JP7536712B2 - Fuel Cell Systems - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.
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。 In a fuel cell system, in order to identify the cause of an error and restore normal operation, it is necessary to collect data related to the fuel cell system, such as sensor values and control variables, and send it to an information collection terminal. The information collection terminal then transmits the transmitted data to a higher-level device, the server, where it is used for abnormality analysis and design development.
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)。 For example, technology has been disclosed for a fuel cell system that can collect data such as measurement results from various instruments in the fuel cell system at an information collection terminal (see, for example, Patent Document 1).
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。 However, uploading all data unrelated to errors in the fuel cell system to the information collection terminal or server is not desirable because it increases the amount of data communication, which may increase the power consumption of the information collection terminal and/or the communication charges between the information collection terminal and the server.
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。 In addition, if the fuel cell system and the information collecting terminal are connected via a CAN, there is a problem that the load on the CAN bus between the fuel cell system and the information collecting terminal increases as the amount of data communication increases, which is not preferable.
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。 In addition, if all data related to the fuel cell system is sent to the information collection terminal, the amount of data uploaded from the information collection terminal to the server will also increase. As a result, the amount of data stored on the server will increase, and the server's resources will have to be reinforced, which is undesirable as it raises concerns about increased management costs.
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。 An object of one aspect of the present invention is to provide a fuel cell system that can reduce the amount of data communication transmitted from the fuel cell system to an information collection terminal by minimizing the amount of data communication related to errors in the fuel cell system.
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。 A fuel cell system according to one embodiment of the present invention includes a control unit that controls a fuel cell system including a fuel cell, and a sensor that acquires data related to the fuel cell system. When a first error has not occurred in the fuel cell system, the control unit transmits the data acquired by the sensor to an information collection terminal at a first period, and when the first error has occurred in the fuel cell system, the control unit transmits the data acquired by the sensor to the information collection terminal at a second period that is shorter than the first period.
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。 With the above configuration, when no error has occurred, the control unit transmits data related to the fuel cell system to the information collecting terminal at the minimum necessary interval. This makes it possible to reduce the amount of data transmitted from the fuel cell system to the information collecting terminal. In contrast, when an error has occurred, the control unit transmits data related to the error in the fuel cell system to the information collecting terminal at intervals shorter than the interval at which data is transmitted when no error has occurred. In other words, when an error occurs, data such as sensor values, control variables, and error information can be transmitted to the information collecting terminal at a short frequency, making it possible to supply a necessary and sufficient amount of data to identify the cause of the error and operate normally.
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。 The fuel cell system further includes a storage unit that stores the data acquired by the sensor. When the first error occurs, the control unit transmits, to the information collection terminal at the second cycle, data stored in the storage unit from a first predetermined time before the first error occurs to a second predetermined time after the first error occurs.
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。 As a result, if an error occurs, the control unit will send data about the error to the information collection terminal from the time the error occurred, at a shorter interval than the interval at which data would be sent if no error occurred. This makes it possible to supply a sufficient amount of data to identify the cause of the error and enable normal operation.
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。 In addition, if a second error different from the first error occurs while transmitting data from the first predetermined time before the first error occurs to the second predetermined time after the first error occurs to the information collecting terminal, the control unit of the fuel cell system appends and transmits to the information collecting terminal data from the second predetermined time after the first error occurs to the second predetermined time after the second error occurs.
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。 As a result, if a new, separate, second error occurs during the transmission of data related to a first error, the control unit omits the transmission of duplicate data among the data corresponding to each error and adds and transmits only the differences. This allows the control unit to transmit the minimum necessary data related to the fuel cell system to the information collection terminal, and reduces the amount of data communication transmitted from the fuel cell system to the information collection terminal.
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。 In addition, when a second error different from the first error occurs while transmitting to the information collecting terminal first data related to the first error acquired from the first predetermined time before the first error occurred to the second predetermined time after the first error occurred, the control unit of the fuel cell system distinguishes between the first data related to the first error and the second data related to the second error acquired from the first predetermined time before the second error occurred to the second predetermined time after the second error occurred, and transmits the data to the information collecting terminal in the second cycle.
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。 As a result, if a new, different second error occurs while data related to an error is being sent, the control unit will send separate data corresponding to each error to the information collection terminal. This makes it possible to identify the cause of each error and supply data necessary for normal operation with a clear separation.
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。 According to the present invention, by minimizing the amount of data communication related to errors in the fuel cell system, it is possible to reduce the amount of data communication sent from the fuel cell system to the information collection terminal.
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。 The following describes the embodiment in detail with reference to the drawings.
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。
Figure 1 is a diagram showing an example of an information collection system according to an embodiment of the present invention. The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The FCECU 15 controls the processing and operation of the entire
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。
The FCECU 15 acquires the sensor values and control variables acquired by the
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。
When an error occurs in a sensor value or control variable, the
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。
Error information is identification information associated with sensor values and control variables necessary for analyzing errors in the
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。
Figures 2 and 3 are diagrams explaining the relationship between buffer data and transmission data. Figure 2 (1) shows the relationship between buffer data and transmission data when no error occurs in the
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。
The
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。
The
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。
The
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。 In the embodiment of FIG. 2, the arbitrary sampling period c1 and the transmission period c3 are set to the same period, but this is not limited thereto and they may be set to different periods. If they are set to different periods, the transmission period c3 is set to a period longer than the arbitrary sampling period c1 and shorter than the transmission period c2.
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。
Specifically, as shown in FIG. 2(1), when an error e1 does not occur in the
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。
In contrast, as shown in FIG. 2(2), when an error e1 occurs in the
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。
In addition, when an error e1 occurs, the
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。
In the embodiment of FIG. 2, the time t1 is set to 3 s (seconds), and the time t2 is set to 1 s (seconds). Specifically, as shown in FIG. 2 (2), when an error e1 occurs in the
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。
As a result, when an error e1 occurs, the
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。
Furthermore, the
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。
When an error e2 occurs during the data transmission period dt1, the
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。 If a new error e2 occurs during the data transmission period dt1 related to error e1, the FCECU15 must transmit 4 s (seconds) of data related to error e1 plus 4 s (seconds) of data related to error e2, totaling 8 s (seconds). However, the FCECU15 can omit transmitting the duplicated data and transmit only the difference.
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。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
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。
As a result, the
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。
The
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。
Based on the control of
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。
The
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。
The power
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。
The
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。
Figure 4 is a diagram showing an example of the connection relationship between the
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。
The digital signal is an ON or OFF signal output from the
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。
Figure 5 is a diagram showing an example of a digital signal circuit between the
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。
Figure 6 is a flowchart showing an example of a data transmission process executed by the
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。
First, the
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。
If error e1 has not occurred in the fuel cell system 10 (step S11: NO), the
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)。
When an error e1 occurs in the fuel cell system 10 (step S11: YES), the
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)。 The FCECU15 determines whether a new error e2 different from error e1 has occurred during the data transmission period dt1 of the transmission data sent in step S15 (step S16).
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。
If a new error e2 occurs during the data transmission period dt1 of the transmission data transmitted in step S15 (step S16: YES), the
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。
In step S18, the
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。 When the transmission of the transmission data sent in step S15 and the additional transmission data sent in step S17 is completed (step S18: YES), the process returns to step S11, and steps S11 to S18 are repeatedly executed until an instruction to end the process is received.
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。
With the above configuration, when error e1 has not occurred, the
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。
In addition, when an error e1 occurs, the
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。
In addition, if a new error e2 occurs during the transmission of transmission data related to error e1, the
<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。
<Modification>
In the above-described embodiment, when a new error e2 occurs during the data transmission period dt1 of the transmission data, the
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。
For example, if a new error e2 occurs during the data transmission period dt1 of the transmission data related to the error e1, the
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。
As a result, if a new error e2 occurs during transmission of transmission data related to error e1, the
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。 Furthermore, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
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
REFERENCE SIGNS
16
Claims (4)
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。 A control unit that controls a fuel cell system including the fuel cell;
a sensor for acquiring data related to the fuel cell system;
A fuel cell system comprising :
The control unit is
storing data acquired by the sensor in the storage unit at a first period;
If a first error has not occurred in the fuel cell system, transmitting the data stored in the storage unit to an information collecting terminal at a second period;
A fuel cell system characterized in that, when the first error occurs in the fuel cell system, the data stored in the memory unit is transmitted to the information collection terminal at a third period that is longer than the first period and shorter than the second period .
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。 2. The fuel cell system according to claim 1 ,
The control unit is
a fuel cell system characterized in that, when the first error occurs, the data stored in the memory unit from a first predetermined time before the first error occurs to a second predetermined time after the first error occurs is transmitted to the information collection terminal in the third period.
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。 3. The fuel cell system according to claim 2,
The control unit is
a second error different from the first error occurs while data from the first predetermined time before the first error occurs to the second predetermined time after the first error occurs is being transmitted to the information collecting terminal , and if the time from the second predetermined time after the first error occurs to the second error occurs is shorter than the first predetermined time, the fuel cell system further transmits to the information collecting terminal data from the second predetermined time after the first error occurs to the second error and data from the second error occurs to the second predetermined time after the second error occurs.
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。 3. The fuel cell system according to claim 2,
The control unit is
a second error different from the first error occurs while first data regarding the first error, the second data being obtained from the first predetermined time before the first error occurs until the second predetermined time after the first error occurs, is transmitted to the information collecting terminal, the first data regarding the first error and the second data regarding the second error, the second data being obtained from the first predetermined time before the second error occurs until the second predetermined time after the second error occurs, are transmitted to the information collecting terminal in the third cycle.
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