JP2003303605A - 電源システムおよびその制御方法 - Google Patents
電源システムおよびその制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池と蓄電器とを備える電源システムに
おいて、燃料電池の起動時に充分な発電量を確保する技
術を提供する。 【解決手段】 電源装置１５では、負荷要求に応じて運
転状態を変更する。すなわち、負荷要求が所定の値より
も小さいときには、燃料電池システム２２を停止して２
次電池２６から電力を得て（間欠運転モード）、負荷要
求が所定の値以上となると、燃料電池６０から電力を得
る（定常運転モード）。定常運転モードにおいて燃料電
池６０による発電を行なう際には、燃料電池６０に供給
される燃料量を検出し、この燃料量を考慮して、燃料電
池６０の運転ポイントを設定する。しかしながら、間欠
運転モードから定常運転モードに切り替わり、燃料電池
システム２２を起動する際には、起動後所定の時間が経
過するまでは、上記燃料量を考慮することなく、負荷要
求に応じて燃料電池６０の運転ポイントを設定する。
おいて、燃料電池の起動時に充分な発電量を確保する技
術を提供する。 【解決手段】 電源装置１５では、負荷要求に応じて運
転状態を変更する。すなわち、負荷要求が所定の値より
も小さいときには、燃料電池システム２２を停止して２
次電池２６から電力を得て（間欠運転モード）、負荷要
求が所定の値以上となると、燃料電池６０から電力を得
る（定常運転モード）。定常運転モードにおいて燃料電
池６０による発電を行なう際には、燃料電池６０に供給
される燃料量を検出し、この燃料量を考慮して、燃料電
池６０の運転ポイントを設定する。しかしながら、間欠
運転モードから定常運転モードに切り替わり、燃料電池
システム２２を起動する際には、起動後所定の時間が経
過するまでは、上記燃料量を考慮することなく、負荷要
求に応じて燃料電池６０の運転ポイントを設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃料電池と蓄電
器とを備える電源システム、およびその制御方法に関す
る。
器とを備える電源システム、およびその制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、水素を含有する燃料ガスと
酸素を含有する酸化ガスとの電気化学反応を進行するこ
とによって、起電力を得る。燃料電池システムとして
は、例えば、水素タンクから取り出した水素を上記燃料
ガスとして用いると共に、エアコンプレッサが取り込ん
だ圧縮空気を上記酸化ガスとして用いるものが知られて
いる。
酸素を含有する酸化ガスとの電気化学反応を進行するこ
とによって、起電力を得る。燃料電池システムとして
は、例えば、水素タンクから取り出した水素を上記燃料
ガスとして用いると共に、エアコンプレッサが取り込ん
だ圧縮空気を上記酸化ガスとして用いるものが知られて
いる。
【０００３】燃料電池を起動する際には、上記水素タン
クからの水素の取り出しの動作や、エアコンプレッサの
駆動が同時に開始される。その際、燃料電池の起動後し
ばらくの間は、燃料ガスや酸化ガスの供給量が、負荷が
要求する電力（目標電力）を発生するために要するガス
量に達しないおそれがある。例えば、エアコンプレッサ
は、起動後、所望量の酸素を取り込むことができる状態
（定常状態）になるまでに所定の時間を要するため、こ
の所定時間内には燃料電池において酸化ガス量が不足し
てしまうおそれがある。このように、目標電力に対して
供給される燃料ガスや酸化ガスの量が不足すると、燃料
電池において電圧降下などの不都合を生じてしまう。そ
こで従来は、実際に供給される燃料ガスや酸化ガスの流
量に基づいて、燃料電池で発電すべき電力（目標発電
量）を設定し、ガス量が不足してしまうのを防止してい
た。
クからの水素の取り出しの動作や、エアコンプレッサの
駆動が同時に開始される。その際、燃料電池の起動後し
ばらくの間は、燃料ガスや酸化ガスの供給量が、負荷が
要求する電力（目標電力）を発生するために要するガス
量に達しないおそれがある。例えば、エアコンプレッサ
は、起動後、所望量の酸素を取り込むことができる状態
（定常状態）になるまでに所定の時間を要するため、こ
の所定時間内には燃料電池において酸化ガス量が不足し
てしまうおそれがある。このように、目標電力に対して
供給される燃料ガスや酸化ガスの量が不足すると、燃料
電池において電圧降下などの不都合を生じてしまう。そ
こで従来は、実際に供給される燃料ガスや酸化ガスの流
量に基づいて、燃料電池で発電すべき電力（目標発電
量）を設定し、ガス量が不足してしまうのを防止してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに実際に供給されるガス量に基づいて目標発電量を設
定すると、燃料電池の起動後の所定の時間内は、負荷が
要求する目標電力を充分に得られなくなってしまう。そ
のため、例えば燃料電池システムを車両の駆動用電源と
して搭載する場合には、燃料電池の起動後の所定の時間
内は、充分な加速性能が得られない場合があるという問
題が生じる。
うに実際に供給されるガス量に基づいて目標発電量を設
定すると、燃料電池の起動後の所定の時間内は、負荷が
要求する目標電力を充分に得られなくなってしまう。そ
のため、例えば燃料電池システムを車両の駆動用電源と
して搭載する場合には、燃料電池の起動後の所定の時間
内は、充分な加速性能が得られない場合があるという問
題が生じる。
【０００５】本発明は、上述した従来の課題を解決する
ためになされたものであり、燃料電池と蓄電器とを備え
る電源システムにおいて、燃料電池の起動時に充分な発
電量を確保する技術を提供することを目的とする。
ためになされたものであり、燃料電池と蓄電器とを備え
る電源システムにおいて、燃料電池の起動時に充分な発
電量を確保する技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記目的を達成するために、本発明は、燃料電池と蓄電器
とが電源配線に並列に接続された電源システムの制御方
法であって、（ａ）前記燃料電池を起動する工程と、
（ｂ）前記電源システムに要求される電力に関する情報
として外部から入力される負荷要求を取得する工程と、
（ｃ）前記（ａ）工程で前記燃料電池が起動してからの
経過時間を測定する工程と、（ｄ）前記燃料電池に実際
に供給されている燃料量に関する情報を取得する工程
と、（ｅ）前記（ｃ）工程で測定した経過時間と、予め
定めた所定の基準時間とを比較する工程と、（ｆ）前記
経過時間が前記基準時間以内であると判断されるとき
に、前記燃料電池が出力すべき目標パワーを、前記燃料
量に関わりなく、前記負荷要求に基づいて設定する工程
と、（ｇ）前記経過時間が前記基準時間を超えていると
判断されるときに、前記燃料電池が出力すべき目標パワ
ーを、前記（ｄ）工程で取得した前記燃料量に応じて設
定する工程とを備えることを要旨とする。
記目的を達成するために、本発明は、燃料電池と蓄電器
とが電源配線に並列に接続された電源システムの制御方
法であって、（ａ）前記燃料電池を起動する工程と、
（ｂ）前記電源システムに要求される電力に関する情報
として外部から入力される負荷要求を取得する工程と、
（ｃ）前記（ａ）工程で前記燃料電池が起動してからの
経過時間を測定する工程と、（ｄ）前記燃料電池に実際
に供給されている燃料量に関する情報を取得する工程
と、（ｅ）前記（ｃ）工程で測定した経過時間と、予め
定めた所定の基準時間とを比較する工程と、（ｆ）前記
経過時間が前記基準時間以内であると判断されるとき
に、前記燃料電池が出力すべき目標パワーを、前記燃料
量に関わりなく、前記負荷要求に基づいて設定する工程
と、（ｇ）前記経過時間が前記基準時間を超えていると
判断されるときに、前記燃料電池が出力すべき目標パワ
ーを、前記（ｄ）工程で取得した前記燃料量に応じて設
定する工程とを備えることを要旨とする。
【０００７】このような構成とすれば、燃料電池が起動
してからの経過時間が上記基準時間以内のときには、燃
料電池に実際に供給されている燃料量に関わらず、負荷
要求に応じた電力を燃料電池から得ることができる。
してからの経過時間が上記基準時間以内のときには、燃
料電池に実際に供給されている燃料量に関わらず、負荷
要求に応じた電力を燃料電池から得ることができる。
【０００８】ここで、燃料電池の起動とは、燃料電池に
対して燃料（水素を含有する燃料ガスおよび酸素を含有
する酸化ガス）の供給を開始することである。また、負
荷要求とは、上記電源システムから負荷に対して供給す
べき電力量として、外部から入力されるものである。燃
料電池を起動するときには、燃料電池に上記燃料を供給
する装置が定常状態（駆動信号に応じた量の燃料を供給
する運転状態）となるのに時間を要する。そのため、燃
料電池の起動後しばらくの間は、上記燃料を供給する装
置から燃料電池に供給される燃料量が、負荷要求に応じ
た発電を行なうには不足する状態となるおそれがある。
上記本発明の電源システムの制御方法を用いることで、
上記燃料を供給する装置が定常状態になるまでの間であ
っても、燃料電池から得ることができる電力を充分に確
保することが可能となる。このとき、燃料電池は、上記
燃料を供給する装置と燃料電池とを接続する燃料流路内
に滞留する燃料を用いて発電を行なう。
対して燃料（水素を含有する燃料ガスおよび酸素を含有
する酸化ガス）の供給を開始することである。また、負
荷要求とは、上記電源システムから負荷に対して供給す
べき電力量として、外部から入力されるものである。燃
料電池を起動するときには、燃料電池に上記燃料を供給
する装置が定常状態（駆動信号に応じた量の燃料を供給
する運転状態）となるのに時間を要する。そのため、燃
料電池の起動後しばらくの間は、上記燃料を供給する装
置から燃料電池に供給される燃料量が、負荷要求に応じ
た発電を行なうには不足する状態となるおそれがある。
上記本発明の電源システムの制御方法を用いることで、
上記燃料を供給する装置が定常状態になるまでの間であ
っても、燃料電池から得ることができる電力を充分に確
保することが可能となる。このとき、燃料電池は、上記
燃料を供給する装置と燃料電池とを接続する燃料流路内
に滞留する燃料を用いて発電を行なう。
【０００９】本発明の電源システムの制御方法におい
て、前記電源システムは、前記燃料電池の運転を停止し
て前記蓄電器によって負荷に対して電力を供給する第１
の運転モードと、前記燃料電池を用いて発電を行なう第
２の運転モードとを有し、前記負荷要求に応じて前記第
１の運転モードと第２の運転モードとを切り替えなが
ら、前記電源システムの運転を継続し、前記（ａ）工程
における前記燃料電池の起動は、前記第１の運転モード
から前記第２の運転モードへの切り替え時に行なわれる
こととしても良い。
て、前記電源システムは、前記燃料電池の運転を停止し
て前記蓄電器によって負荷に対して電力を供給する第１
の運転モードと、前記燃料電池を用いて発電を行なう第
２の運転モードとを有し、前記負荷要求に応じて前記第
１の運転モードと第２の運転モードとを切り替えなが
ら、前記電源システムの運転を継続し、前記（ａ）工程
における前記燃料電池の起動は、前記第１の運転モード
から前記第２の運転モードへの切り替え時に行なわれる
こととしても良い。
【００１０】本発明の電源システムの制御方法を用いる
ことで、上記のように第１の運転モードと第２の運転モ
ードとを負荷に応じて切り替える制御を継続して行なう
場合に、第２の運転モードに切り替えるたびに燃料電池
からの出力が不足してしまうのを抑えることが可能とな
る。
ことで、上記のように第１の運転モードと第２の運転モ
ードとを負荷に応じて切り替える制御を継続して行なう
場合に、第２の運転モードに切り替えるたびに燃料電池
からの出力が不足してしまうのを抑えることが可能とな
る。
【００１１】本発明は、上記以外の種々の形態で実現可
能であり、例えば、燃料電池と蓄電器とを備える電源シ
ステムや、この電源システムを搭載する電気自動車、あ
るいは電気自動車の制御方法などの形態で実現すること
が可能である。
能であり、例えば、燃料電池と蓄電器とを備える電源シ
ステムや、この電源システムを搭載する電気自動車、あ
るいは電気自動車の制御方法などの形態で実現すること
が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて以下の順序で説明する。 Ａ．装置の全体構成： Ｂ．電気自動車１０における運転モード： Ｃ．ガス流量に基づく定常運転モードの制御： Ｄ．モード切替時の制御： Ｅ．第２実施例： Ｆ．変形例：
例に基づいて以下の順序で説明する。 Ａ．装置の全体構成： Ｂ．電気自動車１０における運転モード： Ｃ．ガス流量に基づく定常運転モードの制御： Ｄ．モード切替時の制御： Ｅ．第２実施例： Ｆ．変形例：
【００１３】Ａ．装置の全体構成：図１は、本発明の第
１実施例である電気自動車１０の構成の概略を表わすブ
ロック図である。電気自動車１０は、電源装置１５を備
えている。電源装置１５から電力を供給される負荷とし
て、高圧補機４０と、駆動インバータ３０を介して電源
装置１５に接続される駆動モータ３２とを備えている。
これら電源装置１５と負荷との間には、配線５０が設け
られており、この配線５０を介して、電源装置１５と負
荷との間で電力がやり取りされる。
１実施例である電気自動車１０の構成の概略を表わすブ
ロック図である。電気自動車１０は、電源装置１５を備
えている。電源装置１５から電力を供給される負荷とし
て、高圧補機４０と、駆動インバータ３０を介して電源
装置１５に接続される駆動モータ３２とを備えている。
これら電源装置１５と負荷との間には、配線５０が設け
られており、この配線５０を介して、電源装置１５と負
荷との間で電力がやり取りされる。
【００１４】電源装置１５は、燃料電池システム２２
と、２次電池２６とを備えている。燃料電池システム２
２は、後述するように発電の本体である燃料電池を備え
ている。２次電池２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を
介して、上記配線５０に接続しており、ＤＣ／ＤＣコン
バータ２８と、燃料電池システム２２が備える燃料電池
とは、上記配線５０に対して並列に接続されている。こ
の配線５０には、燃料電池へ電流が逆流するのを防止す
るためのダイオード４２がさらに設けられている。さら
に、配線５０には、この配線５０に対する燃料電池の接
続状態を入り切りするスイッチ２０が設けられている。
また、このような電源装置１５における電圧を測定する
ために、配線５０には、電圧計５２がさらに設けられて
いる。
と、２次電池２６とを備えている。燃料電池システム２
２は、後述するように発電の本体である燃料電池を備え
ている。２次電池２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を
介して、上記配線５０に接続しており、ＤＣ／ＤＣコン
バータ２８と、燃料電池システム２２が備える燃料電池
とは、上記配線５０に対して並列に接続されている。こ
の配線５０には、燃料電池へ電流が逆流するのを防止す
るためのダイオード４２がさらに設けられている。さら
に、配線５０には、この配線５０に対する燃料電池の接
続状態を入り切りするスイッチ２０が設けられている。
また、このような電源装置１５における電圧を測定する
ために、配線５０には、電圧計５２がさらに設けられて
いる。
【００１５】図２は、燃料電池システム２２の構成の概
略を表わす説明図である。燃料電池システム２２は、燃
料電池６０と、燃料ガス供給部６１と、ブロワ６４とを
備えている。本実施例では、燃料電池６０として、固体
高分子型燃料電池を用いている。
略を表わす説明図である。燃料電池システム２２は、燃
料電池６０と、燃料ガス供給部６１と、ブロワ６４とを
備えている。本実施例では、燃料電池６０として、固体
高分子型燃料電池を用いている。
【００１６】燃料ガス供給部６１は、内部に水素を貯蔵
し、水素ガスを燃料ガスとして燃料電池６０に供給する
装置である。燃料ガス供給部６１は、例えば、水素ボン
ベを備えることとすればよい。あるいは、水素吸蔵合金
を内部に有する水素タンクを備えることとし、上記水素
吸蔵合金に水素を吸蔵させることによって水素を貯蔵す
ることとしても良い。このような燃料ガス供給部６１が
貯蔵する水素ガスは、水素ガス供給路６２を介して燃料
電池６０のアノードに供給され、電気化学反応に供され
る。電気化学反応で利用されなかった残りの水素ガス
は、水素ガス排出路６３に排出される。水素ガス排出路
６３は、水素ガス供給路６２に接続しており、残余の水
素ガスは再び電気化学反応に供される。このように、残
余の水素ガスを燃料電池６０に循環させるために、水素
ガス排出路６３には、水素ポンプ６９が設けられてい
る。
し、水素ガスを燃料ガスとして燃料電池６０に供給する
装置である。燃料ガス供給部６１は、例えば、水素ボン
ベを備えることとすればよい。あるいは、水素吸蔵合金
を内部に有する水素タンクを備えることとし、上記水素
吸蔵合金に水素を吸蔵させることによって水素を貯蔵す
ることとしても良い。このような燃料ガス供給部６１が
貯蔵する水素ガスは、水素ガス供給路６２を介して燃料
電池６０のアノードに供給され、電気化学反応に供され
る。電気化学反応で利用されなかった残りの水素ガス
は、水素ガス排出路６３に排出される。水素ガス排出路
６３は、水素ガス供給路６２に接続しており、残余の水
素ガスは再び電気化学反応に供される。このように、残
余の水素ガスを燃料電池６０に循環させるために、水素
ガス排出路６３には、水素ポンプ６９が設けられてい
る。
【００１７】また、ブロワ６４が取り込んだ圧縮空気
は、酸化ガス供給路６５によって、酸化ガスとして燃料
電池６０のカソードに供給される。燃料電池６０から排
出されるカソード排ガスは、カソード排ガス路６６に導
かれて外部に排出される。なお、水素ガス供給路６２，
酸化ガス供給路６５には、それぞれ、各流路を通過する
ガス流量を検出するための流量センサ６７，６８が設け
られている。また、燃料電池システム２２において、水
素ガスあるいは空気を加湿する加湿器を、水素ガス供給
路６２や酸化ガス供給路６５にさらに設けることとして
も良い。
は、酸化ガス供給路６５によって、酸化ガスとして燃料
電池６０のカソードに供給される。燃料電池６０から排
出されるカソード排ガスは、カソード排ガス路６６に導
かれて外部に排出される。なお、水素ガス供給路６２，
酸化ガス供給路６５には、それぞれ、各流路を通過する
ガス流量を検出するための流量センサ６７，６８が設け
られている。また、燃料電池システム２２において、水
素ガスあるいは空気を加湿する加湿器を、水素ガス供給
路６２や酸化ガス供給路６５にさらに設けることとして
も良い。
【００１８】２次電池２６としては、鉛蓄電池や、ニッ
ケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチ
ウム２次電池など種々の２次電池を用いることができ
る。この２次電池２６は、燃料電池システム２２の始動
時に、燃料電池システム２２の各部を駆動するための電
力を供給したり、燃料電池システム２２の暖機運転が完
了するまでの間、各負荷に対して電力を供給する。ま
た、燃料電池６０が定常状態で発電を行なうときにも、
負荷が所定の値よりも大きくなる場合には、２次電池２
６によって電力を補うこととしても良い。
ケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチ
ウム２次電池など種々の２次電池を用いることができ
る。この２次電池２６は、燃料電池システム２２の始動
時に、燃料電池システム２２の各部を駆動するための電
力を供給したり、燃料電池システム２２の暖機運転が完
了するまでの間、各負荷に対して電力を供給する。ま
た、燃料電池６０が定常状態で発電を行なうときにも、
負荷が所定の値よりも大きくなる場合には、２次電池２
６によって電力を補うこととしても良い。
【００１９】また、図１に示すように、２次電池２６に
は、２次電池２６の残存容量（ＳＯＣ）を検出するため
の残存容量モニタ２７が併設されている。本実施例で
は、残存容量モニタ２７は、２次電池２６における充電
・放電の電流値と時間とを積算するＳＯＣメータとして
構成されている。あるいは、残存容量モニタ２７は、Ｓ
ＯＣメータの代わりに電圧センサによって構成すること
としてもよい。２次電池２６は、その残存容量が少なく
なるにつれて電圧値が低下するという性質を有している
ため、電圧を測定することによって２次電池２６の残存
容量を検出することができる。
は、２次電池２６の残存容量（ＳＯＣ）を検出するため
の残存容量モニタ２７が併設されている。本実施例で
は、残存容量モニタ２７は、２次電池２６における充電
・放電の電流値と時間とを積算するＳＯＣメータとして
構成されている。あるいは、残存容量モニタ２７は、Ｓ
ＯＣメータの代わりに電圧センサによって構成すること
としてもよい。２次電池２６は、その残存容量が少なく
なるにつれて電圧値が低下するという性質を有している
ため、電圧を測定することによって２次電池２６の残存
容量を検出することができる。
【００２０】ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、出力側の目
標電圧値を設定することによって、配線５０における電
圧を調節し、これによって燃料電池６０からの出力電圧
を調節して燃料電池６０の発電量を制御する。また、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２８は、２次電池２６と配線５０と
の接続状態を制御するスイッチとしての役割も果たして
おり、２次電池２６において充放電を行なう必要のない
ときには、２次電池２６と配線５０との接続を切断す
る。
標電圧値を設定することによって、配線５０における電
圧を調節し、これによって燃料電池６０からの出力電圧
を調節して燃料電池６０の発電量を制御する。また、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２８は、２次電池２６と配線５０と
の接続状態を制御するスイッチとしての役割も果たして
おり、２次電池２６において充放電を行なう必要のない
ときには、２次電池２６と配線５０との接続を切断す
る。
【００２１】電源装置１５から電力の供給を受ける負荷
の一つである駆動モータ３２は、同期モータであって、
回転磁界を形成するための三相コイルを備えている。こ
の駆動モータ３２は、駆動インバータ３０を介して電源
装置１５から電力の供給を受ける。駆動インバータ３０
は、上記駆動モータ３２の各相に対応してスイッチング
素子としてのトランジスタを備えるトランジスタインバ
ータである。駆動モータ３２の出力軸３６は、減速ギヤ
３４を介して車両駆動軸３８に接続している。減速ギヤ
３４は、駆動モータ３２が出力する動力を、その回転数
を調節した上で車両駆動軸３８に伝える。
の一つである駆動モータ３２は、同期モータであって、
回転磁界を形成するための三相コイルを備えている。こ
の駆動モータ３２は、駆動インバータ３０を介して電源
装置１５から電力の供給を受ける。駆動インバータ３０
は、上記駆動モータ３２の各相に対応してスイッチング
素子としてのトランジスタを備えるトランジスタインバ
ータである。駆動モータ３２の出力軸３６は、減速ギヤ
３４を介して車両駆動軸３８に接続している。減速ギヤ
３４は、駆動モータ３２が出力する動力を、その回転数
を調節した上で車両駆動軸３８に伝える。
【００２２】また、他の負荷である高圧補機４０は、電
源装置１５から供給される電力を、３００Ｖ以上の電圧
のまま利用する装置である。高圧補機４０としては、例
えば、燃料電池６０に空気を供給するためのブロワ６４
（図２参照）や、水素ガス排出路６３と水素ガス供給路
６２との間で水素ガスを循環させるための水素ポンプ６
９が挙げられる。さらに、燃料電池６０を冷却するため
に、燃料電池６０内部に冷却水を循環させるための冷却
ポンプ（図示せず）も、高圧補機４０に含まれる。これ
らの装置は、燃料電池システム２２に含まれる装置であ
るが、図１においては、燃料電池システム２２の外側
に、高圧補機４０として示した。さらに、高圧補機４０
としては、燃料電池システム２２に含まれるものの他
に、例えば電気自動車１０が備える空調装置（エアコ
ン）が含まれる。
源装置１５から供給される電力を、３００Ｖ以上の電圧
のまま利用する装置である。高圧補機４０としては、例
えば、燃料電池６０に空気を供給するためのブロワ６４
（図２参照）や、水素ガス排出路６３と水素ガス供給路
６２との間で水素ガスを循環させるための水素ポンプ６
９が挙げられる。さらに、燃料電池６０を冷却するため
に、燃料電池６０内部に冷却水を循環させるための冷却
ポンプ（図示せず）も、高圧補機４０に含まれる。これ
らの装置は、燃料電池システム２２に含まれる装置であ
るが、図１においては、燃料電池システム２２の外側
に、高圧補機４０として示した。さらに、高圧補機４０
としては、燃料電池システム２２に含まれるものの他
に、例えば電気自動車１０が備える空調装置（エアコ
ン）が含まれる。
【００２３】また、電気自動車１０は、制御部４８をさ
らに備えている。制御部４８は、マイクロコンピュータ
を中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め
設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実
行するＣＰＵと、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに
必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納された
ＲＯＭと、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要
な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭと、各種
の信号を入出力する入出力ポート等を備える。この制御
部４８は、既述した電圧計５２による検出信号や、残存
容量モニタ２７が出力する信号、あるいは、車両の運転
に関して入力される指示信号を取得する。また、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２８，スイッチ２０，燃料電池システム
２２、駆動インバータ３０、高圧補機４０などに駆動信
号を出力する。
らに備えている。制御部４８は、マイクロコンピュータ
を中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め
設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実
行するＣＰＵと、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに
必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納された
ＲＯＭと、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要
な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭと、各種
の信号を入出力する入出力ポート等を備える。この制御
部４８は、既述した電圧計５２による検出信号や、残存
容量モニタ２７が出力する信号、あるいは、車両の運転
に関して入力される指示信号を取得する。また、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２８，スイッチ２０，燃料電池システム
２２、駆動インバータ３０、高圧補機４０などに駆動信
号を出力する。
【００２４】Ｂ．電気自動車１０における運転モード：
本実施例の電気自動車１０では、車両の駆動に要するエ
ネルギは主として燃料電池システム２２によって供給さ
れる。このように、燃料電池６０が、負荷の大きさに応
じた電力を発電するような運転状態を、「定常運転モー
ド」と呼ぶこととする。図３に、燃料電池６０における
出力電流と、出力電圧あるいは出力電力との関係を示
す。図３に示すように、燃料電池６０から出力すべき電
力ＰFCが定まれば、そのときの燃料電池６０の出力電流
の大きさＩFCが定まる。燃料電池６０の出力特性より、
出力電流ＩFCが定まれば、そのときの燃料電池６０の出
力電圧ＶFCが定まる。定常運転モードが選択されている
ときには、制御部４８が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に
対して、このようにして求めた出力電圧ＶFCを目標電圧
として指令することによって、燃料電池６０の発電量が
所望量となるように制御する。なお、図３に示したよう
な、燃料電池６０の出力電流に対する出力電圧の値、あ
るいは出力電力の値は、燃料電池６０の内部温度によっ
て変化する。したがって、上記のように燃料電池６０の
出力電圧（目標電圧）ＶFCを定めるときには、燃料電池
６０の内部温度をさらに考慮することが望ましい。
本実施例の電気自動車１０では、車両の駆動に要するエ
ネルギは主として燃料電池システム２２によって供給さ
れる。このように、燃料電池６０が、負荷の大きさに応
じた電力を発電するような運転状態を、「定常運転モー
ド」と呼ぶこととする。図３に、燃料電池６０における
出力電流と、出力電圧あるいは出力電力との関係を示
す。図３に示すように、燃料電池６０から出力すべき電
力ＰFCが定まれば、そのときの燃料電池６０の出力電流
の大きさＩFCが定まる。燃料電池６０の出力特性より、
出力電流ＩFCが定まれば、そのときの燃料電池６０の出
力電圧ＶFCが定まる。定常運転モードが選択されている
ときには、制御部４８が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に
対して、このようにして求めた出力電圧ＶFCを目標電圧
として指令することによって、燃料電池６０の発電量が
所望量となるように制御する。なお、図３に示したよう
な、燃料電池６０の出力電流に対する出力電圧の値、あ
るいは出力電力の値は、燃料電池６０の内部温度によっ
て変化する。したがって、上記のように燃料電池６０の
出力電圧（目標電圧）ＶFCを定めるときには、燃料電池
６０の内部温度をさらに考慮することが望ましい。
【００２５】また、本実施例の電気自動車１０では、定
常運転モードによる電力供給を行なうと、燃料電池シス
テム２２のエネルギ効率が望ましくない程度に低下して
しまう場合には、燃料電池６０による発電を停止する制
御を行なう。このような、負荷に電力を供給する際に燃
料電池６０の発電を停止する運転状態を、以下、「間欠
運転モード」と呼ぶ。
常運転モードによる電力供給を行なうと、燃料電池シス
テム２２のエネルギ効率が望ましくない程度に低下して
しまう場合には、燃料電池６０による発電を停止する制
御を行なう。このような、負荷に電力を供給する際に燃
料電池６０の発電を停止する運転状態を、以下、「間欠
運転モード」と呼ぶ。
【００２６】図４は、燃料電池６０の出力の大きさと、
エネルギ効率との関係を表わす説明図である。図４
（Ａ）は、燃料電池６０の効率および燃料電池補機が要
する動力と、燃料電池６０の出力との関係を示す。燃料
電池補機とは、燃料電池６０による発電を行なうために
用いる補機類のことである。例えば、既述したブロワ６
４や水素ポンプ６９あるいは冷却水ポンプなどがこれに
相当する。図４（Ｂ）は、燃料電池６０の出力と、燃料
電池システム２２全体の効率との関係を示す。図４
（Ａ）に示すように、燃料電池６０の出力が大きくなる
ほど、燃料電池６０の効率は次第に低下する。また、燃
料電池６０の出力が大きくなるほど、補機動力、すなわ
ち補機を駆動するために消費するエネルギが大きくな
る。図４（Ａ）に示した燃料電池６０の効率と補機動力
に基づいて、燃料電池システム２２全体の効率を求める
と、図４（Ｂ）に示すように、システム効率は、燃料電
池６０の出力が所定の値のときに最も高くなる。
エネルギ効率との関係を表わす説明図である。図４
（Ａ）は、燃料電池６０の効率および燃料電池補機が要
する動力と、燃料電池６０の出力との関係を示す。燃料
電池補機とは、燃料電池６０による発電を行なうために
用いる補機類のことである。例えば、既述したブロワ６
４や水素ポンプ６９あるいは冷却水ポンプなどがこれに
相当する。図４（Ｂ）は、燃料電池６０の出力と、燃料
電池システム２２全体の効率との関係を示す。図４
（Ａ）に示すように、燃料電池６０の出力が大きくなる
ほど、燃料電池６０の効率は次第に低下する。また、燃
料電池６０の出力が大きくなるほど、補機動力、すなわ
ち補機を駆動するために消費するエネルギが大きくな
る。図４（Ａ）に示した燃料電池６０の効率と補機動力
に基づいて、燃料電池システム２２全体の効率を求める
と、図４（Ｂ）に示すように、システム効率は、燃料電
池６０の出力が所定の値のときに最も高くなる。
【００２７】燃料電池補機の消費電力の大きさは、駆動
モータ３２の消費電力の大きさに比べてはるかに小さ
い。しかしながら、燃料電池６０の出力が小さいときに
は、発電によって得られる電力量に比べて、発電のため
に燃料電池補機が消費する電力量の割合が大きくなる。
そのため、図４（Ｂ）に示すように、燃料電池６０の出
力が小さいときには、燃料電池システム２２全体のエネ
ルギ効率が低くなる。本実施例の電気自動車１０では、
燃料電池システム２２全体の効率が悪くなる低負荷時
（燃料電池６０の出力が図４（Ｂ）に示すＰ0 よりも小
さくなって、システム全体の効率がＥ0 よりも低下する
とき）には、燃料電池６０を停止するという間欠運転モ
ードを採用することによって、エネルギ効率が低下する
のを防止している。
モータ３２の消費電力の大きさに比べてはるかに小さ
い。しかしながら、燃料電池６０の出力が小さいときに
は、発電によって得られる電力量に比べて、発電のため
に燃料電池補機が消費する電力量の割合が大きくなる。
そのため、図４（Ｂ）に示すように、燃料電池６０の出
力が小さいときには、燃料電池システム２２全体のエネ
ルギ効率が低くなる。本実施例の電気自動車１０では、
燃料電池システム２２全体の効率が悪くなる低負荷時
（燃料電池６０の出力が図４（Ｂ）に示すＰ0 よりも小
さくなって、システム全体の効率がＥ0 よりも低下する
とき）には、燃料電池６０を停止するという間欠運転モ
ードを採用することによって、エネルギ効率が低下する
のを防止している。
【００２８】さらに、電気自動車１０では、制動時（車
両の走行時に運転者がブレーキを踏み込む動作を行なっ
たとき）には、駆動モータ３２を発電機として用いるこ
とによって、車軸の有する運動エネルギを電気エネルギ
に変換し、これを回収する。このように、制動時にエネ
ルギを回収する運転状態を、「回生運転モード」と呼
ぶ。電気自動車１０では、このような回生運転モードに
おいて電力として回収されるエネルギは、２次電池２６
によって吸収する。電気自動車１０において、回生運転
モードとなって駆動モータ３２が発電する際には、駆動
モータ３２側から駆動インバータ３０を介して配線５０
に対して電力が供給される。このとき、２次電池２６に
対しては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を介して配線５０
から電力が供給され、充電が行なわれる。なお、残存容
量モニタ２７の検出結果により、２次電池２６の充電状
態が略満充電であると判断されるときには、制動時にお
いても、このような２次電池２６の充電は行なわない。
両の走行時に運転者がブレーキを踏み込む動作を行なっ
たとき）には、駆動モータ３２を発電機として用いるこ
とによって、車軸の有する運動エネルギを電気エネルギ
に変換し、これを回収する。このように、制動時にエネ
ルギを回収する運転状態を、「回生運転モード」と呼
ぶ。電気自動車１０では、このような回生運転モードに
おいて電力として回収されるエネルギは、２次電池２６
によって吸収する。電気自動車１０において、回生運転
モードとなって駆動モータ３２が発電する際には、駆動
モータ３２側から駆動インバータ３０を介して配線５０
に対して電力が供給される。このとき、２次電池２６に
対しては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を介して配線５０
から電力が供給され、充電が行なわれる。なお、残存容
量モニタ２７の検出結果により、２次電池２６の充電状
態が略満充電であると判断されるときには、制動時にお
いても、このような２次電池２６の充電は行なわない。
【００２９】図５は、電気自動車１０における運転状態
を選択するための運転モード判断処理ルーチンを表わす
フローチャートである。本ルーチンは、電気自動車１０
において暖機運転が終了した後、電源装置１５を用いた
運転が行なわれている間、所定の時間毎に制御部４８に
おいて実行される。
を選択するための運転モード判断処理ルーチンを表わす
フローチャートである。本ルーチンは、電気自動車１０
において暖機運転が終了した後、電源装置１５を用いた
運転が行なわれている間、所定の時間毎に制御部４８に
おいて実行される。
【００３０】本ルーチンが実行されると、制御部４８
は、制動時であるかどうかを判断する（ステップＳ１０
０）。制動時ではないと判断されると、制御部４８は、
負荷要求の読み込みを行なう（ステップＳ１１０）。負
荷要求とは、所望の走行状態を実現するのに駆動インバ
ータ３０が要する電力であり、電気自動車１０の車速お
よびアクセル開度に基づいて定まる。
は、制動時であるかどうかを判断する（ステップＳ１０
０）。制動時ではないと判断されると、制御部４８は、
負荷要求の読み込みを行なう（ステップＳ１１０）。負
荷要求とは、所望の走行状態を実現するのに駆動インバ
ータ３０が要する電力であり、電気自動車１０の車速お
よびアクセル開度に基づいて定まる。
【００３１】次に、ステップＳ１１０で読み込んだ負荷
要求に基づいて、電源装置１５に要求されている要求電
力Ｐreq を算出する（ステップ１２０）。なお、要求電
力Ｐ req を算出する際には、上記駆動インバータ３０が
要する電力に加えて、高圧補機４０の消費電力も考慮さ
れる。また、２次電池２６の残存容量が所定の値以下で
あるときには、２次電池２６を充電するために要する電
力を、さらに加えることとしても良い。
要求に基づいて、電源装置１５に要求されている要求電
力Ｐreq を算出する（ステップ１２０）。なお、要求電
力Ｐ req を算出する際には、上記駆動インバータ３０が
要する電力に加えて、高圧補機４０の消費電力も考慮さ
れる。また、２次電池２６の残存容量が所定の値以下で
あるときには、２次電池２６を充電するために要する電
力を、さらに加えることとしても良い。
【００３２】要求電力Ｐreq を算出した後は、この要求
電力Ｐreq が、所定の基準値よりも小さいか否かを判断
する（ステップＳ１３０）。ここで、所定の基準値と
は、図４（Ｂ）に示したＰ0 に相当する値である。ステ
ップＳ１３０において要求電力Ｐreq が所定の基準値よ
りも小さいと判断されると、間欠運転モードを選択して
（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。間欠運
転モードが選択されると、それまで定常運転モードが選
択されていた場合には、燃料電池システム２２が停止さ
れる。すなわち、燃料ガス供給部６１およびブロワ６４
を停止して、燃料電池６０に対するガスの供給をストッ
プする。また、スイッチ２０（図１参照）を開状態とし
て、燃料電池６０と配線５０との間の接続を切断する。
このように、間欠運転モードが選択されて、燃料電池シ
ステム２２が停止されると、要求電力Ｐreq に相当する
電力が、２次電池２６によって駆動インバータ３０に供
給される。なお、間欠運転モードが選択されている状態
のときに、ステップＳ１４０において再び間欠運転モー
ドが選択されると、燃料電池システム２２を停止して２
次電池２６から所望の電力を得る運転状態が維持され
る。
電力Ｐreq が、所定の基準値よりも小さいか否かを判断
する（ステップＳ１３０）。ここで、所定の基準値と
は、図４（Ｂ）に示したＰ0 に相当する値である。ステ
ップＳ１３０において要求電力Ｐreq が所定の基準値よ
りも小さいと判断されると、間欠運転モードを選択して
（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。間欠運
転モードが選択されると、それまで定常運転モードが選
択されていた場合には、燃料電池システム２２が停止さ
れる。すなわち、燃料ガス供給部６１およびブロワ６４
を停止して、燃料電池６０に対するガスの供給をストッ
プする。また、スイッチ２０（図１参照）を開状態とし
て、燃料電池６０と配線５０との間の接続を切断する。
このように、間欠運転モードが選択されて、燃料電池シ
ステム２２が停止されると、要求電力Ｐreq に相当する
電力が、２次電池２６によって駆動インバータ３０に供
給される。なお、間欠運転モードが選択されている状態
のときに、ステップＳ１４０において再び間欠運転モー
ドが選択されると、燃料電池システム２２を停止して２
次電池２６から所望の電力を得る運転状態が維持され
る。
【００３３】ステップＳ１３０において要求電力Ｐreq
が所定の基準値以上であると判断されると、定常運転モ
ードを選択して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終
了する。定常運転モードが選択されると、それまで他の
運転モードが選択されていた場合には、燃料電池システ
ム２２が起動される。すなわち、燃料ガス供給部６１お
よびブロワ６４を起動して、燃料電池６０に対するガス
の供給を開始する。また、この起動時にはさらに、スイ
ッチ２０（図１参照）を閉状態として、燃料電池６０と
配線５０との間を接続する。定常運転モードが選択され
て、燃料電池システム２２が起動された後の動作につい
ては、後述する。なお、既述したステップＳ１００にお
いて制動時であると判断されるときには、回生運転モー
ドを選択して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了
する。
が所定の基準値以上であると判断されると、定常運転モ
ードを選択して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終
了する。定常運転モードが選択されると、それまで他の
運転モードが選択されていた場合には、燃料電池システ
ム２２が起動される。すなわち、燃料ガス供給部６１お
よびブロワ６４を起動して、燃料電池６０に対するガス
の供給を開始する。また、この起動時にはさらに、スイ
ッチ２０（図１参照）を閉状態として、燃料電池６０と
配線５０との間を接続する。定常運転モードが選択され
て、燃料電池システム２２が起動された後の動作につい
ては、後述する。なお、既述したステップＳ１００にお
いて制動時であると判断されるときには、回生運転モー
ドを選択して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了
する。
【００３４】Ｃ．ガス流量に基づく定常運転モードの制
御：定常運転モードにおいては、燃料電池６０は、この
燃料電池６０に供給されるガスの流量に応じて発電量が
制御される。図６は、燃料電池６０における出力電流−
出力電圧特性が、ガス流量に応じて変化する様子を表わ
す説明図である。図６は、供給ガス量をＦ１，Ｆ２，Ｆ
３，Ｆ４と増やすに従って、出力電流−出力電圧特性が
変化する様子を示している。
御：定常運転モードにおいては、燃料電池６０は、この
燃料電池６０に供給されるガスの流量に応じて発電量が
制御される。図６は、燃料電池６０における出力電流−
出力電圧特性が、ガス流量に応じて変化する様子を表わ
す説明図である。図６は、供給ガス量をＦ１，Ｆ２，Ｆ
３，Ｆ４と増やすに従って、出力電流−出力電圧特性が
変化する様子を示している。
【００３５】図６に示すように、所定の流量のガスを供
給して燃料電池６０において発電を行なう際には、出力
電流が大きくなるに従って、出力電圧は次第に低下す
る。そのため、出力電流と出力電圧との積として表わさ
れる燃料電池６０からの出力電力は、所定の最大値を示
し、この出力電力の最大値は、供給ガス量に応じてそれ
ぞれ定めることができる。図６では、一例として、供給
ガス量がＦ２のときには、出力電力は最大値Ｐｍとな
り、このときの出力電流はＩｍ、出力電圧はＶｍである
ことを示す。
給して燃料電池６０において発電を行なう際には、出力
電流が大きくなるに従って、出力電圧は次第に低下す
る。そのため、出力電流と出力電圧との積として表わさ
れる燃料電池６０からの出力電力は、所定の最大値を示
し、この出力電力の最大値は、供給ガス量に応じてそれ
ぞれ定めることができる。図６では、一例として、供給
ガス量がＦ２のときには、出力電力は最大値Ｐｍとな
り、このときの出力電流はＩｍ、出力電圧はＶｍである
ことを示す。
【００３６】本実施例の電気自動車１０では、制御部４
８が備える既述したＲＯＭにおいて、供給ガス量ごと
に、各々のガス流量に対応した出力電流−出力電圧特性
が記憶されている。燃料電池システム２２では、供給ガ
ス量を測定し、上記出力電流−出力電圧特性を参照する
ことによって、そのときに燃料電池６０から出力可能な
電力の最大値を求める。本実施例の電気自動車１０で
は、供給ガス量に応じて求められるこのような出力電力
の最大値を、燃料電池６０が出力電力可能な電力として
いる。なお、本実施例では、酸化ガスが充分量供給され
ているときに水素ガス量を変化させたときの出力電流−
出力電圧特性と、水素ガスが充分量供給されているとき
に酸化ガス量を変化させたときの出力電流−出力電圧特
性と、の両方を記憶している。燃料電池６０に供給され
る水素ガス量と酸化ガス量を検出したときに、より不足
する側のガスの流量に対応する出力電流−出力電圧特性
を参照して、そのときに燃料電池６０が出力可能な電力
量を求める。
８が備える既述したＲＯＭにおいて、供給ガス量ごと
に、各々のガス流量に対応した出力電流−出力電圧特性
が記憶されている。燃料電池システム２２では、供給ガ
ス量を測定し、上記出力電流−出力電圧特性を参照する
ことによって、そのときに燃料電池６０から出力可能な
電力の最大値を求める。本実施例の電気自動車１０で
は、供給ガス量に応じて求められるこのような出力電力
の最大値を、燃料電池６０が出力電力可能な電力として
いる。なお、本実施例では、酸化ガスが充分量供給され
ているときに水素ガス量を変化させたときの出力電流−
出力電圧特性と、水素ガスが充分量供給されているとき
に酸化ガス量を変化させたときの出力電流−出力電圧特
性と、の両方を記憶している。燃料電池６０に供給され
る水素ガス量と酸化ガス量を検出したときに、より不足
する側のガスの流量に対応する出力電流−出力電圧特性
を参照して、そのときに燃料電池６０が出力可能な電力
量を求める。
【００３７】図７は、図５に示した運転モード判断処理
ルーチンのステップＳ１５０において定常運転モードが
選択されたときに、制御部４８において所定の時間毎に
実行される定常運転モード制御処理ルーチンを表わすフ
ローチャートである。なお、図５のステップＳ１５０に
おいて定常運転モードが選択されるときであっても、間
欠運転モードから定常運転モードへと切り替わる際には
異なる制御が行なわれるが、これについては後述する。
ルーチンのステップＳ１５０において定常運転モードが
選択されたときに、制御部４８において所定の時間毎に
実行される定常運転モード制御処理ルーチンを表わすフ
ローチャートである。なお、図５のステップＳ１５０に
おいて定常運転モードが選択されるときであっても、間
欠運転モードから定常運転モードへと切り替わる際には
異なる制御が行なわれるが、これについては後述する。
【００３８】本ルーチンが実行されると、制御部４８
は、まず、流量センサ６７，６８より、水素ガス供給路
６２を通過する水素ガスの流量と、酸化ガス供給路６５
を通過する酸化ガスの流量とに関する情報を取得する
（ステップＳ２００）。そして、ステップＳ２００で読
み込んだガス流量に基づいて、制御部４８のＲＯＭに記
憶する既述した出力電流−出力電圧特性を参照して、そ
のときに燃料電池６０が出力可能な電力Ｐpermを決定す
る（ステップＳ２１０）。なお、このとき、燃料電池６
０の出力電力がＰpermとなるときの燃料電池６０の出力
電圧Ｖpermも、上記出力電流−出力電圧特性を参照して
決定する。
は、まず、流量センサ６７，６８より、水素ガス供給路
６２を通過する水素ガスの流量と、酸化ガス供給路６５
を通過する酸化ガスの流量とに関する情報を取得する
（ステップＳ２００）。そして、ステップＳ２００で読
み込んだガス流量に基づいて、制御部４８のＲＯＭに記
憶する既述した出力電流−出力電圧特性を参照して、そ
のときに燃料電池６０が出力可能な電力Ｐpermを決定す
る（ステップＳ２１０）。なお、このとき、燃料電池６
０の出力電力がＰpermとなるときの燃料電池６０の出力
電圧Ｖpermも、上記出力電流−出力電圧特性を参照して
決定する。
【００３９】燃料電池６０が出力可能な電力Ｐpermを決
定すると、次に、図５のステップＳ１２０で算出した要
求電力Ｐreq と、上記出力可能電力Ｐpermとの差（Ｐ
req −Ｐperm）を算出する（ステップＳ２２０）。（Ｐ
req −Ｐperm）が正の値のとき、すなわち、燃料電池６
０が出力可能な電力よりも要求電力の方が大きいときに
は、燃料電池６０から出力すべき電力ＰFCを、出力可能
なＰpermに設定する（ステップＳ２３０）。
定すると、次に、図５のステップＳ１２０で算出した要
求電力Ｐreq と、上記出力可能電力Ｐpermとの差（Ｐ
req −Ｐperm）を算出する（ステップＳ２２０）。（Ｐ
req −Ｐperm）が正の値のとき、すなわち、燃料電池６
０が出力可能な電力よりも要求電力の方が大きいときに
は、燃料電池６０から出力すべき電力ＰFCを、出力可能
なＰpermに設定する（ステップＳ２３０）。
【００４０】その後、駆動モータ３２の目標消費電力Ｐ
M を、Ｐpermに基づいて設定する（ステップＳ２４
０）。目標消費電力ＰM は、燃料電池６０の出力可能電
力Ｐpermと、このときの高圧補機４０の消費電力との差
として求められる。そして、ステップＳ２３０で設定し
た燃料電池６０から出力すべき電力ＰFCに基づいて、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力すると共に、
ステップＳ２４０で設定した目標消費電力ＰM に基づい
て、駆動インバータ３０に駆動信号を出力して（ステッ
プＳ２７０）、本ルーチンを終了する。すなわち、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２８に対しては、その出力側の電圧が
Ｖpermとなるように駆動信号を出力する。これによっ
て、配線５０の電圧および燃料電池６０の出力電圧がＶ
permとなる。また、上記のように駆動インバータ３０に
駆動信号を出力することで、駆動モータ３２における消
費電力が、Ｐpermに基づいて設定されたＰM となるた
め、燃料電池６０における出力電力は、ＰFC＝Ｐpermと
なる。
M を、Ｐpermに基づいて設定する（ステップＳ２４
０）。目標消費電力ＰM は、燃料電池６０の出力可能電
力Ｐpermと、このときの高圧補機４０の消費電力との差
として求められる。そして、ステップＳ２３０で設定し
た燃料電池６０から出力すべき電力ＰFCに基づいて、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力すると共に、
ステップＳ２４０で設定した目標消費電力ＰM に基づい
て、駆動インバータ３０に駆動信号を出力して（ステッ
プＳ２７０）、本ルーチンを終了する。すなわち、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２８に対しては、その出力側の電圧が
Ｖpermとなるように駆動信号を出力する。これによっ
て、配線５０の電圧および燃料電池６０の出力電圧がＶ
permとなる。また、上記のように駆動インバータ３０に
駆動信号を出力することで、駆動モータ３２における消
費電力が、Ｐpermに基づいて設定されたＰM となるた
め、燃料電池６０における出力電力は、ＰFC＝Ｐpermと
なる。
【００４１】ステップＳ２２０において、（Ｐreq −Ｐ
perm）が０以下であるときには、要求電力Ｐreq は、燃
料電池６０が出力可能な電力Ｐperm以下であるため、燃
料電池６０から出力すべき電力ＰFCを、要求電力Ｐreq
に設定する（ステップＳ２５０）。その後、駆動モータ
３２の目標消費電力ＰM を、既述した負荷要求（図５の
ステップＳ１２０参照）に基づいて設定する（ステップ
Ｓ２６０）。すなわち、車速とアクセル開度とから求め
られる負荷要求に応じた電力を駆動モータ３２が消費す
るように、目標消費電力ＰM を設定する。
perm）が０以下であるときには、要求電力Ｐreq は、燃
料電池６０が出力可能な電力Ｐperm以下であるため、燃
料電池６０から出力すべき電力ＰFCを、要求電力Ｐreq
に設定する（ステップＳ２５０）。その後、駆動モータ
３２の目標消費電力ＰM を、既述した負荷要求（図５の
ステップＳ１２０参照）に基づいて設定する（ステップ
Ｓ２６０）。すなわち、車速とアクセル開度とから求め
られる負荷要求に応じた電力を駆動モータ３２が消費す
るように、目標消費電力ＰM を設定する。
【００４２】そして、ステップＳ２５０で設定した燃料
電池６０から出力すべき電力ＰFCに基づいてＤＣ／ＤＣ
コンバータ２８に駆動信号を出力すると共に、ステップ
Ｓ２６０で設定した目標消費電力ＰM に基づいて駆動イ
ンバータ３０に駆動信号を出力して（ステップＳ２７
０）、本ルーチンを終了する。このとき、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２８に対しては、その出力側の電圧が、燃料電
池６０の出力電力がＰre q となるときの出力電圧となる
ように、駆動信号を出力する。燃料電池６０の出力電力
がＰreq となるときの出力電圧は、制御部４８に記憶さ
れる既述した出力電流−出力電圧特性と、ステップＳ２
００で読み込んだガス流量とに基づいて求められる。ま
た、上記のように駆動インバータ３０に駆動信号を出力
することで、駆動モータ３２における消費電力が、負荷
要求に基づいて設定されたＰM となるため、燃料電池６
０における出力電力は、負荷要求に応じた値となる。
電池６０から出力すべき電力ＰFCに基づいてＤＣ／ＤＣ
コンバータ２８に駆動信号を出力すると共に、ステップ
Ｓ２６０で設定した目標消費電力ＰM に基づいて駆動イ
ンバータ３０に駆動信号を出力して（ステップＳ２７
０）、本ルーチンを終了する。このとき、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２８に対しては、その出力側の電圧が、燃料電
池６０の出力電力がＰre q となるときの出力電圧となる
ように、駆動信号を出力する。燃料電池６０の出力電力
がＰreq となるときの出力電圧は、制御部４８に記憶さ
れる既述した出力電流−出力電圧特性と、ステップＳ２
００で読み込んだガス流量とに基づいて求められる。ま
た、上記のように駆動インバータ３０に駆動信号を出力
することで、駆動モータ３２における消費電力が、負荷
要求に基づいて設定されたＰM となるため、燃料電池６
０における出力電力は、負荷要求に応じた値となる。
【００４３】図７の定常運転モード制御処理ルーチンを
実行することにより、負荷要求に対して供給ガス量が充
分量であるときには、電気自動車１０において所望の走
行状態を実現するのに必要な電力が、燃料電池６０によ
って発電される。また、負荷要求に対して供給ガス量が
不足する場合には、燃料電池６０は、供給ガス量に見合
った電力を発電する。このとき、電気自動車１０におけ
る加速の程度は、加速の指令値であるアクセル開度に比
べて不十分なものとなる。
実行することにより、負荷要求に対して供給ガス量が充
分量であるときには、電気自動車１０において所望の走
行状態を実現するのに必要な電力が、燃料電池６０によ
って発電される。また、負荷要求に対して供給ガス量が
不足する場合には、燃料電池６０は、供給ガス量に見合
った電力を発電する。このとき、電気自動車１０におけ
る加速の程度は、加速の指令値であるアクセル開度に比
べて不十分なものとなる。
【００４４】電気自動車１０では、定常運転モードが選
択されて燃料電池システム２２が起動されたときには、
必要な量の燃料ガスおよび酸化ガスが燃料電池６０に供
給されるように、負荷要求の大きさに応じて燃料ガス供
給部６１およびブロワ６４が駆動される。そのため、通
常は、燃料電池６０が発電可能な電力Ｐpremと要求電力
Ｐreq とはほぼ等しくなり、要求電力Ｐreq を燃料電池
６０によって発電することができる。しかしながら、負
荷要求の変動が大きいときには、供給ガス量が負荷要求
に充分に追従できない場合がある。そのため、上記のよ
うに供給されるガス流量に基づいて発電量を制御するこ
とにより、供給ガス量に比べて発電量が過剰となって、
燃料電池６０の出力電圧が望ましくない程度に低下して
しまうのを防止している。
択されて燃料電池システム２２が起動されたときには、
必要な量の燃料ガスおよび酸化ガスが燃料電池６０に供
給されるように、負荷要求の大きさに応じて燃料ガス供
給部６１およびブロワ６４が駆動される。そのため、通
常は、燃料電池６０が発電可能な電力Ｐpremと要求電力
Ｐreq とはほぼ等しくなり、要求電力Ｐreq を燃料電池
６０によって発電することができる。しかしながら、負
荷要求の変動が大きいときには、供給ガス量が負荷要求
に充分に追従できない場合がある。そのため、上記のよ
うに供給されるガス流量に基づいて発電量を制御するこ
とにより、供給ガス量に比べて発電量が過剰となって、
燃料電池６０の出力電圧が望ましくない程度に低下して
しまうのを防止している。
【００４５】なお、ステップＳ２４０において、駆動モ
ータ３２の目標消費電力ＰM を、Ｐ permに基づいて設定
する際に、２次電池２６の残存容量が所定量以上のとき
には、２次電池２６からも駆動インバータ３０に電力を
供給することとしても良い。この場合には、残存容量モ
ニタ２７が検出する２次電池２６の残存容量に基づい
て、２次電池２６からの出力電力を決定し、この２次電
池２６からの出力電力を加えた値を、駆動モータ３２の
目標消費電力ＰM として設定する。このように２次電池
２６から電力を補うこととすれば、２次電池２６の残存
容量が充分量であるときには、駆動モータ３２の目標消
費電力ＰM を、ステップＳ２６０と同様に負荷要求に応
じた値とすることが可能となる。
ータ３２の目標消費電力ＰM を、Ｐ permに基づいて設定
する際に、２次電池２６の残存容量が所定量以上のとき
には、２次電池２６からも駆動インバータ３０に電力を
供給することとしても良い。この場合には、残存容量モ
ニタ２７が検出する２次電池２６の残存容量に基づい
て、２次電池２６からの出力電力を決定し、この２次電
池２６からの出力電力を加えた値を、駆動モータ３２の
目標消費電力ＰM として設定する。このように２次電池
２６から電力を補うこととすれば、２次電池２６の残存
容量が充分量であるときには、駆動モータ３２の目標消
費電力ＰM を、ステップＳ２６０と同様に負荷要求に応
じた値とすることが可能となる。
【００４６】また、ステップＳ２００では、水素ガスと
酸化ガスの両方のガス流量を常に検出するのではなく、
いずれか一方のガス流量を検出し、これに基づいて燃料
電池６０が出力可能な電力Ｐpermを決定することとして
も良い。例えば、水素ガス量に比べて酸化ガス量が常に
不足する場合には、酸化ガスについてのみ出力電流−出
力電圧特性を記憶し、酸化ガスの流量を検出して上記制
御を行なうこととしても良い。
酸化ガスの両方のガス流量を常に検出するのではなく、
いずれか一方のガス流量を検出し、これに基づいて燃料
電池６０が出力可能な電力Ｐpermを決定することとして
も良い。例えば、水素ガス量に比べて酸化ガス量が常に
不足する場合には、酸化ガスについてのみ出力電流−出
力電圧特性を記憶し、酸化ガスの流量を検出して上記制
御を行なうこととしても良い。
【００４７】Ｄ．モード切替時の制御：図８は、間欠運
転切り替え時制御処理ルーチンを表わすフローチャート
である。本ルーチンは、図５に示した運転モード判断処
理ルーチンにおいて、ステップＳ１４０で間欠運転モー
ドが選択されたときに、制御部４８において実行され
る。本ルーチンが実行されると、図５に示した運転モー
ド判断処理ルーチンを次回に実行する際に、定常運転モ
ードが選択されたかどうかを判断する（ステップＳ３０
０）。すなわち、間欠運転モードから定常運転モードへ
の切り替えが行なわれるかどうかを判断する。運転モー
ド判断処理ルーチンにおいて、間欠運転モードから定常
運転モードへと、選択される運転状態が切り替わったと
きには、既述したように、図７に示した定常運転モード
制御処理ルーチンを実行することなく、この間欠運転切
り替え時制御処理ルーチンに従った制御が行なわれる。
なお、運転モード判断処理ルーチンにおいて、ステップ
Ｓ１４０において間欠運転モードが選択されている間
は、間欠運転切り替え時制御処理ルーチンにおいては、
ステップＳ３００の判断を繰り返し行なって待機する。
転切り替え時制御処理ルーチンを表わすフローチャート
である。本ルーチンは、図５に示した運転モード判断処
理ルーチンにおいて、ステップＳ１４０で間欠運転モー
ドが選択されたときに、制御部４８において実行され
る。本ルーチンが実行されると、図５に示した運転モー
ド判断処理ルーチンを次回に実行する際に、定常運転モ
ードが選択されたかどうかを判断する（ステップＳ３０
０）。すなわち、間欠運転モードから定常運転モードへ
の切り替えが行なわれるかどうかを判断する。運転モー
ド判断処理ルーチンにおいて、間欠運転モードから定常
運転モードへと、選択される運転状態が切り替わったと
きには、既述したように、図７に示した定常運転モード
制御処理ルーチンを実行することなく、この間欠運転切
り替え時制御処理ルーチンに従った制御が行なわれる。
なお、運転モード判断処理ルーチンにおいて、ステップ
Ｓ１４０において間欠運転モードが選択されている間
は、間欠運転切り替え時制御処理ルーチンにおいては、
ステップＳ３００の判断を繰り返し行なって待機する。
【００４８】ステップＳ３００において、間欠運転モー
ドから定常運転モードへの切り替えが行なわれると判断
されると、制御部４８は、その内部に備えるタイマカウ
ンタ（図示せず）を初期化する（ステップＳ３１０）。
これによって、間欠運転モードから定常運転モードへ切
り替わってからの、経過時間Ｔが計測される。なお、図
５のステップＳ１５０において定常運転モードが選択さ
れて、図８のステップＳ３００で定常運転モードへの切
り替えが判断されるときには、既述したように、燃料電
池システム２２が起動される。したがって、上記経過時
間Ｔの計測が開始されるときには、燃料ガス供給部６１
およびブロワ６４が起動されて、燃料電池６０に対する
ガスの供給が開始される。なお、起動された燃料ガス供
給部６１およびブロワ６４に対しては、図５のステップ
Ｓ１２０で算出した要求電力Ｐre q を発電するために燃
料電池６０が必要とする量のガスを、燃料電池６０に供
給するように、駆動信号が送られる。
ドから定常運転モードへの切り替えが行なわれると判断
されると、制御部４８は、その内部に備えるタイマカウ
ンタ（図示せず）を初期化する（ステップＳ３１０）。
これによって、間欠運転モードから定常運転モードへ切
り替わってからの、経過時間Ｔが計測される。なお、図
５のステップＳ１５０において定常運転モードが選択さ
れて、図８のステップＳ３００で定常運転モードへの切
り替えが判断されるときには、既述したように、燃料電
池システム２２が起動される。したがって、上記経過時
間Ｔの計測が開始されるときには、燃料ガス供給部６１
およびブロワ６４が起動されて、燃料電池６０に対する
ガスの供給が開始される。なお、起動された燃料ガス供
給部６１およびブロワ６４に対しては、図５のステップ
Ｓ１２０で算出した要求電力Ｐre q を発電するために燃
料電池６０が必要とする量のガスを、燃料電池６０に供
給するように、駆動信号が送られる。
【００４９】その後、この経過時間Ｔが、予め定めた所
定の基準時間Ｔ1 よりも小さいか否かを判断する（ステ
ップＳ３２０）。経過時間Ｔが基準時間Ｔ1 よりも小さ
いと判断されると、燃料電池６０から出力すべき電力Ｐ
FCを、図５のステップＳ１２０で算出した要求電力Ｐ
req に設定する（ステップＳ３３０）。その後、駆動モ
ータ３２の目標消費電力ＰM を、既述した負荷要求（図
５のステップＳ１２０参照）に基づいて設定する（ステ
ップＳ３４０）。すなわち、車速とアクセル開度とから
求められる負荷要求に応じた電力を駆動モータ３２が消
費するように、目標消費電力ＰM を設定する。そして、
ステップＳ３３０で設定した燃料電池６０から出力すべ
き電力ＰFCに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動
信号を出力すると共に、ステップＳ３４０で設定した目
標消費電力ＰM に基づいて駆動インバータ３０に駆動信
号を出力する（ステップＳ３５０）。ここで、ステップ
Ｓ３３０〜Ｓ３５０の工程は、図７のステップＳ２５０
〜Ｓ２７０と同様の動作を行なう工程である。
定の基準時間Ｔ1 よりも小さいか否かを判断する（ステ
ップＳ３２０）。経過時間Ｔが基準時間Ｔ1 よりも小さ
いと判断されると、燃料電池６０から出力すべき電力Ｐ
FCを、図５のステップＳ１２０で算出した要求電力Ｐ
req に設定する（ステップＳ３３０）。その後、駆動モ
ータ３２の目標消費電力ＰM を、既述した負荷要求（図
５のステップＳ１２０参照）に基づいて設定する（ステ
ップＳ３４０）。すなわち、車速とアクセル開度とから
求められる負荷要求に応じた電力を駆動モータ３２が消
費するように、目標消費電力ＰM を設定する。そして、
ステップＳ３３０で設定した燃料電池６０から出力すべ
き電力ＰFCに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動
信号を出力すると共に、ステップＳ３４０で設定した目
標消費電力ＰM に基づいて駆動インバータ３０に駆動信
号を出力する（ステップＳ３５０）。ここで、ステップ
Ｓ３３０〜Ｓ３５０の工程は、図７のステップＳ２５０
〜Ｓ２７０と同様の動作を行なう工程である。
【００５０】その後、再びステップＳ３２０に戻り、経
過時間Ｔと基準時間Ｔ1 との比較を行なう。このよう
に、間欠運転モードから定常運転モードに切り替わった
後は、所定の時間が経過するまでは、燃料電池に供給さ
れるガスの流量を考慮することなく、要求電力Ｐreq に
相当する電力を燃料電池６０が発電するように制御を行
なう。
過時間Ｔと基準時間Ｔ1 との比較を行なう。このよう
に、間欠運転モードから定常運転モードに切り替わった
後は、所定の時間が経過するまでは、燃料電池に供給さ
れるガスの流量を考慮することなく、要求電力Ｐreq に
相当する電力を燃料電池６０が発電するように制御を行
なう。
【００５１】ステップＳ３２０において、経過時間Ｔが
基準時間Ｔ1 を超えたと判断されるときには、図７に示
した定常運転モード制御処理ルーチンに移行して（ステ
ップＳ３６０）、本ルーチンは終了する。定常運転モー
ド制御処理ルーチンに移行することにより、これ以後
は、燃料電池６０に供給されるガス流量を考慮した制御
が行なわれるようになる。
基準時間Ｔ1 を超えたと判断されるときには、図７に示
した定常運転モード制御処理ルーチンに移行して（ステ
ップＳ３６０）、本ルーチンは終了する。定常運転モー
ド制御処理ルーチンに移行することにより、これ以後
は、燃料電池６０に供給されるガス流量を考慮した制御
が行なわれるようになる。
【００５２】以上のように構成された本実施例の電源装
置１５によれば、間欠運転モードから定常運転モードに
切り替わるときに、負荷要求に応じた駆動力を確保する
ことができる。すなわち、定常運転モードへの切り替え
時に、電気自動車１０において、燃料電池６０を用い
て、アクセル開度に応じた加速を実現することができ
る。
置１５によれば、間欠運転モードから定常運転モードに
切り替わるときに、負荷要求に応じた駆動力を確保する
ことができる。すなわち、定常運転モードへの切り替え
時に、電気自動車１０において、燃料電池６０を用い
て、アクセル開度に応じた加速を実現することができ
る。
【００５３】間欠運転モードから定常運転モードに切り
替わり、燃料電池システム２２が起動されるときには、
燃料ガス供給部６１およびブロワ６４は、駆動信号に応
じた量のガスを供給できる定常状態になるのに所定の時
間を要する。そのため、起動後しばらくの間（例えば１
〜３秒間）は、駆動信号に応じた量（要求電力Ｐreqを
発電するのに必要な量）のガスを、燃料電池６０に供給
することができない状態となる。そこで、定常運転モー
ドに切り替わる際に、図７に示した定常運転モード制御
処理ルーチンに従った制御を当初より行なうと、供給ガ
ス量に基づく燃料電池６０が出力可能な電力Ｐpermは、
要求電力Ｐreq よりも小さいと判断されることになる。
このように判断されると、駆動モータ３２の消費電力が
抑制され、電気自動車においては、所望の加速が得られ
なくなる。
替わり、燃料電池システム２２が起動されるときには、
燃料ガス供給部６１およびブロワ６４は、駆動信号に応
じた量のガスを供給できる定常状態になるのに所定の時
間を要する。そのため、起動後しばらくの間（例えば１
〜３秒間）は、駆動信号に応じた量（要求電力Ｐreqを
発電するのに必要な量）のガスを、燃料電池６０に供給
することができない状態となる。そこで、定常運転モー
ドに切り替わる際に、図７に示した定常運転モード制御
処理ルーチンに従った制御を当初より行なうと、供給ガ
ス量に基づく燃料電池６０が出力可能な電力Ｐpermは、
要求電力Ｐreq よりも小さいと判断されることになる。
このように判断されると、駆動モータ３２の消費電力が
抑制され、電気自動車においては、所望の加速が得られ
なくなる。
【００５４】これに対して、本実施例の電気自動車１０
では、定常運転モードに切り替わってから所定の時間が
経過するまでの間、負荷要求に応じた加速を実現するこ
とが可能となる。このような制御が可能となるのは、水
素ガス供給路６２や酸化ガス供給路６５内に、所定量の
ガスが滞留していることによる。すなわち、間欠運転モ
ードが選択され、燃料電池システム２２が停止している
ときには、燃料ガス供給部６１およびブロワ６４は停止
しているが、水素ガス供給路６２および酸化ガス供給路
６５内には、それぞれ、水素ガスおよび酸化ガスが滞留
している。本実施例では、これらの流路内にすでに存在
する所定量のガスを利用して、検出されるガス流量から
求められる発電可能な電力Ｐpermを超える電力を燃料電
池６０によって発電する。このように、運転モード切り
替え時には、流量センサ６７，６８によって検出される
ガス流量が、要求電力Ｐreq を発電するには不足する量
となるにも関わらず、要求電力Ｐｒｅｑを燃料電池６０
によって発電している。
では、定常運転モードに切り替わってから所定の時間が
経過するまでの間、負荷要求に応じた加速を実現するこ
とが可能となる。このような制御が可能となるのは、水
素ガス供給路６２や酸化ガス供給路６５内に、所定量の
ガスが滞留していることによる。すなわち、間欠運転モ
ードが選択され、燃料電池システム２２が停止している
ときには、燃料ガス供給部６１およびブロワ６４は停止
しているが、水素ガス供給路６２および酸化ガス供給路
６５内には、それぞれ、水素ガスおよび酸化ガスが滞留
している。本実施例では、これらの流路内にすでに存在
する所定量のガスを利用して、検出されるガス流量から
求められる発電可能な電力Ｐpermを超える電力を燃料電
池６０によって発電する。このように、運転モード切り
替え時には、流量センサ６７，６８によって検出される
ガス流量が、要求電力Ｐreq を発電するには不足する量
となるにも関わらず、要求電力Ｐｒｅｑを燃料電池６０
によって発電している。
【００５５】このように、ガス流路内に滞留するガスを
利用する制御であるため、図８のステップＳ３２０にお
ける判断を行なう際に用いる基準時間Ｔ1 は、水素ガス
供給路６２および酸化ガス供給路６５の容積に基づいて
定めておけばよい。運転モードが切り替わる通常の加速
時に必要であると予測される電力を、上記流路内に滞留
するガスを利用して発電可能な時間を、予め設定してお
けばよい。このように、検出したガス流量を考慮しない
制御を行なう基準時間Ｔ1 を、流路内に滞留するガス量
に応じて定めると、この基準時間Ｔ1 経過後に、燃料ガ
ス供給部６１およびブロワ６４が必ずしも定常状態とな
るわけではない。しかしながら、上記制御を行なうこと
で、定常運転モードへの切り替え時に、燃料電池システ
ム２２を起動後の所定の時間、負荷要求に対して出力の
応答性が低下してしまうのを抑える効果を得ることがで
きる。
利用する制御であるため、図８のステップＳ３２０にお
ける判断を行なう際に用いる基準時間Ｔ1 は、水素ガス
供給路６２および酸化ガス供給路６５の容積に基づいて
定めておけばよい。運転モードが切り替わる通常の加速
時に必要であると予測される電力を、上記流路内に滞留
するガスを利用して発電可能な時間を、予め設定してお
けばよい。このように、検出したガス流量を考慮しない
制御を行なう基準時間Ｔ1 を、流路内に滞留するガス量
に応じて定めると、この基準時間Ｔ1 経過後に、燃料ガ
ス供給部６１およびブロワ６４が必ずしも定常状態とな
るわけではない。しかしながら、上記制御を行なうこと
で、定常運転モードへの切り替え時に、燃料電池システ
ム２２を起動後の所定の時間、負荷要求に対して出力の
応答性が低下してしまうのを抑える効果を得ることがで
きる。
【００５６】なお、間欠運転モードから定常運転モード
に切り替わるときは、間欠運転モードのときに２次電池
２６が出力することで、２次電池２６の残存容量が低下
している場合がある。このように２次電池２６の残存容
量が不十分となっている場合にも、図８に示した制御を
行なうことで、２次電池２６から電力を補うことなく、
所望の走行状態を確保することができる。また、間欠運
転モードの間に２次電池２６の残存容量が低下した場合
にも、間欠運転切り替え時制御処理ルーチンを実行中
は、燃料電池６０による２次電池２６の充電を行なわな
いことが望ましい。これによって、定常運転モードへの
切り替え時に、電気自動車１０において、負荷要求に応
じた走行状態を充分に確保することができる。
に切り替わるときは、間欠運転モードのときに２次電池
２６が出力することで、２次電池２６の残存容量が低下
している場合がある。このように２次電池２６の残存容
量が不十分となっている場合にも、図８に示した制御を
行なうことで、２次電池２６から電力を補うことなく、
所望の走行状態を確保することができる。また、間欠運
転モードの間に２次電池２６の残存容量が低下した場合
にも、間欠運転切り替え時制御処理ルーチンを実行中
は、燃料電池６０による２次電池２６の充電を行なわな
いことが望ましい。これによって、定常運転モードへの
切り替え時に、電気自動車１０において、負荷要求に応
じた走行状態を充分に確保することができる。
【００５７】Ｅ．第２実施例：図９は、第２実施例の電
気自動車１１０の構成を表わす説明図である。電気自動
車１１０は、電源装置１１５を搭載している。図９の電
気自動車１１０において、第１実施例の電気自動車１０
と共通する部分については同じ参照番号を付し、詳しい
説明を省略する。電気自動車１１０は、電気自動車１０
と比べて、燃料電池システム２２と２次電池２６との接
続関係が異なっている。電気自動車１１０では、２次電
池２６は、配線５０に対して直接接続しており、燃料電
池６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を介して配線５０
に接続している。
気自動車１１０の構成を表わす説明図である。電気自動
車１１０は、電源装置１１５を搭載している。図９の電
気自動車１１０において、第１実施例の電気自動車１０
と共通する部分については同じ参照番号を付し、詳しい
説明を省略する。電気自動車１１０は、電気自動車１０
と比べて、燃料電池システム２２と２次電池２６との接
続関係が異なっている。電気自動車１１０では、２次電
池２６は、配線５０に対して直接接続しており、燃料電
池６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を介して配線５０
に接続している。
【００５８】電気自動車１１０においても、図５に示し
た運転モード判断処理ルーチンと同様の処理を行なっ
て、負荷要求や制動状態に応じて運転状態の切り替えを
行なう。図１０は、上記運転モード判断処理ルーチンを
行なって定常運転モードが選択されたときに、電気自動
車１１０の制御部４８において実行される定常運転モー
ド制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
た運転モード判断処理ルーチンと同様の処理を行なっ
て、負荷要求や制動状態に応じて運転状態の切り替えを
行なう。図１０は、上記運転モード判断処理ルーチンを
行なって定常運転モードが選択されたときに、電気自動
車１１０の制御部４８において実行される定常運転モー
ド制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【００５９】本ルーチンが実行されると、制御部４８
は、流量センサ６７，６８より、水素ガスの流量と酸化
ガスの流量とに関する情報を取得する（ステップＳ４０
０）。そして、ステップＳ４００で読み込んだガス流量
に基づいて、制御部４８のＲＯＭに記憶する既述した出
力電流−出力電圧特性を参照して、そのときに燃料電池
６０が出力可能な電力Ｐpermを決定する（ステップＳ４
１０）。燃料電池６０が出力可能な電力Ｐpermを決定す
ると、次に、図５のステップＳ１２０で算出した要求電
力Ｐreq と、上記出力可能電力Ｐpermとの差（Ｐreq −
Ｐperm）を算出する（ステップＳ４２０）。これらステ
ップＳ４００からステップＳ４２０までの工程で行なう
処理は、図７に示した定常運転モード制御処理ルーチン
におけるステップＳ２００からステップＳ２２０までの
工程で行なう処理と同様のものである。
は、流量センサ６７，６８より、水素ガスの流量と酸化
ガスの流量とに関する情報を取得する（ステップＳ４０
０）。そして、ステップＳ４００で読み込んだガス流量
に基づいて、制御部４８のＲＯＭに記憶する既述した出
力電流−出力電圧特性を参照して、そのときに燃料電池
６０が出力可能な電力Ｐpermを決定する（ステップＳ４
１０）。燃料電池６０が出力可能な電力Ｐpermを決定す
ると、次に、図５のステップＳ１２０で算出した要求電
力Ｐreq と、上記出力可能電力Ｐpermとの差（Ｐreq −
Ｐperm）を算出する（ステップＳ４２０）。これらステ
ップＳ４００からステップＳ４２０までの工程で行なう
処理は、図７に示した定常運転モード制御処理ルーチン
におけるステップＳ２００からステップＳ２２０までの
工程で行なう処理と同様のものである。
【００６０】ステップＳ４２０で算出した（Ｐreq −Ｐ
perm）が０以上のとき、すなわち、要求電力が、燃料電
池６０が出力可能な電力以上であるときには、残存容量
モニタ２７が検出する２次電池２６の残存容量（ＳＯ
Ｃ）を取り込む（ステップＳ４３０）。そして、取り込
んだＳＯＣに基づいて、２次電池２６の出力電圧を決定
する（ステップＳ４４０）。
perm）が０以上のとき、すなわち、要求電力が、燃料電
池６０が出力可能な電力以上であるときには、残存容量
モニタ２７が検出する２次電池２６の残存容量（ＳＯ
Ｃ）を取り込む（ステップＳ４３０）。そして、取り込
んだＳＯＣに基づいて、２次電池２６の出力電圧を決定
する（ステップＳ４４０）。
【００６１】ここで、制御部４８は、既述した燃料電池
６０の出力電流−出力電圧特性に加えて、２次電池２６
の出力電流−出力電圧特性に関するデータをＲＯＭ内に
記憶している。図１１は、制御部４８が記憶してる上記
データの一例を表わす説明図である。図１１に示すよう
に、２次電池２６の出力電流−出力電圧特性は、ＳＯＣ
によって変化するものであり、ＳＯＣが決まれば、その
ときの出力電流−出力電圧特性が定まる。図１１では、
ＳＯＣの小さな順に、出力電流−出力電圧特性がＧ１，
Ｇ２，…，Ｇ５となることを表わしている。ステップＳ
４３０においてＳＯＣを取り込むと、制御部４８は、そ
のＳＯＣに対応する出力電流−出力電圧特性をＲＯＭか
ら読み出す。そして、ステップＳ４４０では、この読み
出した出力電流−出力電圧特性に基づいて、ステップＳ
４２０で求めた（Ｐreq −Ｐperm）に相当する電力を２
次電池２６によって出力するための２次電池２６の出力
電圧を決定する。
６０の出力電流−出力電圧特性に加えて、２次電池２６
の出力電流−出力電圧特性に関するデータをＲＯＭ内に
記憶している。図１１は、制御部４８が記憶してる上記
データの一例を表わす説明図である。図１１に示すよう
に、２次電池２６の出力電流−出力電圧特性は、ＳＯＣ
によって変化するものであり、ＳＯＣが決まれば、その
ときの出力電流−出力電圧特性が定まる。図１１では、
ＳＯＣの小さな順に、出力電流−出力電圧特性がＧ１，
Ｇ２，…，Ｇ５となることを表わしている。ステップＳ
４３０においてＳＯＣを取り込むと、制御部４８は、そ
のＳＯＣに対応する出力電流−出力電圧特性をＲＯＭか
ら読み出す。そして、ステップＳ４４０では、この読み
出した出力電流−出力電圧特性に基づいて、ステップＳ
４２０で求めた（Ｐreq −Ｐperm）に相当する電力を２
次電池２６によって出力するための２次電池２６の出力
電圧を決定する。
【００６２】具体的には、例えば、検出されたＳＯＣに
対応した出力電流−出力電圧特性として、図１１におけ
る特性Ｇ３が読み出されたとする。この場合、制御部４
８は、その読み出された特性Ｇ３において出力電圧と出
力電流の積（すなわち、２次電池２６の出力電力）が、
上記（Ｐreq −Ｐperm）に略等しくなるポイントを算出
する。今、このポイントが図１１に示すＰn であるとす
ると、そのポイントＰ n での２次電池２６の出力電圧Ｖ
n を、２次電池２６に要求される出力電圧としてステッ
プＳ４４０において決定する。
対応した出力電流−出力電圧特性として、図１１におけ
る特性Ｇ３が読み出されたとする。この場合、制御部４
８は、その読み出された特性Ｇ３において出力電圧と出
力電流の積（すなわち、２次電池２６の出力電力）が、
上記（Ｐreq −Ｐperm）に略等しくなるポイントを算出
する。今、このポイントが図１１に示すＰn であるとす
ると、そのポイントＰ n での２次電池２６の出力電圧Ｖ
n を、２次電池２６に要求される出力電圧としてステッ
プＳ４４０において決定する。
【００６３】次に、制御部４８は、ステップＳ４４０で
設定した２次電池２６の出力電圧Ｖ n を出力側の指令値
として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力す
ると共に、負荷要求に基づいて駆動インバータ３０に駆
動信号を出力する（ステップＳ４５０）。これによっ
て、配線５０の電圧および２次電池２６の出力電圧がＶ
n となり、２次電池２６からは電力Ｐn が出力される。
このとき、燃料電池６０からは、ガス流量に応じた電力
Ｐpermが出力され、電源装置１１５全体では、要求電力
Ｐreq が出力されるようになり（ステップ４６０）、本
ルーチンを終了する。
設定した２次電池２６の出力電圧Ｖ n を出力側の指令値
として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力す
ると共に、負荷要求に基づいて駆動インバータ３０に駆
動信号を出力する（ステップＳ４５０）。これによっ
て、配線５０の電圧および２次電池２６の出力電圧がＶ
n となり、２次電池２６からは電力Ｐn が出力される。
このとき、燃料電池６０からは、ガス流量に応じた電力
Ｐpermが出力され、電源装置１１５全体では、要求電力
Ｐreq が出力されるようになり（ステップ４６０）、本
ルーチンを終了する。
【００６４】一方、ステップＳ４２０で算出した（Ｐ
req −Ｐperm）が０よりも小さいとき、すなわち、燃料
電池６０が出力可能な電力が、要求電力よりも大きいと
きには、残存容量モニタ２７が検出する２次電池２６の
残存容量（ＳＯＣ）を取り込む（ステップＳ４７０）。
そして、取り込んだＳＯＣが、所定の値よりも小さいか
どうかを判断する（ステップＳ４８０）。このステップ
Ｓ４８０において判断に用いる所定の値とは、２次電池
２６の充電を行なう必要があるかどうかの判断を行なう
ための値として、予め設定し、制御部４８のＲＯＭ内に
記憶しておいた値である。
req −Ｐperm）が０よりも小さいとき、すなわち、燃料
電池６０が出力可能な電力が、要求電力よりも大きいと
きには、残存容量モニタ２７が検出する２次電池２６の
残存容量（ＳＯＣ）を取り込む（ステップＳ４７０）。
そして、取り込んだＳＯＣが、所定の値よりも小さいか
どうかを判断する（ステップＳ４８０）。このステップ
Ｓ４８０において判断に用いる所定の値とは、２次電池
２６の充電を行なう必要があるかどうかの判断を行なう
ための値として、予め設定し、制御部４８のＲＯＭ内に
記憶しておいた値である。
【００６５】ステップＳ４８０で、ＳＯＣが所定の値よ
りも小さい、すなわち２次電池２６を充電する必要があ
ると判断されると、次に２次電池２６の出力電圧を決定
する（ステップＳ４９０）。このときには、まず、ステ
ップＳ４７０で読み込んだＳＯＣに対応する出力電流−
出力電圧特性をＲＯＭから読み出す。そして、この読み
出した出力電流−出力電圧特性に基づいて、ステップＳ
４２０で求めた（Ｐre q −Ｐperm）に相当する電力を２
次電池２６によって出力するための２次電池２６の出力
電圧を決定する。
りも小さい、すなわち２次電池２６を充電する必要があ
ると判断されると、次に２次電池２６の出力電圧を決定
する（ステップＳ４９０）。このときには、まず、ステ
ップＳ４７０で読み込んだＳＯＣに対応する出力電流−
出力電圧特性をＲＯＭから読み出す。そして、この読み
出した出力電流−出力電圧特性に基づいて、ステップＳ
４２０で求めた（Ｐre q −Ｐperm）に相当する電力を２
次電池２６によって出力するための２次電池２６の出力
電圧を決定する。
【００６６】具体的には、例えば、検出されたＳＯＣに
対応した出力電流−出力電圧特性として、前述したのと
同様に、図１１における特性Ｇ３が読み出されたとす
る。出力電流−出力電圧特性を読み出すと、制御部４８
は、その読み出された特性Ｇ３において出力電圧と出力
電流の積（すなわち、２次電池２６の出力電力）が、上
記（Ｐreq −Ｐperm）に略等しくなるポイントを算出す
る。この場合、（Ｐreq−Ｐperm）は０未満であるの
で、２次電池２６の出力電力が負となるポイント、すな
わち２次電池２６の出力電流が負となるポイントを算出
することになる。今、このポイントが図１１に示すＰr
であるとすると、そのポイントＰr での２次電池２６の
出力電圧Ｖr を、２次電池２６に要求される出力電圧と
してステップＳ４４０において決定する。
対応した出力電流−出力電圧特性として、前述したのと
同様に、図１１における特性Ｇ３が読み出されたとす
る。出力電流−出力電圧特性を読み出すと、制御部４８
は、その読み出された特性Ｇ３において出力電圧と出力
電流の積（すなわち、２次電池２６の出力電力）が、上
記（Ｐreq −Ｐperm）に略等しくなるポイントを算出す
る。この場合、（Ｐreq−Ｐperm）は０未満であるの
で、２次電池２６の出力電力が負となるポイント、すな
わち２次電池２６の出力電流が負となるポイントを算出
することになる。今、このポイントが図１１に示すＰr
であるとすると、そのポイントＰr での２次電池２６の
出力電圧Ｖr を、２次電池２６に要求される出力電圧と
してステップＳ４４０において決定する。
【００６７】次に、制御部４８は、ステップＳ４９０で
設定した２次電池２６の出力電圧Ｖ r を出力側の指令値
として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力す
ると共に、負荷要求に基づいて駆動インバータ３０に駆
動信号を出力する（ステップＳ５００）。これによっ
て、配線５０の電圧および２次電池２６の出力電圧がＶ
n となり、２次電池２６には電力が蓄積されることにな
る。このとき、燃料電池６０からはガス流量に応じた電
力Ｐpermが出力され、この燃料電池の出力電力によっ
て、要求電力Ｐreq が賄われると共に２次電池２６の充
電が行なわれ（ステップ５１０）、本ルーチンを終了す
る。
設定した２次電池２６の出力電圧Ｖ r を出力側の指令値
として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力す
ると共に、負荷要求に基づいて駆動インバータ３０に駆
動信号を出力する（ステップＳ５００）。これによっ
て、配線５０の電圧および２次電池２６の出力電圧がＶ
n となり、２次電池２６には電力が蓄積されることにな
る。このとき、燃料電池６０からはガス流量に応じた電
力Ｐpermが出力され、この燃料電池の出力電力によっ
て、要求電力Ｐreq が賄われると共に２次電池２６の充
電が行なわれ（ステップ５１０）、本ルーチンを終了す
る。
【００６８】また、ステップＳ４８０において、ＳＯＣ
が所定の値以上である、すなわち２次電池２６を充電す
る必要がないと判断されたときにも、次に２次電池２６
の出力電圧を決定する（ステップＳ５２０）。このとき
にも、ステップＳ４７０で読み込んだＳＯＣに対応する
出力電流−出力電圧特性をＲＯＭから読み出す。そし
て、この読み出した出力電流−出力電圧特性に基づい
て、２次電池２６の出力電力が０となるときの、２次電
池２６に要求される出力電圧を決定する。
が所定の値以上である、すなわち２次電池２６を充電す
る必要がないと判断されたときにも、次に２次電池２６
の出力電圧を決定する（ステップＳ５２０）。このとき
にも、ステップＳ４７０で読み込んだＳＯＣに対応する
出力電流−出力電圧特性をＲＯＭから読み出す。そし
て、この読み出した出力電流−出力電圧特性に基づい
て、２次電池２６の出力電力が０となるときの、２次電
池２６に要求される出力電圧を決定する。
【００６９】具体的には、例えば、検出されたＳＯＣに
対応した出力電流−出力電圧特性として、図１１におけ
る特性Ｇ５が読み出されたとする。出力電流−出力電圧
特性を読み出すと、制御部４８は、その読み出された特
性Ｇ５において出力電圧と出力電流の積（すなわち、２
次電池２６の出力電力）が略０となるポイントを算出す
る。この場合には、２次電池２６の出力電流が略０とな
るポイントを算出することになる。今、このポイントが
図１１に示すＰs であるとすると、そのポイントＰs で
の２次電池２６の出力電圧Ｖs を、２次電池２６に要求
される出力電圧としてステップＳ５２０において決定す
る。
対応した出力電流−出力電圧特性として、図１１におけ
る特性Ｇ５が読み出されたとする。出力電流−出力電圧
特性を読み出すと、制御部４８は、その読み出された特
性Ｇ５において出力電圧と出力電流の積（すなわち、２
次電池２６の出力電力）が略０となるポイントを算出す
る。この場合には、２次電池２６の出力電流が略０とな
るポイントを算出することになる。今、このポイントが
図１１に示すＰs であるとすると、そのポイントＰs で
の２次電池２６の出力電圧Ｖs を、２次電池２６に要求
される出力電圧としてステップＳ５２０において決定す
る。
【００７０】次に、制御部４８は、ステップＳ５２０で
設定した２次電池２６の出力電圧Ｖ s を出力側の指令値
として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力す
ると共に、負荷要求に基づいて駆動インバータ３０に駆
動信号を出力する（ステップＳ５３０）。これによっ
て、配線５０の電圧および２次電池２６の出力電圧はＶ
s となり、２次電池２６は充放電を行なわない状態とな
る。このとき、燃料電池６０からは要求電力Ｐreq が出
力され、負荷要求に応じた電力が、駆動インバータ３０
を介して駆動モータ３２で消費されるようになり（ステ
ップ５４０）、本ルーチンを終了する。
設定した２次電池２６の出力電圧Ｖ s を出力側の指令値
として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力す
ると共に、負荷要求に基づいて駆動インバータ３０に駆
動信号を出力する（ステップＳ５３０）。これによっ
て、配線５０の電圧および２次電池２６の出力電圧はＶ
s となり、２次電池２６は充放電を行なわない状態とな
る。このとき、燃料電池６０からは要求電力Ｐreq が出
力され、負荷要求に応じた電力が、駆動インバータ３０
を介して駆動モータ３２で消費されるようになり（ステ
ップ５４０）、本ルーチンを終了する。
【００７１】なお、この場合、燃料電池６０から取り出
される電力は、負荷要求に応じたものであり、ステップ
Ｓ４１０でガス流量に基づいて決定される発電可能な電
力Ｐ permとは一致していない。このような場合には、燃
料電池６０の動作ポイントは、ガス流量に対して最も発
電量が多くなるポイントからは、はずれることになる。
される電力は、負荷要求に応じたものであり、ステップ
Ｓ４１０でガス流量に基づいて決定される発電可能な電
力Ｐ permとは一致していない。このような場合には、燃
料電池６０の動作ポイントは、ガス流量に対して最も発
電量が多くなるポイントからは、はずれることになる。
【００７２】図１２は、電気自動車１１０の制御部４８
において実行される間欠運転切り替え時制御処理ルーチ
ンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、図５
に示した運転モード判断処理ルーチンと同様の処理を行
なう際に、ステップＳ１４０で間欠運転モードが選択さ
れたときに、制御部４８において実行される。本ルーチ
ンが実行されると、ステップＳ６００からＳ６２０の処
理として、図８に示したステップＳ３００からＳ３２０
と同様の処理を実行する。すなわち、間欠運転モードか
ら定常運転モードへの切り替えが行なわれるかどうかを
判断し、運転モードが切り替わるときには、図１０に示
した定常運転モード制御処理ルーチンを実行することな
く、この間欠運転切り替え時制御処理ルーチンに従った
制御を行なう。そして、間欠運転モードから定常運転モ
ードへ切り替わってからの、経過時間Ｔを計測し、この
経過時間Ｔが、予め定めた所定の基準時間Ｔ1 よりも小
さいか否かを判断する。
において実行される間欠運転切り替え時制御処理ルーチ
ンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、図５
に示した運転モード判断処理ルーチンと同様の処理を行
なう際に、ステップＳ１４０で間欠運転モードが選択さ
れたときに、制御部４８において実行される。本ルーチ
ンが実行されると、ステップＳ６００からＳ６２０の処
理として、図８に示したステップＳ３００からＳ３２０
と同様の処理を実行する。すなわち、間欠運転モードか
ら定常運転モードへの切り替えが行なわれるかどうかを
判断し、運転モードが切り替わるときには、図１０に示
した定常運転モード制御処理ルーチンを実行することな
く、この間欠運転切り替え時制御処理ルーチンに従った
制御を行なう。そして、間欠運転モードから定常運転モ
ードへ切り替わってからの、経過時間Ｔを計測し、この
経過時間Ｔが、予め定めた所定の基準時間Ｔ1 よりも小
さいか否かを判断する。
【００７３】なお、ステップＳ６００で定常運転モード
への切り替えが判断されるときには、既述したように、
燃料電池システム２２が起動される。したがって、上記
経過時間Ｔの計測が開始されるときには、燃料ガス供給
部６１およびブロワ６４が起動されて、燃料電池６０に
対するガスの供給が開始されると共に、燃料電池６０と
配線５０との間が接続される。このとき、起動された燃
料ガス供給部６１およびブロワ６４に対しては、図５の
ステップＳ１２０で算出した要求電力Ｐreq を発電する
ために燃料電池６０が必要とする量のガスを、燃料電池
６０に供給するように、駆動信号が送られる。
への切り替えが判断されるときには、既述したように、
燃料電池システム２２が起動される。したがって、上記
経過時間Ｔの計測が開始されるときには、燃料ガス供給
部６１およびブロワ６４が起動されて、燃料電池６０に
対するガスの供給が開始されると共に、燃料電池６０と
配線５０との間が接続される。このとき、起動された燃
料ガス供給部６１およびブロワ６４に対しては、図５の
ステップＳ１２０で算出した要求電力Ｐreq を発電する
ために燃料電池６０が必要とする量のガスを、燃料電池
６０に供給するように、駆動信号が送られる。
【００７４】ステップＳ６２０において、経過時間Ｔが
基準時間Ｔ1 よりも小さいと判断されると、制御部４８
は、ＳＯＣの取り込みを行なう（ステップＳ６３０）。
その後、このＳＯＣに基づいて、２次電池２６の出力電
圧を決定する（ステップＳ６４０）。ここで、２次電池
２６の出力電圧は、図１０のステップＳ５２０と同様
に、そのＳＯＣにおける２次電池の出力電流−出力電圧
特性に基づいて、２次電池２６の出力電流が略０になる
ときの出力電圧Ｖs として決定する。
基準時間Ｔ1 よりも小さいと判断されると、制御部４８
は、ＳＯＣの取り込みを行なう（ステップＳ６３０）。
その後、このＳＯＣに基づいて、２次電池２６の出力電
圧を決定する（ステップＳ６４０）。ここで、２次電池
２６の出力電圧は、図１０のステップＳ５２０と同様
に、そのＳＯＣにおける２次電池の出力電流−出力電圧
特性に基づいて、２次電池２６の出力電流が略０になる
ときの出力電圧Ｖs として決定する。
【００７５】そして、図１０のステップＳ５３０と同様
に、２次電池２６の出力電圧Ｖs を出力側の指令値とし
て、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力すると
共に、負荷要求に基づいて駆動インバータ３０に駆動信
号を出力する（ステップＳ６５０）。これによって、ガ
ス流量に関わらず、要求電力Ｐreq に相当する電力を燃
料電池６０が出力するようになる。このように、ステッ
プＳ６３０〜Ｓ６６０の工程は、図１０のステップＳ４
７０およびステップＳ５２０〜Ｓ５４０と同様の動作を
行なう工程である。
に、２次電池２６の出力電圧Ｖs を出力側の指令値とし
て、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力すると
共に、負荷要求に基づいて駆動インバータ３０に駆動信
号を出力する（ステップＳ６５０）。これによって、ガ
ス流量に関わらず、要求電力Ｐreq に相当する電力を燃
料電池６０が出力するようになる。このように、ステッ
プＳ６３０〜Ｓ６６０の工程は、図１０のステップＳ４
７０およびステップＳ５２０〜Ｓ５４０と同様の動作を
行なう工程である。
【００７６】その後、再びステップＳ６２０に戻り、経
過時間Ｔと基準時間Ｔ1 との比較を行なう。このよう
に、間欠運転モードから定常運転モードに切り替わった
後は、所定の時間が経過するまでは、燃料電池に供給さ
れるガスの流量を考慮することなく、要求電力Ｐreq に
相当する電力を燃料電池６０が発電するように制御を行
なう。
過時間Ｔと基準時間Ｔ1 との比較を行なう。このよう
に、間欠運転モードから定常運転モードに切り替わった
後は、所定の時間が経過するまでは、燃料電池に供給さ
れるガスの流量を考慮することなく、要求電力Ｐreq に
相当する電力を燃料電池６０が発電するように制御を行
なう。
【００７７】ステップＳ６２０において、経過時間Ｔが
基準時間Ｔ1 を超えたと判断されるときには、図１０に
示した定常運転モード制御処理ルーチンに移行して（ス
テップＳ６７０）、本ルーチンを終了する。定常運転モ
ード制御処理ルーチンに移行することにより、これ以後
は、燃料電池６０に供給されるガス流量を考慮した通常
の制御が行なわれるようになる。
基準時間Ｔ1 を超えたと判断されるときには、図１０に
示した定常運転モード制御処理ルーチンに移行して（ス
テップＳ６７０）、本ルーチンを終了する。定常運転モ
ード制御処理ルーチンに移行することにより、これ以後
は、燃料電池６０に供給されるガス流量を考慮した通常
の制御が行なわれるようになる。
【００７８】以上のように構成された本実施例の電源装
置１１５によれば、第１実施例と同様に、間欠運転モー
ドから定常運転モードに切り替わるときに、負荷要求に
応じた駆動力を確保することができる。すなわち、定常
運転モードへの切り替え時に、電気自動車１０におい
て、燃料電池６０を用いて、アクセル開度に応じた加速
を実現することができる。このとき、燃料電池６０にお
いては、水素ガス供給路６２および酸化ガス供給路６５
内に滞留するガスを利用して、要求電力Ｐreq に相当す
る電力が発電される。なお、このようにガス流量を考慮
しない制御を行なう間は、２次電池２６の残存容量に関
わらず２次電池２６の充電を行なわないことで、駆動イ
ンバータ３０に供給する電力を確保している。
置１１５によれば、第１実施例と同様に、間欠運転モー
ドから定常運転モードに切り替わるときに、負荷要求に
応じた駆動力を確保することができる。すなわち、定常
運転モードへの切り替え時に、電気自動車１０におい
て、燃料電池６０を用いて、アクセル開度に応じた加速
を実現することができる。このとき、燃料電池６０にお
いては、水素ガス供給路６２および酸化ガス供給路６５
内に滞留するガスを利用して、要求電力Ｐreq に相当す
る電力が発電される。なお、このようにガス流量を考慮
しない制御を行なう間は、２次電池２６の残存容量に関
わらず２次電池２６の充電を行なわないことで、駆動イ
ンバータ３０に供給する電力を確保している。
【００７９】Ｆ．変形例：なお、この発明は上記の実施
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様において実施することが
可能であり、例えば次のような変形も可能である。
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様において実施することが
可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８０】Ｆ１．変形例１：上記実施例では、燃料電
池６０に供給されるガス流量は、流量センサ６７，６８
の検出結果に基づいて判断したが、異なる構成としても
良く、ガス流量を反映する値に基づいて判断すればよ
い。例えば、酸化ガスの流量を直接検出する代わりに、
ブロワ６４の回転数を読み込んで、ガス流量を算出する
こととしても良い。
池６０に供給されるガス流量は、流量センサ６７，６８
の検出結果に基づいて判断したが、異なる構成としても
良く、ガス流量を反映する値に基づいて判断すればよ
い。例えば、酸化ガスの流量を直接検出する代わりに、
ブロワ６４の回転数を読み込んで、ガス流量を算出する
こととしても良い。
【００８１】Ｆ２．変形例２：また、上記実施例では、
燃料電池６０のアノード側に供給する燃料ガスとして水
素ガスを用いたが、改質ガスを用いることとしても良
い。このような場合には、燃料電池６０に要求される発
電量に応じて、改質ガスの生成量を調節する。そのと
き、間欠運転モードから定常運転モードへの切り替え時
に、改質ガスの生成が定常状態になる前に本発明を適用
することで、上記切り替え時において負荷要求に対して
得られる動力が低下するのを抑えることができる。
燃料電池６０のアノード側に供給する燃料ガスとして水
素ガスを用いたが、改質ガスを用いることとしても良
い。このような場合には、燃料電池６０に要求される発
電量に応じて、改質ガスの生成量を調節する。そのと
き、間欠運転モードから定常運転モードへの切り替え時
に、改質ガスの生成が定常状態になる前に本発明を適用
することで、上記切り替え時において負荷要求に対して
得られる動力が低下するのを抑えることができる。
【００８２】Ｆ３．変形例３：また、上記実施例では、
ガス流量を考慮しない本発明の制御方法を、間欠運転モ
ードから定常運転モードへの切り替え時に行なうことと
したが、燃料電池システムの起動時であれば、他の状況
に適用することも可能である。燃料電池システムの停止
時に、配管内にガスが滞留する場合には、同様の制御を
行なうことができる。
ガス流量を考慮しない本発明の制御方法を、間欠運転モ
ードから定常運転モードへの切り替え時に行なうことと
したが、燃料電池システムの起動時であれば、他の状況
に適用することも可能である。燃料電池システムの停止
時に、配管内にガスが滞留する場合には、同様の制御を
行なうことができる。
【図１】本発明の第１実施例である電気自動車１０の構
成の概略を表わすブロック図である。
成の概略を表わすブロック図である。
【図２】燃料電池システム２２の構成の概略を表わす説
明図である。
明図である。
【図３】燃料電池６０における出力電流と、出力電圧あ
るいは出力電力との関係を示す説明図である。
るいは出力電力との関係を示す説明図である。
【図４】燃料電池６０の出力の大きさと、エネルギ効率
との関係を表わす説明図である。
との関係を表わす説明図である。
【図５】運転モード判断処理ルーチンを表わすフローチ
ャートである。
ャートである。
【図６】燃料電池６０における出力電流−出力電圧特性
が、ガス流量によって変化する様子を表わす説明図であ
る。
が、ガス流量によって変化する様子を表わす説明図であ
る。
【図７】定常運転モード制御処理ルーチンを表わすフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図８】間欠運転切り替え時制御処理ルーチンを表わす
フローチャートである。
フローチャートである。
【図９】第２実施例の電気自動車１１０の構成を表わす
説明図である。
説明図である。
【図１０】電気自動車１１０の制御部４８において実行
される定常運転モード制御処理ルーチンを表わすフロー
チャートである。
される定常運転モード制御処理ルーチンを表わすフロー
チャートである。
【図１１】２次電池２６において、ＳＯＣが種々異なる
ときの出力電流−出力電圧特性の例を表わす説明図であ
る。
ときの出力電流−出力電圧特性の例を表わす説明図であ
る。
【図１２】電気自動車１１０の制御部４８において実行
される間欠運転切り替え時制御処理ルーチンを表わすフ
ローチャートである。
される間欠運転切り替え時制御処理ルーチンを表わすフ
ローチャートである。
１０，１１０…電気自動車
１５，１１５…電源装置
２０…スイッチ
２２…燃料電池システム
２６…２次電池
２７…残存容量モニタ
２８…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０…駆動インバータ
３２…駆動モータ
３４…減速ギヤ
３６…出力軸
３８…車両駆動軸
４０…高圧補機
４２…ダイオード
４８…制御部
５０…配線
５２…電圧計
６０…燃料電池
６１…燃料ガス供給部
６２…水素ガス供給路
６３…水素ガス排出路
６４…ブロワ
６５…酸化ガス供給路
６６…カソード排ガス路
６７，６８…流量センサ
６９…水素ポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 石川 哲浩
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 安藤 正夫
東京都千代田区外神田２丁目19番12号 五
島ビル 株式会社エクォス・リサーチ内
(72)発明者 加藤 憲二
東京都千代田区外神田２丁目19番12号 五
島ビル 株式会社エクォス・リサーチ内
Ｆターム(参考） 5H027 AA02 DD03 KK25 MM26
Claims (7)
- 【請求項１】 燃料電池と蓄電器とが電源配線に並列に
接続された電源システムの制御方法であって、（ａ）前
記燃料電池を起動する工程と、（ｂ）前記電源システム
に要求される電力に関する情報として外部から入力され
る負荷要求を取得する工程と、（ｃ）前記（ａ）工程で
前記燃料電池が起動してからの経過時間を測定する工程
と、（ｄ）前記燃料電池に実際に供給されている燃料量
に関する情報を取得する工程と、（ｅ）前記（ｃ）工程
で測定した経過時間と、予め定めた所定の基準時間とを
比較する工程と、（ｆ）前記経過時間が前記基準時間以
内であると判断されるときに、前記燃料電池が出力すべ
き目標パワーを、前記燃料量に関わりなく、前記負荷要
求に基づいて設定する工程と、（ｇ）前記経過時間が前
記基準時間を超えていると判断されるときに、前記燃料
電池が出力すべき目標パワーを、前記（ｄ）工程で取得
した前記燃料量に応じて設定する工程とを備える電源シ
ステムの制御方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の電源システムの制御方法
であって、 前記電源システムは、前記燃料電池の運転を停止して前
記蓄電器によって負荷に対して電力を供給する第１の運
転モードと、前記燃料電池を用いて発電を行なう第２の
運転モードとを有し、前記負荷要求に応じて前記第１の
運転モードと第２の運転モードとを切り替えながら、前
記電源システムの運転を継続し、 前記（ａ）工程における前記燃料電池の起動は、前記第
１の運転モードから前記第２の運転モードへの切り替え
時に行なわれる電源システムの制御方法。 - 【請求項３】 燃料電池と蓄電器とが電源配線に並列に
接続された電源システムであって、 前記電源システムに要求される電力に関する情報である
負荷要求を取得する負荷要求取得部と、 前記燃料電池が起動されてからの経過時間を測定する経
過時間測定部と、 前記燃料電池に供給される燃料の量を検出する供給燃料
量検出部と、 前記燃料電池が出力すべき目標パワーを設定する目標パ
ワー設定部と、 前記目標パワーが設定した前記目標パワーを前記燃料電
池が出力するように、前記燃料電池の運転状態を制御す
る運転状態制御部とを備え、 前記目標パワー設定部は、前記経過時間測定部が測定し
た前記経過時間が所定の基準時間内であるときには、前
記目標パワーを前記負荷要求に基づいて設定し、前記経
過時間測定部が測定した前記経過時間が所定の基準時間
を超えるときには、前記目標パワーを前記供給燃料量検
出部が検出した燃料の量に基づいて設定する電源システ
ム。 - 【請求項４】 請求項３記載の電源システムであって、 前記電源システムの運転状態として、前記燃料電池の運
転を停止して前記蓄電器によって前記負荷に対して電力
を供給する第１の運転モードと、前記燃料電池を用いて
発電を行なう第２の運転モードとを、前記負荷要求に応
じて切り替える運転状態切り替え部をさらに備え、 前記経過時間測定部は、前記第１の運転モードから第２
の運転モードに切り替わる際に、前記燃料電池が起動さ
れてからの経過時間を測定する電源システム。 - 【請求項５】 請求項３または４記載の電源システムで
あって、 前記蓄電器は、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記電源
配線に接続される２次電池であり、 前記運転状態制御部は、前記目標パワー設定部が設定し
た前記目標パワーを前記燃料電池が出力するときの出力
電圧を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧として設
定する電源システム。 - 【請求項６】 請求項３または４記載の電源システムで
あって、 前記燃料電池から出力される電力を前記電源配線に伝え
る際に電圧の変換を行なうＤＣ／ＤＣコンバータをさら
に備え、 前記蓄電器は２次電池であり、 前記運転状態制御部は、前記経過時間測定部が測定した
前記経過時間が所定の基準時間内であるときには、前記
電源配線における電圧が、前記２次電池が充放電を行な
わない電圧となるように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの
出力電圧を設定する電源システム。 - 【請求項７】 請求項５または６記載の電源システムで
あって、 前記電源配線に接続し、前記燃料電池および／または前
記２次電池が出力する電力を外部の所定の負荷に対して
出力するインバータをさらに備え、 前記運転状態制御部は、前記経過時間測定部が測定した
前記経過時間が所定の基準時間内であるときには、前記
負荷要求に応じた電力を前記負荷が消費するように、前
記インバータを駆動する電源システム。
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