(57)【要約】【課題】速やかに満充填にできるように、実際の貯蔵容器の状態を正確に反映したデータ信号をステーション側へ送信すること。【解決手段】燃料電池システム１は、タンク本体３１１と燃料電池スタック２とを接続する水素供給管３２と、水素供給管３２に設けられた主止弁３１２とを備える。通信充填システム６は、水素タンク３１の状態に基づいてデータ信号を生成し、生成したデータ信号をステーション９へ送信する。車両Ｖは、燃料電池システム１の制御に係る処理を担うＦＣＶ−ＥＣＵ１１と、通信充填システム６の制御に係る処理を担う通信充填ＥＣＵ６１と、を備える。ＦＣＶ−ＥＣＵと通信充填ＥＣＵとは相互通信可能である。そして、通信充填ＥＣＵは、少なくとも主止弁３１２が閉完了状態であると判断されているときは、ステーション９との通信の開始を禁止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されると発電する燃料電池、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器、前記貯蔵容器と前記燃料電池とを接続する燃料ガス供給路、及び前記燃料ガス供給路に設けられた開閉弁を備えた燃料電池システムと、
前記貯蔵容器の状態に基づいてデータ信号を生成する信号生成装置、及び前記信号生成装置で生成したデータ信号を前記貯蔵容器へ燃料ガスを充填する外部充填装置へ送信する送信器を備えた通信充填システムと、を備え、前記燃料電池を電源として走行する燃料電池車両であって、
前記燃料電池による発電、前記燃料電池システムの起動及び停止に係る燃料電池システム処理を実行する燃料電池システム制御部と、
前記通信充填システムによる前記外部充填装置との通信に係る処理を実行する通信充填システム制御部と、
前記開閉弁が開状態又は閉状態であるかを判断する開閉弁状態判断部と、を備え、
前記燃料電池システム制御部と前記通信充填システム制御部とは相互通信可能であり、
前記通信充填システム制御部は、少なくとも前記開閉弁状態判断部により開状態であると判断されているときは前記送信器による前記外部充填装置との通信の開始を禁止することを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
前記外部充填装置の燃料充填ノズルが接続される燃料導入部と、
前記燃料導入部と前記貯蔵容器とを接続する燃料導入路と、
前記燃料導入路に設けられ、前記外部充填装置から前記貯蔵容器への燃料ガスの供給を受容又は拒絶する充填受容機構と、を備え、
前記通信充填システム制御部は、前記送信器による通信が禁止されている間に所定の充填開始要求が生じた場合には、前記充填受容機構によって燃料ガスの供給を受容し、前記送信器による通信を禁止したまま前記外部充填装置により予め定められた流量で前記貯蔵容器に燃料ガスを充填させる非通信充填を許可することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両。
【請求項３】
前記送信器から前記外部充填装置へ前記データ信号を送信し、当該外部充填装置から前記データ信号に基づいて定められた態様で前記貯蔵容器に燃料ガスを充填することを通信充填と定義し、
前記通信充填システム制御部は、前記通信充填を行っている間に前記貯蔵容器の状態を監視し、規定の態様で充填されているか否かを判断し、規定の態様とは異なる態様で充填されていると判断した場合には前記通信充填を中断させるアボート処理を開始し、
前記通信充填システム制御部は、前記アボート処理が実行される可能性がある場合又は前記アボート処理を実行している場合、稼動状態から非稼動状態への遷移が禁止されることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池車両。
【請求項４】
前記貯蔵容器の圧力を検出する圧力センサと、
前記貯蔵容器の温度を検出する温度センサと、をさらに備え、
前記圧力センサ及び前記温度センサの検出信号は、前記通信充填システム制御部のみに入力され、
前記通信充填システム制御部は、前記検出信号又は前記検出信号に基づいて生成した信号を前記燃料電池システム制御部へ送信することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の燃料電池車両。
【請求項５】
前記燃料電池システムの起動要求信号を発生するシステム起動要求装置をさらに備え、
前記送信器から前記外部充填装置へ前記データ信号を送信し、当該外部充填装置から前記データ信号に基づいて定められた態様で前記貯蔵容器に燃料ガスを充填することを通信充填と定義し、
前記通信充填を行っている間に、前記起動要求信号が生じた場合には、前記通信充填システム制御部は実行中の通信充填を終了し、前記燃料電池システム制御部は、前記燃料電池システムの起動を開始することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の燃料電池車両。
【請求項６】
燃料ガスを利用して動力を発生する動力発生装置、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器、前記貯蔵容器と前記動力発生装置とを接続する燃料ガス供給路、及び前記燃料ガス供給路に設けられた開閉弁を備えた動力発生システムと、
前記貯蔵容器の状態に基づいてデータ信号を生成する信号生成装置、及び前記信号生成装置で生成したデータ信号を前記貯蔵容器へ燃料ガスを充填する外部充填装置へ送信する送信器を備えた通信充填システムと、を備え、前記動力発生装置で発生した動力を利用して走行する移動体であって、
前記動力発生システムの起動及び停止に係る処理を実行する動力発生システム制御部と、
前記通信充填システムによる前記外部充填装置との通信に係る処理を実行する通信充填システム制御部と、
前記開閉弁が開状態又は閉状態であるかを判断する開閉弁状態判断部と、を備え、
前記動力発生システム制御部と前記通信充填システム制御部とは相互通信可能であり、
前記通信充填システム制御部は、前記外部充填装置から前記貯蔵容器へ燃料ガスを充填している間を除き、少なくとも前記開閉弁状態判断部により開状態であると判断されているときは前記送信器による通信の開始を禁止することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車両及び移動体に関する。より詳しくは、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器の状態に基づいて生成したデータ信号を、外部充填装置へ送信する送信器とを備えた燃料電池車両及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両は、その電源システムとして燃料電池システムを備える。燃料電池は、燃料ガスである水素ガスと酸化剤ガスである空気とが供給されると発電する。燃料電池に水素ガスを供給するため、燃料電池のアノード流路には水素ガス供給管を介して水素タンクが接続されている。また、燃料電池に空気を供給するため、燃料電池のカソード流路には空気供給管を介してコンプレッサが接続されている。燃料電池システムは、起動されると水素ガス及び空気の供給を開始し、燃料電池による発電を開始する。
【０００３】
システムの停止中に、カソード流路内に酸素が残ったままであると、次回のシステム起動時にアノード系に水素を供給したときに燃料電池のカソード側が高電位状態になってしまい、燃料電池の固体高分子電解質膜が劣化するおそれがある。このため、燃料電池システムでは、システムの停止時にカソード流路内に残留する酸素を用いて燃料電池による発電及びディスチャージを継続し、燃料電池を不活性状態にした上でシステムを完全に停止させている（特許文献１参照）。また、このディスチャージ処理では、カソード側からアノード側への酸素透過をさらに抑制するため、カソード側では残留酸素を消費させ、アノード側には水素タンクから余分に水素ガスを供給し、アノード流路内の圧力を高くしておく方が好ましいことも知られている。
【０００４】
一方、近年では水素タンク内に水素ガスを充填するための技術についても盛んに研究が進められている。例えば特許文献２の技術では、水素ステーションの水素充填装置と燃料電池車両とを接続し、その水素タンク内に水素ガスを充填する際、車両側からはタンクの温度や圧力等に関するデータ信号をステーション側に送信する。ステーション側では、受信したデータ信号に基づいて水素タンクの初期状態を把握し、この初期状態に基づいて最適な水素ガスの充填態様を決定し、この充填態様に従って水素ガスを充填する。このように車両側とステーション側との通信に基づいて水素ガスを充填する技術を、以下では通信充填という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１５３１７号公報
【特許文献２】特開２０１１−３３０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ディスチャージ処理は、利用者によるシステム停止操作を契機として、システム停止操作後も継続して行われる処理である。そして水素ガスの充填は、システム停止操作後に、利用者の意思に基づいて行われる処理である。したがって、システム停止操作後にディスチャージ処理を行っている間に、水素ガスを充填する操作が行われることがあり得るが、このような場合にどちらの処理を優先して行うか、又はどのような態様で両方の処理を並行して行うか等については十分に検討されていない。例えば、通信充填と並行してディスチャージ処理を行うとなると、水素タンクの状態が変動してしまい、車両側からは正確な水素タンクの状態に関するデータを送信できず、充填に時間がかかったり満充填できなくなったりする場合がある。ステーションは、通信充填の開始時に車両側から送信されたデータ信号に基づいてその後の充填態様を決定するものが多いことから、より速やかに満充填にするためには、特に通信充填の開始時にその時のタンクの状態を正確に反映したデータ信号を送信する必要がある。
【０００７】
本発明は、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器の状態に関するデータ信号を外部へ送信する通信充填システムとを備えた燃料電池車両又は移動体であって、速やかに満充填にできるように、実際の貯蔵容器の状態を正確に反映したデータ信号をステーション側へ送信することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）燃料電池システム（例えば、後述の燃料電池システム１）は、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されると発電する燃料電池（例えば、後述のスタック２）と、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器（例えば、後述の水素タンク３１及びそのタンク本体３１１）と、前記貯蔵容器と前記燃料電池とを接続する燃料ガス供給路（例えば、後述の水素供給管３２）と、前記燃料ガス供給路に設けられた開閉弁（例えば、後述の主止弁３１２）とを備える。通信充填システム（例えば、後述の通信充填システム６）は、前記貯蔵容器の状態に基づいてデータ信号を生成する信号生成装置（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ６１のデータ信号生成部６１１）と、前記信号生成装置で生成したデータ信号を前記貯蔵容器へ燃料ガスを充填する外部充填装置（例えば、後述の水素ステーション９）へ送信する送信器（例えば、後述の赤外線送信器６６）とを備える。燃料電池車両（例えば、後述の燃料電池車両Ｖ）は、燃料電池システムと、通信充填システムと、前記燃料電池による発電、前記燃料電池システムの起動及び停止に係る燃料電池システム処理を実行する燃料電池システム制御部（例えば、後述のＦＣＶ−ＥＣＵ１１）と、前記通信充填システムによる前記外部充填装置との通信に係る処理を実行する通信充填システム制御部（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ６１）と、前記開閉弁が開状態又は閉状態であるかを判断する開閉弁状態判断部（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ６１の主止弁状態判断部６１９、及び主止弁センサ３１７等）と、を備え、前記燃料電池システム制御部と前記通信充填システム制御部とは相互通信可能であり、前記通信充填システム制御部は、少なくとも前記開閉弁状態判断部により開状態であると判断されているときは前記送信器による前記外部充填装置との通信の開始を禁止する。
【０００９】
（２）この場合、燃料電池車両は、前記外部充填装置の燃料充填ノズル（例えば、後述の水素充填ノズル９３）が接続される燃料導入部（例えば、後述の水素導入口８２）と、前記燃料導入部と前記貯蔵容器とを接続する燃料導入路（例えば、後述の水素導入管３１３）と、前記燃料導入路に設けられ、前記外部充填装置から前記貯蔵容器への燃料ガスの供給を受容又は拒絶する充填受容機構（例えば、後述の充填遮断弁３１６）と、を備え、前記通信充填システム制御部は、前記送信器による通信が禁止されている間に所定の非通信充填開始条件が満たされた場合には、前記充填受容機構によって燃料ガスの供給を受容し、前記送信器による通信を禁止したまま前記外部充填装置により予め定められた流量で前記貯蔵容器に燃料ガスを充填させる非通信充填を許可することが好ましい。
【００１０】
（３）この場合、前記送信器から前記外部充填装置へ前記データ信号を送信し、当該外部充填装置から前記データ信号に基づいて定められた態様で前記貯蔵容器に燃料ガスを充填することを通信充填と定義し、前記通信充填システム制御部は、前記通信充填を行っている間に前記貯蔵容器の状態を監視し、規定の態様で充填されているか否かを判断し、規定の態様とは異なる態様で充填されていると判断した場合には前記通信充填を中断させるアボート処理を開始し、前記通信充填システム制御部は、前記アボート処理が実行される可能性がある場合又は前記アボート処理を実行している場合、稼動状態から非稼動状態への遷移が禁止されることが好ましい。
【００１１】
（４）この場合、前記燃料電池車両は、前記貯蔵容器の圧力を検出する圧力センサ（例えば、後述のタンク圧力センサ６４）と、前記貯蔵容器の温度を検出する温度センサ（例えば、後述の第１タンク温度センサ６２、第２タンク温度センサ６３）と、をさらに備え、前記圧力センサ及び前記温度センサの検出信号は、前記通信充填システム制御部のみに入力され、前記通信充填システム制御部は、前記検出信号又は前記検出信号に基づいて生成した信号を前記燃料電池システム制御部へ送信することが好ましい。
【００１２】
（５）この場合、前記燃料電池車両は、前記燃料電池システムの起動要求信号を発生するシステム起動要求装置（例えば、後述のイグニッションスイッチＩＧ）をさらに備え、前記通信充填を行っている間に、前記起動要求信号が生じた場合には、前記通信充填システム制御部は実行中の通信充填を終了し、前記燃料電池システム制御部は、前記燃料電池システムの起動を開始することが好ましい。
【００１３】
（６）動力発生システムは、燃料ガスを利用して動力を発生する動力発生装置と、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器と、前記貯蔵容器と前記動力発生装置とを接続する燃料ガス供給路と、前記燃料ガス供給路に設けられた開閉弁とを備える。通信充填システムは、前記貯蔵容器の状態に基づいてデータ信号を生成する信号生成装置と、前記信号生成装置で生成したデータ信号を前記貯蔵容器へ燃料ガスを充填する外部充填装置へ送信する送信器とを備える。移動体は、動力発生システムと、通信充填システムと、前記動力発生システムの起動及び停止に係る処理を実行する動力発生システム制御部と、前記通信充填システムによる前記外部充填装置との通信に係る処理を実行する通信充填システム制御部と、前記開閉弁が開状態又は閉状態であるかを判断する開閉弁状態判断部と、を備え、前記動力発生システム制御部と前記通信充填システム制御部とは相互通信可能であり、前記通信充填システム制御部は、前記外部充填装置から前記貯蔵容器へ燃料ガスを充填している間を除き、少なくとも前記開閉弁状態判断部により開状態であると判断されているときは前記送信器による通信の開始を禁止する。
【発明の効果】
【００１４】
（１）本発明では、開閉弁が開状態であると判断されている場合、すなわち貯蔵容器内の燃料ガスが燃料電池へ向けて流出し、貯蔵容器内の状態が変動し得る状態であると判断されている場合には、通信充填システム制御部は送信器による外部充填装置との通信の開始を禁止する。したがって、開閉弁が開いている限り、車両側から外部充填装置側へデータ信号が送信されることはなく、通信充填が開始することもない。これにより、実際の貯蔵容器の状態が正確に反映されていないデータ信号に基づいて通信充填が始まってしまうのを防止できる。また、通信充填の開始時に貯蔵容器の状態が正確に反映されていないデータ信号が送信されるのを防止することにより、通信充填に必要以上に時間がかかったり、満充填にできずに通信充填が終了してしまったりするのを防止できる。
【００１５】
（２）利用者は、燃料電池車両の外から開閉弁が開状態であるか閉状態であるかを視認することは困難である。したがって、上述のように開閉弁が開状態であることに起因して通信充填システムによる通信、ひいては通信充填の開始を禁止した場合、利用者からすれば、燃料ガスの充填を行うことができない理由を把握するのは困難である。すなわち、例えば、利用者が燃料充填ノズルを燃料導入部に接続する等して充填開始要求が生じたときに、開閉弁が開状態であることによって燃料ガスの充填を開始しなかったとすると、利用者は違和感を覚える場合がある。本発明では、開閉弁が開いた状態であると判断され、したがって送信器による通信の開始が禁止されている間に、所定の充填開始要求が生じた場合には、充填受容機構によって外部からの燃料ガスの供給を受容し、非通信充填を許可する。これにより、通信充填システムによる外部充填装置との通信が禁止された状態が長引いた場合には、利用者は通信充填を行えずとも非通信充填を行うことはできるので、上述のような利用者の違和感を軽減できる。
【００１６】
（３）本発明では、通信充填システム制御部は、通信充填を行っている間に貯蔵容器の状態を監視し、規定の態様とは異なる態様で充填されていると判断した場合には、通信充填を中断させるアボート処理を開始する。通信充填システム制御部は、このアボート処理が実行される可能性がある場合（例えば、通信充填がまだ完了していない場合）、又はアボート処理を実行している場合には、稼動状態から非稼動状態への遷移が禁止される。これにより、アボート処理を確実に終えてから通信充填システム制御部を非稼動状態にできる。
【００１７】
（４）貯蔵容器の状態を把握するための圧力センサ及び温度センサの検出信号は、通信充填システム制御部のみに入力される。また、これらセンサの検出信号又は検出信号に基づいて生成された信号は、通信充填システム制御部を経由して燃料電池システム制御部に入力される。これにより、圧力センサ及び温度センサと燃料電池システム制御部とを接続する配線が不要となる。また、通信充填システム制御部により通信充填を行う場合、貯蔵容器の状態を示すデータ信号を生成するためにこれらセンサの検出信号が必要となるが、これら検出信号を通信充填システム制御部に入力することにより、いちいち燃料電池システム制御部を起動させることなく通信充填システム制御部のみによって通信充填を行うことができる。したがって、通信充填にかかる電力の消費を削減できる。
【００１８】
（５）本発明では、通信充填を行っている間に燃料電池システムの起動要求信号が生じた場合には、通信充填システム制御部は実行中の通信充填を終了し、燃料電池システム制御部は、燃料電池システムの起動を開始する。すなわち、通信充填の継続よりも燃料電池システムの起動が優先される。これにより、利用者の利便性を向上できる。なお、燃料電池システムの起動は、開閉弁の開弁を伴う処理である。したがって、燃料電池システムの起動と通信充填とを並行して実行した場合、その時の貯蔵容器の状態が正確に反映されていない誤ったデータ信号が送信されてしまうおそれがある。これに対し本発明では、通信充填を終了した上で燃料電池システムを起動することにより、誤ったデータ信号が送信されるのを防止できる。
【００１９】
（６）本発明の移動体によれば、上記（１）と同等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両を含む水素充填システムの構成を示す図である。
【図２】燃料電池システムの構成を示す図である。
【図３】ＦＣＶ−ＥＣＵの構成を示す図である。
【図４】システム停止処理における各装置の制御手順を示すタイムチャートである。
【図５】通信充填ＥＣＵの構成を示す図である。
【図６】２つのＥＣＵのうち、モード１において稼動されるモジュールを示す図である。
【図７】２つのＥＣＵのうち、モード２において稼動されるモジュールを示す図である。
【図８】２つのＥＣＵのうち、モード３において稼動されるモジュールを示す図である。
【図９】３つの制御モードの遷移条件を模式的に示す図である。
【図１０】制御モードを切り替える契機となる複数の状態パラメータをまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、水素充填システムＳの構成を示す図である。水素充填システムＳは、水素を燃料ガスとして走行する燃料電池車両Ｖと、この車両Ｖの水素タンク３１に水素を供給する水素ステーション９と、を組み合わせて構成される。
【００２２】
＜水素ステーション９の構成＞
水素ステーション９は、水素貯蔵タンク９１とディスペンサ９２とを備える。水素貯蔵タンク９１には、車両Ｖに供給するための水素が高圧で貯蔵されている。この水素貯蔵タンク９１内の水素は、液体水素を気化したもの、改質装置により原料を改質することで製造されたもの、或いは電解装置によって製造されたものなどを圧縮機で圧縮したものが用いられる。
【００２３】
ディスペンサ９２は、その水素充填ノズル９３が車両Ｖに設けられた水素導入口８２に差し込まれると、水素貯蔵タンク９１から供給された水素を減圧し、水素充填ノズル９３から水素を供給する。水素充填ノズル９３から供給された水素は、車両Ｖの水素タンク３１に充填される。また、この水素充填ノズル９３には、赤外線通信器９４が設けられている。赤外線通信器９４は、水素充填ノズル９３を車両Ｖの水素導入口８２に差し込むことにより、車両Ｖに搭載された後述の通信充填システム６との間で赤外線を介したデータ信号の送受信が可能となっている。ディスペンサ９２では、車両Ｖへの水素の充填にあたって、通信充填と呼称される充填方法と、非通信充填と呼称される充填方法との２つの充填方法を選択的に実行できる。
【００２４】
通信充填とは、車両Ｖ及びステーション９間で通信を行いながら、車両Ｖに水素を充填する充填方法である。より具体的には、通信充填では、ディスペンサ９２は、通信充填システム６から、水素タンク３１の状態を示すデータ信号を赤外線通信器９４によって受信し、このデータ信号に基づいて定められた充填態様（例えば、充填流量）で水素タンク３１に水素を充填する。なお、通信充填によって定められる具体的な充填態様は、水素タンク３１の初期状態に基づいて概ね決定される。したがって、通信充填によってできるだけ速やかに満充填にするためには、特に通信充填の開始時に、水素タンク３１の状態を正確に反映したデータ信号を送信する必要がある。
【００２５】
非通信充填とは、車両Ｖ及びステーション９間で通信を行うことなく車両Ｖに水素を充填する充填方法である。より具体的には、非通信充填では、ディスペンサ９２は、予め定められた規定の充填態様（例えば、充填流量）で水素タンク３１に水素を充填する。非通信充填時のディスペンサ９２は、現在の水素タンク３１の温度はその時の平均的な温度よりも高温であると想定し、したがって充填流量は比較的小さな値に設定される。ただし非通信充填では、ディスペンサ９２は水素タンク３１の現在の状態を把握できないため、充填中にタンク内の温度が上昇しても、これに応じて充填流量を低減したりすることはできず、一定の流量で充填し続ける。このため、非通信充填では、充填中に水素タンク３１内の温度が規定の上限温度に近づいてしまい、実際の満充填に達する前に充填が中断される場合がある。したがって、充填中に水素タンク３１内の温度が規定の上限温度を超えないことを条件とすれば、通信充填と非通信充填とを比較すると通信充填の方が充填流量を適切に制御できるため、速やかに満充填又はその付近まで充填できる。
【００２６】
＜燃料電池車両Ｖの構成＞
燃料電池車両Ｖは、水素タンク３１に貯蔵された水素によって発電し、発電した電力を利用して走行する燃料電池システム１と、この燃料電池システム１の制御を担う電子制御ユニット（以下、「ＦＣＶ−ＥＣＵ」という）１１と、水素タンク３１へ水素を充填する際に水素ステーション９との通信を担う通信充填システム６と、この通信充填システム６の制御を担う電子制御ユニット（以下、「通信充填ＥＣＵ」という）６１と、を備える。なお、図１には、燃料電池システム１全体の構成のうち、水素タンク３１へ水素を供給するために必要な装置の構成を主に示す。
【００２７】
ＦＣＶ−ＥＣＵ１１と通信充填ＥＣＵ６１とは、通信線Ｌで接続されており、相互通信可能となっている。これにより、２つのＥＣＵ１１，６１のうち何れか一方で生成した信号を他方に送信したり、２つのＥＣＵ１１，６１における判断を同期したりできる。以下では、このようなＦＣＶ−ＥＣＵ１１と通信充填ＥＣＵ６１との間の通信線Ｌを介した相互通信を、「ＦＣ−ＩＲ間通信」という。
【００２８】
＜燃料電池システム１の構成＞
図２は、燃料電池システム１の構成を示す図である。
燃料電池システム１は、燃料電池スタック２と、燃料電池スタック２に水素を供給するアノード系３と、燃料電池スタック２に酸化剤ガスとしての空気を供給するカソード系４と、燃料電池スタック２から排出されたガスの後処理を行う希釈器３７と、燃料電池スタック２を冷却する冷却装置５と、燃料電池スタック２で発電した電力を蓄えるバッテリＢと、燃料電池スタック２及びバッテリＢからの電力の供給によって駆動する走行モータＭと、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１と、を備える。なお、図２には、燃料電池システム１全体の構成のうち、燃料電池スタック２により発電させるために必要な装置の構成を主に示す。
【００２９】
燃料電池スタック（以下、単に「スタック」という）２は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各燃料電池セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陰極）及びカソード電極（陽極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。このスタック２は、アノード電極側に形成されたアノード流路２１に水素が供給され、カソード電極側に形成されたカソード流路２２に酸素を含んだ空気が供給されると、これらの電気化学反応により発電する。
【００３０】
発電中のスタック２から取り出される出力電流は、電流制御器２９を介してバッテリＢや負荷（走行モータＭ及びエアコンプレッサ４１等）に入力される。電流制御器２９は、図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを備えており、そのチョッピング動作によって発電中のスタック２の出力電流を制御する。特に後述のＥＧＲディスチャージ処理では、電流制御器２９は、スタック２の出力電流をバッテリＢの充電電流とし、これを所定の電流指令値に制御しながらバッテリＢに充電する。
【００３１】
バッテリＢは、スタック２で発電した電力や、走行モータＭによって回生制動力として回収した電気エネルギーを蓄える。また、例えば燃料電池システム１の起動時や車両の高負荷運転時には、バッテリＢに蓄えられた電力はスタック２の出力を補うようにして負荷に供給される。
【００３２】
アノード系３は、水素タンク３１と、水素タンク３１からスタック２のアノード流路２１の導入部に至る水素供給管３２と、アノード流路２１の排出部から希釈器３７に至る水素排出管３３と、水素排出管３３から分岐し水素供給管３２に至る水素還流管３４と、を含んで構成される。水素を含んだガスの水素循環流路は、水素供給管３２、アノード流路２１、水素排出管３３及び水素還流管３４によって構成される。
【００３３】
図１に戻って、水素タンク３１は、水素ガスを高圧で貯蔵するタンク本体３１１と、タンク本体３１１から延びる水素供給管３２に設けられた開閉弁としての主止弁３１２と、タンク本体３１１から延びる３１３と、主止弁３１２の開閉状態を検出する主止弁センサ３１７と、を備える。この水素導入管３１３は、一端側がタンク本体３１１に接続され、他端側が後述のリッドボックス８１内に設けられた水素導入口８２に接続されている。
【００３４】
水素導入管３１３には、２つの逆止弁３１４，３１５と、充填遮断弁３１６とが設けられている。充填遮断弁３１６は、タンク本体３１１へのガスの流入及びタンク本体３１１からのガスの流出を遮断する。すなわち、充填遮断弁３１６を開くと、ステーション９からタンク本体３１１への水素の供給が受容され、充填遮断弁３１６を閉じると、ステーション９からタンク本体３１１への水素の供給が拒絶される。逆止弁３１４，３１５は、それぞれ、タンク本体３１１の近傍と水素導入口８２の近傍に設けられ、タンク本体３１１側から車両Ｖの外側へ水素が逆流するのを防止する。
【００３５】
主止弁センサ３１７は、主止弁３１２の開閉状態を検出し、その状態に応じた検出信号をＦＣＶ-ＥＣＵ１１に送信する。主止弁センサ３１７は、例えば主止弁３１２が開状態である場合にはこれに応じた開信号をＦＣＶ-ＥＣＵ１１に送信し、主止弁３１２が閉状態である場合にはこれに応じた閉信号をＦＣＶ−ＥＣＵ１１に送信する。この主止弁センサ３１７としては、例えば、主止弁３１２の開閉に応じてＯＮ／ＯＦＦが切り替わるスイッチ、主止弁３１２の弁体の位置を直接検出する位置センサ、又は主止弁３１２の弁体を駆動する電磁アクチュエータの駆動電流を検出する電流センサなどが用いられる。
【００３６】
リッドボックス８１は、車両Ｖの側部後方に設けられており、その内部で水素導入口８２を保護する。このリッドボックス８１には、リッド８３が回動可能に設けられている。水素ステーション９において、利用者はリッド８３を開き、水素導入口８２を外部に露出させ、ディスペンサ９２の水素充填ノズル９３を水素導入口８２に差し込み、水素を充填する。
【００３７】
図２に戻って、水素供給管３２のうち、主止弁３１２より下流側には、水素タンク３１から供給された新たな水素ガスを、スタック２へ向けて噴射するインジェクタ３５が設けられている。なお以下では、水素供給管３２のうち、インジェクタ３５と主止弁３１２との間の区間を中圧部３２１という。発電中のスタック２のアノード流路２１内の圧力（以下、「アノード圧」という）は、中圧部３２１内の圧力が十分に高い状態でインジェクタ３５を開閉駆動することにより所定の目標圧に制御される。
【００３８】
水素排出管３３のうち、上記水素還流管３４との接続部より下流側には、パージ弁３３ａが設けられている。水素循環流路内を循環するガスの水素濃度が低下すると、スタック２の発電効率が低下する。このため、パージ弁３３ａは、スタック２の発電中に適切なタイミングで開かれる。これにより、水素循環流路内のガスは、希釈器３７へ排出される。
【００３９】
カソード系４は、エアコンプレッサ４１と、エアコンプレッサ４１からカソード流路２２の導入部に至る空気供給管４２と、カソード流路２２の排出部から希釈器３７に至る空気排出管４３と、空気排出管４３から分岐し空気供給管４２に至る空気還流管４５と、空気排出管４３から分岐し水素供給管３２及び希釈器３７に至るスタックバイパス管４８と、を含んで構成される。酸素を含んだガスの酸素循環流路は、空気供給管４２、カソード流路２２、空気排出管４３及び空気還流管４５によって構成される。
【００４０】
エアコンプレッサ４１は、システム外の空気を、空気供給管４２を介してスタック２のカソード流路２２に空気を供給する。また、空気排出管４３には、カソード流路２２内の圧力を調整するための背圧弁４３ｂが設けられている。発電中のスタック２のカソード流路２２内の圧力（以下、「カソード圧」という）は、エアコンプレッサ４１で空気を供給しながら背圧弁４３ｂの開度を調整することにより、スタック２の発電状態に応じた適切な大きさに制御される。
【００４１】
空気還流管４５には、空気排出管４３側のガスを空気供給管４２に圧送し、酸素循環流路内で酸素を含んだガスを循環させるＥＧＲポンプ４６が設けられている。空気供給管４２のうち空気還流管４５との接続部よりもエアコンプレッサ４１側には、システム１の停止中にエアコンプレッサ４１側からカソード流路２２側へ外気が流入するのを防止する入口封止弁４２ａが設けられている。また、空気排出管４３のうち空気還流管４５との分岐部よりも希釈器３７側には、システム１の停止中に希釈器３７側からカソード流路２２側へ外気が流入するのを防止する出口封止弁４３ａが設けられている。これら封止弁４２ａ、４３ａは、後述のＥＧＲ停止処理（例えば、後述の図４参照）において、カソード流路２２に酸素濃度の低い不活性ガスを充填した状態で閉じられ、スタック２の劣化を抑制する。
【００４２】
スタックバイパス管４８には、エアコンプレッサ４１から希釈器３７へ流れる空気の流量を制御するバイパス弁４８ａと、エアコンプレッサ４１から水素供給管３２へ流れる空気の流量を制御する掃気弁４８ｂと、が設けられている。バイパス弁４８ａは、例えば背圧弁４３ｂを閉じており、空気排出管４３から希釈ガスを希釈器３７に供給できない場合に開かれ、エアコンプレッサ４１の直下の空気を希釈器３７に供給する。掃気弁４８ｂは、スタック２による発電を停止している間に、水素循環流路内に残留する不純物をエアコンプレッサ４１から供給した空気で排出する掃気処理を実行する際に開かれる。
【００４３】
希釈器３７は、上述の背圧弁４３ｂ、及びバイパス弁４８ａを介して導入されたガスを希釈ガスとして、パージ弁３３ａを介して排出された水素を含んだガスを希釈し、システム外に排出する。
【００４４】
冷却装置５は、スタック２を経路に含む冷媒循環流路５１と、冷媒循環流路５１内の冷媒を所定の方向に圧送するウォータポンプ５２と、冷媒循環流路５１の一部となるラジエタ５３と、ラジエタ５３を通流する冷媒を冷却するラジエタファン５４と、を備える。冷却装置５は、ウォータポンプ５２によって冷媒を循環しスタック２と冷媒との熱交換を促進するとともに、ラジエタファン５４によって冷媒を冷却することにより、スタック２を保護するために定められた上限温度を上回らないようにする。
【００４５】
アノード圧センサ２７は、水素供給管３２に設けられ、アノード圧を検出し、検出値に略比例した信号をＦＣＶ−ＥＣＵ１１に送信する。カソード圧センサ２８は、空気排出管４３に設けられ、カソード圧を検出し、検出値に略比例した信号をＦＣＶ−ＥＣＵ１１に送信する。
【００４６】
図示しない車両の運転席には、燃料電池システム１の状態を利用者に報知する表示装置としてのインフォメーションパネルＰと、運転者が操作可能なイグニッションスイッチＩＧと、が設けられている。
【００４７】
ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は、燃料電池システム１を構成する各種装置を制御する電子制御ユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び各種インターフェースなどの電子回路を含んで構成される。
【００４８】
なお以下の説明では、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１には図示しないＥＣＵ電源からの電力が供給されており、ＥＣＵ１１では要求に応じて各種処理を即時実行可能である場合、ＥＣＵ１１は稼動状態であると定義する。また、ＥＣＵ１１にはＥＣＵ電源からの電力が供給されていないか、又は当該ＥＣＵ１１が省電力スリープモード状態となっており、したがってＥＣＵ１１では要求に応じて各種処理を即時実行できない場合、ＥＣＵ１１は非稼動状態であると定義する。なお、これら稼動状態、非稼動状態の定義については、通信充填ＥＣＵ６１についても同様である。
【００４９】
イグニッションスイッチＩＧは、ＯＦＦの状態からＯＮにされると、燃料電池システム起動要求信号を発生する。図示しないＥＣＵ電源は、イグニッションスイッチＩＧから出力されたシステム起動要求信号を検出すると、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１及び通信充填ＥＣＵ６１を稼動状態にする。
【００５０】
イグニッションスイッチＩＧは、ＯＮの状態からＯＦＦにされると、燃料電池システム停止要求信号を発生する。ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は、イグニッションスイッチＩＧから出力されたシステム停止要求信号を検出すると、後述のシステム停止処理を開始する。
【００５１】
図３は、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１の構成を示す図である。ＦＣＶ−ＥＣＵ１１には、スタックによる発電、燃料電池システムの起動及び停止に係る様々な処理（以下では、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１が担う処理を総称して「燃料電池システム処理」という）を実行するため複数のモジュール１１１〜１１６が構成されている。以下、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１に構成された各種モジュールとその機能について説明する。
【００５２】
システム起動部１１１は、燃料電池システム処理のうち、燃料電池システムの起動に係る処理、すなわちスタックを安定して発電可能な状態にする処理（以下、「システム起動処理」という）を担う。
【００５３】
システム起動処理では、始めに主止弁３１２を開くとともにエアコンプレッサを駆動し、スタックへの水素及び空気の供給を開始する。また、このシステム起動処理では、パージ弁を開きながら水素タンク内の水素を供給することにより、水素循環流路内に残留していた不純物をシステム外に排出し、替わりに水素タンクから供給された新規の水素で水素循環流路内を満たす。そして、水素循環流路内が新規の水素で置換されることにより、スタックの開放電圧が所定値まで上昇したことに応じて、燃料電池システムの起動が完了したと判断し、図示しないコンタクタを閉じスタックと負荷とを接続する。これにより、システム起動処理が完了する。なお、システム起動処理は、バッテリに蓄えられた電力が利用される。なお、このシステム起動処理は、イグニッションスイッチからのシステム起動要求信号を検出したことに応じてＦＣＶ−ＥＣＵ１１が稼動状態となった後、システム起動処理の実行が許可されたことに応じて（後述の制御モードが、モード１又はモード３に遷移したことに応じて）、システム起動部１１１によって実行される。
【００５４】
通常発電部１１２は、燃料電池システム処理のうち、運転者の要求に応じた発電を行う処理（以下、「通常発電」という）を担う。通常発電では、図示しないアクセルペダルからの入力に基づいてスタックの出力電流に対する要求を取得し、この要求が実現されるようにカソード圧及びアノード圧を制御する。この通常発電は、上記システム起動処理が完了した後、システム停止要求（ＩＧ−ＯＦＦ）が検出されるまで、通常発電部１１２によって実行される。
【００５５】
システム停止部１１３は、燃料電池システムの停止に係る処理（以下、「システム停止処理」という）を担う。システム停止処理は、ＥＧＲ停止処理と、停止時希釈処理と、停止時冷却処理との３つの処理で構成される。図４は、システム停止処理における各装置の制御手順を示すタイムチャートである。
【００５６】
ＥＧＲ停止部１１３ａは、３つのシステム停止処理のうちＥＧＲ停止処理を担う。このＥＧＲ停止処理は、発電を停止している間におけるスタックの劣化を抑制するため、システムを完全に停止させる前にスタックのカソード流路に残留する酸素を消費する処理である。ＥＧＲ停止処理では、アノード系の装置については、主止弁を開いた状態でインジェクタによってアノード圧を予め定められた目標圧（以下、「ディスチャージ時目標圧」という）に制御する。一方、カソード系の装置については、入口封止弁及び出口封止弁を閉じた状態でコンプレッサを駆動することにより、カソード圧を所定の目標圧に維持する。また、ＥＧＲポンプを駆動することにより、酸素循環流路内でガスを循環させ、酸素循環流路内の酸素濃度を徐々に低下させる。ＥＧＲ停止処理では、水素循環流路及び酸素循環流路を上述のような状態に維持しながらスタックによる発電及びディスチャージを所定時間にわたって行い、酸素循環流路内の酸素濃度を低下させる。ＥＧＲ停止処理では、酸素循環流路内の酸素濃度が所定濃度まで低下した後、又は酸素濃度が所定濃度まで低下したと判断できる程度の時間が経過した後に主止弁を閉じ、終了する。なお、このＥＧＲディスチャージ処理を実行している間にスタックから取り出された発電電流は、例えばバッテリに供給される。
【００５７】
以上のような手順でＥＧＲ停止処理を実行することにより、スタックのカソード流路には酸素濃度の低い不活性ガスが充填されるので、スタックの劣化を抑制できる。
【００５８】
停止時希釈部１１３ｂは、３つのシステム停止処理のうち停止時希釈処理を担う。この停止時希釈処理は、システムの停止指令時に希釈器内に残留していた水素ガスを希釈し、希釈器内の水素濃度を規定の濃度まで所定時間かけて低下させる処理である。この停止時希釈処理は、スタックへ積極的に水素ガスを供給する必要が無く、かつコンプレッサを駆動しており希釈器内に希釈ガスを導入できる状態であれば実行できる処理であるため、上記ＥＧＲ停止処理と並行して実行できる。したがって本実施形態では、システム停止要求信号を検出した後、直ちに停止時希釈処理を開始する。
【００５９】
より具体的には、停止時希釈処理では、図４に示すように、コンプレッサを駆動した状態で、背圧弁、及びスタックバイパス弁等を適宜開閉することにより、スタックから排出されたガスやコンプレッサの直下のガスを希釈器に導入し、これを希釈ガスとして希釈器内の水素を希釈する。なお、出口封止弁を閉じている間は、背圧弁を開いても希釈器に希釈ガスを導入できない。このため、ＥＧＲディスチャージ処理を行っている間は、スタックバイパス弁を適宜開閉することにより、希釈ガスを希釈器に導入する。
【００６０】
停止時冷却部１１３ｃは、３つのシステム停止処理のうち停止時冷却処理を担う。この停止時冷却処理は、ウォータポンプ及びラジエタファンを適宜駆動することにより（図４参照）、スタックの温度を例えば常温まで所定時間かけて低下させる処理である。この冷却処理は、スタックへ積極的に水素ガスを供給する必要が無く、かつウォータポンプやラジェタファンなどスタックによる発電や希釈器の状態とは無関係の装置を駆動することによって実行する処理であるため、上記ＥＧＲ停止処理、及び希釈処理と並行して実行できる。したがって本実施形態では、システム停止要求信号を検出した後、直ちに停止時冷却処理を開始する。
【００６１】
なお、以上説明した３つのシステム停止処理のうち、ＥＧＲ停止処理は主止弁を開かなければ行うことができない処理であり、停止時希釈処理及び停止時冷却処理は主止弁を開かなくても行うことができる処理である。
【００６２】
また、以上説明した３つのシステム停止処理は、上述のようにシステム停止要求信号を検出したことを契機として実行される。そして、上記３つのシステム停止処理の全てが終了した後、ＦＣＶ−ＥＣＵは非稼動状態になる。
【００６３】
図３に戻って、水素ＳＯＣ演算部１１５は、現在の水素タンクの水素ＳＯＣの演算を担う。なお、水素タンクの水素ＳＯＣとは、水素タンクに貯蔵可能な水素の量を１として、現在の水素タンクに貯蔵されている水素の量を百分率で表したものである。水素ＳＯＣ演算部１１５は、後述のＦＣ−ＩＲ間通信部１１６を介して送信された水素タンク内の圧力及び温度に関するデータ信号に基づいて、水素ＳＯＣを算出する。水素ＳＯＣ演算部１１５によって算出された水素ＳＯＣは、上述のシステム起動処理、通常発電、及びシステム停止処理において適宜用いられる。
【００６４】
主止弁状態判断部１１４は、主止弁３１２に対する開閉指令信号、及び主止弁センサ３１７からの検出信号に基づいて、主止弁３１２の開閉状態を判断する。主止弁の状態は、閉完了状態と、開完了状態と、閉未完状態と、開未完状態と、の４つの状態に分けられる。閉完了状態は、現在主止弁は完全に閉じており、かつ近い将来開かれる予定もない状態である。開完了状態は、現在主止弁は完全に開いており、また近い将来閉じられる予定もない状態である。閉未完状態は、近い将来、主止弁は閉じられるであろうと推定される状態である。開未完状態は、近い将来、主止弁は開かれるであろうと推定される状態である。
【００６５】
主止弁状態判断部１１４は、システム起動部１１１、通常発電部１１２及びシステム停止部１１３の何れかから主止弁３１２に対する閉指令が出力された後であって、かつ主止弁センサ３１７から閉信号が出力されている場合に、主止弁の状態は閉完了状態であると判断する。
主止弁状態判断部１１４は、システム起動部１１１、通常発電部１１２及びシステム停止部１１３の何れかから主止弁３１２に対する開指令が出力された後であって、かつ主止弁センサ３１７から開信号が出力されている場合に、主止弁の状態は開完了状態であると判断する。
主止弁状態判断部１１４は、システム起動部１１１、通常発電部１１２及びシステム停止部１１３の何れかから主止弁３１２に対する閉指令が出力された後であって、かつ主止弁センサ３１７から開信号が出力されている場合に、主止弁の状態は閉未完状態であると判断する。
主止弁状態判断部１１４は、システム起動部１１１、通常発電部１１２及びシステム停止部１１３の何れかから主止弁３１２に対する開指令が出力された後であって、かつ主止弁センサ３１７から閉信号が出力されている場合に、主止弁の状態は開未完状態であると判断する。
【００６６】
ＦＣ−ＩＲ間通信部１１６は、通信線Ｌを介したＦＣ−ＩＲ間通信のＦＣＶ−ＥＣＵ１１側の処理を担う。ＦＣＶ−ＥＣＵ１１側から通信充填ＥＣＵ６１側へは、通信充填ＥＣＵ６１側での処理に必要な情報、例えば、主止弁３１２の開閉状態やＦＣＶ−ＥＣＵ１１の稼動状態に関するデータ信号が送信される。また、通信充填ＥＣＵ６１側からＦＣＶ−ＥＣＵ１１側へは、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１側での処理に必要な情報、例えば、水素ＳＯＣの算出に必要な水素タンク内の温度及び圧力に関するデータ信号が送信される。
【００６７】
＜通信充填システム６の構成＞
図１に戻って、燃料電池車両Ｖの通信充填システム６の構成について説明する。
通信充填システム６は、水素タンク３１の状態を検出する２つのタンク温度センサ６２，６３及びタンク圧力センサ６４と、リッド８３の状態を検出するリッドセンサ６５と、赤外線送信器６６と、通信充填ＥＣＵ６１と、を備える。
【００６８】
第１タンク温度センサ６２は、水素タンク３１のうちタンク本体３１１内の水素温度を検出し、検出値に略比例した信号を通信充填ＥＣＵ６１に送信する。第２タンク温度センサ６３は、水素タンク３１のうちタンク本体３１１内の水素温度を検出し、検出値に略比例した信号を通信充填ＥＣＵ６１に送信する。タンク圧力センサ６４は、水素導入管３１３のうち逆止弁３１４よりタンク本体３１１側の圧力を検出し、検出値に略比例した信号を通信充填ＥＣＵ６１に送信する。なお、これら水素タンク３１の状態を検出するためのセンサ６２−６４の検出信号は、通信充填ＥＣＵ６１のみに入力され、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１に入力されていない。したがって、これらセンサ６２−６４の検出信号又はこれら検出信号に基づいて生成したデータ信号は、ＦＣ−ＩＲ間通信によってＦＣＶ−ＥＣＵ１１に送信される。
【００６９】
リッドセンサ６５は、リッドボックス８１に設けられており、リッド８３の開閉状態を検出する。リッドセンサ６５は、リッド８３が閉じられリッドボックス８１内に水素導入口８２が保護された状態では、これを示す閉信号を通信充填ＥＣＵ６１に送信する。リッドセンサ６５は、リッド８３が開かれ水素導入口８２が外部に露出した状態では、これを示す開信号を通信充填ＥＣＵ６１及びＦＣＶ−ＥＣＵ１１に送信する。
【００７０】
以上のように、水素を充填するためには、リッド８３を開かなければならない。したがって、リッド８３の開閉は、利用者が水素の充填を開始又は終了するための予備的な行為となっている。したがって、以下では、リッドセンサ６５から出力される開信号は、通信充填システム６に対する起動要求信号ともいう。また、リッドセンサ６５から出力される閉信号は、通信充填システム６に対する停止要求信号ともいう。
【００７１】
赤外線送信器６６は、赤外線ＬＥＤ６７とそのドライバ６８で構成される。ドライバ６８は、通信充填ＥＣＵ６１から送信されたデータ信号に応じた態様で赤外線ＬＥＤ６７を点滅させる。以下では、この赤外線送信器６６を利用した通信充填システム６とステーション９との間の赤外線通信を、「ＩＲ通信」といい、ＦＣ−ＩＲ間通信と区別して扱う。
【００７２】
通信充填ＥＣＵ６１は、通信充填システム６を構成する各種装置を制御する電子制御ユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び各種インターフェースなどの電子回路を含んで構成される。
【００７３】
図５は、通信充填ＥＣＵ６１の構成を示す図である。通信充填ＥＣＵ６１には、通信充填システム６による水素ステーションとの通信、及び水素ステーションからの水素の充填に係る処理（以下では、通信充填ＥＣＵ６１が担う処理を総称して「通信充填システム処理」という）を実行するための複数のモジュール６１１〜６２１が構成されている。以下、通信充填ＥＣＵ６１に構成された各種モジュールとその機能について説明する。
【００７４】
図示しないＥＣＵ電源は、リッドが開かれ、リッドセンサ６５からの通信充填システム起動要求信号を検出すると、通信充填ＥＣＵ６１を稼動状態にし、以下で説明する各種処理を実行可能な状態にする。なお、上述のように通信充填ＥＣＵ６１は、イグニッションスイッチからの燃料電池システム起動要求信号を検出した場合も稼動状態となるが、この場合、リッドを開いて通信充填ＥＣＵ６１を稼動状態にした場合と異なり、通信充填ＥＣＵ６１の幾つかの機能が制限される。なお、利用者がイグニッションスイッチから起動した場合とリッドから起動した場合との相違については、後に図９を参照して詳細に説明する。
【００７５】
データ信号生成部６１１は、ＩＲ通信によって送信するデータ信号、より具体的には通信充填を行うために必要なデータ信号を生成する。データ信号生成部６１１は、後述のタンク状態監視部６１５によって算出された水素タンクの温度及び圧力に基づいてデータ信号を生成する。また、データ信号生成部６１１は、通信充填を行っている間に後述の充填中断要求が生じた場合には、これをステーション側に報知すべく、充填の中断が要求された状態であることを示すデータ信号（以下、「アボート信号」という）を生成する。
【００７６】
ＩＲ通信部６１２は、所定の通信充填開始条件が満たされたことに応じて、データ信号生成部６１１によって生成した水素タンクの温度（Ｔ）及び圧力（Ｐ）に関するデータ信号及びアボート信号（Ａ）を、赤外線送信器６６によって適切な赤外線信号に変換し、ステーション側へ送信する（ＩＲ通信）。先に説明したように、水素ステーションは、受信した温度及び圧力に関するデータ信号に基づいて、適切な態様で水素を車両に供給する。また、水素ステーションは、通信充填中にアボート信号を受信した場合には、予め定められた充填を中断するための処理を開始する。
【００７７】
ここで、ＩＲ通信部６１２がＩＲ通信を開始するための通信充填開始条件とは、例えば、通信充填システムが通信充填を実行可能な状態で、利用者からの所定の充填開始要求（例えば、ステーションの水素充填ノズルが車両の水素充填口に差し込まれること）を検出すること、であるが、これに限るものではない。
【００７８】
充填遮断弁制御部６１３は、上述の充填開始要求を検出したことに応じて、充填遮断弁３１６を開き、水素タンクを水素充填可能な状態にする。これにより、ステーション側で定められた流量で水素が供給され、水素タンクに充填される。その後、充填遮断弁制御部６１３は、所定の通信充填終了条件又は非通信充填終了条件が満たされたことに応じて、充填遮断弁３１６を閉じる。これにより、ステーション側からの水素の供給が終了する。なお、充填遮断弁制御部６１３は、後述の充填中断要求が生じた場合には、上記充填終了条件が満たされていなくても充填遮断弁を閉じ、水素の充填を強制的に終了する。
【００７９】
充填中断判断部６１４は、実行中の水素の充填の中断の要否を判断する。より具体的には、充填中断判断部６１４は、通信充填又は非通信充填を行っている間に、タンク状態監視部６１５において算出された温度、圧力、及び水素ＳＯＣと各々に対して予め設定された上限値とを比較する。充填中断判断部６１４は、上記温度、圧力、及び水素ＳＯＣの何れかが上記上限値を超えた場合には、データ信号生成部６１１、ＩＲ通信部６１２、及び充填遮断弁制御部６１３に対し、現在実行中の水素の充填の中断を要求する。これにより、通信充填の実行中である場合にはＩＲ通信部６１２はステーション側へアボート信号を送信し、充填遮断弁制御部６１３は充填遮断弁３１６を閉じる。以下では、充填中断要求が生じた後に行われる一連の処理をアボート処理という。
【００８０】
タンク状態監視部６１５は、水素タンクの状態を検出するセンサ６２，６３，６４の出力に基づいて、水素タンク内の温度、圧力、及び水素ＳＯＣを算出する。より具体的には、タンク状態監視部６１５は、タンク圧力センサ６４の出力に基づいて、水素タンク内の圧力を算出する。また、タンク状態監視部６１５は、２つのタンク温度センサ６２，６３の出力に基づいて、水素タンク内の温度を算出する。図１を参照して説明したように、２つのタンク温度センサ６２，６３は、タンク本体３１１のうちほぼ同じ位置の温度を検出する。したがって、第２タンク温度センサ６３の出力は、第１タンク温度センサ６２が正常であることを裏付けるためのチェック信号として用いられる。また、タンク状態監視部６１５は、算出された温度及び圧力に基づいて水素ＳＯＣを算出する。
【００８１】
アボート実施状態判断部６１６は、上述のアボート処理の実施状態の判断に係る処理を担う。ここで、アボート実施状態は、アボート未完了状態と、アボート完了状態と、アボート無し状態と、の３つの状態に分けられる。
【００８２】
アボート無し状態とは、充填中断要求が生じずしたがってアボート処理が実行されることなく通信充填又は非通信充填が終了した後の状態に相当する。
アボート未完了状態とは、充填中断要求が生じたことに応じてアボート処理が行われている途中の状態に相当する。また、通信充填又は非通信充填の途中であって、今後充填中断要求が生じる可能性がある状態もアボート未完了状態と定義する。
アボート完了状態とは、充填中断要求が生じた後、アボート処理が実行され当該処理が完了した後の状態に相当する。
【００８３】
アボート実施状態判断部６１６は、通信充填又は非通信充填が開始してからこれら充填が正常に完了するまでの間は、アボート処理実施状態はアボート未完了状態であると判断し、充填が正常に完了した後は、アボート処理実施状態はアボート無し状態であると判断する。また、アボート実施状態判断部６１６は、通信充填又は非通信充填が開始してから充填中断要求が生じた場合には、その後、アボート処理が完了するまでの間は、アボート処理実施状態はアボート未完了状態であると判断し、アボート処理が完了した後は、アボート処理実施状態はアボート完了状態であると判断する。
【００８４】
タイムアウト判断部６１７は、通信充填システムにより通信充填を行うことが可能な状態になってから経過した時間（以下、「通信稼動時間」という）を測定し、この通信稼動時間が所定の制限時間を超えたか否かを判断する。ここで、「通信充填を行うことが可能な状態」とは、後述の制御モードがモード２又は３の何れかである状態をいい、より狭義には通信充填ＥＣＵ６１は稼動状態でありかつデータ信号生成部６１１及びＩＲ通信部６１２における処理の実行が許可された状態をいう。なお、制御モードがモード２とモード３との間で切り替わった場合には、上記通信稼動時間はその都度クリアせずに、加算し続けることが好ましい。
【００８５】
上述のように、リッドセンサ６５からの通信充填システム起動要求信号を検出すると、通信充填ＥＣＵ６１は稼動状態になる。このため、リッド８３を開き、通信待機の状態で放置すると、通信充填ＥＣＵ６１や赤外線送信器６６等に供給する電力を必要以上に消費してしまうおそれがある。したがって、通信充填ＥＣＵ６１は、タイムアウト判断部６１７によって通信稼動時間が制限時間を超えたと判断されたことを１つの条件として、非稼動状態になる。
【００８６】
リッド状態判断部６１８は、リッドセンサ６５からの検出信号に基づいて、リッド８３の状態を判断する。リッド８３の状態は、閉状態と開状態との２つの状態に分けられる。
リッド状態判断部６１８は、リッドセンサ６５から開信号を受信している間は、リッド８３の状態は開状態であると判断する。
リッド状態判断部６１８は、リッドセンサ６５から閉信号を受信している間は、リッド８３の状態は閉状態であると判断する。ただし、図１に示すように、リッド８３を開くとリッドセンサ６５も外部に露出するため、リッド８３を開いたままリッドセンサ６５を直に触れることができる。このため、一旦リッド８３が開かれると、リッド８３は開いているにもかかわらずリッドセンサ６５からは瞬間的に閉信号が出力される場合がある。このような誤判断を防止するため、リッド状態判断部６１８は、リッドセンサ６５の出力が開信号から閉信号に切り換った場合に直ちに閉状態と判断せずに、開信号から閉信号に切り換ってから所定時間継続して閉信号を受信した場合に、閉状態と判断する。
【００８７】
主止弁状態判断部６１９は、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１から送信される主止弁の開閉状態を示すデータ信号に基づいて、主止弁３１２の状態を判断する。ＦＣＶ−ＥＣＵ１１側での判断と同様に、主止弁３１２の状態は、閉完了状態と、開完了状態と、閉未完状態と、開未完状態と、の４つの状態に分けられる。通信充填ＥＣＵ６１の主止弁状態判断部６１９における主止弁３１２の開閉状態の判断は、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１における主止弁３１２の開閉状態の判断と同期する。
【００８８】
上述のように、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１が稼動状態である間に行われるＥＧＲ停止処理では、最後に主止弁３１２を閉じる。したがって、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１が非稼動状態である間、主止弁３１２の状態は閉完了状態である。したがって、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１が非稼動状態であって、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１と通信充填ＥＣＵ６１との間の通信が切れた状態では、通信充填ＥＣＵ６１の主止弁状態判断部６１９は、主止弁３１２の状態は閉完了状態であると判断する。これにより、主止弁センサ３１７が直に接続されていない通信充填ＥＣＵ６１においても、主止弁３１２の状態を判断できる。
【００８９】
ＥＣＵ稼動状態判断部６２０は、ＦＣＶ−ＥＣＵが稼動状態であるか非稼動状態であるかを判断する。より具体的には、ＦＣＶ−ＥＣＵ稼動状態判断部６２０は、例えばＦＣ−ＩＲ間通信部６２１を介してＦＣＶ−ＥＣＵ１１からなんらかのデータ信号を受信している間は、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は稼動状態であると判断する。そして、ＦＣＶ−ＥＣＵ稼動状態判断部６２０は、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１からの通信が途絶えた場合には、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は非稼動状態であると判断する。
【００９０】
ＦＣ−ＩＲ間通信部６２１は、通信線Ｌを介したＦＣ−ＩＲ間通信の通信充填ＥＣＵ６１側の処理を担う。上述のように、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１側から通信充填ＥＣＵ６１側へは、主止弁３１２の開閉状態やＦＣＶ−ＥＣＵ１１の稼動状態に関するデータ信号が送信される。また、通信充填ＥＣＵ６１側からＦＣＶ−ＥＣＵ１１側へは、タンク状態監視部６１５によって算出された温度及び圧力に関するデータ信号が送信される。
【００９１】
以上、説明したように、燃料電池車両Ｖを構成する各種装置は、２つの電子制御ユニット１１，６１によって制御される。以下では、これら２つの電子制御ユニット１１，６１及びこれらに構成された各モジュールの稼動態様を制御モードと定義する。以下、各制御モードで稼動されるモジュールと、制御モード間の遷移条件について説明する。
【００９２】
下記表は、３つの制御モードの役割と、実行する通信の種類とをまとめた表である。
モード１では、燃料電池システムの起動、発電、及び停止、並びに燃料電池車両の走行に係る処理を実行する。モード１では、ＦＣ−ＩＲ間通信を行い、ＩＲ通信は行わない。
モード２では、水素ステーションにおいて水素の充填に係る処理を実行する。モード２では、ＩＲ通信を行い、ＦＣ−ＩＲ間通信は行わない。
モード３では、水素ステーションにおいて水素の充填に係る処理、すなわちモード２で実行する処理と、モード１で実行する処理の一部とを実行する。すなわち、モード３は、モード１とモード２とを合わせた制御モードといえる。モード３では、ＦＣ−ＩＲ間通信とＩＲ通信との両方を行う。
【表１】
2014193050.tif 000003
【００９３】
図６は、２つのＥＣＵ１１，６１のうち、モード１において稼動されるモジュール、すなわち実行が許可された処理を示す図である。図６において、破線で囲われたモジュールは、モード１において許可された処理に相当する。換言すれば、図６において破線で囲われていないモジュールは、モード１において禁止された処理に相当する。
図６に示すように、モード１では、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は、全ての処理の実行を許可する。また、通信充填ＥＣＵ６１は、データ信号生成部６１１によるデータ信号生成及びＩＲ通信部６１２によるＩＲ通信を禁止し、他の処理の実行は許可する。すなわち、モード１では、ＩＲ通信が禁止されるため、通信充填を行うことができない。ただし、モード１では、充填遮断弁制御部６１３による充填遮断弁の制御は許可されているので、非通信充填を行うことはできる。
【００９４】
図７は、２つのＥＣＵ１１，６１のうち、モード２において稼動されるモジュールを示す図である。
図７に示すように、モード２では、通信充填ＥＣＵ６１は、全ての処理の実行を許可する。したがってモード２では、ＩＲ通信を行い、ひいては通信充填を行うことができる。また、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は、全ての処理の実行を禁止する。すなわち、モード２では、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は非稼動状態となる。したがって、モード２ではＦＣ−ＩＲ間通信を行うことができない。
【００９５】
図８は、２つのＥＣＵ１１，６１のうち、モード３において稼動されるモジュールを示す図である。
図８に示すように、モード３では、通信充填ＥＣＵ６１は、モード２と同様に全ての処理の実行を許可する。したがって、モード３では、ＩＲ通信を行い、ひいては通信充填を行うことができる。また、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は、通常発電、及びシステム停止処理の一部の処理の実行を禁止し、他の処理の実行を許可する。特にここで、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は、ＩＲ通信が許可されたモード３では、３つのシステム停止処理のうち、主止弁を開いた状態で行われるＥＧＲ停止処理の実行を禁止し、主止弁を閉じた状態で行われる停止時冷却処理と停止時希釈処理の実行を許可する。これにより、主止弁を開かない停止時冷却処理や停止時希釈処理を行っている最中に通信充填を開始し、これらを並行して実行できる。
【００９６】
またモード３では、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１は、システム起動処理の実行を許可する。これにより、通信充填を行っている最中にシステム起動要求信号が生じた場合には、システム起動処理を開始することができる。ただしこの場合、主止弁の開弁を伴うシステム起動処理と通信充填とが並行して実行されるのを防止するため、システム起動処理の開始を優先し、実行中の通信充填は終了する。すなわち、通信充填を行っている間にシステム起動要求信号が生じた場合、通信充填ＥＣＵ６１は実行中の通信充填を終了し、ＦＣＶ−ＥＣＵ１１はシステム起動処理を開始する。
【００９７】
次に、これら３の制御モードの遷移条件について、図９及び１０を参照しながら説明する。
図９は、３つの制御モードの遷移条件を模式的に示す図である。図１０は、制御モードを切り替える契機となる主な状態パラメータをまとめた図である。
【００９８】
図１０に示すように、制御モードは、リッドの開閉状態、ＦＣＶ−ＥＣＵの稼動状態、主止弁の開閉状態、及びアボート実施状態に応じて切り替えられる。ここで、リッドの開閉状態は、通信充填ＥＣＵ６１のリッド状態判断部６１８によって判断され、ＦＣＶ−ＥＣＵの稼動状態は、通信充填ＥＣＵ６１のＥＣＵ稼動状態判断部６２０によって判断され、主止弁の開閉状態は、通信充填ＥＣＵ６１の主止弁状態判断部６１９によって判断され、アボート実施状態は、通信充填ＥＣＵ６１のアボート実施状態判断部６１７によって判断される。
【００９９】
以下の説明では、２つのＥＣＵ１１，６１が共に非稼動状態であることを車両停止状態という。また、車両停止状態では、イグニッションスイッチはＯＦＦであり、リッドは閉じているものとする。
【０１００】
図９に示すように、車両停止状態から、利用者によってイグニッションスイッチがＯＮにされると、制御モードはモード１になる（図９中、経路Ａ参照）。また、燃料電池車両が停止している状態から、利用者によってリッドが開かれると、制御モードはモード２になる（図９中、経路Ｅ参照）。
【０１０１】
以上のように、利用者は、イグニッションスイッチ又はリッドによって車両停止状態から起動することができる。ただし、イグニッションスイッチで起動した場合、制御モードはモード１となり、通信充填ＥＣＵは、ＩＲ通信に関する機能が制限された状態で稼動状態となる（図６参照）。また、リッドで起動した場合、制御モードはモード２となり、ＦＣＶ−ＥＣＵは稼動状態にならない。
【０１０２】
先ず、イグニッションスイッチによって起動することによって、制御モードがモード１へ遷移した場合（図９中、経路Ａ参照）について説明する。モード１では、通信充填ＥＣＵによってＦＣＶ−ＥＣＵが非稼動でありかつリッドの状態が閉状態であると判断されたことに応じて、車両停止状態へ遷移する（図９中、経路Ｈ参照）。このモード１から車両停止状態への遷移は、例えば、通信充填を開始することなくシステム停止処理が完了した場合に相当する。
【０１０３】
また、モード１では、主止弁の状態が閉完了状態でありかつリッドの状態が開状態であると判断されたことに応じて、モード３へ遷移する（図９中、経路Ｂ参照）。このモード１からモード２への遷移は、例えば、システム停止処理を行っている間に通信充填を開始するための操作が行われた場合に相当する。上述のように、通信充填は、モード２又は３でのみ実行可能であり、モード１では実行できない。したがって、主止弁が閉完了状態であると判断されていることをモード１からモード３への遷移条件の１つに含めることにより、主止弁が開いた状態（閉完了状態以外の状態）であると判断されているときは、通信充填の開始は禁止される。これにより、主止弁が開いており、水素タンク内の状態が変動し得る状態で通信充填を開始してしまい、誤差が大きいデータ信号が水素ステーション側へ送信され、この誤差が大きなデータ信号に基づいて最適でない充填態様で通信充填が開始されるのを防止できる。なお、図６に示すように、モード１では、通信充填ＥＣＵは、ＩＲ通信の実行を禁止するが、充填遮断弁の制御は許可する。したがって利用者は、モード１では、通信充填を行うことはできないが、非通信充填を行うことはできる。換言すると、非通信充填は、システム停止処理中に主止弁が閉じられるのを待たずに開始することができる。
【０１０４】
モード３及びモード２では、通信充填を行うことができる（図７、８参照）。したがって、モード１からモード３へ遷移した後は、利用者による操作に応じて通信充填が実行される。モード３では、通信充填ＥＣＵによってＦＣＶ−ＥＣＵが非稼動であると判断されたことに応じて、モード２へ遷移する（図９中、経路Ｃ参照）。このモード３からモード２への遷移は、例えば、モード３において実行していた停止時希釈処理及び停止時冷却処理が終了したことに応じて、ＦＣＶ−ＥＣＵが非稼動となった場合に相当する。
【０１０５】
モード２では、以下の３つの遷移条件のうち何れかが満たされたことに応じて、車両停止状態へ遷移する（図９中、経路Ｄ参照）。このモード２から車両停止状態への遷移は、例えば、通信充填が適切に終了した場合や、通信充填を開始するためにリッドが開かれたものの、その後リッドを開いたまま放置された場合等に相当する。第１の遷移条件は、通信充填ＥＣＵにより、アボート実施状態はアボート完了状態であると判断されること、である。第２の遷移条件は、通信充填ＥＣＵにより、アボート実施状態はアボート無し状態でありかつリッド状態は閉状態であると判断されること、である。第３の遷移条件は、通信充填ＥＣＵにより、アボート実施状態はアボート無し状態でありかつ通信稼動時間が制限時間を超えたと判断されること、である。以上のような３つの条件をモード２から車両停止状態への遷移条件とすることにより、通信充填を行っている間であってアボート処理が実行される可能性がある場合又はアボート処理を実行している間に、通信充填ＥＣＵが稼動状態から非稼動状態へ遷移するのを禁止できる。すなわち、仮に充填中にアボート処理が開始された場合には、確実にこのアボート処理が完了してから、車両停止状態にすることができる。より具体的には、例えば、充填中断要求が生じた直後に通信稼動時間が制限時間を超えた場合であっても、アボート処理を確実に終了してから、車両停止状態にすることができる。
【０１０６】
次に、リッドを開くことによって、制御モードがモード２に遷移した場合（図９中、経路Ｅ参照）について説明する。この車両停止状態からモード２への遷移は、例えば、利用者が通信充填を行うためにリッドを開いた場合に相当する。上述のように、モード２及びモード３では、通信充填を行うことができる（図７、８参照）。したがって、車両停止状態からモード２へ遷移した後は、利用者による操作に応じて通信充填が実行される。上述のように、モード２において第１〜第３の遷移条件の何れかが満たされると、制御モードは、モード２から車両停止状態へ遷移する。
【０１０７】
また、モード２では、通信充填ＥＣＵによりＦＣＶ−ＥＣＵが稼動状態であると判断されたことに応じて、モード３へ遷移する（図９中、経路Ｆ参照）。このモード２からモード３への遷移は、例えば、通信充填を行っている間に利用者がイグニッションスイッチをＯＮにすることにより、ＦＣＶ−ＥＣＵを非稼動状態から稼動状態にした場合に相当する。モード３では、システム起動処理の実行が可能となっている（図８参照）。すなわち、利用者は、通信充填を開始した後であれば、イグニッションスイッチを操作してシステム起動処理を開始することができる。ただしこの場合、主止弁の開弁を伴うシステム起動処理と通信充填とが並行して行われるのを防止するため、システム起動処理の開始とともに、実行中の通信充填は強制的に終了される。
【０１０８】
また、モード３では、通信充填ＥＣＵによってアボート実施状態がアボート完了状態及びアボート無し状態の何れかであり、かつ、主止弁の状態が閉完了状態及び閉未完状態以外の状態であると判断されたことに応じて、モード１へ遷移する（図９中、経路Ｇ参照）。モード１では、通信充填ＥＣＵによるＩＲ通信は禁止されている（図６参照）。したがって、モード３からモード１への遷移条件を上述のように設定することにより、通信充填を行っている間であってアボート処理が実行される可能性がある場合又はアボート処理を実行している間に、ＩＲ通信が途絶えてしまうのを防止できる。すなわち、仮に充填中にアボート処理が開始された場合には、確実にこのアボート処理が完了してから、車両を走行可能な状態にすることができる。
【０１０９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限るものではない。
例えば上記実施形態では、主止弁状態判断部１１４は、主止弁３１２に対する開閉指令信号に加えて、主止弁センサ３１７からの検出信号に基づいて主止弁３１２の開閉状態を判断した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明は、主止弁センサ３１７を備えない燃料電池車両にも適用できる。
この場合、主止弁状態判断部は、システム起動部、通常発電部及びシステム停止部の何れかから主止弁に対する閉指令が出力されてから所定の閉完了判定時間が経過するまでの間は閉未完状態であると判断し、上記閉完了判定時間の経過後は閉完了状態であると判断することが好ましい。また、主止弁状態判断部は、システム起動部、通常発電部及びシステム停止部の何れかから主止弁に対する開指令が出力されてから所定の開完了判定時間が経過するまでの間は開未完状態であると判断し、上記開完了判定時間の経過後は開完了状態であると判断することが好ましい。
【０１１０】
例えば、上記実施形態では、本発明を燃料電池システムで発生した電力を利用して走行する燃料電池車両に適用した場合について説明したが、本発明は、以下のような天然ガス自動車や、水素自動車等の移動体にも適用できる。
【０１１１】
天然ガス自動車は、動力発生システムと、通信充填システムとを備える。動力発生システムは、天然ガスを燃料ガスとして利用して動力を発生するエンジンと、天然ガスを貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器とエンジンのインジェクタとを接続する天然ガス供給路と、天然ガス供給路に設けられた開閉弁とを備える。通信充填システムは、貯蔵容器の状態に基づいてデータ信号を生成する信号生成装置と、生成したデータ信号を貯蔵容器へ天然ガスを充填する外部充填装置へ送信する送信器とを備える。天然ガス自動車は、動力発生システムの起動及び停止に係る処理を実行する動力発生システム制御部と、通信充填システムによる外部充填装置との通信に係る処理を実行する通信充填システム制御部と、開閉弁が開状態であるか閉状態であるかを判断する開閉弁状態判断部と、を備え、動力発生システム制御部と通信充填システム制御部とは相互通信可能であり、通信充填システム制御部は、外部充填装置から貯蔵容器へ天然ガスを充填している間を除き、少なくとも開閉弁状態判断部により開状態であると判断されているときは送信器による通信の開始を禁止する。
【０１１２】
水素自動車は、動力発生システムと、通信充填システムとを備える。動力発生システムは、水素を燃料ガスとして利用して動力を発生するエンジンと、水素を貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器とエンジンのインジェクタとを接続する水素供給路と、水素供給路に設けられた開閉弁とを備える。通信充填システムは、貯蔵容器の状態に基づいてデータ信号を生成する信号生成装置と、生成したデータ信号を貯蔵容器へ水素を充填する外部充填装置へ送信する送信器とを備える。水素自動車は、動力発生システムの起動及び停止に係る処理を実行する動力発生システム制御部と、通信充填システムによる外部充填装置との通信に係る処理を実行する通信充填システム制御部と、開閉弁が開状態であるか閉状態であるかを判断する開閉弁状態判断部と、を備え、動力発生システム制御部と通信充填システム制御部とは相互通信可能であり、通信充填システム制御部は、外部充填装置から貯蔵容器へ水素を充填している間を除き、少なくとも開閉弁状態判断部により開状態であると判断されているときは送信器による通信の開始を禁止する。
【０１１３】
以上のような天然ガス自動車や水素自動車は、貯蔵容器に貯蔵された燃料ガスを利用して走行する点と、走行するためには貯蔵容器内に燃料ガスを充填する必要がある点等において、上記実施形態で説明した燃料電池車両と共通する。したがって、本発明は、以上のような天然ガス自動車や水素自動車等の移動体にも適用できる。
【０１１４】
上記実施形態では、水素を貯蔵する貯蔵容器を高圧タンクとした例について説明したが、これに限らず、吸蔵合金を備えた水素タンクを貯蔵容器としてもよい。
【０１１５】
上記実施形態では、図６に示すように、燃料電池システム処理（システム起動処理、通常発電等）の実行に係るモジュールと、通信充填システム処理（データ信号生成処理、ＩＲ通信処理等）の実行に係るモジュールとを、それぞれ別体のＥＣＵ１１，６１に構成した例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、上記２つのモジュール間で通信可能であれば、これらを同一のＥＣＵに構成してもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
Ｓ…水素充填システム
９…水素ステーション（外部充填装置）
９３…水素充填ノズル（燃料充填ノズル）
Ｖ…燃料電池車両（燃料電池車両、移動体）
１…燃料電池システム
１１…ＦＣＶ−ＥＣＵ（燃料電池システム制御部）
２…燃料電池スタック（燃料電池）
３…アノード系
３１…水素タンク３１（貯蔵容器）
３１１…タンク本体（貯蔵容器）
３１２…主止弁（開閉弁）
３１３…水素導入管（燃料導入路）
３１６…充填遮断弁（充填受容機構）
３１７…主止弁センサ
３２…水素供給管（燃料ガス供給路）
ＩＧ…イグニッションスイッチ（システム起動要求装置）
８２…水素導入口（燃料導入部）
６…通信充填システム
６１…通信充填ＥＣＵ（通信充填システム制御部）
６１１…データ信号生成部６１１（信号生成装置）
６１２…ＩＲ通信部
６２…第１タンク温度センサ（温度センサ）
６３…第２タンク温度センサ（温度センサ）
６４…タンク圧力センサ（圧力センサ）
６６…赤外線送信器（送信器）
【図１】
2014193050.tif 000004
【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】
2014193050.tif 000009
【図７】
2014193050.tif 000010
【図８】
2014193050.tif 000011
【図９】
2014193050.tif 000012
【図１０】
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