【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両に搭載される燃料電池システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両において、窒素化合物、炭化水素、一酸化炭素といった有害排気物質が少ないなどの理由から電気自動車が開発され、電気自動車のモータの電源として、内燃機関に比較してエネルギーロスが少ない燃料電池が実用化され始めている。このような車両に搭載される燃料電池を含む燃料電池システムでは、燃料電池が安全に、かつ効率よく発電するために各種の制御を行っている。
【０００３】
燃料電池を用いて効率よく発電するために行う制御の例として、例えば、燃料電池と二次電池とを組み合わせ、燃料電池は一定出力による発電のみを間欠的に行うとともに、負荷による消費電力が前記一定出力に満たない場合には余剰の電力を二次電池に蓄えるようにし、燃料電池の停止時には二次電池から電力を供給する燃料電池システムが考えられている。このように間欠的に発電を行う燃料電池システムとしては、例えば、特許文献１に示されるものがある。なお、特許文献１においては、二次電池は蓄電池として述べられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１８２６７５
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車等の車両においては、上り坂走行時や発進時等、高出力による運転を継続して行う必要がある場合がある。ところが、二次電池の充電量に応じて発電を行う制御を行う場合、二次電池の充電量が１００％又はそれに近い値である場合に前記したような高出力による運転を継続して行うと、二次電池からの電力のみにより高出力による運転が継続して行われることになる。
【０００６】
しかして、燃料電池から二次電池に充電を行う際に、燃料電池から二次電池に供給された電力がすべて二次電池に蓄えられることはなく、二次電池には供給された電力と該二次電池の充放電効率との積が示す電力のみが蓄えられる。すなわち、二次電池から単位電力量の電力を得るためには、燃料電池により予め単位電力量と充放電効率の逆数との積として得られる量の電力を発電する必要がある。
【０００７】
すなわち、二次電池の充電量のみに応じて発電を行う制御を行うと、二次電池からの電力のみにより高出力による運転を継続して行うことにより、燃料電池により発電される電力を直接車両の走行に用いる場合と比較して多量の電力を燃料電池により発電する必要があり、燃費の低下を引き起こしてしまう不具合が生じ得る。
【０００８】
本発明は、上述したような不具合を解消することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池により充電される蓄電手段と、蓄電手段の充電量に応じて燃料電池を間欠的に運転する制御を行う発電制御手段とを備え、車両に搭載される燃料電池システムであって、高負荷での走行が継続されることが判定された際に、前記発電制御手段が、蓄電手段の充電量に関らず発電するように燃料電池を制御することを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、発電制御手段が高出力を必要とする高負荷での走行が継続されることを判定した際には、蓄電手段の充電量に関らず発電するように燃料電池を制御し、発電される電力を直接走行に使用するようにできる。従って、蓄電手段からの電力のみにより高出力運転を行うことによる燃費の低下を抑えることができるようになる。
【００１１】
このような制御の好適な実施の態様として、車両に設けられその走行速度を制御する速度制御手段の操作量又は操作速度を検知する速度制御状態検知手段、及び車速を検知する車速検知手段を有するとともに、車速検知手段により検知される車速が所定値を下回り、かつ前記速度制御操作検知手段により検知される速度制御手段の操作量又は操作速度が所定値以上の場合に、高負荷での走行が継続されることを判定するものが挙げられる。高出力運転が必要とされる場合、例えば駐車状態からの発進時や、急な上り坂の走行時等には、車速は低く、速度制御手段の操作量が大きいことが多いからである。なお、速度制御手段は、自動車に設けられるアクセルペダル等、車両の走行速度を制御する機能を有するもの全般を含む概念である。
【００１２】
上述したような燃費の低下を抑える効果をさらに高めるために望ましい態様として、車両が電動機及び該電動機の回転を変速する変速機を備えてなり、変速機が車両を後進させる状態にある際に、前記発電制御手段は、前記充電量に関らず燃料電池が発電することを禁止するものが挙げられる。車両の後進が長時間継続的に行われることは非常に少なく、車両の後進のために高出力を必要とする状態が長時間継続的に行われることもまた非常に少ないので、車両の後進の際には前記した車速及び速度制御手段の操作に関する条件及び充電量に関らず燃料電池が発電することを禁止することにより、不必要な発電を行わないようにすることができるからである。
【００１３】
また、高負荷での走行が継続されることを検知した際に燃料電池が前記一定出力よりも高い所定の出力で発電する態様において燃費の向上を図るために好適な態様として、燃料電池と、燃料電池により充電される蓄電手段と、常時は一定出力となるように燃料電池の発電を制御するとともに蓄電手段の充電量に応じて燃料電池を間欠的に運転する制御を行う発電制御手段とを備え、電動機及び該電動機の回転を変速する変速機を備える車両に搭載され、前記発電制御手段が高負荷での走行が継続されることを判定した際に、燃料電池に前記一定出力よりも高い所定の出力で発電させるように前記発電制御手段が制御を行う燃料電池システムであって、変速機が車両を後進させる状態にある場合に、前記発電制御手段は高負荷での走行が継続されることを判定した際であっても燃料電池が前記所定の出力での発電を禁止するよう制御を行うことを特徴とするものが挙げられる。車両の後進が長時間継続的に行われることは非常に少なく、車両の後進の際には高出力を必要とする状態が長時間継続することもまた非常に少ないので、車両の後進の際には前記所定の出力での発電を禁止することにより、不必要な高出力発電を行わないようにすることができるからである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態に係る燃料電池システムＳは、車両、特に自動車に搭載されるもので、図１に示すように、燃料電池１、発電に必要な水素含有ガスである水素ガスの貯蔵手段である水素ガスタンク２、酸素含有ガスである空気の供給手段であるコンプレッサ３、蓄電手段である二次電池４、発電に付随する各種制御を行う発電制御手段たる制御装置５、燃料電池１の温度を調節する温度制御装置ＴＣ等を備えている。この燃料電池システムＳは、車両を走行させるための電動機たるモータ及び該モータの回転を変速する無段変速機を含む走行装置Ｍ、燃料電池１を制御するための電磁弁、ファンモータ、さらに電動式のコンプレッサ３等の電気機器を負荷とするものである。また、この燃料電池システムＳでは、基本的には燃料電池１は負荷に追従して発電量を変更するのでなく、発電効率の最もよい発電量となるように、制御装置５により一定出力たる定格出力Ｅ０で発電するよう制御される。制御装置５による制御の詳細については後述する。また、この燃料電池システムＳは、鉄道に用いる機関車等、自動車以外の車両に用いることもできる。
【００１６】
燃料電池１は、この分野で広く知られたものを用いることができ、例えば電解部としてのイオン交換膜に密着するようにして正極部と負極部とを配設したセルの複数を直列接続してスタックを形成し、そのスタックに対して水素ガスと空気とを所定の圧力で供給し得るように、ハウジング内に収納したものである。
【００１７】
具体的には、水素ガスは前記水素ガスタンク２からレギュレータＲＧを介して所定の圧力で燃料電池１に供給するようにしている。燃料電池１内に供給された水素ガスは、各セルの負極部に案内される。一方、空気は前記コンプレッサ３を介して所定の圧力で燃料電池１に供給するようにしている。そして、燃料電池１内に供給された空気は、各セルの正極部に案内される。各セルの負極部に案内された水素は、各セルの正極部に案内された空気中の酸素と反応して発電する。この燃料電池１からの電流は、走行装置Ｍ等の負荷に供給される。
【００１８】
発電に寄与した以外の余剰の空気、すなわち排気酸素含有ガスは、循環することなく、発電により生成した水の略全量とともに、排気酸素含有ガス排出路Ｐ４から排気管Ｐ５を介して燃料電池１外に排出される。一方、反応せずに残った余剰の水素ガスである排気水素含有ガスは、燃料電池１からこの燃料電池１に連通して設けられている排気水素含有ガス排出路Ｐ２を介して排出される。この排気水素含有ガス排出路Ｐ２からは、排気水素含有ガスだけでなく、イオン交換膜を介して負極部にしみだし付着した水もまた排出される。この排気水素含有ガス排出路Ｐ２中には、電磁弁からなる排出制御弁Ｂ１が設けられている。そして、この排気水素含有ガス排出路Ｐ２は、希釈器６に接続していて、前記排出制御弁Ｂ１を通過した排気水素含有ガスは希釈器６に排出されるようにしている。さらに、排気酸素含有ガス排出路Ｐ４の前記調圧弁Ｂ２よりも上流から希釈用空気供給路Ｐ６を分岐させて設けていて、この希釈用空気供給路Ｐ６の他端も前記希釈器６に連通している。そして、この希釈器６内で排気水素含有ガスと排気酸素含有ガスとが混合し、水素濃度が低下した排気水素含有ガスが、排気管Ｐ５を介して車外に排出される。
【００１９】
前記二次電池４は、燃料電池１により充電されるとともに、車両が減速された場合や下り坂を走行した場合に、モータが回生発電を行うことにより発生する回生電流の供給を受けて充電される。車両は、通常はこの二次電池４からの電力により走行し、電力が不足する場合に燃料電池１により不足分を補充するように構成している。すなわち、本実施形態に係る燃料電池システムＳの燃料電池１は、車両の走行中常時発電するのでなく、必要に応じて間欠的に発電する。この二次電池４ないし燃料電池システムＳ全体の出力制御、燃料電池１の発電の開始及び終了の制御、及び燃料電池１から二次電池４への充電の制御は、制御手段５により行われるが、その詳細は後述する。
【００２０】
さらに、本実施形態では、前記モータは、実際に車両を走行させるための走行機構と、変速機を介して接続されている。この変速機は、車両を後進させる作動状態（以下Ｒレンジと表記）等、種々の作動状態を有し、図２に示すシフトレバー７により作動状態を切り替えるようにしている。具体的には、前記図２に示すように、このシフトレバー７の位置を検知するレバー位置検知器６１を設け、検知されたシフトレバー７の位置に基づき作動状態が切り替わるようにしている。すなわち、このレバー位置検知器６１は、変速機の作動状態を検知する作動状態検知手段としての機能を有する。また、前記レバー位置検知器６１は、前記作動状態検知手段として機能するものであればよく、例えば接点信号を出力する機械式スイッチであってもよい。なお、前記変速機は、無段変速機（ＣＶＴ）やトルクコンバータ付自動変速機等、任意の構成のものを用いてよい。
【００２１】
前記制御装置５は、ＣＰＵ５１、内部メモリ５２、入力インタフェース５３、出力インタフェース５４を少なくとも備えたマイクロコンピュータシステムを主体として構成され、前記走行装置Ｍ等の負荷への通電を制御すべくＤＣ−ＤＣコンバータ（以下コンバータと称す）及びインバータ（ともに図示略）をも備えている。そして、図２に示すように、入力インタフェース５３には、前記レバー位置検知器６１、速度制御手段であるアクセルペダルに設けられ該アクセルペダルの操作量を検知するアクセル状態検知器６２、車両の走行速度を検知する車速検知器６３等が接続されていて、これらから入力される信号を受け付ける。一方、出力インタフェース５４には、前記コンプレッサ３、前記変速機等が接続されていて、前記入力センサ５３が受け付けた信号に基づき、前記内部メモリ５２に格納されたプログラムに従いＣＰＵ５１等と協働してこれらの制御を行う。なお、前記アクセル状態検知器６２は請求項中の速度制御状態検知手段、前記車速検知器６３は請求項中の車速検知手段としてそれぞれ機能する。
【００２２】
前記コンバータは、燃料電池１の発電を制御するとともに、二次電池４の充放電を制御する。すなわち、コンバータにより燃料電池１から出力される電流が負荷に流れたときに燃料電池１が発電する。また、モータからの回生電流をコンバータが二次電池４に入力することにより、二次電池４が充電される。
【００２３】
以下に制御装置５が行う具体的な制御の例を示す。
【００２４】
まず、制御装置５は、前記アクセル状態検知器６２が検知したアクセルペダルの操作量に応じて、負荷に要求される発電量である要求出力、及びそのうちモータに要求される出力であるモータ出力を後述する出力テーブルを用いて計算するとともに、燃料電池システムＳ全体としての出力が前記要求出力となるように制御を行う。すなわち、燃料電池１の発電時には、燃料電池１の出力と二次電池４からの出力との和、ないし燃料電池１の出力と二次電池４への充電量の差が前記要求出力となるようにし、燃料電池システムＳ全体として前記要求出力に対応する大きさの電流を負荷に供給するように制御を行う。一方、燃料電池１が発電を行わない場合には、二次電池４から前記要求出力に対応する大きさの電流を負荷に供給するように制御を行う。また、要求出力に応じてトルク量を変化させるべく無段変速機の減速比の制御を行う。さらに、前記インバータは、前記モータ出力に対応する大きさの電流をモータに供給するように制御を行う。
【００２５】
前記出力テーブルは、前記アクセルペダルの操作量をパラメータとして要求出力及びモータ出力を設定したもので、制御装置５に備えている。この出力テーブルでは、代表的なアクセルペダルの操作量に対して要求出力及びモータ出力が設定してあり、それ以外のアクセルペダルの操作量に対する要求出力及びモータ出力は、補間計算により算出する。
【００２６】
また、制御装置５は、常時は燃料電池１が最も効率よい発電を行う一定出力たる定格出力Ｅ０で発電するように制御を行う。すなわち、制御装置５は、コンプレッサ３を制御して空気の供給量を一定に保つ。前記空気の供給量は、予め制御装置５に記憶している。そして、前記要求出力が定格出力Ｅ０に満たない場合には発電を行いつつ二次電池４に充電を行う。一方、前記要求出力が定格出力Ｅ０を超える場合には、二次電池４は放電を行い、燃料電池システムＳ全体として前記要求出力を供給する。さらに、燃料電池１が発電を行っている状態で二次電池４の充電量が所定の発電停止判定値以上となった場合には燃料電池１は発電を中止し、二次電池４からの電力のみで走行するように制御する。そして、燃料電池１が発電を中止した状態で二次電池４の充電量が前記発電停止判定値より低い所定の発電再開判定値以下となった場合には燃料電池１は発電を再開し、二次電池４への充電が行われるように制御する。すなわち、燃料電池１が必要に応じて間欠的に発電するように制御を行う。このように制御を行うことで、燃料電池システムＳの発電効率を最大にできる。なお、前記発電停止判定値は、１００％近傍の値であることが望ましい。このように設定すれば、二次電池４に１００％近傍まで充電を行うことができるので、二次電池４の充電切れにより走行が困難になる不具合の発生を抑えることができるからである。
【００２７】
しかして本実施形態では、制御装置５は、高負荷での走行が継続されることを判定した際に、二次電池４の充電量に関らず燃料電池１が発電するよう制御を行う。
【００２８】
高負荷での走行が継続されることの判定は、具体的には前記アクセル状態検知器６２が検知したアクセルペダルの操作量及び車速検知器６３により検知される車速に基づき行う。すなわち、前記アクセル状態検知器６２が検知したアクセルペダルの操作量が所定値以上であるとともに、前記車速検知器６３により検知される車速が所定の速度以下である場合に、高負荷での走行が継続されると判定する。なお、アクセル状態検知器６２は、アクセルペダルの操作量でなくアクセルペダルの操作速度を検知するものであってもよい。車両を運転する者が高出力を得るべくアクセルペダルを操作する場合、車両を加速する方向にアクセルペダルを急速に操作することが多いからであり、このような構成であっても、前述したアクセルペダルの操作量に応じて高負荷での走行が継続されることを判定する態様と同様の効果が得られる。
【００２９】
一方、変速機が車両を後進させる状態にある際には、すなわちシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知している際には、制御装置５は、燃料電池１に発電を開始させる制御を行わない。
【００３０】
以下に制御装置５が行う具体的な制御を、フローチャートである図３及び作用図である図４を参照して説明する。
【００３１】
ステップＳＴ１１では、変速機が車両を後進させる状態にあるか否か、具体的にはシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知しているか否かを判定する。ステップＳＴ１１においてシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知していることを判定した場合にはステップＳＴ１４に進む。一方、そうでない場合はステップＳＴ１２に進む。
【００３２】
ステップＳＴ１２では、車速検知器６３により検知される車速が所定の速度以下であるか否かを判定する。ステップＳＴ１２において車速検知器６３により検知される車速が所定の速度以下であることを判定した場合にはステップＳＴ１３に進む。一方、そうでない場合はステップＳＴ１４に進む。
【００３３】
ステップＳＴ１３では、前記アクセル状態検知器６２により検知されたアクセルペダルの操作量が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳＴ１３において前記アクセル状態検知器６２により検知されたアクセルペダルの操作量が所定値以上であることを判定した場合にはステップＳＴ１５に進む。一方、そうでない場合はステップＳＴ１４に進む。
【００３４】
ステップＳＴ１４では、二次電池４の充電量が前記発電停止判定値以上であるか否かの判定を行う。ステップＳＴ１４において二次電池４の充電量が前記発電停止判定値以上であることを判定した場合にはステップＳＴ１６に進む。一方、そうでない場合はステップＳＴ１５に進む。
【００３５】
ステップＳＴ１５では、燃料電池１による発電を開始する制御、すなわちコンプレッサ３を介して空気を燃料電池１に供給するとともに、水素ガスタンク２からの水素と空気中の酸素との反応の際に発生する電流を負荷に供給させる制御を行う。
【００３６】
ステップＳＴ１６では、燃料電池１による発電を禁止する制御、すなわち水素と空気中の酸素の反応の際に発生する電流を負荷に供給することを禁止する制御を行う。
【００３７】
以上のような制御を行うことにより、変速機が車両を後進させる状態にないこと、すなわちシフトレバー７がＲレンジ以外にあることを前記レバー位置検知器６１が検知しているとともに、車速検知器６３により検知される車速が所定の速度以下であり、さらに前記アクセル状態検知器６２により検知されたアクセルペダルの操作量が所定値以上である場合、すなわち高負荷での走行が継続されると判定した場合には燃料電池１による発電が開始されるので、必要な電力を燃料電池１から直接供給することができ、燃費の向上を図ることができる。
【００３８】
一方、変速機が車両を後進させる状態にあること、すなわちシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知している際には、高負荷での走行が継続されると判定される条件を満たしていても燃料電池１による発電は開始されないので、短時間の後進走行のために燃料電池１が発電を行い燃料が消費されることを防ぐことができる。
【００３９】
なお、高負荷での走行が継続されることの判定は、上述した実施形態に用いた以外の方法で行ってもよい。例えば、変速機の減速比を検知する減速比検知手段を設け、この減速比検知手段が検知した減速比が所定値以上であれば高負荷での走行が継続されると判定するようにしてもよい。発進時や上り坂走行時等、高負荷での走行を継続して行う際には、大きなトルクを得るべく変速機が高減速比で作動するからである。
【００４０】
また、上述した実施形態において、変速機に自動変速機を用いる場合、変速機が車両を後進させる状態にあっても、すなわちレバー位置検知器がシフトレバーがＲレンジにあることを検知していても、シフトレバーがＲレンジに切り替えられる直前の位置がＰレンジである場合、すなわち燃料電池システム及び電動機（モータ）が完全に停止された状態の後を受けて車両が後進する場合には燃料電池に発電を開始させる制御を行うようにしてもよい。駐車しておいた車両を一旦後進させてそれから発進させる場合には、シフトレバーをＰレンジから直接Ｒレンジに切り替える操作が該車両を運転する者により最初に行われるが、このような場合には車両の後進の後に続けて高負荷での走行が継続的に行われるからである。
【００４１】
なお、本発明は上述した第１実施形態に限らず、種々の実施形態をとり得る。
【００４２】
以下に本発明の第２実施形態について述べる。なお、上述した第１実施形態に対応する部位等には同一の名称及び符号を付している。
【００４３】
本実施形態に係る燃料電池システムは、前記第１実施形態におけるものと同様の構成を有する。すなわち、車両、特に自動車に搭載されるもので、燃料電池１、発電に必要な水素含有ガスである水素ガスの貯蔵手段である水素ガスタンク２、酸素含有ガスである空気の供給手段であるコンプレッサ３、蓄電手段である二次電池４、発電に付随する各種制御を行う発電制御手段たる制御装置５、燃料電池１の温度を調節する温度制御装置ＴＣ等を備えている。この燃料電池システムＳは、車両を走行させるための電動機たるモータ及び該モータの回転を変速する変速機を含む走行装置Ｍや、燃料電池１を制御するための電磁弁、ファンモータ、さらに電動式のコンプレッサ３等の電気機器を負荷とするものである。また、この燃料電池システムＳでは、基本的には燃料電池１は負荷に追従して発電量を変更するのでなく、発電効率の最もよい発電量となるように、制御装置５により一定出力たる定格出力で発電するよう制御される。制御装置５による制御の詳細については後述する。また、この燃料電池システムＳは、鉄道に用いる機関車等、自動車以外の車両に用いることもできる。
【００４４】
前記燃料電池１、水素ガスタンク２、コンプレッサ３、二次電池４、制御装置５、及び温度制御装置ＴＣの具体的な構成もまた、上述した第１実施形態におけるものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４５】
前記制御装置５は、本実施形態においても、常時は燃料電池１に最も効率よい発電を行う一定出力たる定格出力Ｅ０で発電させる制御を行う。すなわち、コンプレッサ３を制御して空気の供給量を一定に保つ。空気の供給量は、予め制御装置５に記憶している。また、温度制御装置ＴＣを制御して燃料電池１の温度も一定に保つ。そして、負荷の総消費電力量が定格出力Ｅ０に満たない場合には発電を行いつつ二次電池４に充電を行う。また、負荷の総消費電力量が定格出力Ｅ０を超える場合には、二次電池４から不足分の出力を補う。さらに、二次電池４の充電量が所定値以上である場合には発電を中止し、二次電池４からの電力のみで走行するようにする。すなわち、燃料電池１が必要に応じて間欠的に発電するように制御を行う。このように制御を行うことで、燃料電池システムＳの発電効率を最大にできる。
【００４６】
また、制御装置５は、高負荷での走行が継続されることを判定した際、すなわち前記車速検知器６３が検知した車速が所定の速度以下であるとともに、前記アクセル状態検知器６２が検知したアクセルペダルの操作量が所定値以上である場合には、前記定格出力Ｅ０よりも高い所定の出力Ｅ１で燃料電池１に発電を行わせるようにする制御をも行う。なお、本実施形態においても、上述した以外の方法、例えば変速機が高減速比で作動していることを検知するなど、他の方法により高負荷での走行が継続されると判断してもよい。
【００４７】
しかして本実施形態では、制御装置５は、高負荷での走行が継続されることを判定した際であっても、変速機が車両を後進させる状態にある場合、具体的には前記レバー位置検知器６１によりシフトレバー７がＲレンジにあることが検知されている場合には、前記定格出力Ｅ０よりも高い所定の出力Ｅ１で燃料電池１に発電を行わせるようにする制御は行わず、前記定格出力Ｅ０で燃料電池１に発電を行わせるようにしている。
【００４８】
以下に制御装置５が行う具体的な制御の流れを示す。
【００４９】
ステップＳＴ２１では、制御装置５は、高負荷での走行が継続されるか否かの判定を行う。ステップＳＴ２１において高負荷での走行が継続されることを判定した場合には、ステップＳＴ２２に進む。一方、そうでない場合は、ステップＳＴ２３に進む。
【００５０】
ステップＳＴ２２では、変速機が車両を後進させる状態にあるか否か、すなわちシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知しているか否かの判定を行う。ステップＳＴ２２においてシフトレバー７がＲレンジにあることを検知していることを判定した場合には、ステップＳＴ２３に進む。一方、そうでない場合は、ステップＳＴ２４に進む。
【００５１】
ステップＳＴ２３では、燃料電池１に定格出力Ｅ０で発電させる制御を行う。
【００５２】
ステップＳＴ２４では、燃料電池１に前記定格出力Ｅ０より高い前記所定の出力Ｅ１で発電させる制御を行う。
【００５３】
このような制御を行うことにより、変速機が車両を後進させる状態にある場合、すなわちシフトレバー７がＲレンジにある場合には、高負荷での走行が継続されることを示す条件を満たしていても高出力による発電は行わないので、短時間の後進走行の間だけ高出力発電を行い、燃料が不必要に消費される不具合の発生を抑えることができる。
【００５４】
なお、本発明は以上に述べた第１及び第２の実施形態に限られない。
【００５５】
例えば、同一の燃料電池システムにおいて、上述した第１実施形態における制御装置５が行う制御と第２実施形態における制御装置５が行う制御とをともに行うようにしてもよい。
【００５６】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５８】
すなわち、本発明の燃料電池システムは、高負荷での走行が継続されることを検知した際には蓄電手段の充電量に関らず燃料電池が発電を開始するので、燃料電池により発電される電力を直接走行に使用できる。従って、蓄電手段からの電力のみにより高出力運転を行うことによる燃費の低下を抑えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムを示す概略図。
【図２】同実施形態に係る燃料電池システムの制御装置の機能ブロックを示す図。
【図３】同実施形態に係る燃料電池システムの制御装置が行う制御の流れを示すフローチャート。
【図４】本発明の第２実施形態に係る燃料電池システムの制御装置が、自動変速機がパワーモードで作動している際に行う制御の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
Ｓ…燃料電池システム
１…燃料電池
４…二次電池（蓄電手段）
５…制御装置（発電制御手段）
６２…アクセル状態検知器（速度制御状態検知手段）
６３…車速検知器（車速検知手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a fuel cell system mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in vehicles such as automobiles, electric vehicles have been developed because they have less harmful exhaust materials such as nitrogen compounds, hydrocarbons, and carbon monoxide. As a power source for electric vehicle motors, energy loss is lower than that of internal combustion engines. Fewer fuel cells are starting to be put into practical use. In a fuel cell system including a fuel cell mounted on such a vehicle, various controls are performed in order for the fuel cell to generate power safely and efficiently.
[0003]
As an example of control performed to efficiently generate power using a fuel cell, for example, a fuel cell and a secondary battery are combined, and the fuel cell intermittently generates power only at a constant output, and the power consumption by the load is There has been considered a fuel cell system in which surplus power is stored in a secondary battery when the output is less than a certain output, and power is supplied from the secondary battery when the fuel cell is stopped. As such a fuel cell system that intermittently generates power, there is one disclosed in Patent Document 1, for example. In Patent Document 1, the secondary battery is described as a storage battery.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-182675
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in vehicles such as automobiles, there are cases where it is necessary to continue driving with high output, such as when traveling uphill or starting. However, when performing control to generate power in accordance with the amount of charge of the secondary battery, when the secondary battery is charged at 100% or a value close to it, the above-described operation with high output is continued. Then, the operation with high output is continuously performed only by the electric power from the secondary battery.
[0006]
Therefore, when charging the secondary battery from the fuel cell, the power supplied from the fuel cell to the secondary battery is not all stored in the secondary battery. Only the electric power indicated by the product of the charge / discharge efficiency of the secondary battery is stored. That is, in order to obtain a unit power amount from the secondary battery, it is necessary to generate in advance an amount of power obtained as a product of the unit power amount and the reciprocal of the charge / discharge efficiency by the fuel cell.
[0007]
In other words, when control is performed to generate power only according to the amount of charge of the secondary battery, the electric power generated by the fuel cell is directly supplied to the vehicle by continuously performing the operation with high output only by the power from the secondary battery. Compared to the case of using for traveling, it is necessary to generate a large amount of electric power by the fuel cell, which may cause a problem of causing a reduction in fuel consumption.
[0008]
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, the fuel cell system of the present invention comprises a fuel cell, a power storage means charged by the fuel cell, and a power generation control means for performing control to intermittently operate the fuel cell according to the charge amount of the power storage means, A fuel cell system mounted on a vehicle, wherein the power generation control means generates power regardless of the amount of charge of the power storage means when it is determined that traveling at a high load is continued. It is characterized by controlling.
[0010]
If this is the case, when the power generation control means determines that traveling at a high load requiring high output is continued, the fuel cell is configured to generate power regardless of the amount of charge of the power storage means. The generated electric power can be directly used for traveling. Accordingly, it is possible to suppress a reduction in fuel consumption due to a high output operation using only the electric power from the power storage means.
[0011]
As a preferred embodiment of such control, there is provided a speed control state detection means for detecting an operation amount or an operation speed of a speed control means for controlling the traveling speed provided in the vehicle, and a vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed. At the same time, when the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is below a predetermined value and the operation amount or operating speed of the speed control means detected by the speed control operation detecting means is equal to or higher than the predetermined value, traveling at a high load is performed. The thing which determines that it is continued is mentioned. This is because when high-power driving is required, for example, when starting from a parked state or when driving on a steep uphill, the vehicle speed is low and the operation amount of the speed control means is often large. Note that the speed control means is a concept that includes all the functions having a function of controlling the traveling speed of the vehicle, such as an accelerator pedal provided in an automobile.
[0012]
As a desirable aspect for further enhancing the effect of suppressing the reduction in fuel consumption as described above, when the vehicle includes an electric motor and a transmission that changes the rotation of the electric motor, and the transmission is in a state of moving the vehicle backward, Examples of the power generation control means include one that prohibits the fuel cell from generating power regardless of the amount of charge. It is very rare that the vehicle reverses continuously for a long time, and the state that requires high output for the reverse of the vehicle is also rarely performed continuously for a long time. In this case, unnecessary power generation can be prevented by prohibiting the fuel cell from generating power regardless of the conditions regarding the operation of the vehicle speed and speed control means and the amount of charge.
[0013]
In addition, as a suitable aspect for improving fuel efficiency in a mode in which the fuel cell generates power at a predetermined output higher than the constant output when it is detected that traveling at a high load is continued, a fuel cell, Power storage means charged by the fuel cell, and power generation control means for controlling the power generation of the fuel cell so that the output is always constant and controlling the fuel cell to operate intermittently according to the charge amount of the power storage means. Equipped with an electric motor and a transmission that shifts the rotation of the electric motor, and when the power generation control means determines that the traveling at a high load is continued, the fuel cell is higher than the constant output In the fuel cell system in which the power generation control means performs control so as to generate power at a predetermined output, and the transmission is in a state of moving the vehicle backward, the power generation control means continues running at a high load. Include those wherein the performing control such that the fuel cell even when it is determined the Rukoto prohibits the power generation at the predetermined output. It is very rare that the vehicle reverses continuously for a long time, and when the vehicle reverses, the state that requires high output continues for a long time. This is because by prohibiting power generation at the predetermined output, unnecessary high output power generation can be prevented.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
The fuel cell system S according to the present embodiment is mounted on a vehicle, particularly an automobile. As shown in FIG. 1, the fuel cell system S is a hydrogen that is a means for storing hydrogen gas that is a hydrogen-containing gas necessary for power generation. The temperature of the gas tank 2, the compressor 3 that is an air supply means that is an oxygen-containing gas, the secondary battery 4 that is a power storage means, the control device 5 that is a power generation control means that performs various controls associated with power generation, and the temperature of the fuel cell 1 are adjusted. A temperature control device TC and the like are provided. The fuel cell system S includes a motor as an electric motor for driving a vehicle, a traveling device M including a continuously variable transmission for changing the rotation of the motor, an electromagnetic valve for controlling the fuel cell 1, a fan motor, and an electric motor. Electric equipment such as a compressor 3 of the type is used as a load. Further, in this fuel cell system S, basically, the fuel cell 1 does not change the power generation amount following the load, but the rating which is constant output by the control device 5 so that the power generation amount has the best power generation efficiency. Control is performed to generate power at output E0. Details of the control by the control device 5 will be described later. The fuel cell system S can also be used for vehicles other than automobiles such as locomotives used for railways.
[0016]
As the fuel cell 1, those widely known in this field can be used. For example, a plurality of cells in which a positive electrode part and a negative electrode part are arranged in close contact with an ion exchange membrane as an electrolysis part are connected in series. The stack is housed in a housing so that hydrogen gas and air can be supplied to the stack at a predetermined pressure.
[0017]
Specifically, hydrogen gas is supplied from the hydrogen gas tank 2 to the fuel cell 1 through the regulator RG at a predetermined pressure. The hydrogen gas supplied into the fuel cell 1 is guided to the negative electrode portion of each cell. On the other hand, air is supplied to the fuel cell 1 through the compressor 3 at a predetermined pressure. And the air supplied in the fuel cell 1 is guided to the positive electrode part of each cell. The hydrogen guided to the negative electrode portion of each cell reacts with oxygen in the air guided to the positive electrode portion of each cell to generate power. The current from the fuel cell 1 is supplied to a load such as the traveling device M.
[0018]
Excess air other than that which contributed to power generation, that is, exhaust oxygen-containing gas is not circulated, and is substantially outside the fuel cell 1 from the exhaust oxygen-containing gas discharge path P4 via the exhaust pipe P5 together with substantially the total amount of water generated by power generation. To be discharged. On the other hand, the exhaust hydrogen-containing gas which is the surplus hydrogen gas remaining without reacting is discharged from the fuel cell 1 through the exhaust hydrogen-containing gas discharge path P2 provided in communication with the fuel cell 1. From the exhaust hydrogen-containing gas discharge path P2, not only the exhaust hydrogen-containing gas but also water adhering to the negative electrode portion through the ion exchange membrane is discharged. In the exhaust hydrogen-containing gas discharge path P2, a discharge control valve B1 composed of an electromagnetic valve is provided. The exhaust hydrogen-containing gas discharge path P2 is connected to the diluter 6, and the exhaust hydrogen-containing gas that has passed through the discharge control valve B1 is discharged to the diluter 6. Further, a dilution air supply path P6 is branched from the upstream side of the pressure regulating valve B2 of the exhaust oxygen-containing gas discharge path P4, and the other end of the dilution air supply path P6 is also communicated with the diluter 6. ing. The exhaust hydrogen-containing gas and the exhaust oxygen-containing gas are mixed in the diluter 6, and the exhaust hydrogen-containing gas having a reduced hydrogen concentration is discharged outside the vehicle through the exhaust pipe P5.
[0019]
The secondary battery 4 is charged by the fuel cell 1 and charged by receiving a regenerative current generated when the motor performs regenerative power generation when the vehicle is decelerated or travels downhill. The The vehicle normally travels with the electric power from the secondary battery 4 and is configured to replenish the shortage with the fuel cell 1 when the electric power is insufficient. That is, the fuel cell 1 of the fuel cell system S according to this embodiment does not always generate power while the vehicle is running, but intermittently generates power as necessary. The output control of the secondary battery 4 or the entire fuel cell system S, the start and end control of power generation of the fuel cell 1, and the control of charging from the fuel cell 1 to the secondary battery 4 are performed by the control means 5. Details thereof will be described later.
[0020]
Furthermore, in this embodiment, the motor is connected to a traveling mechanism for actually traveling the vehicle via a transmission. This transmission has various operating states such as an operating state in which the vehicle is moved backward (hereinafter referred to as R range), and the operating state is switched by a shift lever 7 shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 2, a lever position detector 61 for detecting the position of the shift lever 7 is provided, and the operating state is switched based on the detected position of the shift lever 7. In other words, the lever position detector 61 has a function as an operating state detecting means for detecting the operating state of the transmission. Further, the lever position detector 61 only needs to function as the operating state detection means, and may be, for example, a mechanical switch that outputs a contact signal. The transmission may be of any configuration such as a continuously variable transmission (CVT) or an automatic transmission with a torque converter.
[0021]
The control device 5 is mainly composed of a microcomputer system including at least a CPU 51, an internal memory 52, an input interface 53, and an output interface 54, and is a DC-DC converter for controlling energization to a load of the traveling device M or the like. (Hereinafter referred to as a converter) and an inverter (both not shown). As shown in FIG. 2, the input interface 53 includes the lever position detector 61, an accelerator state detector 62 that is provided in an accelerator pedal that is speed control means, and detects the amount of operation of the accelerator pedal, and travel of the vehicle A vehicle speed detector 63 or the like for detecting the speed is connected, and signals input from these are received. On the other hand, the compressor 3, the transmission, and the like are connected to the output interface 54, and cooperate with the CPU 51 and the like according to a program stored in the internal memory 52 based on a signal received by the input sensor 53. These controls are performed. The accelerator state detector 62 functions as speed control state detection means in the claims, and the vehicle speed detector 63 functions as vehicle speed detection means in the claims.
[0022]
The converter controls power generation of the fuel cell 1 and also controls charge / discharge of the secondary battery 4. That is, the fuel cell 1 generates power when the current output from the fuel cell 1 by the converter flows to the load. Moreover, the secondary battery 4 is charged when the converter inputs the regenerative current from the motor to the secondary battery 4.
[0023]
The example of the specific control which the control apparatus 5 performs below is shown.
[0024]
First, the control device 5 generates a required output that is a power generation amount required for the load and a motor output that is an output required for the motor, according to the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator state detector 62. While calculating using the output table mentioned later, it controls so that the output as the fuel cell system S becomes the said request | requirement output. That is, at the time of power generation by the fuel cell 1, the sum of the output of the fuel cell 1 and the output from the secondary battery 4 or the difference in the amount of charge from the output of the fuel cell 1 and the secondary battery 4 becomes the required output. Then, the fuel cell system S as a whole is controlled so as to supply a current having a magnitude corresponding to the required output to the load. On the other hand, when the fuel cell 1 does not generate power, control is performed so that a current having a magnitude corresponding to the required output is supplied from the secondary battery 4 to the load. Further, the reduction ratio of the continuously variable transmission is controlled so as to change the torque amount according to the required output. Further, the inverter performs control so that a current having a magnitude corresponding to the motor output is supplied to the motor.
[0025]
The output table is a table in which a required output and a motor output are set using the operation amount of the accelerator pedal as a parameter, and is provided in the control device 5. In this output table, a required output and a motor output are set for a representative accelerator pedal operation amount, and a required output and a motor output for the other accelerator pedal operation amounts are calculated by interpolation calculation.
[0026]
In addition, the control device 5 performs control so that the fuel cell 1 always generates power at the rated output E0, which is a constant output at which power generation is most efficient. That is, the control device 5 controls the compressor 3 to keep the air supply amount constant. The supply amount of air is stored in the control device 5 in advance. When the required output is less than the rated output E0, the secondary battery 4 is charged while generating power. On the other hand, when the required output exceeds the rated output E0, the secondary battery 4 discharges and supplies the required output as the fuel cell system S as a whole. Further, when the charge amount of the secondary battery 4 becomes equal to or greater than a predetermined power generation stop determination value while the fuel cell 1 is generating power, the fuel cell 1 stops generating power and the power from the secondary battery 4 is Control to run only. When the amount of charge of the secondary battery 4 falls below a predetermined power generation restart determination value lower than the power generation stop determination value in a state where the fuel cell 1 stops power generation, the fuel cell 1 restarts power generation, Control is performed so that the secondary battery 4 is charged. That is, control is performed so that the fuel cell 1 generates power intermittently as necessary. By performing control in this way, the power generation efficiency of the fuel cell system S can be maximized. Note that the power generation stoppage determination value is preferably a value in the vicinity of 100%. By setting in this way, it is possible to charge the secondary battery 4 to near 100%, and thus it is possible to suppress the occurrence of problems that make running difficult due to the secondary battery 4 being out of charge.
[0027]
Thus, in the present embodiment, the control device 5 performs control so that the fuel cell 1 generates power regardless of the amount of charge of the secondary battery 4 when it is determined that traveling at a high load is continued.
[0028]
Specifically, it is determined based on the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator state detector 62 and the vehicle speed detected by the vehicle speed detector 63 that the traveling at a high load is continued. That is, when the accelerator pedal operation amount detected by the accelerator state detector 62 is equal to or greater than a predetermined value and the vehicle speed detected by the vehicle speed detector 63 is equal to or less than a predetermined speed, traveling at a high load is performed. It is determined that it will continue. Note that the accelerator state detector 62 may detect the operation speed of the accelerator pedal instead of the operation amount of the accelerator pedal. This is because when the driver of the vehicle operates the accelerator pedal to obtain a high output, the accelerator pedal is often operated rapidly in the direction of accelerating the vehicle. An effect similar to the aspect of determining that traveling at a high load is continued according to the operation amount of the pedal is obtained.
[0029]
On the other hand, when the transmission is in a state of moving the vehicle backward, that is, when the lever position detector 61 detects that the shift lever 7 is in the R range, the control device 5 controls the fuel cell 1. Do not perform control to start power generation.
[0030]
Specific control performed by the control device 5 will be described below with reference to FIG. 3 which is a flowchart and FIG. 4 which is an operation diagram.
[0031]
In step ST11, it is determined whether or not the transmission is in a state of moving the vehicle backward, specifically, whether or not the lever position detector 61 detects that the shift lever 7 is in the R range. If it is determined in step ST11 that the lever position detector 61 detects that the shift lever 7 is in the R range, the process proceeds to step ST14. On the other hand, if not, the process proceeds to step ST12.
[0032]
In step ST12, it is determined whether or not the vehicle speed detected by the vehicle speed detector 63 is equal to or lower than a predetermined speed. If it is determined in step ST12 that the vehicle speed detected by the vehicle speed detector 63 is equal to or lower than the predetermined speed, the process proceeds to step ST13. On the other hand, if not, the process proceeds to step ST14.
[0033]
In step ST13, it is determined whether or not the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator state detector 62 is equal to or greater than a predetermined value. If it is determined in step ST13 that the accelerator pedal operation amount detected by the accelerator state detector 62 is greater than or equal to a predetermined value, the process proceeds to step ST15. On the other hand, if not, the process proceeds to step ST14.
[0034]
In step ST14, it is determined whether or not the charge amount of the secondary battery 4 is equal to or greater than the power generation stop determination value. If it is determined in step ST14 that the charge amount of the secondary battery 4 is equal to or greater than the power generation stop determination value, the process proceeds to step ST16. On the other hand, if not, the process proceeds to step ST15.
[0035]
In step ST15, control for starting power generation by the fuel cell 1, that is, supplying air to the fuel cell 1 via the compressor 3, and a current generated during the reaction between hydrogen from the hydrogen gas tank 2 and oxygen in the air. Is controlled to supply to the load.
[0036]
In step ST16, control for prohibiting power generation by the fuel cell 1, that is, control for prohibiting supply of a current generated during the reaction between hydrogen and oxygen in the air to the load is performed.
[0037]
By performing the control as described above, the lever position detector 61 detects that the transmission is not in a state of moving the vehicle backward, that is, the shift lever 7 is outside the R range, and the vehicle speed detector It is determined that the vehicle speed detected by 63 is equal to or lower than a predetermined speed and the accelerator pedal operation amount detected by the accelerator state detector 62 is equal to or higher than a predetermined value, that is, traveling under a high load is continued. In this case, power generation by the fuel cell 1 is started, so that necessary power can be directly supplied from the fuel cell 1 and fuel consumption can be improved.
[0038]
On the other hand, when the lever position detector 61 detects that the transmission is in a state of moving the vehicle backward, that is, that the shift lever 7 is in the R range, the travel at high load is continued. Since the power generation by the fuel cell 1 is not started even if the condition to be determined is satisfied, it is possible to prevent the fuel cell 1 from generating power and consuming the fuel for the reverse travel for a short time.
[0039]
In addition, you may perform the determination that driving | running | working with a high load is continued by methods other than having used for embodiment mentioned above. For example, a reduction ratio detection unit that detects a reduction ratio of the transmission is provided, and if the reduction ratio detected by the reduction ratio detection unit is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that traveling at a high load is continued. Good. This is because the transmission operates at a high reduction ratio so as to obtain a large torque when continuously running at a high load, such as when starting or running uphill.
[0040]
In the above-described embodiment, when an automatic transmission is used as the transmission, even if the transmission is in a state of moving the vehicle backward, that is, the lever position detector detects that the shift lever is in the R range. However, when the position immediately before the shift lever is switched to the R range is the P range, that is, when the vehicle moves backward after the fuel cell system and the motor (motor) are completely stopped, the fuel cell. You may make it perform control which starts electric power generation. When the parked vehicle is moved backward once and then started, the operation of switching the shift lever from the P range directly to the R range is first performed by the person who drives the vehicle. In such a case, This is because traveling at a high load is continuously performed after the vehicle is moving backward.
[0041]
In addition, this invention can take not only 1st Embodiment mentioned above but various embodiments.
[0042]
The second embodiment of the present invention will be described below. In addition, the same name and code | symbol are attached | subjected to the site | part etc. corresponding to 1st Embodiment mentioned above.
[0043]
The fuel cell system according to the present embodiment has the same configuration as that in the first embodiment. That is, the fuel cell 1, which is mounted on a vehicle, particularly an automobile, a hydrogen gas tank 2 which is a storage means for hydrogen gas which is a hydrogen-containing gas necessary for power generation, and a compressor 3 which is a supply means for air which is an oxygen-containing gas. , A secondary battery 4 that is a power storage means, a control device 5 that is a power generation control means that performs various controls associated with power generation, a temperature control device TC that adjusts the temperature of the fuel cell 1, and the like. This fuel cell system S includes a traveling device M including a motor as a motor for driving a vehicle and a transmission for shifting the rotation of the motor, an electromagnetic valve for controlling the fuel cell 1, a fan motor, and an electric type. The electric equipment such as the compressor 3 is used as a load. Further, in this fuel cell system S, basically, the fuel cell 1 does not change the power generation amount following the load, but the rating which is constant output by the control device 5 so that the power generation amount has the best power generation efficiency. Controlled to generate electricity at output. Details of the control by the control device 5 will be described later. The fuel cell system S can also be used for vehicles other than automobiles such as locomotives used for railways.
[0044]
The specific configurations of the fuel cell 1, the hydrogen gas tank 2, the compressor 3, the secondary battery 4, the control device 5, and the temperature control device TC are also the same as those in the first embodiment described above. Description is omitted.
[0045]
Also in the present embodiment, the control device 5 always performs control to generate power at the rated output E0, which is a constant output for the fuel cell 1 to generate power most efficiently. That is, the compressor 3 is controlled to keep the air supply amount constant. The air supply amount is stored in the control device 5 in advance. Further, the temperature controller TC is controlled to keep the temperature of the fuel cell 1 constant. When the total power consumption of the load is less than the rated output E0, the secondary battery 4 is charged while generating power. Further, when the total power consumption of the load exceeds the rated output E0, the shortage output from the secondary battery 4 is supplemented. Further, when the charge amount of the secondary battery 4 is equal to or greater than a predetermined value, the power generation is stopped and the vehicle travels only with the electric power from the secondary battery 4. That is, control is performed so that the fuel cell 1 generates power intermittently as necessary. By performing control in this way, the power generation efficiency of the fuel cell system S can be maximized.
[0046]
Further, when the control device 5 determines that traveling under a high load is continued, that is, the vehicle speed detected by the vehicle speed detector 63 is equal to or lower than a predetermined speed, and the accelerator state detector 62 detects the vehicle speed. When the operation amount of the accelerator pedal is equal to or greater than a predetermined value, control is also performed so that the fuel cell 1 generates power at a predetermined output E1 higher than the rated output E0. Even in this embodiment, even if it is determined that traveling at a high load is continued by another method, such as detecting that the transmission is operating at a high reduction ratio, for example. Good.
[0047]
Therefore, in the present embodiment, even when the control device 5 determines that the traveling at a high load is continued, when the transmission is in a state of moving the vehicle backward, specifically, the lever position is determined. When it is detected by the detector 61 that the shift lever 7 is in the R range, no control is performed to cause the fuel cell 1 to generate power at a predetermined output E1 higher than the rated output E0. The fuel cell 1 is caused to generate power at the rated output E0.
[0048]
A specific flow of control performed by the control device 5 is shown below.
[0049]
In step ST21, the control device 5 determines whether or not traveling with a high load is continued. If it is determined in step ST21 that traveling at a high load is continued, the process proceeds to step ST22. On the other hand, if not, the process proceeds to step ST23.
[0050]
In step ST22, it is determined whether or not the transmission is in a state of moving the vehicle backward, that is, whether or not the lever position detector 61 detects that the shift lever 7 is in the R range. If it is determined in step ST22 that the shift lever 7 is in the R range, the process proceeds to step ST23. On the other hand, when that is not right, it progresses to step ST24.
[0051]
In step ST23, the fuel cell 1 is controlled to generate power at the rated output E0.
[0052]
In step ST24, control is performed to cause the fuel cell 1 to generate power at the predetermined output E1 higher than the rated output E0.
[0053]
By performing such control, when the transmission is in a state of moving the vehicle backward, that is, when the shift lever 7 is in the R range, the condition indicating that the traveling at high load is continued is satisfied. However, since power generation with high output is not performed, high-power power generation is performed only during a short reverse drive, and the occurrence of a problem that fuel is unnecessarily consumed can be suppressed.
[0054]
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above.
[0055]
For example, in the same fuel cell system, the control performed by the control device 5 in the first embodiment and the control performed by the control device 5 in the second embodiment may be performed together.
[0056]
In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0057]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0058]
That is, in the fuel cell system of the present invention, when it is detected that traveling at a high load is continued, the fuel cell starts power generation regardless of the amount of charge of the power storage means. Electric power can be used directly for driving. Accordingly, it is possible to suppress a reduction in fuel consumption due to a high output operation using only the electric power from the power storage means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a control device of the fuel cell system according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of control performed by the control device of the fuel cell system according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of control performed by the control device of the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention when the automatic transmission is operating in the power mode.
[Explanation of symbols]
S ... Fuel cell system 1 ... Fuel cell 4 ... Secondary battery (power storage means)
5. Control device (power generation control means)
62 ... Accelerator state detector (speed control state detecting means)
63 ... Vehicle speed detector (vehicle speed detection means)
