特許 7536712 燃料電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04664 20160101AFI20240813BHJP

   H01M 8/04313 20160101ALI20240813BHJP

   G08C 15/00 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04664

H01M8/04313

G08C15/00 D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021091162

(22)【出願日】2021-05-31

(65)【公開番号】P2022183716

(43)【公開日】2022-12-13

【審査請求日】2023-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】飼沼 徹

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 雄介

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８４２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７３８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１６５１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１０２０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７０５９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｃ １３／００－２５／０４

Ｈ０１Ｍ ８／００－８／２４９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池を含む燃料電池システムを制御する制御部と、
前記燃料電池システムに関するデータを取得するセンサと、
記憶部と、を備える燃料電池システムであって、
前記制御部は、
前記センサにより取得されるデータを第１の周期で前記記憶部に記憶し、
前記燃料電池システムの第１のエラーが発生していない場合には、前記記憶部に記憶されている前記データを第２の周期で情報収集端末へ送信し、
前記燃料電池システムの前記第１のエラーが発生した場合には、前記記憶部に記憶されている前記データを前記第１の周期よりも長く、かつ、前記第２の周期よりも短い第３の周期で前記情報収集端末へ送信することを特徴とする燃料電池システム。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、
前記第１のエラーが発生した場合には、前記記憶部に記憶されている前記データのうち、前記第１のエラーが発生した時点の第１所定時間前から、前記第１のエラーが発生した時点の第２所定時間後までのデータを、前記第３の周期で前記情報収集端末へ送信する
ことを特徴とする燃料電池システム。

【請求項3】

請求項２に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、
前記第１のエラーが発生した時点の前記第１所定時間前から、前記第１のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後までのデータを、前記情報収集端末へ送信中に、前記第１のエラーとは異なる第２のエラーが発生した場合で、かつ、前記第１のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後から前記第２のエラーが発生した時点までの時間が前記第１所定時間より短い場合には、前記第１のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後から前記第２のエラーが発生した時点までのデータと、前記第２のエラーが発生した時点から前記第２のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後までのデータとを、追記して前記情報収集端末へ送信する
ことを特徴とする燃料電池システム。

【請求項4】

請求項２に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、
前記第１のエラーが発生した時点の前記第１所定時間前から、前記第１のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後までに取得された前記第１のエラーに関する第１のデータを、前記情報収集端末へ送信中に、前記第１のエラーとは異なる第２のエラーが発生した場合には、前記第１のエラーに関する前記第１のデータと、前記第２のエラーが発生した時点の前記第１所定時間前から、前記第２のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後までに取得された前記第２のエラーに関する第２のデータと、を区別して前記第３の周期で前記情報収集端末へ送信する
ことを特徴とする燃料電池システム。

【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】

燃料電池システムでは、エラー発生の原因を突き止めて、正常に動作させるために、燃料電池システムにかかわるセンサ値や、制御変数などのデータを収集して、情報収集端末へ送信する必要がある。情報収集端末では、送信されたデータを上位装置であるサーバへ送信して、異常解析や設計開発に使用される。

【0003】

例えば、燃料電池システムにおける各種計器による計測結果などのデータを情報収集端末において収集できる燃料電池システムに関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１８７８３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、燃料電池システムのエラーに関係がない全てのデータを情報収集端末やサーバへアップロードすると、データ通信量が増加し、情報収集端末の消費電力の増加する場合や情報収集端末とサーバとの間の通信料金の増加する場合があるため好ましくない。

【0006】

また、燃料電池システムと情報収集端末間をＣＡＮで接続している場合には、データ通信量の増加に伴い、燃料電池システムと情報収集端末間におけるＣＡＮのバスの負荷が増加するという問題があるため好ましくない。

【0007】

また、燃料電池システムに関する全てのデータが情報収集端末へ送信されると、情報収集端末からサーバへアップロードされるデータの通信量も多くなる。その結果、サーバのデータ蓄積量が増加し、サーバのリソースを補強しなければならず、管理費の増加が懸念されるため好ましくない。

【0008】

本発明の一側面に係る目的は、燃料電池システムのエラーに関するデータの通信量を必要最低限とすることにより、燃料電池システムから情報収集端末へ送信されるデータの通信量の削減を図ることができる燃料電池システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る一つの態様の燃料電池システムは、燃料電池を含む燃料電池システムを制御する制御部と、前記燃料電池システムに関するデータを取得するセンサと、を備える。前記制御部は、前記燃料電池システムの第１のエラーが発生していない場合には、前記センサにより取得された前記データを第１の周期で情報収集端末へ送信し、前記燃料電池システムの前記第１のエラーが発生した場合には、前記センサにより取得された前記データを前記第１の周期よりも短い第２の周期で前記情報収集端末へ送信する。

【0010】

以上の構成により、エラーが発生していない場合には、制御部は、必要最低限の周期で燃料電池システムに関するデータを情報収集端末へ送信する。これにより、燃料電池システムから情報収集端末へ送信されるデータの通信量を抑制することができる。これに対し、エラーが発生した場合には、制御部は、エラーが発生していない場合に送信される周期よりも短い周期で燃料電池システムのエラーに関するデータを情報収集端末へ送信する。すなわち、エラー発生時には、センサ値や、制御変数、エラー情報などのデータを短い頻度で情報収集端末へ送信することができ、エラー発生の原因を突き止めて正常に動作させるための必要十分な量のデータを供給することができる。

【0011】

また、前記燃料電池システムは、前記センサにより取得された前記データを記憶する記憶部を更に備える。前記制御部は、前記第１のエラーが発生した場合には、前記記憶部に記憶されている前記データのうち、前記第１のエラーが発生した時点の第１所定時間前から、前記第１のエラーが発生した時点の第２所定時間後までのデータを、前記第２の周期で前記情報収集端末へ送信する。

【0012】

これにより、エラーが発生した場合には、制御部は、エラーが発生した時点から遡って、エラーが発生していない場合に送信される周期よりも短い周期で、エラーに関するデータを情報収集端末へ送信する。このため、エラー発生の原因を突き止めて正常に動作させるために必要十分な量のデータを供給することができる。

【0013】

また、前記燃料電池システムの前記制御部は、前記第１のエラーが発生した時点の前記第１所定時間前から、前記第１のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後までのデータを、前記情報収集端末へ送信中に、前記第１のエラーとは異なる第２のエラーが発生した場合には、前記第１のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後から、前記第２のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後までのデータを、追記して前記情報収集端末へ送信する。

【0014】

これにより、第１のエラーに関するデータの送信中に新たな別の第２のエラーが発生した場合には、制御部は、各エラーに対応するデータのうち重複するデータの送信を省略して差分だけを追加して送信する。これにより、制御部は、燃料電池システムに関する必要最低限のデータを情報収集端末へ送信することができ、燃料電池システムから情報収集端末へ送信されるデータの通信量を削減することができる。

【0015】

また、前記燃料電池システムの前記制御部は、前記第１のエラーが発生した時点の前記第１所定時間前から、前記第１のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後までに取得された前記第１のエラーに関する第１のデータを、前記情報収集端末へ送信中に、前記第１のエラーとは異なる第２のエラーが発生した場合には、前記第１のエラーに関する前記第１のデータと、前記第２のエラーが発生した時点の前記第１所定時間前から、前記第２のエラーが発生した時点の前記第２所定時間後までに取得された前記第２のエラーに関する第２のデータと、を区別して前記第２の周期で前記情報収集端末へ送信する。

【0016】

これにより、エラーに関するデータの送信中に新たな別の第２のエラーが発生した場合には、制御部は、各エラーに対応するデータを区別して情報収集端末へ送信する。このため、各エラー発生の原因を突き止めて正常に動作させるために必要なデータを明確に分けてデータを供給することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、燃料電池システムのエラーに関するデータの通信量を必要最低限とすることにより、燃料電池システムから情報収集端末へ送信されるデータの通信量の削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係わる情報収集システムの一例を示す図である。

【図2】バッファデータと、送信データとの関係を説明する図である。

【図3】バッファデータと、送信データとの関係を説明する図である。

【図4】燃料電池システムと、情報収集端末との接続関係の一例を示す図である。

【図5】燃料電池システムのＦＣＥＣＵと、情報収集端末の主制御基盤とのデジタル信号回路の一例を示す図である。

【図6】燃料電池システムのＦＣＥＣＵで実行されるデータ送信処理の一例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】

【0019】

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。

【0020】

図１は、本発明の実施形態に係わる情報収集システムの一例を示す図である。情報収集システム１は、燃料電池ユニット１００と、サーバ２００とを備える。情報収集システム１は、図１に示していない他の構成を備えていてもよい。

【0021】

図１に示す燃料電池ユニット１００は、フォークリフトなどの産業車両や電気自動車などの車両に搭載され、負荷に電力を供給する。なお、負荷は、走行用モータや荷役モータ、電装部品、コンピュータやメモリなどに電力を供給するための電源などである。

【0022】

燃料電池ユニット１００は、燃料電池システム１０と、情報収集端末２０とを備える。燃料電池ユニット１００は、図１に示していない他の構成を備えていてもよい。燃料電池システム１０は、燃料電池１１と、蓄電装置１２と、センサ１３と、メモリ１４と、ＦＣ主制御基板（以下、「ＦＣＥＣＵ」と呼ぶ）１５と、リレー１６とを備える。燃料電池システム１０は、図１に示していない他の構成を備えていてもよい。

【0023】

燃料電池１１は、水素タンクから供給される水素と、大気中から供給される空気中の酸素との化学反応により、電気エネルギーを生成する。すなわち、燃料電池１１は、水素と酸素の化学反応により発電する。蓄電装置１２は、燃料電池１１により発電された電力を燃料電池１１の発電状況や負荷の状況に応じて蓄電する。

【0024】

センサ１３は、燃料電池１１や蓄電装置１２に関するセンサ値や制御変数を取得する。センサ値は、情報収集端末２０が収集するデータの一種である。制御変数は、燃料電池システム１０を制御するのに必要な変数の一つである。センサ１３は、ＦＣＥＣＵ１５が制御対象を制御する際に参照する参照情報を入力するセンサである。センサ１３が取得するセンサ値として、例えば、電圧、電流、温度、圧力、流量、濃度などのセンサ値を取得する。センサ１３が取得するセンサ値には、例えば、燃料電池１１を構成するセルごとの電圧、温度、燃料電池１１の排気（オフガス）の温度、外気の温度などの各種情報が含まれる。なお、ＦＣＥＣＵ１５には、例えば、汎用のＯＳ（Operating System）とは異なる専用のＯＳが搭載されている。

【0025】

メモリ１４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などにより構成され、プログラム、センサ１３により取得された各種センサ値や制御変数、エラー情報などのデータを記憶している。メモリ１４には、センサ値や制御変数に対応する閾値を記憶してもよい。各種センサ値や制御変数、エラー情報などのデータは、メモリ１４のうち、例えば、不揮発性の記憶装置に記憶してもよい。メモリ１４は、燃料電池システム１０の内部に備えられている。図１では、メモリ１４は、ＦＣＥＣＵ１５とは別に構成されているがこの限りではなく、ＦＣＥＣＵ１５の内部に構成されていてもよい。

【0026】

ＦＣＥＣＵ１５は、燃料電池システム１０全体の処理および動作を制御するものである。ＦＣＥＣＵ１５は、制御部に対応する。ＦＣＥＣＵ１５は、たとえば、汎用なＩＣなどによって構成される。なお、ＦＣＥＣＵ１５は汎用なＩＣの代わりに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、またはプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device））などにより構成されていてもよい。ＦＣＥＣＵ１５には、制御対象として、燃料電池１１と、蓄電装置１２と、センサ１３と、メモリ１４とが、それぞれ電気的に接続されている。

【0027】

ＦＣＥＣＵ１５は、センサ１３により取得したセンサ値や制御変数を取得する。また、ＦＣＥＣＵ１５は、センサ１３により取得したセンサ値や制御変数がエラーであるか否か、すなわち、燃料電池システム１０にエラーが発生したか否かを判定する。エラーの判定結果は、エラー情報としてメモリ１４に記憶される。センサ値や制御変数がエラーであるか否かの判定は、例えば、メモリ１４に記憶されている所定の閾値との比較により判定することができる。センサ値や制御変数がエラーであるか否か、すなわち、燃料電池システム１０にエラーが発生したか否かの判定は、他の方法により実施してもよい。

【0028】

ＦＣＥＣＵ１５は、センサ値や制御変数がエラーである場合には、エラーに対応するエラー情報を燃料電池システム１０自身へ通知する。ＦＣＥＣＵ１５は、燃料電池システム１０の動作フェーズに関連したエラーに対応するエラー情報を燃料電池システム１０自身へ通知してもよい。動作フェーズとして、例えば、基板電源ＯＮフェーズ、センサチェックフェーズ、リレー・コンタクタＯＮフェーズ、水素入れフェーズ、エア入れフェーズ、発電フェーズなどを含む複数のフェーズに分類してもよい。

【0029】

エラー情報とは、燃料電池システム１０のエラーを解析するのに必要なセンサ値や制御変数が対応づけされた識別情報である。エラー情報は、燃料電池システム１０の各動作フェーズに対応付けられて設定されていてもよい。したがって、例えば、動作フェーズに対応したエラー情報として、任意の識別記号などを採用することができる。ＦＣＥＣＵ１５は、センサ値や制御変数がエラーである場合には、エラーに対応するエラー情報を燃料電池システム１０自身へ通知する。

【0030】

図２、図３は、バッファデータと、送信データとの関係を説明する図である。図２（１）は、燃料電池システム１０にエラーが発生していない場合のバッファデータと、送信データとの関係を示している。図２（２）は、燃料電池システム１０にエラーが発生した場合のバッファデータと、送信データとの関係を示している。図３は、燃料電池システム１０にエラーが複数回発生した場合のバッファデータと、送信データとの関係を示している。

【0031】

ＦＣＥＣＵ１５は、センサ１３から取得したセンサ値や制御変数の情報、通知されたエラー情報のデータをバッファデータとして、任意のサンプリング周期ｃ１でメモリ１４に記憶する。サンプリング周期ｃ１は、例えば、１ｍｓ～数１００ｍｓのうち任意の周期に設定してもよい。図２、図３の実施形態においては、サンプリング周期ｃ１は、１００ｍｓに設定されている。

【0032】

ＦＣＥＣＵ１５は、任意のサンプリング周期ｃ１でメモリ１４に記憶されたバッファデータのうち、任意の送信周期で情報収集端末２０へデータを送信する。以下、メモリ１４に記憶されているバッファデータのうち、任意の送信周期で情報収集端末２０へ送信されるデータを「送信データ」と呼ぶ。任意の送信周期は、例えば、１ｍｓ～数１０ｓ（秒）のうち任意の周期に設定してもよい。図２、図３の実施形態においては、エラーが発生していない場合の送信周期ｃ２（第１の送信周期）は、１ｓ（秒）に設定され、エラーが発生した場合の送信周期ｃ３（第２の送信周期）は、１００ｍｓに設定されている。図２、図３の実施形態においては、サンプリング周期ｃ１と、エラーが発生した場合の送信周期ｃ３と、はそれぞれ同じ周期に設定されている。サンプリング周期ｃ１と、エラーが発生した場合の送信周期ｃ３と、はそれぞれ異なる周期に設定してもよい。

【0033】

ＦＣＥＣＵ１５は、燃料電池システム１０にエラーｅ１（第１のエラー）が発生しているか否かに応じて、異なる周期で情報収集端末２０へ送信データを送信する。燃料電池システム１０にエラーｅ１が発生していない場合には、図２（１）に示すように、ＦＣＥＣＵ１５は、任意のサンプリング周期ｃ１でメモリ１４に記憶されたバッファデータから送信周期ｃ２で選択された送信データを情報収集端末２０へ送信する。これに対し、燃料電池システム１０にエラーｅ１が発生した場合には、図２（２）に示すように、ＦＣＥＣＵ１５は、任意のサンプリング周期ｃ１でメモリ１４に記憶されたバッファデータから送信周期ｃ２で選択された送信データを情報収集端末２０へ送信する。送信周期ｃ３は、送信周期ｃ２よりも短い周期に設定されている。

【0034】

図２の実施形態では、任意のサンプリング周期ｃ１と、送信周期ｃ３とは同じ周期に設定されているがこの限りではなく、異なる周期に設定されていてもよい。異なる周期とする場合、送信周期ｃ３は、任意のサンプリング周期ｃ１よりも長く、かつ、送信周期ｃ２よりも短い周期に設定される。

【0035】

具体的には、図２（１）に示すように、燃料電池システム１０にエラーｅ１が発生していない場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、１００ｍｓのサンプリング周期ｃ１でメモリ１４に記憶されたバッファデータから１ｓ（秒）の送信周期ｃ２で選択された送信データを情報収集端末２０へ送信する。したがって、エラーが発生していない場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、必要最低限の周期で燃料電池システム１０に関するバッファデータを情報収集端末２０へ送信する。これにより、ＦＣＥＣＵ１５は、メモリ１４に記憶されたバッファデータのうち間引かれたデータのみを送信データとして情報収集端末２０へ送信することにより、燃料電池システム１０から情報収集端末２０へ送信されるデータの通信量を抑制することができる。

【0036】

これに対し、図２（２）に示すように、燃料電池システム１０にエラーｅ１が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、１００ｍｓのサンプリング周期ｃ１でメモリ１４に記憶されたバッファデータから１００ｍｓの送信周期ｃ３で選択された送信データを情報収集端末２０へ送信する。したがって、エラーが発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーが発生していない場合の１ｓ（秒）の送信周期ｃ２よりも短い１００ｍｓの送信周期ｃ３で燃料電池システム１０に関するバッファデータを情報収集端末２０へ送信する。これにより、エラー発生時には、センサ値や、制御変数、エラー情報などの燃料電池１１に関するデータを短い頻度でより多く情報収集端末２０へ送信することができる。このため、エラー発生の原因を突き止めて正常に動作させるための必要十分な量のバッファデータを供給することができる。

【0037】

また、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１が発生した場合には、メモリ１４に記憶されているバッファデータのうち、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ１（第１所定時間）前から、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ２（第２所定時間）後までのバッファデータに対応する送信データを、送信周期ｃ３で情報収集端末２０へ送信する。

【0038】

図２の実施形態では、時間ｔ１として３ｓ（秒）が設定され、時間ｔ２として１ｓ（秒）が設定されている。具体的には、図２（２）に示すように、燃料電池システム１０にエラーｅ１が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、メモリ１４に記憶されたバッファデータのうち、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の３ｓ（秒）前から、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の１ｓ（秒）後までの合計４ｓ（秒）分のバッファデータｅｄ１に対応する送信データｅｆ１を、１００ｍｓの送信周期ｃ３で情報収集端末２０へ送信する。この場合、合計４ｓ（秒）分の送信データｅｆ１（バッファデータｅｄ１）は、１００ｍｓの送信周期ｃ３で約４ｓ（秒）をかけて情報収集端末２０へ送信される。

【0039】

これにより、エラーｅ１が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１から遡って、エラーｅ１が発生していない場合に送信される送信周期ｃ２よりも短い送信周期ｃ３で、燃料電池システム１０のエラーｅ１に関するデータを情報収集端末２０へ送信する。このため、エラー発生の原因を突き止めて正常に動作させるために必要十分な量のデータを供給することができる。なお、合計４ｓ（秒）分の１００ｍｓの送信周期ｃ３の送信データが送信された後、ＦＣＥＣＵ１５は、再びメモリ１４に記憶されているバッファデータを、送信周期ｃ２で情報収集端末２０へ送信する。

【0040】

また、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１のバッファデータｅｄ１に対応する送信データｅｆ１の送信中に、エラーｅ１とは異なるエラーｅ２が発生したか否かに応じて、情報収集端末２０へ送信する送信データを追記して送信してもよい。例えば、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ１前から、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ２後までのバッファデータｅｄ１に対応する送信データｅｆ１を、情報収集端末２０へ送信する期間（以下、「データ送信期間ｄｔ１」と呼ぶ）中に、エラーｅ２が発生したか否かを判別する。

【0041】

データ送信期間ｄｔ１中にエラーｅ２が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ２後の時点ｅｔ３から、エラーｅ２が発生した時点ｅｔ２の時間ｔ２後までのバッファデータｅｄ２を、送信データｅｆ２として追記して情報収集端末２０へ送信する。すなわち、この場合、エラーｅ２が発生した時点ｅｔ２の時間ｔ３前から、エラーｅ２が発生した時点ｅｔ２の時間ｅｔ２後までのバッファデータｅｄ２が送信データｅｆ２として追記して送信される。

【0042】

エラーｅ１に関するデータ送信期間ｄｔ１中に新たなエラーｅ２が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１に関する４ｓ（秒）分の送信データに加えて、エラーｅ２に関する４ｓ（秒）分の合計８ｓ（秒）分の送信データを送信しなければならないところ、重複するデータの送信を省略して差分だけ追記して送信することができる。

【0043】

具体的には、図３に示すように、ＦＣＥＣＵ１５は、メモリ１４に記憶されたバッファデータのうち、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の３ｓ（秒）前から、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の１ｓ（秒）後までの合計４ｓ（秒）分のバッファデータｅｄ１に対応する送信データｅｆ１に対し、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の１ｓ（秒）後からエラーｅ２が発生した時点ｅｔ２までの１ｓ（秒）分、および、エラーｅ２が発生した時点ｅｔ２から１ｓ（秒）後までの合計２ｓ（秒）分のバッファデータｅｄ２に対応する送信データｅｆ２を追記して送信する。

【0044】

このため、ＦＣＥＣＵ１５は、送信データとして６ｓ（秒）分だけ送信すれば足りるため、各エラーｅ１、エラーｅ２に対応する送信データのうち重複する２ｓ（秒）分のデータの送信を省略して差分だけを追加して送信することができる。これにより、ＦＣＥＣＵ１５は、燃料電池システム１０に関する必要最低限のデータを情報収集端末２０へ送信することができ、燃料電池システム１０から情報収集端末２０へ送信されるデータの通信量を削減することができる。したがって、通信に必要な情報収集端末２０の消費電力の必要最低限に抑えることができる。また、燃料電池システム１０と情報収集端末２０とを接続するＣＡＮバスの負荷を抑えることができ、消費電力と通信料金の低減を図ることができる。

【0045】

なお、汎用ＯＳが搭載されている情報収集端末２０は、燃料電池システム１０のＦＣＥＣＵ１５よりも起動が遅い。このため、ＦＣＥＣＵ１５は、情報収集端末２０が起動していない場合には、情報収集端末２０が起動するまで、センサ１３により取得されるセンサ値や制御変数を含むデータをメモリ１４に一時記憶する。その後、情報収集端末２０が起動した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、メモリ１４に一時記憶していたデータを情報収集端末２０へ送信する。

【0046】

リレー１６は、ＦＣＥＣＵ１５の制御に基づき、蓄電装置１２から情報収集端末２０へ供給する１２Ｖの電力の供給を開始または停止を行う。キーＯＮされた場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、リレー１６をＯＮにして情報収集端末２０への電力の供給を開始し、情報収集端末２０の稼働を開始させる。キーＯＦＦされた場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、リレー１６をＯＦＦにして情報収集端末２０への電力の供給を停止し、情報収集端末２０の稼働を終了させる。

【0047】

情報収集端末２０は、電源制御部２１と、主制御基盤２２と、携帯通信アンテナ２３とを備える。

【0048】

電源制御部２１は、燃料電池システム１０と電気的に接続され、燃料電池システム１０から供給された１２Ｖの電力を主制御基盤２２へ供給する。

【0049】

主制御基盤２２は、情報収集端末２０全体の処理および動作を制御するものである。主制御基盤２２は、たとえば、汎用なＩＣなどによって構成される。なお、主制御基盤２２は汎用なＩＣの代わりに、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、またはプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤ）などにより構成されていてもよい。主制御基盤２２には、制御対象として、電源制御部２１と、携帯通信アンテナ２３とが、それぞれ電気的に接続されている。主制御基盤２２には、汎用のＯＳが搭載されているため、燃料電池システム１０よりも起動に時間がかかる。また、情報収集端末２０の主制御基盤２２は、燃料電池システム１０のＦＣＥＣＵ１５と電気的に接続されている。

【0050】

図４は、燃料電池システム１０と、情報収集端末２０との接続関係の一例を示す図である。図４に示すように、燃料電池システム１０（ＦＣＥＣＵ１５）と、情報収集端末２０（主制御基盤２２）との間で、バッテリ電圧、ＧＮＤおよびデジタル信号、ＣＡＮ通信のデータが通信可能に接続されている。

【0051】

デジタル信号は、情報収集端末２０の主制御基盤２２から燃料電池システム１０のＦＣＥＣＵ１５に対し出力されるＯＮまたはＯＦＦの信号である。情報収集端末２０の電源がＯＮの状態、すなわち、情報収集端末２０のＣＡＮ通信が可能な状態である場合には、情報収集端末２０の主制御基盤２２は、燃料電池システム１０に対し出力するデジタル信号をＯＦＦからＯＮへ切り替える。情報収集端末２０の電源がＯＦＦの状態、すなわち、情報収集端末２０が終了状態である場合には、情報収集端末２０の主制御基盤２２は、燃料電池システム１０に対し出力するデジタル信号をＯＮからＯＦＦへ切り替える。

【0052】

図５は、燃料電池システム１０のＦＣＥＣＵ１５と、情報収集端末２０の主制御基盤２２とのデジタル信号回路の一例を示す図である。デジタル信号回路として、例えば、プルアップ回路を採用することができる。図５に示すように、デジタル信号回路は、コネクタ間の端子電圧により信号のＯＮ／ＯＦＦ（１２Ｖ／０Ｖ）により、電源がＯＦＦ状態であるのか、またはＯＮ状態でありＣＡＮ通信が可能な状態であるのかを判定することができる。

【0053】

図６は、燃料電池システム１０のＦＣＥＣＵ１５で実行されるデータ送信処理の一例を示すフローチャートである。

【0054】

はじめに、ＦＣＥＣＵ１５は、燃料電池システム１０でエラーｅ１が発生したか否かを判定する（ステップＳ１１）。燃料電池システム１０でエラーが発生したか否かを判定する処理については、図６に示すデータ送信処理とは別個独立にまたは並行して実行される。

【0055】

燃料電池システム１０でエラーｅ１が発生していない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、ＦＣＥＣＵ１５は、サンプリング周期ｃ１でメモリ１４に記憶されたバッファデータから１つのサンプリング周期分のバッファデータを取得する（ステップＳ１２）。ＦＣＥＣＵ１５は、取得した１つのサンプリング周期分のバッファデータに対応する送信データを送信周期ｃ２で情報収集端末２０へ送信する（ステップＳ１３）。送信データが送信され、ステップＳ１３の処理が終了すると、処理はステップＳ１１に戻る。

【0056】

燃料電池システム１０でエラーｅ１が発生した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、ＦＣＥＣＵ１５は、サンプリング周期ｃ１でメモリ１４に記憶されたバッファデータから遡ってバッファデータを取得する（ステップＳ１４）。この処理では、ＦＣＥＣＵ１５は、バッファデータのうち、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ１前から、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ２後までのバッファデータを遡って取得する。ＦＣＥＣＵ１５は、遡って取得したエラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ１前から、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ２後までのバッファデータに対応する送信データを送信周期ｃ３で情報収集端末２０へ送信する（ステップＳ１５）。

【0057】

ＦＣＥＣＵ１５は、ステップＳ１５で送信した送信データのデータ送信期間ｄｔ１中にエラーｅ１とは異なる新たなエラーｅ２が発生したか否かを判定する（ステップＳ１６）。

【0058】

ステップＳ１５で送信した送信データのデータ送信期間ｄｔ１中に新たなエラーｅ２が発生した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）には、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ２後からエラーｅ２が発生した時点ｅｔ２から時間ｔ２後までの合計のバッファデータｅｄ２に対応する追加分の送信データｅｆ２を送信周期ｃ３で情報収集端末２０へ送信する（ステップＳ１７）。この処理が終了すると、処理はステップＳ１８へ進む。ステップＳ１５で送信した送信データのデータ送信期間ｄｔ１中に新たなエラーｅ２が発生していない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）には、処理はステップＳ１８へ進む。

【0059】

ステップＳ１８において、ＦＣＥＣＵ１５は、ステップＳ１５で送信した送信データまたはステップＳ１７で送信した追加分の送信データの送信が終了したか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１５で送信した送信データまたはステップＳ１７で送信した追加分の送信データの送信が終了していない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）には、処理はステップＳ１６に戻り、ステップＳ１５で送信した送信データまたはステップＳ１７で送信した追加分の送信データの送信が終了するまで、ステップＳ１６からステップＳ１８の処理が繰り返し実行される。

【0060】

ステップＳ１５で送信した送信データおよびステップＳ１７で送信した追加分の送信データの送信が終了した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１１へ戻り、処理の終了指示を受け付けるまで、ステップＳ１１からステップＳ１８の処理が繰り返し実行される。

【0061】

以上の構成により、エラーｅ１が発生していない場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、必要最低限の送信周期ｃ２で燃料電池システム１０に関する送信データを情報収集端末２０へ送信する。これにより、燃料電池システム１０から情報収集端末２０へ送信されるデータの通信量を抑制することができる。これに対し、エラーｅ１が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、送信周期ｃ２よりも短い送信周期ｃ３で燃料電池システム１０のエラーに関する送信データを情報収集端末２０へ送信する。すなわち、エラーｅ１の発生時には、センサ値や、制御変数、エラー情報などのバッファデータに対応する送信データを短い頻度で情報収集端末２０へ送信することができ、エラー発生の原因を突き止めて正常に動作させるための必要十分な量のデータを供給することができる。

【0062】

また、エラーｅ１が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１から遡って、エラーｅ１が発生していない場合に送信される送信周期ｃ２よりも短い送信周期ｃ３で、エラーｅ１に関するデータを情報収集端末２０へ送信する。このため、エラー発生の原因を突き止めて正常に動作させるために必要十分な量のデータを供給することができる。

【0063】

また、エラーｅ１に関する送信データの送信中に新たな別のエラーｅ２が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、各エラーに対応する送信データのうち重複するデータの送信を省略して差分だけを追加して送信する。これにより、ＦＣＥＣＵ１５は、燃料電池システム１０に関する必要最低限のデータを情報収集端末２０へ送信することができ、燃料電池システム１０から情報収集端末２０へ送信されるデータの通信量を削減することができる。

【0064】

＜変形例＞
上述の実施形態においては、送信データのデータ送信期間ｄｔ１中に新たなエラーｅ２が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１が発生した時点ｅｔ１の時間ｔ２後からエラーｅ２が発生した時点ｅｔ２から時間ｔ２後までの合計のバッファデータｅｄ２に対応する追加分の送信データｅｆ２を送信周期ｃ３で情報収集端末２０へ送信しているがこれに限られない。

【0065】

例えば、エラーｅ１に関する送信データのデータ送信期間ｄｔ１中に新たなエラーｅ２が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、エラーｅ１に関する送信データｓｄ１（第１のデータ）と、送信データｓｆ２（第２のデータ）が発生した時点ｅｔ２の時間ｔ１前から、エラーｅ２が発生した時点ｅｔ２の時間ｔ２後までに取得されたエラーｅ２に関する第２のデータと、を区別して送信周期ｃ３で情報収集端末２０へ送信してもよい。

【0066】

これにより、エラーｅ１に関する送信データの送信中に新たな別のエラーｅ２が発生した場合には、ＦＣＥＣＵ１５は、各エラーに対応するデータを区別して情報収集端末２０へ送信する。このため、各エラー発生の原因を突き止めて正常に動作させるために必要なデータを明確に分けてデータを供給することができる。

【0067】

また、本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

【符号の説明】

【0068】

１ 情報収集システム
１０ 燃料電池システム
１１ 燃料電池
１２ 蓄電装置
１３ センサ
１４ メモリ
１５ ＦＣＥＣＵ
１６ リレー
２０ 情報収集端末
２１ 電源制御部
２２ 主制御基盤
２３ 携帯通信アンテナ
１００ 燃料電池ユニット
２００ サーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】