燃料電池車両
【課題】供給電力が不足するのを防止しつつ、燃費を向上することが可能な燃料電池車両を提供する。
【解決手段】ＦＣ車両は、蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段１２４と、車速が第１車速閾値以下の場合に、反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を実施する第１アイドル発電抑制手段１２６と、前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以下の場合に、前記アイドル発電抑制を実施する第２アイドル発電抑制手段１２８と、蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段を用いてアイドル発電抑制を実施し、蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに第２アイドル発電抑制手段１２８を用いてアイドル発電抑制を実施するアイドル発電抑制車速閾値変更手段１３０とを有する。
【解決手段】ＦＣ車両は、蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段１２４と、車速が第１車速閾値以下の場合に、反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を実施する第１アイドル発電抑制手段１２６と、前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以下の場合に、前記アイドル発電抑制を実施する第２アイドル発電抑制手段１２８と、蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段を用いてアイドル発電抑制を実施し、蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに第２アイドル発電抑制手段１２８を用いてアイドル発電抑制を実施するアイドル発電抑制車速閾値変更手段１３０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池と蓄電装置を用いて走行モータを駆動可能な燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の場合に燃料電池の発電を一時的に停止する技術が提案されている（特許文献１）。特許文献１では、所定の一時停止条件（アイドル条件）を満たした場合、燃料電池１の発電を停止させて一時停止状態にさせ、所定の復帰条件（アイドル復帰条件）を満たした場合、燃料電池１の発電を再開する（要約）。また、燃料電池１が一時停止状態である時、燃料電池システムの性能変化を検出し、当該性能変化に応じて復帰条件を変更させて、当該復帰条件を満たした場合、燃料電池１の発電を再開させる（要約）。
【０００３】
前記燃料電池システムの性能変化に関し、特許文献１では、酸化剤ガス供給量、燃料電池の総電圧、燃料電池のセル電圧又は燃料電池車両周囲の大気圧を用いて燃料電池又は単位セルの性能が停止していると判定する（請求項４〜７）。また、特許文献１では、燃料電池システムの性能が低下しているほど、アイドル復帰条件である車速を低下させる（請求項３）。これにより、燃料電池システムの劣化によって再始動（アイドル復帰）後の運転性能の低下を回避することが企図されている（［０００５］〜［０００９］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５８００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、特許文献１では、燃料電池システムの劣化による運転性能の低下を回避することが企図されている。換言すると、特許文献１では、燃料電池システムが劣化しても、劣化前の性能を保つことを狙いとしている。
【０００６】
ところで、燃料電池車両では、主電源としての燃料電池に加え、補助電源としてのバッテリが設けられることが一般的であるが、燃料電池車両全体の燃費を考える際は、バッテリ（蓄電装置）の充放電効率を考慮することが必要である。しかしながら、特許文献１では、燃料電池車両全体の燃費に着目したアイドル復帰は検討されていない。加えて、特許文献１では、燃料電池車両全体の燃費に着目したアイドル停止は検討されていない。
【０００７】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、供給電力が不足するのを防止しつつ、燃費を向上することが可能な燃料電池車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る燃料電池車両は、走行モータと、前記走行モータに電力を供給する燃料電池と、前記走行モータに電力を供給すると共に、前記走行モータからの回生電力を充電する蓄電装置と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、車速を測定する車速測定手段と、前記蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段と、前記車速が第１車速閾値以下の場合に、前記反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を実施する第１アイドル発電抑制手段と、前記車速が前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以下の場合に、前記アイドル発電抑制を実施する第２アイドル発電抑制手段と、前記蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段を用いて前記アイドル発電抑制を実施し、前記蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段を用いて前記アイドル発電抑制を実施するアイドル発電抑制車速閾値変更手段とを有することを特徴とする。なお、アイドル発電抑制とは、通常発電時の下限発電量（発電量の制御範囲の下限値）よりも低い発電量で発電する又は発電を停止することを意味する。
【０００９】
この発明によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制を行うことができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制を実現し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００１０】
前記アイドル発電抑制車速閾値変更手段は、前記蓄電装置の可能出力からエアコンディショナの電力消費量を引いた差が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施し、前記差が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施してもよい。これにより、第１アイドル発電抑制手段と第２アイドル発電抑制手段の選択、すなわち、アイドル発電抑制を実施する車速閾値の切替えを、蓄電装置の可能出力とエアコンディショナの電力消費量の差に基づいて行うことができる。エアコンディショナの電力消費量を考慮することにより、蓄電装置による走行モータのアシスト量を精度よく判定することが可能となる。従って、アイドル発電抑制を実施すべき車速閾値を適切に切り替えることが可能となる。
【００１１】
前記第２アイドル発電抑制手段が前記アイドル発電抑制を解除する車速は、前記第１アイドル発電抑制手段が前記アイドル発電抑制を解除する車速よりも高くしてもよい。上記によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制の解除を行うことができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の解除の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制の解除を行い、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００１２】
前記蓄電装置の可能出力は、前記蓄電装置の残容量及び温度に基づいて算出してもよい。これにより、蓄電装置の残容量のみでなく蓄電装置の温度に基づいて蓄電装置の可能出力を算出するため、蓄電装置の可能出力を高精度に判定することが可能となる。従って、蓄電装置の可能出力に誤差がある場合の不具合（例えば、蓄電装置の充放電効率の低下及びこれに伴う発電効率の低下）を防止することが可能となる。
【００１３】
前記燃料電池車両は、前記蓄電装置の出力電圧を変圧して前記燃料電池の出力電圧を制御するコンバータを備え、前記蓄電装置の可能出力が前記コンバータの可能出力よりも大きい場合、前記アイドル発電抑制車速閾値変更手段は、前記コンバータの可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施し、前記コンバータの可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施してもよい。
【００１４】
蓄電装置の出力電圧をコンバータにより変圧して燃料電池の出力電圧を制御する場合、蓄電装置の可能出力は、コンバータの可能出力を超えることができなくなる。上記構成によれば、蓄電装置の可能出力がコンバータの可能出力よりも大きい場合、蓄電装置の可能出力の代わりにコンバータの可能出力を用いて第１アイドル発電抑制手段又は第２アイドル発電抑制手段の選択を行う。その結果、アイドル発電抑制を実施する車速閾値を適切に選択することが可能となる。従って、蓄電装置の可能出力に誤差がある場合の不具合（例えば、蓄電装置の充放電効率の低下及びこれに伴う発電効率の低下）を防止することが可能となる。
【００１５】
この発明に係る燃料電池車両は、走行モータと、前記走行モータに電力を供給する燃料電池と、前記走行モータに電力を供給すると共に、前記走行モータからの回生電力を充電する蓄電装置と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、車速を測定する車速測定手段と、前記蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段と、前記車速が第１車速閾値以上の場合に、前記反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を解除する第１アイドル発電抑制解除手段と、前記車速が前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以上の場合に、前記アイドル発電抑制を解除する第２アイドル発電抑制解除手段と、前記蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制解除手段を用いて前記アイドル発電抑制を解除し、前記蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制解除手段を用いて前記アイドル発電抑制を解除するアイドル発電抑制解除車速閾値変更手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制を解除することができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の解除の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制を解除し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制を行うことができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制を実現し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００１８】
また、この発明によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制を解除することができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の解除の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制を解除し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係る燃料電池車両の概略構成図である。
【図２】前記実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータの詳細を示す図である。
【図３】電子制御装置（ＥＣＵ）が実現する機能を説明する図である。
【図４】アイドル停止の開始判定のフローチャートである。
【図５】バッテリ残容量（ＳＯＣ）とバッテリ可能出力との関係をバッテリ温度毎に示す図である。
【図６】コンバータ温度とコンバータ可能出力との関係を示す図である。
【図７】バッテリのアシスト上限値とアイドル停止開始車速との関係を示す図である。
【図８】アイドル停止の解除判定のフローチャートである。
【図９】前記アシスト上限値とアイドル停止解除車速との関係を示す図である。
【図１０】アシスト可能量の大小によるアイドル停止の開始判定及び解除判定に関するタイムチャートである。
【図１１】アイドル停止を行う車速（アイドル停止車速）と１回のアイドル停止モード中のアイドル停止時間との関係を示す図である。
【図１２】アイドル停止車速と、１回のアイドル停止モード中の燃費との関係を示す図である。
【図１３】前記実施形態に係る電力系の第１変形例の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】前記実施形態に係る電力系の第２変形例の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】前記実施形態に係る電力系の第３変形例の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
１．全体的な構成の説明
［１−１．全体構成］
図１は、この発明の一実施形態に係る燃料電池車両１０（以下「ＦＣ車両１０」又は「車両１０」という。）の概略構成図である。ＦＣ車両１０は、車両電源システム１２（以下「電源システム１２」ともいう。）と、走行用のモータ１４と、インバータ１６とを有する。
【００２１】
電源システム１２は、燃料電池ユニット１８（以下「ＦＣユニット１８」という。）と、バッテリ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、電子制御装置２４（以下「ＥＣＵ２４」という。）（車速測定手段）とを有する。
【００２２】
［１−２．駆動系］
モータ１４は、ＦＣユニット１８及びバッテリ２０から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション２６を通じて車輪２８を回転する。また、モータ１４は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ２０に出力する。回生電力Ｐｒｅｇは、補機群（後述するエアポンプ３６、ウォータポンプ６８、エアコンディショナ１４０及び低電圧補機群１４４を含む。）に対して出力してもよい。
【００２３】
インバータ１６は、３相フルブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ１４に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をＤＣ／ＤＣコンバータ２２を通じてバッテリ２０及び前記補機群に供給する。
【００２４】
なお、モータ１４とインバータ１６を併せて負荷３０という。但し、負荷３０には、後述するエアポンプ３６、ウォータポンプ６８、エアコンディショナ１４０及び低電圧補機群１４４等の構成要素を含めることもできる。
【００２５】
［１−３．ＦＣユニット１８］
ＦＣユニット１８の燃料電池スタック３２（以下「ＦＣスタック３２」又は「ＦＣ３２」という。）は、例えば、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された燃料電池セル（以下「ＦＣセル」又は「単セル」という。）を積層した構造を有する。ＦＣスタック３２には、水素タンク３４とエアポンプ３６が経路３８、４０を通じて接続されており、水素タンク３４からは一方の反応ガスである水素（燃料ガス）が、エアポンプ３６からは他方の反応ガスである圧縮空気（酸化剤ガス）が供給される。水素タンク３４及びエアポンプ３６からＦＣスタック３２に供給された水素と空気がＦＣスタック３２内で電気化学反応を起こすことにより発電が行われ、発電電力（ＦＣ電力Ｐｆｃ）［Ｗ］がモータ１４とバッテリ２０に供給される。
【００２６】
ＦＣスタック３２の発電電圧（以下「ＦＣ電圧Ｖｆｃ」という。）［Ｖ］は、電圧センサ４２により検出され、ＦＣスタック３２の発電電流（以下「ＦＣ電流Ｉｆｃ」という。）［Ａ］は、電流センサ４４により検出され、それぞれＥＣＵ２４に出力される。また、ＦＣスタック３２を構成する各ＦＣセルの発電電圧（以下「セル電圧Ｖｃｅｌｌ」という。）［Ｖ］は、電圧センサ４６により検出され、ＥＣＵ２４に出力される。
【００２７】
水素タンク３４とＦＣスタック３２とを結ぶ経路３８には、レギュレータ５０が設けられている。このレギュレータ５０には、エアポンプ３６とＦＣスタック３２とを結ぶ経路４０から分岐した経路５２が連結されており、エアポンプ３６からの圧縮空気が供給される。レギュレータ５０は、供給された圧縮空気の圧力に応じて弁の開度を変化させ、ＦＣスタック３２に供給する水素の流量を調整する。
【００２８】
ＦＣスタック３２の出口側に設けられた水素用の経路５４及び空気用の経路５６には、出口側の水素を外部に排出するパージ弁５８と、空気の圧力を調整する背圧弁６０が設けられている。また、水素用の入口側の経路３８と出口側の経路５４とを結ぶ経路６２が設けられている。ＦＣスタック３２から排出された水素は、この経路６２を介してＦＣスタック３２の入口側に戻される。出口側の経路５４、５６には、圧力センサ６４、６６が設けられ、その検出値（圧力値）は、それぞれＥＣＵ２４に出力される。
【００２９】
さらに、ＦＣスタック３２を冷却するためのウォータポンプ６８がＦＣスタック３２に設けられている。
【００３０】
［１−４．バッテリ２０］
バッテリ２０は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。バッテリ２０の出力電圧（以下「バッテリ電圧Ｖｂａｔ」という。）［Ｖ］は、電圧センサ７０により検出され、バッテリ２０の出力電流（以下「バッテリ電流Ｉｂａｔ」という。）［Ａ］は、電流センサ７２により検出され、それぞれＥＣＵ２４に出力される。バッテリ２０の温度（以下「バッテリ温度Ｔｂａｔ」という。）は、バッテリ温度センサ７６（以下「温度センサ７６」ともいう。）により検出され、ＥＣＵ２４に出力される。なお、ＥＣＵ２４は、電圧センサ７０からのバッテリ電圧Ｖｂａｔと、電流センサ７２からのバッテリ電流Ｉｂａｔに基づいて、バッテリ２０の残容量（以下「ＳＯＣ」という。）［％］を算出する。
【００３１】
［１−５．ＤＣ／ＤＣコンバータ２２］
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、ＦＣユニット１８からのＦＣ電力Ｐｆｃと、バッテリ２０から供給された電力（以下「バッテリ電力Ｐｂａｔ」という。）［Ｗ］と、モータ１４からの回生電力Ｐｒｅｇとの供給先を制御する。
【００３２】
図２には、本実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２２の詳細が示されている。図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、一方がバッテリ２０のある１次側１Ｓに接続され、他方が負荷３０とＦＣスタック３２との接続点である２次側２Ｓに接続されている。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、１次側１Ｓの電圧（１次電圧Ｖ１）［Ｖ］を２次側２Ｓの電圧（２次電圧Ｖ２）［Ｖ］（Ｖ１≦Ｖ２）に昇圧するとともに、２次電圧Ｖ２を１次電圧Ｖ１に降圧する昇降圧型且つチョッパ型の電圧変換装置である。
【００３４】
図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、１次側１Ｓと２次側２Ｓとの間に配される相アームＵＡと、リアクトル８０とから構成される。
【００３５】
相アームＵＡは、上アーム素子（上アームスイッチング素子８２とダイオード８４）と下アーム素子（下アームスイッチング素子８６とダイオード８８）とで構成される。上アームスイッチング素子８２と下アームスイッチング素子８６には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴが採用される。
【００３６】
リアクトル８０は、相アームＵＡの中点（共通接続点）とバッテリ２０の正極との間に挿入され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２により１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との間で電圧を変換する際に、エネルギを放出及び蓄積する作用を有する。
【００３７】
上アームスイッチング素子８２は、ＥＣＵ２４から出力されるゲート駆動信号（駆動電圧）ＵＨのハイレベルによりオンにされ、下アームスイッチング素子８６は、ゲートの駆動信号（駆動電圧）ＵＬのハイレベルによりオンにされる。
【００３８】
なお、ＥＣＵ２４は、１次側の平滑コンデンサ９２に並列に設けられた電圧センサ９０により１次電圧Ｖ１を検出し、電流センサ９４により１次側の電流（１次電流Ｉ１）［Ａ］を検出する。また、ＥＣＵ２４は、２次側の平滑コンデンサ９８に並列に設けられた電圧センサ９６により２次電圧Ｖ２を検出し、電流センサ１００により２次側の電流（２次電流Ｉ２）［Ａ］を検出する。
【００３９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の温度（以下「コンバータ温度Ｔｃｏｎ」という。）は、コンバータ温度センサ１０２（以下「温度センサ１０２」という。）（図１）により検出され、ＥＣＵ２４に出力される。
【００４０】
［１−６．ＥＣＵ２４］
ＥＣＵ２４は、通信線１０４を介して、モータ１４、インバータ１６、ＦＣユニット１８、バッテリ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。当該制御に際しては、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたプログラムを実行し、また、電圧センサ４２、４６、７０、９０、９６、電流センサ４４、７２、９４、１００、圧力センサ６４、６６、温度センサ７６、１０２等の各種センサの検出値を用いる。
【００４１】
ここでの各種センサには、開度センサ１１０及び回転数センサ１１２（図１）が含まれる。開度センサ１１０は、アクセルペダル１１６の開度（以下「アクセル開度θ」又は「開度θ」という。）［度］を検出する。回転数センサ１１２は、モータ１４の回転数（以下「モータ回転数Ｎｍ」又は「回転数Ｎｍ」という。）［ｒｐｍ］を検出する。さらに、ＥＣＵ２４には、メインスイッチ１１８（以下「メインＳＷ１１８」という。）が接続される。メインＳＷ１１８は、ＦＣユニット１８及びバッテリ２０からモータ１４への電力供給の可否を切り替えるものであり、ユーザにより操作可能である。
【００４２】
ＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータ（演算部）を含み、必要に応じて、タイマ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力インタフェースを有する。なお、ＥＣＵ２４は、１つのＥＣＵのみからなるのではなく、モータ１４、ＦＣユニット１８、バッテリ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２毎の複数のＥＣＵから構成することもできる。
【００４３】
ＥＣＵ２４は、ＦＣスタック３２の状態、バッテリ２０の状態、及びモータ１４の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力（負荷要求）に基づき決定したＦＣ車両１０全体として電源システム１２に要求される負荷から、ＦＣスタック３２が負担すべき負荷と、バッテリ２０が負担すべき負荷と、回生電源（モータ１４）が負担すべき負荷の配分（分担）を調停しながら決定し、モータ１４、インバータ１６、ＦＣユニット１８、バッテリ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２に指令を送出する。
【００４４】
図３は、ＥＣＵ２４が実現する機能を説明する図である。図３に示すように、本実施形態のＥＣＵ２４は、通常発電機能１２０及びアイドル停止制御機能１２２を備える。通常発電機能１２０は、後述する通常発電モードを制御する機能である。アイドル停止制御機能１２２は、後述するアイドル停止モードを制御する機能であり、さらに、可能出力検出機能１２４、第１アイドル発電抑制機能１２６、第２アイドル発電抑制機能１２８及びアイドル発電抑制車速閾値変更機能１３０とを備える。
【００４５】
可能出力検出機能１２４は、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ並びにこれに基づくアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅ及びアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍ等を検出（算出）する機能である（バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅ及びアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍについては後述する。）。第１アイドル発電抑制機能１２６は、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが低いときにアイドル停止を制御する機能である。第２アイドル発電抑制機能１２８は、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高いときにアイドル停止を制御する機能である。アイドル発電抑制車速閾値変更機能１３０は、第１アイドル発電抑制機能１２６と第２アイドル発電抑制機能１２８を選択する機能である。これらの機能１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、１３０の詳細は後述する。
【００４６】
［１−７．エアコンディショナ１４０］
図１に示すように、車両１０は、さらに、エアコンディショナ１４０を有する。エアコンディショナ１４０は、車両１０内の温度を調整するものであり、ＥＣＵ２４からの指令に基づき作動し、その際の電力は、ＦＣ３２、バッテリ２０及びモータ１４の少なくとも１つから得る。エアコンディショナ１４０としては、例えば、特開２００９−０４６０２０号公報に記載のものを用いることができる。
【００４７】
［１−８．ダウンバータ１４２及び低電圧補機群１４４］
図１に示すように、車両１０は、さらに、ダウンバータ１４２（以下「ＤＶ１４２」ともいう。）と、低電圧補機群１４４とを有する。ＤＶ１４２からの出力は、図示しない低電圧バッテリに出力してもよい。ＤＶ１４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の１次電圧Ｖ１を降圧し、低電圧補機群１４４に出力する。低電圧補機群１４４には、例えば、灯火類、各種センサ、ＥＣＵ２４が含まれる。
【００４８】
２．本実施形態の制御
次に、ＥＣＵ２４における制御について説明する。
【００４９】
［２−１．ＦＣ３２の出力制御］
ＦＣ３２の特性上、ＦＣ電圧Ｖｆｃは、基本的にＤＣ／ＤＣコンバータ２２の２次電圧Ｖ２と等しくなる。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２により２次電圧Ｖ２を調整することにより、ＦＣ電圧Ｖｆｃを制御することが可能となる。また、ＦＣ３２の電流−電圧（ＩＶ）特性上、ＦＣ電圧Ｖｆｃを制御することにより、ＦＣ電流Ｉｆｃを制御することができる。このため、本実施形態では、２次電圧Ｖ２の目標値（以下「目標２次電圧Ｖ２ｔｇｔ」という。）を用いてＦＣ電圧Ｖｆｃ及びＦＣ電流Ｉｆｃを制御する。
【００５０】
［２−２．発電モード］
本実施形態では、ＦＣ３２の発電に関する動作モード（発電モード）として、通常発電モードとアイドル停止モードを用いる。通常発電モードは、通常走行（アイドル停止モードではない走行）において用いるモードであり、ＥＣＵ２４の通常発電機能１２０により実現される。アイドル停止モードは、メインＳＷ１１８（図１）がオンの状態においてＦＣ３２が積極的な発電を停止する（換言すると、ＦＣ３２の発電を抑制する）モードであり、アイドル停止制御機能１２２により実現される。ここにいう積極的な発電（又は発電の抑制）とは、ＥＣＵ２４からの指令に基づき行うＦＣ３２の発電を指し、残留ガスによる発電を含まない。このため、反応ガス供給手段としてのＦＣユニット１８（エアポンプ３６、パージ弁５８及び背圧弁６０を含む。）の作動量はゼロとなる。なお、通常発電モードとアイドル停止モードの選択は、アイドル停止制御機能１２２により実行される。
【００５１】
［２−３．アイドル停止の開始判定］
図４は、アイドル停止の開始判定のフローチャートである。ステップＳ１において、ＥＣＵ２４は、バッテリ２０のＳＯＣとバッテリ温度センサ７６からのバッテリ温度Ｔｂａｔとに基づいてバッテリ２０の可能出力（以下「バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ」という。）［Ｗ］を算出する。バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅは、現時点のＳＯＣ及びバッテリ温度Ｔｂａｔにおいてバッテリ２０が出力可能な電力を示す。
【００５２】
図５は、ＳＯＣとバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅとの関係をバッテリ温度Ｔｂａｔ毎に示す図である。図５に示すように、ＳＯＣが大きくなるほどバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅが大きくなる。また、通常の使用範囲条件では、ＳＯＣが同じ値の場合、バッテリ温度Ｔｂａｔが高くなるほど、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅが大きくなる。なお、図５では、バッテリ温度Ｔｂａｔが高温の場合と低温の場合のみを示しているが、バッテリ温度Ｔｂａｔ毎にＳＯＣとバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅのデータを記憶したマップをＥＣＵ２４の図示しない記憶装置に記憶しておき、当該データを用いる。
【００５３】
ステップＳ２において、ＥＣＵ２４は、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅ［Ｗ］を算出する。アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅは、バッテリ２０が可能なアシスト量を示し、以下の式（１）により求められる。
Ｐａｓｉ＿ｅ＝バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ−エアコン消費量−ＤＶ消費量 ・・・（１）
【００５４】
上記式（１）において、「エアコン消費量」は、エアコンディショナ１４０の消費量であり、「ＤＶ消費量」は、ダウンバータ１４２の消費量を示す。
【００５５】
ステップＳ３において、ＥＣＵ２４は、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ［Ｗ］を算出する。コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅは、現時点のコンバータ温度ＴｃｏｎにおいてＤＣ／ＤＣコンバータ２２が出力可能な電力を示す。図６は、コンバータ温度Ｔｃｏｎとコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅとの関係を示す図である。図６に示すように、コンバータ温度Ｔｃｏｎが高くなるほどコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅは小さくなる。なお、図６のデータは、ＥＣＵ２４の前記記憶装置に事前に記憶されている。
【００５６】
図４のステップＳ４において、ＥＣＵ２４は、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ以上であるか否かを判定する。アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅを上回る場合、その上回る分は出力できないためである。アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ以上である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５において、ＥＣＵ２４は、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅをアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍ［Ｗ］として設定する。アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ以上でない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ６において、ＥＣＵ２４は、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅをアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍとして設定する。アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力性能（コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ）を考慮した上で、バッテリ２０が、実際に出力可能なアシスト量を示す。
【００５７】
ステップＳ７において、ＥＣＵ２４は、ステップＳ５又はＳ６で設定したアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍに基づいてアイドル停止開始車速Ｖｉｓを算出する。アイドル停止開始車速Ｖｉｓは、アイドル停止を開始する車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］である。なお、車速Ｖは、モータ回転数Ｎｍに基づいてＥＣＵ２４が算出する。図７は、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍとアイドル停止開始車速Ｖｉｓとの関係を示す図である。図７に示すように、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高くなるほどアイドル停止開始車速Ｖｉｓを高くする。なお、図７のデータは、ＥＣＵ２４の前記記憶装置に事前に記憶されている。
【００５８】
図４のステップＳ８において、ＥＣＵ２４は、車速Ｖが、ステップＳ７で算出したアイドル停止開始車速Ｖｉｓ以下であるか否かを判定する。車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ以下でない場合（Ｓ８：ＮＯ）、ステップＳ９において、ＥＣＵ２４は、アイドル停止を開始せずに通常発電を継続する。車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ以下である場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０において、ＥＣＵ２４は、通常発電を終了し、アイドル停止を開始する。
【００５９】
［２−４．アイドル停止の解除判定］
図８は、アイドル停止の解除判定のフローチャートである。ステップＳ２１〜Ｓ２６は、図４のステップＳ１〜Ｓ６と同様である。
【００６０】
ステップＳ２７において、ＥＣＵ２４は、ステップＳ２５又はＳ２６で設定したアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍに基づいてアイドル停止解除車速Ｖｉｆを算出する。アイドル停止解除車速Ｖｉｆは、アイドル停止を解除する車速Ｖである。図９は、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍとアイドル停止解除車速Ｖｉｆとの関係を示す図である。図９に示すように、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高くなるほどアイドル停止開始車速Ｖｉｓが高くなる。また、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが同じ値である場合、アイドル停止解除車速Ｖｉｆは、アイドル停止開始車速Ｖｉｓよりも高く設定する。これにより、ヒステリシス特性を実現し、通常発電モードとアイドル停止モードが過度に切り替わることを防止することが可能となる。なお、図９のデータは、ＥＣＵ２４の前記記憶装置に事前に記憶されている。
【００６１】
図８のステップＳ２８において、ＥＣＵ２４は、車速Ｖが、ステップＳ２７で算出したアイドル停止解除車速Ｖｉｆ以上であるか否かを判定する。車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｆ以上でない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、ステップＳ２９において、ＥＣＵ２４は、アイドル停止を解除せずアイドル停止を継続する。車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｆ以上である場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ステップＳ３０において、ＥＣＵ２４は、アイドル停止を解除し、通常発電を再開する。
【００６２】
［２−５．制御の例］
図１０は、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅの大小によるアイドル停止の開始判定及び解除判定に関するタイムチャートである。上記のように、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高い場合、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆが高く設定され、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが低い場合、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆが低く設定される。また、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが同じ値の場合、アイドル停止解除車速Ｖｉｆは、アイドル停止開始車速Ｖｉｓよりも高く設定され、ヒステリシス特性を有するように構成されている。
【００６３】
アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高く、バッテリ２０のアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが多い場合、時点ｔ１において、車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ（＝Ｖｉｓ１）以下となり、アイドル停止に入る。一方、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが低く、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが少ない場合、時点ｔ１よりも遅い時点ｔ２において、車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ（＝Ｖｉｓ２）以下となり、アイドル停止に入る。
【００６４】
時点ｔ３において、アクセルペダル１１６が踏み込まれ、アクセル開度θが増加すると、モータ消費量［Ｗ］が増加を開始する。
【００６５】
アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが低く、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが少ない場合、時点ｔ４において、車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｆ（＝Ｖｉｆ２）以上となり、アイドル停止を解除して通常発電に復帰する。一方、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高く、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが多い場合、時点ｔ４よりも遅い時点ｔ５において、車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｓ（＝Ｖｉｓ１）以上となり、アイドル停止を解除して通常発電に復帰する。
【００６６】
［２−６．効率］
図１１は、アイドル停止を行う車速Ｖ（以下「アイドル停止車速Ｖｉ」という。）と１回のアイドル停止モード中のアイドル停止時間との関係を示す図である。図１２は、アイドル停止車速Ｖｉと、１回のアイドル停止モード中の燃費との関係を示す図である。図１１及び図１２では、アイドル停止開始車速Ｖｉｓとアイドル停止解除車速Ｖｉｆとが同一の値（すなわち、アイドル停止車速Ｖｉ）とされている。図１１からわかるように、アイドル停止車速Ｖｉが高いほど、アイドル停止時間は長くなる。従って、図１２に示すように、アイドル停止車速Ｖｉが高いほど、燃費は改善する。
【００６７】
３．本実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに基づくアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが相対的に大きい場合、より高い車速Ｖでアイドル停止を行うことができる（図４）。これにより、ＦＣ３２の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル停止の要否を車速閾値（アイドル停止開始車速Ｖｉｓ）により判定するため、ＦＣ３２の発電状況にかかわらずアイドル停止を実現し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００６８】
本実施形態によれば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに基づくアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが相対的に大きい場合、より高い車速Ｖでアイドル停止を解除することができる（図８）。これにより、ＦＣ３２の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル停止の解除の要否を車速閾値（アイドル停止解除車速Ｖｉｆ）により判定するため、ＦＣ３２の発電状況にかかわらずアイドル停止を解除し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００６９】
ＥＣＵ２４（アイドル発電抑制車速閾値変更機能１３０）は、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅからエアコン消費量及びＤＶ消費量を差し引いたアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅ
が相対的に小さいときに第１アイドル発電抑制機能１２６によりアイドル停止を実施し、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが相対的に大きいときに第２アイドル発電抑制機能１２８によりアイドル停止を実施する。これにより、第１アイドル発電抑制機能１２６と第２アイドル発電抑制機能１２８の選択、すなわち、アイドル停止を実施する車速閾値の切替えを、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅとエアコン消費量及びＤＶ消費量との差に基づいて行うことができる。エアコン消費量（エアコンディショナ１４０の電力消費量）を考慮することにより、バッテリアシスト量Ｐａｓｉを精度よく判定することが可能となる。従って、アイドル停止を実施すべき車速閾値を適切に切り替えることが可能となる。
【００７０】
本実施形態において、ＥＣＵ２４（第２アイドル発電抑制機能１２８）がアイドル停止を解除する車速Ｖ（アイドル停止解除車速Ｖｉｆ）は、第１アイドル発電抑制機能１２６がアイドル停止を解除する車速Ｖよりも高い。上記によれば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅが相対的に大きい場合、より高い車速Ｖでアイドル停止の解除を行うことができる。これにより、ＦＣ３２の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル停止の解除の要否を車速閾値（アイドル停止解除車速Ｖｉｆ）により判定するため、ＦＣ３２の発電状況にかかわらずアイドル停止の解除を行い、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００７１】
本実施形態において、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅは、バッテリ２０のＳＯＣ及びバッテリ温度Ｔｂａｔに基づいて算出する。これにより、ＳＯＣのみでなくバッテリ温度Ｔｂａｔに基づいてバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅを算出するため、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅを高精度に判定することが可能となる。従って、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに誤差がある場合の不具合（例えば、バッテリ２０の充放電効率の低下及びこれに伴う発電効率の低下）を防止することが可能となる。
【００７２】
本実施形態において、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅよりも大きい場合、ＥＣＵ２４（アイドル発電抑制車速閾値変更機能１３０）は、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅが相対的に小さいときに第１アイドル発電抑制機能１２６によりアイドル停止を実施し、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅが相対的に大きいときに第２アイドル発電抑制機能１２８によりアイドル停止を実施する。バッテリ電圧ＶｂａｔをＤＣ／ＤＣコンバータ２２により変圧してＦＣ電圧Ｖｆｃを制御する場合、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅは、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅを超えることができなくなる。上記構成によれば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅよりも大きい場合、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅの代わりにコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅを用いて第１アイドル発電抑制機能１２６又は第２アイドル発電抑制機能１２８の選択を行う。その結果、アイドル停止を実施する車速閾値を適切に選択することが可能となる。従って、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに誤差がある場合の不具合（例えば、バッテリ２０の充放電効率の低下及びこれに伴う発電効率の低下）を防止することが可能となる。
【００７３】
４．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
【００７４】
［４−１．適用対象］
上記実施形態では、電源システム１２をＦＣ車両１０に適用した例を示したが、これに限らず、電源システム１２を別の対象に適用してもよい。例えば、電動アシスト自転車、船舶や航空機等の移動体に適用することもできる。
【００７５】
［４−２．電源システム１２の構成］
上記実施形態では、ＦＣ３２とバッテリ２０を並列に配置し、バッテリ２０の手前にＤＣ／ＤＣコンバータ２２を配置する構成としたが、これに限らない。例えば、図１３に示すように、ＦＣ３２とバッテリ２０を並列に配置し、昇圧式、降圧式又は昇降圧式のＤＣ／ＤＣコンバータ１５０をＦＣ３２の手前に配置する構成であってもよい。或いは、図１４に示すように、ＦＣ３２とバッテリ２０を並列に配置し、ＦＣ３２の手前にＤＣ／ＤＣコンバータ１５０を、バッテリ２０の手前にＤＣ／ＤＣコンバータ２２を配置する構成であってもよい。或いは、図１５に示すように、ＦＣ３２とバッテリ２０を直列に配置し、バッテリ２０とモータ１４の間にＤＣ／ＤＣコンバータ２２を配置する構成であってもよい。
【００７６】
［４−３．発電モード］
（４−３−１．アイドル停止モード）
上記実施形態では、目標ＦＣ電流Ｉｆｃｔｇｔをゼロとするアイドル停止モードを用いたが、ＦＣ３２の発電を抑制するアイドル発電抑制モード（目標ＦＣ電流Ｉｆｃｔｇｔを抑制するモード）であれば、これに限らない。例えば、ゼロより大きい値を目標ＦＣ電流Ｉｆｃｔｇｔとして設定してもよい。換言すると、アイドル停止時は、反応ガス供給手段としてのＦＣユニット１８の作動量はゼロでなくてもよい。
【００７７】
（４−３−２．通常発電モードとアイドル停止モードとを切り替える条件）
上記実施形態では、通常発電モードからアイドル停止モードに切り替える条件として、車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ以下であること（図４のＳ８：ＹＥＳ）を用いたが、これに限らない。例えば、アクセル開度θが、アクセルペダル１１６の操作が行われていないことを示す閾値以下であるときに通常発電モードからアイドル停止モードに切り替えてもよい。
【００７８】
上記実施形態では、アイドル停止モードから通常発電モードに切り替える条件（抑制解除条件）として、車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｆ以上であること（図８のＳ２８：ＹＥＳ）を用いたが、これに限らない。例えば、アクセル開度θが、アクセルペダル１１６の操作が行われていることを示す閾値以上であるときにアイドル停止モードから通常発電モードに切り替えてもよい。
【００７９】
上記実施形態では、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆを設定する機能として、第１アイドル発電抑制機能１２６及び第２アイドル発電抑制機能１２８の２つを用いたが、アイドル発電抑制機能は３つ以上でもよい。換言すると、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆのそれぞれは、マップを用いて３つ以上の値をもってもよい（図７及び図９参照）。
【００８０】
（４−３−３．その他）
上記実施形態では、通常発電モードからアイドル停止モードに切り替える場合、及びアイドル停止モードから通常発電モードに切り替える場合それぞれについてアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍによる調整を行ったが、いずれか一方のみに当該調整を行ってもよい。
【００８１】
上記実施形態では、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆの算出をアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍに基づいて行ったが、少なくともバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに基づくものであれば、これに限らない。例えば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ自体又はアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅに基づいてアイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆの少なくとも一方を算出してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅをバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅからエアコン消費量及びＤＶ消費量を差し引いた値としたが｛上記式（１）｝、これに限らない。例えば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅからエアコン消費量を差し引いた値、又はバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅからＤＶ消費量を差し引いた値であってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…燃料電池車両 １４…走行モータ
１８…燃料電池ユニット（反応ガス供給手段）
２０…バッテリ（蓄電装置） ２２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３２…燃料電池スタック ７６…バッテリ温度センサ
１２４…可能出力検出機能（可能出力検出手段）
１２６…第１アイドル発電抑制機能（第１アイドル発電抑制手段）
１２８…第２アイドル発電抑制機能（第２アイドル発電抑制手段）
１３０…アイドル発電抑制車速閾値変更機能（アイドル発電抑制車速閾値変更手段）
１４０…エアコンディショナ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池と蓄電装置を用いて走行モータを駆動可能な燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の場合に燃料電池の発電を一時的に停止する技術が提案されている（特許文献１）。特許文献１では、所定の一時停止条件（アイドル条件）を満たした場合、燃料電池１の発電を停止させて一時停止状態にさせ、所定の復帰条件（アイドル復帰条件）を満たした場合、燃料電池１の発電を再開する（要約）。また、燃料電池１が一時停止状態である時、燃料電池システムの性能変化を検出し、当該性能変化に応じて復帰条件を変更させて、当該復帰条件を満たした場合、燃料電池１の発電を再開させる（要約）。
【０００３】
前記燃料電池システムの性能変化に関し、特許文献１では、酸化剤ガス供給量、燃料電池の総電圧、燃料電池のセル電圧又は燃料電池車両周囲の大気圧を用いて燃料電池又は単位セルの性能が停止していると判定する（請求項４〜７）。また、特許文献１では、燃料電池システムの性能が低下しているほど、アイドル復帰条件である車速を低下させる（請求項３）。これにより、燃料電池システムの劣化によって再始動（アイドル復帰）後の運転性能の低下を回避することが企図されている（［０００５］〜［０００９］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５８００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、特許文献１では、燃料電池システムの劣化による運転性能の低下を回避することが企図されている。換言すると、特許文献１では、燃料電池システムが劣化しても、劣化前の性能を保つことを狙いとしている。
【０００６】
ところで、燃料電池車両では、主電源としての燃料電池に加え、補助電源としてのバッテリが設けられることが一般的であるが、燃料電池車両全体の燃費を考える際は、バッテリ（蓄電装置）の充放電効率を考慮することが必要である。しかしながら、特許文献１では、燃料電池車両全体の燃費に着目したアイドル復帰は検討されていない。加えて、特許文献１では、燃料電池車両全体の燃費に着目したアイドル停止は検討されていない。
【０００７】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、供給電力が不足するのを防止しつつ、燃費を向上することが可能な燃料電池車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る燃料電池車両は、走行モータと、前記走行モータに電力を供給する燃料電池と、前記走行モータに電力を供給すると共に、前記走行モータからの回生電力を充電する蓄電装置と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、車速を測定する車速測定手段と、前記蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段と、前記車速が第１車速閾値以下の場合に、前記反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を実施する第１アイドル発電抑制手段と、前記車速が前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以下の場合に、前記アイドル発電抑制を実施する第２アイドル発電抑制手段と、前記蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段を用いて前記アイドル発電抑制を実施し、前記蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段を用いて前記アイドル発電抑制を実施するアイドル発電抑制車速閾値変更手段とを有することを特徴とする。なお、アイドル発電抑制とは、通常発電時の下限発電量（発電量の制御範囲の下限値）よりも低い発電量で発電する又は発電を停止することを意味する。
【０００９】
この発明によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制を行うことができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制を実現し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００１０】
前記アイドル発電抑制車速閾値変更手段は、前記蓄電装置の可能出力からエアコンディショナの電力消費量を引いた差が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施し、前記差が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施してもよい。これにより、第１アイドル発電抑制手段と第２アイドル発電抑制手段の選択、すなわち、アイドル発電抑制を実施する車速閾値の切替えを、蓄電装置の可能出力とエアコンディショナの電力消費量の差に基づいて行うことができる。エアコンディショナの電力消費量を考慮することにより、蓄電装置による走行モータのアシスト量を精度よく判定することが可能となる。従って、アイドル発電抑制を実施すべき車速閾値を適切に切り替えることが可能となる。
【００１１】
前記第２アイドル発電抑制手段が前記アイドル発電抑制を解除する車速は、前記第１アイドル発電抑制手段が前記アイドル発電抑制を解除する車速よりも高くしてもよい。上記によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制の解除を行うことができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の解除の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制の解除を行い、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００１２】
前記蓄電装置の可能出力は、前記蓄電装置の残容量及び温度に基づいて算出してもよい。これにより、蓄電装置の残容量のみでなく蓄電装置の温度に基づいて蓄電装置の可能出力を算出するため、蓄電装置の可能出力を高精度に判定することが可能となる。従って、蓄電装置の可能出力に誤差がある場合の不具合（例えば、蓄電装置の充放電効率の低下及びこれに伴う発電効率の低下）を防止することが可能となる。
【００１３】
前記燃料電池車両は、前記蓄電装置の出力電圧を変圧して前記燃料電池の出力電圧を制御するコンバータを備え、前記蓄電装置の可能出力が前記コンバータの可能出力よりも大きい場合、前記アイドル発電抑制車速閾値変更手段は、前記コンバータの可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施し、前記コンバータの可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施してもよい。
【００１４】
蓄電装置の出力電圧をコンバータにより変圧して燃料電池の出力電圧を制御する場合、蓄電装置の可能出力は、コンバータの可能出力を超えることができなくなる。上記構成によれば、蓄電装置の可能出力がコンバータの可能出力よりも大きい場合、蓄電装置の可能出力の代わりにコンバータの可能出力を用いて第１アイドル発電抑制手段又は第２アイドル発電抑制手段の選択を行う。その結果、アイドル発電抑制を実施する車速閾値を適切に選択することが可能となる。従って、蓄電装置の可能出力に誤差がある場合の不具合（例えば、蓄電装置の充放電効率の低下及びこれに伴う発電効率の低下）を防止することが可能となる。
【００１５】
この発明に係る燃料電池車両は、走行モータと、前記走行モータに電力を供給する燃料電池と、前記走行モータに電力を供給すると共に、前記走行モータからの回生電力を充電する蓄電装置と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、車速を測定する車速測定手段と、前記蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段と、前記車速が第１車速閾値以上の場合に、前記反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を解除する第１アイドル発電抑制解除手段と、前記車速が前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以上の場合に、前記アイドル発電抑制を解除する第２アイドル発電抑制解除手段と、前記蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制解除手段を用いて前記アイドル発電抑制を解除し、前記蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制解除手段を用いて前記アイドル発電抑制を解除するアイドル発電抑制解除車速閾値変更手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制を解除することができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の解除の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制を解除し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制を行うことができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制を実現し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００１８】
また、この発明によれば、蓄電装置の可能出力が相対的に大きい場合、より高い車速でアイドル発電抑制を解除することができる。これにより、燃料電池の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル発電抑制の解除の要否を車速閾値により判定するため、燃料電池の発電状況にかかわらずアイドル発電抑制を解除し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係る燃料電池車両の概略構成図である。
【図２】前記実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータの詳細を示す図である。
【図３】電子制御装置（ＥＣＵ）が実現する機能を説明する図である。
【図４】アイドル停止の開始判定のフローチャートである。
【図５】バッテリ残容量（ＳＯＣ）とバッテリ可能出力との関係をバッテリ温度毎に示す図である。
【図６】コンバータ温度とコンバータ可能出力との関係を示す図である。
【図７】バッテリのアシスト上限値とアイドル停止開始車速との関係を示す図である。
【図８】アイドル停止の解除判定のフローチャートである。
【図９】前記アシスト上限値とアイドル停止解除車速との関係を示す図である。
【図１０】アシスト可能量の大小によるアイドル停止の開始判定及び解除判定に関するタイムチャートである。
【図１１】アイドル停止を行う車速（アイドル停止車速）と１回のアイドル停止モード中のアイドル停止時間との関係を示す図である。
【図１２】アイドル停止車速と、１回のアイドル停止モード中の燃費との関係を示す図である。
【図１３】前記実施形態に係る電力系の第１変形例の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】前記実施形態に係る電力系の第２変形例の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】前記実施形態に係る電力系の第３変形例の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
１．全体的な構成の説明
［１−１．全体構成］
図１は、この発明の一実施形態に係る燃料電池車両１０（以下「ＦＣ車両１０」又は「車両１０」という。）の概略構成図である。ＦＣ車両１０は、車両電源システム１２（以下「電源システム１２」ともいう。）と、走行用のモータ１４と、インバータ１６とを有する。
【００２１】
電源システム１２は、燃料電池ユニット１８（以下「ＦＣユニット１８」という。）と、バッテリ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、電子制御装置２４（以下「ＥＣＵ２４」という。）（車速測定手段）とを有する。
【００２２】
［１−２．駆動系］
モータ１４は、ＦＣユニット１８及びバッテリ２０から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション２６を通じて車輪２８を回転する。また、モータ１４は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ２０に出力する。回生電力Ｐｒｅｇは、補機群（後述するエアポンプ３６、ウォータポンプ６８、エアコンディショナ１４０及び低電圧補機群１４４を含む。）に対して出力してもよい。
【００２３】
インバータ１６は、３相フルブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ１４に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をＤＣ／ＤＣコンバータ２２を通じてバッテリ２０及び前記補機群に供給する。
【００２４】
なお、モータ１４とインバータ１６を併せて負荷３０という。但し、負荷３０には、後述するエアポンプ３６、ウォータポンプ６８、エアコンディショナ１４０及び低電圧補機群１４４等の構成要素を含めることもできる。
【００２５】
［１−３．ＦＣユニット１８］
ＦＣユニット１８の燃料電池スタック３２（以下「ＦＣスタック３２」又は「ＦＣ３２」という。）は、例えば、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された燃料電池セル（以下「ＦＣセル」又は「単セル」という。）を積層した構造を有する。ＦＣスタック３２には、水素タンク３４とエアポンプ３６が経路３８、４０を通じて接続されており、水素タンク３４からは一方の反応ガスである水素（燃料ガス）が、エアポンプ３６からは他方の反応ガスである圧縮空気（酸化剤ガス）が供給される。水素タンク３４及びエアポンプ３６からＦＣスタック３２に供給された水素と空気がＦＣスタック３２内で電気化学反応を起こすことにより発電が行われ、発電電力（ＦＣ電力Ｐｆｃ）［Ｗ］がモータ１４とバッテリ２０に供給される。
【００２６】
ＦＣスタック３２の発電電圧（以下「ＦＣ電圧Ｖｆｃ」という。）［Ｖ］は、電圧センサ４２により検出され、ＦＣスタック３２の発電電流（以下「ＦＣ電流Ｉｆｃ」という。）［Ａ］は、電流センサ４４により検出され、それぞれＥＣＵ２４に出力される。また、ＦＣスタック３２を構成する各ＦＣセルの発電電圧（以下「セル電圧Ｖｃｅｌｌ」という。）［Ｖ］は、電圧センサ４６により検出され、ＥＣＵ２４に出力される。
【００２７】
水素タンク３４とＦＣスタック３２とを結ぶ経路３８には、レギュレータ５０が設けられている。このレギュレータ５０には、エアポンプ３６とＦＣスタック３２とを結ぶ経路４０から分岐した経路５２が連結されており、エアポンプ３６からの圧縮空気が供給される。レギュレータ５０は、供給された圧縮空気の圧力に応じて弁の開度を変化させ、ＦＣスタック３２に供給する水素の流量を調整する。
【００２８】
ＦＣスタック３２の出口側に設けられた水素用の経路５４及び空気用の経路５６には、出口側の水素を外部に排出するパージ弁５８と、空気の圧力を調整する背圧弁６０が設けられている。また、水素用の入口側の経路３８と出口側の経路５４とを結ぶ経路６２が設けられている。ＦＣスタック３２から排出された水素は、この経路６２を介してＦＣスタック３２の入口側に戻される。出口側の経路５４、５６には、圧力センサ６４、６６が設けられ、その検出値（圧力値）は、それぞれＥＣＵ２４に出力される。
【００２９】
さらに、ＦＣスタック３２を冷却するためのウォータポンプ６８がＦＣスタック３２に設けられている。
【００３０】
［１−４．バッテリ２０］
バッテリ２０は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。バッテリ２０の出力電圧（以下「バッテリ電圧Ｖｂａｔ」という。）［Ｖ］は、電圧センサ７０により検出され、バッテリ２０の出力電流（以下「バッテリ電流Ｉｂａｔ」という。）［Ａ］は、電流センサ７２により検出され、それぞれＥＣＵ２４に出力される。バッテリ２０の温度（以下「バッテリ温度Ｔｂａｔ」という。）は、バッテリ温度センサ７６（以下「温度センサ７６」ともいう。）により検出され、ＥＣＵ２４に出力される。なお、ＥＣＵ２４は、電圧センサ７０からのバッテリ電圧Ｖｂａｔと、電流センサ７２からのバッテリ電流Ｉｂａｔに基づいて、バッテリ２０の残容量（以下「ＳＯＣ」という。）［％］を算出する。
【００３１】
［１−５．ＤＣ／ＤＣコンバータ２２］
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、ＦＣユニット１８からのＦＣ電力Ｐｆｃと、バッテリ２０から供給された電力（以下「バッテリ電力Ｐｂａｔ」という。）［Ｗ］と、モータ１４からの回生電力Ｐｒｅｇとの供給先を制御する。
【００３２】
図２には、本実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２２の詳細が示されている。図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、一方がバッテリ２０のある１次側１Ｓに接続され、他方が負荷３０とＦＣスタック３２との接続点である２次側２Ｓに接続されている。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、１次側１Ｓの電圧（１次電圧Ｖ１）［Ｖ］を２次側２Ｓの電圧（２次電圧Ｖ２）［Ｖ］（Ｖ１≦Ｖ２）に昇圧するとともに、２次電圧Ｖ２を１次電圧Ｖ１に降圧する昇降圧型且つチョッパ型の電圧変換装置である。
【００３４】
図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、１次側１Ｓと２次側２Ｓとの間に配される相アームＵＡと、リアクトル８０とから構成される。
【００３５】
相アームＵＡは、上アーム素子（上アームスイッチング素子８２とダイオード８４）と下アーム素子（下アームスイッチング素子８６とダイオード８８）とで構成される。上アームスイッチング素子８２と下アームスイッチング素子８６には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴが採用される。
【００３６】
リアクトル８０は、相アームＵＡの中点（共通接続点）とバッテリ２０の正極との間に挿入され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２により１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との間で電圧を変換する際に、エネルギを放出及び蓄積する作用を有する。
【００３７】
上アームスイッチング素子８２は、ＥＣＵ２４から出力されるゲート駆動信号（駆動電圧）ＵＨのハイレベルによりオンにされ、下アームスイッチング素子８６は、ゲートの駆動信号（駆動電圧）ＵＬのハイレベルによりオンにされる。
【００３８】
なお、ＥＣＵ２４は、１次側の平滑コンデンサ９２に並列に設けられた電圧センサ９０により１次電圧Ｖ１を検出し、電流センサ９４により１次側の電流（１次電流Ｉ１）［Ａ］を検出する。また、ＥＣＵ２４は、２次側の平滑コンデンサ９８に並列に設けられた電圧センサ９６により２次電圧Ｖ２を検出し、電流センサ１００により２次側の電流（２次電流Ｉ２）［Ａ］を検出する。
【００３９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の温度（以下「コンバータ温度Ｔｃｏｎ」という。）は、コンバータ温度センサ１０２（以下「温度センサ１０２」という。）（図１）により検出され、ＥＣＵ２４に出力される。
【００４０】
［１−６．ＥＣＵ２４］
ＥＣＵ２４は、通信線１０４を介して、モータ１４、インバータ１６、ＦＣユニット１８、バッテリ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。当該制御に際しては、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたプログラムを実行し、また、電圧センサ４２、４６、７０、９０、９６、電流センサ４４、７２、９４、１００、圧力センサ６４、６６、温度センサ７６、１０２等の各種センサの検出値を用いる。
【００４１】
ここでの各種センサには、開度センサ１１０及び回転数センサ１１２（図１）が含まれる。開度センサ１１０は、アクセルペダル１１６の開度（以下「アクセル開度θ」又は「開度θ」という。）［度］を検出する。回転数センサ１１２は、モータ１４の回転数（以下「モータ回転数Ｎｍ」又は「回転数Ｎｍ」という。）［ｒｐｍ］を検出する。さらに、ＥＣＵ２４には、メインスイッチ１１８（以下「メインＳＷ１１８」という。）が接続される。メインＳＷ１１８は、ＦＣユニット１８及びバッテリ２０からモータ１４への電力供給の可否を切り替えるものであり、ユーザにより操作可能である。
【００４２】
ＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータ（演算部）を含み、必要に応じて、タイマ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力インタフェースを有する。なお、ＥＣＵ２４は、１つのＥＣＵのみからなるのではなく、モータ１４、ＦＣユニット１８、バッテリ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２毎の複数のＥＣＵから構成することもできる。
【００４３】
ＥＣＵ２４は、ＦＣスタック３２の状態、バッテリ２０の状態、及びモータ１４の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力（負荷要求）に基づき決定したＦＣ車両１０全体として電源システム１２に要求される負荷から、ＦＣスタック３２が負担すべき負荷と、バッテリ２０が負担すべき負荷と、回生電源（モータ１４）が負担すべき負荷の配分（分担）を調停しながら決定し、モータ１４、インバータ１６、ＦＣユニット１８、バッテリ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２に指令を送出する。
【００４４】
図３は、ＥＣＵ２４が実現する機能を説明する図である。図３に示すように、本実施形態のＥＣＵ２４は、通常発電機能１２０及びアイドル停止制御機能１２２を備える。通常発電機能１２０は、後述する通常発電モードを制御する機能である。アイドル停止制御機能１２２は、後述するアイドル停止モードを制御する機能であり、さらに、可能出力検出機能１２４、第１アイドル発電抑制機能１２６、第２アイドル発電抑制機能１２８及びアイドル発電抑制車速閾値変更機能１３０とを備える。
【００４５】
可能出力検出機能１２４は、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ並びにこれに基づくアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅ及びアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍ等を検出（算出）する機能である（バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅ及びアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍについては後述する。）。第１アイドル発電抑制機能１２６は、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが低いときにアイドル停止を制御する機能である。第２アイドル発電抑制機能１２８は、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高いときにアイドル停止を制御する機能である。アイドル発電抑制車速閾値変更機能１３０は、第１アイドル発電抑制機能１２６と第２アイドル発電抑制機能１２８を選択する機能である。これらの機能１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、１３０の詳細は後述する。
【００４６】
［１−７．エアコンディショナ１４０］
図１に示すように、車両１０は、さらに、エアコンディショナ１４０を有する。エアコンディショナ１４０は、車両１０内の温度を調整するものであり、ＥＣＵ２４からの指令に基づき作動し、その際の電力は、ＦＣ３２、バッテリ２０及びモータ１４の少なくとも１つから得る。エアコンディショナ１４０としては、例えば、特開２００９−０４６０２０号公報に記載のものを用いることができる。
【００４７】
［１−８．ダウンバータ１４２及び低電圧補機群１４４］
図１に示すように、車両１０は、さらに、ダウンバータ１４２（以下「ＤＶ１４２」ともいう。）と、低電圧補機群１４４とを有する。ＤＶ１４２からの出力は、図示しない低電圧バッテリに出力してもよい。ＤＶ１４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の１次電圧Ｖ１を降圧し、低電圧補機群１４４に出力する。低電圧補機群１４４には、例えば、灯火類、各種センサ、ＥＣＵ２４が含まれる。
【００４８】
２．本実施形態の制御
次に、ＥＣＵ２４における制御について説明する。
【００４９】
［２−１．ＦＣ３２の出力制御］
ＦＣ３２の特性上、ＦＣ電圧Ｖｆｃは、基本的にＤＣ／ＤＣコンバータ２２の２次電圧Ｖ２と等しくなる。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２により２次電圧Ｖ２を調整することにより、ＦＣ電圧Ｖｆｃを制御することが可能となる。また、ＦＣ３２の電流−電圧（ＩＶ）特性上、ＦＣ電圧Ｖｆｃを制御することにより、ＦＣ電流Ｉｆｃを制御することができる。このため、本実施形態では、２次電圧Ｖ２の目標値（以下「目標２次電圧Ｖ２ｔｇｔ」という。）を用いてＦＣ電圧Ｖｆｃ及びＦＣ電流Ｉｆｃを制御する。
【００５０】
［２−２．発電モード］
本実施形態では、ＦＣ３２の発電に関する動作モード（発電モード）として、通常発電モードとアイドル停止モードを用いる。通常発電モードは、通常走行（アイドル停止モードではない走行）において用いるモードであり、ＥＣＵ２４の通常発電機能１２０により実現される。アイドル停止モードは、メインＳＷ１１８（図１）がオンの状態においてＦＣ３２が積極的な発電を停止する（換言すると、ＦＣ３２の発電を抑制する）モードであり、アイドル停止制御機能１２２により実現される。ここにいう積極的な発電（又は発電の抑制）とは、ＥＣＵ２４からの指令に基づき行うＦＣ３２の発電を指し、残留ガスによる発電を含まない。このため、反応ガス供給手段としてのＦＣユニット１８（エアポンプ３６、パージ弁５８及び背圧弁６０を含む。）の作動量はゼロとなる。なお、通常発電モードとアイドル停止モードの選択は、アイドル停止制御機能１２２により実行される。
【００５１】
［２−３．アイドル停止の開始判定］
図４は、アイドル停止の開始判定のフローチャートである。ステップＳ１において、ＥＣＵ２４は、バッテリ２０のＳＯＣとバッテリ温度センサ７６からのバッテリ温度Ｔｂａｔとに基づいてバッテリ２０の可能出力（以下「バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ」という。）［Ｗ］を算出する。バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅは、現時点のＳＯＣ及びバッテリ温度Ｔｂａｔにおいてバッテリ２０が出力可能な電力を示す。
【００５２】
図５は、ＳＯＣとバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅとの関係をバッテリ温度Ｔｂａｔ毎に示す図である。図５に示すように、ＳＯＣが大きくなるほどバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅが大きくなる。また、通常の使用範囲条件では、ＳＯＣが同じ値の場合、バッテリ温度Ｔｂａｔが高くなるほど、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅが大きくなる。なお、図５では、バッテリ温度Ｔｂａｔが高温の場合と低温の場合のみを示しているが、バッテリ温度Ｔｂａｔ毎にＳＯＣとバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅのデータを記憶したマップをＥＣＵ２４の図示しない記憶装置に記憶しておき、当該データを用いる。
【００５３】
ステップＳ２において、ＥＣＵ２４は、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅ［Ｗ］を算出する。アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅは、バッテリ２０が可能なアシスト量を示し、以下の式（１）により求められる。
Ｐａｓｉ＿ｅ＝バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ−エアコン消費量−ＤＶ消費量 ・・・（１）
【００５４】
上記式（１）において、「エアコン消費量」は、エアコンディショナ１４０の消費量であり、「ＤＶ消費量」は、ダウンバータ１４２の消費量を示す。
【００５５】
ステップＳ３において、ＥＣＵ２４は、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ［Ｗ］を算出する。コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅは、現時点のコンバータ温度ＴｃｏｎにおいてＤＣ／ＤＣコンバータ２２が出力可能な電力を示す。図６は、コンバータ温度Ｔｃｏｎとコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅとの関係を示す図である。図６に示すように、コンバータ温度Ｔｃｏｎが高くなるほどコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅは小さくなる。なお、図６のデータは、ＥＣＵ２４の前記記憶装置に事前に記憶されている。
【００５６】
図４のステップＳ４において、ＥＣＵ２４は、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ以上であるか否かを判定する。アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅを上回る場合、その上回る分は出力できないためである。アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ以上である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５において、ＥＣＵ２４は、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅをアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍ［Ｗ］として設定する。アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ以上でない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ６において、ＥＣＵ２４は、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅをアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍとして設定する。アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力性能（コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅ）を考慮した上で、バッテリ２０が、実際に出力可能なアシスト量を示す。
【００５７】
ステップＳ７において、ＥＣＵ２４は、ステップＳ５又はＳ６で設定したアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍに基づいてアイドル停止開始車速Ｖｉｓを算出する。アイドル停止開始車速Ｖｉｓは、アイドル停止を開始する車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］である。なお、車速Ｖは、モータ回転数Ｎｍに基づいてＥＣＵ２４が算出する。図７は、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍとアイドル停止開始車速Ｖｉｓとの関係を示す図である。図７に示すように、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高くなるほどアイドル停止開始車速Ｖｉｓを高くする。なお、図７のデータは、ＥＣＵ２４の前記記憶装置に事前に記憶されている。
【００５８】
図４のステップＳ８において、ＥＣＵ２４は、車速Ｖが、ステップＳ７で算出したアイドル停止開始車速Ｖｉｓ以下であるか否かを判定する。車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ以下でない場合（Ｓ８：ＮＯ）、ステップＳ９において、ＥＣＵ２４は、アイドル停止を開始せずに通常発電を継続する。車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ以下である場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０において、ＥＣＵ２４は、通常発電を終了し、アイドル停止を開始する。
【００５９】
［２−４．アイドル停止の解除判定］
図８は、アイドル停止の解除判定のフローチャートである。ステップＳ２１〜Ｓ２６は、図４のステップＳ１〜Ｓ６と同様である。
【００６０】
ステップＳ２７において、ＥＣＵ２４は、ステップＳ２５又はＳ２６で設定したアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍに基づいてアイドル停止解除車速Ｖｉｆを算出する。アイドル停止解除車速Ｖｉｆは、アイドル停止を解除する車速Ｖである。図９は、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍとアイドル停止解除車速Ｖｉｆとの関係を示す図である。図９に示すように、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高くなるほどアイドル停止開始車速Ｖｉｓが高くなる。また、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが同じ値である場合、アイドル停止解除車速Ｖｉｆは、アイドル停止開始車速Ｖｉｓよりも高く設定する。これにより、ヒステリシス特性を実現し、通常発電モードとアイドル停止モードが過度に切り替わることを防止することが可能となる。なお、図９のデータは、ＥＣＵ２４の前記記憶装置に事前に記憶されている。
【００６１】
図８のステップＳ２８において、ＥＣＵ２４は、車速Ｖが、ステップＳ２７で算出したアイドル停止解除車速Ｖｉｆ以上であるか否かを判定する。車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｆ以上でない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、ステップＳ２９において、ＥＣＵ２４は、アイドル停止を解除せずアイドル停止を継続する。車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｆ以上である場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ステップＳ３０において、ＥＣＵ２４は、アイドル停止を解除し、通常発電を再開する。
【００６２】
［２−５．制御の例］
図１０は、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅの大小によるアイドル停止の開始判定及び解除判定に関するタイムチャートである。上記のように、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高い場合、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆが高く設定され、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが低い場合、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆが低く設定される。また、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが同じ値の場合、アイドル停止解除車速Ｖｉｆは、アイドル停止開始車速Ｖｉｓよりも高く設定され、ヒステリシス特性を有するように構成されている。
【００６３】
アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高く、バッテリ２０のアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが多い場合、時点ｔ１において、車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ（＝Ｖｉｓ１）以下となり、アイドル停止に入る。一方、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが低く、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが少ない場合、時点ｔ１よりも遅い時点ｔ２において、車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ（＝Ｖｉｓ２）以下となり、アイドル停止に入る。
【００６４】
時点ｔ３において、アクセルペダル１１６が踏み込まれ、アクセル開度θが増加すると、モータ消費量［Ｗ］が増加を開始する。
【００６５】
アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが低く、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが少ない場合、時点ｔ４において、車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｆ（＝Ｖｉｆ２）以上となり、アイドル停止を解除して通常発電に復帰する。一方、アシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍが高く、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが多い場合、時点ｔ４よりも遅い時点ｔ５において、車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｓ（＝Ｖｉｓ１）以上となり、アイドル停止を解除して通常発電に復帰する。
【００６６】
［２−６．効率］
図１１は、アイドル停止を行う車速Ｖ（以下「アイドル停止車速Ｖｉ」という。）と１回のアイドル停止モード中のアイドル停止時間との関係を示す図である。図１２は、アイドル停止車速Ｖｉと、１回のアイドル停止モード中の燃費との関係を示す図である。図１１及び図１２では、アイドル停止開始車速Ｖｉｓとアイドル停止解除車速Ｖｉｆとが同一の値（すなわち、アイドル停止車速Ｖｉ）とされている。図１１からわかるように、アイドル停止車速Ｖｉが高いほど、アイドル停止時間は長くなる。従って、図１２に示すように、アイドル停止車速Ｖｉが高いほど、燃費は改善する。
【００６７】
３．本実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに基づくアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが相対的に大きい場合、より高い車速Ｖでアイドル停止を行うことができる（図４）。これにより、ＦＣ３２の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル停止の要否を車速閾値（アイドル停止開始車速Ｖｉｓ）により判定するため、ＦＣ３２の発電状況にかかわらずアイドル停止を実現し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００６８】
本実施形態によれば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに基づくアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが相対的に大きい場合、より高い車速Ｖでアイドル停止を解除することができる（図８）。これにより、ＦＣ３２の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル停止の解除の要否を車速閾値（アイドル停止解除車速Ｖｉｆ）により判定するため、ＦＣ３２の発電状況にかかわらずアイドル停止を解除し、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００６９】
ＥＣＵ２４（アイドル発電抑制車速閾値変更機能１３０）は、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅからエアコン消費量及びＤＶ消費量を差し引いたアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅ
が相対的に小さいときに第１アイドル発電抑制機能１２６によりアイドル停止を実施し、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅが相対的に大きいときに第２アイドル発電抑制機能１２８によりアイドル停止を実施する。これにより、第１アイドル発電抑制機能１２６と第２アイドル発電抑制機能１２８の選択、すなわち、アイドル停止を実施する車速閾値の切替えを、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅとエアコン消費量及びＤＶ消費量との差に基づいて行うことができる。エアコン消費量（エアコンディショナ１４０の電力消費量）を考慮することにより、バッテリアシスト量Ｐａｓｉを精度よく判定することが可能となる。従って、アイドル停止を実施すべき車速閾値を適切に切り替えることが可能となる。
【００７０】
本実施形態において、ＥＣＵ２４（第２アイドル発電抑制機能１２８）がアイドル停止を解除する車速Ｖ（アイドル停止解除車速Ｖｉｆ）は、第１アイドル発電抑制機能１２６がアイドル停止を解除する車速Ｖよりも高い。上記によれば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅが相対的に大きい場合、より高い車速Ｖでアイドル停止の解除を行うことができる。これにより、ＦＣ３２の発電を抑制し、燃費を改善することが可能となる。また、アイドル停止の解除の要否を車速閾値（アイドル停止解除車速Ｖｉｆ）により判定するため、ＦＣ３２の発電状況にかかわらずアイドル停止の解除を行い、燃費の改善を確実に行うことが可能となる。
【００７１】
本実施形態において、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅは、バッテリ２０のＳＯＣ及びバッテリ温度Ｔｂａｔに基づいて算出する。これにより、ＳＯＣのみでなくバッテリ温度Ｔｂａｔに基づいてバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅを算出するため、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅを高精度に判定することが可能となる。従って、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに誤差がある場合の不具合（例えば、バッテリ２０の充放電効率の低下及びこれに伴う発電効率の低下）を防止することが可能となる。
【００７２】
本実施形態において、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅよりも大きい場合、ＥＣＵ２４（アイドル発電抑制車速閾値変更機能１３０）は、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅが相対的に小さいときに第１アイドル発電抑制機能１２６によりアイドル停止を実施し、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅが相対的に大きいときに第２アイドル発電抑制機能１２８によりアイドル停止を実施する。バッテリ電圧ＶｂａｔをＤＣ／ＤＣコンバータ２２により変圧してＦＣ電圧Ｖｆｃを制御する場合、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅは、コンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅを超えることができなくなる。上記構成によれば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅがコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅよりも大きい場合、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅの代わりにコンバータ可能出力Ｐｃｏｎ＿ｅを用いて第１アイドル発電抑制機能１２６又は第２アイドル発電抑制機能１２８の選択を行う。その結果、アイドル停止を実施する車速閾値を適切に選択することが可能となる。従って、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに誤差がある場合の不具合（例えば、バッテリ２０の充放電効率の低下及びこれに伴う発電効率の低下）を防止することが可能となる。
【００７３】
４．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
【００７４】
［４−１．適用対象］
上記実施形態では、電源システム１２をＦＣ車両１０に適用した例を示したが、これに限らず、電源システム１２を別の対象に適用してもよい。例えば、電動アシスト自転車、船舶や航空機等の移動体に適用することもできる。
【００７５】
［４−２．電源システム１２の構成］
上記実施形態では、ＦＣ３２とバッテリ２０を並列に配置し、バッテリ２０の手前にＤＣ／ＤＣコンバータ２２を配置する構成としたが、これに限らない。例えば、図１３に示すように、ＦＣ３２とバッテリ２０を並列に配置し、昇圧式、降圧式又は昇降圧式のＤＣ／ＤＣコンバータ１５０をＦＣ３２の手前に配置する構成であってもよい。或いは、図１４に示すように、ＦＣ３２とバッテリ２０を並列に配置し、ＦＣ３２の手前にＤＣ／ＤＣコンバータ１５０を、バッテリ２０の手前にＤＣ／ＤＣコンバータ２２を配置する構成であってもよい。或いは、図１５に示すように、ＦＣ３２とバッテリ２０を直列に配置し、バッテリ２０とモータ１４の間にＤＣ／ＤＣコンバータ２２を配置する構成であってもよい。
【００７６】
［４−３．発電モード］
（４−３−１．アイドル停止モード）
上記実施形態では、目標ＦＣ電流Ｉｆｃｔｇｔをゼロとするアイドル停止モードを用いたが、ＦＣ３２の発電を抑制するアイドル発電抑制モード（目標ＦＣ電流Ｉｆｃｔｇｔを抑制するモード）であれば、これに限らない。例えば、ゼロより大きい値を目標ＦＣ電流Ｉｆｃｔｇｔとして設定してもよい。換言すると、アイドル停止時は、反応ガス供給手段としてのＦＣユニット１８の作動量はゼロでなくてもよい。
【００７７】
（４−３−２．通常発電モードとアイドル停止モードとを切り替える条件）
上記実施形態では、通常発電モードからアイドル停止モードに切り替える条件として、車速Ｖがアイドル停止開始車速Ｖｉｓ以下であること（図４のＳ８：ＹＥＳ）を用いたが、これに限らない。例えば、アクセル開度θが、アクセルペダル１１６の操作が行われていないことを示す閾値以下であるときに通常発電モードからアイドル停止モードに切り替えてもよい。
【００７８】
上記実施形態では、アイドル停止モードから通常発電モードに切り替える条件（抑制解除条件）として、車速Ｖがアイドル停止解除車速Ｖｉｆ以上であること（図８のＳ２８：ＹＥＳ）を用いたが、これに限らない。例えば、アクセル開度θが、アクセルペダル１１６の操作が行われていることを示す閾値以上であるときにアイドル停止モードから通常発電モードに切り替えてもよい。
【００７９】
上記実施形態では、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆを設定する機能として、第１アイドル発電抑制機能１２６及び第２アイドル発電抑制機能１２８の２つを用いたが、アイドル発電抑制機能は３つ以上でもよい。換言すると、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆのそれぞれは、マップを用いて３つ以上の値をもってもよい（図７及び図９参照）。
【００８０】
（４−３−３．その他）
上記実施形態では、通常発電モードからアイドル停止モードに切り替える場合、及びアイドル停止モードから通常発電モードに切り替える場合それぞれについてアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍによる調整を行ったが、いずれか一方のみに当該調整を行ってもよい。
【００８１】
上記実施形態では、アイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆの算出をアシスト上限値Ｐａｓｉ＿ｌｉｍに基づいて行ったが、少なくともバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅに基づくものであれば、これに限らない。例えば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅ自体又はアシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅに基づいてアイドル停止開始車速Ｖｉｓ及びアイドル停止解除車速Ｖｉｆの少なくとも一方を算出してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、アシスト可能量Ｐａｓｉ＿ｅをバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅからエアコン消費量及びＤＶ消費量を差し引いた値としたが｛上記式（１）｝、これに限らない。例えば、バッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅからエアコン消費量を差し引いた値、又はバッテリ可能出力Ｐｂａｔ＿ｅからＤＶ消費量を差し引いた値であってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…燃料電池車両 １４…走行モータ
１８…燃料電池ユニット（反応ガス供給手段）
２０…バッテリ（蓄電装置） ２２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３２…燃料電池スタック ７６…バッテリ温度センサ
１２４…可能出力検出機能（可能出力検出手段）
１２６…第１アイドル発電抑制機能（第１アイドル発電抑制手段）
１２８…第２アイドル発電抑制機能（第２アイドル発電抑制手段）
１３０…アイドル発電抑制車速閾値変更機能（アイドル発電抑制車速閾値変更手段）
１４０…エアコンディショナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行モータと、
前記走行モータに電力を供給する燃料電池と、
前記走行モータに電力を供給すると共に、前記走行モータからの回生電力を充電する蓄電装置と、
前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、
車速を測定する車速測定手段と、
前記蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段と、
前記車速が第１車速閾値以下の場合に、前記反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を実施する第１アイドル発電抑制手段と、
前記車速が前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以下の場合に、前記アイドル発電抑制を実施する第２アイドル発電抑制手段と、
前記蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段を用いて前記アイドル発電抑制を実施し、前記蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段を用いて前記アイドル発電抑制を実施するアイドル発電抑制車速閾値変更手段と
を有する燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両において、
前記アイドル発電抑制車速閾値変更手段は、前記蓄電装置の可能出力からエアコンディショナの電力消費量を引いた差が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施し、前記差が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施する
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池車両において、
前記第２アイドル発電抑制手段が前記アイドル発電抑制を解除する車速は、前記第１アイドル発電抑制手段が前記アイドル発電抑制を解除する車速よりも高い
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、
前記蓄電装置の可能出力は、前記蓄電装置の残容量及び温度に基づいて算出する
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、
前記蓄電装置の出力電圧を変圧して前記燃料電池の出力電圧を制御するコンバータを備え、
前記蓄電装置の可能出力が前記コンバータの可能出力よりも大きい場合、前記アイドル発電抑制車速閾値変更手段は、前記コンバータの可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施し、前記コンバータの可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施する
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項６】
走行モータと、
前記走行モータに電力を供給する燃料電池と、
前記走行モータに電力を供給すると共に、前記走行モータからの回生電力を充電する蓄電装置と、
前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、
車速を測定する車速測定手段と、
前記蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段と、
前記車速が第１車速閾値以上の場合に、前記反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を解除する第１アイドル発電抑制解除手段と、
前記車速が前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以上の場合に、前記アイドル発電抑制を解除する第２アイドル発電抑制解除手段と、
前記蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制解除手段を用いて前記アイドル発電抑制を解除し、前記蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制解除手段を用いて前記アイドル発電抑制を解除するアイドル発電抑制解除車速閾値変更手段と
を有する燃料電池車両。
【請求項１】
走行モータと、
前記走行モータに電力を供給する燃料電池と、
前記走行モータに電力を供給すると共に、前記走行モータからの回生電力を充電する蓄電装置と、
前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、
車速を測定する車速測定手段と、
前記蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段と、
前記車速が第１車速閾値以下の場合に、前記反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を実施する第１アイドル発電抑制手段と、
前記車速が前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以下の場合に、前記アイドル発電抑制を実施する第２アイドル発電抑制手段と、
前記蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段を用いて前記アイドル発電抑制を実施し、前記蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段を用いて前記アイドル発電抑制を実施するアイドル発電抑制車速閾値変更手段と
を有する燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両において、
前記アイドル発電抑制車速閾値変更手段は、前記蓄電装置の可能出力からエアコンディショナの電力消費量を引いた差が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施し、前記差が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施する
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池車両において、
前記第２アイドル発電抑制手段が前記アイドル発電抑制を解除する車速は、前記第１アイドル発電抑制手段が前記アイドル発電抑制を解除する車速よりも高い
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、
前記蓄電装置の可能出力は、前記蓄電装置の残容量及び温度に基づいて算出する
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、
前記蓄電装置の出力電圧を変圧して前記燃料電池の出力電圧を制御するコンバータを備え、
前記蓄電装置の可能出力が前記コンバータの可能出力よりも大きい場合、前記アイドル発電抑制車速閾値変更手段は、前記コンバータの可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施し、前記コンバータの可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制手段により前記アイドル発電抑制を実施する
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項６】
走行モータと、
前記走行モータに電力を供給する燃料電池と、
前記走行モータに電力を供給すると共に、前記走行モータからの回生電力を充電する蓄電装置と、
前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、
車速を測定する車速測定手段と、
前記蓄電装置の可能出力を検出する可能出力検出手段と、
前記車速が第１車速閾値以上の場合に、前記反応ガス供給手段の作動量を通常運転時よりも少なくするアイドル発電抑制を解除する第１アイドル発電抑制解除手段と、
前記車速が前記第１車速閾値より高い第２車速閾値以上の場合に、前記アイドル発電抑制を解除する第２アイドル発電抑制解除手段と、
前記蓄電装置の可能出力が相対的に小さいときに前記第１アイドル発電抑制解除手段を用いて前記アイドル発電抑制を解除し、前記蓄電装置の可能出力が相対的に大きいときに前記第２アイドル発電抑制解除手段を用いて前記アイドル発電抑制を解除するアイドル発電抑制解除車速閾値変更手段と
を有する燃料電池車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２４４７１４（Ｐ２０１２−２４４７１４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１０３４（Ｐ２０１１−１１１０３４）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【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２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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