル（Ｌ）になっているか否かを判定し、ローレベルになっているとき（ステップＳ４：ＹＥＳ）は、起動要因Ａの充填起動指令部８４Ａによる動作モード（充填処理）に移行し、ハイレベルになっているとき（ステップＳ４：ＮＯ）は、ステップＳ６にて起動要因Ｂの発電起動指令部８６による動作モード（発電処理）に移行する。

［第３実施例の構成］
図５は、待機電力ゼロの充填ＥＣＵ７４の第３実施例のシステム２０３の構成を示している。

このシステム２０３においては、充填ＥＣＵ７４が、内部に、上述したメモリ９６と自己保持回路９４を備え、自己保持回路９４の出力がオープンコレクタタイプ出力の信号出力ポート１１４に接続され、その信号出力ポート１１４がライン１１６を介して、ライン８９とライン９０と操作コイル７８ｂの共通接続点に接続された構成とされている。

［第３実施例の動作］
図５のシステム２０３において、起動要因Ａの発電起動指令部８６又は起動要因Ｂの充填起動指令部８４Ａのいずれかがリレー部７８を駆動する（操作コイル７８ｂを励磁する）ＯＮ状態（閉状態）にされると、接点７８ａが閉じる。

これにより、蓄電装置４８から電圧Ｖｂの電源が、複数起動要因ＥＣＵとしての充填ＥＣＵ７４の電源ポート１０２に供給され充填ＥＣＵ７４が起動する。

起動された直後、充填ＥＣＵ７４は、自己保持回路９４の出力（自己保持出力）をＯＮ状態にする。この場合、自己保持出力は、電源ポート１０２に電圧Ｖｂの電源が供給されると（実質的には、起動要因Ａの発電起動指令部８６又は起動要因Ｂの充填起動指令部８４ＡのいずれかがＯＮ状態（閉状態）にされると）、これをトリガ（入力信号）として、信号出力ポート１１４がローレベル（アクティブ）になり操作コイル７８ｂを励磁し（自己保持出力オン開始）、その後、ＯＮ状態にされている起動要因Ａの発電起動指令部８６又は起動要因Ｂの充填起動指令部８４ＡがＯＦＦ状態にされても、自己保持回路９４は、所定時間自己保持出力のＯＮ状態を保持し、前記所定時間経過時に自己保持回路９４の出力をＯＦＦ状態にすることで、信号出力ポート１１４が開放状態（オープンコレクタ出力がＯＦＦ状態）とされ電圧Ｖｂにプルアップされて、操作コイル７８ｂの励磁が解消され、電源ポート１０２への電圧Ｖｂの電源供給が遮断される。自己保持回路９４は、いわゆるオフディレイ回路として動作する。

起動要因Ａの発電起動指令部８６又は起動要因Ｂの充填起動指令部８４ＡがＯＦＦ状態にされ、自己保持回路９４が所定時間自己保持出力のＯＮ状態を保持している間に、図１を参照して説明したように、不揮発性のメモリ９６に、圧力センサ５６により検出している水素タンク３４内の検出値である燃料ガスの圧力値Ｐ及び／又は温度値Ｔが書き込まれ保持される。

なお、この第３実施例においても、充填ＥＣＵ７４が起動すると、充填ＥＣＵ７４は、信号入力ポート１０６の入力レベルを確認することにより、どちらの起動要因により起動したのかを確認する。

［第４実施例の構成］
図６は、待機電力ゼロの充填ＥＣＵ７４を含む第４実施例のシステム２０４の構成を示している。

図６において、システム２０４は、充填ＥＣＵ７４の他に、他ＥＣＵとしてのＦＣＥＣＵ６６を備えている。

ＦＣＥＣＵ６６は、蓄電装置４８（図１参照）から電圧Ｖｂの電源が電源供給ライン８０ａを通じて供給される電源ポート１２２と、信号入力ポート１２６、１３０と、オープンコレクタタイプ出力の信号出力ポート１２４と、データが入出力されるデータポート１３２と、グランド１００に接続されるグランドポート１２８を備えている。

信号入力ポート１２６は、起動要因Ａとしての発電起動指令部（メインスイッチ）８６を通じてグランド１００に接続されている。信号入力ポート１３０と信号出力ポート１２４とは接続され、この接続点がリレー部７８の操作コイル７８ｂと起動要因Ｂとしての充填起動指令部（リッドスイッチ）８４との共通接続点に接続されている。

充填ＥＣＵ７４は、データポート９８を有し、このデータポート９８とＦＣＥＣＵ６６のデータポート１３２とがライン８２を通じて接続されている。

次に、第４実施例のシステム２０４の動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

［第４実施例の動作］
図６のシステム２０４において、ステップＳ１１にて、起動要因Ａの発電起動指令部８６がＯＮ状態（閉状態）にされると、ＦＣＥＣＵ６６（他ＥＣＵ）がスリープ状態からウェイクアップして起動する。

起動したとき、ＦＣＥＣＵ６６は、起動要因Ｂの充填起動指令部８４がＯＮ状態にされているか否かを、信号入力ポート１３０のレベルにより判断する。レベルがローレベルである場合、充填起動指令部８４がＯＮ状態であると判断し、レベルがハイレベルである場合、充填起動指令部８４がＯＦＦ状態であると判断する。

次に、ステップＳ１２にて、ＦＣＥＣＵ６６は、信号出力ポート１２４をローレベル（アクティブ）にすると、リレー部７８が駆動され操作コイル７８ｂが励磁されることで接点７８ａが閉じる。

次いで、ステップＳ１３にて、電圧Ｖｂの電源が充填ＥＣＵ７４に供給されることで充填ＥＣＵ７４が起動され、ステップＳ１４にて、充填ＥＣＵ７４が初期化される。

一方、ステップＳ２１にて、起動要因Ｂにより充填起動指令部８４がＯＮ状態にされると、リレー部７８が駆動され操作コイル７８ｂが励磁されることで接点７８ａが閉じる。

次いで、ステップＳ２２にて、電圧Ｖｂの電源が充填ＥＣＵ７４に供給されることで充填ＥＣＵ７４が起動され、ステップＳ２３にて、充填ＥＣＵ７４が初期化される。

ステップＳ２４にて、充填ＥＣＵ７４は、起動要因Ａにより起動された（ステップＳ１１〜Ｓ１４）のか起動要因Ｂにより起動された（ステップＳ２１〜Ｓ２３）のかを判定するために、ライン８２を介して、ＦＣＥＣＵ６６との通信を試み通信が確立しているか否かを判定する。

通信が確立していない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）には、ステップＳ２５にて起動要因Ｂの充填起動指令部８４による動作モードに移行する。

通信が確立している場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）には、ステップＳ２６にてＦＣＥＣＵ６６から起動要因情報を取得し、起動要因Ａによる要求があるか否かを判定し、起動要因Ａによる要求がある場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）には、起動要因Ａの発電起動指令部８６による動作モードに移行し、起動要因Ａによる要求がない場合（ステップＳ２６：ＮＯ）には、起動要因Ｂの充填起動指令部８４による動作モードに移行する。

起動要因Ａの発電起動指令部８６による動作モードでは、充填ＥＣＵ７４は、上述した［発電処理］に係る動作を行うＦＣＥＣＵ６６に、例えば、上記した検出値（圧力値Ｐと温度値Ｔ）を、ライン８２を通じて送信する。起動要因Ｂの充填起動指令部８４による動作モードでは、充填ＥＣＵ７４は、上述した［充填処理］に係る動作を行う。

［第５実施例の構成］
図８は、待機電力ゼロの充填ＥＣＵ７４の第５実施例のシステム２０５の構成を示している。

このシステム２０５においては、図６例のシステム２０４に対し、図３例のシステム２０２と同様に、起動要因Ｂの充填起動指令部８４Ａが接点ｐ（可動接点）と接点ｉ、ｊからなる１回路２接点のスイッチにより構成されている。

次に、第５実施例のシステム２０５の動作について説明する。

［実施例５の動作］
図８のシステム２０５において、起動要因Ａの発電起動指令部８６がＯＮ状態（閉状態）にされると、他ＥＣＵとしてのＦＣＥＣＵ６６が起動する。

起動されたＦＣＥＣＵ６６は、信号入力ポート１３０のレベルを参照することにより起動要因Ｂの充填起動指令部８４Ａからの入力値を確認することで、起動要因Ｂの充填起動指令部８４Ａからの起動要求が複数起動要因ＥＣＵである充填ＥＣＵ７４に出されているか否かを判断する。

起動要因Ｂの充填起動指令部８４ＡがＯＮ状態（接点ｐと接点ｊが閉じた状態）にされると、操作コイル７８ｂが励磁され電圧Ｖｂの電源がリレー部７８を通じて充填ＥＣＵ７４に供給され、充填ＥＣＵ７４が起動する。

起動後充填ＥＣＵ７４は、信号入力ポート１０６のレベルと、ＦＣＥＣＵ６６とのライン８２を通じての通信結果と、により起動要因が起動要因Ａであるのか起動要因Ｂであるのかを判定する。

通信が確立している場合には、起動要因Ａの発電起動指令部８６による［発電処理］に係る動作モードに移行する。ＦＣＥＣＵ６６がスリープ状態にあって通信が確立していない場合には、起動要因Ｂの充填起動指令部８４Ａによる［充填処理］に係る動作モードに移行する。

［第６実施例の構成］
図９は、待機電力ゼロの充填ＥＣＵ７４を含む第６実施例のシステム２０６の構成を示している。

図９において、システム２０６は、充填ＥＣＵ７４とＦＣＥＣＵ６６を備えている。

充填ＥＣＵ７４が、内部に、上記［充填処理］の項で説明したのと同様のメモリ９６と自己保持回路９４を備え、自己保持回路９４の出力がオープンコレクタタイプ出力の信号出力ポート１１４に接続され、その信号出力ポート１１４がライン１４２を介して、ライン１４４とライン１４６（操作コイル７８ｂ）の共通接続点に接続された構成とされている。

起動要因Ｂの充填起動指令部（リッドスイッチ）８４がＦＣＥＣＵ６６の信号入力ポート１４８に接続されている。

次に、第６実施例のシステム２０６の動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。

［第６実施例の動作］
図９のシステム２０６において、ステップＳ３１にて、起動要因Ａの発電起動指令部８６又は起動要因Ｂの充填起動指令部８４のいずれかがＯＮ状態（閉状態）にされると、ステップＳ３２にて他ＥＣＵであるＦＣＥＣＵ６６が起動する。

起動したＦＣＥＣＵ６６は、ステップＳ３３にて、信号出力ポート１２４をローレベル（アクティブ）として操作コイル７８ｂを励磁し、充填ＥＣＵ７４を起動させる。

起動した充填ＥＣＵ７４は、ステップＳ３４にて、自己の初期化を行い、自己保持回路９４を駆動して、操作コイル７８ｂの自己保持出力｛信号出力ポート１２４のローレベル（アクティブ）の継続｝によるリレー部７８の保持を開始する。

次いで、充填ＥＣＵ７４は、ステップＳ３５にて、他ＥＣＵであるＦＣＥＣＵ６６とのライン８２を通じての通信が確立しているか否かを判定する。

通信が確立していたとき（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ３６にて、その通信により起動要因Ａの発電起動指令部８６からの起動要求であるか否かを判定する。

起動要因Ａの発電起動指令部８６からの起動要求であった（ステップＳ３６：ＹＥＳ）場合、ステップＳ３７にて、起動要因Ａの発電起動指令部８６による動作モードに移行し、起動要因Ａによる要求がない場合（ステップＳ３６：ＮＯ）には、ステップＳ３８にて、起動要因Ｂの充填起動指令部８４による要求があるか否かを判定する。

起動要因Ｂの充填起動指令部８４による要求があった（ステップＳ３８：ＹＥＳ）場合には、ステップＳ３９にて、起動要因Ｂの充填起動指令部８４による動作モードに移行し、ステップＳ４０にて、ＦＣＥＣＵ６６をスリープ状態にする。

上記したステップＳ３５にて、充填ＥＣＵ７４が他ＥＣＵであるＦＣＥＣＵ６６との通信が確立できなかった（ステップＳ３５：ＮＯ）場合、又は、上記したステップＳ３８にて、起動要因Ｂの充填起動指令部８４からの要求がなかった（ステップＳ３８：ＮＯ）場合には、ステップＳ４１にて、図示しないディスプレイあるいは図示しないスピーカ等でエラー発生と通知し、エラーモードに移行する。

［実施形態のまとめ］
以上説明したように、上述した実施形態に係るＦＣ車両１２は、ＦＣ３０と、前記ＦＣ３０に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵部としての水素タンク３４と、前記水素タンク３４のガス状態を検出し検出値としての圧力値Ｐ及び／又は温度値Ｔ（少なくとも圧力値Ｐ）を出力するガス状態検出部としての圧力センサ５６と温度センサ５８と、前記検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）が入力される第１制御装置としての充填ＥＣＵ７４と、蓄電装置４８と、前記充填ＥＣＵ７４に前記蓄電装置４８からの電源を供給する電源供給ライン８０（８０ａ、８０ｂ）と、外部の燃料ガス供給装置としての水素ステーション１４から前記水素タンク３４への充填用の前記燃料ガスを導入するガス導入口としてのレセプタクル５２と、前記充填ＥＣＵ７４から前記検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）を前記水素ステーション１４に送信する通信装置５４と、前記水素タンク３４への前記燃料ガスの充填起動指令を前記充填ＥＣＵ７４に出力する充填起動指令部８４と、前記ＦＣ３０の発電起動指令を出力する発電起動指令部８６（例えば、図２のシステム２０１の発電起動指令部８６等）と、を備える。

この場合、前記電源供給ライン８０（８０ａ、８０ｂ）に、リレー部７８が設けられ、充填起動指令部８４又は発電起動指令部８６のいずれかの指令部からの前記起動指令により前記リレー部７８が閉路し、前記蓄電装置４８からの前記電源が前記電源供給ライン８０（８０ａ、８０ｂ）を通じて前記充填ＥＣＵ７４に供給される構成としている。

この構成によれば、充填起動指令部８４又は発電起動指令部８６のいずれかの指令部から前記起動指令が発せられたときに、蓄電装置４８から充填ＥＣＵ７４に電源を供給する電源供給ライン８０（８０ａ、８０ｂ）に設けられたリレー部７８が閉路するので、起動指令が発せられる前の状態では、リレー部７８が開路（常開）していることから、充填ＥＣＵ７４の待機電力をゼロ値とすることができる。

この場合、充填ＥＣＵ７４は、前記起動指令が前記充填起動指令であるのか前記発電起動指令であるのかを判定する起動要因判定部９５をさらに備えている。この起動要因判定部９５により前記起動指令が前記充填起動指令であると判定されたとき、充填ＥＣＵ７４から前記検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）を、通信装置５４を通じて水素ステーション１４（水素ステーション本体部２０）の充填ＥＣＵ１８に送信するように構成したので、前記起動指令が前記充填起動指令であるときに水素タンク３４の前記ガス状態の前記検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）が水素ステーション１４に的確に送信される。

さらに、充填ＥＣＵ７４は、前記検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）を保持する検出値保持部としてのメモリ９６と、前記充填起動指令又は前記発電起動指令が解除されたとき検出していた前記検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）をメモリ９６に保持するために、前記起動指令が解除されてから前記保持に必要な時間、充填ＥＣＵ７４に蓄電装置４８からの前記電源を電源供給ライン８０（８０ａ、８０ｂ）を通じて供給し続ける自己保持回路９４を備えるように構成したので、充填終了時又は発電終了時における水素タンク３４のガス状態を示す検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）を正確且つ確実に保持することができる。

この実施形態では、ＦＣ３０の発電制御を行う第２制御装置としてのＦＣＥＣＵ６６をさらに備えている。

この場合、起動要因判定部９５により前記起動指令が前記発電起動指令であると判定されたとき、充填ＥＣＵ７４は、前記検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）をＦＣＥＣＵ６６に送信するように構成しているので、車載の複数起動要因の充填ＥＣＵ７４と、他ＥＣＵであるＦＣＥＣＵ６６とが結ばれている通常の通信線（例えば、車内ＬＡＮであるＣＡＮ等）であるライン８２を介して充填ＥＣＵ７４からＦＣＥＣＵ６６に前記検出値（圧力値Ｐ、温度値Ｔ）を送信することができ、ＦＣＥＣＵ６６に検出値取込用の余分の入力ポート及び入力ライン（入力線路、配線）を設ける必要がなく、小型化、低コスト化が図れる。

この場合、ＦＣＥＣＵ６６には、蓄電装置４８からの電圧Ｖｂの電源が常時供給されているが、充填ＥＣＵ７４の起動要因判定部９５により前記起動指令が前記充填起動指令であると判定された場合に、判定結果としての充填起動指令判定が充填ＥＣＵ７４からＦＣＥＣＵ６６に送信される。前記充填起動指令判定を受信したＦＣＥＣＵ６６は、待機状態（低消費電力状態）に移行する。このように構成することで、燃料ガスの水素ステーション１４からの充填時に、車載の蓄電装置４８から供給される電力を抑制することができる。

このように上述した実施形態によれば、水素タンク３４への燃料ガスの充填起動指令を充填ＥＣＵ７４に出力する充填起動指令部８４又はＦＣ３０の発電起動指令を出力する発電起動指令部８６のいずれかの指令部からの前記起動指令が発せられたときに、充填ＥＣＵ７４に蓄電装置４８から電源を供給する電源供給ライン８０（８０ａ、８０ｂ）に設けられたリレー部７８が閉路するので、前記起動指令が発せられる前の状態では、リレー部７８が開路していることから、車両側の充填制御装置である充填ＥＣＵ７４の待機電力をゼロ値とすることができる。すなわち、ＦＣ車両１２の停車中であって、自車に搭載された燃料ガス貯蔵部としての水素タンク３４が、外部の燃料ガス供給装置である水素ステーション１４からの燃料ガスの充填中ではない待機中（非充填中）に、車両側の充填制御装置である前記第１制御装置である充填ＥＣＵ７４の待機電力をゼロ値とすることができる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…ガス充填システム １２…ＦＣ車両（燃料電池車両）
１４…水素ステーション ３０…ＦＣ（燃料電池）
３４…水素タンク ４８…蓄電装置
６６…ＦＣＥＣＵ ７４…充填ＥＣＵ
７６…起動指令部 ７８…リレー部（開閉部）
７８ａ…接点 ７８ｂ…操作コイル
８４…充填起動指令部 ８６…発電起動指令部
９４…自己保持回路 ９５…起動要因判定部
９６…メモリ ２０１−２０６…システム

Claims (5)

1. 燃料電池と、
   前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵部と、
   前記燃料ガス貯蔵部のガス状態を検出し検出値を出力するガス状態検出部と、
   前記検出値が入力される第１制御装置と、
   蓄電装置と、
   前記第１制御装置に前記蓄電装置からの電源を供給する電源供給ラインと、
   外部の燃料ガス供給装置から前記燃料ガス貯蔵部への充填用の前記燃料ガスを導入するガス導入口と、
   前記燃料ガスの前記燃料ガス貯蔵部への充填時に、前記第１制御装置から前記検出値を前記燃料ガス供給装置に送信する通信装置と、
   前記燃料ガス貯蔵部への前記燃料ガスの充填起動指令を前記第１制御装置に出力する充填起動指令部と、
   前記燃料電池の発電起動指令を出力する発電起動指令部と、
   を備える燃料電池車両であって、
   前記電源供給ラインに、開閉部が設けられ、
   前記充填起動指令部又は前記発電起動指令部のいずれかの指令部からの前記起動指令により前記開閉部が閉路して、前記蓄電装置からの前記電源が前記電源供給ラインを通じて前記第１制御装置に供給され、
   前記燃料ガス貯蔵部への充填処理の完了時、又は前記燃料電池車両が停車され前記発電起動指令部のメインスイッチのＯＮ状態からＯＦＦ状態への操作時に、前記開閉部が開路して、前記蓄電装置からの前記電源供給ラインを通じての前記第１制御装置への電源の供給が停止される
   ことを特徴とする燃料電池車両。
2. 請求項１に記載の燃料電池車両において、
   前記第１制御装置は、
   前記起動指令が、前記充填起動指令であるのか前記発電起動指令であるのかを判定する起動要因判定部をさらに備え、
   前記起動要因判定部により前記起動指令が前記充填起動指令であると判定されたとき、前記第１制御装置から前記検出値を前記通信装置を通じて前記燃料ガス供給装置に送信する
   ことを特徴とする燃料電池車両。
3. 請求項１又は２に記載の燃料電池車両において、
   前記第１制御装置は、
   前記検出値を保持する検出値保持部と、
   前記起動指令が解除されたとき検出していた前記検出値を前記検出値保持部に保持するために、前記起動指令が解除されてから前記保持に必要な時間、前記第１制御装置に前記蓄電装置からの前記電源を前記電源供給ラインを通じて供給し続ける自己保持回路を備える
   ことを特徴とする燃料電池車両。
4. 請求項２に記載の燃料電池車両において、
   前記燃料電池の発電制御を行う第２制御装置をさらに備え、
   前記起動要因判定部により前記起動指令が前記発電起動指令であると判定されたとき、前記第１制御装置は、前記検出値を前記第２制御装置に送信する
   ことを特徴とする燃料電池車両。
5. 請求項４に記載の燃料電池車両において、
   前記第２制御装置には、前記蓄電装置からの電源が常時供給され、
   前記第１制御装置の前記起動要因判定部により前記起動指令が前記充填起動指令であると判定された場合に、充填起動指令判定が前記第１制御装置から前記第２制御装置に送信され、前記充填起動指令判定を受信した前記第２制御装置は、待機状態に移行する
   ことを特徴とする燃料電池車両。

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