移動体
【課題】衝突判定の精度を高めることができる移動体。
【解決手段】燃料電池システム１を備えた移動体Ｓは、移動体Ｓの移動状態に関する物理量を検出する第１センサ１０１と、燃料電池システム１の運転状態に関する物理量を検出する第２センサ７と、第１センサ１０１及び第２センサ７からの検出信号を受信してこの二つの検出信号に基づいて移動体Ｓの衝突の有無を判定する判定部８１と、を備えたものである。判定部８１は、第２センサ７の検出値に応じて、第１センサ１０１の検出値と比較する閾値を変更して移動体Ｓの衝突の有無を判定できる。第１センサ１０１は加速度センサで構成でき、第２センサ７はガス圧センサ７２ａなどで構成できる。
【解決手段】燃料電池システム１を備えた移動体Ｓは、移動体Ｓの移動状態に関する物理量を検出する第１センサ１０１と、燃料電池システム１の運転状態に関する物理量を検出する第２センサ７と、第１センサ１０１及び第２センサ７からの検出信号を受信してこの二つの検出信号に基づいて移動体Ｓの衝突の有無を判定する判定部８１と、を備えたものである。判定部８１は、第２センサ７の検出値に応じて、第１センサ１０１の検出値と比較する閾値を変更して移動体Ｓの衝突の有無を判定できる。第１センサ１０１は加速度センサで構成でき、第２センサ７はガス圧センサ７２ａなどで構成できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の衝突判定技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば燃料電池車両など、燃料電池システムを搭載した移動体では、一般に、移動体の衝突を検知するために、Ｇセンサ（加速度センサ）等の衝突センサが設けられている（特許文献１〜４参照）。特許文献１に記載の移動体は、衝突センサが車両の衝突を検出した場合、その後の対策として、エアバッグの展開と、燃料電池への水素供給の停止とを実行している。この場合、ある例では、衝突センサとして、エアバッグシステムに用いられる加速度センサを用い、衝突センサの検出信号から衝突の有無を判定している。また、別の例では、水素貯蔵タンク及び燃料電池スタックに設置した加速度センサも衝突センサとして用い、３つの加速度センサの少なくとも一つの検出信号から衝突の有無を判定している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１９８１５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９１１０号公報
【特許文献３】特開２００１−３５７８６３号公報
【特許文献４】特開２００６−１８２３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両は、衝突ではなく走行中の路面干渉等によって衝撃を受ける場合がある。特許文献１のように、一つの加速度センサの検出信号だけを用いて衝突の有無を判定した場合、路面干渉等を「衝突」と誤判定して、エアバッグの展開等が実行されないおそれがないとはいえない。もっとも、衝突判定に用いる閾値を上げれば、誤判定を防止できるが、今度は検出漏れが生じるおそれがある。このような問題は、３つの同種の加速度センサの検出信号を個々に独立して用いた場合も同様に懸念されることであり、従来においては、衝突対策を実行するためのトリガである衝突判定の検討が十分とはいえなかった。
【０００５】
本発明は、衝突判定の精度を高めることができる移動体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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の移動体は、燃料電池システムと、移動体の移動状態に関する物理量を検出する第１センサと、燃料電池システムの運転状態（以下、単に「システム運転状態」という。）に関する物理量を検出する第２センサと、第１センサ及び第２センサから受信した二つの検出信号に基づいて移動体の衝突の有無を判定する判定部と、を備えるものである。
【０００７】
例えば、移動体が衝突した場合、燃料電池システムにおけるガス圧や水圧等の物理量が低下するなどして、システム運転状態は異常となり得る。一方で、移動体が衝突でない路面干渉等を受けた場合、システム運転状態は正常に保たれ得る。本発明の衝突判定によれば、第１センサの検出結果に、システム運転状態の異常・正常を加味するので、移動体全体として、路面干渉等に起因した誤判定を抑制しつつ、閾値が高い場合に懸念される検出漏れを抑制できる。また、第１センサ及び第２センサのどちらかが故障等した場合の誤判定も防止できる。よって、衝突判定の精度を高めることができる。
【０００８】
ここで、「移動体の移動状態に関する物理量」とは、移動体自体の速度、加速度又は減速度のほか、移動体に搭載され得る駆動源の駆動状態を示す物理量などを意味する。駆動源がモータであれば、モータ回転数やモータトルクが物理量に含まれる。
【０００９】
第１センサとしては、車速センサ、加速度センサ、歪みセンサ、感圧センサ、超音波センサ、又はレーザーレーダーセンサなどを挙げることができるが、その中でも、移動体の加速度を検出する加速度センサが好ましい。その際、加速度センサとして、エアバッグセンサ等の他の用途で設置されたものを兼用すれば、部品点数を削減できる。
【００１０】
「システム運転状態に関する物理量」とは、酸化ガスもしくは燃料ガス（以下、「反応ガス」と総称する。）又は冷却水の圧力、流量、温度、濃度もしくは流速のほか、燃料電池の電流出力又は電圧出力などを意味する。
【００１１】
第２センサは、移動体の衝突時に変化し易いものを検出するものであるとよい。衝突時においてはガス配管や冷却水配管が損傷するおそれがあることを考慮すれば、好ましくは、第２センサは、燃料電池システムにおけるガス配管を流れる反応ガスの圧力を検出するガス圧センサ、燃料電池システムでの反応ガスの濃度を検出するガス濃度センサ、又は燃料電池システムにおける冷却配管を流れる冷却水の圧力を検出する水圧センサであるとよい。
【００１２】
本発明の一態様によれば、判定部は、第２センサの検出値に応じて、第１センサの検出値と比較する閾値を変更して移動体の衝突の有無を判定するとよい。
【００１３】
この構成によれば、システム運転状態に応じた最適な閾値を設定できるので、第１センサ及び第２センサの検出値を別個独立に衝突判定に用いる場合に比べて、衝突判定の精度を高めることができる。
【００１４】
好ましくは、判定部は、第２センサの検出値が燃料電池システムの異常を示す値である場合には、第１センサの検出値と比較する閾値として第１の閾値を用いる一方、第２センサの検出値が燃料電池システムの正常を示す値である場合には、第１センサの検出値と比較する閾値として第１の閾値よりも大きい第２の閾値を用いるとよい。
【００１５】
この構成によれば、システム運転状態の異常が検出されない場合には、比較的大きい閾値（第１の閾値）を設定できるので、路面干渉等に起因した第１センサの誤検出を抑制できる。システム運転状態の異常が検出される場合には、それをもって衝突の可能性が高いと判断できるので、第１の閾値より小さい閾値（第２の閾値）の設定で済む。よって、閾値が高い場合に懸念される検出漏れを抑制できる。
【００１６】
本発明の一態様によれば、移動体は、エアバッグと、エアバッグの作動を制御するエアバッグ制御部と、を備えるとよい。そして、エアバッグ制御部は、判定部により移動体の衝突が「有」と判定された場合にエアバッグを膨張させるとよい。
【００１７】
この構成によれば、エアバッグを作動させるためのトリガである衝突判定の精度が向上しているので、エアバッグの誤作動を抑制しながら、衝突時にエアバッグを確実性良く膨張させることができる。
【００１８】
本発明の一態様によれば、移動体は、燃料電池システムの運転を制御するシステム制御部を備えるとよい。システム制御部は、判定部により移動体の衝突が「有」と判定された場合に、次のうちの少なくとも一つを実行するとよい。
（ａ）燃料電池システムの運転を停止すること
（ｂ）燃料電池システムにおける燃料電池への反応ガスの供給を遮断すること
（ｃ）燃料電池システムにおける燃料電池を他の電気系統から電気的に遮断すること
【００１９】
この構成によれば、衝突時に、燃料電池システムや燃料電池を確実性良く停止できると共に、反応ガスの漏れを抑制でき、さらには、接触等による電気系統の短絡や配線等の断線を抑制できる。
【００２０】
本発明の一態様によれば、移動体は、判定部により移動体の衝突が「有」と判定された場合に、燃料電池システムにおいて複数の処理を実行可能なシステム制御部を備えるとよい。そして、判定部は、第１センサの検出値を、複数の処理のそれぞれに応じて異なる閾値と比較して、各処理を実行するか否かを判定するとよい。また、システム制御部は、判定部により実行すべきと判定された処理を実行するとよい。
【００２１】
本発明の一態様によれば、移動体は、その移動状態に関する物理量を検出する第１センサと別の第３センサを備えてもよい。そして、判定部は、第１センサの検出値ではなく第３の検出値を、複数の処理のそれぞれに応じて異なる閾値と比較して、各処理を実行するか否かを判定して、システム制御部が、判定部により実行すべきと判定された処理を実行してもよい。
【００２２】
このような構成によれば、衝突が「有」と判定された場合に、移動体の移動状態に応じた必要な衝突対策処理（例えば、上記の（ａ）〜（ｃ）の一つ）を効果的に実施できる。
【００２３】
上記目的を達成するための本発明の他の移動体は、互いに異なる位置に設けられた同種の第１及び第２のセンサと、第１のセンサ及び第２のセンサから受信した二つの検出信号に基づいて移動体の衝突の有無を判定する判定部と、を備える。第１及び第２のセンサは、移動体の移動状態に関する物理量を検出する。判定部は、第１及び第２のセンサの一方のセンサの検出値に応じて、他方のセンサの検出値と比較する閾値を変更して移動体の衝突の有無を判定する。
【００２４】
この構成によれば、センサの配置位置に応じた最適な閾値を設定できるので、第１センサ及び第２センサの検出値を別個独立に衝突判定に用いる場合に比べて、衝突判定の精度を高めることができる。また、第１センサ及び第２センサのどちらかが故障等した場合の誤判定も防止できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明した本発明の移動体によれば、衝突判定の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る移動体について、燃料電池車両を例にとって説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の燃料電池車両Ｓ（以下、単に「車両Ｓ」という。）には、燃料電池システム１及びエアバッグシステム１００が搭載されている。燃料電池システム１及びエアバッグシステム１００の制御などの車両Ｓの全体の制御は、車両ＥＣＵである制御装置６によって行われる（図２参照）。ただし、車両ＥＣＵとは別に、エアバッグシステム１００の制御専用の制御装置を設けてもよい。
【００２８】
図２に示すように、エアバッグシステム１００は、加速度センサ１０１及びエアバッグ１０２を備える。加速度センサ１０１は、いわゆるＧセンサであり、例えば車両Ｓの上下方向の加速度を検出する上下Ｇセンサと、車両Ｓの前後方向及び車幅方向の加速度を検出する前後左右Ｇセンサと、のいずれか又は両方の機能を有する。加速度センサ１０１によって、車両Ｓの衝突等により発生する車両Ｓの加速度が検出され、この検出された加速度が衝突判定に用いられる。
【００２９】
エアバッグ１０２は、例えば、車両Ｓの運転席のステアリングハンドルや、助手席前のインストルメントパネル内に設けられている。エアバッグ１０２は、制御装置６の制御指令に基づいて作動し、所定の大きさに展開するように膨張する。膨張した状態のエアバッグ１０２は、弾力性及び衝撃吸収力を有し、車両Ｓ内の乗員を衝突時の衝撃から守ることができる。
【００３０】
燃料電池システム１は、燃料電池２、酸素ガス配管系３、燃料ガス配管系４、及び電力系５を備える。
【００３１】
燃料電池２は、例えば固体高分子電解質型からなり、酸素ガス及び燃料ガスの供給を受けて電力を発生する。酸素ガス及び燃料ガスは、反応ガスと総称されるものである。特に、燃料電池２から排出される酸素ガス及び燃料ガスは、それぞれ酸素オフガス及び燃料オフガスと称され、これらは反応オフガスと総称されるものである。以下では、酸素ガスとして空気を例に、また、燃料ガスとして水素ガスを例に説明する。
【００３２】
酸素ガス配管系３は、加湿器１１、供給配管１２、排出配管１３、排気配管１４、及びコンプレッサ１５を有する。コンプレッサ１５により取り込まれた大気中の空気（酸素ガス）が、供給配管１２を流れて加湿器１１に圧送され、加湿器１１により加湿されて燃料電池２に供給される。酸素オフガスは、排出配管１３を流れて加湿器１１に導入された後、排気配管１４を流れて外部に排出される。
【００３３】
燃料ガス配管系４は、水素タンク２１、供給配管２２、循環配管２３、ポンプ２４、インジェクタ２５を有する。水素タンク２１は、高圧の水素ガスを貯留した水素供給源である。供給配管２２と循環配管２３との合流点Ａでは、水素タンク２１からの新たな水素ガスとポンプ２４により圧送された水素オフガスとが合流し、この合流後の混合水素ガスが供給配管２２を流れて燃料電池２に供給される。合流点Ａよりも上流側には、インジェクタ２５、シャットバルブ２６、及びレギュレータ２７が設けられる。シャットバルブ２６は、水素タンク２１の元弁として機能する。循環配管２３には、ポンプ２４のほか、気液分離器３１が介設される。気液分離器３１は、水素オフガスに含まれる水を分離する。分離された水は、不純物を含んだ水素オフガスの一部と共に、パージ弁３３の開放により排水路３２から下流へと排気される。これにより、燃料電池２に循環供給される水素ガスの水素濃度の低下を抑制できる。
【００３４】
電力系５は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１、バッテリ６２、トラクションインバータ６３及びトラクションモータ６４等を有する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、バッテリ６２の充放電を実現すると共に、燃料電池２の出力電圧を制御する。トラクションインバータ６３は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１を介して入力された直流電流を三相交流に変換し、トラクションモータ６４に供給する。トラクションモータ６４は、例えば三相交流モータであり、車両Ｓの主動力源である。トラクションモータ６４は、車両Ｓの走行中には電力を消費する負荷装置となるが、制動時には発電機として機能する。
【００３５】
高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１とバッテリ６２との間には、高圧リレー６５が設けられている。また、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１と燃料電池２との間には、高圧リレー６６が設けられている。高圧リレー６５を開くことで、バッテリ６２は他の電気系統（高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１）と電気的に遮断される。高圧リレー６６を開くことで、燃料電池２は他の電気系統（高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１、バッテリ６２及びインバータ６３）と電気的に遮断される。
【００３６】
制御装置６は、内部にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プラグラムに従って所望の演算を実行して、後述する衝突判定及びそれに基づく衝突対策処理など、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。
【００３７】
制御装置６は、車両Ｓのアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダルセンサなどからセンサ信号を入力すると共に、車両Ｓの移動状態に関する物理量を検出する各種センサからセンサ信号を入力する。例えば、車速センサ、加速度センサ及び減速度センサなどにより、車両Ｓの移動状態に関する物理量として、車両Ｓの車速、加速度及び減速度が検出される。また、トラクションモータ６４の回転数及びトルクなども、車両Ｓの移動状態に関する物理量として検出される。
【００３８】
なお、加速度センサとして、エアバッグ用の加速度センサ１０１を用いることができる。後述する衝突判定では、加速度センサ１０１を用いた例を説明するが、もちろん上記に列挙した物理量を検出するセンサを単独で又は組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
制御装置６は、また、燃料電池システム１の運転状態に関する物理量を検出する異常検出センサ７２からセンサ信号を入力する。この物理量としては、例えば、反応ガス又は冷却水の圧力、流量、温度、濃度もしくは流速のほか、燃料電池２の電流出力もしくは電圧出力が挙げられる。異常検出センサ７２とは、これらの物理量を検出するセンサの総称であり、例えば、反応ガスの圧力を検出するガス圧センサ７２ａ、燃料電池２を冷却する冷却水の圧力を検出する水圧センサ７２ｂ、及び、水素ガスの濃度を検出する水素濃度センサ７２ｃが、異常検出センサ７２の例として挙げることができる。
【００４０】
ガス圧センサ７２ａは、供給配管１２、排出配管１３、供給配管２２及び循環配管２３の少なくとも一つに設けられる。水圧センサ７２ｂは、冷却水を燃料電池２に循環供給する冷却配管（図示省略）に設けられる。水素濃度センサ７２ｃは、供給配管２２及び循環配管２３等からの水素ガスの漏れを検出する。後述する衝突判定では、一以上の異常検出センサ７２からの検出信号が用いられる。
【００４１】
制御装置６は、入力された上記各種センサ信号に基づき、車両Ｓを中枢的に制御する。特に、制御装置６は、衝突判定及びその後の衝突対策処理等を実行するための機能部として、判定部８１と、エアバッグ制御部８２と、システム制御部８３と、を有している。以下、具体的に説明する。
【００４２】
＜衝突判定の方法＞
判定部８１は、加速度センサ１０１の検出信号及び異常検出センサ７２の検出信号を受信し、この二つの受信信号に基づいて車両Ｓの衝突の有無を判定するものである。判定部８１では、加速度センサ１０１により検出された加速度が所定の閾値を越えた場合に衝突が「有」と判定する。このとき、判定部８１では、この衝突判定に用いる閾値（以下、「判定閾値」という。）を、燃料電池システム１の異常発生の有無、すなわち、異常検出センサ７２の検出信号に対応して設定している。
【００４３】
具体的には、車両Ｓの走行時では、加速度センサ１０１及び異常検出センサ７２の各検出信号が判定部８１に随時入力される。このとき、判定部８１は、異常検出センサ７２の検出値から燃料電池システム１の異常発生の有無を判断し、図３に示すような相関マップを用いて、加速度センサ１０１の検出値と比較する判定閾値を設定する。
【００４４】
図３は、加速度センサ１０１の判定閾値を設定する方法を示す概念図であり、縦軸は加速度センサ１０１の判定閾値の大きさを示している。
図３に示すように、燃料電池システム１に異常有りと判断される場合には、衝突が発生している可能性が高いため、判定部８１は、判定閾値を比較的小さい閾値Ｔ１に設定する。ここで、燃料電池システム１に異常有りと判断される場合とは、例えば反応ガス漏れによるガス圧低下又は冷却水漏れによる水圧低下が起きることなどにより、異常検出センサ７２の検出値が燃料電池システム１の異常発生を示すレベルに達した場合をいう。
【００４５】
一方、異常検出センサ７２の検出値が燃料電池システム１の正常を示すレベルである場合には、衝突が発生していない可能性が高く、また、加速度センサ１０１の検出値が大きい値であっても、それは路面干渉等の他の要因に基づくものである可能性が高い。そこで、この正常時には、判定部８１は判定閾値を比較的大きい閾値Ｔ２に設定する。
【００４６】
このように、本実施形態の衝突判定の方法によれば、加速度センサ１０１の検出結果に異常検出センサ７２の検出結果を加味している。これにより、車両Ｓ全体として、路面干渉等に起因した誤判定を抑制しつつ、閾値が高い場合に懸念される検出漏れを抑制することが可能となる。特に、燃料電池システム１の異常が検出されない場合には、判定閾値を大きくしているので、路面干渉等による影響を排除でき、衝突が起きたと誤判定することを抑制できる。また、燃料電池システム１の異常が検出される場合には、判定閾値を小さくしているので、判定閾値が高い場合に懸念される検出漏れを抑制できる。
【００４７】
さらに、燃料電池システム１の運転状態に応じた最適な判定閾値を設定できるので、加速度センサ１０１及び異常検出センサ７２の検出値を別個独立に衝突判定に用いる場合に比べて、衝突判定の精度を高めることができる。また、加速度センサ１０１及び異常検出センサ７２のどちらかが故障等した場合の誤判定も防止できる。したがって、衝突判定の精度を高めることができる。
【００４８】
＜衝突判定後の処理＞
Ａ．エアバッグ１０２の制御
エアバッグ制御部８２が、判定部８１の判定結果に基づいてエアバッグ１０２の作動を制御する。具体的には、車両Ｓの衝突が「無」と判定された場合には、エアバッグ制御部８２は、エアバッグ１０２を展開させることなくそのままの収縮状態を維持させる。一方で、車両Ｓの衝突が「有」と判定された場合には、エアバッグ制御部８２はエアバッグ１０２を展開して膨張させる。
【００４９】
このように、エアバッグ１０２を作動させるためのトリガとして上記衝突判定の結果を用いているので、衝突が発生していないにも関わらずエアバッグ１０２を誤作動させてしまうことを抑制できる。また、衝突時には速やかに且つ確実にエアバッグ１０２を作動させることができる。
【００５０】
Ｂ．燃料電池システム１の制御
システム制御部８３が、判定部８１の判定結果に基づいて、燃料電池システム１の各構成機器（コンプレッサ１５、ポンプ２４、シャットバルブ２６、パージ弁３３、及び高圧リレー６５，６６等）を制御することにより、燃料電池システム１の運転を制御する。具体的には、車両Ｓの衝突が「無」と判定された場合には、システム制御部８３は各種センサからの検出信号に基づいて燃料電池システム１の運転を続行する。
【００５１】
一方、車両Ｓの衝突が「有」と判定された場合には、システム制御部８３は、コンプレッサ１５の駆動を停止したり、シャットバルブ２６を閉じたりして、燃料電池２への酸素ガスの供給や水素ガスの供給を停止する。これにより、不必要な反応ガスが燃料電池２に供給されなくて済み、水素ガスの漏れなども抑制できる。
【００５２】
また、衝突が「有」と判定された場合、システム制御部８３は、パージ弁３３を開弁してもよいし、ポンプ２４の駆動を停止してもよい。また、システム制御部８３は、燃料電池システム１そのものの運転を停止してもよいし。さらに、システム制御部８３は、高圧リレー６６を遮断することで燃料電池２を他の電気系統から電気的に遮断してもよいし、高圧リレー６５を遮断することでバッテリ６２を他の電気系統から電気的に遮断してもよい。
【００５３】
なお、高圧リレー６５又は６６の遮断のタイミングは適宜設定可能であり、例えば、このタイミングを衝突発生時から所定の遅延時間後に設定することもできる。このようにすると、遅延時間内は燃料電池２又はバッテリ６２からの電力供給が行われるので、衝突直後に乗員が危険回避操作を行うことができる。
【００５４】
このように、反応ガスの供給停止や、トラクションモータ６４等の負荷装置への電力の供給停止等を行うためのトリガとして、上記の衝突判定の結果を用いているので、反応ガスの漏れを確実性良く抑制できたり、接触等による電力系５の短絡や配線等の断線を確実性良く抑制できる。また、エアバッグ１０２の作動のために設けた加速度センサ１０１をこれら燃料電池システム１側の衝突対策処理に兼用できるので、センサの設置数を削減できる。
【００５５】
＜変形例＞
上記実施形態で説明したエアバッグ１０２の作動等の複数の衝突対策処理を行うためのトリガを同一にせず、互いに異ならせてもよい。例えば、衝突が「有」と判定された場合でも、エアバッグ１０２の作動のトリガ、高圧リレー６５，６６の遮断のトリガ、及び水素供給の停止のトリガを互いに異ならせてもよい。
【００５６】
一例を挙げると、加速度センサ１０１の検出値と比較する閾値として、エアバッグ１０１の作動のトリガとなる閾値を最も小さいレベルに設定し、高圧リレー６５，６６の遮断のトリガとなる閾値を最も大きいレベルに設定する。また、これらの中間のレベルに、水素供給停止のトリガとなる閾値を設定する。判定部８１は、これら各々の閾値が加速度センサ１０１の検出値と比較されて、各衝突対策処理を実行するか否かを判定する。そして、その判定結果に基づいて、システム制御部８３が衝突対策処理を実行する。
【００５７】
このように、衝突対策処理ごとに閾値を設定することで、判定部８１により実行すべきと判定された衝突対策処理を実行できる。これにより、衝突の大きさに応じた必要な衝突対策処理を実施することが可能となる。例えば、上記のような閾値の設定の場合であれば、衝突が「有」と判定されたとき、エアバッグ１０１のみを膨張させながら、水素供給を続行させることもできる。
【００５８】
なお、衝突対策処理ごとに設定する閾値の大きさは任意であるが、上記「Ａ．エアバッグ１０１の制御」が上記「Ｂ．燃料電池システム１の制御」よりも優先的に行われるように、エアバッグ１０１の作動のトリガとなる閾値は相対的に最も小さいとよい。こうすることで、乗員の保護を最優先できる。また、水素ガス漏れにも迅速に対応するべく、燃料電池システム１側の衝突対策処理の中では、水素供給停止のための閾値が最も小さいとよい。
【００５９】
また、別の例を挙げると、加速度センサ１０１ではなく、車両Ｓの移動状態を検出する別のセンサ（第３センサ）の検出値に応じて、燃料電池システム１側の衝突対策処理を行うためのトリガを変えてもよい。例えば、車速センサの検出値に基づき、車速が小さい場合には水素供給の停止のみ行い、車速が大きい場合には水素供給の停止及び高圧リレー６５，６６の遮断を行うようにしてもよい。
【００６０】
このように、第３センサについて衝突対策処理ごとに閾値を設定しておき、判定部８１により実行すべきと判定された衝突対策処理を実行することで、衝突が「有」と判定された場合に、車両Ｓの移動状態に応じた必要な衝突対策処理を実施できる。なお、この場合も、各衝突対策におけるセンサの閾値（トリガ）の相対関係は任意に設定できる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、加速度センサ１０１及び異常検出センサ７２の検出結果から衝突判定を行ったが、第２実施形態では、加速度センサ１０１及びこれとは別個の加速度センサ２０１（図１参照）の検出結果から衝突判定を行う。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を振り、詳細な説明を省略する。
【００６２】
加速度センサ２０１は、加速度センサ１０１と同種の加速度センサ（Ｇセンサ）であるが、車両Ｓにおいて加速度センサ１０１とは異なる位置に設けられる。例えば、加速度センサ２０１は、車両Ｓの側部、後部、燃料電池２の近傍、又は水素タンク２１の近傍などに設置される。加速度センサ２０１の検出信号は、制御装置６の判定部８１に送られる。
【００６３】
判定部８１は、加速度センサ１０１及び加速度センサ２０１の二つの検出信号に基づいて車両Ｓの有無を判定する。このとき、判定部８１は、例えば、加速度センサ１０１及び加速度センサ２０１の一方の検出値（例えば、加速度センサ１０１の検出値）に応じて、他方の検出値（例えば、加速度センサ２０１の検出値）と比較する判定閾値を変更して、衝突の有無を判定する。
【００６４】
一例を挙げると、衝突前の車両Ｓの走行時では、加速度センサ１０１及び加速度センサ２０１の検出信号が判定部８１に随時入力されており、いずれの検出値も近い値になっている。ところが、衝突時においては、互いに位置が異なる加速度センサ１０１と加速度センサ２０１とでは、加速度の検出値が相違し得る。
【００６５】
このことに鑑み、例えば一方の加速度センサ１０１の検出値が閾値を超えている場合には、衝突が発生している可能性が高いため、判定部８１は、他方の加速度センサ２０１の検出値と比較する判定閾値を比較的小さい閾値（例えば図３のＴ１）に設定する。一方、一方の加速度センサ１０１の検出値が閾値以下である場合には、衝突が発生していない可能性が高く、このときに他方の加速度センサ２０１の検出値が大きい値であっても、それは路面干渉等の他の要因に基づくものである可能性が高い。そこで、この場合には、判定部８１は、加速度センサ２０１の検出値と比較する判定閾値を比較的大きい閾値（例えば図３のＴ２）に設定する。
【００６６】
したがって、第２実施形態の衝突判定の方法によれば、加速度センサ１０１，２０１の配置位置に応じた最適な閾値を設定できるので、加速度センサ１０１，２０１の検出値を別個独立に衝突判定に用いる場合や、一つの加速度センサを用いる場合に比べて、路面干渉等による影響を排除できると共に検出漏れを抑制できる。よって、衝突判定の精度を高めることができる。また、衝突が「有」と判定した場合の処理として、エアバッグ１０２の膨張を適切に実行することもでき、エアバッグ１０２の誤作動や作動不良を抑制できる。
【００６７】
なお、第２実施形態の場合、車両Ｓは必ずしも燃料電池システム１を搭載しなくてもよい。ただし、搭載している場合には、衝突対策後の処理として、上記の「Ｂ．燃料電池システム１の制御」を実行することができる。この場合、上記の変形例で述べたように、複数の衝突対策処理を行うためのトリガを異ならせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の車両Ｓは、二輪または四輪の自動車以外の電車、航空機、船舶、自走式ロボットその他の移動体に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施形態に係る移動体を示す側面図である。
【図２】実施形態に係る移動体に搭載される燃料電池システムの構成図である。
【図３】実施形態に係る移動体の衝突判定における閾値設定を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７０】
１：燃料電池システム、２：燃料電池、６：制御装置、６５：高圧リレー、６６：高圧リレー、７２：異常検出センサ（第２センサ）、８１：判定部、８２：エアバッグ制御部、８３：システム制御部、１００：エアバッグシステム、１０１：加速度センサ（第１センサ）、１０２：エアバッグ、Ｓ：燃料電池車両（移動体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の衝突判定技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば燃料電池車両など、燃料電池システムを搭載した移動体では、一般に、移動体の衝突を検知するために、Ｇセンサ（加速度センサ）等の衝突センサが設けられている（特許文献１〜４参照）。特許文献１に記載の移動体は、衝突センサが車両の衝突を検出した場合、その後の対策として、エアバッグの展開と、燃料電池への水素供給の停止とを実行している。この場合、ある例では、衝突センサとして、エアバッグシステムに用いられる加速度センサを用い、衝突センサの検出信号から衝突の有無を判定している。また、別の例では、水素貯蔵タンク及び燃料電池スタックに設置した加速度センサも衝突センサとして用い、３つの加速度センサの少なくとも一つの検出信号から衝突の有無を判定している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１９８１５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９１１０号公報
【特許文献３】特開２００１−３５７８６３号公報
【特許文献４】特開２００６−１８２３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両は、衝突ではなく走行中の路面干渉等によって衝撃を受ける場合がある。特許文献１のように、一つの加速度センサの検出信号だけを用いて衝突の有無を判定した場合、路面干渉等を「衝突」と誤判定して、エアバッグの展開等が実行されないおそれがないとはいえない。もっとも、衝突判定に用いる閾値を上げれば、誤判定を防止できるが、今度は検出漏れが生じるおそれがある。このような問題は、３つの同種の加速度センサの検出信号を個々に独立して用いた場合も同様に懸念されることであり、従来においては、衝突対策を実行するためのトリガである衝突判定の検討が十分とはいえなかった。
【０００５】
本発明は、衝突判定の精度を高めることができる移動体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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の移動体は、燃料電池システムと、移動体の移動状態に関する物理量を検出する第１センサと、燃料電池システムの運転状態（以下、単に「システム運転状態」という。）に関する物理量を検出する第２センサと、第１センサ及び第２センサから受信した二つの検出信号に基づいて移動体の衝突の有無を判定する判定部と、を備えるものである。
【０００７】
例えば、移動体が衝突した場合、燃料電池システムにおけるガス圧や水圧等の物理量が低下するなどして、システム運転状態は異常となり得る。一方で、移動体が衝突でない路面干渉等を受けた場合、システム運転状態は正常に保たれ得る。本発明の衝突判定によれば、第１センサの検出結果に、システム運転状態の異常・正常を加味するので、移動体全体として、路面干渉等に起因した誤判定を抑制しつつ、閾値が高い場合に懸念される検出漏れを抑制できる。また、第１センサ及び第２センサのどちらかが故障等した場合の誤判定も防止できる。よって、衝突判定の精度を高めることができる。
【０００８】
ここで、「移動体の移動状態に関する物理量」とは、移動体自体の速度、加速度又は減速度のほか、移動体に搭載され得る駆動源の駆動状態を示す物理量などを意味する。駆動源がモータであれば、モータ回転数やモータトルクが物理量に含まれる。
【０００９】
第１センサとしては、車速センサ、加速度センサ、歪みセンサ、感圧センサ、超音波センサ、又はレーザーレーダーセンサなどを挙げることができるが、その中でも、移動体の加速度を検出する加速度センサが好ましい。その際、加速度センサとして、エアバッグセンサ等の他の用途で設置されたものを兼用すれば、部品点数を削減できる。
【００１０】
「システム運転状態に関する物理量」とは、酸化ガスもしくは燃料ガス（以下、「反応ガス」と総称する。）又は冷却水の圧力、流量、温度、濃度もしくは流速のほか、燃料電池の電流出力又は電圧出力などを意味する。
【００１１】
第２センサは、移動体の衝突時に変化し易いものを検出するものであるとよい。衝突時においてはガス配管や冷却水配管が損傷するおそれがあることを考慮すれば、好ましくは、第２センサは、燃料電池システムにおけるガス配管を流れる反応ガスの圧力を検出するガス圧センサ、燃料電池システムでの反応ガスの濃度を検出するガス濃度センサ、又は燃料電池システムにおける冷却配管を流れる冷却水の圧力を検出する水圧センサであるとよい。
【００１２】
本発明の一態様によれば、判定部は、第２センサの検出値に応じて、第１センサの検出値と比較する閾値を変更して移動体の衝突の有無を判定するとよい。
【００１３】
この構成によれば、システム運転状態に応じた最適な閾値を設定できるので、第１センサ及び第２センサの検出値を別個独立に衝突判定に用いる場合に比べて、衝突判定の精度を高めることができる。
【００１４】
好ましくは、判定部は、第２センサの検出値が燃料電池システムの異常を示す値である場合には、第１センサの検出値と比較する閾値として第１の閾値を用いる一方、第２センサの検出値が燃料電池システムの正常を示す値である場合には、第１センサの検出値と比較する閾値として第１の閾値よりも大きい第２の閾値を用いるとよい。
【００１５】
この構成によれば、システム運転状態の異常が検出されない場合には、比較的大きい閾値（第１の閾値）を設定できるので、路面干渉等に起因した第１センサの誤検出を抑制できる。システム運転状態の異常が検出される場合には、それをもって衝突の可能性が高いと判断できるので、第１の閾値より小さい閾値（第２の閾値）の設定で済む。よって、閾値が高い場合に懸念される検出漏れを抑制できる。
【００１６】
本発明の一態様によれば、移動体は、エアバッグと、エアバッグの作動を制御するエアバッグ制御部と、を備えるとよい。そして、エアバッグ制御部は、判定部により移動体の衝突が「有」と判定された場合にエアバッグを膨張させるとよい。
【００１７】
この構成によれば、エアバッグを作動させるためのトリガである衝突判定の精度が向上しているので、エアバッグの誤作動を抑制しながら、衝突時にエアバッグを確実性良く膨張させることができる。
【００１８】
本発明の一態様によれば、移動体は、燃料電池システムの運転を制御するシステム制御部を備えるとよい。システム制御部は、判定部により移動体の衝突が「有」と判定された場合に、次のうちの少なくとも一つを実行するとよい。
（ａ）燃料電池システムの運転を停止すること
（ｂ）燃料電池システムにおける燃料電池への反応ガスの供給を遮断すること
（ｃ）燃料電池システムにおける燃料電池を他の電気系統から電気的に遮断すること
【００１９】
この構成によれば、衝突時に、燃料電池システムや燃料電池を確実性良く停止できると共に、反応ガスの漏れを抑制でき、さらには、接触等による電気系統の短絡や配線等の断線を抑制できる。
【００２０】
本発明の一態様によれば、移動体は、判定部により移動体の衝突が「有」と判定された場合に、燃料電池システムにおいて複数の処理を実行可能なシステム制御部を備えるとよい。そして、判定部は、第１センサの検出値を、複数の処理のそれぞれに応じて異なる閾値と比較して、各処理を実行するか否かを判定するとよい。また、システム制御部は、判定部により実行すべきと判定された処理を実行するとよい。
【００２１】
本発明の一態様によれば、移動体は、その移動状態に関する物理量を検出する第１センサと別の第３センサを備えてもよい。そして、判定部は、第１センサの検出値ではなく第３の検出値を、複数の処理のそれぞれに応じて異なる閾値と比較して、各処理を実行するか否かを判定して、システム制御部が、判定部により実行すべきと判定された処理を実行してもよい。
【００２２】
このような構成によれば、衝突が「有」と判定された場合に、移動体の移動状態に応じた必要な衝突対策処理（例えば、上記の（ａ）〜（ｃ）の一つ）を効果的に実施できる。
【００２３】
上記目的を達成するための本発明の他の移動体は、互いに異なる位置に設けられた同種の第１及び第２のセンサと、第１のセンサ及び第２のセンサから受信した二つの検出信号に基づいて移動体の衝突の有無を判定する判定部と、を備える。第１及び第２のセンサは、移動体の移動状態に関する物理量を検出する。判定部は、第１及び第２のセンサの一方のセンサの検出値に応じて、他方のセンサの検出値と比較する閾値を変更して移動体の衝突の有無を判定する。
【００２４】
この構成によれば、センサの配置位置に応じた最適な閾値を設定できるので、第１センサ及び第２センサの検出値を別個独立に衝突判定に用いる場合に比べて、衝突判定の精度を高めることができる。また、第１センサ及び第２センサのどちらかが故障等した場合の誤判定も防止できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明した本発明の移動体によれば、衝突判定の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る移動体について、燃料電池車両を例にとって説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の燃料電池車両Ｓ（以下、単に「車両Ｓ」という。）には、燃料電池システム１及びエアバッグシステム１００が搭載されている。燃料電池システム１及びエアバッグシステム１００の制御などの車両Ｓの全体の制御は、車両ＥＣＵである制御装置６によって行われる（図２参照）。ただし、車両ＥＣＵとは別に、エアバッグシステム１００の制御専用の制御装置を設けてもよい。
【００２８】
図２に示すように、エアバッグシステム１００は、加速度センサ１０１及びエアバッグ１０２を備える。加速度センサ１０１は、いわゆるＧセンサであり、例えば車両Ｓの上下方向の加速度を検出する上下Ｇセンサと、車両Ｓの前後方向及び車幅方向の加速度を検出する前後左右Ｇセンサと、のいずれか又は両方の機能を有する。加速度センサ１０１によって、車両Ｓの衝突等により発生する車両Ｓの加速度が検出され、この検出された加速度が衝突判定に用いられる。
【００２９】
エアバッグ１０２は、例えば、車両Ｓの運転席のステアリングハンドルや、助手席前のインストルメントパネル内に設けられている。エアバッグ１０２は、制御装置６の制御指令に基づいて作動し、所定の大きさに展開するように膨張する。膨張した状態のエアバッグ１０２は、弾力性及び衝撃吸収力を有し、車両Ｓ内の乗員を衝突時の衝撃から守ることができる。
【００３０】
燃料電池システム１は、燃料電池２、酸素ガス配管系３、燃料ガス配管系４、及び電力系５を備える。
【００３１】
燃料電池２は、例えば固体高分子電解質型からなり、酸素ガス及び燃料ガスの供給を受けて電力を発生する。酸素ガス及び燃料ガスは、反応ガスと総称されるものである。特に、燃料電池２から排出される酸素ガス及び燃料ガスは、それぞれ酸素オフガス及び燃料オフガスと称され、これらは反応オフガスと総称されるものである。以下では、酸素ガスとして空気を例に、また、燃料ガスとして水素ガスを例に説明する。
【００３２】
酸素ガス配管系３は、加湿器１１、供給配管１２、排出配管１３、排気配管１４、及びコンプレッサ１５を有する。コンプレッサ１５により取り込まれた大気中の空気（酸素ガス）が、供給配管１２を流れて加湿器１１に圧送され、加湿器１１により加湿されて燃料電池２に供給される。酸素オフガスは、排出配管１３を流れて加湿器１１に導入された後、排気配管１４を流れて外部に排出される。
【００３３】
燃料ガス配管系４は、水素タンク２１、供給配管２２、循環配管２３、ポンプ２４、インジェクタ２５を有する。水素タンク２１は、高圧の水素ガスを貯留した水素供給源である。供給配管２２と循環配管２３との合流点Ａでは、水素タンク２１からの新たな水素ガスとポンプ２４により圧送された水素オフガスとが合流し、この合流後の混合水素ガスが供給配管２２を流れて燃料電池２に供給される。合流点Ａよりも上流側には、インジェクタ２５、シャットバルブ２６、及びレギュレータ２７が設けられる。シャットバルブ２６は、水素タンク２１の元弁として機能する。循環配管２３には、ポンプ２４のほか、気液分離器３１が介設される。気液分離器３１は、水素オフガスに含まれる水を分離する。分離された水は、不純物を含んだ水素オフガスの一部と共に、パージ弁３３の開放により排水路３２から下流へと排気される。これにより、燃料電池２に循環供給される水素ガスの水素濃度の低下を抑制できる。
【００３４】
電力系５は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１、バッテリ６２、トラクションインバータ６３及びトラクションモータ６４等を有する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、バッテリ６２の充放電を実現すると共に、燃料電池２の出力電圧を制御する。トラクションインバータ６３は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１を介して入力された直流電流を三相交流に変換し、トラクションモータ６４に供給する。トラクションモータ６４は、例えば三相交流モータであり、車両Ｓの主動力源である。トラクションモータ６４は、車両Ｓの走行中には電力を消費する負荷装置となるが、制動時には発電機として機能する。
【００３５】
高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１とバッテリ６２との間には、高圧リレー６５が設けられている。また、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１と燃料電池２との間には、高圧リレー６６が設けられている。高圧リレー６５を開くことで、バッテリ６２は他の電気系統（高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１）と電気的に遮断される。高圧リレー６６を開くことで、燃料電池２は他の電気系統（高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１、バッテリ６２及びインバータ６３）と電気的に遮断される。
【００３６】
制御装置６は、内部にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プラグラムに従って所望の演算を実行して、後述する衝突判定及びそれに基づく衝突対策処理など、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。
【００３７】
制御装置６は、車両Ｓのアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダルセンサなどからセンサ信号を入力すると共に、車両Ｓの移動状態に関する物理量を検出する各種センサからセンサ信号を入力する。例えば、車速センサ、加速度センサ及び減速度センサなどにより、車両Ｓの移動状態に関する物理量として、車両Ｓの車速、加速度及び減速度が検出される。また、トラクションモータ６４の回転数及びトルクなども、車両Ｓの移動状態に関する物理量として検出される。
【００３８】
なお、加速度センサとして、エアバッグ用の加速度センサ１０１を用いることができる。後述する衝突判定では、加速度センサ１０１を用いた例を説明するが、もちろん上記に列挙した物理量を検出するセンサを単独で又は組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
制御装置６は、また、燃料電池システム１の運転状態に関する物理量を検出する異常検出センサ７２からセンサ信号を入力する。この物理量としては、例えば、反応ガス又は冷却水の圧力、流量、温度、濃度もしくは流速のほか、燃料電池２の電流出力もしくは電圧出力が挙げられる。異常検出センサ７２とは、これらの物理量を検出するセンサの総称であり、例えば、反応ガスの圧力を検出するガス圧センサ７２ａ、燃料電池２を冷却する冷却水の圧力を検出する水圧センサ７２ｂ、及び、水素ガスの濃度を検出する水素濃度センサ７２ｃが、異常検出センサ７２の例として挙げることができる。
【００４０】
ガス圧センサ７２ａは、供給配管１２、排出配管１３、供給配管２２及び循環配管２３の少なくとも一つに設けられる。水圧センサ７２ｂは、冷却水を燃料電池２に循環供給する冷却配管（図示省略）に設けられる。水素濃度センサ７２ｃは、供給配管２２及び循環配管２３等からの水素ガスの漏れを検出する。後述する衝突判定では、一以上の異常検出センサ７２からの検出信号が用いられる。
【００４１】
制御装置６は、入力された上記各種センサ信号に基づき、車両Ｓを中枢的に制御する。特に、制御装置６は、衝突判定及びその後の衝突対策処理等を実行するための機能部として、判定部８１と、エアバッグ制御部８２と、システム制御部８３と、を有している。以下、具体的に説明する。
【００４２】
＜衝突判定の方法＞
判定部８１は、加速度センサ１０１の検出信号及び異常検出センサ７２の検出信号を受信し、この二つの受信信号に基づいて車両Ｓの衝突の有無を判定するものである。判定部８１では、加速度センサ１０１により検出された加速度が所定の閾値を越えた場合に衝突が「有」と判定する。このとき、判定部８１では、この衝突判定に用いる閾値（以下、「判定閾値」という。）を、燃料電池システム１の異常発生の有無、すなわち、異常検出センサ７２の検出信号に対応して設定している。
【００４３】
具体的には、車両Ｓの走行時では、加速度センサ１０１及び異常検出センサ７２の各検出信号が判定部８１に随時入力される。このとき、判定部８１は、異常検出センサ７２の検出値から燃料電池システム１の異常発生の有無を判断し、図３に示すような相関マップを用いて、加速度センサ１０１の検出値と比較する判定閾値を設定する。
【００４４】
図３は、加速度センサ１０１の判定閾値を設定する方法を示す概念図であり、縦軸は加速度センサ１０１の判定閾値の大きさを示している。
図３に示すように、燃料電池システム１に異常有りと判断される場合には、衝突が発生している可能性が高いため、判定部８１は、判定閾値を比較的小さい閾値Ｔ１に設定する。ここで、燃料電池システム１に異常有りと判断される場合とは、例えば反応ガス漏れによるガス圧低下又は冷却水漏れによる水圧低下が起きることなどにより、異常検出センサ７２の検出値が燃料電池システム１の異常発生を示すレベルに達した場合をいう。
【００４５】
一方、異常検出センサ７２の検出値が燃料電池システム１の正常を示すレベルである場合には、衝突が発生していない可能性が高く、また、加速度センサ１０１の検出値が大きい値であっても、それは路面干渉等の他の要因に基づくものである可能性が高い。そこで、この正常時には、判定部８１は判定閾値を比較的大きい閾値Ｔ２に設定する。
【００４６】
このように、本実施形態の衝突判定の方法によれば、加速度センサ１０１の検出結果に異常検出センサ７２の検出結果を加味している。これにより、車両Ｓ全体として、路面干渉等に起因した誤判定を抑制しつつ、閾値が高い場合に懸念される検出漏れを抑制することが可能となる。特に、燃料電池システム１の異常が検出されない場合には、判定閾値を大きくしているので、路面干渉等による影響を排除でき、衝突が起きたと誤判定することを抑制できる。また、燃料電池システム１の異常が検出される場合には、判定閾値を小さくしているので、判定閾値が高い場合に懸念される検出漏れを抑制できる。
【００４７】
さらに、燃料電池システム１の運転状態に応じた最適な判定閾値を設定できるので、加速度センサ１０１及び異常検出センサ７２の検出値を別個独立に衝突判定に用いる場合に比べて、衝突判定の精度を高めることができる。また、加速度センサ１０１及び異常検出センサ７２のどちらかが故障等した場合の誤判定も防止できる。したがって、衝突判定の精度を高めることができる。
【００４８】
＜衝突判定後の処理＞
Ａ．エアバッグ１０２の制御
エアバッグ制御部８２が、判定部８１の判定結果に基づいてエアバッグ１０２の作動を制御する。具体的には、車両Ｓの衝突が「無」と判定された場合には、エアバッグ制御部８２は、エアバッグ１０２を展開させることなくそのままの収縮状態を維持させる。一方で、車両Ｓの衝突が「有」と判定された場合には、エアバッグ制御部８２はエアバッグ１０２を展開して膨張させる。
【００４９】
このように、エアバッグ１０２を作動させるためのトリガとして上記衝突判定の結果を用いているので、衝突が発生していないにも関わらずエアバッグ１０２を誤作動させてしまうことを抑制できる。また、衝突時には速やかに且つ確実にエアバッグ１０２を作動させることができる。
【００５０】
Ｂ．燃料電池システム１の制御
システム制御部８３が、判定部８１の判定結果に基づいて、燃料電池システム１の各構成機器（コンプレッサ１５、ポンプ２４、シャットバルブ２６、パージ弁３３、及び高圧リレー６５，６６等）を制御することにより、燃料電池システム１の運転を制御する。具体的には、車両Ｓの衝突が「無」と判定された場合には、システム制御部８３は各種センサからの検出信号に基づいて燃料電池システム１の運転を続行する。
【００５１】
一方、車両Ｓの衝突が「有」と判定された場合には、システム制御部８３は、コンプレッサ１５の駆動を停止したり、シャットバルブ２６を閉じたりして、燃料電池２への酸素ガスの供給や水素ガスの供給を停止する。これにより、不必要な反応ガスが燃料電池２に供給されなくて済み、水素ガスの漏れなども抑制できる。
【００５２】
また、衝突が「有」と判定された場合、システム制御部８３は、パージ弁３３を開弁してもよいし、ポンプ２４の駆動を停止してもよい。また、システム制御部８３は、燃料電池システム１そのものの運転を停止してもよいし。さらに、システム制御部８３は、高圧リレー６６を遮断することで燃料電池２を他の電気系統から電気的に遮断してもよいし、高圧リレー６５を遮断することでバッテリ６２を他の電気系統から電気的に遮断してもよい。
【００５３】
なお、高圧リレー６５又は６６の遮断のタイミングは適宜設定可能であり、例えば、このタイミングを衝突発生時から所定の遅延時間後に設定することもできる。このようにすると、遅延時間内は燃料電池２又はバッテリ６２からの電力供給が行われるので、衝突直後に乗員が危険回避操作を行うことができる。
【００５４】
このように、反応ガスの供給停止や、トラクションモータ６４等の負荷装置への電力の供給停止等を行うためのトリガとして、上記の衝突判定の結果を用いているので、反応ガスの漏れを確実性良く抑制できたり、接触等による電力系５の短絡や配線等の断線を確実性良く抑制できる。また、エアバッグ１０２の作動のために設けた加速度センサ１０１をこれら燃料電池システム１側の衝突対策処理に兼用できるので、センサの設置数を削減できる。
【００５５】
＜変形例＞
上記実施形態で説明したエアバッグ１０２の作動等の複数の衝突対策処理を行うためのトリガを同一にせず、互いに異ならせてもよい。例えば、衝突が「有」と判定された場合でも、エアバッグ１０２の作動のトリガ、高圧リレー６５，６６の遮断のトリガ、及び水素供給の停止のトリガを互いに異ならせてもよい。
【００５６】
一例を挙げると、加速度センサ１０１の検出値と比較する閾値として、エアバッグ１０１の作動のトリガとなる閾値を最も小さいレベルに設定し、高圧リレー６５，６６の遮断のトリガとなる閾値を最も大きいレベルに設定する。また、これらの中間のレベルに、水素供給停止のトリガとなる閾値を設定する。判定部８１は、これら各々の閾値が加速度センサ１０１の検出値と比較されて、各衝突対策処理を実行するか否かを判定する。そして、その判定結果に基づいて、システム制御部８３が衝突対策処理を実行する。
【００５７】
このように、衝突対策処理ごとに閾値を設定することで、判定部８１により実行すべきと判定された衝突対策処理を実行できる。これにより、衝突の大きさに応じた必要な衝突対策処理を実施することが可能となる。例えば、上記のような閾値の設定の場合であれば、衝突が「有」と判定されたとき、エアバッグ１０１のみを膨張させながら、水素供給を続行させることもできる。
【００５８】
なお、衝突対策処理ごとに設定する閾値の大きさは任意であるが、上記「Ａ．エアバッグ１０１の制御」が上記「Ｂ．燃料電池システム１の制御」よりも優先的に行われるように、エアバッグ１０１の作動のトリガとなる閾値は相対的に最も小さいとよい。こうすることで、乗員の保護を最優先できる。また、水素ガス漏れにも迅速に対応するべく、燃料電池システム１側の衝突対策処理の中では、水素供給停止のための閾値が最も小さいとよい。
【００５９】
また、別の例を挙げると、加速度センサ１０１ではなく、車両Ｓの移動状態を検出する別のセンサ（第３センサ）の検出値に応じて、燃料電池システム１側の衝突対策処理を行うためのトリガを変えてもよい。例えば、車速センサの検出値に基づき、車速が小さい場合には水素供給の停止のみ行い、車速が大きい場合には水素供給の停止及び高圧リレー６５，６６の遮断を行うようにしてもよい。
【００６０】
このように、第３センサについて衝突対策処理ごとに閾値を設定しておき、判定部８１により実行すべきと判定された衝突対策処理を実行することで、衝突が「有」と判定された場合に、車両Ｓの移動状態に応じた必要な衝突対策処理を実施できる。なお、この場合も、各衝突対策におけるセンサの閾値（トリガ）の相対関係は任意に設定できる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、加速度センサ１０１及び異常検出センサ７２の検出結果から衝突判定を行ったが、第２実施形態では、加速度センサ１０１及びこれとは別個の加速度センサ２０１（図１参照）の検出結果から衝突判定を行う。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を振り、詳細な説明を省略する。
【００６２】
加速度センサ２０１は、加速度センサ１０１と同種の加速度センサ（Ｇセンサ）であるが、車両Ｓにおいて加速度センサ１０１とは異なる位置に設けられる。例えば、加速度センサ２０１は、車両Ｓの側部、後部、燃料電池２の近傍、又は水素タンク２１の近傍などに設置される。加速度センサ２０１の検出信号は、制御装置６の判定部８１に送られる。
【００６３】
判定部８１は、加速度センサ１０１及び加速度センサ２０１の二つの検出信号に基づいて車両Ｓの有無を判定する。このとき、判定部８１は、例えば、加速度センサ１０１及び加速度センサ２０１の一方の検出値（例えば、加速度センサ１０１の検出値）に応じて、他方の検出値（例えば、加速度センサ２０１の検出値）と比較する判定閾値を変更して、衝突の有無を判定する。
【００６４】
一例を挙げると、衝突前の車両Ｓの走行時では、加速度センサ１０１及び加速度センサ２０１の検出信号が判定部８１に随時入力されており、いずれの検出値も近い値になっている。ところが、衝突時においては、互いに位置が異なる加速度センサ１０１と加速度センサ２０１とでは、加速度の検出値が相違し得る。
【００６５】
このことに鑑み、例えば一方の加速度センサ１０１の検出値が閾値を超えている場合には、衝突が発生している可能性が高いため、判定部８１は、他方の加速度センサ２０１の検出値と比較する判定閾値を比較的小さい閾値（例えば図３のＴ１）に設定する。一方、一方の加速度センサ１０１の検出値が閾値以下である場合には、衝突が発生していない可能性が高く、このときに他方の加速度センサ２０１の検出値が大きい値であっても、それは路面干渉等の他の要因に基づくものである可能性が高い。そこで、この場合には、判定部８１は、加速度センサ２０１の検出値と比較する判定閾値を比較的大きい閾値（例えば図３のＴ２）に設定する。
【００６６】
したがって、第２実施形態の衝突判定の方法によれば、加速度センサ１０１，２０１の配置位置に応じた最適な閾値を設定できるので、加速度センサ１０１，２０１の検出値を別個独立に衝突判定に用いる場合や、一つの加速度センサを用いる場合に比べて、路面干渉等による影響を排除できると共に検出漏れを抑制できる。よって、衝突判定の精度を高めることができる。また、衝突が「有」と判定した場合の処理として、エアバッグ１０２の膨張を適切に実行することもでき、エアバッグ１０２の誤作動や作動不良を抑制できる。
【００６７】
なお、第２実施形態の場合、車両Ｓは必ずしも燃料電池システム１を搭載しなくてもよい。ただし、搭載している場合には、衝突対策後の処理として、上記の「Ｂ．燃料電池システム１の制御」を実行することができる。この場合、上記の変形例で述べたように、複数の衝突対策処理を行うためのトリガを異ならせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の車両Ｓは、二輪または四輪の自動車以外の電車、航空機、船舶、自走式ロボットその他の移動体に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施形態に係る移動体を示す側面図である。
【図２】実施形態に係る移動体に搭載される燃料電池システムの構成図である。
【図３】実施形態に係る移動体の衝突判定における閾値設定を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７０】
１：燃料電池システム、２：燃料電池、６：制御装置、６５：高圧リレー、６６：高圧リレー、７２：異常検出センサ（第２センサ）、８１：判定部、８２：エアバッグ制御部、８３：システム制御部、１００：エアバッグシステム、１０１：加速度センサ（第１センサ）、１０２：エアバッグ、Ｓ：燃料電池車両（移動体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムを備えた移動体において、
当該移動体の移動状態に関する物理量を検出する第１センサと、
前記燃料電池システムの運転状態に関する物理量を検出する第２センサと、
前記第１センサ及び前記第２センサからの検出信号を受信し、この二つの検出信号に基づいて当該移動体の衝突の有無を判定する判定部と、を備えた、移動体。
【請求項２】
前記判定部は、前記第２センサの検出値に応じて、前記第１センサの検出値と比較する閾値を変更して当該移動体の衝突の有無を判定する、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記判定部は、前記第２センサの検出値が前記燃料電池システムの異常を示す値である場合には、前記第１センサの検出値と比較する閾値として第１の閾値を用いる一方、前記第２センサの検出値が前記燃料電池システムの正常を示す値である場合には、前記第１センサの検出値と比較する閾値として前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値を用いる、請求項２に記載の移動体。
【請求項４】
エアバッグと、
前記エアバッグの作動を制御するエアバッグ制御部と、を備え、
前記エアバッグ制御部は、前記判定部により前記移動体の衝突が「有」と判定された場合に、前記エアバッグを膨張させる、請求項２又は３に記載の移動体。
【請求項５】
前記燃料電池システムの運転を制御するシステム制御部を備え、
前記システム制御部は、前記判定部により前記移動体の衝突が「有」と判定された場合に、
（ａ）前記燃料電池システムの運転を停止すること
（ｂ）前記燃料電池システムにおける燃料電池への反応ガスの供給を遮断すること
（ｃ）前記燃料電池システムにおける燃料電池を他の電気系統から電気的に遮断すること
のうち、少なくとも一つの処理を実行する、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項６】
前記判定部により前記移動体の衝突が「有」と判定された場合に、前記燃料電池システムにおいて複数の処理を実行可能なシステム制御部を備え、
前記判定部は、前記第１センサの検出値を、前記複数の処理のそれぞれに応じて異なる閾値と比較して、各処理を実行するか否かを判定し、
前記システム制御部は、前記判定部により実行すべきと判定された処理を実行する、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項７】
前記第１センサと別のセンサであって、当該移動体の移動状態に関する物理量を検出する第３センサと、
前記判定部により前記移動体の衝突が「有」と判定された場合に、前記燃料電池システムにおいて複数の処理を実行可能なシステム制御部と、を備え、
前記判定部は、前記第３センサの検出値を、前記複数の処理のそれぞれに応じて異なる閾値と比較して、各処理を実行するか否かを判定し、
前記システム制御部は、前記判定部により実行すべきと判定された処理を実行する、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項８】
前記第１センサは、当該移動体の加速度を検出する加速度センサである、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項９】
前記第２センサは、
前記燃料電池システムにおけるガス配管を流れる反応ガスの圧力を検出するガス圧センサ、
前記燃料電池システムでの反応ガスの濃度を検出するガス濃度センサ、又は
前記燃料電池システムにおける冷却配管を流れる冷却水の圧力を検出する水圧センサである、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１０】
移動体において、
互いに異なる位置に設けられ、当該移動体の移動状態に関する物理量を検出する同種の第１及び第２のセンサと、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサからの検出信号を受信し、この二つの検出信号に基づいて当該移動体の衝突の有無を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記第１及び第２のセンサの一方のセンサの検出値に応じて、他方のセンサの検出値と比較する閾値を変更して当該移動体の衝突の有無を判定する、移動体。
【請求項１】
燃料電池システムを備えた移動体において、
当該移動体の移動状態に関する物理量を検出する第１センサと、
前記燃料電池システムの運転状態に関する物理量を検出する第２センサと、
前記第１センサ及び前記第２センサからの検出信号を受信し、この二つの検出信号に基づいて当該移動体の衝突の有無を判定する判定部と、を備えた、移動体。
【請求項２】
前記判定部は、前記第２センサの検出値に応じて、前記第１センサの検出値と比較する閾値を変更して当該移動体の衝突の有無を判定する、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記判定部は、前記第２センサの検出値が前記燃料電池システムの異常を示す値である場合には、前記第１センサの検出値と比較する閾値として第１の閾値を用いる一方、前記第２センサの検出値が前記燃料電池システムの正常を示す値である場合には、前記第１センサの検出値と比較する閾値として前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値を用いる、請求項２に記載の移動体。
【請求項４】
エアバッグと、
前記エアバッグの作動を制御するエアバッグ制御部と、を備え、
前記エアバッグ制御部は、前記判定部により前記移動体の衝突が「有」と判定された場合に、前記エアバッグを膨張させる、請求項２又は３に記載の移動体。
【請求項５】
前記燃料電池システムの運転を制御するシステム制御部を備え、
前記システム制御部は、前記判定部により前記移動体の衝突が「有」と判定された場合に、
（ａ）前記燃料電池システムの運転を停止すること
（ｂ）前記燃料電池システムにおける燃料電池への反応ガスの供給を遮断すること
（ｃ）前記燃料電池システムにおける燃料電池を他の電気系統から電気的に遮断すること
のうち、少なくとも一つの処理を実行する、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項６】
前記判定部により前記移動体の衝突が「有」と判定された場合に、前記燃料電池システムにおいて複数の処理を実行可能なシステム制御部を備え、
前記判定部は、前記第１センサの検出値を、前記複数の処理のそれぞれに応じて異なる閾値と比較して、各処理を実行するか否かを判定し、
前記システム制御部は、前記判定部により実行すべきと判定された処理を実行する、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項７】
前記第１センサと別のセンサであって、当該移動体の移動状態に関する物理量を検出する第３センサと、
前記判定部により前記移動体の衝突が「有」と判定された場合に、前記燃料電池システムにおいて複数の処理を実行可能なシステム制御部と、を備え、
前記判定部は、前記第３センサの検出値を、前記複数の処理のそれぞれに応じて異なる閾値と比較して、各処理を実行するか否かを判定し、
前記システム制御部は、前記判定部により実行すべきと判定された処理を実行する、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項８】
前記第１センサは、当該移動体の加速度を検出する加速度センサである、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項９】
前記第２センサは、
前記燃料電池システムにおけるガス配管を流れる反応ガスの圧力を検出するガス圧センサ、
前記燃料電池システムでの反応ガスの濃度を検出するガス濃度センサ、又は
前記燃料電池システムにおける冷却配管を流れる冷却水の圧力を検出する水圧センサである、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１０】
移動体において、
互いに異なる位置に設けられ、当該移動体の移動状態に関する物理量を検出する同種の第１及び第２のセンサと、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサからの検出信号を受信し、この二つの検出信号に基づいて当該移動体の衝突の有無を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記第１及び第２のセンサの一方のセンサの検出値に応じて、他方のセンサの検出値と比較する閾値を変更して当該移動体の衝突の有無を判定する、移動体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２２１２９（Ｐ２００９−２２１２９Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８４１０３（Ｐ２００７−１８４１０３）
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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