CN110239356B - 搭载于车辆的燃料电池系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及搭载于车辆的燃料电池系统及其控制方法，当存在对二次电池的充电限制时，无法通过再生来停止下滑。搭载于车辆的燃料电池系统具备：燃料电池；二次电池；驱动马达，具有作为产生驱动力的马达的功能与作为产生再生电力的发电机的功能；辅机，能够消耗再生电力；加速踏板传感器；挡位传感器；车速传感器；以及控制部。在车速为负、存在前进要求、加速踏板被踩踏的情况下，或者在车速为正、存在后退要求、加速踏板被踩踏的情况下，控制部判定为是第一状态，在是第一状态的情况下，执行使辅机消耗包括使用加速踏板的踩踏量而计算的对驱动马达的要求电力的再生电力的辅机消耗处理。

Description

搭载于车辆的燃料电池系统及其控制方法

技术领域

本公开涉及搭载于车辆的燃料电池系统及其控制方法。

背景技术

在搭载于车辆的燃料电池系统中，公知有对二次电池充电来自驱动马达的再生电力的系统。专利文献1中公开了一种在再生电力超过二次电池所能够充电的电力的情况下使辅机消耗超过的再生电力的燃料电池系统。

专利文献1：日本特开2013-99081号公报

例如，在燃料电池车辆被踩踏加速踏板而要从正在上坡路停止的状态前进的情况下，存在车辆相对于行驶方向后退的情况。在这种情况下，由于驱动马达的输出为正转矩，车速为负，所以驱动马达成为再生，通过再生电力而产生制动力，能够抑制车辆的后退而进行起步。然而，在燃料电池系统中，若产生因某种原因而导致无法充电再生的电力的情况，则不得不限制驱动马达的再生。在这样的情况下，本公开的发明人发现：存在无法通过再生来停止车辆的向与要求行驶方向相反方向移动的下滑之虞。

发明内容

本公开是为了解决上述课题而完成的，能够实现为以下的方式。

(1)根据本公开的一个方式，提供一种搭载于车辆的燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；二次电池，与上述燃料电池并联连接；驱动马达，具有作为借助来自上述燃料电池与上述二次电池的至少一方的电力来产生驱动力的马达的功能、和作为产生能够对上述二次电池进行充电的再生电力的发电机的功能；辅机，能够消耗上述再生电力；加速踏板传感器，对设置于上述车辆的加速踏板的踩踏量进行检测；挡位传感器，检测对于上述车辆的前进要求与后退要求；车速传感器，检测上述车辆的车速；以及控制部，能够使上述辅机消耗上述再生电力，在上述车速为负、存在上述前进要求、上述加速踏板被踩踏的情况下，或者在上述车速为正、存在上述后退要求、上述加速踏板被踩踏的情况下，上述控制部判定为是第一状态，在包括是上述第一状态这一情况的预先决定的第一条件成立时，执行辅机消耗处理，该辅机消耗处理使上述辅机消耗包括使用上述加速踏板的踩踏量而计算的对上述驱动马达的要求电力的上述再生电力。

根据该方式，由于具备燃料电池系统的车辆在想要从产生了向与所要求的行驶方向相反的方向移动的下滑的状态向所要求的行驶方向移动的情况下，能够使辅机消耗再生电力，所以能够使驱动马达产生再生电力而阻止车辆的下滑。

(2)在上述方式的基础上，上述第一条件包括是上述第一状态这一情况和对上述二次电池的充电被限制这一情况。

根据该方式，由于在想要从产生了下滑的状态向所要求的行驶方向移动的情况下，即便对二次电池的充电被限制，也能够使辅机消耗再生电力，所以能够实现二次电池的保护、和使驱动马达产生再生电力而阻止车辆的下滑。

(3)在上述方式的基础上，上述车辆具备能够对上述车辆进行制动的制动装置，在上述第一条件成立且根据上述要求电力而对上述辅机要求消耗的电力大于在上述辅机中能够消耗的电力的情况下，上述控制部使上述制动装置实现和对上述辅机要求消耗的电力与上述辅机能够消耗的电力之差对应的制动力。

根据该方式，在要求电力大于由辅机能够消耗的电力的情况下，能够通过制动装置来阻止车辆的下滑。

(4)在上述方式的基础上，具备对上述燃料电池的输出电压进行检测的电压传感器，上述控制部执行使上述燃料电池发电以便上述燃料电池的输出电压不超过作为其上限而预先决定的高电位规避电压的高电位规避控制，在上述第一条件成立的情况下，不执行上述高电位规避控制。

根据该方式，在车辆欲从产生了下滑的状态向所要求的行驶方向移动的情况下，燃料电池因高电位规避控制而不发电。因此，由于燃料电池的发电电力不供给至辅机，所以能够通过辅机消耗再生电力，能够使驱动马达产生再生电力而阻止车辆的下滑。

(5)在上述方式的基础上，上述控制部使用根据与上述加速踏板的踩踏量对应的对上述驱动马达的要求转矩计算的电力和因上述驱动马达引起的损失量的电力来计算上述要求电力，并将上述驱动马达的转矩输出限制在使用上述再生电力的上限值亦即再生限制电力和因上述驱动马达引起的损失量的电力计算的再生限制转矩内，在上述要求电力超过不执行上述辅机消耗处理的情况下的上述再生限制电力时，解除基于上述再生限制转矩对上述驱动马达的转矩输出限制。

根据该方式，由于在要求电力超过不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力时，解除基于再生限制转矩对驱动马达的转矩输出限制，所以在不需要通过辅机消耗再生电力的时刻，能够使驱动马达进行与要求转矩对应的输出。

本公开能够以各种方式实现，例如能够以燃料电池车辆、搭载于车辆的燃料电池系统的控制方法、实现该控制方法的计算机程序、记录有该计算机程序的非暂时性记录介质(non-transitory storage medium)等方式来实现。

附图说明

图1是表示搭载了燃料电池系统的车辆的简要结构的图。

图2是表示辅机消耗处理的工序图。

图3是示意性地示出在辅机消耗处理中各种参数变化的样子的图。

图4是表示第二实施方式中的辅机消耗处理的工序图。

图5是针对高电位规避控制处理进行表示的工序图。

图6是针对驱动马达的转矩输出限制处理进行表示的工序图。

图7是示意性地示出在辅机消耗处理中各种参数变化的样子的图。

具体实施方式

·第一实施方式

图1是表示搭载了燃料电池系统20的车辆10的简要结构的图。车辆10除了具备燃料电池系统20之外，还具备加速踏板410、制动踏板420、换挡装置530、以及制动装置520。

燃料电池系统20具备燃料电池100、FC升压转换器110、电池转换器120、马达用逆变器130、驱动马达140、ACP用逆变器160、空气压缩机170、二次电池200、FC辅机用逆变器230、FC辅机250、控制部300、电压传感器101、具备电池传感器261与温度传感器262的检测部260、加速踏板传感器310、制动踏板传感器320、挡位传感器330、车速传感器340、转速传感器350、燃料气体供给部610以及氧化剂气体供给部620。

燃料电池100是借助从燃料气体供给部610供给的燃料气体与从氧化剂气体供给部620供给的氧化剂气体进行发电的固体高分子型燃料电池。燃料气体供给部610具备燃料气体罐、燃料气体喷射装置、燃料气体泵以及各种阀等。氧化剂气体供给部620具备空气压缩机170、各种阀等。此外，作为燃料电池100，并不局限于固体高分子型燃料电池，也可以采用其他各种类型的燃料电池。

FC升压转换器110是将燃料电池100的输出电压升压至用于对驱动马达140进行驱动的电压的DC/DC转换器。燃料电池100的输出电压由电压传感器101测量。马达用逆变器130将升压后的直流电压变换为三相交流电压，对驱动马达140进行驱动。

驱动马达140具有作为产生驱动力的马达的功能与作为产生再生电力的发电机的功能。驱动马达140具备绕转子轴埋入了多个永磁铁的转子、与定子。驱动马达140的转子轴经由车辆10的差速齿轮与车轴连结。若经由马达用逆变器130向定子的三相线圈供给三相交流电力，则转子与转子轴一体旋转，产生驱动力。另外，在驱动马达140中，若转子轴借助外力而旋转，则在三相线圈的两端产生电力，经由马达用逆变器130产生再生电力。

ACP用逆变器160将升压后的直流电压变换为交流电压，向空气压缩机170供给。电池转换器120为双向的DC/DC转换器。电池转换器120对燃料电池100的电压进行降压并向二次电池200供给，或者对二次电池200的电压进行升压并向马达用逆变器130和ACP用逆变器160供给。

二次电池200与燃料电池100并联连接，作为用于对驱动马达140、FC辅机250进行驱动的电源发挥功能。二次电池200被来自燃料电池100的电力、来自驱动马达140的再生电力充电。本实施方式中的二次电池200为锂离子二次电池。二次电池200也可以为镍氢充电池、镁电池。

FC辅机用逆变器230将来自二次电池200的直流电压变换为交流电压，向FC辅机250供给。作为FC辅机250，能够举出使燃料气体在燃料电池100内循环的燃料气体泵、使冷却水在燃料电池100内循环的冷却水泵、对燃料电池100进行加热以便燃料电池100内的水不冻结的加热器、以及对冷却水进行冷却的散热器风扇。另外，作为FC辅机250以外的车辆10的辅机，能够举出空调装置、头灯、灯饰装置等(未图示)。将空气压缩机170、FC辅机250、以及FC辅机250以外的车辆10的辅机也简单地统称为“辅机”。

电池传感器261对二次电池200的电流、电压进行测定，温度传感器262对二次电池200的电池温度进行测定。检测部260使用从电池传感器261取得的电流、电压以及从温度传感器262取得的电池温度来决定能够向二次电池200充电的电量(可充电电量)，并向控制部300发送。另外，在可充电电量低于预先决定的阈值的情况下，检测部260将限制向二次电池200的充电的信号向控制部300发送。

加速踏板传感器310检测加速踏板410的踩踏量。制动踏板传感器320检测制动踏板420的踩踏量。踩踏量亦能够换言而称为“开度”。挡位传感器330检测换挡装置530的挡位。挡位包括表示驾驶员对于车辆10的前进要求的位置、表示驾驶员对于车辆10的后退要求的位置。车速传感器340根据车辆10的驱动轴的旋转速度检测车速。车速传感器340在车辆10正沿前进方向行进的情况下输出正的车速，在车辆10正沿后退方向行进的情况下输出负的车速。转速传感器350检测驱动马达140的转子轴的转速。

制动装置520被装备于车辆10的各车轮，构成为能够对车辆10进行制动。制动装置520例如为盘式制动器、鼓式制动器，通过与根据驾驶员的制动踏板420的操作而经由制动管路(未图示)供给的制动液压对应的制动力对各车轮进行制动，实现车辆10的制动。制动管路包括产生与制动踏板420的踩踏量对应的制动液压的制动活塞以及制动液管路。此外，作为制动管路，也可以采用使装备于制动装置520的促动器工作的结构。

控制部300由具备CPU、存储器以及接口的1以上ECU构成。控制部300根据来自上述各传感器的检测信号来对燃料电池系统20内的各部的动作进行控制。在图1中，用虚线描绘了从控制部300向一部分的电路的信号路径。

控制部300控制马达用逆变器130，使驱动马达140实现作为借助来自燃料电池100与二次电池200的至少一方的电力来产生驱动力的马达的功能与作为产生再生电力的发电机的功能。

另外，控制部300使用加速踏板410的踩踏量来计算对驱动马达140的要求转矩。控制部300对用于使驱动马达140实现要求转矩的要求电力进行计算。要求电力可使用以下的式(1)计算。式(1)中的驱动马达损失为与驱动马达140相关的电力损失，包括马达用逆变器130引起的电力损失。驱动马达损失根据对驱动马达140的要求转矩而变化，随着要求转矩的增加而增加。驱动马达损失能够通过实验、模拟预先求出。对于驱动马达转速而言，在车速为正的情况下为正值，在车速为负的情况下为负值。

要求电力[W]＝驱动马达要求转矩[Nm]×驱动马达转速[rpm]×2π/60+驱动马达损失[W]···(1)

存在如下情况：车辆10在上坡路因制动踏板420的踩踏而停止，然后因加速踏板410的踩踏而要从换挡装置530的挡位为前进要求的状态前进。在车辆10的操作者从踩踏制动踏板420切换至踩踏加速踏板410之前，存在车辆10向后方下滑、车速为负的情况。若在产生了下滑的状态下踩踏加速踏板410，则由于对驱动马达140的要求转矩为正，车速为负，所以相当于第四象限运转中的反转再生，驱动马达140可能进行再生。

同样，存在如下情况：车辆10在下坡路因制动踏板420的踩踏而停止，然后因加速踏板410的踩踏而要从换挡装置530的挡位为后退要求的状态进行后退。在车辆10的操作者从踩踏制动踏板420切换至踩踏加速踏板410之前，存在车辆10向前方下滑、车速为正的情况。若在产生了下滑的状态下踩踏加速踏板410，则由于对驱动马达140的要求转矩为负，车速为正，所以相当于第四象限运转中的正转再生，驱动马达140可能进行再生。其中，“车辆下滑”是指在坡路上车辆10向与要行驶的方向相反的方向移动。

在车速为负、挡位传感器330检测到前进要求、加速踏板410被踩踏的情况下，或者在车速为正、挡位传感器330检测到后退要求、加速踏板410被踩踏的情况下，控制部300判定为车辆10处于第一状态。第一状态是指挡位传感器330所表示的要求行驶方向与车速传感器340所表示的车辆10的实际的行驶方向不同的状态，且是能够判断为加速踏板410被踩踏而要向两个方向一致的状态转移的状态。若存在再生电力的充电目标、消耗目标，则第一状态可换言而称为驱动马达140能够进行再生的状态。

在是第一状态的情况下，控制部300执行使辅机消耗驱动马达140的再生电力的辅机消耗处理。

图2是表示辅机消耗处理的工序图。若车辆10启动，则控制部300使用上述式(1)来计算对驱动马达140的要求电力(步骤S10)。

控制部300对是否是第一状态进行判定(步骤S30)。在步骤S30为否的情况下，控制部300结束辅机消耗处理。在步骤S30为是的情况下，控制部300使用以下的式(2)来计算辅机消耗要求电力(步骤S50)。

辅机消耗要求电力[W]＝－要求电力[W]+通常辅机消耗电力[W]···(2)

之所以对式(2)的要求电力标注负号是因为再生时的要求电力为负值。通常辅机消耗电力是无论步骤S30的判定结果如何车辆10的继续运转都需要的辅机的消耗电力。通常辅机消耗电力例如是为了使车辆10的各传感器动作所需的电力、由车辆10的头灯等消耗的电力，通过实验、模拟而预先计算。

接下来，控制部300驱动辅机以使辅机消耗计算出的辅机消耗要求电力(步骤S70)。执行步骤S70，例如使得空气压缩机170的转速、燃料气体泵的转速、冷却水泵的转速、加热器的加热温度等比在要求电力为零的情况、即辅机消耗要求电力与通常辅机消耗电力相等的情况增加。

此外，控制部300可以使用以下的式(3)计算辅机消耗要求电力。

辅机消耗要求电力[W]＝－要求电力[W]+通常辅机消耗电力[W]+二次电池放电电力[W]···(3)

二次电池放电电力是从二次电池200供给至辅机的电力。通过进行从二次电池200的放电，能够抑制在通常辅机消耗电力过渡增加的情况下再生电力不足这一情况。

图3是示意性地示出在辅机消耗处理中各种参数变化的样子的图。图3中示出了挡位传感器330检测到前进要求、车辆10从在时刻t0正停止在上坡路的状态被踩踏加速踏板410而要前进的场景前后的各种参数。

被表示为图表的纵轴的加速器开度表示加速踏板410的踩踏量。开度0表示加速踏板410未被踩踏。

被表示为图表的纵轴的驱动马达电力在为正的情况下表示驱动马达140进行牵引动作，在为负的情况下表示进行再生动作。曲线(graph)A表示要求电力。曲线B是执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力。再生限制电力是再生电力的上限值。执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力与包括相当于要求电力的辅机消耗电力和通常辅机消耗电力的电力相当。此外，由于曲线B表示包括二次电池放电电力的值，所以在时刻t2至时刻t3位于比曲线A靠负侧的位置。曲线C表示不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力。用曲线C表示的再生限制电力相当于通常辅机消耗电力。为了使说明简单，图3所示的辅机消耗电力不包括通常辅机消耗电力。

时刻t1至时刻t2的期间是从踩踏制动踏板420向踩踏加速踏板410切换的期间。在时刻t1至时刻t2的期间，产生车辆10的下滑，车速逐渐降低。若在时刻t2开始加速踏板410的踩踏，则成为车速为负、存在前进要求、加速踏板410被踩踏的第一状态。

在时刻t2以后，根据与加速踏板410的踩踏对应的对驱动马达140的要求转矩而产生再生电力。在时刻t2至时刻t3的期间，驱动马达140所产生的再生电力被辅机消耗。另外，通过驱动马达140的再生动作对车辆10施加制动力，车速逐渐增加。若经过时刻t3，则车速为正，驱动马达140进行牵引动作。

根据该方式，在车辆10欲从产生了向与所要求的行驶方向相反的方向移动的下滑的状态向所要求的行驶方向移动的情况下，能够使辅机消耗再生电力。因此，能够使驱动马达140产生再生电力而阻止车辆10的下滑。

根据该方式，由于能够使辅机消耗再生电力，不进行对二次电池200的充电，所以即便作为二次电池200而采用锂离子二次电池，也能够抑制因对二次电池200的过渡充电而引起的二次电池200的劣化。

·第二实施方式

在第二实施方式中，为了阻止下滑，控制部300利用制动装置520。制动装置520被装备于车辆10的各车轮，构成为能够对车辆10进行制动。制动装置520例如为盘式制动器、鼓式制动器，通过与根据驾驶员的制动踏板420的操作而经由制动管路(未图示)供给的制动液压对应的制动力对各车轮进行制动，实现车辆10的制动。制动管路包括产生与制动踏板的踩踏量对应的制动液压的制动活塞以及制动液管路。此外，作为制动管路，也可以采用使装备于制动装置的促动器工作的结构

图4是表示第二实施方式中的辅机消耗处理的工序图。在步骤S10a、步骤S30a、步骤S50a中，分别执行与第一实施方式中的步骤S10、步骤S30、步骤S50同样的处理。

控制部300对根据在步骤S50a中计算出的要求电力向辅机要求消耗的电力(辅机消耗要求电力)是否大于辅机可消耗电力进行判定(步骤S60a)。辅机可消耗电力是处于第一状态的情况下的、辅机的最大消耗电力。辅机可消耗电力通过实验、模拟预先求出，被存储于控制部300所具备的存储器。

在辅机消耗要求电力大于辅机可消耗电力的情况下(步骤S60a：是)，控制部300计算和辅机消耗要求电力与辅机可消耗电力的差量ΔW对应的对制动装置520的要求制动力G(步骤S62a)。控制部300例如使用上述差量ΔW与从转速传感器取得的车轮的转速来计算制动器要求转矩T(式(4))。控制部300使用计算出的制动器要求转矩T、车辆重量M以及车轮半径R来计算对制动装置520的要求制动力G(式(5))。

T[Nm]＝ΔW[W]×60/(2π·N[rpm])···式(4)

G＝T[Nm]/R[m]/(M[kg]×9.8[N/kg])···式(5)

若计算出要求制动力，则控制部300使制动装置520实现与要求制动力对应的制动(步骤S64a)。

另外，与步骤S60a～步骤S64a的处理并行地控制部300使辅机消耗与在步骤S50a中计算出的辅机消耗要求电力对应的电力(步骤S70a)。另外，在辅机可消耗电力为辅机消耗要求电力以上的情况下(步骤S60a：否)，控制部300跳过步骤S62a、步骤S64a的处理，使辅机消耗计算出的辅机消耗要求电力(步骤S70a)。

根据该方式，由于在要求电力大于辅机中能够消耗的电力的情况下，使制动装置520实现和辅机消耗要求电力与辅机可消耗电力的差对应的制动力，所以能够通过制动装置520来阻止车辆10的下滑。

·第三实施方式

在第三实施方式中，除了第一实施方式的辅机消耗处理之外，控制部300能够还执行下述的高电位规避控制：使燃料电池100发电以便燃料电池100的输出电压不超过作为其上限而预先决定的高电位规避电压。高电位规避电压能够通过实验、模拟预先求出，并存储于控制部300的存储器。

图5是针对执行辅机消耗处理的情况下的高电位规避控制处理进行表示的工序图。该处理与第一实施方式的辅机消耗处理并行进行。

在步骤S30b中，与第一实施方式的步骤S30同样，对是否是第一状态进行判定。在步骤S30b为否的情况下，控制部300执行高电位规避控制(步骤S90b)。具体而言，在从电压传感器101检测的燃料电池100的输出电压成为小于高电位规避电压的规定的电压值以上的情况下，控制部300控制燃料气体供给部610以及氧化剂气体供给部620向燃料电池100进行燃料气体与氧化剂气体的供给，使燃料电池100发电以便不超过高电位规避电压。

在是第一状态的情况下(步骤S30b，是)，控制部300不执行高电位规避控制(步骤S80b)。具体而言，即便从电压传感器101检测的燃料电池100的输出电压成为小于高电位规避电压的规定的电压值以上，控制部300也将燃料气体供给部610与氧化剂气体供给部620控制为不进行向燃料电池100的燃料气体与氧化剂气体的供给。

根据该方式，在车辆10欲从产生了下滑的状态向所要求的行驶方向移动的情况下，燃料电池100通过高电位规避控制而不发电。因此，由于燃料电池100的发电电力不供给至辅机，所以能够通过辅机消耗再生电力，能够使驱动马达140产生再生电力而阻止车辆10的下滑。

·第四实施方式

图6是针对执行辅机消耗处理的情况下的驱动马达140的转矩输出限制处理进行表示的工序图。在第四实施方式中，控制部300在辅机消耗处理中使用再生限制转矩来决定驱动马达140的输出转矩。

首先，控制部300计算再生限制转矩(图6，步骤S100c)。再生限制转矩是利用使用辅机的消耗电力而计算的再生限制电力和因驱动马达140引起的损失量的电力计算出的、驱动马达140的转矩输出的上限。再生限制转矩例如使用以下的式(6)来计算。

再生限制转矩[Nm]＝(再生限制电力+驱动马达损失)[W]×60/2π/驱动马达转速[rpm]···式(6)

接下来，控制部300对要求电力是否超过不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力进行判定(步骤S120c)。在要求电力为不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力以下的情况下(步骤S120c，否)，控制部300将驱动马达140的输出转矩设定在再生限制转矩内(步骤S135c)，使驱动马达140输出所设定的转矩(步骤S140c)。

在要求电力超过不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力的情况下(步骤S120c，是)，控制部300解除基于再生限制转矩的转矩输出限制(步骤S130c)，使驱动马达140输出与要求转矩对应的转矩(步骤S140c)。

图7是示意性地示出在转矩输出限制处理中各种参数变化的样子的图。图7中示出了挡位传感器330检测到前进要求、车辆10从在时刻t0正停止在上坡的状态被踩踏加速踏板410而欲前进的场景前后的各种参数。

被表示为图表的纵轴的驱动马达电力在为正的情况下表示驱动马达140进行牵引动作，在为负的情况下表示进行再生动作。曲线A1表示要求电力。曲线B1是执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力。由于曲线B1表示包括二次电池放电电力的值，所以在时刻t11至时刻t13，位于比曲线A1靠负侧的位置。曲线C1表示不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力C1。用曲线C1表示的再生限制电力相当于通常辅机消耗电力。

对于被表示为图表的纵轴的转矩值而言，曲线D1表示来自驱动马达140的输出转矩，曲线D2表示对驱动马达140的要求转矩。曲线E1、E2表示再生限制转矩。被表示为图表的纵轴的辅机消耗电力与第一实施方式同样，因而省略说明。

时刻t11至时刻t12的期间是从踩踏制动踏板420向踩踏加速踏板410切换的期间。在时刻t11至时刻t12的期间，产生车辆10的下滑，车速逐渐降低。若在时刻t12开始加速踏板410的踩踏，则成为车速为负、存在前进要求、加速踏板410被踩踏的第一状态。

在时刻t13以前，由于要求电力A1未超过不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力C1，所以控制部300将输出转矩D1设定为根据再生限制电力B1计算的再生限制转矩E1内(图6，步骤S135c)。若经过时刻t13，则要求电力A1超过再生限制电力C1(图6，步骤S120c：是)，控制部300将再生限制转矩从曲线E1向曲线E2设定，解除基于再生限制转矩的驱动马达140的转矩输出限制(图6，步骤S130c)。因此，若经过时刻t13，则从驱动马达140输出与要求转矩对应的转矩。其中，之所以如上述那样在要求电力A1超过不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力C1的情况下能够解除基于再生限制转矩的转矩输出限制是因为要求电力A1被计算为包括驱动马达损失量的电力。

根据该方式，由于在要求电力超过不执行辅机消耗处理的情况下的再生限制电力的情况下，解除基于再生限制转矩的驱动马达140的转矩输出限制，所以在不需要由辅机消耗再生电力的时刻，能够使驱动马达140进行与要求转矩对应的输出。

·其他实施方式1

在上述实施方式中，控制部300在是第一状态的情况下执行辅机消耗处理。与此相对，可以在是第一状态且包括对二次电池200的充电被限制这一情况的预先决定的第一条件成立的情况下，控制部300执行辅机消耗处理。能够掌握为上述第一至第四实施方式在是第一状态的情况下第一条件成立。此时，控制部300可以构成为：每隔预先决定的时间便反复对是否从检测部260输入了限制对二次电池200充电的信号进行判定，并在输入了上述信号的情况下使表示存在对二次电池200的充电限制的充电限制标志有效。在上述实施方式的步骤S30、S30a(图2、图4)中，当是第一状态且充电限制标志有效的情况下，控制部300可以执行辅机消耗(步骤S50～步骤S70、步骤S50a～步骤S70a)。或者，在步骤S30b(图5)中，当是第一状态且充电限制标志有效的情况下，控制部300可以不执行高电位规避控制(步骤S80b)。在是第一状态、充电限制标志无效的情况下，控制部300可以使驱动马达140产生再生电力，将所产生的再生电力向二次电池200充电。

根据该方式，由于在欲从产生了下滑的状态向所要求的行驶方向移动、对二次电池200的充电被限制的情况下，能够使辅机消耗再生电力，所以能够实现二次电池200的保护、和使驱动马达140产生再生电力而阻止车辆10的下滑。另外，在未进行对二次电池200的充电限制的情况下，能够使驱动马达140产生再生电力而阻止车辆10的下滑，并且将再生电力向二次电池200充电。

·其他实施方式2

在上述实施方式中，控制部300可以将驱动马达140的再生电力的一部分中的与可充电电力相应的量分配为对二次电池200的充电。此时，用上述式(2)表示的辅机消耗要求电力能够变形为以下的式(7)，能够向上述式(4)、(5)的辅机消耗要求电力代入根据以下的式(7)计算出的辅机消耗要求电力。

辅机消耗要求电力[W]＝－要求电力[W]+通常辅机消耗电力[W]－可充电电力[W]···(7)

·其他实施方式3

在上述实施方式中，再生限制电力可以包括可充电电力。

·其他实施方式4

在上述第二实施方式中，制动装置520可以具备用于对车辆10制动的马达，也可以构成为消耗辅机可消耗电力与辅机消耗要求电力的差量的电力来工作。

·其他实施方式5

上述各种实施方式可以适当地组合。例如，可以将第二实施方式与第三实施方式组合。

本公开并不局限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，与发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、其他实施方式中的技术特征能够为了解决上述课题的一部分或全部或为了实现上述效果的一部或全部而能适当地进行替换、组合。另外，只要该技术特征在本说明书中未说明为必须的技术特征，则能够适当地删除。

Claims (8)

1.一种燃料电池系统，被搭载于车辆，其中，具备：

燃料电池；

二次电池，与所述燃料电池并联连接；

驱动马达，具有作为借助来自所述燃料电池与所述二次电池的至少一方的电力来产生驱动力的马达的功能、和作为产生能够对所述二次电池进行充电的再生电力的发电机的功能；

辅机，能够消耗所述再生电力；

加速踏板传感器，对设置于所述车辆的加速踏板的踩踏量进行检测；

挡位传感器，检测对于所述车辆的前进要求与后退要求；

车速传感器，检测所述车辆的车速；以及

控制部，能够使所述辅机消耗所述再生电力，

所述车辆具备能够对所述车辆进行制动的制动装置，

在所述车速为负、存在所述前进要求、所述加速踏板被踩踏的情况下，或者在所述车速为正、存在所述后退要求、所述加速踏板被踩踏的情况下，所述控制部判定为是第一状态，

在包括是所述第一状态这一情况的预先决定的第一条件成立的情况下，所述控制部执行辅机消耗处理，该辅机消耗处理使所述辅机消耗包括使用所述加速踏板的踩踏量而计算的对所述驱动马达的要求电力的所述再生电力，

在所述第一条件成立且根据使用所述加速踏板的踩踏量而计算的所述再生电力对所述辅机要求消耗的电力大于在所述辅机中能够消耗的电力的情况下，所述控制部使所述制动装置实现对所述辅机要求消耗的电力与所述辅机所能够消耗的电力之差所对应的制动力。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

所述第一条件包括是所述第一状态这一情况和对所述二次电池的充电被限制这一情况。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，

所述燃料电池系统具备对所述燃料电池的输出电压进行检测的电压传感器，

所述控制部执行使所述燃料电池发电以便所述燃料电池的输出电压不超过作为其上限而预先决定的高电位规避电压的高电位规避控制，

在所述第一条件成立的情况下，不执行所述高电位规避控制。

4.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，

所述控制部使用根据与所述加速踏板的踩踏量对应的对所述驱动马达的要求转矩而计算的电力和因所述驱动马达引起的损失量的电力来计算所述要求电力，

所述控制部将所述驱动马达的转矩输出限制在使用所述再生电力的上限值亦即再生限制电力和因所述驱动马达引起的损失量的电力而计算的再生限制转矩内，

在所述要求电力超过不执行所述辅机消耗处理的情况下的所述再生限制电力时，所述控制部解除基于所述再生限制转矩的所述驱动马达的转矩输出限制。

5.一种燃料电池系统的控制方法，该燃料电池系统被搭载于车辆，其中，

所述燃料电池系统具有：

燃料电池；

二次电池，与所述燃料电池并联连接；

驱动马达，具有作为借助来自所述燃料电池与所述二次电池的至少一方的电力来产生驱动力的马达的功能、和作为产生能够对所述二次电池进行充电的再生电力的发电机的功能；以及

辅机，能够消耗所述再生电力，

在所述燃料电池系统的控制方法中，

在所述车辆的车速为负、存在对于所述车辆的前进要求、设置于所述车辆的加速踏板被踩踏的情况下，或者在所述车速为正、存在对于所述车辆的后退要求、所述加速踏板被踩踏的情况下，判定为是第一状态，

在包括是所述第一状态这一情况的预先决定的第一条件成立的情况下，执行使所述辅机消耗包括使用所述加速踏板的踩踏量而计算的对所述驱动马达的要求电力的所述再生电力的辅机消耗处理，

在所述第一条件成立且根据使用所述加速踏板的踩踏量而计算的所述再生电力对所述辅机要求消耗的电力大于在所述辅机中能够消耗的电力的情况下，使装备于所述车辆的制动装置实现对所述辅机要求消耗的电力与所述辅机所能够消耗的电力之差所对应的制动力。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统的控制方法，其中，

所述第一条件包括是所述第一状态这一情况和对所述二次电池的充电被限制这一情况。

7.根据权利要求5或6所述的燃料电池系统的控制方法，其中，

在所述第一条件不成立的情况下，执行使所述燃料电池发电以便所述燃料电池的输出电压不超过作为其上限而预先决定的高电位规避电压的高电位规避控制，

在所述第一条件成立的情况下，不执行所述高电位规避控制。

8.根据权利要求5或6所述的燃料电池系统的控制方法，其中，

使用根据与所述加速踏板的踩踏量对应的对所述驱动马达的要求转矩而计算的电力和因所述驱动马达引起的损失量的电力来计算所述要求电力，

将所述驱动马达的转矩输出限制在使用所述再生电力的上限值亦即再生限制电力和因所述驱动马达引起的损失量的电力而计算的再生限制转矩内，

在所述要求电力超过不执行所述辅机消耗处理的情况下的所述再生限制电力时，解除基于所述再生限制转矩的所述驱动马达的转矩输出限制。

Images