燃料電池移動体
【課題】燃料充填時における誤発進を防止する燃料電池移動体を提供する。
【解決手段】モータ４１と、燃料電池スタックと、水素タンク２１と、水素供給流路と、水素供給流路に設けられた遮断弁２２と、遮断弁２２を制御する制御手段と、モータ制御系５０と、停止判定手段と、水素充填ノズル１０１が接続される水素充填口２３と、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段と、を備える燃料電池車１であって、停止判定手段が停止状態であると判定した場合において、制御手段は、接続情報検出手段からの情報に基づいて、水素充填ノズル１０１が接続されていると判定したとき、遮断弁２２を閉じ、モータ制御系５０は、モータ４１の作動を禁止する。
【解決手段】モータ４１と、燃料電池スタックと、水素タンク２１と、水素供給流路と、水素供給流路に設けられた遮断弁２２と、遮断弁２２を制御する制御手段と、モータ制御系５０と、停止判定手段と、水素充填ノズル１０１が接続される水素充填口２３と、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段と、を備える燃料電池車１であって、停止判定手段が停止状態であると判定した場合において、制御手段は、接続情報検出手段からの情報に基づいて、水素充填ノズル１０１が接続されていると判定したとき、遮断弁２２を閉じ、モータ制御系５０は、モータ４１の作動を禁止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素（燃料）と、酸素を含む空気（酸化剤）とが供給されることで発電する燃料電池の開発が急速に進められ、例えば、燃料電池車（燃料電池移動体）の電力源として期待されている。このような燃料電池車は、水素が封入される水素タンクを備え、消費によって水素タンクの残量が減少した場合、水素ステーションで水素を充填する。
【０００３】
ところが、水素の充電中に、運転者が燃料電池車を誤って発進させてしまうと、燃料電池車の水素充填口周りや、水素充填口に接続される水素充填ノズル、水素充填ノズルに接続されているホース等が、損傷・破損する虞がある。
【０００４】
そこで、水素充填ノズルが接続された前記ホースの途中に、ブレークアウェイカプラーを設ける技術が考えられる（非特許文献１参照）。すなわち、水素充填中の燃料電池車が、水素充填ノズルが接続されたまま、誤って発進し、前記ホースに所定張力が発生した場合、ブレークアウェイカプラーをブレイク（分離）させるという技術である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ブレークアウェイカプラー、ストラトフレックス社クイックディスコネクタ、［online］、［平成２０年１２月１６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://public.sakura-rubber.co.jp/a/2/2-14.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記したブレークアウェイカプラーの技術によっても、燃料電池車が誤って発進した場合、例えば、燃料電池車の水素充填口と水素ステーションの水素充填ノズルとの接続部分に大きな力が作用し、水素充填口等が損傷・破損等する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、燃料充填時における誤発進を防止する燃料電池移動体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、電力によって移動するための駆動力を発生するモータと、燃料及び酸化剤が供給されることで発電し、前記モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池に供給される燃料が封入される燃料タンクと、前記燃料タンクから前記燃料電池に供給される燃料が通流する燃料供給流路と、前記燃料供給流路に設けられた遮断弁と、前記遮断弁を制御する制御手段と、前記モータへの電力を制御することで、当該モータを制御するモータ制御手段と、停止状態であるか否か判定する停止判定手段と、外部の燃料ステーションから前記燃料タンクに燃料を充填する場合、前記燃料ステーションの燃料充填ノズルが接続される燃料充填口と、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段と、を備える燃料電池移動体であって、前記停止判定手段が停止状態であると判定した場合において、前記制御手段は、前記接続情報検出手段からの情報に基づいて、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されていると判定したとき、前記遮断弁を閉じ、前記モータ制御手段は、前記モータの作動を禁止することを特徴とする燃料電池移動体である。
【０００９】
このような燃料電池移動体によれば、停止判定手段が停止状態であると判定した場合において、制御手段が、接続情報検出手段からの情報に基づいて、燃料充填口に燃料充填ノズルが接続されていると判定したとき、遮断弁を閉じ、モータ制御手段がモータの作動を禁止する。
【００１０】
このように、モータ制御手段がモータの作動を禁止するので、燃料電池移動体が、燃料充填口に燃料充填ノズルが接続されたまま誤発進することはない。これにより、燃料充填ノズルと燃料充填口等が損傷・破損することもない。
また、制御手段が遮断弁を閉じることにより、その後の燃料電池への燃料の供給は停止される。これにより、その後、燃料電池は、発電不能となり、モータに電力供給できない。したがって、仮に、モータ制御手段が誤作動し、燃料電池からモータに電力供給しようとしても、モータに電力供給されることはない。
【００１１】
また、前記燃料電池移動体において、前記接続情報検出手段は、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサ、前記燃料タンクの温度を検出する温度センサ、前記燃料充填口の燃料リッドの開閉状態を検出する燃料リッドセンサ、の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１２】
このような燃料電池移動体によれば、圧力センサが検出する燃料タンク内の圧力、温度センサが検出する燃料タンクの温度、燃料リッドセンサが検出する燃料リッドの開閉状態、の少なくとも１つが、燃料充填ノズルが接続されているか否かに関する情報として、制御手段に入力される。そして、制御手段は、これに基づいて、燃料充填ノズルが接続されているか否かを判定できる。
【００１３】
すなわち、圧力センサを備え、燃料タンク内の圧力が制御手段に入力される場合、制御手段は、燃料タンクの圧力が上昇していれば、現在、燃料の充填中であるため圧力が上昇していると判断し、そして、現在、燃料充填ノズルが接続されていると判定できる。
また、温度センサを備え、燃料タンクの温度が制御手段に入力される場合、制御手段は、燃料タンクの温度が上昇していれば、現在、燃料の充填中であるため温度が上昇していると判断し、そして、現在、燃料充填ノズルが接続されていると判定できる。
さらに、燃料リッドセンサを備え、燃料リッドの開閉状態が制御手段に入力される場合、制御手段は、現在、燃料リッドが開状態であると判断すれば、現在、燃料充填ノズルが接続されていると判定できる。
【００１４】
また、前記燃料電池移動体において、前記接続情報検出手段は、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサを含み、前記制御手段は、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサから入力される検出値の所定時間における変化レートが、所定変化レート以上である場合、前記燃料充填口に前記燃料充填用ノズルが接続されていると判定することを特徴とする。
【００１５】
このような燃料電池移動体によれば、制御手段は、所定時間における燃料タンク内の圧力変化レート（圧力変化割合）が、所定圧力変化レート（所定圧力変化割合）以上である場合、燃料充填口に燃料充填用ノズルが接続されていると判定できる。
また、制御手段は、所定時間における燃料タンク内の温度変化レート（温度変化割合）が、所定温度変化レート（所定温度変化割合）以上である場合、燃料充填口に燃料充填用ノズルが接続されていると判定できる。
【００１６】
また、前記燃料電池移動体において、前記制御手段は、前記所定時間が異なる複数の前記所定変化レートを有し、当該複数の所定変化レートと、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサから入力される検出値の前記所定時間に対応する検出値の変化レートと、に基づいて、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されているか否か判定することを特徴とする。
【００１７】
このような燃料電池移動体によれば、制御手段は、異なる所定時間における複数の所定変化レート（後記する実施形態では、第１〜第３圧力レート、第１〜第３温度レート）と、異なる所定時間に対応した現在の変化レート（後記する実施形態では、圧力レート、温度レート）と、に基づいて、燃料充填口に燃料充填ノズルが接続されているか否か判定できる。
【００１８】
すなわち、例えば、前記所定時間が短い場合において、燃料タンクの圧力が急上昇する場合、圧力センサによる検出誤差が大きくなるので、誤判定する虞があるが、検出誤差を考慮したうえで複数の所定変化レートを設定し、さらに、複数の異なる所定時間を設定するので、誤判定を防止しつつ、速やかに判定できる。
【００１９】
また、前記燃料電池移動体において、前記接続情報検出手段は、燃料の充填時、前記水素ステーションと前記燃料タンクに関するタンク情報を通信するために接続される通信コネクタの接続状態を検出する通信コネクタ接続状態検出手段を含み、前記制御手段は、前記通信コネクタ接続状態検出手段からの接続状態に基づいて、前記通信コネクタが接続されていると判定したとき、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されていると判定することを特徴とする。
【００２０】
このような燃料電池移動体によれば、制御手段は、通信コネクタの接続状態を用いて、燃料充填口に燃料充填ノズルが接続されていると判定できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、燃料充填時における誤発進を防止する燃料電池移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池車の構成を示す平面図である。
【図２】第１実施形態に係る燃料電池車の動作を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る燃料電池車の構成を示す平面図である。
【図４】正常充填時における水素タンク内の圧力、温度の変化を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係る判定に要する時間と、判定基準となる圧力レートとの関係を示すマップである。
【図６】第２実施形態に係る燃料電池車の動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係る燃料電池車の構成を示す平面図である。
【図８】第３実施形態に係る燃料電池車の動作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】
【００２３】
≪第１実施形態≫
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。
【００２４】
≪燃料電池車の構成≫
図１に示す第１実施形態に係る燃料電池車１（燃料電池移動体）は、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０のアノードに対して水素（燃料ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス）を給排するカソード系と、電力によって走行（移動）するための駆動力を発生するモータ４１と、燃料電池スタック１０の発電を制御すると共に、モータ４１への電力を制御することでモータ４１を制御するモータ制御系５０（モータ制御手段）と、ＩＧ６１等と、これらを電子制御するＥＣＵ７０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
【００２５】
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セルが積層して構成されたスタックであり、複数の単セルは直列で接続されている。単セルは、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟む２枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソード（電極）とを備えている。
【００２６】
アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体と、これに担持され、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）と、を含んでいる。
各セパレータには、各ＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全単セルに水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路１１（燃料ガス流路）、カソード流路１２（酸化剤ガス流路）として機能している。
【００２７】
そして、アノード流路１１を介して各アノードに水素が供給されると、式（１）の電極反応が起こり、カソード流路１２を介して各カソードに空気が供給されると、式（２）の電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック１０とモータ４１（外部負荷）とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。
２Ｈ２→４Ｈ＋＋４ｅ− …（１）
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ …（２）
【００２８】
＜アノード系＞
アノード系は、内部に水素が封入された水素タンク２１（燃料タンク）と、常閉型の遮断弁２２と、水素充填口２３（燃料充填口）と、逆止弁２４と、燃料リッド２５（フューエルリッド）と、燃料リッドオープナ２６と、燃料リッドセンサ２７（接続情報検出手段）と、を備えている。
【００２９】
水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａを介して、アノード流路１１の入口に接続されている。そして、遮断弁２２がＥＣＵ７０からの開指令によって開かれると、水素が、水素タンク２１から遮断弁２２等を通って、アノード流路１１に供給されるようになっている。
すなわち、水素タンク２１からアノード流路１１に供給される水素が通流する水素供給流路（燃料供給流路）は、配管２１ａと配管２２ａとを備えて構成され、この水素供給流路に遮断弁２２が設けられている。
なお、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＮ信号を検知すると、燃料電池スタック１０を発電するべくアノード流路１１に水素を供給するため、遮断弁２２を開く設定となっている。
【００３０】
アノード流路１１の出口には配管２２ｂが接続されており、アノード流路１１から排出されたアノードオフガスは、配管２２ｂを通って車外に排出されるようになっている。
【００３１】
水素充填口２３は、水素タンク２１への水素充填時に、外部の水素ステーション１００（燃料ステーション）の水素充填ノズル１０１（燃料充填ノズル）が接続される部分であり、車両側部に設けられている。そして、水素充填口２３は、配管２３ａ、逆止弁２４、配管２４ａを介して水素タンク２１に接続されており、水素充填時に水素が所定の供給圧で供給されると、逆止弁２４が開き、水素が水素タンク２１に充填されるようになっている。
【００３２】
なお、前記した遮断弁２２及び逆止弁２４は、水素タンク２１の一端側のネック部に螺合された金属製の被螺合部２１ｂ内に内蔵されており、水素タンク２１と一体に構成されている。また、水素ステーション１００は、前記した水素充填ノズル１０１と、水素充填ノズル１０１にホース１０１ａを介して接続された水素タンク１０２と、を備えている。
【００３３】
燃料リッド２５は、通常時（非水素充填時）に水素充填口２３を覆い、水素充填時に開かれる回動蓋であり、車両側部に設けられている。燃料リッド２５は、通常時、燃料リッドオープナ２６によって閉状態でロックされ、一方、水素充填時にＥＣＵ７０からの開指令を受けた燃料リッドオープナ２６がロックを解除すると、開方向に回動し、開状態となるように構成されている。
なお、燃料リッドオープナ２６への開指令の伝達方式は、このような電気的方式に限らず、燃料リッドオープナ２６と運転席下の開放レバーとがワイヤケーブルによって機械的に接続された機械的な伝達方式でもよい。
【００３４】
燃料リッドセンサ２７は、燃料リッド２５の開閉状態を検出するセンサであり、燃料リッド２５の近傍に設けられている。そして、燃料リッドセンサ２７は、燃料リッド２５の開閉状態に対応した信号を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００３５】
＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ３１（酸化剤ガス供給手段）を備えている。
コンプレッサ３１は、配管３１ａを介して、カソード流路１２の入口に接続されている。そして、コンプレッサ３１は、ＥＣＵ７０の指令に従って作動すると、酸素を含む空気を取り込み、配管３１ａを介して、カソード流路１２に供給するようになっている。
カソード流路１２の出口には配管３１ｂが接続されており、カソード流路１２から排出されたカソードオフガスは、配管３１ｂを通って車外に排出されるようになっている。
【００３６】
＜モータ＞
モータ４１は、燃料電池スタック１０及び／又は後記するバッテリ５３からの電力によって走行するための駆動力を発生するものであり、ボンネット内のモータ室に配置されている。
【００３７】
＜モータ制御系＞
モータ制御系５０は、ＰＤＵ５１（Power Drive Unit）と、ＶＣＵ５２（Voltage Control Unit、電力制御装置）と、バッテリ５３とを備えている。そして、ＰＤＵ５１はＶＣＵ５２を介して燃料電池スタック１０の出力端子に接続されており、バッテリ５３はＶＣＵ５２に接続されている。
【００３８】
ＰＤＵ５１は、ＥＣＵ７０の指令に従って、ＶＣＵ５２からの直流電流を三相交流電流に変換し、モータ４１に供給するインバータである。したがって、ＰＤＵ５１がモータ４１への三相交流電流を０にすれば、つまり、モータ４１への電力供給を停止すれば、モータ４１は停止し、燃料電池車１は停止する。
【００３９】
ＶＣＵ５２は、ＥＣＵ７０からの指令に従って、燃料電池スタック１０の発電電力（出力電流、出力電圧）を制御すると共に、バッテリ５３の充放電を制御する機器であり、ＤＣ／ＤＣチョッパ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電子回路を備えている。そして、ＶＣＵ５２は、燃料電池スタック１０及び／又はバッテリ５３からの直流電流を、ＰＤＵ５１に供給するようになっている。
すなわち、ＶＣＵ５２は、燃料電池スタック１０の発電を停止すると共に、バッテリ５３の放電を停止し、ＰＤＵ５１への電力供給を停止することも可能である。
【００４０】
バッテリ５３は、例えば、複数のリチウムイオン型の二次電池を備えて構成されており、燃料電池スタック１０の過剰電力、モータ４１からの回生電力を充電したり、燃料電池スタック１０の不足電力をアシスト（補助）するものである。
【００４１】
＜ＩＧ等＞
ＩＧ６１は、燃料電池車１の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、ＩＧ６１はＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０はＩＧ６１のＯＮ／ＯＦＦ信号を検知するようになっている。
【００４２】
車速センサ６２は、燃料電池車１の車速を検出するセンサである。そして、車速センサ６２は、検出した車速をＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００４３】
ブレーキ装置６３は、燃料電池車１を制動する装置であり、ブレーキペダルや、パーキングブレーキを備えて構成されている。そして、ブレーキ装置６３は、燃料電池車１を制動しているか否かに関する信号（ブレーキペダルのＯＮ信号等）を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００４４】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ７０（制御手段）は、燃料電池車１を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。
【００４５】
＜ＥＣＵ−遮断弁制御機能＞
ＥＣＵ７０は、遮断弁２２を開閉制御する機能を備えている。
なお、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＮ信号を検知する場合、後記するように水素充填ノズル１０１が接続されていると判定するときを除き、遮断弁２２に開指令を継続して出力するように設定されている。
【００４６】
＜ＥＣＵ−停止判定機能＞
ＥＣＵ７０（停止判定手段）は、車速センサ６２とブレーキ装置６３からの信号に基づいて、燃料電池車１が現在停止しているか否か判定する機能を備えている。
例えば、車速が０であって、ブレーキ装置６３から制動中であることを示す信号が所定時間継続して入力された場合、ＥＣＵ７０は、燃料電池車１が現在停止していると判定するように設定されている。
【００４７】
＜ＥＣＵ−充填ノズル接続状態判定機能＞
ＥＣＵ７０は、燃料リッドオープナ２６への開指令の有無、及び／又は、燃料リッドセンサ２７から入力される燃料リッド２５の開閉状態に対応した信号に基づいて、燃料リッド２５の開閉状態を判定する機能を備えている。そして、ＥＣＵ７０は、燃料リッド２５の開閉状態に基づいて、水素充填ノズル１０１が水素充填口２３に接続されているか否か判定する機能を備えている。
すなわち、第１実施形態において、水素充填ノズル１０１が水素充填口２３に接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段は、燃料リッドオープナ２６に開指令を出力したことをフラグ等によって一時的に記憶するＥＣＵ７０と、燃料リッドセンサ２７と、を備えて構成されている。
【００４８】
≪燃料電池車の動作≫
次に、図２のフローチャートを参照して、燃料電池車１の動作を、ＥＣＵ７０に設定されたプログラムの流れと共に説明する。
なお、初期状態において、ＩＧ６１はＯＮ状態であり、燃料電池スタック１０は発電している。
【００４９】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２に開指令が出力されているか否か判定する。なお、ＩＧ６１はＯＮ状態であるので、ＥＣＵ７０から遮断弁２２に開指令が出力されている。
【００５０】
遮断弁２２に開指令が出力されていると判定した場合（Ｓ１０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ１０２に進む。一方、遮断弁２２に開指令が出力されていないと判定した場合（Ｓ１０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０１の判定を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７０は、燃料電池車１が停止しているか否か判定する。
燃料電池車１は停止していると判定した場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０３に進む。一方、燃料電池車１は停止していないと判定した場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンを通ってスタートに戻る。
【００５２】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７０は、燃料リッドオープナ２６に開指令を出力したか否か判定する。
燃料リッドオープナ２６に開指令を出力したと判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０は、現在、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されており、水素の充填中であると判断し、その処理はステップＳ１０４に進む。
一方、燃料リッドオープナ２６に開指令を出力していないと判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。
【００５３】
この他、ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７０は、燃料リッドセンサ２７からの信号に基づいて、燃料リッド２５が開状態であるか否か判定し、燃料リッド２５が開状態であると判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む構成としてもよい。一方、燃料リッド２５が閉状態であると判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、リターンに進む構成とすればよい。
また、燃料リッドオープナ２６の開指令に基づく判定と、燃料リッド２５が開状態であるか否かに係る判定とを重複して実行し、誤判定を防止してもよい。
【００５４】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２に閉指令を出力し、遮断弁２２を閉じる。これにより、アノード流路１１への水素の供給は停止され、燃料電池スタック１０は水素不足となり、最終的に発電不能となる。これに並行して、ＥＣＵ７０はコンプレッサ３１も停止し、カソード流路１２への空気の供給も停止することが好ましい。
【００５５】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ７０は、その後にアクセル（図示しない）が踏み込まれたとしても、モータ４１への電力供給を禁止し、つまり、モータ４１の作動を禁止し、モータ４１を継続して停止させる。
具体的には、ＥＣＵ７０は、ＰＤＵ５１を停止し、モータ４１への電力供給を停止する。また、ＥＣＵ７０は、ＶＣＵ５２を制御し、残留水素及び空気による燃料電池スタック１０の発電と、バッテリ５３の放電を停止し、ＰＤＵ５１への電力供給を停止する。
【００５６】
その後、ＥＣＵ７０の処理は、エンドに進む。
なお、このようにエンドに進む場合、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１がＯＮ状態であるにも関わらず、遮断弁２２を閉じたこと等を運転者に知らせるため、報知ランプ（図示しない）を点灯させ、ＩＧ６１のＯＦＦを要求することが好ましい。そして、水素充填が完了し、水素充填ノズル１０１が水素充填口２３から取り外されたことを検知した場合において、ＩＧ６１がＯＮされたとき、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２を開き、コンプレッサ３１を作動させ、燃料電池スタック１０を再び発電させることが好ましい。
【００５７】
≪燃料電池車の効果≫
このような燃料電池車１によれば次の効果を得る。
ＩＧ６１がＯＮ状態のまま、燃料電池車１が停止している場合において（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、水素充填ノズル１０１の接続中であると判断したとき（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、モータ４１への電力供給を禁止し、モータ４１の作動を禁止するので（Ｓ１０５）、その後に誤ってアクセルが踏み込まれたとしても、燃料電池車１が誤って発進することはない。すなわち、燃料電池車１が、水素充填ノズル１０１が接続されたまま、誤発進することはなく、水素充填口２３、燃料リッド２５、水素充填ノズル１０１、ホース１０１ａ等が誤発進によって損傷・破損することはない。
【００５８】
また、水素充填ノズル１０１の接続中であると判断したとき（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、遮断弁２２を閉じ、燃料電池スタック１０への水素供給を停止するので（Ｓ１０４）、燃料電池スタック１０を発電不能とし、燃料電池スタック１０からモータ４１への電力供給を停止できる。これにより、モータ４１が、燃料電池スタック１０からの電力で駆動することはなく、燃料電池車１を停止させることができる。
【００５９】
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、これに限定されず、例えば次のように変形したり、後記する実施形態と適宜組み合わせることができる。
前記した第１実施形態では、燃料電池移動体が燃料電池車１（四輪車）である構成を例示したが、その他に例えば、自動二輪車、列車、船舶でもよい。
【００６０】
前記した第１実施形態に係る遮断弁２２の他に、例えば、配管２２ａに二次遮断弁（図示しない）が設けられた構成であれば、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２と共に、または遮断弁２２に代えて、前記二次遮断弁（図示しない）を閉じる構成としてもよい。
【００６１】
前記した第１実施形態では、燃料リッドオープナ２６への開指令の有無、及び／又は、燃料リッド２５の開閉状態に対応した信号に基づいて、燃料リッド２５の開閉状態、水素充填ノズル１０１の接続状態を判定する構成としたが、その他に例えば、水素充填ノズル１０１が接続された場合に接続信号を出力するセンサを、水素充填口２３に設け、ＥＣＵ７０かこの接続信号に基づいて、水素充填ノズル１０１が接続されているか否か判定する構成としてもよい。
【００６２】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について、図３〜図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。
【００６３】
≪燃料電池車の構成≫
図３に示すように、第２実施形態に係る燃料電池車２は、圧力センサ２８と、温度センサ２９と、を備えている。
圧力センサ２８は、水素タンク２１内の圧力を検出するセンサであり、水素タンク２１内に配置されている。そして、圧力センサ２８は、検出した水素タンク２１の圧力を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００６４】
温度センサ２９は、水素タンク２１の温度を検出するセンサであり、水素タンク２１内に配置されている。そして、温度センサ２９は、検出した水素タンク２１の温度を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
なお、圧力センサ２８及び温度センサ２９の位置は、適宜変更してよい。
【００６５】
＜ＥＣＵ−充填ノズル接続状態判定機能＞
第２実施形態に係るＥＣＵ７０は、水素タンク２１の圧力及び／又は温度（検出値）に基づいて、水素の充填中であるか否か、水素充填ノズル１０１の接続中であるか否か、を判定する機能を備えている。すなわち、第２実施形態において、水素充填ノズル１０１が接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段は、圧力センサ２８と、温度センサ２９と、を備えて構成されている。
【００６６】
ここで、図４を参照して、水素タンク２１に定格圧力まで水素を充填する正常水素充填時における水素タンク２１の圧力及び温度の経時変化について説明する。
【００６７】
水素タンク２１の圧力は、第２実施形態では、図４に示すように、水素充填開始後、急上昇した後、緩やかに上昇しながら定格圧力に近づくという特性を有している。
そして、水素充填開始時を起点とし、複数の所定時間として徐々に長くなる第１時間（例えば１０秒）、第２時間（例えば３０秒）、第３時間（例えば６０秒）を設定した場合、第１時間における圧力変化割合である第１圧力レート（Ｐａ／ｓ、所定変化レート）、第２時間における第２圧力レート、第３時間における第３圧力レートは、「第１圧力レート＞第２圧力レート＞第３圧力レート」の関係を有している。
【００６８】
そこで、第２実施形態に係るＥＣＵ７０は、予め設定・求められた第１〜第３時間（例えば１０ｓ、３０ｓ、６０ｓ）及びこれに対応する第１〜第３圧力レート（Ｐａ／ｓ）と、第１〜第３時間に対応する現在の圧力レート（Ｐａ／ｓ）とに基づいて、現在の圧力レートが第１〜第３圧力レート以上である場合、現在、水素充填中であると判断し、現在、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判定する機能を備えている（図５参照）。
【００６９】
すなわち、図５に示すように、水素充填中であるか否かを判定するために要する判定時間が長くなるに伴って、判定基準となる圧力レートは徐々に小さくなるという傾向を有している。また、判定基準となる第１〜第３圧力レート及び後記する第１〜第３温度レートは、誤判定を防止するため、やや大きく設定される。
なお、第１〜第３時間に対応する現在の圧力レートは、圧力センサ２８から入力される圧力に基づいて算出される。
【００７０】
一方、水素タンク２１の温度は、図４に示すように、第２実施形態では、第１時間の経過後、圧力上昇にやや遅れて急上昇した後、緩やかに上昇するという特性を有している。なお、水素タンク２１の温度は、充填時に水素が圧縮されるため上昇する。
そして、第１時間における温度変化割合である第１温度レート（℃／ｓ、所定変化レート）、第２時間における第２温度レート、第３時間における第３温度レートは、「第２温度レート＞第１温度レート＞第３温度レート」の関係を有している。
【００７１】
そこで、第２実施形態に係るＥＣＵ７０は、予め設定・求められた第１〜第３時間及びこれに対応する第１〜第３温度レート（℃／ｓ）と、第１〜第３時間に対応する現在の温度レート（℃／ｓ）とに基づいて、現在の温度レートが第１〜第３温度レート以上である場合、現在、水素充填中であると判断し、現在、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判定する機能を備えている。
なお、第１〜第３時間に対応する現在の温度レートは、温度センサ２９から入力される温度に基づいて算出される。
【００７２】
≪燃料電池車の動作≫
次に、図６のフローチャートを参照して、燃料電池車２の動作について説明する。
なお、図６のフローチャートに係る各処理は、第１時間（例えば１０秒）経過毎に繰り返すように設定されている。つまり、後記するステップＳ２０１において、第１時間経過毎に、水素タンク２１の圧力（温度）を検出する。また、ここでは、水素タンク２１の圧力に基づいて、水素充填ノズル１０１が接続されているか否か判定する場合を例示する。
【００７３】
第２実施形態では、ステップＳ１０２の判定結果がＹｅｓである場合、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ２０１に進む。
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ７０は、圧力センサ２８を介して、水素タンク２１内の圧力を検出し、ＲＡＭ等に一時的に記憶する。
【００７４】
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ７０は、直前の第１時間における圧力レートが、第１圧力レート以上であるか否か判定する。
なお、直前の第１時間における圧力レートは、今回ステップＳ２０１で検出された圧力と、前回ステップＳ２０１で検出された圧力との差を、第１時間で除すことで算出される。
【００７５】
直前の第１時間における圧力レートが第１圧力レート以上であると判定した場合（Ｓ２０２・Ｙｅｓ）、現在、水素充填中であり、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判断し、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０４に進む。
一方、直前の第１時間における圧力レートが第１圧力レート以上でないと判定した場合（Ｓ２０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０３に進む。
【００７６】
ステップＳ２０３において、ＥＣＵ７０は、直前の第２時間における圧力レートが、第２圧力レート以上であるか否か判定する。
なお、第２時間が３０秒であり、第１時間が１０秒である場合、直前の第２時間における圧力レートは、今回ステップＳ２０１で検出された圧力と、３回前にステップＳ２０１で検出された圧力との差を、第２時間で除すことで算出される。
【００７７】
直前の第２時間における圧力レートが第２圧力レート以上であると判定した場合（Ｓ２０３・Ｙｅｓ）、現在、水素充填中であり、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判断し、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０４に進む。
一方、直前の第２時間における圧力レートが第２圧力レート以上でないと判定した場合（Ｓ２０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０４に進む。
【００７８】
ステップＳ２０４において、ＥＣＵ７０は、直前の第３時間における圧力レートが、第３圧力レート以上であるか否か判定する。
なお、第３時間が６０秒であり、第１時間が１０秒である場合、直前の第３時間における圧力レートは、今回ステップＳ２０１で検出された圧力と、６回前にステップＳ２０１で検出された圧力との差を、第３時間で除すことで算出される。
【００７９】
直前の第３時間における圧力レートが第３圧力レート以上であると判定した場合（Ｓ２０４・Ｙｅｓ）、現在、水素充填中であり、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判断し、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０４に進む。
一方、直前の第３時間における圧力レートが第３圧力レート以上でないと判定した場合（Ｓ２０４・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。
【００８０】
≪燃料電池車の効果≫
このような燃料電池車２によれば次の効果を得る。
直前の第１〜第３時間における圧力レートと、第１〜第３圧力レートとに基づいて、現在、水素充填中であるか否か、水素充填ノズル１０１が接続されているか否か判定できる。
【００８１】
また、第１〜第３時間を異なる時間に設定し、しかも、誤判定を防止するために判定基準となる第１〜第３圧力レートをやや大きく設定し、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４において、第１〜第３時間のそれぞれについて判定するので、現在、水素充填中であり、水素充填ノズル１０１が接続されているか否か、速やかに判定できる。そして、この判定に基づいて、燃料電池車１の誤発進を適切に防止できる。
【００８２】
前記した第２実施形態では、直前の第１〜第３時間における圧力レートと、予め設定された第１〜第３圧力レートとに基づいて判定する構成としたが、ステップＳ２０１において水素タンク２１の温度を検出・記憶し、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４において直前の第１〜第３時間における温度レートと、予め設定された第１〜第３温度レートとに基づいて、判定する構成としてもよい。
また、圧力に基づく判定と、温度に基づく判定とを重複して実行し、誤判定を防止するようにしてもよい。
【００８３】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の第３実施形態について、図７〜図８を参照して説明する。なお、第１〜第２実施形態と異なる部分を主に説明する。
【００８４】
≪燃料電池車の構成≫
図７に示す第３実施形態に係る燃料電池車３は、水素充填時、水素ステーション１００とコミュニケーション（通信）しながら水素を充填する、つまり、水素ステーション１００とコミュニケーション充填するものである。
【００８５】
ここで、コミュニケーション充填とは、特開２００３−２６９６９３号公報に記載されるように、水素充填時、燃料電池車３のＥＣＵ７０が、水素ステーション１００の制御装置１０４に、水素タンク２１に関するタンク情報を送信し、制御装置１０４が受信したタンク情報に基づいて、水素充填を制御するものである。
【００８６】
タンク情報としては、例えば、水素タンク２１の材質（アルミニウム合金製、樹脂製等）、水素タンク２１の使用期限、水素の充填回数、残留する水素量（水素タンク２１の圧力）が挙げられる。
そして、例えば、制御装置１０４は、水素タンク２１がアルミニウム合金製であることを受信した場合、充填に伴い水素タンク２１で発生する熱は、樹脂製である場合と比較して速やかに放熱されると判断し、樹脂製である場合に対して、水素の充填速度を高めるように、ホース１０１ａに設けられた流量制御弁１０５を制御する。
【００８７】
このようなコミュニケーション充填する燃料電池車３は、インターフェイス８１と、接続センサ８２と、を備えている。
【００８８】
インターフェイス８１は、水素充填時に水素ステーション１００の通信コネクタ１０３が接続される部分であり、水素充填口２３の近傍に設けられている。そして、燃料リッド２５は通信コネクタリッドとしても機能し、燃料リッドオープナ２６は通信コネクタリッドオープナとしても機能し、燃料リッドセンサ２７は通信コネクタリッド（燃料リッド２５）の開閉状態を検出する通信コネクタリッドセンサとしても機能している。
【００８９】
そして、ＥＣＵ７０は、インターフェイス８１に通信コネクタ１０３が接続された場合、水素タンク２１に関し、ＲＡＭ等に記憶されているタンク情報を、インターフェイス８１及び通信コネクタ１０３を介して、制御装置１０４に送信するようになっている。
【００９０】
接続センサ８２は、インターフェイス８１と通信コネクタ１０３との接続状態を検出するセンサであり、インターフェイス８１の近傍に配置されている。そして、接続センサ８２は、インターフェイス８１と通信コネクタ１０３との接続状態に関する信号を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００９１】
そして、第３実施形態に係るＥＣＵ７０は、通信コネクタリッドオープナ（燃料リッドオープナ２６）への開指令の有無、通信コネクタリッドセンサ（燃料リッドセンサ２７）から入力される通信コネクタリッド（燃料リッド２５）の開閉状態に対応した信号、接続センサ８２から入力される通信コネクタ１０３との接続状態に関する信号、の少なくとも１つに基づいて、インターフェイス８１への通信コネクタ１０３の接続状態を判定する機能を備えている。
【００９２】
すなわち、第３実施形態において、水素充填ノズル１０１の接続状態に関する情報を検出する接続情報検出手段であって、通信コネクタ１０３の接続状態に関する情報を検出する通信コネクタ接続状態検出手段は、通信コネクタリッドオープナ（燃料リッドオープナ２６）に開指令を出力したことをフラグ等によって一時的に記憶するＥＣＵ７０と、通信コネクタリッドセンサ（燃料リッドセンサ２７）と、接続センサ８２と、を備えて構成されている。
【００９３】
また、ＥＣＵ７０は、通信コネクタ１０３の接続状態に基づいて、水素充填ノズル１０１が水素充填口２３に接続されているか否か判定する機能を備えている。
【００９４】
≪燃料電池車の動作≫
第３実施形態では、ステップＳ１０２の判定結果がＹｅｓである場合、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ３０１に進む。
ステップＳ３０１において、ＥＣＵ７０は、通信コネクタリッドオープナ（燃料リッドオープナ２６）に開指令を出力したか否か判定する。
通信コネクタリッドオープナに開指令を出力したと判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０は、現在、通信コネクタ１０３がインターフェイス８１に接続されていると共に、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判断し、その処理はステップＳ１０４に進む。
一方、通信コネクタリッドオープナに開指令を出力していないと判定した場合（Ｓ３０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。
【００９５】
この他、ステップＳ３０１において、ＥＣＵ７０は、通信コネクタリッドセンサ（燃料リッドセンサ２７）からの信号に基づいて、通信コネクタリッド（燃料リッド２５）が開状態であるか否か判定し、通信コネクタリッドが開状態であると判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む構成としてもよい。
また、接続センサ８２からの信号に基づいて、通信コネクタ１０３がインターフェイス８１に接続されていると判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む構成としてもよい。
さらに、これら３つの判定を重複して実行し、誤判定を防止してもよい。
【００９６】
≪燃料電池車の効果≫
このような燃料電池車３によれば、次の効果を得る。
通信コネクタリッドオープナへの開指令の有無、通信コネクタリッドの開閉状態に対応した信号、通信コネクタ１０３との接続状態に関する信号、の少なくとも１つに基づいて、インターフェイス８１と通信コネクタ１０３との接続状態を判定し、水素充填ノズル１０１の接続状態を判定できる。そして、この判定に基づいて、燃料電池車１の誤発進を適切に防止できる。
【００９７】
前記した第３実施形態では、インターフェイス８１が水素充填口２３の近傍に配置され、燃料リッド２５が通信コネクタリッドの機能を備える構成を例示したが、インターフェイス８１と水素充填口２３とが離れて配置され、通信コネクタリッドと燃料リッド２５とを別々に備える構成でもよい。そして、この構成の場合、通信コネクタリッド用の通信コネクタリッドオープナをさらに設ければよい。
【符号の説明】
【００９８】
１、２、３ 燃料電池車（燃料電池移動体）
１０ 燃料電池スタック（燃料電池）
２１ 水素タンク（燃料タンク）
２１ａ、２２ａ 配管（燃料供給流路）
２２ 遮断弁
２３ 水素充填口（燃料充填口）
２５ 燃料リッド
２７ 燃料リッドセンサ（接続情報検出手段、通信コネクタ接続状態検出手段）
２８ 圧力センサ（接続情報検出手段）
２９ 温度センサ（接続情報検出手段）
４１ モータ
５０ モータ制御系（モータ制御手段）
７０ ＥＣＵ（制御手段、停止判定手段、接続情報検出手段、通信コネクタ接続状態検出手段）
８１ インターフェイス
８２ 接続センサ（通信コネクタ接続状態検出手段）
１００ 水素ステーション（燃料ステーション）
１０１ 水素充填ノズル（燃料充填ノズル）
１０３ 通信コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素（燃料）と、酸素を含む空気（酸化剤）とが供給されることで発電する燃料電池の開発が急速に進められ、例えば、燃料電池車（燃料電池移動体）の電力源として期待されている。このような燃料電池車は、水素が封入される水素タンクを備え、消費によって水素タンクの残量が減少した場合、水素ステーションで水素を充填する。
【０００３】
ところが、水素の充電中に、運転者が燃料電池車を誤って発進させてしまうと、燃料電池車の水素充填口周りや、水素充填口に接続される水素充填ノズル、水素充填ノズルに接続されているホース等が、損傷・破損する虞がある。
【０００４】
そこで、水素充填ノズルが接続された前記ホースの途中に、ブレークアウェイカプラーを設ける技術が考えられる（非特許文献１参照）。すなわち、水素充填中の燃料電池車が、水素充填ノズルが接続されたまま、誤って発進し、前記ホースに所定張力が発生した場合、ブレークアウェイカプラーをブレイク（分離）させるという技術である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ブレークアウェイカプラー、ストラトフレックス社クイックディスコネクタ、［online］、［平成２０年１２月１６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://public.sakura-rubber.co.jp/a/2/2-14.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記したブレークアウェイカプラーの技術によっても、燃料電池車が誤って発進した場合、例えば、燃料電池車の水素充填口と水素ステーションの水素充填ノズルとの接続部分に大きな力が作用し、水素充填口等が損傷・破損等する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、燃料充填時における誤発進を防止する燃料電池移動体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、電力によって移動するための駆動力を発生するモータと、燃料及び酸化剤が供給されることで発電し、前記モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池に供給される燃料が封入される燃料タンクと、前記燃料タンクから前記燃料電池に供給される燃料が通流する燃料供給流路と、前記燃料供給流路に設けられた遮断弁と、前記遮断弁を制御する制御手段と、前記モータへの電力を制御することで、当該モータを制御するモータ制御手段と、停止状態であるか否か判定する停止判定手段と、外部の燃料ステーションから前記燃料タンクに燃料を充填する場合、前記燃料ステーションの燃料充填ノズルが接続される燃料充填口と、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段と、を備える燃料電池移動体であって、前記停止判定手段が停止状態であると判定した場合において、前記制御手段は、前記接続情報検出手段からの情報に基づいて、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されていると判定したとき、前記遮断弁を閉じ、前記モータ制御手段は、前記モータの作動を禁止することを特徴とする燃料電池移動体である。
【０００９】
このような燃料電池移動体によれば、停止判定手段が停止状態であると判定した場合において、制御手段が、接続情報検出手段からの情報に基づいて、燃料充填口に燃料充填ノズルが接続されていると判定したとき、遮断弁を閉じ、モータ制御手段がモータの作動を禁止する。
【００１０】
このように、モータ制御手段がモータの作動を禁止するので、燃料電池移動体が、燃料充填口に燃料充填ノズルが接続されたまま誤発進することはない。これにより、燃料充填ノズルと燃料充填口等が損傷・破損することもない。
また、制御手段が遮断弁を閉じることにより、その後の燃料電池への燃料の供給は停止される。これにより、その後、燃料電池は、発電不能となり、モータに電力供給できない。したがって、仮に、モータ制御手段が誤作動し、燃料電池からモータに電力供給しようとしても、モータに電力供給されることはない。
【００１１】
また、前記燃料電池移動体において、前記接続情報検出手段は、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサ、前記燃料タンクの温度を検出する温度センサ、前記燃料充填口の燃料リッドの開閉状態を検出する燃料リッドセンサ、の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１２】
このような燃料電池移動体によれば、圧力センサが検出する燃料タンク内の圧力、温度センサが検出する燃料タンクの温度、燃料リッドセンサが検出する燃料リッドの開閉状態、の少なくとも１つが、燃料充填ノズルが接続されているか否かに関する情報として、制御手段に入力される。そして、制御手段は、これに基づいて、燃料充填ノズルが接続されているか否かを判定できる。
【００１３】
すなわち、圧力センサを備え、燃料タンク内の圧力が制御手段に入力される場合、制御手段は、燃料タンクの圧力が上昇していれば、現在、燃料の充填中であるため圧力が上昇していると判断し、そして、現在、燃料充填ノズルが接続されていると判定できる。
また、温度センサを備え、燃料タンクの温度が制御手段に入力される場合、制御手段は、燃料タンクの温度が上昇していれば、現在、燃料の充填中であるため温度が上昇していると判断し、そして、現在、燃料充填ノズルが接続されていると判定できる。
さらに、燃料リッドセンサを備え、燃料リッドの開閉状態が制御手段に入力される場合、制御手段は、現在、燃料リッドが開状態であると判断すれば、現在、燃料充填ノズルが接続されていると判定できる。
【００１４】
また、前記燃料電池移動体において、前記接続情報検出手段は、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサを含み、前記制御手段は、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサから入力される検出値の所定時間における変化レートが、所定変化レート以上である場合、前記燃料充填口に前記燃料充填用ノズルが接続されていると判定することを特徴とする。
【００１５】
このような燃料電池移動体によれば、制御手段は、所定時間における燃料タンク内の圧力変化レート（圧力変化割合）が、所定圧力変化レート（所定圧力変化割合）以上である場合、燃料充填口に燃料充填用ノズルが接続されていると判定できる。
また、制御手段は、所定時間における燃料タンク内の温度変化レート（温度変化割合）が、所定温度変化レート（所定温度変化割合）以上である場合、燃料充填口に燃料充填用ノズルが接続されていると判定できる。
【００１６】
また、前記燃料電池移動体において、前記制御手段は、前記所定時間が異なる複数の前記所定変化レートを有し、当該複数の所定変化レートと、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサから入力される検出値の前記所定時間に対応する検出値の変化レートと、に基づいて、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されているか否か判定することを特徴とする。
【００１７】
このような燃料電池移動体によれば、制御手段は、異なる所定時間における複数の所定変化レート（後記する実施形態では、第１〜第３圧力レート、第１〜第３温度レート）と、異なる所定時間に対応した現在の変化レート（後記する実施形態では、圧力レート、温度レート）と、に基づいて、燃料充填口に燃料充填ノズルが接続されているか否か判定できる。
【００１８】
すなわち、例えば、前記所定時間が短い場合において、燃料タンクの圧力が急上昇する場合、圧力センサによる検出誤差が大きくなるので、誤判定する虞があるが、検出誤差を考慮したうえで複数の所定変化レートを設定し、さらに、複数の異なる所定時間を設定するので、誤判定を防止しつつ、速やかに判定できる。
【００１９】
また、前記燃料電池移動体において、前記接続情報検出手段は、燃料の充填時、前記水素ステーションと前記燃料タンクに関するタンク情報を通信するために接続される通信コネクタの接続状態を検出する通信コネクタ接続状態検出手段を含み、前記制御手段は、前記通信コネクタ接続状態検出手段からの接続状態に基づいて、前記通信コネクタが接続されていると判定したとき、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されていると判定することを特徴とする。
【００２０】
このような燃料電池移動体によれば、制御手段は、通信コネクタの接続状態を用いて、燃料充填口に燃料充填ノズルが接続されていると判定できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、燃料充填時における誤発進を防止する燃料電池移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池車の構成を示す平面図である。
【図２】第１実施形態に係る燃料電池車の動作を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る燃料電池車の構成を示す平面図である。
【図４】正常充填時における水素タンク内の圧力、温度の変化を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係る判定に要する時間と、判定基準となる圧力レートとの関係を示すマップである。
【図６】第２実施形態に係る燃料電池車の動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係る燃料電池車の構成を示す平面図である。
【図８】第３実施形態に係る燃料電池車の動作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】
【００２３】
≪第１実施形態≫
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。
【００２４】
≪燃料電池車の構成≫
図１に示す第１実施形態に係る燃料電池車１（燃料電池移動体）は、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０のアノードに対して水素（燃料ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス）を給排するカソード系と、電力によって走行（移動）するための駆動力を発生するモータ４１と、燃料電池スタック１０の発電を制御すると共に、モータ４１への電力を制御することでモータ４１を制御するモータ制御系５０（モータ制御手段）と、ＩＧ６１等と、これらを電子制御するＥＣＵ７０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
【００２５】
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セルが積層して構成されたスタックであり、複数の単セルは直列で接続されている。単セルは、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟む２枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソード（電極）とを備えている。
【００２６】
アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体と、これに担持され、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）と、を含んでいる。
各セパレータには、各ＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全単セルに水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路１１（燃料ガス流路）、カソード流路１２（酸化剤ガス流路）として機能している。
【００２７】
そして、アノード流路１１を介して各アノードに水素が供給されると、式（１）の電極反応が起こり、カソード流路１２を介して各カソードに空気が供給されると、式（２）の電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック１０とモータ４１（外部負荷）とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。
２Ｈ２→４Ｈ＋＋４ｅ− …（１）
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ …（２）
【００２８】
＜アノード系＞
アノード系は、内部に水素が封入された水素タンク２１（燃料タンク）と、常閉型の遮断弁２２と、水素充填口２３（燃料充填口）と、逆止弁２４と、燃料リッド２５（フューエルリッド）と、燃料リッドオープナ２６と、燃料リッドセンサ２７（接続情報検出手段）と、を備えている。
【００２９】
水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａを介して、アノード流路１１の入口に接続されている。そして、遮断弁２２がＥＣＵ７０からの開指令によって開かれると、水素が、水素タンク２１から遮断弁２２等を通って、アノード流路１１に供給されるようになっている。
すなわち、水素タンク２１からアノード流路１１に供給される水素が通流する水素供給流路（燃料供給流路）は、配管２１ａと配管２２ａとを備えて構成され、この水素供給流路に遮断弁２２が設けられている。
なお、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＮ信号を検知すると、燃料電池スタック１０を発電するべくアノード流路１１に水素を供給するため、遮断弁２２を開く設定となっている。
【００３０】
アノード流路１１の出口には配管２２ｂが接続されており、アノード流路１１から排出されたアノードオフガスは、配管２２ｂを通って車外に排出されるようになっている。
【００３１】
水素充填口２３は、水素タンク２１への水素充填時に、外部の水素ステーション１００（燃料ステーション）の水素充填ノズル１０１（燃料充填ノズル）が接続される部分であり、車両側部に設けられている。そして、水素充填口２３は、配管２３ａ、逆止弁２４、配管２４ａを介して水素タンク２１に接続されており、水素充填時に水素が所定の供給圧で供給されると、逆止弁２４が開き、水素が水素タンク２１に充填されるようになっている。
【００３２】
なお、前記した遮断弁２２及び逆止弁２４は、水素タンク２１の一端側のネック部に螺合された金属製の被螺合部２１ｂ内に内蔵されており、水素タンク２１と一体に構成されている。また、水素ステーション１００は、前記した水素充填ノズル１０１と、水素充填ノズル１０１にホース１０１ａを介して接続された水素タンク１０２と、を備えている。
【００３３】
燃料リッド２５は、通常時（非水素充填時）に水素充填口２３を覆い、水素充填時に開かれる回動蓋であり、車両側部に設けられている。燃料リッド２５は、通常時、燃料リッドオープナ２６によって閉状態でロックされ、一方、水素充填時にＥＣＵ７０からの開指令を受けた燃料リッドオープナ２６がロックを解除すると、開方向に回動し、開状態となるように構成されている。
なお、燃料リッドオープナ２６への開指令の伝達方式は、このような電気的方式に限らず、燃料リッドオープナ２６と運転席下の開放レバーとがワイヤケーブルによって機械的に接続された機械的な伝達方式でもよい。
【００３４】
燃料リッドセンサ２７は、燃料リッド２５の開閉状態を検出するセンサであり、燃料リッド２５の近傍に設けられている。そして、燃料リッドセンサ２７は、燃料リッド２５の開閉状態に対応した信号を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００３５】
＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ３１（酸化剤ガス供給手段）を備えている。
コンプレッサ３１は、配管３１ａを介して、カソード流路１２の入口に接続されている。そして、コンプレッサ３１は、ＥＣＵ７０の指令に従って作動すると、酸素を含む空気を取り込み、配管３１ａを介して、カソード流路１２に供給するようになっている。
カソード流路１２の出口には配管３１ｂが接続されており、カソード流路１２から排出されたカソードオフガスは、配管３１ｂを通って車外に排出されるようになっている。
【００３６】
＜モータ＞
モータ４１は、燃料電池スタック１０及び／又は後記するバッテリ５３からの電力によって走行するための駆動力を発生するものであり、ボンネット内のモータ室に配置されている。
【００３７】
＜モータ制御系＞
モータ制御系５０は、ＰＤＵ５１（Power Drive Unit）と、ＶＣＵ５２（Voltage Control Unit、電力制御装置）と、バッテリ５３とを備えている。そして、ＰＤＵ５１はＶＣＵ５２を介して燃料電池スタック１０の出力端子に接続されており、バッテリ５３はＶＣＵ５２に接続されている。
【００３８】
ＰＤＵ５１は、ＥＣＵ７０の指令に従って、ＶＣＵ５２からの直流電流を三相交流電流に変換し、モータ４１に供給するインバータである。したがって、ＰＤＵ５１がモータ４１への三相交流電流を０にすれば、つまり、モータ４１への電力供給を停止すれば、モータ４１は停止し、燃料電池車１は停止する。
【００３９】
ＶＣＵ５２は、ＥＣＵ７０からの指令に従って、燃料電池スタック１０の発電電力（出力電流、出力電圧）を制御すると共に、バッテリ５３の充放電を制御する機器であり、ＤＣ／ＤＣチョッパ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電子回路を備えている。そして、ＶＣＵ５２は、燃料電池スタック１０及び／又はバッテリ５３からの直流電流を、ＰＤＵ５１に供給するようになっている。
すなわち、ＶＣＵ５２は、燃料電池スタック１０の発電を停止すると共に、バッテリ５３の放電を停止し、ＰＤＵ５１への電力供給を停止することも可能である。
【００４０】
バッテリ５３は、例えば、複数のリチウムイオン型の二次電池を備えて構成されており、燃料電池スタック１０の過剰電力、モータ４１からの回生電力を充電したり、燃料電池スタック１０の不足電力をアシスト（補助）するものである。
【００４１】
＜ＩＧ等＞
ＩＧ６１は、燃料電池車１の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、ＩＧ６１はＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０はＩＧ６１のＯＮ／ＯＦＦ信号を検知するようになっている。
【００４２】
車速センサ６２は、燃料電池車１の車速を検出するセンサである。そして、車速センサ６２は、検出した車速をＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００４３】
ブレーキ装置６３は、燃料電池車１を制動する装置であり、ブレーキペダルや、パーキングブレーキを備えて構成されている。そして、ブレーキ装置６３は、燃料電池車１を制動しているか否かに関する信号（ブレーキペダルのＯＮ信号等）を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００４４】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ７０（制御手段）は、燃料電池車１を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。
【００４５】
＜ＥＣＵ−遮断弁制御機能＞
ＥＣＵ７０は、遮断弁２２を開閉制御する機能を備えている。
なお、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＮ信号を検知する場合、後記するように水素充填ノズル１０１が接続されていると判定するときを除き、遮断弁２２に開指令を継続して出力するように設定されている。
【００４６】
＜ＥＣＵ−停止判定機能＞
ＥＣＵ７０（停止判定手段）は、車速センサ６２とブレーキ装置６３からの信号に基づいて、燃料電池車１が現在停止しているか否か判定する機能を備えている。
例えば、車速が０であって、ブレーキ装置６３から制動中であることを示す信号が所定時間継続して入力された場合、ＥＣＵ７０は、燃料電池車１が現在停止していると判定するように設定されている。
【００４７】
＜ＥＣＵ−充填ノズル接続状態判定機能＞
ＥＣＵ７０は、燃料リッドオープナ２６への開指令の有無、及び／又は、燃料リッドセンサ２７から入力される燃料リッド２５の開閉状態に対応した信号に基づいて、燃料リッド２５の開閉状態を判定する機能を備えている。そして、ＥＣＵ７０は、燃料リッド２５の開閉状態に基づいて、水素充填ノズル１０１が水素充填口２３に接続されているか否か判定する機能を備えている。
すなわち、第１実施形態において、水素充填ノズル１０１が水素充填口２３に接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段は、燃料リッドオープナ２６に開指令を出力したことをフラグ等によって一時的に記憶するＥＣＵ７０と、燃料リッドセンサ２７と、を備えて構成されている。
【００４８】
≪燃料電池車の動作≫
次に、図２のフローチャートを参照して、燃料電池車１の動作を、ＥＣＵ７０に設定されたプログラムの流れと共に説明する。
なお、初期状態において、ＩＧ６１はＯＮ状態であり、燃料電池スタック１０は発電している。
【００４９】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２に開指令が出力されているか否か判定する。なお、ＩＧ６１はＯＮ状態であるので、ＥＣＵ７０から遮断弁２２に開指令が出力されている。
【００５０】
遮断弁２２に開指令が出力されていると判定した場合（Ｓ１０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ１０２に進む。一方、遮断弁２２に開指令が出力されていないと判定した場合（Ｓ１０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０１の判定を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７０は、燃料電池車１が停止しているか否か判定する。
燃料電池車１は停止していると判定した場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０３に進む。一方、燃料電池車１は停止していないと判定した場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンを通ってスタートに戻る。
【００５２】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７０は、燃料リッドオープナ２６に開指令を出力したか否か判定する。
燃料リッドオープナ２６に開指令を出力したと判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０は、現在、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されており、水素の充填中であると判断し、その処理はステップＳ１０４に進む。
一方、燃料リッドオープナ２６に開指令を出力していないと判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。
【００５３】
この他、ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７０は、燃料リッドセンサ２７からの信号に基づいて、燃料リッド２５が開状態であるか否か判定し、燃料リッド２５が開状態であると判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む構成としてもよい。一方、燃料リッド２５が閉状態であると判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、リターンに進む構成とすればよい。
また、燃料リッドオープナ２６の開指令に基づく判定と、燃料リッド２５が開状態であるか否かに係る判定とを重複して実行し、誤判定を防止してもよい。
【００５４】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２に閉指令を出力し、遮断弁２２を閉じる。これにより、アノード流路１１への水素の供給は停止され、燃料電池スタック１０は水素不足となり、最終的に発電不能となる。これに並行して、ＥＣＵ７０はコンプレッサ３１も停止し、カソード流路１２への空気の供給も停止することが好ましい。
【００５５】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ７０は、その後にアクセル（図示しない）が踏み込まれたとしても、モータ４１への電力供給を禁止し、つまり、モータ４１の作動を禁止し、モータ４１を継続して停止させる。
具体的には、ＥＣＵ７０は、ＰＤＵ５１を停止し、モータ４１への電力供給を停止する。また、ＥＣＵ７０は、ＶＣＵ５２を制御し、残留水素及び空気による燃料電池スタック１０の発電と、バッテリ５３の放電を停止し、ＰＤＵ５１への電力供給を停止する。
【００５６】
その後、ＥＣＵ７０の処理は、エンドに進む。
なお、このようにエンドに進む場合、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１がＯＮ状態であるにも関わらず、遮断弁２２を閉じたこと等を運転者に知らせるため、報知ランプ（図示しない）を点灯させ、ＩＧ６１のＯＦＦを要求することが好ましい。そして、水素充填が完了し、水素充填ノズル１０１が水素充填口２３から取り外されたことを検知した場合において、ＩＧ６１がＯＮされたとき、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２を開き、コンプレッサ３１を作動させ、燃料電池スタック１０を再び発電させることが好ましい。
【００５７】
≪燃料電池車の効果≫
このような燃料電池車１によれば次の効果を得る。
ＩＧ６１がＯＮ状態のまま、燃料電池車１が停止している場合において（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、水素充填ノズル１０１の接続中であると判断したとき（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、モータ４１への電力供給を禁止し、モータ４１の作動を禁止するので（Ｓ１０５）、その後に誤ってアクセルが踏み込まれたとしても、燃料電池車１が誤って発進することはない。すなわち、燃料電池車１が、水素充填ノズル１０１が接続されたまま、誤発進することはなく、水素充填口２３、燃料リッド２５、水素充填ノズル１０１、ホース１０１ａ等が誤発進によって損傷・破損することはない。
【００５８】
また、水素充填ノズル１０１の接続中であると判断したとき（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、遮断弁２２を閉じ、燃料電池スタック１０への水素供給を停止するので（Ｓ１０４）、燃料電池スタック１０を発電不能とし、燃料電池スタック１０からモータ４１への電力供給を停止できる。これにより、モータ４１が、燃料電池スタック１０からの電力で駆動することはなく、燃料電池車１を停止させることができる。
【００５９】
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、これに限定されず、例えば次のように変形したり、後記する実施形態と適宜組み合わせることができる。
前記した第１実施形態では、燃料電池移動体が燃料電池車１（四輪車）である構成を例示したが、その他に例えば、自動二輪車、列車、船舶でもよい。
【００６０】
前記した第１実施形態に係る遮断弁２２の他に、例えば、配管２２ａに二次遮断弁（図示しない）が設けられた構成であれば、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２と共に、または遮断弁２２に代えて、前記二次遮断弁（図示しない）を閉じる構成としてもよい。
【００６１】
前記した第１実施形態では、燃料リッドオープナ２６への開指令の有無、及び／又は、燃料リッド２５の開閉状態に対応した信号に基づいて、燃料リッド２５の開閉状態、水素充填ノズル１０１の接続状態を判定する構成としたが、その他に例えば、水素充填ノズル１０１が接続された場合に接続信号を出力するセンサを、水素充填口２３に設け、ＥＣＵ７０かこの接続信号に基づいて、水素充填ノズル１０１が接続されているか否か判定する構成としてもよい。
【００６２】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について、図３〜図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。
【００６３】
≪燃料電池車の構成≫
図３に示すように、第２実施形態に係る燃料電池車２は、圧力センサ２８と、温度センサ２９と、を備えている。
圧力センサ２８は、水素タンク２１内の圧力を検出するセンサであり、水素タンク２１内に配置されている。そして、圧力センサ２８は、検出した水素タンク２１の圧力を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００６４】
温度センサ２９は、水素タンク２１の温度を検出するセンサであり、水素タンク２１内に配置されている。そして、温度センサ２９は、検出した水素タンク２１の温度を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
なお、圧力センサ２８及び温度センサ２９の位置は、適宜変更してよい。
【００６５】
＜ＥＣＵ−充填ノズル接続状態判定機能＞
第２実施形態に係るＥＣＵ７０は、水素タンク２１の圧力及び／又は温度（検出値）に基づいて、水素の充填中であるか否か、水素充填ノズル１０１の接続中であるか否か、を判定する機能を備えている。すなわち、第２実施形態において、水素充填ノズル１０１が接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段は、圧力センサ２８と、温度センサ２９と、を備えて構成されている。
【００６６】
ここで、図４を参照して、水素タンク２１に定格圧力まで水素を充填する正常水素充填時における水素タンク２１の圧力及び温度の経時変化について説明する。
【００６７】
水素タンク２１の圧力は、第２実施形態では、図４に示すように、水素充填開始後、急上昇した後、緩やかに上昇しながら定格圧力に近づくという特性を有している。
そして、水素充填開始時を起点とし、複数の所定時間として徐々に長くなる第１時間（例えば１０秒）、第２時間（例えば３０秒）、第３時間（例えば６０秒）を設定した場合、第１時間における圧力変化割合である第１圧力レート（Ｐａ／ｓ、所定変化レート）、第２時間における第２圧力レート、第３時間における第３圧力レートは、「第１圧力レート＞第２圧力レート＞第３圧力レート」の関係を有している。
【００６８】
そこで、第２実施形態に係るＥＣＵ７０は、予め設定・求められた第１〜第３時間（例えば１０ｓ、３０ｓ、６０ｓ）及びこれに対応する第１〜第３圧力レート（Ｐａ／ｓ）と、第１〜第３時間に対応する現在の圧力レート（Ｐａ／ｓ）とに基づいて、現在の圧力レートが第１〜第３圧力レート以上である場合、現在、水素充填中であると判断し、現在、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判定する機能を備えている（図５参照）。
【００６９】
すなわち、図５に示すように、水素充填中であるか否かを判定するために要する判定時間が長くなるに伴って、判定基準となる圧力レートは徐々に小さくなるという傾向を有している。また、判定基準となる第１〜第３圧力レート及び後記する第１〜第３温度レートは、誤判定を防止するため、やや大きく設定される。
なお、第１〜第３時間に対応する現在の圧力レートは、圧力センサ２８から入力される圧力に基づいて算出される。
【００７０】
一方、水素タンク２１の温度は、図４に示すように、第２実施形態では、第１時間の経過後、圧力上昇にやや遅れて急上昇した後、緩やかに上昇するという特性を有している。なお、水素タンク２１の温度は、充填時に水素が圧縮されるため上昇する。
そして、第１時間における温度変化割合である第１温度レート（℃／ｓ、所定変化レート）、第２時間における第２温度レート、第３時間における第３温度レートは、「第２温度レート＞第１温度レート＞第３温度レート」の関係を有している。
【００７１】
そこで、第２実施形態に係るＥＣＵ７０は、予め設定・求められた第１〜第３時間及びこれに対応する第１〜第３温度レート（℃／ｓ）と、第１〜第３時間に対応する現在の温度レート（℃／ｓ）とに基づいて、現在の温度レートが第１〜第３温度レート以上である場合、現在、水素充填中であると判断し、現在、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判定する機能を備えている。
なお、第１〜第３時間に対応する現在の温度レートは、温度センサ２９から入力される温度に基づいて算出される。
【００７２】
≪燃料電池車の動作≫
次に、図６のフローチャートを参照して、燃料電池車２の動作について説明する。
なお、図６のフローチャートに係る各処理は、第１時間（例えば１０秒）経過毎に繰り返すように設定されている。つまり、後記するステップＳ２０１において、第１時間経過毎に、水素タンク２１の圧力（温度）を検出する。また、ここでは、水素タンク２１の圧力に基づいて、水素充填ノズル１０１が接続されているか否か判定する場合を例示する。
【００７３】
第２実施形態では、ステップＳ１０２の判定結果がＹｅｓである場合、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ２０１に進む。
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ７０は、圧力センサ２８を介して、水素タンク２１内の圧力を検出し、ＲＡＭ等に一時的に記憶する。
【００７４】
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ７０は、直前の第１時間における圧力レートが、第１圧力レート以上であるか否か判定する。
なお、直前の第１時間における圧力レートは、今回ステップＳ２０１で検出された圧力と、前回ステップＳ２０１で検出された圧力との差を、第１時間で除すことで算出される。
【００７５】
直前の第１時間における圧力レートが第１圧力レート以上であると判定した場合（Ｓ２０２・Ｙｅｓ）、現在、水素充填中であり、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判断し、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０４に進む。
一方、直前の第１時間における圧力レートが第１圧力レート以上でないと判定した場合（Ｓ２０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０３に進む。
【００７６】
ステップＳ２０３において、ＥＣＵ７０は、直前の第２時間における圧力レートが、第２圧力レート以上であるか否か判定する。
なお、第２時間が３０秒であり、第１時間が１０秒である場合、直前の第２時間における圧力レートは、今回ステップＳ２０１で検出された圧力と、３回前にステップＳ２０１で検出された圧力との差を、第２時間で除すことで算出される。
【００７７】
直前の第２時間における圧力レートが第２圧力レート以上であると判定した場合（Ｓ２０３・Ｙｅｓ）、現在、水素充填中であり、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判断し、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０４に進む。
一方、直前の第２時間における圧力レートが第２圧力レート以上でないと判定した場合（Ｓ２０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０４に進む。
【００７８】
ステップＳ２０４において、ＥＣＵ７０は、直前の第３時間における圧力レートが、第３圧力レート以上であるか否か判定する。
なお、第３時間が６０秒であり、第１時間が１０秒である場合、直前の第３時間における圧力レートは、今回ステップＳ２０１で検出された圧力と、６回前にステップＳ２０１で検出された圧力との差を、第３時間で除すことで算出される。
【００７９】
直前の第３時間における圧力レートが第３圧力レート以上であると判定した場合（Ｓ２０４・Ｙｅｓ）、現在、水素充填中であり、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判断し、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０４に進む。
一方、直前の第３時間における圧力レートが第３圧力レート以上でないと判定した場合（Ｓ２０４・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。
【００８０】
≪燃料電池車の効果≫
このような燃料電池車２によれば次の効果を得る。
直前の第１〜第３時間における圧力レートと、第１〜第３圧力レートとに基づいて、現在、水素充填中であるか否か、水素充填ノズル１０１が接続されているか否か判定できる。
【００８１】
また、第１〜第３時間を異なる時間に設定し、しかも、誤判定を防止するために判定基準となる第１〜第３圧力レートをやや大きく設定し、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４において、第１〜第３時間のそれぞれについて判定するので、現在、水素充填中であり、水素充填ノズル１０１が接続されているか否か、速やかに判定できる。そして、この判定に基づいて、燃料電池車１の誤発進を適切に防止できる。
【００８２】
前記した第２実施形態では、直前の第１〜第３時間における圧力レートと、予め設定された第１〜第３圧力レートとに基づいて判定する構成としたが、ステップＳ２０１において水素タンク２１の温度を検出・記憶し、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４において直前の第１〜第３時間における温度レートと、予め設定された第１〜第３温度レートとに基づいて、判定する構成としてもよい。
また、圧力に基づく判定と、温度に基づく判定とを重複して実行し、誤判定を防止するようにしてもよい。
【００８３】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の第３実施形態について、図７〜図８を参照して説明する。なお、第１〜第２実施形態と異なる部分を主に説明する。
【００８４】
≪燃料電池車の構成≫
図７に示す第３実施形態に係る燃料電池車３は、水素充填時、水素ステーション１００とコミュニケーション（通信）しながら水素を充填する、つまり、水素ステーション１００とコミュニケーション充填するものである。
【００８５】
ここで、コミュニケーション充填とは、特開２００３−２６９６９３号公報に記載されるように、水素充填時、燃料電池車３のＥＣＵ７０が、水素ステーション１００の制御装置１０４に、水素タンク２１に関するタンク情報を送信し、制御装置１０４が受信したタンク情報に基づいて、水素充填を制御するものである。
【００８６】
タンク情報としては、例えば、水素タンク２１の材質（アルミニウム合金製、樹脂製等）、水素タンク２１の使用期限、水素の充填回数、残留する水素量（水素タンク２１の圧力）が挙げられる。
そして、例えば、制御装置１０４は、水素タンク２１がアルミニウム合金製であることを受信した場合、充填に伴い水素タンク２１で発生する熱は、樹脂製である場合と比較して速やかに放熱されると判断し、樹脂製である場合に対して、水素の充填速度を高めるように、ホース１０１ａに設けられた流量制御弁１０５を制御する。
【００８７】
このようなコミュニケーション充填する燃料電池車３は、インターフェイス８１と、接続センサ８２と、を備えている。
【００８８】
インターフェイス８１は、水素充填時に水素ステーション１００の通信コネクタ１０３が接続される部分であり、水素充填口２３の近傍に設けられている。そして、燃料リッド２５は通信コネクタリッドとしても機能し、燃料リッドオープナ２６は通信コネクタリッドオープナとしても機能し、燃料リッドセンサ２７は通信コネクタリッド（燃料リッド２５）の開閉状態を検出する通信コネクタリッドセンサとしても機能している。
【００８９】
そして、ＥＣＵ７０は、インターフェイス８１に通信コネクタ１０３が接続された場合、水素タンク２１に関し、ＲＡＭ等に記憶されているタンク情報を、インターフェイス８１及び通信コネクタ１０３を介して、制御装置１０４に送信するようになっている。
【００９０】
接続センサ８２は、インターフェイス８１と通信コネクタ１０３との接続状態を検出するセンサであり、インターフェイス８１の近傍に配置されている。そして、接続センサ８２は、インターフェイス８１と通信コネクタ１０３との接続状態に関する信号を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００９１】
そして、第３実施形態に係るＥＣＵ７０は、通信コネクタリッドオープナ（燃料リッドオープナ２６）への開指令の有無、通信コネクタリッドセンサ（燃料リッドセンサ２７）から入力される通信コネクタリッド（燃料リッド２５）の開閉状態に対応した信号、接続センサ８２から入力される通信コネクタ１０３との接続状態に関する信号、の少なくとも１つに基づいて、インターフェイス８１への通信コネクタ１０３の接続状態を判定する機能を備えている。
【００９２】
すなわち、第３実施形態において、水素充填ノズル１０１の接続状態に関する情報を検出する接続情報検出手段であって、通信コネクタ１０３の接続状態に関する情報を検出する通信コネクタ接続状態検出手段は、通信コネクタリッドオープナ（燃料リッドオープナ２６）に開指令を出力したことをフラグ等によって一時的に記憶するＥＣＵ７０と、通信コネクタリッドセンサ（燃料リッドセンサ２７）と、接続センサ８２と、を備えて構成されている。
【００９３】
また、ＥＣＵ７０は、通信コネクタ１０３の接続状態に基づいて、水素充填ノズル１０１が水素充填口２３に接続されているか否か判定する機能を備えている。
【００９４】
≪燃料電池車の動作≫
第３実施形態では、ステップＳ１０２の判定結果がＹｅｓである場合、ＥＣＵ７０の処理は、ステップＳ３０１に進む。
ステップＳ３０１において、ＥＣＵ７０は、通信コネクタリッドオープナ（燃料リッドオープナ２６）に開指令を出力したか否か判定する。
通信コネクタリッドオープナに開指令を出力したと判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０は、現在、通信コネクタ１０３がインターフェイス８１に接続されていると共に、水素充填口２３に水素充填ノズル１０１が接続されていると判断し、その処理はステップＳ１０４に進む。
一方、通信コネクタリッドオープナに開指令を出力していないと判定した場合（Ｓ３０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。
【００９５】
この他、ステップＳ３０１において、ＥＣＵ７０は、通信コネクタリッドセンサ（燃料リッドセンサ２７）からの信号に基づいて、通信コネクタリッド（燃料リッド２５）が開状態であるか否か判定し、通信コネクタリッドが開状態であると判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む構成としてもよい。
また、接続センサ８２からの信号に基づいて、通信コネクタ１０３がインターフェイス８１に接続されていると判定した場合（Ｓ３０１・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む構成としてもよい。
さらに、これら３つの判定を重複して実行し、誤判定を防止してもよい。
【００９６】
≪燃料電池車の効果≫
このような燃料電池車３によれば、次の効果を得る。
通信コネクタリッドオープナへの開指令の有無、通信コネクタリッドの開閉状態に対応した信号、通信コネクタ１０３との接続状態に関する信号、の少なくとも１つに基づいて、インターフェイス８１と通信コネクタ１０３との接続状態を判定し、水素充填ノズル１０１の接続状態を判定できる。そして、この判定に基づいて、燃料電池車１の誤発進を適切に防止できる。
【００９７】
前記した第３実施形態では、インターフェイス８１が水素充填口２３の近傍に配置され、燃料リッド２５が通信コネクタリッドの機能を備える構成を例示したが、インターフェイス８１と水素充填口２３とが離れて配置され、通信コネクタリッドと燃料リッド２５とを別々に備える構成でもよい。そして、この構成の場合、通信コネクタリッド用の通信コネクタリッドオープナをさらに設ければよい。
【符号の説明】
【００９８】
１、２、３ 燃料電池車（燃料電池移動体）
１０ 燃料電池スタック（燃料電池）
２１ 水素タンク（燃料タンク）
２１ａ、２２ａ 配管（燃料供給流路）
２２ 遮断弁
２３ 水素充填口（燃料充填口）
２５ 燃料リッド
２７ 燃料リッドセンサ（接続情報検出手段、通信コネクタ接続状態検出手段）
２８ 圧力センサ（接続情報検出手段）
２９ 温度センサ（接続情報検出手段）
４１ モータ
５０ モータ制御系（モータ制御手段）
７０ ＥＣＵ（制御手段、停止判定手段、接続情報検出手段、通信コネクタ接続状態検出手段）
８１ インターフェイス
８２ 接続センサ（通信コネクタ接続状態検出手段）
１００ 水素ステーション（燃料ステーション）
１０１ 水素充填ノズル（燃料充填ノズル）
１０３ 通信コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力によって移動するための駆動力を発生するモータと、
燃料及び酸化剤が供給されることで発電し、前記モータに電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料が封入される燃料タンクと、
前記燃料タンクから前記燃料電池に供給される燃料が通流する燃料供給流路と、
前記燃料供給流路に設けられた遮断弁と、
前記遮断弁を制御する制御手段と、
前記モータへの電力を制御することで、当該モータを制御するモータ制御手段と、
停止状態であるか否か判定する停止判定手段と、
外部の燃料ステーションから前記燃料タンクに燃料を充填する場合、前記燃料ステーションの燃料充填ノズルが接続される燃料充填口と、
前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段と、
を備える燃料電池移動体であって、
前記停止判定手段が停止状態であると判定した場合において、
前記制御手段は、前記接続情報検出手段からの情報に基づいて、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されていると判定したとき、前記遮断弁を閉じ、
前記モータ制御手段は、前記モータの作動を禁止する
ことを特徴とする燃料電池移動体。
【請求項２】
前記接続情報検出手段は、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサ、前記燃料タンクの温度を検出する温度センサ、前記燃料充填口の燃料リッドの開閉状態を検出する燃料リッドセンサ、の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池移動体。
【請求項３】
前記接続情報検出手段は、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサを含み、
前記制御手段は、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサから入力される検出値の所定時間における変化レートが、所定変化レート以上である場合、前記燃料充填口に前記燃料充填用ノズルが接続されていると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池移動体。
【請求項４】
前記制御手段は、前記所定時間が異なる複数の前記所定変化レートを有し、当該複数の所定変化レートと、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサから入力される検出値の前記所定時間に対応する検出値の変化レートと、に基づいて、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されているか否か判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池移動体。
【請求項５】
前記接続情報検出手段は、燃料の充填時、前記水素ステーションと前記燃料タンクに関するタンク情報を通信するために接続される通信コネクタの接続状態を検出する通信コネクタ接続状態検出手段を含み、
前記制御手段は、前記通信コネクタ接続状態検出手段からの接続状態に基づいて、前記通信コネクタが接続されていると判定したとき、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されていると判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池車。
【請求項１】
電力によって移動するための駆動力を発生するモータと、
燃料及び酸化剤が供給されることで発電し、前記モータに電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料が封入される燃料タンクと、
前記燃料タンクから前記燃料電池に供給される燃料が通流する燃料供給流路と、
前記燃料供給流路に設けられた遮断弁と、
前記遮断弁を制御する制御手段と、
前記モータへの電力を制御することで、当該モータを制御するモータ制御手段と、
停止状態であるか否か判定する停止判定手段と、
外部の燃料ステーションから前記燃料タンクに燃料を充填する場合、前記燃料ステーションの燃料充填ノズルが接続される燃料充填口と、
前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されているか否かに関する情報を検出する接続情報検出手段と、
を備える燃料電池移動体であって、
前記停止判定手段が停止状態であると判定した場合において、
前記制御手段は、前記接続情報検出手段からの情報に基づいて、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されていると判定したとき、前記遮断弁を閉じ、
前記モータ制御手段は、前記モータの作動を禁止する
ことを特徴とする燃料電池移動体。
【請求項２】
前記接続情報検出手段は、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサ、前記燃料タンクの温度を検出する温度センサ、前記燃料充填口の燃料リッドの開閉状態を検出する燃料リッドセンサ、の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池移動体。
【請求項３】
前記接続情報検出手段は、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサを含み、
前記制御手段は、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサから入力される検出値の所定時間における変化レートが、所定変化レート以上である場合、前記燃料充填口に前記燃料充填用ノズルが接続されていると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池移動体。
【請求項４】
前記制御手段は、前記所定時間が異なる複数の前記所定変化レートを有し、当該複数の所定変化レートと、前記圧力センサ及び／又は前記温度センサから入力される検出値の前記所定時間に対応する検出値の変化レートと、に基づいて、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されているか否か判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池移動体。
【請求項５】
前記接続情報検出手段は、燃料の充填時、前記水素ステーションと前記燃料タンクに関するタンク情報を通信するために接続される通信コネクタの接続状態を検出する通信コネクタ接続状態検出手段を含み、
前記制御手段は、前記通信コネクタ接続状態検出手段からの接続状態に基づいて、前記通信コネクタが接続されていると判定したとき、前記燃料充填口に前記燃料充填ノズルが接続されていると判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１７７１１１（Ｐ２０１０−１７７１１１Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９９９６（Ｐ２００９−１９９９６）
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]