(57)【要約】【課題】複数のサブシステムを備える燃料電池システムにおいて、掃気処理が適切なタイミングで実行されない可能性を低減する。【解決手段】燃料電池システムは、複数のサブシステムを備え、複数のサブシステムのそれぞれは、アノードとカソードとを有する燃料電池スタックと、燃料電池スタックの温度を取得する温度センサと、アノードとカソードとの少なくともいずれか一方を掃気する掃気装置と、掃気装置に対して掃気の実行を指示できる制御部と、を備え、サブシステムのうち一つのサブシステムであって、燃料電池システムの運転が停止される際の当該サブシステムの燃料電池スタックの温度が、複数のサブシステムの中で最も低いと特定されたサブシステムの制御部は、当該サブシステムにおける掃気実行の判定と、判定に応じて全てのサブシステムに対する掃気実行の指示とを含む掃気制御を実行する。【選択図】図４
2020140936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
複数のサブシステムを備え、
前記複数のサブシステムのそれぞれは、
アノードとカソードとを有する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの温度を取得する温度センサと、
前記アノードと前記カソードとの少なくともいずれか一方を掃気する掃気装置と、
前記掃気装置に対して掃気の実行を指示できる制御部と、を備え、
前記サブシステムのうち一つのサブシステムであって、前記燃料電池システムの運転が停止される際の当該サブシステムの前記燃料電池スタックの温度が、前記複数のサブシステムの中で最も低いと特定されたサブシステムの制御部は、当該サブシステムにおける掃気実行の判定と、前記判定に応じて全てのサブシステムに対する掃気実行の指示とを含む掃気制御を実行する、燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムの運転が停止された際に、前記複数のサブシステムのうち、前記燃料電池スタックの温度が最も低いサブシステムの制御部を決定する決定処理を実行する決定部を備え、
前記複数のサブシステムの各制御部のうち、前記決定部により決定された制御部が、前記掃気制御を実行する、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池システムであって、
前記決定部は、前記複数のサブシステムのうちのいずれか一つの制御部に設けられている、燃料電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池システムであって、
前記決定部と前記各サブシステムの前記制御部とがアクセス可能な記憶部を備え、
前記決定部は、前記いずれかのサブシステムの制御部が、前記決定処理により継続して決定される条件が満たされたとき、前記制御部がいずれのサブシステムの制御部であるかを特定する情報を前記記憶部に記憶し、
前記情報が前記記憶部に記憶されている場合には、前記情報によって特定されるサブシステムの制御部は、継続して前記掃気制御を実行する、燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムの運転が停止された際に、前記複数のサブシステムのうち、前記燃料電池スタックの温度が最も低いサブシステムの制御部を特定する特定処理を実行する特定部と、
前記特定部と前記各サブシステムの前記制御部とがアクセス可能な記憶部を備え、
前記特定部は、前記いずれかのサブシステムの制御部が、前記特定処理により特定される条件が満たされたとき、前記制御部がいずれのサブシステムの制御部であるかを特定する情報を前記記憶部に記憶し、
前記情報が前記記憶部に記憶されている場合には、前記情報によって特定されるサブシステムの制御部は、前記掃気制御を実行する、燃料電池システム。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池システムであって、
前記情報が前記記憶部に記憶されていない場合には、
前記複数のサブシステムの制御部のそれぞれは、自身が備えられたサブシステムにおける掃気実行の判定と、当該サブシステムの前記掃気装置のみに対する掃気実行の指示と、を実行する、燃料電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池システムであって、
前記複数のサブシステムの制御部は、前記掃気実行の指示の度に、前記掃気実行に関する情報である追加情報を前記記憶部に記憶し、
前記特定部は、前記燃料電池スタックの温度と前記追加情報とを用いて、前記特定処理により特定される条件が満たされているか否かの判定を実行する、燃料電池システム。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記特定部は、前記複数のサブシステムのうちのいずれか一つの制御部に設けられている、燃料電池システム。
【請求項９】
請求項４から請求項８までのいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記記憶部に記憶された前記情報は、予め定めた条件が成立した場合に消去される、燃料電池システム。
【請求項１０】
複数のサブシステムであって、アノードとカソードとを有する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックの温度を取得する温度センサと、前記アノードと前記カソードとの少なくともいずれか一方を掃気する掃気装置と、前記掃気装置に対して掃気の実行を指示できる制御部と、をそれぞれ備える複数のサブシステムを備える燃料電池システムの制御方法であって、
前記サブシステムのうち一つのサブシステムであって、前記燃料電池システムの運転が停止される際の当該サブシステムの前記燃料電池スタックの温度が、前記複数のサブシステムの中で最も低いと特定されたサブシステムの制御部に対して、当該サブシステムにおける掃気実行の判定と、前記判定に応じて全てのサブシステムに対する掃気実行の指示とを含む掃気制御を実行させる、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池システムおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムにおいて、外気温度が低下することによる燃料電池や周辺部品内の残水の凍結の発生を抑制するために、燃料電池システムの停止中に掃気処理を実行する技術が知られている（例えば特許文献１）。この燃料電池システムは、燃料電池システムの停止中に生じうる外気温度の低下を検知して、掃気処理を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、燃料電池システムにおいて、それぞれに燃料電池スタックを備える複数のサブシステムが搭載されることがある。こうした複数のサブシステムを搭載した燃料電池システムでは、同じ環境におかれていても、サブシステム毎に燃料電池や周辺部品内の残水の温度変化が異なる場合があることを発明者は見出した。このため、複数のサブシステムに対して一律に掃気処理を行うと、サブシステムによっては、掃気処理が適切なタイミングで行われないことがあり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の一形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、複数のサブシステムを備え、前記複数のサブシステムのそれぞれは、アノードとカソードとを有する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックの温度を取得する温度センサと、前記アノードと前記カソードとの少なくともいずれか一方を掃気する掃気装置と、前記掃気装置に対して掃気の実行を指示できる制御部と、を備え、前記サブシステムのうち一つのサブシステムであって、前記燃料電池システムの運転が停止される際の当該サブシステムの前記燃料電池スタックの温度が、前記複数のサブシステムの中で最も低いと特定されたサブシステムの制御部は、当該サブシステムにおける掃気実行の判定と、前記判定に応じて全てのサブシステムに対する掃気実行の指示とを含む掃気制御を実行する。この形態の燃料電池システムによれば、複数のサブシステムの中で最も低いと特定されたサブシステムの制御部が、当該サブシステムにおける掃気実行の判定と、判定に応じて全てのサブシステムに対する掃気実行の指示とを含む掃気制御を実行する。したがって、この燃料電池システムは、各サブシステムが用いられる環境の違いによって、燃料電池スタック内の残水、例えば生成水が凍結するタイミングがサブシステム毎に異なる場合であっても、掃気処理が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。
（２）上記形態の燃料電池システムは、前記燃料電池システムの運転が停止された際に、前記複数のサブシステムのうち、前記燃料電池スタックの温度が最も低いサブシステムの制御部を決定する決定処理を実行する決定部を備え、前記複数のサブシステムの各制御部のうち、前記決定部により決定された制御部が、前記掃気制御を実行してもよい。この形態によれば、停止の度に各サブシステムが用いられる環境が異なる可能性があっても、掃気処理が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。
（３）上記形態において、決定部は、前記複数のサブシステムのうちのいずれか一つの制御部に設けられていてもよい。この形態によれば、決定部を別途設ける必要がない。
（４）上記形態の燃料電池システムは、前記決定部と前記各サブシステムの前記制御部とがアクセス可能な記憶部を備え、前記決定部は、前記いずれかのサブシステムの制御部が、前記決定処理により継続して決定される条件が満たされたとき、前記制御部がいずれのサブシステムの制御部であるかを特定する情報を前記記憶部に記憶し、前記情報が前記記憶部に記憶されている場合には、前記情報によって特定されるサブシステムの制御部は、継続して前記掃気制御を実行してもよい。この形態によれば、特定する情報が記憶部に記憶されている場合には、特定されるサブシステムの制御部が継続して前記掃気制御を実行できるので、特定された後には停止の際に決定を行う必要がない。したがって、この燃料電池システムでは、停止の際における決定部への負荷や、エネルギーの消費を低減できる。
（５）上記形態において、前記燃料電池システムの運転が停止された際に、前記複数のサブシステムのうち、前記燃料電池スタックの温度が最も低いサブシステムの制御部を特定する特定処理を実行する特定部と、前記特定部と前記各サブシステムの前記制御部とがアクセス可能な記憶部を備え、前記特定部は、前記いずれかのサブシステムの制御部が、前記特定処理により特定される条件が満たされたとき、前記制御部がいずれのサブシステムの制御部であるかを特定する情報を前記記憶部に記憶し、前記情報が前記記憶部に記憶されている場合には、前記情報によって特定されるサブシステムの制御部は、前記掃気制御を実行してもよい。この形態によれば、燃料電池システムは、特定される条件が満たされている場合には、特定された制御部が、掃気制御を行う。したがって、掃気制御を全ての制御部が行う場合と比べて、エネルギーの消費を低減できる。
（６）上記形態において、前記情報が前記記憶部に記憶されていない場合には、前記複数のサブシステムの制御部のそれぞれは、自身が備えられたサブシステムにおける掃気実行の判定と、当該サブシステムの前記掃気装置のみに対する掃気実行の指示と、を実行してもよい。この形態によれば、特定さられる条件が満たされていない場合には、燃料電池システムは、掃気のタイミングを複数のサブシステムのそれぞれで調整できる。
（７）上記形態において、前記複数のサブシステムの制御部は、前記掃気実行の指示の度に、前記掃気実行に関する情報である追加情報を前記記憶部に記憶し、前記特定部は、前記燃料電池スタックの温度と前記追加情報とを用いて、前記特定処理により特定される条件が満たされているか否かの判定を実行してもよい。この形態によれば、燃料電池スタックの温度のみを用いる場合と比べて、特定される条件が満たされたか否かの判定の精度を向上させることができる。
（８）上記形態において、決定部は、前記複数のサブシステムのうちのいずれか一つの制御部に設けられていてもよい。この形態によれば、決定部を別途設ける必要がない。
（９）上記形態において、前記記憶部に記憶された前記情報は、予め定めた条件が成立した場合に消去されてもよい。この形態によれば、特定の後に、環境が変化した場合であっても、掃気処理が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。
本開示は、上述した燃料電池システム以外の種々の形態で実現可能である。例えば、上述の燃料電池システムの制御方法や燃料電池システムの制御プログラムや燃料電池システムを備える燃料電池車両、船舶、飛行機等の移動体、または、住宅、ビル等の定置設備の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る燃料電池システムの概略図。
【図２】第１実施形態において実行される掃気制御部の決定処理のフローチャート。
【図３】ＷａｋｅＵｐ時間の設定処理のフローチャート。
【図４】第１実施形態において実行される掃気の実行処理のフローチャート。
【図５】第２実施形態において実行される決定処理と特定処理とを含む決定・特定処理の内容を示すフローチャート。
【図６】決定処理の内容を示すフローチャート。
【図７】ステップＳ１２０としての特定処理の内容を示すフローチャート。
【図８】第３実施形態における決定・特定処理の内容を示すフローチャート。
【図９】第３実施形態において実行される特定処理（ステップＳ１３０）の内容を示すフローチャート。
【図１０】第３実施形態において実行されるＷａｋｅＵｐ時間の設定処理のフローチャート。
【図１１】第３実施形態において実行される掃気の実行処理のフローチャート。
【図１２】第４実施形態における決定・特定処理の内容を示すフローチャート。
【図１３】第４実施形態において実行される特定処理（ステップＳ１３１）の内容を示すフローチャート。
【図１４】第４実施形態において実行される掃気の実行処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．実施形態
Ａ１．燃料電池システムの概要
図１は、実施形態に係る燃料電池システム１０の概略図である。燃料電池システム１０は、第１サブシステム１０Ａと第２サブシステム１０Ｂとを備え、燃料ガス（アノードガス）と酸化剤ガス（カソードガス）との反応によって発電する。２つのサブシステム１０Ａ、１０Ｂは、互いに同様の構成を有し、通常の運転状態において、互いに同期された状態で運転されている。燃料電池システム１０は、例えば、燃料電池バス等の大型車両（大型自動車）に搭載され、駆動用モータや各種補機を動作させる発電装置として用いられる。本実施形態において、燃料電池システム１０は、燃料電池バスである燃料電池車両に搭載されている。なお、燃料電池システム１０は、大型自動車に限らず、中型自動車や普通自動車等の大型自動車以外の自動車に搭載されてもよい。また、燃料電池車両は、燃料電池システム１０に加えて、燃料電池システム１０によって発電された電力を蓄え、蓄えた電力を用いて駆動用モータや各種補機を動作させる二次電池（図示しない）を備える。
【０００９】
２つのサブシステム１０Ａ、１０Ｂはそれぞれ、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂと、高圧タンク２１０Ａ、２１０Ｂと、燃料ガス供給機構３００Ａ、３００Ｂと、酸化剤ガス給排機構４００Ａ、４００Ｂと、冷媒循環機構５００Ａ、５００Ｂと、制御部６００Ａ、６００Ｂと、を備える。燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂは、燃料電池単セル（図示しない）が複数積層されたスタック構造を有し、アノードとカソードとを有する。本実施形態において、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂを構成する燃料電池単セルは、酸素と水素の電気化学反応によって発電する固体高分子型の燃料電池である。
【００１０】
高圧タンク２１０Ａ、２１０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂへと供給する燃料ガスを貯蔵するためのタンクである。高圧タンク２１０Ａ、２１０Ｂは、サブシステム１０Ａ、１０Ｂのそれぞれに設けられている。
【００１１】
燃料ガス供給機構３００Ａ、３００Ｂは、主流路３１０Ａ、３１０Ｂと、燃料ガス循環流路３６０Ａ、３６０Ｂと、燃料ガス排出流路３９０Ａ、３９０Ｂと、を備える。燃料ガス供給機構３００Ａ、３００Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂへの燃料ガスの供給と、供給された燃料ガスの循環や外部への排出を行う。
【００１２】
主流路３１０Ａ、３１０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂへと供給される燃料ガスを流通させる流路であり、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂと高圧タンク２１０Ａ、２１０Ｂとを連通させる燃料ガス供給流路を形成する。主流路３１０Ａ、３１０Ｂには、レギュレータ３２０Ａ、３２０Ｂとインジェクタ３４０Ａ、３４０Ｂとが配置されている。レギュレータ３２０Ａ、３２０Ｂとインジェクタ３４０Ａ、３４０Ｂとによって、燃料ガスに付与される圧力と燃料ガスの流量とが調整されている。第１サブシステム１０Ａに設けられた主流路３１０Ａと、第２サブシステム１０Ｂに設けられた主流路３１０Ｂと、は、レギュレータ３２０Ａ、３２０Ｂの上流側で、接続流路３１２によって連通状態に接続されている。
【００１３】
燃料ガス循環流路３６０Ａ、３６０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに供給された燃料ガスのうち未反応の燃料ガスを回収し、再び主流路３１０Ａ、３１０Ｂへと流入させる流路である。燃料ガス循環流路３６０Ａ、３６０Ｂには、燃料ガスを圧送するためのポンプ３８０Ａ、３８０Ｂが配置されている。燃料ガス循環流路３６０Ａ、３６０Ｂには、燃料ガスに含まれる液水を分離するための気液分離器３７０Ａ、３７０Ｂが配置されている。気液分離器３７０Ａ、３７０Ｂによって分離された液水は、開閉弁３７５Ａ、３７５Ｂが開弁されることによって、燃料ガスとともに燃料ガス排出流路３９０Ａ、３９０Ｂとマフラー４７０Ａ、４７０Ｂを通って外部へと排出される。
【００１４】
酸化剤ガス給排機構４００Ａ、４００Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに酸化剤ガスである空気を供給すると共に、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂから排出される酸化剤ガスを外部に排出する機能を有する。酸化剤ガス給排機構４００Ａ、４００Ｂは、酸化剤ガス供給流路４１０Ａ、４１０Ｂと、酸化剤ガス排出流路４２０Ａ、４２０Ｂと、バイパス流路４３０Ａ、４３０Ｂと、を備える。酸化剤ガス供給流路４１０Ａ、４１０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに接続された流路であり、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに供給される酸化剤ガスを流通させる。酸化剤ガス排出流路４２０Ａ、４２０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに接続された流路であり、酸化剤ガスを外部に排出する。バイパス流路４３０Ａ、４３０Ｂは、酸化剤ガス供給流路４１０Ａ、４１０Ｂと酸化剤ガス排出流路４２０Ａ、４２０Ｂとを接続する流路であり、酸化剤ガス供給流路４１０Ａ、４１０Ｂ内を流通する燃料ガスを燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂを介することなく酸化剤ガス排出流路４２０Ａ、４２０Ｂに流入させる。酸化剤ガス供給流路４１０Ａ、４１０Ｂには、酸化剤ガスを圧送するエアコンプレッサ４４０Ａ、４４０Ｂと、バイパス流路４３０Ａ、４３０Ｂへの酸化剤ガスの流入量を調節する三方弁４５０Ａ、４５０Ｂが配置されている。酸化剤ガス排出流路４２０Ａ、４２０Ｂには、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂ内を流通する酸化剤ガスの圧力を調整するための調圧弁４６０Ａ、４６０Ｂが配置されている。酸化剤ガス排出流路４２０Ａ、４２０Ｂは、燃料ガス排出流路３９０Ａ、３９０Ｂと合流する。酸化剤ガス排出流路４２０Ａ、４２０Ｂ内を流通する酸化剤ガスは、マフラー４７０Ａ、４７０Ｂを通って外部に排出される。
【００１５】
冷媒循環機構５００Ａ、５００Ｂは、冷媒（例えば水や不凍水）を流通させることによって、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂを適切な温度に調整する。冷媒循環機構５００Ａ、５００Ｂは、冷媒を冷却するラジエータ５１０Ａ、５１０Ｂと、冷媒供給流路５２０Ａ、５２０Ｂと、冷媒回収流路５３０Ａ、５３０Ｂと、冷媒バイパス流路５４０Ａ、５４０Ｂと、を備える。冷媒供給流路５２０Ａ、５２０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに接続されている。冷媒回収流路５３０Ａ、５３０Ｂには、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに供給する冷媒が流通する。冷媒供給流路５２０Ａ、５２０Ｂには、冷媒を燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂへと送り出す冷媒ポンプ５５０Ａ、５５０Ｂが配置されている。冷媒回収流路５３０Ａ、５３０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに接続され、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂから排出された冷媒を回収する。冷媒回収流路５３０Ａ、５３０Ｂによって回収された冷媒は、冷媒バイパス流路５４０Ａ、５４０Ｂ又はラジエータ５１０Ａ、５１０Ｂを通って、冷媒供給流路５２０Ａ、５２０Ｂへと移動する。冷媒回収流路５３０Ａ、５３０Ｂと冷媒バイパス流路５４０Ａ、５４０Ｂとの接続部には、冷媒バイパス流路５４０Ａ、５４０Ｂへと流入する冷媒の量を調整する三方弁５６０Ａ、５６０Ｂが配置されている。冷媒回収流路５３０Ａ、５３０Ｂのうち三方弁５６０Ａ、５６０Ｂの上流側には、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂから流出する冷媒の温度を取得する温度センサ５７０Ａ、５７０Ｂが設けられている。
【００１６】
上記の気液分離器３７０Ａ、３７０Ｂやポンプ３８０Ａ、３８０Ｂやエアコンプレッサ４４０Ａ、４４０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂのアノードとカソードとを掃気するための掃気装置として機能する。掃気によって、燃料ガス循環流路３６０Ａ、３６０Ｂ内の水分や燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂ内の水分が燃料ガス排出流路３９０Ａ、３９０Ｂとマフラー４７０Ａ、４７０Ｂとを介して外部に排出される。掃気は、燃料電池車両の停止時、本実施形態において燃料電池車両におけるスタートスイッチがオフの状態においても実行される。
【００１７】
２つの制御部６００Ａ、６００Ｂとしてのそれぞれは、サブシステム１０Ａ、１０Ｂの各構成、例えばエアコンプレッサ４４０Ａ、４４０Ｂやポンプ３８０Ａ、３８０Ｂを含む掃気装置の動作を制御できる。制御部６００Ａ、６００Ｂは、例えば、掃気装置に対して掃気の実行を指示する掃気処理が可能である。掃気処理には、燃料電池車両の停止のために燃料電池システム１０が停止されてから車両停止中の掃気が実行されるまでに行われる一連の処理の総称である。掃気処理には、掃気処理を実行する制御部を決定する決定処理や、掃気実行のために制御部が起動するＷａｋｅＵｐ時間を設定する設定処理や、掃気の実行の決定をするための掃気の実行処理が含まれる。本実施形態において、制御部６００Ａ、６００Ｂは、掃気処理において、温度センサ５７０Ａ、５７０Ｂによって取得される温度を、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度として用いる。本実施形態において実行される掃気処理についての詳細な内容は、後述する。なお、車両停止中における各種処理を実行するための電力は、不図示のバッテリに蓄えられた電力が用いられる。
【００１８】
第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとは、互いに通信可能に接続され、通常の使用状態において、相互に同期された状態で制御等を実行している。また、２つの制御部６００Ａ、６００Ｂのうちの一つ、本実施形態において第１制御部６００Ａは、２つの制御部６００Ａ、６００Ｂを統合するマスタ制御部６１０として機能する。また、第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとのうち、マスタ制御部６１０ではない制御部、本実施形態において第２制御部６００Ｂは、マスタ制御部６１０によって動作の一部が制御されるスレイブ制御部６２０として機能する。マスタ制御部６１０としての第１制御部６００Ａは、自身が備えられた第１サブシステム１０Ａに加えて、第１サブシステム１０Ａ以外のサブシステム、例えば第２サブシステム１０Ｂの各構成の動作の制御が可能である。具体的には、例えば、マスタ制御部６１０としての第１制御部６００Ａは、スレイブ制御部６２０としての第２制御部６００Ｂを介して、第２サブシステム１０Ｂの各構成の動作の制御が可能である。
【００１９】
本実施形態において、マスタ制御部６１０としての第１サブシステム１０Ａは、第２制御部６００Ｂを介して、第２サブシステム１０Ｂの各構成への指示を実行する。マスタ制御部６１０は、複数のサブシステム１０Ａ、１０Ｂの全てに設けられている掃気装置に対して、掃気の実行を指示できる。第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとのいずれかがマスタ制御部６１０としてするかは、切替え可能であってもよい。
【００２０】
記憶部６４０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶媒体を有する。記憶部６４０は、制御部６００Ａ、６００Ｂのいずれからもアクセス可能である。記憶部６４０は、制御部６００Ａ、６００Ｂによる制御を実行する際に用いられる各種プログラムや、温度センサ５７０Ａ、５７０Ｂによって取得された温度や、制御部６００Ａ、６００Ｂから出力される情報等を記憶する。
【００２１】
図２は、第１実施形態において実行される掃気制御部の決定処理のフローチャートである。決定処理は、掃気処理の中で実行される処理の一つであり、掃気の実行を指示する制御部である掃気制御部を決定する処理である。決定処理は、燃料電池システム１０のシステムの停止が実行される際に決定部としてのマスタ制御部６１０によって実行される。本実施形態において、燃料電池システム１０のシステムが停止される際とは、具体的には、燃料電池システム１０を搭載する燃料電池車両において、スタートスイッチがオンからオフへと切替えられた後、燃料電池システム１０のマスタ制御部６１０が停止されるまでの期間を意味する。
【００２２】
ステップＳ１０２の処理において、マスタ制御部６１０は、温度の取得を行う。具体的には、マスタ制御部６１０は、第１サブシステム１０Ａにおける燃料電池スタック１００Ａの温度である第１温度と、第２サブシステム１０Ｂにおける燃料電池スタック１００Ｂの温度である第２温度と、を取得する。本実施形態において、第1の温度は、第1の温度センサ５７０Ａによって取得された温度である。第２温度は、第２温度センサ５７０Ｂによって取得された温度である。マスタ制御部６１０としての第１制御部６００Ａは、第１温度センサ５７０Ａから出力される信号を直接取得することによって、第１温度を取得する。マスタ制御部６１０は、スレイブ制御部６２０としての第２制御部６００Ｂを介して、第２温度を取得する。スレイブ制御部６２０は、第２温度センサ５７０Ｂから出力される信号を直接取得することによって、第２温度を取得する。
【００２３】
ステップＳ１０４の処理として、マスタ制御部６１０は、温度判定を行う。温度判定において、マスタ制御部６１０は、第１温度と第２温度とを比較し、第１温度と第２温度とのうちいずれの温度が低いかを判定する。
【００２４】
ステップＳ１０４の結果、第１温度が低い場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１０６の処理を実行する。マスタ制御部６１０は、ステップＳ１０６において、掃気の実行を指示する制御部である掃気制御部を第１制御部６００Ａに決定する。ステップＳ１０４の結果、第１温度が低い場合には、第１サブシステム１０Ａにおいて、自身の燃料電池スタック１００Ａの温度が、他の燃料電池スタック１００Ｂの温度より低いという温度条件が満たされている。なお、本実施形態では、第１温度と第２温度が同一である場合には、第１温度が低いと判定する。
【００２５】
ステップＳ１０４の結果、第２温度が低い場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１０８の処理を実行する。マスタ制御部６１０は、ステップＳ１０８において、掃気制御部を第２制御部６００Ｂに決定する。ステップＳ１０４の結果、第２温度が低い場合には、第２サブシステム１０Ｂにおいて、自身の燃料電池スタック１００Ｂの温度が、他の燃料電池スタック１００Ａの温度より低いという温度条件が満たされている。
【００２６】
ステップＳ１０６またはステップＳ１０８における決定は、記憶部６４０に、マスタ制御部６１０とスレイブ制御部６２０との双方から読み込み可能な状態で記憶される。ステップＳ１０６またはステップＳ１０８が実行された後に、マスタ制御部６１０は、決定処理を終了する。記憶部６４０に記憶された決定に応じて、掃気制御部として決定された制御部６００Ａ、６００Ｂは、掃気制御部として、掃気の実行の有無の判定と掃気の実行の指示とを含む処理（後述する実行処理）を実行する。
【００２７】
図３は、ＷａｋｅＵｐ時間の設定処理のフローチャートである。ＷａｋｅＵｐ時間の設定処理は、掃気処理の中で実行される処理の一つであり、マスタ制御部６１０であるか否かに関わらず、第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとの両方で実行される。ＷａｋｅＵｐ時間の設定処理は、燃料電池システム１０のシステムが停止される際において、決定処理の後に実行される。以下において、第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとを区別しない場合には、第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとを、単に制御部６００と記載する。
【００２８】
ステップＳ２０２の処理として、制御部６００は、自身が決定処理において決定された掃気制御部であるか否かの判定を実行する。この判定は、記憶部６４０において記憶された決定を読み込むことによって実行される。
【００２９】
ステップＳ２０２の結果が「Ｙｅｓ」である場合、つまり自身が掃気制御部である場合には、ステップＳ２０４の処理として、ＷａｋｅＵｐ時間の設定を行う。ＷａｋｅＵｐ時間は、燃料電池システム１０が停止されている、つまりスタートスイッチがオフである状態において、ＷａｋｅＵｐ時間を設定した掃気制御部自身が起動する時刻である。ステップＳ２０４の処理の後、制御部６００は、設定処理を終了する。設定されたＷａｋｅＵｐ時間は、ＷａｋｅＵｐ時間の前に、燃料電池システム１０が起動された場合、つまりスタートスイッチがオフからオンに切替えられた場合には、リセットされる。
【００３０】
ステップＳ２０２の結果が「Ｎｏ」である場合、つまり自身が掃気制御部でない場合には、制御部６００は、ステップＳ２０４の処理を実行することなく、設定処理を終了する。設定処理の終了の後、制御部６００は、起動状態から停止状態に変更される。
【００３１】
図４は、第１実施形態において実行される掃気の実行処理のフローチャートである。この実行処理は、設定されたＷａｋｅＵｐ時間に応じて起動した掃気制御部によって実行される。掃気制御部が起動することによって、掃気制御部が備えられたサブシステム、例えば第１サブシステム１０Ａの各構成は、動作可能な状態になる。一方、掃気制御部が備えられていないサブシステム、例えば第２サブシステム１０Ｂの各構成は、制御部６００Ｂが停止状態であるため、動作不可能な状態、つまり停止状態である。
【００３２】
ステップＳ３０２の処理として、掃気制御部は、掃気実行の条件が満たされているか否かの判定である掃気判定を実行する。掃気実行の条件は、燃料電池システム１０において生成水の凍結が発生する危険性があることである。掃気実行の条件は、掃気制御部が備えられた燃料電池スタック、例えば第１燃料電池スタック１００Ａの温度が閾値以下であることである。閾値は、生成水の凍結が発生しうる温度に応じて設定され、例えば０℃以上の予め定めた温度である。ステップＳ３０２の処理によって、掃気制御部は、燃料電池システム１０の停止時において燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度が低いサブシステム１０Ａにおいて取得された温度を用いて、掃気実行の条件が満たされるか否かを判定できる。システムの停止時において燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度が低いサブシステム１０Ａ、１０Ｂは、他のサブシステムより凍結のタイミングが早い可能性が高い。このため、掃気処理が適切なタイミングで実行されない可能性、例えば、第１サブシステム１０Ａと第２サブシステム１０Ｂとのいずれか一方において凍結が発生するより遅いタイミングで掃気処理が実行される可能性が低減される。
【００３３】
ステップＳ３０２の結果が「Ｙｅｓ」である場合、つまり掃気実行の条件が満たされている場合には、掃気制御部は、ステップＳ３０４の処理として、掃気の実行の指示を実行する。ステップＳ３０４の処理において、掃気制御部は、自身が設けられたサブシステムを含む全てのサブシステム、つまり第１サブシステム１０Ａと第２サブシステム１０Ｂとの両方の掃気装置に対して、掃気の指示を実行する。具体的には、掃気制御部は、自身が備えられたサブシステムの掃気装置に対しては直接指示を行う。また、掃気制御部は、自身が設けられていないサブシステムの掃気装置に対しては、掃気制御部以外の制御部、例えば第２制御部６００Ｂを介して掃気の指示を実行する。この場合には、掃気制御部は、掃気制御部以外の制御部に起動の指示を実行した後に、掃気の指示を実行する。
【００３４】
ステップＳ３０４の処理が実行された結果、燃料電池システム１０では、複数のサブシステム１０Ａ、１０Ｂにおいて同時に掃気処理が実行される。ステップＳ３０４の処理の後に、掃気制御部は、掃気の実行処理を終了する。掃気実行処理が終了した後に、掃気制御部を含む全ての制御部６００Ａ、６００Ｂは、起動状態から停止状態になる。
【００３５】
ステップＳ３０２の結果が「Ｎｏ」である場合、つまり掃気実行の条件が満たされていない場合には、掃気制御部は、ステップＳ３０６の処理として、ＷａｋｅＵｐ時間の設定を行う。ステップＳ３０６の処理の後に、掃気制御部は、掃気の実行処理を一旦終了する。掃気実行処理が終了した後に、掃気制御部は、起動状態から停止状態になる。ステップＳ３０６の処理が実行された場合には、掃気の実行処理において、掃気制御部以外の制御部は、起動状態にならず、停止状態を維持している。ステップＳ３０６が実行された場合には、ＷａｋｅＵｐ時間が再度設定されているので、再度設定されたＷａｋｅＵｐ時間になった場合には掃気の実行処理が実行される。
【００３６】
以上説明した第１実施形態によれば、燃料電池システム１０によれば、複数のサブシステム１０Ａ、１０Ｂの中で最も低いと特定されたサブシステム、例えば第１サブシステム１０Ａの制御部６００Ａが、掃気制御部として機能する。掃気制御部である第１制御部６００Ａは、第１サブシステム１０Ａにおける掃気実行の判定（図４のステップＳ３０２）と、判定に応じて全てのサブシステム１０Ａ、１０Ｂに対する掃気実行の指示（図４のステップＳ３０４）とを含む掃気制御を実行する。したがって、この燃料電池システム１０は、各サブシステム１０Ａ、１０Ｂが用いられる環境の違いによって、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂ内の残水、例えば生成水が凍結するタイミングがサブシステム毎に異なる場合であっても、掃気処理が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。なお、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂ内の生成水が凍結するタイミングは、各サブシステム１０Ａ、１０Ｂが用いられる環境の違う場合に、サブシステム１０Ａ、１０Ｂ毎に異なるおそれがある。各サブシステム１０Ａ、１０Ｂが用いられる環境が違う場合とは、例えば、燃料電池車両が停車される車庫におけるサブシステム１０Ａ、１０Ｂの位置の違いによって生じ得る、風や太陽光に曝される頻度の違いである。
【００３７】
また以上説明した第１実施形態によれば、マスタ制御部６１０は、燃料電池システム１０の運転が停止される毎に、制御部６００Ａ、６００Ｂのいずれが掃気制御部としての条件を満たしているかを判定できる。このため、燃料電池システム１０は、停止の度に各サブシステム１０Ａ、１０Ｂが用いられる環境が異なる可能性があっても、掃気処理が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。
【００３８】
また以上説明した第１実施形態によれば、燃料電池システム１０は、複数の制御部６００Ａ、６００Ｂのうち１つのみが起動して、掃気実行の有無の判定を行う。したがって、この燃料電池システム１０によれば、掃気実行の有無の判定を行う際に全ての制御部６００Ａ、６００Ｂが起動する場合と比べて、エネルギーの消費が低減される。
【００３９】
Ｂ．第２実施形態
第２実施形態に係る燃料電池システム１０は、特定処理を実行する点で第１実施形態と異なる。特定処理は、２つのサブシステム１０Ａ、１０Ｂのうち温度条件を満たすサブシステムを特定する処理である。また、第２実施形態に係る燃料電池システム１０は、特定処理による特定が完了した後には決定処理を実行しない点で、第１実施形態に係る燃料電池システム１０と異なる。なお、以下において、第１実施形態と同様の構成及び処理については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４０】
図５は、第２実施形態において実行される決定処理と特定処理とを含む決定・特定処理の内容を示すフローチャートである。決定部としてのマスタ制御部６１０は、決定処理であるステップＳ１１０を実行した後に、特定処理としてステップＳ１２０を実行する。
【００４１】
決定・特定処理が開始されると、まず、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１０１の処理として、特定が完了しているか否かの判定を実行する。具体的には、マスタ制御部６１０は、後述する特定の結果が記憶部６４０に記憶されているか否かを判定する。ステップＳ１０１の処理の結果が「Ｙｅｓ」、つまり特定された結果が記憶部６４０に記憶されている場合には、マスタ制御部６１０は、決定処理（ステップＳ１１０）と、特定処理（ステップＳ１２０）と、を実行することなく、決定・特定処理を終了する。ステップＳ１０１の処理の結果が「Ｎｏ」、つまり特定された結果が記憶部６４０に記憶されている場合には、マスタ制御部６１０は、決定処理（ステップＳ１１０）を実行する。
【００４２】
図６は、決定処理の内容を示すフローチャートである。ステップＳ１０２の処理として、マスタ制御部６１０は、第１温度と、第２温度と、を取得する。ステップＳ１０４の処理として、マスタ制御部６１０は、温度判定を行う。温度判定において、マスタ制御部６１０は、第１温度と第２温度とを比較し、第１温度と第２温度とのうちいずれの温度が低いかを判定する。ステップＳ１０４の結果、第１温度が低い場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１０６の処理として、掃気の実行を指示する制御部を第１制御部６００Ａに決定する。ステップＳ１０４の結果、第２温度が低い場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１０８の処理として、掃気の実行を指示する制御部である掃気制御部を第２制御部６００Ｂに決定する。ステップＳ１０６またはステップＳ１０８における決定は、記憶部６４０に、マスタ制御部６１０とスレイブ制御部６２０との双方から読み込み可能な状態で記憶される。ステップＳ１０６またはステップＳ１０８が実行された後に、マスタ制御部６１０は、決定処理を終了し、図５に示したステップＳ１２０の処理を実行する。
【００４３】
図７は、ステップＳ１２０としての特定処理の内容を示すフローチャートである。図５に示すステップＳ１２０の処理が開始されると、図７に示すステップＳ１２２からステップＳ１２６までの処理が実行される。
【００４４】
ステップＳ１２２の処理として、マスタ制御部６１０は、決定処理の結果の判定を実行する。具体的には、マスタ制御部６１０は、決定処理の結果、いずれの制御部６００Ａ、６００Ｂが掃気制御部に決定されたかを判定する。
【００４５】
ステップＳ１２４２及びステップＳ１２４４の処理において、マスタ制御部６１０は、第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとについて掃気制御部に決定された連続回数の計数を行う。ステップＳ１２２の処理の結果、第１制御部６００Ａに決定されている場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１２４２の処理として、第１制御部６００Ａが掃気制御部に決定された連続回数の計数を行う。この場合には、第２制御部６００Ｂが掃気制御部に決定された連続回数の計数の結果はリセットされる。ステップＳ１２２の処理の結果、第２制御部６００Ｂに決定されている場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１２４４の処理として、第２制御部６００Ｂが掃気制御部に決定された連続回数の計数を行う。この場合には、第１制御部６００Ａが掃気制御部に決定された連続回数の計数の結果はリセットされる。
【００４６】
ステップＳ１２６の処理として、マスタ制御部６１０は、特定条件が満たされているか否かの判定を実行する。特定条件は、決定処理により継続して決定されることであり、本実施形態において、ステップＳ１２４２とステップＳ１２４４との処理において計数された回数が予め定めた回数以上であることである。予め定めた回数は、特定可能であると判断可能な連続回数に設定されている。
【００４７】
ステップＳ１２６の処理の結果が「Ｎｏ」、つまり特定条件が満たされていない場合には、マスタ制御部６１０は、掃気制御部の特定を実行することなく、特定処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ１２６の処理の結果が「Ｙｅｓ」、つまり特定条件が満たされている場合には、ステップＳ１２８の処理として、マスタ制御部６１０は、掃気制御部の特定を実行する。具体的には、マスタ制御部６１０は、特定条件が満たされている制御部６００を特定した結果、例えば掃気制御部がいずれの制御部６００Ａ、６００Ｂであるかを示す情報を記憶部６４０に記憶し、特定が完了したことを記憶部６４０に記憶する。マスタ制御部６１０は、ステップＳ１２６の処理が完了すると、図７に示されたステップＳ１３０を終了する。マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３０が終了すると、図５に示した決定・特定処理を終了する。
【００４９】
ステップＳ１２８の処理である特定が完了した場合には、次回以降の車両停止時では、図５のステップＳ１０１の処理の結果が「Ｙｅｓ」となる。これにより、次回以降の車両停止時では、ステップＳ１１０の処理およびステップＳ１２０の処理は実行されない。このため、特定が実行された際において掃気制御部と決定された制御部６００は、次回以降の車両停止時においても、掃気制御部として機能する。
【００５０】
本実施形態に係る燃料電池システム１０は、図５に示した決定・特定処理の結果に応じて、図３に示された設定処理と図４に示された掃気処理とを実行する。
【００５１】
以上説明した第２実施形態によれば、燃料電池システム１０は、第１実施形態と同様の構成を有する点において同様の効果を奏する。決定部としてのマスタ制御部６１０は、特定条件が満たされている場合には、いずれの制御部６００Ａ、６００Ｂが掃気制御部としての条件を満たしているかの判定を含む決定処理を実行しない。したがって、この燃料電池システム１０では、停止毎に判定を実行することによるマスタ制御部６１０への負荷や、エネルギーの消費が低減される。
【００５２】
また以上説明した第２実施形態によれば、特定が完了した後において、掃気制御部としての制御部６００Ａ、６００Ｂは、自身が備えられたサブシステム１０Ａ、１０Ｂにおける燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度を用いた掃気判定を行うことができる。また、特定が完了した後の掃気制御部は、複数のサブシステム１０Ａ、１０Ｂのそれぞれに設けられた全ての掃気装置に対する掃気の実行の指示を実行できる。ここで、特定が完了した後の掃気制御部を備えるサブシステム１０Ａ、１０Ｂは、複数のサブシステム１０Ａ、１０Ｂのうちのいずれにおける燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度よりも低いと特定されている。このため、この燃料電池システム１０は、特定が完了した後においても、掃気が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。
【００５３】
Ｃ．第３実施形態
第３実施形態に係る燃料電池システム１０は、決定処理を行わない点において、上記第２実施形態に係る燃料電池システム１０と異なる。また、決定処理を行わないことにより、決定・特定処理や設定処理や掃気処理においても処理の内容が異なる。なお、本実施形態において、特定処理が完了していない場合には、第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとのいずれが掃気制御部であるか示す情報は記憶部６４０に記憶されていない。
【００５４】
図８は、第３実施形態における決定・特定処理の内容を示すフローチャートである。第３実施形態において、決定・特定処理が開始されると、特定部としてのマスタ制御部６１０は、ステップＳ１０１の処理として、特定の結果が記憶部６４０に記憶されているか否かを判定する。ステップＳ１０１の処理の結果が「Ｙｅｓ」、つまり特定された結果が記憶部６４０に記憶されている場合には、マスタ制御部６１０は、特定処理（ステップＳ１３０）を実行する。ステップＳ１０１の処理の結果が「Ｎｏ」、つまり特定された結果が記憶部６４０に記憶されている場合には、マスタ制御部６１０は、特定処理（ステップＳ１３０）を実行することなく決定・特定処理を終了する。
【００５５】
図９は、第３実施形態において実行される特定処理（ステップＳ１３０）の内容を示すフローチャートである。図８に示すステップＳ１３０の処理が開始されると、図７に示すステップＳ１３２からステップＳ１３８までの処理が実行される。
【００５６】
ステップＳ１３２の処理として、マスタ制御部６１０は、第１温度と、第２温度と、を取得する。ステップＳ１３３の処理として、マスタ制御部６１０は、温度判定を行う。温度判定において、マスタ制御部６１０は、第１温度と第２温度とを比較し、第１温度と第２温度とのうちいずれの温度が低いかを判定する。
【００５７】
ステップＳ１３４の処理として、マスタ制御部６１０は、第１温度と、第２温度と、を取得する。ステップＳ１３４の処理として、マスタ制御部６１０は、温度判定を行う。温度判定において、マスタ制御部６１０は、第１温度と第２温度とを比較し、第１温度と第２温度とのうちいずれの温度が低いかを判定する。
【００５８】
ステップＳ１３４２及びステップＳ１３４４の処理において、マスタ制御部６１０は、第１温度と第２温度とについて温度が低いと判定された連続回数を計数する。ステップＳ１３３の処理の結果、第１温度が低いと判定された場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３４２の処理として、第１温度が低いと判定された連続回数を計数する。ステップＳ１３２の処理の結果、第２温度が低いと判定された場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３４４の処理として、第２温度が低いと判定された連続回数を計数する。
【００５９】
ステップＳ１３６の処理として、マスタ制御部６１０は、特定条件が満たされているか否かの判定を実行する。特定条件は、２つのサブシステム１０Ａ、１０Ｂのうち温度条件を満たすサブシステムを特定できることである。特定条件は、本実施形態において、ステップＳ１３４２とステップＳ１３４４との処理において計数された回数が予め定めた回数以上であることである。予め定めた回数は、特定可能であると判断可能な連続回数に設定されている。
【００６０】
ステップＳ１３６の処理の結果が「Ｎｏ」、つまり特定条件が満たされていない場合には、マスタ制御部６１０は、掃気制御部の特定を実行することなく、特定処理を終了する。
【００６１】
ステップＳ１３６の処理の結果が「Ｙｅｓ」、つまり特定条件が満たされている場合には、ステップＳ１３８の処理として、マスタ制御部６１０は、掃気制御部の特定を実行する。具体的には、マスタ制御部６１０は、特定条件が満たされている制御部６００を特定した結果を記憶部６４０に記憶し、特定が完了したことを記憶部６４０に記憶する。マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３８の処理が完了すると、図８に示されたステップＳ１３０を終了する。マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３０が終了すると、図８に示した決定・特定処理を終了する。
【００６２】
ステップＳ１３８の処理である特定が完了した場合には、次回以降の車両停止時では、図８のステップＳ１０１の処理の結果が「Ｙｅｓ」となる。これにより、次回以降の車両停止時では、ステップＳ１３０の処理は実行されない。
【００６３】
図１０は、第３実施形態において実行されるＷａｋｅＵｐ時間の設定処理のフローチャートである。第１実施形態および第２実施形態の設定処理と同様に、ＷａｋｅＵｐ時間の設定処理は、燃料電池システム１０のシステムが停止される際において、決定処理の後に実行される。
【００６４】
ステップＳ２１２の処理として、制御部６００は、自身が掃気判定を実行する制御部であるか否かの判定を実行する。この判定は、記憶部６４０において記憶された情報を読み込むことによって実行される。本実施形態において、特定が完了している場合には、第１制御部６００Ａと第２制御部６００Ｂとのいずれか一方が掃気制御部と記憶されている。一方、上述の通り、特定処理が完了していない場合には、掃気制御部を示す情報が記憶されていない。本実施形態において、掃気制御部を示す情報が記憶されていない場合には、複数の制御部６００Ａ、６００Ｂのそれぞれが掃気判定を行う。
【００６５】
ステップＳ２１２の結果が「Ｙｅｓ」である場合、つまり特定が完了していない場合、もしくは特定が完了しており、かつ自身が掃気制御部である場合、ステップＳ２１４の処理として、ＷａｋｅＵｐ時間の設定を行う。ステップＳ２１４の処理の後、制御部６００は、設定処理を終了する。設定されたＷａｋｅＵｐ時間は、ＷａｋｅＵｐ時間の前に、燃料電池システム１０が起動された場合、つまりスタートスイッチがオフからオンに切替えられた場合には、リセットされる。
【００６６】
ステップＳ２１２の結果が「Ｎｏ」である場合、つまり特定が完了しており、かつ自身が掃気制御部でない場合には、制御部６００は、ステップＳ２１４の処理を実行することなく、設定処理を終了する。
【００６７】
図１１は、第３実施形態において実行される掃気の実行処理のフローチャートである。この実行処理は、設定されたＷａｋｅＵｐ時間に応じて起動した制御部６００によって実行される。掃気の実行処理が開始されると、ステップＳ３０２の処理として、制御部６００は、掃気判定を行う。掃気判定では、掃気実行の条件が満たされているか否かの判定が実行される。
【００６８】
ステップＳ３０２の結果が「Ｙｅｓ」である場合、つまり掃気実行の条件が満たされていた場合には、制御部６００は、ステップＳ３０３の処理として、特定が完了しているか否かの判定を行う。ステップＳ３０３の処理における判定は、記憶部６４０に特定の結果が記憶されているか否かに応じて行われる。
【００６９】
ステップＳ３０３の処理の結果が「Ｙｅｓ」である場合、つまり特定が完了している場合には、制御部６００は、掃気制御部として、ステップＳ３０４の処理を実行する。掃気制御部は、ステップＳ３０４の処理として、自身が備えられたサブシステムを含む全てのサブシステムの掃気装置に対して、掃気の指示を実行する。ステップＳ３０４の後に、掃気制御部は、掃気の実行処理を終了する。掃気実行処理が終了した後に、掃気制御部を含む全ての制御部６００Ａ、６００Ｂは、起動状態から停止状態になる。
【００７０】
ステップＳ３０３の処理の結果が「Ｎｏ」である場合、つまり特定が完了していない場合には、制御部６００は、ステップＳ３０５の処理を実行する。制御部６００は、ステップＳ３０５の処理として、自身が備えられたサブシステムの掃気装置に対してのみ、掃気の指示を実行する。ステップＳ３０５の後に、制御部６００は、掃気の実行処理を終了する。掃気実行処理が終了した後に、制御部６００は、起動状態から停止状態になる。
【００７１】
ステップＳ３０２の結果が「Ｎｏ」である場合、つまり掃気実行の条件が満たされていない場合には、制御部６００は、ステップＳ３０６の処理を実行する。制御部６００は、ステップＳ３０６の処理として、ＷａｋｅＵｐ時間の設定を行う。ステップＳ３０６の処理の後に、制御部６００は、掃気の実行処理を一旦終了する。掃気実行処理が終了した後に、制御部６００は、起動状態から停止状態になる。ステップＳ３０６が実行された場合には、ＷａｋｅＵｐ時間が再度設定されているので、再度設定されたＷａｋｅＵｐ時間になった場合には掃気の実行処理が実行される。
【００７２】
以上説明した第３実施形態の燃料電池システム１０によれば、複数のサブシステム１０Ａ、１０Ｂの中で最も低いと特定されたサブシステムの制御部が、当該サブシステムにおける掃気実行の判定と、判定に応じて全てのサブシステムに対する掃気実行の指示とを含む掃気制御を実行する。したがって、この燃料電池システム１０は、各サブシステム１０Ａ、１０Ｂが用いられる環境の違いによって、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂ内の残水、例えば生成水が凍結するタイミングがサブシステム１０Ａ、１０Ｂ毎に異なる場合であっても、掃気処理が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。
【００７３】
また以上説明した第３実施形態によれば、燃料電池システム１０は、特定が完了した後においては、複数の制御部６００Ａ、６００Ｂのうち１つのみが起動して、掃気実行の有無の判定を行う。したがって、この燃料電池システム１０では、掃気実行の有無の判定を行う際に全ての制御部６００Ａ、６００Ｂが起動する場合と比べて、エネルギーの消費を低減できる。
【００７４】
また以上説明した第３実施形態によれば、燃料電池システム１０は、特定が完了する前においては、複数の制御部６００Ａ、６００Ｂのそれぞれが起動して、実行処理を行う。また、特定が完了する前においては、複数の制御部６００Ａ、６００Ｂは、自身が備えられたサブシステム１０Ａ、１０Ｂの掃気装置のみに対して掃気の実行を指示する。これにより、特定が完了する前においては、燃料電池システム１０は、掃気のタイミングをサブシステム１０Ａ、１０Ｂごとに調整できる。したがって、この燃料電池システム１０は、特定が完了する前においても、掃気が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。
【００７５】
Ｄ．第４実施形態
第４実施形態に係る燃料電池システム１０は、特定処理において、第１の温度や第２の温度の傾向を示す計数の結果に加えて、追加情報を用いて、特定を行う点において、第３実施形態に係る燃料電池システム１０と異なる。
【００７６】
図１２は、第４実施形態における決定・特定処理の内容を示すフローチャートである。第３実施形態において、決定・特定処理が開始されると、特定部としてのマスタ制御部６１０は、ステップＳ１０１の処理として、特定の結果が記憶部６４０に記憶されているか否かを判定する。ステップＳ１０１の処理の結果が「Ｙｅｓ」、つまり特定された結果が記憶部６４０に記憶されている場合には、マスタ制御部６１０は、特定処理（ステップＳ１３１）を実行する。ステップＳ１０１の処理の結果が「Ｎｏ」、つまり特定された結果が記憶部６４０に記憶されている場合には、マスタ制御部６１０は、特定処理（ステップＳ１３１）を実行することなく決定・特定処理を終了する。
【００７７】
図１３は、第４実施形態において実行される特定処理（ステップＳ１３１）の内容を示すフローチャートである。図１２に示すステップＳ１３１の処理が開始されると、図１３に示すステップＳ１３２からステップＳ１３８までの処理が実行される。
【００７８】
ステップＳ１３２の処理として、マスタ制御部６１０は、第１温度と、第２温度と、を取得する。ステップＳ１３３の処理として、マスタ制御部６１０は、温度判定を行う。温度判定において、マスタ制御部６１０は、第１温度と第２温度とを比較し、第１温度と第２温度とのうちいずれの温度が低いかを判定する。
【００７９】
ステップＳ１３４２及びステップＳ１３４４の処理において、マスタ制御部６１０は、第１温度と第２温度とについて温度が低いと判定された連続回数を計数する。ステップＳ１３３の処理の結果、第１温度が低いと判定された場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３４２の処理として、第１温度が低いと判定された連続回数を計数する。ステップＳ１３２の処理の結果、第２温度が低いと判定された場合には、マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３４４の処理として、第２温度が低いと判定された連続回数を計数する。
【００８０】
ステップＳ１３５の処理において、マスタ制御部６１０は、追加情報を取得する。追加情報の取得は、後述する掃気処理（図１４）において記憶部６４０に記憶された追加情報を読み込むことによって取得する。本実施形態において、追加情報は、２つの制御部６００Ａ、６００Ｂのそれぞれについての掃気の実行に関する情報である。追加情報は、特定が実行される前において、掃気の実行処理が２つの制御部６００Ａ、６００Ｂのそれぞれによって実行されていることによって生じる、２つの制御部６００Ａ、６００Ｂのそれぞれについての掃気の実行における差異を示す情報である。具体的には、追加情報は、本実施形態において、掃気を実行した際の時刻や、掃気を実行した回数である。なお、追加情報は、これらに限定されず、掃気を実行した際の時刻や掃気を実行した回数に加えて、若しくは代えて、種々の情報、例えば掃気が実行された際における外気温を含んでいてもよい。
【００８１】
ステップＳ１３７の処理として、マスタ制御部６１０は、特定条件が満たされているか否かの判定を実行する。特定条件は、本実施形態において、ステップＳ１３４２とステップＳ１３４４との処理において計数された回数が予め定めた回数以上であるか、に加えて第３実施形態に加えて２つの条件が追加されている。特定条件には、追加条件が用いられており、具体的には、掃気処理が実行された連続回数が規定回数以上であるかと、掃気が早く実行された連続回数が規定回数以上であるかと、の２つの条件が追加されている。この後に、燃料電池システム１０は、第３実施形態と同様に図１０に示したＷａｋｅＵｐ時間の設定処理を実行する。
【００８２】
ステップＳ１３６の処理の結果が「Ｎｏ」、つまり特定条件が満たされていない場合には、マスタ制御部６１０は、掃気制御部の特定を実行することなく、特定処理を終了する。
【００８３】
ステップＳ１３７の処理の結果が「Ｙｅｓ」、つまり特定条件が満たされている場合には、ステップＳ１３８の処理として、マスタ制御部６１０は、掃気制御部の特定を実行する。マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３８の処理が完了すると、図１２に示されたステップＳ１３１を終了する。マスタ制御部６１０は、ステップＳ１３１が終了すると、図１２に示した決定・特定処理を終了する。決定・特定処理を終了した後に、第４実施形態に係る燃料電池システム１０は、図１０に示したＷａｋｅＵｐ時間の設定処理を実行する。
【００８４】
図１４は、第４実施形態において実行される掃気の実行処理のフローチャートである。この実行処理は、設定されたＷａｋｅＵｐ時間に応じて起動した制御部６００によって実行される。
【００８５】
ステップＳ３０２の処理として制御部６００は、掃気実行の条件が満たされているか否かの判定を実行する。掃気実行の条件とは、判定を実行した際に、燃料電池システム１０において生成水の凍結が発生すると予測される条件である。掃気実行の条件は、掃気制御部が備えられた燃料電池スタック、例えば第１燃料電池スタック１００Ａの温度が０℃以上の予め定めた閾値以下であることである。
【００８６】
ステップＳ３０２の結果が「Ｙｅｓ」である場合、つまり掃気実行の条件が満たされていた場合には、制御部６００は、ステップＳ３０３の処理として、特定が完了しているか否かの判定を行う。ステップＳ３０３の処理における判定は、記憶部６４０に特定の結果が記憶されているか否かに応じて行われる。
【００８７】
ステップＳ３０３の処理の結果が「Ｙｅｓ」である場合、つまり特定が完了している場合には、制御部６００は、掃気制御部として、ステップＳ３０４の処理である、自身が備えられたサブシステムを含む全てのサブシステムの掃気装置に対する、掃気実行の指示を行う。ステップＳ３０４の後に、掃気制御部は、掃気の実行処理を終了する。掃気実行処理が終了した後に、掃気制御部を含む全ての制御部６００Ａ、６００Ｂは、起動状態から停止状態になる。
【００８８】
ステップＳ３０３の処理の結果が「Ｎｏ」である場合、つまり特定が完了していない場合には、制御部６００は、ステップＳ３０５の処理として、自身が備えられたサブシステムの掃気装置に対してのみ、掃気の指示を実行する。
【００８９】
ステップＳ３０５の処理の後に、制御部６００は、ステップＳ３０７の処理として、追加情報を記憶する。具体的には、制御部６００は、追加情報として、掃気処理が実行された時刻と、掃気処理を実行した回数の計数と、を記憶する。ステップＳ３０７の後に、制御部６００は、掃気の実行処理を終了する。掃気実行処理が終了した後に、制御部６００は、起動状態から停止状態になる。
【００９０】
ステップＳ３０２の結果が「Ｎｏ」である場合、つまり掃気実行の条件が満たされていない場合には、制御部６００は、ステップＳ３０６の処理として、ＷａｋｅＵｐ時間の設定を行う。ステップＳ３０６の処理の後に、制御部６００は、掃気の実行処理を一旦終了する。掃気実行処理が終了した後に、制御部６００は、起動状態から停止状態になる。ステップＳ３０６が実行された場合には、ＷａｋｅＵｐ時間が再度設定されているので、再度設定されたＷａｋｅＵｐ時間になった場合には掃気の実行処理が実行される。
【００９１】
以上説明した第４実施形態によれば、燃料電池システム１０は、第３実施形態と同様の構成を有する点において同様の効果を奏する。さらに、第４実施形態によれば、特定処理において、第１の温度や第２の温度の傾向を示す計数の結果に加えて、追加情報を用いて、特定を行う。したがって、燃料電池システム１０は、特定条件が満たされたか否かの判定の精度を向上させることができる。
【００９２】
Ｅ．他の実施形態
Ｅ１．第１の他の実施形態
上記第２から第４実施形態において、燃料電池システム１０は、記憶部６４０に記憶された特定の結果の消去が可能であってもよい。特定の結果の消去は、燃料電池車両の車庫の位置が変更される場合等に、行われてもよい。また、特定の結果の消去は、バッテリクリアが行われた場合に実行されてもよい。バッテリクリアとは、バッテリを燃料電池システム１０から電気的に切断し、その後、燃料電池システム１０にバッテリを再度接続する処理を言う。バッテリクリアは、例えば、燃料電池車両の検査や修理の際に行われる。特定の結果の消去が可能な場合には、例えば、第２実施形態に係る燃料電池システム１０は、特定が完了した後においても、決定処理や特定処理を行うことが可能である。また例えば、第２実施形態に係る燃料電池システム１０は、特定が完了した後においても、特定処理を行うことが可能であり、特定が完了する前と同様に、複数の制御部６００Ａ、６００Ｂのそれぞれが起動して、実行処理を行うことができる。この場合には、特定の後に、環境が変化する場合であっても、掃気が適切なタイミングで実行されない可能性を低減できる。
【００９３】
Ｅ２．第２の他の実施形態
上記実施形態において、温度センサ５７０Ａ、５７０Ｂによって取得される温度を燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度として用いている。しかし、温度センサ５７０Ａ、５７０Ｂ以外の温度センサによって取得される温度が燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度として用いられてもよい。例えば、外気温センサや燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに接続された流路に配置された温度センサや、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度を直接取得する温度センサを用いてもよい。異なる温度センサを用いる場合には、例えば、燃料電池システム１０は、必要に応じて、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度との相関関係に応じて取得された温度を補正してもよい。また例えば、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの温度と取得される温度との相関関係に応じて、掃気判定の条件が変更されていてもよい。
【００９４】
Ｅ３．第３の他の実施形態
上記実施形態において、燃料電池システム１０は、２つのサブシステム１０Ａ、１０Ｂを備えるが、これに限定されない。例えば、燃料電池システム１０は、３つ以上のサブシステムを備えてもよい。３つ以上のサブシステムが備えられている場合には、複数のサブシステムのうちの一つに設けられた制御部がマスタ制御部６１０として機能する。また、３つ以上のサブシステムが備えられている場合には、燃料電池システム１０の運転が停止される際に燃料電池スタックの温度が複数のサブシステムの中で最も低いと特定または決定されたサブシステムの制御部が掃気制御部として機能してもよい。
【００９５】
Ｅ４．第４の他の実施形態
上記実施形態において、燃料電池システム１０は、掃気処理に先立って、冬判定を実行してもよい。冬判定とは、燃料電池システム１０が使用される環境が、いわゆる冬期であるか否かを判定する処理である。冬期は、車両を停車した後、例えば夜間などに燃料電池スタック２０内の水分が凍結しうる温度になる環境になる期間である。冬判定を実行する場合には、燃料電池システム１０は、冬期と判定された場合にのみ、掃気処理を実行してもよい。
【００９６】
Ｅ５．第５実施形態
上記第１および第２実施形態において、マスタ制御部６１０は、決定部として決定処理を実行しているが、これに限定されない。例えば、マスタ制御部６１０は、決定部として機能しなくてもよい。この場合には、マスタ制御部６１０以外の構成が決定部としての機能を有していてもよい。例えば、制御部６００Ａ、６００Ｂとは別に設けられたＥＣＵが決定部として機能してもよい。また、第２実施形態において、決定処理と特定処理とは、マスタ制御部６１０によって実行されているが、これに限定されない。決定処理と特定処理とは、互いに異なる構成によって実行されてもよい。例えば、決定処理はマスタ制御部６１０によって実行され、特定処理は制御部６００Ａ、６００Ｂとは別に設けられたＥＣＵによって実行されてもよい。この場合には、決定処理と特定処理とを実行する２つの構成が決定部として機能している。決定処理と特定処理とが互いに異なる構成によって実行されている場合には、特定の後であっても、決定処理が実行されていてもよい。特定の後であっても決定処理が実行されている場合には、決定処理の結果に関わらず、記憶部６４０に記憶された特定の結果に応じて、掃気制御部が決定されてもよい。
【００９７】
また上記第３および第４実施形態において、マスタ制御部６１０は、特定部として特定処理を実行しているが、これに限定されない。例えば、マスタ制御部６１０は、特定部として機能しなくてもよい。この場合には、マスタ制御部６１０以外の構成が特定部としての機能を有していてもよい。例えば、制御部６００Ａ、６００Ｂとは別に設けられたＥＣＵが特定部として機能してもよい。
【００９８】
Ｅ６．第６の他の実施形態
上記実施形態の燃料電池システム１０において、３つ以上のサブシステムを備える場合には、３つ以上のサブシステムのうち一部のサブシステムと他のサブシステムとがそれぞれ明らかに環境が異なる位置に配置されている場合がある。例えば、燃料電池システム１０を搭載した燃料電池バスにおいて、車両前方と車両後方とに分けて３つ以上のサブシステムが配置されている場合がある。この場合には、３つ以上のサブシステムのうち一部のサブシステムと他のサブシステムとの一方、または、それぞれが、課題を解決する手段における「複数のサブシステム」に相当してもよい。
【００９９】
Ｅ７．第７の他の実施形態
上記実施形態において、掃気処理は、アノードとカソードとの両方で実行されているが、これに限定されない。例えば、掃気処理は、アノードとカソードとの一方で実行されてもよい。
【０１００】
以上説明した第１から第７の他の実施形態であっても、上記の実施形態と同様の構成を有する点において、同様の効果を有する。
【０１０１】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…燃料電池システム、１０Ａ、１０Ｂ…サブシステム、１００Ａ、１００Ｂ…燃料電池スタック、２１０Ａ、２１０Ｂ…高圧タンク、３００Ａ…燃料ガス供給機構、３１０Ａ、３１０Ｂ…主流路、３１２…接続流路、３２０Ａ、３２０Ｂ…レギュレータ、３４０Ａ、３４０Ｂ…インジェクタ、３６０Ａ、３６０Ｂ…燃料ガス循環流路、３７０Ａ、３７０Ｂ…気液分離器、３７５Ａ、３７５Ｂ…開閉弁、３８０Ａ、３８０Ｂ…ポンプ、３９０Ａ、３９０Ｂ…燃料ガス排出流路、４００Ａ、４００Ｂ…酸化剤ガス給排機構、４１０Ａ、４１０Ｂ…酸化剤ガス供給流路、４２０Ａ、４２０Ｂ…酸化剤ガス排出流路、４３０Ａ、４３０Ｂ…バイパス流路、４４０Ａ、４４０Ｂ…エアコンプレッサ、４５０Ａ、４５０Ｂ…三方弁、４６０Ａ、４６０Ｂ…調圧弁、４７０Ａ、４７０Ｂ…マフラー、５００Ａ、５００Ｂ…冷媒循環機構、５１０Ａ、５１０Ｂ…ラジエータ、５２０Ａ、５２０Ｂ…冷媒供給流路、５３０Ａ、５３０Ｂ…冷媒回収流路、５４０Ａ、５４０Ｂ…冷媒バイパス流路、５５０Ａ、５５０Ｂ…冷媒ポンプ、５６０Ａ、５６０Ｂ…三方弁、５７０Ａ、５７０Ｂ…温度センサ、６００、６００Ａ、６００Ｂ…制御部、６１０…マスタ制御部、６２０…スレイブ制御部、６４０…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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