(57)【要約】【課題】電圧変換器の共連れ故障を防止するための信号の発信に異常が生じた場合において、そのような状況を確実に把握して適切な対応をとることのできる燃料電池システムを提供すること。【解決手段】この燃料電池システム１は、第一制御装置３００が、ＦＣ電圧変換器３に異常が生じたことを示す異常信号を受信し、当該異常信号に基づいて、ＦＣ電圧変換器３の動作を停止させるための停止信号ＳＤＮを発信する第一停止信号発信部（論理和演算部３０３）と、  上記異常信号に基づいて、バッテリ電圧変換器５及びインバータ６の動作を停止させるための停止信号ＩＳＤＮを発信する第二停止信号発信部（論理和演算部３０４）と、を有している。  燃料電池システム１は、異常信号と停止信号ＩＳＤＮとに基づいて第二停止信号発信部（論理和演算部３０４）の異常を検知する信号異常検知手段（ＣＰＵ１０１）を更に備えている。【選択図】図１
2014010963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に対して互いに並列となるよう接続された燃料電池及び蓄電装置を備え、これらにより前記負荷への電力供給を行う燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池と前記負荷との間に配置された第一電圧変換器と、
前記蓄電装置と前記負荷との間に配置された第二電圧変換器と、
前記第一変換器の制御を行う第一制御装置と、
前記第二変換器の制御を行う第二制御装置と、を備え、
前記第一制御装置は、
前記第一電圧変換器に異常が生じたことを示す異常信号を受信し、当該異常信号に基づいて、前記第一変換器の動作を停止させるための第一停止信号を発信する第一停止信号発信部と、
前記異常信号に基づいて、前記第二変換器を含む所定機器の動作を停止させるための第二停止信号を発信する第二停止信号発信部と、を有しており、
前記異常信号と前記第二停止信号とに基づいて前記第二停止信号発信部の異常を検知する信号異常検知手段を更に備えていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記第一制御装置と前記第二制御装置とを統括して制御する主制御装置を更に備え、
前記信号異常検知手段は、前記主制御装置の一部として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記第二停止信号は前記主制御装置に向けて発信され、
前記主制御装置は、受信した前記第二停止信号に基づいて前記所定機器の動作を停止させることを特徴とする、請求項２に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に対して互いに並列となるよう接続された燃料電池及び蓄電装置を備え、これらにより負荷への電力供給を行う燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給源として、燃料電池に加えてバッテリ等の蓄電装置を備えた構成の燃料電池システムが知られている。このような燃料電池システムは、燃料電池と蓄電装置とが、負荷に対して互いに並列となるように接続される。
【０００３】
蓄電装置は、負荷の要求電力に対して燃料電池の発電電力が不足する場合に、当該不足分の電力を補うための補助的な電力供給源として機能する。また、負荷の要求電力に対して燃料電池の発電電力が上回ってしまうような場合には、蓄電装置は、余剰となった電力を蓄えるためのバッファとしても機能する。
【０００４】
燃料電池の端子間電圧、蓄電装置の端子間電圧、及び負荷に供給すべき出力電力の電圧は、互いに一致しない場合が多い。このため、燃料電池と負荷との間に電圧変換器としてのＤＣ−ＤＣコンバータ（ＦＣ電圧変換器）を配置し、蓄電装置と負荷との間にも電圧変換器としてのＤＣ−ＤＣコンバータ（ＢＡＴ電圧変換機）を配置することが、一般的に行われている。
【０００５】
このような構成の燃料電池システムでは、何らかの異常によってＦＣ電圧変換器が停止してしまった場合において、二つの電力供給源（燃料電池、蓄電装置）の出力バランスが崩れてしまい更なる機器の故障を引き起こす、所謂「共連れ故障」と称される現象が起こりうる。例えば、ＦＣ電圧変換器を構成するスイッチング素子がオープン故障してしまった場合、蓄電装置や負荷に大電流が流れ、これによりＢＡＴ電圧変換機等も同時に故障してしまうことがある。
【０００６】
下記特許文献１には、上記のような共連れ故障を防止するための構成が記載されている。下記特許文献１に記載された燃料電池システムでは、ＦＣ電圧変換器を制御する制御装置（第一制御装置）と、ＢＡＴ電圧変換器を制御する制御装置（第二制御装置）とを備えている。ＦＣ電圧変換器に異常が生じた際には、第一制御装置がＦＣ電圧変換器の動作を停止させると同時に停止信号を発信し、当該停止信号に基づいて第二制御装置がＢＡＴ電圧変換器の動作を停止させる。
【０００７】
すなわち、下記特許文献１に記載された燃料電池システムでは、第一制御装置から第二制御装置に向けて停止信号を発信することにより、ＦＣ電圧変換器とＢＡＴ電圧変換器とが同時に停止する。このため、両者の出力バランスが崩れることがなく、共連れ故障を防止することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２２８２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載された燃料電池システムでは、第一制御装置がＦＣ電圧変換器の異常の有無を監視しており、異常を検知した際には第二制御装置に停止信号が発信される。しかし、当該停止信号を発信するための発信回路に異常が生じているような場合には、第一制御装置が停止信号を発信しようとしても（停止信号を発信するための制御動作を発信回路に対して行っても）、実際には停止信号が発信されないことがある。
【００１０】
また、ＦＣ電圧変換器の異常が解消された時点で、停止信号の発信は停止されるべきである。しかし、上記発信回路に異常が生じている場合には、第一制御装置が停止信号の発信を停止しようとしても（停止信号の発信を停止するための制御動作を発信回路に対して行っても）、実際には停止信号の発信が継続されてしまうことがある。
【００１１】
特に、第一制御装置の制御に反して停止信号の発信を継続しているような状態は、停止信号が伝達される信号線の断線を検知するような診断方法によっては検知することができない。このため、停止信号の発信が継続していることを第一制御装置においては把握することができず、原因不明のまま、ＢＡＴ電圧変換器の動作を再開させることができない状態となってしまう場合があった。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電圧変換器の共連れ故障を防止するための信号の発信に異常が生じた場合において、そのような状況を確実に把握して適切な対応をとることのできる燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池システムは、負荷に対して互いに並列となるよう接続された燃料電池及び蓄電装置を備え、これらにより前記負荷への電力供給を行う燃料電池システムにおいて、前記燃料電池と前記負荷との間に配置された第一電圧変換器と、前記蓄電装置と前記負荷との間に配置された第二電圧変換器と、前記第一変換器の制御を行う第一制御装置と、前記第二変換器の制御を行う第二制御装置と、を備え、前記第一制御装置は、前記第一電圧変換器に異常が生じたことを示す異常信号を受信し、当該異常信号に基づいて、前記第一変換器の動作を停止させるための第一停止信号を発信する第一停止信号発信部と、前記異常信号に基づいて、前記第二変換器を含む所定機器の動作を停止させるための第二停止信号を発信する第二停止信号発信部と、を有しており、前記異常信号と前記第二停止信号とに基づいて前記第二停止信号発信部の異常を検知する信号異常検知手段を更に備えていることを特徴としている。
【００１４】
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に配置された第一電圧変換器と、蓄電装置と前記負荷との間に配置された第二電圧変換器と、を備えている。また、第一制御装置及び第二制御装置を備えており、それぞれが上記第一電圧変換器及び第二電圧変換器の制御を行う。このような構成により、燃料電池の出力電圧及び蓄電装置の出力電圧がそれぞれ調整（変換）され、負荷への電力供給や蓄電装置への充電等が行われる。
【００１５】
第一制御装置は第一停止信号発信部を有しており、第一電圧変換器に異常が生じたことを示す異常信号を受信した場合には、第一変換器の動作を停止させるための第一停止信号を当該第一停止信号発信部から発信する。また、第一制御装置は第二停止信号発信部を有しており、第一電圧変換器に異常が生じたことを示す異常信号を受信した場合には、第二変換器を含む所定機器の動作を停止させるための第二停止信号を当該第二停止信号発信部から発信する。
【００１６】
尚、「第二変換器を含む所定機器」とは、異常時において第二変換器と同時に停止することが望ましい機器を燃料電池システムが有する場合には、当該機器と第二変換器とからなる複数の機器のことを示す。一方、異常時において第二変換器と同時に停止することが望ましい機器を燃料電池システムが有さない場合には、「第二変換器を含む所定機器」とは第二変換器単体のことを示す。
【００１７】
異常時において第二変換器と同時に停止することが望ましい機器としては、例えば、負荷である駆動モーターに交流電力を供給するために配置されるインバータ等が挙げられる。
【００１８】
第一制御装置は、第一電圧変換器の動作が正常か否かを監視しており、第一電圧変換器に異常が生じた場合（異常信号を受信した場合）には、第一停止信号及び第二停止信号を発信する。これにより、第一変換器及び第二変換器を含む所定機器の動作を同時に停止するような制御を行う。
【００１９】
しかし、第二停止信号発信部（例えば発信回路）に異常が生じているような場合には、第二停止信号を発信するための制御動作を第一制御装置が第二停止信号発信部に対して行っても、第二停止信号が発信されないことがある。また、第一電圧変換器の異常が解消した後に、第二停止信号の発信を停止するための制御動作を第一制御装置が第二停止信号発信部に対して行っても、第二停止信号の発信が継続されてしまうことがある。
【００２０】
そこで、本発明に係る燃料電池システムは、異常信号と第二停止信号とに基づいて第二停止信号発信部の異常を検知する信号異常検知手段を更に備えている。信号異常検知手段が異常信号と第二停止信号とを監視し、これらに基づいて第二停止信号発信部の異常を検知する。例えば、異常信号が発信されていないにもかかわらず第二停止信号が発信されているような場合には、第二停止信号発信部に異常が生じていることを把握（推定）し、適切な対応（例えば、第二停止信号発信部の再起動やユーザーに対する異常状態の報知等）をとることができる。
【００２１】
また本発明に係る燃料電池システムでは、前記第一制御装置と前記第二制御装置とを統括して制御する主制御装置を更に備え、前記信号異常検知手段は、前記主制御装置の一部として構成されていることも好ましい。
【００２２】
第一電圧変換器に異常が生じているような場合においては、その異常原因によっては、第一制御装置の動作の一部にも異常が生じている可能性がある。
【００２３】
この好ましい態様では、第一制御装置と第二制御装置とを統括して制御する主制御装置を更に備えており、信号異常検知手段は当該主制御装置の一部として構成されている。第一制御装置とは独立した主制御装置の一部として信号異常検知手段が構成されているため、第一制御装置の動作の一部に異常が生じている場合であっても、同時に信号異常検知手段の検知動作にまで異常が生じている可能性は低い。従って、信号異常検知手段による検知を確実に行うことができる。
【００２４】
また本発明に係る燃料電池システムでは、前記第二停止信号は前記主制御装置に向けて発信され、前記主制御装置は、受信した前記第二停止信号に基づいて前記所定機器の動作を停止させることも好ましい。
【００２５】
第二停止信号は、第二変換器を含む所定機器の動作を停止するために用いられる他、信号異常検知手段の検知動作のためにも用いられる。このため、第二停止信号の送信先としては、例えば第二制御装置と信号異常検知手段との２か所とするような構成が考えられる。この場合、第二停止信号を複数か所に伝達する必要があるため、信号線の引き回しが多少複雑になってしまう。
【００２６】
この好ましい態様では、第二変換器を含む所定機器の動作を停止させるための第二停止信号が、主制御装置に向けて発信される。主制御装置が第二停止信号を受信すると、主制御装置はこれに基づいて上記所定機器の動作を停止させる。
【００２７】
このような構成とすることにより、第二停止信号の送信先が主制御装置のみとなる。このため、第二停止信号を伝達するための信号線を複数設けたり複数に分岐させたりする必要がない。その結果、信号線の引き回しが簡素化され、燃料電池システムの制御装置の構成を簡単なものとすることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電圧変換器の共連れ故障を防止するための信号の発信に異常が生じた場合において、そのような状況を確実に把握して適切な対応をとることのできる燃料電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態である燃料電池システムの構成を示した図である。
【図２】図１に示した燃料電池システムの主制御装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３１】
まず、図１を参照しながら、本発明の一実施形態である燃料電池システムの構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態である燃料電池システム１の構成を示した図であって、燃料電池車両に動力源として搭載された場合における構成を示している。
【００３２】
図１に示されるように、燃料電池システム１は、燃料電池２と、ＦＣ電圧変換器３と、バッテリ４と、バッテリ電圧変換器５と、インバータ６と、トラクションモーター７と、制御装置１０とを搭載している。
【００３３】
燃料電池２は、例えば高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）であり、多数の単セルを積層したスタック構造となっている。それぞれの単セルは、イオン交換膜からなる電解質の一方の面に空気極を有し、他方の面に燃料極を有し、さらに空気極及び燃料極を両側から挟み込むように一対のセパレータを有する構造となっている。一方のセパレータの水素ガス流路には燃料ガスとしての水素ガスが供給され、他方のセパレータの酸化剤ガス流路には酸化剤ガスとしての空気が供給される。これらのガスが電気化学反応することで電力が発生し、当該電力がＦＣ電圧変換器３に向けて出力される。
【００３４】
ＦＣ電圧変換器３は、燃料電池２とインバータ６との間に配置された直流の電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）であり、燃料電池２から入力された直流電力を、その電圧を昇圧してからインバータ６側へ出力する機能を有する。
【００３５】
バッテリ４は蓄電装置であって、負荷であるトラクションモーター７の要求電力に対して燃料電池２の発電電力が不足する場合に、当該不足分の電力を補うための補助的な電力供給源として機能するものである。また、要求電力に対して燃料電池２の発電電力が上回ってしまうような場合には、バッテリ４は、余剰となった電力を蓄えるためのバッファとしても機能する。バッテリ４としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池等の二次電池が好適である。
【００３６】
バッテリ電圧変換器５は、バッテリ４とインバータ６との間に配置された直流の電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）であり、バッテリ４から入力された直流電力を、その電圧を昇圧してからインバータ６側へ出力する機能を有する。バッテリ電圧変換器５の機能により、バッテリ４の充放電が実現される。
【００３７】
インバータ６は、燃料電池２とトラクションモーター７との間であり、且つバッテリ４とトラクションモーター７との間である位置に配置されている。インバータ６は、直流電力を三相の交流電力に変換してトラクションモーター７に供給するものである。
【００３８】
以上に説明した燃料電池２、ＦＣ電圧変換器３、バッテリ４、バッテリ電圧変換器５、インバータ６、及びトラクションモーター７は、主制御装置１００等の複数の機器により構成された制御装置１０（図１にはその一部のみを示している）によりそれぞれの動作が制御される。
【００３９】
例えば、燃料電池車両のアクセル開度等の情報に基づいて要求電力が算出され、当該要求電力に基づく電力がインバータ６からトラクションモーター７へと出力される。このとき、要求電力に基づいて燃料電池２への燃料ガスの供給量等が調整され、要求電力の変化に追従して燃料電池２の発電量が変化するような制御が行われる。一般に、燃料電池２の発電量は急激に変化させることが難しいため、燃料電池２の発電量と要求電力とは一致しない。この余剰分又は不足分をバッテリ４の充放電により調整するように、バッテリ電圧変換器５の動作が制御される。
【００４０】
制御装置１０は、主制御装置１００と、第一制御装置３００と、第二制御装置５００とを有している。第一制御装置３００は、主にＦＣ電圧変換器３の制御や、ＦＣ電圧変換器３の動作が正常かどうかの監視を行う装置である。第二制御装置５００は、主にバッテリ電圧変換器５の制御や、バッテリ電圧変換器５の動作が正常かどうかの監視を行う装置である。主制御装置１００は、主に第一制御装置３００と第二制御装置５００とを統括して制御する装置である。以下では、制御装置１０が有する種々の機能のうち、特にＦＣ電圧変換器３の動作に異常が生じた場合の制御に関する機能について詳しく説明する。
【００４１】
第一制御装置３００は、ＦＤＣ監視信号線３５１を通じてＦＣ電圧変換器３の動作が正常かどうかの監視を行っている。ＦＣ電圧変換器３が故障した場合には、ＦＣ電圧変換器３から故障信号ＦＣＶが発信され、当該故障信号ＦＣＶがＦＤＣ監視信号線３５１を通じて第一制御装置３００のＣＰＵ３０１に到達する。
【００４２】
また、第一制御装置３００は、図示しない電圧センサによってＦＣ電圧変換器３の出力端子間電圧を監視している。ＦＣ電圧変換器３の出力端子間電圧が所定の閾値以上となった場合には、過電圧信号発信部３０２から過電圧信号ＦＯＶＨが発信され、当該過電圧信号ＦＯＶＨがＣＰＵ３０１に到達する。
【００４３】
ＣＰＵ３０１は、故障信号ＦＣＶ及び過電圧信号ＦＯＶＨの少なくとも一方を受信した場合には、ＦＣ電圧変換器３の動作において何らかの異常が生じていると判断する。同時に、内部信号線３５２を通じて停止信号ＳＤＮが発信され、論理和演算部３０３に入力される。
【００４４】
論理和演算部３０３は、入力信号の論理和を出力するように構成された論理回路であって、その出力端子がＦＤＣ制御信号線３６０を介してＦＣ電圧変換器３に接続されている。このため、停止信号ＳＤＮは論理和演算部３０３及びＦＤＣ制御信号線３６０を経由してＦＣ電圧変換器３に到達する。ＦＣ電圧変換器３は、停止信号ＳＤＮを受信するとその動作を停止し、シャットダウンする。
【００４５】
以上のように、故障信号ＦＣＶ、又は過電圧信号ＦＯＶＨをＣＰＵ３０１が受信すると、ＣＰＵ３０１はＦＣ電圧変換器３の動作を停止させるための停止信号ＳＤＮを、論理和演算部３０３を経由して発信する。その結果、ＦＣ電圧変換器３はその動作を停止する。
【００４６】
このとき、ＣＰＵ３０１は、停止信号ＳＤＮを発信すると同時に、バッテリ電圧変換器５の動作を停止させるための停止信号ＩＳＤＮを発信する。停止信号ＩＳＤＮは、内部信号線３５３を通じて発信され、論理和演算部３０４に入力される。論理和演算部３０４は、入力信号の論理和を出力するように構成された論理回路であって、その出力端子が上位出力信号線３７０を介して主制御装置１００のＣＰＵ１０１に接続されている。このため、停止信号ＩＳＤＮは論理和演算部３０４及び上位出力信号線３７０を経由してＣＰＵ１０１に到達する。
【００４７】
ＣＰＵ１０１は、停止信号ＩＳＤＮを受信すると、内部信号線１５１を通じて停止信号ＨＳＤＮを発信する。停止信号ＨＳＤＮは論理和演算部１０２に入力される。論理和演算部１０２は、入力信号の論理和を出力するように構成された論理回路であって、その出力端子が下位出力信号線１７０を介して第二制御装置５００に接続されている。このため、停止信号ＨＳＤＮは論理和演算部１０２及び下位出力信号線１７０を経由して第二制御装置５００に到達する。
【００４８】
第二制御装置５００に到達した停止信号ＨＳＤＮは、第二制御装置５００の内部に配置された論理和演算部５０２に入力される。論理和演算部５０２は、入力信号の論理和を出力するように構成された論理回路であって、その出力端子がＢＤＣ制御信号線５６０を介してバッテリ電圧変換器５に接続されている。このため、停止信号ＨＳＤＮは論理和演算部５０２及びＢＤＣ制御信号線５６０を経由してバッテリ電圧変換器５に到達する。バッテリ電圧変換器５は、停止信号ＨＳＤＮを受信するとその動作を停止し、シャットダウンする。
【００４９】
また、ＢＤＣ制御信号線５６０は途中で分岐しており、ＩＮＶ制御信号線５６１を介してインバータ６とも接続されている。このため、停止信号ＨＳＤＮはＩＮＶ制御信号線５６１を通じてインバータ６にも到達する。インバータ６は、停止信号ＨＳＤＮを受信するとその動作を停止し、シャットダウンする。
【００５０】
以上のように、故障信号ＦＣＶ、又は過電圧信号ＦＯＶＨをＣＰＵ３０１が受信すると、ＣＰＵ３０１はＦＣ電圧変換器３の動作を停止させるための停止信号ＳＤＮを発信するだけでなく、バッテリ電圧変換器５の動作を停止させるための停止信号ＩＳＤＮを同時に発信する。主制御装置１００のＣＰＵ１０１は、停止信号ＩＳＤＮを受信するとこれに基づいて停止信号ＨＳＤＮを発信する。その結果、バッテリ電圧変換器５はその動作を停止する。
【００５１】
すなわち、故障信号ＦＣＶ、又は過電圧信号ＦＯＶＨをＣＰＵ３０１が受信すると、停止信号ＳＤＮによってＦＣ電圧変換器３の動作が停止され、ほぼ同時に、停止信号ＩＳＤＮ（及び停止信号ＨＳＤＮ）によってバッテリ電圧変換器５の動作が停止される。更に、停止信号ＨＳＤＮによってインバータ６の動作もほぼ同時に停止される。
【００５２】
ＦＣ電圧変換器３、バッテリ電圧変換器５、及びインバータ６の動作がほぼ同時に停止されるため、電力の出力バランスが崩れることが無く、所謂「共連れ故障」と称される現象の発生が抑制される。
【００５３】
尚、本実施形態では、ＦＣ電圧変換器３等の動作が停止されるのは、ＦＣ電圧変換器３に異常が生じた場合に限られない。例えば、何らかの原因により主制御装置１００が燃料電池システム１を停止すべきと判断した場合には、主制御装置１００から第一制御装置３００に向けて強制停止信号ＦＳＤＮが送信される。強制停止信号ＦＳＤＮは、主制御装置１００から強制停止線３８０を経由して論理和演算部３０３及び論理和演算部３０４に入力される。
【００５４】
このため、第一制御装置３００に強制停止信号ＦＳＤＮが発信されると、ＦＣ電圧変換器３に異常が生じた場合と同様に、停止信号ＳＤＮが論理和演算部３０３から発信され、停止信号ＩＳＤＮが論理和演算部３０４から発信される。その結果、その結果、既に説明したように、ＦＣ電圧変換器３、バッテリ電圧変換器５、及びインバータ６の動作がほぼ同時に停止される。
【００５５】
ＦＣ電圧変換器３に生じた異常が解消し、又は強制停止信号ＦＳＤＮの発信が解除されると、ＦＣ電圧変換器３、バッテリ電圧変換器５、及びインバータ６が再起動され、これらの動作が再開される。
【００５６】
ところで、論理和演算部３０３、３０４等は、複数の素子によって構成されているが、これら素子の一部が何らかの原因で動作不良となった場合には、適切な論理演算結果を出力できなくなる可能性がある。例えば、入力値が変化しても出力値が変化せず、常に真（１）を出力し続けたり、常に偽（０）を出力し続けたりする可能性がある。換言すれば、ＦＣ電圧変換器３に異常が生じているにもかかわらず停止信号ＳＤＮ、ＩＳＤＮが出力されなかったり、逆に、ＦＣ電圧変換器３に生じた異常が解消しているにもかかわらず停止信号ＳＤＮ、ＩＳＤＮが出力され続けたりする可能性がある。
【００５７】
制御装置１０は、自己診断機能の一部として、上位出力信号線３７０が断線していないことを確認するための断線検知機能を有している。しかし、当該機能は上位出力信号線３７０の導通を確認するだけであるため、例えば論理和演算部３０４が故障して停止信号ＩＳＤＮが常に出力され続けてしまうような状態になっていたとしても、断線検知機能ではそれを検知することができない。
【００５８】
そこで、本実施形態に係る燃料電池システム１では、主制御装置１００のＣＰＵ１０１によって停止信号ＩＳＤＮの状態を監視し、論理和演算部３０４等の動作が正常か否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、強制停止線３８０と、内部信号線３５３と、上位出力信号線３７０とをそれぞれ伝達される信号の状態を監視している。すなわち、強制停止線３８０を通じて強制停止信号ＦＳＤＮが発信されているか否か、内部信号線３５３を通じて停止信号ＩＳＤＮが発信されているか否か、及び、上位出力信号線３７０を通じて停止信号ＩＳＤＮが発信されているか否かを監視している。
【００５９】
尚、内部信号線３５３は第一制御装置３００の内部に配置されており、主制御装置１００のＣＰＵ１０１には接続されていない。従って、ＣＰＵ１０１は内部信号線３５３を通じて伝達される信号の状態を直接監視することができない。しかし、本実施形態では、ＣＰＵ１０１は図示しない信号線によって第一制御装置３００のＣＰＵ３０１と接続されており、ＣＰＵ３０１と直接通信することが可能となっている。このため、ＣＰＵ１０１は、内部信号線３５３を伝達される信号の状態をＣＰＵ３０１からの通信により受け取り、当該信号の状態を監視している。
【００６０】
ＣＰＵ１０１において行われる処理の流れを、図２を参照しながら説明する。図２は、ＣＰＵ１０１において行われる種々の処理のうち、停止信号ＩＳＤＮが正しく出力されているか否か、すなわち、論理和演算部３０４等の動作が正常か否かを判断するための処理の流れを示すフローチャートである。尚、図２に示した一連の処理は、所定時間が経過するごとに、ＣＰＵ１０１において繰り返し実行されるものである。
【００６１】
まず、ステップＳ１では、強制停止線３８０を通じて強制停止信号ＦＳＤＮが発信されているか否かが判断される。強制停止信号ＦＳＤＮが発信中であれば、主制御装置１００に向けて停止信号ＩＳＤＮが出力されている状態が正常であるから処理を終了する。強制停止信号ＦＳＤＮが発信中でなければ、ステップＳ２に移行する。
【００６２】
続くステップＳ２では、内部信号線３５３を通じて停止信号ＩＳＤＮが発信されているか否かが判断される。停止信号ＩＳＤＮが発信中であれば、主制御装置１００に向けて停止信号ＩＳＤＮが出力されている状態が正常であるから処理を終了する。停止信号ＩＳＤＮが発信中でなければ、ステップＳ３に移行する。
【００６３】
続くステップＳ３では、上位出力信号線３７０を通じて停止信号ＩＳＤＮが発信されているか否かが判断される。ステップＳ３に移行した際には、停止信号ＩＳＤＮはＣＰＵ１０１に向けては発信されていないはずである。従って、ここでもし停止信号ＩＳＤＮが発信中でなければ処理を終了する。ステップＳ３で停止信号ＩＳＤＮが発信中であればステップＳ４に移行し、停止信号ＩＳＤＮの出力に異常がある旨を報知して処理を終了する。
【００６４】
以上に説明したように、本実施形態に係る燃料電池システム１では、ＦＣ電圧変換器３を制御する第一制御装置３００が、ＦＣ電圧変換器３に異常が生じたことを示す異常信号（内部信号線３５２を通じて発信される停止信号ＳＤＮ、及び、内部信号線３５３を通じて発信される停止信号ＩＳＤＮ）を受信し、当該異常信号に基づいて、ＦＣ電圧変換器３の動作を停止させるための第一停止信号（ＦＤＣ制御信号線３６０を通じて発信される停止信号ＳＤＮ）を発信する第一停止信号発信部（論理和演算部３０３）と、上記異常信号に基づいてバッテリ電圧変換器５及びインバータ６の動作を停止させるための第二停止信号（上位出力信号線３７０を通じて発信される停止信号ＩＳＤＮ）を発信する第二停止信号発信部（論理和演算部３０４）と、を有している。
【００６５】
主制御装置１００のＣＰＵ１０１は、上記異常信号と第二停止信号（上位出力信号線３７０を通じて発信される停止信号ＩＳＤＮ）とに基づいて、第二停止信号発信部（論理和演算部３０４）の異常を検知する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、本発明における信号異常検知手段として機能する。
【００６６】
このような構成により、異常信号が発信されていないにもかかわらず第二停止信号が発信されているような場合には、第二停止信号発信部（論理和演算部３０４）に異常が生じていることを把握（推定）し、適切な対応（異常状態の報知）をとることが可能となっている。
【００６７】
また、燃料電池システム１では、第一制御装置３００と第二制御装置５００とを統括して制御する主制御装置１００を備えており、上記のように信号異常検知手段は主制御装置１００の一部（ＣＰＵ１０１）として構成されている。第一制御装置３００とは独立した主制御装置１００の一部として信号異常検知手段が構成されているため、第一制御装置３００の動作の一部に異常が生じている場合であっても、同時に信号異常検知手段の検知動作にまで異常が生じている可能性は低い。従って、信号異常検知手段による検知を確実に行うことができる。
【００６８】
また、燃料電池システム１では、第二停止信号（上位出力信号線３７０を通じて発信される停止信号ＩＳＤＮ）は主制御装置１００に向けて発信され、主制御装置１００は、受信した第二停止信号に基づいてバッテリ電圧変換器５及びインバータ６の動作を停止させる。
【００６９】
このような構成とすることにより、第二停止信号の送信先が主制御装置１００のみとなる。すなわち、第二停止信号を伝達するための経路として、第一制御装置３００と第二制御装置５００とを接続するような信号線を別途配置する必要がない。その結果、信号線の引き回しが簡素化され、燃料電池システム１の制御装置１０の構成が簡単なものとなっている。
【００７０】
尚、本実施形態においては、ＦＣ電圧変換器３に異常が生じたことを示す異常信号として、ＣＰＵ１０１は、内部信号線３５３を通じて発信される停止信号ＩＳＤＮを監視している。これに代えて、ＣＰＵ１０１は故障信号ＦＣＶ及び／又は過電圧信号ＦＯＶＨを監視し、図２に示したステップＳ２の処理を行ってもよい。この場合、故障信号ＦＣＶ及び／又は過電圧信号ＦＯＶＨが本発明における異常信号に該当し、ＣＰＵ３０１及び論理和演算部３０３が本発明における第一停止信号発信部に該当することとなる。また、ＣＰＵ３０１及び論理和演算部３０４が本発明における第二停止信号発信部に該当することとなる。
【００７１】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７２】
１：燃料電池システム
２：燃料電池
３：ＦＣ電圧変換器
４：バッテリ
５：バッテリ電圧変換器
６：インバータ
７：トラクションモーター
１０：制御装置
１００：主制御装置
１０１：ＣＰＵ
１０２：論理和演算部
１５１：内部信号線
１７０：下位出力信号線
３００：第一制御装置
３０２：過電圧信号発信部
３０３，３０４：論理和演算部
３５１：監視信号線
３５２，３５３：内部信号線
３６０：ＦＤＣ制御信号線
３７０：上位出力信号線
３８０：強制停止線
５００：第二制御装置
５０２：論理和演算部
５６０，５６１：ＢＤＣ制御信号線
【図１】
2014010963.tif 000003
【図２】
2014010963.tif 000004