(57)【要約】  【課題】フェイルセーフ回路に影響を与えることなくマイコンのＡ／Ｄ入力ポートのピン浮きチェックを行うことのできるアナログ信号入力回路を提供する。  【解決手段】燃料電池モジュールの温度を測定する熱電対２の検出信号を入力するＡ／Ｄ入力ポートを備えるマイコン３と、Ａ／Ｄ入力ポートと熱電対２との間の監視部１０から検出信号を入力するフェイルセーフ回路１１と、Ａ／Ｄ入力ポートの正常動作確認のために該Ａ／Ｄ入力ポートに所定の確認信号を出力する正常動作確認回路２１と、熱電対２１からＡ／Ｄ入力ポートへの検出信号の伝達は許容するがＡ／Ｄ入力ポートから監視部１０への前記確認信号の伝達を制限するボルテージフォロワ８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号出力装置が出力するアナログ信号を入力するＡ／Ｄ入力ポートを備える制御部と、前記Ａ／Ｄ入力ポートと前記アナログ信号出力装置との間の監視部から前記アナログ信号を入力するフェイルセーフ回路と、前記Ａ／Ｄ入力ポートの正常動作確認のために該Ａ／Ｄ入力ポートに所定の確認信号を出力する正常動作確認回路と、前記アナログ信号出力装置から前記Ａ／Ｄ入力ポートへのアナログ信号の伝達は許容するが前記Ａ／Ｄ入力ポートから前記監視部へのアナログ信号の伝達を制限するアナログ信号伝達方向制限回路とを備えることを特徴とするアナログ信号入力回路。
【請求項２】
請求項１に記載のアナログ信号入力回路において、アナログ信号出力装置は燃料電池の燃料電池モジュールの温度を検出する温度センサであり、前記制御部は、前記確認信号の未出力時の前記Ａ／Ｄ入力ポートに入力されるアナログ信号に基づく燃料電池モジュール温度データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とするアナログ信号入力回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアナログ信号入力回路において、前記フェイルセーフ回路は、監視部のアナログ信号電圧が所定の正常電圧範囲外になるとキャパシタへの充電を開始して当該キャパシタの充電電圧が所定の閾値を超えると所定のフェイルセーフ信号を出力するように構成され、前記確認信号の電圧は、前記正常電圧範囲外であることを特徴とするアナログ信号入力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形燃料電池（以下、「ＳＯＦＣ］という。）の燃料電池モジュールの温度を測定する熱電対などの温度センサのアナログ出力信号をマイコンのＡ／Ｄ入力ポートなどに入力させるためのアナログ信号入力回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＯＦＣは、動作温度が５００℃〜１０００℃程度の高温であるが、都市ガスの改質反応に必要な熱を発電時に発生する熱で賄うことができ、最も高い発電効率が期待できる燃料電池システムとして知られている。このＳＯＦＣにおいては、過熱による燃料電池モジュールの早期劣化を防止するとともに、良好な発電効率での運転を行わせるために、燃料電池モジュールの温度監視が必須であり、従来、燃料電池モジュールに取り付けた熱電対のアナログ検出信号をマイコンのＡ／Ｄ入力ポートに入力させている。さらに、マイコンが暴走等によりＡ／Ｄ入力ポートの入力信号に基づく正常な制御が行われなくなった場合でも燃料電池モジュールが過熱状態に長時間晒されないようにするために、熱電対のアナログ検出信号はフェイルセーフ回路にも入力されて監視され、アナログ検出信号の異常な値が所定時間（例えば１００秒）継続すると燃料電池モジュールに燃料を供給する電磁弁が自動的に閉じるように構成されている。
【０００３】
このようなアナログ信号入力回路において、マイコンのＡ／Ｄ入力ポートの入力端子の半田付け不良等に起因するピン浮きの問題が生じる可能性があることは従来より知見されており、かかるピン浮きをチェックするための制御装置が、例えば下記の特許文献１に開示されている。
【０００４】
かかる従来の制御装置は、マイコンのＡ／Ｄ入力ポートをソフトウェアの設定によって出力ポートに変更可能とし、該ポートを入力ポートに設定しているときの入力信号に基づくデジタル変換データを記憶しておき、前記ポートを出力ポートに変更設定してＬＯＷ信号を出力して所定時間待機した後、前記ポートを再び入力ポートに変更設定したときの入力信号の変化状態と前記デジタル変換データとに基づいて異常判定を行うように構成されている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５２７８１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる従来の制御装置と同様のピン浮きチェック回路を、上述のＳＯＦＣの熱電対用のアナログ信号入力回路に適用すると、マイコンのＡ／Ｄ入力ポート上の信号電圧が、上記ＬＯＷ信号出力時にＬＯＷ信号レベルまで変動し、これによりフェイルセーフ回路が働いて燃料電池モジュールへの燃料供給が中断されてしまったり、アナログ検出信号の異常な値の検出からの計時時間に悪影響を及ぼしてしまうなどの問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、フェイルセーフ回路に影響を与えることなくマイコンのＡ／Ｄ入力ポートのピン浮きチェックを行うことのできるアナログ信号入力回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。
【０００９】
すなわち、本発明のアナログ信号入力回路は、アナログ信号出力装置が出力するアナログ信号を入力するＡ／Ｄ入力ポートを備える制御部と、前記Ａ／Ｄ入力ポートと前記アナログ信号出力装置との間の監視部から前記アナログ信号を入力するフェイルセーフ回路と、前記Ａ／Ｄ入力ポートの正常動作確認のために該Ａ／Ｄ入力ポートに所定の確認信号を出力する正常動作確認回路と、前記アナログ信号出力装置から前記Ａ／Ｄ入力ポートへのアナログ信号の伝達は許容するが前記Ａ／Ｄ入力ポートから前記監視部へのアナログ信号の伝達を制限するアナログ信号伝達方向制限回路とを備えることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１０】
かかる本発明のアナログ信号入力回路によれば、正常動作確認回路がＡ／Ｄ入力ポートに所定の確認信号、例えば一定周期で出力されるＬＯＷ信号など、を出力し、制御部がＡ／Ｄ入力ポートの入力信号が上記確認信号と同期して変動するか否かを判定することによって、断線や半田付け不良等に起因してアナログ信号がＡ／Ｄ入力ポートに正常に入力されているか否かを制御部が判定することができ、且つ、監視部のアナログ信号をフェイルセーフ回路が監視して制御部の誤動作時などにおいても所定の安全制御を行わせることができるものでありながら、Ａ／Ｄ入力ポートと監視部との間に設けたアナログ信号伝達方向制限回路によって上記確認信号が監視部を介してフェイルセーフ回路に入力されてしまうことを防止し、上記確認信号がフェイルセーフ回路の動作に影響を及ぼすことを防止できる。
【００１１】
なお、上記制御部は、Ａ／Ｄ入力ポートに入力されるアナログ信号に基づいて所定の制御対象機器のソフトウェア制御を行うマイコン等によって主構成することができ、例えば、ＳＯＦＣなどの燃料電池システムにおいては、燃料電池モジュールの温度を測定する熱電対（アナログ信号出力装置）が出力するアナログ信号に基づいて、検出温度が所定の閾値を超えると（より好ましくは検出温度が所定の閾値を超えた状態を所定時間以上継続すると）燃料電池モジュールへの燃料供給を行う電磁弁を閉弁させる安全制御を行うものとすることができる。上記ソフトウェア制御の閾値は、正常電圧範囲を定める上限値及び下限値として設定されたものであってもよく、上限値のみが設定されていてもよく、また、下限値のみが設定されていてもよい。
【００１２】
上記フェイルセーフ回路としては適宜のハードウェア回路構成により所望の機能を具備させることができ、監視部の電圧が所定の閾値を超えると単に警報を行うものであってもよく、また、監視部の電圧が所定時間継続して所定の閾値を超えると制御部の制御対象機器の動作を強制停止（例えば、燃料電池モジュールへの燃料供給を行う電磁弁の閉弁）させるものとすることもできる。上記フェイルセーフ回路構成上の閾値は、正常電圧範囲を定める上限値及び下限値として設定されたものであってもよく、上限値のみが設定されていてもよく、また、下限値のみが設定されていてもよい。また、上記フェイルセーフ回路構成上の閾値は、上記制御部におけるソフトウェア制御の閾値よりも緩やかに設定することができる。
【００１３】
上記正常動作確認回路としては、オン動作時にＡ／Ｄ入力ポートをグラウンドに短絡させるスイッチング素子のオン／オフ動作を制御部が制御する回路構成とすることができ、例えば、所定周期（例えば１００ｍｓｅｃ）で所定時間（例えば２０ｍｓｅｃ）だけ上記スイッチング素子をオンさせることによりＡ／Ｄ入力ポートの電位をＬＯＷレベルに強制的に遷移させるよう制御構成することができる。正常動作確認回路はかかる構成に限定されるものではなく、例えば上記特許文献１に開示されたものと同様の回路構成を採用することもでき、また、制御部とは別途設けた発振回路が出力する確認信号に基づいて上記スイッチング素子のオンオフ動作を制御するとともに該確認信号を制御部の他の入力ポートに入力させることによりスイッチング素子のオンオフ動作に同期したＡ／Ｄ入力ポートの入力信号電圧の正常な変動状態を判定させることもできる。
【００１４】
また、上記アナログ信号電圧方向制限回路は、例えば増幅器、より好ましくはボルテージフォロワやアイソレーションアンプなどにより構成することができ、アナログ信号電圧方向制限回路の出力側（Ａ／Ｄ入力ポート側）の上記確認信号の入力側（監視部側）への伝達を完全に遮断することが理想であるが、本発明は完全に遮断するものでなくてもよく、上記確認信号によってフェイルセーフ回路の動作に影響を与えないレベルのノイズ信号が監視部に生じるものであってもよい。
【００１５】
上記本発明のアナログ信号入力回路において、アナログ信号出力装置は燃料電池の燃料電池モジュールの温度を検出する温度センサ（例えば熱電対）であり、前記制御部は、前記確認信号の未出力時の前記Ａ／Ｄ入力ポートに入力されるアナログ信号に基づく燃料電池モジュール温度データを記憶する記憶手段を備えるものとすることができる（請求項２）。かかる構成によれば、温度センサの故障や接続配線の断線等に起因して燃料電池モジュールの温度を検出する温度センサが出力するアナログ信号が異常な値となったことを制御部及びフェイルセーフ回路によって二重に監視することができ、温度センサの故障や断線等により燃料電池モジュールの温度検出を正常に行えなくなった場合に燃料供給の停止などの所定の安全動作を確実に行わせることができ、高価な燃料電池モジュールの早期劣化を防止して長期間発電効率を維持させることができるとともに、確認信号の未出力時のアナログ信号に基づく温度データを記憶手段に記憶させることにより、Ａ／Ｄ入力ポートの電圧が上記確認信号に起因して定期的に変動する場合でも、他の各種制御プロセスが常時現在の燃料電池モジュール温度を参照できる。本発明は動作温度が比較的高温となるＳＯＦＣ型燃料電池の燃料電池モジュールの温度を測定する温度センサが出力するアナログ信号の入力回路として特に好適に使用可能である。
【００１６】
さらに、前記フェイルセーフ回路は、監視部のアナログ信号電圧が所定の正常電圧範囲外になるとキャパシタへの充電を開始して当該キャパシタの充電電圧が所定の閾値を超えると所定のフェイルセーフ信号を出力するように構成され、前記確認信号の電圧は、前記正常電圧範囲外であることを特徴とするものである（請求項３）。これによれば、キャパシタの充電電圧が所定の閾値を超えるまでのキャパシタへの充電時間を適切に設定しておくことによってフェイルセーフ回路が作動するまでの待機時間を一定に確保することができる。なお、正常電圧範囲は、下限値及び上限値で規定された範囲であってもよく、また、下限値のみが規定された範囲であってもよく、上限値のみが規定された範囲であってもよい。また、確認信号の電圧は、好ましくはスイッチング素子を介してグラウンドに短絡した場合の電圧（０〜１Ｖ程度）とすることができるが、前記正常電圧範囲を超える大きな電圧とすることも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に係るアナログ信号入力回路によれば、正常動作確認回路がＡ／Ｄ入力ポートに所定の確認信号、例えば一定周期で出力されるＬＯＷ信号など、を出力し、制御部がＡ／Ｄ入力ポートの入力信号が上記確認信号と同期して変動するか否かを判定することによって、断線や半田付け不良等に起因してアナログ信号がＡ／Ｄ入力ポートに正常に入力されているか否かを制御部が判定することができ、且つ、監視部のアナログ信号をフェイルセーフ回路が監視して制御部の誤動作時などにおいても所定の安全制御を行わせることができるものでありながら、Ａ／Ｄ入力ポートと監視部との間に設けたアナログ信号伝達方向制限回路によって上記確認信号が監視部を介してフェイルセーフ回路に入力されてしまうことを防止し、上記確認信号がフェイルセーフ回路の動作に影響を及ぼすことを防止できる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項２に係るアナログ信号入力回路によれば、燃料電池モジュールの温度を検出する温度センサが出力するアナログ信号が異常な値となったことを制御部及びフェイルセーフ回路によって二重に監視することができ、温度センサの故障や断線等により燃料電池モジュールの温度検出を正常に行えなくなった場合に燃料供給の停止などの所定の安全動作を確実に行わせることができ、高価な燃料電池モジュールの早期劣化を防止して長期間発電効率を維持させることができるとともに、確認信号の未出力時のアナログ信号に基づく温度データを記憶手段に記憶させることにより、Ａ／Ｄ入力ポートの電圧が上記確認信号に起因して定期的に変動する場合でも、他の各種制御プロセスが常時現在の燃料電池モジュール温度を参照できる。
【００１９】
また、本発明の請求項３に係るアナログ信号入力回路によれば、キャパシタの充電電圧が所定の閾値を超えるまでのキャパシタへの充電時間を適切に設定しておくことによってフェイルセーフ回路が作動するまでの待機時間を一定に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るアナログ信号入力回路の概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係るアナログ信号入力回路１を示しており、該アナログ信号入力回路１は、ＳＯＦＣ型燃料電池の燃料電池モジュールの温度を測定する温度センサとしての熱電対２（アナログ信号出力装置）が出力するアナログ信号をマイコン３（制御部）のＡ／Ｄ入力ポート（Ａ／Ｄ  ＩＮ）に入力するためのものである。
【００２３】
ＳＯＦＣ型燃料電池は、例えば本願出願人が特開２０１２−２４３５９５号公報に開示したものと同様のものとすることができ、外装ケース内に、燃料電池モジュール（ＳＯＦＣセルスタック）や改質器などを内蔵する燃料電池本体と、熱交換器や酸素含有ガス供給用ブロワなどの補機と、上記マイコン３を有する制御装置及び電力変換ユニット（パワーコンディショナ）を有する電子機器部とを内蔵したものであってよい。同公報に開示されているように、燃料電池の補機としては燃料ガス回路、改質用空気供給回路、カソード空気供給回路及び水供給処理回路を有しており、上記マイコン３はこれら各回路を構成する電磁弁やポンプなどの動作を制御することによって発電動作を行わせるように制御構成されており、例えば、燃料ガス回路に設けられて燃料電池モジュールへのガス燃料の供給管路を開閉する燃料弁ＳＶの駆動回路５に制御信号出力ポート（Ｃｏｎｔｒｏｌ）から制御信号を出力する。該駆動回路５には電源が接続されるとともに、後述するフェイルセーフ回路から出力されるフェイルセーフ信号が入力されており、フェイルセーフ信号並びにマイコン３からの制御信号がいずれもＨＩＧＨ出力時に燃料弁ＳＶに駆動電力が供給され、フェイルセーフ信号及び制御信号の少なくともいずれか一つがＬＯＷ出力になると燃料弁ＳＶへの駆動電力の供給が遮断されて燃料弁ＳＶが閉弁されるようになっている。なお、燃料電池の補機を構成する他の電機機器、例えば、排熱回収用ポンプ、純水供給用ポンプ、カソード空気用ファンモータ並びに改質用空気用ファンモータなども、同様の駆動回路構成とすることができる。
【００２４】
マイコン３はＡ／Ｄ入力ポート（Ａ／Ｄ  ＩＮ）に入力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタルデータに基づく燃料電池モジュール温度データを燃料電池モジュール温度記憶手段（ＲＡＭやフラッシュメモリなど）に記憶する。かかる燃料電池モジュール温度データの更新タイミングは、後述する確認信号の出力直前とするのが好ましく、これにより定期的に確認信号をＡ／Ｄ入力ポートに出力することによって該ポート電圧を強制的に所定電圧に遷移させるものでありながらも、確認信号未出力時のポート電圧が最も安定したときのアナログ信号電圧に基づく燃料電池モジュール温度データを記憶手段に記憶させることができる。また、マイコン３は、燃料電池の発電動作中に熱電対温度データが燃料電池モジュールの正常動作温度範囲（例えば、７００℃〜１０００℃）から外れると、発電動作を緊急停止させるよう補機の一部乃至全部の動作制御を行うように構成でき、具体的には、燃料を燃料電池モジュールに供給する燃料ガス回路の燃料弁ＳＶの閉制御や、排熱回収用ポンプ、純水供給用ポンプ、カソード空気用ファンモータ並びに改質用空気用ファンモータの停止制御などを行うことができる。
【００２５】
本実施形態のアナログ信号入力回路１は、熱電対２が出力するアナログ信号を増幅する増幅器７と、該増幅器７の出力を入力して同電圧のアナログ信号を出力するボルテージフォロワ８（アナログ信号伝達方向制限回路）とを備え、該ボルテージフォロワ６の出力が負荷抵抗９を介してＡ／Ｄ入力ポート（Ａ／Ｄ  ＩＮ）に接続されており、熱電対２が出力するアナログ信号は増幅器７及びボルテージフォロワ８を介してＡ／Ｄ入力ポートに入力されるよう回路構成されている。
【００２６】
さらに、増幅器７とＡ／Ｄ入力ポートとの間の線路（監視部１０）には、フェイルセーフ回路１１の入力部が接続されており、該フェイルセーフ回路１１は、電源投入後は出力部からＬＯＷ出力している。また、フェイルセーフ回路１１は、増幅器７によって増幅されたアナログ信号を入力して、該アナログ信号電圧が所定の異常判定電圧より低くなると出力部からの出力をＨＩＧＨ出力に遷移させるように回路構成されている。異常判定電圧は、マイコンによる上記正常動作温度範囲の下限値よりも低く設定されており、例えば、熱電対の検出温度としての１００℃に対応する電圧とすることができる。
【００２７】
まず、フェイルセーフ回路１１の回路構成例について説明すると、フェイルセーフ回路１１の入力部は、異常判定電圧設定用の比較器１２に入力されており、入力電圧が異常判定電圧に満たない場合には比較器１２の出力はＨＩＧＨ出力となり、入力電圧が異常判定電圧に達すると比較器１２の出力がＬＯＷ出力となる。
【００２８】
また、フェイルセーフ回路１１は、タイマー設定用の比較器１３を備えており、該比較器１３の負側入力端子には基準電圧（閾値）が入力され、正側入力端子には電解コンデンサからなるキャパシタ１４が接続され、該キャパシタ１４は充電時間調整用の抵抗器１５を介して電源に接続されており、これによりキャパシタ１４の充電電圧０Ｖの状態から上記基準電圧に昇圧されるまでの待機時間が例えば１５秒に設定されている。比較器１３は、キャパシタ１４の充電電圧が基準電圧未満であればＬＯＷ出力となり、基準電圧を超えるとＨＩＧＨ出力となる。
【００２９】
上記比較器１２の出力部はキャパシタ１４に接続されており、比較器１２がＬＯＷ出力中（すなわち、熱電対２からのアナログ信号電圧が正常電圧範囲のとき）はキャパシタ１４から出力部に電流を流し込むことによりキャパシタ１４が充電されないようになっており、比較器１２がＨＩＧＨ出力（すなわち、熱電対２からのアナログ信号電圧が異常な低電圧のとき）になるとキャパシタ１４への充電が開始され、その１５秒後に比較器１３がオンするようになっている。すなわち、熱電対２から出力されるアナログ信号が所定の閾値を超えた時点から１５秒後に比較器１３がオンされ、フェイルセーフ信号が出力されるようになっている。
【００３０】
一方、燃料電池の運転開始初期の暖気運転中にフェイルセーフ回路１１が作動することを阻止するため、キャパシタ１４はスイッチング素子１６を介してグラウンドに接続されており、該スイッチング素子１６のオフ時にのみキャパシタ１４への充電が可能となっている。マイコン３は、発電制御動作中を示す動作信号を出力する動作信号出力ポート（Ｄｒｉｖｅ）を備え、燃料電池モジュールの温度が発電するための正常温度範囲となり通常発電運転を開始すると上記動作信号をＨＩＧＨ出力とし、これによりスイッチング素子１６をオフさせてキャパシタ１４への充電が可能な状態とする。一方、燃料電池モジュールの温度が正常温度範囲外であるときは、動作信号をＬＯＷ出力として、スイッチング素子１６をオンさせてキャパシタ１４による待機時間のタイマーカウントを無効とするように回路構成されている。
【００３１】
比較器１３の出力は、２つのスイッチング素子からなるスイッチング回路１７に入力されており、比較器１３がＬＯＷ出力のときにスイッチング回路１７は出力部１８の電圧を０Ｖ（ＬＯＷ出力）とする一方、比較器１３がＨＩＧＨ出力のときにスイッチング回路１７は出力部１８の電圧を１５Ｖ（ＨＩＧＨ出力）とするように回路構成されている。この出力部１８の電圧がフェイルセーフ回路１１としての出力となり、上述したように各電気機器の駆動回路への電源供給のスイッチングに用いられる。
【００３２】
なお、出力部１８は、整流器１９及び低インピーダンスの抵抗器２０を介して比較器１３の正側入力端子に接続されており、これにより、一旦出力部１８がＨＩＧＨ出力となった後は比較器１３をオン状態でロックするインターロック回路が構成されている。かかるインターロック状態は電源オフにより解消することができる。
【００３３】
上記の通り構成されたフェイルセーフ回路１１では、正常な発電動作中は比較器１２がＬＯＷ出力状態となることによりキャパシタ１４の充電電圧を０Ｖに維持し、監視部１０のアナログ信号電圧が異常な低電圧（正常電圧範囲外）となった時点からキャパシタ１４への充電を開始することによってフェイルセーフ回路１１が作動するまでの作動時間を正確に計時している。したがって、マイコン３のＡ／Ｄ入力ポートのピン浮きチェックのために該ポートの電位を強制的にＬＯＷレベルに落とすと、これにより比較器１２がＨＩＧＨ出力状態となってキャパシタ１４に充電されてしまうことがあり、これにより、フェイルセーフ回路１１が不慮に作動してしまうおそれがある。
【００３４】
かかる問題を解消するため、本実施形態では、監視部１０とマイコン３のＡ／Ｄ入力ポートとをボルテージフォロワ８で分離し、該ボルテージフォロワ８の出力側にピン浮きチェック回路２１（正常動作確認回路）を設けることによって、該ピン浮きチェック回路２１の動作によって監視部１０のアナログ信号電圧が影響を受けないようにしている。
【００３５】
ピン浮きチェック回路２１は、マイコン３のチェック信号出力ポート（Ｃｈｅｃｋ）から出力されるパルス信号によってオン／オフされるスイッチング素子２２を備え、該スイッチング素子２２がオンされるとＡ／Ｄ入力ポートをグラウンドに短絡させて、これによりＡ／Ｄ入力ポートに強制的にＬＯＷ信号（確認信号）を出力する。一方、スイッチング素子２２のオフ時は、ボルテージフォロワ８の出力がＡ／Ｄ入力ポートに入力されるようになっている。チェック信号出力ポートから出力されるパルス信号は、比較的短い時間（例えば２０ミリ秒間）のＨＩＧＨ出力と比較的長い時間（例えば８０ミリ秒間）のＬＯＷ出力とを繰り返すものとすることができ、これにより所定時間間隔で周期的に確認信号をＡ／Ｄ入力ポートに出力可能である。
【００３６】
本実施形態のアナログ信号入力装置１によれば、燃料電池モジュールの温度を測定する熱電対２の検出信号を入力するＡ／Ｄ入力ポートを備えるマイコン３と、Ａ／Ｄ入力ポートと熱電対２との間の監視部１０から検出信号を入力するフェイルセーフ回路１１と、Ａ／Ｄ入力ポートの正常動作確認のために該Ａ／Ｄ入力ポートに所定の確認信号を出力するピン浮きチェック回路２１と、熱電対２からＡ／Ｄ入力ポートへの検出信号の伝達は許容するがＡ／Ｄ入力ポートから監視部１０への前記確認信号の伝達を制限するボルテージフォロワ８とを備える構成としたので、マイコン３のＡ／Ｄ入力ポートのピン浮きチェック回路２１を監視部１０に電圧変動の影響を与えないように設けることができ、ピン浮き発生時に迅速かつ確実に対処動作制御を行うことができて燃料電池モジュールを異常な高温状態に晒してしまうことを回避することができるとともに、万一の場合のフェイルセーフ回路１１のフェイルセーフの発動のための待機時間が上記確認信号によって変動してしまうことがなく、予め設定した時間継続してアナログ信号電圧が異常な値であるときにのみフェイルセーフを発動させることにより、外因ノイズその他の要因によって不慮にフェイルセーフが発動して発電運転動作が緊急停止してしまうことを回避できる。
【００３７】
マイコン３は、チェック信号出力ポートの出力をＬＯＷからＨＩＧＨに変更した後のＡ／Ｄ入力ポートからのアナログ信号電圧の変化状態を検証することによって、Ａ／Ｄ入力ポートのピン端子のピン浮きや、配線の断線等に起因してＡ／Ｄ入力ポートに熱電対２からのアナログ信号が正常に入力されているか否かを判定する。そして、異常判定がなされた場合には、適宜の報知手段によって異常報知を行うとともに、発電運転動作を停止させるように各機器を制御することができる。
【００３８】
本発明は上記実施形態に限定するものではなく、適宜設計変更可能である。例えば、フェイルセーフ回路１１による異常判定においてアナログ信号電圧の上限閾値を設定することもでき、所定の許容上限電圧（例えば１１００℃に対応するアナログ信号電圧）を超えてもフェイルセーフ回路１１が作動するように回路構成することもできる。また、アナログ信号電圧方向制限回路は、ボルテージフォロワに限定されるものではなく、増幅回路の構成であってもよく、また、前段に増幅器を設けるならば整流器と負荷抵抗とによって構成することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  アナログ信号入力回路
２  アナログ信号出力装置（熱電対）
３  制御部（マイコン）
７  増幅器
８  アナログ信号伝達方向制限回路（ボルテージフォロワ）
９  負荷抵抗
１０  監視部
１１  フェイルセーフ回路
２１  正常動作確認回路（ピン浮きチェック回路）
【図１】
2015118068.tif 000003