(57)【要約】【課題】燃料電池とリレーとの間に接続されるスイッチが短絡した場合にフェイルセーフ処理を実行すること。【解決手段】本発明の燃料電池システムは、燃料電池スタックと、燃料電池スタックの電圧を検出する電圧センサと、燃料電池スタックに接続される燃料電池リレーと、燃料電池スタックと燃料電池リレーとの間に接続されるスイッチと、スイッチに流れる過電流を検出する過電流検出手段と、過電流検出手段が過電流を検出し、電圧センサが検出した電圧値が所定値以下となった場合に、燃料電池スタックの発電を停止させる発電停止手段と、を備える。【選択図】図１
2018073556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの電圧を検出する電圧センサと、
前記燃料電池スタックに接続される燃料電池リレーと、
前記燃料電池スタックと前記燃料電池リレーとの間に接続されるスイッチと、
前記スイッチに流れる過電流を検出する過電流検出手段と、
前記過電流検出手段が過電流を検出し、前記電圧センサが検出した電圧値が所定値以下となった場合に、前記燃料電池スタックの発電を停止させる発電停止手段と、を備える燃料電池システム。
【請求項２】
前記発電停止手段は、前記過電流検出手段が過電流を検出してから所定時間経過後に、前記電圧センサが検出した電圧値が所定値以下となった場合に、前記燃料電池スタックの発電を停止させる、請求項１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、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて使用される燃料電池（ＦＣ：Fuel Cell）システムが実用化されている。例えば、特許文献１に開示された燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池で発電された電力をモータに供給する経路を接続または遮断するリレーと、リレーよりもモータ側の経路に設けられ、モータから燃料電池への電流の流入を防止するダイオードと、燃料電池の電圧を検出する電圧センサと、を備え、リレーにより経路を接続する前後で電圧センサにより検出された電圧差を基に、ダイオードが故障しているかを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１８９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示された燃料電池システムは、ダイオードの故障を検出することができるため、ダイオードが故障している場合に、フェイルセーフ（Ｆ／Ｓ：Fail Safe）処理を実行することができる。フェイルセーフ処理とは、システムが故障した場合に採られる安全措置のことである。例えば、燃料電池システムにおけるフェイルセーフ処理は、燃料電池の発電を停止させること等である。
【０００５】
また、燃料電池の電圧低下を検出することで、リレーのオープン故障を検出するオープン故障検出回路を設け、リレーがオープン故障している場合に、フェイルセーフ処理を実行する燃料電池システムも存在する。また、燃料電池とリレーとの間に接続されるスイッチが短絡した場合にも、燃料電池は、リレーがオープン故障した場合と同様に、電圧が低下するという挙動を示す。そのため、上述のオープン故障検出回路を設けることで、スイッチが短絡している場合に、フェイルセーフ処理を実行することも可能になる。なお、このスイッチは、燃料電池の電圧を昇圧する昇圧コンバータを構成する一構成要素である。
【０００６】
ところで、上述の特許文献１に開示された燃料電池システムは、昇圧コンバータよりも燃料電池側にリレーが設置されている。しかし、最近の燃料電池システムの中には、小型化の観点で、リレーの設置場所が昇圧コンバータよりもモータ側に変更されたものも存在する。このようなリレーの設置場所の変更により、上記のようなオープン故障検出回路が不要になる。
【０００７】
しかし、リレーの設置場所を昇圧コンバータよりもモータ側に配置すると、スイッチが短絡した場合に、リレーをオープンし燃料電池からの短絡電流を遮断する等のフェイルセーフ処理を実行することができなくなるという問題がある。スイッチが短絡した場合に、フェイルセーフ処理を実行しないと、燃料電池から短絡電流が継続して流れるため、短絡電流が流れる経路上の部品が過熱状態となり、不具合が生じるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、燃料電池とリレーとの間に接続されるスイッチが短絡した場合にフェイルセーフ処理を実行することが可能な燃料電池システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る燃料電池システムは、
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの電圧を検出する電圧センサと、
前記燃料電池スタックに接続される燃料電池リレーと、
前記燃料電池スタックと前記燃料電池リレーとの間に接続されるスイッチと、
前記スイッチに流れる過電流を検出する過電流検出手段と、
前記過電流検出手段が過電流を検出し、前記電圧センサが検出した電圧値が所定値以下となった場合に、前記燃料電池スタックの発電を停止させる発電停止手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
上述した本発明の態様によれば、燃料電池とリレーとの間に接続されるスイッチが短絡した場合にフェイルセーフ処理を実行することが可能な燃料電池システムを提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る燃料電池システムの構成例を示す図である。
【図２】判定閾値の設定方法の例を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る燃料電池システムにおいて、スイッチング素子が短絡した場合の動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本実施の形態の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る燃料電池システム１の構成例を示す図である。本実施の形態に係る燃料電池システム１は、車両に搭載されて使用され、ＦＣスタック１００で発電された電力を、モータ（不図示）に供給するものである。モータは、車両の駆動輪を駆動するモータ、エアコンプレッサを駆動するモータ等である。
【００１３】
本実施の形態に係る燃料電池システム１は、ＦＣスタック１００と、ＦＣ昇圧コンバータ（ＦＤＣ）２００と、ＦＣリレー３００と、統合ＥＣＵ（Erectronic Control Unit）４００と、モータジェネレータ（Motor Generator）ＭＧ１，ＭＧ２と、を備えている。ＦＣリレー３００は、ＦＣスタック１００に接続される燃料電池リレーの一例である。
【００１４】
ＦＣスタック１００は、複数の単位セルを直列に積層してなる構造であり、アノード側に投入された水素と、カソード側に投入されたエアとを、電解質膜を介して反応させることによって必要な電力を発電する燃料電池スタックである。
【００１５】
ＦＣ昇圧コンバータ２００は、ＦＣスタック１００の電圧（適宜、ＦＣ電圧とも称す）を昇圧する片方向昇圧型のコンバータである。ＦＣ昇圧コンバータ２００は、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１と、電圧センサ２０２と、コイルＬ１と、スイッチング素子ＳＷ１と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、コンデンサＣ１と、を備えている。スイッチング素子ＳＷ１は、ＦＣスタック１００とＦＣリレー３００との間に接続されるスイッチの一例である。
【００１６】
コイルＬ１は、一端がＦＣスタック１００の正極側の端子に接続される。スイッチング素子ＳＷ１は、一端がコイルＬ１の他端に接続され、他端がＦＣスタック１００の負極側の端子に接続される。ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフを操作して、コイルＬ１にエネルギを蓄え、そのエネルギを解放することにより、ＦＣスタック１００の電圧を昇圧する。昇圧後の電力（電圧）は、ダイオードＤ２及びＦＣリレー３００を介して、モータ（不図示）に供給される。また、スイッチング素子ＳＷ１には、サージ電圧を抑制するためのダイオードＤ１が並列に接続されている。
【００１７】
ダイオードＤ２は、モータ（不図示）からＦＣスタック１００への電流の流入を防止するものであり、カソード端子がコイルＬ１の他端に接続される。コンデンサＣ１は、平衡コンデンサとして機能し、一端がダイオードＤ２のアノード端子と接続され、他端がスイッチング素子ＳＷ１の他端に接続される。
【００１８】
また、スイッチング素子ＳＷ１は、スイッチング素子ＳＷ１に流れる過電流を検出する過電流検出手段２０３を含んでいる。例えば、スイッチング素子ＳＷ１は、複数のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）と、過電流検出手段２０３と、を含んで構成することができる。この場合、過電流検出手段２０３は、複数のＭＯＳＦＥＴのうちの１つのＭＯＳＦＥＴに流れる電流を検出するシャント抵抗と、シャント抵抗により検出された電流を基に、スイッチング素子ＳＷ１に過電流が流れているか否かを検出するＩＣ（Integrated Circuit）と、を含んで構成することができる。また、このＩＣは、過電流の検出結果を示す過電流信号をＦＤＣ−ＥＣＵ２０１に出力することができる。なお、スイッチング素子ＳＷ１に過電流が流れているか否かは、例えば、シャント抵抗により検出された電流値を閾値と比較することで判定することができるが、これには限定されない。
【００１９】
電圧センサ２０２は、ＦＣスタック１００の正極側の端子及び負極側の端子にそれぞれ接続され、ＦＣスタック１００の電圧を検出する。
【００２０】
ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、ＦＣ昇圧コンバータ２００全体を制御するものである。例えば、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、ＦＣスタック１００とコイルＬ１との間に配置された電流センサ（不図示）により検出された電流が所望の電流値になっているか否かを確認しながら、上述のように、スイッチング素子ＳＷ１１のオンオフを操作して、ＦＣスタック１００の電圧を昇圧する。
【００２１】
また、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、電圧センサ２０２により検出された電圧、及び、過電流検出手段２０３により出力された過電流信号を基に、フェイルセーフ処理を実行するか否かを判定する。具体的には、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、過電流検出手段２０３により過電流が検出された場合に、フェイルセーフ処理を実行すると判定する。また、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、過電流検出手段２０３により過電流が検出され、電圧センサ２０２により検出された電圧が所定の判定閾値以下になった場合に、スイッチング素子ＳＷ１が短絡していると判定し、フェイルセーフ処理を実行すると判定する。本実施の形態では、過電流検出手段２０３により過電流が検出された場合には、フェイルセーフ処理として、燃料電池システム１をシャットダウンする処理を実行するものとする。また、スイッチング素子ＳＷ１が短絡している場合には、フェイルセーフ処理として、ＦＣスタック１００の使用を禁止する処理を実行するものとする。
【００２２】
ＦＣリレー３００は、リレーＲＬ１，ＲＬ２を備えている。リレーＲＬ１は、ＦＣスタック１００とモータ（不図示）との間の正極側の経路を接続又は遮断するリレーであり、リレーＲＬ２は、ＦＣスタック１００とモータ（不図示）との間の負極側の経路を接続又は遮断するリレーである。
【００２３】
モータジェネレータＭＧ１は、エアコンプレッサを駆動するモータの発電機として機能する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の駆動輪を駆動するモータの発電機として機能する。
【００２４】
統合ＥＣＵ４００は、燃料電池システム１全体を制御するものである。例えば、統合ＥＣＵ４００は、フェイルセーフ処理を実行する場合に、ＦＣスタック１００の発電を停止させる発電停止手段４０１として機能する。例えば、統合ＥＣＵ４００は、ＦＣスタック１００へのエア及び水素の投入を停止させる等で、ＦＣスタック１００の発電を停止させる。なお、ＦＣスタック１００へのエアの投入及び投入の停止は、モータジェネレータＭＧ１を制御して行うことになる。
【００２５】
なお、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１と統合ＥＣＵ４００との間は、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して接続されている。また、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１と統合ＥＣＵ４００との間、及び、統合ＥＣＵ４００とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との間は、ハードシャットダウン線を介して接続されている。
【００２６】
また、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１及び統合ＥＣＵ４００のそれぞれは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び記憶部を有し、記憶部に格納されたプログラムを実行することによって、本実施の形態におけるＦＤＣ−ＥＣＵ２０１及び統合ＥＣＵ４００のそれぞれとしての処理を実行する。すなわち、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１及び統合ＥＣＵ４００のそれぞれの記憶部に格納されるプログラムは、本実施の形態におけるＦＤＣ−ＥＣＵ２０１及び統合ＥＣＵ４００のそれぞれにおける処理を、ＣＰＵに実行させるためのコードを含む。なお、記憶部は、例えば、このプログラムや、ＣＰＵにおける処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ又はハードディスク等である。
【００２７】
ここで、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１において、スイッチング素子ＳＷ１が短絡したことに起因して、フェイルセーフ処理を実行するか否かを判定する動作について、詳細に説明する。
【００２８】
ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、上述のように、過電流検出手段２０３によりスイッチング素子ＳＷ１に流れる過電流が検出され、電圧センサ２０２により検出されたＦＣスタック１００の電圧が所定の判定閾値以下になった場合に、スイッチング素子ＳＷ１が短絡していると判定し、フェイルセーフ処理を実行すると判定する。
【００２９】
図２は、判定閾値の設定方法の例を示している。
電圧センサ２０２により検出された電圧が、スイッチング素子ＳＷ１の短絡時に到達する電圧値を真値とし、この真値に電圧センサ２０２の検出誤差を加えた値を判定閾値として設定する。このように、判定閾値を、電圧センサ２０２の検出誤差を考慮して設定することにより、フェイルセーフ処理を実行するか否かを誤判定してしまうことを回避することができる。
【００３０】
また、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、過電流検出手段２０３により過電流が検出されたタイミングから所定時間経過後のＦ／Ｓ判定タイミングの時点で、電圧センサ２０２により検出された電圧を基に、フェイルセーフ処理を実行するか否かを判定する。
【００３１】
この判定は、電圧センサ２０２により検出された電圧が、スイッチング素子ＳＷ１の短絡時の電圧値、又は、スイッチング素子ＳＷ１の短絡していない時の電圧値、のどちらであるかを見分けられるようなレベルになるのを待って実行する必要がある。
【００３２】
従って、Ｆ／Ｓ判定タイミングは、電圧センサ２０２の応答遅れを少なくとも考慮する必要がある。そのため、本実施の形態では、Ｆ／Ｓ判定タイミングは、電圧センサ２０２の応答遅れ、マージン、システム上で許容できる待ち時間を基に設定することとする。
【００３３】
電圧センサ２０２により検出された電圧が、スイッチング素子ＳＷ１の短絡時は０［Ｖ］、スイッチング素子ＳＷ１が短絡していない時は３３０［Ｖ］程度であったとする。この場合、Ｆ／Ｓ判定タイミングは、過電流検出手段２０３により過電流が検出されたタイミングから２００［ｍｓ］程度が経過したタイミングとすることが考えられる。
【００３４】
続いて、本実施の形態の動作について説明する。図３は、本実施の形態に係る燃料電池システム１において、スイッチング素子ＳＷ１が短絡した場合の動作例を示すタイミングチャートである。
【００３５】
図３の上部は、ＦＣ昇圧コンバータ２００の状態を示している。「ＳＷ１短絡」は、スイッチング素子ＳＷ１の短絡状態を示しており、オンは、スイッチング素子ＳＷ１が短絡していることを示している。「ＳＷ１電流」は、スイッチング素子ＳＷ１に流れる電流の挙動を示している。「過電流信号」は、過電流検出手段２０３により出力された過電流信号を示しており、スイッチング素子ＳＷ１に過電流が流れるとオンになる。「ＦＣ電圧」は、電圧センサ２０２により検出されたＦＣスタック１００の電圧の挙動を示している。「Ｆ／Ｓ状態」は、フェイルセーフ処理の状態を示す情報であり、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１のＲＡＭ（Random Access Memory）に記憶されており、ＣＡＮを介して統合ＥＣＵ４００に伝送される。「Ｆ／Ｓ状態」は、通常又は判定中の時は、値が０になり、ＦＣスタック１００の使用を禁止する時は、値が３になり、燃料電池システム１をシャットダウンする時は、値が４になる。
【００３６】
図３の中央部は、統合ＥＣＵ４００、ＦＣ昇圧コンバータ２００、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のハードシャットダウン線を介した連携状態を示している。「ハードシャットダウン」は、燃料電池システム１のハードウェアによるシャットダウンの状態を示しており、オンは、燃料電池システム１をハードウェアでシャットダウンしていることを示している。なお、本明細書では、燃料電池システム１のハードウェアによるシャットダウンの一例を、ＦＣスタック１００へのエア及び水素の投入を停止して、燃料電池システム１をシャットダウンすることと定義する。
【００３７】
図３の下部は、統合ＥＣＵ４００の状態を示している。「Ｆ／Ｓ状態」は、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１から伝送される情報であり、統合ＥＣＵ４００のＲＡＭに記憶されている。「ソフトシャットダウン」は、燃料電池システム１のソフトウェアによるシャットダウンの状態を示す情報であり、統合ＥＣＵ４００のＲＡＭに記憶されている。「ソフトシャットダウン」は、燃料電池システム１をソフトウェアでシャットダウンする場合にオン値になる。なお、本明細書では、燃料電池システム１のソフトウェアによるシャットダウンを、システム内でやり取りされるＲＡＭの情報を、燃料電池システム１をシャットダウンすることを示す値にすることで、燃料電池システム１をシャットダウンすることと定義する。「ＦＣスタック」は、ＦＣスタック１００の状態を示しており、オンは、ＦＣスタック１００が発電中であることを示している。
【００３８】
時刻ｔ１において、「ＳＷ１短絡」に示されるように、スイッチング素子ＳＷ１が短絡したとする。すると、「ＳＷ１電流」に示されるように、スイッチング素子ＳＷ１には過電流が流れる。そのため、この過電流を過電流検出手段２０３が検出し、「過電流信号」に示されるように、過電流信号がオンになる。以降、スイッチング素子ＳＷ１には、ＦＣスタック１００に残存する燃料（水素）分だけの短絡電流が流れることになる。また、スイッチング素子ＳＷ１が短絡したため、「ＦＣ電圧」に示されるように、電圧センサ２０２により検出されたＦＣスタック１００の電圧は徐々に低下する。
【００３９】
ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、過電流信号がオンになったことを受けて、フェイルセーフ処理として、燃料電池システム１をシャットダウンする処理を実行すると判定し、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１のＲＡＭに記憶されている「Ｆ／Ｓ状態」を、燃料電池システム１をシャットダウンすることを示す値４にする。
【００４０】
また、過電流信号がオンになったことを受けて、ハードシャットダウン線を介して、統合ＥＣＵ４００、ＦＣ昇圧コンバータ２００、及びモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が連携し、統合ＥＣＵ４００は、ＦＣスタック１００へのエア及び水素の投入を停止する。これにより、「ハードシャットダウン」に示されるように、燃料電池システム１はハードウェアでシャットダウンされる。そのため、「ＦＣスタック」で示されるように、ＦＣスタック１００の発電が停止する。
【００４１】
また、統合ＥＣＵ４００のＲＡＭに記憶されている「Ｆ／Ｓ状態」は、（ｔ２−ｔ１）の時間分遅れで、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１の「Ｆ／Ｓ状態」が反映され、時刻ｔ２において、燃料電池システム１をシャットダウンすることを示す値４になる。
【００４２】
統合ＥＣＵ４００は、「Ｆ／Ｓ状態」の情報が値４になったことを受けて、統合ＥＣＵ４００のＲＡＭに記憶されている「ソフトシャットダウン」を、燃料電池システム１をソフトウェアでシャットダウンすることを示すオン値にする。このＲＡＭ内の「ソフトシャットダウン」の情報は、システム内でやり取りされるため、燃料電池システム１はソフトウェアでもシャットダウンされることになる。
【００４３】
以降、時刻ｔ３において、スイッチング素子ＳＷ１に過電流が検出されなくなり、「過電流信号」に示されるように、過電流信号がオフになったとする。
【００４４】
ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、過電流信号がオフになったことを受けて、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１のＲＡＭに記憶されている「Ｆ／Ｓ状態」を、通常又は判定中であることを示す値０にする。
【００４５】
また、過電流信号がオフになったことを受けて、統合ＥＣＵ４００、ＦＣ昇圧コンバータ２００、及びモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、連携を解除する。これにより、「ハードシャットダウン」に示されるように、燃料電池システム１のハードウェアによるシャットダウンは解除される。
【００４６】
また、統合ＥＣＵ４００のＲＡＭに記憶されている「Ｆ／Ｓ状態」は、（ｔ４−ｔ３）の時間分遅れで、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１の「Ｆ／Ｓ状態」が反映され、時刻ｔ４において、通常又は判定中であることを示す値０になる。
【００４７】
ただし、統合ＥＣＵ４００は、「Ｆ／Ｓ状態」が値０になっても、統合ＥＣＵ４００のＲＡＭに記憶されている「ソフトシャットダウン」を、燃料電池システム１をソフトウェアでシャットダウンすることを示すオン値のままにする。従って、燃料電池システム１は引き続きソフトウェアでシャットダウンされることになるため、「ＦＣスタック」で示されるように、ＦＣスタック１００の発電は停止したままになる。
【００４８】
そして、時刻ｔ５のＦ／Ｓ判定タイミングとなった時点で、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、ＦＣスタック１００の電圧を判定閾値と比較する。ここでは、ＦＣスタック１００の電圧は判定閾値以下であるため、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、スイッチング素子ＳＷ１が短絡していると判定し、フェイルセーフ処理として、ＦＣスタック１００の使用を禁止する処理を実行すると判定する。そのため、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１のＲＡＭに記憶されている「Ｆ／Ｓ状態」を、ＦＣスタック１００の使用を禁止することを示す値３にする。
【００４９】
また、統合ＥＣＵ４００のＲＡＭに記憶されている「Ｆ／Ｓ状態」は、（ｔ６−ｔ５）の時間分遅れで、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１の「Ｆ／Ｓ状態」が反映され、時刻ｔ６において、ＦＣスタック１００の使用を禁止することを示す値３になる。
【００５０】
統合ＥＣＵ４００は、「Ｆ／Ｓ状態」が値３になったことを受けて、ＦＣスタック１００の使用を禁止する。これにより、「ＦＣスタック」で示されるように、ＦＣスタック１００の発電は停止したままになる。従って、スイッチング素子ＳＷ１が短絡し、ＦＣスタック１００から短絡電流が流れたとしても、短絡電流の継続時間は短縮化される。そのため、短絡電流が流れる経路上の部品（ＦＣスタック１００、コイルＬ１、スイッチング素子ＳＷ１、バスバー）が過熱状態となり、不具合が生じることが抑制される。
【００５１】
例えば、統合ＥＣＵ４００は、ＦＣスタック１００の使用を禁止する処理として、ＦＣスタック１００へのエア及び水素の投入を停止する処理を行う。又は、統合ＥＣＵ４００は、ＦＣスタック１００のカソード側に水素を投入して、所定の反応箇所からエアを除去することで、エアの反応への寄与を低下させる処理を行う。
【００５２】
又は、統合ＥＣＵ４００は、ＦＣスタック１００の使用を禁止する処理として、ＦＣスタック１００に残存する燃料（水素）を素早く消費させる処理を行う。具体的には、統合ＥＣＵ４００は、ＦＣ昇圧コンバータ２００による昇圧後の電圧を上昇させたり、１相駆動であった場合は複数相駆動に変更したりする。複数相駆動に変更することにより、短絡電流を短絡相以外の相にも流すことが可能となり、短絡相へ短絡電流が集中することが回避されるため、部品が過熱状態になる可能性を低減することができる。
【００５３】
なお、統合ＥＣＵ４００は、ＦＣスタック１００の使用を禁止したため、燃料電池システム１をソフトウェアでシャットダウンする必要はない。そのため、時刻ｔ６で「Ｆ／Ｓ状態」が値３になった後の任意のタイミング（図３では、時刻ｔ７のタイミング）で、統合ＥＣＵ４００のＲＡＭに記憶されている「ソフトシャットダウン」を、燃料電池システム１のソフトウェアによるシャットダウン状態を解除したことを示すオフ値にする。
以上で動作を終了する。
【００５４】
なお、時刻ｔ７以降は、燃料電池システム１のソフトウェアによるシャットダウン状態を解除し、ＦＣスタック１００の使用を禁止している状態となる。そのため、統合ＥＣＵ４００は、車両の走行時には、その車両がＥＶ（Electric Vehicle）走行機能を備えていれば、ＥＶ走行を実行させれば良い。
【００５５】
また、上述の説明では触れていないが、図３の時刻ｔ５のＦ／Ｓ判定タイミングの時点で、ＦＣスタック１００の電圧が判定閾値を上回るケースもある。このケースは、スイッチング素子ＳＷ１に過電流が流れているが、スイッチング素子ＳＷ１が短絡していないケースである。上述のように、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、ＦＣスタック１００とコイルＬ１との間に配置された電流センサにより検出された電流が所望の電流値になっているか否かを確認しながら、スイッチング素子ＳＷ１を操作している。この電流センサが故障し、マイナス値を示した時には、ＦＤＣ−ＥＣＵ２０１は、所望の電流値にするために、スイッチング素子ＳＷ１を過剰に操作してしまうことがある。その結果、過電流が発生し、スイッチング素子ＳＷ１が過電流から自己保護を行うケースがある。このケースでは、スイッチング素子ＳＷ１は、自己保護を行っているため、短絡状態になることは回避できる。このようなケースが、スイッチング素子ＳＷ１に過電流が流れているが、スイッチング素子ＳＷ１が短絡していないケースとなる。こうしたケースでは、判定相で過電流に至る何らかの不具合が発生したと考えられるため、統合ＥＣＵ４００は、フェイルセーフ処理として、その判定相を停止（１相停止）させる処理を実行する。
【００５６】
上述のように本実施の形態によれば、スイッチング素子ＳＷ１に流れる過電流が検出され、電圧センサ２０２で検出されたＦＣスタック１００の電圧値が所定値以下となった場合には、ＦＣスタック１００の発電を停止させる。
【００５７】
そのため、スイッチング素子ＳＷ１に流れる過電流が検出され、ＦＣスタック１００の電圧値が所定値以下となった場合に、スイッチング素子ＳＷ１が短絡していると判断し、その判断を基に、フェイルセーフ処理を実行することができる。従って、スイッチング素子ＳＷ１が短絡した場合にフェイルセーフ処理を実行することができる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  ＦＣスタック
２００  ＦＣ昇圧コンバータ（ＦＤＣ）
２０１  ＦＤＣ−ＥＣＵ
２０２  電圧センサ
２０３  過電流検出手段
Ｌ１  コイル
ＳＷ１  スイッチング素子
Ｄ１，Ｄ２  ダイオード
Ｃ１  コンデンサ
３００  ＦＣリレー
ＲＬ１，ＲＬ２  リレー
４００  統合ＥＣＵ
４０１  発電停止手段
ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ
【図１】
2018073556.tif 000003
【図２】
2018073556.tif 000004
【図３】
2018073556.tif 000005